JP2015188034A - Manufacturing method of light-emitting device, light-emitting device, and projector - Google Patents

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邦彦 青柳
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a light-emitting device excellent in heat dissipation, a highly reliable light-emitting device obtained by the same, and a projector.SOLUTION: The manufacturing method of a light-emitting device 100 includes: a first bonding layer forming step of filling a recess 40 of a substrate 20 with a first conductive paste 310, sintering the first conductive paste 310, and forming a first bonding layer 31; and a second bonding layer forming step of forming a second bonding layer 32 that bonds the first bonding layer 31 and a semiconductor light emitting element 10 by interposing a second conductive paste 320 between the first bonding layer 31 and the semiconductor light emitting element 10, and sintering the second conductive paste 320.

Description

本発明は、発光装置の製造方法、発光装置およびプロジェクターに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a light emitting device, a light emitting device, and a projector.

近年、半導体発光素子の開発が精力的に行われてきている。具体的な半導体発光素子としては、半導体レーザー(Laser Diode)、スーパールミネッセントダイオード(Super Luminescent Diode、以下「SLD」ともいう)、LED(Light Emitting Diode)等が知られている。   In recent years, development of semiconductor light emitting devices has been energetically performed. As specific semiconductor light-emitting elements, a semiconductor laser (Laser Diode), a super luminescent diode (hereinafter also referred to as “SLD”), an LED (Light Emitting Diode), and the like are known.

このような半導体発光素子を備えている発光装置では、半導体発光素子の熱を効率的に放熱することを目的として、半導体発光素子を銅ベース等の支持基板に実装する(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の発光装置では、Cu基板と半導体発光素子とが、Agナノ粒子の焼結体である接合層を介して接合されている。このような接合層によれば熱伝導性を高めることができ、接合層を介して半導体発光素子の熱を効率的にCu基板に伝達することができると考えられている。   In a light emitting device including such a semiconductor light emitting element, the semiconductor light emitting element is mounted on a support substrate such as a copper base for the purpose of efficiently radiating the heat of the semiconductor light emitting element (see, for example, Patent Document 1). ). In the light emitting device described in Patent Literature 1, the Cu substrate and the semiconductor light emitting element are bonded via a bonding layer that is a sintered body of Ag nanoparticles. According to such a bonding layer, it is considered that the thermal conductivity can be increased and the heat of the semiconductor light emitting device can be efficiently transmitted to the Cu substrate via the bonding layer.

特開2008−311371号公報JP 2008-31371 A

しかしながら、特許文献1に記載の発光装置では、Cu基板の接合面が平坦面であるため、Cu基板と接合層との接触面積を十分に広くすることができない。そのため、特に半導体発光素子の発熱量が大きい場合には、接合層を介したCu基板への熱の伝達が不十分となり、半導体発光素子の放熱機能を十分に発揮することができないという問題がある。   However, in the light emitting device described in Patent Document 1, since the bonding surface of the Cu substrate is a flat surface, the contact area between the Cu substrate and the bonding layer cannot be sufficiently widened. Therefore, particularly when the amount of heat generated by the semiconductor light emitting element is large, heat transfer to the Cu substrate through the bonding layer becomes insufficient, and there is a problem that the heat radiation function of the semiconductor light emitting element cannot be fully exhibited. .

本発明は、放熱性に優れる発光装置の製造方法、この製造方法により得られる信頼性の高い発光装置およびプロジェクターを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a light-emitting device having excellent heat dissipation, and a highly reliable light-emitting device and projector obtained by this manufacturing method.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の発光装置の製造方法は、凹部を有する基板の前記凹部に第1導電性ペーストを充填し、前記第1導電性ペーストを焼結して第1接合層を形成する第1接合層形成工程と、
前記第1接合層と半導体発光素子との間に第2導電性ペーストを介在させ、前記第2導電性ペーストを焼結して前記第1接合層と前記半導体発光素子とを接合する第2接合層を形成する第2接合層形成工程と、を有することを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
In the method for manufacturing a light emitting device of the present invention, a first bonding layer is formed by filling a first conductive paste in the concave portion of a substrate having a concave portion, and sintering the first conductive paste to form a first bonding layer. Process,
A second junction in which a second conductive paste is interposed between the first bonding layer and the semiconductor light emitting element, and the second conductive paste is sintered to bond the first bonding layer and the semiconductor light emitting element. And a second bonding layer forming step of forming a layer.

このように、基板に凹部を設けてこの凹部内に第1接合層を充填するように形成することで、接合層を介して半導体発光素子の熱を効率的に基板に伝達することができる。そのため、放熱性に優れる発光装置が得られる。   Thus, by providing the substrate with a recess and forming the recess so as to fill the first bonding layer, the heat of the semiconductor light emitting element can be efficiently transmitted to the substrate through the bonding layer. Therefore, a light emitting device with excellent heat dissipation can be obtained.

本発明の発光装置の製造方法では、前記第2接合層形成工程に先立って、前記半導体発光素子に第3導電性ペーストを塗布し、前記第3導電性ペーストを焼結して第3接合層を形成する第3接合層形成工程を有し、
前記第2接合層形成工程では、前記第2接合層は、前記第3接合層と接合されることが好ましい。
In the method for manufacturing a light emitting device of the present invention, prior to the second bonding layer forming step, a third conductive paste is applied to the semiconductor light emitting element, and the third conductive paste is sintered to form a third bonding layer. A third bonding layer forming step of forming
In the second bonding layer forming step, the second bonding layer is preferably bonded to the third bonding layer.

これにより、半導体発光素子と第2接合層との間にボイド(気泡)等の欠陥部分を少なくし接合面積を確保することができるので、半導体素子からの熱をより確実に基板に伝えることが可能となり、放熱性が向上する。   As a result, a defective area such as a void (bubble) can be reduced between the semiconductor light emitting element and the second bonding layer, and a bonding area can be secured, so that heat from the semiconductor element can be more reliably transmitted to the substrate. It becomes possible and heat dissipation improves.

本発明の発光装置の製造方法では、前記第2接合層形成工程に先立って、前記第3接合層の表面を研磨する第3接合層研磨工程を有していることが好ましい。
これにより、基板と半導体発光素子との接合面積を確保することができる。
The light emitting device manufacturing method of the present invention preferably includes a third bonding layer polishing step of polishing the surface of the third bonding layer prior to the second bonding layer forming step.
Thereby, the junction area of a board | substrate and a semiconductor light-emitting device is securable.

本発明の発光装置の製造方法では、前記第1導電性ペースト、前記第2導電性ペースト、および第3導電性ペーストは、粒径が1nm以上、100nm以下の金属粒子を含んでいることが好ましい。   In the method for manufacturing a light emitting device of the present invention, it is preferable that the first conductive paste, the second conductive paste, and the third conductive paste contain metal particles having a particle size of 1 nm or more and 100 nm or less. .

これにより、第2導電性ペーストの融着温度を低く抑えることができるので、熱ダメージを低減しつつ基板と半導体発光素子とを接合することができる。   Thereby, since the fusion | melting temperature of a 2nd conductive paste can be restrained low, a board | substrate and a semiconductor light-emitting element can be joined, reducing a thermal damage.

本発明の発光装置の製造方法では、前記第1接合層形成工程において、前記凹部の表面には金属層が設けられていることが好ましい。   In the method for manufacturing a light emitting device of the present invention, it is preferable that a metal layer is provided on a surface of the recess in the first bonding layer forming step.

これにより、基板と第1接合層との密着性を高めることができる。   Thereby, the adhesiveness of a board | substrate and a 1st joining layer can be improved.

本発明の発光装置の製造方法では、前記凹部の側面は、前記基板の厚さ方向に対して傾斜する傾斜面であることが好ましい。   In the method for manufacturing a light emitting device of the present invention, it is preferable that the side surface of the recess is an inclined surface that is inclined with respect to the thickness direction of the substrate.

これにより、凹部に第1導電性ペーストを充填し易くなり、例えば、ボイドの発生を効果的に抑制することができる。   Thereby, it becomes easy to fill the concave portion with the first conductive paste, and for example, generation of voids can be effectively suppressed.

本発明の発光装置の製造方法では、前記第2接合層形成工程に先立って、前記第1接合層の表面を研磨する第1接合層研磨工程を有していることが好ましい。
これにより、基板と半導体発光素子との接合面積を確保することができる。
The method for manufacturing a light emitting device of the present invention preferably includes a first bonding layer polishing step of polishing the surface of the first bonding layer prior to the second bonding layer forming step.
Thereby, the junction area of a board | substrate and a semiconductor light-emitting device is securable.

本発明の発光装置の製造方法では、前記凹部は、第1部分と、前記第1部分に接続されており、前記第1部分よりも幅の小さい第2部分と、を有し、
前記第1接合層形成工程では、前記第1部分を介して前記凹部に前記第1導電性ペーストを流し込むことが好ましい。
In the method for manufacturing a light emitting device of the present invention, the concave portion includes a first portion and a second portion connected to the first portion and having a width smaller than the first portion,
In the first bonding layer forming step, it is preferable that the first conductive paste is poured into the concave portion through the first portion.

これにより、例えば、毛細管現象によって第2部分へも第1導電性ペーストを充填することができる。このように毛細管現象を用いることで、第2部分でのボイドの発生をより効果的に抑制することができる。   Thereby, for example, the first conductive paste can be filled into the second portion by capillary action. By using the capillary phenomenon in this way, generation of voids in the second portion can be more effectively suppressed.

本発明の発光装置は、本発明の発光装置の製造方法によって製造されることを特徴とする。
これにより、放熱性が高く、信頼性の高い発光装置が得られる。
The light emitting device of the present invention is manufactured by the method for manufacturing a light emitting device of the present invention.
As a result, a light emitting device with high heat dissipation and high reliability can be obtained.

本発明のプロジェクターは、本発明の発光装置と、
前記発光装置から出射された光を、画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、を含むことを特徴とする。
これにより、信頼性の高いプロジェクターが得られる。
The projector of the present invention includes a light emitting device of the present invention,
A light modulation device that modulates light emitted from the light emitting device according to image information;
And a projection device that projects an image formed by the light modulation device.
Thereby, a highly reliable projector is obtained.

本発明の第1実施形態に係る発光装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the light-emitting device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1に示す発光装置が有する半導体発光素子を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the semiconductor light-emitting device which the light-emitting device shown in FIG. 1 has. 図2中のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. 図1に示す発光装置の製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light-emitting device shown in FIG. 図1に示す発光装置の製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light-emitting device shown in FIG. 図1に示す発光装置の製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light-emitting device shown in FIG. 本発明の第2実施形態に係る発光装置が有する基板を示す図であり、(a)が平面図、(b)が(a)中のB−B線断面図である。It is a figure which shows the board | substrate which the light-emitting device concerning 2nd Embodiment of this invention has, (a) is a top view, (b) is a BB sectional drawing in (a). 本発明の第3実施形態に係る発光装置が有する基板を示す図であり、(a)が平面図、(b)が(a)中のC−C線断面図である。It is a figure which shows the board | substrate which the light-emitting device concerning 3rd Embodiment of this invention has, (a) is a top view, (b) is CC sectional view taken on the line in (a). 図8に示す基板の凹部への第1導電性ペーストの供給方法を示す平面図である。It is a top view which shows the supply method of the 1st electroconductive paste to the recessed part of the board | substrate shown in FIG. 図8に示す基板の変形例を示す平面図および断面図である。It is the top view and sectional drawing which show the modification of the board | substrate shown in FIG. 本発明のプロジェクターの光学系の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the optical system of the projector of this invention.

以下、本発明の発光装置の製造方法、発光装置およびプロジェクターを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, a method for manufacturing a light emitting device, a light emitting device, and a projector of the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

1.発光装置・発光装置の製造方法
<第1実施形態>
まず、第1実施形態に係る発光装置およびその製造方法について説明する。
1. Light Emitting Device / Method of Manufacturing Light Emitting Device <First Embodiment>
First, the light emitting device and the manufacturing method thereof according to the first embodiment will be described.

図1は、本発明の第1実施形態に係る発光装置を示す断面図である。図2は、図1に示す発光装置が有する半導体発光素子を模式的に示す平面図である。図3は、図2中のA−A線断面図である。図4ないし図6は、それぞれ、図1に示す発光装置の製造方法を説明するための断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a light emitting device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view schematically showing a semiconductor light emitting element included in the light emitting device shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 4 to 6 are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the light emitting device shown in FIG.

≪発光装置≫
図1に示す発光装置100は、半導体発光素子10と、基板20と、これらを接合する接合層30と、を有している。以下、半導体発光素子10、基板20および接合層30について順次説明する。
≪Light emitting device≫
A light-emitting device 100 illustrated in FIG. 1 includes a semiconductor light-emitting element 10, a substrate 20, and a bonding layer 30 that bonds them. Hereinafter, the semiconductor light emitting device 10, the substrate 20, and the bonding layer 30 will be sequentially described.

−半導体発光素子−
半導体発光素子10は、SLD(スーパールミネッセントダイオード)である。SLDは、例えば、半導体レーザーに比べてスペックルノイズを低減することができ、かつLEDに比べて高出力化を図ることができるため、例えば、発光装置100をプロジェクター等の光源に用いる場合に好適である。ただし、半導体発光素子10としては、SLDに限定されず、例えば、半導体レーザー、LEDであってもよい。
-Semiconductor light emitting device-
The semiconductor light emitting device 10 is an SLD (super luminescent diode). For example, the SLD can reduce speckle noise compared to a semiconductor laser and can achieve higher output than an LED. Therefore, the SLD is suitable, for example, when the light emitting device 100 is used as a light source such as a projector. It is. However, the semiconductor light emitting element 10 is not limited to the SLD, and may be, for example, a semiconductor laser or an LED.

図2および図3に示すように、半導体発光素子10は、基板102と、第1クラッド層104と、活性層106と、第2クラッド層108と、コンタクト層109と、第1電極112と、第2電極114と、絶縁部120とが積層した構成となっている。   2 and 3, the semiconductor light emitting device 10 includes a substrate 102, a first cladding layer 104, an active layer 106, a second cladding layer 108, a contact layer 109, a first electrode 112, The second electrode 114 and the insulating part 120 are stacked.

基板102としては、例えば、第1導電型(例えばn型)のGaAs基板などを用いることができる。   As the substrate 102, for example, a first conductivity type (for example, n-type) GaAs substrate or the like can be used.

第1クラッド層104は、基板102上に形成されている。第1クラッド層104としては、例えば、n型のInGaAlP層などを用いることができる。   The first cladding layer 104 is formed on the substrate 102. As the first cladding layer 104, for example, an n-type InGaAlP layer can be used.

活性層106は、第1クラッド層104上に形成されている。活性層106は、例えば、InGaPウェル層とInGaAlPバリア層とから構成される量子井戸構造を3つ重ねた多重量子井戸(MQW)構造を有することができる。本実施形態では、活性層106は、光出射部11が形成される第1側面131と、第1側面131に対して傾斜した第2側面132および第3側面133を有している。   The active layer 106 is formed on the first cladding layer 104. The active layer 106 can have, for example, a multiple quantum well (MQW) structure in which three quantum well structures each composed of an InGaP well layer and an InGaAlP barrier layer are stacked. In the present embodiment, the active layer 106 has a first side surface 131 on which the light emitting portion 11 is formed, and a second side surface 132 and a third side surface 133 that are inclined with respect to the first side surface 131.

活性層106の一部は、第1利得領域150、第2利得領域160および第3利得領域170を構成している。利得領域150、160、170は、光を発生させることができ、この光は、利得領域150、160、170内を利得を受けつつ導波することができる。   A part of the active layer 106 constitutes a first gain region 150, a second gain region 160, and a third gain region 170. The gain regions 150, 160, and 170 can generate light, and the light can be guided through the gain regions 150, 160, and 170 while receiving gain.

第1利得領域150は、第2側面132から第3側面133まで設けられており、第1側面131に対して平行に設けられている。また、第2利得領域160は、第2側面132から第1側面131まで設けられており、第2側面132において、第1利得領域150と重なっている。また、第3利得領域170は、第3側面133から第1側面131まで設けられており、第3側面133において、第1利得領域150と重なっている。   The first gain region 150 is provided from the second side surface 132 to the third side surface 133, and is provided in parallel to the first side surface 131. The second gain region 160 is provided from the second side surface 132 to the first side surface 131, and overlaps the first gain region 150 on the second side surface 132. The third gain region 170 is provided from the third side surface 133 to the first side surface 131, and overlaps the first gain region 150 on the third side surface 133.

利得領域150、160、170に発生する光において、第1側面131の反射率は、第2側面132の反射率および第3側面133の反射率より低い。これにより、第2利得領域160と第1側面131との接続部および第3利得領域170と第1側面131との接続部は、光出射部11となることができる。また、第2、第3側面132、133は、反射面となることができる。   In the light generated in the gain regions 150, 160, and 170, the reflectance of the first side surface 131 is lower than the reflectance of the second side surface 132 and the reflectance of the third side surface 133. Thereby, the connection part between the second gain region 160 and the first side surface 131 and the connection part between the third gain region 170 and the first side surface 131 can be the light emitting part 11. Further, the second and third side surfaces 132 and 133 can be reflective surfaces.

利得領域160、170は、第1側面131の垂線Pに対して傾いて第1側面131に接続されている。これにより、第2利得領域160の第1側面131における端面と、第3利得領域170の第1側面131における端面との間で、利得領域150、160、170に発生する光を、直接的に多重反射させないことができる。その結果、直接的な共振器を構成させないことができるため、利得領域150、160、170に発生する光のレーザー発振を抑制または防止することができる。   The gain regions 160 and 170 are connected to the first side surface 131 while being inclined with respect to the normal line P of the first side surface 131. As a result, light generated in the gain regions 150, 160, 170 directly between the end surface of the first side surface 131 of the second gain region 160 and the end surface of the first side surface 131 of the third gain region 170 is directly Multiple reflections can be avoided. As a result, since a direct resonator cannot be configured, laser oscillation of light generated in the gain regions 150, 160, and 170 can be suppressed or prevented.

利得領域150、160、170は、利得領域群180を構成することができ、半導体発光素子10では、1つの利得領域群180が設けられている。なお利得領域群180の数は、特に限定されず、2つ以上であってもよい。   The gain regions 150, 160, and 170 can constitute a gain region group 180. In the semiconductor light emitting device 10, one gain region group 180 is provided. The number of gain region groups 180 is not particularly limited, and may be two or more.

第2クラッド層108は、活性層106上に形成されている。第2クラッド層108としては、例えば、第2導電型(例えばp型)のInGaAlP層などを用いることができる。例えば、p型の第2クラッド層108、不純物がドーピングされていない活性層106およびn型の第1クラッド層104により、pinダイオードが構成される。第1クラッド層104および第2クラッド層108の各々は、活性層106よりも禁制帯幅が大きく、屈折率が小さい層である。活性層106は、光を発生させ、かつ光を増幅しつつ導波させる機能を有する。第1クラッド層104および第2クラッド層108は、活性層106を挟んで、注入キャリア(電子および正孔)並びに光を閉じ込める機能(光の漏れを抑制する機能)を有する。   The second cladding layer 108 is formed on the active layer 106. As the second cladding layer 108, for example, a second conductivity type (for example, p-type) InGaAlP layer or the like can be used. For example, the p-type second cladding layer 108, the active layer 106 not doped with impurities, and the n-type first cladding layer 104 constitute a pin diode. Each of the first cladding layer 104 and the second cladding layer 108 is a layer having a larger forbidden band width and a smaller refractive index than the active layer 106. The active layer 106 has a function of generating light and guiding it while amplifying the light. The first cladding layer 104 and the second cladding layer 108 have a function of confining injected carriers (electrons and holes) and light (a function of suppressing light leakage) with the active layer 106 interposed therebetween.

半導体発光素子10は、第1電極112と第2電極114との間に、pinダイオードの順バイアス電圧を印加する(電流を注入する)と、活性層106に利得領域150、160、170を生じ、利得領域150、160、170において電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。この生じた光を起点として、連鎖的に誘導放出が起こり、利得領域150、160、170内で光の強度が増幅される。そして、強度が増幅された光は、光出射部11から光Lとして出射される。すなわち、半導体発光素子10は、端面発光型の半導体発光素子である。   In the semiconductor light emitting device 10, when a forward bias voltage of a pin diode is applied between the first electrode 112 and the second electrode 114 (current is injected), gain regions 150, 160, and 170 are generated in the active layer 106. In the gain regions 150, 160, and 170, recombination of electrons and holes occurs. This recombination causes light emission. With this generated light as a starting point, stimulated emission occurs in a chain, and the light intensity is amplified in the gain regions 150, 160, and 170. Then, the light whose intensity has been amplified is emitted as light L from the light emitting unit 11. That is, the semiconductor light emitting device 10 is an edge-emitting semiconductor light emitting device.

コンタクト層109と第2クラッド層108の一部とは、柱状部122を構成する。柱状部122の平面形状は、利得領域150、160、170の平面形状と同じである。すなわち、コンタクト層109の上面の平面形状は、利得領域150、160、170の平面形状と同じである。例えば、柱状部122の平面形状によって、第1、第2電極112、114間の電流経路が決定され、その結果、利得領域150、160、170の平面形状が決定される。   The contact layer 109 and a part of the second cladding layer 108 constitute a columnar portion 122. The planar shape of the columnar portion 122 is the same as the planar shape of the gain regions 150, 160, and 170. That is, the planar shape of the upper surface of the contact layer 109 is the same as the planar shape of the gain regions 150, 160, and 170. For example, the current path between the first and second electrodes 112 and 114 is determined by the planar shape of the columnar section 122, and as a result, the planar shape of the gain regions 150, 160, and 170 is determined.

絶縁部120は、第2クラッド層108上であって、柱状部122の側方に設けられている。絶縁部120としては、例えば、SiN層、SiO層、SiON層、Al層、ポリイミド層を用いることができる。絶縁部120として上記の材料を用いた場合、第1、第2電極112、114間の電流は、絶縁部120を避けて、該絶縁部120に挟まれた柱状部122を流れることができる。絶縁部120は、第2クラッド層108の屈折率よりも小さい屈折率を有している。この場合、絶縁部120を形成した部分の垂直断面の有効屈折率は、絶縁部120を形成しない部分、すなわち、柱状部122が形成された部分の垂直断面の有効屈折率よりも小さくなる。これにより、平面方向において、利得領域150、160、170内に効率良く光を閉じ込めることができる。 The insulating part 120 is provided on the second cladding layer 108 and on the side of the columnar part 122. As the insulating part 120, for example, a SiN layer, a SiO 2 layer, a SiON layer, an Al 2 O 3 layer, or a polyimide layer can be used. When the above-described material is used as the insulating part 120, the current between the first and second electrodes 112 and 114 can flow through the columnar part 122 sandwiched between the insulating parts 120, avoiding the insulating part 120. The insulating part 120 has a refractive index smaller than that of the second cladding layer 108. In this case, the effective refractive index of the vertical cross section of the portion where the insulating portion 120 is formed is smaller than the effective refractive index of the vertical cross section of the portion where the insulating portion 120 is not formed, that is, the portion where the columnar portion 122 is formed. Thereby, light can be efficiently confined in the gain regions 150, 160, and 170 in the planar direction.

第1電極112は、基板102の下の全面に形成されている。第1電極112としては、例えば、基板102側からCr層、AuGe層、Ni層、Au層の順序で積層したものを用いることができる。   The first electrode 112 is formed on the entire lower surface of the substrate 102. As the 1st electrode 112, what laminated | stacked in order of the Cr layer, the AuGe layer, Ni layer, and Au layer from the board | substrate 102 side can be used, for example.

第2電極114は、コンタクト層109上に形成されている。第2電極114の平面形状は、例えば、利得領域150、160、170と平面形状と同じである。第2電極114としては、例えば、コンタクト層109側からCr層、AuZn層、Au層の順序で積層したものを用いることができる。   The second electrode 114 is formed on the contact layer 109. The planar shape of the second electrode 114 is the same as the planar shape of the gain regions 150, 160, 170, for example. As the second electrode 114, for example, a stacked layer in the order of a Cr layer, an AuZn layer, and an Au layer from the contact layer 109 side can be used.

半導体発光素子10は、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術などによる半導体加工技術によって形成される。   The semiconductor light emitting element 10 is formed by a semiconductor processing technique such as a photolithography technique and an etching technique.

図1に示すように、以上のような構成の半導体発光素子10は、ジャンクションダウンの状態で基板20に実装されている。すなわち、半導体発光素子10は、活性層106が、半導体発光素子10の基板102よりも基板20側に位置するように、第2電極114側を基板20に向けて(図3の例とは上下を逆にして)実装されている。このような半導体発光素子10は、端面発光型の半導体発光素子であるため、光出射部11から出射される光Lは、基板20の主面に沿う方向に進行する。   As shown in FIG. 1, the semiconductor light emitting element 10 having the above configuration is mounted on a substrate 20 in a junction-down state. That is, the semiconductor light emitting device 10 has the second electrode 114 side facing the substrate 20 so that the active layer 106 is located on the substrate 20 side of the substrate 102 of the semiconductor light emitting device 10 (up and down in the example of FIG. Implemented in reverse). Since the semiconductor light emitting element 10 is an edge emitting semiconductor light emitting element, the light L emitted from the light emitting unit 11 travels in a direction along the main surface of the substrate 20.

−基板−
基板20は、主に、半導体発光素子10を支持する機能と、半導体発光素子10の熱を放熱する機能と、を有している。このような基板20は、例えば、シリコン基板で構成されている。また、基板20の上面(半導体発光素子10側の面)には凹部40が形成されている。凹部40は、平面視形状が矩形であり、その側面41が基板20の厚さ方向に対して傾斜しているテーパー状をなし、横断面積が開口から底面に向けて漸減している。すなわち、凹部40は、四角錐台形をなしている。
-Board-
The substrate 20 mainly has a function of supporting the semiconductor light emitting element 10 and a function of radiating the heat of the semiconductor light emitting element 10. Such a substrate 20 is composed of, for example, a silicon substrate. A recess 40 is formed on the upper surface of the substrate 20 (the surface on the semiconductor light emitting element 10 side). The recess 40 has a rectangular shape in plan view, a side surface 41 of which is tapered with respect to the thickness direction of the substrate 20, and a transverse area gradually decreases from the opening toward the bottom surface. That is, the recess 40 has a quadrangular pyramid shape.

このような凹部40の表面にはスパッタリング、蒸着等によって成膜された金属膜50が設けられている。金属膜50は、基板20と接合層30との密着性を向上させるための膜である。したがって、金属膜50を設けることで、基板20と半導体発光素子10との接合面積が確保されて接合強度が向上し、機械的強度が高く信頼性に優れる発光装置100を得ることができる。このような金属膜50の構成材料としては、上記効果を発揮することができれば、特に限定されず、例えば、Au、Ag、Cu、Pt、Pb、Ni、Cr、W、Mo、Ti等の各種金属材料や、これら金属を含む合金材料を用いることができる。   A metal film 50 formed by sputtering, vapor deposition or the like is provided on the surface of the recess 40. The metal film 50 is a film for improving the adhesion between the substrate 20 and the bonding layer 30. Therefore, by providing the metal film 50, a bonding area between the substrate 20 and the semiconductor light emitting element 10 is secured, the bonding strength is improved, and the light emitting device 100 having high mechanical strength and excellent reliability can be obtained. The constituent material of the metal film 50 is not particularly limited as long as the above effect can be exhibited. For example, various materials such as Au, Ag, Cu, Pt, Pb, Ni, Cr, W, Mo, Ti, and the like can be used. A metal material or an alloy material containing these metals can be used.

なお、基板20には、半導体発光素子10と電気的に接続される配線が形成されていてもよい。この場合、例えば、前記配線は、接合層30を介して第2電極114と電気的に接続することができ、ボンディングワイヤーを介して第1電極112と電気的に接続することができる。   Note that wiring that is electrically connected to the semiconductor light emitting element 10 may be formed on the substrate 20. In this case, for example, the wiring can be electrically connected to the second electrode 114 via the bonding layer 30 and can be electrically connected to the first electrode 112 via the bonding wire.

−接合層−
接合層30は、凹部40内に配置されている第1接合層31と、半導体発光素子10の下面に設けられている第3接合層33と、第1接合層31と第3接合層33の間に設けられている(介在している)第2接合層32と、を有し、これらの積層体で構成されている。
-Junction layer-
The bonding layer 30 includes a first bonding layer 31 disposed in the recess 40, a third bonding layer 33 provided on the lower surface of the semiconductor light emitting element 10, and the first bonding layer 31 and the third bonding layer 33. And a second bonding layer 32 provided (intervened) therebetween, and is constituted of these laminated bodies.

このように、第1接合層31を凹部40内に配置することで、第1接合層31と基板20との接触面積を大きくすることができるとともに、第1接合層31を基板20に埋設する(埋め込む)ことができる。そのため、半導体発光素子10で発生するより多くの熱を、接合層30を介して基板20へ効率的に伝達することができる。特に、本実施形態では凹部40がテーパー状をなし、第1接合層31から基板20へ熱が放射状に伝達されるため、半導体発光素子10の熱を基板20へ効率的に伝達することができる。加えて、接合層30では、第2接合層32および第3接合層33の側面が露出しているため、これら側面からも半導体発光素子10の熱を放熱することができる。したがって、基板20から半導体発光素子10の熱を十分に放熱することができるとともに、接合層30からも半導体発光素子10の熱を放熱することができる。その結果、放熱性に優れた発光装置100となる。   Thus, by arranging the first bonding layer 31 in the recess 40, the contact area between the first bonding layer 31 and the substrate 20 can be increased, and the first bonding layer 31 is embedded in the substrate 20. (Embed). Therefore, more heat generated in the semiconductor light emitting element 10 can be efficiently transferred to the substrate 20 through the bonding layer 30. In particular, in the present embodiment, the recess 40 has a tapered shape, and heat is transferred radially from the first bonding layer 31 to the substrate 20, so that the heat of the semiconductor light emitting element 10 can be efficiently transferred to the substrate 20. . In addition, since the side surfaces of the second bonding layer 32 and the third bonding layer 33 are exposed in the bonding layer 30, the heat of the semiconductor light emitting element 10 can be radiated from these side surfaces. Therefore, the heat of the semiconductor light emitting element 10 can be sufficiently radiated from the substrate 20, and the heat of the semiconductor light emitting element 10 can be radiated from the bonding layer 30. As a result, the light emitting device 100 is excellent in heat dissipation.

また、第1、第2、第3接合層31、32、33が200W/K・m以上であることが好ましい。これにより、接合層30に十分に高い熱伝導性を付与することができ、半導体発光素子10の熱をより効率的に基板20へ伝達することができる。   The first, second, and third bonding layers 31, 32, and 33 are preferably 200 W / K · m or more. Thereby, sufficiently high thermal conductivity can be imparted to the bonding layer 30, and the heat of the semiconductor light emitting element 10 can be more efficiently transferred to the substrate 20.

これら第1、第2、第3接合層31、32、33は、後述する製造方法でも述べるように、それぞれ、導電性ペーストを焼結して形成されたものである。   Each of the first, second, and third bonding layers 31, 32, and 33 is formed by sintering a conductive paste, as will be described later in the manufacturing method.

≪発光装置の製造方法≫
次に、発光装置100の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
≪Method for manufacturing light emitting device≫
Next, a method for manufacturing the light emitting device 100 will be described with reference to the drawings.

発光装置100の製造方法は、基板20の凹部40に第1導電性ペースト310を充填し、第1導電性ペースト310を焼結して第1接合層31を形成する第1接合層形成工程と、第1接合層31の表面を研磨する第1接合層研磨工程と、半導体発光素子10の下面(第2電極114上)に第3導電性ペースト330を配置し、第3導電性ペースト330を焼結して第3接合層33を形成する第3接合層形成工程と、第3接合層の表面を研磨する第3接合層研磨工程と、第1接合層31と第3接合層33との間に第2導電性ペースト320を介在させ、第2導電性ペースト320を焼結して第2接合層32を形成する第2接合層形成工程と、を有している。   The method for manufacturing the light emitting device 100 includes a first bonding layer forming step of filling the concave portion 40 of the substrate 20 with the first conductive paste 310 and sintering the first conductive paste 310 to form the first bonding layer 31. The first bonding layer polishing step of polishing the surface of the first bonding layer 31, the third conductive paste 330 is disposed on the lower surface of the semiconductor light emitting element 10 (on the second electrode 114), and the third conductive paste 330 is used. A third bonding layer forming step of sintering to form the third bonding layer 33; a third bonding layer polishing step of polishing the surface of the third bonding layer; and the first bonding layer 31 and the third bonding layer 33. A second bonding layer forming step in which the second conductive paste 320 is interposed therebetween and the second conductive paste 320 is sintered to form the second bonding layer 32.

[第1接合層形成工程]
まず、図4(a)に示すように、シリコン基板からなる基板20を用意する。次に、基板20の表面に凹部40に対応する開口を有するマスクを形成し、このマスクを介して基板20をウエットエッチングすることで、図4(b)に示すように、基板20に凹部40を形成する。ウエットエッチングによれば、シリコンの結晶面が露出するため、自然とテーパー状の凹部40が形成される。
[First bonding layer forming step]
First, as shown in FIG. 4A, a substrate 20 made of a silicon substrate is prepared. Next, a mask having an opening corresponding to the concave portion 40 is formed on the surface of the substrate 20, and the substrate 20 is wet-etched through the mask, whereby the concave portion 40 is formed in the substrate 20 as shown in FIG. Form. According to the wet etching, the crystal plane of silicon is exposed, so that a tapered recess 40 is naturally formed.

次に、図4(c)に示すように、凹部40の内面に、スパッタリングや蒸着によって金属膜50を形成する。   Next, as shown in FIG. 4C, a metal film 50 is formed on the inner surface of the recess 40 by sputtering or vapor deposition.

次に、図4(d)に示すように、凹部40内に第1導電性ペースト310を供給・配置する(充填する)。第1導電性ペースト310の凹部40内への供給は、例えば、ディスペンサーを使用するディスペンス法で行うことができる。ディスペンス法で第1導電性ペースト310を供給することで、供給された第1導電性ペースト310は、毛細管現象によって凹部40内へ徐々に広がるため、ボイド(基板20との隙間/気泡)の発生が効果的に抑制される。特に、凹部40がテーパー状をなしているため、凹部40内に第1導電性ペースト310を供給した際に、第1導電性ペースト310が凹部40の側面を伝って凹部40の底部までスムーズに流れ込み、この点からも、ボイドの発生が効果的に抑制される。ただし、第1導電性ペースト310の凹部40内への供給は、ディスペンス法に限定されず、例えば、スクリーン印刷法で行ってもよい。   Next, as shown in FIG. 4D, the first conductive paste 310 is supplied and arranged (filled) in the recess 40. The supply of the first conductive paste 310 into the recess 40 can be performed, for example, by a dispensing method using a dispenser. By supplying the first conductive paste 310 by the dispensing method, the supplied first conductive paste 310 gradually spreads into the recess 40 due to a capillary phenomenon, so that voids (gap / bubbles with the substrate 20) are generated. Is effectively suppressed. In particular, since the concave portion 40 is tapered, when the first conductive paste 310 is supplied into the concave portion 40, the first conductive paste 310 travels along the side surface of the concave portion 40 to the bottom of the concave portion 40 smoothly. From this point, the generation of voids is effectively suppressed. However, the supply of the first conductive paste 310 into the recess 40 is not limited to the dispensing method, and may be performed, for example, by a screen printing method.

ここで、第1導電性ペースト310としては、特に限定されず、例えば、溶媒311に金属粒子312を分散させたものを用いることができる。   Here, the first conductive paste 310 is not particularly limited, and for example, a paste in which metal particles 312 are dispersed in a solvent 311 can be used.

金属粒子312としては、特に限定されず、例えば、銀粒子、銅粒子等を用いることができる。また、金属粒子312の粒径(直径)としては、特に限定されないが、具体的には、1nm以上、100nm以下程度のものを含むことが好ましい。すなわち、金属粒子312はいわゆる「金属ナノ粒子」を含むことが好ましい。これにより、低融点で熱伝導率の高い第1接合層31を形成することができる。一方、溶媒311としては、例えば、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−ウンデカン、トルエン等の炭化水素系溶媒、n−ノナノール、n−ウンデカノール等の高級アルコール、オクタノール、テルピネオール等のアルコール類、水系溶媒を用いることができる。   The metal particles 312 are not particularly limited, and for example, silver particles, copper particles, and the like can be used. Further, the particle size (diameter) of the metal particles 312 is not particularly limited, but specifically, it is preferable to include particles having a size of about 1 nm or more and 100 nm or less. That is, the metal particles 312 preferably include so-called “metal nanoparticles”. As a result, the first bonding layer 31 having a low melting point and high thermal conductivity can be formed. On the other hand, examples of the solvent 311 include hydrocarbon solvents such as n-hexane, n-heptane, n-undecane and toluene, higher alcohols such as n-nonanol and n-undecanol, alcohols such as octanol and terpineol, and aqueous systems. A solvent can be used.

次に、第1導電性ペースト310を焼結処理し、図4(e)に示すように、第1接合層31を形成する。   Next, the first conductive paste 310 is sintered to form the first bonding layer 31 as shown in FIG.

[第1接合層研磨工程]
次に、図5(a)に示すように、第1接合層31の表面を研磨し、第1接合層31の表面に形成されている酸化膜等の不要膜を除去するとともに、第1接合層31の表面を平坦化する。このように、不要膜を除去し、かつ、表面を平坦化することで、後の第2接合層形成工程において、第1接合層31と第2接合層32との接合面積を確保し、より強固に接合することができる。なお、研磨方法としては、特に限定されず、例えば、CMP(化学機械研磨)、プラズマ処理等で行うことができる。
[First bonding layer polishing step]
Next, as shown in FIG. 5A, the surface of the first bonding layer 31 is polished to remove unnecessary films such as an oxide film formed on the surface of the first bonding layer 31, and the first bonding The surface of the layer 31 is flattened. In this way, by removing unnecessary films and planarizing the surface, in the subsequent second bonding layer forming step, a bonding area between the first bonding layer 31 and the second bonding layer 32 is secured, and more It can be firmly joined. In addition, it does not specifically limit as a grinding | polishing method, For example, it can carry out by CMP (chemical mechanical polishing), plasma processing, etc.

なお、本実施形態では、第1接合層31の上面は、基板20の上面と面一になっているが、第1接合層31の上面の位置は、これに限定されず、基板20の上面よりも下側に位置していてもよいし、上側に位置していてもよい(すなわち、第1接合層31の一部が凹部40から突出していてもよい)。   In the present embodiment, the upper surface of the first bonding layer 31 is flush with the upper surface of the substrate 20, but the position of the upper surface of the first bonding layer 31 is not limited to this, and the upper surface of the substrate 20. It may be located on the lower side or may be located on the upper side (that is, a part of the first bonding layer 31 may protrude from the recess 40).

[第3接合層形成工程]
次に、図5(b)に示すように、半導体発光素子10を用意する。次に、半導体発光素子10の第2電極114の表面に第3導電性ペースト330を供給・配置する。第3導電性ペースト330の供給・配置は、例えば、スクリーン印刷法や、ディスペンス法を用いて行うことができる。なお、第3導電性ペースト330としては、特に限定されず、例えば、第1導電性ペースト310と同じものを用いることができる。次に、第3導電性ペースト330を焼結処理し、図5(c)に示すように、第3接合層33を形成する。
[Third bonding layer forming step]
Next, as shown in FIG. 5B, a semiconductor light emitting element 10 is prepared. Next, the third conductive paste 330 is supplied and disposed on the surface of the second electrode 114 of the semiconductor light emitting device 10. The supply / arrangement of the third conductive paste 330 can be performed using, for example, a screen printing method or a dispensing method. In addition, it does not specifically limit as the 3rd conductive paste 330, For example, the same thing as the 1st conductive paste 310 can be used. Next, the third conductive paste 330 is sintered to form the third bonding layer 33 as shown in FIG.

[第3接合層研磨工程]
次に、図5(d)に示すように、第3接合層33の表面を研磨し、第3接合層33の表面に形成されている酸化膜等の不要膜を除去するとともに、第3接合層33の表面を平坦化する。このように、不要膜を除去し、かつ、表面を平坦化することで、後の第2接合層形成工程において、第3接合層33と第2接合層32との接合面積を確保し、より強固に接合することができる。なお、研磨方法としては、特に限定されず、例えば、CMP(化学機械研磨)、プラズマ処理等で行うことができる。
[Third bonding layer polishing step]
Next, as shown in FIG. 5D, the surface of the third bonding layer 33 is polished to remove unnecessary films such as an oxide film formed on the surface of the third bonding layer 33, and the third bonding layer. The surface of the layer 33 is flattened. In this way, by removing unnecessary films and planarizing the surface, in the subsequent second bonding layer forming step, a bonding area between the third bonding layer 33 and the second bonding layer 32 is secured, and more It can be firmly joined. In addition, it does not specifically limit as a grinding | polishing method, For example, it can carry out by CMP (chemical mechanical polishing), plasma processing, etc.

[第2接合層形成工程]
次に、図6(a)に示すように、基板20の第1接合層31上に第2導電性ペースト320を供給・配置する。第2導電性ペースト320としては、特に限定されず、例えば、溶媒321に金属粒子322を分散させたものを用いることができる。金属粒子322としては、特に限定されず、銀粒子、銅粒子等を用いることができる。また、金属粒子322の粒径(直径)としては、特に限定されないが、例えば、1nm以上、100nm以下程度のものを含むことが好ましい。すなわち、金属粒子322は、いわゆる「金属ナノ粒子」を含むことが好ましい。このように、金属粒子322が微小な粒径のものを含むことで、融点を低くすることができ、金属粒子322が低温で融着する。すなわち、第2導電性ペースト320の焼成温度を低くすることができ、半導体発光素子10や基板20への熱ダメージを低減することができる。一方、溶媒321としては、例えば、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−ウンデカン、トルエン等の炭化水素系溶媒、n−ノナノール、n−ウンデカノール等の高級アルコール、オクタノール、テルピネオール等のアルコール類、水系溶媒を用いることができる。
[Second bonding layer forming step]
Next, as shown in FIG. 6A, the second conductive paste 320 is supplied and disposed on the first bonding layer 31 of the substrate 20. The second conductive paste 320 is not particularly limited, and for example, a paste obtained by dispersing metal particles 322 in a solvent 321 can be used. The metal particles 322 are not particularly limited, and silver particles, copper particles, and the like can be used. Further, the particle size (diameter) of the metal particles 322 is not particularly limited, but for example, it is preferable to include particles having a size of about 1 nm or more and 100 nm or less. That is, the metal particles 322 preferably include so-called “metal nanoparticles”. As described above, since the metal particles 322 include those having a small particle diameter, the melting point can be lowered, and the metal particles 322 are fused at a low temperature. That is, the firing temperature of the second conductive paste 320 can be lowered, and thermal damage to the semiconductor light emitting element 10 and the substrate 20 can be reduced. On the other hand, examples of the solvent 321 include hydrocarbon solvents such as n-hexane, n-heptane, n-undecane, and toluene, higher alcohols such as n-nonanol and n-undecanol, alcohols such as octanol and terpineol, and aqueous systems. A solvent can be used.

次に、図6(b)に示すように、第3接合層33が第2導電性ペースト320上に配置されるように、基板20に半導体発光素子10を配置する。次に、図6(c)に示すように、第2導電性ペースト320を焼成処理し、第1、第3接合層31、33と接合した第2接合層32を形成する。これにより、第1、第2、第3接合層31、32、33からなる接合層30が形成され、接合層30を介して基板20と半導体発光素子10とが接合される。
以上によって、発光装置100が得られる。
Next, as illustrated in FIG. 6B, the semiconductor light emitting element 10 is disposed on the substrate 20 such that the third bonding layer 33 is disposed on the second conductive paste 320. Next, as shown in FIG. 6C, the second conductive paste 320 is baked to form the second bonding layer 32 bonded to the first and third bonding layers 31 and 33. Thereby, the bonding layer 30 including the first, second, and third bonding layers 31, 32, and 33 is formed, and the substrate 20 and the semiconductor light emitting element 10 are bonded via the bonding layer 30.
Thus, the light emitting device 100 is obtained.

このような製造方法によれば、放熱性に優れる発光装置100を簡単に製造することができる。   According to such a manufacturing method, the light emitting device 100 having excellent heat dissipation can be easily manufactured.

<第2実施形態>
図7は、本発明の第2実施形態に係る発光装置が有する基板を示す図であり、(a)が平面図、(b)が(a)中のB−B線断面図である。
Second Embodiment
7A and 7B are diagrams showing a substrate included in the light emitting device according to the second embodiment of the present invention, in which FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.

以下、第2実施形態の発光装置について前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the light emitting device according to the second embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

第2実施形態の発光装置は、基板に形成されている凹部の形状が異なる以外は、前述した第1実施形態の発光装置と同様である。なお、図7では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。   The light emitting device of the second embodiment is the same as the light emitting device of the first embodiment described above, except that the shape of the recess formed in the substrate is different. In FIG. 7, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment.

図7に示すように、本実施形態の凹部40の側面は、基板20の厚さ方向とほぼ平行であり、上面に対してほぼ直交している。一方で、凹部40の底面は、凹状に湾曲したアーチ状の湾曲面となっている。このような形状とすることで、発光装置100の製造過程において、第1導電性ペースト310を凹部40内に充填する際、凹部40の底面の凹みに沿って第1導電性ペースト310が凹部40内を広がるため、ボイドの発生をより効果的に抑制することができる。   As shown in FIG. 7, the side surface of the recess 40 of the present embodiment is substantially parallel to the thickness direction of the substrate 20 and is substantially orthogonal to the upper surface. On the other hand, the bottom surface of the recess 40 is an arch-shaped curved surface curved in a concave shape. With such a shape, when the first conductive paste 310 is filled in the recess 40 in the manufacturing process of the light emitting device 100, the first conductive paste 310 extends along the recess on the bottom surface of the recess 40. Since it expands inside, generation | occurrence | production of a void can be suppressed more effectively.

このような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   Also according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.

<第3実施形態>
図8は、本発明の第3実施形態に係る発光装置が有する基板を示す図であり、(a)が平面図、(b)が(a)中のC−C線断面図である。図9は、図8に示す基板の凹部への第1導電性ペーストの供給方法を示す平面図である。図10は、図8に示す基板の変形例を示す平面図および断面図である。
<Third Embodiment>
8A and 8B are diagrams showing a substrate included in the light emitting device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 8A is a plan view, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. FIG. 9 is a plan view showing a method of supplying the first conductive paste to the recesses of the substrate shown in FIG. 10 is a plan view and a cross-sectional view showing a modification of the substrate shown in FIG.

以下、第3実施形態の発光装置について前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the light emitting device according to the third embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiments, and description of similar matters will be omitted.

第3実施形態の発光装置は、基板に形成されている凹部の形状が異なる以外は、前述した第1実施形態の発光装置と同様である。なお、図8では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。   The light emitting device of the third embodiment is the same as the light emitting device of the first embodiment described above, except that the shape of the recess formed in the substrate is different. In FIG. 8, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment.

図8に示すように、本実施形態の凹部40は、第1部分40Aと、第1部分40Aに接続されており、第1部分40Aよりも幅Wが小さく凹部の深さが小さい一対の第2部分40Bと、を有している。また、一対の第2部分40Bは、第1部分40Aを挟んで対向配置されており、互いに、第1部分40Aに接続されている。このような形状の凹部40では、第1部分40Aが第1導電性ペースト310を供給する供給口として機能する。   As shown in FIG. 8, the recess 40 of the present embodiment is connected to the first portion 40A and the first portion 40A, and a pair of first recesses having a width W smaller than the first portion 40A and a depth of the recess. Two portions 40B. Further, the pair of second portions 40B are disposed to face each other with the first portion 40A interposed therebetween, and are connected to the first portion 40A. In the recess 40 having such a shape, the first portion 40 </ b> A functions as a supply port for supplying the first conductive paste 310.

図9(a)に示すように、発光装置100の製造過程において、第1導電性ペースト310を第1部分40Aから供給すると、図9(b)に示すように、第1部分40Aに供給された第1導電性ペースト310が毛細管現象によって第2部分40B内に広がっていく。このような方法によれば、第1部分40Aが第2部分40Bよりも大きく開口しているため、第1導電性ペースト310を凹部40内に供給し易くなる。さらに、第2部分40Bへは毛細管現象によって第1導電性ペースト310が充填されるため、第2部分40Bでボイドが発生し難い。   As shown in FIG. 9A, when the first conductive paste 310 is supplied from the first portion 40A in the manufacturing process of the light emitting device 100, it is supplied to the first portion 40A as shown in FIG. 9B. The first conductive paste 310 spreads in the second portion 40B by capillary action. According to such a method, since the first portion 40A is opened larger than the second portion 40B, the first conductive paste 310 can be easily supplied into the recess 40. Furthermore, since the first conductive paste 310 is filled into the second portion 40B by capillary action, voids are unlikely to occur in the second portion 40B.

このような第3実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   Also according to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.

なお、本実施形態の変形例として、例えば、図10に示すように、第1部分40Aを複数有していてもよい。図10に示す凹部40では、第1部分40Aが3つ並んで設けられ、これらが2つの第2部分40Bで接続された構成となっている。なお、中央の第1部分40Aは、端部に設けられた第1部分40Aの幅よりも小さく構成されている。この場合には、3つの第1部分40Aのそれぞれから第1導電性ペースト310を供給してもよい。これにより、第2部分40Bへは、その両端から第1導電性ペースト310が充填されていくので、第2部分40Bへの第1導電性ペースト310の充填を効率的にかつ短時間で行うことができる。   As a modification of the present embodiment, for example, a plurality of first portions 40A may be provided as shown in FIG. In the recess 40 shown in FIG. 10, three first portions 40A are provided side by side, and these are connected by two second portions 40B. The central first portion 40A is configured to be smaller than the width of the first portion 40A provided at the end. In this case, the first conductive paste 310 may be supplied from each of the three first portions 40A. As a result, the second conductive portion 310 is filled with the first conductive paste 310 from both ends thereof, so that the second conductive portion 310 can be filled efficiently and in a short time. Can do.

2.プロジェクター
次に、本発明のプロジェクターについて説明する。ただし、以下に示す構成は、一例であって、本発明のプロジェクターの構成は、以下の構成に限定されない。
2. Next, the projector of the present invention will be described. However, the configuration shown below is an example, and the configuration of the projector of the present invention is not limited to the following configuration.

図11に示すように、プロジェクター500は、赤色光、緑色光、青色光を出射する赤色光源100R、緑色光源100G、青色光源100Bを含む。これら光源100R、100G、100Bとして上述した発光装置100を用いることができる。   As shown in FIG. 11, the projector 500 includes a red light source 100R, a green light source 100G, and a blue light source 100B that emit red light, green light, and blue light. The light emitting device 100 described above can be used as the light sources 100R, 100G, and 100B.

プロジェクター500は、さらに、レンズアレイ502R、502G、502Bと、透過型の液晶ライトバルブ(光変調装置)504R、504G、504Bと、投射レンズ(投射装置)508とを有している。   The projector 500 further includes lens arrays 502R, 502G, and 502B, transmissive liquid crystal light valves (light modulation devices) 504R, 504G, and 504B, and a projection lens (projection device) 508.

光源100R、100G、100Bから出射された光は、各レンズアレイ502R、502G、502Bに入射する。レンズアレイ502R、502G、502Bの入射面は、例えば、光源100R、100G、100Bから出射される光の光軸に対して、所定の角度で傾斜している。これにより、光源100R、100G、100Bから出射された光の光軸を変換することができる。したがって、例えば、光源100R、100G、100Bから出射された光を、液晶ライトバルブ504の照射面に対して、直交させることができる。特に、図2に示すように、半導体発光素子10の利得領域160、170が第1側面131に対して傾いて設けられている場合、発光装置100から出射される光は、第1側面131の垂線Pに対して傾いて進行するため、レンズアレイ502R、502G、502Bの入射面は、所定の角度で傾斜していることが望ましい。   Light emitted from the light sources 100R, 100G, and 100B is incident on the lens arrays 502R, 502G, and 502B. For example, the incident surfaces of the lens arrays 502R, 502G, and 502B are inclined at a predetermined angle with respect to the optical axis of the light emitted from the light sources 100R, 100G, and 100B. Thereby, the optical axis of the light emitted from the light sources 100R, 100G, and 100B can be converted. Therefore, for example, the light emitted from the light sources 100R, 100G, and 100B can be orthogonal to the irradiation surface of the liquid crystal light valve 504. In particular, as shown in FIG. 2, when the gain regions 160 and 170 of the semiconductor light emitting element 10 are provided to be inclined with respect to the first side surface 131, the light emitted from the light emitting device 100 Since the lens array 502R, 502G, 502B is incident on the perpendicular line P, it is desirable that the incident surfaces of the lens arrays 502R, 502G, 502B are inclined at a predetermined angle.

レンズアレイ502R、502G、502Bは、液晶ライトバルブ504R、504G、504B側に凸曲面を有している。これにより、レンズアレイ502R、502G、502Bの入射面において光軸が変換された光は、凸曲面によって、集光される(または拡散角を小さくされることができる)。したがって、均一性よく液晶ライトバルブ504R、504G、504Bを照射することができる。このように、レンズアレイ502R、502G、502Bは、光源100R、100G、100Bから出射される光の光軸を制御して、当該光を集光させることができる。   The lens arrays 502R, 502G, and 502B have convex curved surfaces on the liquid crystal light valves 504R, 504G, and 504B sides. As a result, the light whose optical axis has been converted on the incident surfaces of the lens arrays 502R, 502G, and 502B is condensed by the convex curved surface (or the diffusion angle can be reduced). Therefore, the liquid crystal light valves 504R, 504G, and 504B can be irradiated with good uniformity. As described above, the lens arrays 502R, 502G, and 502B can control the optical axis of the light emitted from the light sources 100R, 100G, and 100B to collect the light.

各レンズアレイ502R、502G、502Bによって集光された光は、各液晶ライトバルブ504R、504G、504Bに入射する。各液晶ライトバルブ504R、504G、504Bは、入射した光をそれぞれ画像情報に応じて変調する。   The light condensed by the lens arrays 502R, 502G, and 502B is incident on the liquid crystal light valves 504R, 504G, and 504B. Each of the liquid crystal light valves 504R, 504G, and 504B modulates the incident light according to image information.

各液晶ライトバルブ504R、504G、504Bによって変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム506に入射する。クロスダイクロイックプリズム506は、例えば、4つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成される。   The three color lights modulated by the liquid crystal light valves 504R, 504G, and 504B are incident on the cross dichroic prism 506. For example, the cross dichroic prism 506 is formed by bonding four right-angle prisms, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are arranged in a cross shape on the inner surface thereof. . Three color lights are synthesized by these dielectric multilayer films.

クロスダイクロイックプリズム506によって合成された光は、投射光学系である投射レンズ508に入射する。投射レンズ508は、液晶ライトバルブ504R、504G、504Bによって形成された像を拡大して、スクリーン(表示面)510に投射する。これにより、スクリーン510上に所望の映像が映し出される。
以上、プロジェクター500について説明した。
The light synthesized by the cross dichroic prism 506 enters a projection lens 508 that is a projection optical system. The projection lens 508 enlarges and projects the image formed by the liquid crystal light valves 504R, 504G, and 504B onto the screen (display surface) 510. As a result, a desired image is displayed on the screen 510.
The projector 500 has been described above.

なお、上述の例では、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いてもよいし、反射型のライトバルブを用いてもよい。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス(Digital Micromirror Device)が挙げられる。また、投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。   In the above example, a transmissive liquid crystal light valve is used as the light modulation device. However, a light valve other than liquid crystal may be used, or a reflective light valve may be used. Examples of such a light valve include a reflection type liquid crystal light valve and a digital micromirror device (Digital Micromirror Device). Further, the configuration of the projection optical system is appropriately changed depending on the type of light valve used.

また、光源100R、100G、100Bを、光源からの光をスクリーン上で走査させることにより、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置である走査手段を有するような走査型の画像表示装置(プロジェクター)の光源装置にも適用することが可能である。   Further, the scanning type image having a scanning unit that is an image forming apparatus that displays an image of a desired size on the display surface by causing the light sources 100R, 100G, and 100B to scan light from the light source on the screen. The present invention can also be applied to a light source device of a display device (projector).

以上、本発明の発光装置の製造方法、発光装置およびプロジェクターについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。   As mentioned above, although the manufacturing method of the light-emitting device, the light-emitting device, and the projector of this invention were demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to this, The structure of each part has the same function. Any configuration can be substituted. In addition, any other component may be added to the present invention. Moreover, you may combine each embodiment mentioned above suitably.

また、前述した実施形態では、半導体発光素子に第3接合層を形成しているが、第3接合層は、省略してもよい。この場合は、第2接合層と半導体発光素子とを接合すればよい。   In the above-described embodiment, the third bonding layer is formed in the semiconductor light emitting device, but the third bonding layer may be omitted. In this case, the second bonding layer and the semiconductor light emitting element may be bonded.

また、前述した実施形態では、第1接合層研磨工程と第3接合層研磨工程とを有しているが、これら工程は、必要に応じて行えばよく、省略してもよい。   In the above-described embodiment, the first bonding layer polishing step and the third bonding layer polishing step are included. However, these steps may be performed as necessary and may be omitted.

100……発光装置 100B……青色光源 100G……緑色光源 100R……赤色光源 10……半導体発光素子 102……基板 104……第1クラッド層 106……活性層 108……第2クラッド層 109……コンタクト層 11……光出射部 112……第1電極 114……第2電極 120……絶縁部 122……柱状部 131……第1側面 132……第2側面 133……第3側面 150……第1利得領域 160……第2利得領域 170……第3利得領域 180……利得領域群 20……基板 30……接合層 31……第1接合層 310……第1導電性ペースト 311……溶媒 312……金属粒子 32……第2接合層 320……第2導電性ペースト 321……溶媒 322……金属粒子 33……第3接合層 330……第3導電性ペースト 40……凹部 40A……第1部分 40B……第2部分 41……側面 50……金属膜 500……プロジェクター 502R、502G、502B……レンズアレイ 504、504R、504G、504B……液晶ライトバルブ 506……クロスダイクロイックプリズム 508……投射レンズ 510……スクリーン L……光 P……垂線 W……幅   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Light-emitting device 100B ... Blue light source 100G ... Green light source 100R ... Red light source 10 ... Semiconductor light-emitting device 102 ... Substrate 104 ... First clad layer 106 ... Active layer 108 ... Second clad layer 109 …… Contact layer 11 …… Light emitting portion 112 …… First electrode 114 …… Second electrode 120 ...... Insulating portion 122 …… Columnar portion 131 …… First side surface 132 …… Second side surface 133 …… Third side surface 150 …… First gain region 160 …… Second gain region 170 …… Third gain region 180 …… Gain region group 20 …… Substrate 30 …… Junction layer 31 …… First junction layer 310 …… First conductivity Paste 311 …… Solvent 312 …… Metal particles 32 …… Second bonding layer 320 …… Second conductive paste 321 …… Solvent 322 …… Metal particles 33 …… Third bonding layer 330 …… Third conductive paste 40 …… Concavity 40A …… First part 40B …… Second part 41 …… Side 50 …… Metal film 500 …… Projector 502R, 502G, 502B …… Lens array 504, 504R, 504G, 504B ... Liquid crystal light valve 506 ... Cross dichroic prism 508 ... Projection lens 510 ... Screen L ... Light P ... Perpendicular W ... Width

Claims (10)

凹部を有する基板の前記凹部に第1導電性ペーストを充填し、前記第1導電性ペーストを焼結して第1接合層を形成する第1接合層形成工程と、
前記第1接合層と半導体発光素子との間に第2導電性ペーストを介在させ、前記第2導電性ペーストを焼結して前記第1接合層と前記半導体発光素子とを接合する第2接合層を形成する第2接合層形成工程と、を有することを特徴とする発光装置の製造方法。
A first bonding layer forming step of filling the concave portion of the substrate having the concave portion with a first conductive paste and sintering the first conductive paste to form a first bonding layer;
A second junction in which a second conductive paste is interposed between the first bonding layer and the semiconductor light emitting element, and the second conductive paste is sintered to bond the first bonding layer and the semiconductor light emitting element. And a second bonding layer forming step of forming a layer.
前記第2接合層形成工程に先立って、前記半導体発光素子に第3導電性ペーストを塗布し、前記第3導電性ペーストを焼結して第3接合層を形成する第3接合層形成工程を有し、
前記第2接合層形成工程では、前記第2接合層は、前記第3接合層と接合される請求項1に記載の発光装置の製造方法。
Prior to the second bonding layer forming step, a third bonding layer forming step of applying a third conductive paste to the semiconductor light emitting element and sintering the third conductive paste to form a third bonding layer. Have
2. The method for manufacturing a light emitting device according to claim 1, wherein in the second bonding layer forming step, the second bonding layer is bonded to the third bonding layer.
前記第2接合層形成工程に先立って、前記第3接合層の表面を研磨する第3接合層研磨工程を有している請求項2に記載の発光装置の製造方法。   3. The method for manufacturing a light emitting device according to claim 2, further comprising a third bonding layer polishing step of polishing a surface of the third bonding layer prior to the second bonding layer forming step. 前記第1導電性ペースト、前記第2導電性ペースト、および前記第3導電性ペーストは、粒径が1nm以上、100nm以下の金属粒子を含んでいる請求項2または3に記載の発光装置の製造方法。   4. The light emitting device according to claim 2, wherein the first conductive paste, the second conductive paste, and the third conductive paste include metal particles having a particle size of 1 nm or more and 100 nm or less. Method. 前記第1接合層形成工程において、前記凹部の表面には金属層が設けられている請求項1ないし4のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。   5. The method for manufacturing a light emitting device according to claim 1, wherein, in the first bonding layer forming step, a metal layer is provided on a surface of the concave portion. 前記凹部の側面は、前記基板の厚さ方向に対して傾斜する傾斜面である請求項1ないし5のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。   6. The method for manufacturing a light emitting device according to claim 1, wherein a side surface of the concave portion is an inclined surface that is inclined with respect to a thickness direction of the substrate. 前記第2接合層形成工程に先立って、前記第1接合層の表面を研磨する第1接合層研磨工程を有している請求項1ないし6のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。   The method for manufacturing a light emitting device according to claim 1, further comprising a first bonding layer polishing step of polishing a surface of the first bonding layer prior to the second bonding layer forming step. . 前記凹部は、第1部分と、前記第1部分に接続されており、前記第1部分よりも幅の小さい第2部分と、を有し、
前記第1接合層形成工程では、前記第1部分を介して前記凹部に前記第1導電性ペーストを流し込む請求項1ないし7のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
The recess has a first part and a second part connected to the first part and having a width smaller than the first part,
8. The method for manufacturing a light emitting device according to claim 1, wherein in the first bonding layer forming step, the first conductive paste is poured into the recess through the first portion. 9.
請求項1ないし8のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法によって製造されることを特徴とする発光装置。   A light-emitting device manufactured by the method for manufacturing a light-emitting device according to claim 1. 請求項9に記載の発光装置と、
前記発光装置から出射された光を、画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、を含むことを特徴とするプロジェクター。
A light emitting device according to claim 9;
A light modulation device that modulates light emitted from the light emitting device according to image information;
A projector for projecting an image formed by the light modulation device.
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