JP2016213311A

JP2016213311A - Semiconductor module and projector

Info

Publication number: JP2016213311A
Application number: JP2015095437A
Authority: JP
Inventors: 好彦横山; Yoshihiko Yokoyama
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2015-05-08
Filing date: 2015-05-08
Publication date: 2016-12-15

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor module which efficiently radiates (dissipates) heat generated by a semiconductor element compared to a conventional semiconductor module, and to provide a projector including the semiconductor module and achieving high reliability.SOLUTION: A semiconductor module 100 includes: light emitting elements 200; a mounting substrate 300 on which the light emitting elements 200 are mounted; and a supporting substrate 400 joined to the mounting substrate 300 through a joint member 500. The mounting substrate 300 has: a mounting surface 301 on which the light emitting elements 200 are mounted; a joint surface 302 joined to the supporting substrate 400; and a protruding part 340 which is located between the mounting surface 301 and the joint surface 302 and protrudes to the outside of the mounting substrate 300 in a plan view. The joint member 500 is joined to at least the joint surface 302 of the mounting substrate 300 and at least a part of the protruding part 340 which is located on a mounting surface 301 side.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、半導体モジュールおよびプロジェクターに関する。 The present invention relates to a semiconductor module 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（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）、スーパールミネッセントダイオード（ＳｕｐｅｒＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔＤｉｏｄｅ、以下「ＳＬＤ」ともいう）、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等が知られている。また、このような半導体発光素子では、自身から発生する熱によって発光効率が低下したり、寿命が短くなったりする。そして、近年の高輝度化および高光度化に伴って半導体発光素子から発生する熱がますます増大しており、上記問題を解決するために、放熱対策が重要な問題となっている。 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. Further, in such a semiconductor light emitting device, the light emission efficiency is lowered or the life is shortened by heat generated from itself. And with the recent increase in brightness and brightness, the heat generated from the semiconductor light emitting element is increasing, and in order to solve the above problems, heat dissipation measures are an important issue.

例えば、放熱対策を施した構成として、特許文献１に記載の発光モジュールが知られている。このような発光モジュールでは、発光素子が平坦な側面の実装基板上に実装され、実装基板が支持基板と金属接合部材を介して接合されており、発光素子から発生する熱を支持基板で放熱するように構成されている。 For example, a light-emitting module described in Patent Document 1 is known as a configuration that takes measures against heat dissipation. In such a light emitting module, the light emitting element is mounted on a mounting substrate having a flat side surface, and the mounting substrate is bonded to the support substrate via a metal bonding member, and heat generated from the light emitting element is radiated by the support substrate. It is configured as follows.

特開２０１１−１０３３５３号公報JP 2011-103353 A

ここで、このような構成では、発光素子の実装制度を高めるために、実装基板にＳｉ（シリコン）、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）、ＡｌＮなどを用いることが一般的である。しかしながら、これら材料は、いずれも熱伝導性が悪いため、発光素子から発生する熱を実装基板を介して支持基板に十分に伝達することができない。したがって、特許文献１に記載の発光モジュールによっても、放熱対策が十分に施されているとは言えない。 Here, in such a configuration, it is common to use Si (silicon), Al ₂ O ₃ (alumina), AlN or the like for the mounting substrate in order to enhance the mounting system of the light emitting elements. However, since these materials all have poor thermal conductivity, the heat generated from the light emitting element cannot be sufficiently transmitted to the support substrate through the mounting substrate. Therefore, even with the light emitting module described in Patent Document 1, it cannot be said that sufficient heat dissipation measures are taken.

本発明は、半導体素子から発生する熱を従来の半導体モジュールと比較して効率的に放熱（発散）することのできる半導体モジュール、および、この半導体モジュールを備えた信頼性の高いプロジェクターを提供することを目的とする。 The present invention provides a semiconductor module capable of efficiently radiating (diverging) heat generated from a semiconductor element as compared with a conventional semiconductor module, and a highly reliable projector including the semiconductor module. With the goal.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の半導体モジュールは、半導体素子と、
前記半導体素子が実装される実装基板と、
前記実装基板が設けられる支持基板と、
前記実装基板と前記支持基板と接合される接合部材と、を有し、
前記実装基板は、前記半導体素子が実装される面と、前記支持基板と接合される面と、前記半導体素子が実装される面を含む面と前記支持基板と接合される面を含む面との間に位置する突部と、を有し、
前記接合部材は、前記突部の前記半導体素子が実装される面側の少なくとも一部と接合していることを特徴とする。
このように、突部と接合部材とを接触させることで、実装基板と接合部材との接触面積を大きくすることができる。そのため、半導体素子から発生する熱を効率的に支持基板に伝達することができ、放熱特性に優れた半導体モジュールとなる。 Such an object is achieved by the present invention described below.
The semiconductor module of the present invention includes a semiconductor element,
A mounting substrate on which the semiconductor element is mounted;
A support substrate on which the mounting substrate is provided;
A bonding member bonded to the mounting substrate and the support substrate;
The mounting substrate includes a surface on which the semiconductor element is mounted, a surface bonded to the support substrate, a surface including a surface on which the semiconductor element is mounted, and a surface including a surface bonded to the support substrate. A protrusion located between,
The joining member is joined to at least a part of a surface of the protrusion on which the semiconductor element is mounted.
Thus, the contact area of a mounting board | substrate and a joining member can be enlarged by making a protrusion and a joining member contact. Therefore, the heat generated from the semiconductor element can be efficiently transmitted to the support substrate, and the semiconductor module has excellent heat dissipation characteristics.

本発明の半導体モジュールでは、前記接合部材は、前記突部の前記半導体素子が実装される面側の少なくとも一部と接合していることが好ましい。
これにより、突部と接合部材との接触面積をより大きくすることができる。 In the semiconductor module according to the aspect of the invention, it is preferable that the joining member is joined to at least a part of a surface side of the protrusion on which the semiconductor element is mounted.
Thereby, the contact area of a protrusion and a joining member can be enlarged more.

本発明の半導体モジュールでは、前記突部は、前記支持基板側に位置する第１面と、前記半導体素子側に位置する第２面と、を有し、
前記接合部材は、前記第１面および前記第２面と接合していることが好ましい。
これにより、突部と接合部材との接触面積をより大きくすることができる。 In the semiconductor module of the present invention, the protrusion has a first surface located on the support substrate side and a second surface located on the semiconductor element side,
It is preferable that the joining member is joined to the first surface and the second surface.
Thereby, the contact area of a protrusion and a joining member can be enlarged more.

本発明の半導体モジュールでは、前記実装基板は、前記第２面を含む面と前記半導体素子が実装される面を含む面との間に位置する第１段差部を有していることが好ましい。
これにより、第１段差部で接合部材を塞き止めることができ、接合部材が、前記半導体素子が実装される面（実装面）まで這い上がることを低減することができる。 In the semiconductor module of the present invention, it is preferable that the mounting substrate has a first step portion located between a surface including the second surface and a surface including the surface on which the semiconductor element is mounted.
Thereby, the joining member can be blocked by the first step portion, and it is possible to reduce the joining member from climbing up to the surface (mounting surface) on which the semiconductor element is mounted.

本発明の半導体モジュールでは、前記実装基板は、前記第１面を含む面と前記支持基板と接合される面を含む面との間に位置する第２段差部を有していることが好ましい。
これにより、実装基板と接合部材との接触面積をより大きくすることができる。 In the semiconductor module of the present invention, it is preferable that the mounting substrate has a second step portion located between a surface including the first surface and a surface including a surface bonded to the support substrate.
Thereby, the contact area of a mounting board | substrate and a joining member can be enlarged more.

本発明の半導体モジュールでは、前記第２面は、前記半導体素子が実装される面に対して傾斜していることが好ましい。
これにより、接合部材が、半導体素子が実装される面（実装面）まで這い上がることを低減することができる。 In the semiconductor module of the present invention, it is preferable that the second surface is inclined with respect to a surface on which the semiconductor element is mounted.
Thereby, it can reduce that a joining member climbs to the surface (mounting surface) where a semiconductor element is mounted.

本発明の半導体モジュールでは、前記第１面は、前記支持基板と接合される面に対して傾斜していることが好ましい。
これにより、第１面を伝って接合部材を第２面まで誘導し易くなる。また、第１面と接合部材との間にボイド（気泡）が生じ難い。 In the semiconductor module of the present invention, it is preferable that the first surface is inclined with respect to a surface bonded to the support substrate.
Thereby, it becomes easy to guide the joining member to the second surface along the first surface. In addition, voids (bubbles) are unlikely to occur between the first surface and the joining member.

本発明の半導体モジュールでは、前記突部は、前記実装基板の板厚方向に沿って複数配置されていることが好ましい。
これにより、実装基板と接合部材との接触面積を大きくしつつ、接合部材の半導体素子が実装される面（実装面）への這い上がりを低減することができる。 In the semiconductor module of the present invention, it is preferable that a plurality of the protrusions are arranged along the thickness direction of the mounting substrate.
Accordingly, it is possible to reduce the creeping of the bonding member to the surface (mounting surface) on which the semiconductor element is mounted while increasing the contact area between the mounting substrate and the bonding member.

本発明の半導体モジュールでは、前記半導体素子は、発光素子であることが好ましい。
これにより、半導体モジュールを発光モジュールとして利用することができる。 In the semiconductor module of the present invention, the semiconductor element is preferably a light emitting element.
Thereby, a semiconductor module can be utilized as a light emitting module.

本発明のプロジェクターは、半発明の半導体モジュールと、
前記半導体モジュールから出射された光を、画像情報に応じて変調する光変調部と、
前記光変調部によって形成された画像を投射する投射部と、を有することを特徴とする。
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 semi-invented semiconductor module;
A light modulator that modulates light emitted from the semiconductor module according to image information;
A projection unit that projects an image formed by the light modulation unit.
Thereby, a highly reliable projector is obtained.

本発明のプロジェクターは、発光素子と、
前記発光素子が実装される実装基板と、
前記実装基板が設けられる支持基板と、
前記実装基板と前記支持基板と接合される接合部材と、を有し、
前記実装基板は、前記発光素子が実装される面と、前記支持基板と接合される面と、前記発光素子が実装される面を含む面と前記支持基板と接合される面を含む面との間に位置する突部と、を有し、
前記接合部材は、前記突部の前記発光素子が実装される面側の少なくとも一部と接合し、
前記発光素子から出射された光を、画像情報に応じて変調する光変調部と、
前記光変調部によって形成された画像を投射する投射部と、を有することを特徴とする。
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 element,
A mounting substrate on which the light emitting element is mounted;
A support substrate on which the mounting substrate is provided;
A bonding member bonded to the mounting substrate and the support substrate;
The mounting substrate includes a surface on which the light emitting element is mounted, a surface bonded to the support substrate, a surface including a surface on which the light emitting element is mounted, and a surface including a surface bonded to the support substrate. A protrusion located between,
The joining member is joined to at least a part of the surface side on which the light emitting element of the protrusion is mounted,
A light modulator that modulates light emitted from the light emitting element according to image information;
A projection unit that projects an image formed by the light modulation unit.
Thereby, a highly reliable projector is obtained.

本発明の第１実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor module which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図１に示す半導体モジュールが有する発光素子の平面図である。It is a top view of the light emitting element which the semiconductor module 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に示す半導体モジュールが有する実装基板を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mounting board | substrate which the semiconductor module shown in FIG. 1 has. 本実施形態の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of this embodiment. 本実施形態の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of this embodiment. 図１に示す半導体モジュールの製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor module shown in FIG. 図１に示す半導体モジュールの製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor module shown in FIG. 図１に示す半導体モジュールの製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor module shown in FIG. 本発明の第２実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor module which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor module which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor module which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor module which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor module which concerns on 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７実施形態に係るプロジェクターを示す図である。It is a figure which shows the projector which concerns on 7th Embodiment of this invention.

以下、本発明の半導体モジュール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 semiconductor module and a projector of the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。図２は、図１に示す半導体モジュールが有する発光素子の平面図である。図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図１に示す半導体モジュールが有する実装基板を示す断面図である。図５および図６は、それぞれ、本実施形態の変形例を示す断面図である。図７ないし図９は、それぞれ、図１に示す半導体モジュールの製造方法を説明する断面図である。 <First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor module according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of a light emitting element included in the semiconductor module shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 4 is a cross-sectional view showing a mounting substrate included in the semiconductor module shown in FIG. 5 and 6 are cross-sectional views showing modifications of the present embodiment, respectively. 7 to 9 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the semiconductor module shown in FIG.

図１に示す半導体モジュール１００は、半導体素子としての発光素子（半導体発光素子）２００と、発光素子２００が実装されている実装基板３００と、実装基板３００が支持されている支持基板４００と、実装基板３００と支持基板４００とを接合する接合部材５００と、を有している。このような半導体モジュール１００は、発光素子２００から発生する熱を実装基板３００および接合部材５００を介して支持基板４００に伝達し、支持基板４００で放熱する構成となっている。また、半導体素子として発光素子を用いることで、後述するプロジェクター等の光源として用いることができ、利便性の高い半導体モジュール１００となる。 A semiconductor module 100 shown in FIG. 1 includes a light emitting element (semiconductor light emitting element) 200 as a semiconductor element, a mounting substrate 300 on which the light emitting element 200 is mounted, a support substrate 400 on which the mounting substrate 300 is supported, and a mounting. A bonding member 500 that bonds the substrate 300 and the support substrate 400 to each other. Such a semiconductor module 100 is configured to transmit heat generated from the light emitting element 200 to the support substrate 400 via the mounting substrate 300 and the bonding member 500 and to dissipate the heat at the support substrate 400. Further, by using a light emitting element as a semiconductor element, the semiconductor module 100 can be used as a light source for a projector or the like which will be described later, and is highly convenient.

ただし、半導体素子としては、発光素子に限定されず、例えば、パワー半導体素子を用いてもよい。パワー半導体素子とは、例えば、交流を直流に変換する、電圧を降圧するなどし、モーターを駆動したり、バッテリー充電したり、マイコンやＬＳＩを動作させるなど、電源（電力）の制御や供給を行う半導体をいう。 However, the semiconductor element is not limited to the light emitting element, and for example, a power semiconductor element may be used. For example, power semiconductor elements are used to control and supply power (electric power) such as converting AC to DC, reducing voltage, driving motors, charging batteries, and operating microcomputers and LSIs. A semiconductor to be performed.

以下、発光素子２００、実装基板３００、支持基板４００、接合部材５００について順次詳細に説明する。 Hereinafter, the light emitting element 200, the mounting substrate 300, the support substrate 400, and the bonding member 500 will be sequentially described in detail.

−発光素子−
発光素子２００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、発光素子２００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、発光素子２００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。 -Light emitting device-
The light emitting element 200 is an SLD (super luminescent diode). For example, the SLD can reduce speckle noise as compared with a semiconductor laser and can achieve higher output than an LED. Therefore, the SLD is suitable, for example, when the light emitting element 200 is used as a light source such as a projector. It is. However, the light emitting element 200 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、発光素子２００は、基板２１０と、第１クラッド層２２０と、活性層２３０と、第２クラッド層２４０と、コンタクト層２５０と、第１電極２６０と、第２電極２７０と、絶縁部２８０とが積層した構成となっている。 2 and 3, the light emitting device 200 includes a substrate 210, a first cladding layer 220, an active layer 230, a second cladding layer 240, a contact layer 250, a first electrode 260, a first electrode 260, The two electrodes 270 and the insulating portion 280 are stacked.

基板２１０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 210, for example, a first conductivity type (eg, n-type) GaAs substrate or the like can be used.

第１クラッド層２２０は、基板２１０上に形成されている。第１クラッド層２２０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 220 is formed on the substrate 210. As the first cladding layer 220, for example, an n-type InGaAlP layer can be used.

活性層２３０は、第１クラッド層２２０上に形成されている。活性層２３０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２３０は、光出射部２０１が形成される第１側面２３１と、第１側面２３１に対して傾斜した第２側面２３２および第３側面２３３を有している。 The active layer 230 is formed on the first cladding layer 220. The active layer 230 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 230 has a first side surface 231 on which the light emitting portion 201 is formed, a second side surface 232 and a third side surface 233 that are inclined with respect to the first side surface 231.

活性層２３０の一部は、第１利得領域２９１、第２利得領域２９２および第３利得領域２９３を有する利得領域群２９０を構成している。これら利得領域２９１、２９２、２９３は、光を発生させることができ、この光は、利得領域２９１、２９２、２９３内を、利得を受けつつ導波することができる。なお、本実施形態では、利得領域群２９０が１つ設けられているが、利得領域群２９０の数としては、１つに限定されない。 Part of the active layer 230 forms a gain region group 290 having a first gain region 291, a second gain region 292, and a third gain region 293. These gain regions 291, 292 and 293 can generate light, and the light can be guided through the gain regions 291, 292 and 293 while receiving gain. In the present embodiment, one gain region group 290 is provided, but the number of gain region groups 290 is not limited to one.

第１利得領域２９１は、第２側面２３２から第３側面２３３まで設けられており、第１側面２３１に対して平行に設けられている。また、第２利得領域２９２は、第２側面２３２から第１側面２３１まで設けられており、第２側面２３２において、第１利得領域２９１と重なっている。また、第３利得領域２９３は、第３側面２３３から第１側面２３１まで設けられており、第３側面２３３において、第１利得領域２９１と重なっている。 The first gain region 291 is provided from the second side surface 232 to the third side surface 233, and is provided in parallel to the first side surface 231. The second gain region 292 is provided from the second side surface 232 to the first side surface 231, and overlaps the first gain region 291 on the second side surface 232. The third gain region 293 is provided from the third side surface 233 to the first side surface 231, and overlaps the first gain region 291 on the third side surface 233.

また、利得領域２９１、２９２、２９３に発生する光において、第１側面２３１の反射率は、第２側面２３２の反射率および第３側面２３３の反射率より低い。これにより、第２利得領域２９２と第１側面２３１との接続部および第３利得領域２９３と第１側面２３１との接続部は、光出射部２０１となることができる。また、側面２３２、２３３は、反射面となることができる。 Further, in the light generated in the gain regions 291, 292, and 293, the reflectance of the first side surface 231 is lower than the reflectance of the second side surface 232 and the reflectance of the third side surface 233. Thereby, the connection part between the second gain region 292 and the first side surface 231 and the connection part between the third gain region 293 and the first side surface 231 can be the light emitting part 201. Further, the side surfaces 232 and 233 can be reflective surfaces.

利得領域２９２、２９３は、第１側面２３１の垂線Ｐに対して傾いている。これにより、第２利得領域２９２の第１側面２３１における端面と、第３利得領域２９３の第１側面２３１における端面との間で、利得領域２９１、２９２、２９３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２９１、２９２、２９３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 292 and 293 are inclined with respect to the normal line P of the first side surface 231. As a result, light generated in the gain regions 291, 292, and 293 directly between the end surface of the first side surface 231 of the second gain region 292 and the end surface of the first side surface 231 of the third gain region 293 is directly Multiple reflections can be avoided. As a result, since a direct resonator cannot be formed, laser oscillation of light generated in the gain regions 291, 292, and 293 can be suppressed or prevented.

第２クラッド層２４０は、活性層２３０上に形成されている。第２クラッド層２４０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２４０、不純物がドーピングされていない活性層２３０およびｎ型の第１クラッド層２２０により、ｐｉｎダイオードが構成される。第１クラッド層２２０および第２クラッド層２４０の各々は、活性層２３０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２３０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２２０および第２クラッド層２４０は、活性層２３０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 240 is formed on the active layer 230. As the second cladding layer 240, 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 240, the active layer 230 not doped with impurities, and the n-type first cladding layer 220 constitute a pin diode. Each of the first cladding layer 220 and the second cladding layer 240 is a layer having a larger forbidden band width and a smaller refractive index than the active layer 230. The active layer 230 has a function of generating light and guiding the light while amplifying the light. The first cladding layer 220 and the second cladding layer 240 have a function of confining injected carriers (electrons and holes) and light (a function of suppressing light leakage) with the active layer 230 interposed therebetween.

コンタクト層２５０と第２クラッド層２４０の一部とは、柱状部２０２を構成する。柱状部２０２の平面形状は、利得領域２９１、２９２、２９３の平面形状と同じである。言い換えると、柱状部２０２の平面形状によって、第１電極２６０および第２電極２７０間の電流経路が決定され、その結果、利得領域２９１、２９２、２９３の平面形状が決定される。 The contact layer 250 and a part of the second cladding layer 240 constitute the columnar portion 202. The planar shape of the columnar portion 202 is the same as that of the gain regions 291, 292, and 293. In other words, the current path between the first electrode 260 and the second electrode 270 is determined by the planar shape of the columnar section 202, and as a result, the planar shapes of the gain regions 291, 292, and 293 are determined.

絶縁部２８０は、第２クラッド層２４０上であって、柱状部２０２の側方に設けられている。絶縁部２８０としては、例えば、ＳｉＮ層、ＳｉＯ_２層、ＳｉＯＮ層、Ａｌ_２Ｏ_３層、ポリイミド層を用いることができる。絶縁部２８０として上記の材料を用いた場合、第１、第２電極２６０、２７０間の電流は、絶縁部２８０を避けて、絶縁部２８０に挟まれた柱状部２０２を流れることができる。絶縁部２８０は、活性層２３０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２８０を形成した部分の垂直断面の有効屈折率は、絶縁部２８０を形成しない部分、すなわち、柱状部２０２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２９１、２９２、２９３内に効率良く光を閉じ込めることができる。 The insulating part 280 is provided on the second cladding layer 240 and on the side of the columnar part 202. As the insulating part 280, 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 for the insulating part 280, the current between the first and second electrodes 260 and 270 can flow through the columnar part 202 sandwiched between the insulating parts 280 while avoiding the insulating part 280. The insulating part 280 has a refractive index smaller than that of the active layer 230. In this case, the effective refractive index of the vertical cross section of the portion where the insulating portion 280 is formed is smaller than the effective refractive index of the vertical cross section of the portion where the insulating portion 280 is not formed, that is, the portion where the columnar portion 202 is formed. Thereby, light can be efficiently confined in the gain regions 291, 292, and 293 in the planar direction.

第１電極２６０は、基板２１０の下の全面に形成されている。第１電極２６０としては、例えば、基板２１０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 260 is formed on the entire lower surface of the substrate 210. As the 1st electrode 260, what laminated | stacked in order of Cr layer, AuGe layer, Ni layer, and Au layer from the board | substrate 210 side can be used, for example.

第２電極２７０は、コンタクト層２５０上に形成されている。第２電極２７０としては、例えば、コンタクト層２５０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 270 is formed on the contact layer 250. As the second electrode 270, for example, a layer in which a Cr layer, an AuZn layer, and an Au layer are stacked in this order from the contact layer 250 side can be used.

このような構成の発光素子２００では、第１電極２６０と第２電極２７０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２３０に利得領域２９１、２９２、２９３を生じ、利得領域２９１、２９２、２９３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２９１、２９２、２９３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２０１から光Ｌとして出射される。すなわち、発光素子２００は、端面発光型の半導体発光素子である。なお、発光素子２００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。 In the light emitting device 200 having such a configuration, when a forward bias voltage of a pin diode is applied between the first electrode 260 and the second electrode 270 (current is injected), the gain regions 291 and 292 are applied to the active layer 230. 293, and recombination of electrons and holes occurs in the gain regions 291, 292, and 293. This recombination causes light emission. Starting from the generated light, stimulated emission occurs in a chain, and the light intensity is amplified in the gain regions 291, 292, and 293. Then, the light whose intensity has been amplified is emitted as light L from the light emitting unit 201. That is, the light emitting element 200 is an edge-emitting semiconductor light emitting element. The light emitting element 200 is formed by a semiconductor processing technique such as a photolithography technique and an etching technique.

以上のような構成の発光素子２００は、第２電極２７０側を実装基板３００に向けて実装基板３００に実装（いわゆるジャンクションダウンで実装）されている。 The light emitting element 200 having the above-described configuration is mounted on the mounting substrate 300 with the second electrode 270 side facing the mounting substrate 300 (so-called junction down mounting).

実装基板３００は、図４に示すように、その上面（一方の主面）が発光素子２００を実装する実装面（発光素子２００を実装する面を含む）３０１となっており、この実装面３０１に複数の発光素子２００が並んで実装されている。 As shown in FIG. 4, the mounting substrate 300 has an upper surface (one main surface) as a mounting surface (including a surface for mounting the light emitting element 200) 301 on which the light emitting element 200 is mounted. A plurality of light emitting elements 200 are mounted side by side.

このような実装基板３００は、Ｓｉ（シリコン）で構成されている。ただし、実装基板３００の構成材料としては、Ｓｉに限定されず、その他、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）、ＡｌＮ等で構成されていてもよい。 Such a mounting substrate 300 is made of Si (silicon). However, the constituent material of the mounting substrate 300 is not limited to Si, and may be made of, for example, Al ₂ O ₃ (alumina), AlN, or the like.

また、実装基板３００の実装面３０１には、複数の発光素子２００に対応して複数の端子３１０が配置されている。なお、図示していないが、実装面３０１の表面には絶縁性を担保するための絶縁膜（シリコン酸化膜）が成膜されている。 In addition, a plurality of terminals 310 are arranged on the mounting surface 301 of the mounting substrate 300 so as to correspond to the plurality of light emitting elements 200. Although not shown, an insulating film (silicon oxide film) for ensuring insulation is formed on the surface of the mounting surface 301.

そして、各端子３１０上に接合部材３２０を介して発光素子２００が接合（実装）されている。接合部材３２０は、導電性を有しており、発光素子２００を端子３１０に機械的に固定（接合）すると共に、発光素子２００の第２電極２７０と端子３１０とを電気的に接続している。このような接合部材３２０としては、接着性および導電性を有していれば、特に限定されず、例えば、半田等のろう材、金ペースト、銀ペースト、銅ペースト等の各種金属ペースト、エポキシ系、シリコーン系、アクリル系等の各種導電性接着材等を用いることができる。また、接合部材３２０としては、高い導電性を有することが好ましい。これにより、発光素子２００から発生する熱を効率的に実装基板３００および支持基板４００に伝達することができる。 The light emitting element 200 is bonded (mounted) on each terminal 310 via a bonding member 320. The bonding member 320 has conductivity, mechanically fixes (bonds) the light emitting element 200 to the terminal 310, and electrically connects the second electrode 270 of the light emitting element 200 and the terminal 310. . Such a joining member 320 is not particularly limited as long as it has adhesiveness and conductivity, and examples thereof include soldering materials such as solder, various metal pastes such as gold paste, silver paste, and copper paste, and epoxy-based materials. Various conductive adhesives such as silicone and acrylic can be used. In addition, the bonding member 320 preferably has high conductivity. Thereby, the heat generated from the light emitting element 200 can be efficiently transmitted to the mounting substrate 300 and the support substrate 400.

また、各端子３１０は、隣の端子３１０上に位置する発光素子２００の第１電極２６０とボンディングワイヤーＢＹを介して電気的に接続されている。すなわち、実装基板３００上で複数の発光素子２００が直列に電気接続されている。 Each terminal 310 is electrically connected to the first electrode 260 of the light emitting element 200 located on the adjacent terminal 310 via the bonding wire BY. That is, the plurality of light emitting elements 200 are electrically connected in series on the mounting substrate 300.

このような実装基板３００の熱膨張係数と発光素子２００の熱膨張率の差は、支持基板４００の熱膨張係数と発光素子２００の熱膨張率の差に比べて小さい。したがって、発光素子２００と支持基板４００との間に、実装基板３００を介在させることで、発光素子２００と支持基板４００との間の熱膨張率の差に起因して発光素子２００に加わる応力を低減することができる。そのため、より安定して所望の性能を発揮することができ、高い信頼性が得られる。 The difference between the thermal expansion coefficient of the mounting substrate 300 and the thermal expansion coefficient of the light emitting element 200 is smaller than the difference between the thermal expansion coefficient of the support substrate 400 and the thermal expansion coefficient of the light emitting element 200. Therefore, by interposing the mounting substrate 300 between the light emitting element 200 and the support substrate 400, the stress applied to the light emitting element 200 due to the difference in thermal expansion coefficient between the light emitting element 200 and the support substrate 400 is applied. Can be reduced. Therefore, desired performance can be exhibited more stably and high reliability can be obtained.

また、実装基板３００は、上述した実装面３０１と、実装面３０１と表裏の関係にあり、接合部材５００を介して支持基板４００と接合されている接合面（支持基板４００と接合されている面を含む面）３０２と、を有し、さらには、平面視で側面から外側に向けて突出する突部３４０を有している。換言すると、突部３４０は、実装面３０１を含む面（実装面３０１の延長上に形成される面）と接合面３０２を含む面（接合面３０２の延長上に形成される面）との間に位置し、実装基板から突出する突部を有している。また、実装面３０１を含む面とは、実装面３０１を実装基板３００の外側まで拡張した面とも言い、接合面３０２を含む面とは、接合面３０２を実装基板３００の外側まで拡張した面とも言う。突部３４０の突出長さＬとしては、特に限定されないが、例えば、２５μｍ以上、５０μｍ以下程度であることが好ましい。 Further, the mounting substrate 300 is in the relationship between the mounting surface 301 and the mounting surface 301 described above, and a bonding surface (surface bonded to the support substrate 400) that is bonded to the support substrate 400 via the bonding member 500. And a protrusion 340 protruding outward from the side surface in plan view. In other words, the protrusion 340 is between the surface including the mounting surface 301 (surface formed on the extension of the mounting surface 301) and the surface including the bonding surface 302 (surface formed on the extension of the bonding surface 302). And has a protrusion protruding from the mounting substrate. The surface including the mounting surface 301 is also referred to as a surface obtained by extending the mounting surface 301 to the outside of the mounting substrate 300, and the surface including the bonding surface 302 is defined as a surface extending from the bonding surface 302 to the outside of the mounting substrate 300. say. Although it does not specifically limit as protrusion length L of the protrusion part 340, For example, it is preferable that it is about 25 micrometers or more and 50 micrometers or less.

突部３４０は、実装基板３００の全周にわたって設けられている。ただし、突部３４０は、実装基板３００の周囲の少なくとも一部に設けられていればよい。このような突部３４０は、支持基板４００側に位置する第１面３４１と、発光素子２００側に位置する第２面３４２と、を有している。第１面３４１は、接合面３０２と同一面で構成されている。一方、第２面３４２は、実装面３０１よりも接合面３０２側に位置し、実装面３０１とほぼ平行な面で構成されている。また、第２面３４２と実装面３０１の間には段差部（第１段差部）３５０が形成されている。 The protrusion 340 is provided over the entire circumference of the mounting substrate 300. However, the protrusion 340 may be provided on at least a part of the periphery of the mounting substrate 300. Such a protrusion 340 has a first surface 341 located on the support substrate 400 side and a second surface 342 located on the light emitting element 200 side. The first surface 341 is configured by the same surface as the bonding surface 302. On the other hand, the second surface 342 is located closer to the bonding surface 302 than the mounting surface 301 and is configured by a surface substantially parallel to the mounting surface 301. A stepped portion (first stepped portion) 350 is formed between the second surface 342 and the mounting surface 301.

換言すると、突部３４０は、実装面３０１と接合面３０２が対向する部分の厚さＴよりも薄い厚さｔを有しており、さらに、実装基板３００の厚さ方向において、接合面３０２側へ偏って配置されている。 In other words, the protrusion 340 has a thickness t that is thinner than the thickness T of the portion where the mounting surface 301 and the bonding surface 302 face each other, and further, on the bonding surface 302 side in the thickness direction of the mounting substrate 300. It is arranged biased to.

以上のような構成の実装基板３００は、接合面３０２側で、接合部材５００を介して支持基板４００に接合されている。なお、接合部材５００は、高い熱伝導性を有していることが好ましく、例えば、半田等のろう材、金ペースト、銀ペースト、銅ペースト等の各種金属ペースト（金属材料）等を用いることができる。これにより、発光素子２００から発生し、実装基板３００に伝達された熱を、接合部材５００を介して支持基板４００に効率的に伝達することができる。そのため、支持基板４００でより効率的に放熱することができる。 The mounting substrate 300 having the above configuration is bonded to the support substrate 400 via the bonding member 500 on the bonding surface 302 side. Note that the joining member 500 preferably has high thermal conductivity. For example, it is possible to use a brazing material such as solder, various metal pastes (metal materials) such as a gold paste, a silver paste, and a copper paste. it can. Thereby, the heat generated from the light emitting element 200 and transmitted to the mounting substrate 300 can be efficiently transmitted to the support substrate 400 via the bonding member 500. Therefore, heat can be radiated more efficiently by the support substrate 400.

ここで、実装基板３００と接合部材５００との接合状態について説明する。図４に示すように、接合部材５００は、実装基板３００の接合面３０２と接合していると共に、突部３４０とも接合している。特に、突部３４０において、接合部材５００は、突部３４０の先端（第１面３４１と第２面３４２とに交差する面）を回り込んで、突部３４０の第２面３４２上まで這い上がっており、第１面３４１および第２面３４２と接合している。接合部材５００がこのように突部３４０と接合していることで、実装基板３００と接合部材５００との接触面積を大きくすることができ、より効率的に、実装基板３００の熱を接合部材５００を介して支持基板４００に伝達することができる。そのため、発光素子２００から発生した熱を支持基板４００から効率的に放熱することができ、発光効率の低下や寿命の短期化を低減することができる。 Here, the bonding state between the mounting substrate 300 and the bonding member 500 will be described. As shown in FIG. 4, the bonding member 500 is bonded to the bonding surface 302 of the mounting substrate 300 and is also bonded to the protrusion 340. In particular, in the protrusion 340, the bonding member 500 crawls up to the second surface 342 of the protrusion 340 by going around the tip of the protrusion 340 (the surface intersecting the first surface 341 and the second surface 342). The first surface 341 and the second surface 342 are joined. Since the bonding member 500 is bonded to the protrusion 340 in this way, the contact area between the mounting substrate 300 and the bonding member 500 can be increased, and the heat of the mounting substrate 300 can be more efficiently transferred. It can be transmitted to the support substrate 400 via. Therefore, the heat generated from the light emitting element 200 can be efficiently radiated from the support substrate 400, and the reduction in light emission efficiency and the shortening of the lifetime can be reduced.

特に、本実施形態では、実装基板３００に段差部３５０が形成されているため、接合部材５００を塞き止めることができ、接合部材５００が突部３４０からさらに実装面３０１に這い上がることを効果的に低減することができる。実装面３０１には複数の端子３１０が配置されているため、接合部材５００の実装面３０１への這い上がりを防止することで、接合部材５００を介した端子３１０同士の短絡を防止することができる。 In particular, in this embodiment, since the stepped portion 350 is formed on the mounting substrate 300, the joining member 500 can be blocked, and the joining member 500 can be further climbed from the protrusion 340 to the mounting surface 301. Can be reduced. Since the plurality of terminals 310 are arranged on the mounting surface 301, it is possible to prevent a short circuit between the terminals 310 via the bonding member 500 by preventing the bonding member 500 from creeping up to the mounting surface 301. .

なお、本実施形態では接合部材５００が段差部３５０まで到達していないが、図５に示すように、接合部材５００が段差部３５０の途中まで這い上がり、段差部３５０とも接合していてもよい。換言すると、接合部材５００は、突部３４０の全てを覆っていてもよい。これにより、本実施形態と比較して、さらに、実装基板３００と接合部材５００の接触面積を大きくすることができるため、上述した効果がより向上する。また、図６に示すように、接合部材５００が実装面３０１まで這い上がり、実装面３０１とも接合していてもよい。換言すると、接合部材５００は、突部３４０と段差部３５０の全てを覆っていてもよい。これにより、図６の構成と比較して、さらに、実装基板３００と接合部材５００の接触面積を大きくすることができるため、上述した効果がさらに向上する。なお、本構成の場合には、接合部材５００を介した端子３１０同士の短絡が発生しないように注意が必要である。 In this embodiment, the bonding member 500 does not reach the stepped portion 350. However, as shown in FIG. 5, the bonding member 500 may crawl up to the middle of the stepped portion 350 and may be bonded to the stepped portion 350. . In other words, the joining member 500 may cover all the protrusions 340. Thereby, compared with this embodiment, since the contact area of the mounting substrate 300 and the joining member 500 can be enlarged, the effect mentioned above improves more. In addition, as shown in FIG. 6, the joining member 500 may crawl up to the mounting surface 301 and may be joined to the mounting surface 301. In other words, the joining member 500 may cover all of the protrusion 340 and the stepped portion 350. Thereby, compared with the structure of FIG. 6, since the contact area of the mounting substrate 300 and the joining member 500 can be enlarged, the effect mentioned above further improves. In the case of this configuration, care must be taken not to cause a short circuit between the terminals 310 via the joining member 500.

以上のような接合部材５００を介して実装基板３００と接合されている支持基板４００は、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｃ、Ｂｅ、Ａｕや、これらの化合物（例えば、ＡｌＮ、ＢｅＯなど）や合金（例えばＣｕＭｏなど）などで構成することができる。また、これらの例示を組み合わせたもの、例えば銅（Ｃｕ）層とモリブデン（Ｍｏ）層の多層構造などから、支持基板４００を構成することもできる。このような材料で支持基板４００を構成することで、優れた熱伝導性を有する支持基板４００となり、発光素子２００から発生した熱を効率的に放熱することができる。
以上、半導体モジュール１００について説明した。 The support substrate 400 bonded to the mounting substrate 300 via the bonding member 500 as described above is, for example, Cu, Al, Mo, W, Si, C, Be, Au, or a compound thereof (for example, AlN, For example, BeO) or an alloy (for example, CuMo). Further, the support substrate 400 can also be configured from a combination of these examples, for example, a multilayer structure of a copper (Cu) layer and a molybdenum (Mo) layer. By forming the support substrate 400 with such a material, the support substrate 400 has excellent thermal conductivity, and heat generated from the light emitting element 200 can be efficiently radiated.
The semiconductor module 100 has been described above.

次に、半導体モジュール１００の製造方法について説明する。
まず、図７（ａ）に示すように、実装基板３００となるシリコン基板６００を用意する。そして、必要に応じてシリコン基板６００を所定の厚さとした後に、例えば熱酸化法を用いて、シリコン基板６００の表面にシリコン酸化膜６１０を形成する。次に、シリコン基板６００の上面に金属膜を成膜し、金属膜をフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いてパターニングすることで、図７（ｂ）に示すように、端子３１０を形成する。次に、図７（ｃ）に示すように、端子３１０上に発光素子２００を実装する。次に、幅の広いダイシングソーを用いて、シリコン基板６００を上面側からハーフダイシングし、図８（ａ）に示すように、凹部６２０を形成する。次に、幅の狭いダイシングソーを用いて、シリコン基板６００を凹部６２０の底面からダイシングすることで、図８（ｂ）に示すように、個片化された実装基板３００が得られる。このような製造方法によれば、比較的簡単に実装基板３００が得られる。 Next, a method for manufacturing the semiconductor module 100 will be described.
First, as shown in FIG. 7A, a silicon substrate 600 to be a mounting substrate 300 is prepared. Then, after the silicon substrate 600 has a predetermined thickness as necessary, a silicon oxide film 610 is formed on the surface of the silicon substrate 600 using, for example, a thermal oxidation method. Next, a metal film is formed on the upper surface of the silicon substrate 600, and the metal film is patterned by using a photolithography technique and an etching technique, thereby forming a terminal 310 as shown in FIG. 7B. Next, as illustrated in FIG. 7C, the light emitting element 200 is mounted on the terminal 310. Next, the silicon substrate 600 is half-diced from the upper surface side using a wide dicing saw to form a recess 620 as shown in FIG. Next, by using a narrow dicing saw, the silicon substrate 600 is diced from the bottom surface of the recess 620, whereby the separated mounting substrate 300 is obtained as shown in FIG. 8B. According to such a manufacturing method, the mounting substrate 300 can be obtained relatively easily.

ただし、実装基板３００の製造方法としては、これに限定されず、例えば、凹部６２０を形成するのに、ダイシングソーに替えてエッチング（ドライエッチング、ウエットエッチング）技法を用いてもよいし、個片化するのに、ダイシングソーに替えてエッチング（ドライエッチング、ウエットエッチング）技法を用いてもよい。 However, the manufacturing method of the mounting substrate 300 is not limited to this. For example, an etching (dry etching, wet etching) technique may be used instead of the dicing saw to form the concave portion 620, or individual pieces may be used. In order to achieve this, an etching (dry etching, wet etching) technique may be used instead of the dicing saw.

次に、図９（ａ）に示すように、支持基板４００を用意し、支持基板４００上にペースト状の接合部材５００を塗布する。次に、図９（ｂ）に示すように、実装基板３００を接合部材５００に接触させ、さらに支持基板４００側へ押し込むことで、図９（ｃ）に示すように、接合部材５００が突部３４０の先端を回り込んで、突部３４０の第２面３４２に到達する。この状態で、接合部材５００を硬化することで、半導体モジュール１００が得られる。 Next, as illustrated in FIG. 9A, a support substrate 400 is prepared, and a paste-like bonding member 500 is applied on the support substrate 400. Next, as shown in FIG. 9B, the mounting substrate 300 is brought into contact with the bonding member 500 and further pushed into the support substrate 400 side, so that the bonding member 500 protrudes as shown in FIG. 9C. It wraps around the tip of 340 and reaches the second surface 342 of the protrusion 340. In this state, the semiconductor module 100 is obtained by curing the bonding member 500.

ただし、半導体モジュール１００の製造方法としてはこれに限定されない。例えば、発光素子２００の実装基板３００への実装は、実装基板３００を支持基板４００に固定した後で行ってもよい。 However, the manufacturing method of the semiconductor module 100 is not limited to this. For example, the light emitting element 200 may be mounted on the mounting substrate 300 after the mounting substrate 300 is fixed to the support substrate 400.

＜第２実施形態＞
図１０は、本発明の第２実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。 Second Embodiment
FIG. 10 is a sectional view showing a semiconductor module according to the second embodiment of the present invention.

以下、第２実施形態の半導体モジュール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 semiconductor module of the second embodiment will be described focusing on the differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be omitted.

第２実施形態の半導体モジュールは、主に、実装基板の突部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の半導体モジュールと同様である。なお、図１０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 semiconductor module of the second embodiment is mainly the same as the semiconductor module of the first embodiment described above except that the configuration of the protrusions of the mounting substrate is different. In FIG. 10, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment.

図１０に示すように、本実施形態の突部３４０は、実装基板３００の厚さ方向の中央部に配置されている。 As shown in FIG. 10, the protrusion 340 of the present embodiment is disposed at the center of the mounting substrate 300 in the thickness direction.

そのため、突部３４０の第１面３４１と接合面３０２の間には段差部（第２段差部）３５１が形成されており、第２面３４２と実装面３０１の間には段差部３５０が形成されている。換言すると、突部３４０の位置は、実装面３０１を含む面と接合面３０２を含む面との間に配置され、第２面３４２と実装面３０１とが異なる平面に形成されている。このような構成の突部３４０によれば、例えば、前述した第１実施形態と比較して、段差部３５１の分だけ接合部材５００との接触面積が大きくなる。そのため、実装基板３００の熱を接合部材５００を介して支持基板４００により効率的に伝達することができる。 Therefore, a step (second step) 351 is formed between the first surface 341 of the protrusion 340 and the bonding surface 302, and a step 350 is formed between the second surface 342 and the mounting surface 301. Has been. In other words, the position of the protrusion 340 is disposed between the surface including the mounting surface 301 and the surface including the bonding surface 302, and the second surface 342 and the mounting surface 301 are formed on different planes. According to the protrusion 340 having such a configuration, for example, the contact area with the bonding member 500 is increased by the amount of the stepped portion 351 as compared with the first embodiment described above. Therefore, the heat of the mounting substrate 300 can be efficiently transmitted to the support substrate 400 through the bonding member 500.

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１１は、本発明の第３実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。 <Third Embodiment>
FIG. 11 is a sectional view showing a semiconductor module according to the third embodiment of the present invention.

以下、第３実施形態の半導体モジュール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 semiconductor module of the third embodiment will be described focusing on the differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be omitted.

第３実施形態の半導体モジュールは、主に、実装基板の突部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の半導体モジュールと同様である。なお、図１１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 semiconductor module of the third embodiment is mainly the same as the semiconductor module of the first embodiment described above except that the configuration of the protrusions of the mounting substrate is different. In FIG. 11, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment.

図１１に示すように、本実施形態の突部３４０では、第２面３４２が実装面３０１に対して傾斜した傾斜面となっている。そのため、突部３４０は、その厚みｔが先端（第２面３４２と接合面３０２との交差する部分）側に向けて漸減するテーパー状（片テーパー状）となっている。なお、本実施形態の場合、接合面３０２と第１面３４１とは同一面で構成されている。このように、第２面３４２を傾斜面とすることで、接合部材５００が第２面３４２を介して実装面３０１まで這い上がることを低減することができる。 As shown in FIG. 11, in the protrusion 340 of the present embodiment, the second surface 342 is an inclined surface that is inclined with respect to the mounting surface 301. Therefore, the protrusion 340 has a taper shape (one taper shape) in which the thickness t gradually decreases toward the tip (a portion where the second surface 342 and the joint surface 302 intersect). In the present embodiment, the bonding surface 302 and the first surface 341 are configured as the same surface. As described above, by using the second surface 342 as an inclined surface, it is possible to reduce the climbing up of the bonding member 500 to the mounting surface 301 via the second surface 342.

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.

＜第４実施形態＞
図１２は、本発明の第４実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。 <Fourth embodiment>
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a semiconductor module according to the fourth embodiment of the present invention.

以下、第４実施形態の半導体モジュール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 semiconductor module of the fourth embodiment will be described focusing on the differences from the above-described embodiments, and the description of the same matters will be omitted.

第４実施形態の半導体モジュールは、主に、実装基板の突部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の半導体モジュールと同様である。なお、図１２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 semiconductor module of the fourth embodiment is mainly the same as the semiconductor module of the first embodiment described above except that the configuration of the protrusions of the mounting substrate is different. In FIG. 12, the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.

図１２に示すように、本実施形態の突部３４０では、第２面３４２が実装面３０１に対して傾斜した傾斜面となっており、第１面３４１が接合面３０２に対して傾斜した傾斜面となっている。そのため、突部３４０は、その厚みｔが先端（第１面３４１と第２面３４２との交差する部分）側に向けて漸減するテーパー状（両テーパー状）となっている。このように、第２面３４２を傾斜面とすることで、接合部材５００が第２面３４２を介して実装面３０１まで這い上がることを低減することができる。また、第１面３４１を傾斜面とすることで、製造時に、接合部材５００を第１面３４１を伝って第２面３４２に誘導し易くなると共に、第１面３４１と接合部材５００との間にボイド（気泡）が発生し難くなる。 As shown in FIG. 12, in the protrusion 340 of this embodiment, the second surface 342 is an inclined surface inclined with respect to the mounting surface 301, and the first surface 341 is inclined with respect to the bonding surface 302. It is a surface. Therefore, the protrusion 340 has a tapered shape (both tapered shapes) in which the thickness t gradually decreases toward the tip (the portion where the first surface 341 and the second surface 342 intersect). As described above, by using the second surface 342 as an inclined surface, it is possible to reduce the climbing up of the bonding member 500 to the mounting surface 301 via the second surface 342. Further, by making the first surface 341 an inclined surface, it becomes easy to guide the joining member 500 to the second surface 342 along the first surface 341 during manufacturing, and between the first surface 341 and the joining member 500. It becomes difficult for voids (bubbles) to be generated.

このような第４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。 According to the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.

＜第５実施形態＞
図１３は、本発明の第５実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。 <Fifth Embodiment>
FIG. 13 is a sectional view showing a semiconductor module according to the fifth embodiment of the present invention.

以下、第５実施形態の半導体モジュール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 semiconductor module of the fifth embodiment will be described focusing on the differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

第５実施形態の半導体モジュールは、主に、実装基板の突部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の半導体モジュールと同様である。なお、図１３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 semiconductor module of the fifth embodiment is mainly the same as the semiconductor module of the first embodiment described above except that the configuration of the protrusions of the mounting substrate is different. In FIG. 13, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment.

図１３に示すように、本実施形態の突部３４０は、実装基板３００の厚さ方向に並んで２つ配置されている。換言すると、２つの突部３４０によって実装基板３００の側面に凹部が形成されている。このような構成によれば、接合面３０２側の突部３４０Ａが実装基板３００と接合部材５００との接触面積を大きくするための突部として機能し、実装面３０１側の突部３４０Ｂは、接合部材５００の実装面３０１への這い上がりを防止するためのストッパーとして機能する。なお、図１３において、突部３４０Ａの第１面３４１と接合面３０２とは同一面で構成されているが、第１面３４１と接合面３０２とが異なる平面に形成され、第１面３４１と接合面３０２とによって段差部が形成されても良い。また、突部３４０Ｂの第２面３４２と実装面３０１とは同一面で構成されているが、第２面３４２と実装面３０１とが異なる平面に形成され、第２面３４２と実装面３０１とによって段差部が形成されても良い。 As shown in FIG. 13, two protrusions 340 of this embodiment are arranged side by side in the thickness direction of the mounting substrate 300. In other words, a recess is formed on the side surface of the mounting substrate 300 by the two protrusions 340. According to such a configuration, the protrusion 340A on the bonding surface 302 side functions as a protrusion for increasing the contact area between the mounting substrate 300 and the bonding member 500, and the protrusion 340B on the mounting surface 301 side is bonded. It functions as a stopper for preventing the member 500 from creeping up on the mounting surface 301. In FIG. 13, the first surface 341 of the protrusion 340 </ b> A and the bonding surface 302 are configured as the same surface, but the first surface 341 and the bonding surface 302 are formed on different planes, and the first surface 341 A step portion may be formed by the joint surface 302. In addition, the second surface 342 and the mounting surface 301 of the protrusion 340B are configured as the same surface, but the second surface 342 and the mounting surface 301 are formed in different planes, and the second surface 342 and the mounting surface 301 A step portion may be formed by the above.

このような第５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。 According to the fifth embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.

＜第６実施形態＞
図１４は、本発明の第６実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。 <Sixth Embodiment>
FIG. 14 is a sectional view showing a semiconductor module according to the sixth embodiment of the present invention.

以下、第６実施形態の半導体モジュール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 semiconductor module of the sixth embodiment will be described focusing on the differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

第６実施形態の半導体モジュールは、主に、実装基板の突部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の半導体モジュールと同様である。なお、図１４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 semiconductor module of the sixth embodiment is mainly the same as the semiconductor module of the first embodiment described above except that the configuration of the protrusions of the mounting substrate is different. In FIG. 14, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment.

図１４に示すように、本実施形態の突部３４０は、実装基板３００の厚さ方向に並んで２つ配置されている。接合面３０２側の突部３４０Ａでは、第１面３４１が接合面３０２と同一面で構成されており、第２面３４２が接合面３０２に対して傾斜した傾斜面で構成されている。一方、実装面３０１側の突部３４０Ｂでは、第２面３４２が実装面３０１と同一面で構成されており、第１面３４１が実装面３０１に対して傾斜した傾斜面で構成されている。そして、突部３４０Ａの第２面３４２と、突部３４０Ｂの第１面３４１とが接続されている。このような構成によれば、例えば、前述した第５実施形態と比較して、突部３４０Ａと突部３４０Ｂの間にある窪みと接合部材５００との間にボイドが発生し難くなる。 As shown in FIG. 14, two protrusions 340 according to the present embodiment are arranged side by side in the thickness direction of the mounting substrate 300. In the protrusion 340 </ b> A on the bonding surface 302 side, the first surface 341 is configured as the same surface as the bonding surface 302, and the second surface 342 is configured as an inclined surface inclined with respect to the bonding surface 302. On the other hand, in the protrusion 340 </ b> B on the mounting surface 301 side, the second surface 342 is configured as the same surface as the mounting surface 301, and the first surface 341 is configured as an inclined surface inclined with respect to the mounting surface 301. And the 2nd surface 342 of protrusion 340A and the 1st surface 341 of protrusion 340B are connected. According to such a configuration, for example, compared to the above-described fifth embodiment, a void is less likely to be generated between the recess between the protrusion 340A and the protrusion 340B and the bonding member 500.

このような第６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 sixth embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.

＜第７実施形態＞
図１５は、本発明の第７実施形態に係るプロジェクターを示す図である。 <Seventh embodiment>
FIG. 15 is a diagram illustrating a projector according to a seventh embodiment of the invention.

図１５に示すように、プロジェクター１０００は、赤色光、緑色光、青色光を出射する赤色光源１１００Ｒ、緑色光源１１００Ｇ、青色光源１１００Ｂを有している。そして、これら光源１１００Ｒ、１１００Ｇ、１１００Ｂとして上述した半導体モジュール１００が用いられている。さらに、プロジェクター１０００は、レンズアレイ１２００Ｒ、１２００Ｇ、１２００Ｂと、透過型の液晶ライトバルブ（光変調部）１３００Ｒ、１３００Ｇ、１３００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１４００と、投射レンズ（投射部）１５００とを有している。 As shown in FIG. 15, the projector 1000 includes a red light source 1100R that emits red light, green light, and blue light, a green light source 1100G, and a blue light source 1100B. The semiconductor module 100 described above is used as the light sources 1100R, 1100G, and 1100B. Furthermore, the projector 1000 includes lens arrays 1200R, 1200G, and 1200B, transmissive liquid crystal light valves (light modulation units) 1300R, 1300G, and 1300B, a cross dichroic prism 1400, and a projection lens (projection unit) 1500. ing.

光源１１００Ｒ、１１００Ｇ、１１００Ｂから出射された光は、各レンズアレイ１２００Ｒ、１２００Ｇ、１２００Ｂに入射する。レンズアレイ１２００Ｒ、１２００Ｇ、１２００Ｂの入射面は、例えば、光源１１００Ｒ、１１００Ｇ、１１００Ｂ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１１００Ｒ、１１００Ｇ、１１００Ｂ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１１００Ｒ、１１００Ｇ、１１００Ｂから出射された光を、液晶ライトバルブ１３００Ｒ、１３００Ｇ、１３００Ｂの照射面に対して、直交させることができる。 Light emitted from the light sources 1100R, 1100G, and 1100B is incident on the lens arrays 1200R, 1200G, and 1200B. The incident surfaces of the lens arrays 1200R, 1200G, and 1200B are inclined at a predetermined angle with respect to the optical axis of light emitted from the light sources 1100R, 1100G, and 1100B, for example. Thereby, the optical axis of the light emitted from the light sources 1100R, 1100G, 1100B can be converted. Therefore, for example, the light emitted from the light sources 1100R, 1100G, and 1100B can be orthogonal to the irradiation surface of the liquid crystal light valves 1300R, 1300G, and 1300B.

また、レンズアレイ１２００Ｒ、１２００Ｇ、１２００Ｂは、液晶ライトバルブ１３００Ｒ、１３００Ｇ、１３００Ｂ側に凸曲面を有している。これにより、レンズアレイ１２００Ｒ、１２００Ｇ、１２００Ｂ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）。そして、各レンズアレイ１２００Ｒ、１２００Ｇ、１２００Ｂによって集光された光は、各液晶ライトバルブ１３００Ｒ、１３００Ｇ、１３００Ｂに入射する。各液晶ライトバルブ１３００Ｒ、１３００Ｇ、１３００Ｂは、入射した光をそれぞれ画像情報に応じて変調する。 The lens arrays 1200R, 1200G, and 1200B have convex curved surfaces on the liquid crystal light valves 1300R, 1300G, and 1300B side. As a result, the light whose optical axis has been converted on the incident surfaces of the lens arrays 1200R, 1200G, and 1200B is condensed (or the diffusion angle can be reduced) by the convex curved surface. Then, the light collected by the lens arrays 1200R, 1200G, and 1200B is incident on the liquid crystal light valves 1300R, 1300G, and 1300B. Each of the liquid crystal light valves 1300R, 1300G, and 1300B modulates incident light according to image information.

各液晶ライトバルブ１３００Ｒ、１３００Ｇ、１３００Ｂ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１４００に入射して合成される。クロスダイクロイックプリズム１４００によって合成された光は、投射光学系である投射レンズ１５００に入射する。投射レンズ１５００は、液晶ライトバルブ１３００Ｒ、１３００Ｇ、１３００Ｂによって形成された像を拡大して、スクリーン（表示面）１６００に投射する。これにより、スクリーン１６００上に所望の映像が映し出される。
以上、プロジェクター１０００について説明した。 The three color lights modulated by the liquid crystal light valves 1300R, 1300G, and 1300B are incident on the cross dichroic prism 1400 and synthesized. The light synthesized by the cross dichroic prism 1400 enters a projection lens 1500 that is a projection optical system. The projection lens 1500 enlarges an image formed by the liquid crystal light valves 1300R, 1300G, and 1300B and projects the enlarged image onto a screen (display surface) 1600. As a result, a desired image is displayed on the screen 1600.
The projector 1000 has been described above.

なお、上述の例では、光変調部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（ＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ）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-described example, a transmissive liquid crystal light valve is used as the light modulation unit, but 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、プロジェクターとしては、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走査型のプロジェクターであってもよい。 Further, the projector may be a scanning projector that displays an image of a desired size on the display surface by scanning light on a screen.

以上、本発明の半導体モジュール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 described above, the semiconductor module and the projector according to the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit is an arbitrary configuration having the same function. Can be replaced. In addition, any other component may be added to the present invention. Moreover, you may combine each embodiment mentioned above suitably.

１００……半導体モジュール
２００……発光素子
２０１……光出射部
２０２……柱状部
２１０……基板
２２０……第１クラッド層
２３０……活性層
２３１……第１側面
２３２……第２側面
２３３……第３側面
２４０……第２クラッド層
２５０……コンタクト層
２６０……第１電極
２７０……第２電極
２８０……絶縁部
２９０……利得領域群
２９１……第１利得領域
２９２……第２利得領域
２９３……第３利得領域
３００……実装基板
３０１……実装面
３０２……接合面
３１０……端子
３２０……接合部材
３４０……突部
３４０Ａ……突部
３４０Ｂ……突部
３４１……第１面
３４２……第２面
３５０……段差部
３５１……段差部
４００……支持基板
５００……接合部材
６００……シリコン基板
６１０……シリコン酸化膜
６２０……凹部
１０００……プロジェクター
１１００Ｂ……青色光源
１１００Ｇ……緑色光源
１１００Ｒ……赤色光源
１２００Ｂ、１２００Ｇ、１２００Ｒ……レンズアレイ
１３００Ｂ、１３００Ｇ、１３００Ｒ……液晶ライトバルブ
１４００……クロスダイクロイックプリズム
１５００……投射レンズ
１６００……スクリーン
ＢＹ……ボンディングワイヤー
Ｌ……光
Ｐ……垂線
Ｔ、ｔ……厚み DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Semiconductor module 200 ... Light emitting element 201 ... Light-emitting part 202 ... Columnar part 210 ... Substrate 220 ... First clad layer 230 ... Active layer 231 ... First side 232 ... Second side 233 …… Third side surface 240 ...... Second cladding layer 250 ...... Contact layer 260 ...... First electrode 270 ...... Second electrode 280 ...... Insulating portion 290 ...... Gain region group 291 ...... First gain region 292 ...... Second gain region 293 ... Third gain region 300 ... Mounting substrate 301 ... Mounting surface 302 ... Joining surface 310 ... Terminal 320 ... Joining member 340 ... Projection 340A ... Projection 340B ... Projection 341 …… First surface 342 …… Second surface 350 …… Step portion 351 …… Step portion 400 …… Support substrate 500 …… Joint member 600 …… Silicon substrate 610 …… Silicon oxide film 620... Recessed 1000... Projector 1100 B... Blue light source 1100 G... Green light source 1100 R... Red light source 1200 B, 1200 G, 1200 R. Projection lens 1600 Screen BY ... Bonding wire L ... Light P ... Perpendicular T, t ... Thickness

Claims

A semiconductor element;
A mounting substrate on which the semiconductor element is mounted;
A support substrate on which the mounting substrate is provided;
A bonding member bonded to the mounting substrate and the support substrate;
The mounting substrate includes a surface on which the semiconductor element is mounted, a surface bonded to the support substrate, a surface including a surface on which the semiconductor element is mounted, and a surface including a surface bonded to the support substrate. A protrusion located between,
The semiconductor module according to claim 1, wherein the bonding member is bonded to at least a part of a surface of the protrusion on which the semiconductor element is mounted.

The semiconductor module according to claim 1, wherein the joining member is joined to at least a part of a surface side of the protrusion on which the semiconductor element is mounted.

The protrusion has a first surface located on the support substrate side, and a second surface located on the semiconductor element side,
The semiconductor module according to claim 1, wherein the bonding member is bonded to the first surface and the second surface.

The semiconductor module according to claim 3, wherein the mounting substrate has a first step portion located between a surface including the second surface and a surface including the surface on which the semiconductor element is mounted.

5. The semiconductor module according to claim 3, wherein the mounting substrate has a second step portion located between a surface including the first surface and a surface including a surface bonded to the support substrate.

The semiconductor module according to claim 3, wherein the second surface is inclined with respect to a surface on which the semiconductor element is mounted.

The semiconductor module according to claim 3, wherein the first surface is inclined with respect to a surface bonded to the support substrate.

The semiconductor module according to claim 1, wherein a plurality of the protrusions are arranged along a thickness direction of the mounting substrate.

The semiconductor module according to claim 1, wherein the semiconductor element is a light emitting element.

A semiconductor module according to claim 9;
A light modulator that modulates light emitted from the semiconductor module according to image information;
A projector that projects an image formed by the light modulator.

A light emitting element;
A mounting substrate on which the light emitting element is mounted;
A support substrate on which the mounting substrate is provided;
A bonding member bonded to the mounting substrate and the support substrate;
The mounting substrate includes a surface on which the light emitting element is mounted, a surface bonded to the support substrate, a surface including a surface on which the light emitting element is mounted, and a surface including a surface bonded to the support substrate. A protrusion located between,
The joining member is joined to at least a part of the surface side on which the light emitting element of the protrusion is mounted,
A light modulator that modulates light emitted from the light emitting element according to image information;
A projector that projects an image formed by the light modulator.