JP2023151011A - 発光装置、発光装置の製造方法、測距装置 - Google Patents

発光装置、発光装置の製造方法、測距装置 Download PDF

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Abstract

【課題】信頼性に優れた発光装置を提供する。【解決手段】発光装置10であって、第1基体20を備え、第1基体20は、第1基板21と、第1基板21の第1面S1上に配置され、多層膜22Lを有する発光素子22と、第1面S1上における発光素子22の素子間領域に配置された構造体23と、を有し、構造体23は、発光素子22と同じ多層膜22Lを有する、又は、第1基板21と同じ材料によって構成される。【選択図】図1

Description

本開示は、発光装置、発光装置の製造方法、測距装置に関する。
近年、半導体レーザの一種として、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)等の面発光レーザが注目されている(特許文献1参照)。VCSELは、低消費電力であり、低コストで大量生産でき、かつ二次元アレイ化も容易であるという優れた特徴を持っている。特に、裏面出射型のVCSELは、ワイヤボンディングを必要とせず、LDD(Laser Diode Driver)基板に直接接続できるため、小型化及び多機能化を容易に実現できる。
特表2021-509956号公報
本開示は、信頼性に優れた発光装置及び測距装置を提供することを目的とする。
本開示の一側面による発光装置は、第1基体を備え、前記第1基体は、第1基板と、前記第1基板の第1面上に配置され、多層膜を有する発光素子と、前記第1面上における前記発光素子の素子間領域に配置された構造体と、を有し、前記構造体は、前記発光素子と同じ前記多層膜を有する、又は、前記第1基板と同じ材料によって構成される。
前記第1基体は、さらに、前記第1面上に、前記発光素子と前記構造体との間隙部を埋めるように、積層された絶縁膜を有してもよい。前記絶縁膜は、無機材料によって構成されてもよい。前記第1基体は、前記発光素子の頂部に配置された第1電極パッドを有し、前記構造体の頂部の高さは、前記第1電極パッドの頂部の高さよりも低くてもよい。
前記発光装置は、前記第1基体が、さらに、前記発光素子と前記構造体との間隙部の底面となる前記第1基板の前記第1面上まで引かれた共通電極を有してもよい。
前記発光装置は、前記第1基体が、さらに、前記発光素子の頂部に配置された第1電極パッドと、前記構造体の頂部に配置されたダミー電極パッドと、を有してもよい。
前記発光装置は、前記第1基体が、さらに、前記第1基板の前記第1面とは反対の面である第2面上に設けられ、前記発光素子から出射された光を集光するレンズ部を有してもよい。
前記発光装置は、さらに、前記第1基体に接合する第2基体を備え、前記第2基体は、第2基板と、前記第2基板上に配置された第2電極パッドと、を有し、前記第1基体の第1電極パッドと、前記第2基体の前記第2電極パッドと、が接合されていてもよい。前記第1電極パッドと前記第2電極パッドとが直接接合によって接合されていてもよい。
本開示の一側面による発光装置の製造方法は、第1基板と、前記第1基板の第1面上に配置され、多層膜を有する発光素子と、前記第1面上の前記発光素子の素子間領域に配置された構造体と、前記発光素子の頂部に配置された第1電極パッドと、を有し、前記構造体は、前記発光素子と同じ前記多層膜を有する、又は、前記第1基板と同じ材料によって構成される、第1基体を作製する第1工程と、第2基板と、前記第2基板上に配置された第2電極パッドと、を有する第2基体の前記第2電極パッドに、前記第1基体の前記第1電極パッドを接合する第2工程と、前記第1基板を、前記第1面とは反対の面である第2面側から薄化する第3工程と、を備える。
前記発光装置の製造方法は、さらに、前記第1基板の前記第2面上に前記発光素子から出射された光を集光するレンズ部を形成する第4工程を備えてもよい。
本開示の一側面による測距装置は、発光装置と、受光部と、前記発光装置の発光信号が対象物で反射されて前記受光部で受光されたときに、前記発光装置の発光信号と前記受光部の受光信号とに基づいて対象物までの距離を計測する距離計測部と、を備え、前記発光装置は、第1基板と、前記第1基板の第1面上に配置され、多層膜を有する発光素子と、前記第1面上における前記発光素子の素子間領域に配置された構造体と、を有し、前記構造体は、前記発光素子と同じ前記多層膜を有する、又は、前記第1基板と同じ材料、によって構成される。
第1実施形態の発光装置の構成を示す縦断面図である。 第1実施形態の発光装置の構成を示す横断面図であり、図1のA-A断面を示す。 第1実施形態の発光装置の発光素子周辺の構成を示す拡大縦断面図であり、図1のB領域を示す。 第1実施形態の発光装置におけるLDチップの構成を示す正面図である。 第1実施形態の発光装置におけるLDチップの構成を示す縦断面図であり、図4のC-C断面を示す。 第1実施形態の発光装置の製造方法の概略を示す縦断面図である。 図6Aに続く縦断面図である。 図6Bに続く縦断面図である。 比較例の発光装置におけるLDチップの構成を示す縦断面図である。 比較例の発光装置の製造方法の概略を示す縦断面図である。 図8Aに続く縦断面図である。 第1実施形態の発光装置の製造方法の一例を示す縦断面図である。 図9Aに続く縦断面図である。 図9Bに続く縦断面図である。 図9Cに続く縦断面図である。 図9Dに続く縦断面図である。 図9Eに続く縦断面図である。 図9Fに続く縦断面図である。 図9Gに続く縦断面図である。 図9Hに続く縦断面図である。 図9Iに続く縦断面図である。 図9Jに続く縦断面図である。 図9Kに続く縦断面図である。 第2実施形態の発光装置におけるLDチップの構成を示す縦断面図である。 第2実施形態の発光装置におけるLDチップの構成を示す横断面図であり、図10のD-D断面を示す。 第2実施形態の発光装置の製造方法の一例を示す縦断面図である。 図12Aに続く縦断面図である。 図12Bに続く縦断面図である。 図12Cに続く縦断面図である。 図12Dに続く縦断面図である。 第3実施形態の発光装置におけるLDチップの構成を示す縦断面図である。 第3実施形態の発光装置におけるLDチップの構成を示す横断面図であり、図13のE-E断面を示す。 第4実施形態の発光装置におけるLDチップの構成を示す縦断面図である。 第4実施形態の発光装置におけるLDチップの構成を示す横断面図であり、図15のF-F断面を示す。 第5実施形態の発光装置におけるLDチップの構成を示す正面図である。 第5実施形態の発光装置におけるLDチップの構成を示す縦断面図であり、図17のG-G断面を示す。 第5実施形態の発光装置におけるLDチップの構成を示す横断面図であり、図18のH-H断面を示す。 第6実施形態の発光装置におけるLDチップの構成を示す縦断面図である。 第6実施形態の発光装置におけるLDチップの構成を示す横断面図であり、図20のI-I断面を示す。 第7実施形態の発光装置におけるLDチップの構成を示す縦断面図である。 第7実施形態の発光装置の製造方法の一例を示す縦断面図である。 図23Aに続く縦断面図である。 図23Bに続く縦断面図である。 図23Cに続く縦断面図である。 図23Dに続く縦断面図である。 図23Eに続く縦断面図である。 図23Fに続く縦断面図である。 本開示の実施形態による発光装置の一実装例としての測距装置の構成例を示すブロック図である。 STL方式の説明図である。 STL方式の測距原理についての説明図である。 移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。 撮像部の設置位置の例を示す図である。
以下、本開示の実施形態の一例について、図面を参照しつつ説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の発光装置10の構成を示す縦断面図である。図2は、第1実施形態の発光装置10の構成を示す横断面図であり、図1のA-A断面を示す。図3は、第1実施形態の発光装置10の発光素子22周辺の構成を示す拡大縦断面図であり、図1のB領域を示す。
第1実施形態の発光装置10は、LD(Laser Diode)チップ20と、LDチップ20に接合するLDD基板30と、を備える。本明細書においては、LDチップ20を「第1基体」と呼び、LDD基板30を「第2基体」と呼ぶこともある。
LDチップ20は、基板21と、複数の発光素子22と、構造体23と、絶縁膜24と、個別電極25と、共通電極26と、を有する。また、基板21は、複数のレンズ部21aを有する。また、LDチップ20は、発光素子22と構造体23との間に、絶縁膜24で埋められた間隙部27を有する。
基板21は、GaAsなどの化合物半導体を材料とする基板である。基板21のLDD基板30と対向する面が表(おもて)面S1であり、その反対の面が裏面S2である。本明細書においては、基板21の表(おもて)面S1を「第1面」と呼び、裏面S2を「第2面」と呼ぶこととする。また、LDチップ20の基板21を「第1基板」と呼ぶこともある。
発光素子22は、それぞれがメサ構造を有する裏面照射型のVCSELである。複数の発光素子22が、基板21の第1面S1上に分散配置されている。また、発光素子22は、図3に示すように、多層膜22Lによって構成される。つまり、発光素子22は、多層膜22Lを有する。
多層膜22Lは、基板21側から、第1ミラー層221、第1スペーサ層222、活性層223、第2スペーサ層224及び第2ミラー層225が順次積層された構造を有する。第1ミラー層221及び第2ミラー層225は、例えば、多層膜反射鏡によって構成される。発光素子22は、活性層223で発生したレーザ光を、第1ミラー層221と第2ミラー層225との間で共振させて、光強度を向上させ、基板21の第2面S2側から出射させる。
なお、第1実施形態のLDチップ20は、複数の発光素子22を有しているが、本開示の技術のLDチップ20は、1つの発光素子22を有するものであってもよい。ただし、本開示の技術は、複数の発光素子22を有するLDチップ20への適用に適したものとなっている。そのため、LDチップ20は、基板21上に分散配置された複数の発光素子22を有しているのが好ましい。
構造体23は、基板21の第1面S1上であって、分散配置された発光素子22の素子間領域に配置されている。素子間領域とは、複数の発光素子22の間の領域をいうものとする。また、LDチップ20が1つの発光素子22のみを有するものである場合、素子間領域とは、発光素子22が配置されている領域以外の領域をいうものとする。
構造体23は、発光素子22と同じ多層膜22Lによって構成される。構造体23は、LDチップ20の強度を補強する。つまり、構造体23は、発光素子22と同じ多層膜22Lを有する。また、構造体23は、構造体23が存在しない場合と比較して、絶縁膜24の体積を小さくしている。
構造体23は、図3に示すように、その頂部の高さH2が個別電極25の頂部の高さH1よりも低くなっている。これは、LDチップ20を、構造体23が絶縁膜24で覆われたものとするためである。
間隙部27は、図2に示すように、基板21の法線方向からの観察において、それぞれの発光素子22の外周を取り囲むように配置される。つまり、間隙部27は、基板21の法線方向からの観察において、環状の形状を有する。また、間隙部27の底面は、基板21の第1面S1である。
絶縁膜24は、基板21の第1面S1上に、発光素子22と構造体23との間隙部27を埋めるように、積層されている。また、絶縁膜24は、発光素子22、構造体23、個別電極25及び共通電極26のうち、個別電極25及び共通電極26のみが外部に露出するように、積層されている。上述の構造体23の存在によって、絶縁膜24の体積は小さく抑えられている。絶縁膜24は、発光素子22におけるノイズの発生を抑制し、ひいては、発光装置10の信頼性を向上させる。
なお、絶縁膜24は、発光素子22と構造体23との間隙部27を埋めるものであればよく、発光素子22や構造体23の一部が絶縁膜24から外部に露出するものであってもよい。ただし、発光素子22におけるノイズの発生の抑制などの観点から、個別電極25及び共通電極26のみが絶縁膜24から外部に露出するものが好ましい。
絶縁膜24は、絶縁性を有するとともに、CMP(Chemical Mechanical Polishing)による研磨が可能な材料によって構成される。絶縁膜24を無機材料によって構成することによって、LDチップ20の強度をさらに補強することが可能となる。また、絶縁膜24を無機材料によって構成することによって、高温環境下におけるLDチップ20の反りの発生を抑えることができる。そのため、絶縁膜24は、好ましくは、無機材料によって構成され、さらに好ましくは、SiO又はSiNによって構成される。
個別電極25は、それぞれの発光素子22の頂部に配置されている。個別電極25は、電極パッドとして構成される。個別電極25は、LDD基板30の電極パッド32と、熱圧着などの直接接合によって接合している。個別電極25は、熱圧着などの直接接合に適した材料によって構成される。個別電極25は、好ましくは、金属材料によって構成され、さらに好ましくは、Cu又はAuによって構成される。本明細書においては、個別電極25を「第1電極パッド」と呼ぶこともある。
共通電極26は、LDチップ20の端部付近に配置されている構造体23上から基板21の第1面S1上に亘って配置されるとともに、基板21と電気的に接続している。共通電極26は、その構造体23上の部分が電極パッドとして構成される。共通電極26の電極パッドは、LDD基板30の電極パッド32と、熱圧着などの直接接合によって接合している。共通電極26は、熱圧着などの直接接合に適した材料によって構成される。共通電極26は、好ましくは、金属材料によって構成され、さらに好ましくは、Cu又はAuによって構成される。
レンズ部21aは、基板21の第2面S2側の発光素子22と重なる領域に設けられている。レンズ部21aは、発光素子22から出射されたレーザ光を集光する。
LDD基板30は、基板31と、基板31上に分散配置された複数の電極パッド32と、を有する。電極パッド32は、LDチップ20の発光素子22に駆動信号を供給する。LDD基板30の電極パッド32は、LDチップ20の個別電極25及び共通電極26と、熱圧着などの直接接合によって、接合している。電極パッド32は、熱圧着などの直接接合に適した材料によって構成される。電極パッド32は、好ましくは、金属材料によって構成され、さらに好ましくは、Cu又はAuによって構成される。本明細書においては、LDD基板30を「第2基体」と呼び、基板31を「第2基板」と呼び、電極パッド32を「第2電極パッド」と呼ぶこともある。
なお、LDチップ20とLDD基板30との接合は、直接接合ではなく、はんだ等の接合部材を介するものであってもよい。しかし、LDチップ20とLDD基板30とが直接接合により接合された発光装置10は、平坦度がより良いものとなる。そのため、LDチップ20とLDD基板30と接合は、直接接合によるのが好ましい。
LDD基板30は、駆動信号を生成する駆動回路を有していてもよい。この場合、LDD基板30は、アクティブ駆動を行う。あるいは、LDD基板30は、外部の駆動回路で生成された駆動信号に応じた電圧を電極パッド32に供給していてもよい。この場合、LDD基板30は、パッシブ駆動を行う。
LDチップ20とLDD基板30との間の空間は、アンダーフィルによって埋められていてもよい。つまり、発光装置10は、LDチップ20とLDD基板30との間にアンダーフィル層を有するものであってもよい。
図4は、第1実施形態の発光装置10におけるLDチップ20の構成を示す正面図である。図5は、第1実施形態の発光装置10におけるLDチップ20の構成を示す縦断面図であり、図4のC-C断面を示す。図6Aから図6Cは、第1実施形態の発光装置10の製造方法の概略を示す縦断面図である。
図4及び図5は、LDD基板30に接合される前のLDチップ20を示す。図4及び図5に示すとおり、LDチップ20の第1面S1側は、絶縁膜24で覆われており、発光素子22、構造体23、個別電極25及び共通電極26のうち、個別電極25及び共通電極26のみが外部に露出したものとなっている。この構成により、発光素子22におけるノイズの発生がより抑制され、発光装置10がより信頼性に優れたものとなる。
このようなLDチップ20を用いた発光装置10の製造方法の概略は次のとおりである。
まず、図6A及び図6Bに示すように、LDチップ20の個別電極25及び共通電極26とLDD基板30の電極パッド32とを熱圧着などの直接接合によって接続する。その後、図6Cに示すように、LDチップ20の基板21の厚みを薄くし、さらに、レンズ部21aを形成することによって製造される。
LDチップ20は、構造体23及び絶縁膜24の存在によって、その強度が補強されている。また、LDチップ20は、構造体23の存在によって、その絶縁膜24の体積が小さく抑えられたものとなっている。そのため、LDチップ20は、高温の環境下でも、反りの発生が抑えられ、フラットな接合面を維持できるものとなっている。
このように、LDチップ20がフラットな接合面を維持できるものとなっていることから、LDチップ20の個別電極25及び共通電極26とLDD基板30の電極パッド32とを、熱圧着などの直接接合によって接合することが可能となっている。さらに、LDチップ20の強度が補強され、LDチップ20がフラットな接合面を維持できることから、LDチップ20をLDD基板30に接合した後に、LDチップ20の基板21の厚みをCMPでの研磨によって薄くし、さらに、基板21の第2面S2上にレンズ部21aを形成することが可能となっている。そのため、従来の発光装置10と比較して、良好な平坦度を実現できる。
次に、比較例の発光装置10を参照にして、本開示の開示者らが、第1実施形態の発光装置10をはじめとする本開示の実施形態の発光装置10の想到に至った経緯を説明する。
図7は、比較例の発光装置10におけるLDチップ20の構成を示す縦断面図である。図8A及び図8Bは、比較例の発光装置10の製造方法の概略を示す縦断面図である。
まず、本開示の開示者らは、LD基板21の薄化のプロセスでの平坦性の改善や、発光装置10の信頼性の向上のために、図7に示すように、LDチップの複数の発光素子22の素子間領域にポリイミドなどの絶縁性を有する樹脂を埋め込むことを考えた。
しかし、本開示の開示者らは、研究の結果、このようなLDチップ20によっても期待されたような効果が得られないことを見出した。さらに、本開示の開示者らは、その理由が、図8A及び図8Bに示すように、高温の環境下でLDチップ20をLDD基板30に接続するとき、樹脂と基板21との熱膨張率の違いによって、LDチップ20にわずかな反りが発生してしまうことに起因することを見出した。なお、図8Aにおいては、LDチップ20の反りの大きさが誇張されて描かれている。
そこで、本開示の開示者らは、発光素子22の素子間領域を絶縁性の材料で埋めるとともに、LDチップ20の反りの発生を抑制するための研究を進めた結果、本開示の実施形態の発光装置10の想到に至った。
このような経緯によって想到された本開示の実施形態の発光装置10は、従来の発光装置10と比較して、LDチップ20の基板21が良好な平坦度を有するとともに、信頼性に優れたものとなっている。
まとめると、第1実施形態の発光装置10は、LDチップ20(第1基体)を備え、LDチップ20(第1基体)は、基板21(第1基板)と、基板21(第1基板)の第1面S1上に配置され、多層膜22Lを有する発光素子22と、第1面S1上における発光素子22の素子間領域に配置された構造体23と、を有する。そして、構造体23は、発光素子22と同じ多層膜22Lを有する。
このような発光装置10は、LDチップ20(第1基体)が良好な平坦度を有し、信頼性に優れる。
次に、第1実施形態の発光装置10の製造方法の一例について説明する。なお、共通電極26については、説明の便宜のため省略している。共通電極26は、公知の技術を適宜適用することにより形成できる。
図9Aから図9Lは、第1実施形態の発光装置10の製造方法の一例を示す縦断面図である。
第1実施形態の発光装置10の製造においては、まず、図9Aに示すように、基板21の第1面S1上に発光素子22を構成する多層膜22Lを形成する。基板21は、GaAsなどの化合物半導体を材料とする基板である。多層膜22Aは、基板21側から、第1ミラー層221、第1スペーサ層222、活性層223、第2スペーサ層224及び第2ミラー層225(図3参照)を順次積層することによって形成する。多層膜22Lの形成は、例えば、エピタキシャル成長の技術を用いて実現できる。
次に、図9Bに示すように、多層膜22L上の発光素子22が形成される領域に個別電極25を形成する。個別電極25は、熱圧着などの直接接合に適した材料によって構成される。個別電極25は、好ましくは、金属材料によって構成され、さらに好ましくは、Cu又はAuによって構成される。個別電極25の形成は、例えば、レジストの塗布、金属の蒸着及びレジストの除去を順次行うことによって実現できる。
次に、図9C及び図9Dに示すように、発光素子22と構造体23との間隙部27が形成される領域の多層膜22Lを除去することによって、発光素子22及び構造体23を形成する。この発光素子22及び構造体23の形成では、まず、図9Cに示すように、多層膜22L及び個別電極25上の間隙部27が形成される領域以外の領域にレジスト91を塗布する。その後、図9Dに示すように、エッチングによって、間隙部27が形成される領域の多層膜22Lを除去し、さらに、レジスト91も除去する。
次に、図9Eに示すように、基板21の第1面S1上に絶縁膜24を積層する。絶縁膜24は、発光素子22と構造体23との間隙部27を埋めるように積層される。絶縁膜24は、SiO又はSiNなどの無機材料によって構成されるものが好ましい。絶縁膜24の積層は、例えば、ALD(Atomic Layer Deposition)法、CVD(Chemical Vaper Deposition)法によって実現できる。
次に、図9Fに示すように、絶縁膜24をCMP(Chemical Mechanical Polishing)により研磨することによって、個別電極25を露出させる。これにより、LDD基板30に接続可能なLDチップ20が得られる。
次に、図9G及び図9Hに示すように、上述の工程によって得られたLDチップ20をLDD基板30に接合する。このとき、LDチップ20の個別電極25をLDD基板30の電極パッド32に熱圧着などによって直接接合する。なお、この後、LDチップ20とLDD基板30との間の空間をアンダーフィルによって埋めてもよい。
次に、図9Iに示すように、LDチップ20の基板21の第2面S2側をCMP(Chemical Mechanical Polishing)により研磨することによって、LDチップ20の基板21の厚みを薄くする。
次に、図9J及び図9Kに示すように、LDチップ20の基板21の第2面S2にレンズ部21aを形成する。このレンズ部21aの形成では、まず、図9Jに示すように、基板21の第2面S2上のレンズ部21aが形成される領域にレジスト91を塗布する。その後、図9Kに示すように、エッチングによって、レンズ部21aが形成される領域以外の基板21の厚みを薄くすることによってレンズ部21aを形成し、さらに、レジスト91も除去する。
最後に、図9Lに示すように、必要に応じてダイシングする。LDチップ20及びLDD基板30を有する発光装置10は、通常、複数個の発光素子22を単位として個片化される。以上の工程によって、第1実施形態の発光装置10が製造される。
まとめると、第1実施形態の発光装置10の製造方法は、上述のLDチップ20(第1基体)を作製する第1工程と、基板31(第2基板)と、基板31(第2基板)上に配置された電極パッド32(第2電極パッド)と、を有するLDD基板30(第2基体)の電極パッド32(第2電極パッド)に、LDチップ20(第1基体)の個別電極25(第1電極パッド)を接合する第2工程と、LDチップ20(第1基体)の基板21(第1基板)を、第2面S2側から薄化する第3工程と、を備える。
このような、発光装置10の製造方法によれば、良好な平坦度を有し、信頼性に優れる発光装置10を製造できる。
以下、第2から第7実施形態の発光装置10について説明する。これらの実施形態については、第1実施形態との相違点を中心に説明し、第1実施形態との共通点の説明は適宜省略する。
(第2実施形態)
図10は、第2実施形態の発光装置10におけるLDチップ20の構成を示す縦断面図である。図11は、第2実施形態の発光装置10におけるLDチップ20の構成を示す横断面図であり、図10のD-D断面を示す。
第2実施形態の発光装置10は、第1実施形態の発光装置10とは異なり、LDチップ20の構造体23,21が基板21と同じ材料によって構成されている。図10に示す例では、構造体23,21と基板21とが一体的に構成されている。構造体23,21は、基板21と一体的に構成されたものである必要はない。しかし、LDチップ20の強度及び平坦度などの観点から、構造体23,21は、基板21と一体的に構成されているのが好ましい。
第2実施形態のその他の構成は、第1実施形態の発光装置10と同じである。
第2実施形態の発光装置10は、LDチップ20の構造体23,21が基板21と同じ材料によって構成されていることから、第1実施形態の発光装置10と比較して、LDチップ20の強度をより補強し、LDチップ20の反りの発生がより抑制されたものとなっている。
ここで、第2実施形態の発光装置10の製造方法の一例について説明する。
図12Aから図12Eは、第2実施形態の発光装置10の製造方法の一例を示す縦断面図である。
第2実施形態の発光装置10の製造においては、まず、図12Aに示すように、LDチップ20の基板21の第1面S1上の構造体23となる領域以外の領域を一定の深さまで掘り込んで、縦穴部21H及び構造体23,21を形成する。基板21は、GaAsなどの化合物半導体を材料とする基板である。縦穴部21Hの形成は、例えば、ハードマスクの形成、ドライエッチング及びハードマスクの除去を順次行うことによって実現できる。
次に、図12Bに示すように、縦穴部21Hの内部に発光素子22を構成する多層膜22Lを形成する。多層膜22Aは、基板21側から、第1ミラー層221、第1スペーサ層222、活性層223、第2スペーサ層224及び第2ミラー層225(図3参照)を順次積層することによって形成する。多層膜22Lの形成は、例えば、エピタキシャル成長の技術を用いて実現できる。
次に、図12Cに示すように、多層膜22L上の発光素子22が形成される領域に個別電極25を形成する。個別電極25は、熱圧着などの直接接合に適した材料によって構成される。個別電極25は、好ましくは、金属材料によって構成され、さらに好ましくは、Cu又はAuによって構成される。個別電極25の形成は、例えば、レジストの塗布、金属の蒸着及びレジストの除去を順次行うことによって実現できる。
次に、図12D及び図12Eに示すように、発光素子22と構造体23,21との間隙部27が形成される領域の多層膜22Lを除去することによって、発光素子22及び構造体23,21を形成する。この発光素子22及び構造体23,21の形成では、まず、図12Dに示すように、多層膜22L、構造体23,21及び個別電極25上の間隙部27が形成される領域以外の領域にレジスト91を塗布する。その後、図12Eに示すように、エッチングによって、間隙部27が形成される領域の多層膜22Lを除去し、さらに、レジスト91も除去する。
これ以降の工程は、図9Eから図9Lに示す第1実施形態の発光装置10の製造方法と同じである。以上の工程により、第2実施形態の発光装置10が製造される。
(第3実施形態)
図13は、第3実施形態の発光装置10におけるLDチップ20の構成を示す縦断面図である。図14は、第3実施形態の発光装置10におけるLDチップ20の構成を示す横断面図であり、図13のE-E断面を示す。
第3実施形態の発光装置10は、第1実施形態の発光装置10におけるLDチップ20の共通電極26を、それぞれの発光素子22と構造体23との間隙部27の底面となる基板21の第1面S1上まで引き延ばしたものである。つまり、第3実施形態の発光装置10におけるLDチップ30は、発光素子22と構造体23との間隙部27の底面となる基板21の第1面S1上まで引かれた共通電極26を有する。
図14に示す例では、複数の発光素子22に対応する複数の間隙部27に亘って共通電極26を引き延ばすために、隣接する間隙部27を接続する接続部27Cが設けられている。そして、間隙部27及び接続部27Cの底面となる基板21の第1面S1上に、引き延ばされた共通電極が配置されている。
第3実施形態の発光装置10のその他の構成は、第1実施形態の発光装置10と同じである。
第3実施形態の発光装置10は、共通電極25がそれぞれの発光素子22の外周部近傍において基板21と接続していることから、第1実施形態の発光装置10と比較して、より精密で安定的な発光素子22の制御が可能なものとなっている。
第3実施形態の発光装置10は、第1実施形態の発光装置10と同様の方法で、製造できる。ただし、第3実施形態の発光装置10の製造においては、図9C及び図9Dに示す間隙部27が形成される領域の多層膜22Lを除去する工程において、接続部27Cが形成される領域の多層膜22Lも除去することになる。また、図9Eに示す絶縁膜24を積層する工程の前に、間隙部27及び接続部27Cの底面となる基板21の第1面S1上に共通電極26を積層する工程を追加することになる。
(第4実施形態)
図15は、第4実施形態の発光装置10におけるLDチップ20の構成を示す縦断面図である。図16は、第4実施形態の発光装置10におけるLDチップ20の構成を示す横断面図であり、図15のF-F断面を示す。
第4実施形態の発光装置10は、第2実施形態の発光装置10におけるLDチップ20の共通電極26を、それぞれの発光素子22と構造体23,21との間隙部27の底面となる基板21の第1面S1上まで引き延ばしたものである。つまり、第4実施形態の発光装置10におけるLDチップ30は、発光素子22と構造体23,21との間隙部27の底面となる基板21の第1面S1上まで引かれた共通電極26を有する。
図14に示す例では、複数の発光素子22に対応する複数の間隙部27に亘って共通電極26を引き延ばすために、隣接する間隙部27を互いに接続する接続部27Cが設けられている。そして、間隙部27及び接続部27Cの底面となる基板21の第1面S1上に、引き延ばされた共通電極が配置されている。
第3実施形態の発光装置10のその他の構成は、第1実施形態の発光装置10と同じである。
第4実施形態の発光装置10は、共通電極25がそれぞれの発光素子22の外周部近傍において基板21と接続していることから、第2実施形態の発光装置10と比較して、より精密で安定的な発光素子22の制御が可能なものとなっている。
第4実施形態の発光装置10は、第2実施形態の発光装置10と同様の方法で、製造できる。ただし、第4実施形態の発光装置10の製造においては、図12Aに示す縦穴部21H及び構造体23,21を形成する工程において、接続部27Cが形成される領域にも縦穴部21Hを形成する。また、図12D及び図12Eに示す間隙部27が形成される領域の多層膜22Lを除去する工程において、接続部27Cが形成される領域の多層膜22Lも除去することになる。また、その後の絶縁膜24を積層する工程(図9E参照)の前に、間隙部27及び接続部27Cの底面となる基板21の第1面S1に共通電極26を積層する工程を追加することになる。
(第5実施形態)
図17は、第5実施形態の発光装置10におけるLDチップ20の構成を示す正面図である。図18は、第5実施形態の発光装置10におけるLDチップ20の構成を示す縦断面図であり、図17のG-G断面を示す。図19は、第5実施形態の発光装置10におけるLDチップ20の構成を示す横断面図であり、図18のH-H断面を示す。
第5実施形態の発光装置10は、第1実施形態の発光装置10の構成に加えて、LDチップ20が、その構造体23の頂部に配置されたダミー電極パッド25Dを有するものである。
ダミー電極パッド25Dは、個別電極25と同じ材料によって構成される。また、ダミー電極パッド25Dの頂部の高さH3は、個別電極の頂部の高さH1と同じである。また、ダミー電極パッド25Dは、個別電極25と同様、絶縁膜24から外部に露出したものとなっている。しかし、ダミー電極パッド25Dは、個別電極25と異なり、LDD基板30の電極パッド32と接合されず、LDD基板30から駆動信号が供給されることはない。
第5実施形態の発光装置10のその他の構成は、第1実施形態の発光装置10と同じである。
第5実施形態の発光装置10は、ダミー電極パッド25Dの存在によって、LDチップ20の基板21の第1面S1側の面内均一性が向上することから、第1実施形態の発光装置10と比較して、LDチップ20とLDD基板30との接合がより良好となる
第5実施形態の発光装置10は、第1実施形態の発光装置10と同様の方法で、製造できる。ただし、第5実施形態の発光装置10の製造においては、図9Bに示す個別電極25を形成する工程において、同時に、多層膜22L上の構造体23が形成される領域にダミー電極パッド25Dを形成する。また、図9Fに示す、絶縁膜24をCMPにより研磨することによって個別電極25を露出させる工程において、同時に、ダミー電極パッド25Dも露出させる。
(第6実施形態)
図20は、第6実施形態の発光装置10におけるLDチップ20の構成を示す縦断面図である。図21は、第6実施形態の発光装置10におけるLDチップ20の構成を示す横断面図であり、図20のI-I断面を示す。
第6実施形態の発光装置10は、第2実施形態の発光装置10の構成に加えて、LDチップ20が、その構造体23,21の頂部に配置されたダミー電極パッド25Dを有するものである。
ダミー電極パッド25Dは、個別電極25と同じ材料によって構成される。また、ダミー電極パッド25Dの頂部の高さH3は、個別電極の頂部の高さH1と同じである。また、ダミー電極パッド25Dは、個別電極25と同様、絶縁膜24から外部に露出したものとなっている。しかし、ダミー電極パッド25Dは、個別電極25と異なり、LDD基板30の電極パッド32と接合されず、LDD基板30から駆動信号が供給されることはない。
第6実施形態の発光装置10のその他の構成は、第2実施形態の発光装置10と同じである。
第5実施形態の発光装置10は、ダミー電極パッド25Dの存在によって、LDチップ20の第1面S1側の面内均一性が向上することから、第2実施形態の発光装置10と比較して、LDチップ20とLDD基板30との接合がより良好となる
第6実施形態の発光装置10は、第2実施形態の発光装置10と同様の方法で、製造できる。ただし、第6実施形態の発光装置10の製造においては、図12Cに示す個別電極25を形成する工程において、同時に、構造体23,21上にダミー電極パッド25Dを形成する。また、絶縁膜24をCMPにより研磨することによって個別電極25を露出させる工程(図9F)において、同時に、ダミー電極パッド25Dも露出させる。
(第7実施形態)
図22は、第7実施形態の発光装置10におけるLDチップ20の構成を示す縦断面図である。
第7実施形態の発光装置10は、LDチップ20のみを備える。この点において、第7実施形態の発光装置10は、LDチップ20接合されたLDD基板30を備える第1実施形態の発光装置10と異なっている。第7実施形態の発光装置10のLDチップ20の構成は、図1に示す第1実施形態の発光装置10のLDチップ20と同じである。
第7実施形態の発光装置10は、LDチップ20の基板21が良好な平坦度を有するとともに、信頼性に優れたものとなっている。また、この発光装置10は、LDD基板30に接合する際の反りの発生が抑制されたものとなっており、LDD基板に接合した後も、良好な平坦度を維持するとともに、信頼性に優れたものとなる。
ここで、第7実施形態の発光装置10の製造方法の一例について説明する。
図23Aから図23Gは、第7実施形態の発光装置10の製造方法の一例を示す縦断面図である。
第7実施形態の発光装置10の製造方法は、LDD基板30に接続可能なLDチップ20を得るまでは、図9Aから図9Fに示す第1実施形態の発光装置10の製造方法と同じである。
第7実施形態の発光装置10の製造では、LDD基板30に接続可能なLDチップ20を得た後、図23A及び図23Bに示すように、LDチップ20を仮基板92に貼り付ける。このとき、LDチップ20の個別電極25側を仮基板92に貼り付ける。なお、仮基板92は、LDチップ20を保持するための粘着層92aを有する。粘着層92aは、例えば、加熱によって粘着力が低下する材料によって構成される。
次に、図23Cに示すように、LDチップ20の基板21の厚みを薄くした後、基板21にレンズ部21aを形成する。この工程は、図9Hから図9Kに示す第1実施形態の発光装置10の製造方法と同じである。
次に、図23D及び図23Eに示すように、仮基板92に貼り付けられたLDチップ20をマウントシート93に貼り付ける。このとき、LDチップ20のレンズ部21a側をマウントシート93に貼り付ける。
次に、図23Fに示すように、LDチップ20から仮基板92を取り外す。仮基板92の粘着層92aが加熱によって粘着力が低下する材料によって構成されるものである場合、粘着層92aを加熱することによって、LDチップ20から仮基板92を取り外すことができる。
最後に、図23Gに示すように、必要に応じてダイシングする。LDチップ20は、通常、複数個の発光素子22を単位として個片化される。以上の工程によって、第7実施形態の発光装置10が製造される。
次に、本開示の実施形態による発光装置10の適用例について説明する。
(測距装置への適用例)
本開示の実施形態による発光装置10は、例えば、非接触で物体までの距離を計測する測距装置(測距モジュールとも呼ばれる)40で用いることができる。
図24は、本開示の実施形態による発光装置10の一実装例としての測距装置40の構成例を示すブロック図である。
図示のように測距装置40は、発光部51、駆動部52、電源回路53、発光側光学系54、受光側光学系55、受光部56、信号処理部57、制御部58、及び温度検出部59を備えている。
発光部51は、複数の光源により光を発する。後述するように、本例の発光部51は、各光源としてVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER:垂直共振器面発光レーザ)による発光素子を有しており、それら発光素子が例えばマトリクス状等の所定態様により配列されて構成されている。
駆動部52は、発光部51を駆動するための電源回路53を有して構成される。電源回路53は、例えば測距装置40に設けられた不図示のバッテリ等からの入力電圧(後述する入力電圧Vin)に基づき、駆動部52の電源電圧(後述する駆動電圧Vd)を生成する。駆動部52は、該電源電圧に基づいて発光部51を駆動する。
発光部51より発せられた光は、発光側光学系54を介して測距対象としての被写体(対象物)Sに照射される。そして、このように照射された光の被写体Sからの反射光は、受光側光学系55を介して受光部56の受光面に入射する。
受光部56は、例えばCCD(Charge Coupled Device)センサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサ等の受光素子とされ、上記のように受光側光学系55を介して入射する被写体Sからの反射光を受光し、電気信号に変換して出力する。
受光部56は、受光した光を光電変換して得た電気信号について、例えばCDS(Correlated Double Sampling)処理、AGC(Automatic Gain Control)処理などを実行し、さらにA/D(Analog/Digital)変換処理を行う。そしてデジタルデータとしての信号を、後段の信号処理部57に出力する。
また、本例の受光部56は、フレーム同期信号Fsを駆動部52に出力する。これにより駆動部52は、発光部51における発光素子22を受光部56のフレーム周期に応じたタイミングで発光させることが可能とされる。
信号処理部57は、例えばDSP(Digital Signal Processor)等により信号処理プロセッサとして構成される。信号処理部57は、受光部56から入力されるデジタル信号に対して、各種の信号処理を施す。
制御部58は、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を有するマイクロコンピュータ、或いはDSP等の情報処理装置を備えて構成され、発光部51による発光動作を制御するための駆動部52の制御や、受光部56による受光動作に係る制御を行う。
制御部58は、測距部58aとしての機能を有する。測距部58aは、信号処理部57を介して入力される信号(つまり被写体Sからの反射光を受光して得られる信号)に基づき、被写体Sまでの距離を測定する。本例の測距部58aは、被写体Sの三次元形状の特定を可能とするために、被写体Sの各部について距離の測定を行う。
ここで、測距装置40における具体的な測距の手法については後に改めて説明する。
温度検出部59は、発光部51の温度を検出する。温度検出部59としては、例えばダイオードを用いて温度検出を行う構成を採ることができる。本例では、温度検出部59により検出された温度の情報は駆動部52に供給され、これにより駆動部52は該温度の情報に基づいて発光部51の駆動を行うことが可能とされる。
測距装置40における測距手法としては、例えばSTL(Structured Light:構造化光)方式やToF(Time of Flight:光飛行時間)方式による測距手法を採用することができる。
STL方式は、例えばドットパターンや格子パターン等の所定の明/暗パターンを有する光を照射された被写体Sの画像に基づいて距離を測定する方式である。
図25Aは、STL方式の説明図である。STL方式では、例えば図25Aに示すようなドットパターンによるパターン光Lpを被写体Sに照射する。パターン光Lpは、複数のブロックBLに分割されており、各ブロックBLにはそれぞれ異なるドットパターンが割当てられている(ブロックB間でドットパターンが重複しないようにされている)。
図25Bは、STL方式の測距原理についての説明図である。ここでは、壁Wとその前に配置された箱BXとが被写体Sとされ、該被写体Sに対してパターン光Lpが照射された例としている。図中の「G」は受光部56による画角を模式的に表している。
また、図中の「BLn」はパターン光Lpにおける或るブロックBLの光を意味し、「dn」は受光部56による受光画像に映し出されるブロックBLnのドットパターンを意味している。
ここで、壁Wの前の箱BXが存在しない場合、受光画像においてブロックBLnのドットパターンは図中の「dn’」の位置に映し出される。すなわち、箱BXが存在する場合と箱BXが存在しない場合とで、受光画像においてブロックBLnのパターンが映し出される位置が異なるものであり、具体的には、パターンの歪みが生じる。
STL方式は、このように照射したパターンが被写体Sの物体形状によって歪むことを利用して被写体Sの形状や奥行きを求める方式となる。具体的には、パターンの歪み方から被写体Sの形状や奥行きを求める方式である。
STL方式を採用する場合、受光部56としては、例えばグローバルシャッタ方式によるIR(Infrared:赤外線)受光部が用いられる。そして、STL方式の場合、測距部58aは、発光部51がパターン光を発光するように駆動部52を制御すると共に、信号処理部57を介して得られる画像信号についてパターンの歪みを検出し、パターンの歪み方に基づいて距離を計算する。
続いて、ToF方式は、発光部51より発された光が対象物で反射されて受光部56に到達するまでの光の飛行時間(時間差)を検出することで、対象物までの距離を測定する方式である。
ToF方式として、いわゆるダイレクトToF(dTOF)方式を採用する場合、受光部56としてはSPAD(Single Photon Avalanche Diode)を用い、また発光部51はパルス駆動する。この場合、測距部58aは、信号処理部57を介して入力される信号に基づき、発光部51より発せられ受光部56により受光される光について発光から受光までの時間差を計算し、該時間差と光の速度とに基づいて被写体Sの各部の距離を計算する。
なお、ToF方式として、いわゆるインダイレクトToF(iTOF)方式(位相差法)を採用する場合、受光部56としては例えばIRを受光することのできる受光部が用いられる。
以上、本開示の実施形態による発光装置10が適用されうる測距装置の一例について説明した。本開示の実施形態による発光装置10は、以上で説明した構成のうち、発光部51及び発光側光学系54に適用されうる。具体的には、本開示の実施形態による発光装置10と、受光部56と、発光装置10の発光信号が対象物で反射されて受光部56で受光されたときに、発光装置10の発光信号と受光部56の受光信号とに基づいて対象物までの距離を計測する距離計測部(測距部58a)と、を備える測距装置40が構成されうる。発光部51及び発光側光学系54に本開示の実施形態による発光装置10を適用することにより、測距装置40の信頼性を向上させることができる。
(移動体への適用例)
本開示に係る技術は、様々な製品へ適用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
図26は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システム12000の概略的な構成例を示すブロック図である。
車両制御システム12000は、通信ネットワーク12001を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図26に示した例では、車両制御システム12000は、駆動系制御ユニット12010、ボディ系制御ユニット12020、車外情報検出ユニット12030、車内情報検出ユニット12040、及び統合制御ユニット12050を備える。また、統合制御ユニット12050の機能構成として、マイクロコンピュータ12051、音声画像出力部12052、及び車載ネットワークI/F(Interface)12053が図示されている。
駆動系制御ユニット12010は、各種プログラムに従って車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット12010は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
ボディ系制御ユニット12020は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット12020は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット12020には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット12020は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
車外情報検出ユニット12030は、車両制御システム12000を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット12030には、撮像部12031が接続される。車外情報検出ユニット12030は、撮像部12031に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット12030は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
撮像部12031は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部12031は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部12031が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
車内情報検出ユニット12040は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット12040には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部12041が接続される。運転者状態検出部12041は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット12040は、運転者状態検出部12041から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット12010に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むADAS(Advanced Driver Assistance System)の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット12020に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
音声画像出力部12052は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図26の例では、出力装置として、オーディオスピーカ12061、表示部12062及びインストルメントパネル12063が例示されている。表示部12062は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
図27は、撮像部12031の設置位置の例を示す図である。
図27では、撮像部12031として、撮像部12101、12102、12103、12104、12105を有する。
撮像部12101、12102、12103、12104、12105は、例えば、車両12100のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部12101及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部12105は、主として車両12100の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部12102、12103は、主として車両12100の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部12104は、主として車両12100の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部12105は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
なお、図27には、撮像部12101ないし12104の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲12111は、フロントノーズに設けられた撮像部12101の撮像範囲を示し、撮像範囲12112,12113は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部12102,12103の撮像範囲を示し、撮像範囲12114は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部12104の撮像範囲を示す。例えば、撮像部12101ないし12104で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両12100を上方から見た俯瞰画像が得られる。
撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を基に、撮像範囲12111ないし12114内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化(車両12100に対する相対速度)を求めることにより、特に車両12100の進行路上にある最も近い立体物で、車両12100と略同じ方向に所定の速度(例えば、0km/h以上)で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ12051は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御(追従停止制御も含む)や自動加速制御(追従発進制御も含む)等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、2輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両12100の周辺の障害物を、車両12100のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ12051は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ12061や表示部12062を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット12010を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部12101ないし12104の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ12051が、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部12052は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部12062を制御する。また、音声画像出力部12052は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部12062を制御してもよい。
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部12031に適用され得る。具体的には、撮像部12031とともに、本開示による発光装置10を設ければよい。撮像部12031に、本開示に係る技術を適用することにより、電磁ノイズの発生を抑制しつつ、距離画像の解像度を向上させることができ、車両12100の機能性および安全性を高めることができる。
<6.まとめ>
以上、本開示の実施の形態の一例を説明したが、本開示は、その他の様々な形態で実施することが可能である。例えば、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形、置換、省略又はこれらの組み合わせが可能である。そのような変形、置換、省略等を行った形態も、本開示の範囲に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
また、本明細書に記載された本開示の効果は例示に過ぎず、その他の効果があってもよい。
なお、本開示は以下のような構成をとることも可能である。
[項目1]
第1基体を備え、
前記第1基体は、
第1基板と、
前記第1基板の第1面上に配置され、多層膜を有する発光素子と、
前記第1面上における前記発光素子の素子間領域に配置された構造体と、を有し、
前記構造体は、前記発光素子と同じ前記多層膜を有する、又は、前記第1基板と同じ材料によって構成される
発光装置。
[項目2]
項目1に記載の発光装置であって、
前記第1基体は、さらに、前記第1面上に、前記発光素子と前記構造体との間隙部を埋めるように、積層された絶縁膜を有する発光装置。
[項目3]
項目2に記載の発光装置であって、
前記絶縁膜は、無機材料によって構成される発光装置。
[項目4]
項目1から3のいずれか1つに記載の発光装置であって、
前記第1基体は、前記発光素子の頂部に配置された第1電極パッドを有し、
前記構造体の頂部の高さは、前記第1電極パッドの頂部の高さよりも低い
発光装置。
[項目5]
項目1から4のいずれか1つに記載の発光装置であって、
前記第1基体は、さらに、前記発光素子と前記構造体との間隙部の底面となる前記第1基板の前記第1面上まで引かれた共通電極を有する発光装置。
[項目6]
請求項1から5のいずれか1つに記載の発光装置であって、
前記第1基体は、さらに、前記発光素子の頂部に配置された第1電極パッドと、前記構造体の頂部に配置されたダミー電極パッドと、を有する発光装置。
[項目7]
項目1から6のいずれか1つに記載の発光装置であって、
前記第1基体は、さらに、前記第1基板の前記第1面とは反対の面である第2面上に設けられ、前記発光素子から出射された光を集光するレンズ部を有する発光装置。
[項目8]
項目1から7のいずれか1つに記載の発光装置であって、
さらに、前記第1基体に接合する第2基体を備え、
前記第2基体は、第2基板と、前記第2基板上に配置された第2電極パッドと、を有し、
前記第1基体の第1電極パッドと、前記第2基体の前記第2電極パッドと、が接合されている
発光装置。
[項目9]
項目8に記載の発光装置であって、
前記第1電極パッドと前記第2電極パッドとが直接接合によって接合されている発光装置。
[項目10]
第1基板と、前記第1基板の第1面上に配置され、多層膜を有する発光素子と、前記第1面上の前記発光素子の素子間領域に配置された構造体と、前記発光素子の頂部に配置された第1電極パッドと、を有し、前記構造体は、前記発光素子と同じ前記多層膜を有する、又は、前記第1基板と同じ材料によって構成される、第1基体を作製する第1工程と、
第2基板と、前記第2基板上に配置された第2電極パッドと、を有する第2基体の前記第2電極パッドに、前記第1基体の前記第1電極パッドを接合する第2工程と、
前記第1基板を、前記第1面とは反対の面である第2面側から薄化する第3工程と、を備える
発光装置の製造方法。
[項目11]
項目10に記載の発光装置の製造方法であって、
さらに、前記第1基板の前記第2面上に前記発光素子から出射された光を集光するレンズ部を形成する第4工程を備える発光装置の製造方法。
[項目12]
発光装置と、受光部と、前記発光装置の発光信号が対象物で反射されて前記受光部で受光されたときに、前記発光装置の発光信号と前記受光部の受光信号とに基づいて対象物までの距離を計測する距離計測部と、を備え、
前記発光装置は、
第1基板と、
前記第1基板の第1面上に配置され、多層膜を有する発光素子と、
前記第1面上における前記発光素子の素子間領域に配置された構造体と、を有し、
前記構造体は、前記発光素子と同じ前記多層膜を有する、又は、前記第1基板と同じ材料、によって構成される
測距装置。
10 発光装置
20 LDチップ(第1基体)
21 基板(第1基板)
21a レンズ部
21H 縦穴部
22 発光素子
22L 多層膜
221 第1ミラー層
222 第1スペーサ層
223 活性層
224 第2スペーサ層
225 第2ミラー層
23 構造体
24 絶縁膜
25 個別電極(第1電極パッド)
25D ダミー電極パッド
26 共通電極
27 間隙部
27C 接続部
30 LDD基板(第2基体)
31 基板(第2基板)
32 電極パッド(第2電極パッド)
91 レジスタ
92 仮基板
92a 粘着層
93 マウントシート

Claims (12)

  1. 第1基体を備え、
    前記第1基体は、
    第1基板と、
    前記第1基板の第1面上に配置され、多層膜を有する発光素子と、
    前記第1面上における前記発光素子の素子間領域に配置された構造体と、を有し、
    前記構造体は、前記発光素子と同じ前記多層膜を有する、又は、前記第1基板と同じ材料によって構成される
    発光装置。
  2. 請求項1に記載の発光装置であって、
    前記第1基体は、さらに、前記第1面上に、前記発光素子と前記構造体との間隙部を埋めるように、積層された絶縁膜を有する発光装置。
  3. 請求項2に記載の発光装置であって、
    前記絶縁膜は、無機材料によって構成される発光装置。
  4. 請求項1に記載の発光装置であって、
    前記第1基体は、前記発光素子の頂部に配置された第1電極パッドを有し、
    前記構造体の頂部の高さは、前記第1電極パッドの頂部の高さよりも低い
    発光装置。
  5. 請求項1に記載の発光装置であって、
    前記第1基体は、さらに、前記発光素子と前記構造体との間隙部の底面となる前記第1基板の前記第1面上まで引かれた共通電極を有する発光装置。
  6. 請求項1に記載の発光装置であって、
    前記第1基体は、さらに、前記発光素子の頂部に配置された第1電極パッドと、前記構造体の頂部に配置されたダミー電極パッドと、を有する発光装置。
  7. 請求項1に記載の発光装置であって、
    前記第1基体は、さらに、前記第1基板の前記第1面とは反対の面である第2面上に設けられ、前記発光素子から出射された光を集光するレンズ部を有する発光装置。
  8. 請求項1に記載の発光装置であって、
    さらに、前記第1基体に接合する第2基体を備え、
    前記第2基体は、第2基板と、前記第2基板上に配置された第2電極パッドと、を有し、
    前記第1基体の第1電極パッドと、前記第2基体の前記第2電極パッドと、が接合されている
    発光装置。
  9. 請求項8に記載の発光装置であって、
    前記第1電極パッドと前記第2電極パッドとが直接接合によって接合されている発光装置。
  10. 第1基板と、前記第1基板の第1面上に配置され、多層膜を有する発光素子と、前記第1面上の前記発光素子の素子間領域に配置された構造体と、前記発光素子の頂部に配置された第1電極パッドと、を有し、前記構造体は、前記発光素子と同じ前記多層膜を有する、又は、前記第1基板と同じ材料によって構成される、第1基体を作製する第1工程と、
    第2基板と、前記第2基板上に配置された第2電極パッドと、を有する第2基体の前記第2電極パッドに、前記第1基体の前記第1電極パッドを接合する第2工程と、
    前記第1基板を、前記第1面とは反対の面である第2面側から薄化する第3工程と、を備える
    発光装置の製造方法。
  11. 請求項10に記載の発光装置の製造方法であって、
    さらに、前記第1基板の前記第2面上に前記発光素子から出射された光を集光するレンズ部を形成する第4工程を備える発光装置の製造方法。
  12. 発光装置と、受光部と、前記発光装置の発光信号が対象物で反射されて前記受光部で受光されたときに、前記発光装置の発光信号と前記受光部の受光信号とに基づいて対象物までの距離を計測する距離計測部と、を備え、
    前記発光装置は、
    第1基板と、
    前記第1基板の第1面上に配置され、多層膜を有する発光素子と、
    前記第1面上における前記発光素子の素子間領域に配置された構造体と、を有し、
    前記構造体は、前記発光素子と同じ前記多層膜を有する、又は、前記第1基板と同じ材料、によって構成される
    測距装置。
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