JP7371642B2 - 半導体発光デバイス - Google Patents
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Description
本技術は、例えば半導体レーザ素子等の発光素子を有する半導体発光デバイスに関する。
半導体レーザ素子等の複数の発光素子を含む発光装置の開発が進められている。半導体レーザ素子は、信頼性を確保するために、半導体レーザチップの部分をキャップ体にてパッケージされている（例えば、特許文献１参照）。
このような発光デバイスでは、内部抵抗の改善が望まれている。
内部抵抗を改善することが可能な半導体発光デバイスを提供することが望ましい。
本開示の一実施の形態に係る第１の半導体発光デバイスは、発光素子と、発光素子を収容すると共に、少なくとも一方に発光素子と外部とを電気的に接続する配線構造を有する第１の収容部材および第２の収容部材と、第１の収容部材と第２の収容部材とを接合すると共に、配線構造と電気的に接続されている導電性接合部とを備えたものであり、第１の収容部材は、発光素子を収容する収容空間を形成する第１の凹部と、第１の凹部の底面を構成する第１の層と、第１の凹部の側面を構成する第２の層とを有し、第１の層には、１または複数の第１のメタルパタンが形成され、第２の層には、１または複数の第１のメタルパタンの少なくとも一部と電気的に接続される１または複数の第２のメタルパタンが形成されている。本開示の一実施の形態に係る第２の半導体発光デバイスは、発光素子と、発光素子を収容すると共に、少なくとも一方に発光素子と外部とを電気的に接続する配線構造を有する第１の収容部材および第２の収容部材と、第１の収容部材と第２の収容部材とを接合すると共に、配線構造と電気的に接続されている導電性接合部とを備えたものであり、第２の収容部材は光透過性を有すると共に、第１の収容部材との接合面とは反対側にレンズ形状を有する光出射面を有し、発光素子から出射された光は、第２の収容部材を介して外部へ出力される。
本開示の一実施の形態に係る第１および第２の半導体発光デバイスでは、発光素子を収容する第１の収容部材と第２の収容部材とを接合する導電性接合部を、第１の収容部材および第２の収容部の少なくとも一方に設けられた配線構造と電気的に接続することにより、発光素子と外部とを電気的に接続する配線の断面積を大きくする。
以下、本開示における一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．第１の実施の形態（収容部材とカバーとの接合部材を導電経路として用いた例）
１－１．半導体発光デバイスの構成
１－２．発光装置の構成
１－３．作用・効果
２．第２の実施の形態（収容部材接合面のメタルパタンを電極取出部用と接合用とに分離した例）
３．第３の実施の形態（電極取出部用のメタルパタンと接合用メタルパタンとの境界にはんだ阻止帯を設けた例）
４．第４の実施の形態（カバーの上面に電極取出部を設けた例）
５．第５の実施の形態（カバー側に凹部を設けた例）
６．第６の実施の形態（発光素子とミラーとを同一平面上に配置した例）
７．第７の実施の形態（カバー側のはんだパタンを用いて電極取出し用のメタルパタンと接合用のメタルパタンとを電気的に接続した例）
８．第８の実施の形態（グラウンドパタンを設けた例）
９．第９の実施の形態（横方向に光を出射させた例）
１０．第１０の実施の形態（垂直共振器面発光レーザを用いた例）
１１．変形例（表示装置の構成の他の例）
１２．適用例（投射型表示装置の例）
１．第１の実施の形態（収容部材とカバーとの接合部材を導電経路として用いた例）
１－１．半導体発光デバイスの構成
１－２．発光装置の構成
１－３．作用・効果
２．第２の実施の形態（収容部材接合面のメタルパタンを電極取出部用と接合用とに分離した例）
３．第３の実施の形態（電極取出部用のメタルパタンと接合用メタルパタンとの境界にはんだ阻止帯を設けた例）
４．第４の実施の形態（カバーの上面に電極取出部を設けた例）
５．第５の実施の形態（カバー側に凹部を設けた例）
６．第６の実施の形態（発光素子とミラーとを同一平面上に配置した例）
７．第７の実施の形態（カバー側のはんだパタンを用いて電極取出し用のメタルパタンと接合用のメタルパタンとを電気的に接続した例）
８．第８の実施の形態（グラウンドパタンを設けた例）
９．第９の実施の形態（横方向に光を出射させた例）
１０．第１０の実施の形態（垂直共振器面発光レーザを用いた例）
１１．変形例（表示装置の構成の他の例）
１２．適用例（投射型表示装置の例）
＜１．第１の実施の形態＞
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ａ）の構成の一例を表した分解斜視図である。図２は、図１に示した半導体発光デバイス１０Ａの平面構成の一例を模式的に表したものである。半導体発光デバイス１０Ａは、パッケージ化された表面実装型デバイス（surface mount device；ＳＭＤ）である。半導体発光デバイス１０Ａは、発光素子１１、収容部材１４およびカバー１５を有する。収容部材１４は凹部１４Ｃを有し、この凹部１４Ｃに発光素子１１が収容されている。収容部材１４とカバー１５とは、接合部材１６を介して接合されており、これによって、発光素子１１は気密封止されている。この収容部材１４が、本開示の「第１の収容部材」の一具体例に相当し、カバー１５が、本開示の「第２の収容部材」の一具体例に相当する。
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ａ）の構成の一例を表した分解斜視図である。図２は、図１に示した半導体発光デバイス１０Ａの平面構成の一例を模式的に表したものである。半導体発光デバイス１０Ａは、パッケージ化された表面実装型デバイス（surface mount device；ＳＭＤ）である。半導体発光デバイス１０Ａは、発光素子１１、収容部材１４およびカバー１５を有する。収容部材１４は凹部１４Ｃを有し、この凹部１４Ｃに発光素子１１が収容されている。収容部材１４とカバー１５とは、接合部材１６を介して接合されており、これによって、発光素子１１は気密封止されている。この収容部材１４が、本開示の「第１の収容部材」の一具体例に相当し、カバー１５が、本開示の「第２の収容部材」の一具体例に相当する。
（１－１．半導体発光デバイスの構成）
本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ａは、収容部材１４の凹部１４Ｃに発光素子１１が、例えばサブマウント１２およびミラー１３と共に収容されている。収容部材１４は、接合部材１６を介してカバー１５と接合されており、カバー１５と共に発光素子１１、サブマウント１２およびミラー１３を封止している。収容部材１４には、発光素子１１と外部とを電気的に接続するための配線構造が設けられている。接合部材１６は、この配線構造と電気的に接続されており、配線構造と共に、発光素子１１と外部とを電気的に接続する導電経路を構成している。
本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ａは、収容部材１４の凹部１４Ｃに発光素子１１が、例えばサブマウント１２およびミラー１３と共に収容されている。収容部材１４は、接合部材１６を介してカバー１５と接合されており、カバー１５と共に発光素子１１、サブマウント１２およびミラー１３を封止している。収容部材１４には、発光素子１１と外部とを電気的に接続するための配線構造が設けられている。接合部材１６は、この配線構造と電気的に接続されており、配線構造と共に、発光素子１１と外部とを電気的に接続する導電経路を構成している。
発光素子１１は、例えば、ＬＤ（Laser Diode）等の半導体レーザ素子により構成されている。発光素子１１は、例えば窒化ガリウム（ＧａＮ）系の半導体材料を含んでおり、青色波長域の光を出射する。発光素子１１から出射された光の光路に蛍光体等の波長変換部材を配置するようにしてもよい。発光素子１１は、例えば、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）系等の半導体材料を含んでいてもよい。発光素子１１のアノードおよびカソードの一方（例えばアノード）は、例えばワイヤＷを用いたワイヤボンディングにより、後述する収容部材１４に設けられた配線構造に接続され、例えば電極取出部１４Ｅ２に取り出されている。ワイヤＷは、例えば金（Ａｕ）により構成されている。発光素子１１のアノードおよびカソードの一方（例えばカソード）は、例えば、後述する導電性のサブマウント１２を用いる場合にはワイヤＷを用いずに、収容部材１４に設けられた配線構造を介して、例えば電極取出部１４Ｅ１に取り出されている。
サブマウント１２は、発光素子１１を実装するためのものであり、発光素子１１と収容部材１４の凹部１４Ｃの底面との間に設けられている。サブマウント１２は例えば板状の部材であり、サブマウント１２の厚み（図１のＺ方向の大きさ）により、発光素子１１の位置を調整するようにしてもよい。サブマウント１２は、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ），シリコン（Ｓｉ），炭化シリコン（ＳｉＣ），ダイアモンドまたは酸化ベリリウム（ＢｅＯ）等の絶縁材料により構成されている。絶縁材料により構成されているサブマウント１２を用いる場合には、サブマウント１２上の（図示していない）メタルパタンからメタルパタン１４３Ｍ１もしくはメタルパタン１４１Ｍ１へワイヤ接続する。これにより、例えば電極取出部１４Ｅ１と発光素子１１とが電気的に接続される。
サブマウント１２は、例えば銅タングステン（Ｃｕ－Ｗ），銅モリブデン（Ｃｕ－Ｍｏ），銅ダイアモンドおよびグラファイト等の導電性材料を用いて構成するようにしてもよい。導電性のサブマウント１２を用いることにより、発光素子１１の電極の一方（例えば、カソード）を、サブマウント１２を介して収容部材１４内部の配線構造に導通させることができる。これにより、例えば、ワイヤＷを用いて発光素子１１のアノードおよびカソードの両方を電極取出部１４Ｅと接続する場合と比較してワイヤＷの数が減るので、半導体発光デバイス１０Ａの大きさを小さくすることが可能となる。
発光素子１１は、サブマウント１２に例えばＡｕＳｎ（金－錫）により共晶接合されており、サブマウント１２は、収容部材１４の凹部１４Ｃの底面に例えばＡｕＳｎにより共晶接合されている。サブマウント１２は、収容部材１４の凹部１４Ｃの底面に例えば、銀（Ａｇ）ペースト，焼結金（Ａｕ）または焼結銀（Ａｇ）等により接合されていてもよい。
ミラー１３は、発光素子１１から出射された光を反射するためのものである。発光素子１１から出射された光は、ミラー１３により反射され、カバー１５側から出射されるようになっている。ミラー１３は、サブマウント１２に実装された発光素子１１と共に、収容部材１４の凹部１４Ｃに設けられている。凹部１４Ｃ内には、例えば段差が設けられており、ミラー１３は発光素子１１よりも低い位置に配置されている。
ミラー１３は例えば傾斜面を有しており、この傾斜面が発光素子１１の光出射面に対向して配置されている。ミラー１３の傾斜面は、例えば、収容部材１４の底面に対して４５°傾斜している。これにより、ミラー１３の傾斜面で反射された光を、収容部材１４の底面に対して、垂直方向に取り出すことが可能となる。ミラー１３の傾斜面の角度を調整することにより、光の取り出し方向を変えることも可能である。ミラー１３は、例えば、ガラス、合成石英、シリコン、サファイア、銅およびアルミニウム等により構成されている。ミラー１３の傾斜面には、例えば、金属膜または誘電体多層膜等の反射膜が設けられていてもよい。発光素子１１から出射された光に対して、この反射膜は例えば９０％以上の反射率を有している。反射膜は９９％以上の反射率を有することが好ましい。
図３は、図１に示した収容部材１４の構成の一例を表した分解斜視図である。図４Ａ～図４Ｃは、図２に示したＩ－Ｉ線、ＩＩ－ＩＩ線およびＩＩＩ－ＩＩＩ線における収容部材１４の断面構成を模式的に表したものである。収容部材１４は、サブマウント１２に実装された発光素子１１およびミラー１３を収容し、カバー１５と共に封止している。即ち、収容部材１４の凹部１４Ｃとカバー１５とによって、気密性を有する収容空間が構成されている。凹部１４Ｃは、例えば矩形状の平面形状を有している。収容部材１４は、例えば、ガラスやセラミックによって構成されており、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ），酸化アルミニウム（アルミナ）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の焼結体を含んでいる。
収容部材１４は、凹部１４Ｃの底面を構成する第１層１４１と、凹部１４Ｃの側面を構成する第２層１４２とから構成されている。第２層１４２は、カバーと接合される接合層１４４と、第１層１４１と接合層１４４との間に配置される中間層１４３とから構成されている。第１層１４１および第２層１４２（具体的には、中間層１４３および接合層１４４）には、それぞれ、メタルパタン１４１Ｍ，１４３Ｍ，１４４Ｍが形成されており、適宜電気的に接続されている。メタルパタン１４１Ｍ，１４３Ｍ，１４４Ｍは、例えば金（Ａｕ）等を含んでいる。この第１層１４１が、本開示の「第１の層」の一具体例に相当し、第２層１４２が本開示の「第２の層」の一具体例に相当する。
第１層１４１は、上記のように、凹部１４Ｃの底面を構成するものである。第１層１４１は、例えば、矩形状の平面形状を有する板状部材あり、互いに対向する上面１４１Ｓ１および下面１４１Ｓ２を有している。この上面１４１Ｓ１が凹部１４Ｃの底面の一部を構成しており、下面１４１Ｓ２が収容部材１４の裏面１４Ｓ２を構成している。上面１４１Ｓ１には、メタルパタン１４１Ｍ１が設けられている。メタルパタン１４１Ｍ１は、例えばミラー１３の実装に用いられるものであり、例えば平面（ＸＹ平面）視において、一部が、後述する中間層１４３に設けられた開口１４３Ｈに対応するように設けられている。具体的には、開口１４３Ｈ内にメタルパタン１４１Ｍ１が露出するように設けられている。これにより、ミラー１３の放熱を効率的に行うことができ、また、ミラー１３とのはんだ接合を容易にすることができる。
第１層１４１の下面１４１Ｓ２には、後述するベースプレート３１への実装用のメタルパタン１４１Ｍ２が設けられていている。このメタルパタン１４１Ｍ２は、放熱部材としても機能し、発光素子１１で発生した熱をベースプレート３１に効率的に放熱することもできる。即ち、収容部材１４の裏面１４Ｓ２にメタルパタン１４１Ｍ２を設けることにより、半導体発光デバイス１０Ａとベースプレート３１との電気的および熱的な接続を行うことができる。
中間層１４３は、上記のように、凹部１４Ｃの側面の一部を構成するものであり、第１層１４１と接合層１４４との間に配置されている。中間層１４３は、例えば、矩形状の平面形状を有する板状部材あり、互いに対向する上面１４３Ｓ１および下面１４３Ｓ２を有している。この上面１４３Ｓ１が、第１層１４１の上面１４１Ｓ１と共に、凹部１４Ｃの底面を構成している。中間層１４３には、ミラー１３が配置される開口１４３Ｈが設けられている。開口１４３Ｈ内には、第１層１４１の上面に設けられたメタルパタン１４１Ｍ１が露出しており、ミラー１３はメタルパタン１４１Ｍ１を介して実装されている。
中間層１４３の上面１４３Ｓ１には、互いに独立したメタルパタン１４３Ｍ１およびメタルパタン１４３Ｍ２が設けられている。メタルパタン１４３Ｍ１は、例えばサブマウント１２の実装に用いられるものであり、例えば平面視において、第１層１４１に設けられたメタルパタン１４１Ｍ１および後述する接合層１４４に設けられたメタルパタン１４４Ｍ１の少なくともどちらか一方と少なくとも一部が重複するようにパターニングされている。また、メタルパタン１４３Ｍ１は、一部が接合層１４４に設けられた開口１４４Ｈ内に露出するように設けられており、サブマウント１２が実装されている。これにより、サブマウント１２の放熱を効率的に行うことができ、また、サブマウント１２とのはんだ接合を容易にすることができる。メタルパタン１４３Ｍ２は、例えば平面視において、接合層１４４に設けられたメタルパタン１４４Ｍ２と少なくとも一部が重複するようにパターニングされている。
中間層１４３には、さらに、中間層１４３をＺ軸方向に貫通するビアＶ１が設けられている。ビアＶ１は、メタルパタン１４３Ｍ１と第１層１４１上のメタルパタン１４１Ｍ１との重複位置に設けられており、メタルパタン１４１Ｍ１とメタルパタン１４３Ｍ１とを接続している。このビアＶ１を設けることにより、後述する金メッキ処理において電解メッキ処理が容易となる。また、ビアＶ１を設けることにより、サブマウント１２に絶縁材料を用いる場合に、サブマウント１２上の（図示していない）メタルパタンからメタルパタン１４１Ｍ１へワイヤ接続することにより、例えば電極取出部１４Ｅ１と発光素子１１とを電気的に接続することができる。
接合層１４４は、上記のように、凹部１４Ｃの側面の一部を構成すると共に、カバー１５と接合されるものである。接合層１４４は、例えば、矩形状の平面形状を有する板状部材あり、互いに対向する上面１４４Ｓ１および下面１４４Ｓ２を有している。この上面１４４Ｓ１が収容部材１４のカバー１５との接合面１４Ｓ１を構成している。接合層１４４には、サブマウント１２が配置される開口１４４Ｈが設けられている。開口１４４Ｈ内には、中間層１４３の上面に設けられたメタルパタン１４３Ｍ１およびメタルパタン１４３Ｍ２の一部が露出しており、サブマウント１２はメタルパタン１４３Ｍ１を介して実装されている。メタルパタン１４３Ｍ２は、サブマウント１２に実装された発光素子１１の一方の電極（例えばアノード）と、ワイヤＷを介して電気的に接続されている。また、開口１４４Ｈは、中間層１４３に設けられた開口１４３Ｈを内包している。即ち、凹部１４Ｃは、開口１４３Ｈと開口１４４Ｈとから構成されており、これにより、凹部１４Ｃの底面は段差を有している。
接合層１４４の上面１４４Ｓ１には、開口１４４Ｈを縁状に囲むと共に、一部が縁の外側に張り出したメタルパタン１４４Ｍ１が設けられている。この縁状の部分（メタルパタン１４ＭＣ）はカバー１５（具体的には、後述のはんだパタン１５１Ｍ）との接合に用いられている。張り出し部分（メタルパタン１４ＭＥ）はカバー１５から露出され、発光素子１１と外部とを電気的に接続する電極取出部１４Ｅ１を構成している。即ち、メタルパタン１４４Ｍ１は、メタルパタン１４ＭＣとメタルパタン１４ＭＥとを有する。接合層１４４の上面１４４Ｓ１には、さらに、メタルパタン１４４Ｍ１と独立したメタルパタン１４４Ｍ２が、例えばメタルパタン１４４Ｍ１の張り出し部分（メタルパタン１４ＭＥ）の隣に設けられている。メタルパタン１４４Ｍ２は、メタルパタン１４ＭＥと共にカバー１５から露出され、発光素子１１と外部とを電気的に接続する電極取出部１４Ｅ２を構成している。電極取出部１４Ｅ１および電極取出部１４Ｅ２は、発光素子１１のアノードおよびカソードから電極が引き出されている部分である。
接合層１４４には、さらに、接合層１４４をＺ軸方向に貫通する例えば３つのビアＶ２および１つのビアＶ３が設けられている。３つのビアＶ２は、メタルパタン１４４Ｍ１と中間層１４３上のメタルパタン１４３Ｍ１との重複位置に設けられている。具体的には、３つのビアＶ２のうち、２つのビアＶ２はメタルパタン１４ＭＣの直下に設けられており、１つのビアＶ２はメタルパタン１４ＭＥの直下に設けられている。即ち、メタルパタン１４ＭＣは２つのビアＶ２でメタルパタン１４３Ｍ１と接続されており、メタルパタン１４ＭＥは１つのビアＶ２でメタルパタン１４３Ｍ１と接続されている。１つのビアＶ３は、メタルパタン１４４Ｍ２と中間層１４３上のメタルパタン１４３Ｍ２との重複位置に設けられており、メタルパタン１４３Ｍ２とメタルパタン１４４Ｍ２とを接続している。
以上により、発光素子１１のアノードおよびカソードは、第１層１４１および第２層１４２に設けられたメタルパタン１４１Ｍ，１４３Ｍ，１４４ＭおよびビアＶ１，Ｖ２，Ｖ３を介してカバー１５から露出した電極取出部１４Ｅ１および電極取出部１４Ｅ２に引き出されるようになっている。具体的には、発光素子１１のカソードは、例えば、メタルパタン１４１Ｍ１、ビアＶ１、メタルパタン１４３Ｍ１および１つのビアＶ２を介して、また、メタルパタン１４１Ｍ１、ビアＶ１、メタルパタン１４３Ｍ１、２つのビアＶ２およびメタルパタン１４ＭＣを介して電極取出部１４Ｅ１に引き出されている。発光素子１１のアノードは、例えば、ワイヤＷ、メタルパタン１４３Ｍ２およびビアＶ３を介して電極取出部１４Ｅ２に引き出されている。
カバー１５は、発光素子１１から出射された光が取り出されるようになっている。カバー１５は、例えば、矩形状の平面形状を有する板状部材あり、互いに対向する上面１５Ｓ１および下面１５Ｓ２を有している。カバー１５は、少なくとも収容部材１４の凹部１４Ｃを覆っている。カバー１５の下面１５Ｓ２には、クロム（Ｃｒ），チタン（Ｔｉ），金（Ａｕ）等からなる密着層を介してはんだパタン１５１Ｍが塗布されている。このはんだパタン１５１Ｍは、例えば、収容部材１４の接合面１４Ｓ１に形成された接合用のメタルパタン１４ＭＣ部分と略同じ平面形状を有している。具体的には、はんだパタン１５１Ｍは、凹部１４Ｃを囲む額縁状の形状を有しており、はんだパタン１５１Ｍの幅は、収容部材１４の上面に形成された接合用のメタルパタン１４４ＭＣと略同じかそれ以下の幅を有する。はんだパタン１５１Ｍは、例えば、ＳｎＡｇＣｕ（錫－銀－銅）系等のはんだを用いて形成されている。はんだパタン１５１Ｍには、ＡｕＳｎ（金－錫）系，Ｓｎ（錫）系またはＩｎ（インジウム）系等を用いるようにしてもよい。このようなはんだ接合等を用いることにより、収容部材１４とカバー１５との間で、発光素子１１等は気密封止（ハーメチックシール）される。カバー１５は、少なくとも凹部１４Ｃを覆う部分が光透過性を有する材料によって構成されている。具体的には、カバー１５は、例えばガラス等により構成されている。
接合部材１６は、収容部材１４とカバー１５とを接合するためのものである。接合部材１６は、例えば、収容部材１４の接合面１４Ｓ１に設けられたメタルパタン１４ＭＣと、カバー１５の下面１５Ｓ２に設けられたはんだパタン１５１Ｍとから構成されている。メタルパタン１４ＭＣは、メタルパタン１４４Ｍ１の一部であり、メタルパタン１４４Ｍ１は、メタルパタン１４ＭＣの他に電極取出部１４Ｅ１を構成するメタルパタン１４ＭＥを有する。換言すると、メタルパタン１４ＭＣおよびメタルパタン１４ＭＥは、同一メタルパタン（メタルパタン１４４Ｍ１）に形成されており、互いに電気的に接続されている。また、メタルパタン１４ＭＣは、２つのビアＶ２を介してメタルパタン１４３Ｍ１と接続されている。メタルパタン１４３Ｍ１は、例えばサブマウント１２を介して発光素子１１の例えばカソードと電気的に接続されている。即ち、メタルパタン１４ＭＣは、発光素子１１の例えばカソードと電極取出部１４Ｅ１との導電経路の一部を構成している。これにより、発光素子１１と外部（例えば電極取出部１４Ｅ１）とを電気的に接続する導電経路の断面積が大きくなり、内部抵抗が低減される。
半導体発光デバイス１０Ａは、例えば、以下のようにして製造する。具体的には、第１層１４１の上面１４１Ｓ１および下面１４１Ｓ２にメタルパタン１４１Ｍおよびメタルパタン１４１Ｍ２を形成する。次に、第２層１４２を形成する。まず、中間層１４３に凹部１４Ｃを構成する開口１４３ＨおよびビアＶ１用の貫通孔（図示せず）を形成する。続いて、貫通孔に例えばタングステンペーストや、銅（Ｃｕ）あるいは銀（Ａｇ）を埋設してビアＶ１を形成したのち、中間層１４３の上面１４３Ｓ１にメタルパタン１４３Ｍ１およびメタルパタン１４３Ｍ２を形成する。次に、接合層１４４に凹部１４Ｃを構成する開口１４４ＨおよびビアＶ２，Ｖ３用の貫通孔（図示せず）を形成する。続いて、貫通孔に例えばタングステンペーストや、銅（Ｃｕ）あるいは銀（Ａｇ）を埋設してビアＶ２，Ｖ３を形成したのち、接合層１４４の上面１４４Ｓ１にメタルパタン１４４Ｍ１およびメタルパタン１４４Ｍ２を形成する。その後、焼結し、露出部分への金メッキ処理を行った後に個片化し、収容部材１４が形成される。次に、収容部材１４の凹部１４Ｃに、サブマウント１２、発光素子１１およびミラー１３を配置したのち、発光素子１１の例えばアノードとメタルパタン１４３Ｍ２とを、例えば金ワイヤ（ワイヤＷ）を用いたワイヤボンディングにより接続する。また、サブマウント１２に絶縁材料を用いる場合には、サブマウント１２上の（図示していない）メタルパタンからメタルパタン１４３Ｍ１もしくはメタルパタン１４１Ｍ１へワイヤ接続する。これにより、例えば電極取出部１４Ｅ１と発光素子１１とが電気的に接続される。最後に、収容部材１４にカバー１５を接合する。これにより、発光素子１１が気密封止され、半導体発光デバイス１０Ａが完成する。
上記半導体発光デバイス１０Ａの製造工程では、ミラー１３の実装、発光素子１１およびサブマウント１２の実装および収容部材１４とカバー１５との接合の３つの工程における接合剤の溶融温度が重要となる。例えば、ミラー１３は、接合剤としてＡｕＳｎはんだまたはシンタリングＡｇペーストを用いて接合することが好ましい。発光素子１１およびサブマウント１２は、接合剤としてＡｕＳｎはんだを用いて接合することが好ましい。収容部材とカバー１５との接合には、接合剤としてＳｎＡｇＣｕはんだを用いることが好ましい。上記組み合わせにより、各工程での接合剤の再溶融が回避され、実装精度を担保することができる。なお、ミラー１３の実装にＡｕＳｎはんだを用いる場合には、ミラー１３の実装時にＡｕＳｎはんだが溶融した際に収容部材１４の、例えば凹部１４Ｃ内に露出されたメタルパタンに施された金めっきを取り込み溶融温度が上昇する虞がある。これは、発光素子１１およびサブマウント１２の実装時のＡｕＳｎはんだの溶融温度を適切に設定することで再溶融を防止できる。
半導体発光デバイス１０Ａでは、例えば、以下のようにして光が取り出される。発光素子１１から出射された光（例えば、青色波長域の光）はミラー１３で反射され、カバー１５を透過し、半導体発光デバイス１０Ａから取り出される。
（１－２．発光装置の構成）
図５は、図１に示した半導体発光デバイス１０Ａを備えた発光装置（発光装置１）の模式的な側面の構成を表したものであり、図６は、図５に示した発光装置１の分解斜視図である。発光装置１は、半導体発光デバイス１０Ａ、ベースプレート３１、レンズ保持部材３２およびアレイレンズ３３を有している。アレイレンズ３３は、各々の半導体発光デバイス１０Ａに対応するレンズ３３１を有している。
図５は、図１に示した半導体発光デバイス１０Ａを備えた発光装置（発光装置１）の模式的な側面の構成を表したものであり、図６は、図５に示した発光装置１の分解斜視図である。発光装置１は、半導体発光デバイス１０Ａ、ベースプレート３１、レンズ保持部材３２およびアレイレンズ３３を有している。アレイレンズ３３は、各々の半導体発光デバイス１０Ａに対応するレンズ３３１を有している。
ベースプレート３１は、半導体発光デバイス１０Ａを載置するための部材である。ベースプレート３１は、例えば平板状の部材であり、互いに対向する表面３１Ａおよび裏面３１Ｂを有している。表面３１Ａには、複数の半導体発光デバイス１０Ａが設けられており、裏面３１Ｂは例えばヒートシンク等（図示せず）と熱的に接続されている。
ベースプレート３１は、例えば、セラミック材料または金属材料等により構成されている。金属材料により構成されたベースプレート３１では、放熱性を高めることが可能となる。金属材料としては、例えば、鉄（Ｆｅ）、鉄合金、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）および銅合金等が挙げられる。銅合金としては、例えば銅タングステン（Ｃｕ－Ｗ）等が挙げられる。セラミック材料としては、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等が挙げられる。ベースプレート３１には、冷却用の水路が設けられていてもよい。
ベースプレート３１には、半導体発光デバイス１０Ａを載置するための凹部が設けられていてもよい。ベースプレート３１の凹部に半導体発光デバイス１０Ａを設けることにより、半導体発光デバイス１０Ａを保護することができる。
ベースプレート３１の表面３１Ａには、複数の半導体発光デバイス１０Ａが載置されている。複数の半導体発光デバイス１０Ａは、例えば、ベースプレート３１の表面３１Ａにマトリクス状に配置されている（図６のＸ方向およびＹ方向）。例えば、マトリクス状に配置された半導体発光デバイス１０Ａの一部が抜けていてもよい。この一部の半導体発光デバイス１０Ａの抜けは、例えば、不良品の除去または面内の一部のパワー密度を下げる目的等のためである。半導体発光デバイス１０Ａの配置は、例えば、略六角形状または千鳥状等、他の配置であってもよい。
ベースプレート３１の表面３１Ａにマトリクス状に配置された、複数の半導体発光デバイス１０Ａの間隔は、例えば、θ⊥方向の間隔よりもθ//方向の間隔の方が小さくなっている。θ//方向のＦＦＰ（Far Field Pattern）半値幅は、θ⊥方向のＦＦＰ半値幅よりも狭いため、θ//方向の半導体発光デバイス１０Ａの間隔を小さくすることが可能となる。これにより、光密度を向上させることが可能となる。複数の半導体発光デバイス１０Ａを一列に配置するようにしてもよい。
ベースプレート３１とアレイレンズ３３との間に設けられたレンズ保持部材３２は、例えば、ベースプレート３１の表面３１Ａに載置された複数の半導体発光デバイス１０Ａを囲む枠状の形状を有している（図６）。即ち、枠状のレンズ保持部材３２の内側に、複数の半導体発光デバイス１０Ａが設けられている。レンズ保持部材３２の平面形状は、例えば、四角形状である。このレンズ保持部材３２は、例えば、四角形の枠形状を有する保持部３２１と、この保持部３２１の内側および外側に拡張して設けられた拡張部３２２とを有している。拡張部３２２は、例えば、四角形の保持部３２１の対向する２辺に設けられている。レンズ保持部材３２は、ベースプレート３１の全周にわたって設けられていなくてもよく、例えば、四角形状のベースプレート３１の３辺に設けられていてもよい。あるいは、四角形状のベースプレート３１の対向する２辺にレンズ保持部材３２を設けるようにしてもよい。
レンズ保持部材３２は、例えば、ネジ等（図示せず）を用いてベースプレート３１に固定されている。レンズ保持部材３２をベースプレート３１に固定する方法は、どのような方法であってもよく、例えば接着剤を用いてレンズ保持部材３２をベースプレート３１に固定するようにしてもよい。接着剤は、例えば樹脂材料により構成されている。あるいは、レンズ保持部材３２およびベースプレート３１は、インサートモールド工程等を用いて一括成形されていてもよい。
保持部３２１の厚み（図６のＺ方向の大きさ）は、例えば、拡張部３２２の厚みよりも大きくなっている。この保持部３２１は、ベースプレート３１およびアレイレンズ３３に接している。したがって、保持部３２１の厚みにより、各々の半導体発光デバイス１０Ａとレンズ３３１との距離の大きさが調整されるようになっている。保持部３２１の厚みは、カバー１５とアレイレンズ３３との間、およびベースプレート３１とアレイレンズ３３との間に、気体流動可能な大きさの空間を維持できる程度の大きさであることが好ましい。気体流動可能な大きさとは、例えば、メカによる加工公差程度の０．０１ｍｍあるいは、樹脂成形での公差０．５ｍｍ程度である。カバー１５とアレイレンズ３３とが接近し過ぎていると、接着剤等に起因する脱離物がこれらの間に滞留する。この脱離物が光と反応し、カバー１５またはアレイレンズ３３に吸着すると、光学特性が低下する。カバー１５とアレイレンズ３３との間に気体流動可能な大きさの空間を設けることにより、このような光学特性の低下を抑えることができる。保持部３２１の厚みは、例えば１ｍｍ～３０ｍｍ程度である。保持部３２１の厚みは、例えば、レンズ３３１の焦点距離および半導体発光デバイス１０Ａ内の光路長等に応じて調整すればよい。保持部３２１は、例えば樹脂材料により構成されている。
拡張部３２２には、例えば、端子部３２２Ｅが設けられている。この端子部３２２Ｅは、例えば、配線ＷＡを介して半導体発光デバイス１０Ａ（発光素子１１）と外部とを電気的に接続するためのものであり、拡張部３２２の内側から外側にわたって複数設けられている。端子部３２２Ｅは、例えばアルミニウム（Ａｌ）等の導電性金属材料により構成されている。端子部３２２Ｅ以外の部分の拡張部３２２は、例えば、保持部３２１と同じ樹脂材料により構成されている。拡張部３２２と保持部３２１とを、異なる樹脂材料により構成するようにしてもよい。
保持部３２１および拡張部３２２は、個々にベースプレート３１に固定されていてもよい。また、保持部３２１および拡張部３２２は、拡張部３２２に保持部３２１が固定されていてもよい。例えば、保持部３２１を樹脂や金属で構成し、拡張部３２２および端子部３２２ＥをＰＣＢ（Printed Circuit Board）で構成することで、保持部３２１をＵＶ接着剤やはんだを使用してベースプレート３１もしくは拡張部３２２へ接着することができる。また、アレイレンズ３３と保持部３２１とは、インサートモールド成形法を用いて一体成型してもよい。レンズ保持部材３２は、アルミニウム（Ａｌ）、ＳＵＳ（Steel Use Stainless）、鉄（Ｆｅ）および銅（Ｃｕ）等の金属材料により構成するようにしてもよい。あるいは、レンズ保持部材３２は、セラミック材料等により構成するようにしてもよい。レンズ保持部材３２の形状は、切削加工等の機械加工により形成されていてもよく、あるいは、ダイキャストまたは焼結等により形成されていてもよい。端子部３２２Ｅを含むレンズ保持部材３２は、例えば一体成形によって一体化された１つの部品により構成されていることが好ましい。これにより、コストを抑えることが可能となる。
アレイレンズ３３は、複数の半導体発光デバイス１０Ａを間にしてベースプレート３１に対向している。このアレイレンズ３３は、例えば中央部のアレイ部３３Ａと、このアレイ部３３Ａを囲む枠部３３Ｆとを有している。アレイ部３３Ａでは、各々の半導体発光デバイス１０Ａに対向する位置に複数のレンズ３３１が設けられている。各々のレンズ３３１は、例えば、平面視で発光素子１１およびミラー１３に重なる位置に配置されている。レンズ３３１は、例えば凸レンズにより構成されている。レンズ３３１は、平凸レンズ、両凸レンズおよびメニスカスレンズ等により構成されていてもよい。各々の半導体発光デバイス１０Ａのカバー１５を透過した光が、レンズ３３１を通過することにより、コリメートされるようになっている。アレイレンズ３３は、下面（例えば、ベースプレート３１との対向面）側と上面側とで、互いに異なる構成を有していてもよい。例えば、アレイレンズ３３の一方の面側がＦＡＣ（Fast Axis Collimator）機能を有し、他方の面側がＳＡＣ（Slow Axis Collimator）機能を有していてもよい。このときのアレイレンズ３３は、例えば、レンチキュラーレンズが互いに直交する方向で配置されており、例えば両凸形状の１枚レンズや平凸レンズ２枚を平面同士で貼り合わせ一体化したもので構成される。あるいは、アレイレンズ３３は、平凸レンズ２枚の平面側が半導体発光デバイス１０Ａ側を向くように揃え、アレイレンズ３３の枠部３３Ｆで保持し一体化したもので構成される。
アレイ部３３Ａの周囲の枠部３３Ｆは、例えば、四角形状の平面形状を有しており、この枠部３３Ｆがレンズ保持部材３２の保持部３２１に、例えば接着剤等（図示せず）により固定されている。この接着剤としてはＵＶ（Ultra Violet）硬化性樹脂等の光硬化性樹脂等を用いることができる。光硬化によって樹脂が収縮すると、アレイレンズ３３とレンズ保持部材３２との間で位置ずれが生じやすいので、例えば数％程度以下の硬化収縮量を有する樹脂材料を用いることが好ましく、１％以下の硬化収縮量を有する樹脂材料を用いることがより好ましい。アレイレンズ３３は、例えばネジ等によりレンズ保持部材３２に固定されていてもよい。あるいは、アレイレンズ３３とレンズ保持部材３２とが、インサートモールド工程等により一括成形されていてもよい。上述のように、アレイ部３３Ａとベースプレート３１との間、およびアレイ部３３Ａと半導体発光デバイス１０Ａとの間には、気体流動可能な大きさの空間が設けられている。アレイレンズ３３は、例えばホウケイ酸ガラス等により構成されている。
図７は、図１に示した半導体発光デバイス１０Ａを、レンズ保持部材３２の端子部３２２Ｅと共に表したものである。複数の半導体発光デバイス１０Ａ各々の上面に設けられた電極取出部１４Ｅ１および電極取出部１４Ｅ２は、例えば、ワイヤ（配線ＷＡ）を介して、互いに接続されている。レンズ保持部材３２の端子部３２２Ｅに最も近い位置に配置された半導体発光デバイス１０Ａの電極取出部１４Ｅ２が、配線ＷＡを介して端子部３２２Ｅに接続されている。これにより、外部と、半導体発光デバイス１０Ａの発光素子１１とを接続することができる。なお、図７では、カバー１５を省略して示している。
また、隣り合う半導体発光デバイス１０Ａの裏面（収容部材１４の裏面１４Ｓ２）に設けられたメタルパタン１４１Ｍ２は、例えば銀ペーストを介して連続させてもよい。これにより、隣り合う半導体発光デバイス１０Ａのメタルパタン１４１Ｍ２が熱的に接続され、放熱経路が広がる。
発光装置１では、例えば、以下のようにして光が取り出される。ベースプレート３１に載置された各々の半導体発光デバイス１０Ａから取り出された光は、例えば、各々の半導体発光デバイス１０Ａに対応する位置のレンズ３３１を通り、コリメート光となる。したがって、各々のレンズ３３１を通過した光の進行方向は互いに平行となり、発光装置１から取り出される。
（１－３．作用・効果）
半導体発光デバイス１０Ａでは、収容部材１４とカバー１５とを接合する接合部材１６（例えばメタルパタン１４ＭＣ）が発光素子１１の電極と電極取出部１４Ｅとを電気的に接続する導電経路として用いられている。これにより、発光素子１１と外部とを電気的に接続する配線の断面積が大きくなり、内部抵抗を低減することが可能となる。以下、この作用効果について説明する。
半導体発光デバイス１０Ａでは、収容部材１４とカバー１５とを接合する接合部材１６（例えばメタルパタン１４ＭＣ）が発光素子１１の電極と電極取出部１４Ｅとを電気的に接続する導電経路として用いられている。これにより、発光素子１１と外部とを電気的に接続する配線の断面積が大きくなり、内部抵抗を低減することが可能となる。以下、この作用効果について説明する。
半導体レーザ素子により構成された発光素子を駆動すると、大気中のシロキサンが発光点近傍で光と反応し、発光素子の端面に反応物が堆積しやすい。この反応物が端面反射率の変化を引き起こし、光特性の低下および発光素子の破壊が生じる虞がある。特に、例えば、５００ｎｍ以下の短波長を出射する青色半導体レーザ素子では、この大気中のシロキサンに起因した不具合が発生しやすい。このため、半導体レーザ素子等を気密封止することにより、この大気中のシロキサンに起因した不具合の発生を抑えることが可能となる。
ところで、半導体レーザ素子の気密封止に用いられるＳＭＤパッケージの本体は、ガラスやセラミックを構成部材としている。パッケージの本体には、半導体レーザ素子のアノードおよびカソードと外部電極とを電気的に接続するためのメタライズパタンが形成されているが、製法上の制限により、リード端子の埋め込み焼成や、例えば１ｍｍ以下、数百μｍ程度の厚みのメタライズパタンを形成することが難しい。このため、電気抵抗（内部抵抗）が増大し、ジュール発熱および損失が大きくなり、電力効率の低下および半導体レーザ素子の性能の低下が発生する。
これに対し、本実施の形態では、半導体発光デバイス１０Ａでは、収容部材１４に設けられた配線構造と、収容部材１４の接合面１４Ｓ１に設けられたメタルパタン１４ＭＣとを電気的に接続し、発光素子１１の電極と電極取出部１４Ｅとを電気的に接続する導電経路として用いるようにした。
例えば、半導体発光デバイス１０Ａでは、収容部材１４の接合面１４Ｓ１（具体的には、接合層１４４の上面１４４Ｓ１）に、カバー１５との接合に用いられるメタルパタン１４ＭＣおよび電極取出部１４Ｅ１を構成するメタルパタン１４ＭＥを含むメタルパタン１４４Ｍ１を設けるようにした。更に、このメタルパタン１４４Ｍ１と収容部材１４内の配線構造（例えば、メタルパタン１４３Ｍ１）とをビアＶ２を介して電気的に接続するようにした。これにより、カバー１５との接合に用いられるメタルパタン１４ＭＣを、発光素子１１と外部との導通経路として用いることが可能となる。具体的には、発光素子１１の例えばカソードと、外部電極（例えば、電極取出部１４Ｅ１）との導通経路が、ビアＶ２を介したメタルパタン１４３Ｍ１と電極取出部１４Ｅ１を構成するメタルパタン１４ＭＥとの導通経路と、２つのビアＶ２を介したメタルパタン１４３Ｍ１とメタルパタン１４ＭＣとの２つとなる。よって、カソード側の電気抵抗が低減される。
以上のように、本実施の形態では、収容部材１４とカバー１５とを接合する接合部材１６と、収容部材１４に形成された配線構造とを電気的に接続して導電経路として用いるようにしたので、発光素子１１と外部とを電気的に接続する配線の断面積が大きくなる。よって、内部抵抗を低減することが可能となる。
また、本実施の形態では、収容部材１４の接合面１４Ｓ１に電極取出部１４Ｅを設けるようにしたので、例えば、隣り合う半導体発光デバイス１０Ａの裏面（収容部材１４の裏面１４Ｓ２）に設けられたメタルパタン１４１Ｍ２を、例えば銀ペーストを介して連続させることで、隣り合う半導体発光デバイス１０Ａのメタルパタン１４１Ｍ２を熱的に接続することが可能となる。よって、半導体発光デバイス１０Ａの裏面の放熱経路が広がり、放熱特性を向上させることが可能となる。
以下、上記第２～第１０の実施の形態および変形例ならびに適用例について説明するが、以降の説明において上記第１の実施の形態と同一構成部分については同一符号を付してその説明は適宜省略する。
＜２．第２の実施の形態＞
図８は、本開示の第２の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｂ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図９は、図８に示した収容部材１４の構成の一例を表した分解斜視図である。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｂは、収容部材１４の接合面１４Ｓ１に設けられたメタルパタン１４ＭＣと、メタルパタン１４ＭＥとを分離形成した点が上記第１の実施の形態とは異なる。
図８は、本開示の第２の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｂ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図９は、図８に示した収容部材１４の構成の一例を表した分解斜視図である。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｂは、収容部材１４の接合面１４Ｓ１に設けられたメタルパタン１４ＭＣと、メタルパタン１４ＭＥとを分離形成した点が上記第１の実施の形態とは異なる。
なお、本実施の形態では、中間層１４３上のメタルパタン１４３Ｍ１は、開口１４３Ｈを囲むように形成されており、メタルパタン１４３Ｍ１とメタルパタン１４ＭＣを構成するメタルパタン１４１Ｍ１Ａとは、４つのビアＶ２を介して電気的に接続されている。メタルパタン１４３Ｍ１とメタルパタン１４ＭＥとは１つのビアＶ２を介して電気的に接続されている。よって、メタルパタン１４ＭＣとメタルパタン１４ＭＥとは、ビアＶ２およびメタルパタン１４３Ｍ１を介して電気的に接続されている。
このように、メタルパタン１４ＭＣと、メタルパタン１４ＭＥとを独立して形成することにより、上記第１の実施の形態における効果に加えて、カバー１５に設けられたはんだパタン１５１Ｍの電極取出部１４Ｅ１への流れ込みを防ぐことが可能となるという効果を奏する。
＜３．第３の実施の形態＞
図１０は、本開示の第３の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｃ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図１１は、図１０に示した収容部材１４の構成の一例を表した分解斜視図である。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｃは、収容部材１４の接合面１４Ｓ１に設けられたメタルパタン１４４Ｍ１の接合部材１６として用いられるメタルパタン１４ＭＣと、電極取出部１４Ｅ１として用いられるメタルパタン１４ＭＥとの境界にはんだ阻止帯１７を形成した点が上記第１の実施の形態とは異なる。はんだ阻止帯１７は、例えば誘電体材料によるメタルパタン１４４Ｍ１の表面コート膜である。誘電体材料の一例としては、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ），酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3），酸化シリコン（ＳｉＯ2）および窒化シリコン（ＳｉＮ）等が挙げられる。
図１０は、本開示の第３の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｃ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図１１は、図１０に示した収容部材１４の構成の一例を表した分解斜視図である。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｃは、収容部材１４の接合面１４Ｓ１に設けられたメタルパタン１４４Ｍ１の接合部材１６として用いられるメタルパタン１４ＭＣと、電極取出部１４Ｅ１として用いられるメタルパタン１４ＭＥとの境界にはんだ阻止帯１７を形成した点が上記第１の実施の形態とは異なる。はんだ阻止帯１７は、例えば誘電体材料によるメタルパタン１４４Ｍ１の表面コート膜である。誘電体材料の一例としては、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ），酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3），酸化シリコン（ＳｉＯ2）および窒化シリコン（ＳｉＮ）等が挙げられる。
このように、メタルパタン１４ＭＣとメタルパタン１４ＭＥとの境界にはんだ阻止帯１７を設けることにより、上記第１の実施の形態における効果に加えて、カバー１５に設けられたはんだパタン１５１Ｍの電極取出部１４Ｅ１への流れ込みを防ぐことが可能となるという効果を奏する。
＜４．第４の実施の形態＞
図１２Ａは、本開示の第４の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｄ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図１２Ｂは、図１２Ａに示したカバー１５の上面１５Ｓ１側から見た平面模式図である。図１２Ｃは、図１２Ａに示したＩＶ－ＩＶ線における断面構成を模式的に表したものである。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｄは、上記第１の実施の形態において収容部材１４の表面に設けた電極取出部１４Ｅ１，１４Ｅ２をカバー１５の上面１５Ｓ１に設けた点が上記第１の実施の形態とは異なる。
図１２Ａは、本開示の第４の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｄ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図１２Ｂは、図１２Ａに示したカバー１５の上面１５Ｓ１側から見た平面模式図である。図１２Ｃは、図１２Ａに示したＩＶ－ＩＶ線における断面構成を模式的に表したものである。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｄは、上記第１の実施の形態において収容部材１４の表面に設けた電極取出部１４Ｅ１，１４Ｅ２をカバー１５の上面１５Ｓ１に設けた点が上記第１の実施の形態とは異なる。
カバー１５の上面１５Ｓ１には、電極取出部１５Ｅを構成するメタルパタン１５１Ｍ２が設けられている。メタルパタン１５１Ｍ２は、例えば矩形状の平面形状を有するカバー１５の四隅のうちの３つに、それぞれ、独立して設けられている。この３つのメタルパタン１５１Ｍ２は、例えば矩形形状を有し、３つのメタルパタン１５１Ｍ２のうち、２つが例えばカソード用の電極取出部１５Ｅ１、１つが例えばアノード用の電極取出部１５Ｅ２となっている。
カバー１５の下面１５Ｓ２には、収容部材１４の接合面１４Ｓ１に形成された接合用のメタルパタン１４ＭＣ部分と略同じ平面形状を有するはんだパタン１５１Ｍ１Ａと、はんだパタン１５１Ｍ１Ａの内側に設けられた、例えば円形状のはんだパタン１５１Ｍ１Ｂとが設けられている。はんだパタン１５１Ｍ１Ｂは、カバー１５の上面１５Ｓ１に設けられた例えばアノード用の電極取出部１５Ｅ２と対応する位置に設けられている。
カバー１５には、さらに、カバー１５をＺ軸方向に貫通する２つのビアＶ４および１つのビアＶ５が設けられている。２つのビアＶ４は、例えばカソード用の電極取出部１５Ｅ１と、はんだパタン１５１Ｍ１Ａとを接続している。１つのビアＶ５は、例えばアノード用の電極取出部１５Ｅ２と、はんだパタン１５１Ｍ１Ｂとを接続している。
図１３は、図１２Ａに示した収容部材１４の構成の一例を表した分解斜視図である。本実施の形態では、開口１４４Ｈを縁状に囲むメタルパタン１４４Ｍ１の内側にメタルパタン１４４Ｍ２が設けられている。第１層１４１および中間層１４３に設けられたメタルパタン１４１Ｍ１、１４３Ｍ１および１４３Ｍ２ならびにビアＶ１，Ｖ２，Ｖ３は、それぞれ、メタルパタン１４４Ｍ１およびメタルパタン１４４Ｍ２と対応するようにパターニングされている。
これにより、発光素子１１の例えばカソードは、例えば、メタルパタン１４１Ｍ１、ビアＶ１、メタルパタン１４３Ｍ１、２つのビアＶ２、メタルパタン１４４Ｍ１、はんだパタン１５１Ｍ１ＡおよびビアＶ４を介して電極取出部１５Ｅ１に引き出されるようになっている。発光素子１１の例えばアノードは、例えば、ワイヤＷ、メタルパタン１４３Ｍ２、ビアＶ３、メタルパタン１４４Ｍ２、はんだパタン１５１Ｍ１ＢおよびビアＶ５を介して電極取出部１５Ｅ２に引き出されるようになっている。また、サブマウント１２に絶縁材料を用いる場合には、サブマウント１２上の（図示していない）メタルパタンからメタルパタン１４３Ｍ１もしくはメタルパタン１４１Ｍ１へワイヤ接続する。これにより、例えば電極取出部１５Ｅ１と発光素子１１とが電気的に接続される。
このように、カバー１５の上面１５Ｓ１に電極取出部１５Ｅを設けることにより、上記第１の実施の形態と比較して、発光素子１１と電極取出部１５Ｅとの導通経路が短くなるため、内部抵抗をさらに低減することが可能となる。
また、本実施の形態では、２つの電極取出部１５Ｅ１および１つの電極取出部Ｅ２をＬ字状に配置するようにしたので、例えば発光装置１において複数の半導体発光デバイス１０Ｄを直列に接続する際に、横方向あるいは縦方向のアレイを形成することが可能となる。よって、レイアウトの自由度が向上する。
更に、本実施の形態では、カバー１５の上面１５Ｓ１に電極取出部１５Ｅを設けるようにしたので、上記第１の実施の形態と比較して、小型化することが可能となる。よって、例えば発光装置１のコストを抑えることが可能となる。また、発光装置１に、より密に半導体発光デバイス１０Ｄを載置することが可能となる。更に、半導体発光デバイス１０Ｄの大きさが小さくなると、収容部材１４とカバー１５との接合領域が小さくなり、接合領域への応力の集中に起因した収容部材１４等の割れおよび短絡の発生を抑えることができる。
＜５．第５の実施の形態＞
図１４Ａは、本開示の第５の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｅ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図１４Ｂは、図１４Ａに示したＶ－Ｖ線におけるカバー１５の断面構成を模式的に表したものである。図１５は、図１４Ａに示した収容部材１４の構成の一例を表した分解斜視図である。図１６は、図１５に示した第２層１４２の上面１４２Ｓ１に設けられたメタルパタン１４２Ｍ１の平面形状の一例を模式的に表したものである。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｅは、カバー１５の下面１５Ｓ２側に発光素子１１等を収容する凹部１５Ｃが設けられ、収容部材１４が第１層１４１と第２層１４２とからなる点が上記第１の実施の形態とは異なる。
図１４Ａは、本開示の第５の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｅ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図１４Ｂは、図１４Ａに示したＶ－Ｖ線におけるカバー１５の断面構成を模式的に表したものである。図１５は、図１４Ａに示した収容部材１４の構成の一例を表した分解斜視図である。図１６は、図１５に示した第２層１４２の上面１４２Ｓ１に設けられたメタルパタン１４２Ｍ１の平面形状の一例を模式的に表したものである。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｅは、カバー１５の下面１５Ｓ２側に発光素子１１等を収容する凹部１５Ｃが設けられ、収容部材１４が第１層１４１と第２層１４２とからなる点が上記第１の実施の形態とは異なる。
本実施の形態では、第１層１４１の上面１４１Ｓ１には、それぞれ独立した２つのメタルパタン１４１Ｍ１Ａおよびメタルパタン１４１Ｍ１Ｂが設けられている。第２層１４２には、ミラー１３が配置される開口１４２Ｈが設けられている。第２層１４２の上面１４２Ｓ１には、例えば図１６に示した平面形状を有するメタルパタン１４２Ｍ１が設けられている。メタルパタン１４２Ｍ１には、接合に用いられるメタルパタン１４ＭＣおよび電極取出部１４Ｅ１を構成するメタルパタン１４ＭＥに加えて、サブマウント１２が実装されるメタルパタン１４ＭＭを有する。メタルパタン１４ＭＭは、縁状のメタルパタン１４ＭＣの内側に設けられており、メタルパタン１４ＭＭの両側には、それぞれ、開口１４ＭＨ１，１４ＭＨ２が設けられている。開口１４ＭＨ１は、例えば、開口１４２Ｈを内包するように設けられている。第２層１４２の上面１４２Ｓ１には、メタルパタン１４２Ｍ２として、メタルパタン１４ＭＥの隣にメタルパタン１４２Ｍ２Ａが、開口１４ＭＨ２の内側にメタルパタン１４２Ｍ２Ｂが設けられている。メタルパタン１４ＭＣとメタルパタン１４ＭＥとの境界、メタルパタン１４ＭＣとメタルパタン１４ＭＭとの境界には、それぞれ、はんだ阻止帯１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃが形成されている。第２層１４２には、さらに、Ｚ軸方向に貫通する１つのビアＶ６および２つのビアＶ７が設けられている。１つのビアＶ６は、メタルパタン１４１Ｍ１Ａとメタルパタン１４２Ｍ１のメタルパタン１４ＭＣとを接続している。２つのビアＶ７は、それぞれ、メタルパタン１４１Ｍ１Ｂとメタルパタン１４２Ｍ２Ａおよびメタルパタン１４２Ｍ２Ｂとを接続している。
このように、カバー１５側に凹部１５Ｃを設けることにより、上記第１の実施の形態の効果に加えて薄型化を実現することが可能となる。
＜６．第６の実施の形態＞
図１７は、本開示の第６の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｆ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図１８は、図１７に示した収容部材１４の構成の一例を表した分解斜視図である。図１９は、図１８に示したメタルパタン１４２Ｍ１の平面形状の一例を模式的に表したものである。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｆは、発光素子１１が実装されたサブマウント１２と、ミラー１３とが同一平面（第２層１４２の上面１４２Ｓ１）上に実装されている点が、上記第５の実施の形態とは異なる。
図１７は、本開示の第６の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｆ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図１８は、図１７に示した収容部材１４の構成の一例を表した分解斜視図である。図１９は、図１８に示したメタルパタン１４２Ｍ１の平面形状の一例を模式的に表したものである。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｆは、発光素子１１が実装されたサブマウント１２と、ミラー１３とが同一平面（第２層１４２の上面１４２Ｓ１）上に実装されている点が、上記第５の実施の形態とは異なる。
本実施の形態では、第１層１４１の上面１４１Ｓ１には、メタルパタン１４１Ｍ１Ｂが設けられている。第２層１４２の上面１４２Ｓ１には、例えば図１９に示した平面形状を有するメタルパタン１４２Ｍ１が設けられている。メタルパタン１４２Ｍ１には、接合に用いられるメタルパタン１４ＭＣおよび電極取出部１４Ｅ１を構成するメタルパタン１４ＭＥに加えて、サブマウント１２が実装されるメタルパタン１４ＭＭ１とミラー１３が実装されるメタルパタン１４ＭＭ２を有する。メタルパタン１４ＭＭ１およびメタルパタン１４ＭＭ２は、縁状のメタルパタン１４ＭＣの内側に設けられている。メタルパタン１４ＭＭ１とメタルパタン１４ＭＭ２との間には、開口１４ＭＨ３が設けられている。また、縁状のメタルパタン１４ＭＣの内側には、上記第５の実施の形態と同様に、開口１４ＭＨ２が設けられている。第２層１４２の上面１４２Ｓ１には、メタルパタン１４２Ｍ２として、メタルパタン１４ＭＥの隣にメタルパタン１４２Ｍ２Ａが、開口１４ＭＨ２の内側にメタルパタン１４２Ｍ２Ｂが設けられている。
メタルパタン１４ＭＣとメタルパタン１４ＭＥとの境界、メタルパタン１４ＭＣとメタルパタン１４ＭＭ１およびメタルパタン１４ＭＭ２との境界には、それぞれ、はんだ阻止帯１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃが形成されている。メタルパタン１４１Ｍ１Ｂとメタルパタン１４２Ｍ２Ａおよびメタルパタン１４２Ｍ２Ｂとは２つのビアＶ７を介してそれぞれ接続している。
メタルパタン１４ＭＣとメタルパタン１４ＭＥとの境界、メタルパタン１４ＭＣとメタルパタン１４ＭＭ１およびメタルパタン１４ＭＭ２との境界には、それぞれ、はんだ阻止帯１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃが形成されている。メタルパタン１４１Ｍ１Ｂとメタルパタン１４２Ｍ２Ａおよびメタルパタン１４２Ｍ２Ｂとは２つのビアＶ７を介してそれぞれ接続している。
このように、凹部１４Ｃの底面は平坦面であってもよく、ミラー１３と、発光素子１１が実装されたサブマウント１２とが、同一面上に配置されていてもよい。サブマウント１２およびミラー１３を同一メタルパタン（メタルパタン１４２Ｍ１）上に実装することにより、上記第１の実施の形態や第５の実施の形態等と比較して、各実装面となるメタルパタンの積層ズレを防ぐことが可能となる。よって、上記第１の実施の形態および第５の実施の形態の効果に加えて、実装精度を向上させることが可能となる。
＜７．第７の実施の形態＞
図２０は、本開示の第７の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｇ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｇは、収容部材１４の接合面１４Ｓ１に設けられたメタルパタン１４ＭＣと、メタルパタン１４ＭＥとを分離形成されており、メタルパタン１４ＭＣと、メタルパタン１４ＭＥとがはんだパタン１５１Ｍによって電気的に接続されている点が上記第２の実施の形態とは異なる。
図２０は、本開示の第７の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｇ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｇは、収容部材１４の接合面１４Ｓ１に設けられたメタルパタン１４ＭＣと、メタルパタン１４ＭＥとを分離形成されており、メタルパタン１４ＭＣと、メタルパタン１４ＭＥとがはんだパタン１５１Ｍによって電気的に接続されている点が上記第２の実施の形態とは異なる。
このように、メタルパタン１４ＭＣとメタルパタン１４ＭＥとの接続は、カバー１５側に設けられる接合部材１６（はんだパタン１５１Ｍ）を用いて行うようにしてもよい。
＜８．第８の実施の形態＞
図２１は、本開示の第８の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｈ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図２２は、図２１に示した収容部材１４の構成の一例を表した分解斜視図である。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｈは、収容部材１４の接合面１４Ｓ１に、収容部材１４の接合面１４Ｓ１に設けられたメタルパタン１４ＭＣ、電極取出部１４Ｅ１および電極取出部１４Ｅ２を構成するメタルパタンが分離形成されると共に、メタルパタン１４ＭＣを構成するメタルパタン１４４Ｍ３がグラウンド（ＧＮＤ）パタンとして用いられている点が、上記第１の実施の形態とは異なる。
図２１は、本開示の第８の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｈ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図２２は、図２１に示した収容部材１４の構成の一例を表した分解斜視図である。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｈは、収容部材１４の接合面１４Ｓ１に、収容部材１４の接合面１４Ｓ１に設けられたメタルパタン１４ＭＣ、電極取出部１４Ｅ１および電極取出部１４Ｅ２を構成するメタルパタンが分離形成されると共に、メタルパタン１４ＭＣを構成するメタルパタン１４４Ｍ３がグラウンド（ＧＮＤ）パタンとして用いられている点が、上記第１の実施の形態とは異なる。
本実施の形態では、第１層１４１の上面１４１Ｓ１全面にメタルパタン１４１Ｍ１が設けられている。中間層１４３の上面１４３Ｓ１には、上記第１の実施の形態と同様のメタルパタン１４３Ｍ１，１４３Ｍ２が設けられている。また、中間層１４３には、第１層１４１に設けられたメタルパタン１４１Ｍ１と、接合層１４４の上面１４４Ｓ１に設けられたメタルパタン１４４Ｍ３とを電気的に接続するビアＶ８が形成される２つの貫通孔１４３Ｈｖが設けられている。接合層１４４の上面１４４Ｓ１には、電極取出部１４Ｅ１，１４Ｅ２を構成するメタルパタン１４４Ｍ１，１４４Ｍ２と、ＧＮＤパタンとして用いられるメタルパタン１４４Ｍ３とが互いに独立して設けられている。メタルパタン１４４Ｍ３は、接合層１４４に設けられた開口１４４Ｈを縁状に囲むように設けられており、カバー１５（具体的には、はんだパタン１５１Ｍ）との接合用のメタルパタン１４ＭＣを構成している。また、メタルパタン１４４Ｍ３は、一部がメタルパタン１４４Ｍ１とメタルパタン１４４Ｍ２との間に引き出されており、例えば外部電極（ＧＮＤ電極）と接続されている（メタルパタン１４ＭＧ）。メタルパタン１４ＭＣとメタルパタン１４ＭＧとの境界には、はんだ阻止帯１７が形成されている。メタルパタン１４３Ｍ１とメタルパタン１４４Ｍ１とは、ビアＶ２を介して電気的に接続され、メタルパタン１４３Ｍ２とメタルパタン１４４Ｍ２とは、ビアＶ３を介して電気的に接続されている。メタルパタン１４４Ｍ３は、上記のように、中間層１４３および接合層１４４を貫通するビアＶ８によってメタルパタン１４１Ｍ１と電気的に接続されている。
このように、発光素子１１を収容する凹部１４Ｃを囲むと共に、カバー１５との接合に用いられるメタルパタン１４ＭＣをＧＮＤパタンとして用いるようにしてもよい。これにより、上記第１の実施の形態の効果に加えて、例えば、発光素子１１を高周波駆動した際のＥＭＩを低減することが可能となるという効果を奏する。また、ノイズに敏感な高周波デバイスを混載することが可能となる。
＜９．第９の実施の形態＞
図２３は、本開示の第９の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｉ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図２４は、図２３に示した収容部材１４の構成の一例を表した分解斜視図である。図２５Ａ～図２５Ｃは、図２３に示したＶＩ－ＶＩ線、ＶＩＩ－ＶＩＩ線およびＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線における収容部材１４の断面構成を模式的に表したものである。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｉは、発光素子１１の光を横方向に取り出した点が上記第１の実施の形態とは異なる。
図２３は、本開示の第９の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｉ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図２４は、図２３に示した収容部材１４の構成の一例を表した分解斜視図である。図２５Ａ～図２５Ｃは、図２３に示したＶＩ－ＶＩ線、ＶＩＩ－ＶＩＩ線およびＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線における収容部材１４の断面構成を模式的に表したものである。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｉは、発光素子１１の光を横方向に取り出した点が上記第１の実施の形態とは異なる。
本実施の形態の収容部材１４は、側面に接合部材１９を介して光透過性を有するカバー１８が設けられており、収容部材１４の凹部１４Ｃに載置された発光素子１１から出射された光は、このカバー１８を介して取り出されるようになっている。このため、収容部材１４の接合面１４Ｓ１と接合されるカバー１５は、必ずしも光透過性を有していなくてもよく、例えば金属板を用いることができる。これにより、カバー１５本体を導電経路として用いることができる。
また、本実施の形態では、第２層１４２は、２つの中間層（中間層１４３および中間層１４５）および接合層１４４がこの順に積層された３層構造を有する。中間層１４３には、その平面形状をＵ字状にする切り欠き１４３Ｘが設けられている。上面１４３Ｓ１には、例えば、上記第１の実施の形態と同様のメタルパタン１４３Ｍ１，１４３Ｍ２が設けられている。中間層１４３には、さらに、Ｚ軸方向に貫通するビアＶ１が設けられており、メタルパタン１４３Ｍ１と第１層１４１のメタルパタン１４１Ｍ１とが電気的に接続されている。中間層１４５には、中間層１４３と同様に、その平面形状をＵ字状にする切り欠き１４５Ｘが設けられている。中間層１４５の切り欠き１４５Ｘは、中間層１４３の切り欠き１４３Ｘよりも深く、例えば、切り欠き１４５Ｘの側面は、接合層１４４に設けられた開口１４４Ｈの一部と同一側面を形成している。本実施の形態では、この切り欠き１４５Ｘ内のメタルパタン１４３Ｍ１上にサブマウント１２が実装されている。また、中間層１４５には、メタルパタン１４３Ｍ１とメタルパタン１４４Ｍ１とを接続する２つのビアＶ２およびメタルパタン１４３Ｍ２とメタルパタン１４４Ｍ２とを接続する１つのビアＶ３が貫通する貫通孔１４５Ｈ１，１４５Ｈ２，１４５Ｈ３が設けられている。接合層１４４の上面１４４Ｓ１には、例えば、上記第１の実施の形態と同様のメタルパタン１４４Ｍ１，１４４Ｍ２が設けられており、メタルパタン１４４Ｍ１のメタルパタン１４ＭＣとメタルパタン１４ＭＥとの境界には、はんだ阻止帯１７が形成されている。
このように、発光素子１１から出射された光を横方向から取り出すことにより、カバー１５として金属板を用いることができる。これにより、発光素子１１と外部（例えば、電極取出部１４Ｅ１）とを電気的に接続する配線の断面積をさらに大きくすることが可能となり、内部抵抗をさらに低減することが可能となる。
また、半導体発光デバイス１０Ｉは、以下のような構成としてもよい。図２６は、半導体発光デバイス１０Ｉの平面構成の他の例を模式的に表したものである。図２７は、図２６に示したＩＸ－ＩＸ線における半導体発光デバイス１０Ｉの断面構成を模式的に表したものである。中間層１４３の切り欠き部１４３Ｘには、例えば、レンズ２３を配置してもよい。このレンズ２３は、例えばコリメートレンズである。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｉのように、発光素子１１から出射される光を横方向から取り出す場合、放射角が大きいとケラレが発生する虞がある。このため、レンズ２３を実装することにより、放射角が小さくない、ケラレの発生を防ぐことが可能となる。
＜１０．第１０の実施の形態＞
図２８は、本開示の第１０の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｊ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図２９は、図２８に示したＸ－Ｘ線における半導体発光デバイス１０Ｊの断面構成を模式的に表したものである。図３０は、図２８に示した収容部材１４の構成を表した分解斜視図である。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｊは、発光素子２１として垂直共振器面発光レーザを用いた点が上記第１の実施の形態とは異なる。
図２８は、本開示の第１０の実施の形態に係る半導体発光デバイス（半導体発光デバイス１０Ｊ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。図２９は、図２８に示したＸ－Ｘ線における半導体発光デバイス１０Ｊの断面構成を模式的に表したものである。図３０は、図２８に示した収容部材１４の構成を表した分解斜視図である。本実施の形態の半導体発光デバイス１０Ｊは、発光素子２１として垂直共振器面発光レーザを用いた点が上記第１の実施の形態とは異なる。
本実施の形態では、第１層１４１の上面１４１Ｓ１には、それぞれ独立した２つのメタルパタン１４１Ｍ１Ａおよびメタルパタン１４１Ｍ１Ｂが設けられている。第２層１４２は、開口１４２Ｈを有する。上面１４２Ｓ１には、例えば、上記第１の実施の形態におけるメタルパタン１４４Ｍ１，１４４Ｍ２と同様のメタルパタン１４２Ｍ１，１４２Ｍ２が設けられている。メタルパタン１４２Ｍ１は、接合用のメタルパタン１４ＭＣおよび電極取出部１４Ｅ１を構成するメタルパタン１４ＭＥを有し、メタルパタン１４ＭＣとメタルパタン１４ＭＥとの境界には、はんだ阻止帯１７が形成されている。メタルパタン１４１Ｍ１Ａとメタルパタン１４２Ｍ１とはビアＶ１を介して電気的に接続され、メタルパタン１４１Ｍ１Ｂとメタルパタン１４２Ｍ２とはビアＶ２を介して電気的に接続されている。発光素子２１は、開口１４２Ｈ内にサブマウント１２を介して実装されている。
また、半導体発光デバイス１０Ｊでは、図３１に示したように、カバー１５の上面１５Ｓ１側にレンズ１５３を設けるようにしてもよい。これにより、発光素子２１から出射された光の放射角を制御することが可能となる。なお、レンズ１５３は、カバー１５の下面１５Ｓ２側に設けるようにしてもよい。あるいは、カバー１５の上面１５Ｓ１側および下面１５Ｓ２側の両方に設けるようにしてもよい。但し、図３１に示したように、カバー１５の上面１５Ｓ１側にレンズ１５３を設けることにより、カバー１５の下面１５Ｓ２側にレンズ１５３を設けた場合と比較して小型化することができる。
更に、半導体発光デバイス１０Ｊでは、図３２に示したように、カバー１５の上面１５Ｓ１側に回折素子１５４を設けるようにしてもよい。回折素子１５４を設けることにより、発光素子２１から出射された光をランダムドットパタン等の所望の出力に変換することが可能となる。
＜１１．変形例＞
（変形例１）
図３３は、本開示の変形例１に係る発光装置（発光装置２）の要部の模式的な分解斜視図である。この発光装置２は、ベースプレート３１、半導体発光デバイス（例えば、半導体発光デバイス１０Ａ）およびアレイレンズ３３をこの順に有している。即ち、発光装置２には、レンズ保持部材（例えば、図５のレンズ保持部材３２）が設けられていない。発光装置２のベースプレート３１は、例えば、プレート部３１１、保持部３１２および端子部３１３Ｅを有している。この点を除き、本変形例の発光装置２は、上記第１の実施の形態の発光装置１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
（変形例１）
図３３は、本開示の変形例１に係る発光装置（発光装置２）の要部の模式的な分解斜視図である。この発光装置２は、ベースプレート３１、半導体発光デバイス（例えば、半導体発光デバイス１０Ａ）およびアレイレンズ３３をこの順に有している。即ち、発光装置２には、レンズ保持部材（例えば、図５のレンズ保持部材３２）が設けられていない。発光装置２のベースプレート３１は、例えば、プレート部３１１、保持部３１２および端子部３１３Ｅを有している。この点を除き、本変形例の発光装置２は、上記第１の実施の形態の発光装置１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
ベースプレート３１のプレート部３１１は、例えば四角形状の平面形状を有する板状部材である。このプレート部３１１に複数の半導体発光デバイス１０Ａが、例えばマトリクス状に載置されている。
保持部３１２は、プレート部３１１の中央部に配置された複数の半導体発光デバイス１０Ａを囲む四角形の枠状の平面形状を有している。保持部３１２は、プレート部３１１およびアレイレンズ３３（枠部３３Ｆ）に接しており、保持部３１２の厚みの大きさにより、各々の半導体発光デバイス１０Ａとレンズ３３１との間の距離の大きさが調整されるようになっている。
端子部３１３Ｅは、例えば、一方向（図３３のＹ方向）に延びる帯状の平面形状を有しており、プレート部３１１上に設けられている。この端子部３１３Ｅは、保持部３１２の内側から外側にかけて延在している。この端子部３１３Ｅに半導体発光デバイス１０Ａの電極取出部１４Ｅ１，１４Ｅ２が電気的に接続されることにより、発光素子１１と外部とが電気的に接続されるようになっている。
プレート部３１１、保持部３１２および端子部３１３Ｅは、例えば一体化されている。プレート部３１１は例えばアルミニウム、保持部３１２は例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、端子部３１３Ｅは、金属材料により構成されている。プレート部３１１および保持部３１２は、例えば、インサート・インジェクションモールド成形等により一括成形されている。プレート部３１１を、例えば、アルミニウム（Ａｌ），銅（Ｃｕ），銅タングステン（Ｃｕ－Ｗ）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等により構成し、保持部３１２を、例えば、アルミナ，窒化アルミニウムまたはコバール等により構成するようにしてもよい。このとき、プレート部３１１および保持部３１２と端子部３１３Ｅとは、例えば、低融点ガラス等により絶縁される。
（変形例２）
ベースプレート３１に載置された複数の半導体発光デバイス１０Ａ（発光素子１１）各々から出射される光の波長域が、複数存在していてもよい。ベースプレート３１に載置された複数の半導体発光デバイス１０Ａが、例えば、赤色波長域の光を出射する発光素子１１を含む半導体発光デバイス１０Ａと、青色波長域の光を出射する発光素子１１を含む半導体発光デバイス１０Ａと、緑波長域の光を出射する発光素子１１を含む半導体発光デバイス１０Ａとを有していてもよい。視感度曲線および出力（ｍＷ，Ｉｍ）から各色の半導体発光デバイス１０Ａの比率および配置を調整する。これにより、発光装置１から白色光を取り出すことができる。このとき、例えば、発光装置１は、拡散板等を有し、半導体発光デバイス１０Ａから出射された光が、レンズ３３１および拡散板等を通過するようになっている。
ベースプレート３１に載置された複数の半導体発光デバイス１０Ａ（発光素子１１）各々から出射される光の波長域が、複数存在していてもよい。ベースプレート３１に載置された複数の半導体発光デバイス１０Ａが、例えば、赤色波長域の光を出射する発光素子１１を含む半導体発光デバイス１０Ａと、青色波長域の光を出射する発光素子１１を含む半導体発光デバイス１０Ａと、緑波長域の光を出射する発光素子１１を含む半導体発光デバイス１０Ａとを有していてもよい。視感度曲線および出力（ｍＷ，Ｉｍ）から各色の半導体発光デバイス１０Ａの比率および配置を調整する。これにより、発光装置１から白色光を取り出すことができる。このとき、例えば、発光装置１は、拡散板等を有し、半導体発光デバイス１０Ａから出射された光が、レンズ３３１および拡散板等を通過するようになっている。
このように、互いに異なる波長域の光を出射する半導体発光デバイス１０Ａ（発光素子１１）は、所望の比率および所望の配置で、容易にベースプレート３１に載置することができる。よって、全体の光バランスを容易に調整することができる。
発光素子１１は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等により構成することも可能であるが、半導体レーザ素子により構成された発光素子１１では、ＬＥＤにより発光素子１１を構成する場合に比べて、より光強度を強め、より遠い位置での光の認識が可能となる。
＜１２．適用例＞
上記第１の実施の形態および変形例で説明した発光装置１，２は、例えば投射型表示装置に適用することができる。
上記第１の実施の形態および変形例で説明した発光装置１，２は、例えば投射型表示装置に適用することができる。
図３４は、光源として発光装置１，２が適用された投射型表示装置（投射型表示装置２００）の構成例を示す図である。この投射型表示装置２００は、例えばスクリーンに画像を投射する表示装置である。投射型表示装置２００は、例えばＰＣ等のコンピュータや各種画像プレーヤ等の外部の画像供給装置にＩ／Ｆ（インターフェイス）を介して接続されており、このＩ／Ｆに入力される画像信号に基づいて、スクリーン等への投影を行うものである。なお、以下に説明する投射型表示装置２００の構成は一例であり、本技術に係る投射型表示装置は、このような構成に限定されるものではない。
投射型表示装置２００は、発光装置１，２、マルチレンズアレイ２１２、ＰＢＳアレイ２１３、フォーカスレンズ２１４、ミラー２１５ａ，２１５ｃ～２１５ｅ、ダイクロイックミラー２１６、２１７、光変調素子２１８ａ～２１８ｃ、ダイクロイックプリズム２１９、および投写レンズ２２０を備える。
発光装置１，２では、発光素子１１から出射された光が、アレイレンズ３３を通過し、コリメート光として取り出される。この光は、マルチレンズアレイ２１２に入射するようになっている。マルチレンズアレイ２１２は、複数のレンズ素子がアレイ状に設けられた構造であり、発光装置１，２から出射された光を集光する。ＰＢＳアレイ２１３は、マルチレンズアレイ２１２によって集光された光を、所定の偏光方向の光、例えばＰ偏光波に偏光する。フォーカスレンズ２１４は、ＰＢＳアレイ２１３によって所定の偏光方向の光に変換された光を集光する。
ダイクロイックミラー２１６は、フォーカスレンズ２１４、ミラー２１５ｅを介して入射してきた光のうちの赤色光Ｒを透過し、緑色光Ｇ、青色光Ｂを反射する。ダイクロイックミラー２１６によって透過された赤色光Ｒは、ミラー２１５ａを介して光変調素子２１８ａに導かれる。
ダイクロイックミラー２１７は、ダイクロイックミラー２１６によって反射された光のうちの青色光Ｂを透過し、緑色光Ｇを反射する。ダイクロイックミラー２１７によって反射された緑色光Ｇは、光変調素子２１８ｂに導かれる。一方、ダイクロイックミラー２１７によって透過された青色光Ｂは、ミラー２１５ｄとおよびミラー２１５ｃを介して光変調素子２１８ｃに導かれる。
光変調素子２１８ａ～２１８ｃの各々は、入射された各色光を光変調し、光変調された各色光をダイクロイックプリズム２１９に入射する。ダイクロイックプリズム２１９は、光変調されて入射してきた各色光を１つの光軸に合成する。合成された各色光は、投写レンズ２２０を介してスクリーン等に投影される。
投射型表示装置２００では、色の３原色である赤、緑、青の３色に対応した３つの光変調素子２１８ａ～２１８ｃが組み合わされ、あらゆる色が表示される。即ち、投射型表示装置２００は、いわゆる３板式の投射型表示装置である。
以上、第１～第１０の実施の形態および変形例ならびに適用例を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態等において例示した発光装置１，２の構成要素、配置および数等は、あくまで一例であり、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を更に備えていてもよい。
また、上記第１の実施の形態等では、接合部材１６を発光素子１１のカソードと電極取出部１４Ｅ１との導電経路として用いた例を示したが、これに限らない。例えば、接合部材１６は、発光素子１１のアノードと電極取出部１４Ｅ２との導電経路として用いるようにしてもよい。また、上記第１の実施の形態等では、凹部１４Ｃ内に１つの発光素子１１を収容した例を示したが、２つ以上、さらには、互いに異なる波長の発光素子１１を収容するようにしてもよい。
更に、上記発光装置１，２では、発光素子１１と外部とを電気的に接続するための端子部３２２Ｅ，３１３Ｅをレンズ保持部材３２またはベースプレート３１に設ける場合について説明したが、レンズ保持部材３２およびベースプレート３１とは別に、端子部を設けるようにしてもよい。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であってこれに限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
なお、本技術は、以下のような構成をとることも可能である。以下の構成の本技術によれば、発光素子を収容する第１の収容部材と第２の収容部材とを接合する導電性接合部を、第１の収容部材に設けられた配線構造と電気的に接続するようにしたので、発光素子と外部とを電気的に接続する配線の断面積が大きくなる。よって、内部抵抗を低減することが可能となる。
（１）
発光素子と、
前記発光素子を収容すると共に、少なくとも一方に前記発光素子と外部とを電気的に接続する配線構造を有する第１の収容部材および第２の収容部材と、
前記第１の収容部材と前記第２の収容部材とを接合すると共に、前記配線構造と電気的に接続されている導電性接合部とを備え、
前記第１の収容部材は、前記発光素子を収容する収容空間を形成する第１の凹部と、前記第１の凹部の底面を構成する第１の層と、前記第１の凹部の側面を構成する第２の層とを有し、
前記第１の層には、１または複数の第１のメタルパタンが形成され、
前記第２の層には、前記１または複数の第１のメタルパタンの少なくとも一部と電気的に接続される１または複数の第２のメタルパタンが形成されている
半導体発光デバイス。
（２）
前記１または複数の第１のメタルパタンと、前記１または複数の第２のメタルパタンとは、前記第２の層を貫通する貫通ビアを介して電気的に接続されている、前記（１）に記載の半導体発光デバイス。
（３）
前記第２の層は、前記第２の収容部材と接合される接合層と、前記接合層と前記第１の層との間に配置される中間層とを有し、
前記接合層および前記中間層には、それぞれ、前記１または複数の第２のメタルパタンが形成されている、前記（１）または（２）に記載の半導体発光デバイス。
（４）
前記接合層に形成された前記１または複数の第２のメタルパタンの少なくとも一部が前記導電性接合部を構成している、前記（３）に記載の半導体発光デバイス。
（５）
前記接合層に形成された前記１または複数の第２のメタルパタンは、前記発光素子の電極と電気的に接続された電極取出部を含む、前記（３）または（４）に記載の半導体発光デバイス。
（６）
前記導電性接合部と前記電極取出部とは電気的に接続されている、前記（５）に記載の半導体発光デバイス。
（７）
前記第１の収容部材と前記第２の収容部材とははんだを介して接合され、
前記はんだが前記導電性接合部を構成している、前記（１）乃至（６）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（８）
前記第２の収容部材は、前記発光素子を収容する収容空間を形成する第２の凹部を有する、前記（１）乃至（７）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（９）
前記第２の収容部材は光透過性を有し、
前記発光素子から出射された光は、前記第２の収容部材を介して外部へ出力される、前記（１）乃至（８）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（１０）
前記第２の収容部材は、前記第１の収容部材との接合面とは反対側に光出射面を有し、
前記光出射面はレンズ形状を有する、前記（９）に記載の半導体発光デバイス。
（１１）
前記第１の収容部材は、前記第１の凹部を構成する側面の少なくとも一部が光透過性を有し、
前記発光素子から出射された光は、前記側面を介して外部へ出射される、前記（１）乃至（１０）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（１２）
前記発光素子から出射された光を反射する反射部材をさら有し、
前記反射部材は、前記発光素子と共に前記第１の凹部に収容されている、前記（１）乃至（１１）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（１３）
サブマウントをさらに有し、
前記サブマウントは、前記発光素子と前記第１の収容部材との間に配置される、前記（１）乃至（１２）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（１４）
前記サブマウントは導電性を有する、前記（１３）に記載の半導体発光デバイス。
（１５）
前記発光素子は、半導体レーザにより構成されている、前記（１）乃至（１４）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（１６）
前記半導体レーザは窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体を含む、前記（１５）に記載の半導体発光デバイス。
（１７）
互いに異なる波長の光を出射する前記発光素子を含む、前記（１）乃至（１６）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（１８）
前記反射部材はミラーにより構成されている、前記（１２）乃至（１７）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（１９）
発光素子と、
前記発光素子を収容すると共に、少なくとも一方に前記発光素子と外部とを電気的に接続する配線構造を有する第１の収容部材および第２の収容部材と、
前記第１の収容部材と前記第２の収容部材とを接合すると共に、前記配線構造と電気的に接続されている導電性接合部とを備え、
前記第２の収容部材は光透過性を有すると共に、前記第１の収容部材との接合面とは反対側にレンズ形状を有する光出射面を有し、
前記発光素子から出射された光は、前記第２の収容部材を介して外部へ出力される
半導体発光デバイス。
（１）
発光素子と、
前記発光素子を収容すると共に、少なくとも一方に前記発光素子と外部とを電気的に接続する配線構造を有する第１の収容部材および第２の収容部材と、
前記第１の収容部材と前記第２の収容部材とを接合すると共に、前記配線構造と電気的に接続されている導電性接合部とを備え、
前記第１の収容部材は、前記発光素子を収容する収容空間を形成する第１の凹部と、前記第１の凹部の底面を構成する第１の層と、前記第１の凹部の側面を構成する第２の層とを有し、
前記第１の層には、１または複数の第１のメタルパタンが形成され、
前記第２の層には、前記１または複数の第１のメタルパタンの少なくとも一部と電気的に接続される１または複数の第２のメタルパタンが形成されている
半導体発光デバイス。
（２）
前記１または複数の第１のメタルパタンと、前記１または複数の第２のメタルパタンとは、前記第２の層を貫通する貫通ビアを介して電気的に接続されている、前記（１）に記載の半導体発光デバイス。
（３）
前記第２の層は、前記第２の収容部材と接合される接合層と、前記接合層と前記第１の層との間に配置される中間層とを有し、
前記接合層および前記中間層には、それぞれ、前記１または複数の第２のメタルパタンが形成されている、前記（１）または（２）に記載の半導体発光デバイス。
（４）
前記接合層に形成された前記１または複数の第２のメタルパタンの少なくとも一部が前記導電性接合部を構成している、前記（３）に記載の半導体発光デバイス。
（５）
前記接合層に形成された前記１または複数の第２のメタルパタンは、前記発光素子の電極と電気的に接続された電極取出部を含む、前記（３）または（４）に記載の半導体発光デバイス。
（６）
前記導電性接合部と前記電極取出部とは電気的に接続されている、前記（５）に記載の半導体発光デバイス。
（７）
前記第１の収容部材と前記第２の収容部材とははんだを介して接合され、
前記はんだが前記導電性接合部を構成している、前記（１）乃至（６）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（８）
前記第２の収容部材は、前記発光素子を収容する収容空間を形成する第２の凹部を有する、前記（１）乃至（７）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（９）
前記第２の収容部材は光透過性を有し、
前記発光素子から出射された光は、前記第２の収容部材を介して外部へ出力される、前記（１）乃至（８）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（１０）
前記第２の収容部材は、前記第１の収容部材との接合面とは反対側に光出射面を有し、
前記光出射面はレンズ形状を有する、前記（９）に記載の半導体発光デバイス。
（１１）
前記第１の収容部材は、前記第１の凹部を構成する側面の少なくとも一部が光透過性を有し、
前記発光素子から出射された光は、前記側面を介して外部へ出射される、前記（１）乃至（１０）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（１２）
前記発光素子から出射された光を反射する反射部材をさら有し、
前記反射部材は、前記発光素子と共に前記第１の凹部に収容されている、前記（１）乃至（１１）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（１３）
サブマウントをさらに有し、
前記サブマウントは、前記発光素子と前記第１の収容部材との間に配置される、前記（１）乃至（１２）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（１４）
前記サブマウントは導電性を有する、前記（１３）に記載の半導体発光デバイス。
（１５）
前記発光素子は、半導体レーザにより構成されている、前記（１）乃至（１４）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（１６）
前記半導体レーザは窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体を含む、前記（１５）に記載の半導体発光デバイス。
（１７）
互いに異なる波長の光を出射する前記発光素子を含む、前記（１）乃至（１６）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（１８）
前記反射部材はミラーにより構成されている、前記（１２）乃至（１７）のうちのいずれかに記載の半導体発光デバイス。
（１９）
発光素子と、
前記発光素子を収容すると共に、少なくとも一方に前記発光素子と外部とを電気的に接続する配線構造を有する第１の収容部材および第２の収容部材と、
前記第１の収容部材と前記第２の収容部材とを接合すると共に、前記配線構造と電気的に接続されている導電性接合部とを備え、
前記第２の収容部材は光透過性を有すると共に、前記第１の収容部材との接合面とは反対側にレンズ形状を有する光出射面を有し、
前記発光素子から出射された光は、前記第２の収容部材を介して外部へ出力される
半導体発光デバイス。
本出願は、日本国特許庁において２０１９年２月４日に出願された日本特許出願番号２０１９－０１８０５９号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
Claims (19)
- 発光素子と、
前記発光素子を収容すると共に、少なくとも一方に前記発光素子と外部とを電気的に接続する配線構造を有する第１の収容部材および第２の収容部材と、
前記第１の収容部材と前記第２の収容部材とを接合すると共に、前記配線構造と電気的に接続されている導電性接合部とを備え、
前記第１の収容部材は、前記発光素子を収容する収容空間を形成する第１の凹部と、前記第１の凹部の底面を構成する第１の層と、前記第１の凹部の側面を構成する第２の層とを有し、
前記第１の層には、１または複数の第１のメタルパタンが形成され、
前記第２の層には、前記１または複数の第１のメタルパタンの少なくとも一部と電気的に接続される１または複数の第２のメタルパタンが形成されている
半導体発光デバイス。 - 前記１または複数の第１のメタルパタンと、前記１または複数の第２のメタルパタンとは、前記第２の層を貫通する貫通ビアを介して電気的に接続されている、請求項１に記載の半導体発光デバイス。
- 前記第２の層は、前記第２の収容部材と接合される接合層と、前記接合層と前記第１の層との間に配置される中間層とを有し、
前記接合層および前記中間層には、それぞれ、前記１または複数の第２のメタルパタンが形成されている、請求項１に記載の半導体発光デバイス。 - 前記接合層に形成された前記１または複数の第２のメタルパタンの少なくとも一部が前記導電性接合部を構成している、請求項３に記載の半導体発光デバイス。
- 前記接合層に形成された前記１または複数の第２のメタルパタンは、前記発光素子の電極と電気的に接続された電極取出部を含む、請求項３に記載の半導体発光デバイス。
- 前記導電性接合部と前記電極取出部とは電気的に接続されている、請求項５に記載の半導体発光デバイス。
- 前記第１の収容部材と前記第２の収容部材とははんだを介して接合され、
前記はんだが前記導電性接合部を構成している、請求項１に記載の半導体発光デバイス。 - 前記第２の収容部材は、前記発光素子を収容する収容空間を形成する第２の凹部を有する、請求項１に記載の半導体発光デバイス。
- 前記第２の収容部材は光透過性を有し、
前記発光素子から出射された光は、前記第２の収容部材を介して外部へ出力される、請求項１に記載の半導体発光デバイス。 - 前記第２の収容部材は、前記第１の収容部材との接合面とは反対側に光出射面を有し、
前記光出射面はレンズ形状を有する、請求項９に記載の半導体発光デバイス。 - 前記第１の収容部材は、前記第１の凹部を構成する側面の少なくとも一部が光透過性を有し、
前記発光素子から出射された光は、前記側面を介して外部へ出射される、請求項１に記載の半導体発光デバイス。 - 前記発光素子から出射された光を反射する反射部材をさら有し、
前記反射部材は、前記発光素子と共に前記第１の凹部に収容されている、請求項１に記載の半導体発光デバイス。 - サブマウントをさらに有し、
前記サブマウントは、前記発光素子と前記第１の収容部材との間に配置される、請求項１に記載の半導体発光デバイス。 - 前記サブマウントは導電性を有する、請求項１３に記載の半導体発光デバイス。
- 前記発光素子は、半導体レーザにより構成されている
請求項１に記載の半導体発光デバイス。 - 前記半導体レーザは窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体を含む
請求項１５に記載の半導体発光デバイス。 - 互いに異なる波長の光を出射する前記発光素子を含む、請求項１に記載の半導体発光デバイス。
- 前記反射部材はミラーにより構成されている、請求項１２に記載の半導体発光デバイス。
- 発光素子と、
前記発光素子を収容すると共に、少なくとも一方に前記発光素子と外部とを電気的に接続する配線構造を有する第１の収容部材および第２の収容部材と、
前記第１の収容部材と前記第２の収容部材とを接合すると共に、前記配線構造と電気的に接続されている導電性接合部とを備え、
前記第２の収容部材は光透過性を有すると共に、前記第１の収容部材との接合面とは反対側にレンズ形状を有する光出射面を有し、
前記発光素子から出射された光は、前記第２の収容部材を介して外部へ出力される
半導体発光デバイス。
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