半导体光器件及半导体光器件的制造方法与流程

文档序号:31580776发布日期:2022-09-21 00:43阅读:83来源:国知局
半导体光器件及半导体光器件的制造方法与流程

1.本发明涉及半导体光器件及半导体光器件的制造方法。


背景技术:

2.以往,公知以下半导体光器件:在硅基板上形成平面光波电路,并且将激光器元件安装到包括该硅基板与平面光波电路的热沉(submount)的给定位置(专利文献1)。在专利文献1中,为了进行热沉与激光器元件的定位,在热沉上形成有对准标记。
3.在先技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:日本特开2007-264470号公报


技术实现要素:

[0006]-发明所要解决的课题-[0007]
以往,在大多数情况下,通过在热沉的表面形成金属层,对准标记的形状残留地将该金属层除去来形成上述那样的对准标记。在该情况下,若与平面光波电路的芯层对应的对准标记的位置精度低,则激光器元件与平面光波电路的位置精度会降低。
[0008]
因而,本发明的课题之一在于,例如获得能够进一步提高光半导体元件的定位精度那样的、具有已被改善的新颖结构的半导体光器件及该半导体光器件的制造方法。
[0009]-用于解决课题的手段-[0010]
本发明的半导体光器件,例如具备:基座,与第一方向交叉;第一突出部,从所述基座向所述第一方向突出,且具有平面光波电路,该平面光波电路具备芯层和将所述芯层包围的包层;第二突出部,从所述基座向所述第一方向突出,与所述第一突出部排列在与所述第一方向交叉的第二方向上,且所述第一方向上的距所述基座的高度比所述第一突出部低;光半导体元件,载置于所述第二突出部的所述第一方向的端面上,且与所述芯层光学性地连接;以及标记,在所述端面上露出地设置于所述第二突出部,且用与所述芯层相同的材料来制作。
[0011]
也可以是,在所述半导体光器件中,所述芯层的所述第一方向的相反方向的端部在所述第一方向上距所述基座的高度和所述标记的所述第一方向的相反方向的端部在所述第一方向上距所述基座的高度相同。
[0012]
所述半导体光器件也可以具备:第一标记,在所述第一方向的相反方向观察的情况下该第一标记与所述光半导体元件的边缘空开间隙地相邻,以作为所述标记。
[0013]
所述半导体光器件也可以具备两个第二标记,以作为所述标记,在所述第一方向的相反方向观察的情况下,所述光半导体元件位于所述两个第二标记之间。
[0014]
在所述半导体光器件中,也可以所述光半导体元件在所述第一方向的相反方向观察的情况下具有四边形的形状,所述半导体光器件具备第三标记,在所述第一方向的相反方向观察的情况下该第三标记与所述光半导体元件的角部相邻,以作为所述标记。
[0015]
所述半导体光器件也可以具备两个第二突出部,以作为所述第二突出部,所述光半导体元件具有:设置于该光半导体元件的所述第一方向的相反方向的端面且位于所述两个第二突出部之间的第一电极。
[0016]
所述半导体光器件也可以具备位于所述两个第二突出部之间且与所述第一电极电连接的导体。
[0017]
也可以是,在所述半导体光器件中,所述导体为导电性膏。
[0018]
也可以在所述半导体光器件中,在所述基座的所述第一方向的端面的、成为所述两个第二突出部之间的位置,设置与所述导电性膏相接且表面粗糙度比其他部位大的粗糙面。
[0019]
所述半导体光器件也可以具备:第二电极,设置在所述基座的所述第一方向的端面的成为所述两个第二突出部之间的位置,且与所述导体电连接。
[0020]
所述半导体光器件也可以具备:第三突出部,从所述基座的成为所述两个第二突出部之间的位置向所述第一方向突出,且所述第一方向上的距所述基座的高度比所述两个第二突出部低;以及第三电极,设置于所述第三突出部的所述第一方向的端面,且与所述导体电连接。
[0021]
也可以在所述半导体光器件中,所述两个突出部在所述第二方向上分离,所述两个第二突出部之中位于更远离所述第一突出部的位置的第二突出部和所述第三突出部被一体化。
[0022]
所述半导体光器件也可以具备:第四突出部,相对于与所述第三突出部一体化的所述第二突出部而在该第三突出部的相反侧从所述基座向所述第一方向突出,且所述第一方向上的距该基座的高度比所述两个第二突出部高,在所述第四突出部的所述第一方向的端面,设置与所述第三电极电连接的第四电极。
[0023]
所述半导体光器件也可以具备:布线图案,遍及所述第三突出部的所述第一方向的端面、与该第三突出部一体化的所述第二突出部的所述第一方向的端面和所述第四突出部的所述第一方向的端面地设置,并对所述第三电极与所述第四电极进行电连接。
[0024]
所述半导体光器件也可以,具备:第一倾斜面,在所述第三突出部和与该第三突出部一体化的所述第二突出部之间,随着朝向所述第二方向的相反方向而朝向所述第一方向,所述布线图案具有沿着所述第一倾斜面延伸的部分。
[0025]
所述半导体光器件也可以具备:第二倾斜面,在与所述第三突出部一体化的所述第二突出部和所述第四突出部之间,随着朝向所述第二方向的相反方向而朝向所述第一方向,所述布线图案具有沿着所述第二倾斜面延伸的部分。
[0026]
也可以在所述半导体光器件中,所述芯层的中心轴相对于所述光半导体元件的活性层的中心轴而向所述第一方向的相反方向偏移。
[0027]
也可以在所述半导体光器件中,所述光半导体元件的所述第二方向的端部和所述第一突出部的所述第二方向的相反方向的端面抵接。
[0028]
也可以在所述半导体光器件中,所述第一突出部的所述第二方向的相反方向的端面倾斜成随着朝向所述第一方向而朝向所述第二方向,且与所述光半导体元件的所述第二方向的端部抵接。
[0029]
也可以在所述半导体光器件中,在所述第一突出部和所述第二突出部之间设置向
所述第一方向的相反方向凹陷的凹部。
[0030]
也可以在所述半导体光器件中,所述第一突出部的所述第二方向的相反方向的端面具有:第一面,从所述芯层向与所述第一方向及所述第二方向交叉的第三方向偏移地配置,且与所述光半导体元件的所述第二方向的端部抵接;以及第二面,在所述第三方向的相反方向与所述第一面邻接,且相对于所述第一面倾斜成所述芯层与所述光半导体元件的所述第二方向的端部空开间隙地在所述第二方向的相反方向露出,随着朝向所述第三方向的相反方向而朝向第二方向。
[0031]
也可以在所述半导体光器件中,所述第二面的法线方向和所述芯层的光轴方向倾斜地交叉。
[0032]
所述半导体光器件也可以具备:作为所述光半导体元件的多个光半导体元件,分别具有载置于所述第二突出部的底面和活性层露出的所述第二方向的端面,并且各自的所述第一方向上的所述底面与所述活性层之间的距离不同;作为所述第二突出部的多个第二突出部,各自的所述第一方向上的距所述基座的高度不同,并且分别载置不同的光半导体元件;以及作为所述芯层的多个芯层,分别对不同光半导体元件输出的光进行耦合,所述第一方向上的所述多个芯层距所述基座的距离相同,关于所述第二突出部和载置在该第二突出部上的所述光半导体元件的多个组合,所述第一方向上的从所述基座到所述活性层为止的距离相同,与该光半导体元件排列在所述第二方向的所述芯层对各个所述光半导体元件输出的光进行耦合。
[0033]
本发明的半导体光器件的制造方法,例如具备:在与第一方向交叉的基座上沿所述第一方向层叠来形成第一层的工序,该第一层包括成为平面光波电路的包层的一部分的部位;在所述第一层上沿所述第一方向层叠来形成第二层的工序,该第二层包括成为所述平面光波电路的芯层的部位;通过选择性地除去所述第二层的层叠体来形成所述芯层及标记的工序;在所述第一层上已形成所述芯层与所述标记的层叠体上形成成为所述包层的一部分的第三层的工序;通过选择性地除去所述第一层、所述芯层、所述标记及所述第三层的层叠体来形成第一突出部和第二突出部的工序,该第一突出部至少包括所述平面光波电路且从所述基座向所述第一方向突出,该第二突出部从所述基座以比所述第一突出部低的高度向所述第一方向突出且所述标记在所述第一方向的端面露出;以及在所述第二突出部上载置对所述标记进行了定位的光半导体元件的工序。
[0034]-发明效果-[0035]
根据本发明,例如能够得到具有已被改善的新颖结构的半导体光器件及该半导体光器件的制造方法。
附图说明
[0036]
图1是第一实施方式的半导体光器件的例示性且示意性的立体图。
[0037]
图2是第一实施方式的半导体光器件的例示性且示意性的侧视图。
[0038]
图3是第一实施方式的半导体光器件的例示性且示意性的俯视图。
[0039]
图4是图2的一部分的放大图。
[0040]
图5是在第一实施方式的半导体光器件之中将发光元件刨除后的部位的例示性且示意性的俯视图。
[0041]
图6是表示第一实施方式的半导体光器件的制造方法的一例的流程图。
[0042]
图7是第二实施方式的半导体光器件的与图4同等部位的例示性且示意性的侧视图。
[0043]
图8是第三实施方式的半导体光器件的一部分的例示性且示意性的侧视图。
[0044]
图9是第四实施方式的半导体光器件的例示性且示意性的侧视图。
[0045]
图10是第五实施方式的半导体光器件的一部分的例示性且示意性的侧视图。
[0046]
图11是第六实施方式的半导体光器件的例示性且示意性的俯视图。
[0047]
图12是第七实施方式的半导体光器件的例示性且示意性的俯视图。
[0048]
图13是图12的xiii-xiii剖视图。
[0049]
图14是第八实施方式的半导体光器件的一部分的例示性且示意性的俯视图。
[0050]
图15是第九实施方式的半导体光器件的一部分的例示性且示意性的俯视图。
[0051]
图16是图15的xvi-xvi剖视图。
具体实施方式
[0052]
以下,公开本发明的例示性的实施方式。以下所示的实施方式的结构、以及通过该结构所带来的作用及结果(效果)仅为一例。本发明也能通过以下实施方式所公开的结构以外的结构来实现。另外,根据本发明,能够获得通过结构而得到的各种效果(也包括衍生的效果)之中的至少一者。
[0053]
以下所示的多个实施方式具备同样的结构。由此,根据各实施方式的结构,能够获得基于该同样的结构的同样的作用及效果。此外,以下对这些同样的结构赋予同样的附图标记,有时会省略重复的说明。
[0054]
在本说明书中,序数是为了方便区别部位、方向等而被赋予的,并非表示优先次序或顺序。
[0055]
此外,在各图中,以箭头x来表示x方向,以箭头y来表示y方向,以箭头z来表示z方向。x方向、y方向及z方向相互交叉、并且相互正交。
[0056]
[第一实施方式]
[0057]
图1是第一实施方式的半导体光器件100a的立体图,图2是半导体光器件100a的侧视图,另外,图3是半导体光器件100a的俯视图。
[0058]
半导体光器件100a具备基座10、第一突出部11、两个第二突出部12(12-1、12-2)、第三突出部13、第四突出部14和发光元件20。
[0059]
基座10是通过硅基板来制作的。基座10与z方向交叉并且正交,沿x方向及y方向延伸。基座10具有表面10a和背面10b。表面10a是z方向的端面。表面10a朝向z方向,与z方向交叉、并且正交,沿x方向及y方向延伸。背面10b在z方向上位于表面10a的相反侧,是z方向的相反方向的端面。背面10b朝向z方向的相反方向,与z方向交叉并且正交,沿x方向及y方向延伸。z方向是第一方向的一例。
[0060]
第一突出部11从基座10的表面10a向z方向突出。如图1、2所示的那样,第一突出部11在z方向上,构成第一包层11a、芯层11b及第二包层11c被依次层叠的平面光波电路(planar lightwave circuit:plc)。芯层11b在z方向上为大致固定的高度及在y方向上为大致固定的宽度,且沿x方向延伸。芯层11b的与x方向交叉的剖面的形状为四边形形状。芯
层11b也能被称为波导层。第一包层11a将芯层11b的y方向及其相反方向的两侧部埋入,并与第二包层11c一起作为包层而将芯层11b包围。
[0061]
第一包层11a及第二包层11c例如用石英系玻璃材料来制作。芯层11b例如用具有比第一包层11a及第二包层11c的折射率高的折射率的石英系玻璃材料来制作。芯层11b,例如也可以用包括作为提高折射率的掺杂剂的氧化锗(geo2)、氧化锆(zro2)的石英玻璃来制作。此外,能够在0.1~10[%]的范围内适当地设定芯层11b和第一包层11a及第二包层11的相对折射率差,芯层11b的y方向的宽度能够设定为0.5~5[μm],z方向的高度能够设定为0.5~5[μm]。作为一例,在将相对折射率差设成0.45[%]的情况下,优选芯层11b的剖面的y方向及z方向的尺寸为3[μm]
×
3[μm]。
[0062]
两个第二突出部12(12-1、12-2)分别从基座10的表面10a向z方向突出。两个第二突出部12在z方向上距基座10的表面10a的高度是相同的,但要低于第一突出部11的z方向上的突出高度。
[0063]
两个第二突出部12-1、12-2相互在x方向上分离。第二突出部12-1相对于第二突出部12-2而位于第一突出部11的相反侧。另外,两个第二突出部12-1、12-2与第一突出部11排列在x方向上。
[0064]
第二突出部12作为载置发光元件20的台座发挥功能。第二突出部12的z方向的相反方向的端面12a朝向z方向,与z方向交叉并且正交,且沿x方向及y方向延伸。第二突出部12是支承部的一例,也能被称为载置部。此外,端面12a也能被称为发光元件20的支承面或者载置面。
[0065]
两个第二突出部12-1、12-2支承发光元件20的相对于x方向的中央的x方向的前后两侧。第二突出部12-1支承发光元件20的x方向的相反方向的端部,第二突出部12-2支承发光元件20的x方向的端部。
[0066]
第二突出部12-1、12-2分别沿y方向延伸,支承发光元件20的相对于y方向的中央的y方向的前后两侧。其中,并未被限于此,第二突出部12也可以在y方向分离,在该y方向上被分离开的第二突出部12支承发光元件20。
[0067]
此外,在两个第二突出部12之中距第一突出部11更近的第二突出部12-2和该第一突出部11之间,设置有向z方向的相反方向凹陷的凹部11e。凹部11e的底面既可以在z方向上与基座10的表面10a分开,也可以是基座10的表面10a。
[0068]
第三突出部13从基座10的表面10a向z方向突出。第三突出部13在z方向上距基座10的表面10a的高度要低于第二突出部12的高度。
[0069]
第三突出部13位于两个第二突出部12-1、12-2之间,和第一突出部11及两个第二突出部12-1、12-2排列在x方向上。还有,第三突出部13,相对于两个第二突出部12之中位于更远离第一突出部11的位置的第二突出部12-1,在x方向上邻接且与该第二突出部12-1被一体化。第三突出部13与第二突出部12-1一起构成随着朝向x方向、z方向的高度降低的高低差。
[0070]
第三突出部13的z方向的端面13a朝向z方向,与z方向交叉并且正交,沿x方向及y方向延伸。在端面13a上设置有薄膜状的薄的电极10d。电极10d例如用金那样的导电性高的材料来制作。电极10d是第三电极的一例。
[0071]
第四突出部14从基座10的表面10a向z方向突出。第四突出部14的距基座10的表面
10a的高度要高于两个第二突出部12的高度及第三突出部13的高度,且和第一突出部11的高度大致同等。
[0072]
第四突出部14和第一突出部11、两个第二突出部12及第三突出部13排列在x方向上。第四突出部14相对于第三突出部13而位于第二突出部12-1的相反侧,并且相对于发光元件20而位于第一突出部11的相反侧。即,发光元件20在x方向上位于第一突出部11和第四突出部14之间。
[0073]
第四突出部14,相对于第二突出部12-1在x方向的相反方向上邻接,且与该第二突出部12-1被一体化。第四突出部14和第二突出部12-1及第三突出部13一起,构成随着朝向x方向、z方向的高度降低的高低差。
[0074]
第四突出部14的z方向的端面14a朝向z方向,与z方向交叉并且正交,沿x方向及y方向延伸。在端面14a上设置有薄膜状的薄的电极10e、10f。电极10e、10f,例如用金那样的导电性高的材料来制作。电极10e、10f,例如是与外部布线(未图示)电连接的部位,在该情况下,电极10e、10f也能被称为外部电极。电极10f是第四电极的一例。
[0075]
两个第二突出部12、第三突出部13及第四突出部14用与第一包层11a及第二包层11c相同的材料来制作。
[0076]
在基座10的表面10a上,在两个第二突出部12之间即成为第二突出部12-2与第三突出部13之间的位置,设置有薄膜状的薄的电极10c。电极10c,例如用金那样的导电性高的材料来制作。电极10c是第二电极的一例。
[0077]
发光元件20,例如是激光二极管。发光元件20具有大致长方体状的形状。即,在及z方向的相反方向观察的情况下,发光元件20具有大致四边形的形状。
[0078]
发光元件20是与芯层11b光学性地连接的光半导体元件的一例。与芯层11b光学性地连接的光半导体元件未被限定于发光元件20,也可以是受光元件、光调制元件。光调制元件是对光进行空间调制、或进行相位调制、或者就会逆行强度调制等,改变光的任意特性的元件。另外,光半导体元件也可以是将从发光元件、受光元件及光调制元件选择出的两种以上的元件集成而得的结构。
[0079]
发光元件20具有z方向的端面20a、z方向的相反方向的端面20b、x方向的端面20c和x方向的相反方向的端面20d。端面20a、20b与z方向交叉并且正交,且沿x方向及y方向延伸。此外,端面20c、20d与x方向交叉并且正交,且沿y方向及z方向延伸。
[0080]
如图2所示的那样,发光元件20具有包层21和活性层22。活性层22的x方向的端部与第一突出部11的芯层11b面对。从活性层22向x方向输出的光与芯层11b耦合。x方向是第二方向的一例。
[0081]
如图3所示的那样,活性层22在y方向的中央位置处,以y方向的固定的宽度沿x方向延伸。此外,如图2所示的那样,活性层22在本实施方式中,位于比端面20a更靠端面20b的位置。其中,这仅为一例,活性层22的z方向的位置能适当地变更。活性层22的z方向的位置被设定为,该活性层22在x方向上与芯层11b面对,且从活性层22输出的光与芯层11b耦合。
[0082]
在发光元件20的z方向的相反方向的端面20b设置有薄膜状的薄的电极23。另一方面,在发光元件20的z方向的端面20a设置有薄膜状的薄的电极24。电极23、24均用金那样的导电性高的材料来制作。作为一例,电极24为阴极,电极23为阳极。
[0083]
电极24经由接合引线(未图示)等的导体布线而与第四突出部14上的电极10e电连
接。
[0084]
图4是图2的一部分的放大图。如图4所示的那样,在电极23和基座10的表面10a上的电极10c之间,夹设有导电性膏40。电极23和电极10c经由导电性膏40而被电连接。导电性膏40例如以被压缩变形的状态夹设在电极23与电极10c之间,且以与该电极23、10c双方密接的状态接触。电极10c例如经由接合引线(未图示)等的导体布线而与电极10f电连接。因此,电极23经由导电性膏40、电极10c及导体布线,与第四突出部14上的电极10f电连接。通过上述那样的具有导电性膏40的结构,能够获得以下优点:例如,能够比较容易地构成设置在发光元件20的基座10侧的端面20b的电极23和电极10f之间的导体布线。导电性膏40是导体的一例。电极23是第一电极的一例。需要说明的是,电极10c和电极10f也可以经由对电极10d进行中继的接合引线(未图示)等导体布线而被电连接。在该情况下,由于导体布线更短就足以了,故能够获得以下优点:例如布线的操作性提高,或者导体布线难以受损。
[0085]
导电性膏40也可以含有热传导性填料。在该情况下,导电性膏40也作为导热构件发挥功能。热传导性填料,例如用金、银系金属之类的具有导电性并且热传导性高的金属材料而制作出的粒子、粉、纳米粒子等。银系金属为银、银合金。导电性膏40,例如也可以是包括作为热传导性填料的银粒子的银膏。根据上述那样的结构,能够获得以下优点:例如,能够使在发光元件20中产生的热经由导电性膏40向基座10逸散,进而易于抑制发光元件20的过度的温度上升。
[0086]
此外,如图4所示的那样,基座10的表面10a的从电极10c脱离的区域,设置有表面粗糙度比表面10a的其他部位大的粗糙面10g,导电性膏40局部性地也与粗糙面10g相接。粗糙面10g的表面积比表面10a的其他部位大,因此同导电性膏40与该其他部位相接的情况相比,能够增大基座10(粗糙面10g、表面10a)和导电性膏40之间的接触面积,与之相应地,能够进一步增大从导电性膏40向基座10的导热量。因此,根据上述那样的结构,能够获得以下优点:能够进一步增大发光元件20中产生的热的经由导电性膏40的基座10的导热量,进而更加易于抑制发光元件20的过度的温度上升。
[0087]
图5是半导体光器件100a的刨除发光元件20后的部位的俯视图。该部位也能被称为热沉s。
[0088]
如图5所示的那样,在两个第二突出部12的端面12a上,四个标记30被设置为在该端面12a上至少局部性地露出。在操作员或者机器人将发光元件20载置于该端面12a上之际,标记30在操作员进行的视觉上的载置位置的确认、或者基于相机进行的拍摄图像的图像处理的机器人的载置位置的决定中成为目标或基准。标记30也能被称为对准标记。
[0089]
如图5所示的那样,在本实施方式中,在端面12a上设置了多个标记30,在本实施方式中作为一例而设置了四个标记30,发光元件20将这些四个标记30作为基准,被定位于第二突出部12上。具体地说,在z方向的相反方向观察的情况下,被载置成发光元件20的y方向或者y方向的相反方向的端面20e成为与标记30相邻的位置。端面20e是边缘的一例。
[0090]
另外,在本实施方式中,在z方向的相反方向观察的情况下,在发光元件20的给定的载置位置,在第二突出部12-1上排列于y方向的两个标记30和发光元件20的端面20e之间可形成大致相同的距离的间隙,发光元件20位于这两个标记30之间的中央。此外,在该给定的载置位置,在第二突出部12-2上排列于y方向的两个标记30和发光元件20的端面20e之间可形成大致相同的距离的间隙,发光元件20位于这两个标记30之间的中央。即,在本实施方
式中,在z方向的相反方向观察的情况下,标记30与发光元件20的端面20e空开间隙而彼此相邻。标记30是第一标记的一例,并且也是第二标记的一例。
[0091]
需要说明的是,在z方向的相反方向观察的情况下,在给定的载置位置处,在标记30和端面20e之间设置间隙并非是必须的,例如既可以标记30的边缘和端面20e正好重叠,也可以标记30的一部分和发光元件20重叠。即便是在这些情况下,在z方向的相反方向观察时标记30的一部分和端面20e也变为相邻。需要说明的是,在为发光元件20重叠于标记30的一部分上的结构的情况下,也可以在标记30设置刻度那样的印记。
[0092]
另外,在本实施方式中,标记30用与芯层11b相同的材料来制作。接下来,对包括上述那样的标记30的半导体光器件100a的制造方法进行说明。
[0093]
[半导体光器件的制造工艺]
[0094]
图6是表示半导体光器件100a的制造方法的流程图。如图6所示的那样,首先例如通过fhd法(fhd:flame hydrolysis deposition)法,在基座10上沿z方向堆积石英系玻璃的微粒,对其进行加热而将玻璃微粒透明玻璃化,形成包括成为第一包层11a的部位的第一层(s1)。
[0095]
接下来,在第一层上,例如通过溅射法,沿z方向堆积石英系玻璃微粒层,形成包括成为芯层11b及标记30的部位的第二层(s2)。在该s2中,例如将zro2添加至sio2,以使得芯层11b的折射率比第一包层11a的折射率高、并且相对折射率差为0.45[%]。
[0096]
接下来,在第二层上,通过光刻形成包括芯层11b的图案和标记30的图案的蚀刻掩膜,针对已形成该蚀刻掩膜的第二层,进行例如使用了氟系气体那样的蚀刻气体的干式蚀刻(s3)。在该s3中,将从蚀刻掩膜露出的区域除去,由此作为在第二层之中被蚀刻掩膜覆盖且未被除去的部位,形成芯层11b和标记30。由此,芯层11b及标记30用构成第二层相同的材料来制作。此外,芯层11b的z方向的相反方向的端部和标记30的z方向的相反方向的端部均为第一层和第二层的边界,在图2中如以单点划线l所示出的那样,位于在z方向上距基座10的表面10a相同高度的位置。因此,标记30被设置为,在端面12a上露出、并且从端面12a起在z方向的相反朝向具有给定的长度(深度)。
[0097]
接下来,在第一层上已形成芯层11b和标记30的层叠体上,例如通过fhd法,堆积石英系玻璃的微粒并对其进行加热,将玻璃微粒透明玻璃化,形成包括成为第二包层11c的部位的第三层(s4)。
[0098]
接下来,针对包括第一层、芯层11b、标记30及第三层的层叠体,例如通过进行蚀刻掩膜的形成及基于干式蚀刻的选择性的除去,从而形成包括第一突出部11、第二突出部12、第三突出部13、第四突出部14及凹部11e的热沉s(s5)。在该s5中,在第二突出部12中留下标记30。
[0099]
接下来,例如通过溅射及光刻,在热沉s上形成电极10c、10d、10e、10f(s6)。
[0100]
接下来,在z方向的相反方向对标记30进行视觉辨认或者拍摄,同时将标记30作为基准,在第二突出部12的标记30所对应的给定位置载置发光元件20,例如通过粘接等安装于该热沉s(s7)。在使用导电性膏40的情况下,在载置发光元件20前,在热沉s上的被发光元件20覆盖的位置,预先载置导电性膏40。
[0101]
如以上所说明过的那样,根据本实施方式,在第二突出部12上设置露出于端面12a上且用与芯层11b相同的材料制作出的标记30。
[0102]
如现有技术那样,在通过光刻用金属层来制作标记的情况下,芯层11b的位置和标记的位置分别通过不同的掩膜图案来决定,因此芯层11b和标记的位置精度降低。在这一点上,根据本实施方式,由于芯层11b和标记30用相同的材料来制作,故能够在一个掩膜图案中,决定芯层11b和标记30的相对的位置关系。由此,根据本实施方式,能够提高芯层11b和标记30的位置精度,进而能够提高芯层11b和发光元件20的位置精度。
[0103]
另外,在本实施方式中,芯层11b的z方向的相反方向的端部的、z方向(第一方向)上距基座10的表面10a的高度和标记30的z方向的相反方向的端部的、z方向上距基座10的表面10a的高度相同。
[0104]
上述那样的特征成为如上述的工序s2及工序s3那样通过在第一层上所形成的相同的第二层来制作芯层11b和标记30的证据。此外,根据本实施方式,例如与用金属层来制出标记的情况相比,能够获得以下优点:由于能够减少标记30的z方向的位置、厚度的个体差偏差,故在蚀刻工序中能够可靠地留下标记30。
[0105]
此外,如本实施方式那样,在z方向的相反方向观察的情况下,既可以标记30(第一标记)和发光元件20的端面20e(边缘)空开间隙地彼此相邻,也可以发光元件20位于两个标记30(第二标记)之间。
[0106]
根据上述那样的结构,能够通过比较简洁的结构来实现标记30。
[0107]
[第二实施方式]
[0108]
图7是第二实施方式的半导体光器件100b的与图4同等部位的侧视图。
[0109]
在本实施方式中,如图7所示的那样,在基座10的表面10a上的粗糙面10g、该表面10a上的电极10c及第三突出部13的端面13a上的电极10d和发光元件20的端面20b上的电极23之间夹设有导电性膏40。这样,导电性膏40也可以将电极23和电极10c、10d双方电连接。能适当地选择采取第一实施方式那样的方式(图4)还是采取本实施方式那样的方式。此外,在图7所示的结构中,也可以经由接合引线(未图示)等的导体布线来电连接电极10d和电极10f。在该情况下,能够获得以下优点:由于导体布线更短并且较少就足够了,故例如布线的操作性进一步提高,或导体布线更加难以受损。
[0110]
[第三实施方式]
[0111]
图8是第三实施方式的半导体光器件100c的一部分的侧视图。如图8所示的那样,在本实施方式中,第四突出部14与第二突出部12-1之间的朝向x方向的侧面15a、第二突出部12-1与第三突出部13之间的朝向x方向的侧面15b和第三突出部13与基座10之间的朝向x方向的侧面15c均构成为随着朝向x方向的相反方向而朝向z方向的倾斜面。包括上述那样的侧面15a~15c的高低差构造,设置在相对于标记30而向y方向偏移的位置,例如在z方向的相反方向观察的情况下,在y方向或者y方向的相反方向上设置相对于标记30而向发光元件20的相反侧偏移的位置。侧面15b是第一倾斜面的一例,侧面15a是第二倾斜面的一例。
[0112]
而且,遍及端面14a、侧面15a、端面12a、侧面15b、端面13a、侧面15c和表面10a之间,设置有以y方向上的大致固定的宽度沿着这多个面延伸的布线图案16。通过布线图案16,来电连接电极10f、电极10d及电极10c。布线图案16,例如和电极10c、10d、10f同样地,用金那样的导电性高的材料来制作。
[0113]
根据上述那样的结构,不借助引线接合,而是利用形成在热沉s上的布线图案16,就能够将多个电极10c、10d、10f电连接。此外,利用该布线图案16和导电性膏40,能够通过
比较简洁的结构来实现将作为发光元件20的阳极的电极23和作为外部电极的电极10f电连接的布线。此外,侧面15a、15b、15c是随着朝向x方向的相反方向而朝向z方向的倾斜面,由此与侧面15a、15b、15c沿z方向延伸且相对于该z方向并不倾斜的结构相比,能够获得以下优点:例如更容易形成布线图案16,或者可以更缩短布线图案16且可更减小电阻。
[0114]
[第四实施方式]
[0115]
图9是第四实施方式的半导体光器件100d的侧视图。在本实施方式中,如图9所示的那样,芯层11b的z方向的高度更高,由此,标记30的z方向的深度变得更深。在该情况下,芯层11b的中心轴axc,相对于被载置在第二突出部12的端面12a上的发光元件20的活性层22的中心轴axl,向z方向的相反方向偏移。即,通过产生上述那样的偏移地形成标记30、第二突出部12及芯层11b,从而能够获得以下优点:能够更加深标记30的距端面12a的深度,例如能够更可靠地形成标记30,或者能够进一步提高标记30的视觉辨认性、基于相机的识别性。
[0116]
[第五实施方式]
[0117]
图10是第五实施方式的半导体光器件100e的一部分的侧视图。在本实施方式中,如图10所示的那样,发光元件20的x方向的端面20c和第一突出部11的x方向的相反方向的端面11f抵接,通过该抵接将发光元件20定位于x方向。根据上述那样的结构,能够更容易地将发光元件20定位于x方向。
[0118]
此外,和第一实施方式同样,在第一突出部11和第二突出部12-2之间,设置有向z方向的相反方向凹陷的凹部11e。在端面11f的z方向的相反方向的端部,有时会产生凹曲面(角部r形状)。上述那样的凹曲面,容易产生个体差偏差,在端面20c和端面11f抵接的结构中,在端面20c和凹曲面抵接的情况下,可能会成为发光元件20的x方向的位置的个体差偏差的一个因素。在这一点上,在本实施方式中通过设置凹部11e,从而能够使在端面11f的z方向的相反方向的端部产生的凹曲面相对于发光元件20而向z方向的相反方向偏移。由此,根据本实施方式,能够获得以下优点:例如通过使端面20c和凹曲面抵接,从而能够避免产生发光元件20的x方向的位置的个体差偏差。
[0119]
此外,第一突出部11的端面11f以相对于z方向的角度α倾斜,以使得随着朝向z方向而朝向x方向,发光元件20的端面20c之中位于z方向的相反方向的端部的角部20c1抵接在该端面11f。发光元件20的活性层22与包层21等相比较为脆弱,因此在发光元件20和第一突出部11在x方向抵接的结构中,活性层22和第一突出部11抵接并不是优选的。在这一点上,在本实施方式中,由于端面11f倾斜成随着朝向z方向而朝向x方向,故发光元件20的端面20c之中从活性层22起向z方向的相反方向偏移的角部20c1抵接在该端面11f,在该活性层22与端面11f之间产生间隙g。活性层22和端面11f的间隔,例如为1[μm]以下。由此,根据本实施方式能够获得以下优点:例如通过活性层22与第一突出部11抵接,从而能够抑制损伤。发光元件20的端面20c及角部20c1是发光元件20的x方向的端部的一例。
[0120]
[第六实施方式]
[0121]
图11是第六实施方式的半导体光器件100f的俯视图。如图11所示的那样,即便在本实施方式,也和上述第五实施方式同样,发光元件20的x方向的端面20c和第一突出部11的x方向的相反方向的端面11f抵接,通过该抵接,发光元件20被定位于x方向。
[0122]
其中,在本实施方式中,第一突出部11的端面11f具有第一面11f1和第二面11f2。
第一面11f1从芯层11b向y方向偏移地配置,并与发光元件20的端面20c抵接。此外,第二面11f2相对于第一面11f1,与y方向的相反方向邻接地配置,并且芯层11b与端面20c空开间隙g地在x方向的相反方向露出且相对于y方向的相反方向以角度β倾斜成随着朝向y方向的相反方向而朝向x方向。角度β例如为1[deg]以上且7[deg]以下。根据上述那样的结构,在活性层22和第一突出部11之间也能够确保间隙g。由此,根据本实施方式也能够获得以下优点,例如活性层22与第一突出部11抵接,由此能够抑制损伤。y方向是第三方向的一例。
[0123]
另外,在本实施方式中,第二面11f2的法线n(法线方向)和芯层11b的中心轴axc(光轴方向)以角度γ倾斜地交叉。角度γ,例如为5[deg]以上且11[deg]以下。根据本实施方式能够获得以下优点:例如,芯层11b中传播至发光元件20侧的返回光由第二面11f2反射,并向与芯层11b不进行耦合的方向传播扩散,因此能抑制返回光造成的不良影响。
[0124]
[第七实施方式]
[0125]
图12是第七实施方式的半导体光器件100g的俯视图,图13是图12的xiii-xiii剖视图。
[0126]
如图12、13所示的那样,在本实施方式中,具备输出不同波长的激光的三个发光元件20。
[0127]
三个发光元件20是半导体激光器元件,例如是红色光源、蓝色光源及绿色光源。红色光源,例如输出620~750[nm]的波长的红色的可见光。蓝色光源,例如输出450~495[nm]的波长的蓝色的可见光。另外,绿色光源,例如输出495~570[nm]的绿色的可见光。
[0128]
三个发光元件20排列于y方向。此外,如图13所示的那样,第二突出部12-2的端面12a具有随着朝向y方向而朝向z方向的高低差。即,载置发光元件20-2的端面12a从载置发光元件20-1的端面12a向z方向偏移,并且载置发光元件20-3的端面12a从载置发光元件20-2的端面12a向z方向偏移。伴随于此,发光元件20-2的端面20b从发光元件20-1的端面20b向z方向偏移,并且发光元件20-3的端面20b从发光元件20-2的端面20b向z方向偏移。端面20b是被载置于端面12a上的底面的一例。
[0129]
进而,如图13所示的那样,在本实施方式中,发光元件20-2的端面20b和活性层22之间的z方向的距离比发光元件20-3的端面20b和活性层22之间的z方向的距离长,并且发光元件20-1的端面20b和活性层22之间的z方向的距离比发光元件20-2的端面20b和活性层22之间的z方向的距离长。根据上述那样的结构,如图13所示的那样,关于这三个发光元件20-1~20-3,使表面10a和活性层22之间的z方向的距离大致相同。
[0130]
如图12所示的那样,在第一突出部11,与发光元件20-1~20-3对应地设置有对从发光元件20-1~20-3输出的光进行耦合的三个芯层11b。在此,如上所述,本实施方式的半导体光器件100g构成为,关于这三个发光元件20-1~20-3,使表面10a和活性层22之间的z方向的距离大致相同。因此,关于多个芯层11b,能够使z方向上的表面10a和芯层11b之间的距离相同。由此,根据本实施方式能够获得以下优点:例如,和设置z方向上的表面10a与芯层11b之间的距离不同的多个芯层11b的情况相比,能够减少制造芯层11b即第一突出部11、还有半导体光器件100g的时间精力及成本。
[0131]
[第八实施方式]
[0132]
图14是第八实施方式的半导体光器件100h的俯视图。如图14所示的那样,在本实施方式中,标记30被设置成,相对于在发光元件20的z方向的相反方向观察的情况下的角部
20f而空开间隙地相邻。此外,标记30形成为l字状,具有相对于端面20d在x方向上空开间隙地面对的部位和相对于端面20e在y方向上空开间隙地面对的部位。根据本实施方式能够获得以下优点:例如,能够将标记30利用于发光元件20的x方向的定位及y方向的定位双方。本实施方式的标记30是第三标记的一例。
[0133]
[第九实施方式]
[0134]
图15是第九实施方式的半导体光器件100i的一部分的俯视图,图16是图15的xvi-xvi剖视图。如图15、16所示的那样,在本实施方式中,沿着标记30的周围,以固定的宽度设置有凹陷的凹槽31。由此,在标记30的周缘30a形成角部。根据本实施方式能够获得以下优点:例如,通过在标记30的周缘30a设置角部,从而与未设置凹槽31且在周缘30a未设置角部的结构相比,在操作员或者机器人将发光元件20载置于该端面12a上之际,操作员容易对标记30进行视觉辨认,或者在相机进行的拍摄图像的图像处理中标记30的识别性提高。
[0135]
以上,例示了本发明的实施方式及变形例,但上述实施方式及变形例仅为一例,并未打算对发明范围进行限定。上述实施方式及变形例能够以其他各种各样的方式来实施,在未脱离发明主旨的范围内,能够进行各种省略、置换、组合、变更。另外,各结构、形状等的规格(构造、种类、方向、型式、大小、长度、宽度、厚度、高度、数量、配置、位置、材质等)能够适当地变更并实施。
[0136]-产业上的可利用性-[0137]
本发明能够利用于半导体光器件及半导体光器件的制造方法。
[0138]-符号说明-[0139]
10...基座
[0140]
10a...表面
[0141]
10b...背面
[0142]
10c...电极(第二电极)
[0143]
10d...电极(第三电极)
[0144]
10e...电极
[0145]
10f...电极(第四电极)
[0146]
10g...粗糙面
[0147]
11...第一突出部
[0148]
11a...第一包层(包层)
[0149]
11b...芯层
[0150]
11c...第二包层(包层)
[0151]
11e...凹部
[0152]
11f...端面
[0153]
11f1...第一面
[0154]
11f2...第二面
[0155]
12、12-1、12-2...第二突出部
[0156]
12a...端面
[0157]
13...第三突出部
[0158]
13a...端面
[0159]
14...第四突出部
[0160]
14a...端面
[0161]
15a...侧面(第二倾斜面)
[0162]
15b...侧面(第一倾斜面)
[0163]
15c...侧面
[0164]
16...布线图案
[0165]
20、20-1、20-2、20-3...发光元件(光半导体元件)
[0166]
20a...端面
[0167]
20b...端面(底面)
[0168]
20c...端面(端部)
[0169]
20c1...角部(端部)
[0170]
20d...端面
[0171]
20e...端面
[0172]
20f...角部
[0173]
21...包层
[0174]
22...活性层
[0175]
23...电极(第一电极)
[0176]
24...电极
[0177]
30...标记(第一标记、第二标记、第三标记)
[0178]
30a...周缘
[0179]
31...凹槽
[0180]
40...导电性膏(导体)
[0181]
100a~100i...半导体光器件
[0182]
axc...(芯层的)中心轴
[0183]
ax1...(活性层的)中心轴
[0184]
g...间隙
[0185]
l...单点划线
[0186]
n...法线
[0187]
s...热沉
[0188]
x...方向
[0189]
y...方向
[0190]
z...方向(第一方向)
[0191]
α...角度
[0192]
β...角度
[0193]
γ...角度。
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