发光装置及其制造方法.pdf

本发明提供发光装置及其制造方法，该发光装置通过将发光元件简易安装到支撑基底而形成。该发光装置包括：支撑基底，包括在其顶面上的凹陷部分，所述凹陷部分在其侧壁上具有斜面；第一发光元件，设置在凹陷部分的底面上；以及第二发光元件，设置在第一发光元件和支撑基底上。

1.  一种发光装置，包括：
支撑基底，包括在该支撑基底的顶面上的凹陷部分，所述凹陷部分具有在其侧壁上的斜面；
第一发光元件，设置在所述凹陷部分的底面上；和
第二发光元件，设置在所述第一发光元件和所述支撑基底上。

2.  如权利要求1所述的发光装置，其中
第一电极包括在所述支撑基底的接近所述第一发光元件的一侧且在所述凹陷部分之外的表面上，并且第二电极包括在所述凹陷部分的底面上，以及
所述第二电极沿所述凹陷部分的所述斜面延伸，并且电连接到所述第一电极。

3.  如权利要求2所述的发光装置，其中
所述第一发光元件在其顶面和底面上分别包括第三电极和第四电极，
所述第二发光元件在其顶面和底面上分别包括第五电极和第六电极，并且
所述第一发光元件通过所述第四电极电连接到所述第二电极，并且通过所述第三电极电连接到所述第六电极。

4.  如权利要求3所述的发光装置，其中
所述第四电极的面积大于所述第二电极的面积。

5.  如权利要求3所述的发光装置，其中
所述第四电极的面积小于所述第二电极的面积。

6.  如权利要求2所述的发光装置，其中
所述第二发光元件在其底面上包括电连接到所述第一电极的第七电极，并且
所述第一电极的面积大于所述第七电极的面积。

7.  如权利要求2所述的发光装置，其中
所述第二发光元件在其底面上包括电连接到所述第一电极的第七电极，并且
所述第一电极的面积小于所述第七电极的面积。

8.  如权利要求3所述的发光装置，其中
所述第三电极的高度等于所述第一电极的高度。

9.  如权利要求1所述的发光装置，其中
所述支撑基底在第一硅基板和第二硅基板之间包括氧化膜，
所述凹陷部分设置在所述第二硅基板中，并且
所述凹陷部分的深度对应于所述第二硅基板的厚度。

10.  如权利要求1所述的发光装置，其中
所述支撑基底是硅基板。

11.  如权利要求1所述的发光装置，其中
所述第一发光元件和所述第二发光元件的每一个都是半导体激光器。

12.  如权利要求11所述的发光装置，其中
所述第一发光元件的发射波长为400nm波段。

13.  如权利要求11所述的发光装置，其中
所述第二发光元件包括具有不同发射波长的多个发光点。

14.  如权利要求13所述的发光装置，其中
所述第二发光元件包括发射波长为600nm波段的光的发光点和发射波长为700nm波段的光的发光点。

15.  一种制造发光装置的方法，包括：
第一步骤，在支撑基底上形成凹陷部分，所述凹陷部分具有在其侧壁上的斜面；
第二步骤，用第一接合材料将第一发光元件固定到所述支撑基底的所述凹陷部分的底面；以及
第三步骤，用第二接合材料将第二发光元件固定在所述第一发光元件和所述支撑基底上。

16.  一种制造发光装置的方法，包括：
第一步骤，在支撑基底上形成凹陷部分，所述凹陷部分具有在其侧壁上的斜面；
第二步骤，用第一接合材料将第二发光元件接合到第一发光元件，所述第二发光元件的宽度大于所述第一发光元件的宽度；以及
第三步骤，将所述第一发光元件固定到所述支撑基底的所述凹陷部分的底面，同时，将所述第二发光元件固定到所述支撑基底的顶面。

17.  如权利要求15所述的制造发光装置的方法，其中：
所述支撑基底是包括多个单个化区域的薄片状支撑基底，所述第一发光元件和所述第二发光元件安装在每个所述单个化区域上，并且
所述方法还包括，在所述第二步骤后，将所述多个单个化区域单个化以获得发光装置的第四步骤。

18.  如权利要求15所述的制造发光装置的方法，其中：
所述第一接合材料的熔点高于所述第二接合材料的熔点。

19.  如权利要求16所述的制造发光装置的方法，其中：
所述支撑基底是包括多个单个化区域的薄片状支撑基底，所述第一发光元件和所述第二发光元件安装在每个所述单个化区域上，并且
所述方法还包括，在所述第二步骤后，将所述多个单个化区域单个化以获得发光装置的第四步骤。

20.  如权利要求16所述的制造发光装置的方法，其中：
所述第一接合材料的熔点高于所述第二接合材料的熔点。

发光装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及包括多个发光元件的发光装置和制造发光装置的方法。
背景技术
近年来，在半导体激光器领域中，一直在积极开发在公共基板(或公共基底)上包括多个具有不同发射波长的发光部分的多波长激光器。例如，多波长激光器用作光盘装置的光源。
在这种光盘装置中，700纳米波段的激光用于重放CD(光盘)，并且将数据记录到可记录光盘或从可记录光盘再现数据，该可记录光盘例如为CR-R(可记录CD)、CD-RW(可再写CD)或MD(迷你光盘)。此外，600纳米波段的激光用于将数据记录到DVD(数字化多功能光盘)，或从DVD再现数据。当多波长激光器安装在光盘装置中时，光盘装置可以将数据记录到多种已商用的光盘，或从它们再现数据。此外，已经实现采用以GaN、AlGaN和GaInN为代表的氮化物基III-V族化合物半导体(以下简称“GaN基化合物半导体”)的短波长(400纳米波段)激光器，并且短波长激光已经开发为实际应用于高密度光盘的光源。当包括短波长激光器的激光器有更多的波长时，扩展了激光器的应用。
作为包括这样的GaN基激光振荡器的三波长激光元件(发光装置)，例如，在日本未审查专利申请公开No.2007-48810中的现有技术中，已经提出了例如由下面的方法制造的三波长激光元件。也就是，首先，具有400纳米波段波长的第一发光元件通过在GaN基板上生长GaN基化合物半导体而形成。此外，通过生长AlGaInP基化合物半导体形成的600纳米波段元件和通过生长AlGaAs基化合物半导体形成的700纳米波段元件平行排列在GaAs基板上以形成第二发光元件。然后，第一发光元件和第二发光元件依次堆叠在支撑基底上。三波长激光元件以现有技术的方式形成。在现有技术的三波长激光元件中，在第二发光元件中产生的热量从都具有良好导热性的GaN基板或支撑基底消散，从而获得高散热效率。
公开了两种模式的发光装置，即第一发光装置和第二发光装置。在第一发光装置中，第一发光元件安装在支撑基底上，并且多个柱状柱子形成在支撑基底上，然后第二发光元件安装在柱状柱子和第一发光元件上。柱状柱子具有作为热沉消散第二发光元件中产生的热量的功能，以及从支撑基底侧给第二发光元件供电的功能。柱状柱子通过印刷方法在支撑基底上的预定位置设置钨或铜，然后烘烤钨或铜而获得。
另一方面，在第二发光装置中，凹陷部分形成在支撑基底中，并且第一发光元件容放在凹陷部分中，而第二发光元件设置在支撑基底和第一发光元件上。
发明内容
然而，上述发光装置具有以下问题。首先，在第一发光装置中，通过如烘烤的步骤形成柱状柱子，因此形成柱状柱子的工艺需要时间和精力。此外，由于柱状柱子在烘烤过程中收缩，柱状柱子的高度与第一发光元件的高度不同，从而在安装第二发光元件时，会发生将第二发光元件接合到柱状柱子的故障。此外，在第一发光装置中，具有柱状柱子因驱动第一发光装置时产生的热应力而脱落的可能性。
另一方面，在第二发光装置中，上述柱状柱子所造成的问题不会出现，但出现下面的问题。在第二发光装置中，如图13A所示，当第一发光元件100设置在支撑基底101的凹陷部分102中时，第一发光元件100的底面会接触或撞击凹陷部分102入口处周围的拐角。因此，对于安装设备103，精确定位机构是必要的。
此外，在支撑基底101由氮化铝制作的情况下，凹陷部分102的侧面是不平坦的。在第一发光元件100设置在具有这种不平坦侧面的凹陷部分102中的情况下，当难以准确定位第一发光元件100时，如图13B所示，第一发光元件100的底面的拐角会由凹陷部分102的不平坦侧面卡住。因此，在某些情况下，第一发光元件100倾斜设置在凹陷部分102中。在这种情况下，第一发光元件100没有安装在预定的位置，从而目标发光特性不能以正确的形式得到，并且不能安装第二发光元件。此外，第一发光元件100的整个底面没有接合到支撑基底101，从而会出现如在操作期间第一发光元件100脱落从而失去了所需功能的问题。
此外，在第二发光装置中，支撑基底101通过烘烤陶瓷等形成，但存在这样的问题，由于烘烤期间产生收缩上的变化，该凹陷部分102的深度不等于第一发光元件100的高度。换言之，安装在凹陷部分102中后第一发光元件100的表面和支撑基底101的表面没有设置在同一水平面上。在这种情况下，在设置第二发光元件(未示出)时，第二发光元件没有充分地接合到支撑基底101。
所希望的是提供通过将发光元件易于安装到支撑基底上而形成的发光装置以及制造发光装置的方法。
根据本发明的实施例，所提供的发光装置包括：支撑基底，包括在其顶面上的凹陷部分，该凹陷部分在其侧壁上具有斜面；第一发光元件，设置在凹陷部分的底面上；以及第二发光元件，设置在第一发光元件和支撑基底上。
根据本发明的实施例，所提供的制造发光装置的第一方法包括：在支撑基底上形成凹陷部分的第一步骤，凹陷部分在其侧壁上具有斜面；利用第一接合材料将第一发光元件固定到支撑基底的凹陷部分的底面的第二步骤；以及利用第二接合材料将第二发光元件接合到第一发光元件和支撑基底上的第三步骤。
根据发明的实施例，所提供的制造发光装置的第二方法包括：在支撑基底上形成凹陷部分的第一步骤，该凹陷部分在其侧壁上具有斜面；利用第一接合材料将第二发光元件接合到第一发光元件的第二步骤，第二发光元件的宽度大于第一发光元件的宽度；以及将第一发光元件固定到支撑基底的凹陷部分的底面，同时将第二发光元件固定到支撑基底的顶面的第三步骤。
在根据本发明实施例的发光装置和制造发光装置的第一和第二方法中，凹陷部分的侧壁是倾斜的，这样，在装配步骤中，即使第一发光元件设置在凹陷部分的侧壁上，第一发光元件也向下滑，以便设置在凹陷部分的底面上。
在根据本发明实施例的发光装置和制造发光装置的方法中，设置在支撑基底中的凹陷部分的侧壁是倾斜的，从而即使在将第一发光元件接合到支撑基底时第一发光元件没有精确定位，第一发光元件也沿倾斜面滑动，从而第一发光元件可以接合到凹陷部分的底面。因此，第一发光元件可以方便地安装到支撑基底上。
通过下面的描述，本发明的其他和进一步的目标、特点和优点将更加明显易懂。
附图说明
图1是根据本发明实施例的发光装置的整个结构的截面图。
图2A和2B分别是支撑基底的示意性平面图和示意性截面图。
图3是封装的平面图。
图4A至4F是描述制造支撑基底的步骤的截面图。
图5A至5C是描述安装第一发光元件到支撑基底上的步骤的截面图。
图6A至6E是描述根据修改的支撑基底的制造步骤的截面图。
图7A和7B分别是描述安装电极的修改的支撑基底的截面图和平面图。
图8A和8B分别是根据修改的支撑基底的截面图和平面图。
图9是根据另一修改的支撑基底的平面图。
图10A和10B是在第二发光元件的p侧电极和提取电极之间的接合部分的放大截面图。
图11A和11B分别是描述焊盘电极的修改的支撑基底的平面图和截面图。
图12A和12B分别是描述焊盘电极的另一修改的支撑基底的平面图和截面图。
图13A和13B是现有技术中的第一发光元件安装到支撑基底上时的截面图。
具体实施方式
下面，将参照附图详细地描述优选实施例。将按下面的顺序描述。
1.实施例(其中第一和第二发光元件安装在支撑基底上的示例)
2.修改
实施例
发光装置
图1图解了根据本发明实施例的发光装置1的截面图。发光装置1适合用作光盘装置的光源，该光盘装置将数据记录到光盘上，并且从光盘再现数据。
发光装置1包括依次层叠在支撑基底(副底座)30上的芯片形状的第一发光元件10和芯片形状的第二发光元件20，并且具有多波长激光元件的功能。例如，支撑基底30用接合层48设置在热块(heat block)45上，接合层48在支撑基底30和热块45之间。在这种情况下，例如，接合层48由诸如Au(金)-Si(硅)、Au(金)-Sn(锡)或Ag(银)-Sn(锡)的金属合金、树脂粘合剂等制作。例如，热块45由诸如铜和铁的金属材料制作。
第一发光元件10是半导体激光器，例如，从发光点(发射激光部分)11发射400nm波段(例如405nm)的激光，并且由GaN基化合物半导体制作。在第一发光元件10中，采用具有大约130W/(m·K)的高导热系数的GaN基板10A，并且GaN基板10A具有消散在发光元件10和20中产生的热量的热沉功能。在第一发光元件10中，n侧电极12(第四电极)和p侧电极13(第三电极)分别设置在顶面和底面上。
第二发光元件20是单块多波长激光器，并且包括两种半导体激光器构造，例如，从两个发光点(发射激光部分)21和22分别发射600纳米波段(例如，650纳米)的激光和700纳米波段(例如，780纳米)的激光。第二发光元件20以所谓的结下构造(junction down configuration)设置在支撑基底30上，其中两个发光点21和22设置成接近第一发光发元件10的发光点11。600纳米波段的激光器构造和700纳米波段的激光器构造分别由AlGaInP基化合物半导体和AlGaAs基化合物半导体制作。在第二发光元件20中，采用具有大约17.8W/(m·K)的低导热系数的GaAs基板20A。就是说，在该实施例中，在第二发光元件20中产生的热没有传导到GaAs基板20A，而是通过第一发光元件10和支撑基底30传导到热块45。
第二发光元件20包括在其底面上的两个p侧电极24A和24B(第七电极)和配线图案25(第六电极)。此外，第二发光元件20包括在其顶面上的n侧电极23(公共电极)(第五电极)。p侧电极24A对应于发光点21侧的元件的p侧电极，并且p侧电极24B对应于发光点22侧的元件的p侧电极。
例如，支撑基底30由具有大约250W/(m·K)的高导热系数的硅制作，并且具有用作热沉消散在发光元件10和发光元件20中产生的热量的功能。
图2A和2B图解了支撑基底30。图2A和2B分别图解平面图和沿图2A的线A-A剖取的截面图。在支撑基底30中，凹陷部分31形成在其顶面侧上。凹陷部分31具有整个第一发光元件10的可安装尺寸，并且具有倒梯形的形状。换句话说，凹陷部分31具有在侧壁上的斜面31a，并且凹陷部分31A的截面面积随着距接合第一发光元件10的底面31b的距离的增加而逐步增加。斜面31a关于垂直于底面31b的平面的角θ通过硅各向异性蚀刻法形成倾斜面31a而形成，因此角θ是54.74度的晶体取向。因此，在装配步骤中，排除了第一发光元件10的底面接触或碰撞凹陷部分31入口周围的拐角的可能性。此外，凹陷部分31的深度达到设置在底面31b上的第一发光元件10的表面和支撑基底30的顶面基本上设置在同一平面上的程度。
安装电极32(第二电极)设置在凹陷部分31的底面31b上，并且焊盘电极33设置在支撑基底30的顶面上。例如，安装电极32和焊盘电极33每个由诸如金的金属材料制作。安装电极32沿倾斜面31a延伸，并且电连接到焊盘电极33。安装电极32设置在支撑基底30的安装第一发光元件10的位置。在驱动第一发光元件10时，安装电极32具有通过接合到焊盘电极33的配线47(请参阅图1)给第一发光元件10的电极之一(在这种情况下，n侧电极12)供电的功能。
例如，一对接合电极34(第一电极)设置在顶面(除凹陷部分31外的顶面部分)上，以在它们之间夹设凹陷部分31，并且另一个接合电极34和虚设电极35设置在顶面上，以在它们之间夹设凹陷部分31。接合电极34具有给第一发光元件10和第二发光元件20供电的功能。接合电极34的每一个都具有圆形部分34a和焊盘部分34b。第二发光元件20的下电极(p侧电极24A)接合到圆形部分34a，并且配线47(参见图1)接合到焊盘部分34b。虚设电极35设置成与焊盘电极33分开但接近焊盘电极33。虚设电极35在第二发光元件20安装到支撑基底30上时使用。
安装图案36设置在支撑基底30的底面上(即固定到热块45的表面)。在这种情况下，例如，安装电极32、焊盘电极33、接合电极34和虚设电极35由有大约300W/(m·K)的高导热系数的Au(金)制成，并且用作热沉消散在第一发光元件10和第二发光元件20中产生的热。
第一发光元件10的n侧电极12用导电接合材料40接合到凹陷部分31中的安装电极32。例如，导电接合材料40由诸如Au(金)-Si(硅)、Au(金)-Sn(锡)或Ag(银)-Sn(锡)的金属合金、树脂粘合剂或类似物制作。导电接合材料40提供第一发光元件10的n侧电极12和安装电极32之间的电传导，并且将第一发光元件10稳固地接合到支撑基底30。第一发光元件10的p侧电极13基本上定位在与支撑基底30的接合电极34定位的平面相同的平面上，并且p侧电极13和接合电极34的高度彼此相等。
第二发光元件20的p侧电极24A和24B接合到支撑基底30的成对接合电极34。配线图案25也接合到另一接合电极34和第一发光元件10的p侧电极13。如上所述的相同的导电接合材料41可以用于每种接合。在金属合金用于第二发光元件20的每个电极和支撑基底30上的每个电极及第一发光元件10上电极之间的接合的情况下，作为合金，优选采用熔点低于第一发光元件10上的电极和支撑基底30上的电极之间接合使用的金属合金的熔点的金属合金，这是因为防止用于接合第一发光元件10的金属合金被接合第二发光元件20时产生的热量熔化。
图3图解了具有这种结构的发光装置1与热块45一起安装在封装49中的情况。从封装49的连接端子46引出的配线47连接到第二发光元件20的焊盘电极33、接合电极34和n侧电极23的每一个。
制造方法
接下来，将在下面描述制造发光装置1的方法。下面，将分别描述制造支撑基底30的步骤和将发光元件10安装到支撑基底30上的步骤。
制造支撑基底的步骤
首先，将参照图4A至4F描述制造支撑基底30的步骤。准备两个单晶硅基板50和51。接下来，氧化膜52形成在硅基板50和51彼此面对的两个表面或其中之一上。并且硅基板50和51接合在一起，使得氧化膜52夹设在硅基板50和51之间，从而形成SOI(绝缘体上硅)基板(参见图4A)。接下来，为了形成凹陷部分31，在硅基板51(参考图4B)的顶面上形成掩模53。
在此之后，硅基板51暴露到掩模53开口的部分被蚀刻，以形成凹陷部分31(参见图4C)。此时，通过利用硅基板51的晶格的(100)面和(111)面之间的蚀刻率之差，且利用优化蚀刻条件的硅各向异性蚀刻法，斜面31a形成在凹陷部分31的侧壁上。斜面31a关于水平面的角θ为52°。此外，当氧化膜52暴露到凹陷部分31的底面时，由于硅基板51和氧化膜52之间蚀刻率的差异，向下方向的蚀刻停止。因此，控制凹陷部分31的深度以对应于硅基板51的厚度。当此种蚀刻完成时，氧化膜52暴露到凹陷部分31的底面的部分被移除，并且去除硅基板51上的掩模(参见图4D)。
接下来，例如，安装电极32、焊盘电极33、接合电极34和虚设电极35由诸如金的金属材料制作(参见图4E)。例如，每个电极32至35都可这样形成，在整个硅基板51上形成金属材料膜，然后在金属材料上形成具有依照每个电极形状的图案化形状的掩模，并且移除暴露到金属材料开口的部分，然后移除掩模。在此之后，安装图案36形成在硅基板50的底面上(参见图4F)。从而，完成本实施例中的支撑基底30。
安装第一发光元件的步骤
接下来，将在下面参照图5A至5C描述将第一发光元件10安装到支撑基底30的凹陷部分31中的步骤。在这种情况下，第一发光元件10可以精确定位，以面对凹陷部分31的底面31b，然后第一发光元件10可以接合到凹陷部分31的安装电极32。即使难以精确定位第一发光元件10，第一发光元件10也可以精确地接合到安装电极32。
就是说，如图5A所图示，在由吸附装置55保持的第一发光元件10定位在偏离设定位置L0的位置L1的情况下，第一发光元件10的拐角面对着凹陷部分31的斜面31a。然后，在这种状态下，当吸附装置55停止吸附第一发光元件10时，第一发光元件10是倾斜的，使得其另一个拐角接触安装电极32(参考图5B)。在这种情况下，在本实施例中，第一发光元件10的一个拐角沿凹陷部分31的斜面31a的平滑倾斜下滑以达到预定位置(底面31b)，即到达安装电极32，然后第一发光元件10接合到安装电极的32(参考图5C)。在金属合金作为用于接合第一发光元件10的导电接合材料40的情况下，金属合金可设置在第一发光元件10的n侧电极12和安装电极32二者或其中之一上。此外，形成凹陷部分31的硅基板51的厚度设定为等于第一发光元件10的高度，因此第一光元件10的p侧电极13以及接合电极34和虚设电极35基本上设置在同一平面上。
此后，如图1所示，第二发光元件20接合到第一发光元件10和支撑基底30。更具体地说，导电接合材料41设置在第一发光元件10的p侧电极13、接合电极34和虚设电极35，或/和第二发光元件20的p侧电极24和配线图案25上。在这种状态下，可以定位第二发光元件20，以安装在第一发光元件10和支撑基底30上。在金属合金用于每种导电接合材料40和41的情况下，作为用于接合第二发光元件20的金属合金，优选采用熔点低于接合第一发光元件10所用金属合金的熔点的金属合金，这是因为防止接合第一发光元件10使用的金属合金被接合第二发光元件20时产生的热量熔化。此外，在导电接合材料41设置在接合电极34、虚设电极35和第一光元件10的p侧电极13上的情况下，电极34、35和13基本上定位在同一平面上，因此可以采用印刷包括焊剂的膏状金属合金的技术。
接下来，支撑基底30固定到封装49上的热块45，然后配线47接合在每个焊盘电极33、接合电极34的焊盘部分34b和第二发光元件20的n侧电极23和封装49上的接线端子46之间。
此外，在上面描述的实施例中，支撑基底30具有单独的块形状，但支撑基底30可以具有薄片的形状。换句话说，多个凹陷部分31设置在薄片形状的支撑基底中，并且第一发光元件10设置在每个凹陷部分31中，而第二发光元件20安装在第一发光元件10上，且将它们切成多块以形成发光装置1。因此，与逐一生产发光装置1的情况，可以减少用于制造发光装置1的时间和精力。
功能
接下来，将在下面描述发射装置1的功能。首先，将描述在作为比较例参照图13描述的第二发光装置中配线材料的热传导。在第二发光装置中，第一发光元件100中产生的热量通过支撑基底101消散。然而，在第二发光装置中，配线104被拉长，并且形成通孔105，从而配线104的导热性很低。因此，不期望热量从支撑基底101中拉出的配线消散。
接下来，将在下面描述根据本实施例的发光装置1的功能。在发光装置1中，当电源电压通过连接端子46施加在第一光发元件10的n侧电极12和p侧电极13之间时，400纳米波段的激光从第一光发元件10的发光点11发出。同样，当电压施加于设置在发出600纳米波段激光的激光器构造中的第二光发元件20的n侧电极26和p侧电极24A之间时，600纳米波段的激光从第二光发元件20的发光点21发出。此外，同样，当电压施加于设置在发出700纳米波段激光的激光器构造中的第二光发元件20的n侧电极26和p侧电极24B之间时，700纳米波段的激光从第二光发元件20的发光点22发出。换言之，从400nm、600nm和700nm波段选择的一个波段的激光从发光装置1发出。
在激光从发光元件10和20发出的情况下，在发光元件10和20中由高电流密度产生焦耳热。在这种情况下，形成在支撑基底30上的安装电极32和焊盘电极33通过最短路径彼此电连接，并且每个接合电极34的圆形部分34a和焊盘部分34b之间的距离短，从而导热性好(高)。因此，第一光发元件10中产生的热从第一光发元件10消散，并且传导到具有良好导热性的支撑基底30和安装电极32，以从它们消散。此外，第二光发元件20中产生的热从第二光发元件20消散，并且传导到具有良好导热性的第一光发元件10、支撑基底30、接合电极34、虚设电极35等，以从它们消散。
在本实施例中，设置在支撑基底30中的凹陷部分31的侧壁是斜面31a。因此，在将第一光发元件10接合到支撑基底30时，即使第一光发元件10没有精确定位，第一光发元件10也沿斜面31a下滑以移动到凹陷部分31的底面31b，从而第一光发元件10可以接合到底面31b。换言之，不必通过包括精确定位机构的安装设备将第一光发元件10安装到支撑基底30。此外，当第一光发元件10安装到支撑基底30上时，第一光发元件10不是倾斜的。从而，获得了目标发光特性，并且第二光发元件20可以可靠地安装，而可防止在发光装置1使用期间第一光发元件10的脱落。
此外，第一发光元件10和第二发光元件20接合到支撑基底30，从而与现有技术不同，没有必要形成柱状柱子，并且制造支撑基底30的精力和时间是不必要的，并且柱状柱子不脱落。因此，第一发光元件10可以方便地安装到支撑基底30上，并且改善发光装置1的可靠性。
此外，凹陷部分31的斜面31a是倾斜的，从而提供安装电极32和焊盘电极33之间的电传导图案可以通过最短的路径在斜面31a上绘制。此外，诸如金的高散热材料用于安装电极32、接合电极34、虚设电极35等，从而热量不但从支撑基底30消散，而且从电极32、34和35等消散，因而每一个发光元件的散热得到改善。
此外，支撑基底30通过采用SOI基板而制造，从而凹陷部分31的斜面31a由硅晶体结构的蚀刻率差等倾斜地形成。此外，通过硅基板51和氧化膜52的蚀刻率之间的差异，凹陷部分31的深度可以变为等于从硅基板51的顶面到氧化膜52的厚度。因此，凹陷部分31可以以高重复性形成。
此外，凹陷部分31的深度和第一发光元件10的高度，即接合电极34和形成在支撑基底30上的虚设电极35的高度与第一发光元件10的n侧电极12的高度彼此相等，从而第二发光元件20可靠地安装到第一发光元件10和支撑基底30上。
此外，在第一发光元件10和第二发光元件20用金属合金依次接合到支撑基底30的情况下，用于接合第二发光元件20的金属合金的熔点低于用于接合第一发光元件10的金属合金的熔点。因此，在接合第二发光元件20时，防止用于接合第一发光元件10的金属合金被熔化而使第一发光元件10移位。
修改
下面，将描述本实施例的修改。
在上面描述的实施例中，已描述了通过采用SOI基板制造支撑基底30的情况。然而，支撑基底30可以采用硅基板制造。图6A至6E图解了描述根据修改的制造支撑基底30步骤的示意性截面图。如图6A所示，准备硅基板60以制造支撑基底30。接下来，掩模61形成在硅基板60的顶面上(参考图6B)，并且蚀刻硅基板60暴露到掩模61的开口的部分。当蚀刻深度达到预定的深度时，结束蚀刻，以形成凹陷部分31(参考图6C)。这时，与SOI基板的情况一样，通过利用晶体结构的蚀刻率差及硅各向异性蚀刻法，凹陷部分31的斜面31a是倾斜的。接下来，在去掉掩模61后，安装电极32、焊盘电极33、接合电极34和虚设电极35形成在硅基板60上(参考图6D)，并且安装图案36形成在硅基板60下(参考图6E)。即使使用这种硅基板60，也可得到支撑基底30。
此外，在上面描述的实施例中，描述了第一发光元件10安装到支撑基底30上，然后安装第二发光元件20的情况。然而，第一发光元件10和第二发光元件20可以首先接合在一起，然后第一发光元件10和第二发光元件20再被安装到支撑基底30上。在第一发光元件10和第二发光元件20安装到支撑基底30上的情况下，导电接合材料40和41可设置在第一发光元件10的n侧电极12和第二发光元件20的p侧电极24以及的配线图案25或/和安装电极32、接合电极34和虚设电极35上。作为导电接合材料40和41，除了金属合金或导电粘合剂，还可以采用凸起或立柱凸起。立柱凸起通过使由金属合金或类似物制作的细线放电以在细线的一端形成球而形成，并且利用重力、超声波、热等将球接合到电极12、20、24、25和32至35的每一个。此外，作为导电接合材料40和41，可以使用由平展扩散金属合金形成的称为带状物的材料。此外，通过在每个电极12、20、24、25及32至35上设置带状物，并且施加重力、超声波等，将带状物接合到每个电极12、20、24、25和32至35。
此外，在这种情况下，当金属合金用作导电接合材料40和41时，用于把第一发光元件10和第二发光元件20接合在一起的金属合金的熔点必须高于用于接合发光元件10和20到支撑基底30的金属合金的熔点。因此，当发光元件10和20接合到支撑基底30时，防止用于接合第二发光元件20的金属合金被熔化而使第二发光元件20移位。
图7A和7B图解了描述安装电极的修改的支撑基底30的示意性结构。图7A是截面图，而图7B是平面图。在上面所述的实施例中，描述了安装电极32只设置在凹陷部分31的底面31b上的情况，但如图7A和7B所示，安装电极70可以设置在凹陷部分31的底面31b和斜面31a和支撑基底30的顶面上。例如，安装电极70通过以下方式形成：在整个硅基板51和60上形成由金属合金形成的膜，然后在金属材料上形成具有依照每个电极形状的图案化形状的掩模，并且移除金属材料暴露到掩模的开口的部分，并移除掩模。该掩模由光刻技术形成，但在曝光时，仅需只在硅基板51和60的顶面上聚焦曝光，从而曝光是容易的。
此外，在上述的实施例中，已描述了第一发光元件10的p侧电极13、接合电极34和虚设电极35基本上设置在同一平面上的情况。然而，在某些情况下，根据第一发光元件10的高度或凹陷部分31的深度，p侧电极13以及接合电极34和虚设电极35没有基本上设置在同一平面上。在这种情况下，该高度可按下面的步骤调整。图8A和8B图解了根据修改的支撑基底30的示意性结构。图8A和8B分别是安装第一发光元件10的支撑基底30的截面图和平面图。图9图解根据修改的支撑基底30的平面图。图10A和10B图解了第二发光元件20的p侧电极和接合电极之间的接合部分的放大截面图。
在第一发光元件10的高度大于凹陷部分31的深度的情况，如图8A和8B所示，安装电极80的面积增加以大于第一发光元件10的n侧电极12的面积，从而，导电接合材料40散布在安装电极80上以减少安装电极80和n侧电极12之间的接合部分的厚度。结果，降低了第一发光元件10在高度方向的位置，并且第一发光元件10的p侧电极13高度方向的位置可以接近接合电极34和虚设电极35的高度。
此外，在第一发光元件10的高度小于凹陷部分31的深度的情况，如图9所示，安装电极81的面积减小以小于第一发光元件10的n侧电极12的面积，从而，导电接合材料40在安装电极81上散布的面积减少以增加安装电极81和n侧电极12之间的接合部分的厚度。结果，提高了第一发光元件10在高度方向的位置，以便第一发光元件10的p侧电极13在高度方向的位置接近接合电极34和虚设电极35的高度。
此外，在接合电极和虚设电极在高度方向的位置高于第一发光元件10的p侧电极13在高度方向的位置时，如图10A所示，接合电极82或虚设电极的平面尺寸，或/和第二发光元件20的p侧电极83的平面尺寸可以增加。在图10A所示的情况中，接合电极82和第二发光元件20的p侧电极83的平面尺寸都增加。从而，导电接合材料41在接合电极82或虚设电极或第二发光元件20的p侧电极83上散布，因此降低了接合部分的厚度。结果，降低了第二发光元件20的在高度方向的位置，并且可以接合第二发光元件20和第一发光元件10。
此外，在接合电极和虚设电极在高度方向的位置低于第一发光元件10的p侧电极13的高度方向的位置时，如图10B所示，接合电极84或虚设电极的平面尺寸，或第二发光元件20的p侧电极85的平面尺寸可以减小。在如图10B所示的情况中，只减小第二发光元件20的p侧电极85的平面尺寸。从而，防止导电接合材料41在接合电极84或虚设电极35或第二发光元件20的p侧电极85上散布，因此增加了接合部分的厚度。结果，提高了安装第二发光元件20的高度方向的位置，并且允许第二发光元件20接合到第一发光元件10和支撑基底30。
此外，在上述的实施例中，焊盘电极33设置在支撑基底30的顶面上，但焊盘电极33可以设置在除支撑基底30的顶面以外的面上。例如，如图11A和11B所示，连接到凹陷部分31的凹陷部分37设置在支撑基底30的接近第一发光元件10的一侧并且在凹陷部分31之外的表面中，焊盘电极33可以设置在凹陷部分37的底面上。这时，凹陷部分37的底面与凹陷部分31的底面31b定位在同一平面上，焊盘电极33和安装电极32定位在同一平面上。在这种情况下，当在凹陷部分37的底面上或凹陷部分31的底面31b上焊盘电极33连接到安装电极32时，焊盘电极33不通过凹陷部分37的斜面和凹陷部分31的斜面31a连接到安装电极32。在安装电极32和焊盘电极33以这种方式安装在凹陷部分37的底面上和凹陷部分31的底面31b上的情况下，在该制造步骤中，在曝光形成这些电极使用的光致抗蚀剂时的焦点可调整到同一高度。结果，消除了因聚焦偏差使安装电极32和焊盘电极33的配线宽度增加或减少的可能性。
在上述的实施例中，取代凹陷部分37，可以在支撑基底30中设置具有与凹陷部分31的底面31b在相同平面上的底面的区域。例如，如图12A和12B所示，切除部分38连接到凹陷部分31并具有与凹陷部分31的底面31b在相同平面上的底面，切除部分38可以设置在支撑基底30的接近第一发光元件10的一侧且在凹陷部分31之外的表面上。此时，焊盘电极33可设置在切除部分38的底面上。此外，在这种情况下，与上述的修改的情况一样，消除了因聚焦偏差使安装电极32和焊盘电极33的配线宽度增加或减少的可能性。
本申请包括于2009年2月24日提交日本专利局的日本优先权专利申请JP2009-040756和于2009年9月30日提交日本专利局的日本优先权专利申请JP2009-228037中公开的相关主题，其全部内容通过引用结合于此。
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