(57)【要約】【課題】発光素子実装用サブマウント基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板300と、基板上に第２極性不純物が注入して拡散させ、拡散領域が存在しない基板領域を挟んで両分された第１拡散層310と、第１拡散層の一部を露出させる第１開口341aと基板領域の一部を露出させる第２開口341bとを備えて基板上に形成される絶縁層340と、絶縁層上に形成され、第１開口を通じて第１拡散層に接続される第１電極ライン351と、第２開口を通じて基板領域に接続される第２電極ライン352を含む。シリコンバルクマイクロマシンニング工程を用いて拡散マスクを使用せずツェナーダイオード素子が集積された発光素子サブマウント基板を製造して、製造工程を縮めて製造費用を節減し、発光素子を直接にフリップチップボンディングして、発光素子と定電圧素子をパッケージングする工程を単純化する。【選択図】図５
2006024936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１極性不純物がドーピングされた基板と、
前記基板の上部に、第１極性不純物と極性が異なる第２極性不純物を注入して拡散させ、さらに拡散領域が存在しない基板領域を挟んで両分された第１拡散層と、
前記両分された第１拡散層のうち一領域の一部を露出させる第１開口と、前記拡散領域が存在しない基板領域の一部を露出させる第２開口とを備えて、前記基板の上部に形成される絶縁層と、
前記絶縁層の上部に形成され、前記第１開口を通じて第１拡散層に接続される第１電極ラインと、
前記第２開口を通じて基板領域に接続される第２電極ラインと、を含んでいる発光素子実装用サブマウント基板。
【請求項２】
前記拡散領域が存在しない基板領域は、前記基板内部の一部まで除去して形成された溝により作られることを特徴とする請求項１に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
【請求項３】
前記基板は、シリコン基板であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
【請求項４】
前記溝の側壁は、傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
【請求項５】
前記第１及び第２電極ラインにフリップチップボンディングされる発光ダイオードをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
【請求項６】
前記第１及び第２電極ラインにボンディングされる発光ダイオードの電極間に段差がある場合、
前記発光ダイオードが水平な平衡状態にボンディングされるように、前記発光ダイオードの電極がボンディングされる領域の絶縁層は、前記発光ダイオードの電極高さの段差に対応する厚さに形成されていることを特徴とする請求項５に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
【請求項７】
第１極性不純物がドーピングされた基板と、
前記基板の上部に第１極性不純物と極性が異なる第２極性不純物を注入かつ拡散して、拡散領域が存在しない第１基板領域を挟んで両分されており、さらに両分されたそれぞれが、拡散領域が存在しない第２基板領域を挟んで分かれている第１拡散層と、
前記第１基板領域と第２基板領域との間に存在するそれぞれの第１拡散層の一部を露出させる第１及び第２開口を備えて、前記基板の上部に形成される絶縁層と、
前記絶縁層の上部に形成され、前記第１開口を通じて第１拡散層に接続される第１電極ラインと、
前記第２開口を通じて基板領域に接続される第２電極ラインと、を含んでいる発光素子実装用サブマウント基板。
【請求項８】
前記拡散領域が存在しない第１及び第２基板領域は、前記基板内部の一部まで除去されて形成された溝により作られることを特徴とする請求項７に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
【請求項９】
前記第２基板領域は、Ｖ形状の溝により作られることを特徴とする請求項７に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
【請求項１０】
前記第１及び第２電極ラインにフリップチップボンディングされる発光ダイオードをさらに備えることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
【請求項１１】
前記第１基板領域を作る溝の側壁は、傾斜していることを特徴とする請求項８に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
【請求項１２】
前記基板は、シリコン基板であることを特徴とする請求項７に記載の発光素子実装用サブマウント基板。
【請求項１３】
第１極性不純物がドーピングされた基板を用意する段階と、
前記基板の上面と下面に、前記第１極性不純物と極性が異なる第２極性不純物を注入かつ拡散して、第１及び第２拡散層を形成する段階と、
前記基板の上面に、前記第１拡散層の一部を露出させるマスク層を形成する段階と、
前記露出された第１拡散層と基板領域をエッチングして溝を形成し、マスク層を除去する段階と、
前記マスク層の除去により露出された第１拡散層と前記溝の上部に絶縁層を形成する段階と、
前記第１拡散層及び溝の一部領域に存在する絶縁層をエッチングして、第１拡散層が露出された第１コンタクト領域と、前記基板内部領域が露出された第２コンタクト領域とを形成する段階と、
前記第１コンタクト領域を通じて第１拡散層に接続される第１電極ラインと、前記第２コンタクト領域を通じて基板内部領域に接続される第２電極ラインと、を形成する段階とを含んでいることを特徴とする発光素子実装用サブマウント基板の製造方法。
【請求項１４】
第１極性不純物がドーピングされた基板を用意する段階と、
前記基板の上面と下面に、前記第１極性不純物と極性が異なる第２極性不純物を注入かつ拡散して、第１及び第２拡散層を形成する段階と、
前記基板の上面と下面のそれぞれにマスク層を形成し、前記基板の上面に存在するマスク層の一部を除去して、発光ダイオードが接合される第１領域と、第１領域の両側方向にそれぞれ離隔された拡散層を分離するための第２領域とを形成して、マスク層を除去する段階と、
前記第１及び第２領域の第１拡散層と基板内部をエッチングする段階と、
前記エッチングされた領域を含んで前記基板の上部に絶縁層を形成する段階と、
前記第１及び第２領域間の絶縁層をエッチングして、第１拡散層が露出される第１及び第２コンタクト領域を形成する段階と、
前記第１コンタクト領域を通じて第１拡散層に接続される第１電極ラインと、前記第２コンタクト領域を通じて基板内部領域に接続される第２電極ラインと、を形成する段階とを含んで構成された発光素子実装用サブマウント基板の製造方法。
【請求項１５】
前記溝は、側壁が傾斜した溝であることを特徴とする請求項１３に記載の発光素子実装用サブマウント基板の製造方法。
【請求項１６】
前記第１及び第２領域の第１拡散層と基板内部をエッチングする段階において、
前記第２領域は、Ｖ形状にエッチングすることを特徴とする請求項１４に記載の発光素子実装用サブマウント基板の製造方法。
【請求項１７】
前記第１及び第２領域の第１拡散層と基板内部をエッチングする段階において、
前記第１領域は、側壁が傾斜した溝形状にエッチングされることを特徴とする請求項１４に記載の発光素子実装用サブマウント基板の製造方法。
【請求項１８】
前記基板は、シリコン基板であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の発光素子実装用サブマウント基板の製造方法。
【請求項１９】
前記第１及び第２電極ラインを形成した後、前記第１及び第２電極ラインに発光ダイオードをフリップチップボンディングする段階をさらに備えることを特徴とする請求項１３または１４に記載の発光素子実装用サブマウント基板の製造方法。
【請求項２０】
前記露出された第１拡散層と基板領域をエッチングして溝を形成することは、湿式エッチング工程を行なって、前記露出された第１拡散層と基板領域をエッチングして溝を形成することを特徴とする請求項１３に記載の発光素子実装用サブマウント基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定電圧素子として使用するツェナーダイオードが集積された発光素子サブマウント基板及びその製造方法に係り、特に、シリコンバルクマイクロマシンニング工程を用いてＰＮツェナーダイオードまたは両方向スレショルド電圧特性を有するツェナーダイオードが集積された発光素子実装用サブマウント基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、直接遷移型化合物半導体の３-５族化合物半導体物質を用いた発光ダイオードやレーザーダイオードのような発光素子は、薄膜成長技術及び素子材料の開発により緑色、青色及び紫外線など多様な色を実現することができる。
そして、蛍光物質を用いたり色を組み合わせることにより高効率の白色光線の実現が可能である。
【０００３】
このような技術の発達に伴ってディスプレイ素子だけではなく、光通信手段の送信モジュール、ＬＣＤ表示装置のバックライトを構成する冷陰極管(ＣＣＦＬ)を代替するＬＥＤバックライト、蛍光灯や白熱電球を代替できる白色発光ダイオード照明装置及び信号灯に至るまで応用が広がりつつある。
【０００４】
図１は、一般的な発光ダイオードの断面図であって、このようなＬＥＤ素子を製造するためには、まずサファイア、ｎ-ＧａＡｓ、ＧａＮなどの基板１０１の上部にバッファ層１０２、ｎ-接触層１０３、ｎ-クラッディング層(図示せず)、活性層１０４、ｐ-クラッディング層(図示せず)、ｐ-接触層１０５を化学的気相蒸着法により連続的に蒸着する。
【０００５】
その後、写真エッチング工程及び湿式/乾式エッチング方法により、ｎ-接触層１０３が露出されるようにメサ(MESA)エッチングする。
それから、光透過が容易な透明電極で、電流拡散層１０６をｐ-接触層１０５の上部に形成し、外部回路との電気的な接続のために電流拡散層１０６とｎ-接触層１０３の上部それぞれにｐ-電極（１０７-ｐ）とｎ-電極（１０７―ｎ）を形成してＬＥＤ素子１００を製造する。
【０００６】
すなわち、発光素子は、外部回路からｐ-電極(１０７-ｐ)とｎ-電極(１０７-ｎ)との間に電圧が印加されれば、ｐ-電極(１０７-ｐ)とｎ-電極(１０７-ｎ)に正孔と電子が注入され、活性層１０４で正孔と電子が再結合しつつ、余分のエネルギが光に変換され、電流拡散層及び基板を通じて外部に放出される。
一方、このような発光素子は、静電気やサージ電圧が発生すれば、過渡な電荷が半導体層に流れ込むことにより発光素子を破壊する。
【０００７】
このような問題点は、絶縁性基板の上部に素子を製造する場合にさらに深刻になるが、サージ電圧が発生する場合には、電圧が数千ボルトまで上昇する場合もあり得るので、素子の耐電圧(許容電圧)が小さい場合には、保護素子を別に装着すべきである。
【０００８】
このような保護素子は、一般ダイオードを直列に多数個接続して発光素子の駆動電圧より高い値でダイオードがターンオンする機能を果たす。
【０００９】
従って、図２ａ及び図２ｂに示したように、定電圧素子として使われるＰＮ及びＰＮＰ(ＮＰＮ)ツェナーダイオード２００、３００を発光素子１００と反対電極同士で接続して、発光素子に印加される電圧がツェナーダイオードのＶｚ(ツェナー電圧)に限定されるようにする方法がある。
【００１０】
すなわち、ツェナーダイオードに印加される逆方向電圧がＶｚ以上になると、逆方向電流(ｎ電極からｐ電極方向に流れる電流)が大きく流れ、ツェナーダイオードの両端に印加される端子電圧はＶｚにほぼ一定になる。
このように、ツェナーダイオードは、保護素子として使用されるほか、入力電圧または負荷の変化に対して負荷電圧を一定に保つ定電圧素子としても多用されている。
【００１１】
このような保護用素子であるツェナーダイオードは、発光素子のような保護を受けようとする素子とそれぞれ異なるチップに製造された後、並列に電気接続される。また、発光素子とツェナーダイオードをシリコンサブマウント(Sub mount)基板にフリップチップ接合して使用している。
【００１２】
図３ａないし図３ｇは、従来のＰＮツェナーダイオードの製造工程を説明するための断面図であって、図３ａ及び図３ｂはマスクを拡散する過程である。
【００１３】
まず、ツェナーダイオードは、量子力学的トンネリング特性を用いる半導体素子であるので、抵抗値が小さい基板２０１を使用すべきであり、素子のＶｚは、基板の比抵抗と拡散不純物の濃度により決定されるため、適切な濃度の不純物が含まれた基板を使用すべきである(図３ａ)。
そして、基板に選択的に不純物を拡散させるために、拡散マスク２０２(一般にシリコン酸化膜を使用)を基板の上下面に蒸着し、基板の上面に存する拡散マスクを選択的にエッチングしてパタニングする(図３ｂ)。
【００１４】
図３ｃは、拡散段階である。拡散マスクパタニングの次の工程としては、拡散工程を施す。基板の不純物と異なるタイプの不純物を、拡散マスクがエッチングされた部分("Ｂ"部分)を通じて、基板の内側に注入する。不純物注入工程は炉を用いた拡散工程とイオン注入工程を用いられる。
【００１５】
ここで、拡散マスクが存在する領域"Ａ"には、拡散マスクにより不純物がマスキングされ基板に注入されない。
その後、拡散マスクを除去し(図３ｄ)、基板２０１の上面に保護膜２０３を蒸着した後、基板２０１の拡散された領域"Ｄ"を露出させる(図３ｅ)。
【００１６】
最後に、図３ｆと図３ｇに示したように、基板２０１の露出された拡散された領域"Ｄ"の上部に電極(２０４-ｆ)を形成し、基板２０１の下面に電極(２０４-ｂ)を形成してツェナーダイオード２００を製造する。
【００１７】
前述したように、従来の技術によるツェナーダイオードは、拡散マスク蒸着工程、拡散マスクフォト工程、拡散マスクエッチング工程のような工程を必要とするため、製造工程数が増加するようになり、製造コストアップに繋がる問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、前述したような問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、シリコンバルクマイクロマシンニング工程を用いて拡散マスクを使用せずツェナーダイオード素子が集積された発光素子サブマウント基板を製造することにより、拡散マスクに関連する工程を縮小できることから製造費用を節減した発光素子実装用サブマウント基板及びその製造方法を提供するところにある。
【００１９】
本発明の他の目的は、ツェナーダイオード素子が集積された発光素子サブマウント基板に発光素子を直接にフリップチップボンディングして、発光素子と定電圧素子をパッケージングする工程を単純化できる発光素子実装用サブマウント基板及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述した本発明の目的を達成するための望ましい第１様態は、第１極性不純物がドーピングされた基板と、前記基板の上部に、第１極性不純物と極性が異なる第２極性不純物が注入して拡散させ、さらに拡散領域が存在しない基板領域を挟んで両分された第１拡散層と、前記両分された第１拡散層のうち一つの領域の一部を露出させる第１開口と、前記拡散領域が存在しない基板領域の一部を露出させる第２開口とを備えて、前記基板上部に形成される絶縁層と、前記絶縁層の上部に形成され、前記第１開口を通じて第１拡散層に接続される第１電極ラインと、前記第２開口を通じて基板領域に接続される第２電極ラインと、を含んでいる発光素子実装用サブマウント基板が提供される。
【００２１】
前述した本発明の目的を達成するための望ましい第２様態は、第１極性不純物がドーピングされた基板と、前記基板の上部に、第１極性不純物と極性が異なる第２極性不純物が注入かつ拡散して、拡散領域が存在しない第１基板領域を挟んで両分されており、さらに両分されたそれぞれが、拡散領域が存在しない第２基板領域を挟んで分かれている第１拡散層と、前記第１基板領域と第２基板領域との間に存在するそれぞれの第１拡散層の一部を露出させる第１及び第２開口とを備えて、前記基板の上部に形成される絶縁層と、前記絶縁層の上部に形成され、前記第１開口を通じて第１拡散層に接続される第１電極ラインと、前記第２開口を通じて基板領域に接続される第２電極ラインと、を含んでいる発光素子実装用サブマウント基板が提供される。
【００２２】
前述した本発明の目的を達成するための望ましい第３様態は、第１極性不純物がドーピングされた基板を用意する段階と、前記基板の上面と下面に、前記第１極性不純物と極性が異なる第２極性不純物を注入かつ拡散して、第１及び第２拡散層を形成する段階と、前記基板の上面に、前記第１拡散層の一部が露出させるマスク層を形成する段階と、前記露出された第１拡散層と基板領域をエッチングして溝を形成し、マスク層を除去する段階と、前記マスク層の除去により露出された第１拡散層と前記溝の上部に絶縁層を形成する段階と、前記第１拡散層及び溝の一部領域に存する絶縁層をエッチングして、第１拡散層が露出された第１コンタクト領域と、前記基板内部領域が露出された第２コンタクト領域とを形成する段階と、前記第１コンタクト領域を通じて第１拡散層に接続される第１電極ラインと、前記第２コンタクト領域を通じて基板内部領域に接続される第２電極ラインとを形成する段階を含むことを特徴とする発光素子実装用サブマウント基板の製造方法が提供される。
【００２３】
前述した本発明の目的を達成するための望ましい第４様態は、第１極性不純物がドーピングされた基板を用意する段階と、前記基板の上面と下面に、前記第１極性不純物と極性が異なる第２極性不純物を注入かつ拡散して、第１及び第２拡散層を形成する段階と、前記基板の上面と下面それぞれにマスク層を形成し、前記基板の上面に存在するマスク層の一部を除去して発光ダイオードが接合される第１領域と、第１領域の両側方向にそれぞれ離隔された拡散層を分離するための第２領域とを形成しマスク層を除去する段階と、前記第１及び第２領域の第１拡散層と基板内部をエッチングする段階と、前記エッチングされた領域を含んで前記基板の上部に絶縁層を形成する段階と、前記第１及び第２領域間の絶縁層をエッチングして、第１拡散層が露出される第１及び第２コンタクト領域を形成する段階と、前記第１コンタクト領域を通じて第１拡散層に接続される第１電極ラインと、前記第２コンタクト領域を通じて基板内部領域に接続される第２電極ラインとを形成する段階と、を含むことを特徴とする発光素子実装用サブマウント基板の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２４】
以上述べたように、本発明によれば、シリコンバルクマイクロマシンニング工程を用いて拡散マスクを使用せずツェナーダイオード素子が集積された発光素子サブマウント基板を製造することにより、拡散マスクに関連した工程を縮めることができるため、製造費用を節減することができる。
【００２５】
また、ツェナーダイオード素子が集積された発光素子サブマウント基板に発光素子を直接フリップチップボンディングして、発光素子と定電圧素子をパッケージングする工程を単純化することができる。
そして、発光ダイオードのＮ電極とＰ電極の高さに段差がある場合、絶縁層の厚さは発光ダイオード電極高さの段差として決定されるが、発光ダイオードがサブマウント基板にボンディングされる時、傾くことなく取付けられるので信頼性を向上する。
【００２６】
前述したように、本発明の望ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者ならば特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更できることを理解できよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付した図面を参照し、望ましい実施例を通じて本発明をさらに詳述する。
【００２８】
図４ａないし図４ｇは、本発明の第１実施例による発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した断面図であって、シリコンバルクマイクロマシンニング工程を用いて、サージ電圧や静電気から発光素子を保護するためにツェナーダイオードが集積された発光素子実装用サブマウント基板の製造工程を示した図である。
【００２９】
まず、図４ａに示したように、第１極性不純物がドーピングされた基板３００を用意する。ここで、基板３００はシリコン基板が望ましい。
その後、基板３００の上面と下面に第１極性不純物と極性が異なる第２極性不純物を注入して 拡散させた第１及び第２拡散層３１０、３１１を形成する(図４ｂ)。
【００３０】
この際、本発明は、拡散マスクを使用せず、基板３１０の上面と下面の全体に第２極性不純物の注入及び拡散させる。ここで、第１及び第２拡散層３１０、３１１は、基板表面から一定深さまで拡散されている層を示す。
【００３１】
引き続き、基板３００の上面と下面のそれぞれにマスク層３２１、３２２を形成し、基板３００の上面に存在するマスク層３２１の一部を除去する(図４ｃ)。この際、マスク層３２１の一部が除去されて、第１拡散層３１０が露出される。
【００３２】
そして、マスク層３２１、３２２は、基板３００がシリコン基板の場合、シリコン窒化膜を使用し、マスク層３２１の一部を除去することは湿式エッチング方法で行なうのが望ましい。
【００３３】
引き続き、マスク層３２１が除去されて露出した第１拡散層３１０と基板３００領域をエッチングして溝３３０を形成し、マスク層３２１、３２２を除去する(図４ｄ)
ここで、溝３３０を形成することは、結晶方向による異方性湿式エッチング(基板３００がシリコン基板の場合、[100]面のエッチング率は高く、[111]面のエッチング率は低く、エッチングを施すと、図４ｄのような形態の湿式エッチング面が得られる。
【００３４】
この場合、[100]面と[111]面とがなす角度は、54.74°の傾斜を形成することが望ましく、この際形成された[111]面は発光素子の側面から放出された光を前面に反射させるミラー面として使うことができる。
その後、マスク層３２１の除去により露出された第１拡散層３１０と溝３３０の上部に絶縁層３４０を形成する(図４ｅ)。
【００３５】
次いで、第１拡散層３１０及び溝３３０の一部領域に存在する絶縁層３４０をエッチングして第１拡散層３１０が露出した第１コンタクト領域(Ａ)と基板３００が露出した第２コンタクト領域(Ｂ)を形成する(図４ｆ)。
【００３６】
最後に、第１コンタクト領域(Ａ)を通じて第１拡散層３１０に接続される第１電極ライン３５１と、第２コンタクト領域(Ｂ)を通じて基板３００に接続される第２電極ライン３５２を形成する(図４ｇ)。
【００３７】
このように、製造された発光素子実装用サブマウント基板は、第１極性不純物がドーピングされた基板３００と、第１極性不純物と極性が異なる第２極性不純物が注入されて拡散した第１拡散層３１０とがＰＮツェナーダイオードを形成する。
【００３８】
そして、サブマウント基板の第１及び第２電極ライン３５１、３５２のそれぞれには、発光ダイオードの電極がボンディングされ、発光ダイオードはサブマウント基板にフリップチップボンディングされる。
【００３９】
従って、本発明の第１実施例による発光素子実装用サブマウント基板は、図５に示したように、第１極性不純物がドーピングされた基板３００と、基板３００上部に第１極性不純物と極性が異なる第２極性不純物が注入されて拡散しており、拡散領域が存在しない基板領域を挟んで両分された第１拡散層３１０と、両分された第１拡散層３１０のうち一つの領域の一部を露出させる第１開口３４１ａと拡散領域が存在しない基板領域の一部を露出させる第２開口３４１ｂとを備え、基板３００の上部に形成された絶縁層３４０と、絶縁層３４０の上部に形成され、第１開口３４１ａを通じて第１拡散層３１０に接続される第１電極ライン３５１と、第２開口３４１ｂを通じて基板領域に接続される第２電極ライン３５２を含んでいる。
【００４０】
ここで、拡散領域が存在しない基板領域は、基板内部の一部まで除去され形成された溝３８０により作られることが望ましい。
そして、第１及び第２電極ライン３５１、３５２にフリップチップボンディングされる発光ダイオードをさらに備える。
【００４１】
また、溝３８０の側壁は傾斜されているのが望ましい。かつ、発光ダイオードのＮ電極とＰ電極の高さに段差のある場合、絶縁層の厚さは発光ダイオード電極高さの段差として決定する。これにより、発光ダイオードがサブマウント基板にボンディングされる時、傾くことなく取付けられて信頼性が向上する。
【００４２】
すなわち、第１及び第２電極ラインにボンディングされる発光ダイオードの電極の高さに段差のある場合、発光ダイオードの電極がボンディングされる領域の絶縁層は、発光ダイオードの電極高さの段差に対応する厚さに形成されるので、発光ダイオードが水平な平衡状態にボンディングされる。
【００４３】
図６ａ及び図６ｂは、本発明の第１実施例による発光素子実装用サブマウント基板に発光ダイオードが実装される工程を説明する断面図であって、まず、前述された図４ｇの第１及び第２電極ライン３５１、３５２のそれぞれにソルダー金属パッド３６１、３６２を形成する(図６ａ)。
【００４４】
その後、ソルダ金属パッド３６１、３６２の上部に発光ダイオード４００の電極４０１、４０２をボンディングさせるフリップチップボンディング工程を行なう(図６ｂ)。
【００４５】
図７ａないし図７ｉは、本発明の第２実施例による両方向スレショルド電圧特性を有するツェナーダイオードが集積された発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した断面図であって、両方向スレショルド電圧特性を有するツェナーダイオードは、ＰＮＰ(またはＮＰＮ)ツェナーダイオードを用いたものである。
【００４６】
まず、第１極性不純物がドーピングされた基板３００を用意する(図７ａ)。
ここで、基板３００はシリコン基板が望ましい。
【００４７】
その後、基板３００の上面と下面に第１極性不純物と極性が異なる第２極性不純物を注入し、拡散させ第１及び第２拡散層３１０、３１１を形成する(図７ｂ)。
【００４８】
引き続き、基板３００の上面と下面それぞれにマスク層５１０、５１２を形成し、基板３００の上面に存するマスク層５１０の一部を除去して発光ダイオードが接合される第１領域('Ｆ'領域)と第１領域の両側方向にそれぞれ離隔された拡散層を分離するための第２領域('Ｅ'領域)を形成する(図７ｃ)。
【００４９】
この際、拡散層を分離できるほどの深さ以上にエッチングできる幅にマスク層５１０は除去されるべきである。
その後、第１及び第２領域が形成されれば、マスク層５１０を除去する。
【００５０】
次いで、第１及び第２領域の第１拡散層３１０と基板３００内部をエッチングする(図７ｄ)。
ここで、第２領域にはＶ形状にエッチングするのが望ましい。
【００５１】
それから、エッチングされた領域を含んで基板３００の上部に絶縁層５２０を形成する(図７ｅ)。
【００５２】
次いで、第１及び第２領域の間の絶縁層５２０をエッチングして第１拡散層３１０が露出した第１及び第２コンタクト領域Ｇ１、Ｇ２を形成する(図７ｆ)。
【００５３】
引き続き、第１コンタクト領域Ｇ１を通じて第１拡散層３１０に接続される第１電極ライン５３１と、第２コンタクト領域Ｇ２を通じて基板内部領域に接続される第２電極ライン５３２を形成する(図７ｇ)。
【００５４】
最後に、第１及び第２電極ライン５３１、５３２のそれぞれにソルダー金属パッド５６１、５６２を形成し、ソルダー金属パッド５６１、５６２の上部に発光ダイオード７００の電極７０１、７０２をボンディングさせるフリップチップボンディング工程を行なう(図７ｈ及び図７ｉ)。
【００５５】
従って、本発明の第２実施例による発光素子実装用サブマウント基板は、図８に示したように、第１極性不純物がドーピングされた基板３００と、基板３００の上部に第１極性不純物と極性が異なる第２極性不純物が注入されて拡散しており、拡散領域が存在しない第１基板領域を挟んで両分されており、両分されたそれぞれが拡散領域が存在しない第２基板領域を挟んで分かれている第１拡散層３１０と、第１基板領域と第２基板領域との間に存在するそれぞれの第１拡散層の一部を露出させる第１及び第２開口５２１ａ、５２１ｂを備え、基板３００の上部に形成された絶縁層５２０と、絶縁層３４０の上部に形成され、第１開口５２１ａを通じて第１拡散層に接続される第１電極ライン５３１と、第２開口５２１bを通じて基板領域に接続される第２電極ライン５３２を含んで構成される。
【００５６】
この際、拡散領域が存在しない第１及び第２基板領域は基板内部の一部まで除去され形成された溝３９０、３９１ａ、３９１ｂにより作られるのが望ましい。
また、第２基板領域は、Ｖ形グルーブ状の溝３９１ａ、３９１ｂにより作られることがさらに望ましい。
【００５７】
そして、第１及び第２電極ライン３５１、３５２にフリップチップボンディングされる発光ダイオードをさらに備える。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、シリコンバルクマイクロマシンニング工程を用いてＰＮツェナーダイオードまたは両方向スレショルド電圧特性を有するツェナーダイオードが集積された発光素子実装用サブマウント基板及びその製造方法に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】一般的な発光ダイオードの断面図である。
【図２】図２(a)、(b)は、それぞれ発光素子と定電圧素子の等価回路図である。
【図３ａ】従来のＰＮツェナーダイオードの製造工程を説明するための第１工程断面図である。
【図３ｂ】従来のＰＮツェナーダイオードの製造工程を説明するための第２工程断面図である。
【図３ｃ】従来のＰＮツェナーダイオードの製造工程を説明するための第３工程断面図である。
【図３ｄ】従来のＰＮツェナーダイオードの製造工程を説明するための第４工程断面図である。
【図３ｅ】従来のＰＮツェナーダイオードの製造工程を説明するための第５工程断面図である。
【図３ｆ】従来のＰＮツェナーダイオードの製造工程を説明するための第６工程断面図である。
【図３ｇ】従来のＰＮツェナーダイオードの製造工程を説明するための第７工程断面図である。
【図４ａ】本発明の第１実施例による発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した第１工程断面図である。
【図４ｂ】本発明の第１実施例による発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した第２工程断面図である。
【図４ｃ】本発明の第１実施例による発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した第３工程断面図である。
【図４ｄ】本発明の第１実施例による発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した第４工程断面図である。
【図４ｅ】本発明の第１実施例による発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した第５工程断面図である。
【図４ｆ】本発明の第１実施例による発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した第６工程断面図である。
【図４ｇ】本発明の第１実施例による発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した第７工程断面図である。
【図５】本発明の第１実施例による発光素子実装用サブマウント基板の断面図である。
【図６】図６(a)、(b)は、本発明の第１実施例による発光素子実装用サブマウント基板に発光ダイオードが実装される工程を説明する断面図である。
【図７ａ】本発明の第２実施例による両方向スレショルド電圧特性を有するツェナーダイオードが集積された発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した第１工程断面図である。
【図７ｂ】本発明の第２実施例による両方向スレショルド電圧特性を有するツェナーダイオードが集積された発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した第２工程断面図である。
【図７ｃ】本発明の第２実施例による両方向スレショルド電圧特性を有するツェナーダイオードが集積された発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した第３工程断面図である。
【図７ｄ】本発明の第２実施例による両方向スレショルド電圧特性を有するツェナーダイオードが集積された発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した第４工程断面図である。
【図７ｅ】本発明の第２実施例による両方向スレショルド電圧特性を有するツェナーダイオードが集積された発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した第５工程断面図である。
【図７ｆ】本発明の第２実施例による両方向スレショルド電圧特性を有するツェナーダイオードが集積された発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した第６工程断面図である。
【図７ｇ】本発明の第２実施例による両方向スレショルド電圧特性を有するツェナーダイオードが集積された発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した第７工程断面図である。
【図７ｈ】本発明の第２実施例による両方向スレショルド電圧特性を有するツェナーダイオードが集積された発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した第８工程断面図である。
【図７ｉ】本発明の第２実施例による両方向スレショルド電圧特性を有するツェナーダイオードが集積された発光素子実装用サブマウント基板の製造方法を示した第９工程断面図である。
【図８】本発明の第２実施例による発光素子実装用サブマウント基板の断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
３００ : 基板
３１０、３１１ : 拡散層
３２１、３２２、５１０、５２０ : マスク層
３３０、３８０、３９０、３９１ａ、３９１ｂ : 溝
３４０、５２０ : 絶縁層
３４１ａ、３４１ｂ : 開口
３５１、３５２、５３１、５３２ : 電極ライン
３６１、３６２、５６１、５６２ : ソルダー金属パッド
４００、７００ : 発光ダイオード
４０１、４０２、７０１、７０２ : 電極
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
2006024936.tif 000009
【図３ｆ】
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【図３ｇ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【図４ｇ】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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【図７ｆ】
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【図７ｇ】
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【図７ｈ】
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【図７ｉ】
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【図８】
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