(57)【要約】【課題】半導体素子から発生する熱を従来の半導体モジュールと比較して効率的に放熱（発散）することのできる半導体モジュール、および、この半導体モジュールを備えた信頼性の高いプロジェクターを提供する。【解決手段】半導体モジュール１００は、発光素子２００と、発光素子２００が実装された実装基板３００と、固定部材５００を介して実装基板３００に接合された支持基板５００と、を有し、実装基板３００は、発光素子２００が実装される実装面３０１と、支持基板４００と接合される接合面３０２と、実装面３０１と接合面３０２の間に位置し、平面視で実装基板３００の外側へ向けて突出する突部３４０と、を有し、接合部材５００は、少なくとも、実装基板３００の接合面３０２および突部３４０の実装面３０１側の少なくとも一部と接合している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、
前記半導体素子が実装される実装基板と、
前記実装基板が設けられる支持基板と、
前記実装基板と前記支持基板と接合される接合部材と、を有し、
前記実装基板は、前記半導体素子が実装される面と、前記支持基板と接合される面と、前記半導体素子が実装される面を含む面と前記支持基板と接合される面を含む面との間に位置する突部と、を有し、
前記接合部材は、前記突部の前記半導体素子が実装される面側の少なくとも一部と接合していることを特徴とする半導体モジュール。
【請求項２】
前記接合部材は、前記突部の前記半導体素子が実装される面側の少なくとも一部と接合している請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記突部は、前記支持基板側に位置する第１面と、前記半導体素子側に位置する第２面と、を有し、
前記接合部材は、前記第１面および前記第２面と接合している請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記実装基板は、前記第２面を含む面と前記半導体素子が実装される面を含む面との間に位置する第１段差部を有している請求項３に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記実装基板は、前記第１面を含む面と前記支持基板と接合される面を含む面との間に位置する第２段差部を有している請求項３または４に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記第２面は、前記半導体素子が実装される面に対して傾斜している請求項３に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記第１面は、前記支持基板と接合される面に対して傾斜している請求項３または６に記載の半導体モジュール。
【請求項８】
前記突部は、前記実装基板の板厚方向に沿って複数配置されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項９】
前記半導体素子は、発光素子である請求項１ないし８のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体モジュールと、
前記半導体モジュールから出射された光を、画像情報に応じて変調する光変調部と、
前記光変調部によって形成された画像を投射する投射部と、を有することを特徴とするプロジェクター。
【請求項１１】
発光素子と、
前記発光素子が実装される実装基板と、
前記実装基板が設けられる支持基板と、
前記実装基板と前記支持基板と接合される接合部材と、を有し、
前記実装基板は、前記発光素子が実装される面と、前記支持基板と接合される面と、前記発光素子が実装される面を含む面と前記支持基板と接合される面を含む面との間に位置する突部と、を有し、
前記接合部材は、前記突部の前記発光素子が実装される面側の少なくとも一部と接合し、
前記発光素子から出射された光を、画像情報に応じて変調する光変調部と、
前記光変調部によって形成された画像を投射する投射部と、を有することを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュールおよびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体発光素子の開発が精力的に行われてきている。具体的な半導体発光素子としては、半導体レーザー（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）、スーパールミネッセントダイオード（Ｓｕｐｅｒ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｉｏｄｅ、以下「ＳＬＤ」ともいう）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等が知られている。また、このような半導体発光素子では、自身から発生する熱によって発光効率が低下したり、寿命が短くなったりする。そして、近年の高輝度化および高光度化に伴って半導体発光素子から発生する熱がますます増大しており、上記問題を解決するために、放熱対策が重要な問題となっている。
【０００３】
例えば、放熱対策を施した構成として、特許文献１に記載の発光モジュールが知られている。このような発光モジュールでは、発光素子が平坦な側面の実装基板上に実装され、実装基板が支持基板と金属接合部材を介して接合されており、発光素子から発生する熱を支持基板で放熱するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０３３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、このような構成では、発光素子の実装制度を高めるために、実装基板にＳｉ（シリコン）、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）、ＡｌＮなどを用いることが一般的である。しかしながら、これら材料は、いずれも熱伝導性が悪いため、発光素子から発生する熱を実装基板を介して支持基板に十分に伝達することができない。したがって、特許文献１に記載の発光モジュールによっても、放熱対策が十分に施されているとは言えない。
【０００６】
本発明は、半導体素子から発生する熱を従来の半導体モジュールと比較して効率的に放熱（発散）することのできる半導体モジュール、および、この半導体モジュールを備えた信頼性の高いプロジェクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の半導体モジュールは、半導体素子と、
前記半導体素子が実装される実装基板と、
前記実装基板が設けられる支持基板と、
前記実装基板と前記支持基板と接合される接合部材と、を有し、
前記実装基板は、前記半導体素子が実装される面と、前記支持基板と接合される面と、前記半導体素子が実装される面を含む面と前記支持基板と接合される面を含む面との間に位置する突部と、を有し、
前記接合部材は、前記突部の前記半導体素子が実装される面側の少なくとも一部と接合していることを特徴とする。
このように、突部と接合部材とを接触させることで、実装基板と接合部材との接触面積を大きくすることができる。そのため、半導体素子から発生する熱を効率的に支持基板に伝達することができ、放熱特性に優れた半導体モジュールとなる。
【０００８】
本発明の半導体モジュールでは、前記接合部材は、前記突部の前記半導体素子が実装される面側の少なくとも一部と接合していることが好ましい。
これにより、突部と接合部材との接触面積をより大きくすることができる。
【０００９】
本発明の半導体モジュールでは、前記突部は、前記支持基板側に位置する第１面と、前記半導体素子側に位置する第２面と、を有し、
前記接合部材は、前記第１面および前記第２面と接合していることが好ましい。
これにより、突部と接合部材との接触面積をより大きくすることができる。
【００１０】
本発明の半導体モジュールでは、前記実装基板は、前記第２面を含む面と前記半導体素子が実装される面を含む面との間に位置する第１段差部を有していることが好ましい。
これにより、第１段差部で接合部材を塞き止めることができ、接合部材が、前記半導体素子が実装される面（実装面）まで這い上がることを低減することができる。
【００１１】
本発明の半導体モジュールでは、前記実装基板は、前記第１面を含む面と前記支持基板と接合される面を含む面との間に位置する第２段差部を有していることが好ましい。
これにより、実装基板と接合部材との接触面積をより大きくすることができる。
【００１２】
本発明の半導体モジュールでは、前記第２面は、前記半導体素子が実装される面に対して傾斜していることが好ましい。
これにより、接合部材が、半導体素子が実装される面（実装面）まで這い上がることを低減することができる。
【００１３】
本発明の半導体モジュールでは、前記第１面は、前記支持基板と接合される面に対して傾斜していることが好ましい。
これにより、第１面を伝って接合部材を第２面まで誘導し易くなる。また、第１面と接合部材との間にボイド（気泡）が生じ難い。
【００１４】
本発明の半導体モジュールでは、前記突部は、前記実装基板の板厚方向に沿って複数配置されていることが好ましい。
これにより、実装基板と接合部材との接触面積を大きくしつつ、接合部材の半導体素子が実装される面（実装面）への這い上がりを低減することができる。
【００１５】
本発明の半導体モジュールでは、前記半導体素子は、発光素子であることが好ましい。
これにより、半導体モジュールを発光モジュールとして利用することができる。
【００１６】
本発明のプロジェクターは、半発明の半導体モジュールと、
前記半導体モジュールから出射された光を、画像情報に応じて変調する光変調部と、
前記光変調部によって形成された画像を投射する投射部と、を有することを特徴とする。
これにより、信頼性の高いプロジェクターが得られる。
【００１７】
本発明のプロジェクターは、発光素子と、
前記発光素子が実装される実装基板と、
前記実装基板が設けられる支持基板と、
前記実装基板と前記支持基板と接合される接合部材と、を有し、
前記実装基板は、前記発光素子が実装される面と、前記支持基板と接合される面と、前記発光素子が実装される面を含む面と前記支持基板と接合される面を含む面との間に位置する突部と、を有し、
前記接合部材は、前記突部の前記発光素子が実装される面側の少なくとも一部と接合し、
前記発光素子から出射された光を、画像情報に応じて変調する光変調部と、
前記光変調部によって形成された画像を投射する投射部と、を有することを特徴とする。
これにより、信頼性の高いプロジェクターが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。
【図２】図１に示す半導体モジュールが有する発光素子の平面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１に示す半導体モジュールが有する実装基板を示す断面図である。
【図５】本実施形態の変形例を示す断面図である。
【図６】本実施形態の変形例を示す断面図である。
【図７】図１に示す半導体モジュールの製造方法を説明する断面図である。
【図８】図１に示す半導体モジュールの製造方法を説明する断面図である。
【図９】図１に示す半導体モジュールの製造方法を説明する断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。
【図１３】本発明の第５実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。
【図１４】本発明の第６実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。
【図１５】本発明の第７実施形態に係るプロジェクターを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の半導体モジュールおよびプロジェクターを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。図２は、図１に示す半導体モジュールが有する発光素子の平面図である。図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図１に示す半導体モジュールが有する実装基板を示す断面図である。図５および図６は、それぞれ、本実施形態の変形例を示す断面図である。図７ないし図９は、それぞれ、図１に示す半導体モジュールの製造方法を説明する断面図である。
【００２１】
図１に示す半導体モジュール１００は、半導体素子としての発光素子（半導体発光素子）２００と、発光素子２００が実装されている実装基板３００と、実装基板３００が支持されている支持基板４００と、実装基板３００と支持基板４００とを接合する接合部材５００と、を有している。このような半導体モジュール１００は、発光素子２００から発生する熱を実装基板３００および接合部材５００を介して支持基板４００に伝達し、支持基板４００で放熱する構成となっている。また、半導体素子として発光素子を用いることで、後述するプロジェクター等の光源として用いることができ、利便性の高い半導体モジュール１００となる。
【００２２】
ただし、半導体素子としては、発光素子に限定されず、例えば、パワー半導体素子を用いてもよい。パワー半導体素子とは、例えば、交流を直流に変換する、電圧を降圧するなどし、モーターを駆動したり、バッテリー充電したり、マイコンやＬＳＩを動作させるなど、電源（電力）の制御や供給を行う半導体をいう。
【００２３】
以下、発光素子２００、実装基板３００、支持基板４００、接合部材５００について順次詳細に説明する。
【００２４】
−発光素子−
発光素子２００は、ＳＬＤ（スーパールミネッセントダイオード）である。ＳＬＤは、例えば、半導体レーザーに比べてスペックルノイズを低減することができ、かつＬＥＤに比べて高出力化を図ることができるため、例えば、発光素子２００をプロジェクター等の光源に用いる場合に好適である。ただし、発光素子２００としては、ＳＬＤに限定されず、例えば、半導体レーザー、ＬＥＤであってもよい。
【００２５】
図２および図３に示すように、発光素子２００は、基板２１０と、第１クラッド層２２０と、活性層２３０と、第２クラッド層２４０と、コンタクト層２５０と、第１電極２６０と、第２電極２７０と、絶縁部２８０とが積層した構成となっている。
【００２６】
基板２１０としては、例えば、第１導電型（例えばｎ型）のＧａＡｓ基板などを用いることができる。
【００２７】
第１クラッド層２２０は、基板２１０上に形成されている。第１クラッド層２２０としては、例えば、ｎ型のＩｎＧａＡｌＰ層などを用いることができる。
【００２８】
活性層２３０は、第１クラッド層２２０上に形成されている。活性層２３０は、例えば、ＩｎＧａＰウェル層とＩｎＧａＡｌＰバリア層とから構成される量子井戸構造を３つ重ねた多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有することができる。本実施形態では、活性層２３０は、光出射部２０１が形成される第１側面２３１と、第１側面２３１に対して傾斜した第２側面２３２および第３側面２３３を有している。
【００２９】
活性層２３０の一部は、第１利得領域２９１、第２利得領域２９２および第３利得領域２９３を有する利得領域群２９０を構成している。これら利得領域２９１、２９２、２９３は、光を発生させることができ、この光は、利得領域２９１、２９２、２９３内を、利得を受けつつ導波することができる。なお、本実施形態では、利得領域群２９０が１つ設けられているが、利得領域群２９０の数としては、１つに限定されない。
【００３０】
第１利得領域２９１は、第２側面２３２から第３側面２３３まで設けられており、第１側面２３１に対して平行に設けられている。また、第２利得領域２９２は、第２側面２３２から第１側面２３１まで設けられており、第２側面２３２において、第１利得領域２９１と重なっている。また、第３利得領域２９３は、第３側面２３３から第１側面２３１まで設けられており、第３側面２３３において、第１利得領域２９１と重なっている。
【００３１】
また、利得領域２９１、２９２、２９３に発生する光において、第１側面２３１の反射率は、第２側面２３２の反射率および第３側面２３３の反射率より低い。これにより、第２利得領域２９２と第１側面２３１との接続部および第３利得領域２９３と第１側面２３１との接続部は、光出射部２０１となることができる。また、側面２３２、２３３は、反射面となることができる。
【００３２】
利得領域２９２、２９３は、第１側面２３１の垂線Ｐに対して傾いている。これにより、第２利得領域２９２の第１側面２３１における端面と、第３利得領域２９３の第１側面２３１における端面との間で、利得領域２９１、２９２、２９３に発生する光を、直接的に多重反射させないことができる。その結果、直接的な共振器を構成させないことができるため、利得領域２９１、２９２、２９３に発生する光のレーザー発振を抑制または防止することができる。
【００３３】
第２クラッド層２４０は、活性層２３０上に形成されている。第２クラッド層２４０としては、例えば、第２導電型（例えばｐ型）のＩｎＧａＡｌＰ層などを用いることができる。例えば、ｐ型の第２クラッド層２４０、不純物がドーピングされていない活性層２３０およびｎ型の第１クラッド層２２０により、ｐｉｎダイオードが構成される。第１クラッド層２２０および第２クラッド層２４０の各々は、活性層２３０よりも禁制帯幅が大きく、屈折率が小さい層である。活性層２３０は、光を発生させ、かつ、光を増幅しつつ導波させる機能を有する。第１クラッド層２２０および第２クラッド層２４０は、活性層２３０を挟んで、注入キャリア（電子および正孔）並びに光を閉じ込める機能（光の漏れを抑制する機能）を有する。
【００３４】
コンタクト層２５０と第２クラッド層２４０の一部とは、柱状部２０２を構成する。柱状部２０２の平面形状は、利得領域２９１、２９２、２９３の平面形状と同じである。言い換えると、柱状部２０２の平面形状によって、第１電極２６０および第２電極２７０間の電流経路が決定され、その結果、利得領域２９１、２９２、２９３の平面形状が決定される。
【００３５】
絶縁部２８０は、第２クラッド層２４０上であって、柱状部２０２の側方に設けられている。絶縁部２８０としては、例えば、ＳｉＮ層、ＳｉＯ２層、ＳｉＯＮ層、Ａｌ２Ｏ３層、ポリイミド層を用いることができる。絶縁部２８０として上記の材料を用いた場合、第１、第２電極２６０、２７０間の電流は、絶縁部２８０を避けて、絶縁部２８０に挟まれた柱状部２０２を流れることができる。絶縁部２８０は、活性層２３０の屈折率よりも小さい屈折率を有している。この場合、絶縁部２８０を形成した部分の垂直断面の有効屈折率は、絶縁部２８０を形成しない部分、すなわち、柱状部２０２が形成された部分の垂直断面の有効屈折率よりも小さくなる。これにより、平面方向において、利得領域２９１、２９２、２９３内に効率良く光を閉じ込めることができる。
【００３６】
第１電極２６０は、基板２１０の下の全面に形成されている。第１電極２６０としては、例えば、基板２１０側からＣｒ層、ＡｕＧｅ層、Ｎｉ層、Ａｕ層の順序で積層したものを用いることができる。
【００３７】
第２電極２７０は、コンタクト層２５０上に形成されている。第２電極２７０としては、例えば、コンタクト層２５０側からＣｒ層、ＡｕＺｎ層、Ａｕ層の順序で積層したものを用いることができる。
【００３８】
このような構成の発光素子２００では、第１電極２６０と第２電極２７０との間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加する（電流を注入する）と、活性層２３０に利得領域２９１、２９２、２９３を生じ、利得領域２９１、２９２、２９３において電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。この生じた光を起点として、連鎖的に誘導放出が起こり、利得領域２９１、２９２、２９３内で光の強度が増幅される。そして、強度が増幅された光は、光出射部２０１から光Ｌとして出射される。すなわち、発光素子２００は、端面発光型の半導体発光素子である。なお、発光素子２００は、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術などによる半導体加工技術によって形成される。
【００３９】
以上のような構成の発光素子２００は、第２電極２７０側を実装基板３００に向けて実装基板３００に実装（いわゆるジャンクションダウンで実装）されている。
【００４０】
実装基板３００は、図４に示すように、その上面（一方の主面）が発光素子２００を実装する実装面（発光素子２００を実装する面を含む）３０１となっており、この実装面３０１に複数の発光素子２００が並んで実装されている。
【００４１】
このような実装基板３００は、Ｓｉ（シリコン）で構成されている。ただし、実装基板３００の構成材料としては、Ｓｉに限定されず、その他、例えば、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）、ＡｌＮ等で構成されていてもよい。
【００４２】
また、実装基板３００の実装面３０１には、複数の発光素子２００に対応して複数の端子３１０が配置されている。なお、図示していないが、実装面３０１の表面には絶縁性を担保するための絶縁膜（シリコン酸化膜）が成膜されている。
【００４３】
そして、各端子３１０上に接合部材３２０を介して発光素子２００が接合（実装）されている。接合部材３２０は、導電性を有しており、発光素子２００を端子３１０に機械的に固定（接合）すると共に、発光素子２００の第２電極２７０と端子３１０とを電気的に接続している。このような接合部材３２０としては、接着性および導電性を有していれば、特に限定されず、例えば、半田等のろう材、金ペースト、銀ペースト、銅ペースト等の各種金属ペースト、エポキシ系、シリコーン系、アクリル系等の各種導電性接着材等を用いることができる。また、接合部材３２０としては、高い導電性を有することが好ましい。これにより、発光素子２００から発生する熱を効率的に実装基板３００および支持基板４００に伝達することができる。
【００４４】
また、各端子３１０は、隣の端子３１０上に位置する発光素子２００の第１電極２６０とボンディングワイヤーＢＹを介して電気的に接続されている。すなわち、実装基板３００上で複数の発光素子２００が直列に電気接続されている。
【００４５】
このような実装基板３００の熱膨張係数と発光素子２００の熱膨張率の差は、支持基板４００の熱膨張係数と発光素子２００の熱膨張率の差に比べて小さい。したがって、発光素子２００と支持基板４００との間に、実装基板３００を介在させることで、発光素子２００と支持基板４００との間の熱膨張率の差に起因して発光素子２００に加わる応力を低減することができる。そのため、より安定して所望の性能を発揮することができ、高い信頼性が得られる。
【００４６】
また、実装基板３００は、上述した実装面３０１と、実装面３０１と表裏の関係にあり、接合部材５００を介して支持基板４００と接合されている接合面（支持基板４００と接合されている面を含む面）３０２と、を有し、さらには、平面視で側面から外側に向けて突出する突部３４０を有している。換言すると、突部３４０は、実装面３０１を含む面（実装面３０１の延長上に形成される面）と接合面３０２を含む面（接合面３０２の延長上に形成される面）との間に位置し、実装基板から突出する突部を有している。また、実装面３０１を含む面とは、実装面３０１を実装基板３００の外側まで拡張した面とも言い、接合面３０２を含む面とは、接合面３０２を実装基板３００の外側まで拡張した面とも言う。突部３４０の突出長さＬとしては、特に限定されないが、例えば、２５μｍ以上、５０μｍ以下程度であることが好ましい。
【００４７】
突部３４０は、実装基板３００の全周にわたって設けられている。ただし、突部３４０は、実装基板３００の周囲の少なくとも一部に設けられていればよい。このような突部３４０は、支持基板４００側に位置する第１面３４１と、発光素子２００側に位置する第２面３４２と、を有している。第１面３４１は、接合面３０２と同一面で構成されている。一方、第２面３４２は、実装面３０１よりも接合面３０２側に位置し、実装面３０１とほぼ平行な面で構成されている。また、第２面３４２と実装面３０１の間には段差部（第１段差部）３５０が形成されている。
【００４８】
換言すると、突部３４０は、実装面３０１と接合面３０２が対向する部分の厚さＴよりも薄い厚さｔを有しており、さらに、実装基板３００の厚さ方向において、接合面３０２側へ偏って配置されている。
【００４９】
以上のような構成の実装基板３００は、接合面３０２側で、接合部材５００を介して支持基板４００に接合されている。なお、接合部材５００は、高い熱伝導性を有していることが好ましく、例えば、半田等のろう材、金ペースト、銀ペースト、銅ペースト等の各種金属ペースト（金属材料）等を用いることができる。これにより、発光素子２００から発生し、実装基板３００に伝達された熱を、接合部材５００を介して支持基板４００に効率的に伝達することができる。そのため、支持基板４００でより効率的に放熱することができる。
【００５０】
ここで、実装基板３００と接合部材５００との接合状態について説明する。図４に示すように、接合部材５００は、実装基板３００の接合面３０２と接合していると共に、突部３４０とも接合している。特に、突部３４０において、接合部材５００は、突部３４０の先端（第１面３４１と第２面３４２とに交差する面）を回り込んで、突部３４０の第２面３４２上まで這い上がっており、第１面３４１および第２面３４２と接合している。接合部材５００がこのように突部３４０と接合していることで、実装基板３００と接合部材５００との接触面積を大きくすることができ、より効率的に、実装基板３００の熱を接合部材５００を介して支持基板４００に伝達することができる。そのため、発光素子２００から発生した熱を支持基板４００から効率的に放熱することができ、発光効率の低下や寿命の短期化を低減することができる。
【００５１】
特に、本実施形態では、実装基板３００に段差部３５０が形成されているため、接合部材５００を塞き止めることができ、接合部材５００が突部３４０からさらに実装面３０１に這い上がることを効果的に低減することができる。実装面３０１には複数の端子３１０が配置されているため、接合部材５００の実装面３０１への這い上がりを防止することで、接合部材５００を介した端子３１０同士の短絡を防止することができる。
【００５２】
なお、本実施形態では接合部材５００が段差部３５０まで到達していないが、図５に示すように、接合部材５００が段差部３５０の途中まで這い上がり、段差部３５０とも接合していてもよい。換言すると、接合部材５００は、突部３４０の全てを覆っていてもよい。これにより、本実施形態と比較して、さらに、実装基板３００と接合部材５００の接触面積を大きくすることができるため、上述した効果がより向上する。また、図６に示すように、接合部材５００が実装面３０１まで這い上がり、実装面３０１とも接合していてもよい。換言すると、接合部材５００は、突部３４０と段差部３５０の全てを覆っていてもよい。これにより、図６の構成と比較して、さらに、実装基板３００と接合部材５００の接触面積を大きくすることができるため、上述した効果がさらに向上する。なお、本構成の場合には、接合部材５００を介した端子３１０同士の短絡が発生しないように注意が必要である。
【００５３】
以上のような接合部材５００を介して実装基板３００と接合されている支持基板４００は、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｃ、Ｂｅ、Ａｕや、これらの化合物（例えば、ＡｌＮ、ＢｅＯなど）や合金（例えばＣｕＭｏなど）などで構成することができる。また、これらの例示を組み合わせたもの、例えば銅（Ｃｕ）層とモリブデン（Ｍｏ）層の多層構造などから、支持基板４００を構成することもできる。このような材料で支持基板４００を構成することで、優れた熱伝導性を有する支持基板４００となり、発光素子２００から発生した熱を効率的に放熱することができる。
以上、半導体モジュール１００について説明した。
【００５４】
次に、半導体モジュール１００の製造方法について説明する。
まず、図７（ａ）に示すように、実装基板３００となるシリコン基板６００を用意する。そして、必要に応じてシリコン基板６００を所定の厚さとした後に、例えば熱酸化法を用いて、シリコン基板６００の表面にシリコン酸化膜６１０を形成する。次に、シリコン基板６００の上面に金属膜を成膜し、金属膜をフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いてパターニングすることで、図７（ｂ）に示すように、端子３１０を形成する。次に、図７（ｃ）に示すように、端子３１０上に発光素子２００を実装する。次に、幅の広いダイシングソーを用いて、シリコン基板６００を上面側からハーフダイシングし、図８（ａ）に示すように、凹部６２０を形成する。次に、幅の狭いダイシングソーを用いて、シリコン基板６００を凹部６２０の底面からダイシングすることで、図８（ｂ）に示すように、個片化された実装基板３００が得られる。このような製造方法によれば、比較的簡単に実装基板３００が得られる。
【００５５】
ただし、実装基板３００の製造方法としては、これに限定されず、例えば、凹部６２０を形成するのに、ダイシングソーに替えてエッチング（ドライエッチング、ウエットエッチング）技法を用いてもよいし、個片化するのに、ダイシングソーに替えてエッチング（ドライエッチング、ウエットエッチング）技法を用いてもよい。
【００５６】
次に、図９（ａ）に示すように、支持基板４００を用意し、支持基板４００上にペースト状の接合部材５００を塗布する。次に、図９（ｂ）に示すように、実装基板３００を接合部材５００に接触させ、さらに支持基板４００側へ押し込むことで、図９（ｃ）に示すように、接合部材５００が突部３４０の先端を回り込んで、突部３４０の第２面３４２に到達する。この状態で、接合部材５００を硬化することで、半導体モジュール１００が得られる。
【００５７】
ただし、半導体モジュール１００の製造方法としてはこれに限定されない。例えば、発光素子２００の実装基板３００への実装は、実装基板３００を支持基板４００に固定した後で行ってもよい。
【００５８】
＜第２実施形態＞
図１０は、本発明の第２実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。
【００５９】
以下、第２実施形態の半導体モジュールについて前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６０】
第２実施形態の半導体モジュールは、主に、実装基板の突部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の半導体モジュールと同様である。なお、図１０では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００６１】
図１０に示すように、本実施形態の突部３４０は、実装基板３００の厚さ方向の中央部に配置されている。
【００６２】
そのため、突部３４０の第１面３４１と接合面３０２の間には段差部（第２段差部）３５１が形成されており、第２面３４２と実装面３０１の間には段差部３５０が形成されている。換言すると、突部３４０の位置は、実装面３０１を含む面と接合面３０２を含む面との間に配置され、第２面３４２と実装面３０１とが異なる平面に形成されている。このような構成の突部３４０によれば、例えば、前述した第１実施形態と比較して、段差部３５１の分だけ接合部材５００との接触面積が大きくなる。そのため、実装基板３００の熱を接合部材５００を介して支持基板４００により効率的に伝達することができる。
【００６３】
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６４】
＜第３実施形態＞
図１１は、本発明の第３実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。
【００６５】
以下、第３実施形態の半導体モジュールについて前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６６】
第３実施形態の半導体モジュールは、主に、実装基板の突部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の半導体モジュールと同様である。なお、図１１では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００６７】
図１１に示すように、本実施形態の突部３４０では、第２面３４２が実装面３０１に対して傾斜した傾斜面となっている。そのため、突部３４０は、その厚みｔが先端（第２面３４２と接合面３０２との交差する部分）側に向けて漸減するテーパー状（片テーパー状）となっている。なお、本実施形態の場合、接合面３０２と第１面３４１とは同一面で構成されている。このように、第２面３４２を傾斜面とすることで、接合部材５００が第２面３４２を介して実装面３０１まで這い上がることを低減することができる。
【００６８】
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６９】
＜第４実施形態＞
図１２は、本発明の第４実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。
【００７０】
以下、第４実施形態の半導体モジュールについて前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７１】
第４実施形態の半導体モジュールは、主に、実装基板の突部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の半導体モジュールと同様である。なお、図１２では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００７２】
図１２に示すように、本実施形態の突部３４０では、第２面３４２が実装面３０１に対して傾斜した傾斜面となっており、第１面３４１が接合面３０２に対して傾斜した傾斜面となっている。そのため、突部３４０は、その厚みｔが先端（第１面３４１と第２面３４２との交差する部分）側に向けて漸減するテーパー状（両テーパー状）となっている。このように、第２面３４２を傾斜面とすることで、接合部材５００が第２面３４２を介して実装面３０１まで這い上がることを低減することができる。また、第１面３４１を傾斜面とすることで、製造時に、接合部材５００を第１面３４１を伝って第２面３４２に誘導し易くなると共に、第１面３４１と接合部材５００との間にボイド（気泡）が発生し難くなる。
【００７３】
このような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７４】
＜第５実施形態＞
図１３は、本発明の第５実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。
【００７５】
以下、第５実施形態の半導体モジュールについて前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７６】
第５実施形態の半導体モジュールは、主に、実装基板の突部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の半導体モジュールと同様である。なお、図１３では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００７７】
図１３に示すように、本実施形態の突部３４０は、実装基板３００の厚さ方向に並んで２つ配置されている。換言すると、２つの突部３４０によって実装基板３００の側面に凹部が形成されている。このような構成によれば、接合面３０２側の突部３４０Ａが実装基板３００と接合部材５００との接触面積を大きくするための突部として機能し、実装面３０１側の突部３４０Ｂは、接合部材５００の実装面３０１への這い上がりを防止するためのストッパーとして機能する。なお、図１３において、突部３４０Ａの第１面３４１と接合面３０２とは同一面で構成されているが、第１面３４１と接合面３０２とが異なる平面に形成され、第１面３４１と接合面３０２とによって段差部が形成されても良い。また、突部３４０Ｂの第２面３４２と実装面３０１とは同一面で構成されているが、第２面３４２と実装面３０１とが異なる平面に形成され、第２面３４２と実装面３０１とによって段差部が形成されても良い。
【００７８】
このような第５実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７９】
＜第６実施形態＞
図１４は、本発明の第６実施形態に係る半導体モジュールを示す断面図である。
【００８０】
以下、第６実施形態の半導体モジュールについて前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００８１】
第６実施形態の半導体モジュールは、主に、実装基板の突部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の半導体モジュールと同様である。なお、図１４では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００８２】
図１４に示すように、本実施形態の突部３４０は、実装基板３００の厚さ方向に並んで２つ配置されている。接合面３０２側の突部３４０Ａでは、第１面３４１が接合面３０２と同一面で構成されており、第２面３４２が接合面３０２に対して傾斜した傾斜面で構成されている。一方、実装面３０１側の突部３４０Ｂでは、第２面３４２が実装面３０１と同一面で構成されており、第１面３４１が実装面３０１に対して傾斜した傾斜面で構成されている。そして、突部３４０Ａの第２面３４２と、突部３４０Ｂの第１面３４１とが接続されている。このような構成によれば、例えば、前述した第５実施形態と比較して、突部３４０Ａと突部３４０Ｂの間にある窪みと接合部材５００との間にボイドが発生し難くなる。
【００８３】
このような第６実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００８４】
＜第７実施形態＞
図１５は、本発明の第７実施形態に係るプロジェクターを示す図である。
【００８５】
図１５に示すように、プロジェクター１０００は、赤色光、緑色光、青色光を出射する赤色光源１１００Ｒ、緑色光源１１００Ｇ、青色光源１１００Ｂを有している。そして、これら光源１１００Ｒ、１１００Ｇ、１１００Ｂとして上述した半導体モジュール１００が用いられている。さらに、プロジェクター１０００は、レンズアレイ１２００Ｒ、１２００Ｇ、１２００Ｂと、透過型の液晶ライトバルブ（光変調部）１３００Ｒ、１３００Ｇ、１３００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１４００と、投射レンズ（投射部）１５００とを有している。
【００８６】
光源１１００Ｒ、１１００Ｇ、１１００Ｂから出射された光は、各レンズアレイ１２００Ｒ、１２００Ｇ、１２００Ｂに入射する。レンズアレイ１２００Ｒ、１２００Ｇ、１２００Ｂの入射面は、例えば、光源１１００Ｒ、１１００Ｇ、１１００Ｂから出射される光の光軸に対して、所定の角度で傾斜している。これにより、光源１１００Ｒ、１１００Ｇ、１１００Ｂから出射された光の光軸を変換することができる。したがって、例えば、光源１１００Ｒ、１１００Ｇ、１１００Ｂから出射された光を、液晶ライトバルブ１３００Ｒ、１３００Ｇ、１３００Ｂの照射面に対して、直交させることができる。
【００８７】
また、レンズアレイ１２００Ｒ、１２００Ｇ、１２００Ｂは、液晶ライトバルブ１３００Ｒ、１３００Ｇ、１３００Ｂ側に凸曲面を有している。これにより、レンズアレイ１２００Ｒ、１２００Ｇ、１２００Ｂの入射面において光軸が変換された光は、凸曲面によって、集光される（または拡散角を小さくされることができる）。そして、各レンズアレイ１２００Ｒ、１２００Ｇ、１２００Ｂによって集光された光は、各液晶ライトバルブ１３００Ｒ、１３００Ｇ、１３００Ｂに入射する。各液晶ライトバルブ１３００Ｒ、１３００Ｇ、１３００Ｂは、入射した光をそれぞれ画像情報に応じて変調する。
【００８８】
各液晶ライトバルブ１３００Ｒ、１３００Ｇ、１３００Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム１４００に入射して合成される。クロスダイクロイックプリズム１４００によって合成された光は、投射光学系である投射レンズ１５００に入射する。投射レンズ１５００は、液晶ライトバルブ１３００Ｒ、１３００Ｇ、１３００Ｂによって形成された像を拡大して、スクリーン（表示面）１６００に投射する。これにより、スクリーン１６００上に所望の映像が映し出される。
以上、プロジェクター１０００について説明した。
【００８９】
なお、上述の例では、光変調部として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いてもよいし、反射型のライトバルブを用いてもよい。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）が挙げられる。また、投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。
【００９０】
また、プロジェクターとしては、光をスクリーン上で走査させることにより、表示面に所望の大きさの画像を表示させる走査型のプロジェクターであってもよい。
【００９１】
以上、本発明の半導体モジュールおよびプロジェクターについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１００……半導体モジュール
２００……発光素子
２０１……光出射部
２０２……柱状部
２１０……基板
２２０……第１クラッド層
２３０……活性層
２３１……第１側面
２３２……第２側面
２３３……第３側面
２４０……第２クラッド層
２５０……コンタクト層
２６０……第１電極
２７０……第２電極
２８０……絶縁部
２９０……利得領域群
２９１……第１利得領域
２９２……第２利得領域
２９３……第３利得領域
３００……実装基板
３０１……実装面
３０２……接合面
３１０……端子
３２０……接合部材
３４０……突部
３４０Ａ……突部
３４０Ｂ……突部
３４１……第１面
３４２……第２面
３５０……段差部
３５１……段差部
４００……支持基板
５００……接合部材
６００……シリコン基板
６１０……シリコン酸化膜
６２０……凹部
１０００……プロジェクター
１１００Ｂ……青色光源
１１００Ｇ……緑色光源
１１００Ｒ……赤色光源
１２００Ｂ、１２００Ｇ、１２００Ｒ……レンズアレイ
１３００Ｂ、１３００Ｇ、１３００Ｒ……液晶ライトバルブ
１４００……クロスダイクロイックプリズム
１５００……投射レンズ
１６００……スクリーン
ＢＹ……ボンディングワイヤー
Ｌ……光
Ｐ……垂線
Ｔ、ｔ……厚み
【図１】
2016213311.tif 000003
【図２】
2016213311.tif 000004
【図３】
2016213311.tif 000005
【図４】
2016213311.tif 000006
【図５】
2016213311.tif 000007
【図６】
2016213311.tif 000008
【図７】
2016213311.tif 000009
【図８】
2016213311.tif 000010
【図９】
2016213311.tif 000011
【図１０】
2016213311.tif 000012
【図１１】
2016213311.tif 000013
【図１２】
2016213311.tif 000014
【図１３】
2016213311.tif 000015
【図１４】
2016213311.tif 000016
【図１５】
2016213311.tif 000017