(57)【要約】【課題】発光素子から放射された光の一部を効率良く光検出素子へ集光することができる発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】光検出素子４を形成したシリコン基板（第１のシリコン基板）４０ａと配光用基板３０とを接合する第１の接合工程（図１（ａ））と、少なくともシリコン基板４０ａの一表面側において配光用基板３０の開口窓３１に臨む部位を覆うレジスト層５２を形成するレジスト層形成工程（図１（ｄ））と、シリコン基板４０ａにおける光取出窓４１の形成予定部位が開口したレジストマスク層４２をマスクとしレジスト層５２をエッチングストッパ層としてシリコン基板４０ａを他表面側からドライエッチングすることにより光取出窓４１を形成する光取出窓形成工程（図１（ｆ））と、レジスト層５２を除去するレジスト層除去工程（図１（ｇ））とを備える。【選択図】      図１
2009206215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、少なくとも発光素子を収納する収納凹所が一表面に形成された実装基板により構成されるパッケージとを備え、実装基板が収納凹所の周部から内方へ突出する突出部を有し、当該突出部に発光素子から放射された光を検出する光検出素子が設けられてなるものであり、実装基板が、発光素子が実装されたベース基板と、第１のシリコン基板を用いて形成されてなりベース基板に対向配置され光取出窓が形成されるとともにベース基板に対向する一表面側に受光面を有する光検出素子が形成された光検出素子形成基板と、第２のシリコン基板を用いて形成されてなりベース基板と光検出素子形成基板との間に介在し光取出窓に連通する開口窓が形成された配光用基板とで構成され、光検出素子形成基板において開口窓上まで張り出した部位が前記突出部を構成してなる発光装置の製造方法であって、光検出素子が形成された第１のシリコン基板と配光用基板とを接合する第１の接合工程と、第１の接合工程の後で少なくとも第１のシリコン基板の上記一表面側において開口窓に臨む部位を覆うレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、レジスト層形成工程の後で第１のシリコン基板における光取出窓の形成予定部位が開口したレジストマスク層をマスクとしレジスト層をエッチングストッパ層として第１のシリコン基板を他表面側からドライエッチングすることにより光取出窓を形成する光取出窓形成工程と、光取出窓形成工程の後でレジスト層を除去するレジスト層除去工程とを備えることを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１の接合工程と前記レジスト層形成工程との間に、前記配光用基板における前記第１のシリコン基板側とは反対側に前記開口窓を閉塞する研磨用テープを貼付してから前記第１のシリコン基板を上記他表面側から所望の厚さまで研磨する研磨工程と、研磨工程の後で研磨用テープを剥離する剥離工程とを備えることを特徴とする請求項１記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記レジスト層形成工程では、前記レジスト層を前記配光用基板における開口窓の内側面および前記第１のシリコン基板側とは反対側の表面にも形成するようにし、前記光取出窓形成工程では、ドライエッチング装置のチャンバ内に配置された基板保持部と前記レジスト層とで囲まれた空間に冷媒ガスを満たした状態でドライエッチングを行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）などの発光素子を用いた発光装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図１４に示すように、ＬＥＤチップからなる発光素子１と、３枚のシリコン基板２０ａ，３０ａ，４０ａを用いて形成され発光素子１が収納される収納凹所２ａが一表面に形成された実装基板２とを備え、発光素子１から放射される光を検出するフォトダイオードからなる光検出素子４が実装基板２における収納凹所２ａの周部から内方へ突出する突出部２ｃに形成された発光装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
ここにおいて、上述の実装基板２は、シリコン基板２０ａを用いて形成され発光素子１が一表面側に実装されるベース基板２０と、シリコン基板４０ａを用いて形成されベース基板２０の上記一表面側に対向配置され光取出窓４１が形成されるとともに光検出素子４が形成された光検出素子形成基板４０と、シリコン基板３０ａを用いて形成されてベース基板２０と光検出素子形成基板４０との間に介在し光取出窓４１に連通する開口窓３１が形成され開口窓３１の内側面が発光素子１から放射された光の一部を光検出素子４へ導くミラー面２ｄとなる配光用基板３０とで構成されており、ベース基板２０および配光用基板３０それぞれに光検出素子４と電気的に接続される貫通孔配線２４，３４が形成されるとともに、ベース基板２０に発光素子１と電気的に接続される貫通孔配線（図示せず）が形成されている。
【０００４】
上述の図１４に示した構成の発光装置では、発光素子１が収納される収納凹所２ａが上記一表面に形成された実装基板２にける収納凹所２ａの周部から内方へ突出する突出部２ｃに、発光素子１から放射される光を検出する光検出素子４が形成されているので、実装基板２の上記一表面側において収納凹所２ａの周囲に光検出素子４を配置するためのスペースを別途に確保する必要がなく、光検出素子４を実装基板２に設けながらも小型化が可能になるという利点がある。
【０００５】
また、上記特許文献１には、上述の発光装置の製造にあたって、図１５に示すように、光検出素子４が形成されたシリコン基板４０ａと配光用基板３０とを接合する第１の接合工程を行った後、シリコン基板４０ａを所望の厚さまで研磨する研磨工程を行い、続いて、シリコン基板４０ａに光取出窓４１を形成する光取出窓形成工程を行い、その後、発光素子１が実装されたベース基板２０と配光用基板３０とを接合する第２の接合工程とを行うようにし、第１の接合工程および第２の接合工程において、接合前に互いの接合表面の活性化を行ってから接合表面同士を接触させ常温接合することが記載されている。
【０００６】
ところで、上述の製造方法における研磨工程および光取出窓形成工程について更に詳細に説明すれば、第１の接合工程の後、配光用基板３０におけるシリコン基板４０ａ側とは反対側に研磨用テープ５０を貼付してから研磨工程を行うことにより、図１６（ａ）に示す構造を得ており、その後、シリコン基板４０ａにおける配光用基板３０側の一表面側とは反対側の他表面側に光取出窓４１に対応する部位が開口されたレジストマスク層４２を形成することにより図１６（ｂ）に示す構造を得て、その後、シリコン基板４０ａを上記他表面側からドライエッチングすることによって光取出窓４１を形成する光取出窓形成工程を行うことにより、図１６（ｄ）に示す構造を得ている。ここにおいて、光取出窓形成工程では、図１７に示すように、ドライエッチング装置のチャンバＣＨ内に配置された基板保持部６０と研磨用テープ５０とで囲まれた空間に冷媒ガス（Ｈｅガス）６０を満たした状態でドライエッチングを行うことで光取出窓４１を形成するようにしている。ここで、第２の接合工程が終了するまではウェハレベルで全工程が行われており、光取出窓形成工程では、図１８に示すように、多数の配光用基板３０を形成したウェハ３００と多数の光検出素子形成基板４０の基礎となるウェハ４００とが接合されウェハ３００に研磨テープ５０が貼付されたものを、チャンバＣＨ内で基板保持部６０により保持して、基板保持部６０と研磨用テープ５０とで囲まれた空間に冷媒ガス６０を満たした状態でドライエッチングを行うことで多数の光取出窓４１を一括して形成するようにしている。
【特許文献１】特開２００７−２９４８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の発光装置の製造方法では、上述の光取出窓形成工程において、シリコン基板４０ａの厚みやエッチング速度の面内ばらつきなどに起因して図１６（ｃ）に示すように、シリコン基板４０ａにおける光取出窓４１の形成予定部位においてエッチングし終わる時間に差が生じるので、オーバーエッチングを行う必要があり、オーバーエッチング時のエッチング種（イオンなど）の進行方向が変わりやすく、エッチング種が同図中に矢印で示す向きで配光用基板３０の開口窓３１の内側面からなるミラー面２ｄに衝突してエッチングダメージを受けてミラー面２ｄの表面粗さが大きくなってしまう。なお、上述の発光装置では、ミラー面２ｄの表面粗さが大きくなると、ミラー面２ｄによる光検出素子４への集光効率が低下し、光検出素子４の出力のＳ／Ｎ比が低下してしまう。
【０００８】
また、上述の発光装置の製造方法では、上述の光取出窓形成工程において、光取出窓４１を形成するシリコン基板４０ａと冷媒ガス６０との間に研磨テープ５０および大気層５１が介在しているので、シリコン基板４０ａの冷却効率が低下し、ドライエッチング時の反応熱によりレジストマスク層４２が焼けてエッチング選択比が低下したりエッチング速度の面内ばらつきが大きくなってしまい、光取出窓４１の加工精度が低下してしまう。また、上述の発光装置の製造方法では、上述の光取出窓形成工程において、ドライエッチング時にチャンバＣＨ内の圧力と大気層５１の圧力との圧力差に起因してシリコン基板４０ａが割れてしまうことがあった。
【０００９】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、発光素子から放射された光の一部を効率良く光検出素子へ集光することができる発光装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、発光素子と、少なくとも発光素子を収納する収納凹所が一表面に形成された実装基板により構成されるパッケージとを備え、実装基板が収納凹所の周部から内方へ突出する突出部を有し、当該突出部に発光素子から放射された光を検出する光検出素子が設けられてなるものであり、実装基板が、発光素子が実装されたベース基板と、第１のシリコン基板を用いて形成されてなりベース基板に対向配置され光取出窓が形成されるとともにベース基板に対向する一表面側に受光面を有する光検出素子が形成された光検出素子形成基板と、第２のシリコン基板を用いて形成されてなりベース基板と光検出素子形成基板との間に介在し光取出窓に連通する開口窓が形成された配光用基板とで構成され、光検出素子形成基板において開口窓上まで張り出した部位が前記突出部を構成してなる発光装置の製造方法であって、光検出素子が形成された第１のシリコン基板と配光用基板とを接合する第１の接合工程と、第１の接合工程の後で少なくとも第１のシリコン基板の上記一表面側において開口窓に臨む部位を覆うレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、レジスト層形成工程の後で第１のシリコン基板における光取出窓の形成予定部位が開口したレジストマスク層をマスクとしレジスト層をエッチングストッパ層として第１のシリコン基板を他表面側からドライエッチングすることにより光取出窓を形成する光取出窓形成工程と、光取出窓形成工程の後でレジスト層を除去するレジスト層除去工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、光検出素子が形成された第１のシリコン基板と配光用基板とを接合する第１の接合工程の後で少なくとも第１のシリコン基板の一表面側において開口窓に臨む部位を覆うレジスト層を形成するレジスト層形成工程を行ってから、第１のシリコン基板における光取出窓の形成予定部位が開口したレジストマスク層をマスクとしレジスト層をエッチングストッパ層として第１のシリコン基板を他表面側からドライエッチングすることにより光取出窓を形成する光取出窓形成工程を行い、続いて、レジスト層を除去するレジスト層除去工程を行うようにしているので、光取出窓形成工程において配光用基板の開口窓の内側面がエッチングダメージを受けるのを防止することができ、発光素子から放射された光の一部を効率良く光検出素子へ集光することができる発光装置を提供することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１の接合工程と前記レジスト層形成工程との間に、前記配光用基板における前記第１のシリコン基板側とは反対側に前記開口窓を閉塞する研磨用テープを貼付してから前記第１のシリコン基板を上記他表面側から所望の厚さまで研磨する研磨工程と、研磨工程の後で研磨用テープを剥離する剥離工程とを備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、前記第１の接合工程の後で前記レジスト層形成工程を行う前に、前記配光用基板における前記第１のシリコン基板側とは反対側に前記開口窓を閉塞する研磨用テープを貼付してから前記第１のシリコン基板を上記他表面側から所望の厚さまで研磨する研磨工程を行い、続いて、研磨用テープを剥離する剥離工程を行うので、研磨工程において、前記配光用基板の前記開口窓の内側面が荒れるのを防止しつつ前記第１のシリコン基板を薄くすることができるから、前記光取出窓形成工程におけるエッチング時間を短縮することができて、前記光取出窓形成工程の加工精度の向上およびスループットの向上を図れる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記レジスト層形成工程では、前記レジスト層を前記配光用基板における開口窓の内側面および前記第１のシリコン基板側とは反対側の表面にも形成するようにし、前記光取出窓形成工程では、ドライエッチング装置のチャンバ内に配置された基板保持部と前記レジスト層とで囲まれた空間に冷媒ガスを満たした状態でドライエッチングを行うことを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、前記光取出窓形成工程において冷媒ガスによる前記第１のシリコン基板および前記レジストマスク層の冷却効率を高めることができ、前記光取出窓形成工程のエッチング速度の面内均一性やエッチング選択比などの再現性を高めることができ、前記光取出窓の加工精度の向上を図れる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明では、発光素子から放射された光の一部を効率良く光検出素子へ集光することができる発光装置を提供することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本実施形態の発光装置について図５〜図１３に基づいて説明した後、製造方法について図１〜図４に基づいて説明する。
【００１８】
本実施形態の発光装置は、図５に示すように、ＬＥＤチップからなる発光素子１と、発光素子１を収納する収納凹所２ａが一表面に形成され収納凹所２ａの内底面に発光素子１が実装された実装基板２と、実装基板２の上記一表面側において収納凹所２ａを閉塞する形で実装基板２に固着された透光性部材３と、実装基板２に設けられ発光素子１から放射された光を検出する光検出素子４と、実装基板２の収納凹所２ａに充填された透光性材料（例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなど）からなり発光素子１および当該発光素子１に接続されたボンディングワイヤ１４（図６参照）を封止した封止部５と備えている。ここで、実装基板２は、上記一表面側において収納凹所２ａの周部から内方へ突出した庇状の突出部２ｃを有しており、当該突出部２ｃに光検出素子４が設けられている。なお、本実施形態では、実装基板２と透光性部材３とでパッケージを構成しているが、透光性部材３は、必ずしも設けなくてもよく、必要に応じて適宜設ければよい。
【００１９】
実装基板２は、図５〜図７に示すように、発光素子１が一表面側に搭載される矩形板状のベース基板２０と、ベース基板２０の上記一表面側に対向配置され円形状の光取出窓４１が形成されるとともに光検出素子４が形成された光検出素子形成基板４０と、ベース基板２０と光検出素子形成基板４０との間に介在し光取出窓４１に連通する矩形状の開口窓３１が形成された配光用基板３０とで構成されており、ベース基板２０と配光用基板３０と光検出素子形成基板４０とで囲まれた空間が上記収納凹所２ａを構成している。ここにおいて、ベース基板２０および配光用基板３０および光検出素子形成基板４０の外周形状は矩形状であり、配光用基板３０および光検出素子形成基板４０はベース基板２０と同じ外形寸法に形成されている。また、光検出素子形成基板４０の厚み寸法はベース基板２０および配光用基板３０の厚み寸法に比べて小さく設定されている。なお、本実施形態では、光検出素子形成基板４０において配光用基板３０の開口窓３１上に張り出した部位が、上述の突出部２ｃを構成している。
【００２０】
上述のベース基板２０、配光用基板３０、光検出素子形成基板４０は、それぞれ、導電形がｎ形で主表面が（１００）面のシリコン基板２０ａ，３０ａ，４０ａを用いて形成してあり、配光用基板３０の開口窓３１は、シリコン基板２０ａをアルカリ系溶液（例えば、ＴＭＡＨ溶液、ＫＯＨ溶液など）を用いた異方性エッチングなどを利用して形成されており、当該異方性エッチングにより形成された（１１１）面にシリコン酸化膜３３ｂが積層され、当該シリコン酸化膜３３ｂに、発光素子１から放射された光の一部を光検出素子４側へ反射するミラー膜３９が積層されている。ここで、ミラー膜３９は、発光素子１から放射される光に対する反射率の高い材料（例えば、Ａｌなど）からなる反射膜と、当該反射膜に積層されたシリコン酸化膜からなる保護膜とで構成されている。なお、本実施形態では、光検出素子形成基板４０の基礎となるシリコン基板４０ａが第１のシリコン基板を構成し、配光用基板３０の基礎となるシリコン基板３０ａが第２のシリコン基板を構成し、ベース基板２０の基礎となるシリコン基板２０ａが第３のシリコン基板を構成している。
【００２１】
ベース基板２０は、図８および図９に示すように、シリコン基板２０ａの一表面側（図８（ｃ）における左面側）に、発光素子１の両電極それぞれと電気的に接続される２つの導体パターン２５ａ，２５ａが形成されるとともに、配光用基板３０に形成された後述の２つの貫通孔配線３４，３４を介して光検出素子４と電気的に接続される２つの導体パターン２５ｂ，２５ｂが形成されており、各導体パターン２５ａ，２５ａ，２５ｂ，２５ｂとシリコン基板２０ａの他表面側（図８（ｃ）における右面側）に形成された４つの外部接続用電極２７ａ，２７ａ，２７ｂ，２７ｂとがそれぞれ貫通孔配線２４を介して電気的に接続されている。また、ベース基板２０は、シリコン基板２０ａの上記一表面側に、配光用基板３０と接合するための接合用金属層２９も形成されている。
【００２２】
本実施形態における発光素子１は、結晶成長用基板として導電性基板を用い厚み方向の両面に電極（図示せず）が形成された可視光ＬＥＤチップである。そこで、ベース基板２０は、発光素子１が電気的に接続される２つの導体パターン２５ａ，２５ａのうちの一方の導体パターン２５ａを、発光素子１がダイボンディングされる矩形状のダイパッド部２５ａａと、ダイパッド部２５ａａに連続一体に形成され貫通孔配線２４との接続部位となる引き出し配線部２５ａｂとで構成してある。要するに、発光素子１は、上記一方の導体パターン２５ａのダイパッド部２５ａａにダイボンディングされており、ダイパッド部２５ａａ側の電極がダイパッド部２５ａａに接合されて電気的に接続され、光取り出し面側の電極がボンディングワイヤ１４を介して他方の導体パターン２５ａと電気的に接続されている。
【００２３】
また、ベース基板２０は、シリコン基板２０ａの上記他表面側に、シリコン基板２０ａよりも熱伝導率の高い金属材料からなる矩形状の放熱用パッド部２８が形成されており、ダイパッド部２５ａａと放熱用パッド部２８とがシリコン基板２０ａよりも熱伝導率の高い金属材料（例えば、Ｃｕなど）からなる複数（本実施形態では、９つ）の円柱状のサーマルビア２６を介して熱的に結合されており、発光素子１で発生した熱が各サーマルビア２６および放熱用パッド部２８を介して放熱されるようになっている。
【００２４】
ところで、ベース基板２０は、シリコン基板２０ａに、上述の４つの貫通孔配線２４それぞれが内側に形成される４つの貫通孔２２ａと、上述の９つのサーマルビア２６それぞれが内側に形成される９つの貫通孔２２ｂとが厚み方向に貫設され、シリコン基板２０ａの上記一表面および上記他表面と各貫通孔２２ａ，２２ｂの内面とに跨って熱酸化膜（シリコン酸化膜）からなる絶縁膜２３が形成されており、各導体パターン２５ａ，２５ａ，２５ｂ，２５ｂ、接合用金属層２９、各外部接続用電極２７ａ，２７ａ，２７ｂ，２７ｂ、放熱用パッド部２８、各貫通孔配線２４および各サーマルビア２６がシリコン基板２０ａと電気的に絶縁されている。
【００２５】
ここにおいて、各導体パターン２５ａ，２５ａ，２５ｂ，２５ｂ、接合用金属層２９、各外部接続用電極２７ａ，２７ａ，２７ｂ，２７ｂ、放熱用パッド部２８は、絶縁膜２３上に形成されたＴｉ膜と当該Ｔｉ膜上に形成されたＡｕ膜との積層膜により構成されており、シリコン基板２０ａの上記一表面側の各導体パターン２５ａ，２５ａ，２５ｂ，２５ｂ、接合用金属層２９が同時に形成され、シリコン基板２０ａの上記他表面側の各外部接続用電極２７ａ，２７ａ，２７ｂ，２７ｂ、放熱用パッド部２８が同時に形成されている。なお、本実施形態では、絶縁膜２３上のＴｉ膜の膜厚を１５〜５０ｎｍ、Ｔｉ膜上のＡｕ膜の膜厚を５００ｎｍに設定してあるが、これらの数値は一例であって特に限定するものではない。また、各Ａｕ膜の材料は、純金に限らず不純物を添加したものでもよい。また、各Ａｕ膜と絶縁膜２３との間に密着性改善用の密着層としてＴｉ膜を介在させてあるが、密着層の材料はＴｉに限らず、例えば、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｚｒ、ＴｉＮ、ＴａＮなどでもよい。また、貫通孔配線２４およびサーマルビア２６の材料としては、Ｃｕを採用しているが、Ｃｕに限らず、例えば、Ｎｉ、Ａｌなどを採用してもよい。
【００２６】
配光用基板３０は、図１０および図１１に示すように、シリコン基板３０ａの一表面側（図１０（ｃ）における左面側）に、貫通孔配線３４，３４を介して導体パターン３５，３５と電気的に接続される導体パターン３７，３７が形成されるとともに、光検出素子形成基板４０と接合するための接合用金属層３８が形成されており、シリコン基板３０ａの他表面側（図１０（ｃ）における右面側）に、ベース基板２０の２つの導体パターン２７ｂ，２７ｂと接合されて電気的に接続される２つの導体パターン３５，３５が形成されるとともに、ベース基板２０の接合用金属層２９と接合される接合用金属層３６が形成されている。
【００２７】
また、配光用基板３０は、上述の２つの貫通孔配線３４それぞれが内側に形成される２つの貫通孔３２がシリコン基板３０ａの厚み方向に貫設され、シリコン基板３０ａの上記一表面および上記他表面と各貫通孔３２の内面とに跨って熱酸化膜（シリコン酸化膜）からなる絶縁膜３３が形成されており、各導体パターン３５，３５，３７，３７および各接合用金属層３６，３８がシリコン基板３０ａと電気的に絶縁されている。ここにおいて、各導体パターン３５，３５，３７，３７および各接合用金属層３６，３８は、絶縁膜３３上に形成されたＴｉ膜と当該Ｔｉ膜上に形成されたＡｕ膜との積層膜により構成されており、シリコン基板３０ａの上記一表面側の導体パターン３５，２５および接合用金属層３６が同時に形成され、シリコン基板３０ａの上記他表面側の導体パターン３７，３７および接合用金属層３８が同時に形成されている。なお、本実施形態では、絶縁膜３３上のＴｉ膜の膜厚を１５〜５０ｎｍ、Ｔｉ膜上のＡｕ膜の膜厚を５００ｎｍに設定してあるが、これらの数値は一例であって特に限定するものではない。ここにおいて、各Ａｕ膜の材料は、純金に限らず不純物を添加したものでもよい。また、各Ａｕ膜と絶縁膜３３との間に密着性改善用の密着層としてＴｉ膜を介在させてあるが、密着層の材料はＴｉに限らず、例えば、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｚｒ、ＴｉＮ、ＴａＮなどでもよい。また、貫通孔配線３４の材料としては、Ｃｕを採用しているが、Ｃｕに限らず、例えば、Ｎｉ、Ａｌなどを採用してもよい。
【００２８】
光検出素子形成基板４０は、図１２および図１３に示すように、シリコン基板４０ａの一表面側（図１２（ｃ）における右面側）に、配光用基板３０の２つの導体パターン３７，３７と接合されて電気的に接続される２つの導体パターン４７ａ，４７ｂが形成されるとともに、配光用基板３０の接合用金属層３８と接合される接合用金属層４８が形成されている。ここにおいて、光検出素子４は、フォトダイオードにより構成されており、光検出素子形成基板４０に形成された２つの導体パターン４７ａ，４７ｂの一方の導体パターン４７ａ（図１３における上側の導体パターン４７ａ）は、光検出素子４を構成するフォトダイオードのｐ形領域４ａに電気的に接続され、他方の導体パターン４７ｂ（図１３における下側の導体パターン４７ｂ）は、上記フォトダイオードのｎ形領域４ｂを構成するシリコン基板４０ａに電気的に接続されている。
【００２９】
また、光検出素子形成基板４０は、シリコン基板４０ａにおいて表面が受光面となるｐ形領域４ａが形成された上記一表面側にシリコン酸化膜からなる絶縁膜４３が形成されており、当該絶縁膜４３がフォトダイオードの反射防止膜を兼ねている。また、光検出素子形成基板４０は、上記一方の導体パターン４７ａが、絶縁膜４３に形成したコンタクトホール４３ａを通してｐ形領域４ａと電気的に接続され、上記他方の導体パターン４７ｂが絶縁膜４３に形成したコンタクトホール４３ｂを通してｎ形領域４ｂと電気的に接続されている。ここにおいて、各導体パターン４７ａ，４７ｂおよび接合用金属層４８は、絶縁膜４３上に形成されたＴｉ膜と当該Ｔｉ膜上に形成されたＡｕ膜との積層膜により構成されており、同時に形成してある。なお、本実施形態では、絶縁膜４３上のＴｉ膜の膜厚を１５〜５０ｎｍ、Ｔｉ膜上のＡｕ膜の膜厚を５００ｎｍに設定してあるが、これらの数値は一例であって特に限定するものではない。ここにおいて、各Ａｕ膜の材料は、純金に限らず不純物を添加したものでもよい。また、各Ａｕ膜と絶縁膜４３との間に密着性改善用の密着層としてＴｉ膜を介在させてあるが、密着層の材料はＴｉに限らず、例えば、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｚｒ、ＴｉＮ、ＴａＮなどでもよい。
【００３０】
また、上述の透光性部材３は、透光性材料（例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなど）からなる透光性基板を用いて形成してある。ここで、透光性部材３は、実装基板２と同じ外周形状の矩形板状に形成されており、実装基板２側とは反対の光取り出し面に、発光素子１から放射された光の全反射を抑制する微細凹凸構造が形成されている。ここにおいて、透光性部材３の光取り出し面に形成する微細凹凸構造は、多数の微細な凹部が２次元周期構造を有するように形成されている。なお、上述の微細凹凸構造は、例えば、レーザ加工技術やエッチング技術やインプリントリソグラフィ技術などを利用して形成すればよい。また、微細凹凸構造の周期は、発光素子１の発光ピーク波長の１／４〜１００倍程度の範囲で適宜設定すればよい。
【００３１】
次に、発光装置の製造方法を説明する前に、配光用基板３０の形成方法について図４を参照しながら説明する。
【００３２】
まず、シリコン基板３０ａの上記一表面側（図４（ａ）における上面側）および上記他表面側（図４（ａ）における下面側）に熱酸化法によってシリコン酸化膜４１ａ，４１ｂを形成するマスク用酸化膜形成工程を行うことにより、図４（ａ）に示す構造を得る。
【００３３】
その後、シリコン基板３０ａに上述の貫通孔３２を形成する際のマスクを形成するために、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してシリコン基板３０ａの上記他表面側のシリコン酸化膜４１ｂをパターニングし、当該パターニングされたシリコン酸化膜４１ｂをマスクとして、シリコン基板３０ａを上記他表面側から上記一表面側のシリコン酸化膜４１ａに達する（つまり、シリコン基板３０ａの上記他表面側のシリコン酸化膜４１ｂをマスク、上記一表面側のシリコン酸化膜４１ａをエッチングストッパ層としてシリコン基板３０ａを貫通する）までドライエッチングすることで貫通孔３２を形成する貫通孔形成工程を行い、続いて、シリコン酸化膜４１ａ，４１ｂをエッチング除去してから、シリコン基板３０ａの上記一表面側および上記他表面側および貫通孔３２の内面（内周面）に熱酸化法によってシリコン酸化膜からなる絶縁膜２３を形成する絶縁膜形成工程を行うことにより、図４（ｂ）に示す構造を得る。ここで、貫通孔形成工程におけるエッチング装置としては、例えば、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）型のドライエッチング装置を用い、エッチング条件を適宜設定することにより、シリコン基板３０ａの厚みを２００μｍ〜５００μｍ程度であっても、貫通孔３２のアスペクト比を２０〜５０という高アスペクト比に設定することができる。
【００３４】
その後、シリコン基板３０ａの上記一表面において開口窓３１に対応する部位に内側面が（１１１）面の鏡面となる凹所３１ａを形成する際のマスクを形成するために、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してシリコン基板３０ａの上記一表面側の絶縁膜３３をパターニングし、当該パターニングされた絶縁膜３３をマスクとしてシリコン基板３０ａを上記一表面側から所定深さまでエッチングすることで凹所３１ａを形成する凹所形成工程を行うことによって、図４（ｃ）に示す構造を得る。ここにおいて、凹所形成工程では、アルカリ系溶液（例えば、ＫＯＨ水溶液、ＴＭＡＨ水溶液など）を用いた異方性エッチングにより凹所３１ａを形成している。
【００３５】
上述の凹所形成工程の後、シリコン基板３０ａの凹所３０ａの内側面および内底面にシリコン酸化膜３３ｂを形成する酸化膜形成工程を行うことにより、図４（ｄ）に示す構造を得る。なお、本実施形態では、上述の貫通孔形成工程と、絶縁膜形成工程と、凹所形成工程と、酸化膜形成工程とで、シリコン基板３０ａに貫通孔配線用の貫通孔３２を形成してから貫通孔３２の内面にシリコン酸化膜たる絶縁膜３３を形成するとともに開口窓３１に対応する部位をアルカリ系溶液により一表面側から異方性エッチングすることによって内側面が鏡面となる凹所３１ａを形成してから凹所３１ａの内側面および内底面にシリコン酸化膜３３ｂを形成する前段階工程を構成している。なお、前段階工程では、貫通孔配線形成工程、絶縁膜形成工程、凹所形成工程、酸化膜形成工程の順に行っているが、凹所形成工程、酸化膜形成工程、貫通孔形成工程、絶縁膜形成工程の順に行うようにしてもよい。
【００３６】
上述の前段階工程の後、シリコン基板３０ａの貫通孔３２の内側に金属材料（例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌなど）からなる貫通孔配線３４を電気めっき法を利用して形成する貫通孔配線形成工程を行うことにより、図４（ｅ）に示す構造を得る。なお、電気めっき法を利用して貫通孔配線３４を形成する際には、シリコン基板３０ａの上記他表面側を金属薄膜などにより閉塞した後に貫通孔配線３４の基礎となる金属部をボトムアップ成長させてから、当該金属部の不要部分をＣＭＰなどによって除去することで貫通孔配線３４を形成している。
【００３７】
上述の貫通孔配線形成工程の後、シリコン基板３０ａの凹所３０ａの内側面上のシリコン酸化膜３３ｂ上にミラー膜３９を形成するミラー膜形成工程を行うことにより、図４（ｆ）に示す構造を得る。なお、ミラー膜形成工程では、シリコン基板３０ａの上記一表面側に上記反射膜の基礎となるＡｌ膜をスパッタ法などによって成膜し、続いて、上記保護膜の基礎となるシリコン酸化膜をＣＶＤ法などによって成膜してから、Ａｌ膜とシリコン酸化膜との積層膜をパターニングすることによってミラー膜３９を形成している。
【００３８】
上述のミラー膜形成工程の後、シリコン基板３０ａの上記他表面側（裏面側）に導体パターン３５，３５および接合用金属層３６を形成する裏面側金属層形成工程を行うことにより、図４（ｇ）に示す構造を得る。なお、裏面側金属層形成工程では、シリコン基板３０ａの上記他表面側にＴｉ膜とＡｕ膜との積層膜をスパッタ法などにより成膜した後、当該積層膜をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してパターニングすることによって導体パターン３５，３５および接合用金属層３６（図１０（ｃ）参照）を形成している。
【００３９】
上述の裏面側金属層形成工程の後、シリコン基板３０ａの上記一表面側の全面に導体パターン３７，３７および接合用金属層３８の基礎となる金属層３７ａを形成する表面側金属層形成工程を行うことにより、図４（ｈ）に示す構造を得る。ここにおいて、表面側金属層形成工程では、シリコン基板３０ａの上記一表面側の全面にＴｉ膜とＡｕ膜との積層膜からなる金属層３７ａをスパッタ法などにより成膜している。
【００４０】
上述の表面側金属層形成工程の後、シリコン基板３０ａの上記他表面側において開口窓３１に対応する部位以外を覆うレジストマスク１３５を形成するとともにシリコン基板３０ａの上記一表面側において導体パターン３７，３７および接合用金属層３８に対応する部位を覆うレジストマスク１３６を形成するレジストマスク形成工程を行うことによって、図４（ｉ）に示す構造を得る。なお、レジストマスク形成工程において、レジストマスク１３５とレジストマスク１３６との形成順序はどちらが先でもよい。
【００４１】
上述のレジストマスク形成工程の後、凹所３１ａの内底面上に形成されているシリコン酸化膜３３ｂと金属層３７ａとの積層膜をエッチングストッパ層としてシリコン基板３０ａを上記他表面側から当該積層膜に達する深さまでドライエッチングする裏面側エッチング工程を行うことにより、図４（ｊ）に示す構造を得る。ここで、裏面側エッチング工程では、ＩＣＰ型のドライエッチング装置を利用して垂直加工を行っているが、ドライエッチング装置は特に限定するものではない。
【００４２】
上述の裏面側エッチング工程の後、開口窓３１に対向する部位のシリコン酸化膜をエッチング除去してから、ウェットエッチングにより金属層３７ａをパターニングすることで導体パターン３７，３７および接合用金属層３８を形成するとともに開口窓３１を形成するウェットエッチング工程を行うことにより、図４（ｋ）に示す構造を得る。ここで、金属層３７ａのＴｉ膜は過酸化水素によりウェットエッチングし、Ａｕ膜はヨウ素によりウェットエッチングしている。
【００４３】
上述のウェットエッチング工程の後、レジストマスク１３５，１５６を有機溶剤（例えば、アセトンなど）により除去するマスク除去工程を行うことにより、図４（ｌ）に示す構造の配光用基板３０を得る。なお、配光用基板３０の形成にあたって、上述の全工程はウェハレベルで行うようにしている。
【００４４】
上述の配光用基板３０の形成方法によれば、シリコン基板３０ａに貫通孔配線３４用の貫通孔３２を形成してから貫通孔３２の内面にシリコン酸化膜からなる絶縁膜３３を形成するとともに開口窓３１に対応する部位をアルカリ系溶液により上記一表面側から異方性エッチングすることによって内側面が鏡面となる凹所３１ａを形成してから凹所３１ａの内側面および内底面にシリコン酸化膜３３ｂを形成する前段階工程を行うことで、表面粗さの小さな鏡面により内側面が構成される凹所３１ａを形成することができ、また、前段階工程では、シリコン基板３０ａの厚み方向に貫通する開口窓３１を形成せずに凹所３１ａを形成しているので、貫通孔配線形成工程において電気めっき法を利用して貫通孔配線３４を形成することができる。ここにおいて、上述の凹所形成工程において形成する凹所３１ａの深さ寸法は、シリコン基板３０ａの上記他表面と凹所３１ａの内底面との間のダイアフラム部の厚み寸法がベース基板２０に実装する発光素子１の厚み寸法よりも小さくなるように設定すればよいが、上記ダイアフラム部の厚み寸法が薄くなりすぎると、凹所形成工程の後の工程において上記ダイアフラム部が破損しやすくなって、収率が著しく低下したり破損した破片などのよる製造装置の汚染や故障の原因となることが考えられる。特に、上述の貫通孔配線形成工程におけるＣＭＰを行う際には上記ダイアフラム部の厚み寸法が１０μｍ以上であることが望ましいので、上記ダイアフラム部の厚み寸法が１０μｍ以上となるように凹所３１ａの深さ寸法を設定することが望ましい。
【００４５】
また、上述の配光用基板３０の形成方法によれば、貫通孔配線形成工程よりも前に凹所３１の内側面および内底面にシリコン酸化膜３３ｂを形成してあるので、貫通孔配線形成工程において凹所３１ａの内側面にめっき析出部（金属部）が形成されて凹所３１ａの内側面の表面粗さが大きくなるのを防止でき、また、ミラー膜形成工程において貫通孔配線形成工程の後に凹所３１ａの内側面上のシリコン酸化膜３３ｂ上にミラー膜３９を形成するので、ミラー膜３９の表面粗さを小さくすることができ、ミラー膜形成工程よりも後に導体パターン３７，３７、導体パターン３５，３５、接合用金属層３８，３６を形成するので、導体パターン３７，３７、導体パターン３５，３５、接合用金属層３８，３６の表面が荒れるのを防止することができる。また、上述の配光用基板３０の形成方法によれば、金属層３７ａをシリコン基板３０ａの上記一表面側の全面に形成するようにし、凹所３１ａの内底面上に形成されているシリコン酸化膜３３ｂと金属層３７ａとの積層膜をエッチングストッパ層としてシリコン基板３０ａを上記他表面側から当該積層膜に達する深さまでドライエッチングし、その後、開口窓３１に対向する部位のシリコン酸化膜３３ｂをエッチング除去してから、金属層３７ａをウェットエッチングによりパターニングすることで導体パターン３７，３７および接合用金属層３８を形成するとともに開口窓３１を形成するので、シリコン基板３０ａを上記他表面側からエッチングストッパ層なしでドライエッチングする場合に比べて、ミラー膜３９の表面が荒れるのを防止することができるとともにドライエッチング装置のチャンバやウェハホルダに悪影響を及ぼすのを防止することができ、しかも、シリコン基板３０ａを上記他表面側からドライエッチングする際にエッチングストッパ層としてシリコン酸化膜３３ｂの単層膜を利用する場合に比べて、エッチングストッパ層の厚み方向の両側の圧力差によってエッチングストッパ層が破損するのを防止することができる。なお、エッチングストッパ層として金属層３７ａのみを用いた場合には、エッチングストッパ層となる金属層３７ａに延性があるので破損はしないが、金属層３７ａの表面がスパッタリングされるので、スパッタリングされた金属がドライエッチング装置のチャンバの内壁に付着したりシリコン基板３０ａの上記他表面側に再付着したりして悪影響を及ぼす問題が生じることがあるが、本実施形態では、シリコン酸化膜３３ｂと金属層３７ａとの積層膜をエッチングストッパ層として、シリコン基板３０ａの上記他表面側からドライエッチングしているので、このような問題が生じることもない。
【００４６】
次に、ベース基板２０の形成方法について説明するが、配光用基板３０の開口窓３１以外の工程については配光用基板３０の形成方法と同様なので、簡単に説明する。
【００４７】
まず、シリコン基板２０ａの一表面側（図８（ｂ）における上面側）および他表面側（図８（ｂ）における下面側）に熱酸化法によってシリコン酸化膜を形成する熱酸化工程を行い、その後、シリコン基板２０ａに上述の各貫通孔２２ａ，２２ｂを形成する際のマスクを形成するために、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してシリコン基板２０ａの上記一表面側のシリコン酸化膜４２ａをパターニングし、当該パターニングされたシリコン酸化膜をマスクとして、シリコン基板２０ａを上記一表面側から上記他表面側のシリコン酸化膜に達するまでドライエッチングすることで貫通孔２２ａ，２２ｂを形成する貫通孔形成工程を行う。
【００４８】
続いて、シリコン酸化膜をエッチング除去してから、シリコン基板２０ａの上記一表面側および上記他表面側および各貫通孔２２ａ，２２ｂの内面に熱酸化法によってシリコン酸化膜からなる絶縁膜２３を形成する絶縁膜形成工程を行い、シリコン基板２０ａの上記他表面側において貫通孔２２ａ，２２ｂを閉塞する導電体部を形成してから、シリコン基板２０ａの上記一表面側に対向配置した陽極（図示せず）とシリコン基板２０ａの上記他表面側において貫通孔２２ａ，２２ｂを閉塞している陰極（導電体部）との間に通電して貫通孔配線２４、サーマルビア２６となる金属部を導電体部における貫通孔２２ａ，２２ｂ側の露出表面からシリコン基板２０ａの厚み方向に沿って析出させる電気めっき工程を行い、その後、金属部のうちシリコン基板２０ａの上記一表面側に形成された不要部分およびシリコン基板２０ａの上記他表面側の導電体部をＣＭＰなどによって除去する研磨工程を行ってから、シリコン基板２０ａの上記他表面側に各外部接続用電極２５ａ，２５ｂおよび放熱用パッド部２８を形成する電極形成工程を行い、続いて、シリコン基板２０ａの上記一表面側に各導体パターン２５ａ，２５ｂおよび接合用金属層２９を形成する接合用金属層形成工程を行うことによって、ベース基板２０を得る。なお、ベース基板２０の形成にあたって、上述の全工程はウェハレベルで行うようにしている。
【００４９】
また、光検出素子形成基板４０については、配光用基板３０と接合する前に、シリコン基板４０ａの上記一表面側に光検出素子４をイオン注入技術や拡散技術などを利用して形成した後、シリコン基板４０ａの上記一表面側に絶縁膜４３を形成し、その後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してコンタクトホール４３ａ，４３ｂを形成してから、導体パターン４７ａ，４７ｂおよび接合用金属層４８をスパッタ法などの薄膜形成技術、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用して形成し、配光用基板３０との接合後に、光取出窓４１を形成するようにしている。
【００５０】
以下、本実施形態の発光装置の製造方法について図１〜図３に基づいて説明する。
【００５１】
まず、光検出素子４、絶縁膜４３、各導体パターン４７ａ，４７ｂ、および接合用金属層４８が形成されたシリコン基板４０ａと配光用基板３０とを接合する第１の接合工程を行うことにより、図１（ｂ）に示す構造を得る。ここにおいて、第１の接合工程では、接合前に互いの接合表面へアルゴンのプラズマ若しくはイオンビーム若しくは原子ビームを真空中で照射して各接合表面の清浄化・活性化を行ってから、接合表面同士を接触させ、常温下で直接接合する常温接合法を採用している。この第１の接合工程では、シリコン基板４０ａの接合用金属層４８と配光用基板３０の接合用金属層３８とが接合されるとともに、シリコン基板４０ａの導体パターン４７ａ，４７ｂと配光用基板３０の導体パターン３７，３７とが接合され電気的に接続される。ここで、導体パターン４７ａ，４７ｂと導体パターン３７，３７との接合部位が、貫通孔配線３４に重なる領域からずれるようにパターン設計しておけば、導体パターン４７ａ，４７ｂと導体パターン３７，３７との互いの接合面の平坦度を高めることができ、特に常温接合法により接合する際の接合歩留まりを高めることができるとともに接合信頼性を高めることができる。なお、第１の接合工程は、常温接合法に限らず、ＡｕＳｎや半田などの低融点共晶材料を用いた接合法を採用してもよい。また、第１の接合工程では、上述の各接合表面の正常化・活性化を行ってから、接合表面を接触させ常温よりも高い規定温度（例えば、８０℃）で直接接合するようにしてもよい。
【００５２】
上述の第１の接合工程の後、配光用基板３０におけるシリコン基板４０ａ側とは反対側に開口窓３１を閉塞する研磨用テープ５０を貼付してからシリコン基板４０ａを上記他表面側から所望の厚さ（例えば、１００μｍ程度）まで研磨する研磨工程を行うことにより、図１（ｂ）に示す構造を得る。
【００５３】
上述の研磨工程の後、研磨用テープ５０を剥離する剥離工程を行うことにより、図１（ｃ）に示す構造を得る。
【００５４】
その後、シリコン基板４０ａの上記一表面側において開口窓３１に臨む部位、配光用基板３０における開口窓３１の内側面および第１のシリコン基板４０側とは反対側の表面を覆うレジスト層５２を形成するレジスト層形成工程を行うことにより、図１（ｄ）に示す構造を得る。ここにおいて、レジスト層５２は、スプレー法およびスピンコート法を利用して形成することで膜厚を稼いでいる。なお、レジスト層５２は、少なくともシリコン基板４０ａの上記一表面側において開口窓３１に臨む部位を覆うように形成すればよい。
【００５５】
上述のレジスト層形成工程の後、第１のシリコン基板における光取出窓の形成予定部位が開口したレジストマスク層を形成することにより、図１（ｅ）に示す構造を得る。
【００５６】
その後、レジストマスク層４２をマスクとしレジスト層５２をエッチングストッパ層としてシリコン基板４０ａを上記他表面側からドライエッチングすることにより光取出窓４１を形成する光取出窓形成工程を行うことにより、図１（ｆ）に示す構造を得る。ここにおいて、光取出窓形成工程では、図２に示すようにドライエッチング装置のチャンバＣＨ内に配置された基板保持部６０とレジスト層５２とで囲まれた空間に冷媒ガス（例えば、Ｈｅガスなど）７０を満たした状態でドライエッチングを行うようにしている。ここで、後述の第３の接合工程が終了するまではウェハレベルで全工程が行われており、光取出窓形成工程では、図３に示すように、多数の配光用基板３０を形成したウェハ３００と多数の光検出素子形成基板４０の基礎となるウェハ４００とが接合され各配光用基板３０にレジスト層５２が貼付されたものを、チャンバＣＨ内で基板保持部６０により保持して、基板保持部６０とウェハ３００とウェハ４００とで囲まれた空間に冷媒ガス７０を満たした状態でドライエッチングを行うことで多数の光取出窓４１を一括して形成するようにしている。なお、光取出窓形成工程では、ＩＣＰ型のドライエッチング装置などを用いてシリコン基板４０ａに光取出窓４１を形成しているが、ドライエッチング装置の種類は特に限定するものではない。
【００５７】
上述の光取出窓形成工程の後でレジストマスク層４２およびレジスト層５２を有機溶剤（例えば、アセトンなど）により除去するレジスト層除去工程を行うことで光検出素子形成基板４０を完成させることによって、図１（ｇ）に示す構造を得る。
【００５８】
上述のレジスト層除去工程の後、発光素子１を実装したベース基板（発光素子１を搭載しボンディングワイヤ１４の結線を行ったベース基板２０）と配光用基板３０とを接合する第２の接合工程を行うことにより、図１（ｈ）に示す構造を得る。ここにおいて、第２の接合工程では、接合前に互いの接合表面へアルゴンのプラズマ若しくはイオンビーム若しくは原子ビームを真空中で照射して各接合表面の清浄化・活性化を行ってから、接合表面同士を接触させ、常温下で直接接合する常温接合法を採用している。このベース基板２０の接合用金属層２９と中間層基板３０の接合用金属層３６とが接合されるとともに、ベース基板２０の導体パターン２５ｂ，２５ｂと中間層基板３０の導体パターン３５，３５とが接合され電気的に接続される。ここで、導体パターン２５ｂ，２５ｂと導体パターン３５，３５との接合部位が、貫通孔配線２４に重なる領域および貫通孔配線３４に重なる領域からずれるようにパターン設計しておけば、導体パターン２５ｂ，２５ｂと導体パターン３５，３５との互いの接合面の平坦度を高めることができ、特に常温接合法により接合する際の接合歩留まりを高めることができるとともに接合信頼性を高めることができる。なお、第２の接合工程は、常温接合法に限らず、ＡｕＳｎや半田などの低融点共晶材料を用いた接合法を採用してもよい。また、第２の接合工程では、上述の各接合表面の正常化・活性化を行ってから、接合表面を接触させ常温よりも高い規定温度（例えば、８０℃）で直接接合するようにしてもよい。
【００５９】
上述の第２の接合工程の後、実装基板２の収納凹所２ａに封止用の透光性材料（例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなど）を充填して封止部５を形成する封止部形成工程を行い、封止部形成工程の後で実装基板２と透光性部材３とを接合する第３の接合工程を行うようすればよい。
【００６０】
そして、上述の第３の接合工程までの各工程をウェハレベルで行うことでウェハレベルパッケージ構造体を形成してから、ダイシング工程により個々の発光装置に分割すればよい。したがって、ベース基板２０と配光用基板３０と光検出素子形成基板４０と透光性部材３とが同じ外形サイズとなり、小型のパッケージを実現できるとともに、製造が容易になる。また、配光用基板３０におけるミラー膜３９と光検出素子形成基板４０における光検出素子４との相対的な位置精度を高めることができ、発光素子１から側方へ放射された光がミラー膜３９により反射されて光検出素子４へ導かれる。
【００６１】
以上説明した本実施形態の発光装置の製造方法によれば、光検出素子４が形成されたシリコン基板４０ａと配光用基板３０とを接合する第１の接合工程の後で少なくともシリコン基板４０ａの上記一表面側において開口窓３１に臨む部位を覆うレジスト層５２を形成するレジスト層形成工程を行ってから、シリコン基板４０ａにおける光取出窓４１の形成予定部位が開口したレジストマスク層４２をマスクとしレジスト層５２をエッチングストッパ層としてシリコン基板４０ａを上記他表面側からドライエッチングすることにより光取出窓４１を形成する光取出窓形成工程を行い、続いて、レジスト層５２を除去するレジスト層除去工程を行うようにしているので、光取出窓形成工程において配光用基板３０の開口窓３１の内側面がエッチングダメージを受けるのを防止することができ、発光素子１から放射された光の一部を効率良く光検出素子４へ集光することができる発光装置を提供することができる。
【００６２】
また、上述の発光装置の製造方法によれば、第１の接合工程の後でレジスト層形成工程を行う前に、配光用基板３０におけるシリコン基板４０ａ側とは反対側に開口窓３１を閉塞する研磨用テープ５０を貼付してからシリコン基板４０ａを上記他表面側から所望の厚さまで研磨する研磨工程を行い、続いて、研磨用テープ５０を剥離する剥離工程を行うので、研磨工程において、配光用基板３０の開口窓３１の内側面が荒れるのを防止しつつシリコン基板４０ａを薄くすることができるから、光取出窓形成工程におけるエッチング時間を短縮することができて、光取出窓形成工程の加工精度の向上およびスループットの向上を図れる。
【００６３】
また、上述の発光装置の製造方法によれば、上述のレジスト層形成工程では、レジスト層５２を配光用基板３０における開口窓３１の内側面およびシリコン基板４０ａ側とは反対側の表面にも形成するようにし、光取出窓形成工程では、ドライエッチング装置のチャンバＣＨ内に配置された基板保持部６０とレジスト層５２とで囲まれた空間に冷媒ガス７０を満たした状態でドライエッチングを行うようにしているので、光取出窓形成工程において冷媒ガス７０によるシリコン基板４０ａおよびレジストマスク層４２の冷却効率を高めることができ、光取出窓形成工程のエッチング速度の面内均一性やエッチング選択比などの再現性を高めることができ、光取出窓４１の加工精度の向上を図れる。
【００６４】
以上説明した本実施形態の発光装置の製造方法では、上述の各シリコン基板２０ａ，３０ａ，４０ａとして、それぞれベース基板２０、配光用基板３０、光検出素子形成基板４０を多数形成可能なシリコンウェハを用いるとともに、上述の透光性基板として透光性部材３を多数形成可能なウェハ状のもの（透光性ウェハ）を用い、上述の第３の接合工程が終了するまでの各工程をウェハレベルで行うことでウェハレベルパッケージ構造体を形成してから、ダイシング工程により個々の発光装置に分割しているので、ベース基板２０と配光用基板３０と光検出素子形成基板４０と透光性部材３とが同じ外形サイズとなり、小型のパッケージを実現できるとともに、製造が容易になる。また、配光用基板３０におけるミラー膜３９と光検出素子形成基板４０における光検出素子４との相対的な位置精度を高めることができ、発光素子１から側方へ放射された光がミラー膜３９により反射されて光検出素子４へ導かれる。
【００６５】
また、上述の発光装置の製造方法によれば、配光用基板３０と発光素子１を実装したベース基板２０とを接合する第２の接合工程では、接合前に互いの接合表面の活性化を行ってから接合表面同士を接触させ常温接合するので、当該第２の接合工程で発光素子１のジャンクション温度が最大ジャンクション温度を超えるのを防止することができ、発光素子１の特性が劣化するのを防止することができる。
【００６６】
ところで、上述の実施形態では、発光素子１として可視光ＬＥＤチップを用いているが、発光素子１は、可視光ＬＥＤチップに限らず、紫外光ＬＥＤチップや、ＬＥＤチップと当該ＬＥＤチップに積層され少なくとも当該ＬＥＤチップから放射された光によって励起されて当該ＬＥＤチップよりも長波長の光を放射する蛍光体により形成された蛍光体層とで構成されたものや、有機ＥＬ素子などでもよい。また、発光素子１としては、例えば、結晶成長用基板の主表面側に発光部などをエピタキシャル成長した後に発光部を支持する導電性基板（例えば、Ｓｉ基板など）を発光部に固着してから、結晶成長用基板などを除去したものを用いてもよい。また、ベース基板２０は、シリコン基板２０ａに限らず、例えば、金属板を用いて形成してもよく、金属板を用いて形成することにより、発光素子１で発生した熱をより効率良く放熱させることが可能となる。
【００６７】
また、光検出素子４は、フォトダイオードに限らず、例えば、フォトダイオードとカラーフィルタとを組み合わせたカラーセンサや、フォトダイオードと波長選択フィルタとを組み合わせたものなどでもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、実装基板２の収納凹所２ａの内底面に１つの発光素子１を実装してあるが、発光素子１の数は特に限定するものではなく、発光色が同じ複数の発光素子１を収納凹所２ａの内底面に実装するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施形態の発光装置の製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図２】同上の発光装置の製造方法の説明図である。
【図３】同上の発光装置の製造方法の説明図である。
【図４】同上の発光装置における配光用基板の形成方法を説明するための主要工程断面図である。
【図５】同上の発光装置の概略断面図である。
【図６】同上の発光装置の概略分解斜視図である。
【図７】同上における実装基板を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’概略断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’概略断面図である。
【図８】同上におけるベース基板を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’概略断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’概略断面図である。
【図９】同上におけるベース基板の概略下面図である。
【図１０】同上における配光用基板を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’概略断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’概略断面図である。
【図１１】同上における配光用基板の概略下面図である。
【図１２】同上における光検出素子形成基板を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’概略断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’概略断面図である。
【図１３】同上における光検出素子形成基板の概略下面図である。
【図１４】従来例を示す概略断面図である。
【図１５】同上の発光装置の製造方法の説明図である。
【図１６】同上の発光装置の製造方法の説明図である。
【図１７】同上の発光装置の製造方法の説明図である。
【図１８】同上の発光装置の製造方法の説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  発光素子
２  実装基板
２ａ  収納凹所
２ｃ  突出部
４  光検出素子
２０  ベース基板
３０ａ  シリコン基板（第２のシリコン基板）
３１  開口窓
４０  光検出素子形成基板
４０ａ  シリコン基板（第１のシリコン基板）
４１  光取出窓
４２  レジストマスク層
５０  研磨用テープ
５２  レジスト層
６０  基板保持部
７０  冷媒ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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