專利名稱：發(fā)光裝置及發(fā)光裝置制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有多個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光裝置以及該發(fā)光裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，在半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域中，正在積極地開發(fā)在同一基板(或基體)上具有發(fā) 光波長(zhǎng)互不相同的多個(gè)發(fā)光部的多波長(zhǎng)激光器。多波長(zhǎng)激光器例如被用作光盤裝置的光 源。在該光盤裝置中，700nm波段的激光束用于再生⑶(壓縮光盤)，并且還用于記錄/ 再生諸如⑶-R(可記錄⑶)、⑶-RW(可擦寫⑶)或者M(jìn)D (小型光盤)等可記錄光盤。600nm 波段的激光束用于記錄/再生DVD (數(shù)字化多用途光盤)。通過在光盤裝置上安裝多波長(zhǎng)激 光器，就可以記錄或再生現(xiàn)有的多種光盤中的任何一種。此外，已實(shí)現(xiàn)了具有短波長(zhǎng)(400nm 波段)的激光器，該激光器使用由GaN、AlGaN和GaInN代表的氮化物基III-V族化合物半 導(dǎo)體(下文稱作GaN基化合物半導(dǎo)體)，該激光器實(shí)際上被用作較高密度光盤的光源。另 夕卜，通過將多波長(zhǎng)也用在短波長(zhǎng)激光器上，可以進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用。通常推薦的是具有這種GaN基激光振蕩器的3波長(zhǎng)激光裝置(發(fā)光裝置)，它例如 通過下面的方法制造而成。具體地，首先，在GaN基板上生長(zhǎng)GaN基化合物半導(dǎo)體，以便形 成波長(zhǎng)在400nm波段的第一發(fā)光元件。在同一 GaN基板上，通過生長(zhǎng)AlGaInP基化合物半 導(dǎo)體來提供600nm波段的元件并且還通過生長(zhǎng)AlGaAs基化合物半導(dǎo)體來提供700nm波段 的元件，由此形成第二發(fā)光元件。把第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件按照此順序重疊地設(shè)置 在支撐基體上。以此方式，通常就制造出3波長(zhǎng)激光裝置。在通常的3波長(zhǎng)激光裝置中，第 二發(fā)光元件中產(chǎn)生的熱量從具有極好導(dǎo)熱性的GaN基板和支撐基體中釋放出去，從而得到 高的散熱效率。這種發(fā)光裝置例如通過如下方法予以形成在支撐基體上安裝第一發(fā)光元件，在 該支撐基體上形成多個(gè)金凸塊，并在這些金凸塊和上述第一發(fā)光元件上安裝第二發(fā)光元件 (參照日本專利公開公報(bào)特開2007-234643號(hào))。這些金凸塊具有如下功能其作為使第二 發(fā)光元件中產(chǎn)生的熱量釋放出去的散熱器(heat sink)，還用于從支撐基體側(cè)向第二發(fā)光 元件提供電力。在該制造過程中，在設(shè)置第二發(fā)光元件之前，不容易將全部金凸塊的高度調(diào)整成 同一高度，因此這些金凸塊的高度是有差異的。所以，在金凸塊的高度略大于所需高度的情 況下，在設(shè)置第二發(fā)光元件時(shí)金凸塊會(huì)被第二發(fā)光元件擠壓而發(fā)生變形。當(dāng)金凸塊受到擠 壓而發(fā)生變形時(shí)，意味著在金凸塊中會(huì)出現(xiàn)脆弱性(weakness)。這樣導(dǎo)致的問題是根據(jù)脆弱性的程度，就可能出現(xiàn)故障。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是期望提供一種能夠解決由于第一發(fā)光元件與第二發(fā)光元件 之間的接合而引起的脆弱性的發(fā)光裝置、以及該發(fā)光裝置的制造方法。本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光裝置包括支撐基體，在它的頂面上具有凸部；第一發(fā) 光元件，它設(shè)置在所述頂面中的沒有形成所述凸部的區(qū)域內(nèi)；以及第二發(fā)光元件，它設(shè)置在 所述第一發(fā)光元件和所述凸部上。所述發(fā)光裝置還包括引出電極以及一個(gè)或多個(gè)焊盤電 極。所述引出電極形成在所述頂面中的沒有形成所述凸部的區(qū)域內(nèi)，并與所述第一發(fā)光元 件電連接。所述一個(gè)或多個(gè)焊盤電極中的每一者都具有與所述第二發(fā)光元件電連接的第一 連接面和與外部導(dǎo)電部件電連接的第二連接面，并且每個(gè)所述焊盤電極都形成在所述凸部 的頂面上。本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光裝置包括導(dǎo)電性支撐基體，在它的頂面上具有凸部； 第一發(fā)光元件，它設(shè)置在所述頂面中的沒有形成所述凸部的區(qū)域內(nèi)；以及第二發(fā)光元件，它 設(shè)置在所述第一發(fā)光元件和所述凸部上。所述發(fā)光裝置還具有引出電極以及一個(gè)或多個(gè)焊 盤電極。所述弓I出電極形成在所述導(dǎo)電性支撐基體的背面上，并與所述導(dǎo)電性支撐基體電 連接。所述一個(gè)或多個(gè)焊盤電極中的每一者都具有與所述第二發(fā)光元件電連接的第一連接 面和與外部導(dǎo)電部件電連接的第二連接面，并且每個(gè)所述焊盤電極都形成在所述凸部的頂 面上。本發(fā)明又一實(shí)施例的發(fā)光裝置制造方法包括如下步驟準(zhǔn)備頂面上具有凸部的支 撐基體、第一發(fā)光元件以及水平寬度比所述第一發(fā)光元件的水平寬度大的第二發(fā)光元件； 在所述凸部的頂面上形成一個(gè)或多個(gè)焊盤電極，每個(gè)所述焊盤電極都具有與所述第二發(fā)光 元件電連接的第一連接面和與外部導(dǎo)電部件電連接的第二連接面；在所述支撐基體頂面中 的沒有形成所述凸部的區(qū)域內(nèi)，形成用于安裝所述第一發(fā)光元件的安裝電極和與所述安裝 電極電連接的引出電極；以及將所述第一發(fā)光元件設(shè)置在所述安裝電極上，并將所述第二 發(fā)光元件設(shè)置在所述第一發(fā)光元件和所述第一連接面上。本發(fā)明再一實(shí)施例的發(fā)光裝置制造方法包括如下步驟準(zhǔn)備頂面上具有凸部的導(dǎo) 電性支撐基體、第一發(fā)光元件以及水平寬度比所述第一發(fā)光元件的水平寬度大的第二發(fā)光 元件；在所述凸部的頂面上形成一個(gè)或多個(gè)焊盤電極，每個(gè)所述焊盤電極都具有與所述第 二發(fā)光元件電連接的第一連接面和與外部導(dǎo)電部件電連接的第二連接面；在所述導(dǎo)電性 支撐基體頂面中的沒有形成所述凸部的區(qū)域內(nèi)，形成用于安裝所述第一發(fā)光元件的安裝電 極；在所述導(dǎo)電性支撐基體的背面上形成與所述導(dǎo)電性支撐基體電連接的引出電極；以及 將所述第一發(fā)光元件設(shè)置在所述安裝電極上，并將所述第二發(fā)光元件設(shè)置在所述第一發(fā)光 元件和所述第一連接面上。在本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光裝置以及發(fā)光裝置制造方法中，在第一發(fā)光元件以及形成 在凸部頂面上的焊盤電極的第一連接面上設(shè)置著第二發(fā)光元件。利用這種結(jié)構(gòu)，例如，在通 過對(duì)支撐基體進(jìn)行濕式蝕刻或干式蝕刻來形成上述凸部的情況下以及在用凸塊形成上述 凸部的情況下，精確地形成了上述凸部，并且這些凸部的高度沒有差異。在本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光裝置以及發(fā)光裝置制造方法中，精確地形成了凸部，并且這些凸部的高度沒有差異。因此，不可能出現(xiàn)由于第一發(fā)光元件與第二發(fā)光元件之間的接 合引起的脆弱性。從下面的說明能更全面地顯示出本發(fā)明的其他及進(jìn)一步目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)光裝置的立體圖。圖2是沿圖1中發(fā)光裝置的線A-A得到的截面圖。圖3是沿圖1中發(fā)光裝置的線B-B得到的截面圖。圖4是圖1的發(fā)光裝置的第一變形例的立體圖。圖5是圖1的發(fā)光裝置的第二變形例的截面圖。 圖6是外殼的平面圖。圖7是圖1的發(fā)光裝置的第三變形例的立體圖。圖8是圖1的發(fā)光裝置的第四變形例的立體圖。圖9是圖1的發(fā)光裝置的第五變形例的截面圖。圖10是圖1的發(fā)光裝置的第六變形例的截面圖。圖11是圖1的發(fā)光裝置的第七變形例的立體圖。圖12是圖1的發(fā)光裝置的第八變形例的截面圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖來詳細(xì)說明用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式。說明的順序如下1.實(shí)施例(圖1 圖6)-支撐基體設(shè)有四個(gè)凸部的示例-在支撐基體的頂面上設(shè)有引出電極的示例-設(shè)有兩個(gè)發(fā)光元件的示例2.變形例-支撐基體設(shè)有兩個(gè)凸部的示例(圖7)-支撐基體設(shè)有一個(gè)凸部的示例(圖8)-在支撐基體上的凸部中設(shè)有臺(tái)階的示例(圖9)_在支撐基體的背面上設(shè)有引出電極的示例(圖10)-在發(fā)光元件的后方設(shè)有光接收元件的示例(圖11)-設(shè)有三個(gè)發(fā)光元件的示例(圖12)實(shí)施例發(fā)光裝置圖1是本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光裝置1的立體圖。圖2圖示了沿圖1中發(fā)光裝置1的 線A-A得到的截面結(jié)構(gòu)。圖3圖示了沿圖1中發(fā)光裝置1的線B-B得到的截面結(jié)構(gòu)。發(fā)光 裝置1適于用作對(duì)光盤進(jìn)行記錄/再生的光盤裝置的光源。通過在支撐基體30上按順序堆疊第一發(fā)光元件10和第二發(fā)光元件20來得到發(fā) 光裝置1，并且發(fā)光裝置1具有多波長(zhǎng)激光器的功能。第一發(fā)光元件10和第二發(fā)光元件20 是芯片型半導(dǎo)體激光器，并且第二發(fā)光元件20的水平寬度(與共振器方向垂直的方向上的寬度)比第一發(fā)光元件10的水平寬度大。第一發(fā)光元件10和第二發(fā)光元件20重疊得使它們的在發(fā)光側(cè)的端面Sl和S2(圖1)對(duì)齊于同一平面內(nèi)。位于第一發(fā)光元件10和第二 發(fā)光元件20背側(cè)的端面S3和S4(圖1)可以對(duì)齊于同一平面內(nèi)或者可以設(shè)置于不同平面 內(nèi)。在端面S3和S4對(duì)齊于同一平面內(nèi)的情況下，這意味著第一發(fā)光元件10和第二發(fā)光元 件20的共振器長(zhǎng)度彼此相等。另一方面，在端面S3和S4設(shè)置于不同平面內(nèi)的情況下，這 意味著第一發(fā)光元件10和第二發(fā)光元件20的共振器長(zhǎng)度互不相同。第一發(fā)光元件10是從發(fā)光點(diǎn)11出射例如400nm波段(例如，405nm)的激光束的 半導(dǎo)體激光器，并且由GaN基化合物半導(dǎo)體制成。在第一發(fā)光元件10中，使用了具有高導(dǎo) 熱性(例如，約130W/ (m · K))的GaN基板12 (圖2)，該GaN基板12用作使發(fā)光元件10和 20中產(chǎn)生的熱量釋放出去的散熱器。在第一發(fā)光元件10中，在GaN基板12上設(shè)有包括發(fā) 光點(diǎn)11的GaN基半導(dǎo)體層13。此外，在第一發(fā)光元件10的下面?zhèn)?GaN基板12側(cè))上設(shè) 有電極14，并且在第一發(fā)光元件10的頂面?zhèn)?半導(dǎo)體層13側(cè))上設(shè)有電極15。電極14 和電極15由具有高導(dǎo)熱性的金屬材料(例如，金)制成。第二發(fā)光元件20是單片型多波長(zhǎng)激光器，并且包括兩種半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)，該兩 種半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)從兩個(gè)發(fā)光點(diǎn)21和22出射例如600nm波段(例如，650nm)的激光 束以及700nm波段(例如，780nm)的激光束。在第二發(fā)光元件20中，通過所謂的結(jié)向下 (junction-down)方法將兩個(gè)發(fā)光點(diǎn)21和22以靠近第一發(fā)光元件10的發(fā)光點(diǎn)11的方式 設(shè)置在支撐基體30上。600nm波段的激光器結(jié)構(gòu)由AlGaInP基化合物半導(dǎo)體制成，700nm 波段的激光器結(jié)構(gòu)由AlGaAs基化合物半導(dǎo)體制成。在第二發(fā)光元件20中，使用了具有低 導(dǎo)熱性(例如，約17.8W/(m*K))的GaAs基板23。換句話說，在本實(shí)施例中，第二發(fā)光元件 20中產(chǎn)生的熱量通過第一發(fā)光元件10傳導(dǎo)至支撐基體30側(cè)，而不是傳導(dǎo)至GaAs基板23 側(cè)。在第二發(fā)光元件20中，在GaAs基板23上設(shè)有包括發(fā)光點(diǎn)21和22的GaAs基半 導(dǎo)體層24。在第二發(fā)光元件20的下面?zhèn)?半導(dǎo)體層24側(cè))上設(shè)有兩個(gè)電極25和26以及 布線圖形27。在第二發(fā)光元件20的頂面?zhèn)?GaAs基板23側(cè))上設(shè)有電極28。電極25用 作發(fā)光點(diǎn)21側(cè)的激光器的電極，電極26用作發(fā)光點(diǎn)22側(cè)的激光器的電極。電極28用作 發(fā)光點(diǎn)21側(cè)的激光器和發(fā)光點(diǎn)22側(cè)的激光器雙方共用的電極。電極25、26和28以及布 線圖形27均由具有高導(dǎo)熱性的金屬材料(例如，金)制成。第一發(fā)光元件10和第二發(fā)光元件20例如通過接合層41相互接合在一起(圖2)。 例如，如圖2所示，第一發(fā)光元件10的電極15與第二發(fā)光元件20的布線圖形27通過接合 層41相互接合在一起，并相互電連接。接合層41由例如下列材料制成Au (金)-Si (硅)、 Au (金)-Sn (錫)或者Ag (銀)-Sn (錫)等金屬合金；或者樹脂粘合劑，等等。支撐基體30是板狀基底，盡管未圖示，但支撐基體30例如是通過接合層設(shè)置在加 熱塊上。支撐基體30例如由具有約250W/(m· 的高導(dǎo)熱性和極好導(dǎo)熱性的硅或者陶瓷 制成，并且該支撐基體30用作使第一發(fā)光元件10和第二發(fā)光元件20的每一者中產(chǎn)生的熱 量釋放出來的散熱器。用于將支撐基體30和加熱塊接合起來的接合層例如由下列材料制 成諸如AU-Si、AU-Sn或Ag-Sn等金屬合金；或者樹脂粘合劑，等等。加熱塊由例如銅或鐵 等金屬材料制成。如圖1 圖3所示，支撐基體30具有例如位于第一發(fā)光元件10及第二發(fā)光元件20側(cè)的那個(gè)面(頂面)上的四個(gè)島狀凸部31。例如，如圖1所示，四個(gè)凸部31對(duì)應(yīng)于第二 發(fā)光元件20的四個(gè)角設(shè)置著，并支撐著第二發(fā)光元件20。視需要，可以適當(dāng)改變凸部31的 數(shù)量。如圖1 圖3所示，凸部31具有例如側(cè)面為傾斜面的梯形形狀。如圖4所示，凸部 31可具有例如側(cè)面為垂直面的矩形形狀。換句話說，視需要，也可以適當(dāng)改變凸部31的形 狀。 四個(gè)凸部31由與支撐基體30中除了凸部31之外的部分的材料相同的材料制成。 包括四個(gè)凸部31的支撐基體30由例如絕緣材料(例如，非摻雜硅、輕摻雜硅或陶瓷)制成。 包括四個(gè)凸部31的支撐基體30可由例如導(dǎo)電材料(例如，高摻雜硅)制成。然而，在此情 況下，優(yōu)選如圖5所示在凸部31的頂面與焊盤電極33 (稍后說明)之間設(shè)置有絕緣層32， 從而使焊盤電極33與安裝電極35不會(huì)相互短路。絕緣層32由例如氧化硅制成。如圖1 圖3所示，四個(gè)凸部31每一者的頂面例如均為平坦表面。四個(gè)凸部31的 頂面基本上均位于同一平面內(nèi)。優(yōu)選地，當(dāng)將第一發(fā)光元件10安裝到支撐基體30上時(shí)，四 個(gè)凸部31的頂面與第一發(fā)光元件10的頂面(半導(dǎo)體層13的頂面)基本上處于同一平面 內(nèi)。例如在四個(gè)凸部31每一者的頂面上均設(shè)有一個(gè)焊盤電極33。換句話說，焊盤電極33 設(shè)置在四個(gè)凸部31的頂面與第二發(fā)光元件20之間，并且四個(gè)凸部31通過焊盤電極33支 撐著第二發(fā)光元件20。焊盤電極33由例如具有高導(dǎo)熱性的金屬材料(例如金)形成。焊 盤電極33具有通過接合層42與第二發(fā)光元件20的電極26電連接的第一連接面33A，且具 有與導(dǎo)線43 (外部導(dǎo)電部件)電連接的第二連接面33B。第一連接面33A形成在第二發(fā)光 元件20的電極26的正下方，第二連接面33B形成在不與第二發(fā)光元件20相對(duì)的區(qū)域內(nèi)。 當(dāng)從上方看發(fā)光裝置1時(shí)，第二連接面33B是露出的而未被第二發(fā)光元件20遮蔽。接合層 42例如由下列材料制成諸如Au-Si、Au-Sn或Ag-Sn等金屬合金；或者樹脂粘合劑，等等。設(shè)置在四個(gè)凸部31頂面上的這四個(gè)焊盤電極之中的三個(gè)焊盤電極33都是與導(dǎo)線 43實(shí)際連接。然而，這四個(gè)焊盤電極33之中的剩余那個(gè)焊盤電極33是未與導(dǎo)線43實(shí)際 連接的偽電極34(圖1)。設(shè)置偽電極34的目的是為了防止在制造過程中第二發(fā)光元件20 相對(duì)于支撐基體30傾斜。因此，可以設(shè)置另一個(gè)部件來代替?zhèn)坞姌O34。在支撐基體30頂面中的沒有形成四個(gè)凸部31的區(qū)域內(nèi)形成有安裝電極35(圖 2)。如圖2和圖3所示，安裝電極35例如形成在第一發(fā)光元件10的電極14的正下方，并 且具有例如沿第一發(fā)光元件10的共振器方向延伸的帶狀形狀。安裝電極35例如由具有高 導(dǎo)熱性的金屬材料(例如金)制成，并且通過接合層44與第一發(fā)光元件10電連接。接合 層44例如由下列材料制成諸如Au-Si、Au-Sn或Ag-Sn等金屬合金；或者樹脂粘合劑，等 等。在使用金屬合金來形成接合層41、42和44的情況下，用于接合層44的金屬合金的熔 點(diǎn)優(yōu)選高于用于接合層41和42的金屬合金的熔點(diǎn)，以便防止用來接合第二發(fā)光元件20的 熱量使得用于與第一發(fā)光元件10接合的金屬合金溶化。此外，在支撐基體30頂面中的沒有形成四個(gè)凸部31的區(qū)域內(nèi)，形成了與安裝電極 35連接的引出電極36。例如，如圖1和圖3所示，引出電極36的一端與安裝電極35連接， 而引出電極36的另一端形成在不與第二發(fā)光元件20相對(duì)的區(qū)域內(nèi)。換句話說，當(dāng)從上方 看發(fā)光裝置1時(shí)，引出電極36的另一端是露出的而未被第二發(fā)光元件20遮蔽。引出電極 36形成在與安裝電極35所處的平面相同的平面內(nèi)，并且安裝電極35和引出電極36均形成 在支撐基體30的平坦表面上。因此，在制造過程中，安裝電極35和引出電極36 —體地形成。圖6圖示了具有上述這種結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置1與加熱塊45 —起安裝在外殼49上的狀態(tài)。從外殼49的連接端子46引出的導(dǎo)線43連接至三個(gè)焊盤電極33、引出電極36和電 極28。制造方法下面說明發(fā)光裝置1的制造方法的示例。首先，準(zhǔn)備頂面上具有四個(gè)凸部的支撐 基體30、第一發(fā)光元件10、以及水平寬度比第一發(fā)光元件10的水平寬度大的第二發(fā)光元件 20。支撐基體30例如按照如下過程制造出來。首先，在支撐基體30頂面上的四個(gè)凸 部31的頂面所在的區(qū)域內(nèi)形成掩模(未圖示)。接著，例如，通過濕式蝕刻或干式蝕刻選擇 性地除去支撐基體30。此后，除去上述掩模。結(jié)果，在支撐基體30頂面上的預(yù)定位置處形 成了四個(gè)凸部31。這四個(gè)凸部31的高度是通過蝕刻的加工時(shí)間來確定的。因此，可將全部 凸部31的高度精確地設(shè)定成所需值，并能使全部凸部31的高度準(zhǔn)確一致。以此方式，制造 出了支撐基體30。在四個(gè)凸部31的每一者頂面上形成焊盤電極33，并且在支撐基體30頂面中的沒 有形成凸部31的區(qū)域內(nèi)形成用于安裝第一發(fā)光元件10的安裝電極35以及與安裝電極35 電連接的引出電極36。接著，在安裝電極35上設(shè)置第一發(fā)光元件10，并在第一發(fā)光元件 10以及焊盤電極33的第一連接面33A上設(shè)置第二發(fā)光元件20。此時(shí)，可以將第一發(fā)光元 件10和第二發(fā)光元件20相互接合起來而一體化然后設(shè)置這兩個(gè)一體化的元件，或者可以 將第一發(fā)光元件10設(shè)置在安裝電極35上然后將第二發(fā)光元件20設(shè)置在第一發(fā)光元件10 和第一連接面33A上。接著，視需要，將支撐基體30固定在外殼49的加熱塊45上，然后將導(dǎo)線43與三 個(gè)焊盤電極33、引出電極36及電極28相接合。以此方式，制造出了本實(shí)施例的發(fā)光裝置1。盡管在上述制造方法中支撐基體30是單獨(dú)塊，但也可以使用片狀支撐基體。具 體地，首先，在片狀支撐基體30上設(shè)置多個(gè)凸部31，在各個(gè)凸部31的頂面上設(shè)置焊盤電極 33，并在支撐基體30頂面中的沒有形成凸部31的區(qū)域內(nèi)形成安裝電極35和引出電極36。 接著，在安裝電極35上設(shè)置第一發(fā)光元件10，并在第一發(fā)光元件10和焊盤電極33的第一 連接面33A上設(shè)置第二發(fā)光元件20。此后，通過切出每含有四個(gè)凸部31的支撐基體30，可 以制造出發(fā)光裝置1。在此情況下，與逐個(gè)地制造發(fā)光裝置1的情況相比，能夠減少制造時(shí) 的麻煩和時(shí)間。工作下面說明本實(shí)施例的發(fā)光裝置1的工作。在發(fā)光裝置1中，當(dāng)通過連接端子46和 導(dǎo)線43從電源將電壓施加到第一發(fā)光元件10的電極14和15 二者之間時(shí)，從第一發(fā)光元 件10的發(fā)光點(diǎn)11出射400nm波段的激光束。類似地，當(dāng)將電壓施加到第二發(fā)光元件20的 電極28和為出射600nm波段激光束的激光器結(jié)構(gòu)而設(shè)置的電極25 二者之間時(shí)，從第二發(fā) 光元件20的發(fā)光點(diǎn)21出射600nm波段的激光束。此外，類似地，當(dāng)將電壓施加到第二發(fā)光 元件20的電極28和為出射700nm波段激光束的激光器結(jié)構(gòu)而設(shè)置的電極26 二者之間時(shí)， 從第二發(fā)光元件20的發(fā)光點(diǎn)22出射700nm波段的激光束。換句話說，從發(fā)光裝置1能夠出射400nm波段、600nm波段和700nm波段中任一波段的激光束。
在從第一發(fā)光元件10和第二發(fā)光元件20出射激光束的情況下，由于高的電流密 度而會(huì)在內(nèi)部產(chǎn)生焦耳熱。支撐基體30上的焊盤電極33與第二發(fā)光元件20的電極25和 26以最短的距離電連接，并且支撐基體30上的安裝電極35與第一發(fā)光元件10的電極14 以最短的距離電連接。此外，第一發(fā)光元件10的電極15與第二發(fā)光元件20的布線圖形27 以最短的距離電連接。利用這種結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱性是極佳的(散熱性能很高)。因此，第一發(fā)光 元件10中產(chǎn)生的熱量從第一發(fā)光元件10釋放，還被傳導(dǎo)給具有高導(dǎo)熱性的支撐基體30和 加熱塊45，然后被釋放出去。第二發(fā)光元件20中產(chǎn)生的熱量從第二發(fā)光元件20釋放，還 被傳導(dǎo)給具有高導(dǎo)熱性的第一發(fā)光元件10、支撐基體30和加熱塊45等，然后被釋放出去。 結(jié)果，抑制了由于發(fā)熱而引起的特性劣化等。
在本實(shí)施例中，將第二發(fā)光元件20設(shè)置在第一發(fā)光元件10和凸部31上。凸部31 由與支撐基體30中除了凸部31之外的部分的材料相同的材料制成。這意味著凸部31在 常規(guī)加工溫度下具有足以支撐第二發(fā)光元件20的硬度。所以，在制造過程中，在將電極25 和沈以及布線圖形27與第一連接面33A以及電極15接合時(shí)，凸部31不可能會(huì)變軟或者 會(huì)被第二發(fā)光元件20擠壓而變形。因此，在制造過程中，凸部31也穩(wěn)固地支撐著第二發(fā)光 元件20，從而防止了在使用金凸塊代替凸部31的情況下因凸部31的變形所帶來的不便。
在本實(shí)施例中，在通過濕式蝕刻或干式蝕刻來形成四個(gè)凸部31的情況下，所有凸 部31均以高精度形成，并且沒有發(fā)生在使用金凸塊的情況下會(huì)出現(xiàn)的四個(gè)凸部31的高度 不均現(xiàn)象。因此，在制造過程中，當(dāng)把第二發(fā)光元件20設(shè)置到第一發(fā)光元件10和凸部31 上時(shí)，不可能在電極25和沈與第一連接面33A之間以及在布線圖形27與電極15之間產(chǎn) 生間隙。結(jié)果，能夠可靠地得到電極25和沈與第一連接面33A之間的導(dǎo)通性以及布線圖 形27與電極15之間的導(dǎo)通性。因此，防止了在使用金凸塊代替凸部31的情況下因凸部31 的高度差異所帶來的不便等。
在本實(shí)施例中，由于設(shè)置在第一發(fā)光元件10上的第二發(fā)光元件20被形成在支撐 基體30上的四個(gè)凸部31支撐著，因而作為第二發(fā)光元件20下層的第一發(fā)光元件10的水 平寬度被制成得比第二發(fā)光元件20的水平寬度短。因此，第一發(fā)光元件10的芯片尺寸被 制成得小于在僅由第一發(fā)光元件10支撐第二發(fā)光元件20的情況下第一發(fā)光元件10的芯 片尺寸，這使得在制造第一發(fā)光元件10時(shí)的芯片產(chǎn)量變得更高。結(jié)果，降低了發(fā)光裝置1 的制造成本。
由于第一發(fā)光元件10及第二發(fā)光元件20均接合至支撐基體30，因而與相關(guān)技術(shù) 不同的是，無(wú)需形成金凸塊，在制造支撐基體30時(shí)不會(huì)費(fèi)時(shí)和費(fèi)力，且也不會(huì)出現(xiàn)金凸塊 的脫落。因此，能夠容易地將第二發(fā)光元件20安裝在支撐基體30上，并提高了發(fā)光裝置1 的可靠性。
在通過金屬合金將第一發(fā)光元件10和第二發(fā)光元件20依此順序接合至支撐基體 30上的情況下，讓用來接合第一發(fā)光元件10的金屬合金的熔點(diǎn)比用來接合第二發(fā)光元件 20的金屬合金的熔點(diǎn)高。這樣，在接合第二發(fā)光元件20時(shí)能夠防止用來接合第一發(fā)光元件 10的金屬合金的熔化以及第一發(fā)光元件10的移動(dòng)。
變形例
下面說明上述實(shí)施例的變形例。
盡管在上述實(shí)施例中第二發(fā)光元件20是被四個(gè)凸部31支撐著，然而例如如圖7 和圖8所示，第二發(fā)光元件20也可以被兩個(gè)凸部31或者一個(gè)凸部31支撐著。在圖7和圖 8的情況下，導(dǎo)線43與第一發(fā)光元件10的電極15直接接合。
在上述實(shí)施例中，在每個(gè)凸部31的頂面上都設(shè)有一個(gè)焊盤電極33。例如，如圖8 所示，可在一個(gè)凸部31的頂面上設(shè)置有兩個(gè)焊盤電極33。然而，在此情況下，在該凸部31 的頂面上，其中一個(gè)焊盤電極33與另一個(gè)焊盤電極33必須彼此絕緣。在支撐基體30的頂 面上僅設(shè)有一個(gè)凸部31的情況下，可以在該凸部31的頂面上僅設(shè)置一個(gè)焊盤電極33。然 而，在此情況下，盡管未圖示，但在不同于該凸部31頂面的部分中必須形成另一個(gè)焊盤電 極33。
雖然在上述實(shí)施例中每個(gè)凸部31的頂面都是平坦表面，但例如如圖9所示，該頂 面也可以具有臺(tái)階。在此情況下，優(yōu)選的是，焊盤電極33的第一連接面33A形成在相對(duì)較 低的位置處，而焊盤電極33的第二連接面3 形成在相對(duì)較高的位置處。這樣，可靠地防 止了第一連接面33A上的接合層42弄濕第二連接面33B。
在上述實(shí)施例中，盡管在支撐基體30的頂面?zhèn)壬闲纬捎幸鲭姌O36，但例如如圖 10所示，也可以不設(shè)置該引出電極36，而是代替地可在支撐基體30的背面上形成引出電極 37。在此情況下，支撐基體30必須由導(dǎo)電材料(例如，高摻雜硅)制成，且引出電極37必 須電連接至支撐基體30。由于引出電極37形成在平坦表面(即支撐基體30的背面)上， 因此在制造過程中，一體地形成引出電極37。
下面說明該變形例的發(fā)光裝置的制造方法示例。首先，準(zhǔn)備頂面上具有四個(gè)凸部 的支撐基體30、第一發(fā)光元件10、以及水平寬度比第一發(fā)光元件10的水平寬度大的第二發(fā) 光元件20。接著，在四個(gè)凸部31每一者的頂面上形成焊盤電極33，在支撐基體30頂面中 的沒有形成凸部31的區(qū)域內(nèi)形成用于安裝第一發(fā)光元件10的安裝電極35，并在支撐基體 30的背面上形成引出電極37。接著，將第一發(fā)光元件10設(shè)置在安裝電極35上，并將第二 發(fā)光元件20設(shè)置在第一發(fā)光元件10和焊盤電極33的第一連接面33A上。以此方式，制造 出了該變形例的發(fā)光裝置。
雖然在上述實(shí)施例中在第一發(fā)光元件10和第二發(fā)光元件20的背側(cè)沒有設(shè)置任何 部件，但例如如圖11所示，可以設(shè)置有用于對(duì)從端面S3和S4輕微泄露的光進(jìn)行檢測(cè)的光 接收元件50。光接收元件50例如可以形成在設(shè)置于支撐基體30頂面上的凸部38的側(cè)面 (傾斜面)上，或者可以形成在該凸部38的頂面上，等等。
在上述實(shí)施例中，盡管在支撐基體30上重疊了兩個(gè)發(fā)光元件(第一發(fā)光元件10 和第二發(fā)光元件20)，但也可以重疊三個(gè)以上發(fā)光元件。例如，如圖12所示，也可以在支撐 基體30上按順序重疊第一發(fā)光元件10、第二發(fā)光元件20和第三發(fā)光元件60。優(yōu)選地，在 凸部31的側(cè)面中設(shè)置有臺(tái)階并通過由該臺(tái)階形成的平坦表面來支撐著第二發(fā)光元件20。
在上述實(shí)施例中，凸部31是通過對(duì)支撐基體30進(jìn)行蝕刻而形成的，并由與支撐基 體30中除了凸部31之外的部分的材料相同的材料制成。凸部31可由與支撐基體30中除 了凸部31之外的部分的材料不同的材料制成。在此情況下，凸部31可由絕緣材料或?qū)щ?材料制成。在凸部31由導(dǎo)電材料制成的情況下，需要在凸部31的頂面與焊盤電極33之間 設(shè)置有絕緣層。在凸部31由導(dǎo)電材料制成的情況下，凸部31例如通過半導(dǎo)體塊或金屬塊 予以制成。在凸部31由絕緣材料制成的情況下，凸部31例如通過陶瓷塊予以制成。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素，可以在本發(fā)明所附的權(quán)利 要求或其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合及改變。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，其包括支撐基體，在所述支撐基體的頂面上具有凸部；第一發(fā)光元件，它設(shè)置在所述頂面中的沒有形成所述凸部的區(qū)域內(nèi)；第二發(fā)光元件，它設(shè)置在所述第一發(fā)光元件和所述凸部上；一個(gè)或多個(gè)焊盤電極，每個(gè)所述焊盤電極都具有與所述第二發(fā)光元件電連接的第一連 接面和與外部導(dǎo)電部件電連接的第二連接面，并且每個(gè)所述焊盤電極都形成在所述凸部的 頂面上；以及引出電極，它形成在所述支撐基體頂面中的沒有形成所述凸部的區(qū)域內(nèi)，并與所述第 一發(fā)光元件電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，所述凸部由與所述支撐基體中除了所述凸部 之外的部分的材料相同的材料制成。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其中，在所述凸部的頂面上設(shè)有絕緣層，并且所述支撐基體由導(dǎo)電材料制成。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光裝置，其中，所述導(dǎo)電材料是高摻雜硅。
5.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其中，所述支撐基體由絕緣材料制成。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光裝置，其中，所述絕緣材料是非摻雜硅或者輕摻雜硅。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，所述凸部是通過對(duì)所述支撐基體進(jìn)行濕式蝕 刻或者干式蝕刻而形成的。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，所述凸部由與所述支撐基體中除了所述凸部 之外的部分的材料不同的材料制成。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光裝置，其中，所述凸部由絕緣材料制成。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光裝置，其中，所述凸部是陶瓷塊。
11.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光裝置，其中，在所述凸部的頂面上設(shè)有絕緣層，并且所述凸部由導(dǎo)電材料制成。
12.如權(quán)利要求11所述的發(fā)光裝置，其中，所述凸部是半導(dǎo)體塊或金屬塊。
13.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，所述凸部的頂面是平坦表面。
14.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，所述第二連接面形成在比所述第一連接面高 的位置處。
15.一種發(fā)光裝置，其包括導(dǎo)電性支撐基體，在所述導(dǎo)電性支撐基體的頂面上具有凸部；第一發(fā)光元件，它設(shè)置在所述頂面中的沒有形成所述凸部的區(qū)域內(nèi)；第二發(fā)光元件，它設(shè)置在所述第一發(fā)光元件和所述凸部上；一個(gè)或多個(gè)焊盤電極，每個(gè)所述焊盤電極都具有與所述第二發(fā)光元件電連接的第一連 接面和與外部導(dǎo)電部件電連接的第二連接面，并且每個(gè)所述焊盤電極都形成在所述凸部的 頂面上；以及引出電極，它形成在所述導(dǎo)電性支撐基體的背面上，并與所述導(dǎo)電性支撐基體電連接。
16.一種發(fā)光裝置制造方法，其包括如下步驟準(zhǔn)備支撐基體、第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件，在所述支撐基體的頂面上具有凸部，且 所述第二發(fā)光元件的水平寬度比所述第一發(fā)光元件的水平寬度大；在所述凸部的頂面上形成一個(gè)或多個(gè)焊盤電極，每個(gè)所述焊盤電極都具有與所述第二 發(fā)光元件電連接的第一連接面和與外部導(dǎo)電部件電連接的第二連接面；在所述支撐基體頂面中的沒有形成所述凸部的區(qū)域內(nèi)，形成用于安裝所述第一發(fā)光元 件的安裝電極和與所述安裝電極電連接的引出電極；以及將所述第一發(fā)光元件設(shè)置在所述安裝電極上，并將所述第二發(fā)光元件設(shè)置在所述第一 發(fā)光元件和所述第一連接面上。
17.如權(quán)利要求16所述的發(fā)光裝置制造方法，其中，在所述設(shè)置步驟中，所述第一發(fā)光 元件和所述第二發(fā)光元件相互接合而一體化，然后設(shè)置該一體化的元件。
18.如權(quán)利要求16所述的發(fā)光裝置制造方法，其中，在所述設(shè)置步驟中，將所述第一發(fā) 光元件設(shè)置在所述安裝電極上，然后將所述第二發(fā)光元件設(shè)置在所述第一發(fā)光元件和所述 第一連接面上。
19.一種發(fā)光裝置制造方法，其包括如下步驟準(zhǔn)備導(dǎo)電性支撐基體、第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件，在所述導(dǎo)電性支撐基體的頂面 上具有凸部，且所述第二發(fā)光元件的水平寬度比所述第一發(fā)光元件的水平寬度大；在所述凸部的頂面上形成一個(gè)或多個(gè)焊盤電極，每個(gè)所述焊盤電極都具有與所述第二 發(fā)光元件電連接的第一連接面和與外部導(dǎo)電部件電連接的第二連接面；在所述導(dǎo)電性支撐基體頂面中的沒有形成所述凸部的區(qū)域內(nèi)，形成用于安裝所述第一 發(fā)光元件的安裝電極；在所述導(dǎo)電性支撐基體的背面上形成與所述導(dǎo)電性支撐基體電連接的引出電極；以及 將所述第一發(fā)光元件設(shè)置在所述安裝電極上，并將所述第二發(fā)光元件設(shè)置在所述第一 發(fā)光元件和所述第一連接面上。
全文摘要
本發(fā)明提供了能解決由于第一發(fā)光元件與第二發(fā)光元件之間的接合而導(dǎo)致的脆弱性的發(fā)光裝置，以及該發(fā)光裝置的制造方法。在支撐基體上設(shè)置有彼此重疊的芯片狀第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件。在該支撐基體的頂面上設(shè)有四個(gè)島狀凸部，并且這四個(gè)島狀凸部支撐著所述第二發(fā)光元件。所述凸部是通過對(duì)支撐基體進(jìn)行濕式蝕刻或干式蝕刻而形成的，并且在所述凸部的頂面上設(shè)置有焊盤電極。所述焊盤電極與所述第二發(fā)光元件電連接，還與導(dǎo)線電連接。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光裝置以及發(fā)光裝置制造方法，能精確地形成凸部，并且這些凸部的高度沒有差異。因此，不可能出現(xiàn)由于第一發(fā)光元件與第二發(fā)光元件之間的接合而引起的脆弱性。
文檔編號(hào)H01S5/022GK102035138SQ20101028755
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
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