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JP7510596B2 - Light emitting device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description

実施形態は、発光装置及びその製造方法に関する。 The embodiment relates to a light-emitting device and a method for manufacturing the same.

特許文献1には、基板上に複数の発光素子と複数のスイッチング素子を集積させ、各スイッチング素子により各発光素子を独立して制御可能な装置が開示されている。このような装置においては、発光素子とスイッチング素子を近接して配置することが要望される。 Patent Document 1 discloses a device in which multiple light-emitting elements and multiple switching elements are integrated on a substrate, and each light-emitting element can be controlled independently by each switching element. In such a device, it is desirable to arrange the light-emitting elements and the switching elements in close proximity.

特開2019-192746号公報JP 2019-192746 A

本発明の一実施形態は、発光素子とスイッチング素子を近接して配置可能な発光装置及びその製造方法を提供することを目的とする。 One embodiment of the present invention aims to provide a light-emitting device that allows light-emitting elements and switching elements to be arranged in close proximity to each other, and a method for manufacturing the same.

本発明の一実施形態に係る発光装置は、第1シリコン基板と、第2シリコン基板と、スイッチング素子と、発光素子と、絶縁部材と、配線電極と、を備える。前記第1シリコン基板は、第1面と、前記第1面とは反対側に位置する第2面と、を含む。前記第2シリコン基板は、前記第1シリコン基板の前記第2面側に設けられている。前記第2シリコン基板は、前記第2面と対向する第3面と、前記第3面とは反対側に位置する第4面と、を含む。前記スイッチング素子は、前記第1シリコン基板の前記第1面に形成されている。前記発光素子は、前記第2シリコン基板の前記第4面側に設けられている。前記配線電極は、前記絶縁部材内に設けられ、前記スイッチング素子を前記発光素子に接続する。前記第1シリコン基板及び前記第2シリコン基板には第1貫通孔が形成されている。前記絶縁部材は前記第1貫通孔の側面に設けられている。前記絶縁部材には、前記発光素子を露出させる第2貫通孔が形成されている。 The light emitting device according to one embodiment of the present invention includes a first silicon substrate, a second silicon substrate, a switching element, a light emitting element, an insulating member, and a wiring electrode. The first silicon substrate includes a first surface and a second surface located on the opposite side to the first surface. The second silicon substrate is provided on the second surface side of the first silicon substrate. The second silicon substrate includes a third surface facing the second surface and a fourth surface located on the opposite side to the third surface. The switching element is formed on the first surface of the first silicon substrate. The light emitting element is provided on the fourth surface side of the second silicon substrate. The wiring electrode is provided in the insulating member and connects the switching element to the light emitting element. A first through hole is formed in the first silicon substrate and the second silicon substrate. The insulating member is provided on the side of the first through hole. A second through hole exposing the light emitting element is formed in the insulating member.

本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法は、構造体を準備する工程を備える。前記構造体は、第1シリコン基板と、絶縁膜と、第2シリコン基板と、発光素子と、第1配線と、を含む。前記第1シリコン基板は、第1面と、前記第1面とは反対側に位置する第2面とを含む。少なくとも前記第1面の一部は第1導電型である。前記絶縁膜は、前記第1シリコン基板の前記第1面上に設けられている。前記第2シリコン基板は、前記第1シリコン基板の前記第2面側に設けられている。前記第2シリコン基板は、前記第2面と対向する第3面と、前記第3面とは反対側に位置する第4面と、を含む。前記発光素子は、前記第2シリコン基板の前記第4面上に設けられている。前記第1配線は、前記発光素子に接続され、上面視において前記発光素子が設けられた領域よりも外側に位置する導通部を有する。前記製造方法は、前記絶縁膜上にゲート電極を形成する工程を備える。前記製造方法は、前記ゲート電極をマスクとして前記第1シリコン基板の前記第1面に不純物を注入することにより、前記第1シリコン基板の前記第1面に第2導電型の第1半導体領域及び第2半導体領域を形成する工程を備える。前記製造方法は、前記絶縁膜、前記第1シリコン基板、及び前記第2シリコン基板を前記絶縁膜側から選択的に除去することにより、前記発光素子を露出させる第1貫通孔を形成する工程を備える。前記製造方法は、前記絶縁膜を除去することにより、前記第1半導体領域を前記絶縁膜から露出させる第1孔と、前記第2半導体領域を前記絶縁膜から露出させる第2孔と、を形成する工程を備える。前記製造方法は、前記導通部と前記第1半導体領域とを接続する第2配線を形成する工程を備える。 A method for manufacturing a light-emitting device according to one embodiment of the present invention includes a step of preparing a structure. The structure includes a first silicon substrate, an insulating film, a second silicon substrate, a light-emitting element, and a first wiring. The first silicon substrate includes a first surface and a second surface located on the opposite side to the first surface. At least a portion of the first surface is of a first conductivity type. The insulating film is provided on the first surface of the first silicon substrate. The second silicon substrate is provided on the second surface side of the first silicon substrate. The second silicon substrate includes a third surface facing the second surface and a fourth surface located on the opposite side to the third surface. The light-emitting element is provided on the fourth surface of the second silicon substrate. The first wiring has a conductive portion connected to the light-emitting element and located outside the region in which the light-emitting element is provided in a top view. The manufacturing method includes a step of forming a gate electrode on the insulating film. The manufacturing method includes a step of forming a first semiconductor region and a second semiconductor region of a second conductivity type on the first surface of the first silicon substrate by injecting impurities into the first surface of the first silicon substrate using the gate electrode as a mask. The manufacturing method includes a step of forming a first through hole that exposes the light emitting element by selectively removing the insulating film, the first silicon substrate, and the second silicon substrate from the insulating film side. The manufacturing method includes a step of forming a first hole that exposes the first semiconductor region from the insulating film and a second hole that exposes the second semiconductor region from the insulating film by removing the insulating film. The manufacturing method includes a step of forming a second wiring that connects the conductive portion and the first semiconductor region.

本発明の一実施形態によれば、発光素子とスイッチング素子を近接して配置可能な発光装置及びその製造方法を実現できる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to realize a light-emitting device and a manufacturing method thereof that allow the light-emitting element and the switching element to be arranged in close proximity.

本発明の一実施形態に係る発光装置を示す模式上面図である。1 is a schematic top view showing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 図1に示すII-II線による模式断面図である。2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG. 1. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を示す模式断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a light emitting device according to one embodiment of the present invention.

<実施形態>
本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る発光装置を示す模式上面図である。
図2は、図1に示すII-II線による模式断面図である。
図1においては、いくつかの構成要素を省略し、主要な構成要素を透視している。
<Embodiment>
An embodiment of the present invention will now be described.
FIG. 1 is a schematic top view showing a light emitting device according to the present embodiment.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG.
In FIG. 1, some components are omitted and the main components are shown in perspective.

図2に示すように、本実施形態に係る発光装置1においては、支持基板10が設けられている。図1及び図2に示すように、支持基板10上には、スイッチング素子30と、発光素子50が設けられている。発光装置1においては、スイッチング素子30が形成されたスイッチング領域Rs、発光素子50が形成された発光領域Rl、スイッチング領域Rs及び発光領域Rlを除く周辺領域Rpが設定されている。上面視において、発光領域Rlはスイッチング領域Rsから離れている。 As shown in FIG. 2, the light emitting device 1 according to this embodiment has a support substrate 10. As shown in FIGS. 1 and 2, a switching element 30 and a light emitting element 50 are provided on the support substrate 10. In the light emitting device 1, a switching region Rs in which the switching element 30 is formed, a light emitting region Rl in which the light emitting element 50 is formed, and a peripheral region Rp excluding the switching region Rs and the light emitting region Rl are set. When viewed from above, the light emitting region Rl is separated from the switching region Rs.

先ず、周辺領域Rpの構成を説明する。
周辺領域Rpにおいては、支持基板10上に、接合部材11、第1層間絶縁膜12、化合物半導体層13、第2シリコン基板14、酸化膜15、第1シリコン基板16、絶縁膜17、第1シリコン酸化層18、光反射部材19、第2層間絶縁膜20、及び、保護膜21が、この順に積層されている。
First, the configuration of the peripheral region Rp will be described.
In the peripheral region Rp, a bonding member 11, a first interlayer insulating film 12, a compound semiconductor layer 13, a second silicon substrate 14, an oxide film 15, a first silicon substrate 16, an insulating film 17, a first silicon oxide layer 18, a light reflecting member 19, a second interlayer insulating film 20, and a protective film 21 are stacked in this order on a supporting substrate 10.

以下、支持基板10から保護膜21までの積層体を、積層体29ともいう。また、支持基板10から保護膜21に向かう方向を「上」ともいい、その逆方向を「下」ともいうが、この表現は便宜的なものであり、重力の方向とは無関係である。また、上から見ることを、「上面視」という。図1及び図2においては、上方向を「Z」と標記している。また、発光領域Rlからスイッチング領域Rsに向かう方向を「X」と標記し、Z方向及びX方向と直交する方向を「Y」と標記する。 Hereinafter, the laminate from the support substrate 10 to the protective film 21 is also referred to as the laminate 29. The direction from the support substrate 10 toward the protective film 21 is also referred to as the "upper" direction, and the opposite direction is also referred to as the "lower" direction, but these expressions are for convenience and have no relation to the direction of gravity. Also, a view from above is referred to as a "top view." In Figures 1 and 2, the upward direction is marked as "Z." Also, the direction from the light-emitting region Rl toward the switching region Rs is marked as "X," and the direction perpendicular to the Z direction and the X direction is marked as "Y."

支持基板10は、例えば、シリコン基板である。接合部材11は、例えば、金属により形成されている。第1層間絶縁膜12は、例えば、シリコン酸化物からなり、例えば、SOG(Spin on Glass:スピン・オン・ガラス)法により形成されたものである。支持基板10は、接合部材11により第1層間絶縁膜12に接合されている。化合物半導体層13は、例えば、窒化アルミニウム層(AlN層)及び窒化ガリウム層(GaN層)が積層された二層膜である。 The support substrate 10 is, for example, a silicon substrate. The bonding member 11 is, for example, made of a metal. The first interlayer insulating film 12 is, for example, made of silicon oxide and formed, for example, by a spin-on-glass (SOG) method. The support substrate 10 is bonded to the first interlayer insulating film 12 by the bonding member 11. The compound semiconductor layer 13 is, for example, a two-layer film in which an aluminum nitride layer (AlN layer) and a gallium nitride layer (GaN layer) are stacked.

第2シリコン基板14は、シリコンからなり、例えば、主面が(111)面であるSi基板である。第2シリコン基板14は、第3面14aと、第3面14aとは反対側に位置する第4面14bと、を含む。第3面14aは第2シリコン基板14の上面であり、第4面14bは第2シリコン基板14の下面である。第4面14bは化合物半導体層13と接している。酸化膜15は、例えば、シリコン酸化物(SiO)又はアルミニウム酸化物(Al)からなる。 The second silicon substrate 14 is made of silicon and is, for example, a Si substrate whose main surface is a (111) surface. The second silicon substrate 14 includes a third surface 14a and a fourth surface 14b located on the opposite side to the third surface 14a. The third surface 14a is the upper surface of the second silicon substrate 14, and the fourth surface 14b is the lower surface of the second silicon substrate 14. The fourth surface 14b is in contact with the compound semiconductor layer 13. The oxide film 15 is, for example, made of silicon oxide (SiO 2 ) or aluminum oxide (Al 2 O 3 ).

第1シリコン基板16は、シリコンからなり、例えば、主面が(100)面であるSi基板である。第1シリコン基板16は、第1面16aと、第1面16aとは反対側に位置する第2面16bと、を含む。第1面16aは第1シリコン基板16の上面であり、第2面16bは第1シリコン基板16の下面である。第2シリコン基板14の第3面14aは、第1シリコン基板16の第2面16b側に設けられ、第2面16bと対向している。第1シリコン基板16は不純物を含有し、第1面16aの少なくとも一部は、導電型が第1導電型とされている。本実施形態においては、第1導電型はp型とする。例えば、第1シリコン基板16全体がp型であってもよい。 The first silicon substrate 16 is made of silicon and is, for example, a Si substrate whose main surface is a (100) surface. The first silicon substrate 16 includes a first surface 16a and a second surface 16b located on the opposite side to the first surface 16a. The first surface 16a is the upper surface of the first silicon substrate 16, and the second surface 16b is the lower surface of the first silicon substrate 16. The third surface 14a of the second silicon substrate 14 is provided on the second surface 16b side of the first silicon substrate 16 and faces the second surface 16b. The first silicon substrate 16 contains impurities, and at least a portion of the first surface 16a has a first conductivity type. In this embodiment, the first conductivity type is p-type. For example, the entire first silicon substrate 16 may be p-type.

絶縁膜17は、シリコン酸化物からなり、例えば、第1シリコン基板16の表面に熱酸化処理を施すことにより、形成されたものである。第1シリコン酸化層18は、シリコン酸化物からなる。光反射部材19は、例えば、DBR(Distributed Bragg Reflector:分布ブラッグ反射膜)等である。光反射部材19は、金属膜であってもよい。光反射部材19に用いる金属膜としては、発光素子50から出射した光のピーク波長に対して、70%以上、好ましくは80%の反射率を有する金属膜を用いる。光反射部材19は、例えば、アルミニウム(Al)や銀(Ag)を含む金属材料からなる。光反射部材19は、第1シリコン基板16の第1面16aを覆っている。第2層間絶縁膜20は、例えば、シリコン酸化物からなり、例えば、SOG法により形成されたものである。保護膜21は、例えば、シリコン酸化物からなる。 The insulating film 17 is made of silicon oxide, and is formed, for example, by performing a thermal oxidation process on the surface of the first silicon substrate 16. The first silicon oxide layer 18 is made of silicon oxide. The light reflecting member 19 is, for example, a DBR (Distributed Bragg Reflector) or the like. The light reflecting member 19 may be a metal film. As the metal film used for the light reflecting member 19, a metal film having a reflectance of 70% or more, preferably 80%, with respect to the peak wavelength of the light emitted from the light emitting element 50 is used. The light reflecting member 19 is made of, for example, a metal material containing aluminum (Al) or silver (Ag). The light reflecting member 19 covers the first surface 16a of the first silicon substrate 16. The second interlayer insulating film 20 is made of, for example, silicon oxide, and is formed, for example, by the SOG method. The protective film 21 is made of, for example, silicon oxide.

次に、スイッチング領域Rsの構成を説明する。
スイッチング領域Rsにおいて、スイッチング素子30は、第1シリコン基板16の第1面16aに形成されている。スイッチング素子30は、第1シリコン基板16の第1面16aに形成された第2導電型の第1半導体領域31及び第2半導体領域32と、第1半導体領域31と第2半導体領域32の間における第1シリコン基板16の第1面16aに接する絶縁膜17と、絶縁膜17上に設けられたゲート電極33と、を有する。本実施形態においては、第2導電型はn型とする。
Next, the configuration of the switching region Rs will be described.
In the switching region Rs, the switching element 30 is formed on the first surface 16a of the first silicon substrate 16. The switching element 30 has a first semiconductor region 31 and a second semiconductor region 32 of a second conductivity type formed on the first surface 16a of the first silicon substrate 16, an insulating film 17 in contact with the first surface 16a of the first silicon substrate 16 between the first semiconductor region 31 and the second semiconductor region 32, and a gate electrode 33 provided on the insulating film 17. In this embodiment, the second conductivity type is n-type.

第1シリコン基板16の第1面16aにおいて、少なくとも、第1半導体領域31と第2半導体領域32との間の領域の導電型は第1導電型(p型)である。一方、第1半導体領域31及び第2半導体領域32の導電型は第2導電型(n型)である。そして、ゲート電極33は絶縁膜17を介して、第1シリコン基板16における第1半導体領域31と第2半導体領域32との間の領域に対向する。 In the first surface 16a of the first silicon substrate 16, at least the region between the first semiconductor region 31 and the second semiconductor region 32 has a first conductivity type (p type). On the other hand, the conductivity type of the first semiconductor region 31 and the second semiconductor region 32 is a second conductivity type (n type). The gate electrode 33 faces the region between the first semiconductor region 31 and the second semiconductor region 32 in the first silicon substrate 16 via the insulating film 17.

これにより、第1半導体領域31及び第2半導体領域32はソース又はドレインとして機能し、第1シリコン基板16における第1半導体領域31と第2半導体領域32との間の領域はチャネルとして機能し、ゲート電極33はゲートとして機能し、絶縁膜17はゲート絶縁膜として機能する。これにより、nチャネル型のMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor:金属酸化物半導体電界効果トランジスタ)が形成される。このMOSFETがスイッチング素子30を構成する。上面視において、発光素子50とスイッチング素子30との間の距離は、例えば、100nm以上10μm以下とすることが好ましく、100nm以上5μm以下とすることがより好ましい。 As a result, the first semiconductor region 31 and the second semiconductor region 32 function as a source or drain, the region between the first semiconductor region 31 and the second semiconductor region 32 in the first silicon substrate 16 functions as a channel, the gate electrode 33 functions as a gate, and the insulating film 17 functions as a gate insulating film. As a result, an n-channel MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) is formed. This MOSFET constitutes the switching element 30. When viewed from above, the distance between the light-emitting element 50 and the switching element 30 is preferably, for example, 100 nm or more and 10 μm or less, and more preferably 100 nm or more and 5 μm or less.

次に、発光領域Rlの構成を説明する。
発光領域Rlにおいては、化合物半導体層13、第2シリコン基板14、酸化膜15、第1シリコン基板16、絶縁膜17、及び、第1シリコン酸化層18に連続して設けられた第1貫通孔51が配置されている。
Next, the configuration of the light emitting region Rl will be described.
In the light emitting region Rl, a first through hole 51 is arranged continuously through the compound semiconductor layer 13, the second silicon substrate 14, the oxide film 15, the first silicon substrate 16, the insulating film 17, and the first silicon oxide layer 18.

第1貫通孔51が形成された領域には、化合物半導体層13、第2シリコン基板14、酸化膜15、第1シリコン基板16、絶縁膜17、第1シリコン酸化層18、光反射部材19、及び、第2層間絶縁膜20は設けられていない。第1貫通孔51の底面51bには、第1層間絶縁膜12が位置している。 In the region where the first through hole 51 is formed, the compound semiconductor layer 13, the second silicon substrate 14, the oxide film 15, the first silicon substrate 16, the insulating film 17, the first silicon oxide layer 18, the light reflecting member 19, and the second interlayer insulating film 20 are not provided. The first interlayer insulating film 12 is located on the bottom surface 51b of the first through hole 51.

発光領域Rlにおいては、第1貫通孔51内に、発光素子50、絶縁部材52、配線電極53の一部、第3配線54、及び、波長変換部材55が設けられている。第1貫通孔51の側面51a及び底面51bには、光反射部材19が設けられている。発光領域Rlに設けられた光反射部材19は、周辺領域Rpに設けられた光反射部材19と連続している。すなわち、光反射部材19は、周辺領域Rpにおいては、第1シリコン基板16の第1面16aを覆っており、発光領域Rlにおいては、第1貫通孔51の側面51a及び底面51bを覆っている。絶縁部材52は、第1貫通孔51の側面51a及び底面51bに設けられており、光反射部材19を覆っている。絶縁部材52は、例えば、シリコン酸化物からなる。 In the light-emitting region Rl, the light-emitting element 50, the insulating member 52, a part of the wiring electrode 53, the third wiring 54, and the wavelength conversion member 55 are provided in the first through hole 51. A light reflecting member 19 is provided on the side surface 51a and the bottom surface 51b of the first through hole 51. The light reflecting member 19 provided in the light-emitting region Rl is continuous with the light reflecting member 19 provided in the peripheral region Rp. That is, the light reflecting member 19 covers the first surface 16a of the first silicon substrate 16 in the peripheral region Rp, and covers the side surface 51a and the bottom surface 51b of the first through hole 51 in the light-emitting region Rl. The insulating member 52 is provided on the side surface 51a and the bottom surface 51b of the first through hole 51 and covers the light reflecting member 19. The insulating member 52 is made of, for example, silicon oxide.

絶縁部材52には、第2貫通孔56が形成されている。第2貫通孔56は第1貫通孔51よりも小さく、その形状は、例えば、四角柱形である。したがって、絶縁部材52は、第1貫通孔51と第2貫通孔56との間に配置されており、その形状は、上面が開口した箱状である。第2貫通孔56の底部には、発光素子50が設けられている。また、発光素子50は、第2シリコン基板14の第4面14b側に設けられている。 A second through hole 56 is formed in the insulating member 52. The second through hole 56 is smaller than the first through hole 51 and has, for example, a rectangular prism shape. Therefore, the insulating member 52 is disposed between the first through hole 51 and the second through hole 56 and has a box shape with an open top. A light-emitting element 50 is provided at the bottom of the second through hole 56. The light-emitting element 50 is also provided on the fourth surface 14b side of the second silicon substrate 14.

発光素子50においては、カバーメタル61、p側電極62、第1導電型(p型)の第1半導体層63、活性層64、及び、第2導電型(n型)の第2半導体層65が、この順に積層されている。活性層64は、第1半導体層63と第2半導体層65との間に設けられている。第1半導体層63、活性層64、及び、第2半導体層65は、ガリウム(Ga)及び窒素(N)を含む。第1半導体層63、活性層64、及び、第2半導体層65は、窒化物半導体からなり、例えば、窒化ガリウム(GaN)、窒化インジウムガリウム(InGaN)により形成されている。 In the light-emitting element 50, a cover metal 61, a p-side electrode 62, a first semiconductor layer 63 of a first conductivity type (p-type), an active layer 64, and a second semiconductor layer 65 of a second conductivity type (n-type) are laminated in this order. The active layer 64 is provided between the first semiconductor layer 63 and the second semiconductor layer 65. The first semiconductor layer 63, the active layer 64, and the second semiconductor layer 65 contain gallium (Ga) and nitrogen (N). The first semiconductor layer 63, the active layer 64, and the second semiconductor layer 65 are made of nitride semiconductors, for example, gallium nitride (GaN) or indium gallium nitride (InGaN).

p側電極62は、第1半導体層63の下面の略全体に接している。カバーメタル61は、p側電極62の下面及び側面を覆っている。カバーメタル61には、第3配線54が接続されている。第3配線54は、絶縁部材52内及び第2層間絶縁膜20内を通過して、積層体29の上面に引き出されている。カバーメタル61、p側電極62、第1半導体層63、及び、活性層64には、例えば上面視で中央部に、孔66が形成されている。 The p-side electrode 62 is in contact with substantially the entire lower surface of the first semiconductor layer 63. The cover metal 61 covers the lower surface and side surfaces of the p-side electrode 62. The cover metal 61 is connected to the third wiring 54. The third wiring 54 passes through the insulating member 52 and the second interlayer insulating film 20 and is drawn out to the upper surface of the stack 29. A hole 66 is formed in the cover metal 61, the p-side electrode 62, the first semiconductor layer 63, and the active layer 64, for example, in the center when viewed from above.

第2貫通孔56内における発光素子50上には、波長変換部材55が設けられている。波長変換部材55の上面の高さは、保護膜21の上面と同じ高さと同じである。波長変換部材55は、発光素子50から出射した光の一部を吸収して、発光素子50から出射した光の波長とは異なる波長の光を放射する。例えば、波長変換部材55は、透光性の樹脂材料からなる母材と、母材中に含有された蛍光体と、を含む。波長変換部材55の側面には、反射膜70が設けられている。反射膜70は、例えば、金属材料又はDBRにより形成されている。なお、反射膜70は設けられていなくてもよい。反射膜70を設けることで、波長変換部材55から絶縁部材52や第2層間絶縁膜20に向かう光を反射させることができる。 A wavelength conversion member 55 is provided on the light emitting element 50 in the second through hole 56. The height of the upper surface of the wavelength conversion member 55 is the same as the height of the upper surface of the protective film 21. The wavelength conversion member 55 absorbs a part of the light emitted from the light emitting element 50 and emits light of a wavelength different from the wavelength of the light emitted from the light emitting element 50. For example, the wavelength conversion member 55 includes a base material made of a translucent resin material and a phosphor contained in the base material. A reflective film 70 is provided on the side of the wavelength conversion member 55. The reflective film 70 is formed of, for example, a metal material or a DBR. The reflective film 70 does not have to be provided. By providing the reflective film 70, it is possible to reflect light from the wavelength conversion member 55 toward the insulating member 52 or the second interlayer insulating film 20.

波長変換部材55及び保護膜21上には、カラーフィルター71が設けられており、カラーフィルター71上には、マイクロレンズ72が設けられている。カラーフィルター71は、発光素子50から出射した光及び波長変換部材55から放射された光のうち、所定の波長域の光を透過させる。マイクロレンズ72は、透光性材料からなる平凸レンズである。すなわち、マイクロレンズ72の下面は平坦でありカラーフィルター71に接しており、マイクロレンズ72の上面は凸状である。なお、カラーフィルター71及びマイクロレンズ72は設けられていなくてもよい。 A color filter 71 is provided on the wavelength conversion member 55 and the protective film 21, and a microlens 72 is provided on the color filter 71. The color filter 71 transmits light of a predetermined wavelength range from the light emitted from the light emitting element 50 and the light emitted from the wavelength conversion member 55. The microlens 72 is a plano-convex lens made of a light-transmitting material. In other words, the lower surface of the microlens 72 is flat and in contact with the color filter 71, and the upper surface of the microlens 72 is convex. Note that the color filter 71 and the microlens 72 do not necessarily have to be provided.

配線電極53の一部は、絶縁部材52内に設けられ、スイッチング素子30と発光素子50とを電気的に接続する。配線電極53は、第1配線53aと、第2配線53bと、を有する。第1配線53aは、上面視において発光素子50が設けられた領域よりも外側に位置する導通部53cと、発光領域Rl内に位置しX方向に延びる第1導通部53dと、第1導通部53dから上方に延び、孔66を介して第2半導体層65に接続された第2導通部53eと、を有する。第2配線53bは、導通部53cから上方に引き出された第3導通部53fと、第3導通部53fの上端からX方向に引き出された第4導通部53gと、第4導通部53gから垂直に延び第1半導体領域31に接続される第5導通部53hと、を有する。 A part of the wiring electrode 53 is provided in the insulating member 52 and electrically connects the switching element 30 and the light-emitting element 50. The wiring electrode 53 has a first wiring 53a and a second wiring 53b. The first wiring 53a has a conductive portion 53c located outside the region in which the light-emitting element 50 is provided in a top view, a first conductive portion 53d located in the light-emitting region Rl and extending in the X direction, and a second conductive portion 53e extending upward from the first conductive portion 53d and connected to the second semiconductor layer 65 through a hole 66. The second wiring 53b has a third conductive portion 53f drawn upward from the conductive portion 53c, a fourth conductive portion 53g drawn in the X direction from the upper end of the third conductive portion 53f, and a fifth conductive portion 53h extending vertically from the fourth conductive portion 53g and connected to the first semiconductor region 31.

上述の如く、第2導通部53eの上端は、発光素子50の第2半導体層65に接続されている。第2導通部53eの下端は第1導通部53dに接続され、第1導通部53dは導通部53cに接続され、導通部53cは第3導通部53fの下端に接続され、第3導通部53fの上端は第4導通部53gに接続され、第4導通部53gは第5導通部53hの上端に接続され、第5導通部53hの下端はスイッチング素子30の第1半導体領域31に接続されている。このようにして、第2半導体層65と第1半導体領域31とが配線電極53により電気的に接続される。 As described above, the upper end of the second conductive portion 53e is connected to the second semiconductor layer 65 of the light-emitting element 50. The lower end of the second conductive portion 53e is connected to the first conductive portion 53d, the first conductive portion 53d is connected to the conductive portion 53c, the conductive portion 53c is connected to the lower end of the third conductive portion 53f, the upper end of the third conductive portion 53f is connected to the fourth conductive portion 53g, the fourth conductive portion 53g is connected to the upper end of the fifth conductive portion 53h, and the lower end of the fifth conductive portion 53h is connected to the first semiconductor region 31 of the switching element 30. In this way, the second semiconductor layer 65 and the first semiconductor region 31 are electrically connected by the wiring electrode 53.

また、第3配線54は、カバーメタル61及びp側電極62を介して、発光素子50の第1半導体層63に電気的に接続されている。これにより、発光素子50は、配線電極53と第3配線54とに電気的に接続される。なお、配線電極53が第1半導体層63に電気的に接続され、第3配線54が第2半導体層65に電気的に接続されていてもよい。 The third wiring 54 is electrically connected to the first semiconductor layer 63 of the light-emitting element 50 via the cover metal 61 and the p-side electrode 62. This electrically connects the light-emitting element 50 to the wiring electrode 53 and the third wiring 54. Note that the wiring electrode 53 may be electrically connected to the first semiconductor layer 63, and the third wiring 54 may be electrically connected to the second semiconductor layer 65.

また、発光装置1には、第4配線57が設けられている。第4配線57の一端はスイッチング素子30の第2半導体領域32に接続されている。第4配線57の他端は、積層体29の上面まで引き出されている。これにより、スイッチング素子30は、配線電極53と第4配線57とに電気的に接続される。 The light emitting device 1 is also provided with a fourth wiring 57. One end of the fourth wiring 57 is connected to the second semiconductor region 32 of the switching element 30. The other end of the fourth wiring 57 is extended to the upper surface of the laminate 29. As a result, the switching element 30 is electrically connected to the wiring electrode 53 and the fourth wiring 57.

積層体29上には、第1上部配線73及び第2上部配線74が設けられている。第1上部配線73は第3配線54の上端に接続され、X方向に延びている。第2上部配線74は第4配線57の上端に接続され、X方向に延びている。 A first upper wiring 73 and a second upper wiring 74 are provided on the laminate 29. The first upper wiring 73 is connected to the upper end of the third wiring 54 and extends in the X direction. The second upper wiring 74 is connected to the upper end of the fourth wiring 57 and extends in the X direction.

次に、本実施形態に係る発光装置の製造方法について説明する。
図3~図27は、本実施形態に係る発光装置の製造方法を示す断面図である。
図3~図27が示す断面は、図2が示す断面に相当する。
Next, a method for manufacturing the light emitting device according to this embodiment will be described.
3 to 27 are cross-sectional views showing a method for manufacturing the light emitting device according to this embodiment.
The cross sections shown in FIGS. 3 to 27 correspond to the cross section shown in FIG.

(構造体105を準備する工程)
先ず、図3に示すように、SOI(Silicon On Insulator)基板101を準備する。SOI基板101においては、シリコン基板102が設けられており、シリコン基板102の下面102aに絶縁膜17が設けられており、その下面に第1シリコン基板16が設けられている。シリコン基板102は、例えば、Si(100)基板である。絶縁膜17は、例えば、シリコンの熱酸化膜である。第1シリコン基板16の第1面16aは絶縁膜17に接しており、第1面16aの反対側に位置する第2面16bはSOI基板101の下面を構成している。第1シリコン基板16には不純物がイオン注入されており、少なくとも第1面16aの一部が第1導電型である。本実施形態においては、第1導電型は、例えば、p型である。
(Step of Preparing Structure 105)
First, as shown in FIG. 3, an SOI (Silicon On Insulator) substrate 101 is prepared. In the SOI substrate 101, a silicon substrate 102 is provided, an insulating film 17 is provided on a lower surface 102a of the silicon substrate 102, and a first silicon substrate 16 is provided on the lower surface. The silicon substrate 102 is, for example, a Si (100) substrate. The insulating film 17 is, for example, a thermally oxidized silicon film. A first surface 16a of the first silicon substrate 16 is in contact with the insulating film 17, and a second surface 16b located on the opposite side of the first surface 16a constitutes the lower surface of the SOI substrate 101. Impurities are ion-implanted into the first silicon substrate 16, and at least a part of the first surface 16a is of the first conductivity type. In this embodiment, the first conductivity type is, for example, p-type.

一方、構造体103を準備する。構造体103においては、第2シリコン基板14が設けられている。第2シリコン基板14は、例えば、Si(111)基板である。第2シリコン基板14の第3面14aには、酸化膜15が設けられている。酸化膜15は、例えば、シリコン酸化物又はアルミニウム酸化物により形成する。第2シリコン基板14の第4面14bには、第2導電型の第2半導体層65、活性層64、及び、第1導電型の第1半導体層63がこの順に設けられている。本実施形態においては、第2導電型はn型である。第2半導体層65、活性層64、及び、第1半導体層63は、ガリウム及び窒素を含む。第2半導体層65、活性層64、及び、第1半導体層63は、例えば、第2シリコン基板14の第4面14bに窒化物半導体である窒化ガリウム(GaN)や、窒化インジウムガリウム(InGaN)をエピタキシャル成長させることにより形成する。 On the other hand, a structure 103 is prepared. In the structure 103, a second silicon substrate 14 is provided. The second silicon substrate 14 is, for example, a Si (111) substrate. An oxide film 15 is provided on the third surface 14a of the second silicon substrate 14. The oxide film 15 is formed of, for example, silicon oxide or aluminum oxide. A second semiconductor layer 65 of a second conductivity type, an active layer 64, and a first semiconductor layer 63 of a first conductivity type are provided in this order on the fourth surface 14b of the second silicon substrate 14. In this embodiment, the second conductivity type is n-type. The second semiconductor layer 65, the active layer 64, and the first semiconductor layer 63 contain gallium and nitrogen. The second semiconductor layer 65, the active layer 64, and the first semiconductor layer 63 are formed, for example, by epitaxially growing nitride semiconductors such as gallium nitride (GaN) or indium gallium nitride (InGaN) on the fourth surface 14b of the second silicon substrate 14.

次に、図4に示すように、SOI基板101の第1シリコン基板16の第2面16bを、構造体103の酸化膜15の上面に接合する。この接合は、例えば、プラズマ接合により行う。これにより、構造体104が形成される。 Next, as shown in FIG. 4, the second surface 16b of the first silicon substrate 16 of the SOI substrate 101 is bonded to the upper surface of the oxide film 15 of the structure 103. This bonding is performed by, for example, plasma bonding. As a result, the structure 104 is formed.

次に、第1半導体層63の下面の全面に電極材料を堆積させる。電極材料は、例えば、銀(Ag)若しくは銀合金とする。次に、エッチングを施すことにより、電極材料、第1半導体層63、及び、活性層64を選択的に除去する。これにより、図5に示すように、電極材料、第1半導体層63、及び、活性層64が発光領域Rlに残留すると共に、発光領域Rlの中央部に孔66が形成される。孔66においては、底面に第2半導体層65が露出する。また、電極材料の残留部分がp側電極62を形成する。 Next, an electrode material is deposited on the entire lower surface of the first semiconductor layer 63. The electrode material is, for example, silver (Ag) or a silver alloy. Next, the electrode material, the first semiconductor layer 63, and the active layer 64 are selectively removed by etching. As a result, as shown in FIG. 5, the electrode material, the first semiconductor layer 63, and the active layer 64 remain in the light-emitting region Rl, and a hole 66 is formed in the center of the light-emitting region Rl. In the hole 66, the second semiconductor layer 65 is exposed at the bottom surface. The remaining portion of the electrode material forms the p-side electrode 62.

次に、p側電極62を覆うように、第1半導体層63の下面上にカバーメタル61を形成する。これらの工程により、カバーメタル61、p側電極62、第1半導体層63、活性層64、及び、第2半導体層65を含む発光素子50が形成される。発光領域Rl以外の領域に残留した第2半導体層65を、化合物半導体層13とする。 Next, a cover metal 61 is formed on the lower surface of the first semiconductor layer 63 so as to cover the p-side electrode 62. Through these steps, a light-emitting element 50 is formed, which includes the cover metal 61, the p-side electrode 62, the first semiconductor layer 63, the active layer 64, and the second semiconductor layer 65. The second semiconductor layer 65 remaining in the region other than the light-emitting region Rl becomes the compound semiconductor layer 13.

次に、図6に示すように、構造体104の下面に第1層間絶縁膜12の一部を形成する。第1層間絶縁膜12は、例えばシリコン酸化物を堆積させることで形成する。第1層間絶縁膜12は、第2半導体層65及びカバーメタル61を覆う。第1層間絶縁膜12は、孔66内にも配置される。 Next, as shown in FIG. 6, a part of the first interlayer insulating film 12 is formed on the lower surface of the structure 104. The first interlayer insulating film 12 is formed, for example, by depositing silicon oxide. The first interlayer insulating film 12 covers the second semiconductor layer 65 and the cover metal 61. The first interlayer insulating film 12 is also disposed in the hole 66.

次に、第1層間絶縁膜12のうち、孔66内に配置された部分及びカバーメタル61の下面上に配置された部分に、それぞれ孔を形成する。次に、導電材料、例えば、高融点材料を堆積させてパターニングする。これにより、図7に示すように、第1配線53aと、第3配線54の一部を形成する。第1配線53aは、上面視において発光素子50が設けられた領域よりも外側に位置する導通部53cと、発光領域Rl内に位置しX方向に延びる第1導通部53dと、第1導通部53dから上方に延び、孔66を介して第2半導体層65に接続される第2導通部53eと、を有する。 Next, holes are formed in the first interlayer insulating film 12 in the portion disposed within the hole 66 and in the portion disposed on the lower surface of the cover metal 61. Next, a conductive material, for example, a high melting point material, is deposited and patterned. As a result, the first wiring 53a and a part of the third wiring 54 are formed, as shown in FIG. 7. The first wiring 53a has a conductive portion 53c located outside the region in which the light emitting element 50 is provided in a top view, a first conductive portion 53d located in the light emitting region Rl and extending in the X direction, and a second conductive portion 53e extending upward from the first conductive portion 53d and connected to the second semiconductor layer 65 via the hole 66.

このようにして、構造体105が準備される。構造体105は、第1面16aと、第1面16aとは反対側に位置する第2面16bとを含み、少なくとも第1面16aの一部が第1導電型(p型)である第1シリコン基板16と、第1シリコン基板16の第2面16b上に設けられた酸化膜15と、第1シリコン基板16の第2面16b側に設けられ、第2面16bと対向する第3面14aと、第3面14aとは反対側に位置する第4面14bとを含む第2シリコン基板14と、第2シリコン基板14の第4面14b上に設けられた発光素子50と、発光素子50に接続され、上面視において発光素子50が設けられた領域よりも外側に位置する導通部53cを有する第1配線53aと、を含む。なお、構造体105は、他者から購入する等の手段により、準備してもよい。 In this manner, the structure 105 is prepared. The structure 105 includes a first silicon substrate 16 including a first surface 16a and a second surface 16b located on the opposite side of the first surface 16a, with at least a portion of the first surface 16a being of a first conductivity type (p-type), an oxide film 15 provided on the second surface 16b of the first silicon substrate 16, a second silicon substrate 14 including a third surface 14a provided on the second surface 16b side of the first silicon substrate 16 and facing the second surface 16b, and a fourth surface 14b located on the opposite side of the third surface 14a, a light-emitting element 50 provided on the fourth surface 14b of the second silicon substrate 14, and a first wiring 53a having a conductive portion 53c connected to the light-emitting element 50 and located outside the region in which the light-emitting element 50 is provided in a top view. The structure 105 may be prepared by means of purchasing from another party, etc.

(支持基板を接合する工程)
次に、図8に示すように、例えばSOG法により、構造体105の下面にシリコン酸化物を堆積させる。次に、例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing:化学的機械的研磨)法により、構造体105の下面に対して平坦化処理を施す。これにより、上述した第1層間絶縁膜12の一部上に第1層間絶縁膜12の他の一部が形成され、第1配線53a及び第3配線54を覆う第1層間絶縁膜12が形成される。
(Step of bonding the support substrate)
8, silicon oxide is deposited on the lower surface of the structure 105 by, for example, an SOG method. Next, the lower surface of the structure 105 is planarized by, for example, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method. As a result, another part of the first interlayer insulating film 12 is formed on the part of the above-mentioned first interlayer insulating film 12, and the first interlayer insulating film 12 covering the first wiring 53a and the third wiring 54 is formed.

次に、図9に示すように、例えば、第1層間絶縁膜12の下面に金(Au)又はチタン(Ti)等の金属を堆積させることにより、接合部材11を形成する。そして、接合部材11に支持基板10を接合する。このようにして、構造体105の第1層間絶縁膜12側、すなわち、発光素子50側に、支持基板10を接合部材11により接合する。 Next, as shown in FIG. 9, a metal such as gold (Au) or titanium (Ti) is deposited on the underside of the first interlayer insulating film 12 to form a bonding member 11. Then, the support substrate 10 is bonded to the bonding member 11. In this manner, the support substrate 10 is bonded to the first interlayer insulating film 12 side of the structure 105, i.e., the light-emitting element 50 side, by the bonding member 11.

(ゲート電極33を形成する工程)
次に、図10に示すように、シリコン基板102を除去する。これにより、構造体105の上面に絶縁膜17が露出する。
(Step of forming gate electrode 33)
10, the silicon substrate 102 is removed, thereby exposing the insulating film 17 on the upper surface of the structure 105.

次に、図11に示すように、絶縁膜17上にゲート電極33を形成する。ゲート電極33は、例えば、絶縁膜17上にポリシリコンを形成し、パターニングすることにより形成することができる。 Next, as shown in FIG. 11, a gate electrode 33 is formed on the insulating film 17. The gate electrode 33 can be formed, for example, by forming polysilicon on the insulating film 17 and patterning it.

(第1半導体領域31及び第2半導体領域32を形成する工程)
次に、図12に示すように、レジストパターン106を絶縁膜17の上面の一部に形成する。次に、ゲート電極33及びレジストパターン106をマスクとして、絶縁膜17を介して第1シリコン基板16の上層部分に不純物をイオン注入する。不純物は、例えばドナーとなる不純物、例えばリン(P)イオンとする。次に、レジストパターン106を除去する。
(Step of forming the first semiconductor region 31 and the second semiconductor region 32)
12, a resist pattern 106 is formed on a part of the upper surface of the insulating film 17. Next, using the gate electrode 33 and the resist pattern 106 as a mask, impurity ions are implanted into the upper layer portion of the first silicon substrate 16 through the insulating film 17. The impurity is, for example, a donor impurity, such as phosphorus (P) ions. Next, the resist pattern 106 is removed.

次に、アニール処理を行い、イオン注入した不純物を活性化させる。アニール処理は、例えば、レーザーアニール又は瞬間熱アニール(Rapid Thermal Anneal:RTA)によって行い、第1シリコン基板16のうち活性化させる領域以外の領域にできるだけ熱が伝わらないようにする。このようにして、第1シリコン基板16の第1面16aに、第1半導体領域31及び第2半導体領域32をセルフアラインで形成する。このような工程により、第1半導体領域31及び第2半導体領域32の導電型は第2導電型となる。第2導電型は、例えば、n型である。これにより、スイッチング領域Rsにスイッチング素子30が形成される。 Next, an annealing process is performed to activate the ion-implanted impurities. The annealing process is performed, for example, by laser annealing or rapid thermal annealing (RTA), so that heat is not transferred to areas of the first silicon substrate 16 other than the area to be activated. In this way, the first semiconductor region 31 and the second semiconductor region 32 are formed in a self-aligned manner on the first surface 16a of the first silicon substrate 16. Through this process, the conductivity type of the first semiconductor region 31 and the second semiconductor region 32 becomes the second conductivity type. The second conductivity type is, for example, n-type. As a result, a switching element 30 is formed in the switching region Rs.

次に、図13に示すように、絶縁膜17上に第1シリコン酸化層18を形成する。第1シリコン酸化層18は、例えばシリコン酸化物を堆積させることにより形成する。第1シリコン酸化層18はゲート電極33を覆う。 Next, as shown in FIG. 13, a first silicon oxide layer 18 is formed on the insulating film 17. The first silicon oxide layer 18 is formed, for example, by depositing silicon oxide. The first silicon oxide layer 18 covers the gate electrode 33.

次に、レジストパターンをマスクとして、第1シリコン酸化層18及び絶縁膜17に対して異方性エッチングを施す。これにより、図14に示すように、第1シリコン酸化層18及び絶縁膜17のうち、第1半導体領域31の直上域に配置された部分と、第2半導体領域32の直上域に配置された部分と、ゲート電極33の直上域に配置された部分と、を除去する。このように第1シリコン酸化層18及び絶縁膜17を部分的に除去することで、第1半導体領域31に到達する孔107と、第2半導体領域32に到達する孔108が形成される。また、ゲート電極33の一部は絶縁膜17から露出し、絶縁膜17の一部はゲート電極33の側面に残留し、側壁となる。 Next, anisotropic etching is performed on the first silicon oxide layer 18 and the insulating film 17 using the resist pattern as a mask. As a result, as shown in FIG. 14, the first silicon oxide layer 18 and the insulating film 17 are removed in the areas directly above the first semiconductor region 31, the areas directly above the second semiconductor region 32, and the areas directly above the gate electrode 33. By partially removing the first silicon oxide layer 18 and the insulating film 17 in this manner, a hole 107 reaching the first semiconductor region 31 and a hole 108 reaching the second semiconductor region 32 are formed. In addition, a part of the gate electrode 33 is exposed from the insulating film 17, and a part of the insulating film 17 remains on the side of the gate electrode 33 to form a sidewall.

(第1貫通孔51を形成する工程)
次に、図15に示すように、発光領域Rlを露出させるようなレジストパターンをマスクとして、第1シリコン酸化層18、絶縁膜17、第1シリコン基板16、酸化膜15、及び、第2シリコン基板14を選択的に除去する。この除去工程で使用されるエッチャントに対して、第2半導体層65は高い耐食性を有することが好ましく、第2半導体層65をストッパ部材として機能させることができる。例えば、この除去工程で使用されるエッチャントは、第2シリコン基板14に対するエッチングレートが、第2半導体層65に対するエッチングレートより高いものを用いることが好ましい。この結果、発光領域Rlにおいて、発光素子50を露出させる第1貫通孔51が形成される。
(Step of forming the first through hole 51)
15, the first silicon oxide layer 18, the insulating film 17, the first silicon substrate 16, the oxide film 15, and the second silicon substrate 14 are selectively removed using a resist pattern that exposes the light-emitting region R1 as a mask. The second semiconductor layer 65 preferably has high corrosion resistance against the etchant used in this removal process, and the second semiconductor layer 65 can function as a stopper member. For example, the etchant used in this removal process is preferably one that has a higher etching rate for the second silicon substrate 14 than for the second semiconductor layer 65. As a result, a first through hole 51 that exposes the light-emitting element 50 is formed in the light-emitting region R1.

(光反射部材を形成する工程)
次に、上面視で第1半導体層63及び活性層64の周囲に位置する第2半導体層65と、第1層間絶縁膜12の一部をエッチングにより除去する。これにより、図16に示すように、第1半導体層63及び活性層64の周囲に位置する第1層間絶縁膜12に凹部109が形成される。上面視で、凹部109は、例えば発光素子50を囲んで配置される。
(Step of forming light reflecting member)
Next, the second semiconductor layer 65 located around the first semiconductor layer 63 and the active layer 64 in top view and a part of the first interlayer insulating film 12 are removed by etching. As a result, as shown in Fig. 16, a recess 109 is formed in the first interlayer insulating film 12 located around the first semiconductor layer 63 and the active layer 64. In top view, the recess 109 is disposed to surround, for example, the light emitting element 50.

次に、図17に示すように、第1貫通孔51の側面と、第1シリコン基板16の第1面16aとを覆う光反射部材19を形成する。光反射部材19は、例えば原子層堆積(Atomic Layer Deposition:ALD)法により形成する。光反射部材19には、例えばDBRを用いる。次に、光反射部材19の一部を除去して、発光素子50を露出させる。光反射部材19の一部は、孔107内及び孔108内にも形成される。 Next, as shown in FIG. 17, a light reflecting member 19 is formed to cover the side of the first through hole 51 and the first surface 16a of the first silicon substrate 16. The light reflecting member 19 is formed, for example, by atomic layer deposition (ALD). The light reflecting member 19 is made of, for example, a DBR. Next, a part of the light reflecting member 19 is removed to expose the light emitting element 50. A part of the light reflecting member 19 is also formed in the hole 107 and the hole 108.

(絶縁部材52を形成する工程)
次に、図18に示すように、第1貫通孔51内に、光反射部材19及び発光素子50を覆う絶縁部材52を形成する。絶縁部材52は、例えば、SOG法により、第1貫通孔51内及び光反射部材19の表面にシリコン酸化膜を形成し、CMP法により平坦化することで形成する。絶縁部材52は、発光領域Rl以外の領域にも形成される。
(Step of forming insulating member 52)
18, an insulating member 52 that covers the light reflecting member 19 and the light emitting element 50 is formed in the first through hole 51. The insulating member 52 is formed, for example, by forming a silicon oxide film in the first through hole 51 and on the surface of the light reflecting member 19 by the SOG method, and then planarizing the film by the CMP method. The insulating member 52 is also formed in regions other than the light emitting region Rl.

(第1孔111及び第2孔112を形成する工程)
次に、図19に示すように、例えばフォトリソグラフィ法により、絶縁部材52を選択的に除去する。これにより、絶縁部材52に、第1半導体領域31を絶縁部材52から露出させる第1孔111と、第2半導体領域32を絶縁部材52から露出させる第2孔112と、が形成される。
(Step of forming the first hole 111 and the second hole 112)
19 , the insulating member 52 is selectively removed by, for example, photolithography. As a result, a first hole 111 that exposes the first semiconductor region 31 from the insulating member 52 and a second hole 112 that exposes the second semiconductor region 32 from the insulating member 52 are formed in the insulating member 52.

(第2配線53bを形成する工程)
次に、例えばフォトリソグラフィ法により、絶縁部材52を選択的に除去する。これにより、図20に示すように、第1配線53aの導通部53cを絶縁部材52から露出させる第3孔113と、第3配線54のうち、上面視で発光素子50の外部に配置された部分の一部を絶縁部材52から露出させる第4孔114と、が形成される。
(Step of forming second wiring 53b)
Next, the insulating member 52 is selectively removed by, for example, photolithography. As a result, as shown in Fig. 20, a third hole 113 that exposes the conductive portion 53c of the first wiring 53a from the insulating member 52 and a fourth hole 114 that exposes a part of the portion of the third wiring 54 that is disposed outside the light-emitting element 50 in a top view from the insulating member 52 are formed.

次に、図21に示すように、第1孔111内に第5導通部53hを形成し、第2孔112内に第4配線57の一部を形成し、第3孔113内に第3導通部53fを形成し、第4孔114内に第3配線54の一部を形成する。第5導通部53h、第4配線57の一部、第3導通部53f、及び、第3配線54の一部は、例えば、以下の工程により形成する。まず絶縁部材52の表面、第1孔111内、第2孔112内、第3孔113内、及び、第4孔114内に金属材料を形成する。次に、例えばCMP法により、金属材料のうち絶縁部材52の上面に堆積された部分を除去する。このようにして、絶縁部材52内に第2配線53bの一部である第5導通部53h及び第3導通部53fと、第3配線54の一部と、第4配線57の一部と、が形成される。 21, the fifth conductive portion 53h is formed in the first hole 111, a part of the fourth wiring 57 is formed in the second hole 112, the third conductive portion 53f is formed in the third hole 113, and a part of the third wiring 54 is formed in the fourth hole 114. The fifth conductive portion 53h, a part of the fourth wiring 57, the third conductive portion 53f, and a part of the third wiring 54 are formed, for example, by the following process. First, a metal material is formed on the surface of the insulating member 52, in the first hole 111, in the second hole 112, in the third hole 113, and in the fourth hole 114. Next, the part of the metal material deposited on the upper surface of the insulating member 52 is removed, for example, by the CMP method. In this way, the fifth conductive portion 53h and the third conductive portion 53f, which are part of the second wiring 53b, a part of the third wiring 54, and a part of the fourth wiring 57 are formed in the insulating member 52.

次に、図22に示すように、絶縁部材52上に複数の開口を有する第2シリコン酸化層20bを形成する。次に、第2シリコン酸化層20bの開口内に、第4導通部53g、第4配線57の一部、第3配線54の一部を形成する。第4導通部53gは、第5導通部53h及び第3導通部53fと接続される。第3導通部53f、第4導通部53g、及び、第5導通部53hにより、第2配線53bが形成される。第2配線53bは、導通部53cと第1半導体領域31とを電気的に接続する。第2配線53b及び第1配線53aにより、発光素子50の第2半導体層65と第1半導体領域31とを電気的に接続する配線電極53が形成される。 22, a second silicon oxide layer 20b having a plurality of openings is formed on the insulating member 52. Next, a fourth conductive portion 53g, a portion of the fourth wiring 57, and a portion of the third wiring 54 are formed in the openings of the second silicon oxide layer 20b. The fourth conductive portion 53g is connected to the fifth conductive portion 53h and the third conductive portion 53f. The third conductive portion 53f, the fourth conductive portion 53g, and the fifth conductive portion 53h form the second wiring 53b. The second wiring 53b electrically connects the conductive portion 53c and the first semiconductor region 31. The second wiring 53b and the first wiring 53a form a wiring electrode 53 that electrically connects the second semiconductor layer 65 of the light-emitting element 50 to the first semiconductor region 31.

次に、第2シリコン酸化層20b上に複数の開口を有する第3シリコン酸化層20cを形成する。次に、第3シリコン酸化層20cの開口内に、第4配線57の一部、及び、第3配線54の一部を形成する。 Next, a third silicon oxide layer 20c having a plurality of openings is formed on the second silicon oxide layer 20b. Next, a part of the fourth wiring 57 and a part of the third wiring 54 are formed in the openings of the third silicon oxide layer 20c.

次に、図23に示すように、第3シリコン酸化層20c上に複数の開口を有する第4シリコン酸化層20dを形成する。次に、第4シリコン酸化層20dの開口内に、第4配線57の一部、及び、第3配線54の一部を形成する。これにより、第4配線57及び第3配線54が形成される。 23, a fourth silicon oxide layer 20d having a plurality of openings is formed on the third silicon oxide layer 20c. Next, a part of the fourth wiring 57 and a part of the third wiring 54 are formed in the openings of the fourth silicon oxide layer 20d. This forms the fourth wiring 57 and the third wiring 54.

(第2貫通孔56を形成する工程)
次に、図24に示すように、発光領域Rlにおいて、第4シリコン酸化層20dの一部、第3シリコン酸化層20cの一部、第2シリコン酸化層20bの一部、及び、絶縁部材52の一部を選択的に除去することにより、発光素子50を露出させる第2貫通孔56を形成する。以後、発光領域Rl以外の領域において、絶縁部材52、第2シリコン酸化層20b、第3シリコン酸化層20c、及び、第4シリコン酸化層20dを、総称して第2層間絶縁膜20という。
(Step of forming second through hole 56)
24, in the light-emitting region Rl, a part of the fourth silicon oxide layer 20d, a part of the third silicon oxide layer 20c, a part of the second silicon oxide layer 20b, and a part of the insulating member 52 are selectively removed to form a second through-hole 56 exposing the light-emitting element 50. Hereinafter, in the region other than the light-emitting region Rl, the insulating member 52, the second silicon oxide layer 20b, the third silicon oxide layer 20c, and the fourth silicon oxide layer 20d are collectively referred to as the second interlayer insulating film 20.

次に、図25に示すように、第2貫通孔56の側面に反射膜70を形成する。反射膜70は、例えば、金属材料又はDBRにより形成する。なお、反射膜70の形成は省略してもよい。
次に、図26に示すように、第2層間絶縁膜20上に、保護膜21を形成する。
25, a reflective film 70 is formed on the side surface of the second through hole 56. The reflective film 70 is made of, for example, a metal material or a DBR. Note that the formation of the reflective film 70 may be omitted.
Next, as shown in FIG. 26 , a protective film 21 is formed on the second interlayer insulating film 20 .

(波長変換部材55を形成する工程)
次に、図27に示すように、第2貫通孔56内に波長変換部材55を形成する。例えば、蛍光体を含有した透光性の樹脂材料を第2貫通孔56内にポッティングし、固化させ、上面を研削することにより平坦化する。これにより、波長変換部材55の上面が、保護膜21の上面と同じ高さになる。波長変換部材55は、発光素子50の上面に接している。
(Step of forming wavelength conversion member 55)
27 , a wavelength conversion member 55 is formed in the second through-hole 56. For example, a translucent resin material containing a phosphor is potted in the second through-hole 56, solidified, and the upper surface is ground to be flattened. As a result, the upper surface of the wavelength conversion member 55 is flush with the upper surface of the protective film 21. The wavelength conversion member 55 is in contact with the upper surface of the light-emitting element 50.

次に、図2に示すように、波長変換部材55上にカラーフィルター71を形成する。カラーフィルター71の周辺部は保護膜21上に形成される。次に、カラーフィルター71上にマイクロレンズ72を形成する。 Next, as shown in FIG. 2, a color filter 71 is formed on the wavelength conversion member 55. The peripheral portion of the color filter 71 is formed on the protective film 21. Next, a microlens 72 is formed on the color filter 71.

次に、図1に示すように、保護膜21上に第1上部配線73及び第2上部配線74を形成する。第1上部配線73は、第2層間絶縁膜20から露出する第3配線54の上端に接続される。第2上部配線74は、第2層間絶縁膜20から露出する第4配線57の上端に接続される。
このようにして、本実施形態に係る発光装置1が製造される。
1 , a first upper interconnection 73 and a second upper interconnection 74 are formed on the protective film 21. The first upper interconnection 73 is connected to an upper end of the third interconnection 54 exposed from the second interlayer insulating film 20. The second upper interconnection 74 is connected to an upper end of the fourth interconnection 57 exposed from the second interlayer insulating film 20.
In this manner, the light emitting device 1 according to this embodiment is manufactured.

本実施形態によれば、図3~図7に示す工程により、構造体105を準備する。構造体105は、絶縁膜17、第1シリコン基板16及び第2シリコン基板14等を含み、第2シリコン基板14の第4面14bに発光素子50が設けられている。そして、図8~図11に示す工程により、絶縁膜17上にゲート電極33を形成し、図12に示す工程により、第1シリコン基板16の上層部分に第1半導体領域31及び第2半導体領域32を形成する。これにより、スイッチング素子30が形成される。次に、図15に示す工程により、発光素子50を露出させる第1貫通孔51を形成し、図19に示す工程により、第1半導体領域31及び第2半導体領域32をそれぞれ露出させる第1孔111及び第2孔112を形成し、図20~図22に示す工程により、配線電極53を形成する。配線電極53は、第1貫通孔51、第1孔111及び第2孔112を介してスイッチング素子30を発光素子50に接続する。このようにして、一連の半導体プロセスを用いて形成される1つの積層体29内に、発光素子50とスイッチング素子30を形成し、相互に接続することができるため、発光素子50とスイッチング素子30を近接して配置することができる。この結果、発光装置1を微細化することができ、発光装置1の高集積化を図ることができる。 According to this embodiment, the structure 105 is prepared by the steps shown in FIGS. 3 to 7. The structure 105 includes an insulating film 17, a first silicon substrate 16, a second silicon substrate 14, etc., and a light-emitting element 50 is provided on the fourth surface 14b of the second silicon substrate 14. Then, a gate electrode 33 is formed on the insulating film 17 by the steps shown in FIGS. 8 to 11, and a first semiconductor region 31 and a second semiconductor region 32 are formed in the upper layer portion of the first silicon substrate 16 by the step shown in FIG. 12. This forms the switching element 30. Next, a first through hole 51 that exposes the light-emitting element 50 is formed by the step shown in FIG. 15, a first hole 111 and a second hole 112 that expose the first semiconductor region 31 and the second semiconductor region 32, respectively, are formed by the step shown in FIG. 19, and a wiring electrode 53 is formed by the steps shown in FIGS. 20 to 22. The wiring electrode 53 connects the switching element 30 to the light-emitting element 50 via the first through hole 51, the first hole 111, and the second hole 112. In this way, the light emitting element 50 and the switching element 30 can be formed and connected to each other within one laminate 29 formed using a series of semiconductor processes, so that the light emitting element 50 and the switching element 30 can be arranged in close proximity. As a result, the light emitting device 1 can be miniaturized, and the light emitting device 1 can be highly integrated.

また、スイッチング素子30としてMOSFETを用いているため、スイッチング素子30として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)を用いる場合と比較して、スイッチング速度が高い。これにより、発光素子50をより高速で制御することができる。この結果、例えば、発光装置1を表示装置の画素として使用する場合には、動画表示の品質が向上する。 In addition, because a MOSFET is used as the switching element 30, the switching speed is higher than when a thin film transistor (TFT) is used as the switching element 30. This allows the light-emitting element 50 to be controlled at a higher speed. As a result, for example, when the light-emitting device 1 is used as a pixel of a display device, the quality of the moving image display is improved.

また、本実施形態においては、第1貫通孔51を形成した後、図17に示す工程により、第1貫通孔51の側面と、第1シリコン基板16の第1面16aとを覆うように、光反射部材19を形成している。これにより、発光素子50から出射した光を光反射部材19が上方に向けて反射することができ、発光装置1における光の取出効率が向上する。 In addition, in this embodiment, after the first through hole 51 is formed, a light reflecting member 19 is formed to cover the side surface of the first through hole 51 and the first surface 16a of the first silicon substrate 16 by the process shown in FIG. 17. This allows the light reflecting member 19 to reflect the light emitted from the light emitting element 50 upward, improving the light extraction efficiency of the light emitting device 1.

また、本実施形態においては、図18に示す工程により、第1貫通孔51内に絶縁部材52を形成し、図20に示す工程により、絶縁部材52に第3孔113を形成し、図21及び図22に示す工程により、第3孔113内に配線電極53の第3導通部53fを形成している。これにより、高さ方向において異なる位置に配置された発光素子50とスイッチング素子30を、積層体29の内部で接続することができる。この結果、発光素子50とスイッチング素子30を積層体29の外部を介して接続する場合と比較して、電気抵抗を低減できると共に、信頼性が向上する。 In this embodiment, the insulating member 52 is formed in the first through hole 51 by the process shown in FIG. 18, the third hole 113 is formed in the insulating member 52 by the process shown in FIG. 20, and the third conductive portion 53f of the wiring electrode 53 is formed in the third hole 113 by the process shown in FIG. 21 and FIG. 22. This allows the light-emitting element 50 and the switching element 30, which are arranged at different positions in the height direction, to be connected inside the laminate 29. As a result, electrical resistance can be reduced and reliability is improved compared to when the light-emitting element 50 and the switching element 30 are connected via the outside of the laminate 29.

また、本実施形態においては、図24に示す工程により、絶縁部材52に第2貫通孔56を形成し、図27に示す工程により、第2貫通孔56内に波長変換部材55を形成している。これにより、発光素子50から出射した光を、波長変換部材55によってピーク波長が異なる他の光に変換することができ、発光装置1から発光素子50から出射した光とその光の波長とは異なる波長の光を出射させることができる。また、波長変換部材55を第2貫通孔56内に配置することにより、発光装置1の薄型化を図ることができる。 In addition, in this embodiment, a second through hole 56 is formed in the insulating member 52 by the process shown in FIG. 24, and a wavelength conversion member 55 is formed in the second through hole 56 by the process shown in FIG. 27. This allows the light emitted from the light-emitting element 50 to be converted into other light having a different peak wavelength by the wavelength conversion member 55, and allows the light-emitting device 1 to emit light of a wavelength different from the wavelength of the light emitted from the light-emitting element 50. Furthermore, by disposing the wavelength conversion member 55 in the second through hole 56, the light-emitting device 1 can be made thinner.

また、本実施形態においては、図8に示す工程により、構造体105の下面に、第1層間絶縁膜12及び接合部材11を介して、支持基板10を接合している。これにより、構造体105の剛性が向上して、以後の工程が容易になる。また、完成後の発光装置1に支持基板10を残留させることにより、発光装置1の強度が向上する。 In addition, in this embodiment, the support substrate 10 is bonded to the underside of the structure 105 via the first interlayer insulating film 12 and the bonding member 11 by the process shown in FIG. 8. This improves the rigidity of the structure 105, making subsequent processes easier. In addition, by leaving the support substrate 10 on the completed light-emitting device 1, the strength of the light-emitting device 1 is improved.

なお、図4に示す構造体104は、酸化膜15を構造体103ではなくSOI基板101に設け、構造体103の第2シリコン基板14の第3面14aを、SOI基板101の酸化膜15の下面に接合して形成してもよい。また、構造体103と、シリコン基板102と、シリコン基板102の下面102aに設けられた絶縁膜17と、を有する第1構造体と、第1シリコン基板16と、第1シリコン基板16の第2面16bに設けられた酸化膜15と、を有する第2構造体を準備する。そして、第1構造体の絶縁膜17の下面を、第2構造体の第1シリコン基板16の第1面16aに接合すると共に、第2構造体の酸化膜15の下面を構造体103の第2シリコン基板14の第3面14aに接合することで図4に示す構造体104を形成してもよい。 The structure 104 shown in FIG. 4 may be formed by providing the oxide film 15 on the SOI substrate 101 instead of the structure 103, and bonding the third surface 14a of the second silicon substrate 14 of the structure 103 to the lower surface of the oxide film 15 of the SOI substrate 101. Also, a first structure having the structure 103, the silicon substrate 102, and the insulating film 17 provided on the lower surface 102a of the silicon substrate 102, and a second structure having the first silicon substrate 16 and the oxide film 15 provided on the second surface 16b of the first silicon substrate 16 are prepared. Then, the lower surface of the insulating film 17 of the first structure may be bonded to the first surface 16a of the first silicon substrate 16 of the second structure, and the lower surface of the oxide film 15 of the second structure may be bonded to the third surface 14a of the second silicon substrate 14 of the structure 103, to form the structure 104 shown in FIG. 4.

なお、上述の実施形態においては、スイッチング素子30としてnチャネル型MOSFETを設ける例を示したが、これには限定されない。スイッチング素子30として、例えば、pチャネル型MOSFETを設けてもよく、nチャネル型MOSFET及びpチャネル型MOSFETの双方を設けてCMOSを構成してもよい。 In the above embodiment, an n-channel MOSFET is used as the switching element 30, but this is not limiting. For example, a p-channel MOSFET may be used as the switching element 30, or both an n-channel MOSFET and a p-channel MOSFET may be used to configure a CMOS.

前述の実施形態は、本発明を具現化した例であり、本発明はこれらの実施形態には限定されない。例えば、前述の実施形態において、いくつかの構成要素又は工程を追加、削除又は変更したものも本発明に含まれる。 The above-described embodiments are examples of the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments. For example, the present invention also includes the above-described embodiments in which some components or steps are added, deleted, or modified.

本発明は、例えば、表示装置の自発光素子等に利用することができる。 The present invention can be used, for example, in self-luminous elements of display devices.

1:発光装置
10:支持基板
11:接合部材
12:第1層間絶縁膜
13:化合物半導体層
14:第2シリコン基板
14a:第3面
14b:第4面
15:酸化膜
16:第1シリコン基板
16a:第1面
16b:第2面
17:絶縁膜
18:第1シリコン酸化層
19:光反射部材
20:第2層間絶縁膜
20b:第2シリコン酸化層
20c:第3シリコン酸化層
20d:第4シリコン酸化層
21:保護膜
29:積層体
30:スイッチング素子
31:第1半導体領域
32:第2半導体領域
33:ゲート電極
50:発光素子
51:第1貫通孔
51a:側面
51b:底面
52:絶縁部材
53:配線電極
53a:第1配線
53b:第2配線
53c:導通部
53d:第1導通部
53e:第2導通部
53f:第3導通部
53g:第4導通部
53h:第5導通部
54:第3配線
55:波長変換部材
56:第2貫通孔
57:第4配線
61:カバーメタル
62:p側電極
63:第1半導体層
64:活性層
65:第2半導体層
66:孔
70:反射膜
71:カラーフィルター
72:マイクロレンズ
73:第1上部配線
74:第2上部配線
101:SOI基板
102:シリコン基板
102a:下面
103、104、105:構造体
106:レジストパターン
107、108:孔
109:凹部
111:第1孔
112:第2孔
113:第3孔
114:第4孔
Rl:発光領域
Rp:周辺領域
Rs:スイッチング領域
1: Light emitting device 10: Support substrate 11: Bonding member 12: First interlayer insulating film 13: Compound semiconductor layer 14: Second silicon substrate 14a: Third surface 14b: Fourth surface 15: Oxide film 16: First silicon substrate 16a: First surface 16b: Second surface 17: Insulating film 18: First silicon oxide layer 19: Light reflecting member 20: Second interlayer insulating film 20b: Second silicon oxide layer 20c: Third silicon oxide layer 20d: Fourth silicon oxide layer 21: Protective film 29: Stacked body 30: Switching element 31: First semiconductor region 32: Second semiconductor region 33: Gate electrode 50: Light emitting element 51: First through hole 51a: Side surface 51b: Bottom surface 52: Insulating member 53: Wiring electrode 53a: First wiring 53b: Second wiring 53c: Conductive portion 53d: First conductive portion 53e: Second conductive portion 53f: Third conductive portion 53g: Fourth conductive portion 53h: Fifth conductive portion 54: Third wiring 55: Wavelength conversion member 56: Second through hole 57: Fourth wiring 61: Cover metal 62: p-side electrode 63: First semiconductor layer 64: Active layer 65: Second semiconductor layer 66: Hole 70: Reflective film 71: Color filter 72: Microlens 73: First upper wiring 74: Second upper wiring 101: SOI substrate 102: Silicon substrate 102a: Lower surface 103, 104, 105: Structure 106: Resist pattern 107, 108: Hole 109: Recess 111: First hole 112: Second hole 113: Third hole 114: Fourth hole Rl: Light emitting region Rp: Peripheral region Rs: Switching region

Claims (12)

第1面と、前記第1面とは反対側に位置する第2面と、を含む第1シリコン基板と、
前記第1シリコン基板の前記第2面側に設けられ、前記第2面と対向する第3面と、前記第3面とは反対側に位置する第4面と、を含む第2シリコン基板と、
前記第1シリコン基板の前記第1面に形成されたスイッチング素子と、
前記第2シリコン基板の前記第4面側に設けられた発光素子と、
絶縁部材と、
前記絶縁部材内に設けられ、前記スイッチング素子を前記発光素子に接続する配線電極と、
を備え、
前記第1シリコン基板及び前記第2シリコン基板には第1貫通孔が形成されており、
前記絶縁部材は前記第1貫通孔の側面に設けられており、
前記絶縁部材には、前記発光素子を露出させる第2貫通孔が形成されている発光装置。
a first silicon substrate including a first surface and a second surface opposite the first surface;
a second silicon substrate provided on the second surface side of the first silicon substrate, the second silicon substrate including a third surface facing the second surface and a fourth surface positioned on the opposite side to the third surface;
a switching element formed on the first surface of the first silicon substrate;
a light emitting element provided on the fourth surface side of the second silicon substrate;
An insulating member;
a wiring electrode provided in the insulating member and connecting the switching element to the light-emitting element;
Equipped with
a first through hole is formed in the first silicon substrate and the second silicon substrate;
the insulating member is provided on a side surface of the first through hole,
The insulating member has a second through hole through which the light emitting element is exposed.
前記第1面の少なくとも一部は第1導電型であり、
前記スイッチング素子は、
前記第1面に形成された第2導電型の第1半導体領域及び第2半導体領域と、
前記第1半導体領域と前記第2半導体領域の間における前記第1シリコン基板の前記第1面に接する絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられたゲート電極と、
を有し、
前記発光素子は、
前記第1導電型の第1半導体層と、
前記第2導電型の第2半導体層と、
前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられた活性層と、
を有し、
前記配線電極は、前記第1半導体層及び前記第2半導体層のうちの一方と、前記第1半導体領域とを接続する請求項1に記載の発光装置。
At least a portion of the first surface is of a first conductivity type;
The switching element is
a first semiconductor region and a second semiconductor region of a second conductivity type formed on the first surface;
an insulating film in contact with the first surface of the first silicon substrate between the first semiconductor region and the second semiconductor region;
a gate electrode provided on the insulating film;
having
The light-emitting element is
a first semiconductor layer of the first conductivity type;
A second semiconductor layer of the second conductivity type;
an active layer provided between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
having
The light emitting device according to claim 1 , wherein the wiring electrode connects one of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer to the first semiconductor region.
前記第1半導体層、前記活性層、及び、前記第2半導体層は、ガリウム及び窒素を含む請求項2に記載の発光装置。 The light-emitting device according to claim 2, wherein the first semiconductor layer, the active layer, and the second semiconductor layer contain gallium and nitrogen. 前記第1貫通孔の側面及び前記第1面を覆う光反射部材をさらに備えた、請求項1~3のいずれか1つに記載の発光装置。 The light emitting device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a light reflecting member that covers the side surface of the first through hole and the first surface. 前記絶縁部材は、孔を有し、
前記配線電極は、
上面視において前記発光素子が設けられた領域よりも外側に位置する導通部を有し、前記発光素子に接続された第1配線と、
少なくとも一部が前記孔内に設けられ、前記導通部と前記スイッチング素子とに接続された第2配線と、
を有した請求項1~4のいずれか1つに記載の発光装置。
The insulating member has a hole.
The wiring electrode is
a first wiring having a conductive portion located outside a region in which the light emitting element is provided when viewed from above and connected to the light emitting element;
a second wiring, at least a portion of which is provided within the hole and connected to the conductive portion and the switching element;
5. The light emitting device according to claim 1, further comprising:
前記第2貫通孔内に設けられた波長変換部材をさらに備えた請求項1~5のいずれか1つに記載の発光装置。 The light emitting device according to any one of claims 1 to 5, further comprising a wavelength conversion member provided in the second through hole. 前記第2シリコン基板の前記第4面及び前記発光素子に接合された支持基板をさらに備えた請求項1~6のいずれか1つに記載の発光装置。 7. The light emitting device according to claim 1, further comprising a support substrate bonded to the fourth surface of the second silicon substrate and to the light emitting element . 第1面と、前記第1面とは反対側に位置する第2面とを含み、少なくとも前記第1面の一部が第1導電型である第1シリコン基板と、前記第1シリコン基板の前記第1面上に設けられた絶縁膜と、前記第1シリコン基板の前記第2面側に設けられ、前記第2面と対向する第3面と、前記第3面とは反対側に位置する第4面とを含む第2シリコン基板と、前記第2シリコン基板の前記第4面上に設けられた発光素子と、前記発光素子に接続され、上面視において前記発光素子が設けられた領域よりも外側に位置する導通部を有する第1配線と、を含む構造体を準備する工程と、
前記絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極をマスクとして前記第1シリコン基板の前記第1面に不純物を注入することにより、前記第1シリコン基板の前記第1面に第2導電型の第1半導体領域及び第2半導体領域を形成する工程と、
前記絶縁膜、前記第1シリコン基板、及び前記第2シリコン基板を前記絶縁膜側から選択的に除去することにより、前記発光素子を露出させる第1貫通孔を形成する工程と、
前記絶縁膜を除去することにより、前記第1半導体領域を前記絶縁膜から露出させる第1孔と、前記第2半導体領域を前記絶縁膜から露出させる第2孔と、を形成する工程と、
前記導通部と前記第1半導体領域とを接続する第2配線を形成する工程と、
を備えた発光装置の製造方法。
a step of preparing a structure including: a first silicon substrate including a first surface and a second surface located opposite to the first surface, at least a portion of the first surface being of a first conductivity type; an insulating film provided on the first surface of the first silicon substrate; a second silicon substrate provided on the second surface side of the first silicon substrate, including a third surface facing the second surface and a fourth surface located opposite to the third surface; a light emitting element provided on the fourth surface of the second silicon substrate; and a first wiring connected to the light emitting element and having a conductive portion located outside a region in which the light emitting element is provided in a top view;
forming a gate electrode on the insulating film;
forming a first semiconductor region and a second semiconductor region of a second conductivity type on the first surface of the first silicon substrate by implanting impurities into the first surface of the first silicon substrate using the gate electrode as a mask;
forming a first through hole exposing the light emitting element by selectively removing the insulating film, the first silicon substrate, and the second silicon substrate from the insulating film side;
removing the insulating film to form a first hole exposing the first semiconductor region from the insulating film and a second hole exposing the second semiconductor region from the insulating film;
forming a second wiring that connects the conductive portion and the first semiconductor region;
A method for manufacturing a light emitting device comprising the steps of:
前記第1貫通孔を形成する工程の後、前記第1貫通孔の側面と、前記第1シリコン基板の前記第1面とを覆う光反射部材を形成する工程をさらに備えた請求項8に記載の発光装置の製造方法。 The method for manufacturing a light-emitting device according to claim 8, further comprising the step of forming a light-reflecting member that covers the side surface of the first through-hole and the first surface of the first silicon substrate after the step of forming the first through-hole. 前記光反射部材を形成する工程の後、前記第1貫通孔内に前記光反射部材及び前記発光素子を覆う絶縁部材を形成する工程と、
前記絶縁部材を選択的に除去することにより、前記発光素子を露出させる第2貫通孔を形成する工程と、
をさらに備え、
前記第2配線を形成する工程は
前記絶縁部材に前記導通部を露出させる第3孔を形成する工程と、
前記第2配線を前記第3孔を介して前記導通部に接続するとともに、前記第1孔を介して前記第1半導体領域に接続する工程と、
を有した請求項9に記載の発光装置の製造方法。
forming an insulating member covering the light reflecting member and the light emitting element in the first through hole after the step of forming the light reflecting member;
forming a second through hole exposing the light emitting element by selectively removing the insulating member;
Further equipped with
The step of forming the second wiring includes :
forming a third hole in the insulating member to expose the conductive portion;
connecting the second wiring to the conductive portion through the third hole and to the first semiconductor region through the first hole;
The method for manufacturing a light emitting device according to claim 9 , comprising:
前記絶縁部材に前記第2貫通孔を形成する工程の後、前記第2貫通孔内に波長変換部材を形成する工程をさらに備えた請求項10に記載の発光装置の製造方法。 The method for manufacturing a light emitting device according to claim 10, further comprising the step of forming a wavelength conversion member in the second through hole after the step of forming the second through hole in the insulating member. 前記ゲート電極を形成する工程の前に、前記第2シリコン基板の前記第4面及び前記発光素子に支持基板を接合する工程をさらに備えた請求項8~11のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。 The method for manufacturing a light emitting device according to any one of claims 8 to 11, further comprising the step of bonding a support substrate to the fourth surface of the second silicon substrate and the light emitting element prior to the step of forming the gate electrode.
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