[发明专利]光半导体装置以及光半导体装置的制造方法

说明书

光半导体装置(10)包括：具有在上表面(31)开口的凹部(34)的封装基板(30)；收纳在凹部(34)的发光元件(20)；配置为覆盖凹部(34)的开口的窗部件(40)；以及对封装基板(30)与窗部件(40)之间进行密封的密封结构(50)。密封结构(50)构成为：具有框状地设置在封装基板(30)的上表面(32)的第一金属层(51)；框状地设置在窗部件(40)的内表面(44)的第二金属层(52)；以及设置在第一金属层(51)与第二金属层(52)之间的金属接合部(53)，第一金属层(51)和第二金属层(52)的一个的整体位于设置有第一金属层(51)和第二金属层(52)的另一个的区域内。

技术领域

本发明涉及光半导体装置，尤其涉及具有光半导体元件的光半导体装置。

背景技术

近年来，输出蓝色光的二极管或激光二极管等半导体发光元件被实用化，并且输出波长更短的深紫外光的发光元件的开发正在被推进。因深紫外光具有较高的杀菌能力，所以能够输出深紫外光的半导体发光元件作为在医疗或食品加工现场的无水银的杀菌用光源而受到瞩目。另外，无论输出波长如何，发光强度更高的半导体发光元件的开发正在被推进。发光元件收纳在用于保护元件免受外部环境影响的封装内。例如，通过将安装有发光元件的基板与配置在该基板上的玻璃盖共晶接合来密封发光元件。这时，选定线膨胀系数尽可能接近的材料作为基板和玻璃盖的材料(例如，参照专利文献1)。

[在先技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本特开2012-69977号公报

发明内容

[发明要解决的课题]

收纳发光元件的封装的窗部件优选为发光波长的透过率高的材料，但根据发光元件的发光波长可供选择的窗部件的材料有限。其结果，可能难以使共晶接合的封装基板与窗部件的热膨胀系数接近。即使在封装基板和窗部件使用热膨胀系数不同的材料的情况下，也希望能够得到可靠性高的密封结构。本发明是鉴于以上课题而完成的，其示例性的目的之一在于提供一种提高具有光半导体元件的光半导体装置的可靠性的技术。

[用于解决技术课题的技术方案]

本发明的一种方案的光半导体装置，包括：具有上表面开口的凹部的封装基板；收纳在凹部中的光半导体元件；配置为覆盖凹部开口的窗部件；以及密封封装基板与窗部件之间的密封结构。密封结构构成为具有：框状地设置在封装基板的上表面的第一金属层；框状地设置在窗部件的内表面的第二金属层；以及设置在第一金属层与第二金属层之间的金属接合部，第一金属层和第二金属层的一个的整体位于设置有第一金属层和第二金属层的另一个的区域内。

根据本方案，因构成为相对较宽广的金属层的区域内设有相对较狭窄的另一金属层的整体，所以与一金属层和另一金属层错位配置的情况相比，双方金属层的重叠范围较大。由此，能够扩大双方金属层重叠接合的范围而提高密封性。另外，通过扩大双方金属层的重叠范围，能够缩小金属接合部沿任意一金属层形成为薄片状(薄くフィレット状)的范围。由此，能够防止起因于热膨胀系数差的应力集中在薄片处造成窗部件发生破碎或缺口。

密封结构也可以构成为第二金属层的整体位于设置有第一金属层的区域内。

密封结构也可以构成为金属接合部位于夹着第二金属层的两侧。

第一金属层的外形尺寸比第二金属层的外形尺寸大，第一金属层的内尺寸比第二金属层的内尺寸小，第一金属层与第二金属层的内尺寸差比第一金属层与第二金属层的外形尺寸差大。

第一金属层的外形尺寸与内尺寸的差也可以为第二金属层的外形尺寸与内尺寸的差的2倍以上。

窗部件也可以由热膨胀系数比封装基板小的材料构成。

光半导体元件为发出深紫外光的发光元件，窗部件由石英玻璃构成，金属接合部也可以包含金锡合金(AuSn)。