CN104952985A - 半导体发光装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

实施方式提供一种可提高制造良率的半导体发光装置及其制造方法。实施方式的半导体发光装置包括半导体层、第一配线部、第二配线部、第一绝缘膜、及第二绝缘膜。所述半导体层具有第一侧、及与所述第一侧相反的第二侧，且包含第一导电型层、第二导电型层、及设置在所述第一导电型层与所述第二导电型层之间的发光层。所述第一配线部设置在所述第二侧，且电连接于所述第一导电型层。所述第二配线部设置在所述第二侧，且电连接于所述第二导电型层。所述第一绝缘膜设置在所述半导体层与所述第一配线部之间、及所述半导体层与所述第二配线部之间。所述第二绝缘膜与所述半导体层的所述第一侧相接，且具有与所述第一绝缘膜不同的膜密度。

Description

半导体发光装置及其制造方法
[相关申请案]
本申请案享有以日本专利申请案2014-65345号(申请日：2014年3月27日)作为基础申请案的优先权。本申请案通过参照该基础申请案而包含基础申请案的全部内容。
技术领域
实施方式涉及一种半导体发光装置及其制造方法。
背景技术
不断推进使半导体发光装置小型化而得的芯片大小器件的开发。这些器件包含从成长基板分离的半导体层、及覆盖半导体层的周围的树脂。而且，为了提高半导体层与树脂的粘着强度，较理想的是例如使氧化硅膜等绝缘膜介置在半导体层与树脂之间。然而，绝缘膜存在因其应力而导致半导体发光装置的制造良率下降的情况。
发明内容
实施方式提供一种可提高制造良率的半导体发光装置。
实施方式的半导体发光装置包括半导体层、第一配线部、第二配线部、第一绝缘膜、及第二绝缘膜。所述半导体层具有第一侧、及与所述第一侧相反的第二侧，且包含第一导电型层、第二导电型层、及设置在所述第一导电型层与所述第二导电型层之间的发光层。所述第一配线部设置在所述第二侧，且电连接于所述第一导电型层。所述第二配线部设置在所述第二侧，且电连接于所述第二导电型层。所述第一绝缘膜设置在所述半导体层与所述第一配线部之间、及所述半导体层与所述第二配线部之间。所述第二绝缘膜与所述半导体层的所述第一侧相接，且具有与所述第一绝缘膜不同的膜密度。
附图说明
图1是例示实施方式的半导体发光装置的示意剖视图。
图2是例示实施方式中的绝缘膜的特性的曲线图。
图3(a)及(b)是例示实施方式的半导体发光装置的示意俯视图。
图4(a)及(b)是例示实施方式的半导体发光装置的制造过程的示意剖视图。
图5(a)及(b)是例示继图4之后的制造过程的示意剖视图。
图6(a)及(b)是例示继图5之后的制造过程的示意剖视图。
图7(a)及(b)是例示继图6之后的制造过程的示意剖视图。
图8(a)及(b)是例示继图7之后的制造过程的示意剖视图。
图9(a)及(b)是例示继图8之后的制造过程的示意剖视图。
图10(a)及(b)是例示继图9之后的制造过程的示意剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对实施方式进行说明。此外，在各附图中，对相同元件标注相同的符号。
图1是例示实施方式的半导体发光装置1的示意剖视图。
图2是例示实施方式中的绝缘膜的特性的曲线图。
图3(a)及(b)是例示实施方式的半导体发光装置1的示意俯视图。图1是沿着图3(a)中所示的A-A′线的剖视图。图3(a)及图3(b)是表示图1所示的半导体发光装置1的下表面侧的俯视图。图3(a)表示半导体发光装置1的下表面侧的去除构造体之后的面，与下述图5(b)的上表面对应。
半导体发光装置1具备包含发光层13的半导体层15。半导体层15具有第一侧15a、及第一侧15a相反的第二侧15b(参照图4(a))。另外，半导体层15包含第一导电型层(以下为n型层11)、及第二导电型层(以下为p型层12)。发光层13设置在n型层11与p型层12之间。
该例中，将第一导电层设为n型层、第二导电型层设为p型层而进行说明，但并不限定于此。也可以将第一导电层设为p型层，将第二导电型层设为n型层。
如图5(a)所示，半导体层15的第二侧15b具有包含发光层13的部分(以下为发光区域15e)、及不包含发光层13的部分(以下为非发光区域15f)。发光区域15e是半导体层15中积层着发光层13的部分。非发光区域15f是半导体层15中未积层发光层13的部分。发光区域15e成为能够将发光层13发出的光提取到外部的积层构造。
半导体层15的第二侧15b被加工成凹凸形状。该凹凸形状的凸部为发光区域15e，凹部为非发光区域15f。在该例中，发光区域15e在第二侧15b包含p型层12，且在p型层12的表面设置p侧电极16。非发光区域15f包含n型层11，且在n型层11的第二侧15b的表面设置n侧电极17。
进而，半导体发光装置1包括设置在第二侧15b的p侧配线部41(第二配线部)及n侧配线部43(第一配线部)。p侧配线部41包含p侧配线层21、及p侧金属支柱23，且经由p侧电极16而电连接于p型层12。n侧配线部43包含n侧配线层22、及n侧金属支柱24，且经由n侧电极17而电连接于n型层11。
在半导体层15与p侧配线部41之间、及半导体层15与n侧配线部43之间设置第一绝缘膜(以下为绝缘膜18)。另一方面，在第一侧15a侧设置第二绝缘膜(以下为绝缘膜19)。绝缘膜19与半导体层15的第一侧15a相接，且具有与绝缘膜18不同的膜密度。
此处，所谓“膜密度”是表示膜的粗密的概念。例如，在绝缘膜为氧化硅膜或氮化硅膜的情况下，所谓“膜密度”高是指膜中的硅原子的密度高。换句话说，在膜中的硅原子间的平均间隔窄的情况下，“膜密度”高，在平均间隔宽的情况下，“膜密度”低。另外，在膜中的硅原子与氧原子或氮原子的键结数多的情况下，“膜密度”高，在它们的键结数少的情况下，“膜密度”低。
例如，图2表示使用XRR(X-ray Reflectivity，X射线反射率)分析氧化硅膜所得的结果。纵轴是被反射的X射线的强度，横轴是角度2θ。
利用XRR法，测定由形成着绝缘膜的样品的表面全反射的X射线的强度。然后，进行对X射线的测定数据拟合理论值的模拟。图2中，将被全反射的X射线的测定数据及模拟结果相对于X射线的入射角θ进行表示。然后，可基于该模拟结果算出绝缘膜的膜密度(g/cm3)。例如，使用等离子体CVD法(Plasma enhanced Chemical VaporDeposition，等离子体加强化学蒸气沉积法)形成的氧化硅膜的膜密度为2.23g/cm3。另外，使用溅镀法形成的氧化硅膜的膜密度为2.25g/cm3，膜密度比使用PECVD法形成的氧化硅膜高。这样一来，通过使用XRR法，可判定膜密度的粗密。
半导体层15还具有连接第一侧15a与第二侧15b的侧面15c。而且，绝缘膜18覆盖侧面15c。即，绝缘膜18与绝缘膜19覆盖半导体层15的整个表面。
在本说明书中，所谓“覆盖”，并不限定于“覆盖者”与“被覆盖者”直接接触的情况，还包含介置其他元件而覆盖的情况。
如图1所示，在半导体层15的第二侧15b设置支持体100。支持体100包含p侧金属支柱23、n侧金属支柱24、及树脂层25。包含半导体层15、p侧电极16及n侧电极17的发光体由设置在第二侧15b的支持体100支持。
树脂层25是在第二侧15b设置在p侧配线部41与n侧配线部43之间。进而，树脂层25介隔绝缘膜18覆盖半导体层15的第二侧15b及侧面15c。
在半导体发光装置1中，对p侧配线部41与n侧配线部43之间施加电压，而经由p侧电极16及n侧电极17对发光层13供给电流。由此，发光层13发光，且从发光层13放射的光从第一侧15a出射到外部。
在第一侧15a设置荧光体层30作为对半导体发光装置1的发射光赋予所需的光学特性的光学层。荧光体层30包含多个粒子状的荧光体31。荧光体31被发光层13的放射光激发，而放射波长与发光层13的放射光不同的光。
多个荧光体31通过结合材料32而一体化。结合材料32使发光层13的放射光及荧光体31的放射光透过。此处，所谓“透过”，并不限于透过率为100％的情况，还包含吸收光的一部分的情况。
图3(a)是例示p侧电极16及n侧电极17的配置的示意俯视图。即，表示在图1所示的半导体发光装置1的第二侧15b去除树脂层25、p侧配线部41、n侧配线部43及绝缘膜18所得的面。
如图3(a)所示，n侧电极17是以包围p侧电极16的方式设置。即，非发光区域15f是以包围发光区域15e的方式设置。而且，在发光区域15e上形成p侧电极16，n侧电极17在非发光区域15f上以包围p侧电极16的方式形成。
在第二侧15b，发光区域15e的面积设置为大于非发光区域15f的面积。另外，设置在发光区域15e的表面的p侧电极16的面积大于设置在非发光区域15f的表面的n侧电极17的面积。由此，可获得大的发光面，从而可提高光输出。
如图3(a)所示，n侧电极17形成为如下形状，即，在第二侧15b上沿不同方向延伸的多个直线部17a经由角部(角隅部)17b而连为一体地连接。p侧电极16遍及整个面与p型层12的表面相接。
在图3(a)所示的例子中，形成例如4条直线部17a经由4个角部17b连接而成的矩形的轮廓。此外，角部17b也可以具有曲率。
另外，在n侧电极17的多条直线部17a中的1条直线部17a，设置着向该直线部17a的宽度方向突出的接触部17c。即，一部分直线部17a的宽度变宽。在该接触部17c的表面连接下述n侧配线层22的通孔22a。
如图1所示，半导体层15的第二侧15b、p侧电极16及n侧电极17由绝缘膜18覆盖。绝缘膜18例如为氧化硅膜等无机绝缘膜。绝缘膜18也设置在发光层13的侧面及p型层12的侧面，且覆盖这些侧面。
另外，绝缘膜18也设置在半导体层15中的从第一侧15a连续的侧面(n型层11的侧面)15c，且覆盖该侧面15c。
进而，绝缘膜18也设置在半导体层15的侧面15c的周围。设置在侧面15c的周围的绝缘膜18在第一侧15a从侧面15c朝向侧面15c的相反侧延伸。
在绝缘膜18上，相互分离地设置着p侧配线层21与n侧配线层22。如图6(b)所示，在绝缘膜18形成通向p侧电极16的多个第一开口18a、及通向n侧电极17的接触部17c的第二开口18b。此外，第一开口18a也可以为更大的一个开口。
p侧配线层21设置在绝缘膜18上及第一开口18a的内部。p侧配线层21经由设置在第一开口18a内的通孔21a而与p侧电极16电连接。
n侧配线层22设置在绝缘膜18上及第二开口18b的内部。n侧配线层22经由设置在第二开口18b内的通孔22a而与n侧电极17的接触部17c电连接。
p侧配线层21及n侧配线层22占据第二侧15b的面积的大部分，且扩展至绝缘膜18上。p侧配线层21经由多个通孔21a与p侧电极16连接。
另外，金属膜51介隔绝缘膜18覆盖半导体层15的侧面15c。金属膜51不与侧面15c相接，且未电连接于半导体层15。金属膜51相对于p侧配线层21及n侧配线层22分离。金属膜51对于发光层13的放射光及荧光体31的放射光具有反射性。
金属膜51、p侧配线层21及n侧配线层22包含例如通过镀敷法而同时形成在共用的基底金属膜60上的铜膜。下述图7(a)是该基底金属膜60的示意剖视图。
基底金属膜60包含从绝缘膜18侧依次积层的铝(A1)膜61、钛(Ti)膜62、及铜(Cu)膜63。铝膜61作为反射膜发挥功能，铜膜63作为镀敷的籽晶层发挥功能。对于铝及铜这两者的润湿性优异的钛膜62作为密接层发挥功能。
例如，基底金属膜60的厚度为1μm左右，金属膜51、p侧配线层21及n侧配线层22各自的厚度为数μm。
另外，在半导体层15的侧面15c的周围，也可以不在基底金属膜60上形成镀敷膜(铜膜)。例如，金属膜51也可以为包含基底金属膜60的膜。金属膜51至少包含铝膜61。由此，对发光层13的放射光及荧光体31的放射光具有高反射率。
另外，由于在p侧配线层21及n侧配线层22下也残留铝膜61，所以铝膜(反射膜)61扩展至第二侧15b的大部分区域而形成。由此，可增大朝向荧光体层30侧的光的量。
在p侧配线层21中的与半导体层15为相反侧的面上设置p侧金属支柱23。p侧配线层21及p侧金属支柱23形成p侧配线部41。
在n侧配线层22中的与半导体层15为相反侧的面上设置n侧金属支柱24。n侧配线层22及n侧金属支柱24形成n侧配线部43。
在p侧配线部41与n侧配线部43之间设置树脂层25作为绝缘膜。树脂层25与p侧金属支柱23的侧面及n侧金属支柱24的侧面相接。即，在p侧金属支柱23与n侧金属支柱24之间填充着树脂层25。
另外，树脂层25是在p侧配线层21与n侧配线层22之间、p侧配线层21与金属膜51之间、及n侧配线层22与金属膜51之间，与绝缘膜18相接而设置。另外，树脂层25也设置在半导体层15的侧面15c的周围，且覆盖金属膜51。
p侧金属支柱23的与p侧配线层21为相反侧的端部(面)从树脂层25露出，作为可与安装基板等外部电路连接的p侧外部端子23a发挥功能。n侧金属支柱24的与n侧配线层22为相反侧的端部(面)从树脂层25露出，作为可与安装基板等外部电路连接的n侧外部端子24a发挥功能。p侧外部端子23a及n侧外部端子24a例如介隔焊锡或导电性的接合材料而接合于安装基板的焊垫图案。
图3(b)是例示半导体发光装置1的第二侧15b的下表面25a的示意俯视图。
如图3(b)所示，p侧外部端子23a及n侧外部端子24a在树脂层25的相同面(图1中的下表面25a)露出，且相互分隔地排列而形成。
半导体发光装置1例如具有正方形的外形。从树脂层25露出的p侧外部端子23a与n侧外部端子24a的间隔比绝缘膜18上的p侧配线层21与n侧配线层22的间隔宽(参照图1)。p侧外部端子23a与n侧外部端子24a的间隔比安装时的焊锡的扩展变大。由此，可防止通过焊锡的p侧外部端子23a与n侧外部端子24a之间的短路。
相对于此，p侧配线层21与n侧配线层22的间隔可缩窄至制程上的极限。因此，可谋求p侧配线层21的面积、及p侧配线层21与p侧金属支柱23的接触面积的扩大。由此，可促进发光层13的热的散发。
另外，p侧配线层21通过多个通孔21a与p侧电极16接触的面积大于n侧配线层22通过通孔22a与n侧电极17接触的面积。由此，可使流至发光层13的电流的分布均匀化。
可使在绝缘膜18上扩展的n侧配线层22的面积大于n侧电极17的面积。而且，可使设置在n侧配线层22上的n侧金属支柱24的面积(n侧外部端子24a的面积)大于n侧电极17。由此，能够对可靠性高的安装确保充分的n侧外部端子24a的面积，并且使n侧电极17的面积变小。即，可缩小半导体层15中的非发光区域15f的面积，且扩大发光区域15e的面积，而提高光输出。
n型层11经由n侧电极17及n侧配线层22而与n侧金属支柱24电连接。p型层12经由p侧电极16及p侧配线层21而与p侧金属支柱23电连接。
p侧金属支柱23的厚度(连结p侧配线层21与p侧外部端子23a的方向的厚度)比p侧配线层21的厚度厚。n侧金属支柱24的厚度(连结n侧配线层22与n侧外部端子24a的方向的厚度)比n侧配线层22的厚度厚。p侧金属支柱23、n侧金属支柱24及树脂层25各自的厚度厚于半导体层15。
金属支柱23、24的纵横比(厚度相对于平面尺寸的比)可大于等于1，也可以小于1。即，金属支柱23、24可厚于其平面尺寸，也可以薄于其平面尺寸。
包含p侧配线层21、n侧配线层22、p侧金属支柱23、n侧金属支柱24及树脂层25的支持体100的厚度比包含半导体层15、p侧电极16及n侧电极17的发光体(LED(lightemitting diode，发光二极管)元件)的厚度厚。
半导体层15如下所述般通过磊晶成长法而形成于基板上。该基板在形成支持体100后被去除，从而半导体层15在第一侧15a不包含基板。半导体层15并非刚性高的基板，而由包含金属支柱23、24与树脂层25的复合体的支持体100支持。
作为p侧配线部41及n侧配线部43的材料，例如，可使用铜、金、镍、银等。如果使用这些材料中的铜，那么可提高良好的导热性、高耐迁移性及相对于绝缘材料的密接性。
树脂层25加强p侧金属支柱23及n侧金属支柱24。树脂层25较理想的是使用热膨胀率与安装基板相同或接近的树脂层。作为这种树脂层25，例如，可列举主要包含环氧树脂的树脂、主要包含硅酮树脂的树脂、及主要包含氟树脂的树脂。
另外，在树脂层25的成为基础的树脂中包含遮光材料(光吸收剂、光反射剂、光散射剂等)，树脂层25对发光层13发出的光具有遮光性。由此，可抑制从支持体100的侧面及安装面侧的漏光。
因半导体发光装置安装时的热循环，而导致将由焊锡等引起的应力施加至半导体层15，该焊锡使p侧外部端子23a及n侧外部端子24a接合于安装基板的焊垫。p侧金属支柱23、n侧金属支柱24及树脂层25吸收并缓和该应力。尤其是通过将比半导体层15柔软的树脂层25用作支持体100的一部分，而可提高应力缓和效果。
金属膜51相对于p侧配线部41及n侧配线部43分离。因此，在安装时施加至p侧金属支柱23及n侧金属支柱24的应力不会被传递给金属膜51。因此，可抑制金属膜51的剥离。另外，可抑制施加至半导体层15的侧面15c侧的应力。
如下所述，用于形成半导体层15的基板从半导体层15被去除。由此，使半导体发光装置低背化。另外，通过去除基板，可在半导体层15的第一侧15a形成微小凹凸，从而可谋求提高光提取效率。
例如，对第一侧15a进行使用碱系溶液的湿式蚀刻而形成微小凹凸。由此，可减少第一侧15a的全反射成分，从而提高光提取效率。
去除基板之后，在第一侧15a上介隔绝缘膜19而形成荧光体层30。绝缘膜19作为提高半导体层15与荧光体层30的密接性的密接层发挥功能。对绝缘膜19可使用例如氧化硅膜、氮化硅膜或氧化铝(alumina)。
荧光体层30具有在结合材料32中分散这多个粒子状的荧光体31的构造。对结合材料32可使用例如硅酮树脂。
荧光体层30也形成于半导体层15的侧面15c的周围。因此，荧光体层30的平面尺寸大于半导体层15的平面尺寸。在半导体层15的侧面15c的周围的绝缘膜18及绝缘膜19上设置荧光体层30。
荧光体层30被限定在半导体层15的第一侧15a上、及半导体层15的侧面15c的周围，而不迂回形成于半导体层15的第二侧15b、金属支柱23、24的周围、及支持体100的侧面。荧光体层30的侧面与支持体100的侧面(树脂层25的侧面)对齐。
即，实施方式的半导体发光装置1是被小型化为芯片大小的器件。因此，当例如应用于照明用灯具等时，可提高灯具设计的自由度。
另外，在不将光提取到外部的安装面侧不多余地形成荧光体层30，从而可谋求降低成本。另外，即便在第一侧15a不存在基板，也可以使发光层13的热经由扩展到第二侧15b的p侧配线层21及n侧配线层22向安装基板侧散发，虽然为小型，但散热性仍优异。
一般的覆晶安装是在将LED芯片介隔凸块等安装于安装基板后，以覆盖芯片整体的方式形成荧光体层。或者，将树脂底填充在凸块间。
相对于此，根据实施方式，在安装前的状态下，在p侧金属支柱23的周围及n侧金属支柱24的周围设置与荧光体层30不同的树脂层25，从而可对安装面侧赋予适合应力缓和的特性。另外，由于在安装面侧已经设置着树脂层25，所以无需安装后的底填充。
在第一侧15a设置使光提取效率、色转换效率、配光特性等优先的设计层，在安装面侧设置使安装时的应力缓和、或作为代替基板的支持体的特性优先的层。例如，树脂层25具有在成为基础的树脂中高密度填充着氧化硅粒子等填料的构造，被调整为适于作为支持体的硬度。
从发光层13向第一侧15a放射的光入射至荧光体层30，一部分光激发荧光体31，而获得例如白色光作为发光层13的光与荧光体31的光的混合光。
此处，如果在第一侧15a上存在基板，那么会产生不入射至荧光体层30而从基板的侧面漏出到外部的光。即，从基板的侧面漏出发光层13的光中的色调较强的光，而可能导致如下现象等色乱或颜色不均，即，在从上表面观察荧光体层30的情况下，在外缘侧可看到蓝色光环。
相对于此，根据实施方式，由于在第一侧15a与荧光体层30之间不存在基板，所以可防止因发光层13的光中的色调较强的光从基板侧面漏出而导致的色乱或颜色不均。
进而，根据实施方式，在半导体层15的侧面15c，介隔绝缘膜18而设置着金属膜51。从发光层13朝向半导体层15的侧面15c的光被金属膜51反射，而不漏出到外部。因此，与在第一侧15a侧不存在基板的特征相互作用，而能够防止因从半导体发光装置的侧面侧漏光而导致的色乱或颜色不均。
另外，半导体层15是以如下方式设置，即，在从第二侧15b至第一侧15a的方向上例如平行于第一侧15a的截面的面积扩大。因此，金属膜51是以从第二侧15b向第一侧15a的方向扩展的方式设置。而且，被金属膜51反射的光朝向第一侧15a的方向。由此，可提高半导体发光装置1的光输出。
另外，也可以在半导体层15的侧面15c的周围，使金属膜51朝向半导体发光装置的外侧延伸。即，在半导体层15的侧面15c的周围，与从第一侧15a上伸出的荧光体层30对向地设置着金属膜51。
因此，可使半导体发光装置的端部区域的荧光体31的放射光中朝向支持体100侧的光由金属膜51反射而返回到荧光体层30侧。
因此，可防止在半导体发光装置的端部区域内荧光体31的放射光因被树脂层25吸收而导致的损耗，从而可提高从荧光体层30侧的光提取效率。
设置在金属膜51与半导体层15的侧面15c之间的绝缘膜18防止金属膜51所含有的金属向半导体层15扩散。由此，可防止半导体层15的金属污染，从而可防止半导体层15的劣化。
另外，设置在金属膜51与荧光体层30之间的绝缘膜18、19提高金属膜51与荧光体层30的基础树脂的密接性。
绝缘膜18及绝缘膜19是例如氧化硅膜、氮化硅膜、氧化铝等无机绝缘膜。即，半导体层15的第一侧15a、第二侧15b、n型层11的侧面15c、p型层12的侧面、及发光层13的侧面由无机绝缘膜覆盖。无机绝缘膜包围半导体层15，将半导体层15与金属或水分等阻隔。
接下来，参照图4(a)～图10(b)，对半导体发光装置的制造方法进行说明。图4(a)～图10(b)的各剖视图对应于图1所示的截面、即沿着图3(a)中的A-A′线的截面。
如图4(a)所示，例如，利用MOCVD(metal organic chemical vapor deposition，金属有机气相沉积)法，在基板10的主面上依次磊晶成长n型层11、发光层13及p型层12。
在半导体层15中，基板10侧的面为第一侧15a，基板10的相反侧的面为第二侧15b。
基板10例如为硅基板。或者，基板10也可以为蓝宝石基板。半导体层15例如为含有氮化镓(GaN)的氮化物半导体层。
n型层11例如包含设置在基板10的主面上的缓冲层、及设置在缓冲层上的n型GaN层。p型层12例如包含设置在发光层13上的p形AlGaN层、及设置在该p形AlGaN层上的p形GaN层。发光层13具有例如MQW(Multiple Quantum well，多量子井)构造，例如放射在430～470nm的波长范围内具有峰波长的光。
图4(b)表示选择性地去除p型层12及发光层13后的状态。例如，利用RIE(ReactiveIon Etching，活性离子蚀刻)法，选择性地蚀刻p型层12及发光层13，而使n型层11露出。
接下来，如图5(a)所示般，选择性地去除n型层11，而形成槽90。在基板10的主面上，半导体层15通过槽90而被分离成多个。槽90是以例如格子状图案形成在基板10上。另外，槽90优选为设置成朝向槽90的底部宽度变窄的形状。例如，使用等向性的RIE而形成。
槽90贯通半导体层15而到达至基板10。根据蚀刻条件，也存在如下情况，即，基板10的主面也略微被蚀刻，而使槽90的底面后退到比基板10与半导体层15的界面更靠下方。此外，槽90也可以在形成p侧电极16及n侧电极17后形成。
如图5(b)所示，在p型层12的表面形成p侧电极16。另外，在已选择性地去除p型层12及发光层13的区域的n型层11的表面形成n侧电极17。
形成于积层着发光层13的区域的p侧电极16包含将发光层13的放射光反射的反射膜。例如，p侧电极16含有银、银合金、铝、铝合金等。另外，为了防止反射膜的硫化、及氧化，p侧电极16包含金属保护膜(障壁金属)。
接下来，如图6(a)所示般，以覆盖设置在基板10上的构造体的方式形成绝缘膜18。绝缘膜18覆盖半导体层15的第二侧15b、p侧电极16及n侧电极17。另外，绝缘膜18覆盖半导体层15的与第一侧15a连续的侧面15c。进而，绝缘膜18也形成在槽90的底面的基板10的表面。
绝缘膜18例如是利用PECVD法而形成的氧化硅膜或氮化硅膜。绝缘膜18优选为例如于低温下形成，以便不使p侧电极16及n侧电极17变质。绝缘膜18的膜密度低于例如利用热CVD法在高温下成长的膜。因此，可缓和之后的制造过程中的因晶片的翘曲等而产生的应力。
例如通过使用抗蚀剂遮罩的湿式蚀刻，如图6(b)所示般在绝缘膜18形成第一开口18a与第二开口18b。第一开口18a到达至p侧电极16，第二开口18b到达至n侧电极17的接触部17c。
接下来，如图6(b)所示，在绝缘膜18的表面、第一开口18a的内壁(侧壁及底面)、及第二开口18b的内壁(侧壁及底面)形成基底金属膜60。如图7(a)所示，基底金属膜60包含铝膜61、钛膜62、及铜膜63。基底金属膜60例如利用溅镀法而形成。
接下来，当在基底金属膜60上选择性地形成图7(b)所示的抗蚀剂遮罩91后，利用将基底金属膜60的铜膜63用作籽晶层的电解镀铜法，形成p侧配线层21、n侧配线层22及金属膜51。
p侧配线层21也形成于第一开口18a内，而与p侧电极16电连接。n侧配线层22也形成于第二开口18b内，而与n侧电极17的接触部17c电连接。
接下来，在使用例如溶剂或氧等离子体去除抗蚀剂遮罩91后，选择性地形成图8(a)所示的抗蚀剂遮罩92。或者，也可以不去除抗蚀剂遮罩91，而形成抗蚀剂遮罩92。
在形成抗蚀剂遮罩92后，利用将p侧配线层21及n侧配线层22用作籽晶层的电解镀铜法，形成p侧金属支柱23及n侧金属支柱24。
p侧金属支柱23形成在p侧配线层21上。利用相同的铜材料使p侧配线层21与p侧金属支柱23一体化。n侧金属支柱24形成在n侧配线层22上。利用相同的铜材料使n侧配线层22与n侧金属支柱24一体化。
抗蚀剂遮罩92是使用例如溶剂或氧等离子体而被去除。在该时点，p侧配线层21与n侧配线层22经由基底金属膜60而连接。另外，p侧配线层21与金属膜51也经由基底金属膜60而连接，n侧配线层22与金属膜51也经由基底金属膜60而连接。
因此，利用蚀刻去除p侧配线层21与n侧配线层22之间的基底金属膜60、p侧配线层21与金属膜51之间的基底金属膜60、及n侧配线层22与金属膜51之间的基底金属膜60。
由此，如图8(b)所示，p侧配线层21与n侧配线层22的电连接、p侧配线层21与金属膜51的电连接、及n侧配线层22与金属膜51的电连接被切断。
形成于半导体层15的侧面15c的周围的金属膜51电性浮动，不作为电极发挥功能，而作为反射膜发挥功能。金属膜51只要至少包含铝膜61，则可确保作为反射膜的功能。
接下来，在图8(b)所示的构造体上形成图9(a)所示的树脂层25。树脂层25覆盖p侧配线部41及n侧配线部43。另外，树脂层25覆盖金属膜51。
树脂层25与p侧配线部41及n侧配线部43一起构成支持体100。在该支持体100上支持有半导体层15的状态下，去除基板10。
例如，利用湿式蚀刻或干式蚀刻去除作为硅基板的基板10。或者，在基板10为蓝宝石基板的情况下，可利用激光剥离法去除。
在基板10上磊晶成长的半导体层15存在含有大的内部应力的情况。另外，p侧金属支柱23、n侧金属支柱24及树脂层25是比例如GaN系材料的半导体层15柔软的材料。因此，即便在剥离基板10时瞬间释放磊晶成长时的内部应力，p侧金属支柱23、n侧金属支柱24及树脂层25也会吸收该应力。因此，可避免半导体层15在去除基板10的过程中破损。
通过去除基板10，而如图9(b)所示般将半导体层15的第一侧15a露出。在露出的第一侧15a形成微小凹凸。例如，利用KOH(氢氧化钾)水溶液或TMAH(氢氧化四甲基铵)等对第一侧15a进行湿式蚀刻。在该蚀刻中，依存于结晶面方位的蚀刻速度产生差异。因此，可在第一侧15a形成凹凸。通过在第一侧15a形成微小凹凸，可提高发光层13的放射光的提取效率。
接下来，以与去除基板10后露出的第一侧15a相接的方式，形成绝缘膜19。绝缘膜19例如是使用溅镀法而形成的氧化硅膜。如上所述，使用溅镀法而形成的氧化硅膜的膜密度高于例如使用PECVD法而形成的氧化硅膜。即，绝缘膜19是以膜密度高于绝缘膜18的方式形成。另外，通过使用膜密度高的绝缘膜19，可等形覆盖设置在第一侧15a的微细凹凸。
接下来，如图10(a)所示，在第一侧15a上介隔绝缘膜19而形成荧光体层30。荧光体层30例如是利用印刷、灌注、模铸、压缩成形等方法而形成。绝缘膜19提高半导体层15与荧光体层30的密接性。另外，作为荧光体层30，也可以将使荧光体经由结合材料烧结而成的烧结荧光体介隔绝缘膜19而粘着于荧光体层30。
另外，荧光体层30也形成在半导体层15的侧面15c的周围。在半导体层15的侧面15c的周围也设置着树脂层25。在该树脂层25上，介隔绝缘膜18及19而形成荧光体层30。
在形成荧光体层30后，研磨树脂层25的表面(图10(a)中的下表面)，从而如图10(b)所示般，使p侧金属支柱23及n侧金属支柱24从树脂层25露出。p侧金属支柱23的露出面成为p侧外部端子23a，n侧金属支柱24的露出面成为n侧外部端子24a。
接下来，在形成着用来将多个半导体层15分离的槽90的区域内，将图10(b)所示的构造体切断。即，将呈晶片状连接的多个半导体发光装置1切断，而使其单片化。在相邻的半导体层15之间，切断荧光体层30、绝缘膜19、绝缘膜18、及树脂层25。例如，利用切割刀片或激光将它们切断。
半导体层15由于不存在于切割区域，所以不会受到切割所致的损伤。进而，在本实施方式中，在单片化时，可抑制荧光体层30的剥离。例如，在绝缘膜18与绝缘膜19以成为相同的膜密度的方式形成的情况下，有时会产生由切割刀片导致的卷入，而使荧光体层30剥离。本申请的发明者发现，通过将绝缘膜18及绝缘膜19以它们的膜密度不同的方式形成，而抑制荧光体层30的剥离。而且，可提高半导体发光装置1的制造良率。
进行单片化之前的所述各步骤是以包含多个半导体层15的晶片状态进行。晶片被单片化为至少包含1个半导体层15的半导体发光装置。此外，半导体发光装置可为包含一个半导体层15的单芯片构造，也可以为包含多个半导体层15的多芯片构造。
由于进行单片化之前的各步骤是以晶片状态总括地进行，所以无需针对经单片化的各个器件的每一个进行配线层的形成、支柱的形成、树脂层的封装、及荧光体层的形成，从而可大幅度地降低成本。
在以晶片状态形成支持体100及荧光体层30之后，将它们切断，因此荧光体层30的侧面与支持体100的侧面(树脂层25的侧面)对齐，这些侧面形成经单片化的半导体发光装置的侧面。因此，也与不存在基板10的情况相互作用，而能够提供芯片大小封装构造的小型的半导体发光装置。
对本发明的若干个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出者，并非意欲限定发明的范围。这些新颖的实施方式能以其他各种形态实施，且可于不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形包含于发明的范围或主旨，并且包含于申请专利范围所记载的发明及其均等的范围内。
[符号的说明]
1           半导体发光装置
10          基板
11          n型层
12          p型层
13          发光层
15            半导体层
15a           第一侧
15b           第二侧
15c           侧面
15e           发光区域
15f           非发光区域
16            p侧电极
17            n侧电极
17a           直线部
17b           角部
17c           接触部
18、19        绝缘膜
18a、18b      开口
21            p侧配线层
21a、22a      通孔
22            n侧配线层
23            p侧金属支柱
23a           p侧外部端子
24            n侧金属支柱
24a           n侧外部端子
25            树脂层
30            荧光体层
31            荧光体
32            结合材料
41            p侧配线部
43            n侧配线部
51            金属膜
60            基底金属膜
61            铝膜
62            钛膜
63            铜膜
90            槽
91、92        抗蚀剂遮罩
100           支持体

Claims (7)

1.一种半导体发光装置，其特征在于包括：
半导体层，具有第一侧、及与所述第一侧相反的第二侧，且包含第一导电型层、第二导电型层、及设置在所述第一导电型层与所述第二导电型层之间的发光层；
第一配线部，设置在所述第二侧，且电连接于所述第一导电型层；
第二配线部，设置在所述第二侧，且电连接于所述第二导电型层；
第一绝缘膜，设置在所述半导体层与所述第一配线部之间、及所述半导体层与所述第二配线部之间；以及
第二绝缘膜，与所述半导体层的所述第一侧相接，且具有与所述第一绝缘膜不同的膜密度。
2.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于所述第二绝缘膜的膜密度高于所述第一绝缘膜。
3.根据权利要求2所述的半导体发光装置，其特征在于所述第一绝缘膜及所述第二绝缘膜含有硅原子，且
所述第二绝缘膜的硅原子密度高于所述第一绝缘膜的硅原子密度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于所述半导体层具有连接所述第一侧与所述第二侧的侧面，且
所述第一绝缘膜覆盖所述侧面。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于所述半导体层具有设置在所述第一侧的凹凸构造，且
所述第二绝缘膜覆盖所述凹凸构造。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于还包括荧光体层，该荧光体层设置在所述第二绝缘膜的与所述半导体层相反一侧，且含有放射与所述发光层不同波长的光的荧光体。
7.一种半导体发光装置的制造方法，其特征在于在基板上选择性地形成半导体层；
形成第一绝缘膜，该第一绝缘膜覆盖设置在所述基板上的包含所述半导体层的构造体；
选择性地去除所述基板，使所述半导体层的表面露出；且
形成第二绝缘膜，该第二绝缘膜与所述半导体层所露出的所述表面相接，且膜密度与所述第一绝缘膜不同。
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