CN107924970B - 氮化物半导体晶圆及其制造方法、以及氮化物半导体紫外线发光元件及装置 - Google Patents

氮化物半导体晶圆及其制造方法、以及氮化物半导体紫外线发光元件及装置 Download PDF

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Abstract

防止伴随紫外线发光动作的起因于填充在电极间的树脂的电特性劣化。一种在基板(12)上具有紫外线发光元件的氮化物半导体晶圆，该紫外线发光元件具备：具有n型AlGaN层(16)、由AlGaN层构成的活性层(17)、p型AlGaN层(19、20)的半导体层叠部(21)；n电极(23)；p电极(22)；保护绝缘膜(24)；第1及第2镀覆电极(25、26)；以及氟树脂膜(27)，在第1区域(R1)的p型AlGaN层上表面形成p电极，在第2区域(R2)的n型AlGaN层上表面形成n电极，保护绝缘膜具有n电极和p电极的至少一部分露出的开口部，第1镀覆电极与第2镀覆电极隔离而与p电极接触，将第1区域(R1)的上表面及外周侧面的整面、与第1区域(R1)相接的第2区域(R2)的一部分覆盖，第2镀覆电极与n电极接触，氟树脂膜(27)将第1及第2镀覆电极的侧壁面及间隙部(31)的底面覆盖。

Description

氮化物半导体晶圆及其制造方法、以及氮化物半导体紫外线 发光元件及装置
技术领域
本发明有关氮化物半导体晶圆及其制造方法、氮化物半导体紫外线发光元件、以及将该氮化物半导体紫外线发光元件安装在基台上而做成的氮化物半导体紫外线发光装置，特别是有关将发光中心波长约365nm以下的发光从基板侧挑选出的倒装芯片安装用的氮化物半导体紫外线发光元件的电极结构的改善技术。
背景技术
以往，对于LED(发光二极管)或半导体激光器等氮化物半导体发光元件来说，多数为在蓝宝石等基板上利用外延生长来形成由多个氮化物半导体层构成的发光元件结构(例如，参照下述的非专利文献1、非专利文献2)。氮化物半导体层，一般可以由式Al1-x-yGaxInyN(0≤x≤1，0≤y ≤1，0≤x+y≤1)来表示。
发光元件结构具有在n型氮化物半导体层与p型氮化物半导体层之间夹着由单一量子阱结构(SQW：Single-Quantum-Well)或多重量子阱结构(MQW：Multi-Quantum-Well)的氮化物半导体层形成的活性层的双异质结构。在活性层为AlGaN系半导体层的情况下，通过调整AlN摩尔分率(也称Al组成比)，可以在以GaN和AlN所能取得的带隙能(约3.4eV 和约6.2eV)分别作为下限及上限的范围内对带隙能进行调整，得到发光波长从约200nm到约365nm的紫外线发光元件。具体而言，通过从p型氮化物半导体层向n型氮化物半导体层以顺方向让电流流过，在活性层会产生与上述带隙能相应的发光。
另一方面，作为氮化物半导体紫外线发光元件的安装形式，一般采用倒装芯片安装(例如，参照下述专利文献1的图4等)。在倒装芯片安装中，来自活性层的发光会透过带隙能比活性层大的AlGaN系氮化物半导体及蓝宝石基板等而被取出到元件外。因而，在倒装芯片安装中，使蓝宝石基板朝上，使朝向芯片上表面侧形成的p侧及n侧的各电极面朝下，芯片侧的各电极面和副基座(sub-mount)等封装零件侧的电极垫经由在各电极面上形成的金属突起而被电接合及物理接合。
氮化物半导体紫外线发光元件，一般而言，如下述专利文献2的图4、 6及7等、或者下述专利文献3的图2、4及6等所公开的方式，利用氟系树脂或硅树脂等紫外线透过性树脂被密封而供实用。该密封树脂将内部的紫外线发光元件加以保护免于外部氛围影响，防止因水分的浸入或氧化等造成的发光元件劣化。再者，该密封树脂也有时被设置为用于缓和因聚光透镜与紫外线发光元件之间的折射率差、或者紫外线的照射对象空间与紫外线发光元件之间的折射率差引起的光的反射损失，从而谋求提升光的取出效率的折射率差缓合材料。此外，也可以将该密封树脂的表面成形成球面等聚光性曲面，来提高照射效率。
[在先技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]国际公开第2014/178288号公报
[专利文献2]日本特开2007-311707号公报
[专利文献3]美国专利申请公开第2006/0138443号说明书
[专利文献4]日本特开2006-348088号公报
[非专利文献]
[非专利文献1]
Kentaro Nagamatsu，etal.，“High-efficiency AlGaN-based UV light-emitting diode on laterally overgrown AlN”，Journal of Crystal Growth，2008,310，pp.2326-2329
[非专利文献2]
Shigeaki Sumiya，etal.，“AlGaN-Based Deep Ultraviolet Light-EmittingDiodes Grown on Epitaxial AlN/Sapphire Templates”，Japanese Journal of AppliedPhysics，Vol.47，No.1，2008，pp.43-46
发明内容
[发明所欲解决的课题]
如上述，作为紫外线发光元件的密封树脂，提案有使用氟系树脂及硅树脂等，但硅树脂已知在大量地暴露在高能量的紫外线时会促进劣化。特别是，紫外线发光元件的高输出化推进，因被暴露于紫外线所造成的劣化有加速的倾向，此外，由于伴随高输出化而来的消耗电力增加导致发热也会增加，而使因该发热造成的密封树脂劣化也成为问题。
此外，氟系树脂已知耐热性优良、紫外线耐性也高，但是聚四氟乙烯等一般性氟树脂不透明。该氟系树脂，由于聚合物链为直线且刚硬、容易结晶化，所以结晶质部分和非晶质部分混合存在，使其界面光散射而成为不透明。
于是，例如，在上述专利文献4，提出了作为紫外线发光元件的密封树脂，通过使用非晶质的氟树脂，来提高对紫外线的透明性。作为非晶质的氟树脂，可列举将结晶性聚合物的氟树脂共聚合化而作为聚合物合金被非晶质化后的产物、或全氟间二氧杂环戊烯的共聚物(杜邦(股)制的商品特氟龙AF(注册商标))或全氟丁烯基乙烯基醚的环化聚合物(旭硝子(股)制的商品名Cytop(注册商标))。后者的环化聚合物的氟树脂，由于在主链具有环状结构所以容易成为非晶质、透明性高。
非晶质氟树脂大致区分有具有对金属可结合的官能团的结合性氟树脂和具有对金属难结合性的官能团的非结合性氟树脂这2个种类。在搭载 LED芯片的基台表面及覆盖LED芯片的部分，使用结合性氟树脂，可以提高基台等与氟树脂间的结合性。另外，在本发明中，所谓对金属的「结合性」的用语，包含具有与金属界面的亲和性的意思内容。同样地，所谓对金属的「非结合性」的用语，包含不具有与金属界面的亲和性的意思内容。
另一方面，在上述专利文献1报告了以下事项：在将具有末端官能团对金属呈结合性的反应性官能团的结合性的非晶质氟树脂使用在将氮化物半导体的紫外线发光元件的垫片电极覆盖的部位的情况下，当在分别连接在紫外线发光元件的p电极及n电极的金属电极布线间施加顺方向电压而让紫外线发光动作进行时，在紫外线发光元件的电特性上发生劣化。具体而言，确认到在紫外线发光元件的p电极及n电极间形成电阻性的漏电流路径。根据上述专利文献1，认为在非晶质氟树脂为结合性的非晶质氟树脂时，在被高能量的紫外线照射的该结合性的非晶质氟树脂中，反应性的末端官能团会因光化学反应而分离、自由基化，引发与构成垫片电极的金属原子配位结合，从而该金属原子会从垫片电极分离，再者，发光动作中在垫片电极间施加电场的结果被认为是，该金属原子会引发跃迁，形成电阻性的漏电流路径，紫外线发光元件的p电极及n电极间会短路。
本发明鉴于上述问题点而做成，其目的在于，防止伴随紫外线发光动作的起因于填充在电极间的密封树脂的电特性劣化，提供一种高质量、高可靠度的紫外线发光装置。
[供解决课题的手段]
为了达成上述目的，本发明为一种在基板上将多个元件单位以矩阵状排列而形成的氮化物半导体晶圆，其特征在于，所述元件单位分别是具备以下部分的氮化物半导体紫外线发光元件：将包含n型AlGaN系半导体层的第1半导体层、包含AlGaN系半导体层的活性层、以及包含p型 AlGaN系半导体层的第2半导体层层叠而形成的半导体层叠部；由1个或多个金属层形成的n电极；由1个或多个金属层形成的p电极；保护绝缘膜；与所述p电极的未被所述保护绝缘膜覆盖的露出面接触的第1镀覆电极；与所述n电极的未被所述保护绝缘膜覆盖的露出面接触的第2镀覆电极；以及氟树脂膜，在各个所述元件单位，所述半导体层叠部形成为，当在与所述半导体层叠部的表面平行的面内将1个所述元件单位所占有的区域作为元件区域时，在所述元件区域内的一部分的第1区域，在所述第1半导体层上层叠所述活性层和所述第2半导体层，在所述元件区域内的所述第1区域以外的第2区域，使所述第1半导体层露出，所述n电极形成在所述第2区域内的所述第1半导体层的露出面上，所述p电极形成在所述第2半导体层的最上表面，所述保护绝缘膜形成为，至少覆盖所述半导体层叠部的所述第1区域的外周侧面的整面、所述第1区域与所述n 电极之间的所述第1半导体层的上表面、以及所述n电极的包含外周端缘部之内的至少与所述第1区域对置的部分在内的上表面和侧面，并且不覆盖所述n电极的表面的至少一部分及所述p电极的表面的至少一部分而使其露出，所述第1镀覆电极和所述第2镀覆电极分别由以下部分构成：由铜或以铜作为主成分的合金形成的主体电极；以及覆盖所述主体电极的上表面及侧壁面的最外层是金或白金族金属的1层或多层的表面金属膜，再者，所述第1镀覆电极形成为，与所述第2镀覆电极隔离，并覆盖包含所述p电极的露出面的所述第1区域的上表面的整面、被所述保护绝缘膜覆盖的所述第1区域的外周侧面的整面、以及作为所述第2区域的一部分的与所述第1区域相接的边界区域，所述氟树脂膜至少将所述第1镀覆电极的侧壁面的除上端部以外的部分、所述第2镀覆电极的侧壁面的除上端部以外的部分、以及在所述第1镀覆电极与所述第2镀覆电极间的间隙部露出的所述保护绝缘膜的露出面的除外周端以外的部分分别连续地覆盖。
另外，在本发明中，AlGaN系半导体是以由一般式AlxGa1-xN(x为 AlN摩尔分率，0≤x≤1)表示的3元(或者2元)加工物作为基本且其带隙能为GaN(x＝0)的带隙能(约3.4eV)以上的3族氮化物半导体，只要满足有关该带隙能的条件，就也包含含有微量的In、P、As等的情况。
在上述氮化物半导体晶圆的元件结构中，通过将n电极接近于第1 区域来配置，能够降低从n电极到活性层的电流路径上的寄生电阻，可以谋求外部量子效率等发光特性的提升。但是，在该元件结构中，如果不设置第1及第2镀覆电极，而将n电极和p电极直接使用于倒装芯片安装，则由于n电极与p电极间也接近，所以在发光动作中施加在n电极与p 电极间的电场强度会增加。于是，当也在n电极与p电极之间的空间填充密封树脂的氟树脂时，构成上述的电极的金属原子的跃迁会被诱发，达到电极间的短路的可能性会提高。
在上述氮化物半导体晶圆的元件结构中，由于具备连接在p电极的第 1镀覆电极和连接在n电极的第2镀覆电极，该第1及第2镀覆电极被使用在倒装芯片安装中，所以上述氟树脂并非在n电极与p电极间而是被填充在第1及第2镀覆电极间。因而，诱发上述金属原子的跃迁的电场并非被施加在n电极与p电极间的电场，而是被施加在第1及第2镀覆电极间的电场。另一方面，即使为了提升发光特性而将n电极接近于第1区域配置，由于与n电极不同，第2镀覆电极的配置部位的自由度高，所以第1 及第2镀覆电极间的隔离距离可以比n电极与p电极间的隔离距离大，故而达到上述电极间的短路的可能性被大幅降低。
再者，第1及第2镀覆电极的最外面由在高熔点下离子化倾向低、跃迁不易的金或白金族金属来覆盖，故而达到上述电极间的短路的可能性更确实地被降低。
但是，由于实际的发光动作是在发光元件被倒装芯片安装在副基座等基台上的状态下进行的，所以在第1及第2镀覆电极的上表面与基台上的对应的电极垫之间，存在焊锡材料。从而，当在该焊锡材料中包含锡等比金或白金族金属更易跃迁的金属时，达到上述电极间的短路的可能性提高，所以需要防止该焊锡材料中的金属原子跃迁。
在上述的氮化物半导体晶圆的元件结构中，氟树脂膜至少将第1镀覆电极的侧壁面的除上端部以外的部分、第2镀覆电极的侧壁面的除上端部以外的部分、以及在第1及第2镀覆电极间的间隙部露出的保护绝缘膜的露出面的除外周端以外的部分分别连续地覆盖，由于作为焊锡阻焊剂起作用，所以上述焊锡材料停留在第1及第2镀覆电极的上表面与基台上的对应的电极垫之间，被阻止进入到第1及第2镀覆电极间的间隙部。此外，由于氟树脂膜对紫外线的耐性高，且由于即使姑且让紫外线射入该间隙部也不易劣化，所以相较于使用氟树脂以外的树脂作为焊锡阻焊剂的情况，可以较高地维持发光元件的可靠性。
焊锡材料中的金属原子的发光元件侧的跃迁路径，在该焊锡材料存在于第1及第2镀覆电极的上表面的情况下，成为将各镀覆电极的侧壁面与在上述间隙部露出的保护绝缘膜的露出面相连的路径。但是，在沿着各镀覆电极的侧壁面的路径中，由于因该侧壁面上为相同电位而不会产生电场，所以对于沿着该侧壁面的路径中的金属原子的跃迁来说，沿着该侧壁面的路径越长则越不易发生。
从而，在上述的氮化物半导体晶圆的元件结构中，通过设置第1及第 2镀覆电极和氟树脂膜，从而可抑制焊锡材料中的金属原子在发光元件侧的跃迁，将起因于焊锡材料的达到电极间的短路的可能性大幅地降低。
再者，在上述的氮化物半导体晶圆的元件结构中，由于半导体层叠部的第1区域的外周侧面的整面被第1镀覆电极覆盖，所以从该半导体层叠部内的活性层射出的紫外线就会无法从半导体层叠部的第1区域的外周侧面直接到达被填充在第1及第2镀覆电极间的间隙部的密封树脂的氟树脂，所以能大幅地降低氟树脂被紫外线照射，有助于抑制上述镀覆电极及焊锡材料中的金属原子的跃迁。
此外，上述第1特征的氮化物半导体晶圆的第2特征在于，所述氟树脂膜未形成在所述多个元件单位的相邻的所述元件区域间的芯片切断区域。通过该第2特征构成，在将该氮化物半导体晶圆分割成每个所述元件单位来制作芯片状的氮化物半导体紫外线发光元件的情况下，能够使该分割处理变得容易，而且能够防止分割时氟树脂膜的端部发生破损等而使被形成的氟树脂膜剥离。
进而，上述任一特征的氮化物半导体晶圆的第3特征在于，所述氟树脂膜未形成在所述第1镀覆电极的上表面以及所述第2镀覆电极的上表面。通过该第3特征构成，在将该氮化物半导体晶圆分割成每个所述元件单位来做成芯片状的氮化物半导体紫外线发光元件，并在副基座等基台上进行倒装芯片安装时，能够将第1及第2镀覆电极的上表面与基台上的对应的电极垫之间焊接起来。
另外，所述氟树脂膜未形成在第1及第2镀覆电极的上表面这一特征在对该氮化物半导体晶圆进行分割之前是必要的，但在作为中间生成物的氮化物半导体晶圆中，即使所述氟树脂膜形成在第1及第2镀覆电极的上表面，只要在上述分割刚刚开始之前除去，虽然需要费事进行该除去处理，但在倒装芯片安装上则无特别问题。
再者，上述任一特征的氮化物半导体晶圆，最好是所述第1镀覆电极和所述第2镀覆电极的各表面分别被平坦化，且所述各表面的与所述半导体层叠部的表面垂直的方向的高度位置一致。
再者，上述任一特征的氮化物半导体晶圆的第4特征在于，所述第1 镀覆电极的外周的全部隔着所述保护绝缘膜位于所述n电极上。通过该第 4特征构成，上述的半导体层叠部的第1区域的外周侧面的整面被第1镀覆电极覆盖，除此以外，在第1及第2镀覆电极间的间隙部与第2区域的第1半导体层之间存在n电极，因而会防止从该半导体层叠部内的活性层射出的紫外线在基板与第1半导体层的界面或者基板的背面等有一部分发生反射后通过第2区域的第1半导体层而到达被填充在第1及第2镀覆电极间的间隙部的密封树脂。由此，能大幅地降低填充在第1及第2镀覆电极间的间隙部的密封树脂的氟树脂被紫外线照射，有助于抑制上述镀覆电极及焊锡材料中的金属原子的跃迁。
再者，上述任一特征的氮化物半导体晶圆，最好是所述第1镀覆电极与所述第2镀覆电极间的隔离距离为75μm以上。通过该适宜的形式，可以将第1镀覆电极和第2镀覆电极不相互接触地以高产出率来形成。
再者，上述任一特征的氮化物半导体晶圆，最好是所述氟树脂膜具有由以含氟脂肪族环结构为结构单位的聚合物或共聚物构成的非晶质氟树脂。通过该适宜的形式，可抑制上述的镀覆电极及焊锡材料中的金属原子的跃迁。
再者，上述任一特征的氮化物半导体晶圆，最好是所述氟树脂膜包含构成氟树脂的聚合物或共聚物的末端官能团是对金属不呈结合性的非反应性的末端官能团的第1类型的氟树脂。
进而，上述任一特征的氮化物半导体晶圆，最好是：所述氟树脂膜由 2层以上的层叠膜形成，与所述第1镀覆电极和所述第2镀覆电极接触的所述层叠膜的第1层的树脂膜包含构成氟树脂的聚合物或共聚物的末端官能团是对金属呈结合性的反应性的末端官能团的第2类型的氟树脂，所述层叠膜的第2层以后的树脂膜包含构成氟树脂的聚合物或共聚物的末端官能团是对金属不呈结合性的非反应性的末端官能团的第1类型的氟树脂。通过该适宜的形式，会抑制反应性的末端官能团对金属原子的跃迁带来的影响，并且会使所述氟树脂膜与第1及第2镀覆电极的侧壁面之间的结合变得牢固，使所述氟树脂膜不易剥离。
进而，上述任一特征的氮化物半导体晶圆，最好是在所述多个元件单位的相邻的所述元件区域间的芯片切断区域和其侧方区域、或所述芯片切断区域的侧方区域，作为所述氟树脂膜的基底膜，形成包含构成氟树脂的聚合物或共聚物的末端官能团是对金属呈结合性的反应性的末端官能团的第2类型的氟树脂的第2氟树脂膜。通过该适宜的形式，在将该氮化物半导体晶圆分割成每个所述元件单位来制作芯片状的氮化物半导体紫外线发光元件的情况下，通过该基底膜作为氟树脂膜与芯片间的粘合剂起作用，从而能够防止氟树脂膜的端部发生破损等而使形成的氟树脂膜剥离。
再者，上述任一特征的氮化物半导体晶圆，最好是在所述第1镀覆电极与所述第2镀覆电极间的所述间隙部的底面的所述保护绝缘膜与所述氟树脂膜之间，具备不透过紫外线的无机材料膜。通过该适宜的形式，如上述那样，半导体层叠部的第1区域的外周侧面的整面被第1镀覆电极覆盖，除此以外，在第1及第2镀覆电极间的间隙部与第2区域的第1半导体层之间存在不透过紫外线的无机材料膜，因而，可防止从该半导体层叠部内的活性层射出的紫外线在基板与第1半导体层的界面或者基板的背面等有一部分发生反射后通过第2区域的第1半导体层而到达被填充在第 1及第2镀覆电极间的间隙部的密封树脂的氟树脂。由此，能大幅地降低填充在第1及第2镀覆电极间的间隙部的密封树脂的氟树脂被紫外线照射，有助于抑制上述镀覆电极及焊锡材料中的金属原子的跃迁。
为了达成上述目的，本发明是一种用于制造上述特征的氮化物半导体晶圆的制造方法，其特征在于，在所述基板上形成所述半导体层叠部、所述n电极、所述p电极、所述保护绝缘膜、所述第1镀覆电极、以及所述第2镀覆电极之后，在所述多个元件单位的相邻的所述元件区域间的芯片切断区域、或者所述芯片切断区域和其侧方区域，形成阻止所述氟树脂膜形成的第1掩模材料，在所述第1掩模材料形成后，在由所述第1掩模材料包围的所述元件区域注入氟树脂而形成所述氟树脂膜，在所述氟树脂膜形成后，将所述第1掩模材料除去。
根据上述第1特征的氮化物半导体晶圆的制造方法，可制作出具有上述第1及第2特征的氮化物半导体晶圆。
再者，上述第1特征的氮化物半导体晶圆的制造方法的第2特征在于，在所述第1掩模材料形成后，在所述多个元件单位的所述第1镀覆电极和所述第2镀覆电极的上表面，形成阻止所述氟树脂膜形成的第2掩模材料，在所述第1及第2掩模材料形成后，在由所述第1掩模材料包围的所述元件区域注入所述氟树脂，在所述氟树脂膜形成后，将所述第1及第2掩模材料同时或者个别地除去。
再者，上述第2特征的氮化物半导体晶圆的制造方法，最好是所述第 2掩模材料由不含氟树脂的树脂组成物构成，在利用有机溶剂将所述第2 掩模材料溶解并除去时，在所述氟树脂膜形成在所述第2掩模材料之上的情况下，将该第2掩模材料上的氟树脂膜同时除去。
再者，上述第1特征的氮化物半导体晶圆的制造方法的第3特征在于，将形成在所述第1镀覆电极和所述第2镀覆电极的上表面的所述氟树脂膜研磨并除去。
根据上述第2或第3特征的氮化物半导体晶圆的制造方法，可制作出具有上述第1至第3特征的氮化物半导体晶圆。
进而，在上述任一特征的氮化物半导体晶圆的制造方法中，最好是：使用透过紫外线的基板作为所述基板，以所述第1镀覆电极的外周的全部隔着所述保护绝缘膜位于所述n电极上的方式，形成所述第1镀覆电极，使用N型的光致抗蚀剂材料作为所述第1掩模材料，将所述光致抗蚀剂材料形成在所述基板表面的整面，接着，从所述基板的背面照射紫外线，将所述光致抗蚀剂材料曝光，然后，通过显影处理将利用所述第1镀覆电极和所述n电极阻止了所述紫外线的曝光的所述光致抗蚀剂材料的一部分除去。
通过该适宜的形式，可以利用所述n电极和所述第1镀覆电极将元件区域的大致整面覆盖，再者，使该电极成为曝光时的掩模，而可以仅将芯片切断区域、或者芯片切断区域和其侧方区域从晶圆的背面侧自匹配地曝光，可简易地实现上述第1特征的氮化物半导体晶圆的制造方法。
再者，上述任一特征的氮化物半导体晶圆的制造方法，最好是利用喷墨方式将所述第1掩模材料涂布到所述芯片切断区域。通过该适宜的形式，也可以简易地实现上述第1特征的氮化物半导体晶圆的制造方法。
进而，上述任一特征的氮化物半导体晶圆的制造方法，最好是取代所述第1掩模材料的形成，或者，追加地，在涂布包含构成所述氟树脂膜的氟树脂的涂布液之前，在所述多个元件单位的相邻的所述元件区域间的芯片切断区域和其侧方区域、或者所述芯片切断区域的侧方区域，作为所述氟树脂膜的基底膜，形成包含构成氟树脂的聚合物或共聚物的末端官能团是对金属呈结合性的反应性末端官能团的第2类型的氟树脂的第2氟树脂膜。通过该适宜的形式，能提供一种分割成每个所述元件单位来制作芯片状的氮化物半导体紫外线发光元件时，可以防止氟树脂膜的端部发生破损等而使所形成的氟树脂膜剥离的氮化物半导体晶圆。
为了达成上述目的，本发明提供一种氮化物半导体紫外线发光元件，其特征在于，将上述任一特征的氮化物半导体晶圆分割成每个所述元件单位而形成。
再者，为了达成上述目的，本发明是一种在倒装芯片安装用的基台上，将至少1个上述特征的氮化物半导体紫外线发光元件进行倒装芯片安装而形成的氮化物半导体紫外线发光装置，其特征在于，所述基台具备：绝缘性基材；以及形成在所述绝缘性基材的表面、且上表面和侧壁面由金或白金族金属覆盖、且相互电分离的2个以上的金属膜，所述2个以上的金属膜可以搭载至少1个所述氮化物半导体发光元件，整体上形成为包含2 个以上的电极垫的指定的俯视形状，沿着不被所述金属膜覆盖的所述绝缘性基材的露出面与所述金属膜的侧壁面的边界线，至少与所述边界线连续的所述绝缘性基材的所述露出面的一部分、和与所述边界线连续的所述金属膜的所述侧壁面的一部分由氟树脂覆盖，所述金属膜的上表面的至少构成所述电极垫的部位未由所述氟树脂覆盖。
[发明效果]
根据上述特征的氮化物半导体晶圆，通过在基台上安装将该晶圆分割成每个元件单位而得到的氮化物半导体紫外线发光元件，能防止伴随紫外线发光动作的因被填充在电极间的密封树脂引起的电特性劣化，实现高质量、高可靠度的紫外线发光装置。
此外，根据上述特征的氮化物半导体晶圆，由于用于防止上述电特性劣化的手段已在晶圆制造阶段采取，所以在将氮化物半导体紫外线发光元件安装在基台上的阶段，并无采取用于防止上述电特性劣化的手段的必要，而可以利用通常的安装步骤。
附图说明
图1是示意性表示关于本发明的氮化物半导体晶圆的一实施方式的氮化物半导体紫外线发光元件的排列结构的一例的俯视图。
图2是示意性表示关于本发明的氮化物半导体晶圆的第1～第5实施方式的氮化物半导体紫外线发光元件的保护绝缘膜、第1及第2镀覆电极形成前的A-A’剖面的元件结构的一例的剖面图。
图3是示意性表示关于本发明的氮化物半导体晶圆的第1～第5实施方式的氮化物半导体紫外线发光元件的保护绝缘膜、第1及第2镀覆电极形成前的B-B’剖面的元件结构的一例的剖面图。
图4是示意性表示图2及图3所示的元件结构的重要部分的重要部分剖面图。
图5是示意性表示关于本发明的氮化物半导体晶圆的第1～第3及第 5实施方式的氮化物半导体紫外线发光元件的保护绝缘膜、第1及第2镀覆电极、氟树脂膜形成后的A-A’剖面的元件结构的一例的剖面图。
图6是示意性表示关于本发明的氮化物半导体晶圆的第1～第3及第 5实施方式的氮化物半导体紫外线发光元件的保护绝缘膜、第1及第2镀覆电极、氟树脂膜形成后的B-B’剖面的元件结构的一例的剖面图。
图7是示意性表示关于本发明的氮化物半导体晶圆的第1～第6实施方式的氮化物半导体紫外线发光元件的p电极、n电极、第1及第2镀覆电极形成前的平面结构及第1区域和第2区域的俯视图案的一例的俯视图。
图8是示意性表示关于本发明的氮化物半导体晶圆的第1～第6实施方式的氮化物半导体紫外线发光元件的第1及第2镀覆电极形成前的平面结构及p电极和n电极的俯视图案的一例的俯视图。
图9是示意性表示关于本发明的氮化物半导体晶圆的第1～第6实施方式的氮化物半导体紫外线发光元件的第1及第2镀覆电极形成前的平面结构及保护绝缘膜的俯视图案的一例的俯视图。
图10是示意性表示关于本发明的氮化物半导体晶圆的第1～第6实施方式的氮化物半导体紫外线发光元件的第1及第2镀覆电极的俯视图案的一例的俯视图。
图11是示意性表示关于本发明的氮化物半导体晶圆的制造方法的氟树脂膜的形成步骤的一实施方式的步骤剖面图。
图12是示意性表示关于本发明的氮化物半导体晶圆的制造方法的氟树脂膜的形成步骤的一实施方式的步骤剖面图。
图13是示意性表示关于本发明的氮化物半导体晶圆的制造方法的氟树脂膜的形成步骤的一实施方式的步骤剖面图。
图14是示意性表示关于本发明的氮化物半导体晶圆的制造方法的氟树脂膜的形成步骤的一实施方式的步骤剖面图。
图15是示意性表示关于本发明的氮化物半导体晶圆的制造方法的氟树脂膜的形成步骤的一实施方式的步骤剖面图。
图16是示意性表示关于本发明的氮化物半导体晶圆的第4实施方式的氮化物半导体紫外线发光元件的保护绝缘膜、第1及第2镀覆电极、氟树脂膜形成后的B-B’剖面的元件结构的重要部分的重要部分剖面图。
图17是示意性表示关于本发明的氮化物半导体晶圆的第6实施方式的氮化物半导体紫外线发光元件的保护绝缘膜、第1及第2镀覆电极、氟树脂膜形成后的B-B’剖面的元件结构的重要部分的重要部分剖面图。
图18是示意性表示关于本发明的氮化物半导体紫外线发光装置的一构成例的剖面图。
图19包括子图(A)和子图(B)，分别是示意性表示在图18所示的氮化物半导体紫外线发光装置中使用的副基座的俯视形状和剖面形状的俯视图和剖面图。
图20是示意性表示图18所示的氮化物半导体紫外线发光装置的重要部分的结构的剖面图。
图21是示意性表示关于本发明的氮化物半导体紫外线发光装置的另一构成例的重要部分的结构的剖面图。
具体实施方式
针对关于本发明的氮化物半导体晶圆及其制造方法、以及氮化物半导体紫外线发光元件及装置的实施方式，根据图面加以说明。另外，在以下的说明所使用的图面中，为了说明上理解容易，强调重要部分并示意性表示发明内容，故而各部分的尺寸比未必与实际的元件及所使用的零件为相同的尺寸比。以下，设想上述氮化物半导体紫外线发光元件为发光二极管的情况加以说明。再者，适宜地将关于本发明的氮化物半导体晶圆称作「本晶圆」、将其制造方法称作「本制造方法」、将分割本晶圆而成的氮化物半导体紫外线发光元件称作「本发光元件」、将在指定基台上对本发光元件进行倒装芯片安装而成的氮化物半导体紫外线发光装置称作「本发光装置」。
<第1实施方式>
如图1所示，本晶圆10是在基板12上将多个相同的元件结构的本发光元件11以矩阵状排列而形成的氮化物半导体晶圆。以下，为了方便，在与基板12表面平行的面内，将作为元件单位的1个本发光元件11所占有的区域定义为元件区域RE。此外，元件区域RE如后述那样由第1区域R1和第2区域R2构成。在相邻的元件区域RE间，存在在将本晶圆 10上的多个本发光元件11分割成各个芯片时成为切断余量的划线区域 SL(相当于芯片切断区域)，该划线区域SL在晶圆表面上在纵向及横向上延伸，以格子状存在。从而，本晶圆10的表面由多个元件区域RE和划线区域SL构成。
其次，针对本发光元件11的晶圆状态下的元件结构进行说明。本发光元件11具备半导体层叠部21、p电极22、n电极23、保护绝缘膜24、第1镀覆电极25、第2镀覆电极26、以及氟树脂膜27而构成。
更具体而言，如图2～图4所示，本发光元件11作为一例采用在蓝宝石(0001)基板12上使AlN层13和AlGaN层14生长的基板作为模板15，在该模板15上，具有将由n型AlGaN形成的n型包覆层16、活性层17、AlN摩尔分率比活性层17大的p型AlGaN的电子阻挡层18、p 型AlGaN的p型包覆层19、p型GaN的p型接触层20按顺序层叠而成的半导体层叠部21。n型包覆层16相当于第1半导体层，电子阻挡层18、 p型包覆层19、以及p型接触层20相当于第2半导体层。将比n型包覆层16更靠上部的活性层17、电子阻挡层18、p型包覆层19、p型接触层 20的一部分的俯视区域(第2区域R2)利用反应性离子蚀刻等除去直至 n型包覆层16的一部分表面露出为止，在n型包覆层16上的第1区域 R1形成从活性层17到p型接触层20为止的层叠结构。活性层17作为一例成为由膜厚10nm的n型AlGaN的势垒层170和膜厚3.5nm的AlGaN 或GaN的阱层171构成的单层的量子阱结构。活性层17是在下侧层和上侧层由AlN摩尔分率大的n型及p型AlGaN层夹持的双异质结结构即可，并且可以是将上述单层的量子阱结构多层化后的多重量子阱结构。
各AlGaN层利用有机金属化合物气相生长(MOVPE)法或者分子束外延(MBE)法等周知的外延生长法形成，使用例如硅(Si)作为n型层的施主杂质，使用例如镁(Mg)作为p型层的受主杂质。另外，并未明记导电型的AlN层及AlGaN层是未被注入杂质的未掺杂层。关于活性层 17以外的各AlGaN层的膜厚，例如，n型包覆层16为2000nm、电子阻挡层18为2nm、p型包覆层19为540nm、p型接触层20为200nm。另外，各AlGaN层的膜厚，并不限定于上述例示的数值。
在p型接触层20的表面，例如形成镍/金(Ni/Au)的p电极22，在 n型包覆层16的第2区域R2的表面，例如形成钛/铝/钛/金(Ti/Al/Ti/Au) 的n电极23。另外，构成p电极22及n电极23的金属层的层数、材质及膜厚并不限定于上述例示的层数、材质及以下所例示的膜厚。
为了方便，设想正交坐标系XYZ，在将与基板12表面平行的面作为 XY面，将基板12的厚度方向作为Z方向，将本发光元件11的元件区域 RE的中心的XY坐标设为(0，0)的情况下，图2表示沿着后述的图9的俯视图的A-A’的与XZ面平行的本发光元件11的剖面图，图3表示沿着图9的俯视图的B-B’的与XZ面平行的本发光元件11的剖面图。图2及图3分别示意性表示在模板15上形成半导体层叠部21进而形成了p电极 22及n电极23的状态下，后述的保护绝缘膜24、第1镀覆电极25、第2 镀覆电极26、以及氟树脂膜27被形成之前的元件结构。以下，为了说明方便，将保护绝缘膜24、第1及第2镀覆电极25、26、氟树脂膜27被形成之前的本发光元件11的元件结构称为「镀覆前元件结构」，将该形成后的本发光元件11的元件结构称为「镀覆后元件结构」。图4示意性表示图 2及图3所示的本发光元件11的镀覆前元件结构的重要部分剖面图。
如图2～图4所示，第1区域R1的半导体层叠部21是从n型包覆层 16到p型接触层20的多层结构，且从第2区域R2的n型包覆层16的露出面朝Z方向突出。以下，为了方便，将第1区域R1的半导体层叠部 21称为「台面(mesa)」。该台面的最外面是p型接触层20的上表面，该台面的最外面(第1区域R1)与n型包覆层16的露出面(第2区域R2) 之间的Z方向的差异(台面的台阶)成为在从活性层17到p型接触层20 的膜厚的合计上加上n型包覆层16的表面因上述蚀刻而朝-Z方向后退的深度后的数值，为约800nm左右。当元件区域RE的X及Y方向的尺寸 (芯片尺寸)假设为0.8～1.5mm左右时，上述台阶极小到芯片尺寸的0.1％以下，与示意性图示的尺寸比有很大不同。
图5及图6示意性表示形成了保护绝缘膜24、第1及第2镀覆电极 25、26、氟树脂膜27的本发光元件11的镀覆后元件结构的一例。图5 是沿着图9的俯视图的A-A’的与XZ面平行的剖面图，图6是沿着图9 的俯视图的B-B’的与XZ面平行的本发光元件11的剖面图。
如图5及图6所示，第1及第2镀覆电极25、26分别由作为主体部的第1及第2主体电极250、260和覆盖该主体部的表面的金属膜的第1 及第2表面金属膜251、261构成。图2～图6中施以影线的部分是p电极22和n电极23，图5及图6中附以点图案的部分是第1及第2主体电极250、260。
图7表示形成p电极22、n电极23、第1镀覆电极25、以及第2镀覆电极26前的第1区域R1和第2区域R2的俯视图案的一例。图7中施以影线的部分是第1区域R1。在图7所例示的俯视图案中，第1区域R1 成为分别在图面上侧(Y＞0)的4处和图面下侧(Y＜0)的4处具备凹部的梳形形状。在图7中，在第2区域R2之内的由该凹部将三方包围的凹部区域R3之内的2个区域附上点图案，从而与该凹部区域R3以外的第2区域即周边区域相区别。第2区域R2由8处凹部区域R3和围绕凹部区域R3及第1区域R1的周边区域R4构成。图7中，以虚线C来表示凹部区域R3与周边区域R4的边界。
图8表示形成第1镀覆电极25及第2镀覆电极26之前的p电极22 及n电极23的俯视图案的一例。在图8中，施以影线的部分分别为p电极22和n电极23。此外，参照用地示出第1区域R1与第2区域R2的边界线BL。根据图8，在与图7的对比下可知，n电极23跨凹部区域R3及周边区域R4地连续形成，且以围绕第1区域R1的方式环状地形成。此外，p电极22与第1区域R1同样地，成为在图面上侧和图面下侧具有凹部的梳形形状。p电极22的外周线例如自第1区域R1的外周线(第1 区域R1与第2区域R2的边界线)向第1区域R1的内侧后退例如10μm左右。此外，n电极23的内周线自第1区域R1的外周线向第2区域侧后退10μm左右，n电极23的外周线自元件区域RE的外周线向内侧后退，进而自保护绝缘膜24的外周线向内侧后退例如10μm左右。
图9表示形成第1镀覆电极25及第2镀覆电极26之前的保护绝缘膜 24的俯视图案的一例。保护绝缘膜24设置在元件区域RE的大致整面，其外周线可以与元件区域RE的外周线相同，或者可以自元件区域RE的外周线稍微地向内侧后退例如10μm左右。进而，保护绝缘膜24分别在第1区域R1内具有第1开口部28，在周边区域R4内的4隅具有第2开口部29，p电极22会通过第1开口部28、n电极23会通过第2开口部 29不被保护绝缘膜24覆盖地露出。从而，n电极23通过第2开口部29 而露出的部分以外被保护绝缘膜24覆盖。第1开口部28的外周线自第1 区域R1的外周线向第1区域R1的内侧后退例如5～15μm左右。但是，第1开口部28的外周线可以相对于p电极22的外周线而位于相同位置、外侧、以及内侧的任一者。在图9中，附上点图案的部分为保护绝缘膜 24，施以影线的部分是通过第1开口部28而露出的p电极22和通过第2 开口部29而露出的n电极23。此外，参照用地示出第1区域R1与第2 区域R2的边界线BL。
在本实施方式中，保护绝缘膜24是利用化学气相沉积(CVD)法而成膜的SiO2膜或者Al2O3膜等，形成为100nm～1μm左右、较好是150nm～ 350nm左右的膜厚。如图5、图6及图9所示，保护绝缘膜24形成为至少覆盖第1区域R1的半导体层叠部21的外周侧面的整面(台面的台阶部的侧壁面)、第1区域R1与n电极23之间的n型包覆层16的露出面、以及n电极23的包含外周端缘部之内的至少与第1区域R1对置的部分在内的上表面和侧面。但是，保护绝缘膜24形成为，p电极22的表面的至少一部分不被覆盖、而通过第1开口部28露出，再者，n电极23的表面的至少一部分不被覆盖、而通过第2开口部29露出。由此，第1主体电极250和p电极22通过第1开口部28，隔着后述的晶种膜30而接触从而被电连接，第2主体电极260和n电极23通过第2开口部29，隔着后述的晶种膜30而接触从而被电连接。
另外，保护绝缘膜24为了防止第1主体电极250与n型包覆层16 的露出面和p型包覆层19的侧方端面直接接触从而形成相对于从p型包覆层19经由活性层17到达n型包覆层16的电流路径的迂回路而设置。从而，保护绝缘膜24即便从台面的台阶部的上端稍微朝下方后退而使台面的台阶部的侧壁面的上端的一部分、即p型接触层20的侧方端面部分地露出并与第1主体电极250直接接触，也由于不会形成上述迂回路，所以发光动作不会发生问题。从而，在图5、图6及图9中，保护绝缘膜24 虽也覆盖着p型接触层20的未被p电极22覆盖的露出面，但该p型接触层20的露出面未必有被保护绝缘膜24覆盖的必要。相反地，在图5、图 6及图9中，保护绝缘膜24并不覆盖p电极22的外周端部，但也可以覆盖该p电极22的外周端部。
图10表示第1镀覆电极25及第2镀覆电极26的俯视图案的一例。在图10中，附上点图案的部分为第1镀覆电极25以及第2镀覆电极26。此外，参照用地示出第1区域R1与第2区域R2的边界线BL。第1镀覆电极25及第2镀覆电极26的各外周线分别位于第2区域R2内的保护绝缘膜24上，在相互接近的部位，隔离75μm以上。该隔离距离在100μm 以上为佳，100～150μm左右更佳。再者，第1镀覆电极25的外周线隔着保护绝缘膜24位于n电极23上为佳，但根据n电极23的俯视形状的不同，有不位于n电极23上的部分也无妨。进而，在图10中，第1镀覆电极25的外周线位于第2区域R2内的周边区域R4，但根据凹部区域R3 的形状或大小的不同，第1镀覆电极25的外周线的一部分进入凹部区域 R3内也可以。第2镀覆电极26的外周线最好自保护绝缘膜24的第2开口部29的外周线向外侧处于例如0～30μm左右的位置。但是，即使第2 镀覆电极26的外周线的一部分或全部与保护绝缘膜24的第2开口部29 的外周线一致、或者位于内侧，只要未被第2镀覆电极26覆盖的n电极 23从第2开口部29露出，因而能与上述第1镀覆电极25及第2镀覆电极26间的隔离距离同样地确保该露出的n电极23与第1镀覆电极25间的隔离距离，并且第2镀覆电极26的上表面的面积能确保后述的焊接所需的面积，则就没有特别的问题。第1镀覆电极25的外周线的内侧的第 2区域R2相当于第1镀覆电极25的形成区域之内的作为第2区域R2的一部分的与第1区域R1相接的边界区域。
如图5、图6及图10所示，第1镀覆电极25形成为，覆盖包含p电极22的不被保护绝缘膜24覆盖的露出面的第1区域R1的最上表面的整面、被保护绝缘膜24覆盖的第1区域R1的半导体层叠部21的外周侧面的整面(台面的台阶部的侧壁面)、以及作为第2区域R2的一部分的与第1区域R1相接并围绕第1区域R1的边界区域。再者，如同图所示，第2镀覆电极26至少形成在通过保护绝缘膜24的第2开口部29而露出的n电极23上，最好是也形成在第2开口部29的周围的保护绝缘膜24 上。第2镀覆电极26在图10所示的例子中是俯视圆形，所以与第2镀覆电极26接近并对置的第1镀覆电极25的外周线成为圆弧状，且设置成该接近区间的第1镀覆电极25与第2镀覆电极26之间的隔离距离成为一定。即，避开了在第1镀覆电极25与第2镀覆电极26之间局部地发生电场集中的情形。因而，从该观点出发，第2镀覆电极26的俯视形状在圆形以外也可以为扇形，再者，至少与第1镀覆电极25对置的角为圆弧状的矩形也无妨。
在本实施方式中，第1及第2主体电极250、260分别由铜形成，以周知的电解镀覆法制作。另外，第1及第2主体电极250、260也可以以铜作为主成分，由包含铅(Pb)、铁(Fe)、锌(Zn)、锰(Mn)、镍(Ni)、钴(Co)、铍(Be)等金属的合金形成，由于做成合金从而热传导率会降低，因此最好是由铜形成。
第1及第2主体电极250、260的厚度为45μm以上、或者第1主体电极250彼此夹着凹部区域R3相对置的距离的二分之一以上为佳，特别以45～100μm左右更佳，而50～75μm左右则在制造步骤上较佳。膜厚过薄时，由于容易受到晶圆翘曲的影响，而使各主体电极250、260的表面的平坦化处理变得困难，因而最好是45μm以上。
再者，第1及第2主体电极250、260不是利用被分类成晶圆制造步骤中使用的蒸镀等干式镀覆法的成膜法制作，而是利用作为湿式镀覆法的电解镀覆法来制作，可以容易地形成45μm以上的厚膜。由于在将与第1 及第2主体电极250、260同样厚膜的电极以蒸镀等形成时，成膜上过于费时，所以效率极差，并不现实。相反地，在将第1及第2主体电极250、 260不是用电解镀覆法来制作，而是用蒸镀等在现实的时间内予以成膜时，由于膜厚要做成与p电极22及n电极23同等程度厚薄的膜厚，无法将第1主体电极250遍及整面地做成平坦面，所以第1主体电极250的最上表面的俯视形状与第1区域R1的俯视形状大致相同，无法将已倒装芯片安装的情况下的、封装侧的与电极垫之间的接触面积扩大。此外，在无法将第1及第2主体电极250、260形成为厚膜时，第1及第2镀覆电极 25、26的侧壁面的高度会变低，上述的焊锡材料中的金属原子跃迁的防止效果会降低。
如图5及图6所示，在以电解镀覆法制作出的第1主体电极250和第 2主体电极260的剖面结构中，在第1主体电极250和第2主体电极260 的下侧，形成电解镀覆的供电用的晶种膜30。另外，电解镀覆的供电用的晶种膜30由膜厚约10～100nm的镍(Ni)膜或钛/铜(Ti/Cu)膜形成。另外，晶种膜30如果是具备针对下侧的保护绝缘膜24以及上侧的第1 及第2主体电极250、260的粘接性的导电性材料，则并不限定于镍膜或钛/铜膜。
如上述，第1及第2表面金属膜251、261是覆盖第1及第2主体电极250、260的表面(上表面及侧壁面)的1层或多层的金属膜。通过第 1及第2表面金属膜251、261的最外层由离子化倾向比构成第1及第2 主体电极250、260的铜小的金属(例如，金(Au)或白金族金属(Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt，或者这些之内的2个以上的合金)或金与白金族金属的合金构成，即使本发光元件11直到被倒装芯片安装的期间都被保管在氧气氛围中，第1及第2镀覆电极25、26的表面也变得比未被第1及第2表面金属膜251、261覆盖的情况不易氧化。再者，也能防止在倒装芯片安装时的焊接处理中的高温处理下使该覆盖面氧化。进而，可抑制上述的第1及第2镀覆电极25、26中的金属原子的跃迁。
在本实施方式中，第1及第2表面金属膜251、261从下起依序由镍/ 钯/金(Ni/Pb/Au)的3层金属膜构成，以作为湿式镀覆法的周知的非电解镀覆法来成膜。第1及第2表面金属膜251、261的镍/钯/金的各层的膜厚例如从下起依序为3～7.5μm/50～150nm/50～150nm。另外，第1及第2表面金属膜251、261并不一定要由3层金属膜构成，也可以为单层金属膜或3层以外的多层金属膜。再者，构成第1及第2表面金属膜251、 261的材料并不限于上述的金属，但最外层最好是金(Au)。
另外，在本实施方式中，如图7～图10所示，第1及第2区域R1、 R2、保护绝缘膜24、以及第1及第2镀覆电极25、26的俯视形状为相对于X轴及Y轴分别成为线对称的形状，但不必一定是相对于X轴及Y轴成为线对称的形状。例如，第2镀覆电极26和第2开口部29不一定要设在元件区域RE的4隅，也可任意个数地设在周边区域R4内的任意场所，例如，设在周边区域R4内的对角的2隅。再者，第1区域R1、p电极 22、以及第1开口部28的俯视形状也并不限于如图7～图10所示的梳形形状。进而，第1区域R1未必是具有从三方包围第2区域R2的凹部的俯视形状也无妨。
图10未图示，但如图5及图6所示那样，氟树脂膜27被形成在在第 2区域R2内的第1镀覆电极25与第2镀覆电极26之间的间隙部31的底面露出的保护绝缘膜24的上表面或保护绝缘膜24和n型包覆层16的上表面、以及第1及第2镀覆电极25、26的侧壁面。在本实施方式中，第 1及第2镀覆电极25、26间的间隙部31的意思是元件区域RE内的并未形成第1镀覆电极25和第2镀覆电极26的区域，也包含元件区域RE的外框与第1镀覆电极25的外周之间的区域、以及元件区域RE的外框与第2镀覆电极26的外周之间的区域。另外，在保护绝缘膜24将未被n 电极23覆盖的n型包覆层16的露出面全部覆盖的情况下，在第1及第2 镀覆电极25、26间的间隙部31的底面，n型包覆层16的上表面并不露出。
在本实施方式中，氟树脂膜27作为一例由与在倒装芯片安装本发光元件11时使用于树脂密封的材料相同的非晶质氟树脂构成。一般而言，作为非晶质的氟树脂，可列举将结晶性聚合物的氟树脂共聚合化而作为聚合物合金被非晶质化后的产物、或全氟间二氧杂环戊烯的共聚物(杜邦 (股)制的商品名特氟龙AF(注册商标))或全氟丁烯基乙烯基醚的环化聚合物(旭硝子(股)制的商品名Cytop(注册商标))。另外，针对在本实施方式中使用于氟树脂膜27的非晶质氟树脂，在氟树脂膜27的形成步骤说明中加以详述。
其次，针对本晶圆10的制造方法(本制造方法)加以说明。本制造方法区分为到形成保护绝缘膜24、第1镀覆电极25、及第2镀覆电26 为止的图2～图4所示的镀覆前元件结构的制造步骤(第1制造步骤)、形成图5及图6所示的镀覆后元件结构的保护绝缘膜24、第1镀覆电极25、及第2镀覆电26的制造步骤(第2制造步骤)、以及形成氟树脂膜 27的制造步骤(第3制造步骤)这3阶段。首先，简单地说明第1制造步骤。
首先，在蓝宝石(0001)基板12上，将上述的模板15、以及从n型包覆层16直到p型接触层20的各层利用MOVPE法等周知的生长方法予以形成。p型接触层20形成后，为了受主杂质的活性化，以例如800℃施予热处理。其次，利用周知的光刻技术，将p型接触层20的表面的第1 区域R1以例如镍掩模覆盖，将从比n型包覆层16更靠上部的第1区域 R1以外的活性层17到p型接触层20的各层利用反应性离子蚀刻等予以除去，直到n型包覆层16的表面露出为止，之后，除去镍掩模。结果，在第1区域R1，在模板15上形成从n型包覆层16到p型接触层20的半导体层叠部21，在第2区域R2，在模板15上形成将表面露出的n型包覆层16。
接着，在基板整面预先形成成为n电极23的反转图案的光致抗蚀剂，在其上，利用电子束蒸镀法等对n电极23的钛/铝/钛/金的4层金属膜进行蒸镀，将该光致抗蚀剂利用掀离(lift-off)除去后，将该光致抗蚀剂上的4层金属膜剥离，根据需要，利用RTA(快速热退火)等施加热处理，在n型包覆层16上形成n电极23。钛/铝/钛/金的4层金属膜的膜厚例如依记载顺序为20nm/100nm/50nm/100nm。
接着，在基板整面预先形成成为p电极22的反转图案的光致抗蚀剂，在其上，利用电子束蒸镀法等对成为p电极22的镍/金的2层金属膜进行蒸镀，将该光致抗蚀剂利用掀离除去后，将该光致抗蚀剂上的2层金属膜剥离，利用RTA等施加例如450℃的热处理，在p型接触层20的表面形成p电极22。镍/金的2层金属膜的膜厚例如依记载顺序为60nm/50nm。
按以上的要领，完成图2～图4所示的本发光元件11的镀覆前元件结构。图2～图4所示的镀覆前元件结构由于具备作为发光元件必要的半导体层叠部21、p电极22、及n电极23，所以在该阶段下，通过将切割本晶圆10而得到的元件单位利用倒装芯片安装等安装到副基座等，并予以树脂密封，从而能够作为发光元件起作用。
但是，在本发光元件11中，为了使倒装芯片安装时的焊接处理容易，并将伴随发光动作产生的废热有效率地散热，进而抑制电极及焊锡材料中的金属原子的跃迁，而对于图2～图4所示的镀覆前元件结构，进一步形成保护绝缘膜24、第1及第2镀覆电极25、26、氟树脂膜27。其次，说明第2制造步骤。
接着，在基板整面，利用CVD法作为一例对SiO2膜或Al2O3膜等保护绝缘膜24进行成膜。保护绝缘膜24的膜厚例如为150～350nm左右。另外，保护绝缘膜24的成膜温度控制在图2～图4所示的镀覆前元件结构被形成为止所实施的成膜温度及热处理温度的最低温度以下，例如， 600℃左右。
接着，将被成膜在基板整面的保护绝缘膜24的一部分利用蚀刻除去。具体而言，利用周知的光刻技术，将除第1开口部28、第2开口部29和划线区域SL以外的区域用掩模层覆盖，将被成膜在基板整面的保护绝缘膜24利用周知的反应性离子蚀刻等干式蚀刻除去，之后，除去该掩模层。由此，在元件区域RE内，在保护绝缘膜24形成第1开口部28和第2开口部29。到此为止，是氮化物半导体的晶圆制造过程，这以后成为镀覆制造过程，对位精确度变低。但是，以下所说明的镀覆制造过程接着上述晶圆制造过程在晶圆状态下被实施。
接着，在基板整面将例如镍利用溅射等加以成膜，形成电解镀覆的供电用的晶种膜30。
接着，在晶种膜30上黏贴镀覆用的感光性片式薄膜，将形成第1镀覆电极25和第2镀覆电极26的部位的该薄膜利用光刻技术进行曝光和显影后除去，使晶种膜30露出。接着，对晶种膜30供电，利用电解镀覆法，在露出的晶种膜30上，形成第1主体电极250和第2主体电极260。接着，将未被第1主体电极250和第2主体电极260覆盖的片式薄膜用有机溶剂等除去，将未被第1主体电极250和第2主体电极260覆盖的晶种膜 30利用湿式蚀刻等除去。
第1主体电极250和第2主体电极260刚成膜后的膜厚大致均一，而第1主体电极250跨过第1区域R1上和第2区域R2的一部分区域而形成，在第1主体电极250之下，存在台面、p电极22、n电极23、及保护绝缘膜24的第1开口部28的各台阶。再者，在上述的电解镀覆法中，由于也有时可能对晶种膜30施加的电场的强度为不均等，所以第1主体电极250和第2主体电极260刚成膜后的膜厚也有时会产生偏差。从而，由于该各台阶或膜厚的偏差，在刚成膜后的第1主体电极250的上表面，有可能产生该各台阶量程度的凹凸，有可能第1主体电极250和第2主体电极260的上表面的高度不一致。另外，在本实施方式中，「高度」的意思是以Z方向的任意位置(例如，基板12的表面)为基准的Z方向距离。
从而，在本实施方式中，接着，为了将第1及第2主体电极250、260 的上表面的凹凸除去并平坦化，同时使第1及第2主体电极250、260的上表面的高度一致，而利用CMP(化学机械研磨)法等周知的研磨方法，来研磨第1及第2主体电极250、260的上表面。研磨后的第1主体电极 250和第2主体电极260的适宜的膜厚(从第2区域R2上的晶种膜30 的上表面起的高度)如上述为50～75μm左右。另外，上述的片式薄膜和晶种膜30的除去可以是在上述研磨步骤后进行。
接着，在上述第1及第2主体电极250、260的上表面的研磨后，在第1及第2主体电极250、260的上表面及侧壁面的各露出面上，例如，利用作为湿式镀覆法的周知的非电解镀覆法对从下起依序由镍/钯/金的3 层金属膜构成的第1及第2表面金属膜251、261进行成膜。镍/钯/金的各层的膜厚例如从下起依序为3～7.5μm/50～150nm/50～150nm。
利用以上的第2制造步骤，来形成第1及第2镀覆电极25、26。第1 镀覆电极25经由第1镀覆电极25正下方的晶种膜30与通过保护绝缘膜 24的第1开口部28露出的p电极22的表面电连接。再者，第2镀覆电极26经由第2镀覆电极26正下方的晶种膜30，与通过保护绝缘膜24的第2开口部29露出的n电极23的表面电连接。
其次，针对形成氟树脂膜27的第3制造步骤，参照图11～图15加以说明。
在形成了第1及第2镀覆电极25、26的本晶圆10的表面整面，将不含氟的N型光致抗蚀剂材料旋转涂布后，形成光致抗蚀剂层(步骤A1)。接着，将波长适于该光致抗蚀剂层的曝光的紫外线从基板12的背面侧进行照射。被照射的紫外线虽会透过模板15及半导体层叠部21，但不会透过p电极22、n电极23、第1镀覆电极25、及第2镀覆电极26，因而，会使在这些电极未形成的划线区域SL上形成的光致抗蚀剂层曝光(步骤 A2)。更准确而言，比各元件单位的n电极23的外周线更靠外侧的划线区域SL和其侧方区域会被曝光。在本实施方式中，第1镀覆电极25的外周线的全部隔着保护绝缘膜24位于n电极23上，因而比n电极23更靠内侧的区域全部被第1镀覆电极25覆盖。换言之，n电极23和第1镀覆电极25被利用为光致抗蚀剂层的曝光用掩模。
接着，将被n电极23和第1镀覆电极25遮蔽而未曝光的光致抗蚀剂层利用显影处理予以除去(步骤A3)。由此，如图11所示，在划线区域 SL和其侧方区域上形成的光致抗蚀剂层会成为阻止氟树脂膜27形成的第1掩模材料32。在此，在划线区域SL上形成的光致抗蚀剂层的膜厚例如为0.1～5μm左右，且比第2区域R2内的保护绝缘膜24和n电极23 的膜厚的合计要厚。从而，划线区域SL上的光致抗蚀剂层的上表面位置比间隙部31内的保护绝缘膜24的上表面高。
接着，如图12所示，将阻止氟树脂膜27形成的第2掩模材料33在本晶圆10的表面整面在第1镀覆电极25和第2镀覆电极26的各上表面加以涂布(步骤A4)。第2掩模材料33是将不含氟树脂的结合树脂(丙烯树脂、环氧树脂、纤维素系树脂、苯酚系树脂、氨基甲酸乙酯系树脂等)、有机溶剂、和根据需要被选择的添加物加以混练而得到的树脂组成物，例如，可以使用网版印刷用的油墨等。在本实施方式中，使第1镀覆电极 25和第2镀覆电极26的各上表面的高度一致成大致相同的高度，故而，例如，在面积比本晶圆10大的平板状板材的表面涂布第2掩模材料33，将该涂布面压抵到本晶圆10的表面，而将第2掩模材料33从该板材的表面转印到第1镀覆电极25和第2镀覆电极26的各上表面的整面。转印后，利用加热或紫外线照射等，使第2掩模材料33固贴在第1镀覆电极25 和第2镀覆电极26的各上表面(步骤A5)。该情况下，第2掩模材料33 最好是在转印时不会在第1镀覆电极25和第2镀覆电极26的侧壁面下垂的程度的粘度(1～100Pa·s)。另外，第2掩模材料33即使在转印时在侧壁面下垂，只要是稍微覆盖侧壁面的上端部的程度便没有问题。此外，对于第2掩模材料33来说，通过利用颜料或染料先着色，从而方便于目视或光学地检查第2掩模材料33是否被正确地转印在第1镀覆电极25 和第2镀覆电极26的各上表面。
接着，如图13所示，在将第1掩模材料32和第2掩模材料33形成在表面的本晶圆10的表面的整面，例如使用旋转涂布机等，将以溶媒将成为氟树脂膜27的氟树脂稀释后得到的涂布液270注入(步骤A6)。涂布液270的注入量设为第1及第2镀覆电极25、26上的第2掩模材料33 被涂布液270稍微覆盖的程度，涂布液270以将第1及第2镀覆电极25、 26的上表面和侧壁面、以及在第1及第2镀覆电极25、26间的间隙部31 的底面露出的保护绝缘膜24的露出面覆盖的方式予以注入。另外，关于涂布液270往本晶圆10的表面的注入，除旋转涂布以外，也可以利用喷墨方式、分配器、或浇注来进行。
接着，如图14所示，一边将涂布液270慢慢地加热一边使溶媒蒸发，沿着本晶圆10的上表面的凹凸状态在本晶圆10的整面形成成为氟树脂膜 27的原型的树脂膜271(步骤A7)。此时，与涂布液270中的氟树脂的浓度相应地，涂布液270的上表面的高度沿着本晶圆10的上表面的凹凸状态而渐渐低降，以覆盖第1及第2镀覆电极25、26的各侧壁面、在第1 及第2镀覆电极25、26间的间隙部31露出的保护绝缘膜24的露出面的方式，形成该原型树脂膜271。该原型树脂膜271也形成在第1掩模材料 32和第2掩模材料33的上表面及侧面。另外，该原型树脂膜271只要将第1及第2镀覆电极25、26的侧壁面及间隙部31的底面密密地覆盖就足够了，不必将膜厚形成不必要的厚，例如，数原子层(10nm左右)的厚度便可。此外，该膜厚，根据涂布液270中的氟树脂的浓度及原型树脂膜 271的形成部位而定，例如，最好是做成0.1～1μm左右。
接着，在原型树脂膜271的形成后，将第1掩模材料32和第2掩模材料33用溶解第1掩模材料32和第2掩模材料33的有机溶媒(例如，丙酮等)予以溶解(步骤A8)。此时，该有机溶媒使用不使构成原型树脂膜271的氟树脂溶解却透过该氟树脂将第1掩模材料32和第2掩模材料 33溶解的有机溶媒。在将溶解后的第1掩模材料32和第2掩模材料33 清洗并除去时，同时将覆盖第1掩模材料32和第2掩模材料33的上表面的原型树脂膜271除去。结果，如图15所示，形成将第1镀覆电极25 的侧壁面、第2镀覆电极26的侧壁面、在第1镀覆电极25和第2镀覆电极26间的间隙部31露出的保护绝缘膜24的露出面覆盖的氟树脂膜27。另外，在不使构成原型树脂膜271的氟树脂溶解并且可以同时溶解第1 掩模材料32和第2掩模材料33的适当的有机溶媒不存在的情况下，也可以用不使该氟树脂溶解而能溶解第1掩模材料32的第1有机溶媒来溶解第1掩模材料32，用不使该氟树脂溶解而能溶解第2掩模材料33的第2有机溶媒来溶解第2掩模材料33。
氟树脂膜27的形成部位是未被第1掩模材料32和第2掩模材料33 覆盖的部位。第1掩模材料32基本上将划线区域SL上覆盖，而在上述的曝光处理中，由于使用n电极23和第1镀覆电极25作为掩模，因而在 n电极23的外周线与划线区域SL间的划线区域SL的侧方区域也形成第 1掩模材料32，所以在比n电极23的外周线更靠外侧(相当于保护绝缘膜24的露出面的外周端)并不形成氟树脂膜27。氟树脂膜27在倒装芯片安装时的焊接中被使用为防止焊锡材料附着在第1镀覆电极25与第2 镀覆电极26间的间隙部31的两电极相对置的部位的焊锡阻焊剂材料，用于防止因焊锡材料的金属原子的跃迁而造成两电极间的短路。因而，如上述，氟树脂膜27即使在比n电极23的外周线更靠外侧没被形成，也可达成上述所期待的目的。再者，第2掩模材料33基本上在第1镀覆电极25 和第2镀覆电极26的上表面形成，但即使稍微从上表面突出并覆盖侧壁面的上端部，由于该侧壁面的比该上端部更靠下侧的大部分由氟树脂膜 27覆盖，所以仍能充分地抑制焊锡材料附着在第1镀覆电极25与第2镀覆电极26间的间隙部31的两电极相对置的部位。
其次，针对氟树脂膜27的形成所使用的涂布液270简单地加以说明。在将本发光元件11倒装芯片安装而得到的发光装置中，从活性层17射出的紫外线通过基板12后从基板12的背面侧射出，并通过密封树脂后放射到外部。因而，氟树脂膜27的形成部位位于与该紫外线被射出的基板12 的背面相反的本发光元件11的上表面侧，所以没有必要是使用于密封树脂的对紫外线而言透明的氟树脂。
但是，在倒装芯片安装时的树脂密封处理中，由于在氟树脂膜27形成后残存于第1镀覆电极25与第2镀覆电极26之间的间隙部31的空隙，也会填充密封树脂，所以，在本实施方式中，作为使用于涂布液270的氟树脂，采用适宜用作密封树脂的非晶质氟树脂。
关于非晶质氟树脂，大致区分，有以下2种类：具有末端官能团对金属不呈结合性的非反应性的官能团的非结合性氟树脂(第1类型的非晶质氟树脂)；具有末端官能团对金属可结合的反应性的官能团的结合性氟树脂(第2类型的非晶质氟树脂)。在本实施方式中，作为一形式例，使用金属原子的跃迁的抑制效果高的第1类型的非晶质氟树脂。
关于该第1类型的非晶质氟树脂，更具体而言，构成聚合物或共聚物的结构单位具有含氟脂肪族环结构，且上述末端官能团是CF3等的全氟烷基。换言之，第1类型的非晶质氟树脂并不具有对上述金属呈结合性的反应性末端官能团。另一方面，上述第2类型的非晶质氟树脂的该反应性的官能团作为一例是羧基(COOH)或酯基(COOR)。但是，R表示烷基。
此外，作为具有含氟脂肪族环结构的结构单位，最好是基于环状含氟单体的单位(以下，「单位A」)，或者，利用二烯系含氟单体的环化聚合形成的单位(以下，「单位B」)。另外，非晶质氟树脂的组成及结构，由于并非本申请发明的主旨，有关该单位A及单位B的详细说明则省略，但由于关于该单位A及单位B，在根据与本申请相同申请人的专利文献1 的段落[0031]～[0062]详细说明，请参照。
涂布液270将第1类型的非晶质氟树脂在含氟溶媒、最好是非质子性含氟溶媒中溶解而制作。针对该含氟溶媒，由于也在专利文献1的段落 [0067]～[0073]详细地说明，请参照。另外，涂布液270中的第1类型的非晶质氟树脂的浓度被调整为氟树脂膜27成为上述膜厚(0.1～1μm左右)。
作为第1类型的非晶质氟树脂的市售品的一例，可列举CYTOP(旭硝子(股)公司制)等。另外，末端官能团为CF3的CYTOP是以下的化学式1所示的上述单位B的聚合物。
[化学式1]
Figure GDA0002261058060000291
经过以上的步骤，完成具备第1镀覆电极25、第2镀覆电极26、氟树脂膜27的本晶圆10。
在本晶圆10完成的时间点，由于本发光元件11是晶圆状态，因而在经过指定的检查步骤后，利用周知的切割技术，通过沿着划线区域SL切断或割断本晶圆10，得到芯片状态的本发光元件11。
〈第2实施方式>
其次，作为上述第1实施方式的一变形例，针对本晶圆10及本发光元件11的其他实施方式加以说明。关于第2实施方式的本晶圆10及本发光元件11具有与第1实施方式相同的元件结构，但在本晶圆10的制造方法的第3制造步骤的细节处则不同于第1实施方式。以下，针对第3制造步骤的不同处加以说明。
在第1实施方式的第3制造步骤中，利用步骤A1～A3，将由光致抗蚀剂层构成的第1掩模材料32形成在划线区域SL和其侧方区域上，在第2实施方式中，取代步骤A1～A3，而将步骤A1中使用的光致抗蚀剂材料、或步骤A4中使用的第2掩模材料33利用喷墨方式在划线区域SL 上涂布为第1掩模材料32(步骤B1)，利用加热或紫外线照射等，使涂布的该第1掩模材料32在划线区域SL上固贴(步骤B2)。在此，在划线区域SL上形成的第1掩模材料32的膜厚例如与第1实施方式同样地，为0.1～5μm左右，且比第2区域R2内的保护绝缘膜24和n电极23的膜厚的合计厚。从而，划线区域SL上的第1掩模材料32的上表面位置比间隙部31内的保护绝缘膜24的上表面高。
步骤B1及B2接下来，按相同要领执行第1实施方式已说明的步骤A4～A8。结果，形成不覆盖划线区域SL上、第1镀覆电极25、第2镀覆电极26的上表面而覆盖第1镀覆电极25的侧壁面、第2镀覆电极26 的侧壁面、在第1镀覆电极25与第2镀覆电极26间的间隙部31露出的保护绝缘膜24的露出面的氟树脂膜27。另外，在第2实施方式中，由于在n电极23的外周线与划线区域SL间的划线区域SL的侧方区域不形成第1掩模材料32，所以在比n电极23的外周线更靠外侧(相当于保护绝缘膜24的露出面的外周端)，也形成氟树脂膜27。
<第3实施方式>
其次，作为上述第1或第2实施方式的一变形例，针对本晶圆10及本发光元件11的其他实施方式加以说明。关于第3实施方式的本晶圆10 及本发光元件11具有与第1实施方式相同的元件结构，但在本晶圆10 的制造方法的第3制造步骤的细节处则不同于第1及第2实施方式。以下，针对第3制造步骤的不同处加以说明。
在第1实施方式的第3制造步骤中，利用步骤A4及A5，将第2掩模材料33预先形成在第1镀覆电极25和第2镀覆电极26的上表面后，在步骤A6，在表面形成了第1掩模材料32和第2掩模材料33的本晶圆 10的表面的整面，注入涂布液270，在第3实施方式中，不实施步骤A4及A5，换言之，并不使第2掩模材料33预先形成在第1镀覆电极25和第2镀覆电极26的上表面，在步骤A6中，在表面形成了第1掩模材料 32的本晶圆10的表面的整面，注入涂布液270。该步骤A6接下来，按相同要领执行第1实施方式已说明的步骤A7及A8。结果，形成不覆盖划线区域SL上而覆盖第1及第2镀覆电极25、26的上表面、第1及第2 镀覆电极25、26的侧壁面、在第1及第2镀覆电极25、26间的间隙部 31露出的保护绝缘膜24的露出面的氟树脂膜27。接着，利用CMP(化学机械研磨)法等周知的研磨方法，以使第1及第2表面金属膜251、261 的最外面露出且最外层的金属(金)残存在第1及第2镀覆电极25、26 的上表面的方式，除去形成在第1及第2镀覆电极25、26的上表面的氟树脂膜27(步骤A9)。结果，形成不覆盖划线区域SL上、第1镀覆电极 25、第2镀覆电极26的上表面而覆盖第1镀覆电极25的侧壁面、第2 镀覆电极26的侧壁面、在第1镀覆电极25与第2镀覆电极26间的间隙部31露出的保护绝缘膜24的露出面的氟树脂膜27。
另外，在第3实施方式中，由于利用步骤A9的研磨将第1及第2表面金属膜251、261的最外层的金属研磨某种程度而将其薄膜化，所以在将第1及第2表面金属膜251、261以非电解镀覆加以成膜时，最好是使最外层的膜厚比第1及第2实施方式厚。此外，也可以取代使第1及第2 表面金属膜251、261的最外层的膜厚比第1及第2实施方式厚，或者，追加地，在步骤A9的研磨后，在第1及第2表面金属膜251、261的露出面，以非电解镀覆将最外层的金属(金)再次成膜。
另外，不实施上述的步骤A4及A5而是取而代之地在步骤A6～A8 实施后实施步骤A9的其他实施方式也可以适用于第2实施方式的第3制造步骤。换言之，也可以取代步骤A1～A3，而执行第2实施方式已说明的步骤B1及B2，接着，不实施步骤A4及A5，而实施步骤A6～A9。
<第4实施方式>
其次，作为上述第1至第3实施方式的一变形例，针对本晶圆10及本发光元件11的其他实施方式，参照图16并加以说明。图16是示意性表示本发光元件11的B-B’剖面的元件结构的重要部分的重要部分剖面图。
如图16所示，关于第4实施方式的本晶圆10及本发光元件11，基本上具有与第1实施方式相同的元件结构，但在第1镀覆电极25与第2 镀覆电极26间的间隙部31，在氟树脂膜27与第1及第2镀覆电极25、 26的侧壁面之间、以及氟树脂膜27与在该间隙部31的底面露出的保护绝缘膜24之间，具备紫外线不透过的不透明绝缘膜34。
在本实施方式中，不透明绝缘膜34是GaP、GaN、GaAs、SiC、SiN 等的无机材料膜，以与所使用的材料相应的成膜方法而形成。例如，由 GaP构成的不透明绝缘膜34以溅射来成膜，GaN、GaAs、SiC、SiN等以 CVD来成膜。不透明绝缘膜34的膜厚例如约为300nm左右，厚者作为遮光膜最好。
在上述第1～第3实施方式的本晶圆10中，保护绝缘膜24由紫外线透过的SiO2膜或Al2O3膜等形成。从而，从本发光元件11的活性层17 射出的紫外线的一部分有可能不从基板12的背面射出到外部而在半导体层叠部21侧反射，并通过在上述间隙部31的底面露出的保护绝缘膜24，而射入上述间隙部31。在本实施方式中，在间隙部31底面的下侧，有n 电极23存在，因而，紫外线要从间隙部31正下方的n型包覆层16通过保护绝缘膜24而射入间隙部31会被阻止，但从第1区域R1与第2区域 R2的边界附近的未形成n电极23的部位的n型包覆层16射入保护绝缘膜24的紫外线有可能通过保护绝缘膜24而射入上述间隙部31。从而，通过将不透明绝缘膜34以覆盖露出于上述间隙部31的底面的保护绝缘膜 24的上表面的方式予以形成，就能更确实地遮断通过保护绝缘膜24而射入间隙部31的紫外线。
其次，针对本晶圆10制造方法的不透明绝缘膜34的制作程序加以说明。关于第4实施方式的本晶圆10的制造方法，图2～图4所示的镀覆前元件结构的制造步骤(第1制造步骤)与第1实施方式已说明的第1 制造步骤完全相同。此外，图5及图6所示的镀覆后元件结构的制造步骤(第2制造步骤)到第1及第2镀覆电极25、26的形成后为止也与第1 实施方式已说明的第2制造步骤完全相同。
在第4实施方式中，在第2制造步骤中，在第1及第2镀覆电极25、 26形成后的本晶圆10的表面的整面，堆积成为不透明绝缘膜34的无机材料膜。在无机材料膜为GaP的情况下，例如，以溅射来堆积。不透明绝缘膜34若堆积在露出于第1及第2镀覆电极25、26的间隙部31的底面的保护绝缘膜24上，则可以遮断上述间隙部31的紫外线的射入。因而，不透明绝缘膜34即使不堆积在第1及第2镀覆电极25、26的侧壁面的一部分或整面，换言之，即使在氟树脂膜27与第1及第2镀覆电极25、26 的侧壁面之间不形成也无妨。
接着，转移到第3制造步骤，实施第1实施方式已说明的步骤A1～ A3、或者第2实施方式已说明的步骤B1及B2，将第1掩模材料32在划线区域SL上形成。在第4实施方式中，与第3实施方式同样地，不实施步骤A4及A5，换言之，不将第2掩模材料33形成在第1镀覆电极25和第2镀覆电极26的上表面，而在步骤A6中，在表面形成了第1掩模材料32的本晶圆10的表面的整面，注入涂布液270。该步骤A6接下来，按相同要领执行第1实施方式已说明的步骤A7及A8。结果，在划线区域SL除外的元件区域RE内，形成覆盖不透明绝缘膜34的氟树脂膜27。接着，利用CMP(化学机械研磨)法等周知的研磨方法，以使第1及第 2表面金属膜251、261的最外面露出且最外层的金属(金)残存在第1 及第2镀覆电极25、26的上表面的方式，同时地除去形成在第1及第2 镀覆电极25、26的上表面的氟树脂膜27和不透明绝缘膜34(步骤C9)。结果，形成不覆盖划线区域SL上、第1镀覆电极25、第2镀覆电极26 的上表面而覆盖第1镀覆电极25的侧壁面、第2镀覆电极26的侧壁面、在第1镀覆电极25与第2镀覆电极26间的间隙部31露出的保护绝缘膜 24的露出面的氟树脂膜27，同时，在该氟树脂膜27与第1及第2镀覆电极25、26的侧壁面之间、以及该氟树脂膜27与在该间隙部31底面露出的保护绝缘膜24之间，形成不透明绝缘膜34。
另外，在第4实施方式中，由于利用步骤C9的研磨将第1及第2表面金属膜251、261的最外层的金属研磨某种程度使其薄膜化，因而在将第1及第2表面金属膜251、261以无电解镀覆加以成膜时，最好是使最外层的膜厚比第1及第2实施方式厚。此外，也可以取代使第1及第2 表面金属膜251、261的最外层的膜厚比第1及第2实施方式厚，或者，追加地，在步骤A9的研磨后，在第1及第2表面金属膜251、261的露出面，以非电解镀覆将最外层的金属(金)再次成膜。
另外，在上述步骤C9中，将形成在第1及第2镀覆电极25、26的上表面的氟树脂膜27和不透明绝缘膜34利用研磨处理同时地除去，但也可以取代研磨处理而利用光刻与蚀刻来除去。
<第5实施方式>
其次，作为上述第1至第3实施方式的一变形例，针对本晶圆10及本发光元件11的其他实施方式加以说明。在上述第1至第3实施方式的本晶圆10及本发光元件11中，由于保护绝缘膜24由紫外线透过的SiO2膜或Al2O3膜等形成，所以从本发光元件11的活性层17射出的紫外线的一部分有可能不从基板12的背面射出到外部而在半导体层叠部21侧反射，并通过在上述间隙部31的底面露出的保护绝缘膜24，而射入上述间隙部31。在上述第4实施方式中，通过另行设置不透明绝缘膜34，来阻止该紫外线往间隙部31射入，但在第5实施方式中，不是以紫外线透过的材料来形成保护绝缘膜24，而是利用CVD法或溅射等周知的成膜方法来形成与第4实施方式已说明的不透明绝缘膜34同样的紫外线不透过的材料、即GaP、GaN、GaAs、SiC、SiN等的无机材料膜。该情况下的保护绝缘膜24与第1实施方式同样地，被形成为膜厚100nm～1μm左右， 150nm～350nm左右更佳。但是，根据保护绝缘膜24所使用的材料，例如，SiN等，膜厚薄时有紫外线透过的可能性，为了相对于紫外线可以成为半透明膜，则最好根据发光波长来调整膜厚。
在第5实施方式中，由于保护绝缘膜24由不透过紫外线的材料来形成，因而防止了从本发光元件11的活性层17射出的紫外线通过保护绝缘膜24而射入上述间隙部31，所以并没有必要将第4实施方式已说明的不透明绝缘膜34另行设在该间隙部31的底面。
〈第6实施方式>
其次，作为上述第1至第5实施方式的一变形例，针对本晶圆10及本发光元件11的其他实施方式，参照图17并加以说明。在上述第1至第 5实施方式的本晶圆10及本发光元件11中，将第1掩模材料32形成在划线区域SL和其侧方区域上、或者划线区域SL上，而氟树脂膜27不形成在划线区域SL和其侧方区域上、或者划线区域SL上。由此，在将本晶圆10沿着划线区域SL切断或割断时，可以在被分割成元件单位的本发光元件11的外周端部将氟树脂膜27的外周端受到损伤而剥离防止于未然。
在第6实施方式中，不将第1掩模材料32形成在划线区域SL和其侧方区域上、或划线区域SL上，换言之，不执行第3制造步骤的步骤 A1～A3或步骤B1及B2，取而代之，在划线区域SL和其侧方区域上，作为氟树脂膜27的基底膜，例如，利用喷墨方式等形成由与金属的结合性比使用第1类型的非晶质氟树脂的氟树脂膜27高的上述第2类型的非晶质氟树脂构成的、或主要包含上述第2类型的非晶质氟树脂的第2氟树脂膜35(步骤D1)。之后，执行第3制造步骤的步骤A4～A8。另外，在第6实施方式中，在不执行步骤A4及A5的情况下，步骤A8的第1掩模材料32和第2掩模材料33溶解处理并不需要，而执行步骤A9或C9。第2氟树脂膜35的膜厚不必非必要地厚，可以比氟树脂膜27的膜厚薄，例如，单层分子层的厚度即可，最好是0.01～0.5μm左右。
结果，在第6实施方式中，如图17所示，在划线区域SL和其侧方区域上，隔着第2氟树脂膜35，形成氟树脂膜27。但是，在将本晶圆10 沿着划线区域SL切断或割断时，在被分割成元件单位的本发光元件11 的外周端部，即使氟树脂膜27的外周端受到损伤，上述第2氟树脂膜35 也会成为粘合剂，可以防止在本晶圆10外周端发生剥离。另外，第2氟树脂膜35若形成在划线区域SL的侧方区域上，便可以抑制上述的剥离。此外，第2氟树脂膜35被形成的划线区域SL的侧方区域并不限于第2 实施方式已说明的n电极23的外周线与划线区域SL间的区域，也可以延长到比n电极23的外周线更靠内侧。
另外，在第6实施方式中，基本上不执行第3制造步骤的步骤A1～ A3或步骤B1及B2，但也可以执行步骤A1～A3或步骤B1及B2，利用步骤A8，至少将第1掩模材料32溶解除去，不将氟树脂膜27形成在划线区域SL和其侧方区域上、或划线区域SL上。
<第7实施方式>
其次，针对利用倒装芯片安装方法将芯片状态的本发光元件11载置在作为倒装芯片安装用的基台的副基座40而成的本发光装置50，参照图 18～图20加以说明。
图18示意性表示本发光装置50的一构成例的概略剖面图。在图18 中，本发光元件11上下反转，换言之，第1及第2镀覆电极25、26的各上表面成为向下地被载置在副基座40上。本发光元件11使用具有上述第 1至第4实施方式已说明的元件结构且被切割而成为芯片状态的元件。另外，在图18中，作为一例例示了使用第1实施方式已说明的本发光元件 11的情况的剖面结构(沿着图9俯视图的B-B’的与XZ面平行的剖面)。此外，图18及后述的图19及图20所示的XYZ坐标轴以本发光元件11 为基准来显示，所以+Z方向为图中向下。
图19是表示副基座40的俯视形状的俯视图(A)、和表示通过该俯视图(A)的副基座40的中心的与XZ面平行的剖面的剖面形状的剖面图(B)。副基座40在由绝缘性陶瓷等绝缘材料构成的基材41的表面的一部分分别形成阳极侧的第1金属电极布线42和阴极侧的第2金属电极布线43，基材41的侧壁部44的厚度D1大于比侧壁部44更靠内侧的中央部分的厚度D2，且在侧壁部44所包围的空间内构成为可以收容将本发光元件11密封的密封树脂45。再者，在侧壁部44的上表面，固定有透过从本发光元件11射出的紫外线的半球状的与后述的密封树脂45相同的非晶质氟树脂制的聚光性的透镜46。密封树脂45通过由透镜46覆盖，从而被固定在侧壁部44所包围的空间内。另外，密封树脂45及透镜46 的紫外线透过特性适合于所使用的本发光元件11的发光波长即可。
此外，第1及第2金属电极布线42、43经由设在上述基材41的贯通电极(未图示)而与设在基材41的背面侧的引线端子47、48连接。在将副基座40载置在其他的印刷基板等上的情况下，在该印刷基板上的金属布线与引线端子47、48之间形成电连接。此外，引线端子47、48覆盖基材41的背面的大致整面，发挥散热装置的功能。在本实施方式中，副基座40的基材41由氮化铝(AlN)等绝缘材料形成。另外，基材41在散热性方面以AlN为佳，但也可以是碳化硅(SiC)或氮化硅(SiN)、或者氮化硼(BN)，此外，也可以是氧化铝(Al2O3)等的陶瓷。此外，基材 41并不限于上述绝缘材料的纯正材料，也可以是以二氧化硅作为粘合剂使上述绝缘材料的粒子紧密结合的烧结体，再者，也可以是类金刚石碳 (DLC)薄膜、工业用金刚石薄膜等。第1及第2金属电极布线42、43 作为一例由铜的厚膜镀覆膜、和覆盖该厚膜镀覆膜的表面(上表面及侧壁面)的1层或多层的表面金属膜构成。该表面金属膜的最外层由离子化倾向比构成厚膜镀覆膜的铜小的金属(例如，金(Au)或者白金族金属 (Ru，Rh，Pd，Os，Ir，Pt、或者这些之内的2个以上的合金)或者金与白金族金属的合金)构成。该表面金属膜作为一例从下起依序由镍/钯/金的3层的金属膜构成，以作为湿式镀覆法的周知的非电解镀覆法来成膜。铜的厚膜镀覆膜的膜厚例如是50～100μm左右。上述镍/钯/金的各层的膜厚例如从下起依序为3～7.5μm/50～150nm/50～150nm。在上述一例中，第1及第2金属电极布线42、43成为除了俯视形状外与本发光元件11侧的第1 及第2镀覆电极25、26相同的构成(多层结构)。另外，在该表面金属膜形成后，在对第1及第2金属电极布线42、43的上表面进行研磨处理的情况下，也可以使该表面金属膜的最外层的膜厚比上述例示的膜厚厚。
另外，关于副基座40，在基材41背面侧不设引线端子47、48的构成的情况下，基材41不是只由绝缘材料构成，而可以成为由金属膜(例如，铜、铝等)和上述的绝缘材料构成的绝缘层的层叠结构。
氟树脂制的透镜46可以利用例如注射成型、传递成型、压缩成型等来形成。该成型用的模具可以使用金属模具、硅树脂模具、或者它们的组合。此外，基材41可以不具备侧壁部44，而为均一厚度的平板状。该情况下，也可以取代透镜46而将密封树脂45形成为透镜形状。例如，也可以将在后述的本发光装置50的制作方法的步骤E3中形成的第2密封树脂膜成型成透镜形状。此外，透镜46不限于氟树脂制，也可以是具有适合于本发光元件11的发光波长的紫外线透过性的其他材料，最好是，与密封树脂45的折射率差较小者为佳，例如，石英玻璃制也不是不能使用。透镜46除聚光性透镜以外，也可以是根据使用目的而使光扩散的透镜，此外，不一定非设不可。
第1及第2金属电极布线42、43如图19所示形成为在侧壁部44所包围的基材41的中央部分的表面露出，且相互隔离地配置，并电分离。第1金属电极布线42由第1电极垫420和与其连接的第1布线部421构成。此外，第2金属电极布线43由4个第2电极垫430和与它们连接的第2布线部431构成。第1电极垫420具有比本发光元件11的第1镀覆电极25的俯视形状稍大的俯视形状，位于基材41中央部分的中心。在以第1镀覆电极25与第1电极垫420相面对的方式来配置本发光元件11 的情况下，第2电极垫430的俯视形状及配置被设定成4个第2镀覆电极 26分别与4个第2电极垫430相面对。在图19(A)中，在第1电极垫 420和第2电极垫430分别附上影线。
本发光元件11将第1及第2镀覆电极25、26的各上表面做成向下，将第1镀覆电极25和第1电极垫420、4个第2镀覆电极26和4个第2 电极垫430分别对置地通过焊接而电连接及物理连接，并在基材41的中央部分上载置、固定。在本实施方式中，本发光元件11被倒装芯片安装在副基座40。
在本实施方式中，作为密封树脂45，使用耐热性、耐紫外线性、及紫外线透过性优良且与本晶圆10的氟树脂膜27中使用的材料同样的第1 类型的非晶质氟树脂。
作为密封树脂45，在使用第1类型的非晶质氟树脂的情况下，对于第1类型的非晶质氟树脂来说，由于末端官能团是对金属不呈结合性的非反应性的官能团，所以担忧与具有末端官能团对金属呈结合性的反应性的官能团的结合性氟树脂相比，与基材41的表面或本发光元件11的基板 12的背面的结合会较弱。于是，为了提高第1类型的非晶质氟树脂的结合性，使用基材41的表面是具有例如最大6μm左右的凹凸的粗面的副基座40。该基材41表面的粗面例如可以利用纳米压印等施予粗面化处理而形成，或者，基材41的表面也可以直接使用未研磨且残存有例如最大6μm 左右的凹凸的粗面。但是，由于密封树脂45也环绕、填充在本发光元件 11与副基座40之间的空隙，所以该填充部分成为固定器，即使密封树脂45暂时从基材41的表面或基板12的背面剥离，也不会造成密封树脂45 从本发光元件11脱离。
其次，参照图20，简单地说明本发光装置50的制作方法的概略。图 20是示意性表示图18所示的本发光装置50的第1及第2镀覆电极25、 26与第1及第2金属电极布线42、43间用焊锡49连接的部位(沿着图9 俯视图的B-B’的与XZ面平行的剖面的一部分)的重要部分剖面图。
首先，将被切割的本发光元件11的裸芯片在副基座40的第1及第2 金属电极布线42、43上利用周知的倒装芯片安装予以固定。具体而言，第1镀覆电极25和第1金属电极布线42经由焊锡49而物理连接且电连接，第2镀覆电极26和第2金属电极布线43经由焊锡49而物理连接且电连接(步骤E1)。由此，本发光元件11的p电极22和第1金属电极布线42、本发光元件11的n电极23和第2金属电极布线43分别被电连接。焊接可以用回焊方式等周知的焊接方法来实施，详细说明则省略。
其次，将使第1类型的非晶质氟树脂溶解在含氟溶媒、最好是非质子性含氟溶媒后得到的涂布液使用剥离性好的特氟龙注射针等注入副基座 40的侧壁部44所包围的空间内后，一边将涂布液慢慢地加热一边使溶媒蒸发，在副基座40的侧壁部44内壁面、第1及第2金属电极布线42、 43的上表面、第1及第2金属电极布线42、43之间的基材41的露出面、本发光元件11的上表面及侧面、本发光元件11与副基座40的上表面之间的间隙内，分别地形成非结合性的非晶质氟树脂的第1密封树脂膜(步骤E2)。另外，步骤E2的溶媒蒸发时，以在第1密封树脂膜内没有气泡残留的方式，从溶媒的沸点以下的低温域(例如，室温附近)慢慢地加热到溶媒的沸点以上的高温域(例如，200℃附近)，而使溶媒蒸发。
其次，在副基座40侧壁部44所包围的空间内的在步骤E2中形成的第1密封树脂膜的内侧及上方的空间内，放入固体状的非结合性的非晶质氟树脂，例如，以250℃～300℃的高温使其熔融，之后慢慢地冷却而形成第2密封树脂膜(步骤E3)。
最后，将透镜46固定在侧壁部44的上表面(步骤E4)，制作图18 所示的本发光装置50。在上述的制作方法中，密封树脂45由第1及第2 密封树脂膜构成。透镜46例如以上述专利文献1所公开的方式利用粘接剂而固定在侧壁部44的上表面，或者利用设在透镜46和侧壁部44的嵌合结构而固定在侧壁部44的上表面。另外，密封树脂45的形成方法及透镜46的固定方法并不限定于上述例示的方法。此外，透镜46并不一定非要设置。
<第8实施方式>
其次，作为上述第7实施方式的一变形例，针对本发光装置50的其他实施方式，参照图21加以说明。关于第8实施方式的本发光装置50，有关本发光元件11，与第7实施方式所使用的本发光元件11相同。与第 7实施方式的本发光装置50相异的点在于副基座40。图21是对应于第7 实施方式的图20的图，是示意性表示本发光装置50的第1及第2镀覆电极25、26与第1及第2金属电极布线42、43间用焊锡49连接的部位(沿着图9俯视图的B-B’的与XZ面平行的剖面的一部分)的重要部分剖面图。
在第8实施方式中，如图21所示，也在副基座40侧，将与设在本发光元件11的氟树脂膜27同样的氟树脂膜51形成为覆盖第1及第2金属电极布线42、43的各侧壁面、以及在第1及第2金属电极布线42、43 间的间隙部的底面露出的基材41的表面。
在第8实施方式中，氟树脂膜51作为一例与氟树脂膜27同样地由第 1实施方式已说明的第1类型的非晶质氟树脂构成。
关于氟树脂膜51，利用喷墨方式、分配器、或浇注等将与第1实施方式已说明的氟树脂膜27的形成中使用的涂布液270相同的涂布液注入到第1及第2金属电极布线42、43间的间隙部的槽内。涂布液中的氟树脂浓度根据氟树脂膜51的膜厚而调整。此时，使得涂布液从槽内突出，而不会附着在第1及第2电极垫420、430的上表面。另外，也可以以涂布液不会附着在第1及第2电极垫420、430的上表面的方式，通过转印方式或喷墨方式等印刷手法将在第1实施方式的第3制造步骤中已涂布在第1及第2镀覆电极25、26的上表面的第2掩模材料33预先至少涂布在第1及第2电极垫420、430的上表面，在此基础上，将涂布液注入上述槽内。该情况下，形成在第2掩模材料33上的氟树脂膜51通过用有机溶媒将第2掩模材料33溶解并除去，从而同时地被除去。在与第1实施方式的第3制造步骤相同的要领下，一边将注入到上述槽内的涂布液慢慢地加热一边使溶媒蒸发，而形成氟树脂膜51。
氟树脂膜51被形成为从第1及第2金属电极布线42、43的侧壁面与间隙部的底面的边界线(换言之，上述侧壁面的下端)向上方将该侧壁面连续地覆盖即可。该侧壁面的上端部有可能在上述涂布液的干燥步骤中露出，此外，也有时由第2掩模材料33被一部分覆盖，在第2掩模材料33 除去后该侧壁面的上端会露出。此外，对于在第1及第2金属电极布线42、43间的间隙部的底面露出的基材41的表面来说，在与第1及第2电极垫420、430隔离的部位，焊锡附着的可能性低的部位也未必一定用氟树脂膜51覆盖。
<其他的实施方式>
以下，说明上述第1至第8实施方式的变形例。
<1>在上述第1至第6实施方式中，说明了作为氟树脂膜27，在将本发光元件11倒装芯片安装时，由与使用于树脂密封的材料相同的非晶质氟树脂构成的情况，而在从基板12的背面侧将紫外线发光取出到外部的背面射出型的发光元件中，由于第1及第2镀覆电极25、26间的间隙部31并不位于该光的取出路径，所以不是由紫外线透过的非晶质氟树脂构成也无妨。换言之，氟树脂膜27由对于紫外线具有与上述的非晶质氟树脂同样的耐紫外线性的、具有结晶质部分的氟树脂构成也无妨。
<2>在上述第1至第6实施方式中，说明了作为氟树脂膜27，使用具有末端官能团对金属不呈结合性的非反应性的官能团的非结合性氟树脂(第1类型的非晶质氟树脂)的情况。但是，作为氟树脂膜27，也可以一部分地使用具有末端官能团对金属呈结合性的反应性的官能团的结合性氟树脂(第2类型的非晶质氟树脂)。
该情况下，由于第2类型的非晶质氟树脂对金属面的结合性比第1 类型的非晶质氟树脂高，所以将氟树脂膜27作为第2类型的非晶质氟树脂和第1类型的非晶质氟树脂的2层结构，在与第1及第2镀覆电极25、 26的侧壁面直接相接的第1层形成膜厚极薄的第2类型的非晶质氟树脂膜，并重叠在其上地形成第1类型的非晶质氟树脂膜，这也是最佳的实施方式。该情况下，第1层与第2层的合计膜厚与第1～第6实施方式所例示的氟树脂膜27相同即可，第1层的膜厚为数原子层的厚度以上即可。第1层与第2层的非晶质氟树脂膜的成膜可以通过以下方式来实现，即，将第1实施方式已说明的第3制造步骤的步骤A6及A7在更换非晶质氟树脂膜的上述类型后反复进行2次，之后转移到步骤A8。另外，在第2 次的步骤A6中，有可能第1次的步骤A7中已形成的第1层原型树脂膜 271会一部分溶解而膜厚变薄，因而最好是成膜成该第1层原型树脂膜271 不会全部溶解的程度的厚度。
<3>在上述第1至第6实施方式中，在本发光元件11的俯视形状中，例示了一个第1区域由第2区域包围的形式，但也可以是第1区域被分割成多个副区域，该多个副区域各自是由第2区域包围的形式。换言之，可以是在1个元件区域RE内存在多个台面，在各个该多个台面个别地形成第1镀覆电极25，或者，也可以以1个第1镀覆电极25覆盖多个台面的方式被形成。
<4>在上述第1至第6实施方式中，在本晶圆10的制造方法的第2 制造步骤中，实施了用于将第1及第2主体电极250、260上表面的凹凸除去而平坦化从而使高度一致的研磨处理，但是，在上表面的凹凸或高度的不同在研磨前的第1及第2主体电极250、260的利用非电解镀覆法的第1及第2表面金属膜251、261的成膜、以及倒装芯片安装本发光元件 11时的焊接等中没有妨害的情况下，也可以省略该研磨处理。
<5>在上述第7及第8实施方式中，说明了将1个本发光元件11 载置在副基座40上的本发光装置50，而本发光装置也可以在副基座或 COB(chip on board)用的布线基板等基台上载置多个本发光元件11而构成。该情况下，可以将多个本发光元件11利用密封树脂45予以汇集并密封，或者，也可以1个1个地个别地予以密封。该情况下，例如，在基台的表面，预先形成包围要密封的单位的1个或多个本发光元件11的周围的树脂堤坝，在以该树脂堤坝包围的区域，例如，按上述第7实施方式已说明的要领，形成密封树脂45。
本发光元件11由于可以将第1及第2镀覆电极25、26的上表面平坦化而使高度一致，所以与其他的表面安装型的电子装置或电气元件(电阻元件、电容器、二极管、晶体管等)同样地，可以利用焊接而直接安装到 COB用的布线基板等。从而，本发光元件11可以在1个基台上搭载数个，甚至可以与其他的表面安装型的电子装置或电气元件一起载置在同一基台上。另外，载置本发光元件11的基台并未限定于副基座及COB用的布线基板。
<6>本发光元件11通过具备第1及第2镀覆电极25、26、以及氟树脂膜27，从而具有可以防止伴随紫外线发光动作的起因于填充在电极间的密封树脂的电特性的劣化这样的优良特长。
从而，本发光元件11的镀覆前元件结构并不限定于由图2～图4所例示且第1实施方式已说明的层叠结构、材料、膜厚、AlN摩尔分率等构成的镀覆前元件结构，而可以对该镀覆前元件结构进行各种变更。例如，以图4所示的模板15作为一例，但并非限定于该模板15，例如，可以将 AlN层13作为利用外延横向生长法而形成的ELO-AlN层，可以省略 AlGaN层14，再者，可以取代蓝宝石基板12而采用其他基板。再者，上述实施方式已例示的构成本发光元件11的AlGaN或GaN的各层的膜厚及AlN摩尔分率为一例，可以根据元件的规格而适当变更。此外，在上述实施方式中，例示了设置电子阻挡层18的情况，但电子阻挡层18不必设置都无妨。
但是，对于本发光元件11的镀覆前元件结构来说，由于设定了发光中心波长为365nm以下，所以至少具备：将由1个或多个n型AlGaN系半导体层构成的第1半导体层、由1个或多个AlN摩尔分率为0以上的 AlGaN系半导体层构成的活性层、以及包含1个或多个p型AlGaN系半导体层的第2半导体层层叠而成的半导体层叠部；由1个或多个金属层构成的n电极；以及由1个或多个金属层构成的p电极。
<7>在上述第8实施方式中，说明了作为氟树脂膜51，与第1至第 6实施方式的氟树脂膜27同样地，由与使用于树脂密封的材料相同的非晶质氟树脂构成的情况，进而，说明了使用具有末端官能团对金属不呈结合性的非反应性的官能团的非结合性氟树脂(第1类型的非晶质氟树脂) 的情况。但是，就氟树脂膜51而言，也可以是与上述其他实施方式<1> 及<2>中已说明的针对氟树脂膜27的其他实施形式相同的实施形式。
[产业可利用性]
关于本发明的氮化物半导体晶圆等，可以利用于发光中心波长约为 365nm以下的发光二极管，对于伴随紫外线发光动作的起因于填充在电极间的密封树脂的电特性的劣化的防止上是有效的。
附图标记说明
10：氮化物半导体晶圆
11：氮化物半导体紫外线发光元件
12：蓝宝石基板
13：AlN层
14：AlGaN层
15：模板
16：n型包覆层(n型AlGaN)
17：活性层
170：势垒层
171：阱层
18：电子阻挡层(p型AlGaN)
19：p型包覆层(p型AlGaN)
20：p接触层(p型GaN)
21：半导体层叠部
22：p电极
23：n电极
24：保护绝缘膜
25：第1镀覆电极
250：第1主体电极
251：第1表面金属膜
26：第2镀覆电极
260：第2主体电极
261：第2表面金属膜
27：氟树脂膜
270：涂布液
271：原型树脂膜
28：第1开口部
29：第2开口部
30：晶种膜
31：第1镀覆电极与第2镀覆电极的间隙部
32：第1掩模材料(光致抗蚀剂层)
33：第2掩模材料
34：不透明绝缘膜
35：第2氟树脂膜
40：副基座
41：基材
42：第1金属电极布线
420：第1电极垫
421：第1布线部
43：第2金属电极布线
430：第2电极垫
431：第2布线部
44：侧壁部
45：密封树脂
46：透镜
47、48：引线端子
49：焊锡
50：氮化物半导体紫外线发光装置
51：氟树脂膜
BL：第1区域与第2区域的边界线
C：凹部区域与周边区域的边界
R1：第1区域
R2：第2区域
R3：凹部区域
R4：周边区域

Claims (26)

1.一种在基板上将多个元件单位以矩阵状排列而形成的氮化物半导体晶圆，其特征在于，
所述元件单位分别是具备以下部分的氮化物半导体紫外线发光元件：
将包含n型AlGaN系半导体层的第1半导体层、包含AlGaN系半导体层的活性层、以及包含p型AlGaN系半导体层的第2半导体层层叠而形成的半导体层叠部；
由1个或多个金属层形成n电极；
由1个或多个金属层形成的p电极；
保护绝缘膜；
与所述p电极的未被所述保护绝缘膜覆盖的露出面接触的第1镀覆电极；
与所述n电极的未被所述保护绝缘膜覆盖的露出面接触的第2镀覆电极；以及
氟树脂膜，
在各个所述元件单位，
所述半导体层叠部形成为，当在与所述半导体层叠部的表面平行的面内将1个所述元件单位所占有的区域作为元件区域时，在所述元件区域内的一部分的第1区域，在所述第1半导体层上层叠所述活性层和所述第2半导体层，在所述元件区域内的所述第1区域以外的第2区域，使所述第1半导体层露出，
所述n电极形成在所述第2区域内的所述第1半导体层的露出面上，
所述p电极形成在所述第2半导体层的最上表面，
所述保护绝缘膜形成为，至少覆盖所述半导体层叠部的所述第1区域的外周侧面的整面、所述第1区域与所述n电极之间的所述第1半导体层的上表面、以及所述n电极的包含外周端缘部之内的至少与所述第1区域对置的部分在内的上表面和侧面，并且不覆盖所述n电极的表面的至少一部分及所述p电极的表面的至少一部分而使其露出，
所述第1镀覆电极和所述第2镀覆电极分别由以下部分构成：由铜或以铜作为主成分的合金形成的主体电极；以及覆盖所述主体电极的上表面及侧壁面的最外层是金或白金族金属的1层或多层的表面金属膜，
再者，所述第1镀覆电极形成为，与所述第2镀覆电极隔离，并覆盖包含所述p电极的露出面的所述第1区域的上表面的整面、被所述保护绝缘膜覆盖的所述第1区域的外周侧面的整面、以及作为所述第2区域的一部分的与所述第1区域相接的边界区域，
所述氟树脂膜至少将所述第1镀覆电极的侧壁面的除上端部以外的部分、所述第2镀覆电极的侧壁面的除上端部以外的部分、以及在所述第1镀覆电极与所述第2镀覆电极间的间隙部露出的所述保护绝缘膜的露出面的除外周端以外的部分分别连续地覆盖。
2.如权利要求1记载的氮化物半导体晶圆，其中，
所述氟树脂膜未形成在所述多个元件单位的相邻的所述元件区域间的芯片切断区域。
3.如权利要求1记载的氮化物半导体晶圆，其中，
所述氟树脂膜未形成在所述第1镀覆电极的上表面以及所述第2镀覆电极的上表面。
4.如权利要求2记载的氮化物半导体晶圆，其中，
所述氟树脂膜未形成在所述第1镀覆电极的上表面以及所述第2镀覆电极的上表面。
5.如权利要求1～4中任1项记载的氮化物半导体晶圆，其中，
所述第1镀覆电极和所述第2镀覆电极的各表面分别被平坦化，且所述各表面的与所述半导体层叠部的表面垂直的方向的高度位置一致。
6.如权利要求1～4中任1项记载的氮化物半导体晶圆，其中，
所述第1镀覆电极的外周的全部隔着所述保护绝缘膜位于所述n电极上。
7.如权利要求1～4中任1项记载的氮化物半导体晶圆，其中，
所述第1镀覆电极与所述第2镀覆电极间的隔离距离为75μm以上。
8.如权利要求1～4中任1项记载的氮化物半导体晶圆，其中，
所述氟树脂膜具有由以含氟脂肪族环结构为结构单位的聚合物构成的非晶质氟树脂。
9.如权利要求8记载的氮化物半导体晶圆，其中，
所述聚合物是共聚物。
10.如权利要求1～4中任1项记载的氮化物半导体晶圆，其中，
所述氟树脂膜包含构成氟树脂的聚合物的末端官能团是对金属不呈结合性的非反应性的末端官能团的第1类型的氟树脂。
11.如权利要求10记载的氮化物半导体晶圆，其中，
所述聚合物是共聚物。
12.如权利要求1～4中任1项记载的氮化物半导体晶圆，其中，
所述氟树脂膜由2层以上的层叠膜形成，与所述第1镀覆电极和所述第2镀覆电极接触的所述层叠膜的第1层的树脂膜包含构成氟树脂的聚合物的末端官能团是对金属呈结合性的反应性的末端官能团的第2类型的氟树脂，所述层叠膜的第2层以后的树脂膜包含构成氟树脂的聚合物的末端官能团是对金属不呈结合性的非反应性的末端官能团的第1类型的氟树脂。
13.如权利要求12记载的氮化物半导体晶圆，其中，
所述聚合物是共聚物。
14.如权利要求1～4中任1项记载的氮化物半导体晶圆，其中，
在所述多个元件单位的相邻的所述元件区域间的芯片切断区域和其侧方区域、或者所述芯片切断区域的侧方区域，作为所述氟树脂膜的基底膜，形成包含构成氟树脂的聚合物的末端官能团是对金属呈结合性的反应性的末端官能团的第2类型的氟树脂的第2氟树脂膜。
15.如权利要求14记载的氮化物半导体晶圆，其中，
所述聚合物是共聚物。
16.如权利要求1～4中任1项记载的氮化物半导体晶圆，其中，
在所述第1镀覆电极与所述第2镀覆电极间的所述间隙部的底面的所述保护绝缘膜与所述氟树脂膜之间，具备不透过紫外线的无机材料膜。
17.一种权利要求1～16中任1项记载的氮化物半导体晶圆的制造方法，其特征在于，
在所述基板上形成所述半导体层叠部、所述n电极、所述p电极、所述保护绝缘膜、所述第1镀覆电极、以及所述第2镀覆电极之后，
在所述多个元件单位的相邻的所述元件区域间的芯片切断区域、或者所述芯片切断区域和其侧方区域，形成阻止所述氟树脂膜形成的第1掩模材料，
在所述第1掩模材料形成后的晶圆表面，涂布包含构成所述氟树脂膜的氟树脂的涂布液，
在使所述涂布液干燥并形成所述氟树脂膜后，除去所述第1掩模材料和形成在所述第1掩模材料上的所述氟树脂膜。
18.如权利要求17记载的氮化物半导体晶圆的制造方法，其中，
在所述第1掩模材料形成后，在所述多个元件单位的所述第1镀覆电极和所述第2镀覆电极的上表面，形成阻止所述氟树脂膜形成的第2掩模材料，
在所述第1掩模材料及所述第2掩模材料形成后，在由所述第1掩模材料包围的所述元件区域注入所述氟树脂，
在所述氟树脂膜形成后，将所述第1掩模材料及所述第2掩模材料同时或者个别地除去。
19.如权利要求18记载的氮化物半导体晶圆的制造方法，其中，
所述第2掩模材料由不含氟树脂的树脂组成物构成，
在利用有机溶剂将所述第2掩模材料溶解并除去时，在所述氟树脂膜形成在所述第2掩模材料之上的情况下，将该第2掩模材料上的氟树脂膜同时除去。
20.如权利要求17记载的氮化物半导体晶圆的制造方法，其中，
将形成在所述第1镀覆电极和所述第2镀覆电极的上表面的所述氟树脂膜研磨并除去。
21.如权利要求17～20中任1项记载的氮化物半导体晶圆的制造方法，其中，
使用透过紫外线的基板作为所述基板，
以所述第1镀覆电极的外周的全部隔着所述保护绝缘膜位于所述n电极上的方式，形成所述第1镀覆电极，
使用N型的光致抗蚀剂材料作为所述第1掩模材料，
将所述光致抗蚀剂材料形成在所述基板表面的整面，
接着，从所述基板的背面照射紫外线，将所述光致抗蚀剂材料曝光，
然后，通过显影处理将利用所述第1镀覆电极和所述n电极阻止了所述紫外线的曝光的所述光致抗蚀剂材料的一部分除去。
22.如权利要求17～20中任1项记载的氮化物半导体晶圆的制造方法，其中，
利用喷墨方式将所述第1掩模材料涂布到所述芯片切断区域。
23.如权利要求17～20中任1项记载的氮化物半导体晶圆的制造方法，其中，
取代所述第1掩模材料的形成，或者，追加地，
在涂布包含构成所述氟树脂膜的氟树脂的涂布液之前，
在所述多个元件单位的相邻的所述元件区域间的芯片切断区域和其侧方区域、或者所述芯片切断区域的侧方区域，作为所述氟树脂膜的基底膜，形成包含构成氟树脂的聚合物的末端官能团是对金属呈结合性的反应性的末端官能团的第2类型的氟树脂的第2氟树脂膜。
24.如权利要求23记载的氮化物半导体晶圆的制造方法，其中，
所述聚合物是共聚物。
25.一种氮化物半导体紫外线发光元件，其特征在于，
将权利要求1～16中任1项记载的氮化物半导体晶圆分割成每个所述元件单位而形成。
26.一种氮化物半导体紫外线发光装置，是在倒装芯片安装用的基台上对至少1个权利要求25记载的氮化物半导体紫外线发光元件进行倒装芯片安装而形成的氮化物半导体紫外线发光装置，其特征在于，
所述基台具备：绝缘性基材；以及形成在所述绝缘性基材的表面、且上表面和侧壁面由金或白金族金属覆盖、且相互电分离的2个以上的金属膜，
所述2个以上的金属膜能够搭载至少1个所述氮化物半导体紫外线发光元件，整体上形成为包含2个以上的电极垫的指定的俯视形状，
沿着不被所述金属膜覆盖的所述绝缘性基材的露出面与所述金属膜的侧壁面的边界线，至少与所述边界线连续的所述绝缘性基材的所述露出面的一部分、和与所述边界线连续的所述金属膜的所述侧壁面的一部分由氟树脂覆盖，
所述金属膜的上表面的至少构成所述电极垫的部位未由所述氟树脂覆盖。
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