JP2007188962A - 蛍光体膜付発光素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
半導体発光素子と蛍光体膜を一体化した蛍光体膜付発光素子において、ウエハプロセスによってその側面にも蛍光体膜を形成する。
【解決手段】
励起光を発する半導体層と、前記励起光を透過する基板と、傾斜している第１の側面と、前記第１の側面にスパッタ法などによって形成され、前記励起光を吸収して蛍光を発する蛍光体膜と、チップ分割後に形成され蛍光体膜が形成されない第２の側面を有することを特徴とする蛍光体膜付発光素子及びそのウエハプロセスによる製造方法である。
【選択図】
図９

Description

本発明は、半導体発光素子に蛍光体膜を形成した発光素子、この発光素子を用いた発光装置及びこの発光素子の製造方法に関する。

従来、短波長の可視光を発光する青色発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体発光素子と蛍光体を組み合わせて、半導体発光素子の出射光を蛍光体により波長変換し、所望の色を発光させる発光装置が開発、実用化されている。この発光装置は、小型で消費電力が少なく高輝度の発光を安定に行えるので、液晶ディスプレイや携帯電話・携帯情報端末等のバックライト用光源や、各種携帯機器のインジケータ、照明スイッチ、ＯＡ（オフィスオートメーション）機器用光源等に広く用いられている。

発光装置の効率および演色性を向上させるために、青色ＬＥＤと蛍光体を組み合わせた発光装置に代わって、半導体発光素子の電気・光変換効率が良好な紫色から紫外の波長を発する励起光源と、その波長に適した可視光蛍光体を組み合わせた発光装置が開発されつつある。その際、蛍光体を分散する樹脂が紫色から紫外の波長の光によって劣化するという問題があるため、樹脂を用いずに直接半導体発光素子に蛍光体を形成する技術が検討されている。特許文献１には、紫色から紫外の光を発する半導体発光素子と薄膜状の蛍光体を組み合わせて、半導体発光素子の出射光を蛍光体により波長変換し、所望の色を発光させる発光装置が開示されている。

特許文献２には、紫色から紫外の光を出射する半導体発光素子と、酸窒化物蛍光体であるαサイアロン蛍光体層を備えた発光装置が開示されている。酸窒化物蛍光体を用いることにより、３１５ｎｍから４２０ｎｍの紫色から紫外領域の波長の光によって励起され、高効率の発光が得られる。また、半導体発光素子を半導体レーザとすることにより、より高効率の発光が得られるとされている。

特許文献３には、酸窒化物蛍光体の一種である、Ｅｕ^２＋イオンを添加したＣａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系オキシ窒化ガラスを半導体発光素子の表面に形成した発光装置が開示されている。オキシ窒化物ガラスの形成方法として、高周波スパッタ法が開示されている。

特許文献４には、蛍光体層をスパッタ法によってＬＥＤ上に形成した発光素子が開示されている。

また、特許文献５には、発光ダイオードの表面に蛍光体膜を設け、さらにその上に、発光ダイオードから発する励起光を透過する一方、蛍光を透過する波長選択性透過膜を形成した発光素子が示されている。

また、特許文献６には、発光ダイオードをチップに分割し、サブマウントに実装した後に、蛍光体膜を形成した発光装置が開示されている。

また、特許文献７には、基板の側面を斜めに形成することによって、活性層から発した光を基板の側面で全反射されにくくし、光の取り出し効率を向上させたＬＥＤが開示されている。
特開平１０−４１５４６号公報 特開２００４−３００２４７号公報 特開２００２−３３５２１号公報 特開平１１−４６０１５号公報 特開平１１−１４５５１９号公報 特開２００５−１１６９９８号公報 特開２００３−８６８３８号公報 国際公開２００５／０５２０８７号パンフレット Ｎａｏｔｏ Ｈｉｒｏｓａｋｉ， Ｒｏｎｇ−Ｊｕｎ Ｘｉｅ， Ｋｏｊｉ Ｋｉｍｏｔｏ， Ｔａｋａｓｈｉ Ｓｅｋｉｇｕｃｈｉ， Ｙｏｓｈｉｎｏｂｕ Ｙａｍａｍｏｔｏ， Ｔａｋａｙｕｋｉ Ｓｕｅｈｉｒｏ， ａｎｄ Ｍａｍｏｒｕ Ｍｉｔｏｍｏ， Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｇｒｅｅｎ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋ ｐｏｗｄｅｒ ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ ｆｏｒ ｗｈｉｔｅ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅｓ， Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８６， ２１１９０５ （２００５）

従来、ＬＥＤチップなどの半導体発光素子に蛍光体膜を一体形成することによって、基板の底面あるいは半導体膜の表面上に蛍光体膜が形成された発光素子が提案されていた。しかし、ＬＥＤチップの量産に適したウエハプロセスによっては、ウエハのチップ分割後に現れる半導体発光素子の側面に蛍光体膜を形成することができなかった。一方、ＬＥＤチップの光は一般に上面及び底面よりも側面から多く放出されるため、蛍光の量を増大させるには、側面に蛍光体膜を形成することが望ましい。特に、紫色あるいは近紫外の光を発する半導体発光素子と蛍光体を用いて白色光を得る発光素子においては、半導体層から発する光をできるだけ多く蛍光体によって可視光に変換することが望ましい。また、青色の光を発する半導体発光素子と蛍光体を用いて白色光を得る発光素子においても、比較的薄い蛍光体膜を用いて白色光を得るためには極力多くの表面に蛍光体膜を形成する必要がある。

本発明は、半導体発光素子と蛍光体膜を一体化し、励起光の多くを蛍光に変換することのできる発光素子及びそのウエハプロセスによる製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、半導体層及び蛍光体膜を備えた発光素子であって、前記発光素子の表面は少なくとも底面、上面及び前記蛍光体膜が配された第１の側面を有し、前記第１の側面が傾斜していることを特徴とする発光素子である。

本発明は、前記第１の側面の法線と前記底面の法線のなす角度が８０度以下であることを特徴とする発光素子であることが好ましい。

本発明は、前記第１の側面の法線と前記上面の法線のなす角度が８０度以下であることを特徴とする発光素子であることが好ましい。

本発明は、前記表面がさらに前記第１の側面の前記上面側又は前記底面側に第２の側面を有し、前記第２の側面に前記蛍光体膜が形成されていないことを特徴とする発光素子であることが好ましい。
本発明は、前記第２の側面が、前記第１の側面より突出している突出部の端面であることを特徴とする発光素子であることが好ましい。

本発明は、前記発光素子がウエハを分割することによって作製され、前記第１の側面は前記ウエハを分割する前に形成されたものであり、前記第２の側面は前記ウエハを分割した後で形成されたものであることを特徴とする発光素子であることが好ましい。

本発明は、前記発光素子がさらに基板を有し、前記半導体層が励起光を発し、前記基板が前記励起光を透過することを特徴とする発光素子であることが好ましい。

本発明は、前記蛍光体膜が、異なる材料からなる複数の蛍光体層からなることを特徴とする発光素子であることが好ましい。

本発明は、前記複数の蛍光体層が、蛍光の発光波長の長い蛍光体層から順に前記基板に近い側に配されてなることを特徴とする発光素子であることが好ましい。

本発明は、前記蛍光体膜が、窒化物又は酸窒化物蛍光体膜であることを特徴とする発光素子であることが好ましい。

本発明は、前記酸窒化物蛍光体膜が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎ及び一種若しくは二種以上のランタノイド系希土類元素を含むことを特徴とする発光素子であることが好ましい。

本発明は、前記酸窒化物蛍光体膜が、αサイアロン、βサイアロン又はＪＥＭ相Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系蛍光体を含むことを特徴とする発光素子であることが好ましい。

本発明は、前記窒化物蛍光体膜が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎ及び一種若しくは二種以上のランタノイド系希土類元素を含むことを特徴とする発光素子であることが好ましい。

本発明は、前記窒化物蛍光体膜が、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕを含むことを特徴とする発光素子であることが好ましい。

本発明は、前記蛍光体膜の外側に接して、前記蛍光体膜から発する蛍光を選択的に透過するとともに前記半導体膜から発する励起光を反射する波長選択性反射膜を有することを特徴とする発光素子であることが好ましい。

本発明は、前記波長選択性反射膜が、屈折率の異なる２種類の層を交互に形成してなることを特徴とする発光素子であることが好ましい。

本発明は、前記半導体層が、窒化ガリウム系化合物半導体層であることを特徴とする発光素子であることが好ましい。

本発明は、前記基板が、ＳｉＣ、サファイア又はＧａＮからなることを特徴とする発光素子であることが好ましい。

本発明は、前記励起光の波長が、３５０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下であることを特徴とする発光素子であることが好ましい。

本発明は、前記発光素子と、前記発光素子から発した光が入射する透明材料と、前記透明材料中に分散された蛍光体粒子からなることを特徴とする発光装置である。

本発明は、底面及び上面を有する基板の前記上面に半導体層を形成したウエハを製造する工程と、前記ウエハの前記底面又は前記上面のうち一方の面に第１の側面を有する溝を形成する工程と、前記第１の側面に蛍光体膜を形成する工程と、前記ウエハを発光素子に分割する工程を有する発光素子の製造方法であって、前記蛍光体膜を形成する工程、前記発光素子に分割する工程がこの順に行われることを特徴とする発光素子の製造方法である。

本発明は、前記第１の側面の法線と前記ウエハの一方の面の法線とのなす角度が８０゜以下であることを特徴とする発光素子の製造方法であることが好ましい。

本発明は、前記溝がダイシング法によって形成されることを特徴とする発光素子の製造方法であることが好ましい。

本発明は、前記蛍光体膜を形成する工程がスパッタ法であることを特徴とする発光素子の製造方法であることが好ましい。

本発明は、前記スパッタ法に用いるターゲットの表面の法線に対し、前記ウエハの一方の面の法線が傾いていることを特徴とする発光素子の製造方法であることが好ましい。

本発明は、前記スパッタ法に用いるターゲットが、窒化物若しくは酸窒化物蛍光体の粉末又は前記粉末を固めたものであることを特徴とする発光素子の製造方法であることが好ましい。

本発明は、前記蛍光体膜が酸窒化物又は窒化物蛍光体であって、前記スパッタ法における導入ガスにおいて、窒素の量が酸素の量よりも多く含まれることを特徴とする発光素子の製造方法であることが好ましい。

本発明によれば、半導体発光素子と蛍光体膜を一体化した発光素子において、発光素子の第１の側面が傾斜し、そこに蛍光体膜が形成されている。このように側面が傾斜しているため、ウエハを分割する前に蛍光体膜を形成することが容易になる。また、蛍光体膜が形成された第１の側面を設けることにより、ウエハ分割後に現れる蛍光体膜を形成しない第２の側面の面積が少なくなるために、励起光の変換漏れを低減でき、励起光の変換効率を高くすることができる。

また、本発明によれば、半導体発光素子と蛍光体膜を一体化した発光素子の製造方法において、側面を設ける工程、側面に蛍光体膜を形成する工程、チップ分割する工程をこの順に行っているため、半導体発光素子を分割してから蛍光体膜を作成する場合に比べて、量産に適したウエハプロセスの適用が可能になる。

本明細書において、「ＬＥＤチップ」とはＬＥＤのウエハを分割したもの、「蛍光体膜付発光素子」とは蛍光体膜付ＬＥＤチップなど、「発光装置」とは蛍光体膜発光素子をパッケージングして電極端子等を設けたものを指すこととする。また、発光装置は、樹脂等の透明材料によってＬＥＤチップが覆われたものを想定している（透明材料は必須の構成要素ではない）。

本発明においては、上記の効果の他にさらに以下の利点を有している。
本発明においては、ＬＥＤチップ等の半導体発光素子を封止する封止樹脂に蛍光体を分散したものに比べて、半導体発光素子に接して蛍光体膜を設けることにより、蛍光体膜の厚さの制御が容易になるため、半導体発光素子の発光量と蛍光の発光量、又は複数の蛍光体層から発するそれぞれの蛍光の量のバランスが安定し、色調が安定する。

一般に、封止樹脂の屈折率が例えば１．４程度であるのに対し、半導体発光素子の基板の屈折率は例えば１．７程度と高いため、界面に斜めに入射した光が全反射され、半導体発光素子から封止樹脂への光取出し効率が低くなるが、本発明においては、基板に接して設けられた蛍光体膜の屈折率が例えば２．０と高いために、半導体発光素子から発した光が良好に蛍光体膜に到達する。従って、蛍光体膜の発光効率が向上し、良好な発光効率を有する蛍光体膜付ＬＥＤチップが得られる。

また、本発明においては、蛍光体の粒子を樹脂中に分散する必要がなく、従って樹脂の量を大幅に減らし、ＬＥＤのチップサイズとあまり変わらない超小型の発光装置とすることも可能である。

また、励起光として紫色から紫外光を用いる場合、本発明によれば励起光が樹脂等の透明材料に出射することなく蛍光を発生できるため、短波長の光による樹脂劣化の問題が低減する。蛍光体膜と樹脂の間に波長選択性反射膜を形成することにより、さらに樹脂の劣化を低減することができる。

以下において、実施の形態で用いる蛍光体材料について説明を行った後で、蛍光体膜付発光素子の実施の形態の説明を行う。

（赤色蛍光体）
実施の形態１及び２で用いる赤色蛍光体膜１１８Ａ及び１６８Ａの作製原料としては、窒化物蛍光体（特にシリコン、アルミニウム、窒素及び発光中心であるランタノイド系希土類を含むもの）であるＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕを用いる（特許文献８参照）。

図５に示す赤色蛍光体ターゲット３０３Ａは以下のようにして作製される。窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化カルシウム、窒化ユーロピウム粉末を、水分と空気を遮断したグローブボックス内で混合させ、その後窒化ホウ素製のるつぼに入れて窒素中１ＭＰａ、１８００℃で反応させることにより、赤色に発光するＥｕ賦活ＣａＡｌＳｉＮ_３蛍光体が作製される。次に、この蛍光体を粉砕して粉末とし、ホットプレス法によって厚さ５ｍｍの円盤状に固め、赤色蛍光体ターゲット３０３Ａとする。

赤色蛍光体ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕは、発光ピーク波長が約６５０ｎｍであり、発光スペクトル半値全幅が約９０ｎｍ以上と広いという特徴を有する。

（緑色蛍光体）
実施の形態１及び２で用いる緑色蛍光体膜１１８Ｂ及び１６８Ｂの作製原料としては、酸窒化物蛍光体（特にシリコン、アルミニウム、酸素、窒素及び発光中心であるランタノイド系希土類を含むもの）であるＥｕ賦活βサイアロンを用いる（非特許文献１参照）。

図５に示す緑色蛍光体ターゲット３０３Ｂは以下のようにして作製される。窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化ユーロピウム粉末を混合させ、その後窒化ホウ素製のるつぼに入れて窒素中１ＭＰａ、１９００℃で反応させて、その後粉砕することにより、緑色に発光するＥｕ賦活βサイアロン蛍光体が作製される。次に、この蛍光体を粉砕して粉末とし、ホットプレス法によって厚さ５ｍｍの円盤状に固め、緑色蛍光体ターゲット３０３Ｂとする。

緑色蛍光体Ｅｕ賦活βサイアロンは発光ピーク波長が約５４０ｎｍの強い発光を示す。この蛍光体の発光スペクトル半値全幅は約５５ｎｍである。

（青色蛍光体）
実施の形態１及び２で用いる青色蛍光体膜１１８Ｃ及び１６８Ｃの作製原料としては、酸窒化物蛍光体（特にシリコン、アルミニウム、酸素、窒素及び発光中心であるランタノイド系希土類を含むもの）である組成式Ｃａ_ｘ１Ｃｅ_ｘ２Ｓｉ_{１２−Ｘ３}Ａｌ_Ｘ３Ｏ_{１６−Ｘ４}Ｎ_Ｘ４で示されるＣｅ賦活αサイアロンを用いる（例えば特開２００５−８７９４号公報参照）。ただしｘ１＝０．８７、ｘ２＝０．４４、ｘ３＝３．６、ｘ４＝１４．８とする。

図５に示す青色蛍光体ターゲット３０３Ｃは以下のようにして作製される。
窒化ケイ素粉末と、窒化アルミニウム粉末、炭酸カルシウム粉末および酸化セリウム粉末を、秤量して混合する。

次に、この混合粉末を窒化ホウ素製のるつぼに入れ、るつぼを黒鉛抵抗加熱方式の電気炉に導入する。電気炉内を真空ポンプにより排気した後、室温から８００℃まで加熱する。ここで純度９９．９９９体積％の窒素ガスを導入し圧力を１ＭＰａとする。さらに、約５００℃／時の速さで１９００℃まで加熱し２時間保持することにより焼成を行う。焼成後室温にして試料を取り出す。

次に、この混合粉末を、ホットプレス法によって厚さ５ｍｍの円盤状に固め、青色蛍光体ターゲット３０３Ｃとする。

このＣｅ賦活αサイアロン青色蛍光体は発光ピーク波長が約４９５ｎｍの強い発光を示す。この蛍光体の発光スペクトル半値全幅は約１２０ｎｍである。

（黄色蛍光体）
実施の形態３で用いる黄色蛍光体膜２１８の原料としては、酸窒化物蛍光体（特にシリコン、アルミニウム、酸素、窒素及び発光中心であるランタノイド系希土類を含むもの）である組成式Ｃａ_０．９３Ｅｕ_０．０７Ｓｉ_９Ａｌ_３ＯＮ_１５のＥｕ賦活αサイアロン蛍光体を用いる。

図１５に示す黄色蛍光体ターゲット３０３Ｄは、以下のようにして作製される。窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化ユーロピウム粉末を混合し、その後窒化ホウ素製のるつぼに入れて窒素中１ＭＰａ、１８００℃で１０時間反応させて、その後粉砕することにより、黄色に発光するＥｕ賦活αサイアロン蛍光体が作製される。

次に、この混合粉末を、ホットプレス法によって厚さ５ｍｍの円盤状に固め、黄色蛍光体ターゲット３０３Ｄとする。

Ｅｕ賦活αサイアロン黄色蛍光体は、発光ピーク波長５９０ｎｍを有し、発光スペクトル半値全幅が約９０ｎｍ以上と広いという特徴を有する。また、励起スペクトルは、紫外から紫色の励起光領域において強いピークを有している。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１によって作製された発光装置１４０を図１に示す。蛍光体膜付ＬＥＤチップ１００は、基板１０２の上面に半導体層１０３が、側面に蛍光体膜１１８が形成され、ｐ側電極１２２、ｎ側電極１２４を有するものであり、それぞれの電極が基体１４１に配された配線１４２、１４４に接続されている。蛍光体膜付ＬＥＤチップ１００の周囲はシリコーン樹脂１４６によって封止されている。シリコーン樹脂は屈折率が約１．４程度であり空気の約１より大きいため、屈折率が２程度と高い蛍光体膜１１８から発する光を外部に取り出すのに適している。また、シリコーン樹脂１４６は、外部の湿度などの影響によって蛍光体膜付ＬＥＤチップ１００が劣化するのを防ぐ働きもしている。蛍光体膜付ＬＥＤチップ１００から横方向（ｘ方向）に出射した光は、ミラー１４８によって反射され外側に取り出される。

（窒化ガリウム系ＬＥＤ）
蛍光体膜付ＬＥＤチップ１００の製造方法を、図２及び図３を用いて説明する（図１に対してｚ方向を反転して表示している）。サファイアからなる基板１０２（厚さ３００μｍ）の上面（ｚ方向の上の面）に、ＭＯＣＶＤ法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、有機金属気相成長法）によって、ｎ型ＩｎＡｌＮバッファ層１０４、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０６、ｎ型ＧａＮクラッド層１０８、発光層１１０（ＩｎＧａＮ多重量子井戸活性層）、ｐ型ＡｌＧａＮ蒸発防止層１１２、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１４、及びｐ型ＧａＮコンタクト層１１６からなる半導体層１０３を順次形成する。これにより、半導体層１０３が窒化ガリウム系化合物半導体（少なくともＧａとＮを有し、必要に応じてＡｌ、Ｉｎ、ｐ型ドーパント、ｎ型ドーパントを加えた半導体）からなる窒化ガリウム系ＬＥＤの半導体層構造が得られる。なお、基板１０２としては、サファイア以外に、ＧａＮやＳｉＣなどを用いることができる。ＧａＮ基板は、現時点では高価であるものの、欠陥の少ない窒化ガリウム系化合物半導体の結晶を形成することができ好ましい。また、ＳｉＣ基板は、実施の形態３で用いており、良質な窒化ガリウム系半導体を成長することができる。ＬＥＤチップの発光波長（ピーク波長）は約４０５ｎｍとしたが、視感度の低い領域であって窒化ガリウム系ＬＥＤの発光効率の高い波長である３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下が特に好ましい。また、実施の形態３に示すようにＬＥＤからの青色発光を用いて白色を得る場合には、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長が望ましい。

（溝の形成）
チップ分割及び側面の形成のため、図３に示すように、製造中のウエハ１０１における基板１０２の底面（ｚ方向下の面）に、ダイシング法によって、ｙ方向及びｘ方向に、複数のストライブ状の溝１１７を設ける。溝１１７の深さは１００μｍ、溝１１７の表面（基板１０２の底面）における幅１１７Ｔは１３６μｍ、溝１１７の底部における幅１１７Ｂは２０μｍ、溝１１７の間隔は３００μｍとする。この場合、溝１１７の形成によってできた第１の側面１２６の法線１２６Ｖと基板底面の法線１０１Ｖのなす角θｓは約６０゜になる。角θｓは、後述するスパッタ工程において第１の側面１２６に蛍光体膜を形成するためには、８０゜以下であればよく、６０゜以下であればより良い。溝１１７をダイシングによって形成した後に、リン酸などのエッチャントに浸漬して、切断面を若干エッチングし、滑らかにする。なお、溝１１７自体をウェットエッチング又はドライエッチングによって形成してもよい。また、溝１１７の幅が上下で異なるテーパー形状とするため、ダイシング用ブレードとして図４に示すように先端がテーパー形成用の角度を有するブレード３５０を用いる。ただし３５１は回転軸である。

（蛍光体膜の形成）
引き続き、図５に示すスパッタ装置３００のターンテーブル３０５上に製造中のウエハ１０１を置き、基板１０２の底面及び第１の側面１２６に、蛍光体膜１１８（蛍光体層１１８Ａ、１１８Ｂ及び１１８Ｃからなる）をスパッタ法によって以下のように形成する。ターゲット３０３Ａとしては前述したＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ蛍光体の粉末を固めたもの、ターゲット３０３Ｂとしては前述したＥｕ賦活βサイアロン蛍光体の粉末を固めたもの、ターゲット３０３Ｃとしては前述したＣｅ賦活αサイアロン蛍光体の粉末を固めたものを用いる。

まず、真空ポンプ３１３でスパッタ装置３００内を真空にした後、ガス導入口３１１より、Ａｒ（９０％）＋Ｎ_２（１０％）を、スパッタ時の全圧力が７×１０^−１Ｐａとなるように導入する。成膜温度は２５０℃とし、ＲＦ電源３０１よりカップリングコンデンサ３０２を介してターゲット３０３ＡにＲＦパワー１００Ｗを投入してプラズマ３０４を発生させ、蛍光体層１１８Ａを１μｍ形成する。このときターンテーブル３０５は１０ｒｐｍの速さで回転する。

ここで、第１の側面１２６にスパッタ膜が形成されるように、以下のようにする。ターンテーブル３０５の法線３０５Ｖと、ターゲット３０３Ａの法線３０３Ｖとの交差角θｖが、２０゜以上７０゜以下、好ましくは３０゜以上６０゜以下となるようにする。交差角θｖが２０゜以上の場合、第１の側面１２６の傾斜の角θｓが垂直であっても、第１の側面１２６に形成される層厚は基板上面の約２０％以上、３０゜以上であれば約３０％以上となる。この効果に加え、溝１１７にテーパーを設け、角θｓを８０゜以下にしていること、及びスパッタ時のガス圧を若干高めにしてスパッタ原料の回り込みを促進することにより、第１の側面１２６に蛍光体膜を形成できる。

次に、スイッチ３０６によってターゲットを３０３Ｂに切り替え、導入ガスをＡｒ（８８％）＋Ｏ_２（２％）＋Ｎ_２（１０％）とし、スパッタ時の全圧力を７×１０^−１Ｐａ、成膜温度は２５０℃とし、ＲＦ電源３０１よりターゲット３０３ＢにＲＦパワー１００Ｗを投入して、蛍光体層１１８Ｂを２μｍ形成する。

次に、スイッチ３０６によってターゲットを３０３Ｃに切り替え、導入ガスをＡｒ（８８％）＋Ｏ_２（２％）＋Ｎ_２（１０％）とし、スパッタ時の全圧力を７×１０^−１Ｐａ、成膜温度は２５０℃とし、ＲＦ電源３０１よりターゲット３０３ＣにＲＦパワー１００Ｗを投入して、蛍光体層１１８Ｃを５μｍ形成する。

導入ガスとしては、窒化物蛍光体の場合は全く酸素を導入せずアルゴンと窒素の混合ガスとする。また、酸窒化物蛍光体の場合は微量の酸素を導入したが、酸素は反応性が高いため、窒素の量よりも少なくすることが適当である。

以上により、図７中の拡大図に示す、三層の蛍光体層１１８Ａ、１１８Ｂ及び１１８Ｃからなる蛍光体膜１１８を形成する。このように、基板１０２に近い側（内側とする）から、長波長（赤）、中波長（緑）、短波長（青）の順に蛍光体層を形成することにより、長波長の光はその外側の短波長の蛍光体層に吸収される割合が低くなり好都合である。短波長の蛍光体層が内側の場合には、そこから発する蛍光が長波長の蛍光層に吸収される割合が高くなる。このような層構成とする場合、層厚が場所によって異なる場合には、色が変わるという問題があるため、発光色のＬＥＤチップ間のばらつきを少なくするためには、このようにスパッタ法などの薄膜形成法によって層状の蛍光体膜をＬＥＤチップ側面などに形成することが好適である。

（反射膜の形成）
次に、ウエハ１０１を反射膜形成用スパッタ装置に導入し、蛍光体膜１１８の表面（ｚ方向下の面）に、図７中の拡大図に示すＤＢＲ波長選択性反射膜１２０をスパッタ法によって形成する（ＤＢＲはＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒの略）。ＤＢＲ波長選択性反射膜１２０は、ＳｉＯ_２（屈折率１．５、層厚６８ｎｍ）とＴｉＯ_２（屈折率２．２、層厚４０ｎｍ）を１周期として、これを４周期形成したものである。スパッタ条件は、Ａｒ（９０％）＋Ｏ_２（１０％）、７×１０^−１Ｐａ、基板温度２５０℃とする。なお、ＤＢＲ波長選択性反射膜１２０は必須ではなく、単に発光効率を向上させる働きを有する。ここではＤＢＲ波長選択性反射膜１２０の形成を蛍光体膜１１８の形成装置とは別の装置で行ったが、同じ装置で行っても良い。

ＤＢＲ波長選択性反射膜１２０の垂直入射時の反射特性を図６に示す。このように、励起光の波長であるＥＸ（４０５ｎｍ）においては高い反射率が得られ、青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）の波長については反射率が低く、透過率が高くなっている。

（ウエハのエッチング及び電極の形成）
次に、ｎ側電極を設けるため、図８のエッチング領域１２１における層１１６、１１４、１１２、１１０、１０８及び１０６の一部についてＥＣＲ法によるドライエッチングを行う（ＥＣＲはＥｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅの略）。この際、メサ部１２３（ドライエッチングされない領域）の斜面１２５は、基板１０２に垂直な方向に対する傾斜角θｍが２０゜から７０゜の間、好ましくは３０゜から６０゜の間になるようにする。なお、ドライエッチングにより生じた表面ダメージ層を除去するため、ドライエッチングの後でウェットエッチングを併用することが好適である。

前記エッチングにより、エッチング領域１２１において露出したｎ型ＧａＮクラッド層１０６上の一部に、ｎ側電極下層１２４ＡとしてＨｆを約５ｎｍ、Ａｌを約２００ｎｍの厚さで蒸着する。

次に、ｐ型ＧａＮコンタクト層１１６の表面の一部にｐ側電極下層１２２ＡとしてＰｄを約２０００ｎｍの厚さで蒸着法によって形成する。

その後、真空中で約５００℃にして約３分間熱処理をすることにより、ｎ側電極下層１２４Ａ及びｐ側電極下層１２２Ａとそれらの下地とのオーミックコンタクトを得る。

さらに、ｎ側電極下層１２４Ａの表面に、Ｍｏ（８ｎｍ）、Ｐｔ（１５ｎｍ）、Ａｕ（２５０ｎｍ）の積層からなるｎ側電極上層１２４Ｂを形成することにより、ｎ側電極下層１２４Ａとｎ側電極上層１２４Ｂからなるｎ側電極１２４を形成する。また、ｐ側電極下層１２２Ａの表面に、Ｍｏ（１５ｎｍ）、Ａｕ（２００ｎｍ）の積層からなるｐ側電極上層１２２Ｂを形成することにより、ｐ側電極下層１２２Ａとｐ側電極上層１２２Ｂからなるｐ側電極１２２を形成する。

ここで、オーミックコンタクトを取るための熱処理は、５５０℃以上の場合に電極を構成する金属が半導体結晶中に異常拡散を起こし、半導体発光素子が劣化するため、この熱処理条件は５５０℃以下が望ましい。なお、全く熱処理を行わない、いわゆるノンアロイ電極を用いても良い。

（分割及びパッケージ工程）
以上のようにして製造されたウエハ１０１を、粘着シートに貼り付け、粘着シートをエキスパンダーによって引き伸ばして、溝１１７が形成され薄くなった部分においてブレーキングすることによって、図９に示す蛍光体膜付ＬＥＤチップ１００に分割する。このとき、チップに分割する際に露出して得られる第２の側面１２８には、蛍光体膜１１８が形成されていないため、チップ分割後に蛍光体膜を形成する場合と区別が可能である。このようにブレーキングによってチップ分割を行うと、残存部分を有するように溝１１７を形成することによって生じた溝１１７の残存部分が突出部１２９となる。一方、チップ分割は、溝１１７の残存部分を再ダイシングすることによって行うこともでき、その場合には、このような突出部１２９ができない場合がある。なおブレーキングまたは再ダイシングによってチップ分割した際に突出部１２９の端面として形成された第２の側面１２８は、ＬＥＤチップ１００の上面または底面に対して略垂直な面で形成されるのが好ましい。

そして、図１に示す基体１４１上に形成された配線１４２と配線１４４に、それぞれ蛍光体膜付ＬＥＤチップ１００のｐ側電極１２２、ｎ側電極１２４が接触するように重ね合わせる。接触部にはバンプ（ハンダ材）が形成されているため、加熱によりハンダが溶融することにより、電気的接続が得られる。引き続き、シリコーン樹脂１４６を蛍光体膜付ＬＥＤチップ１００の周囲に注入して、加熱により硬化させ、発光装置１４０を完成させる。

（蛍光の発生）
蛍光体膜付ＬＥＤチップ１００の断面図である図９に示した励起光線を例にとって、蛍光の発生について説明する。発光層１１０より基板１０２の方向に、励起光線１３１、１３２及び１３４が発生し、蛍光体膜１１８に入射する。蛍光体膜１１８の各層１１８Ａ、１１８Ｂ及び１１８Ｃの屈折率がいずれも約２であり、基板１０２の屈折率（約１．７）よりも大きいことから、基板１０２から蛍光体膜１１８へは全反射することなく光が入射する。従って、励起光線が屈折率の高い基板から屈折率の低い樹脂（シリコーン樹脂１４６の屈折率＝約１．４）中に放出された後、樹脂内に分散している蛍光体に到達する場合に比べて、全反射によるロスがないため、励起光線の蛍光体膜への到達率が高い。

また、蛍光体膜１１８に到達し、部分的に吸収された後で透過する励起光線１３２を例にとると、ＤＢＲ波長選択性反射膜１２０によって反射され、再び蛍光体膜１１８に入射する成分がある。他の励起光線についても同様である。

発光層１１０よりほぼ発光層１１０に沿って伝播する励起光線１３５、１３６は、メサ部１２３の斜面１２５で反射され、蛍光体膜１１８へと向かう。例えばθｍの角度が５０゜近傍であれば、この反射は全反射となるため好適である。

発光層１１０よりｚ方向に向かう励起光線１３７は、電極１２２が形成されていない部分においては屈折率の違いにより層１１６の界面で反射される成分があり、これは蛍光体膜１１８へと向かう。

発光層１１０より第２の側面１２８に向かう励起光線１３８は、蛍光に変換されることなくそのまま外部に放出される。本実施の形態においては、側面が主として蛍光体膜を形成した第１の側面からなり、蛍光体膜を形成しない第２の側面１２８の占める面積が少ないことにより、蛍光へ変換されない励起光成分の割合が抑えられる。

発光層１１０より第２の側面１２８につながる平坦面１３０に向かう励起光線１３９は、励起光線１３４と同様に、蛍光体膜１１８によってその成分の多くが蛍光に変換される。ここで、平坦面１３０の長さを第２の側面より長く、好ましくは第２の側面より２倍以上長くすることにより、第２の側面１２８に入射せずに平坦面１３０に向かう光の割合が増大するため、蛍光への変換効率を増大することができる。

以上のようにして、発光層１１０で発生した光のほとんどが蛍光体膜１１８に到達し、蛍光が発生する。蛍光は蛍光体膜１１８に閉じ込められる場合があるが、蛍光体膜１１８の界面１１９がある程度粗面であることにより、何回か反射を繰り返すうちに進行方向が変わり、底面または基板側に放出される。

なお、従来もこのようにチップの側面を傾斜させたＬＥＤチップがあるが、その目的は発光層から発した光がチップ側面で全反射する割合を減少させて極力チップ外に取り出すことであって、蛍光体膜はついていない。それに対し、本実施の形態においては、チップの側面を傾斜させている主たる理由はウエハプロセスによって蛍光体膜を溝に形成するためであって、蛍光体膜の屈折率の方が基板の屈折率より高いため全反射の問題はなく、発明の課題が異なる。

（特性）
以上の構成とすることにより、蛍光体膜１１８Ａから発した赤色、蛍光体膜１１８Ｂから発した緑色、蛍光体膜１１８Ｃから発した青色が合成され、白色の蛍光が得られる。また、励起光の影響による樹脂の劣化が、蛍光体膜１１８、ＤＢＲ波長選択性反射膜１２０のない場合に比べて大幅に低減する。

さらに、樹脂に蛍光体を分散する場合と比べて、蛍光体を有する発光装置がＬＥＤチップ自体に蛍光体膜を付けることによって構成されているため、白色発光装置の超小型化が可能になる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２によって作製された発光装置１９０を図１０に示す。蛍光体膜付ＬＥＤチップ１５０は、実施の形態１に用いたものと同じく基板１０２の上面に、約４０５ｎｍの発光ピーク波長を有する半導体層１０３を形成したものであるが、蛍光体膜１６８の位置等が異なっている。蛍光体膜付ＬＥＤチップ１５０は、ｐ側電極１２２、ｎ側電極１２４を有しており、それぞれの電極が基体１４１に配された配線１４２、１４４にワイヤ１８５、１８６によって接続されている。蛍光体膜付ＬＥＤチップ１５０の周囲はシリコーン樹脂１４６によって封止されている。

蛍光体膜付ＬＥＤチップ１５０の半導体層１０３の製造方法は、実施の形態１と同じである。次に、ｎ側電極を設けるため、図１１に示すエッチング領域１７１における層１１６、１１４、１１２、１１０、１０８及び１０６の一部についてＥＣＲ法によるドライエッチングを行う。

その後、図１１に示す溝１６７を形成する。実施の形態１と異なり半導体層１０３が形成されたウエハ上面側から、ダイシング法によって、縦及び横方向に、複数のストライブ状の溝１６７を設ける。溝１６７の深さは１００μｍ、溝１６７の間隔は３００μｍとする。また、溝１６７によって形成された第１の側面１７６に、スパッタ法によって蛍光体膜１６８を形成するために、ウエハ上面（特に基板１０２上面）の法線１５１Ｖと、第１の側面１７６の法線１７６Ｖのなす角θｓを約７０゜とする。

引き続き、実施の形態１と同じく、スパッタ装置３００を用いて、蛍光体層１６８Ａ（１１８Ａと同じ組成・層厚）、１６８Ｂ（１１８Ｂと同じ組成・層厚）及び１６８Ｃ（１１８Ｃと同じ組成・層厚）を形成する。

次に、ウエハ１５１を反射膜形成用スパッタ装置に導入し、蛍光体膜１６８の表面に、ＤＢＲ波長選択性反射膜１２０と同じ層構成のＤＢＲ波長選択性反射膜１７０をスパッタ法によって形成する。

次に、ｎ側電極１２４及びｐ側電極１２２を形成するため、ＤＢＲ波長選択性反射膜１７０及び蛍光体膜１６８を一部エッチングした後、エッチング領域１５１において露出したｎ型ＧａＮクラッド層１０６の表面の一部に、実施の形態１と同じｎ側電極１２４を形成し、ｐ型ＧａＮコンタクト層１１６の表面の一部に実施の形態１と同じｐ側電極１２２を形成する。

次に、基板１０２の底面に、Ａｌ反射膜１８０を真空蒸着法によって形成する。
以上により図１１に示すウエハ１５１が形成される。第２の側面となる分割線１７８に沿ってウエハ１５１をチップ分割することにより、蛍光体膜１６８が形成された第１の側面１７６及び蛍光体膜が形成されていない第２の側面１７８を有する蛍光体膜付ＬＥＤチップ１５０が得られる。このチップ１５０を図１０に示すように発光装置１９０に組み込む。

（実施の形態３）
実施の形態３においては、青色ＬＥＤチップに対して黄色蛍光体膜を形成するとともに、演色性を改善するために樹脂中に赤色蛍光体の粒子を分散させている。本発明の実施の形態３によって作製された発光装置２４０を図１２に示す。蛍光体膜付ＬＥＤチップ２００は、基板２０２の上面に半導体層２０３、側面に黄色蛍光体膜２１８を有し、又ｐ側電極２２２がウエハ上面、ｎ側電極２２４がウエハ底面に配されており、ｐ側電極２２２が基体２４１に配された配線２４２に直接接続されている。また、ｎ側電極２２４はワイヤ２４５を介して配線２４４に接続されている。蛍光体膜付ＬＥＤチップ２００の周囲はシリコーン樹脂２４６によって封止されている。蛍光体膜付ＬＥＤチップ２００からｘ方向に出射した光は、ミラー２４８によって反射され外側に取り出される。シリコーン樹脂２４６中に赤色蛍光体粒子２４９が分散されており、赤色を補っている。

（窒化ガリウム系ＬＥＤ）
蛍光体膜付ＬＥＤチップ２００の製造方法を、図１３及び図１４を用いて説明する（図１２に対してｚ方向を反転して表示している）。図１３に示すように、ｎ型ＳｉＣからなる基板２０２（厚さ１４０μｍ）の上面（ｚ方向の上の面）に、ＭＯＣＶＤ法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、有機金属気相成長法）によって、ｎ型ＩｎＡｌＮバッファ層２０４、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０６、ｎ型ＧａＮクラッド層２０８、発光層２１０（ＩｎＧａＮ多重量子井戸活性層）、ｐ型ＡｌＧａＮ蒸発防止層２１２、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２１４、及びｐ型ＧａＮコンタクト層２１６からなる半導体層２０３を順次形成する。なお、ＬＥＤチップの発光波長（ピーク波長）は約４６５ｎｍとしたが、白色光を得るためには、青色又は緑色として見える波長である４２０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましい。なお、緑色の場合には、他の青色ＬＥＤチップと組み合わせて白色を得ることができる。

（溝の形成及び蛍光体膜の形成）
図１４に示すように、製造中のウエハ２０１における基板２０２の底面（ｚ方向下の面）に、ダイシング法によって、縦及び横方向に、複数のストライブ状の溝２１７を設ける。溝２１７の深さは１００μｍ、溝２１７の幅は溝の表面部（ｚ方向下）で２３０μｍ、溝の底部で３０μｍ、溝２１７の間隔は３００μｍとする。これにより、溝２１７によって形成される第１の側面２２６の法線２２６Ｖは、基板底面の法線２０１Ｖに対して約４５度の傾斜を有する。なお、ダイシング後に、フッ酸などのエッチャントに浸漬して、切断面を若干エッチングし、滑らかにする。なお、溝２１７自体をウェットエッチングによって形成してもよい。また、溝２１７の幅が上下で異なるテーパー形状とするため、ダイシングブレードとしてテーパー形成用の角度を有するブレードを用いる。

引き続き、図１５に示すスパッタ装置３００のターンテーブル３０５上に製造中のウエハ２０１を置き、基板２０２の底面及び第１の側面２２６に、黄色蛍光体膜２１８（層厚５μｍ）を反応性スパッタ法によって以下のように形成する。ターゲット３０３Ｄとしては前述したＥｕ賦活αサイアロン蛍光体の粉末を固めたものを用いる。

まず、真空ポンプ３１３でスパッタ装置３００内を真空にした後、ガス導入口３１１より、Ａｒ（９０％）＋Ｎ_２（１０％）を、スパッタ時の全圧力が７×１０^−１Ｐａとなるように導入する。成膜温度は２５０℃とし、ＲＦ電源３０１よりカップリングコンデンサ３０２を介してターゲット３０３ＤにＲＦパワー１００Ｗを投入してプラズマ３０４を発生させ、黄色蛍光体膜２１８を５μｍ形成する。

（蛍光体膜のエッチング及び電極の形成）
次に、図１６において、ｎ型ＳｉＣからなる基板２０２に対して電極を設けるため、黄色蛍光体膜２１８の一部をウェットエッチングによって除去する。エッチャントとしてはフッ酸を主成分とするものを用いる。次に、露出した基板２０２の一部に、ｎ側電極２２４を形成する。また、ｐ型ＧａＮコンタクト層２１６の表面の一部にｐ側電極２２２を形成する。

（分割及びパッケージ工程）
以上のようにして製造されたウエハ２０１を、粘着シートに貼り付け、粘着シートをエキスパンダーによって引き伸ばすことによって、チップを分割する。図１６に示す分割線２２８に沿って分割することにより、新たに露出した面は、蛍光体膜を有さない第２の側面２２８となる。そして、図１２に示す基体２４１上に形成された配線２４２に、蛍光体膜付ＬＥＤチップ２００のｐ側電極２２２が接触するように重ね合わせる。接触部にはハンダ材又は導電性ペーストが塗られているため、電気的接続が得られる。引き続き、ワイヤ２４５を接続し、シリコーン樹脂２４６を蛍光体膜付ＬＥＤチップ２００の周囲に注入して、加熱により硬化させ、発光装置２４０を完成させる。なお、シリコーン樹脂２４６中に、赤色の蛍光を発するＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕの蛍光体粒子２４９を分散させる。

（特性）
本実施の形態においては、実施の形態１及び２とは異なり、励起光に対する波長選択性反射膜を設けていない。従って、青色の励起光のうち黄色蛍光体膜２１８を透過する成分も外部に取り出され、黄色蛍光体膜２１８から発する黄色光及び赤色蛍光体粒子２４９から発する赤色光と合わさって白色が得られる。

（その他の実施可能形態）
以上の実施の形態では蛍光体膜の形成方法としてスパッタ法を用いたが、蛍光体粒子を塗布することによっても蛍光体膜を形成できる。

スパッタ法に用いるターゲットとしては、蛍光体材料を粉末にして固めたものを用いたが、蛍光体材料を構成する一種若しくは複数の成分元素からなる複数のターゲットを同時に用いた多元スパッタ法としても良い。このようなターゲット材料として、酸化物、窒化物又は酸窒化物とせずに、導入ガスに含まれる酸素又は窒素などと反応させる反応性スパッタ法によって酸窒化物蛍光体などを作製しても良い。

実施の形態において記載した蛍光体材料以外にも、各種蛍光体を用いることができる。例えば青色蛍光体としては、国際公開２００５／０１９３７６号パンフレットに開示されているＪＥＭ相蛍光体、例えばＣｅ賦活Ｌａ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系ＪＥＭ相蛍光体を用いるのが好適である。また、βサイアロンとしては、組成式Ｓｉ_３−ｚＡｌ_ｚＮ_４−ｚＯ_ｚ：Ｒｅ（ＲｅはＣｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｙｂ、又はＥｒの一種又は二種以上）で表わされるものを用いても良い。αサイアロンとしては、組成式Ｍｅ_ｘＳｉ_{１２−（ｍ＋Ｎ）}Ａｌ_{（ｍ＋Ｎ）}Ｏ_ｎＮ_１６−ｎ：Ｒｅ１_ｙＲｅ２_ｚ（ＭｅはＣａ、Ｍｇ、Ｙ、又はＬａとＣｅを除くランタノイド金属の一種又は二種以上、Ｒｅ１はＣｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｙｂ、又はＥｒの一種若しくは二種以上、Ｒｅ２はＤｙ、Ｒｅ１、Ｒｅ２はそれぞれＭｅを部分的に置換）で表わされるものを用いても良い。その他に、ＬａＳｉ_３Ｎ_５：Ｃｅ（ＣｅはＬａを部分的に置換）、Ｌａ_３Ｓｉ_３Ｏ_４Ｎ_１１：Ｃｅ（ＣｅはＬａを部分的に置換）を用いても良い。

本実施の形態においては、第１の側面が主として基板に形成されている場合を記載しているが、第１の側面は基板に限定されるものではなく、半導体層にのみあってもよい。またウエハのブレーキングによって現れる第２の側面が半導体層にのみあってもよい。

本実施の形態においては、半導体層を形成した基板を最終的な発光ダイオードに用いているが、例えば基板を剥離してもよく、基板を剥離して別の基板に置き換えても良く、基板を用いずに半導体層を厚くして半導体層の発光部を支持できるものとしてもよい。また、本実施の形態においては、半導体層の上には電極以外のものを設けていないが、別の基板を貼りあわせてもよく、あるいは反射膜を形成してもよい。

本実施の形態においては、第１の側面を形成するための溝はウエハの一方の面からのみ形成されているが、ウエハの両面から形成してもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

実施の形態１の発光装置の断面図である。 実施の形態１の蛍光体膜付発光素子の製造中における断面図である。 実施の形態１の蛍光体膜付発光素子の製造中における断面図である。 実施の形態１の蛍光体膜付発光素子の製造に用いるダイシングブレードの図である。 実施の形態１の蛍光体膜付発光素子に蛍光体膜を形成する工程の説明図である。 実施の形態１の蛍光体膜付発光素子における波長選択性反射膜の特性を示す説明図である。 実施の形態１の蛍光体膜付発光素子における製造中の断面図である。 実施の形態１の蛍光体膜付発光素子における製造中の断面図である。 実施の形態１の蛍光体膜付発光素子における励起光線を説明するための断面図である。 実施の形態２の発光装置の断面図である。 実施の形態２の蛍光体膜付発光素子における製造中の断面図である。 実施の形態３の発光装置の断面図である。 実施の形態３の蛍光体膜付発光素子における製造中の断面図である。 実施の形態３の蛍光体膜付発光素子における製造中の断面図である。 実施の形態３の蛍光体膜付発光素子に蛍光体膜を形成する工程の説明図である。 実施の形態３の蛍光体膜付発光素子における製造中の断面図である。

符号の説明

１００、１５０、２００ 蛍光体膜付ＬＥＤチップ、１０１、１５１、２０１ ウエハ
１０２、２０２ 基板、１０３、２０３ 半導体層
１０４、２０４ ｎ型ＩｎＡｌＮバッファ層
１０６、２０６ ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層
１０８、２０８ ｎ型ＧａＮクラッド層
１１０、２１０ 発光層
１１２、２１２ ｐ型ＡｌＧａＮ蒸発防止層
１１４、２１４ ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層
１１６、２１６ ｐ型ＧａＮコンタクト層
１１７、１６７、２１７ 溝
１１８、１６８ 蛍光体膜、１１９ 界面
１２０、１７０ ＤＢＲ波長選択性反射膜、１８０ Ａｌ反射膜
１２１、１７１ エッチング領域
１２２、２２２ ｐ側電極、１２４、２２４ ｎ側電極
１２３ メサ部、１２５ 斜面
１２６、１７６、２２６ 第１の側面
１２８、１７８、２２７ 第２の側面
１２９ 突出部、１３０ 平坦面
１３１、１３２、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９ 励起光線
１４０、２４０ 発光装置、１４１、２４１ 基体
１４２、１４４、２４２、２４４ 配線、１８５、１８６、２４５ ワイヤ
１４６、２４６ シリコーン樹脂、１４８、２４８ ミラー、
２１８ 黄色蛍光体膜、２４９ 蛍光体粒子
３００ スパッタ装置、３０１ ＲＦ電源、３０２ カップリングコンデンサ
３０３Ａ、３０３Ｂ、３０３Ｃ、３０３Ｄ ターゲット
３０４ プラズマ、３０５ ターンテーブル、３０６スイッチ
３１１ ガス導入口、３１３ 真空ポンプ
３５０ ブレード、３５１ 回転軸

Claims (27)

1. 半導体層及び蛍光体膜を備えた発光素子であって、
   前記発光素子の表面は少なくとも底面、上面及び前記蛍光体膜が配された第１の側面を有し、
   前記第１の側面が傾斜していることを特徴とする発光素子。
2. 前記第１の側面の法線と前記底面の法線のなす角度が８０度以下であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
3. 前記第１の側面の法線と前記上面の法線のなす角度が８０度以下であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
4. 前記表面はさらに前記第１の側面の前記上面側又は前記底面側に第２の側面を有し、
   前記第２の側面に前記蛍光体膜が形成されていないことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発光素子。
5. 前記第２の側面は、前記第１の側面より突出している突出部の端面であることを特徴とする請求項４に記載の発光素子。
6. 前記発光素子はウエハを分割することによって作製され、
   前記第１の側面は前記ウエハを分割する前に形成されたものであり、前記第２の側面は前記ウエハを分割することにより形成されたものであることを特徴とする請求項４又は５に記載の発光素子。
7. 前記発光素子はさらに基板を有し、
   前記半導体層が励起光を発し、前記基板が前記励起光を透過することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の発光素子。
8. 前記蛍光体膜は、異なる材料からなる複数の蛍光体層からなることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の発光素子。
9. 前記複数の蛍光体層は、蛍光の発光波長の長い蛍光体層から順に前記基板に近い側に配されてなることを特徴とする請求項８に記載の発光素子。
10. 前記蛍光体膜が、窒化物又は酸窒化物蛍光体膜であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の発光素子。
11. 前記酸窒化物蛍光体膜が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎ及び一種若しくは二種以上のランタノイド系希土類元素を含むことを特徴とする請求項１０に記載の発光素子。
12. 前記酸窒化物蛍光体膜が、αサイアロン、βサイアロン又はＪＥＭ相Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系蛍光体を含むことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の発光素子。
13. 前記窒化物蛍光体膜が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎ及び一種若しくは二種以上のランタノイド系希土類元素を含むことを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の発光素子。
14. 前記窒化物蛍光体膜が、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕを含むことを特徴とする請求項１０から１３のいずれか１項に記載の発光素子。
15. 前記蛍光体膜の表面に接して、前記蛍光体膜から発する蛍光を選択的に透過するとともに前記半導体膜から発する励起光を反射する波長選択性反射膜を有することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の発光素子。
16. 前記波長選択性反射膜が、屈折率の異なる２種類の層を交互に形成してなることを特徴とする請求項１２から１５のいずれか１項に記載の発光素子。
17. 前記半導体層が、窒化ガリウム系化合物半導体層であることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の発光素子。
18. 前記基板が、ＳｉＣ、サファイア又はＧａＮからなることを特徴とする請求項７から１７のいずれか１項に記載の発光素子。
19. 前記励起光の波長が、３５０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項に記載の発光素子。
20. 請求項１から１９のいずれか１項に記載の発光素子と、前記発光素子から発した光が入射する透明材料と、前記透明材料中に分散された蛍光体粒子からなることを特徴とする発光装置。
21. 底面及び上面を有する基板の前記上面に半導体層を形成したウエハを製造する工程と、前記ウエハの前記底面又は前記上面のうち一方の面に第１の側面を有する溝を形成する工程と、前記第１の側面に蛍光体膜を形成する工程と、前記ウエハを発光素子に分割する工程を有する発光素子の製造方法であって、
    前記蛍光体膜を形成する工程、前記発光素子に分割する工程がこの順に行われることを特徴とする発光素子の製造方法。
22. 前記第１の側面の法線と前記ウエハの一方の面の法線とのなす角度が８０゜以下であることを特徴とする請求項２１に記載の発光素子の製造方法。
23. 前記溝がダイシング法によって形成されることを特徴とする請求項２１又は２２に記載の発光素子の製造方法。
24. 前記蛍光体膜を形成する工程がスパッタ法であることを特徴とする請求項２１から２３のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
25. 前記スパッタ法に用いるターゲットの表面の法線に対し、前記ウエハの一方の面の法線が傾いていることを特徴とする請求項２４に記載の発光素子の製造方法。
26. 前記スパッタ法に用いるターゲットが、窒化物若しくは酸窒化物蛍光体の粉末又は前記粉末を固めたものであることを特徴とする請求項２４又は２５に記載の発光素子の製造方法。
27. 前記蛍光体膜が酸窒化物又は窒化物蛍光体であって、前記スパッタ法における導入ガスにおいて、窒素の量が酸素の量よりも多く含まれることを特徴とする請求項２４から２６のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。

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