JP2011040425A - 半導体発光装置及び半導体発光装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配光パターンのばらつきが少ない半導体発光装置及び配光パターンのばらつき低減、コスト低減及び製造時間の短縮を図ることができる製造方法を提供すること。
【解決手段】パターン電極が形成された実装基板と、半導体層の第１主面上にｐ側電極及び接合層が順次形成されて構成された少なくとも１つの半導体発光素子と、半導体発光体素子の側面を覆うパッシベーション層と、半導体発光素子の第２主面の一部、パッシベーション層及びパターン電極の上に形成されたｎ側電極と、有し、ｎ側電極は、半導体発光素子の第２主面上に位置する遮光電極部と、パッシベーション層の上及びパターン電極の上に遮光電極部に連続して形成されてパターン電極と遮光電極部とを電気的に接続する給電電極部と、が一括形成されていること。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の半導体が積層された半導体層を有する半導体発光素子を実装基板に接合することによって製造される半導体発光装置及びその製造方法に関する。

半導体発光装置は、その用途に応じて所望の配光パターンの制御が求められている。例えば、ヘッドランプ向け半導体発光装置においては、グレア光を防止するためのカットオフパターンを形成し、所定の配光パターンを形成する必要がある。カットオフパターンの形成としては、光透過性の無い部材を所望の形状に加工した遮光部材（シェード）を配置する方法がある。従って、半導体発光装置の使用用途に応じてシェードを所望の位置に配置することにより、当該用途に応じた配光パターンを得ることができる。

特開２００８−３０５８０２号公報

しかしながら、シェードの接合による位置合せ精度は、数ミクロンレベルで行うことが困難であるため、半導体発光装置ごとの配光パターンにばらつきが生じ、歩留まりの低下を招き且つ品質管理を困難にしていた。

また、半導体発光素子とは別の部材を準備する必要があるため、シェードの材料費、加工費及び加工時間がかかり、半導体発光装置としてのコスト低減及び製造時間の短縮を図ることが困難であった。

更に、例えば、シェードを実装基板に取付ける場合、シェードと実装基板との熱膨張係数の違いに起因する熱応力の影響の問題点や、半導体発光素子の実装後にシェードを接合することによる半導体発光素子の位置ずれを招く等の問題点もあった。

本発明の目的は、以上の如き事情に鑑みてなされたものであり、配光パターンのばらつきが少ない半導体発光装置及び配光パターンのばらつき低減、コスト低減及び製造時間の短縮を図ることができる製造方法を提供することである。

上述した課題を解決するために、本発明の半導体発光装置は、パターン電極が形成された実装基板と、半導体層の第１主面上にｐ側電極及び接合層が順次形成されて構成され、接合層がパターン電極に接合されて実装された少なくとも１つの半導体発光素子と、半導体発光体素子の側面を覆うパッシベーション層と、半導体発光素子の第２主面の一部、パッシベーション層及びパターン電極の上に形成されたｎ側電極と、有し、ｎ側電極は、半導体発光素子の第２主面上に位置する遮光電極部と、パッシベーション層の上及びパターン電極の上に遮光電極部に連続して形成されてパターン電極と遮光電極部とを電気的に接続する給電電極部と、が一括形成されていることを特徴とする。

また、上述した課題を解決するために、本発明の半導体発光装置の製造方法は、成長用基板の上に半導体層、ｐ側電極、接合層を順次積層して半導体発光素子を形成する工程と、実装基板のパターン電極の上に少なくとも１つの半導体発光素子を接合層とパターン電極とが対向するように実装する工程と、半導体発光素子から成長用基板を除去する工程と、半導体発光素子の側面を覆うパッシベーション層を形成する工程と、成長基板を除去して露出した半導体発光素子の表面の一部、パッシベーション層及びパターン電極の上にｎ側電極を形成する工程と、を有し、ｎ側電極の形成工程は、半導体発光素子の表面に位置する遮光電極部と、パッシベーション層の上に位置し、パターン電極と遮光電極部とを電気的に接続する給電電極部と、を一括形成することを特徴とする。

上記のように本発明の半導体発光装置は、半導体発光素子の実装後にｎ側電極を構成する遮光電極部及び給電電極部が一括形成されている。このような構造により、半導体層とｎ側電極との位置調整を容易に行えることになり、配光パターンのばらつきが少なく、信頼性に優れ、製造コストが低減された半導体発光装置を提供することができる。

更に、本発明の半導体発光装置は、成長用基板又は支持基板に半導体層が支持されることなくパターン電極上に実装されている。このような実装が施されることで、その後にパッシベーション層を容易に形成することができる。

また、上記のように本発明の半導体発光装置の製造方法は、半導体発光素子の実装後にｎ側電極を構成する遮光電極部及び給電電極部が一括形成されるため、半導体層とｎ側電極との位置調整を容易に行えることになり、配光パターンのばらつきの低減を図ることができる。更に、遮光する部材が他の電極材料と同一且つ同時に形成されるため、製造コスト及び製造時間を短縮することが可能になる。

（ａ）は本発明の実施例１の半導体発光装置の平面図であり、（ｂ）は図１（ａ）の線１ｂで囲まれた領域の拡大図であり、（ｃ）は図１（ａ）の線１ｃ−１ｃにおける部分拡大断面図である。 本発明の実施例１の半導体発光装置の各製造工程における断面図である。 本発明の実施例１の半導体発光装置の各製造工程における断面図である。 （ａ）は本発明の実施例１の半導体発光装置の製造工程（図３（ｃ））における平面図であり、（ｂ）は本発明の実施例１の半導体発光装置の製造工程（図３（ｄ））における平面図である。 （ａ）は本発明の実施例１の半導体発光装置の製造工程における平面図であり、（ｂ）は本発明の実施例１の半導体発光装置の製造工程（図５（ａ））における断面図である。 本発明の実施例２の半導体発光装置の平面図である。

以下、本発明の実施例について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

先ず、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照しつつ、本発明の実施例１に係る半導体発光装置の構造について説明する。図１（ａ）は本発明の実施例１の半導体発光装置の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の線１ｂ（一点鎖線で示す）で囲まれた領域の拡大図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）の線１ｃ−１ｃにおける部分拡大断面図である。なお、図１（ａ）において、半導体発光装置１０は、構造説明の便宜上のために蛍光体層及び封止層が省略されている。また、図１（ｂ）は、便宜のために図１（ａ）の状態から９０度回転した状態を示している。

図１（ａ）に示されているように、半導体発光装置１０は、実装基板１１及び実装基板１１に列をなして実装された４つの半導体発光素子１２から構成されている。実装基板１１には、所望の形状のパターン電極１１ａが形成されている。パターン電極１１ａは、隣接する半導体発光素子１２同士が直列接続されるように形成されている。なお、実装される半導体発光素子１２の数量は４つに限定されることなく、１つ以上であれば良い。

図１（ｂ）に示されているように、半導体発光素子１２は、略正方形の平面形状であり、４つの側面がパッシベーション層１３によって覆われている。半導体発光素子１２の表面上（すなわち、発光面又は第２主面）、パッシベーション層１３の表面上及びパターン電極１１ａの表面上にはｎ側電極１４が形成されている。ｎ側電極１４は、半導体発光素子１２の表面上に形成され、発光面全体に電流を分布させる配分電極部１４ａ、発光面の一辺を所定の幅で覆うことで遮光効果を備える遮光電極部１４ｂ、遮光電極部１４ｂとパターン電極１１ａとを電気的に接続して半導体発光素子１２に所望の電圧を印加可能にする給電電極部１４ｃ、から構成されている。遮光電極部１４ｂは、半導体発光素子１２への給電を可能にするとともに、所望の配光パターン及び所望の輝度分布を形成することができる。

配分電極部１４ａは、発光面の外周部に沿って形成された正方形の線状の枠電極と当該枠電極の一辺とこれと対向する一辺とを接続した線状の接続電極から構成されている。すなわち、配分電極部１４ｂは、矩形状の枠電極の２つが結合することで形成され、２つの開口部１５を有している。このような形状により、半導体発光素子１２の表面全体に電流を拡散して発光させることができる。遮光電極部１４ｂは、略矩形状であって、パッシベーション層１３の一部も覆っている。なお、配分電極部１４ｂは、上述した形状に限定されることなく、例えば、上述した形状において接続電極によって接続されていない一辺とこれに対向する一辺とを更に接続電極によって接続しても良い。すなわち、配分電極部１４ｂは、矩形状の枠電極の４つを２列にならべた状態で結合されても良い。また、配分電極部１４ｂの外周形状は正方形に限られることなく、他の形状の電極構造であっても良い。

図１（ｃ）に示されているように、半導体発光素子１２は、パターン電極１１ａの上に接合層１２ａ、ｐ側電極１２ｂ、半導体層１２ｃの順番で積層された状態で実装されている。すなわち、半導体層１２ｃの第１主面上（露出する面（第２主面）に対向する面上）にｐ側電極１２ｂ及び接合層１２ａが順次積層されている。パッシベーション層１３は、半導体発光素子１２の第２主面及び側面と、パターン電極１１ａの表面及び側面と、を覆うように形成されている。ｎ側電極１４（特に給電電極部１４ｃ）は、パッシベーション層１３の表面上に沿って形成されることで、半導体層１２ｃとパターン電極１１ａとを電気的に接続している。

次に、本実施例の半導体発光装置１０の製造方法を、図２乃至図５を参照しつつ詳細に説明する。

（半導体層成長工程）
先ず、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）によってＡｌＩｎＧａＮを成長することができる成長用基板２１（例えば、Ｃ面サファイア基板）が準備される。続いて、成長用基板２１の上に、ｎ層、活性層、ｐ型クラッド層、ｐ層の順番で積層した半導体層１２ｃがＭＯＣＶＤ法によって形成される（図２（ａ））。より具体的な製造工程は、以下の通りである。

成長用基板２１がＭＯＣＶＤ装置に投入され、水素雰囲気中において摂氏約１０００度（１０００℃）で、約１０分間の加熱が施される（サーマルクリーニング）。

次に、雰囲気温度が約５００℃に下げられ、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）が約１０．４μmol/min、アンモニア（ＮＨ_３）が約３．３LMで約３分間供給される。続いて、雰囲気温度が約１０００℃まで昇温され、かかる状態が約３０秒間保持された後に、ＴＭＧが約４５μmol/min、ＮＨ_３が約４．４LMで約２０分間供給される。これにより、層厚約１μmを有する下地ＧａＮ層が形成される。

次に、雰囲気温度が約１０００℃に保たれた状態において、ＴＭＧが約４５μmol/min、ＮＨ_３が約４．４LM、シラン（ＳｉＨ_４）が約２．７×１０^−９μmol/minで約４０分間供給される。これにより、層厚約２〜４μmを有するｎ層（ｎ−ＧａＮ層）が形成される。

次に、雰囲気温度が約７００℃に下げられ、ＴＭＧが約３．６μmol/min、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）が約１０μmol/min、ＮＨ_３が約４．４LMで約３３秒間供給される。これにより、ＩｎＧａＮからなり、層厚約２．２nmを有する井戸層が形成される。続いて、ＴＭＧが約３．６μmol/min、ＮＨ_３が約４．４LMで約３２０秒間供給される。これにより、ＧａＮからなり、層厚約１５nmを有す障壁層が形成される。かかる工程を１周期として５回繰り返す（すなわち、５周期の成長を行う）ことにより、多重量子井戸構造の活性層が形成される。すなわち、活性層はＩｎＧａＮ／ＧａＮを１周期として５周期成長した構造を有している。

次に、雰囲気温度が約８７０℃まで昇温され、ＴＭＧが約８．１μmol/min、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）が約７．５μmol/min、ＮＨ_３が約４．４LM、ＣＰ_２Ｍｇ（ビスシクロペンタディエニルマグネシウム）が約２．９×１０^−７μmol/minで約５分間供給される。これにより、層厚約４０nmを有するｐ型クラッド層（ｐ−ＡｌＧａＮ層）が形成される。

次に、雰囲気温度が約８７０℃に保たれた状態において、ＴＭＧが約１８μmol/min、ＮＨ_３が約４．４LM、ＣＰ２Ｍｇが約２．９×１０^−７μmol/minで約７分間供給される。これにより、層厚約１５０nmを有するｐ層（ｐ−ＧａＮ層）が形成される。

なお、半導体層１２ｃは上述した構造に限られることはない。例えば、半導体層１２ｃが更にｎ型クラッド層（ｎ−ＡｌＧａＮ層）を含む構造や、活性層がバルク構造であっても良い。

（ｐ側電極及び接合層形成工程）
次に、蒸着法、スパッタリング又は化学気相成長（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法などの真空堆積法により、Ｐｔ／Ａｇ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる積層構造を有するｐ側電極１２ｂが半導体層１２ｃの表面（第１主面）上に形成される。続いて、スパッタリングによってｐ側電極１２ｂの上にＡｕ−Ｓｎ共晶合金が堆積し、接合層１２ａが形成される。ｐ側電極１２ｂ及び接合層１２ａの形成完了後の断面図を図２（ｂ）に示す。なお、ｐ側電極１２ｂは、上述した積層構造に限られることはなく、他の金属からなる一層構造又は他の金属からなる積層構造であっても良い。

なお、ｐ側電極１２ｂと接合層１２ａとの間には、金属原子の拡散を防止するために拡散バリア層を形成しても良い。例えば、拡散バリア層は、ＴｉＷ、ＴｉＮ等の窒化物を含む金属膜、又はＴｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｐｔ等の金属膜から構成され、反応性スパッタにより形成される。また、拡散バリア層の形成後には、金属膜の性質に応じてアニール処理を施しても良い。

（チップ分離工程）
次に、半導体層１２ｃの上にｐ側電極１２ｂ及び接合層１２ａが形成された基板がチップサイズに個片化され、複数の半導体発光素子１２が形成される（図２（ｃ））。より具体的には、ダイヤモンドスクライブ・ツールがスクライブ装置に取付けられ、スクライブ装置に当該基板が載置され、ダイヤモンドスクライブ・ツールを用いてスクライビングが施される。続いて、当該基板にけがかれたスクライブラインに沿って板状の刃が押し当てられ、当該基板がチップサイズに個片化される（ブレーキング）。なお、スクライビング及びブレーキングによる個片化以外にも、ブレード又はパルスレーザによるダイシングによって当該基板がチップサイズに個片化されても良い。

（実装基板準備工程）
次に、パターン電極１１ａが形成された実装基板１１が準備される（図２（ｄ））。実装基板１１には、窒化アルミ又はアルミナ等のセラミック基板、絶縁膜が形成されたシリコン基板、表面に絶縁膜が形成された銅又はアルミニウム等の金属基板が用いられる。また、パターン電極１１ａは、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＴｉＮ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｌ等の金属を適宜選択して積層した積層金属膜から構成される。なお、上述した積層金属膜においては、Ｔｉが密着層、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＴｉＮが拡散バリア層、Ａｕ、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｌが電極層として機能する。パターン電極１１ａは、リフトオフ法、メッキ法又はエッチングによりパターニングされる。

（実装工程）
次に、準備された実装基板１１に複数の半導体発光素子１２が列をなして実装される（図２（ｅ）、図３（ａ））。より具体的には、チップマウンターによって接合層１２ａとパターン電極１１ａとが接触するように半導体発光素子１２が実装基板１１に載置（マウント）される。続いて、所定の加熱処理によって接合層１２ａが溶融及び固化し、実装基板１１に半導体発光素子１２の実装が完了する。本実施例においては、接合層１２ａがＡｕＳｎ共晶合金からなるため、接合層１２ａが２８０℃以上になるように一旦加熱し、その後常温に冷却することで実装を行うことができる。なお、パターン電極１１ａに対する濡れ性を向上させるために、フラックスを予め塗布しても良い。

（成長用基板除去工程）
次に、半導体発光素子１２の成長用基板２１がレーザリフトオフ（ＬＬＯ：Laser Lift Off）により除去される（図３（ｂ））。より具体的には、成長用基板２１側からエキシマレーザ又はＹＡＧレーザが照射される。当該照射により、成長用基板２１の表面の下地ＧａＮ層がガリウムと窒素に分解される。これにより成長用基板２１が半導体層１２ａから剥離され、半導体層１２ａ（特にｎ層又は下地ＧａＮ層）が露出する。かかる成長用基板２１の除去により、実装基板１１には基板に支持されてない半導体発光素子１２が実装されることになる。なお、成長用基板２１の除去方法は上述したＬＬＯに限らず、研削・研磨やエッチング等の周知の技術を用いることができる。かかる工程により、半導体発光素子１２の表面（第２主面）、すなわち半導体層１２ａの表面（第２主面）が露出する。

なお、成長用基板２１の除去後において、露出した半導体層１２ａの表面（第２主面）に凹凸加工（図示せず）を施すことができる。凹凸加工を施すことにより、半導体発光素子外部に対する光取り出し効率が向上する。例えば、凹凸加工は、露出した半導体層１２ａの表面が約５０℃のＫＯＨ溶液（５mol/l）に約１２０分間浸され、異方性エッチングが施される工程であっても良い。

（パッシベーション層形成工程）
次に、半導体発光素子１２の４つの側面、露出した半導体層１２ａの外周部、パターン電極１１ａの表面、パターン電極１１ａ同士間に露出した実装基板の表面を覆うように、電気的絶縁性を有するパッシベーション層１３が形成される（図３（ｃ）、図４（ａ））。

より具体的には、パターン電極１１ａ及び半導体発光素子１２を覆うようにレジストが塗布される。当該レジストにフォトリソグラフィによって所望のパターニングが施される。パターニングされたレジストをマスクとし、真空蒸着法、スパッタリング、ＣＶＤ法といった周知の成膜技術によってＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２又はＳｉＮが成膜される。その後、パターニングされたレジストを除去することでパッシベーション層１３の形成が完了する。なお、パッシベーション層１３の形成には、上述したリフトオフ法以外にもエッチング等が用いられても良い。

本実施例においては、パッシベーション層１３の形成前に成長用基板２１が除去されているため、実装基板１１に実施された半導体発光素子１２の高さが成長用基板２１を有している場合よりも非常に低くなる（すなわち、薄型化が施されていることになる）。これによって、実装基板１１と半導体発光素子１２との段差が小さくなり、パッシベーション層１３を容易且つ高精度に形成することが可能になる。

（ｎ側電極形成工程）
次に、半導体発光素子１２の表面上に形成され、発光面全体に電流を分布させる配分電極部１４ａ、発光面の一辺を所定の幅で覆うことで遮光効果を備える遮光電極部１４ｂ、遮光電極部１４ｂとパターン電極１１ａとを電気的に接続して半導体発光素子１２に所望の電圧を印加可能にする給電電極部１４ｃ、から構成されるｎ側電極１４が形成される（図３（ｄ）、図４（ｂ））。

より具体的には、パターン電極１１ａ、半導体発光素子１２及びパッシベーション層１３を覆うようにレジストが塗布される。当該レジストにフォトリソグラフィによって所望のパターニングが施される。パターニングされたレジストをマスクとし、真空蒸着法によってチタンアルミ（ＴｉＡｌ）が成膜される。その後、パターニングされたレジストを除去することでｎ側電極１４の形成が完了する。ここで、ＴｉＡｌは光を反射する効果があるため、ｎ側電極１４（特に配分電極部１４ａ及び遮光電極部１４ｂ）は反射ミラー構造を有している。

本工程においては、パッシベーション層１３の形成前に成長用基板２１が除去されているため、パッシベーション層１３の形成と同様に、実装基板１１と半導体発光素子１２との段差が小さくなり、ｎ側電極１４を容易且つ高精度に形成することが可能になる。

また、本工程においては、ｎ側電極１４を構成する配分電極部１４ａ、遮光電極部１４ｂ及び給電電極部１４ｃを一括形成（すなわち、１プロセスで同時に形成）することができる。これにより、遮光電極部と半導体発光素子との位置ずれの防止、製造時間の短縮及びコスト低減を図ることが可能になる。本工程により、遮光電極部１４ｂは、半導体発光素子１２の表面上に形成され、給電電極部１４ｃは、パッシベーション層１３及びパターン電極１１ａの上に形成される。また、給電電極部１４ｃは、遮光電極部１４ｂと本工程で一括して形成され、遮光電極部１４ｂと連続して一体的に形成される。

図４（ｂ）に示されているように、半導体発光装置１０は、４つの半導体発光素子１２から構成された全体として横長の略矩形状の発光パターンを有している。なお、以下において、図４（ｂ）における左右方向を横方向と、上下方向を縦方向と定義する。当該矩形状の発光パターンの長辺側の一辺が遮光電極部１４ｂに覆われている。各半導体発光素子上の遮光電極部１４ｂは、短冊状に形成されており、遮光電極部１４ｂに覆われた部分の発光形状が直線となり、且つ、遮光電極部１４ｂに覆われた近傍部分における輝度の高い配光を得ることができる。このような直線状に高い輝度を有する配光は、自動車のヘッドランプのすれ違いビーム配光の光学設計に有効に利用できる。すなわち、このような半導体発光装置は、ヘッドランプのすれ違い配光用の光源として好適に用いることができる。

以上のように、遮光電極部１４ｂの形状に応じて、所望の配光パターン、輝度分布を得ることができる。また、遮光電極部１４ｂと分離して（電気的にも独立して）、別途の遮光部を形成することもできる。この場合も、本工程と同時に一括して形成することができる。

更に、本発明においては、実装された半導体発光素子１２に電極が形成されるため、電極が形成された半導体発光素子を実装する場合よりも、半導体発光素子の実装ずれによる影響を低減することができる。すなわち、半導体発光素子１２の実装ずれが生じた場合においても、所望の配光を形成することができる。

（蛍光体層形成工程、パッケージ化工程）
次に、半導体発光装置１０の使用用途及び使用態様に応じて、蛍光体層を形成したり又は封止を施すことができる。

蛍光体層形成工程としては、蛍光体を分散した透光性樹脂を印刷技術又はディスペンス技術を用いて半導体発光素子１２の上に配置して、二波長以上のスペクトルピークを有する半導体発光装置１０を製造する。

例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示されているように、ＹＡＧ黄色蛍光体を分散させたシリコーン樹脂５１が、青色発光するＩｎＧａＮ系の複数の半導体発光素子１２からなる半導体発光素子群を一体的に覆うように配置され、白色発光する半導体発光装置１０が製造されても良い。

半導体発光素子１２は、成長用基板又は支持基板に半導体層が支持されることなく実装されているため、成長用基板又は支持基板に半導体層が支持されているものと比較して、蛍光体層で発生した熱を実装基板側に効率良く放熱することができる。これにより、放熱性の高い半導体発光装置１０を提供することができる。

また、半導体発光素子１２は、成長用基板又は支持基板に半導体層が支持されることなく実装されているため、成長用基板又は支持基板に半導体層が支持されているものと比較して、半導体発光素子間の間隙における蛍光体層の厚みと、半導体発光素子上の蛍光体層の厚みとの差を小さくすることができる。これにより、半導体発光装置１０の発光面全体における色度むらを小さくすることができる。

蛍光体層の配置については、図５（ａ）、（ｂ）に示すものに限られない。例えば、遮光電極部１４ｂの形状に対応し、できるだけ遮光電極部１４ｂを覆わないように蛍光体層を形成することや、半導体発光素子１２のそれぞれの上面のみに蛍光体層を形成しても良い。

また、パッケージ化工程としては、シリコーン樹脂等の透光性材料を用いて封止することができる。封止方法としては、印刷技術又はディスペンス技術を用いることができる。

以上の製造工程を経て半導体発光装置１０が完成する。

以上のように、本発明の半導体発光装置は、パターン電極が形成された実装基板と、半導体層の第１主面上にｐ側電極及び接合層が順次形成されて構成され、接合層がパターン電極に接合されて実装された少なくとも１つの半導体発光素子と、半導体発光体素子の側面を覆うパッシベーション層と、半導体発光素子の第２主面の一部、パッシベーション層及びパターン電極の上に形成されたｎ側電極と、有し、ｎ側電極は、半導体発光素子の第２主面上に位置する遮光電極部と、パッシベーション層の上及びパターン電極の上に遮光電極部に連続して形成されてパターン電極と遮光電極部とを電気的に接続する給電電極部と、が一括形成されていることを特徴とする。

上記のように本発明の半導体発光装置は、半導体発光素子の実装後にｎ側電極を構成する遮光電極部及び給電電極部が一括形成されている。このような構造により、半導体層とｎ側電極との位置調整を容易に行えることになり、配光パターンのばらつきが少なく、信頼性に優れ、製造コストが低減された半導体発光装置を提供することができる。

更に、本発明の半導体発光装置においては、半導体発光素子が成長用基板又は支持基板に半導体層が支持されることなくパターン電極上に実装されている。すなわち、上述した半導体層成長工程により形成された薄い半導体成長層部分及び両電極からなる半導体発光素子が実装基板に実装されている。このような実装が施されることで、その後にパッシベーション層を容易に形成することができる。

また、本発明の半導体発光装置の製造方法は、成長用基板の上に半導体層、ｐ側電極、接合層を順次積層して半導体発光素子を形成する工程と、実装基板のパターン電極の上に少なくとも１つの半導体発光素子を接合層とパターン電極とが対向するように実装する工程と、半導体発光素子から成長用基板を除去する工程と、半導体発光素子の側面を覆うパッシベーション層を形成する工程と、成長基板を除去して露出した半導体発光素子の表面の一部、パッシベーション層及びパターン電極の上にｎ側電極を形成する工程と、を有し、ｎ側電極の形成工程は、半導体発光素子の表面に位置する遮光電極部と、パッシベーション層の上に位置し、パターン電極と遮光電極部とを電気的に接続する給電電極部と、を一括形成することを特徴とする。

上記のように本発明の半導体発光装置の製造方法は、半導体発光素子の実装後にｎ側電極を構成する遮光電極部及び給電電極部が一括形成されるため、半導体層とｎ側電極との位置調整を容易に行えることになり、配光パターンのばらつきの低減を図ることができる。更に、遮光する部材が他の電極材料と同一且つ同時に形成されるため、製造コスト及び製造時間を短縮することが可能になる。

なお、半導体発光素子の実装基板への実装をAuバンプを用いて行う場合には、接合性を高めるために接合層としてAuからなる金属膜を含めることができる。
このような場合には、実装基板の上にスタッドバンプを形成し、その後にフリップチップボンディングを行うことによって半導体発光素子の実装を行うことができる。また、半導体発光素子の実装基板への実装には、Ａｇフィラーが分散された導電性ペーストを用いることもできる。

実施例１においては、半導体発光素子１２の上に形成される遮光電極部１４ｂ
が、全て同一の形状であった。しかしながら、使用される用途によって各半導体発光素子上の遮光電極部が異なる形状であっても良い。以下に、遮光電極部が各半導体発光素子上で異なる形状を有する場合を図６（ａ）、（ｂ）を参照しつつ詳細に説明する。なお、実施例１と同一部材については、同一符号を付し、その説明を省略する。

図６（ａ）に示されているように、半導体発光装置６０は、４つの半導体発光素子１２から構成された全体として横長形状の発光パターンを有している。なお、以下において、図６（ａ）における左右方向を横方向と、上下方向を縦方向と定義する。また、図６（ａ）において、半導体発光装置６０は、構造説明の便宜上のために蛍光体層及び封止層が省略されている。矩形状の各半導体発光素子の表面においては、図面上側の一辺が遮光電極部６１ｂに覆われている。図面右側の２つの半導体発光素子１２に形成された遮光電極部６１ｂは、図面左側の２つの半導体発光素子１２に形成された遮光電極部６１ｂとは異なる形状及び大きさを有している。より具体的には、図面左側の２つの遮光電極部６１ｂは、図面右側２つの遮光電極部６１ｂよりもその寸法（短手方向の長さ）が小さくなっている。

また、図面右側２つの遮光電極部６１ｂのうち、中央寄り位置する遮光電極部６１ｂは、一部が欠けた形状（すなわち、台形状）である。すなわち、本実施例の半導体発光装置６０の発光面全体の外周形状は、図面右側の２つの遮光電極部６１ｂにより、長手方向に伸びる水平ラインと当該水平ラインに一端が交差する斜めラインを有している。

ここで、ヘッドランプのすれ違い配光の配光パタンーンとして、中心から右半分はグレア光（対向車の運転者に対する幻惑光）を生じないように、上向き光を含まないフラットな配光パターンが、中心から左側半分は路側帯の歩行者や道路標識を照らす上向きを含む配光パターンが求められている。

従って、本実施例の半導体発光装置６０をヘッドランプのすれ違いビーム用の光源として用いれば、遮光電極部６１ｂにより形成した発光面の水平ライン及び斜めラインとにより、ヘッドランプのすれ違いビーム用の配光パターンを有効に利用することができる。より具体的には、図面右側２つの半導体発光素子１２が対向車に対する光源となる。図面左側２つの半導体発光素子１２が対向車以外（例えば、歩行者）に対する光源となる。このような構成にすることで、対向車に対してグレア光等の不要な光を放出することがなくなる。

また、蛍光体層の配置については、図６（ｂ）のように半導体発光素子上に遮光電極部６１ｂの形状に対応した形状で蛍光体層６２を形成することができる。すなわち、蛍光体層６２は、図面右側２つの遮光電極部６１ｂを覆わずに、図面左側右側２つの遮光電極部６１ｂのみを覆うように形成されている。これにより、より明確な配光パターンを得ることができる。なお、蛍光体層６２の形状は、図６（ｂ）に限定されるものではない。

１０ 半導体発光装置
１１ 実装基板
１１ａ パターン電極
１２ 半導体発光素子
１２ａ 接合層
１２ｂ ｐ側電極
１２ｃ 半導体層
１３ パッシベーション層
１４ ｎ側電極
１４ａ 配分電極部
１４ｂ 遮光電極部
１４ｃ 給電電極部
１５ 開口部

Claims (5)

1. パターン電極が形成された実装基板と、
   半導体層の第１主面上にｐ側電極及び接合層が順次形成されて構成され、前記接合層が前記パターン電極に接合されて実装された少なくとも１つの半導体発光素子と、
   前記半導体発光体素子の側面を覆うパッシベーション層と、
   前記半導体発光素子の第２主面の一部、前記パッシベーション層及び前記パターン電極の上に形成されたｎ側電極と、有し、
   前記ｎ側電極は、前記半導体発光素子の前記第２主面上に位置する遮光電極部と、前記パッシベーション層の上及び前記パターン電極の上に前記遮光電極部に連続して形成されて前記パターン電極と前記遮光電極部とを電気的に接続する給電電極部と、が一括形成されていることを特徴とする半導体発光装置。
2. 前記半導体発光素子は、上面視において矩形であり、
   前記遮光電極部は、前記半導体発光素子の前記第２主面の一辺を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
3. 前記実装基板の上には、複数の前記半導体発光素子が実装され、
   前記半導体発光素子のいずれかの前記遮光電極部は、他の前記半導体発光素子の前記遮光電極部と異なる形状を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
4. 成長用基板の上に半導体層、ｐ側電極、接合層を順次積層して半導体発光素子を形成する工程と、
   実装基板のパターン電極の上に少なくとも１つの前記半導体発光素子を前記接合層と前記パターン電極とが対向するように実装する工程と、
   前記半導体発光素子から前記成長用基板を除去する工程と、
   前記半導体発光素子の側面を覆うパッシベーション層を形成する工程と、
   前記成長基板を除去して露出した前記半導体発光素子の表面の一部、前記パッシベーション層及び前記パターン電極の上にｎ側電極を形成する工程と、を有し、
   前記ｎ側電極の形成工程は、前記半導体発光素子の前記表面に位置する遮光電極部と、前記パッシベーション層の上に位置し、前記パターン電極と前記遮光電極部とを電気的に接続する給電電極部と、を一括形成することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
5. 前記半導体発光素子を実装する工程において、前記半導体発光素子は複数実装され、
   前記ｎ側電極を形成する工程において、前記半導体発光素子のいずれかの前記遮光電極部は、他の前記半導体発光素子の前記遮光電極部と異なる形状となるように形成されることを特徴とする請求項４に記載の製造方法。

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