JP2012019201A - 半導体発光装置の製造方法 - Google Patents

半導体発光装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】色ばらつきを低減した半導体発光装置の製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、半導体発光装置の製造方法は、第１の主面側から得られる光の発光スペクトルに基づいて、複数の半導体層から選択された半導体層の第１の主面上に、前記光に対して透明な透明材を形成する工程を備えている。また、実施形態によれば、透明材上及び複数の半導体層の第１の主面上に、蛍光体層を形成する工程を備えている。
【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、半導体発光装置の製造方法に関する。
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップと蛍光体層とを組み合わせて白色を得る半導体発光装置が知られている。外部に放出される光の色（波長）は、発光層の発光波長、蛍光体層の種類、厚さなどに依存している。
特開２０００−２４４０１２号公報
色ばらつきを低減した半導体発光装置の製造方法を提供する。
実施形態によれば、半導体発光装置の製造方法は、半導体層と、第１の電極と、第２の電極と、第１の絶縁層と、を含む積層体における前記第１の絶縁層の第１の開口部に、第１の配線層を形成する工程を備えている。前記半導体層は、基板と、第１の主面とその反対側に形成された第２の主面と発光層とを含み、分離溝によって前記基板上で複数に分離されている。前記第１の電極は、前記基板に対する反対側の前記第２の主面における前記発光層を有する領域に設けられている。前記第２の電極は、前記第２の主面に設けられている。前記第１の絶縁層は、前記半導体層の前記第２の主面側に設けられ、前記第１の電極につながる第１の開口部と前記第２の電極につながる第２の開口部とを有する。また、実施形態によれば、前記第１の絶縁層の前記第２の開口部に、第２の配線層を形成する工程を備えている。また、実施形態によれば、前記第１の配線層における前記第１の電極に対する反対側の面に、第１の金属ピラーを形成する工程を備えている。また、実施形態によれば、前記第２の配線層における前記第２の電極に対する反対側の面に、第２の金属ピラーを形成する工程を備えている。また、実施形態によれば、前記第１の金属ピラーの側面と前記第２の金属ピラーの側面との間に、第２の絶縁層を形成する工程を備えている。また、実施形態によれば、前記第１の主面側から得られる光の発光スペクトルに基づいて、前記複数の半導体層から選択された半導体層の前記第１の主面上に、前記光に対して透明な透明材を形成する工程を備えている。また、実施形態によれば、前記透明材上及び前記複数の半導体層の前記第１の主面上に、蛍光体層を形成する工程を備えている。
第１実施形態の半導体発光装置の模式断面図。 第１実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 第１実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 第１実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 第１実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 第１実施形態の変形例の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 第２実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第２実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第３実施形態の半導体発光装置の製造方法を示すフローチャート。 第３実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 第３実施形態の変形例の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 青色ＬＥＤの発光波長のウェーハ面内分布図。
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ符号を付している。また、工程を表す図面においては、ウェーハ状態における一部の領域を表す。
図１は、第１実施形態の半導体発光装置の模式断面図である。
本実施形態の半導体発光装置は、半導体層１５を有する。半導体層１５は、第１の主面１５ａと、その反対側に形成された第２の主面を有する。第２の主面側に電極、配線層及び樹脂層が設けられ、光は、主として第１の主面１５ａから取り出される。
半導体層１５は、第１の半導体層１１と第２の半導体層１３を有する。第１の半導体層１１は、例えばｎ型のＧａＮ層であり、電流の横方向経路として機能する。但し、第１の半導体層１１の導電型はｎ型に限らず、ｐ型であってもよい。第２の半導体層１３は、発光層（活性層）１２を、ｎ型層とｐ型層とで挟んだ積層構造を有する。
半導体層１５の第２の主面側は凹凸形状に加工され、その第２の主面側には発光領域１５ｂと非発光領域１５ｃが設けられている。発光領域１５ｂは発光層１２を含む。非発光領域１５ｃは、発光層１２を含まず、例えば、発光層１２の外周（端部）よりも外側に設けられている。
発光領域１５ｂの表面である第２の半導体層１３の表面には、第１の電極としてｐ側電極１６が設けられている。すなわち、ｐ側電極１６は、発光層１２を含む発光領域１５ｂに設けられている。非発光領域１５ｃの表面である第１の半導体層１１の表面には、第２の電極としてｎ側電極１７が設けられている。一つのチップ（半導体層１５）において、発光領域１５ｂの面積の方が非発光領域１５ｃの面積よりも広く、ｐ側電極１６の面積の方がｎ側電極１７の面積よりも広い。したがって、発光領域を広く確保できる。
半導体層１５の側面及び第２の主面の一部は、絶縁層１４、１８で覆われている。絶縁層１４、１８は、ｐ側電極１６とｎ側電極１７との間の段差部にも形成されている。絶縁層１４は、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物である。絶縁層１８は、例えば、微細開口のパターニング性に優れたポリイミド等の樹脂である。あるいは、絶縁層１８としてシリコン酸化物を用いてもよい。絶縁層１４は、ｐ側電極１６及びｎ側電極１７を覆っていない。
絶縁層１８において、半導体層１５に対する反対側の面１８ｃに第１の配線層としてのｐ側配線層２１と、第２の配線層としてのｎ側配線層２２が設けられている。ｐ側配線層２１は、ｐ側電極１６に達して絶縁層１８に形成された第１の開口部１８ａにも設けられ、ｐ側電極１６と接続されている。ｎ側配線層２２は、ｎ側電極１７に達して絶縁層１８に形成された第２の開口１８ｂ部にも設けられ、ｎ側電極１７と接続されている。
ｐ側配線層２１においてｐ側電極１６に対する反対側の面には、第１の金属ピラーとしてｐ側金属ピラー２３が設けられている。ｎ側配線層２２においてｎ側電極１７に対する反対側の面には、第２の金属ピラーとしてｎ側金属ピラー２４が設けられている。
ｐ側金属ピラー２３の周囲、ｎ側金属ピラー２４の周囲、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２は、第２の絶縁層としての樹脂層２５で覆われている。樹脂層２５は、隣接するピラー間に充填されている。ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４のそれぞれの下面は、樹脂層２５から露出している。なお、第２の絶縁層と、第１の絶縁層（絶縁層１８）とは同じ材料であってもよい。
半導体層１５において発光層１２を含まない非発光領域１５ｃに設けられたｎ側電極１７と接続するｎ側配線層２２の面積は、ｎ側電極１７側の面よりも、ｎ側電極１７とは反対側の面において大きくなっている。すなわち、ｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４とが接触する面積は、ｎ側配線層２２とｎ側電極１７とが接触する面積より大きい。また、ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とが接触する面積は、ｐ側配線層２１とｐ側電極１６とが接触する面積より大きい。あるいは、ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とが接触する面積が、ｐ側配線層２１とｐ側電極１６とが接触する面積より小さい場合もある。また、ｎ側配線層２２の一部は、絶縁層１８の表面１８ｃ上を、発光層１２の下に重なる位置まで延在する。
これにより、より広い発光層１２によって高い光出力を保ちつつ、半導体層１５における発光層１２を含まない部分の狭い面積に設けられたｎ側電極１７から、ｎ側配線層２２を介して、より広い引き出し電極を形成できる。
第１の半導体層１１は、ｎ側電極１７及びｎ側配線層２２を介してｎ側金属ピラー２４と電気的に接続されている。第２の半導体層１３は、ｐ側電極１６及びｐ側配線層２１を介してｐ側金属ピラー２３と電気的に接続されている。
ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４のそれぞれの下面には、必要に応じて、防錆などを目的とした表面処理膜（例えば、Ｎｉ、Ａｕなどの無電解メッキ膜、プリコートされたはんだ等）が形成される。
ｎ側配線層２２、ｐ側配線層２１、ｎ側金属ピラー２４、ｐ側金属ピラー２３の材料としては、銅、金、ニッケル、銀などを用いることができる。これらのうち、良好な熱伝導性、高いマイグレーション耐性及び絶縁材との優れた密着性を備えた銅がより好ましい。
絶縁層１８には、複数の微細開口部１８ａ、１８ｂが形成されるパターニングが行われる。このため、絶縁層１８として、微細開口部のパターニング性に優れた例えばポリイミドなどの樹脂を用いるのが望ましい。
樹脂層２５は、低コストで厚く形成でき、且つｎ側金属ピラー２４及びｐ側金属ピラー２３の補強に適した樹脂を用いるのが望ましい。例えば、樹脂層２５として、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などを挙げることができる。
半導体層１５の第１の主面１５ａ上には、発光層１２から放出され、第１の主面１５ａ側から得られる光に対して透明な透明材として透明樹脂２７が設けられている。後述するように、透明樹脂２７は設けられない場合もある。
透明樹脂２７上には、蛍光体層２８が設けられている。蛍光体層２８は、発光層１２からの光を吸収し波長変換光を放出可能な蛍光体粒子を含む。このため発光層１２からの光と蛍光体層２８における波長変換光との混合光が放出可能となる。例えば発光層１２を窒化物系とすると、その発光層１２からの青色光と、例えば黄色蛍光体粒子を含む蛍光体層２８における波長変換光である黄色光との混合色として白色または電球色などを得ることができる。なお、蛍光体層２８は、複数種の蛍光体粒子（例えば、赤色蛍光体粒子と緑色蛍光体粒子）を含む構成であってもよい。
ここで、黄色蛍光体粒子、赤色蛍光体粒子、緑色蛍光体粒子は、発光層１２からの励起光によって、それぞれ黄色光、赤色光、緑色光を発する。
発光層１２から発光された光は、主に、第１の半導体層１１、第１の主面１５ａ、透明樹脂２７および蛍光体層２８を進んで、外部に放出される。
透明樹脂２７は、発光層１２から放出され、第１の主面１５ａ側から得られる光の発光スペクトルに基づいて、第１の主面１５ａ上に設けられる。その発光スペクトルによっては、透明樹脂２７が設けられない場合もある。また、透明樹脂２７を設ける場合には、その厚さが、上記発光スペクトルに基づいて調整される。
蛍光体層２８の上面は平坦にされる。したがって、透明樹脂２７の厚さ（透明樹脂２７がない厚さゼロの場合も含む）によって、蛍光体層２８の厚さが変わってくる。すなわち、蛍光体層２８の供給量を一定とした場合、透明樹脂２７を厚くするほど、蛍光体層２８を薄くできる。
本実施形態では、第１の主面１５ａ側から得られる光の発光スペクトルに基づいて、透明樹脂２７を設けるか否か、さらには設ける場合にはその厚さを調整する。測定された発光スペクトルから、例えば、複数の半導体層１５を含むウェーハ面内の色度ばらつきが算出される。そして、ウェーハ面内の色度ばらつきに基づいて、蛍光体層２８の厚さが制御される。蛍光体層２８の厚さを、色度ばらつきに応じて適切に調整することで、外部に放出される光の色ばらつきを抑制することができる。発光層１２の発光波長が同じであっても、蛍光体層２８の種類が変われば、その適切な厚さも変わってくる。
また、透明樹脂２７を、凸状もしくは凹状に加工すれば、配光特性を制御するレンズとして機能させることもできる。
ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４の下面は、例えば、はんだ、あるいは他の金属材料からなるボールもしくはバンプ形状の外部端子を介して、実装基板もしくは配線板に形成された配線に接合可能である。これにより、半導体発光装置に電力を供給できる。
ｎ側金属ピラー２４及びｐ側金属ピラー２３のそれぞれの厚み（図１において上下方向の厚み）は、半導体層１５、ｎ側電極１７、ｐ側電極１６、絶縁層１４、１８、ｎ側配線層２２およびｐ側配線層２１を含む積層体の厚みよりも厚い。各金属ピラー２３、２４のアスペクト比（平面サイズに対する厚みの比）は１以上であることに限らず、その比は１よりも小さくてもよい。すなわち、金属ピラー２３、２４は、その平面サイズよりも厚みが小さくてもよい。
本実施形態の構造によれば、半導体層１５が薄くても、ｎ側金属ピラー２４、ｐ側金属ピラー２３および樹脂層２５を厚くすることで機械的強度を保つことが可能となる。また、実装基板に実装した際、外部端子を介して半導体層１５に加わる応力をｎ側金属ピラー２４とｐ側金属ピラー２３が吸収することで緩和することができる。
次に、図２（ａ）〜図５（ｂ）を参照して、第１実施形態の半導体発光装置の製造方法について説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、基板１０の主面上に第１の半導体層１１を形成し、その上に発光層１２を含む第２の半導体層１３を形成し、半導体層１５を形成する。半導体層１５が例えば窒化物系半導体の場合、半導体層１５は例えばサファイア基板上に結晶成長させることができる。
次に、図示しないレジストを用いた例えばＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法で、図２（ｂ）に示すように、半導体層１５を貫通して基板１０に達する分離溝９を形成する。分離溝９は、ウェーハ状態の基板１０上で例えば格子状に形成され、半導体層１５を複数に分離する。
また、図示しないレジストを用いた例えばＲＩＥ法で、発光層１２を含む第２の半導体層１３の一部を除去して、第１の半導体層１１の一部を露出させる。これにより、半導体層１５の第２の主面側に、基板１０から見て相対的に上段に位置する発光領域１５ｂと、上段部よりも基板１０側の下段に位置する非発光領域１５ｃが形成される。発光領域１５ｂは発光層１２を含み、非発光領域１５ｃは発光層１２を含まない。
基板１０の主面、半導体層１５の側面および第２の主面は、図２（ｃ）に示す絶縁層１４で覆われる。そして、絶縁層１４を選択的に除去して、発光領域１５ｂの表面（第２の半導体層１３の表面）にｐ側電極１６を、非発光領域１５ｃの表面（第１の半導体層１１の表面）にｎ側電極１７を形成する。ｐ側電極１６とｎ側電極１７はどちらを先に形成してもよく、あるいはｐ側電極１６とｎ側電極１７とを同じ材料で同時に形成してもよい。
次に、基板１０上の露出している部分すべてを図３（ａ）に示す絶縁層１８で覆う。この後、例えばウェットエッチングにより絶縁層１８をパターニングし、絶縁層１８に選択的に第１の開口部１８ａと第２の開口部１８ｂを形成する。第１の開口部１８ａは、ｐ側電極１６に達する。第２の開口部１８ｂは、ｎ側電極１７に達する。絶縁層１８は、分離溝９内に充填される。
次に、絶縁層１８の表面１８ｃ、第１の開口部１８ａおよび第２の開口部１８ｂの内面に、連続したシードメタル１９（図３（ａ）において破線で示す）を形成する。さらに、シードメタル１９上に図示しないレジストを選択的に形成し、シードメタル１９を電流経路としたＣｕ電解メッキを行う。
これにより、図３（ｂ）に示すように、絶縁層１８の表面１８ｃ上に、選択的にｐ側配線層２１とｎ側配線層２２が形成される。ｐ側配線層２１は、第１の開口部１８ａ内にも形成され、ｐ側電極１６と接続される。ｎ側配線層２２は、第２の開口部１８ｂ内にも形成され、ｎ側電極１７と接続される。ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２はメッキ法により同時に形成される銅材料からなる。あるいは、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２とは同時に形成することに限らず、どちらかを先に形成してもよい。
ｎ側配線層２２においてｎ側電極１７に対する反対側の面は、ｎ側電極１７と接続する面よりも大きな面積でもって、絶縁層１８の表面１８ｃ上にパッド状に形成される。同様に、ｐ側配線層２１においてｐ側電極１６に対する反対側の面は、ｐ側電極１６と接続する面よりも大きな面積でもって、絶縁層１８の表面１８ｃ上にパッド状に形成される。
次に、金属ピラー形成用の別のレジスト（図示せず）を絶縁層１８上に選択的に形成し、前述したシードメタル１９を電流経路としたＣｕ電解メッキを行う。
これにより、図４（ａ）に示すように、ｐ側配線層２１上にｐ側金属ピラー２３が形成され、ｎ側配線層２２上にｎ側金属ピラー２４が形成される。ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４は、メッキ法により同時に形成され、例えば銅材料からなる。あるいは、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４とは、同時に形成することに限らず、どちらかを先に形成してもよい。
このメッキの後、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４をマスクにして、絶縁層１８の表面１８ｃ上に露出しているシードメタル１９をウェットエッチングする。これにより、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２とのシードメタル１９を介した電気的接続が分断される。
次に、図４（ｂ）に示すように、絶縁層１８上に樹脂層２５を形成する。樹脂層２５は、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４を覆う。樹脂層２５は、ｐ側金属ピラー２３の側面とｎ側金属ピラー２４の側面との間、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間に充填される。
この後、樹脂層２５を研削し、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４におけるそれぞれの上面（絶縁層１８に対する反対側の面）を、樹脂層２５から露出させる。なお、以下に説明する蛍光体層２８を形成した後に、樹脂層２５を研削して、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４のそれぞれの上面を露出させるようにしてもよい。
この後、基板１０を除去する。基板１０は、例えばレーザーリフトオフ法により除去される。具体的には、基板１０の裏面側から第１の半導体層１１に向けてレーザ光が照射される。レーザ光は、基板１０に対して透過性を有し、第１の半導体層１１に対しては吸収領域となる波長を有する。
レーザ光が基板１０と第１の半導体層１１との界面に到達すると、その界面付近の第１の半導体層１１はレーザ光のエネルギーを吸収して分解する。第１の半導体層１１が金属窒化物（例えばＧａＮ）の場合、ガリウム（Ｇａ）と窒素ガスに分解する。この分解反応により、基板１０と第１の半導体層１１との間に微小な隙間が形成され、基板１０と第１の半導体層１１とが分離する。
レーザ光の照射を、設定された領域ごとに複数回に分けてウェーハ全体にわたって行い、基板１０を除去する。第１の主面１５ａ上から基板１０が除去されることで、光取り出し効率の向上を図れる。
次に、発光層１２を発光させ、第１の主面１５ａから放出される光の発光スペクトルを測定する。例えば、基板１０の除去によって露出された第１の主面１５ａにグランド電位を、ｐ側金属ピラー２３の露出面に正電位を印加する。
上記レーザ光の照射によるＧａＮの分解時に、第１の主面１５ａ上にはガリウム膜が残り、通常、このガリウム膜は出力を低下させる原因になり得るので除去される。しかし、本実施形態では、上記測定時にはガリウム膜をまだ残しておいて、そのガリウム膜に対して負側の測定電極（プローブ）を接触させる。これにより、ＧａＮに対してプローブを接触させるよりも接触抵抗を低くできる。
上記電圧の印加により、発光層１２に対して、第２の半導体層１３側から正孔が注入され、第１の半導体層１１側から電子が注入される。これにより、発光層１２で電子と正孔とが再結合して発光する。そして、第１の主面１５ａから放出される光の発光スペクトルを測定する。
発光スペクトルの測定後、第１の主面１５ａを洗浄し、第１の主面１５ａ上に残されたガリウム膜を除去する。また、必要に応じて第１の主面１５ａを粗面化して、光取り出し効率の向上を図る。
そして、図５（ａ）に示すように、発光スペクトルの測定結果に基づいて、ウェーハ内の全半導体層１５における選択された半導体層１５の第１の主面１５ａ上にのみ透明樹脂２７を形成する。例えば、液状の透明樹脂２７をディスペンサー等を用いて第１の主面１５ａ上に供給した後、硬化させる。また、発光スペクトルの測定結果に基づいて、透明樹脂２７の供給量が制御され、透明樹脂２７の厚さが制御される。したがって、１枚のウェーハにおいて、厚さの異なる複数の透明樹脂２７が複数箇所に形成される場合もあり得る。あるいは、１枚のウェーハにおいて、形成されたすべての透明樹脂２７の厚さが同じ場合もあり得る。なお、発光スペクトルの測定結果によっては、１枚のウェーハにおいて、どの半導体層１５にも透明樹脂２７が形成されない場合もあり得る。
透明樹脂２７の形成後、図５（ｂ）に示すように、透明樹脂２７を覆うように、ウェーハにおけるすべての半導体層１５の第１の主面１５ａ上に一括して蛍光体層２８を形成する。例えば、蛍光体粒子が分散された液状の透明樹脂（発光層１２及び蛍光体粒子の発光光に対して透明）をスキージ印刷法で塗布した後、熱硬化させることで、蛍光体層２８が形成される。
蛍光体層２８は、例えばスピンコート法により、ウェーハ全体にわたって上面が平坦になるように形成される。したがって、透明樹脂２７が形成された部分は、形成されていない部分に比べて相対的に蛍光体層２８の厚さが薄くなる。また、透明樹脂２７の厚さが厚いほど蛍光体層２８は薄くなる。また、半導体層１５の第１の主面１５ａから蛍光体層２８の上面までの距離は、透明材（透明樹脂２７）が存在する部分と、透明材（透明樹脂２７）が存在しない部分とでほぼ同一である。
特に前述したレーザーリフトオフ法により基板１０を剥離した場合には、半導体層１５がレーザ光の照射を受ける影響で、第１の主面１５ａから放出される光の波長が、同じウェーハ内であってもばらつく場合がある。第１の主面１５ａから放出される励起光のピーク波長がずれると、蛍光体層２８における蛍光発光の変換効率もしくは強度が変わり、結果として外部に放出される光の色がばらつく原因となり得る。
本実施形態では、各半導体層１５の第１の主面１５ａ側から得られる光の発光スペクトルの測定結果に基づいてウェーハ面内の色度ばらつきが計算され、その色度ばらつきに基づいて透明樹脂２７を設けるか否か、また設ける場合にはその厚さを調整する。このため、ウェーハ面内の色度ばらつきに応じて、蛍光体層２８の厚さが適切に調整され、外部に放出される光の色ばらつきを抑制できる。
なお、透明樹脂２７を使わずに、第１の主面１５ａ上への蛍光体層２８の供給量を部分的に制御して、蛍光体層２８の厚さをウェーハ上で部分的に変えることも考えられる。しかし、蛍光体層２８は蛍光体粒子を含むため、微小径のディスペンサーから微小領域に滴下することが難しく、生産性の低下をまねくおそれがある。
これに対して、本実施形態における透明樹脂２７は、蛍光体粒子を含まず、液状樹脂の状態で容易に微小領域に選択的に供給することができる。個々の半導体層１５の平面サイズを微小にすることで、個片化されたチップの平面サイズの小型化を図れ、また１枚のウェーハからとれるチップ数を増大させてコスト低減を図れる。
第１の主面１５ａ上に形成する透明材としては、透明樹脂２７に限らず、図６（ａ）に示すように、ガラスプレート３７を用いてもよい。
第１の主面１５ａ側から得られる光の発光スペクトルの測定結果に基づいて、ウェーハ内の全半導体層１５における選択された半導体層１５の第１の主面１５ａ上にのみガラスプレート３７を形成する。例えば、粘着層を介してガラスプレート３７を第１の主面１５ａ上に貼り付ける。また、発光スペクトルの測定結果に基づいて、ガラスプレート３７の厚さが制御される。
ガラスプレート３７の形成後、図６（ｂ）に示すように、ガラスプレート３７を覆うように、ウェーハにおけるすべての半導体層１５の第１の主面１５ａ上に一括して蛍光体層２８を形成する。蛍光体層２８は、例えばスピンコート法により、ウェーハ全体にわたって上面が平坦になるように形成される。したがって、ガラスプレート３７が形成された部分は、形成されていない部分に比べて相対的に蛍光体層２８の厚さが薄くなる。また、ガラスプレート３７の厚さが厚いほど蛍光体層２８は薄くなる。
本実施形態においても、各半導体層１５の第１の主面１５ａ側から得られる光の発光スペクトルの測定結果に基づいてウェーハ面内の色度ばらつきが計算され、その色度ばらつきに基づいてガラスプレート３７を設けるか否か、また設ける場合にはその厚さを調整する。このため、ウェーハ面内の色度ばらつきに応じて、蛍光体層２８の厚さが適切に調整され、外部に放出される光の色ばらつきを抑制できる。
また、ガラスプレート３７の場合には、液状の透明樹脂２７を滴下して硬化させる場合にに比べて、所望の形状に制御しやすい。例えば、ガラスプレート３７を凸状または凹状に形成することで、配光特性を制御するレンズとして機能させることもできる。
透明樹脂２７またはガラスプレート３７の屈折率は、半導体層１５の屈折率（例えばＧａＮの場合、２．５程度）と、蛍光体層２８の樹脂の屈折率（例えば１．５程度）との間であることが望ましい。半導体層１５と透明材（透明樹脂２７、ガラスプレート３７）との界面、および透明材と蛍光体層２８との界面での屈折率差が小さければ、光の透過率が高くなる。
蛍光体層２８の形成後、分離溝９（図２（ｂ））の位置でダイシングし、個片化する。ダイシング時、基板１０はすでに除去されている。さらに、分離溝９には、半導体層１５は存在せず、絶縁層１８として樹脂を埋め込んでおけば、容易にダイシングでき生産性を向上できる。さらに、ダイシング時に半導体層１５が受けるダメージを回避することができる。また、個片化後に、半導体層１５の側面が絶縁層１８で覆われて保護された構造が得られる。
個片化された半導体発光装置は、一つの半導体層（チップ）１５を含むシングルチップ構造であってもよいし、あるいは、複数の半導体層（チップ）１５を含むマルチチップ構造であってもよい。
ウェーハ状態で複数の半導体層１５を含む領域に一括して透明樹脂２７を供給すると、複数の半導体層１５間のダイシング領域上にも透明樹脂２７が供給される。そのダイシング領域上に透明樹脂２７が形成されている状態でダイシング領域を切断すると、チップのエッジ付近から蛍光体層を通過しない青色の光が放出される原因となり得る。したがって、透明樹脂２７は、１つの半導体層１５ごとに供給するのが好ましい。なお、マルチチップ構造では、複数の半導体層１５を含む領域に一括して透明樹脂２７を供給してもよい。
ダイシングされる前までの前述した各工程は、ウェーハ状態で一括して行われるため、個片化された個々の半導体発光装置ごとに、電極の再配線及びパッケージングを行う必要がなく、大幅な生産コストの低減が可能になる。すなわち、個片化された状態で、すでに電極の再配線及びパッケージングが済んでいる。また、ウェーハレベルで検査することが可能となる。このため、生産性を高めることができ、その結果として価格低減が容易となる。
透明材（透明樹脂２７またはガラスプレート３７）の中に微量の蛍光体粒子が含まれてもよい。その透明材の中に、赤色蛍光体粒子、緑色蛍光体粒子および黄色蛍光体粒子のいずれか１種類が含まれてもよいし、２種類あるいはすべて含まれてもよい。
例えば、赤色蛍光体粒子と緑色蛍光体粒子の２種類の蛍光体粒子を使って白色を得る場合、蛍光体層の膜厚制御だけでは、赤色蛍光体粒子と緑色蛍光体粒子の２種類の蛍光体粒子が共に増減する。
赤色蛍光体粒子のみまたは緑色蛍光体粒子のみを微量に含んだ透明材を使うことで、厳密な色調整が可能となる。
図７（ａ）〜図８（ｂ）は、第２実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す。
基板１０は、複数の半導体層１５が形成される素子領域６１と、素子領域６１よりも外側の外周部６２とを有する。図７（ａ）及び図８（ａ）は、外周部６２近傍の断面を表す。図７（ｂ）は、図７（ａ）に対応する状態のウェーハ全体の上面図を表す。図８（ｂ）は、図８（ａ）に対応する状態のウェーハ全体の上面図を表す。
本実施形態では、ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２のメッキ時に、内側配線６５及び外周配線６６も絶縁層１８の表面１８ｃ上に同時に形成される。
内側配線６５は、素子領域６１におけるダイシング領域（分離溝９が形成された領域）に、例えば格子状に形成される。外周配線６６は、外周部６２の絶縁層１８の表面１８ｃ上に形成される。外周配線６６は、外周部６２の周方向に連続して形成され、素子領域６１を連続した閉じたパターンで囲む。
内側配線６５は、ｐ側配線層２１の一部と一体につながっている。さらに、内側配線６５における外周部６２側の端部は外周配線６６と一体につながっている。したがって、ｐ側配線層２１は、内側配線６５を介して外周配線６６と電気的につながっている。ｎ側配線層２２は、ｐ側配線層２１、内側配線６５および外周配線６６とつながっていない。
さらに、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４のメッキ時に、外周配線６６上にも金属が析出される。このメッキ時、内側配線６５の上にはレジストが設けられ、内側配線６５の上には金属は析出されず、内側配線６５の上にはｐ側金属ピラー２３は設けられない。したがって、外周配線６６は、内側配線６５より厚くなる。外周配線６６の厚さ、ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とを合わせた厚さ、およびｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４とを合わせた厚さは、ほぼ同じである。ウェーハの外周部６２の周方向に連続して比較的厚い金属層が形成されていることで、ウェーハの機械的強度を高め、ウェーハの反りを抑制し、以降の工程における作業性が容易になる。
樹脂層２５を形成するときには、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、外周配線６６における外周側の一部を樹脂層２５から露出させる。
そして、基板１０の除去によって露出された第１の主面１５ａと、外周部６２で樹脂層２５から露出する外周配線６６との間に電圧を印加して発光層１２を発光させ、第１の主面１５ａから放出される光の発光スペクトルを測定する。
外周配線６６は、前述した内側配線６５を介して、ｐ側配線層２１に接続されている。したがって、上記電圧の印加により、発光層１２に対して、第２の半導体層１３側から正孔が注入され、第１の半導体層１１側から電子が注入される。これにより、発光層１２で電子と正孔とが再結合して発光する。そして、第１の主面１５ａから放出される光の発光スペクトルを測定する。
本実施形態では、前述したように、ｐ側配線層２１と接続された外周配線６６をウェーハ外周部６２に形成しておくことで、ｐ側金属ピラー２３を樹脂層２５で覆った状態でも、外周配線６６を通じてｐ側配線層２１に電圧を印加することができる。このため、比較的厚い樹脂層２５で強度を確保しつつ、測定作業を行え、生産性を損ねない。
その後、前述した実施形態と同様、基板１０の除去、蛍光体層２８の形成などが行われる。この後、分離溝９の位置でダイシングし、個片化する。前述した内側配線６５はダイシング領域に形成され、ダイシング幅は内側配線６５の幅とほぼ同じ、もしくは内側配線６５の幅よりも広い。この場合、ダイシング後、内側配線６５は個片化されたチップには残らない。また、ｐ側配線層２１における内側配線６５とつながった部分でカットされることになるので、結果としてｐ側配線層２１の一部の端面が樹脂層２５もしくは絶縁層１８から側方に露出した構造が得られ、個片化後もすべての端面が樹脂層２５に覆われているｎ側配線層２２との識別が可能になる。
個片化された半導体発光装置を実装基板に実装するにあたっては、樹脂層２５から露出するｐ側金属ピラー２３の下面及びｎ側金属ピラー２４の下面を、それぞれの極性に応じて実装基板の配線に接合させる必要がある。したがって、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４とを識別する必要があるが、それらの側面は樹脂層２５で覆われ、露出しているのは下面だけであり、小型化すると両者の識別が困難になる。
しかし、本実施形態では、ｐ側金属ピラー２３の下に設けられたｐ側配線層２１の一部の端面が樹脂層２５から側方に露出されているのに対し、ｎ側金属ピラー２４の下に設けられたｎ側配線層２２の端面はすべて樹脂層２５で覆われ露出していない。このため、金属ピラーのどちらがｐ側かｎ側かを、樹脂層２５の側面側に露出する端面を目安に容易に識別することができる。結果として、実装作業が容易になり、生産性が向上し、コスト低減を図れる。
次に、第３実施形態について説明する。
図９は、第３実施形態の半導体発光装置の製造方法において、基板１０を除去する工程以降のフローチャートを表す。
図１０（ａ）及び（ｂ）は、第３実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図である。
上記実施形態と同様に、基板１０上に、半導体層１５、ｐ側電極１６、ｎ側電極１７、絶縁層１４、１８、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および樹脂層２５が形成される。その後、上記実施形態と同様に、基板１０が除去される（ステップＳ１）。
次に、基板１０の除去によって露出された半導体層１５の第１の主面１５ａ上に、図１０（ａ）に示すように、第１の蛍光体層２８ａを形成する（ステップＳ２）。
ウェーハにおけるすべての半導体層１５を含む領域に一括して第１の蛍光体層２８ａを形成する。第１の蛍光体層２８ａは、各半導体層１５の第１の主面１５ａ上およびダイシング領域上に形成される。
第１の蛍光体層２８ａを形成する工程は、例えば、蛍光体粒子が分散された液状の透明樹脂（発光層１２及び蛍光体粒子の発光光に対して透明）を塗布する工程と、その後液状の透明樹脂を熱硬化させる工程とを有する。
第１の蛍光体層２８ａは、例えば真空スキージ印刷法により、ウェーハ全体にわたって上面が平坦になるように形成される。第１の蛍光体層２８ａの厚さは、ウェーハ面内でほぼ均一である。
次に、樹脂層２５を研削し、ｐ側金属ピラー２３の外部端子２３ａ及びｎ側金属ピラー２４の外部端子２４ａを露出させる。これら外部端子２３ａ及び２４ａは、はんだ等を介して実装基板に実装される。なお、基板１０を除去する前に、外部端子２３ａ及び２４ａを露出させてもよい。
次に、色度のウェーハ面内分布情報を取得する（ステップＳ３）。
具体的には、発光層１２を発光させ、第１の蛍光体層２８ａ側から得られる光の発光スペクトルを、各チップ（半導体層１５）ごとに測定する。第１の蛍光体層２８ａ側から得られる光は、たとえば、発光層１２の発光光と、その発光光によって励起された第１の蛍光体層２８ａの発光光との混合光である。測定された発光スペクトルから、ウェーハ面内の色度分布情報が得られる。なお、すべてのチップの発光スペクトルを測定してもよいし、選択されたチップのみの発光スペクトルを測定してもよい。
ウェーハプローバのプローブを外部端子２３ａ及び２４ａに接触させて、それら外部端子２３ａ及び２４ａを通じて発光層１２に電流を供給して、発光層１２を発光させる。プローブを接触させる対象である外部端子２３ａ及び２４ａは、ウェーハの同じ面側で露出されているため、通常のウェーハプローバで測定が可能である。また、半導体層１５の第１の主面１５ａは第１の蛍光体層２８ａで保護され、且つプローブは第１の主面１５ａにコンタクトしない。したがって、光学特性の測定時の半導体層１５の損傷を回避できる。
そして、上記色度のウェーハ面内分布情報に基づいて、図１０（ｂ）に示すように、ウェーハ内のすべての半導体層１５の中から選択された半導体層１５の第１の主面１５ａ上の第１の蛍光体層２８ａ上にのみ透明樹脂２７を形成する。
例えば、液状の透明樹脂２７をディスペンサー等を用いて第１の蛍光体層２８ａ上に供給した後、硬化させる。上記色度のウェーハ面内分布情報に基づいて、透明樹脂２７の供給量が制御され、透明樹脂２７の厚さが制御される。したがって、１枚のウェーハにおいて、厚さの異なる複数の透明樹脂２７が複数箇所に形成される場合もあり得る。あるいは、１枚のウェーハにおいて、形成されたすべての透明樹脂２７の厚さが同じ場合もあり得る。なお、発光スペクトルの測定結果によっては、１枚のウェーハにおいて、どの半導体層１５上にも透明樹脂２７が形成されない場合もあり得る。
色度のウェーハ面内分布情報から、ウェーハ内のすべてのチップ（半導体層１５）の色度ずれが閾値以下の場合、図９においてステップＳ４に進む。
すなわち、透明樹脂２７をどのチップ上にも形成することなく、第１の蛍光体層２８ａ上に第２の蛍光体層２８ｂを形成する。第２の蛍光体層２８ｂを形成する工程は、例えば、蛍光体粒子が分散された液状の透明樹脂（第１の蛍光体層２８ａ側から得られる光に対して透明）を第１の蛍光体層２８ａ上に塗布する工程と、その液状の透明樹脂を熱硬化させる工程とを有する。
第２の蛍光体層２８ｂは、例えば真空スキージ印刷法により、ウェーハ全体にわたって上面が平坦になるように形成される。ウェーハ面内で透明樹脂２７を形成しなかった場合、第２の蛍光体層２８ｂの厚さはウェーハ面内でほぼ均一である。
色度のウェーハ面内分布情報から、座標（ｘ，ｙ）のチップの色度ずれが閾値以上である場合、図９においてステップＳ５に進む。
すなわち、座標（ｘ，ｙ）のチップ上に、上記発光スペクトルを測定して得られた色度に応じた量（厚さ）の透明樹脂２７を供給する。色度ずれが閾値以上のすべてのチップについて、色度に応じた量（厚さ）の透明樹脂２７を供給する。
そして、対象とするすべてのチップ上に透明樹脂２７を供給した後、ステップＳ６において、図１０（ｂ）に示すように、第２の蛍光体層２８ｂを形成する。第２の蛍光体層２８ｂは、透明樹脂２７を覆うように、第１の蛍光体層２８ａ上に形成される。
第２の蛍光体層２８ｂは、例えば真空スキージ印刷法により、ウェーハ全体にわたって、上面が平坦になるように形成される。したがって、透明樹脂２７が形成された部分は、透明樹脂２７が形成されていない部分に比べて相対的に第２の蛍光体層２８ｂの厚さが薄くなる。また、透明樹脂２７の厚さが厚いほど第２の蛍光体層２８ｂは薄くなる。
半導体層１５の第１の主面１５ａから第２の蛍光体層２８ｂの上面までの距離は、透明樹脂２７が存在する部分と、透明樹脂２７が存在しない部分とでほぼ同一である。
本実施形態では、第１の蛍光体層２８ａ側から得られる光の発光スペクトルの測定結果に基づいてウェーハ面内の色度ばらつきが計算され、その色度ばらつきに基づいて透明樹脂２７を設けるか否か、また設ける場合にはその厚さを調整する。このため、ウェーハ面内の色度ばらつきに応じて、蛍光体層２８の厚さが適切に調整され、外部に放出される光の色ばらつきを抑制できる。
発光層１２から発光された光は、主に、第１の半導体層１１、第１の主面１５ａ、第１の蛍光体層２８ａおよび第２の蛍光体層２８ｂを進んで、外部に放出される。
透明樹脂２７は、第１の蛍光体層２８ａ側から得られる光の発光スペクトルに基づいて、第１の主面１５ａ上に設けられる。その発光スペクトルによっては、透明樹脂２７が設けられない場合もある。また、透明樹脂２７を設ける場合には、その厚さが、上記発光スペクトルに基づいて調整される。
第２の蛍光体層２８ｂの上面は平坦にされる。したがって、透明樹脂２７の厚さ（透明樹脂２７がない厚さゼロの場合も含む）によって、第２の蛍光体層２８ｂの厚さが変わってくる。すなわち、第２の蛍光体層２８ｂの供給量を一定とした場合、透明樹脂２７を厚くするほど、第２の蛍光体層２８ｂを薄くできる。
本実施形態では、色度のウェーハ面内分布情報に基づいて、透明樹脂２７を設けるか否か、さらには設ける場合にはその厚さを調整する。結果として、色度のウェーハ面内分布情報に基づいて、第１の蛍光体層２８ａ及び第２の蛍光体層２８ｂを含む蛍光体層全体の厚さが制御される。蛍光体層の厚さを、色度のウェーハ面内分布情報に基づいて適切に調整することで、外部に放出される光の色ばらつきを抑制することができる。
本実施形態においても、透明材としては、透明樹脂２７に限らず、図１１に示すように、ガラスプレート３７を用いてもよい。
すなわち、色度のウェーハ面内分布情報に基づいて、ウェーハ内の半導体層１５の中から選択された半導体層１５の第１の主面１５ａ上の第１の蛍光体層２８ａ上にのみガラスプレート３７を形成する。例えば、粘着層を介してガラスプレート３７を第１の蛍光体層２８ａ上に貼り付ける。また、色度の測定結果に基づいて、ガラスプレート３７の厚さが制御される。
ガラスプレート３７の形成後、ガラスプレート３７を覆うように、第１の蛍光体層２８ａ上に、第２の蛍光体層２８ｂを形成する。第２の蛍光体層２８ｂは、例えば真空スキージ印刷法により、ウェーハ全体にわたって、上面が平坦になるように形成される。したがって、ガラスプレート３７が形成された部分は、ガラスプレート３７が形成されていない部分に比べて相対的に第２の蛍光体層２８ｂの厚さが薄くなる。また、ガラスプレート３７の厚さが厚いほど第２の蛍光体層２８ｂは薄くなる。半導体層１５の第１の主面１５ａから第２の蛍光体層２８ｂの上面までの距離は、ガラスプレート３７が存在する部分と、ガラスプレート３７が存在しない部分とでほぼ同一である。
本実施形態においても、色度に基づいて、ガラスプレート３７を設けるか否か、また設ける場合にはその厚さを調整する。このため、色度に応じて、蛍光体層の厚さが適切に調整され、外部に放出される光の色ばらつきを抑制できる。
目的の色度が得られるように、第１の蛍光体層２８ａ及び第２の蛍光体層２８ｂのそれぞれの膜厚、それぞれに含まれる蛍光体粒子の濃度が設定されている。第１の蛍光体層２８ａにおける蛍光体粒子の濃度と、第２の蛍光体層２８ｂにおける蛍光体粒子の濃度とは、同じでも、異なっていてもよい。
ここで、図１２は、青色帯域の光を発光するＧａＮ系材料を使ったＬＥＤチップ（半導体層１５）の発光波長のウェーハ面内分布の一例を表す。横軸は発光波長を表し、右方ほど長波長になる。縦軸は頻度を表す。
このような青色ＬＥＤの発光波長のウェーハ面内分布に対して、短波長側をセンター値として、または中央値をセンター値として、または長波長側をセンター値として、蛍光体層における蛍光体粒子濃度のセンター値、膜厚のセンター値が設定される。
例えば、赤色蛍光体粒子及び緑色蛍光体粒子の励起光の吸収率は、青色ＬＥＤの発光波長が長波長側にシフトすると下がる。
したがって、青色ＬＥＤの発光波長のセンター値を短波長側に設定する場合には、赤色蛍光体粒子及び緑色蛍光体粒子を含む蛍光体層では、蛍光体粒子濃度をセンター値から濃くする、または膜厚をセンター値から厚くする補正をする。
また、青色ＬＥＤの発光波長のセンター値を長波長側に設定する場合には、赤色蛍光体粒子及び緑色蛍光体粒子を含む蛍光体層では、蛍光体粒子濃度をセンター値から薄くする、または膜厚をセンター値から薄くする補正をする。すなわち、励起光である青色ＬＥＤの発光波長が短波長になるほど赤色蛍光体粒子及び緑色蛍光体粒子の吸収率が上がるため、青色ＬＥＤの発光波長のセンター値を長波長側に設定する場合には、相対的に透明樹脂の量を増やし、蛍光体層の量を減らすことで色度補正する。
第１の蛍光体層２８ａに含まれる蛍光体粒子の種類と、第２の蛍光体層２８ｂに含まれる蛍光体粒子の種類とを同じにすると、第１の蛍光体層２８ａを形成した段階での色度ずれを、第２の蛍光体層２８ｂで補正することが容易になる。すなわち、第１の蛍光体層２８ａと第２の蛍光体層２８ｂとの間で異なる種類の蛍光体粒子が含まれないことが好ましい。
例えば、第１の蛍光体層２８ａが黄色蛍光体粒子を含む場合には、第１の蛍光体層２８ａと同じ種類の黄色蛍光体粒子を含む第２の蛍光体層２８ｂを用いる。あるいは、第１の蛍光体層２８ａが赤色蛍光体粒子及び緑色蛍光体粒子を含む場合には、第１の蛍光体層２８ａと同じ種類の赤色蛍光体粒子及び緑色蛍光体粒子を含む第２の蛍光体層２８ｂを用いる。
蛍光体粒子濃度が薄いと、蛍光体層の膜厚のばらつきによる色度の感度が小さくなる。また、目的とする色度は蛍光体粒子の総量に依存する。そのため、蛍光体粒子濃度を薄くし過ぎると、蛍光体粒子の必要な総量を確保するために膜厚が厚くなりすぎ、配光性、パッケージ形状に影響する可能性がある。
したがって、第１の蛍光体層２８ａは、第２の蛍光体層２８ｂよりも、膜厚が薄く、且つ高濃度に蛍光体粒子を含むことが好ましい。逆に、第２の蛍光体層２８ｂは、第１の蛍光体層２８ａよりも、膜厚が厚く、且つ低濃度に蛍光体粒子を含むことが好ましい。第２の蛍光体層２８ｂを形成した段階では、第２の蛍光体層２８ｂ自身の膜厚ばらつきと、透明材（透明樹脂２７、ガラスプレート３７）の膜厚のばらつきが生じうる。そのため、第２の蛍光体層２８ｂでは、蛍光体粒子濃度を第１の蛍光体層２８ａよりも低くして、膜厚のばらつきによる蛍光体粒子量のばらつきを抑えることが好ましい。
緑色蛍光体粒子と赤色蛍光体粒子とでは、青色ＬＥＤの発光波長に対する感度が異なる。青色ＬＥＤの発光波長のずれに対して、緑色蛍光体粒子の方が赤色蛍光体粒子よりも感度が大きい。したがって、第１の蛍光体層２８ａにおける、膜厚のばらつき、蛍光体粒子の分散ばらつき等で、緑色蛍光体粒子による大きな色度ばらつきが生じる可能性がある。
したがって、第１の蛍光体層２８ａは、第２の蛍光体層２８ｂよりも、赤色蛍光体粒子に対する緑色蛍光体粒子の相対濃度を低くし、さらに、透明材（透明樹脂２７、ガラスプレート３７）に微量の緑色蛍光体粒子を混入させることで、緑色蛍光体粒子による色度ずれを抑制することができる。
蛍光体層２８、第１の蛍光体層２８ａおよび第２の蛍光体層２８ｂとしては、以下に例示する赤色蛍光体層、黄色蛍光体層、緑色蛍光体層、青色蛍光体層を用いることができる。
赤色蛍光体層は、例えば、窒化物系蛍光体ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕやサイアロン系蛍光体を含有することができる。
サイアロン系蛍光体を用いる場合、特に、
（Ｍ１−ｘ，Ｒｘ）ａ１ＡｌＳｉｂ１Ｏｃ１Ｎｄ１・・・組成式（１）
（ＭはＳｉ及びＡｌを除く少なくとも１種の金属元素であり、特に、Ｃａ若しくはＳｒの少なくとも一方が望ましい。Ｒは発光中心元素であり、特に、Ｅｕが望ましい。ｘ、ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１は、次の関係を満たす。０＜ｘ≦１、０．６＜ａ１＜０．９５、２＜ｂ１＜３．９、０．２５＜ｃ１＜０．４５、４＜ｄ１＜５．７）を用いることが好ましい。
組成式（１）で表されるサイアロン系蛍光体を用いることで、波長変換効率の温度特性が向上し、大電流密度領域での効率をさらに向上させることができる。
黄色蛍光体層は、例えば、シリケート系蛍光体（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕを含有することができる。
緑色蛍光体層は、例えば、ハロ燐酸系蛍光体（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６・Ｃｌ２：Ｅｕやサイアロン系蛍光体を含有することができる。
サイアロン系蛍光体を用いる場合、特に、
（Ｍ１−ｘ，Ｒｘ）ａ２ＡｌＳｉｂ２Ｏｃ２Ｎｄ２・・・組成式（２）
（ＭはＳｉ及びＡｌを除く少なくとも１種の金属元素であり、特に、Ｃａ若しくはＳｒの少なくとも一方が望ましい。Ｒは発光中心元素であり、特に、Ｅｕが望ましい。ｘ、ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２は、次の関係を満たす。０＜ｘ≦１、０．９３＜ａ２＜１．３、４．０＜ｂ２＜５．８、０．６＜ｃ２＜１、６＜ｄ２＜１１）を用いることが好ましい。
組成式（２）で表されるサイアロン系蛍光体を用いることで、波長変換効率の温度特性が向上し、大電流密度領域での効率をさらに向上させることができる。
青色蛍光体層は、例えば、酸化物系蛍光体ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕを含有することができる。
実施形態によれば、半導体発光装置は、
第１の主面と、その反対側に形成された第２の主面と、発光層とをそれぞれ含む複数の半導体層と、
前記第２の主面における前記発光層を有する領域に設けられた第１の電極と、
前記第２の主面に設けられた第２の電極と、
前記半導体層の前記第２の主面側に設けられ、前記第１の電極につながる第１の開口部と、前記第２の電極につながる第２の開口部とを有する第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層の前記第１の開口部に設けられ、前記第１の電極と接続された第１の配線層と、
前記第１の絶縁層の前記第２の開口部に設けられ、前記第２の電極と接続された第２の配線層と、
前記第１の配線層における前記第１の電極に対する反対側の面に設けられた第１の金属ピラーと、
前記第２の配線層における前記第２の電極に対する反対側の面に設けられた第２の金属ピラーと、
前記第１の金属ピラーの側面と前記第２の金属ピラーの側面との間に設けられた第２の絶縁層と、
前記複数の半導体層から選択された半導体層のうち、一部分の前記第１の主面上のみに設けられ、前記発光層が発する光に対して透明な透明材と、
前記透明材を覆うように、前記複数の半導体層すべての前記第１の主面上に設けられた蛍光体層と、
を備えている。
また、実施形態によれば、前記透明材は、透明樹脂である。
また、実施形態によれば、前記透明材は、ガラスプレートである。
また、実施形態によれば、前記蛍光体層の上面は平坦であり、
前記透明材が設けられた部分の前記蛍光体層の厚さは、前記透明材が設けられていない部分の前記蛍光体層の厚さよりも薄い。
また、実施形態によれば、異なる厚さの前記透明材が、複数箇所に設けられている。
また、実施形態によれば、前記第１の電極の面積は、前記第２の電極の面積よりも広い。
また、実施形態によれば、前記第２の配線層と前記第２の金属ピラーとが接触する面積は、前記第２の配線層と前記第２の電極とが接触する面積より大である。
また、実施形態によれば、前記第１の配線層と前記第１の金属ピラーとが接触する面積は、前記第１の配線層と前記第１の電極とが接触する面積より大である。
また、実施形態によれば、前記第２の配線層の一部は、前記第１の絶縁層上を、前記発光層に重なる位置まで延在している。
また、実施形態によれば、前記第１の金属ピラー及び前記第２の金属ピラーのそれぞれの厚みは、前記半導体層、前記第１の電極、前記第２の電極、前記第１の絶縁層、前記第１の配線層及び前記第２の配線層を含む積層体の厚みよりも厚い。
９…分離溝、１０…基板、１１…第１の半導体層、１２…発光層、１３…第２の半導体層、１５…半導体層、１５ａ…第１の主面、１６…ｐ側電極、１７…ｎ側電極、１８…絶縁層、２１…ｐ側配線層、２２…ｎ側配線層、２３…ｐ側金属ピラー、２４…ｎ側金属ピラー、２５…樹脂層、２７…透明樹脂、２８…蛍光体層、２８ａ…第１の蛍光体層、２８ｂ…第２の蛍光体層、３７…ガラスプレート

Claims (18)

  1. 基板と、第１の主面とその反対側に形成された第２の主面と発光層とを含み、分離溝によって前記基板上で複数に分離された半導体層と、前記基板に対する反対側の前記第２の主面における前記発光層を有する領域に設けられた第１の電極と、前記第２の主面に設けられた第２の電極と、前記半導体層の前記第２の主面側に設けられ、前記第１の電極につながる第１の開口部と前記第２の電極につながる第２の開口部とを有する第１の絶縁層と、を含む積層体における前記第１の絶縁層の前記第１の開口部に、第１の配線層を形成する工程と、
    前記第１の絶縁層の前記第２の開口部に、第２の配線層を形成する工程と、
    前記第１の配線層における前記第１の電極に対する反対側の面に、第１の金属ピラーを形成する工程と、
    前記第２の配線層における前記第２の電極に対する反対側の面に、第２の金属ピラーを形成する工程と、
    前記第１の金属ピラーの側面と前記第２の金属ピラーの側面との間に、第２の絶縁層を形成する工程と、
    前記第１の主面側から得られる光の発光スペクトルに基づいて、前記複数の半導体層から選択された半導体層の前記第１の主面上に、前記光に対して透明な透明材を形成する工程と、
    前記透明材上及び前記複数の半導体層の前記第１の主面上に、蛍光体層を形成する工程と、
    を備えたことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
  2. 前記蛍光体層の上面が平坦になるように、前記蛍光体層を形成することを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置の製造方法。
  3. 前記透明材を形成する工程は、
    液状の透明樹脂を前記第１の主面上に供給する工程と、
    前記第１の主面上に供給された透明樹脂を硬化させる工程と、
    を有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光装置の製造方法。
  4. 前記発光スペクトルから、前記複数の半導体層を含むウェーハの面内の色度ばらつきを算出する工程をさらに備え、
    前記色度ばらつきに基づいて、前記透明材を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
  5. 前記蛍光体層を相対的に薄くする部分ほど、前記透明材を厚く形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
  6. 前記半導体層の前記第１の主面から前記蛍光体層の上面までの距離は、前記透明材が存在する部分と、前記透明材が存在しない部分とで、ほぼ同一であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
  7. 前記透明材を形成する前に、前記基板の除去によって露出された前記第１の主面と、前記第１の配線層との間に電圧を印加して前記発光層を発光させ、前記第１の主面から放出される光の前記発光スペクトルを測定する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
  8. 基板と、第１の主面とその反対側に形成された第２の主面と発光層とを含み、分離溝によって前記基板上で複数に分離された半導体層と、前記基板に対する反対側の前記第２の主面における前記発光層を有する領域に設けられた第１の電極と、前記第２の主面に設けられた第２の電極と、前記半導体層の前記第２の主面側に設けられ、前記第１の電極につながる第１の開口部と前記第２の電極につながる第２の開口部とを有する第１の絶縁層と、を含む積層体における前記第１の絶縁層の前記第１の開口部に、第１の配線層を形成する工程と、
    前記第１の絶縁層の前記第２の開口部に、第２の配線層を形成する工程と、
    前記第１の配線層における前記第１の電極に対する反対側の面に、第１の金属ピラーを形成する工程と、
    前記第２の配線層における前記第２の電極に対する反対側の面に、第２の金属ピラーを形成する工程と、
    前記第１の金属ピラーの側面と前記第２の金属ピラーの側面との間に、第２の絶縁層を形成する工程と、
    前記第１の主面上に第１の蛍光体層を形成する工程と、
    前記第１の蛍光体層側から得られる光の発光スペクトルに基づいて、前記複数の半導体層から選択された半導体層上の前記第１の蛍光体層上に、前記光に対して透明な透明材を形成する工程と、
    前記透明材及び前記第１の蛍光体層上に、第２の蛍光体層を形成する工程と、
    を備えたことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
  9. 前記第１の蛍光体層と前記第２の蛍光体層とは、同種の蛍光体粒子を含むことを特徴とする請求項８記載の半導体発光装置の製造方法。
  10. 前記第１の蛍光体層は、前記第２の蛍光体層よりも、膜厚が薄く、且つ高濃度に蛍光体粒子を含むことを特徴とする請求項８または９に記載の半導体発光装置の製造方法。
  11. 前記第１の蛍光体層及び前記第２の蛍光体層は、前記発光層が発する光に励起されて赤色光を発する赤色蛍光体粒子と、前記発光層が発する光に励起されて緑色光を発する緑色蛍光体粒子とを含み、
    前記第１の蛍光体層は、前記第２の蛍光体層よりも、前記赤色蛍光体粒子に対する前記緑色蛍光体粒子の相対濃度が低いことを特徴とする請求項９または１０に記載の半導体発光装置の製造方法。
  12. 前記透明材に前記緑色蛍光体粒子を混入することを特徴とする請求項１１記載の半導体発光装置の製造方法。
  13. 前記第１の蛍光体層及び前記第２の蛍光体層を、それぞれ上面が平坦になるように形成することを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
  14. 前記透明材を形成する工程は、
    液状の透明樹脂を前記第１の蛍光体層上に供給する工程と、
    前記第１の蛍光体層上に供給された透明樹脂を硬化させる工程と、
    を有することを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
  15. 前記第２の蛍光体層を相対的に薄くする部分ほど、前記透明材を厚く形成することを特徴とする請求項８〜１４のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
  16. 前記半導体層の前記第１の主面から前記第２の蛍光体層の上面までの距離は、前記透明材が存在する部分と、前記透明材が存在しない部分とで、ほぼ同一であることを特徴とする請求項８〜１５のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
  17. 前記第１の蛍光体層を形成した後、前記透明材を形成する前に、前記第１の金属ピラーの前記第１の配線層に対する反対側の面と、前記第２の金属ピラーの前記第２の配線層に対する反対側の面との間に電圧を印加して前記発光層を発光させ、前記第１の主面から前記第１の蛍光体層を介して放出される光の前記発光スペクトルを測定する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項８〜１６のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
  18. 前記発光スペクトルに基づいて、前記透明樹脂の供給量を調整することを特徴とする請求項３または１４に記載の半導体発光装置の製造方法。
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