JP2012124443A - 半導体発光装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リードフレーム等の実装用回路基板がなくても、高い発光効率を維持したまま製造し易いＬＥＤ装置を提供する。
【解決手段】バンプ電極１４を有するＬＥＤ素子１８は反射剤を含む封止部材１１によって側面とともに下面が封止され、上面には蛍光体層１５がある。封止部材１１の下面にはバンプ電極１４に接続する接続電極１７が形成されている。このとき封止部材１１とバンプ電極１４の下面の高さが略一致し、接続電極１７がメッキ電極からなる。ＬＥＤ素子１８の側面と下面を反射性の封止部材１１で囲むとＬＥＤ素子１８の発光が全て上方に向かうため発光効率が高い。この状態で封止部材１１とバンプ電極１４の下面を平坦にしておくことで接続電極１７の形成にメッキ法が適用できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体発光素子を樹脂等で封止し、外部基板との接続電極を備える半導体発光装置及びその製造方法に関する。

半導体発光素子（以後とくに断らない限りＬＥＤ素子と呼ぶ）を樹脂等で封止し、外部基板との接続電極を備える半導体発光装置（以後とくに断らない限りＬＥＤ装置と呼ぶ）のなかで、反射剤が入った封止部材でＬＥＤ素子の側面を封止したＬＥＤ装置が知られている（例えば特許文献１）。

特許文献１の図１を図１１に示す。図１１は、反射剤入りの第１封止樹脂６がＬＥＤチップ４（ＬＥＤ素子）の周囲を埋めるようにしたＬＥＤ装置の断面図である。ＬＥＤチップ４は、セラミック材により作られたリフレクトケース１の中央に配置され、リフレクトケース１は四角錘状の開口２を備えている。ＬＥＤチップ４はリードフレーム３ａにダイボンディングされ、ＬＥＤチップ４の上面電極はリードフレーム３ｂとボンディングワイヤ５により接続している。

このＬＥＤチップ４は、エピタキシャル発光層から青色光が発光し、ＺｎＳｅ基板から黄色光が発光する。この黄色光と青色光のうち側方に向かう光は第１封止樹脂６の反射材で反射しＬＥＤチップ４内へ戻される。下方に向かう光はＬＥＤチップ４の底面に形成された反射層（図示せず）で反射される。このようにして最終的に青色光及び黄色光の全てがＬＥＤチップ４の上面から出射する。この結果、二色混合が効果的に行われ高輝度の白色光が得られる。

ＬＥＤ素子側面を白色反射性部材でとり囲むと、ＬＥＤ装置としては、ＬＥＤ素子側面から出射し有効利用しにくい光線をＬＥＤ素子上面方向に向かわせられるため光利用効率が向上する。しかしながら特許文献１のリードフレーム３ｂやリフレクトケース１のようにＬＥＤ素子（ＬＥＤチップ４）を実装するための回路基板があるとＬＥＤ装置が厚くなる。そこで薄型化に向け実装用回路基板を備えないＬＥＤ装置が望まれる。

このようなＬＥＤ装置は例えば特許文献２の図２Ｄに示されている。特許文献２の図２Ａ〜Ｄを図１２（ａ）〜（ｄ）に示す。図１２（ｄ）に示した薄型パッケージ電子デバイス２１６（ＬＥＤ装置）は、下部に電気接続部２０２，２０４，２０６（接続電極）を備え、電気接続部２０４上には接着剤２１８を介して電子デバイス２０８（ＬＥＤ素子）がダイボンドされ、固定材２１４（封止部材）で電気接続部２０２，２０４，２０６及び電子デバイス２０８をモールド固定している。なお、電気接続部２０２，２０６と電子デバイス２０８はワイヤボンド２１０，２１２で接続している。

図１２（ａ）〜（ｄ）によりこの薄型パッケージ電子デバイス２１６の製造方法を説明する。基板２００上には３つの電気接続部２０２，２０４，２０６（トレース又はパッド等）が設けられている（ａ）。電子デバイス２０８は電気接続部２０４の上に接着剤２１８により搭載され、電子デバイス２０８と電気接続部２０２，２０６をワイヤボンド２１０，２１２で結合する（ｂ）。次に電子デバイス２０８と電気接続部２０２〜２０６、ワイヤボンド２１０，２１２を固定剤２１４で封止固定する（ｃ）。最後に基板２００を除去し、電気接続部２０２〜２０６が薄型パッケージ電子デバイス２１６上のパッケージ接続部として露出する（ｄ）。

特開２００２−４３６２５号公報 （図１） 特開２００６−１７３６０５号公報 （図２Ａ〜Ｄ）

特許文献２のように電極を備えた基板にＬＥＤ素子を実装し、封止部材でＬＥＤ素子とともに基板表面をモールドしてから、基板だけを除去し封止部材下面に電極だけを残す製造方法では、電極と基板がＬＥＤ素子の実装に耐えられるようにしっかり接着していなければならないため基板除去に困難がともなう。

そこで本発明は、この課題を解決するため、実装用回路基板がなくても、高い発光効率を維持したまま製造し易いＬＥＤ装置及びその製造方法の提供を目的とする。

上記課題を解決するため本発明は、バンプ電極を有する半導体発光素子と、該半導体発光素子から出射する光を波長変換する蛍光体層と、少なくとも該半導体発光素子の側面を封止する封止部材と、外部基板との接続をとる接続電極とを備える半導体発光装置において、
前記蛍光体層は前記半導体発光素子の上面に形成され、
前記封止部材は反射剤を含み、前記半導体発光素子の側面とともに前記バンプ電極を除く前記半導体発光素子の下面を封止し、
前記封止部材と前記バンプ電極の下面の高さが略一致し、
前記接続電極が前記封止部材及び前記バンプ電極の下面に接し、メッキ電極からなることを特徴とする。

上記構成の半導体発光素子は、蛍光体層が半導体発光素子の上面に形成され、反射剤を含む封止部材で半導体発光素子の側面とともに底面（下面）を封止している。蛍光体層を半導体発光素子の上面に形成する方法は、周知の塗布法や印刷法が適用できるため工程としては容易である。また反射剤を含む封止部材で半導体発光素子の側面と底面を封止しているため、半導体発光素子から出射する光は吸収される分を除いて全て上方に向かうため発光効率が高い。

またこの半導体発光装置において、封止部材と半導体発光素子のバンプ電極は下面の高さが略一致しており、接続電極が封止部材の下面に形成される。この接続電極はメッキ電極からなる。バンプ電極の下面の高さが略一致しているため、周知のメッキ法で封止部材の下面にメッキ電極を容易に形成できる。この結果、従来から知られている基板を除去して電極パターンを封止部材下面に残す半導体発光装置比べ、本発明の半導体発光装置は著しく製造が容易になる。

前記蛍光体層が前記半導体層の上面にのみ存在し、該蛍光体層の側面が前記封止部材で封止されていても良い。

前記蛍光層の上面に透明層を備え、該透明層の側面が前記封止部材で封止されていても良い。

前記封止部材の下に第２封止部材があっても良い。

前記封止部材のバインダがシリコーン樹脂であっても良い。

前記封止部材のバインダが焼結するとガラス質となる無機バインダであっても良い。

前記半導体発光素子は、ｎ型半導体層と接続する前記バンプ電極が保護膜を介してｐ型半導体層と積層していることが好ましい。

前記半導体発光素子は電極面の略中央に前記ｎ型半導体層の露出部を備えることが好ましい。

上記課題を解決するため本発明は、バンプ電極を有する半導体発光素子の上面に該半導体発光素子から出射する光を波長変換する蛍光体層を形成するとともに、少なくとも該半導体発光素子側面を封止部材で封止し、該封止部材の底面には接続電極を形成する半導体発光装置の製造方法において、
上面に粘着層を備える支持基板に前記バンプ電極が形成された面を上に向けて複数の前記半導体発光素子を配置する素子配置工程と、
前記複数の半導体発光素子の側面とともに前記バンプ電極を有する面を、反射剤を含む前記封止部材で封止する封止工程と、
前記封止部材と前記バンプ電極の高さが一致するように該封止部材又は該バンプ電極を削る研磨工程と、
前記封止部材で前記複数の半導体発光素子が連結した集合体の前記バンプ電極が露出した面にメッキ法で前記接続電極を形成する電極形成工程と、
前記集合体を切断して個片化する個片化工程と
を備えることを特徴とする。

上記の製造方法により製造される半導体発光装置は、半導体発光素子の側面及び底面（バンプ電極が形成された面）が反射剤を含む封止部材で囲まれているため発光効率が高い。また封止部材で複数の半導体発光素子が連結した集合体のバンプ電極露出側の面が平坦であるため、メッキ法で接続電極が簡単に形成できることから製造が容易である。

前記メッキ法が電解メッキ法であることが好ましい。

前記電極形成工程の後に前記集合体を前記支持基板から剥離し、接続電極を形成した面を下にして新たな支持基板上に配置してから、前記集合体上面に前記蛍光体層を形成しても良い。

前記半導体発光素子が連結して配列したウェハーに前記蛍光体層を形成し、該ウェハーを個片化して得られた前記半導体発光素子を前記支持基板に配置しても良い。

以上のように本発明の半導体発光層装置及びその製造方法は、リードフレーム等の実装用回路基板がなくても、高い発光効率を維持したまま簡単に製造できる。

本発明の第１実施形態におけるＬＥＤ装置の断面図。 図１の部分拡大図。 図１に示したＬＥＤ装置の製造方法の説明図。 図１に示したＬＥＤ装置の製造方法の説明図。 本発明の第２実施形態におけるＬＥＤ装置の断面図。 図５の部分拡大図。 図５に示したＬＥＤ素子の製造方法の説明図。 本発明の第３実施形態におけるＬＥＤ装置の断面図。 参考例のＬＥＤ素子の電極面を示す平面図。 本発明の第４実施形態におけるＬＥＤ素子の説明図。 従来のＬＥＤ装置の断面図。 従来のＬＥＤ装置の断面図及びその工程図。

以下、添付図１〜１０を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また説明のため部材の縮尺は適宜変更している。さらに特許請求の範囲に記載した発明特定事項との関係をカッコ内に記載している。
（第１実施形態）

図１により本発明の第１実施形態におけるＬＥＤ装置１０（半導体発光装置）の構造を説明する。図１は本実施形態のＬＥＤ装置１０の断面図である。ＬＥＤ装置１０において、接続電極１７は上面でＬＥＤ素子１８のバンプ電極１４と接続している。ＬＥＤ素子１８は２個のバンプ電極１４の上に半導体層１３とサファイア基板１２が積層している。ＬＥＤ素子１８の側面及びバンプ電極１４を除く底面（下面）は、反射剤を含む封止部材１１で封止されている。ＬＥＤ素子１８及び封止部材１１の上面には蛍光体層１５が形成され、蛍光体層１５に透明樹脂層１６が積層している。封止部材１１とバンプ電極１４の下部の高さは一致しており、バンプ電極１４を含む封止部材１１の底面に接続電極１７が形成されている。

封止部材１１において反射剤は酸化チタンであり、バインダはシリコーン樹脂である。同様に蛍光体層１５は蛍光体粒子をシリコーン樹脂に混練したものであり、透明樹脂層１６もシリコーン樹脂である。接続電極１７は電解メッキ法で形成したメッキ電極である。ＬＥＤ素子１８は青色発光ダイオードである。

接続電極１７は図の上から、メッキ用共通電極で使ったＴｉＷ、電解メッキ法で形成したＣｕ，Ｎｉ，Ａｕが積層し１０μｍ程度の厚さになる。サファイア基板１２は厚さが８０〜１２０μｍ、半導体層１３は厚さが７μｍ程度であり、バンプ電極１４は電解メッキ法で形成すれば厚さが１０〜３０μｍ程度になる。ＬＥＤ素子１８から下方向に出射した光を効率良く上方に向けるには、ＬＥＤ素子１８の下面に設けた封止部材１１の厚さが３０μｍ以上あることが好ましい。蛍光体層１５及び透明樹脂層１６は厚さが１００μｍ程度である。

図２によりＬＥＤ装置１０から出射する光の様子を説明する。図２は図１のＡで囲んだ領域の拡大図に、半導体層１３から出射した青色の光線Ｌ１，Ｌ２を書き加えたものである。半導体層１３から出射する青色光のうち光線Ｌ１は、サファイア基板１２、蛍光体層１５及び透明樹脂層１６を通りＬＥＤ装置１０から出射する。光線Ｌ２はサファイア基板１２の側面を抜け封止部材１１に侵入し、ここで反射剤により反射し再びサファイア基板１２に戻り、蛍光体層１５と透明樹脂層１６を通りＬＥＤ装置１０から出射する。下に向かった光線（図示せず）は、下方の封止部材１１、バンプ電極１４、又はＬＥＤ素子１８の反射層（図示せず、バンプを有するＬＥＤ素子は反射層を備えることが多い）で反射し上に向かう。以上のようにＬＥＤ素子１８の半導体層１３から出射した光線Ｌ１，Ｌ２等は、吸収などの損失を除きサファイア基板１２の上面を通ってＬＥＤ装置１０から出射する。蛍光体層１５では青色光の一部が蛍光体により波長変換され、この波長変換された光と青色光の加色混合により白色化する。なお蛍光体層１５の発光は等方的であるが下に向かった光線は前述の下に向かう青色光と同様にして上に向かう。

図３と図４により本実施形態のＬＥＤ装置１０の製造方法を説明する。図３，４はＬＥＤ装置１０の製造方法の説明図である。（ａ）と（ｂ）は、上面に粘着層を備える支持基板３１にバンプ電極１４が形成された面を上に向けて複数のＬＥＤ素子１８を配置する素子配置工程を示している。（ａ）で示した支持基板３１はガラスからなり、上面に形成された粘着層（図示せず）は紫外線により粘着力を失う。支持基板３１を準備したら、所定の間隔で支持基板３１上にＬＥＤ素子１８を配置する（ｂ）。このときサファイア基板１２（番号は図1，２に示した）側を粘着させる。

（ｃ）は複数のＬＥＤ素子１８の側面とともにバンプ電極１４を有する面を、反射剤を含む封止部材１１で封止する封止工程である。封止部材１１はバンプ電極１４を覆うように塗布し、約１５０℃程度で硬化させる。

（ｄ）は封止部材１１とバンプ電極１４の高さが一致するように封止部材１１を削る研磨工程である。バンプ電極１４の表面が現れるまで封止部材１１を研磨する。このとき多少はバンプ電極１４も研磨して良い。封止部材１１を削るには研磨剤を使っても良いし、刃で研削しても良い。バンプ電極１４上面の方が封止部材１１上面より高い場合はバンプ電極１４を削っても良い。この結果、バンプ電極１４上面と封止部材１１上面の高さを一致させることができる。また、封止部材１１で複数のＬＥＤ素子１８が連結した集合体３２ができあがる。

（ｅ）〜（ｉ）は集合体３２のバンプ電極１４の露出面にメッキ法で接続電極１７を形成する電極形成工程を示している。まず集合体３２の上面にＴｉＷからなるメッキ用共通電極膜３３を形成する（ｅ）。次に感光性のレジスト膜３４を塗布し、露光・現像により接続電極１７を形成する領域を開口させる（ｆ）。メッキ用共通電極膜３３を使って開口部に電解メッキ法によりＣｕ，Ｎｉ，Ａｕが積層した金属層３５を形成する（ｇ）。レジスト膜３４を除去する（ｈ）。最後に金属層３５をマスクとしてメッキ用共通電極膜３３をエッチングする（ｉ）。以上のようにしてＴｉＷ層上に金属層３５を備えた接続電極１７が集合体３２の上面に形成される。

（ｊ）は電極形成工程の後に集合体３２を支持基板３１から剥離し、接続電極１７を形成した面を下にして新たな支持基板３６上に配置し直す工程である。なお支持基板３１を剥離する前に、ガラスからなる支持基板３１を介して粘着層に紫外線を照射し粘着層の粘着力を失わせる。この結果、集合体３２を容易に剥離できる。また支持基板３６はダイシングシートである。

（ｋ）は集合体３２上面に蛍光体層１５を形成する工程である。シリコーン樹脂と蛍光体を混練した蛍光体ペーストを集合体３２に塗布し約１５０℃で硬化させる。（ｌ）は蛍光体層１５上面に透明樹脂層１６を形成する工程である。硬化前のシリコーン樹脂を塗布し約１５０℃で硬化させる。（ｍ）は集合体３２を切断してＬＥＤ装置１０に個片化する個片化工程である。

封止部材１１、蛍光体層１５、透明樹脂層１６に含まれるシリコーン樹脂の本格的な硬化（架橋）はＬＥＤ装置１０に個片化した後で行なうのが好ましい。このようにすると硬化にともなう収縮の影響で起こる位置ズレを防止できる。また本実施形態では封止部材１１、蛍光体層１５のバインダをシリコーン樹脂としていたが、オルガノポリシロキサンのように焼結するとガラス質となる無機バインダであっても良い。このバインダも触媒により約１５０℃程度で硬化する。またバインダが無機質であるため耐熱性が高く光劣化が少ないという特徴もある。

本実施形態では接続電極１７を形成するのに電解メッキ法を採用したが、電解メッキ法
に限らず蒸着法やスパッタ法、ＣＶＤ法など他のメッキ法でも良い。しかしながら電解メッキ法は大気中及び低温で処理できるため扱いやすい。

蛍光体層１５に含まれる蛍光体として緑色発光用の蛍光体が含まれる場合、ＬＥＤ素子１８の青色発光波長の変動によりこの蛍光体の発光効率が変化することがある。すなわちＬＥＤ素子１８の発光波長がばらつくとＬＥＤ装置１０が出射する白色光の色度もばらつく。これを押さえ込むためには（ｂ）の工程で配置するＬＥＤ素子１８の発光波長を揃えておき、（ｋ）の工程で蛍光体層１５の厚みを調整すれば良い。この結果、ＬＥＤ装置１０の発光色を狭い範囲に収めることが可能となる。
（実施形態２）

図５により本発明の第２実施形態におけるＬＥＤ装置４０（半導体発光装置）の構造を説明する。図５は本実施形態のＬＥＤ装置４０の断面図である。ＬＥＤ装置４０と図１に示した第１実施形態のＬＥＤ装置１０との主な差異は、図５において蛍光体層４５がＬＥＤ素子４８の上面にのみ存在し、その蛍光体層４５の側面が反射剤を含む封止部材４１で封止されていることである。いっぽう図５において、接続電極４７が封止部材４１の底面に形成されその上面がＬＥＤ素子４８のバンプ電極４４と接続していること、ＬＥＤ素子４８が２個のバンプ電極４４上に半導体層４３とサファイア基板４２が積層していること、ＬＥＤ素子４８の側面及びバンプ電極４４を除く底面が反射剤を含む封止部材４１で封止されていることは、図１に示した第１実施形態のＬＥＤ装置１０と同等であり部材及びその厚みは共通する。なお図１と異なり透明樹脂層４６は蛍光体層４５と封止部材４１の上面を覆っている。

図６によりＬＥＤ装置４０から出射する光の様子を説明する。図６は図５のＢで囲んだ領域の拡大図に、半導体層４３から出射した青色の光線Ｌ３，Ｌ４を書き加えたものである。光線Ｌ３，Ｌ４は図２に示した第１実施形態の光線Ｌ１，Ｌ２と同等である。図２との差異は、図６において蛍光体層４５の存在する領域がＬＥＤ素子４８の上部に限定され、その蛍光体層４５の側面が反射材を含む封止部材４１で囲まれているため、図２に比べ斜め方向に出射する光が少なくなることである。このためＬＥＤ装置４０は出射方位角に依存する色度の変化が少ないという特徴がある。また点光源に近くなるのでレンズ等による配光制御が容易になる。

図７により上面に蛍光体層４５を備えたＬＥＤ素子４８の製造方法を説明する。図７は図５に示したＬＥＤ素子４８の製造方法の説明図である。多数のＬＥＤ素子４８が連結して配列したウェハー５１を準備する（ａ）。ウェハー５１の上部はサファイア基板４２となっており、下面にバンプ電極４４が形成されている。ウェハー５１上面に蛍光体層４５を形成する（ｂ）。すなわち蛍光体を含有するシリコーン樹脂ペーストを塗布し約１５０℃で硬化させる。次に所定の厚みになるよう蛍光体層４５を研磨する（ｃ）。最後に蛍光体層４５とともにウェハー５１を切断しＬＥＤ素子４８に個片化する（ｄ）。

ＬＥＤ装置４０は図３，４により説明した第１実施形態の製造工程と同等の工程で製造される。上面に粘着層を備える支持基板に蛍光体層４５を備えた複数のＬＥＤ素子４８を配置する｛図３（ａ），（ｂ）の素子配置工程に相当｝。このＬＥＤ素子４８の側面を封止部材４１で封止する｛図３（ｃ）の封止工程に相当｝。封止部材４１とバンプ電極４４の高さが一致するように封止部材４１を削る｛図３（ｄ）の研磨工程に相当｝。封止部材４１にメッキ法で接続電極４７を形成する｛図３（ｅ）〜（ｉ）の電極形成工程に相当｝。次に支持基板を換え透明樹脂層４６を形成する｛図４（ｊ），（ｌ）の工程に相当｝。最後に封止部材４１でＬＥＤ素子４８が連結した集合体を切断しＬＥＤ装置４０に個片化する｛図４（ｍ）の個片化工程に相当｝。

本実施形態は蛍光体層４５がＬＥＤ素子４８の上部にだけ存在するため高価な蛍光体を節約できる。また前述のように方位角による色度変化が少なく点光源に近い。さらにＬＥＤ素子４８は密集したウェハー５１に対して蛍光体層４５を形成するので製造効率が良い。蛍光体層４５を形成してからＬＥＤ装置４０に個片化するまで高温（概ね３００℃以上）の工程がないので、蛍光体層４５のバインダとしてシリコーン樹脂などの有機物系バインダが使える。
（実施形態３）

図８により本発明の第３実施形態におけるＬＥＤ装置５０（半導体発光装置）の構造を説明する。図８は本実施形態のＬＥＤ装置５０の断面図である。ＬＥＤ装置５０と図５に示した第２実施形態のＬＥＤ装置４０とは、図８において蛍光体層４５上に透明層５２、封止部材４１の下に第２封止部材５３があり、透明樹脂層４６がないことが異なっている。もともと図１，５の透明樹脂層１６，４６の主な目的は、蛍光体層４５に侵入した水分で蛍光体が劣化することを防ぐことであった。本実施形態では透明層５２があるので透明樹脂層１６，４６が不要になる。透明層５２は有機材料でも良いが、二酸化Ｓｉ等の無機材料であれば厚さが数１０ｎｍ程度で十分なバリア性が確保できる。また透明層５２は、図７（ｃ）で示した蛍光体層４５を形成する工程の後にウェハー５１に形成すれば良いので製造効率が高い。図４（ｌ）に相当する工程も不要になるので、接続電極４７を形成｛図３(ｉ)に相当する工程｝した直後にＬＥＤ装置５０に個片化しても良い。また第２封止部材５３は、封止部材１１と接続電極４７の間の熱膨張率の差や、接続電極４７の密着性を改善するものである。
（第４実施形態）

第１〜３実施形態におけるＬＥＤ素子１８，４８はフリップチップ実装向けに開発されたＬＥＤ素子を流用できる。ｎ型ＧａＮ層（以後ｎ型半導体層と呼ぶ）に薄いｐ型ＧａＮ層（以後ｐ型半導体層と呼ぶ）を積層したフリップチップ実装向けのＬＥＤ素子ではカソード用にあてがうバンプ電極は１個であることが多い。そこで図９によりフリップチップ実装用のＬＥＤ素子の電極面を説明する。図９は参考例として示したＬＥＤ素子７１，７２の電極面の平面図であり、（ａ）がカソード用のｎ側バンプ１４ａが角部にある場合、（ｂ）がｎ側バンプ１４ｃが辺部にある場合を示している。

図９（ａ）においてカソード用のｎ側バンプ１４ａは、ｐ型半導体層６２ａの一部を削って露出させたｎ半導体層６１の露出部に形成されている。発光層はｐ型半導体層６２ａの占める領域とほぼ等しいので、発光層を広く取るためにはｎ半導体層６１の露出部は小さいが好ましい。一方、ｎ側バンプ１４ａはフリップチップ実装に際し大きいほど実装が容易になる。この結果、ｎ側半導体層６１の露出部は概ねフリップチップ実装に係わるデザインルールの最小値で決まる。なおｐ側バンプ１４ｂはｐ型半導体層６２ａ上に形成される。またｎ側バンプ１４ａは発光特性に影響の少ない箇所（本例では角部）に配置される。

（ｂ）も同様にｐ型半導体層６２ｂの辺部を削ってｎ型半導体層６１を露出させ、その露出部にｎ側バンプ１４ｃが形成されている。なおｐ側バンプ１４ｄはｐ型半導体層６２ｂ上に形成される。

図９（ａ），（ｂ）に示したＬＥＤ素子７１，７２のようにｎ側バンプ１４ａ，１４ｃが中心から離れた位置にあると電流分布に偏りが生じてして発光効率を悪化させてしまう。そこで本発明の第４実施形態として電流分布を対称にして発光効率を改善せさることができるＬＥＤ素子７３を図１０で示す。図１０（ａ）は本実施形体におけるＬＥＤ素子７３の電極面を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡＡ線に沿った断面図である。

図１０（ａ）においてＬＥＤ素子７３の電極面を説明する。ｎ型半導体層６１は中央部と周辺部でｐ型半導体層６２ｃから露出している。ｐ型半導体層６２ｃが占める領域にｎ側バンプ１４ｅとｐ側バンプ１４ｆがあり、ｎ側バンプ１４ｅとｎ型半導体層６１は配線６３で接続している。なお保護膜は図示していない。

図１０（ｂ）においてＬＥＤ素子７３の断面を説明する。サファイア基板６６上にはｎ型半導体層６１が積層しており、図の左側ではさらにｐ型半導体層６２ｃ、金属膜６４、ｐ側バンプ１４ｆが積層している。保護膜６５の開口部において金属膜６４を介してｐ型半導体層６２ｃとｐ側バンプ１４ｆが接続している。図の中央ではｎ型半導体層６１上に金属膜６４と配線６３が積層しており、保護膜６５の開口部において金属膜６４を介してｎ型半導体層６１と配線６３が接続している。図の右側ではｎ型半導体層６１上にｐ型半導体層６２ｃと金属膜６４、保護膜６５、配線６３、ｎ側バンプ１４ｅが積層している。ｎ側バンプ１４ｅは、配線６３でｎ型半導体層６１と接続する一方、保護膜６５によりｐ側半導体層６２ｃと絶縁している。金属膜６４は反射膜や電気抵抗低減、原子拡散の防止などのため複数の金属を積層したものである。配線６３はアルミニウム、保護膜６５はポリイミドからなる。なお配線６３はＡｕなど他の金属、保護膜６５はＳｉＮやＳｉＯ２などでも良い。

図１０（ａ）において中央のｎ型半導体層６１の露出部は、バンプが形成されていないので、小さな面積で良く、発光効率の損失を小さくできる。また配線６３を使いｎ側バンプ１４ｅをｐ型半導体層６２ｃ上に移動すると、ｎ側バンプ１４ｅとｐ側バンプ１４ｆの距離を比較的広くできる。このＬＥＤ７３を図１のＬＥＤ素子１８に適用した場合、ＬＥＤ装置１０の下面において接続電極１７の間隔を広くとれるためマザー基板の配線及び実装ルールに適応し易くなる。すなわち図９に示した従来からしばしば使われるフリップチップ用のＬＥＤ素子７１，７２を流用するより、本発明のＬＥＤ装置においてはｎ型半導体層の露出部を電極面の中央の配置すること及びｎ側バンプをｐ型半導体層に積層することが為されたＬＥＤ素子を使用すると発光効率や実装容易性が向上する。またＬＥＤ素子７３がＬＥＤ素子４８のように蛍光体層を予め備えていても良い。本発明のＬＥＤ装置にＬＥＤ素子７３を使用する際、ｎ側バンプ１４ｅとｐ側バンプ１４ｆの間に封止材が充填されるのでｐ側バンプと配線６３の短絡は発生しづらくなっている。なおＬＥＤ素子７３はフリップチップ実装に使用しても良い。

第４実施形態ではｎ型半導体層の露出部は電極面の中央にあったが、図９（ａ），（ｂ）のようにｎ型半導体層６１の露出部が電極面の中央でなく、角部や辺部にあっても良い。図９（ａ），（ｂ）のＬＥＤ素子７１，７２に第４実施形態のように保護膜を追加し、ｎ側バンプ１４ａ，１４ｃを大きくし、ｎ側バンプ１４ａ，１４ｃを保護膜を介してｐ型半導体層６２ａ，ｂと積層させれば、前述のようにマザー基板の配線及び実装ルールに適応し易くなる。

１０，４０，５０…ＬＥＤ装置（半導体発光装置）、
１１，４１…封止部材、
１２，４２…サファイア基板、
１３，４３…半導体層、
１４，４４…バンプ電極、
１４ａ，ｃ，ｅ…ｎ側バンプ（バンプ電極）、
１４ｂ，ｄ，ｆ…ｐ側バンプ（バンプ電極）、
１５，４５…蛍光体層、
１６，４６…透明樹脂層、
１７，４７…接続電極、
１８，４８，７１，７２，７３…ＬＥＤ素子（半導体発光素子）、
３１，３６…支持基板、
３２…集合体、
３３…メッキ用共通電極膜、
３４…レジスト膜、
３５…金属層、
５１…ウェハー、
５２…透明層、
５３…第２封止部材、
６１…ｎ型半導体層、
６２ａ〜ｃ…ｐ型半導体層、
６３…配線、
６４…金属膜、
６５…保護膜、
６６…サファイア基板、
Ｌ１，Ｌ２、Ｌ３，Ｌ４…光線。

Claims (12)

1. バンプ電極を有する半導体発光素子と、該半導体発光素子から出射する光を波長変換する蛍光体層と、少なくとも該半導体発光素子の側面を封止する封止部材と、外部基板との接続をとる接続電極とを備える半導体発光装置において、
   前記蛍光体層は前記半導体発光素子の上面に形成され、
   前記封止部材は反射剤を含み、前記半導体発光素子の側面とともに前記バンプ電極を除く前記半導体発光素子の下面を封止し、
   前記封止部材と前記バンプ電極の下面の高さが略一致し、
   前記接続電極が前記封止部材及び前記バンプ電極の下面に接し、メッキ電極からなることを特徴とする半導体発光装置。
2. 前記蛍光体層が前記半導体層の上面にのみ存在し、該蛍光体層の側面が前記封止部材で封止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. 前記蛍光層の上面に透明層を備え、該透明層の側面が前記封止部材で封止されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
4. 前記封止部材の下に第２封止部材があることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
5. 前記封止部材のバインダがシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
6. 前記封止部材のバインダが焼結するとガラス質となる無機バインダであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
7. 前記半導体発光素子は、ｎ型半導体層と接続する前記バンプ電極が保護膜を介してｐ型半導体層と積層していることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
8. 前記半導体発光素子は電極面の略中央に前記ｎ型半導体層の露出部を備えることを特徴とする請求項７に記載の半導体発光装置。
9. バンプ電極を有する半導体発光素子の上面に該半導体発光素子から出射する光を波長変換する蛍光体層を形成するとともに、少なくとも該半導体発光素子側面を封止部材で封止し、該封止部材の底面には接続電極を形成する半導体発光装置の製造方法において、
   上面に粘着層を備える支持基板に前記バンプ電極が形成された面を上に向けて複数の前記半導体発光素子を配置する素子配置工程と、
   前記複数の半導体発光素子の側面とともに前記バンプ電極を有する面を、反射剤を含む前記封止部材で封止する封止工程と、
   前記封止部材と前記バンプ電極の高さが一致するように該封止部材又は該バンプ電極を削る研磨工程と、
   前記封止部材で前記複数の半導体発光素子が連結した集合体の前記バンプ電極が露出した面にメッキ法で前記接続電極を形成する電極形成工程と、
   前記集合体を切断して個片化する個片化工程と
   を備えることを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
10. 前記メッキ法が電解メッキ法であることを特徴とする請求項９に記載の半導体発光装置の製造方法。
11. 前記電極形成工程の後に前記集合体を前記支持基板から剥離し、接続電極を形成した面を下にして新たな支持基板上に配置してから、前記集合体上面に前記蛍光体層を形成することを特徴とする請求項９又は１０に記載の半導体発光装置の製造方法。
12. 前記半導体発光素子が連結して配列したウェハーに前記蛍光体層を形成し、該ウェハーを個片化して得られた前記半導体発光素子を前記支持基板に配置することを特徴とする請求項９又は１０に記載の半導体発光装置の製造方法。
    

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