JP2013201193A - Method for manufacturing semiconductor light-emitting device - Google Patents

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美代子 島田
Akihiro Kojima
章弘 小島
Yosuke Akimoto
陽介 秋元
Hideto Furuyama
英人 古山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor light-emitting device capable of simplifying element isolation.SOLUTION: According to an embodiment, a method for manufacturing a semiconductor light-emitting device comprises the steps of: forming a salient on a surface of a substrate by processing the surface of the substrate; forming a semiconductor layer including a light-emitting layer in a recess adjacent to the salient in the substrate in a state in which an upper surface of the salient is covered by a cap film; forming a non-light-emitting region not including the light-emitting layer on a surface side of the semiconductor layer by selectively removing a partial region on the surface side of the semiconductor layer; forming an n-side electrode on a surface of the non-light-emitting region in the semiconductor layer; forming a p-side electrode on a surface of the light-emitting region including the light-emitting layer in the semiconductor layer; and separating the semiconductor layer into a plurality of regions by removing at least the salient in the substrate.

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。   Embodiments described herein relate generally to a method for manufacturing a semiconductor light emitting device.

基板上に発光層を含む半導体層、電極などを形成した後、基板上で(ウェーハレベルで)半導体層を複数に分離する半導体発光装置の製造方法が知られている。   2. Description of the Related Art A method for manufacturing a semiconductor light emitting device is known in which a semiconductor layer including a light emitting layer, an electrode, and the like are formed on a substrate, and then the semiconductor layer is separated into a plurality of pieces (on a wafer level) on the substrate.

特開2011−71272号公報JP 2011-71272 A

本発明の実施形態は、素子分離を簡略化できる半導体発光装置の製造方法を提供する。   Embodiments of the present invention provide a method of manufacturing a semiconductor light emitting device that can simplify element isolation.

実施形態によれば、半導体発光装置の製造方法は、基板の表面を加工し、前記基板の表面上に凸部を形成する工程を有する。また、前記半導体発光装置の製造方法は、前記凸部の上面をキャップ膜で覆った状態で、前記基板における前記凸部に隣接する凹部に、発光層を含む半導体層を形成する工程を有する。また、前記半導体発光装置の製造方法は、前記半導体層の表面側の一部の領域を選択的に除去し、前記半導体層の表面側に前記発光層を含まない非発光領域を形成する工程を有する。また、前記半導体発光装置の製造方法は、前記半導体層における前記非発光領域の表面上に、n側電極を形成する工程を有する。また、前記半導体発光装置の製造方法は、前記半導体層における前記発光層を含む発光領域の表面上に、p側電極を形成する工程を有する。また、前記半導体発光装置の製造方法は、前記基板における少なくとも前記凸部を除去して、前記半導体層を複数に分離する工程を有する。   According to the embodiment, the method for manufacturing a semiconductor light emitting device includes a step of processing the surface of the substrate and forming a convex portion on the surface of the substrate. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device includes a step of forming a semiconductor layer including a light emitting layer in a concave portion adjacent to the convex portion in the substrate in a state where an upper surface of the convex portion is covered with a cap film. Further, the method for manufacturing the semiconductor light emitting device includes a step of selectively removing a partial region on the surface side of the semiconductor layer and forming a non-light emitting region not including the light emitting layer on the surface side of the semiconductor layer. Have. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device includes a step of forming an n-side electrode on the surface of the non-light emitting region in the semiconductor layer. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device includes a step of forming a p-side electrode on a surface of the light emitting region including the light emitting layer in the semiconductor layer. Further, the method for manufacturing the semiconductor light emitting device includes a step of removing at least the protrusions on the substrate and separating the semiconductor layer into a plurality of parts.

(a)は実施形態の半導体発光装置の模式断面図であり、(b)は実施形態の半導体発光装置の模式上面図。(A) is a schematic cross section of the semiconductor light emitting device of the embodiment, (b) is a schematic top view of the semiconductor light emitting device of the embodiment. 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。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor light emitting device of the embodiment. 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。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor light emitting device of the embodiment. 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。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor light emitting device of the embodiment. 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。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor light emitting device of the embodiment. 実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式平面図。FIG. 3 is a schematic plan view showing a method for manufacturing the semiconductor light emitting device of the embodiment. 他の実施形態の半導体発光装置の模式断面図。The schematic cross section of the semiconductor light-emitting device of other embodiment. さらに他の実施形態の半導体発光装置の模式断面図。Furthermore, the schematic cross section of the semiconductor light-emitting device of other embodiment.

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。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in each drawing.

図1(a)は、実施形態の半導体発光装置の模式断面図であり、図1(b)は、図1(a)に示す半導体発光装置の模式上面図である。   FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of the semiconductor light-emitting device of the embodiment, and FIG. 1B is a schematic top view of the semiconductor light-emitting device shown in FIG.

実施形態の半導体発光装置は、半導体層15を含む。半導体層15は、第1の面15aと、その反対側に形成された第2の面とを有する。半導体層15の第1の面(図1(a)において上面)15aから主に光が外部に放出される。半導体層15の第2の面に、p側電極13及びn側電極14が設けられている。   The semiconductor light emitting device of the embodiment includes a semiconductor layer 15. The semiconductor layer 15 has a first surface 15a and a second surface formed on the opposite side. Light is mainly emitted from the first surface (the upper surface in FIG. 1A) 15a of the semiconductor layer 15 to the outside. A p-side electrode 13 and an n-side electrode 14 are provided on the second surface of the semiconductor layer 15.

半導体層15は、第1の半導体層11と第2の半導体層12を有する。第1の半導体層11及び第2の半導体層12は、例えば窒化ガリウムを含む材料からなる。第1の半導体層11は、例えば電流の横方向経路として機能するn型層などを含む。第2の半導体層12は、p型層と発光層(活性層)12aを含む。   The semiconductor layer 15 includes a first semiconductor layer 11 and a second semiconductor layer 12. The first semiconductor layer 11 and the second semiconductor layer 12 are made of a material containing, for example, gallium nitride. The first semiconductor layer 11 includes, for example, an n-type layer that functions as a current lateral path. The second semiconductor layer 12 includes a p-type layer and a light emitting layer (active layer) 12a.

半導体層15の第2の面は凹凸形状に加工され、発光層12aの一部が除去されている。したがって、半導体層15の第2の面は、発光層12aを含む(または発光層12aに対向する)発光領域3と、発光層12aを含まない(または発光層12aに対向しない)非発光領域4とを有する。   The second surface of the semiconductor layer 15 is processed into an uneven shape, and a part of the light emitting layer 12a is removed. Accordingly, the second surface of the semiconductor layer 15 includes the light emitting region 3 including the light emitting layer 12a (or facing the light emitting layer 12a) and the non-light emitting region 4 not including the light emitting layer 12a (or not facing the light emitting layer 12a). And have.

p側電極13は第2の面における発光領域3に設けられ、n側電極14は第2の面における非発光領域4に設けられている。第2の面において、発光領域3の面積は非発光領域4の面積よりも広い。p側電極13が第2の面(発光領域3)上に広がっている面積は、n側電極14が第2の面(非発光領域4)上に広がっている面積よりも広い。   The p-side electrode 13 is provided in the light emitting region 3 on the second surface, and the n-side electrode 14 is provided in the non-light emitting region 4 on the second surface. On the second surface, the area of the light emitting region 3 is larger than the area of the non-light emitting region 4. The area where the p-side electrode 13 extends on the second surface (light-emitting region 3) is larger than the area where the n-side electrode 14 extends on the second surface (non-light-emitting region 4).

第2の面におけるp側電極13及びn側電極14が設けられていない部分には、絶縁膜31が設けられている。絶縁膜31は、発光領域3と非発光領域4との間の段差部にも設けられている。絶縁膜31は、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの無機絶縁膜である。   An insulating film 31 is provided in a portion where the p-side electrode 13 and the n-side electrode 14 are not provided on the second surface. The insulating film 31 is also provided at the step portion between the light emitting region 3 and the non-light emitting region 4. The insulating film 31 is an inorganic insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film.

p側電極13はp側パッド16で覆われ、n側電極14はn側パッド17で覆われている。p側パッド16及びn側パッド17は、金属材料からなり、電極の保護や、反射層としての機能を担う。   The p-side electrode 13 is covered with a p-side pad 16, and the n-side electrode 14 is covered with an n-side pad 17. The p-side pad 16 and the n-side pad 17 are made of a metal material, and serve as electrode protection and a reflective layer.

第2の面側には、さらに第1の絶縁層(以下、単に絶縁層という)32が設けられている。絶縁層32は、絶縁膜31、p側パッド16の一部、およびn側パッド17の一部を覆っている。絶縁膜31及び絶縁層32は、第1の面15a上には設けられていない。   A first insulating layer (hereinafter simply referred to as an insulating layer) 32 is further provided on the second surface side. The insulating layer 32 covers the insulating film 31, a part of the p-side pad 16, and a part of the n-side pad 17. The insulating film 31 and the insulating layer 32 are not provided on the first surface 15a.

絶縁層32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32としてシリコン酸化物やシリコン窒化物等の無機物を用いることもできる。   The insulating layer 32 is, for example, a resin such as polyimide having excellent patterning characteristics for fine openings. Alternatively, an inorganic material such as silicon oxide or silicon nitride can be used for the insulating layer 32.

絶縁層32には、p側パッド16に達する複数の第1の開口32aと、n側パッド17に達する第2の開口32bが形成されている。   In the insulating layer 32, a plurality of first openings 32 a reaching the p-side pad 16 and a second opening 32 b reaching the n-side pad 17 are formed.

絶縁層32上には、p側配線層18とn側配線層19とが互いに離間して設けられている。p側配線層18は、第1の開口32a内にも設けられ、p側パッド16及びp側電極13と電気的に接続されている。n側配線層19は、第2の開口32b内にも設けられ、n側パッド17及びn側電極14と電気的に接続されている。   On the insulating layer 32, the p-side wiring layer 18 and the n-side wiring layer 19 are provided so as to be separated from each other. The p-side wiring layer 18 is also provided in the first opening 32 a and is electrically connected to the p-side pad 16 and the p-side electrode 13. The n-side wiring layer 19 is also provided in the second opening 32 b and is electrically connected to the n-side pad 17 and the n-side electrode 14.

p側配線層18において半導体層15に対する反対側の面上には、p側金属ピラー21が設けられている。p側金属ピラー21は、p側配線層18よりも厚い。p側配線層18およびp側金属ピラー21は、実施形態におけるp側配線部を構成する。   A p-side metal pillar 21 is provided on the surface of the p-side wiring layer 18 opposite to the semiconductor layer 15. The p-side metal pillar 21 is thicker than the p-side wiring layer 18. The p-side wiring layer 18 and the p-side metal pillar 21 constitute the p-side wiring part in the embodiment.

n側配線層19において半導体層15に対する反対側の面上には、n側金属ピラー22が設けられている。n側金属ピラー22は、n側配線層19よりも厚い。n側配線層19およびn側金属ピラー22は、実施形態におけるn側配線部を構成する。   An n-side metal pillar 22 is provided on the surface opposite to the semiconductor layer 15 in the n-side wiring layer 19. The n-side metal pillar 22 is thicker than the n-side wiring layer 19. The n-side wiring layer 19 and the n-side metal pillar 22 constitute the n-side wiring portion in the embodiment.

また、絶縁層32上には、第2の絶縁層として樹脂層33が設けられている。樹脂層33は、p側配線部の周囲およびn側配線部の周囲を覆っている。   A resin layer 33 is provided on the insulating layer 32 as a second insulating layer. The resin layer 33 covers the periphery of the p-side wiring portion and the periphery of the n-side wiring portion.

p側配線層18におけるp側金属ピラー21との接続面以外の面、およびn側配線層19におけるn側金属ピラー22との接続面以外の面は、樹脂層33で覆われている。また、樹脂層33は、p側金属ピラー21とn側金属ピラー22との間に設けられ、p側金属ピラー21の側面及びn側金属ピラー22の側面を覆っている。樹脂層33は、p側金属ピラー21とn側金属ピラー22との間に充填されている。   The surface of the p-side wiring layer 18 other than the connection surface with the p-side metal pillar 21 and the surface of the n-side wiring layer 19 other than the connection surface with the n-side metal pillar 22 are covered with the resin layer 33. The resin layer 33 is provided between the p-side metal pillar 21 and the n-side metal pillar 22 and covers the side surface of the p-side metal pillar 21 and the side surface of the n-side metal pillar 22. The resin layer 33 is filled between the p-side metal pillar 21 and the n-side metal pillar 22.

p側金属ピラー21におけるp側配線層18に対する反対側の面は、樹脂層33で覆われずに露出され、実装基板に接合されるp側外部端子21aとして機能する。n側金属ピラー22におけるn側配線層19に対する反対側の面は、樹脂層33で覆われずに露出され、実装基板に接合されるn側外部端子22aとして機能する。   A surface of the p-side metal pillar 21 opposite to the p-side wiring layer 18 is exposed without being covered with the resin layer 33, and functions as a p-side external terminal 21a bonded to the mounting substrate. The surface of the n-side metal pillar 22 opposite to the n-side wiring layer 19 is exposed without being covered with the resin layer 33, and functions as an n-side external terminal 22a that is bonded to the mounting substrate.

p側配線部、n側配線部及び樹脂層33のそれぞれの厚さは、半導体層15の厚さよりも厚い。なお、p側金属ピラー21及びn側金属ピラー22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。   Each of the p-side wiring part, the n-side wiring part, and the resin layer 33 is thicker than the semiconductor layer 15. The aspect ratio (ratio of the thickness to the planar size) of the p-side metal pillar 21 and the n-side metal pillar 22 is not limited to 1 or more, and the ratio may be smaller than 1.

p側金属ピラー21、n側金属ピラー22及びこれらを補強する樹脂層33は、半導体層15の支持体として機能する。したがって、半導体層15を形成するために使用した基板を後述するように除去しても、p側金属ピラー21、n側金属ピラー22及び樹脂層33を含む支持体によって、半導体層15を安定して支持し、半導体発光装置の機械的強度を高めることができる。   The p-side metal pillar 21, the n-side metal pillar 22, and the resin layer 33 that reinforces these function as a support for the semiconductor layer 15. Therefore, even if the substrate used for forming the semiconductor layer 15 is removed as described later, the semiconductor layer 15 is stabilized by the support including the p-side metal pillar 21, the n-side metal pillar 22, and the resin layer 33. The mechanical strength of the semiconductor light emitting device can be increased.

また、半導体発光装置を実装基板に実装した状態で半導体層15に加わる応力を、p側金属ピラー21及びn側金属ピラー22が吸収することで緩和することができる。   Moreover, the stress applied to the semiconductor layer 15 in a state where the semiconductor light emitting device is mounted on the mounting substrate can be relaxed by the p-side metal pillar 21 and the n-side metal pillar 22 absorbing.

p側配線層18及びp側金属ピラー21を含むp側配線部は、複数の第1の開口32a内に設けられ相互に分断された複数のビアを介して、p側パッド16に接続されている。このため、p側配線部による高い応力緩和効果が得られる。   The p-side wiring portion including the p-side wiring layer 18 and the p-side metal pillar 21 is connected to the p-side pad 16 through a plurality of vias provided in the plurality of first openings 32a and separated from each other. Yes. For this reason, the high stress relaxation effect by a p side wiring part is acquired.

あるいは、図8に示すように、1つの大きな第1の開口32aを介して、p側配線層18をp側パッド16に接続させてもよく、この場合、いずれも金属であるp側電極13、p側パッド16、p側配線層18及びp側金属ピラー21を通じた、発光層12aの放熱性の向上を図れる。   Alternatively, as shown in FIG. 8, the p-side wiring layer 18 may be connected to the p-side pad 16 through one large first opening 32a. In this case, the p-side electrode 13 that is a metal is used. The heat dissipation of the light emitting layer 12a can be improved through the p-side pad 16, the p-side wiring layer 18 and the p-side metal pillar 21.

p側配線層18、n側配線層19、p側金属ピラー21およびn側金属ピラー22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、銅を用いると、良好な熱伝導性、高いマイグレーション耐性及び絶縁材料との優れた密着性が得られる。   As a material for the p-side wiring layer 18, the n-side wiring layer 19, the p-side metal pillar 21, and the n-side metal pillar 22, copper, gold, nickel, silver, or the like can be used. Among these, when copper is used, good thermal conductivity, high migration resistance, and excellent adhesion with an insulating material can be obtained.

樹脂層33は、実装基板と熱膨張率が同じもしくは近いものを用いるのが望ましい。そのような樹脂層として、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などを一例として挙げることができる。   It is desirable to use a resin layer 33 having the same or close thermal expansion coefficient as the mounting substrate. As such a resin layer, an epoxy resin, a silicone resin, a fluororesin, etc. can be mentioned as an example, for example.

第1の半導体層11は、n側電極14、n側パッド17及びn側配線層19を介して、n側外部端子22aを含むn側金属ピラー22と電気的に接続されている。発光層12aを含む第2の半導体層12は、p側電極13、p側パッド16及びp側配線層18を介して、p側外部端子21aを含むp側金属ピラー21と電気的に接続されている。   The first semiconductor layer 11 is electrically connected to the n-side metal pillar 22 including the n-side external terminal 22 a through the n-side electrode 14, the n-side pad 17, and the n-side wiring layer 19. The second semiconductor layer 12 including the light emitting layer 12a is electrically connected to the p-side metal pillar 21 including the p-side external terminal 21a via the p-side electrode 13, the p-side pad 16, and the p-side wiring layer 18. ing.

n側配線層19の一部は、絶縁層32上における発光層12aに対向する部分に重なっている。絶縁層32上に広がるn側配線層19の面積は、n側配線層19がn側パッド17と接続する面積よりも大きい。   A part of the n-side wiring layer 19 overlaps a portion on the insulating layer 32 facing the light emitting layer 12a. The area of the n-side wiring layer 19 extending on the insulating layer 32 is larger than the area where the n-side wiring layer 19 is connected to the n-side pad 17.

実施形態によれば、n側電極14よりも広い領域にわたって形成された発光層12aによって高い光出力を得ることができる。なおかつ、発光層12aを含まず、発光領域3よりも狭い非発光領域4に設けられたn側電極14が、これよりも面積の大きなn側配線層19として実装面側に配置し直された構造を実現できる。   According to the embodiment, a high light output can be obtained by the light emitting layer 12 a formed over a region wider than the n-side electrode 14. In addition, the n-side electrode 14 provided in the non-light-emitting region 4 that does not include the light-emitting layer 12a and is narrower than the light-emitting region 3 has been rearranged on the mounting surface side as the n-side wiring layer 19 having a larger area. The structure can be realized.

p側配線層18が複数の第1の開口32aを通じてp側パッド16と接続する面積は、n側配線層19が第2の開口32bを通じてn側パッド17と接続する面積よりも大きい。よって、発光層12aへの電流分布が向上し、且つ発光層12aで発生した熱の放熱性が向上できる。   The area where the p-side wiring layer 18 is connected to the p-side pad 16 through the plurality of first openings 32a is larger than the area where the n-side wiring layer 19 is connected to the n-side pad 17 through the second opening 32b. Therefore, the current distribution to the light emitting layer 12a can be improved, and the heat dissipation of the heat generated in the light emitting layer 12a can be improved.

半導体層15の第1の面15a上には、蛍光体層40が設けられている。さらに、半導体層15の側面15cにも、蛍光体層40が設けられている。半導体層15の側面15cのすべてが、蛍光体層40で覆われている。側面15cに設けられた蛍光体層40は、絶縁膜31、絶縁層32および樹脂層33の積層体上に支持されている。   A phosphor layer 40 is provided on the first surface 15 a of the semiconductor layer 15. Further, the phosphor layer 40 is also provided on the side surface 15 c of the semiconductor layer 15. All of the side surface 15 c of the semiconductor layer 15 is covered with the phosphor layer 40. The phosphor layer 40 provided on the side surface 15c is supported on a laminate of the insulating film 31, the insulating layer 32, and the resin layer 33.

蛍光体層40は、発光層12aからの放出光(励起光)を吸収し波長変換光を放出可能な蛍光体粒子を含む。蛍光体粒子は、発光層12aからの光および蛍光体粒子における波長変換光に対して透明な透明樹脂に分散されている。実施形態の半導体発光装置は、発光層12aからの光と、蛍光体粒子による波長変換光との混合光を放出可能である。   The phosphor layer 40 includes phosphor particles that can absorb the emitted light (excitation light) from the light emitting layer 12a and emit wavelength-converted light. The phosphor particles are dispersed in a transparent resin that is transparent to the light from the light emitting layer 12a and the wavelength-converted light in the phosphor particles. The semiconductor light emitting device of the embodiment can emit mixed light of light from the light emitting layer 12a and wavelength converted light by phosphor particles.

例えば、蛍光体粒子が黄色光を発光する黄色蛍光体粒子とすると、GaN系材料である発光層12aからの青色光と、蛍光体層40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。   For example, when the phosphor particles are yellow phosphor particles that emit yellow light, as a mixed color of blue light from the light emitting layer 12a that is a GaN-based material and yellow light that is wavelength converted light in the phosphor layer 40, White or light bulb color can be obtained.

蛍光体層としては、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。   As the phosphor layer, a red phosphor layer, a yellow phosphor layer, a green phosphor layer, and a blue phosphor layer exemplified below can be used.

赤色蛍光体層は、例えば、窒化物系蛍光体CaAlSiN:Euやサイアロン系蛍光体を含有することができる。 The red phosphor layer can contain, for example, a nitride phosphor CaAlSiN 3 : Eu or a sialon phosphor.

サイアロン系蛍光体を用いる場合、特に、
(M1−x,Ra1AlSib1c1d1・・・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)を用いることができる。
When using sialon phosphors,
(M 1-x , R x ) a1 AlSi b1 O c1 N d1 ... Formula (1)
(M is at least one metal element excluding Si and Al, and is preferably at least one of Ca or Sr. R is a luminescent center element, and particularly Eu, x, a1, b1, c1, d1 satisfies the following relationship: 0 <x ≦ 1, 0.6 <a1 <0.95, 2 <b1 <3.9, 0.25 <c1 <0.45, 4 <d1 <5.7. ) Can be used.

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。   By using the sialon-based phosphor represented by the composition formula (1), the temperature characteristics of the wavelength conversion efficiency can be improved, and the efficiency in the large current density region can be further improved.

黄色蛍光体層は、例えば、シリケート系蛍光体(Sr,Ca,Ba)SiO:Euを含有することができる。 The yellow phosphor layer can contain, for example, a silicate phosphor (Sr, Ca, Ba) 2 SiO 4 : Eu.

緑色蛍光体層は、例えば、ハロ燐酸系蛍光体(Ba,Ca,Mg)10(PO・Cl:Euやサイアロン系蛍光体を含有することができる。 The green phosphor layer can contain, for example, a halophosphate phosphor (Ba, Ca, Mg) 10 (PO 4 ) 6 .Cl 2 : Eu or a sialon phosphor.

サイアロン系蛍光体を用いる場合、特に、
(M1−x,Ra2AlSib2c2d2・・・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)を用いることができる。
When using sialon phosphors,
(M 1-x , R x ) a2 AlSi b2 O c2 N d2 ... Formula (2)
(M is at least one metal element excluding Si and Al, and at least one of Ca and Sr is particularly desirable. R is an emission center element, and particularly Eu is preferred. X, a2, b2, c2, d2 satisfies the following relationship: 0 <x ≦ 1, 0.93 <a2 <1.3, 4.0 <b2 <5.8, 0.6 <c2 <1, 6 <d2 <11) Can be used.

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。   By using the sialon-based phosphor represented by the composition formula (2), the temperature characteristics of the wavelength conversion efficiency can be improved, and the efficiency in the large current density region can be further improved.

青色蛍光体層は、例えば、酸化物系蛍光体BaMgAl1017:Euを含有することができる。 The blue phosphor layer can contain, for example, an oxide phosphor BaMgAl 10 O 17 : Eu.

実施形態の半導体発光装置によれば、半導体層15における第1の面15aだけでなく側面15cも蛍光体層40で覆われているため、側面15cから放出される光も蛍光体層40を通過することができる。このため、側面15cからの例えば青みの強い光の漏れを抑えて、色度のばらつきを抑えることができる。   According to the semiconductor light emitting device of the embodiment, since not only the first surface 15a but also the side surface 15c of the semiconductor layer 15 is covered with the phosphor layer 40, light emitted from the side surface 15c also passes through the phosphor layer 40. can do. For this reason, it is possible to suppress, for example, strong bluish light leakage from the side surface 15c and to suppress variations in chromaticity.

また、半導体層15の第2の面側に設けられた絶縁膜31、絶縁層32及び樹脂層33を含む絶縁支持部は、半導体層15よりも平面サイズが大きく、その絶縁支持部は半導体層15の側面15cよりも外側に突出している。   The insulating support part including the insulating film 31, the insulating layer 32, and the resin layer 33 provided on the second surface side of the semiconductor layer 15 has a larger planar size than the semiconductor layer 15, and the insulating support part is a semiconductor layer. It protrudes outward from the side surface 15 c of 15.

そして、側面15cを覆う蛍光体層40は、外部端子21a、22aよりも上の上記絶縁支持部上に位置し、絶縁支持部の側面は覆っていない。すなわち、光が放出されない部分に蛍光体層40が無駄に形成されず、コスト低減が図れる。   And the fluorescent substance layer 40 which covers the side surface 15c is located on the said insulation support part above the external terminals 21a and 22a, and the side surface of an insulation support part is not covered. That is, the phosphor layer 40 is not wasted in a portion where light is not emitted, and the cost can be reduced.

例えば、比較例として、実装基板にチップをフリップチップ実装した後に、チップを蛍光体層で覆う場合、半導体層の部分のみを覆うように蛍光体層を形成するのは難しく、チップ下の配線層、パッケージ構造、外部端子などにも蛍光体層が供給され無駄となってしまう。   For example, as a comparative example, when a chip is flip-chip mounted on a mounting substrate and then the chip is covered with a phosphor layer, it is difficult to form the phosphor layer so as to cover only the semiconductor layer, and the wiring layer under the chip In addition, the phosphor layer is supplied to the package structure, the external terminals, etc., and is wasted.

これに対して、実施形態によれば、以下に説明する製造方法により、半導体層15の第1の面15a、およびこの第1の面15aから続く側面15cのみに蛍光体層40を形成することが可能になる。   On the other hand, according to the embodiment, the phosphor layer 40 is formed only on the first surface 15a of the semiconductor layer 15 and the side surface 15c continuing from the first surface 15a by the manufacturing method described below. Is possible.

次に、図2(a)〜図6(b)を参照して、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。   Next, with reference to FIG. 2A to FIG. 6B, a method for manufacturing the semiconductor light emitting device of the embodiment will be described.

図2(a)は、基板10の主面上に、マスク層51が選択的に形成されたウェーハの断面を表す。例えば、基板10はシリコン基板であり、マスク層51はシリコン酸化膜である。   FIG. 2A shows a cross section of the wafer in which the mask layer 51 is selectively formed on the main surface of the substrate 10. For example, the substrate 10 is a silicon substrate, and the mask layer 51 is a silicon oxide film.

基板10の表面は、マスク層51をマスクにして、例えば、RIE(Reactive Ion Etching)法によって、エッチング加工される。これにより、図2(b)に示すように、基板10の表面に凸部10aが形成される。また、凸部10aに隣接して凹部10bが形成される。基板10は、シリコン基板であるため、容易且つ高精度に凹凸加工を行える。   The surface of the substrate 10 is etched by, for example, RIE (Reactive Ion Etching) using the mask layer 51 as a mask. Thereby, as shown in FIG. 2 (b), a convex portion 10 a is formed on the surface of the substrate 10. Moreover, the recessed part 10b is formed adjacent to the convex part 10a. Since the substrate 10 is a silicon substrate, it is possible to easily perform uneven processing with high accuracy.

ここで、図6(a)は、図2(b)の上面図に対応する。   Here, FIG. 6A corresponds to the top view of FIG.

マスク層51及びその下の凸部10aは、ウェーハ面上で例えば格子状の平面パターンで形成される。凸部10aは、凹部10bを連続して囲む平面パターンで形成される。図6(a)では、例えば矩形状の平面形状の凹部10bを示すが、凹部10bの平面形状は矩形状に限らない。   The mask layer 51 and the convex portion 10a below the mask layer 51 are formed, for example, in a lattice-like plane pattern on the wafer surface. The convex portion 10a is formed in a planar pattern that continuously surrounds the concave portion 10b. In FIG. 6A, for example, a rectangular planar recess 10b is shown, but the planar shape of the recess 10b is not limited to a rectangular shape.

基板10の凹凸加工のマスクに使ったマスク層51を除去した後、図2(c)に示すように、凸部10aの上面上にキャップ膜61を形成する。キャップ膜61は、例えばシリコン酸化膜である。あるいは、キャップ膜61として、シリコン窒化膜を用いることもできる。   After removing the mask layer 51 used for the concave / convex mask of the substrate 10, a cap film 61 is formed on the upper surface of the convex portion 10a as shown in FIG. The cap film 61 is, for example, a silicon oxide film. Alternatively, a silicon nitride film can be used as the cap film 61.

そして、凸部10aの上面をキャップ膜61で覆った状態で、図2(d)に示すように、凹部10b内に半導体層15が形成される。   Then, with the upper surface of the convex portion 10a covered with the cap film 61, the semiconductor layer 15 is formed in the concave portion 10b as shown in FIG.

あるいは、基板10の加工に使ったマスク層51を凸部10a上にそのまま残して、半導体層15を形成するときのキャップ膜として用いてもよい。この場合、工程及び材料削減によるコスト低減を図れる。   Alternatively, the mask layer 51 used for processing the substrate 10 may be left as it is on the convex portion 10a and used as a cap film when the semiconductor layer 15 is formed. In this case, the cost can be reduced by reducing the process and material.

例えば、窒化ガリウム系材料からなる半導体層15が、基板10上にMOCVD(metal organic chemical vapor deposition)法でエピタキシャル成長される。キャップ膜61で覆われずに、基板10の表面が露出している凹部10bの底面上にのみ半導体層15がエピタキシャル成長する。   For example, the semiconductor layer 15 made of a gallium nitride material is epitaxially grown on the substrate 10 by MOCVD (metal organic chemical vapor deposition). The semiconductor layer 15 is epitaxially grown only on the bottom surface of the recess 10 b where the surface of the substrate 10 is exposed without being covered with the cap film 61.

基板10の主面上に第1の半導体層11が形成され、その第1の半導体層11の上に第2の半導体層12が形成される。第1の半導体層11は、下地バッファ層、n型GaN層などを含む。第2の半導体層12は、発光層12a、p型GaN層などを含む。発光層12aは、青、紫、青紫、近紫外、紫外光などを発光するものを用いることができる。   A first semiconductor layer 11 is formed on the main surface of the substrate 10, and a second semiconductor layer 12 is formed on the first semiconductor layer 11. The first semiconductor layer 11 includes a base buffer layer, an n-type GaN layer, and the like. The second semiconductor layer 12 includes a light emitting layer 12a, a p-type GaN layer, and the like. As the light emitting layer 12a, a material that emits blue, purple, blue purple, near ultraviolet, ultraviolet light, or the like can be used.

半導体層15の膜厚は、凸部10aの高さと同じ、あるいは凸部10aの高さより小さくなるように制御される。半導体層15は、キャップ膜61上にオーバーグロースしない。半導体層15の形成後、キャップ膜61は、図3(a)に示すように、除去される。   The film thickness of the semiconductor layer 15 is controlled to be the same as the height of the convex portion 10a or smaller than the height of the convex portion 10a. The semiconductor layer 15 does not overgrow on the cap film 61. After the formation of the semiconductor layer 15, the cap film 61 is removed as shown in FIG.

ここで、図6(b)は、図3(a)の上面図に対応する。   Here, FIG. 6B corresponds to the top view of FIG.

凸部10aは、ウェーハ面上で例えば格子状の平面パターンで形成される。凸部10aは、半導体層15を連続して囲む平面パターンで形成される。   The convex part 10a is formed in a lattice-like plane pattern on the wafer surface, for example. The convex portion 10 a is formed in a planar pattern that continuously surrounds the semiconductor layer 15.

半導体層15の上面及び基板10の凸部10aの上面はほぼ面一にされ、それらの上面上に、図3(b)に示すマスク層55が形成される。マスク層55には、選択的に開口55aが形成されている。マスク層55は、例えばシリコン酸化膜である。   The upper surface of the semiconductor layer 15 and the upper surface of the convex portion 10a of the substrate 10 are substantially flush with each other, and a mask layer 55 shown in FIG. 3B is formed on these upper surfaces. An opening 55 a is selectively formed in the mask layer 55. The mask layer 55 is a silicon oxide film, for example.

そして、マスク層55を用いた例えばRIE法により、開口55aに露出する半導体層15の表面側の一部の領域を選択的に除去する。開口55aの下の部分は、発光層12aが除去され、半導体層15の表面側に発光層12aを含まない非発光領域4が形成される。   Then, a partial region on the surface side of the semiconductor layer 15 exposed to the opening 55a is selectively removed by, for example, RIE using the mask layer 55. In the portion below the opening 55a, the light emitting layer 12a is removed, and the non-light emitting region 4 not including the light emitting layer 12a is formed on the surface side of the semiconductor layer 15.

マスク層55を除去した後、図3(c)に示すように、基板10上の露出部分を絶縁膜31で覆う。絶縁膜31は、凸部10aの上面上、および半導体層15の図3(c)における上面(第2の面)に形成される。   After removing the mask layer 55, the exposed portion on the substrate 10 is covered with an insulating film 31 as shown in FIG. The insulating film 31 is formed on the upper surface of the convex portion 10a and the upper surface (second surface) of the semiconductor layer 15 in FIG.

次に、非発光領域4上の絶縁膜31の一部を除去して非発光領域4の一部を露出させ、露出された非発光領域4上に、図3(d)に示すようにn側電極14を形成する。また、発光領域3上の絶縁膜31の一部を除去して発光領域3の一部を露出させ、露出された発光領域3上に、図4(a)に示すようにp側電極13を形成する。   Next, a part of the insulating film 31 on the non-light-emitting region 4 is removed to expose a part of the non-light-emitting region 4, and n is formed on the exposed non-light-emitting region 4 as shown in FIG. The side electrode 14 is formed. Further, a part of the insulating film 31 on the light emitting region 3 is removed to expose a part of the light emitting region 3, and a p-side electrode 13 is formed on the exposed light emitting region 3 as shown in FIG. Form.

n側電極14及びp側電極13は、例えば、スパッタ法、蒸着法などで形成される。n側電極14とp側電極13は、どちらを先に形成してもよいし、同じ材料で同時に形成してもよい。   The n-side electrode 14 and the p-side electrode 13 are formed by, for example, a sputtering method or a vapor deposition method. Either the n-side electrode 14 or the p-side electrode 13 may be formed first, or may be formed of the same material at the same time.

次に、図4(b)に示すように、p側電極13上にp側パッド16を、n側電極14上にn側パッド17を形成する。p側パッド16の上面の面積は、p側電極13と半導体層15とのコンタクト面積よりも広い。n側パッド17の上面の面積は、n側電極14と半導体層15とのコンタクト面積よりも広い。   Next, as shown in FIG. 4B, the p-side pad 16 is formed on the p-side electrode 13, and the n-side pad 17 is formed on the n-side electrode 14. The area of the upper surface of the p-side pad 16 is larger than the contact area between the p-side electrode 13 and the semiconductor layer 15. The area of the upper surface of the n-side pad 17 is larger than the contact area between the n-side electrode 14 and the semiconductor layer 15.

次に、図4(b)までの工程で得られた基板10上構造体のすべての露出部を、図4(c)に示す絶縁層32で覆う。その後、図示しないレジストマスクを用いたエッチングにより、絶縁層32に第1の開口32aと第2の開口32bを形成する。第1の開口32aはp側パッド16に達する。第2の開口32bはn側パッド17に達する。   Next, all exposed portions of the structure on the substrate 10 obtained in the steps up to FIG. 4B are covered with the insulating layer 32 shown in FIG. Thereafter, a first opening 32a and a second opening 32b are formed in the insulating layer 32 by etching using a resist mask (not shown). The first opening 32 a reaches the p-side pad 16. The second opening 32 b reaches the n-side pad 17.

次に、絶縁層32の上面、第1の開口32aの内壁(側壁及び底部)および第2の開口32bの内壁(側壁及び底部)に、メッキのシードメタルとして機能する図示しない金属膜を形成する。そして、その金属膜上に図示しないレジストを選択的に形成し、金属膜を電流経路としたCu電解メッキを行う。   Next, a metal film (not shown) that functions as a seed metal for plating is formed on the upper surface of the insulating layer 32, the inner walls (side walls and bottom) of the first opening 32a, and the inner walls (side walls and bottom) of the second opening 32b. . Then, a resist (not shown) is selectively formed on the metal film, and Cu electrolytic plating using the metal film as a current path is performed.

このメッキにより、絶縁層32上に、図4(d)に示すように、p側配線層18とn側配線層19とが形成される。p側配線層18及びn側配線層19は、メッキ法により同時に形成される例えば銅材料からなる。   By this plating, the p-side wiring layer 18 and the n-side wiring layer 19 are formed on the insulating layer 32 as shown in FIG. The p-side wiring layer 18 and the n-side wiring layer 19 are made of, for example, a copper material that is simultaneously formed by a plating method.

p側配線層18は、第1の開口32a内にも形成され、シードメタルである前記金属膜を介してp側パッド16と電気的に接続される。n側配線層19は、第2の開口32b内にも形成され、シードメタルである前記金属膜を介してn側パッド17と電気的に接続される。   The p-side wiring layer 18 is also formed in the first opening 32a, and is electrically connected to the p-side pad 16 through the metal film that is a seed metal. The n-side wiring layer 19 is also formed in the second opening 32b and is electrically connected to the n-side pad 17 through the metal film that is a seed metal.

次に、図示しないレジストをマスクに用いて、まだ残っている前記金属膜を電流経路としたCu電解メッキを行う。このメッキにより、図5(a)に示すように、p側金属ピラー21とn側金属ピラー22が形成される。p側金属ピラー21はp側配線層18上に形成され、n側金属ピラー22はn側配線層19上に形成される。   Next, using a resist (not shown) as a mask, Cu electrolytic plating using the remaining metal film as a current path is performed. By this plating, a p-side metal pillar 21 and an n-side metal pillar 22 are formed as shown in FIG. The p-side metal pillar 21 is formed on the p-side wiring layer 18, and the n-side metal pillar 22 is formed on the n-side wiring layer 19.

p側金属ピラー21及びn側金属ピラー22を形成した後、前記シードメタルとして使った金属膜の露出部を除去する。したがって、p側配線層18とn側配線層19間でつながっていた金属膜が分断される。   After the p-side metal pillar 21 and the n-side metal pillar 22 are formed, the exposed portion of the metal film used as the seed metal is removed. Therefore, the metal film connected between the p-side wiring layer 18 and the n-side wiring layer 19 is divided.

次に、図5(a)に示すように、絶縁層32上、p側金属ピラー21の周囲およびn側金属ピラー22の周囲に、樹脂層33を形成する。   Next, as shown in FIG. 5A, a resin layer 33 is formed on the insulating layer 32 around the p-side metal pillar 21 and around the n-side metal pillar 22.

そして、p側金属ピラー21、n側金属ピラー22及び樹脂層33を含む支持体に半導体層15が支持された状態で、基板10を凸部10aごと除去する。基板10は、例えばシリコン基板であり、ウェットエッチングあるいはドライエッチングによって容易に除去することができる。   Then, the substrate 10 is removed together with the protrusions 10a in a state where the semiconductor layer 15 is supported on the support including the p-side metal pillar 21, the n-side metal pillar 22, and the resin layer 33. The substrate 10 is a silicon substrate, for example, and can be easily removed by wet etching or dry etching.

図5(b)は、基板10の除去後の状態を表す。凸部10aの除去により、絶縁膜31に達する溝56が形成される。この溝56によって、半導体層15は複数に分離される。すなわち、基板10の除去と同時に、半導体層15が複数に素子分離された構造が得られる。   FIG. 5B shows a state after the substrate 10 is removed. By removing the convex portion 10a, a groove 56 reaching the insulating film 31 is formed. The semiconductor layer 15 is separated into a plurality by the grooves 56. That is, a structure in which the semiconductor layer 15 is separated into a plurality of elements simultaneously with the removal of the substrate 10 is obtained.

半導体層15は、これよりも厚い支持体(p側金属ピラー21、n側金属ピラー22及び樹脂層33)によって支持されているため、基板10がなくなっても、ウェーハ状態を保つことが可能である。   Since the semiconductor layer 15 is supported by a thicker support (p-side metal pillar 21, n-side metal pillar 22, and resin layer 33), the wafer state can be maintained even when the substrate 10 is removed. is there.

また、樹脂層33を構成する樹脂、p側金属ピラー21及びn側金属ピラー22を構成する金属は、GaN系材料の半導体層15に比べて柔軟な材料である。そのため、基板10上に半導体層15を形成するエピタキシャル成長で発生した大きな内部応力が基板10の除去時に一気に開放されても、半導体層15が破損されることを回避できる。   Further, the resin constituting the resin layer 33 and the metal constituting the p-side metal pillar 21 and the n-side metal pillar 22 are softer materials than the semiconductor layer 15 made of a GaN-based material. Therefore, even if a large internal stress generated by epitaxial growth for forming the semiconductor layer 15 on the substrate 10 is released at a time when the substrate 10 is removed, the semiconductor layer 15 can be prevented from being damaged.

基板10を除去した後、第1の面15aは洗浄され、また必要に応じて凹凸を形成するフロスト処理が行われる。第1の面15aに微小凹凸を形成することで、光取り出し効率を向上できる。   After removing the substrate 10, the first surface 15 a is cleaned, and a frost process is performed to form irregularities as necessary. The light extraction efficiency can be improved by forming minute irregularities on the first surface 15a.

その後、図5(c)に示すように、第1の面15a上に、蛍光体層40を形成する。さらに、溝56内にも蛍光体層40が充填され、溝56に面していた半導体層15の側面15cにも蛍光体層40が設けられる。   Thereafter, as shown in FIG. 5C, the phosphor layer 40 is formed on the first surface 15a. Further, the phosphor layer 40 is also filled in the groove 56, and the phosphor layer 40 is also provided on the side surface 15 c of the semiconductor layer 15 facing the groove 56.

蛍光体層40を形成する工程は、蛍光体粒子が分散された液状の透明樹脂を、印刷、ポッティング、モールド、圧縮成形などの方法によって、第1の面15a上に供給する工程と、それを熱硬化させる工程とを有する。   The step of forming the phosphor layer 40 includes a step of supplying a liquid transparent resin in which phosphor particles are dispersed on the first surface 15a by a method such as printing, potting, molding, compression molding, and the like. Heat curing.

また、樹脂層33は研削され、図5(c)に示すように、p側外部端子21aとn側外部端子22aが樹脂層33から露出される。   Further, the resin layer 33 is ground, and the p-side external terminal 21a and the n-side external terminal 22a are exposed from the resin layer 33 as shown in FIG.

そして、溝56の位置で、蛍光体層40、絶縁膜31、絶縁層32および樹脂層33を切断して、複数の半導体発光装置に個片化する。このとき、溝56内の蛍光体層40をすべて削らずに、半導体層15の側面15cに蛍光体層40が残るようにする。   Then, the phosphor layer 40, the insulating film 31, the insulating layer 32, and the resin layer 33 are cut at the position of the groove 56 and separated into a plurality of semiconductor light emitting devices. At this time, the phosphor layer 40 is left on the side surface 15 c of the semiconductor layer 15 without removing all the phosphor layer 40 in the groove 56.

溝56には半導体層15が形成されていないため、ダイシング時に半導体層15はダメージを受けない。   Since the semiconductor layer 15 is not formed in the groove 56, the semiconductor layer 15 is not damaged during dicing.

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。したがって、ダイシング後に、個々の半導体発光装置ごとに、支持体の形成、絶縁材によるチップの保護、および蛍光体層の形成を行う必要がなく、大幅な生産コストの低減が可能になる。図1(a)及び(b)に示す個片化された状態で、すでに半導体層15の第1の面15a及び側面15cに蛍光体層40が形成されている。   Each process described above before dicing is performed in a lump in a wafer state. Therefore, it is not necessary to form a support, protect a chip with an insulating material, and form a phosphor layer for each individual semiconductor light emitting device after dicing, and can greatly reduce the production cost. The phosphor layer 40 is already formed on the first surface 15a and the side surface 15c of the semiconductor layer 15 in the state of being separated into pieces as shown in FIGS.

以上説明した実施形態によれば、基板10における素子分離領域となる部分に予め凸部10aを加工しておいた状態で、半導体層15を基板10上に形成する。すなわち、半導体層15は、凸部10aによってすでに複数に素子分離された状態で基板10上に形成される。したがって、電極13、14やパッド16、17などを形成した後に半導体層15を分離する加工が不要であり、素子分離工程を簡略化できる。   According to the embodiment described above, the semiconductor layer 15 is formed on the substrate 10 in a state in which the protrusions 10 a are processed in advance in the portion that becomes the element isolation region in the substrate 10. That is, the semiconductor layer 15 is formed on the substrate 10 in a state where the plurality of elements are already separated by the convex portion 10a. Therefore, it is not necessary to separate the semiconductor layer 15 after forming the electrodes 13 and 14 and the pads 16 and 17, and the element isolation process can be simplified.

基板10としては、サファイア基板を用いてもよい。サファイア基板は、例えばレーザーリフトオフ法によって除去することができる。   As the substrate 10, a sapphire substrate may be used. The sapphire substrate can be removed by, for example, a laser lift-off method.

すなわち、サファイア基板の裏面側から第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、サファイア基板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。   That is, laser light is irradiated from the back surface side of the sapphire substrate toward the first semiconductor layer 11. The laser light is transmissive to the sapphire substrate and has a wavelength that becomes an absorption region for the first semiconductor layer 11.

レーザ光がサファイア基板と第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。例えばGaN系材料の第1の半導体層11はガリウム(Ga)と窒素ガスに分解する。この分解反応により、サファイア基板と第1の半導体層11との間に微小な隙間が形成され、サファイア基板と第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、サファイア基板を除去する。   When the laser light reaches the interface between the sapphire substrate and the first semiconductor layer 11, the first semiconductor layer 11 near the interface absorbs the energy of the laser light and decomposes. For example, the first semiconductor layer 11 made of a GaN-based material is decomposed into gallium (Ga) and nitrogen gas. By this decomposition reaction, a minute gap is formed between the sapphire substrate and the first semiconductor layer 11, and the sapphire substrate and the first semiconductor layer 11 are separated. Laser light irradiation is performed over the entire wafer in multiple times for each set region, and the sapphire substrate is removed.

半導体層15が例えば窒化物半導体層の場合、サファイア基板はその半導体層15から放出される光に対する透過性を有する。したがって、サファイア基板は除去せずに、第1の面15a上に残してもよい。   When the semiconductor layer 15 is, for example, a nitride semiconductor layer, the sapphire substrate is transmissive to light emitted from the semiconductor layer 15. Therefore, the sapphire substrate may be left on the first surface 15a without being removed.

また、図4(d)の工程の後、基板10上に蛍光体層40を形成し、その状態で、第1の面15a上の基板10は除去せずに、凸部10aのみをダイシングにより除去して、個片化してもよい。例えば、凸部10aの幅以上の刃幅を有するブレードを用いて、凸部10aをダイシング時に除去することが可能である。この個片化された半導体発光装置の模式断面図を図7(a)に表す。この構造の場合、p側配線層18及びn側配線層19が外部端子として機能する。   4D, the phosphor layer 40 is formed on the substrate 10, and in this state, the substrate 10 on the first surface 15a is not removed, and only the convex portion 10a is diced. It may be removed and separated into individual pieces. For example, it is possible to remove the convex portion 10a during dicing using a blade having a blade width equal to or larger than the width of the convex portion 10a. FIG. 7A shows a schematic cross-sectional view of the separated semiconductor light emitting device. In the case of this structure, the p-side wiring layer 18 and the n-side wiring layer 19 function as external terminals.

また、図5(a)の工程の後、基板10上に蛍光体層40を形成し、その状態で、第1の面15a上の基板10は除去せずに、凸部10aのみをダイシングにより除去して、個片化してもよい。この個片化された半導体発光装置の模式断面図を図7(b)に表す。   Further, after the step of FIG. 5A, the phosphor layer 40 is formed on the substrate 10, and in this state, the substrate 10 on the first surface 15a is not removed, and only the convex portion 10a is diced. It may be removed and separated into individual pieces. FIG. 7B shows a schematic cross-sectional view of the separated semiconductor light emitting device.

また、蛍光体層40は必ずしも設けなくてもよい。あるいは、第1の面15a上にレンズ層を設けてもよい。   Further, the phosphor layer 40 is not necessarily provided. Alternatively, a lens layer may be provided on the first surface 15a.

基板10を除去した図5(b)の工程の後、露出部全面に絶縁膜を形成し、その後、蛍光体層40を形成してもよい。絶縁膜は、例えばスパッタ法、プラズマ化学気相成長法によって形成され、光取り出し効率を低下させない膜厚を有するシリコン酸化膜、シリコン窒化膜である。これにより、第1の面15aを通じた光の取り出し方向で、媒質の屈折率が大きく変化するのを防いで、光の取り出し効率を向上できる。また、蛍光体層40と第1の面15aとの密着性を向上できる。   After the step of FIG. 5B with the substrate 10 removed, an insulating film may be formed on the entire exposed portion, and then the phosphor layer 40 may be formed. The insulating film is, for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film formed by a sputtering method or a plasma chemical vapor deposition method and having a thickness that does not decrease the light extraction efficiency. Thereby, it is possible to prevent the refractive index of the medium from changing greatly in the light extraction direction through the first surface 15a, and to improve the light extraction efficiency. In addition, the adhesion between the phosphor layer 40 and the first surface 15a can be improved.

実施形態によれば、p側電極上及びn側電極上に、p側電極に達する第1の開口と、n側電極に達する第2の開口とを有する第1の絶縁層を形成する工程と、第1の絶縁層上及び第1の開口内にp側配線層を形成する工程と、第1の絶縁層上及び第2の開口内にn側配線層を形成する工程と、を備えている。
また、実施形態によれば、p側配線層及びn側配線層を形成した後、基板は凸部ごと除去される。
また、実施形態によれば、凸部の除去によって形成された溝内及び半導体層の表面上に、蛍光体層を形成する工程を備えている。
また、実施形態によれば、p側配線層上にp側金属ピラーを形成する工程と、n側配線層上にn側金属ピラーを形成する工程と、を備えている。
また、実施形態によれば、p側金属ピラーの側面及びn側金属ピラーの側面に、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、p側金属ピラー及びn側金属ピラーを形成した後、基板は凸部ごと除去される。
また、実施形態によれば、凸部の除去によって形成された溝内及び半導体層の表面上に、蛍光体層を形成する工程を備えている。
また、実施形態によれば、半導体層の溝に面する側面に蛍光体層を残して、溝の位置で、蛍光体層及び第1の絶縁層を切断する工程を備えている。
According to the embodiment, forming a first insulating layer having a first opening reaching the p-side electrode and a second opening reaching the n-side electrode on the p-side electrode and the n-side electrode; And a step of forming a p-side wiring layer on the first insulating layer and in the first opening, and a step of forming an n-side wiring layer on the first insulating layer and in the second opening. Yes.
According to the embodiment, after the p-side wiring layer and the n-side wiring layer are formed, the substrate is removed together with the convex portions.
In addition, according to the embodiment, there is provided a step of forming a phosphor layer in the groove formed by removing the convex portion and on the surface of the semiconductor layer.
According to the embodiment, the method includes a step of forming a p-side metal pillar on the p-side wiring layer and a step of forming an n-side metal pillar on the n-side wiring layer.
In addition, according to the embodiment, the method includes the step of forming the second insulating layer on the side surface of the p-side metal pillar and the side surface of the n-side metal pillar.
In addition, according to the embodiment, after forming the p-side metal pillar and the n-side metal pillar, the substrate is removed together with the convex portions.
In addition, according to the embodiment, there is provided a step of forming a phosphor layer in the groove formed by removing the convex portion and on the surface of the semiconductor layer.
In addition, according to the embodiment, the method includes the step of cutting the phosphor layer and the first insulating layer at the position of the groove, leaving the phosphor layer on the side surface facing the groove of the semiconductor layer.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

3…発光領域、4…非発光領域、10…基板、10a…凸部、10b凹部、11…第1の半導体層、12…第2の半導体層、12a…発光層、13…p側電極、14…n側電極、15…半導体層、15c…側面、16…p側パッド、17…n側パッド、18…p側配線層、19…n側配線層、21…p側金属ピラー、22…n側金属ピラー、40…蛍光体層、56…溝、51…マスク層、61…キャップ膜   DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Light emission area | region, 4 ... Non light emission area | region, 10 ... Substrate, 10a ... Convex part, 10b recessed part, 11 ... 1st semiconductor layer, 12 ... 2nd semiconductor layer, 12a ... Light emission layer, 13 ... P side electrode, 14 ... n-side electrode, 15 ... semiconductor layer, 15c ... side surface, 16 ... p-side pad, 17 ... n-side pad, 18 ... p-side wiring layer, 19 ... n-side wiring layer, 21 ... p-side metal pillar, 22 ... n-side metal pillar, 40 ... phosphor layer, 56 ... groove, 51 ... mask layer, 61 ... cap film

Claims (5)

シリコン基板の表面を加工し、前記シリコン基板の表面上に凸部を形成する工程と、
前記凸部の上面をキャップ膜で覆った状態で、前記シリコン基板における前記凸部に隣接する凹部に、発光層を含む半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の表面側の一部の領域を選択的に除去し、前記半導体層の表面側に前記発光層を含まない非発光領域を形成する工程と、
前記半導体層における前記非発光領域の表面上に、n側電極を形成する工程と、
前記半導体層における前記発光層を含む発光領域の表面上に、p側電極を形成する工程と、
前記シリコン基板を前記凸部ごと除去して、前記半導体層を複数に分離する工程と、
を備えた半導体発光装置の製造方法。
Processing the surface of the silicon substrate, forming a protrusion on the surface of the silicon substrate;
Forming a semiconductor layer including a light emitting layer in a concave portion adjacent to the convex portion in the silicon substrate in a state where the upper surface of the convex portion is covered with a cap film;
Selectively removing a partial region on the surface side of the semiconductor layer, and forming a non-light emitting region not including the light emitting layer on the surface side of the semiconductor layer;
Forming an n-side electrode on a surface of the non-light-emitting region in the semiconductor layer;
Forming a p-side electrode on the surface of the light emitting region including the light emitting layer in the semiconductor layer;
Removing the silicon substrate together with the protrusions and separating the semiconductor layer into a plurality of parts;
A method for manufacturing a semiconductor light emitting device comprising:
基板の表面を加工し、前記基板の表面上に凸部を形成する工程と、
前記凸部の上面をキャップ膜で覆った状態で、前記基板における前記凸部に隣接する凹部に、発光層を含む半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の表面側の一部の領域を選択的に除去し、前記半導体層の表面側に前記発光層を含まない非発光領域を形成する工程と、
前記半導体層における前記非発光領域の表面上に、n側電極を形成する工程と、
前記半導体層における前記発光層を含む発光領域の表面上に、p側電極を形成する工程と、
前記基板における少なくとも前記凸部を除去して、前記半導体層を複数に分離する工程と、
を備えた半導体発光装置の製造方法。
Processing the surface of the substrate, forming a protrusion on the surface of the substrate;
Forming a semiconductor layer including a light emitting layer in a concave portion adjacent to the convex portion of the substrate in a state where the upper surface of the convex portion is covered with a cap film;
Selectively removing a partial region on the surface side of the semiconductor layer, and forming a non-light emitting region not including the light emitting layer on the surface side of the semiconductor layer;
Forming an n-side electrode on a surface of the non-light-emitting region in the semiconductor layer;
Forming a p-side electrode on the surface of the light emitting region including the light emitting layer in the semiconductor layer;
Removing at least the protrusions on the substrate and separating the semiconductor layer into a plurality of layers;
A method for manufacturing a semiconductor light emitting device comprising:
前記凸部を、前記凹部を連続して囲む平面パターンで形成する請求項1または2に記載の半導体発光装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the convex portion is formed in a planar pattern that continuously surrounds the concave portion. 前記半導体層は、前記凸部の高さ以下の膜厚で形成される請求項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。   The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is formed with a film thickness equal to or less than a height of the convex portion. 前記凸部を形成する前記基板の加工に使ったマスク層を前記凸部上にそのまま残して、前記半導体層を形成するときの前記キャップ膜として用いる請求項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。   The mask layer used for processing the substrate for forming the convex portion is left as it is on the convex portion and used as the cap film when forming the semiconductor layer. Manufacturing method of the semiconductor light-emitting device.
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