JP2013239699A - 半導体発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】色ムラを改善した半導体発光素子を提供する。
【解決手段】本発明に係る半導体発光素子は、支持基板と、第１半導体層と発光層と第2半導体層とを有してなり、前記支持基板上に設けられた半導体積層構造体と、前記第１半導体層と電気的に接続される第１電極と、前記第２半導体層と電気的に接続される第２電極と、前記半導体積層構造体の上面の一部及び側面を覆い、前記第１及び第２電極と電気的に分離された遮光部材と、前記遮光部材で覆われていない前記半導体積層構造体の上面を覆う波長変換部材と、を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体発光素子に関する。

従来から、半導体発光素子の表面に波長変換部材を塗布することによって任意の発光色を得る半導体発光装置が開発されている。

例えば、特許文献１には、半導体素子の上面に波長変換部材を滴下することによって形成されたドーム状の蛍光体含有層が設けられた半導体発光装置において、波長変換部材の膜厚の不均一に起因して生じる色ムラと防止するため、半導体層の発光面は少なくとも１つのコーナー部を有し、蛍光体含有層が、半導体層中央部から外縁部に向けてその膜厚が薄くなっており、少なくとも１つのコーナー部に光を放射しない非放射部を有する半導体発光装置が開示されている。
すなわち、この特許文献１の発光装置は、ディスペンサーを用いて波長変換部材を塗布する際に波長変換部材が半導体発光素子の各コーナー部にまで十分に濡れ広がらないといった問題を考慮して、コーナー部に光を放射しない非放射部を形成して、色ムラと防止するものである。

特開２０１０−９２８９７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている半導体発光装置は、遮光部や非発光部が半導体層のコーナー部に設けられているのみであるため、半導体層の側面に露出した発光層からの光は波長変換されず、色ムラが生じる。また、発光層の側面から放射される光と、半導体層上面から放射される光は、波長変換部材を通過する距離が異なるので、色ムラが生じる。

そこで本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、色ムラを改善した半導体発光素子を提供することにある。

本発明によれば、前記課題は次の手段により解決される。

本発明に係る半導体発光素子は、支持基板と、第１半導体層と発光層と第2半導体層とを有してなり、前記支持基板上に設けられた半導体積層構造体と、前記第１半導体層と電気的に接続される第１電極と、前記第２半導体層と電気的に接続される第２電極と、前記半導体積層構造体の上面の一部及び側面を覆い、前記第１及び第２電極と電気的に分離された遮光部材と、前記遮光部材で覆われていない前記半導体積層構造体の上面を覆う波長変換部材と、を有することを特徴とする。これにより、半導体積層構造体の側面が遮光部材で覆われているので、側面からの光の漏れを防ぐことができる。したがって、発光層からの光は半導体積層構造体の上面から放出されることになり、光の波長変換部材を通過する距離がほぼ均一になるので、色ムラが改善できる。

前記半導体積層構造体の上面において、前記波長変換部材は、さらに前記遮光部材の少なくとも一部を覆っていることが好ましい。これにより、遮光部材の半導体積層構造体への密着性が向上する。また、発光層からの光の大部分は、遮光部材で覆われない半導体積層構造体の上面を覆う波長変換部材を通過して放出されるが、本願発明の構成により、遮光部材で覆われない半導体積層構造体の上面から放出された光の一部が遮光部材を覆う波長変換部材を通過するので、遮光部材の開口部の形状の輪郭をぼかすことができる。

前記半導体積層構造体の側面は傾斜が設けられていることが好ましい。これにより、傾斜が順テーパーの場合は、半導体積層構造体の側面が垂直又は逆テーパーである場合と比べて、遮光部材を形成しやすくなる。傾斜が逆テーパーの場合は、半導体積層構造体内において、光を側面で反射させて上方へ光を取り出すことができる。

前記半導体積層構造体の上面の一部及び側面を覆う前記遮光部材は、同一材料であることが好ましい。これにより、半導体積層構造体の上面の一部と側面とを覆う遮光部材の遮光程度が同等になるため、発光のコントラストが良好となる。

前記半導体積層構造体は、第１半導体層と発光層と第２半導体層とを含み、前記第１半導体層と電気的に接続される第１電極と、前記第２半導体層と電気的に接続される第２電極とが設けられている。この第１電極と第２電極は前記支持基板と前記半導体積層構造体との間に設けられていることが好ましい。このようにすると、以下の理由により、第１半導体層と第２半導体層の間の発光層に電流を均一に流す電流均一性を阻害することなく、遮光部材の形状を任意に設定することができる(遮光部材の形状の自由度を向上させることができる)。半導体積層構造体の上面にｎ側の第１電極、下面にｐ側の第２電極が設けられた(半導体積層構造体を両電極が挟んでいる)従来の貼り合わせ発光装置では、ｎ電極が遮光部材を兼ねている構成になり、遮光部材の形状は、電流拡散など素子の性能と遮光特性の両方を考慮して決定する必要があり、配置や形状には制限がある。これに対して、この第１電極と第２電極をともに支持基板と半導体積層構造体との間に設けると、遮光部材は遮光特性のみを考慮して形状を設定することができ、第１電極と第２電極は発光層に電流を均一に流す電流均一性を考慮して最適な設計が可能になる。本願発明の好ましい電極構造では、遮光部材が電極と別個に半導体積層構造体に設けられているため、半導体発光素子の電流均一性が阻害されない。ゆえに、遮光部材の形状の自由度が増す。

前記第１電極と前記第２電極とを例えば、絶縁膜を挟んで重ねて形成することもできる(第１電極と第２電極とが平面視で重なっていてもよい)。これにより、第１電極と第２電極を平面視で重なった立体的な配線となり、半導体発光素子全体に対して発光面積の占める割合を拡大することができる。
すなわち、支持基板上の半導体積層構造体が設けられている領域以外の部分で第１電極又は第２電極が占める面積が大きくなると、半導体発光素子全体に対して半導体積層構造体が占める領域の割合が相対的に小さくなるが、第１電極と第２電極を平面視で重なった立体的な配線とすることで、相対的に半導体積層構造体が占める領域の割合を大きくすることができ、発光面積を大きくすることができる。

前記第２電極はパッド電極を備え、前記パッド電極は平面視で前記半導体積層構造体と異なる領域に設けられていることが好ましい。例えば、前記第２電極が、前記支持基板上において前記半導体積層構造体外部に延在するように形成され、その外部に延在した第２電極上にパッド電極が形成されていることが好ましい。このように、支持基板上に前記半導体積層構造体とパッド電極が並置されていると、半導体積層構造体上面にパッド電極形成面を設ける必要がないので、遮光部材の形状の自由度が増す。

前記半導体発光素子が矩形状であって、前記パッド電極が前記半導体発光素子の角部以外の領域に配置されていることが好ましい。これにより、パッド電極の周囲に十分な面積を有しているため、外部電源と接続するためのワイヤボンディングにおいて、その圧力により半導体発光素子が割れることを防ぐことができる。

前記遮光部材は、金属が含有されていることが好ましい。また、前記遮光部材は、反射性物質が含有されている樹脂であることが好ましい。これにより、波長変換部材から半導体積層構造体へ向かう光を効率的に反射させることができ、光取り出し効率が向上する。

本発明の半導体発光素子によれば、色ムラを改善した半導体発光素子を提供することができる。

第一の実施形態に係る半導体発光素子を示す概略平面図である。 第一の実施形態に係る半導体発光素子を示す概略断面図である。 第一の実施形態に係る半導体発光素子を示す概略平面図である。 第一の実施形態に係る半導体発光素子の変形例を示す概略断面図である。 第一の実施形態に係る半導体発光素子の変形例を示す概略平面図である。 第二の実施形態に係る半導体発光素子を示す概略平面図である。 第二の実施形態に係る半導体発光素子を示す概略断面図である。 第二の実施形態に係る半導体発光素子の変形例を示す概略断面図である。 第三の実施形態に係る半導体発光素子を示す概略平面図である。 第四の実施形態に係る半導体発光素子を示す概略平面図である。 第一の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の一工程を示す概略図である。 第一の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の一工程を示す概略図である。 第一の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の一工程を示す概略図である。 第一の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の一工程を示す概略図である。 第一の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の一工程を示す概略図である。 第二の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の一工程を示す概略図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化する半導体発光素子を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。特に実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分又は部材を示す。さらにまた、発明を理解しやすくするために、実施形態を分けて説明するが、これらの実施形態はそれぞれ独立するものではなく、共有できるところは他の実施形態の説明を適用できる。

＜第一の実施形態＞
第一の実施形態に係る半導体発光素子について図面を用いて詳述する。図１は、第一の実施形態に係る半導体発光素子を示す概略平面図である。図２は、第一の実施形態に係る半導体発光素子を示し、図１のI−I’線における概略断面図である。図３は、第一の実施形態に係る半導体発光素子を示し、図２のII−II’線における概略平面図である（保護膜１５ｃ、遮光部材１６、波長変換部材１８は不図示）。図１及び図３のI−I’線は、同一の線を示している。図４は、第一の実施形態に係る半導体発光素子の変形例を示す概略断面図である。図５は、第一の実施形態に係る半導体発光素子の変形例を示す概略平面図である。ただし、説明の便宜上、図１乃至５は同一縮尺ではない。本明細書において、半導体発光素子１００の波長変換部材１８形成面を上面と称する。また、本明細書において、層上等でいう「上」とは、必ずしも上面に接触して形成される場合に限られず、離間して上方に形成される場合も含んでおり、部材と部材との間に介在する部材が存在する場合も包含する意味で使用する。さらに、「平面視」とは、波長変換部材１８が設けられた側から半導体発光素子１００を見ることを指し、透過された状態の平面視という意味を含む。
さらにまた、波長変換部材１８が設けられた側を上面とし、光取り出し面側とする。

第一の実施形態に係る半導体発光素子１００は、支持基板１１、第１半導体層１２ａと発光層１２ｂと第２半導体層１２ｃとを有する半導体積層構造体１２、第１電極１３、反射電極１４ａと配線電極１４ｂとパッド電極１４ｃとを有する第２電極１４、絶縁膜１５ａ、１５ｂ、保護膜１５ｃ、遮光部材１６、バンプ１７、波長変換部材１８、第１電極接着層１３ａ、支持基板側接着層１９、裏面接着層１１０を備える。

第一の実施形態に係る半導体発光素子１００は、例えば、図２に示すように、底面に裏面接着層１１０を有する矩形状の支持基板１１の上に、支持基板側接着層１９、第１電極接着層１３ａをこの順に備え、第１電極接着層１３ａ上に第１電極１３、第１電極１３の上に反射電極１４ａと配線電極１４ｂとパッド電極１４ｃとを備える第２電極１４を有している。第１電極１３と第２電極１４の間には、絶縁膜１５ｂが形成され、第１電極１３と第２電極１４間は絶縁されている。さらに、パッド電極１４ｃ上を除く第２電極１４の上には、第２半導体層１２ｃ、発光層１２ｂ、第１半導体層１２ａを順に積層した、支持基板１１と同様に略矩形状の半導体積層構造体１２が設けられている。
具体的には、半導体積層構造体１２は、支持基板１１とほぼ同じ大きさの略矩形状であるが、パッド電極１４ｃ上がバンプ１７を形成するために除去されて、図１に示すように、平面視をすると半導体積層構造体１２の向かい合う２辺の中央部が半円状に内側にへこんでいる（以下、内側にへこんだ部分を除去部という）。また、図２に示すように、半導体積層構造体１２において、第１半導体層１２ａの上面は粗面又は凹凸形状となっている。また、図１及び図３に示すように、第２半導体層１２ｃ及び発光層１２ｂを部分的に除去して、第１半導体層１２ａと第１電極１３とを接続する複数の貫通孔１３ｂが設けられている。貫通孔１３ｂの壁面は支持基板１１側が徐々に拡がるように傾斜しており、さらに第１半導体層１２ａの壁面には段差がある。貫通孔１３ｂの横断面は略楕円形であり、複数の貫通孔１３ｂは縦横ほぼ等間隔になるように行列を成して、半導体積層構造体１２の全面に配列されている。

第２電極１４において、反射電極１４ａは第２半導体層１２ｃのほぼ全面を覆うように設けられている。反射電極１４ａの第２半導体層１２ｃと接する面とは反対側の面を覆うように配線電極１４ｂが設けられる。配線電極１４ｂは、半導体積層構造体１２の除去部に延伸される。半導体積層構造体１２の除去部に延伸された配線電極１４ｂ上には、パッド電極１４ｃが形成される。このようにして、パッド電極１４ｃは支持基板１１上において、半導体積層構造体１２が形成されていない領域に設けられる。パッド電極１４ｃは、１つの半導体発光素子１００に対して２つ設けられており、半導体発光素子１００の向かい合う２辺の中央部分の、素子端部に近い位置にそれぞれ設けられている。このように、パッド電極１４ｃは、半導体発光素子１００の角部以外の領域に配置されていることが好ましい。さらに、２つのパッド電極１４ｃ上にそれぞれ、外部電源と接続するためのバンプ１７が形成される。

第１電極１３は、第１電極接着層１３ａ上に、半導体積層構造体１２よりも大きい面積でかつ平面視で半導体発光素子１００のほぼ全面を覆うように形成される。第１電極１３は、面積が半導体積層構造体１２より大きいため、半導体積層構造体１２の外側に延在する部分を有している。また、第１電極１３と第２電極１４は、平面視で重なる領域を持っている。第１電極１３は、貫通孔１３ｂを介して第１半導体層１２ａと接続される。貫通孔１３ｂは、上述したように、第２半導体層１２ｃから第１半導体層１２ａへ向かって幅が狭くなるような穴となっている。尚、貫通孔１３ｂは、半導体積層構造体１２の第２半導体１２ｃ、発光層１２ｂ、第１半導体層１２ａだけではなく、第２電極１４の反射電極１４ａ、配線電極１４ｂも貫通するように形成されている。第１電極１３と第２電極１４間、第１電極１３と第２半導体１２ｃ及び発光層１２間は絶縁膜１５ｂによって絶縁されている。

第１電極１３と第２電極１４の間の絶縁膜１５ｂが第１半導体層１２ａの一部の壁面を覆う位置まで貫通孔内に延びて形成されている。すなわち、絶縁膜１５ｂは、貫通孔１３ｂ内において、第２電極１４の壁面、第２半導体層１２ｃの壁面、発光層１２ｂの壁面、第１半導体層１２ａの一部の壁面を覆っている。第２半導体層１２ｃの表面において、反射電極１４ａが形成されていない部分には絶縁膜１５ａが設けられる。したがって、第２半導体層１２ｃの表面は、反射電極１４ａまたは絶縁膜１５ａのいずれかで覆われている。さらに、第１電極１３、第２電極１４が形成された表面を除く半導体積層構造体１２の表面、つまり、半導体積層構造体１２の側面と上面は、保護膜１５ｃで被覆されている。

半導体積層構造体１２の上面の一部及び側面は、保護膜１５ｃを介して遮光部材１６で覆われている。遮光部材１６は平面視でＮという文字を円で囲んだ形状の開口部を有しており、開口部を介して保護膜１５ｃが露出している。波長変換部材１８は、遮光部材１６で覆われない半導体積層構造体１２の上面に接するように設けられる。波長変換部材１８は、半導体積層構造体１２全体を覆っていてもよく、本実施形態では、波長変換部材１８が、遮光部材１６、バンプ１７の側面、遮光部材１６から露出した保護膜１５ｃ、パッド電極１４ｃを覆うように設けられている。波長変換部材１８の上面はバンプ１７とほぼ同じ高さであり、バンプ１７は上面が波長変換部材１８から露出している。本実施形態において、波長変換部材１８は上面と側面が略垂直になるように設けられ、半導体発光素子１００は全体として立方体又は直方体のような外観をしている。

以下、本実施形態の各構成について詳述する。

（支持基板１１）
支持基板としては、主に、Ｓｉ基板の他、ＧａＡｓの半導体基板、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｎｉの金属材料、Ｃｕ−Ｗの複合材料等の導電性基板が挙げられる。加えて、Ｃｕ−Ｍｏ、ＡｌＳｉＣ、ＡｌＳｉ、ＡｌＮ、ＳｉＣ、Ｃｕ−ダイヤ等の金属とセラミックの複合体等も利用できる。例えば、Ｃｕ−Ｗ、Ｃｕ−Ｍｏの一般式は、Ｃｕ_ｘＷ_{１００−ｘ}（０≦ｘ≦３０）、Ｃｕ_ｘＭｏ_{１００−ｘ}（０≦ｘ≦５０）のようにそれぞれ示すことができる。またＳｉを用いる利点は安価でチップ化がしやすい点である。支持基板の好ましい板厚としては５０〜５００μｍである。支持基板の板厚をこの範囲に設定することで放熱性が良くなる。また、支持基板に導電性基板を使用すれば、基板側からの電力供給が可能になる他、高い静電耐圧及び放熱性に優れた素子とできる。また、Ｓｉ、Ｃｕ（Ｃｕ−Ｗ）等の不透光性の材料で放熱性に優れた支持基板を用い、それと半導体層との間、若しくは半導体層内に反射構造を設けて、支持基板と反対側から光りを取り出す構造とすると、放熱性、発光特性に優れた半導体発光素子を構成することができる。
また、メッキにより、支持基板、支持基板との間の接着部を形成することもできる。また、支持基板を設けない素子でも良く、発光装置の載置部、基台上に直接実装されても良い。

（半導体積層構造体１２）
半導体積層構造体を構成する第１半導体層、発光層及び第２半導体層としては、特に限定されるものではなく、例えば、ＩｎＡｌＧａＰ系、ＩｎＰ系、ＡｌＧａＡｓ系、これらの混晶、ＧａＮ系等の窒化物半導体を用いて構成することができる。窒化物半導体としては、より具体的には、ＧａＮ、ＡｌＮもしくはＩｎＮ、又はこれらの混晶であるIII−Ｖ族窒化物半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１））が挙げられる。さらに、ＩＩＩ族元素として一部又は全部にＢを用いても、Ｖ族元素としてＮの一部をＰ、Ａｓ、Ｓｂで置換した混晶であってもよい。これらの半導体層は、通常、ｎ型、ｐ型のいずれかの不純物がドーピングされている。
第１及び第２半導体層において、第１半導体層とは、ｎ型又はｐ型半導体層を指し、第２半導体層とは、第１半導体層とは異なる導電型、つまりｐ型又はｎ型半導体層を示す。好ましくは、第１半導体層がｎ型半導体層であり、第２半導体層がｐ型半導体層である。

半導体層は、単層構造でもよいが、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合又はＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造又はダブルへテロ構造等の積層構造であってもよい。つまりは、ｎ型半導体層とｐ型半導体層とが直接接して発光部となる素子でもよいし、ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に活性層を設けて、活性層が発光部となる素子でもよい。
各半導体層の膜厚は特に限定されるものではなく、適宜調整することができる。

発光層１２ｂを有する半導体積層構造体１２は、遮光部材１６が設けられる場合、遮光部材１６が発光層１２からの光を遮るので、平面視でどのような形状であっても構わない。本実施形態では略矩形状であるが、円形、楕円形、多角形等任意の形状とすることができる。また、遮光部材１６が設けられない場合であっても、発光層１２ｂを任意の形状にすれば、発光層１２ｂの形状と同様の発光形状をつくることができる。

半導体積層構造体１２は、平面視で第２半導体層１２ｃの面積よりも第１半導体層１２ａの面積の方が小さくなるように、その側面は傾斜が設けられている。つまり、本実施形態では側面が順テーパーになっている。このとき、半導体積層構造体１２の上面と側面の間の曲部の角度が鈍角になって角度が緩やかになるため、半導体積層構造体１２の上面と側面とにまたがる遮光部材１６の割れを抑制できる。また、半導体積層構造体１２の側面は、第２半導体層１２ｃの面積よりも第１半導体層１２ａの面積の方が大きくなるように逆テーパーとしてもよい。このとき、半導体積層構造体１２内において、光を側面で反射させて上方へ光を取り出すことができる。

第１半導体層１２ａの上面は、粗面又は凹凸が形成されている。これにより、光取り出し効率が向上する。また、第１半導体層１２ａの上面全面に粗面又は凹凸を形成する必要はなく、少なくとも後述する遮光部材１６の開口部、すなわち遮光部材１６に覆われない第１半導体層１２ａの上面に形成されていればよい。

（遮光部材１６）
遮光部材は、反射率の高い材料が好ましい。例えば、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、ランタン（Ｌａ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、イットリウム（Ｙ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）これらの酸化物又は窒化物からなる群から選択された少なくとも一種を含む材料、金属、合金の単層膜又は積層膜により形成することができる。また、金属と絶縁膜の両方が含有されて構成されることもできる。膜厚は特に限定されることなく、得ようとする特性を考慮して適宜調整することができる。また、例えば反射性物質を含む樹脂を用いてもよい。反射性物質としては、ＺｒＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２等を、樹脂としては、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂等が使用できる。ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）膜としてもよい。

遮光部材１６は、半導体積層構造体１２の上面の一部と全ての側面を被覆している。本実施形態では、上面の一部と全ての側面に設けられた遮光部材１６は一体となっているが、半導体積層構造体１２の側面を被覆していれば、上面と側面の遮光部材１６は離間していても良い。本実施形態において、「一体」とは、上面の遮光部材１６と側面の遮光部材１６とが連結されている部分を有することを指す。半導体積層構造体１２の上面の一部及び側面を覆う遮光部材１６は、上面と側面が一体、又は離間している場合のいずれであっても、同一材料、異なる材料を使用することができる。同一材料であれば、遮光部材１６の遮光程度を半導体発光素子１００全体で均一にすることができるため、発光のコントラストが良好になる。また、製造工程を簡略化できる。

上面においては、平面視でＮという文字を円で囲んだ形状の開口部を形成している。この開口部はこれ以外にも、円、楕円、多角形、文字、記号、絵、イラスト等任意の形状とすることができる。半導体積層構造体１２の全ての側面を被覆している遮光部材１６があることで、発光層１２ｂの側面からの光の放出を防ぐことができる。
したがって、波長変換部材１８を通って波長変換した光と発光層１２ｂから側面方向に波長変換されずに出た光との混色による色ムラが生じない。また、半導体積層構造体１２から放出する光は上面方向が主となり、ほぼ全ての光が波長変換部材を通過して波長変換されることに加え、遮光部材１６により余分な光を遮っているので、発光面を所望の形状にかつ明瞭に光らせることができる。
また、例えば図４に示すように、遮光部材１６に覆われた第１半導体層１２ａの上面を平坦面とした場合、その平坦面における光の散乱を抑制することができるため光の損失が少なくなり発光効率がよくなる。

（波長変換部材１８）
波長変換部材は、半導体発光素子からの光の一部を異なる波長の光に変換する光変換物質を含有する樹脂からなる。光変換物質は、少なくとも、発光層からの発光波長によって励起され蛍光光を発する。光変換物質は、公知の蛍光体を用いることができ、例えばＹＡＧ系蛍光体が使用できる。樹脂は目的や用途に応じて、フェニル系シリコーン樹脂、ジメチル系シリコーン樹脂、硬質ハイブリットシリコーン樹脂等のシリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂を用いることができる。樹脂には蛍光体の他に、フィラー、拡散剤等を含有させることができる。これにより、発光層からの光を変換させ、例えば、白色系、電球色等の所望の光を発する半導体発光素子を得ることができる。

波長変換部材１８は、平面視で少なくとも遮光部材１６から露出された半導体積層構造体１２を覆っていればよい。さらに遮光部材１６の少なくとも一部を覆っていることが好ましい。さらにまた、波長変換部材１８は、平面視において、遮光部材１６の開口部の形状の輪郭に沿って、遮光部材１６と遮光部材１６から露出された半導体積層構造体１２とにまたがって設けられるのが好ましい。このような本実施形態の好ましい構成によれば、発光層１２ｂからの光の大部分は、遮光部材１６で覆われない半導体積層構造体１２の上面を覆う波長変換部材１８を通過して放出されるが、遮光部材１６を覆う波長変換部材１８を通過する光も存在するので、遮光部材１６の開口部の形状の輪郭をぼかすことができる。また、遮光部材１６と保護膜１５ｃの密着性、ひいては遮光部材１６の半導体積層構造体１２への密着性が向上する。波長変換部材１８は、半導体積層構造体１２の上面と側面とを覆う保護膜１５ｃと遮光部材１６、パッド電極１４ｃ、バンプ１７の露出面を覆っている。すなわち、波長変換部材１８は、遮光部材１６の開口部を満たしている。波長変換部材１８は、上面と、ほぼ垂直な側面と、を有しており、平面視で矩形状である。波長変換部材１８の上面は、バンプ１７の上面とほぼ同じ高さである。これにより、バンプ１７の上面が波長変換部材１８から露出しているので、バンプ１７が平面視で半導体発光素子１００のどの位置にあってもワイヤーと接続することができ、バンプ形成位置を自由に設定することができる。波長変換部材１８の表面は粗面であってもよく、これにより波長変換部材１８から外部へ光が出るときに全反射しにくく、放出されやすくなるため、光取り出し効率が向上する。
波長変換部材１８は、板状のものであってもよい。例えば、遮光部材１６で覆われない半導体積層構造体１２上に、それよりも大きい面積の板状の波長変換部材１８を、接着用の樹脂を用いて設けることもできる。

（第１電極１３、第２電極１４）
第1、第２電極は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、ランタン（Ｌａ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、イットリウム（Ｙ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、金（Ａｕ）これらの酸化物又は窒化物、ＩＴＯ、ＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３等の透明導電性酸化物からなる群から選択された少なくとも一種を含む金属、合金の単層膜又は積層膜により形成することができる。膜厚は特に限定されることなく、得ようとする特性を考慮して適宜調整することができる。

（反射電極１４ａ）
反射電極１４ａは、発光層１２ｂからの光を効率よく反射させることを意図するものであるため、第２半導体層１２ｃの略全面に、広い面積で形成されることが好ましい。ここで略全面とは、第２半導体層１２ｃの外縁及び第１半導体層１２ａの露出部の外縁以外の領域を指し、例えば、半導体発光素子１００の上面積の７０％以上、８０％以上であることが好ましい。これにより、反射電極１４ａの第２半導体層１２ｃへの接触面積を最大限として、接触抵抗を低下させて駆動電圧を低減させることができる。また、発光層１２ｂからの光を、第２半導体層１２ｃの略全面積で反射させることが可能となり、光の取り出し効率を向上させることができる。反射電極１４ａは、第１電極１３を第１半導体層１２ａに導通させるための貫通孔１３ｂが形成されているので、複数の穴が設けられたような形状をしている。

反射電極は、発光層の出光を反射させるために、Ａｌ、Ｒｈ、Ａｇから選択された少なくとも一種金属又は合金の単層膜又は積層膜により形成することが好ましく、なかでもＡｇ又はＡｇ合金を含む金属膜を含むことが好ましい。
反射電極は、マイグレーション防止のためにカバー電極となる別の金属含有層で側面と下側（支持基板側）が完全に被覆されていてもよい。本実施形態においては、反射電極はその下側が配線電極で、側面が絶縁膜で覆われているので、これらがカバー電極としての役割も担っている。

（配線電極１４ｂ）
反射電極１４ａの下側には、配線電極１４ｂが設けられている。配線電極１４ｂは、反射電極１４ａのほぼ全面を覆い、また反射電極１４ａと外部電源とを接続するために半導体積層構造体の外側まで延伸し、平面視で半導体積層構造体から露出する領域を持つ。配線電極１４ｂも、発光層１２ｂからの光を反射する機能を有しているのが好ましく、また導電性が高い材料であることが好ましい。

（パッド電極１４ｃ）
平面視で半導体積層構造体１２から外部に延伸した配線電極１４ｂ上には、パッド電極１４ｃが形成されている。パッド電極１４ｃは、その上面に外部電源や配線と接続するためのバンプ１７が形成される。本実施形態において、２つのパッド電極１４ｃが、半導体発光素子１００の角部以外の領域であって、半導体積層構造体１２を間に挟むように素子端部の辺に配置されており、向かい合うものどうしの形状は円形で等しい。パッド電極１４ｃは、角部以外の領域に設けることが好ましく、外部接続用のワイヤーが発光を遮ることを考慮すると半導体発光素子１００の周辺付近に配置した方がよいが、半導体発光素子１００の中央領域に形成してもよい。半導体発光素子１００の大きさや半導体積層構造体１２の形状に合わせて、適宜大きさ、個数、配置を変更することができる。

（第１電極１３）
第１電極１３は、平面視で半導体積層構造体１２よりも大きく半導体発光素子１００の略全面に広く設けられる。第１電極１３は、第１半導体層１２ａと導通するために、絶縁膜１５ｂによって絶縁されて第２電極１４の下側から、配線電極１４ｂ、反射電極１４ａ、第２半導体層１２ｃ、発光層１２ｂ、第１半導体層１２ａの一部の側面へ延びるように設けられて第１半導体層１２ａと接している。第１電極１３は、貫通孔１３ｂを満たしており、貫通孔１３ｂ内において第１電極１３の上面とその上面につながる側面の一部が絶縁膜１５ｂから露出されており、第１電極１３の上面と絶縁膜１５ｂから露出した側面の一部で第１半導体層１２ａと接している。以上のような構成により、貫通孔１３ｂ内において、第１電極１３の側面が全て絶縁膜１５ｂで被覆されるよりも、第１電極１３と第１半導体層１２ａとの接触面積が大きくなるため、電流が広がり易くＶｆ（順方向電圧）が低減する。また、貫通孔１３ｂ内において第１半導体層１２ａの壁面には絶縁膜１５ｂの端部に段差が形成されている。

本実施形態においては、平面視で、楕円形状の複数の貫通孔１３ｂが行列を成して等間隔に配置され、この複数の貫通孔１３ｂを介して第１電極１３は複数の箇所で第１半導体層１２ａと接続されている。これにより、複数の箇所から第１半導体層１２ａに電流が注入できるので、発光層に注入する電流密度を均一にでき、Ｖｆ（順方向電圧）を低減でき、均一発光が可能となる。また、第１電極１３は第１電極接着層１３ａと絶縁膜１５ｂの間で一体化されて電気的に導通しているので、第１電極１３には少なくとも１つのパッド電極を設ければよい。また、複数の貫通孔１３ｂを小さい面積で分散配置することが可能で発光面積を減少させることなく十分大きく確保することができる。
貫通孔１３ｂの平面視での形状は楕円形に限らず、円形、多角形、線状、曲線状等任意の形状とすることができ、形状が統一されていなくてもよいし、複数が繋がるような形状でもよい。形状は、面積が小さすぎるとＶｆが高くなる虞があるので、円形よりも少し面積を大きくできる楕円形や、例えば図５のような直線状とすることもできる。配置する数や位置は、半導体積層構造体１２や遮光部材１６の大きさや形状によって適宜変更することができる。したがって、行列配置に限らず、線対称配置、点対称配置、距離が不均一な配置であってもよい。

第１電極１３は、第１半導体層１２ａと接続されるので、第１半導体層１２ａと良好なオーミック接触が可能な材料を用いて構成することが好ましい。また、第１電極１３には貫通孔１３ｂにおいて半導体積層構造体１２からの光が絶縁膜１５ｂを介して照射されるので、第２電極１４と同様に発光層１２ｂから出た光を反射する材料により構成することが好ましい。したがって、第１電極１３の材料は、第１半導体層１２ａとのオーミック性と発光層１２ｂから出た光を良好に反射できる点を考慮して選択される。第１電極１３の材料として、Ａｌ、Ａｌ合金が挙げられる。

（絶縁層１５ａ、１５ｂ）
絶縁膜、保護膜は、例えば、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ａｌよりなる群から選択された少なくとも一種の元素を含む酸化膜、窒化膜、酸化窒化膜等が挙げられる。特に、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＢＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮが挙げられる。保護膜は、単一の材料の単層膜又は積層膜でもよいし、異なる材料の積層膜でもよい。ＤＢＲ膜（分布ブラッグ反射膜）： Distributed Bragg Reflector）としてもよい。

絶縁層１５ａは、平面視で反射電極１４ａ及びパッド電極１４ｃの間を満たすように配置されている。絶縁層１５ｂは、第１電極１３と第２電極１４、詳細には第１電極１３と配線電極１４ｂの間に設けられており、貫通孔１３ｂ内では、配線電極１４ｂの下側から第１半導体層１２ａまで延在して設けられており、第１電極１３、配線電極１４ｂ、反射電極１４ａ、第２半導体層１２ｃ、発光層１２ｂ、第１半導体層１２ａの一部、の側面を覆っている。この絶縁層１５ｂにより第１電極と第２電極とが絶縁されているので、電極の立体的な構造が可能になっている。

（第１電極接着層１３ａ）
第１電極は、第１電極の下面のほぼ全面に形成された第１電極接着層によって、支持基板側接着層と接合される。第１電極接着層と支持基板側接着層を接合したものを接着部材とする。第１電極接着層は第１電極に使用可能な材料を用いることができ、この他にもＳｉ、Ａｕ、Ｓｕ、Ｐｄ、Ｉｎ等の金属も使用可能で、これら材料の単層、積層並びに合金などが利用できる。第１電極接着層は、密着層、バリア層、共晶層を有することが好ましい。第１電極接着層は接合のための機能と、第１電極のように電流供給としての機能を兼ねることができる。第１電極接着層と支持基板側接着層との接合面をＡｕ−Ａｕ接合にすれば、熱に対する耐性が強いため信頼性の高い半導体発光素子とすることができる。

（支持基板側接着層１９）
支持基板側接着層１９は、支持基板１１の上面のほぼ全面に形成され、支持基板１１のオーミック電極且つ第１電極接着層と接合するためのものであり、第１電極接着層と同様の材料を用いることができる。支持基板側接着層１９は、密着層、バリア層、共晶層を有することが好ましい。支持基板側接着層１９を金属の積層構造にする場合、第１電極接着層をＡｕで構成するときには第１電極接着層とＡｕ−Ａｕ接合するために、最上面はＡｕであることが好ましい。

（裏面接着層１１０）
裏面接着層は、支持基板の支持基板側接着層１９が形成されている面と反対側に形成されオーミック電極として機能し、且つ半導体発光素子を実装基板に実装するための層である。ＴｉＳｉ_２、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｕ、Ｓｕなどの金属を含む層やその積層構造とすることができる。第１電極接着層、支持基板側接着層と同様の材料を使用することができるが、樹脂を用いてもよい。

＜第二の実施形態＞
次に、第二の実施形態に係る半導体発光素子について説明する。図６は、第二の実施形態に係る半導体発光素子を示す概略平面図である。図７は、第二の実施形態に係る半導体発光素子を示し、図６のIII−III’線における概略断面図である。

図８は、第二の実施形態に係る半導体発光素子の変形例を示す概略断面図である。ただし、説明の便宜上、図６乃至８は同一縮尺ではない。第二の実施形態に係る半導体発光素子２００は、遮光部材２６と波長変換部材２８の形状、配置が異なる以外は、第一の実施形態と実質的に同様である。

第二の実施形態に係る半導体発光素子２００は、半導体積層構造体２２の上面の一部と側面とを覆う遮光部材２６が、半導体積層構造体２２の上面にＮという文字を円で囲んだ形状の開口部を有するように設けられている。波長変換部材２８は遮光部材２６の開口部を満たして設けられている。すなわち、遮光部材２６で覆われない半導体積層構造体２２の上面は、保護膜２５ｃを介して波長変換部材２８に覆われている。遮光部材２６の上面と、波長変換部材２８の上面と、バンプ２７の上面はほぼ同じ高さとなっており、遮光部材２６の上面は波長変換部材２８から露出している。半導体発光素子２００の外観が略直方体となるように、遮光部材２６の上面と側面は垂直に交わっている。２つのバンプ２７は、波長変換部材２８のＮという文字を囲む円の外側の半導体発光素子２００の端部であって向かい合う２辺の中央付近にそれぞれ設けられている。

第１半導体層２２ａの上面は粗面又は凹凸が形成された面となっている。
遮光部材２６で覆われない第１半導体層２２ａの上面のみを粗面又は凹凸が形成された面にして、遮光部材２６に覆われた第１半導体層２２ａの上面を平坦面とすることもできる。

これによれば、波長変換部材２８の周囲に遮光部材２６が存在し、波長変換部材２８の側面は全て遮光部材２６で被覆されている。したがって、発光層２２ｂからの光は半導体積層構造体２２の上面であって、且つ波長変換部材２８の上面からしか放出されないので、色ムラが抑制できる。したがって、波長変換部材２８を任意の形状に形成していれば、発光の指向性が良いのでその形状をより明瞭に発光させることができる。

＜第三の実施形態＞
次に、第三の実施形態に係る半導体発光素子について説明する。図９は、第三の実施形態に係る半導体発光素子における反射電極３４ａの形状を示す横断面図である。ここで、横断面図とは支持基板の上面と平行な断面図である。第三の実施形態に係る半導体発光素子３００は、反射電極３４ａの形状が異なる以外は、第一の実施形態と実質的に同様である。当該横断面図には、半導体積層構造体、絶縁膜、保護膜、遮光部材、バンプ、波長変換部材は現れていないが、その構成は第一の実施形態と同様である。

第三の実施形態に係る半導体発光素子３００は、反射電極３４ａの平面形状が、遮光部材３６の開口部と同様の形状でありＮという文字を円で囲んだ形状になっており、発光面から反射電極３４ａを透視して見たとき、反射電極３４ａは遮光部材３６の開口部と重なっている。
第一の実施形態と同様の矩形状の配線電極３４ｂは反射電極３４ａの下側に反射電極３４ａよりも大きい面積で設けられている。配線電極３４ｂの下の第１電極３３を第１半導体層３２ａに接続するための貫通孔３３ｂを形成するために、反射電極３４ａと配線電極３４ｂには楕円形の穴が複数均等に形成されている。尚、貫通孔３３ｂは、反射電極３４ａが形成されている部分だけに形成すればよい。また、配線電極３４ｂ上であって、反射電極３４ａが形成されていない領域には絶縁膜が設けられており（図９には図示していない）、反射電極３４ａと絶縁膜の上に半導体積層構造体が半導体発光素子３００と同様の略矩形状に形成される。

電流は、第２半導体層３２ｃと接する反射電極３４ａから半導体積層構造体３２へ供給される。したがって、主として電流は、反射電極３４aが接する第２半導体層３２ｃを厚さ方向に流れて発光層３２ｂに注入されるため、発光領域も反射電極３４ａと同様の形状となる。そのため配線電極３４ｂの形状は発光領域の形状に影響しないが、反射電極３４ａと同じ形状でも異なる形状としてもよい。遮光部材３６があればより明瞭な発光形状にすることができるが、このような構成にすれば、遮光部材３６がなくても反射電極３４ａに応じて任意の発光形状をつくることができる。

＜第四の実施形態＞
次に、第四の実施形態に係る半導体発光素子について説明する。図１０は、第四の実施形態に係る半導体発光素子を示す概略平面図である。第四の実施形態に係る半導体発光素子４００は、半導体積層構造体４２と反射電極４４ａの形状が異なる以外は、第一の実施形態と実質的に同様である。概略平面図では、絶縁膜、保護膜、遮光部材、バンプ、波長変換部材を省略している。

第四の実施形態に係る半導体発光素子４００は、半導体積層構造体４２と反射電極４４ａが平面視で略同一形状で重なっており、それぞれＮという文字を円で囲む形状を成している。半導体積層構造体４２の側面は、保護膜４５ｃを介して遮光部材４６が設けられており、遮光部材４６で覆われない半導体積層構造体４２が波長変換部材で覆われている（不図示）。
したがって、第四の実施形態に係る半導体発光素子４００において、半導体積層構造体４２の表面は、遮光部材４６と波長変換部材のいずれかにより覆われている。

これにより、半導体積層構造体４２（発光層４２ｂ）を所望の形状にすることにより、半導体積層構造体４２と同じ発光層４２ｂ形状で発光するので、明瞭な発光形状とすることができる。また、半導体積層構造体４２は少なくとも側面が遮光部材４６で被覆されていれば、発光層４２ｂからの光は、半導体積層構造体４２を被覆する波長変換部材４８の上面方向のみで波長変換されるので、色ムラを改善でき、より明瞭な発光形状とできる。

次に、本発明の第一の実施形態の半導体発光素子１００の製造方法について図面を用いて詳述する。図１１乃至１５は、第一の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の一工程を示す概略図である。製造方法の工程は、図１１（Ａ）〜（Ｆ）、図１２（Ｇ）〜（Ｊ）、図１３（Ｋ）〜（Ｎ）、図１４（Ｏ）〜（Ｒ）、図１５（Ａ）〜（Ｄ）の順に行われる。

＜半導体積層構造の形成＞
まず、成長基板１０のウエハを準備する。成長基板１０は、半導体積層構造体をエピタキシャル成長させるのに適した材料から形成され、基板の大きさや厚さ等は特に限定されない。窒化物半導体のエピタキシャル成長に適した基板としては、サファイア、スピネル等の絶縁性基板、透光性基板や、ＳｉＣ、窒化物半導体（例えば、ＧａＮ等）、ＣｕＷ等の導電性基板が挙げられる。成長基板１０の表面は凹凸を有していてもよい。このサファイア基板１０をＭＯＣＶＤ装置内に設置し、このサファイア基板１０の凹凸を有する表面に、図１１（Ａ）に示すように、第１半導体層１２ａ、発光層１２ｂおよび第２半導体層１２ｃを順に成長させることで、半導体積層構造が形成される。

＜反射電極１４ａの形成＞
図１１（Ａ）に示すように、第２半導体層１２ｃの表面に所定の形状にパターンニングされた反射電極１４ａを形成する。パターンニングされた反射電極１４ａは、図示はしていないが、貫通孔１３ｂのための穴を有している。電流注入により発光する領域を大きくするために、反射電極１４ａは第２半導体層１２ｃのほぼ全面に形成する。反射電極１４ａは、光を反射させる側に形成する電極であるため、反射させることが可能な電極構造とし、具体的には、例えば、反射率の高い反射層を有するものとする。反射電極１４ａは、この反射層を第２半導体層接触側に有することが好ましいが、例えば、光透過する薄膜の密着層を介して、例えば密着層／反射層の順に積層した多層構造とすることもできる。

＜絶縁膜１５ａの形成＞
図１１（Ｂ）に示すように、反射電極１４ａから露出した第２半導体層１２ｃ上に絶縁膜１５ａを形成する。例えば、反射電極１４ａは、互いに隣接若しくは離間して設けられていてもよい。絶縁膜１５ａは反射電極１４ａの一部を覆うように設けることもできる。第２半導体層１２ｃの表面上に選択的に設けられた反射電極１４ａは第２半導体層１２ｃに導通されている。

＜配線電極１４ｂの形成＞
図１１（Ｃ）に示すように、反射電極１４ａと絶縁膜１５ａの上の略全面に配線電極１４ｂを形成する。配線電極１４ｂは反射電極１４ａと同様に貫通孔１３ｂ用のための穴が設けられている。配線電極１４ｂの貫通孔１３ｂ用の穴と反射電極１４ａの貫通孔１３ｂ用の穴は重なるように反射電極１４ａと配線電極１４ｂを形成する。

＜貫通孔１３ｂの形成（半導体積層構造のエッチング）（１）＞
貫通孔１３ｂとなる領域を除いて、絶縁膜１５ａと配線電極１４ｂの上面にレジストを設け、エッチングする。エッチングによりレジスト開口部を介して、絶縁膜１５ａ、第２半導体層１２ｃ、発光層１２ｂ、第１半導体層１２ａの一部を除去して、図１１（Ｄ）に示すように、第１半導体層１２ａを露出させ貫通孔１３ｂを形成する。
この時、第１半導体層１２ａは発光層１２ｂとの界面が露出するまでエッチングしてもよいし、第１半導体層１２ａの内部までエッチングしてもよい。

＜絶縁膜１５ｂの形成＞
図１１（Ｅ）に示すように、貫通孔１３ｂの壁面を構成する配線電極１４ｂ、絶縁膜１５ａ、反射電極１４ａ、第２半導体層１２ｃ、発光層１２ｂ、第１半導体層１２ａの表面を全て被覆する絶縁膜１５ｂを形成する。この絶縁膜１５ｂによって、第１電極が第２電極、第２半導体層１２ｃ及び発光層１２ｂと絶縁される。

＜貫通孔１３ｂの形成（半導体積層構造のエッチング）（２）＞
図１１（Ｆ）に示すように、貫通孔１３ｂにおいて、第１半導体層１２ａが露出するように絶縁膜１５ｂをエッチングにより除去する。さらに絶縁膜１５ｂをエッチングした際のダメージを除去するために第１半導体層１２ａの一部を除去する。

＜第１電極１３の形成＞
図１２（Ｇ）に示すように、絶縁膜１５ｂ上に第１電極１３を形成する。このとき、第１電極は貫通孔１３ｂを埋め込み、第１半導体層１２ａの露出面と接する。
続いて、第１電極１３の上面をＣＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリッシュ）処理するか研磨し、平坦化する(図１２（Ｈ）)。第１電極１３は、貫通孔１３ｂがあるためにその孔の位置に凹部が形成されてしまうが、研磨等を行い表面を平坦化することで、後の貼り合わせ工程で接着層間にボイドが発生するのを防止することができる。

＜第１電極接着層の形成＞
図１２（Ｉ）に示すように、平坦化された第１電極１３上に、貼り合わせ時に支持基板側接着層と接着するための第１電極接着層１３ａを形成する。第１電極１３の表面が平坦であるので、その上に形成される第１電極接着層１３ａも平坦となる。

＜貼り合わせ工程＞
他方、支持基板側接着層１９が形成された支持基板１１を準備する。図１２（Ｊ）及び図１３（Ｋ）に示すように、支持基板側接着層１９と第１電極接着層１３ａとを熱圧着により接着する。このとき、支持基板側接着層１９と第１電極接着層１３ａを構成する材料の一部が合金化されていてもよいし、材料の成分が拡散していてもよい。

＜素子分離工程（半導体積層構造体１２の形成）＞
図１３（Ｌ）に示すように、第１半導体層１２ａ上の成長基板１０は、成長基板１０側からエキシマレーザやフェムト秒レーザを含む固体レーザ等を照射して剥離・除去する（Ｌａｓｅｒ Ｌｉｆｔ Ｏｆｆ：ＬＬＯ）か、又は研削によって取り除かれる。成長基板１０を除去後、露出した第１半導体層１２ａの表面をＣＭＰ処理することで所望の膜である第１半導体層１２ａを露出させる。その後、図１３（Ｍ）に示すように、第１半導体層１２ａの上面にレジストを設けてＲＩＥ等でエッチングし、個々の半導体発光素子１００を構成する複数の半導体積層構造体１２に分離する。このエッチングにより、半導体積層構造体１２間の半導体積層構造が除去された部分には絶縁膜１５ａが露出される。半導体積層構造体１２の上面は、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）溶液により異方性エッチングを行う。この処理により、図１３（Ｎ）に示すように、第１半導体層１２ａの表面が粗面になり、光取り出し効率が向上する。

＜パッド電極１４ｃの形成＞
半導体積層構造体１２間に露出した絶縁膜１５ａの上面に開口部を有したレジストを設け、その開口部を介して絶縁膜１５ａを除去して、図１４（Ｏ）に示すように、開口部底面に配線電極１４ｂを露出させる。図１４（Ｐ）に示すように、その開口部底面に露出した配線電極１４ｂ上にパッド電極１４ｃを形成した後、レジストを除去する。

＜保護膜１５ｃと裏面接着層１１０の形成＞
図１４（Ｑ）に示すように、半導体積層構造体１２の上面と側面とを被覆する保護膜１５ｃを形成する。また、図１４（Ｒ）に示すように、支持基板の裏面全面に、半導体発光素子１００を実装基板に実装するための裏面接着層１１０を形成する。

＜遮光部材１６、バンプ１７、波長変換部材１８の形成＞
図１５（Ａ）に示すように、半導体積層構造体１２の上面の一部（所定の領域）と側面に、保護膜１５ｃを介して金属が含有されている遮光部材１６を形成する。上面の一部と側面に設けられた遮光部材１６は同一材料で一体として形成されている。上面の遮光部材１６は、半導体積層構造体１２の中央部分にＮという文字を円で囲んだ形状の開口部が形成されるように所定の領域に形成する。保護膜１５ｃと遮光部材１６の間に絶縁膜を設けてもよい。これにより、半導体積層構造体１２と遮光部材１６が短絡するのをより効果的に防止することができる。図１５（Ｂ）に示すように、パッド電極１４ｃ上には半導体積層構造体１２の高さよりも高いバンプ１７が形成される。図１５（Ｃ）に示すように、パッド電極１４ｃと、絶縁膜１５ａと、保護膜１５ｃと、遮光部材１６と、バンプ１７の全ての露出面を、蛍光体が含有される樹脂からなる波長変換部材１８で被覆する。波長変換部材１８は、印刷、ポッティング、圧縮成型、スピンコート、スプレーコート等でウエハに塗布する。波長変換部材１８の樹脂を硬化した後、図１５（Ｄ）に示すように、バンプ１７の上面が露出し、かつバンプ１７と波長変換部材１８の上面が同じ高さとなるように切削する。その後、ウエハを個々の半導体発光素子１００にダイシングやブレイク等で分割する。
以上の方法により、本発明の第一の実施形態の半導体発光素子１００が製造される。

次に、本発明の第二の実施形態の半導体発光素子２００の製造方法について図面を用いて詳述する。図１６は、第二の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の工程を示す概略図である。第二の実施形態の半導体発光素子２００の製造方法は、図１１乃至１４までは第一の実施形態と同様に行われ、遮光部材２６と波長変換部材２８の形成方法が異なる以外は、第一の実施形態に係る半導体発光素子１００の製造方法と実質的に同様である。
以下、主として、第一の実施形態の半導体発光素子１００の製造方法と異なる工程に係る点を説明する。

＜遮光部材２６、バンプ２７、波長変換部材２８の形成＞
図１６（Ａ）に示すように、半導体積層構造体２２の上面に、Ｎという文字を円で囲んだ形状の波長変換部材２８を設ける。波長変換部材２８は、型（金型、レジスト等）を作製し樹脂を流し込むことにより任意の形状に硬化して形成することができ、また、予め所望の形状に作製された板状のものを載置するようにしてもよい。図１６（Ｂ）に示すように、パッド電極２４ｃ上に半導体積層構造体２２の高さよりも高いバンプ２７を形成する。図１６（Ｃ）に示すように、パッド電極２４ｃと、絶縁膜２５ａと、バンプ２７と、波長変換部材２８と、半導体積層構造体２２の上面を覆っている波長変換部材２８から露出した保護膜２５ｃと、の全ての露出面を、遮光部材２６で被覆する。遮光部材２６は、反射性物質が含有されている樹脂からなる。遮光部材２６の樹脂を硬化した後、図１６（Ｄ）に示すように、バンプ２７の上面が露出して、バンプ２７と遮光部材２６と波長変換部材２８の上面が同じ高さとなるように切削する。これにより、波長変換部材２８の上面は遮光部材２６から露出される。半導体積層構造体２２の上面の一部と側面に設けられた遮光部材２６は同一材料で一体として形成されている。
その後、ウエハを個々の半導体発光素子２００にダイシング等で分割する。
以上の方法により、本発明の第二の実施形態の半導体発光素子２００が製造される。

＜実施例１＞
次に、実施例１について説明する。実施例１は、第一の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法に基づいて半導体発光素子１００を作製する。
図１は、実施例１に係る半導体発光素子を示す概略平面図である。図２は、実施例１に係る半導体発光素子を示し、図１のI−I’線における概略断面図である。図３は、実施例１に係る半導体発光素子を示し、図２のII−II’線における概略平面図である。図１及び図３のI−I’線は、同一の線を示している。

実施例１の半導体発光素子１００は、平面視で２ｍｍ四方、外観は略直方体である。半導体発光素子１００は、支持基板１１、第１半導体層１２ａと発光層１２ｂと第２半導体層１２ｃとを有する半導体積層構造体１２、第１電極１３、反射電極１４ａと配線電極１４ｂとパッド電極１４ｃとを有する第２電極１４、絶縁膜１５ａ、１５ｂ、保護膜１５ｃ、遮光部材１６、バンプ１７、波長変換部材１８、第１電極接着層１３ａ、支持基板側接着層１９、裏面接着層１１０を備える。

本明細書において積層構造は、特に記載がない場合は断面図で下にあるものを左から記載する。例えば、下から順にＡｕ、Ｐｔ、Ｔｉと積層されている場合は、Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉと表す。

実施例１の半導体発光素子１００は、底面にＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉ（＝５００ｎｍ／３００ｎｍ／２ｎｍ）からなる裏面接着層１１０を有する平面視で矩形状のＳｉ基板１１上に、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ（＝２ｎｍ／３００ｎｍ／５００ｎｍ）からなる支持基板側接着層１９、Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉ（＝５００ｎｍ／３００ｎｍ／１００ｎｍ）からなるｎ側電極接着層１３ａをこの順に備える。支持基板１１と半導体積層構造体１２は、支持基板側接着層１９のＡｕとｎ側電極接着層１３ａのＡｕで接合される。ｎ側電極接着層１３ａの上にｎ側電極１３、絶縁膜１５ｂ、反射電極１４ａと配線電極１４ｂと、パッド電極１４ｃとを有するｐ側電極１４が形成される。また、反射電極１４ａ上にはｐ型半導体層１２ｃ、発光層１２ｂ、ｎ型半導体層１２ａを有する半導体積層構造体１２が形成されている。

ｎ側電極接着層１３ａ上のほぼ全面にＡｌ合金からなるｎ側電極１３が形成されている。ｎ側電極１３とｐ側電極１４は、平面視で重なる領域を持っており、ｎ側電極１３はｐ側電極１４の配線電極１４ｂ、反射電極１４ａ、ｐ型半導体１２ｃ、発光層１２ｂ、ｎ型半導体層１２ａの一部を貫く貫通孔１３ｂを通して、露出されたｎ型半導体層１２ａと接続される。貫通孔１３ｂは、ｐ型半導体層１２ｃからｎ型半導体層１２ａへ向かって幅が狭くなるような穴となっている。

ｎ側電極１３とｐ側電極１４の間には４００ｎｍの酸化シリコンからなる絶縁膜１５ｂがある。絶縁層１５ｂは、貫通孔１３ｂ内では、配線電極１４ｂの下側から第１半導体層１２ａまで延在して設けられており、第１電極１３、配線電極１４ｂ、反射電極１４ａ、第２半導体層１２ｃ、発光層１２ｂ、第１半導体層１２ａの一部、の各側面（貫通孔１３ｂの壁面）を覆っている。

ｎ側電極１３の上に絶縁膜１５ｂを介してｐ側電極１４が設けられる。ｐ側電極１４は、Ｐｔ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｇ（＝１２０ｎｍ／１２０ｎｍ／１２０ｎｍ／１２０ｎｍ）からなる反射電極１４ａを含み、反射電極１４ａはｐ型半導体層１２ｃのほぼ全面を覆うように設けられている。反射電極１４ａに覆われていないｐ型半導体層１２ｃの露出面を４８０ｎｍの酸化シリコンからなる絶縁膜１５ａが被覆している。
反射電極１４ａのｐ型半導体層１２ｃと接する面とは反対側の面で、反射電極１４ａを覆うようにＴｉ／Ｒｈ／Ｔｉ（＝３０ｎｍ／３４０ｎｍ／３０ｎｍ）からなる配線電極１４ｂが設けられる。配線電極１４ｂは、半導体積層構造体１２の外側に延在するように、つまり、平面視で半導体積層構造体１２と重ならない領域まで延伸される。半導体積層構造体１２の外側に延伸された配線電極１４ｂ上には、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ（＝３０ｎｍ／３００ｎｍ／５００ｎｍ）からなるパッド電極１４ｃが形成される。パッド電極１４ｃは、支持基板１１上において、平面視で前記半導体積層構造体と異なる領域に設けられ、矩形状の半導体発光素子１００の向かい合う２辺の中央の、素子端部に近い位置に２つ設けられている。さらに、２つのパッド電極１４ｃ上にそれぞれ、外部電源と接続するためのＡｕバンプ１７が形成される。

ｐ側電極上には、半導体積層構造体１２が設けられる。半導体積層構造体１２は、上面側（Ｓｉ基板と反対側）から、ｎ型半導体層１２ａと、発光層１２ｂと、ｐ型半導体層１２ｃとを含む。ｎ型半導体層１２ａとして、ｎ側電極１３と接続するためのｎ型コンタクト層と、Ｓｉドープのｎ型ＧａＮ層、さらにアンドープの窒化物半導体であるＧａＮ層を積層する。発光層１２ｂとして、バリア層となるＧａＮ層、井戸層となるＩｎＧａＮ層を１セットとして９セット積層して最後にバリア層となるＧａＮ層を積層させた多重量子井戸構造の発光層を形成する。ｐ型半導体層１２ｃとして、ＭｇがドープされたＡｌＧａＮ層からなるｐ型クラッド層と、Ｍｇがドープされたｐ型ＧａＮ層からなるｐ型コンタクト層とを積層する。

半導体積層構造体１２において、ｎ型半導体層１２ａの上面は粗面又は凹凸形状となっている。また、ｐ型半導体層１２ｃ及び発光層１２ｂを部分的に除去して貫通孔１３ｂを形成してｎ型半導体層１２ａを露出させている。ｎ型半導体層１２ａの露出された領域は、略楕円形状で複数あり、この露出された領域は、ほぼ等間隔になるように行列を成して、半導体積層構造体１２の全面に配列している。この露出されたｎ型半導体層１２ａが貫通孔１３ｂを通してｎ側電極１３と接続される。
半導体積層構造体１２の側面と上面は、４００ｎｍの酸化シリコンからなる保護膜１５ｃで被覆されている。

半導体積層構造体１２の上面の一部及び側面は、保護膜１５ｃを介して酸化シリコン／Ｔｉ／Ｐｔ（＝１０００ｎｍ／１００ｎｍ／１００ｎｍ）からなる遮光部材１６で覆われている。最下層の酸化シリコンは半導体積層構造体１２と遮光部材１６の間を電気的に分離する絶縁膜としても機能する。遮光部材１６は平面視でＮを円で囲んだ形状の開口部が形成されるように半導体積層構造体１２の上面の一部を覆っており、その開口部を介して保護膜１５ｃが露出している。半導体積層構造体１２は、遮光部材１６及び保護膜１５ｃを介してＹＡＧ系蛍光体を含むシリコーン樹脂からなる波長変換部材１８により覆われている。波長変換部材１８は、バンプ１７の側面、及びパッド電極１４ｃの側面を覆うように設けられている。波長変換部材１８の上面はバンプ１７とほぼ同じ高さであり、バンプ１７の上面は波長変換部材１８から露出している。

この実施例１の半導体発光素子１００は、以下の製造方法により作製される。

＜半導体層１１１の形成＞
まず、凹凸形状が形成された成長表面を持った成長基板であるサファイア基板１０をＭＯＣＶＤ装置内に設置し、サファイア基板１０の成長表面上に、バッファ層としてアンドープの窒化物半導体であるＧａＮ層を形成した。ｎ型コンタクト層として、Ｓｉドープのｎ型ＧａＮ層、さらにアンドープの窒化物半導体であるＧａＮ層を積層し、ｎ型半導体層１２ａを形成した。ｎ型半導体層１２ａ上には、発光層１２ｂとして、バリア層となるＧａＮ層、井戸層となるＩｎＧａＮ層を１セットとして９セット積層して最後にバリア層となるＧａＮ層を積層させた多重量子井戸構造を形成した。発光層１２ｂ上には、ｐ型半導体層１２ｃとして、ＭｇがドープされたＡｌＧａＮ層からなるｐ型クラッド層として、Ｍｇがドープされたｐ型ＧａＮ層からなるｐ型コンタクト層を順次積層した。以上の工程により、半導体積層構造体１２となる半導体積層構造を形成したウエハを得た。

ｐ型半導体層１２ｃの表面にｐ型半導体層１２ｃのほぼ全面にＡｇ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｐｔの順に積層して所定の形状になるようにパターンニングして反射電極１４ａを形成した。反射電極１４ａは、貫通孔１３ｂのための穴を含む。

反射電極１４ａから露出したｐ型半導体層１２ｃ上に酸化シリコンからなる絶縁膜１５ａを形成した。これにより、ｐ型半導体層１２ｃの表面は、反射電極１４ａまたは絶縁膜１５ａのいずれかにより覆われている。第２電極１４は、ｐ型半導体層１２ｃの表面上に選択的に設けられた反射電極１４ａによりｐ型半導体層１２ｃと導通される。

反射電極１４ａと絶縁膜１５ａの上の略全面に、Ｔｉ／Ｒｈ／Ｔｉの順に積層した配線電極１４ｂを形成した。配線電極１４ｂには、反射電極１４ａと同様に貫通孔１３ｂのための穴が反射電極１４ａの貫通孔１３ｂ用の穴と重なるように形成される。

貫通孔１３ｂとなる領域を除いて、絶縁膜１５ａと配線電極１４ｂの上面にレジストを設け、エッチングした。エッチングによりレジスト開口部を介して、絶縁膜１５ａ、ｐ型半導体層１２ｃ、発光層１２ｂ、ｎ型半導体層１２ａの一部を除去して、ｎ型半導体層１２ａを露出させた。

配線電極１４ｂ、絶縁膜１５ａを被覆する絶縁膜１５ｂを、酸化シリコン４００ｎｍで形成した。この絶縁膜１５ｂは、貫通孔１３ｂの壁面に露出した、配線電極１４ｂ、ｐ型半導体層１２ｃ、発光層１２ｂ、ｎ型半導体層１２ａを全て覆っている。これにより、ｎ側電極がｐ側電極、ｐ型半導体層１２ｃ及び発光層１２ｂと絶縁される。その後、貫通孔１３ｂの底面の絶縁膜１５ｂをエッチングにより除去して、ｎ型半導体層１２ａを露出させ、さらに絶縁膜１５ｂをエッチングした際のダメージを除去するためにｎ型半導体層１２ａの一部（ダメージを受けた部分）を除去し貫通孔１３ｂを形成した。

絶縁膜１５ｂ上に、ｎ型半導体層１２ａに導通するＡｌ合金を積層して、ｎ側電極１３を形成した。ｎ側電極１３は、貫通孔１３ｂ内に埋め込まれたＡｌ合金によって、貫通孔１３ｂの底部に露出したｎ型半導体層１２ａと導通する。続いて、ｎ側電極１３の上面をＣＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリッシュ）処理するか研磨し、平坦化した。平坦化されたｎ側電極１３上に、貼り合わせ時に支持基板側接着層と合金化するためのｎ側電極接着層をＴｉ／Ｐｔ／Ａｕをこの順に積層して形成した。

他方、一方の面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕが積層された支持基板側接着層１９を有する支持基板１１を準備し、支持基板側接着層１９と第１電極接着層１３ａとを熱圧着により接着する。熱圧着された支持基板側接着層１９と第１電極接着層１３ａによりＡｕ−Ａｕ接着部材が形成される。

ｎ型半導体層１２ａ上のサファイア基板１０を、サファイア基板１０側からＬＬＯにより除去した。サファイア基板１０の除去後、露出したｎ型半導体層１２ａの表面をＣＭＰ処理し、所望の膜質のｎ型半導体層１２ａを露出させた。その後、ｎ型半導体層１２ａの上面にレジストを設けてＲＩＥ等でエッチングし、個々の半導体発光素子１００を構成する半導体積層構造体１２に分離する。分離された半導体積層構造体１２間には配線電極１４ｂ上に形成された絶縁膜１５ａが露出している。ｎ型半導体層１２ａの上面は、ＴＭＡＨ溶液により異方性エッチングを行い、粗面とした。

平面視で半導体積層構造体１２間に露出された絶縁膜１５ａの上面に、配線電極１４ｂ表面を露出させる開口部を有するレジストを設け、レジスト開口部の絶縁膜１５ａを除去した後、レジスト開口部にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるパッド電極１４ｃを形成して、レジストを除去した。

分離された半導体積層構造体１２の上面と側面とを被覆する保護膜１５ｃを酸化シリコン４００nmで形成した。また、支持基板の裏面全面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの順に積層して裏面接着層１１０を形成した。

保護膜１５ｃ上に所定のレジストを形成し、半導体積層構造体１２の上面の一部と側面に酸化シリコン／Ｔｉ／Ｐｔを積層して遮光部材１６を形成した。パッド電極１４ｃ上には半導体積層構造体１２の高さよりも高いＡｕバンプ１７を形成した。パッド電極１４ｃと、絶縁膜１５ａと、保護膜１５ｃと、遮光部材１６と、Ａｕバンプ１７の全ての露出面は、ＹＡＧ系の蛍光体を含むシリコーン樹脂からなる波長変換部材１８を、圧縮成型によりウエハ全体に塗布することにより被覆した。波長変換部材１８の樹脂を硬化した後、バンプ１７の上面が露出して、バンプ１７と波長変換部材１８の上面が同じ高さとなるように切削した。以上の方法により得られるウエハをダイシングやブレイク等により所定の箇所で個々に分割することにより、２ｍｍ四方の半導体発光素子１００を製造した。

本実施例によれば、遮光部材で発光層の側面が覆われているため、色ムラの改善された光取り出し効率が良好な半導体発光素子を得ることができる。さらに、半導体積層構造体の上面の遮光部材を任意の形状とすることができるため、半導体発光素子を所望の発光形状に調整することが可能である。

本発明の半導体発光素子は、照明用光源、各種インジケーター用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、液晶バックライト用光源、センサー用光源、および信号機等に利用することができる。

１０ 成長基板
１１、２１ 支持基板
１２、２２、４２ 半導体積層構造体
１２ａ、２２ａ 第１半導体層（ｎ型半導体層）
１２ｂ、２２ｂ 発光層
１２ｃ、２２ｃ 第２半導体層（ｐ型半導体層）
１３、２３、３３ 第１電極（ｎ側電極）
１３ａ、２３ａ 第１電極接着層（ｎ側電極接着層）
１３ｂ、２３ｂ、３３ｂ 貫通孔
１４、２４、３４ 第２電極（ｐ側電極）
１４ａ、２４ａ、３４ａ、４４ａ 反射電極
１４ｂ、２４ｂ、３４ｂ、４４ｂ 配線電極
１４ｃ、２４ｃ、３４ｃ、４４ｃ パッド電極
１５ａ、１５ｂ、２５ａ、２５ｂ、３５ａ、３５ｂ、４５ａ、４５ｂ 絶縁膜
１５ｃ、２５ｃ 保護膜
１６、２６ 遮光部材
１７、２７ バンプ
１８、２８ 波長変換部材
１９、２９ 支持基板側接着層
１１０、２１０ 裏面接着層
１００、２００、３００、４００ 半導体発光素子

Claims (12)

1. 支持基板と、
   第１半導体層と発光層と第２半導体層とを有してなり、前記支持基板上に設けられた半導体積層構造体と、
   前記第１半導体層と電気的に接続される第１電極と、
   前記第２半導体層と電気的に接続される第２電極と、
   前記半導体積層構造体の上面の一部及び側面を覆い、前記第１及び第２電極と電気的に分離された遮光部材と、
   前記遮光部材で覆われていない前記半導体積層構造体の上面を覆う波長変換部材と、
   を有することを特徴とする半導体発光素子。
2. 前記支持基板と前記半導体積層構造体の間に、前記第１電極と前記第２電極とを有する請求項１に記載の半導体発光素子。
3. 前記波長変換部材は、さらに前記遮光部材の少なくとも一部を覆っていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光素子。
4. 前記半導体積層構造体の側面は傾斜が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の半導体発光素子。
5. 前記半導体積層構造体の上面の一部及び側面を覆う前記遮光部材は、同一材料であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の半導体発光素子。
6. 前記第１電極と前記第２電極とが、絶縁膜を介して重なっている請求項２に記載の半導体発光素子。
7. 前記第２電極は、前記支持基板上において前記半導体積層構造体外部に延在するように形成されており、その外部に延在した第２電極上にパッド電極が形成された請求項１乃至６のいずれか一に記載の半導体発光素子。
8. 前記半導体発光素子が矩形状であって、前記パッド電極が前記半導体発光素子の角部以外の領域に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体発光素子。
9. 前記遮光部材は、金属を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の半導体発光素子。
10. 前記遮光部材は、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔからなる群から選択された少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項９に記載の半導体発光素子。
11. 前記遮光部材は、反射性物質を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の半導体発光素子。
12. 前記反射性物質は、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化シリコンからなる群から選択された少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項１１に記載の半導体発光素子。

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