JP2014011275A - 半導体発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】発光効率を向上できる半導体発光装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、第1の半導体層は、第1の面と、第1の面の反対側に設けられ、p側領域と複数のn側領域とを有する第2の面とを有する。発光層はp側領域上に設けられている。第2の半導体層は発光層上に設けられている。p側電極は第2の半導体層上に設けられている。複数のn側電極のそれぞれは複数のn側領域のそれぞれの上に設けられている。n側配線部は、第1の絶縁膜上に設けられ、第1の絶縁膜を貫通する第2のビアを通じて複数のn側電極に対して共通に接続されている。第2の面において、複数のn側領域はつながらずに互いに分離され、それぞれのn側領域のまわりをp側領域が囲んでいる。
【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、半導体発光装置に関する。
発光層を含む半導体層における光取り出し面の反対側の面にp側電極とn側電極が形成された構造が知られている。この構造では、電極が光取り出し面からの光取り出しを妨げないため、電極の形状やレイアウトの自由度が高い。電極の形状やレイアウトは、電気特性や発光効率に影響するため、適切なデザインが求められる。
特表2007−527123号公報 特開2008−135789号公報
本発明の実施形態は、発光効率を向上できる半導体発光装置を提供する。
実施形態によれば、半導体発光装置は、第1の半導体層と、発光層と、第2の半導体層と、p側電極と、複数のn側電極と、第1の絶縁膜と、p側配線部と、n側配線部と、を備えている。前記第1の半導体層は、第1の面と、前記第1の面の反対側に設けられ、p側領域と複数のn側領域とを有する第2の面と、を有する。前記発光層は、前記p側領域上に設けられている。前記第2の半導体層は、前記発光層上に設けられている。前記p側電極は、前記第2の半導体層上に設けられている。前記複数のn側電極のそれぞれは、前記複数のn側領域のそれぞれの上に設けられている。前記第1の絶縁膜は、前記第p側電極上及び前記n側電極上に設けられている。前記p側配線部は、前記第1の絶縁膜上に設けられ、前記第1の絶縁膜を貫通する第1のビアを通じて前記p側電極と接続されている。前記n側配線部は、前記第1の絶縁膜上に設けられ、前記第1の絶縁膜を貫通する第2のビアを通じて複数の前記n側電極に対して共通に接続されている。前記第2の面において、前記複数のn側領域はつながらずに互いに分離され、それぞれの前記n側領域のまわりを前記p側領域が囲んでいる。
第1実施形態の半導体発光装置の模式平面図。 図1におけるA−A’断面図。 図1におけるB−B’断面図。 第1実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式平面図。 第1実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式平面図。 第1実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式平面図。 第1実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式平面図。 第1実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式平面図。 第1実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 第1実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 第1実施形態の半導体発光装置の変形例を示す模式断面図。 第2実施形態の半導体発光装置の模式平面図。 図12におけるC−C’断面図。 図12におけるD−D’断面図。 第2実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式平面図。 第2実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式平面図。 第2実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式平面図。 第2実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 第2実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 第2実施形態の半導体発光装置の変形例を示す模式断面図。 第3実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第3実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第3実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第3実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第3実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第3実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第3実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第3実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第3実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第3実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第3実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第3実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第4実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第4実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第3〜5実施形態の半導体発光装置の変形例の模式平面図。 第5実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第5実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第5実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第5実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第5実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第5実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第5実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第5実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第5実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第5実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第5実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第5実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 第6実施形態の半導体発光装置の模式断面図。 第6実施形態の半導体発光装置の模式平面図。 第6実施形態の半導体発光装置の模式平面図。 第7実施形態の半導体発光装置の模式平面図。 第3実施形態の半導体発光装置の変形例の模式平面図。
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ符号を付している。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の半導体発光装置1の模式平面図である。
図2は、図1におけるA−A’断面図である。
図3は、図1におけるB−B’断面図である。
図1は、半導体層15の第1の面15aの反対側の第2の面側を示し、絶縁膜及び樹脂層を除いた要素の平面レイアウトを示す。
図2、3に示すように、半導体発光装置1は、半導体層15を有する。半導体層15は、第1の半導体層11と、第2の半導体層12と、発光層13とを含む。第1の半導体層11、第2の半導体層12および発光層13は、いずれも、InAlGa1−x−yN(0≦x≦1、0≦y≦1、x+y≦1)で表される窒化物半導体である。なお、導電型を制御するために添加される不純物を含むものも「窒化物半導体」に含まれるものとする。
第1の半導体層11は、第1の面15aと、第1の面15aの反対側に設けられた第2の面とを有する。さらに、第2の面は、p側領域14aとn側領域14bとを有する。第1の半導体層11は、例えば、下地バッファ層、n型GaN層を含む。
第1の半導体層11の第2の面におけるp側領域14a上に、発光層(活性層)13が設けられている。発光層13は、例えば、InGaN井戸層と、GaNまたはInGaN障壁層との対を複数対積層させたInGaN系多重量子井戸構造を有し、青、紫、青紫、紫外光などを発光する。
発光層13上には、p型GaN層を含む第2の半導体層12が設けられている。発光層13は、第1の半導体層11と第2の半導体層12との間に設けられている。第1の半導体層11の第2の面におけるn側領域14bには、発光層13及び第2の半導体層12が設けられていない。
n側領域14bは、第1の半導体層11の第2の面の全面に形成された発光層13及び第2の半導体層12の一部を選択的に除去することで、第1の半導体層11の表面が露出されて形成される。
第1の半導体層11の第1の面15aは光の主な取り出し面として機能し、発光層13の発光光は、第1の面15aから主に半導体層15の外部に出射される。第1の面15aの反対側に、以下に説明するp側電極、n側電極、p側配線部、n側配線部が設けられている。
第2の半導体層12上に、p側電極16aが設けられている。p側電極16aは第2の半導体層12にオーミック接触している。第1の半導体層11の第2の面におけるn側領域14bには、n側電極17aが設けられている。n側電極17aは、第1の半導体層11にオーミック接触している。
p側電極16a及びn側電極17aは、半導体層15における主な光取り出し面である第1の面15aの反対側の同じ面側に設けられ、p側電極16aは発光層13を含む領域上に設けられ、n側電極17aは発光層13を含まないn側領域14b上に設けられている。
さらに、p側電極16aの表面及び側面に、p側電極16aを覆うp側パッド16bが設けられている。p側電極16aは、発光層13の発光光に対する反射率が高い材料、例えばAg、Ag合金などを含む。p側パッド16bは、p側電極16aを腐食から保護する材料、例えばAl、Ti、Ni、Auなどを含む。
また、n側電極17aの表面及び側面に、n側電極17aを覆うn側パッド17bが設けられている。n側電極17aは、半導体層15に含まれるガリウム(Ga)と合金を形成可能な、例えば、ニッケル(Ni)、金(Au)およびロジウム(Rh)のうちの少なくとも1つを含む。n側パッド17bは、n側電極17aを腐食から保護する材料、例えばAl、Ti、Ni、Auなどを含む。
図4は、第2の面上における、p側領域14a、n側領域14b、p側電極16a、p側パッド16b、n側電極17a、およびn側パッド17bの平面レイアウトを示す。
第2の面全体に広がるp側領域14a内に、複数のn側領域14bが均等に散在している。それぞれのn側領域14bは、例えば円形の領域として形成されている。第2の面において、複数のn側領域14bはつながらずに互いに分離され、それぞれのn側領域14bのまわりをp側領域14aが囲んでいる。
複数のn側領域14bのそれぞれの上にn側電極17aが設けられている。複数のn側電極17aは、第2の面上にドット状または島状に均等に散在している。
図2に示すように、それぞれのn側電極17a及びn側パッド17bのまわりを第2の半導体層12が囲んでいる。第1の半導体層11のn側領域14b、そのn側領域14b上に設けられたn側電極17a、およびn側電極17aを覆うn側パッド17bは、発光層13および発光層13上に積層された第2の半導体層12によって仕切られ、第2の面上で複数に分離されている。
図2、3に示すように、半導体層15の第2の面側に、第1の絶縁膜(以下、単に絶縁膜と言う)18が設けられている。絶縁膜18は、n側領域14b、第2の半導体層12の表面、第2の半導体層12の側面、発光層13の側面、p側パッド16bおよびn側パッド17bを覆っている。
なお、絶縁膜18と半導体層15との間に別の絶縁膜(例えばシリコン酸化膜)が設けられることもある。絶縁膜18は、例えば、微細開口のパターニング性に優れたポリイミド等の樹脂である。あるいは、絶縁膜18としてシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機膜を用いてもよい。
絶縁膜18における、半導体層15とは反対側の表面上には、図2に示すn側配線層(第1のn側配線層)22と、図3に示すp側配線層(第1のp側配線層)21が設けられている。
図2に示すように、それぞれのn側パッド17b上には、絶縁膜18を貫通してn側ビア22aが設けられている。n側配線層22は、それぞれのn側ビア22aを通じて、それぞれのn側パッド17b及びn側電極17aと電気的に接続されている。
図3に示すように、p側パッド16b上には、絶縁膜18を貫通して複数のp側ビア21aが設けられている。p側配線層21は、複数の第1のp側ビア21aを通じてp側パッド16b及びp側電極16aと電気的に接続されている。
図5は、n側ビア22aおよびp側ビア21aの平面レイアウトを示し、図6は、図5に対してn側配線層22およびp側配線層21を重ねた平面図を示す。
第2の面上で分離して設けられた複数(図6では例えば3つ)のn側電極17aが、図6において第1の方向Xに延びる1つの共通のn側配線層22に対して、それぞれn側ビア22aを介して接続されている。図2に示すように、p側電極16a及びp側パッド16bの上を絶縁膜18を介してまたぐように、1つのn側配線層22は複数のn側電極17aに対して共通に接続されている。
n側配線層22は複数設けられ、それぞれのn側配線層22は、図6において第1の方向Xに延びている。第1の方向Xに対して直交する第2の方向Yで隣り合うn側配線層22の間の領域に、p側配線層21が設けられている。
複数のn側配線層22と、複数のp側配線層21とが、絶縁膜18上で、第2の方向Yに互いに離間して交互に配列されている。
図2及び図3に示すように、絶縁膜18上、n側配線層22上およびp側配線層21上には、絶縁膜41が設けられている。絶縁膜41も、絶縁膜18と同様の材料、例えば、シリコン酸化膜等の無機絶縁膜、ポリイミド等の樹脂膜である。絶縁膜41は、n側配線層22およびp側配線層21を覆っている。
絶縁膜41上には、n側配線層(第2のn側配線層)32と、p側配線層(第2のp側配線層)31が設けられている。
図2に示すように、n側配線層22上には、絶縁膜41を貫通してn側ビア33が設けられている。n側配線層32は、n側ビア33を通じて、n側配線層22と電気的に接続されている。
図3に示すように、p側配線層21上には、絶縁膜41を貫通してp側ビア34が設けられている。p側配線層31は、p側ビア34を通じて、p側配線層21と電気的に接続されている。
図7は、n側ビア33およびp側ビア34の平面レイアウトを示し、図8は、図7に対してn側配線層32およびp側配線層31を重ねた平面図を示す。
1つのn側配線層22に対して1つのn側ビア33が設けられている。したがって、n側配線層22の数に対応して、複数のn側ビア33が、第2の方向Yに配列されている。
1つのp側配線層21に対して1つのp側ビア34が設けられている。したがって、p側配線層21の数に対応して、複数のp側ビア34が、第2の方向Yに配列されている。
複数のn側ビア33と複数のp側ビア34とは、第1の方向Xの中心に対して、左右に分かれて設けられている。図7及び8において第1の方向Xの中心よりも左側の領域にn側ビア33が設けられ、第1の方向Xの中心よりも右側の領域にp側ビア34が設けられている。
n側配線層32は、図8において第1の方向Xの中心よりも左側の領域に広がっている。複数のn側配線層22が、1つの共通のn側配線層32に対してn側ビア33を介して接続されている。
p側配線層31は、図8において第1の方向Xの中心よりも右側の領域に広がっている。複数のp側配線層21が、1つの共通のp側配線層31に対してp側ビア34を介して接続されている。
第1の方向Xの中心を挟んで、n側配線層32とp側配線層31とが、同じ面積で左右に分かれて広がっている。n側配線層32とp側配線層31とは、絶縁膜41上で互いに離間している。
図2、3に示すように、p側配線層31上には、p側金属ピラー23が設けられている。p側配線層21、p側配線層31、およびp側金属ピラー23は、本実施形態におけるp側配線部を構成する。
n側配線層32上には、n側金属ピラー24が設けられている。n側配線層22、n側配線層32、およびn側金属ピラー24は、本実施形態におけるn側配線部を構成する。
絶縁膜41上には、第2の絶縁膜として例えば樹脂層25が積層されている。樹脂層25は、n側配線層32の周囲、n側金属ピラー24の周囲、p側配線層31の周囲、およびp側金属ピラー23の周囲を覆っている。また、樹脂層25は、p側配線層31とn側配線層32との間、およびp側金属ピラー23とn側金属ピラー24との間に充填されている。
p側金属ピラー23の側面およびn側金属ピラー24の側面は、樹脂層25で覆われている。p側金属ピラー23におけるp側配線層31に対する反対側の面は、樹脂層25から露出し、p側外部端子23aとして機能する。n側金属ピラー24におけるn側配線層32に対する反対側の面は、樹脂層25から露出し、n側外部端子24aとして機能する。
p側外部端子23a及びn側外部端子24aは、図示しない実装基板に形成されたパッドに、はんだなどを介して接合される。
樹脂層25における同じ面(図2及び3における上面)で露出するp側外部端子23aとn側外部端子24aとの間の距離は、絶縁膜41上でのp側配線層31とn側配線層32との間の距離よりも大きい。また、p側外部端子23aとn側外部端子24aとの間の距離は、絶縁膜18上でのp側配線層21とn側配線層22との間の距離よりも大きい。
p側外部端子23aとn側外部端子24aとは、実装基板への実装時にはんだによって相互に短絡しない距離を隔てて離れている。
p側配線層21は、プロセス上の限界まで、n側配線層22に近づけることができ、p側配線層31の面積を広くできる。p側配線層31も、プロセス上の限界まで、n側配線層32に近づけることができる。この結果、p側配線層21およびp側配線層31の面積を広くでき、電流分布及び放熱性を向上できる。
p側配線層21が複数のp側ビア21aを通じてp側パッド16bと接する面積は、n側配線層22が複数のn側ビア22aを通じてn側パッド17bと接する面積よりも大きい。よって、発光層13への電流分布が向上し、且つ発光層13の熱の放熱性が向上できる。
絶縁膜18上に広がるn側配線層22の面積は、n側配線層22が、n側ビア22aを介してn側パッド17bと接続する面積よりも大きい。
実施形態によれば、n側電極17aよりも広い領域にわたって広がる発光層13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13を含む領域よりも狭いn側領域14bに設けられたn側電極17aが、より面積の大きなn側配線層22として、光取り出し面(第1の面15a)の反対側に引き出されている。
図2に示すように、第1の半導体層11は、n側電極17a、n側パッド17b、n側ビア22a、n側配線層22、n側ビア33、n側配線層32、およびn側金属ピラー24を介して、n側外部端子24aと電気的に接続されている。
図3に示すように、第2の半導体層12は、p側電極16a、p側パッド16b、p側ビア21a、p側配線層21、p側ビア34、p側配線層31、およびp側金属ピラー23を介して、p側外部端子23aと電気的に接続されている。
p側金属ピラー23は、p側配線層21よりも厚く、p側配線層31よりも厚い。n側金属ピラー24は、n側配線層22よりも厚く、n側配線層32よりも厚い。p側金属ピラー23、n側金属ピラー24および樹脂層25のそれぞれの厚さは、半導体層15よりも厚い。なお、ここでの「厚さ」は、図2及び3において上下方向の厚さを表す。
また、p側金属ピラー23及びn側金属ピラー24のそれぞれの厚さは、半導体層15、p側電極16a、p側パッド16b、n側電極17aおよびn側パッド17bを含むチップの厚さよりも厚い。なお、各金属ピラー23、24のアスペクト比(平面サイズに対する厚みの比)は1以上であることに限らず、その比は1よりも小さくてもよい。すなわち、金属ピラー23、24は、その平面サイズよりも厚さが小さくてもよい。
実施形態によれば、半導体層15を形成するために使用した基板が除去されても、p側金属ピラー23、n側金属ピラー24および樹脂層25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1の機械的強度を高めることができる。
p側ビア21a、p側配線層21、p側ビア34、p側配線層31、p側金属ピラー23、n側ビア22a、n側配線層22、n側ビア33、n側配線層32、n側金属ピラー24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。
樹脂層25は、p側金属ピラー23及びn側金属ピラー24を補強する。樹脂層25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25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。
また、p側外部端子23a及びn側外部端子24aを介して、半導体発光装置1を実装基板に実装した状態において、はんだを介して半導体層15に加わる応力を、p側金属ピラー23とn側金属ピラー24が吸収することで緩和することができる。
半導体層15を形成するときに使った基板は第1の面15a上から除去される。このため、半導体発光装置1を低背化できる。
第1の面15a上には、図11に示すように、蛍光体層50を設けることができる。蛍光体層50は、透明媒体としての透明樹脂51と、透明樹脂51中に分散された複数の粒子状の蛍光体52とを有する。
透明樹脂51は、発光層13の発光光及び蛍光体52の発光光に対する透過性を有し、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フェニル樹脂などを用いることができる。
蛍光体52は、発光層13の発光光(励起光)を吸収し波長変換光を発光可能である。このため、実施形態の半導体発光装置は、発光層13の発光光と、蛍光体52の波長変換光との混合光を出射可能である。
例えば、蛍光体52が黄色光を発光する黄色蛍光体とすると、InGaN系材料である発光層13の青色光と、蛍光体52における波長変換光である黄色光との混合色として、白色または電球色などを得ることができる。なお、蛍光体層50は、複数種の蛍光体(例えば、赤色光を発光する赤色蛍光体と、緑色光を発光する緑色蛍光体)を含む構成であってもよい。
実施形態の半導体発光装置1は、光の主な取り出し面である第1の面15aの反対側の第2の面にp側電極16aとn側電極17aが設けられている。したがって、第1の面15aからの光取り出しが電極によって妨げられない。p側電極16aは、発光層13を含む領域上に設けられている。n側電極17aは、発光層13を含まない第1の半導体層11上に設けられている。
実施形態によれば、n側電極17aと第1の半導体層11とのコンタクト面、すなわち第1の半導体層11の第2の面におけるn側領域14bが、ドット状に第2の面に均等配置されている。このため、発光層13を含まない領域を小さくして発光面積の拡大を図りつつも、発光層13の面方向の均一電流分布を実現できる。
正孔は、p側電極16aから、p側電極16aと第2の半導体層12とのコンタクト面を通じて発光層13へと供給される、電子は、n側電極17aからn側電極17aと第1の半導体層11とのコンタクト面を通じて発光層13へと供給される。発光層13における電流密度はn側電極17aに近い領域で高くなりやすい。
実施形態によれば、n側領域14b及びn側電極17aのまわりのすべてにp側領域14a及び発光層13が存在している。したがって、図4において模式的に破線で表すように、1つのn側電極17aからその周囲360度方向に電流が広がり、発光層13の全領域に効率良く電流を供給できる。したがって、実施形態によれば、発光層13の全領域を効率良く発光させることができる。
複数のn側電極17aは、第1の半導体層11の第2の面上では互いに分離されているが、光取り出し面(第1の面15a)の反対側で、実装基板との実装を担う共通のn側配線部に対して接続されている。このため、複数のn側電極17aのそれぞれに対してワイヤボンディングをすることなく、簡単な構成で複数のn側電極17aに同電位を与えることができる。
次に、図4〜図10(b)を参照して、第1実施形態の半導体発光装置1の製造方法について説明する。
図9(a)は、図4におけるA−A’断面を表し、図9(b)は、図4におけるB−B’断面を表す。
半導体層15は基板10上に形成される。まず、基板10の主面上に第1の半導体層11が形成され、その上に発光層13が形成され、その上に第2の半導体層12が形成される。
InAlGa1−x−yN(0≦x≦1、0≦y≦1、x+y≦1)で表される窒化物半導体である半導体層15は、例えばサファイア基板上にMOCVD(metal organic chemical vapor deposition)法で結晶成長させることができる。あるいは、基板10としてはシリコン基板を用いることもできる。
半導体層15は基板10の全面に形成される。その後、図示しないレジストを用いた例えばRIE(Reactive Ion Etching)法で、図9(a)に示すように、発光層13及び第2の半導体層12の一部を除去して、第1の半導体層11の一部を露出させる。第1の半導体層11は、ドット状もしくは島状に選択的に露出される。
第1の半導体層11が露出された領域は、発光層13及び第2の半導体層12を含まないn側領域14bとなる。第2の半導体層12及び発光層13が残された領域は、p側領域14aとなる。
n側領域14b上にはn側電極17a及びn側パッド17bが形成される。p側領域14aの第2の半導体層12の表面上には、p側電極16a及びp側パッド16bが形成される。
p側パッド16bとn側パッド17bとの間や、発光層13の端面(側面)にパッシベーション膜として、例えばシリコン窒化膜やシリコン酸化膜をCVD(chemical vapor deposition)法で形成してもよい。
次に、基板10の主面上の露出している部分すべてを図10(a)及び(b)に示す絶縁膜18で覆った後、エッチングにより絶縁膜18をパターニングし、絶縁膜18に選択的に第1の開口18aと第2の開口18bを形成する。図10(a)及び(b)は、それぞれ、図9(a)及び(b)の断面に対応する。
図10(b)に示すように、第1の開口18aは複数形成され、それぞれの第1の開口18aはp側パッド16bに達する。図10(a)に示すように、複数のn側パッド17bのそれぞれの上に第2の開口18bが形成され、それぞれの第2の開口18bはn側パッド17bに達する。
図10(a)は、図4における第1の方向Xに沿った断面を表し、その第1の方向Xで隣り合うn側領域14bの間のp側パッド16b上には、第1の開口18aは形成されない。したがって、第1の開口18a内に埋め込まれるp側ビア21aも、第1の方向Xで隣り合うn側領域14bの間のp側パッド16b上には形成されない。
絶縁膜18としては、例えば、感光性ポリイミド、ベンゾシクロブテン(Benzocyclobutene)などの有機材料を用いることができる。この場合、レジストを使わずに、絶縁膜18に対して直接露光及び現像が可能である。
あるいは、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜などの無機膜を絶縁膜18として使用してもよい。絶縁膜18が無機膜の場合、絶縁膜18上に形成したレジストをパターニングした後のエッチングによって第1の開口18a及び第2の開口18bが形成される。
次に、絶縁膜18の表面、第1の開口18aの内壁(側壁及び底部)、および第2の開口18bの内壁(側壁及び底部)に、図示しない金属膜を形成した後、その金属膜をシードメタル(電流経路)としたCu電解めっきを行う。
これにより、図2、3および5に示すように、第1の開口18a内にp側ビア21aが形成され、第2の開口18b内にn側ビア22aが形成され、絶縁膜18上にp側配線層21とn側配線層22が形成される。p側ビア21a、n側ビア22a、p側配線層21およびn側配線層22は、図示しないめっきレジストを用いためっき法により同時に形成される例えば銅材料からなる。
次に、図2および3に示すように、p側配線層21上およびn側配線層22上に絶縁膜41を形成する。そして、前述したp側ビア21a、n側ビア22a、p側配線層21およびn側配線層22を含む1層目の配線部と同様に、Cu電解めっき法により、図2、3、7および8に示す、p側ビア34、n側ビア33、p側配線層31およびn側配線層32を含む2層目の配線部を形成する。さらに、やはり、Cu電解めっき法により、p側配線層31上にp側金属ピラー23を形成し、n側配線層32上にn側金属ピラー24を形成する。
p側金属ピラー23およびn側金属ピラー24を形成した後、絶縁膜41上に樹脂層25を積層する。樹脂層25は、p側配線層31、n側配線層32、p側金属ピラー23及びn側金属ピラー24を覆う。
次に、半導体層15を形成するために使った前述した基板10を除去する。基板10がサファイア基板の場合、例えばレーザーリフトオフ法によって基板10を除去することができる。具体的には、基板10の裏面側から第1の半導体層11に向けてレーザ光が照射される。レーザ光は、基板10に対して透過性を有し、第1の半導体層11に対しては吸収領域となる波長を有する。
レーザ光が基板10と第1の半導体層11との界面に到達すると、その界面付近の第1の半導体層11はレーザ光のエネルギーを吸収して分解する。第1の半導体層11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、基板10と第1の半導体層11との間に微小な隙間が形成され、基板10と第1の半導体層11とが分離する。
レーザ光の照射を、設定された領域ごとに複数回に分けてウェーハ全体にわたって行い、基板10を除去する。
基板10がシリコン基板の場合には、エッチングによって基板10を除去することができる。
基板10の主面上に形成された前述した積層体は、半導体層15よりも厚いp側金属ピラー23、n側金属ピラー24および樹脂層25によって補強されているため、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。
また、樹脂層25も、p側金属ピラー23及びn側金属ピラー24を構成する金属も、半導体層15に比べて柔軟な材料である。そのような柔軟な支持体に半導体層15は支持されている。そのため、基板10上に半導体層15をエピタキシャル成長させる際に生じた大きな内部応力が、基板10の剥離時に一気に開放されても、半導体層15が破壊されるのを回避できる。
基板10が除去された半導体層15の第1の面15aは洗浄される。例えば、希フッ酸等で、第1の面15aに付着したガリウム(Ga)を除去する。
その後、例えば、KOH(水酸化カリウム)水溶液やTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)等で、第1の面15aをウェットエッチングする。これにより、結晶面方位に依存したエッチング速度の違いによって、第1の面15aに凹凸が形成される。あるいは、レジストでパターニングした後にエッチングを行って、第1の面15aに凹凸を形成してもよい。第1の面15aに凹凸が形成されることで、光取り出し効率を向上できる。
必要に応じて、第1の面15a上には、図11に示す蛍光体層50が形成される。蛍光体52が分散された液状の透明樹脂51を、例えば、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上に供給した後、熱硬化させる。
その後、上記積層体を切断し、複数の半導体発光装置1に個片化する。例えば、ダイシングブレードを用いて切断する。あるいは、レーザ照射によって、切断してもよい。
個片化された半導体発光装置1は、ひとつの半導体層15を含むシングルチップ構造でも、複数の半導体層15を含むマルチチップ構造であってもよい。
ダイシングされる前までの前述した各工程は、ウェーハ状態で一括して行われるため、個片化された個々のデバイスごとに、配線及びパッケージングを行う必要がなく、大幅な生産コストの低減が可能になる。すなわち、個片化された状態で、すでに配線及びパッケージングが済んでいる。このため、生産性を高めることができ、その結果として価格低減が容易となる。
(第2実施形態)
図12は、第2実施形態の半導体発光装置2の模式平面図である。
図13は、図12におけるC−C’断面図である。
図14は、図12におけるD−D’断面図である。
第2実施形態の半導体発光装置2も半導体層15を有し、半導体層15は、InAlGa1−x−yN(0≦x≦1、0≦y≦1、x+y≦1)で表される第1の半導体層11と、第2の半導体層12と、発光層13とを含む。
図12は、半導体層15の第1の面15aの反対側の第2の面側を示し、絶縁膜及び樹脂層を除いた要素の平面レイアウトを示す。
第2実施形態においても、発光層13及び第2の半導体層12を含まない第1の半導体層11のn側領域14b上に、n側電極17a及びn側パッド17bが設けられている。
第1の半導体層11の第2の面におけるn側領域14b以外の領域であるp側領域14a上には、発光層13及び第2の半導体層12が設けられている。その第2の半導体層12の表面上に、p側電極16a及びp側パッド16bが設けられている。
第2実施形態によれば、n側領域14b、その上に設けられたn側電極17a及びn側パッド17bの平面レイアウトが第1実施形態と異なる。
図15は、第2の面上における、p側領域14a、n側領域14b、p側電極16a、p側パッド16b、n側電極17a、およびn側パッド17bの平面レイアウトを示す。
第2の面全体に広がるp側領域14a内に、複数(図示では例えば3つ)のn側領域14bが均等に配置されている。それぞれのn側領域14bは、例えば矩形状の領域として形成されている。第2の面において、複数のn側領域14bはつながらずに互いに分離され、それぞれのn側領域14bのまわりをp側領域14aが囲んでいる。
複数のn側領域14bのそれぞれの上にn側電極17aが設けられている。複数のn側電極17aは、第2の面上で矩形状に形成されている。
それぞれのn側電極17a及びn側パッド17bのまわりは、図13に示すように、第2の半導体層12が囲んでいる。第1の半導体層11のn側領域14b、そのn側領域14b上に設けられたn側電極17a、およびn側電極17aを覆うn側パッド17bは、発光層13および発光層13上に積層された第2の半導体層12によって仕切られ、第2の面上で複数に分離されている。
図13、14に示すように、半導体層15の第2の面側に、絶縁膜18が設けられている。絶縁膜18は、n側領域14b、第2の半導体層12の表面、第2の半導体層12の側面、発光層13の側面、p側パッド16bおよびn側パッド17bを覆っている。
なお、絶縁膜18と半導体層15との間に別の絶縁膜(例えばシリコン酸化膜)が設けられることもある。絶縁膜18は、例えば、微細開口のパターニング性に優れたポリイミド等の樹脂である。あるいは、絶縁膜18としてシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機膜を用いてもよい。
第2実施形態では、第1実施形態と異なり、絶縁膜18上には単層構造のp側配線層とn側配線層が設けられている。絶縁膜18における、半導体層15とは反対側の表面上には、n側配線層32とp側配線層31が設けられている。
図13及び16に示すように、複数のn側パッド17bのそれぞれの上には、絶縁膜18を貫通してn側ビア22aが設けられている。n側配線層32は、n側ビア22aを通じて、n側パッド17b及びn側電極17aと電気的に接続されている。
図14及び16に示すように、p側パッド16b上には、絶縁膜18を貫通して複数のp側ビア21aが設けられている。p側配線層31は、p側ビア21aを通じて、p側パッド16b及びp側電極16aと電気的に接続されている。
図16は、n側ビア22aおよびp側ビア21aの平面レイアウトを示し、図17は、図16に対してn側配線層32およびp側配線層31を重ねた平面図を示す。
n側ビア22aとp側ビア21aとは、第1の方向Xの中心に対して、左右に分かれて設けられている。図16及び17おいて第1の方向Xの中心よりも左側の領域にn側ビア22aが設けられ、第1の方向Xの中心よりも右側の領域にp側ビア21aが設けられている。
n側配線層32は、図17において第1の方向Xの中心よりも左側の領域に広がっている。複数のn側電極17aが、1つの共通のn側配線層32に対して、それぞれn側ビア22aを介して電気的に接続されている。
p側配線層31は、図17において第1の方向Xの中心よりも右側の領域に広がっている。n側領域14b以外の第2の面全体に広がるp側電極16aが、1つの共通のp側配線層31に対して複数のp側ビア21aを介して電気的に接続されている。
第1の方向Xの中心を挟んで、n側配線層32とp側配線層31とが、同じ面積で左右に分かれて広がっている。n側配線層32とp側配線層31とは、絶縁膜18上で互いに離間している。
図12、13および14に示すように、p側配線層31上には、p側金属ピラー23が設けられている。p側配線層31およびp側金属ピラー23は、本実施形態におけるp側配線部を構成する。n側配線層32上には、n側金属ピラー24が設けられている。n側配線層32およびn側金属ピラー24は、本実施形態におけるn側配線部を構成する。
絶縁膜18上には、樹脂層25が積層されている。樹脂層25は、n側配線層32の周囲、n側金属ピラー24の周囲、p側配線層31の周囲、およびp側金属ピラー23の周囲を覆っている。また、樹脂層25は、p側配線層31とn側配線層32との間、およびp側金属ピラー23とn側金属ピラー24との間に充填されている。
p側金属ピラー23の側面およびn側金属ピラー24の側面は、樹脂層25で覆われている。p側金属ピラー23におけるp側配線層31に対する反対側の面は、樹脂層25から露出し、p側外部端子23aとして機能する。n側金属ピラー24におけるn側配線層32に対する反対側の面は、樹脂層25から露出し、n側外部端子24aとして機能する。
p側外部端子23a及びn側外部端子24aは、図示しない実装基板に形成されたパッドに、はんだなどを介して接合される。
p側配線層31が複数のp側ビア21aを通じてp側パッド16bと接する面積は、n側配線層32が複数のn側ビア22aを通じてn側パッド17bと接する面積よりも大きい。よって、発光層13への電流分布が向上し、且つ発光層13の熱の放熱性が向上できる。
絶縁膜18上に広がるn側配線層32の面積は、n側配線層32が、n側ビア22aを介してn側パッド17bと接続する面積よりも大きい。
第2実施形態によれば、n側電極17aよりも広い領域にわたって広がる発光層13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13を含む領域よりも狭いn側領域14bに設けられたn側電極17aが、より面積の大きなn側配線層32として、光取り出し面(第1の面15a)の反対側に引き出されている。
図13に示すように、第1の半導体層11は、n側電極17a、n側パッド17b、n側ビア22a、n側配線層32、およびn側金属ピラー24を介して、n側外部端子24aと電気的に接続されている。
図14に示すように、第2の半導体層12は、p側電極16a、p側パッド16b、p側ビア21a、p側配線層31、およびp側金属ピラー23を介して、p側外部端子23aと電気的に接続されている。
p側金属ピラー23は、p側配線層21よりも厚く、p側配線層31よりも厚い。n側金属ピラー24は、n側配線層22よりも厚く、n側配線層32よりも厚い。p側金属ピラー23、n側金属ピラー24および樹脂層25のそれぞれの厚さは、半導体層15よりも厚い。また、p側金属ピラー23及びn側金属ピラー24のそれぞれの厚さは、半導体層15、p側電極16a、p側パッド16b、n側電極17aおよびn側パッド17bを含むチップの厚さよりも厚い。
第2実施形態によれば、半導体層15を形成するために使用した基板が除去されても、p側金属ピラー23、n側金属ピラー24および樹脂層25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1の機械的強度を高めることができる。
また、p側外部端子23a及びn側外部端子24aを介して、半導体発光装置2を実装基板に実装した状態において、はんだを介して半導体層15に加わる応力を、p側金属ピラー23とn側金属ピラー24が吸収することで緩和することができる。
半導体層15を形成するときに使った基板は第1の面15a上から除去される。このため、半導体発光装置2を低背化できる。
第1の面15a上には、図20に示すように、蛍光体層50を設けることができる。蛍光体層50は、透明媒体としての透明樹脂51と、透明樹脂51中に分散された複数の粒子状の蛍光体52とを有する。
透明樹脂51は、発光層13の発光光及び蛍光体52の発光光に対する透過性を有し、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フェニル樹脂などを用いることができる。
蛍光体52は、発光層13の発光光(励起光)を吸収し波長変換光を発光可能である。このため、第2実施形態の半導体発光装置は、発光層13の発光光と、蛍光体52の波長変換光との混合光を出射可能である。
例えば、蛍光体52が黄色光を発光する黄色蛍光体とすると、InGaN系材料である発光層13の青色光と、蛍光体52における波長変換光である黄色光との混合色として、白色または電球色などを得ることができる。なお、蛍光体層50は、複数種の蛍光体(例えば、赤色光を発光する赤色蛍光体と、緑色光を発光する緑色蛍光体)を含む構成であってもよい。
第2実施形態の半導体発光装置2は、光の主な取り出し面である第1の面15aの反対側の第2の面にp側電極16aとn側電極17aが設けられている。したがって、第1の面15aからの光取り出しが電極によって妨げられない。p側電極16aは、発光層13を含む領域上に設けられている。n側電極17aは、発光層13を含まない第1の半導体層11上に設けられている。
第2実施形態によれば、n側電極17aと第1の半導体層11とのコンタクト面、すなわち第1の半導体層11の第2の面におけるn側領域14bが、第2の面に均等配置されている。このため、発光層13を含まない領域を小さくして発光面積の拡大を図りつつも、発光層13の面方向の均一電流分布を実現できる。
また、第2実施形態においても、n側領域14b及びn側電極17aのまわりのすべてにp側領域14a及び発光層13が存在している。したがって、1つのn側電極17aからその周辺領域すべてに電流が広がり、発光層13の全領域に効率良く電流を供給できる。したがって、第2実施形態によれば、発光層13の全領域を効率良く発光させることができる。
複数のn側電極17aは、第1の半導体層11の第2の面上では互いに分離されているが、光取り出し面(第1の面15a)の反対側で、実装基板との実装を担う共通のn側配線部に対して接続されている。このため、複数のn側電極17aのそれぞれに対してワイヤボンディングをすることなく、簡単な構成で複数のn側電極17aに同電位を与えることができる。
次に、図15〜図19(b)を参照して、第2実施形態の半導体発光装置2の製造方法について説明する。
図18(a)は、図15におけるC−C’断面を表し、図18(b)は、図15におけるD−D’断面を表す。
第1実施形態と同様、半導体層15は基板10の全面に形成される。その後、図示しないレジストを用いた例えばRIE法で、図18(a)に示すように、発光層13及び第2の半導体層12の一部を除去して、第1の半導体層11の一部を露出させる。第1の半導体層11は、矩形状に選択的に露出される。
第1の半導体層11が露出された領域は、発光層13及び第2の半導体層12を含まないn側領域14bとなる。第2の半導体層12及び発光層13が残された領域は、p側領域14aとなる。
n側領域14b上にはn側電極17a及びn側パッド17bが形成される。p側領域14aの第2の半導体層12の表面上には、p側電極16a及びp側パッド16bが形成される。
p側パッド16bとn側パッド17bとの間や、発光層13の端面(側面)にパッシベーション膜として、例えばシリコン窒化膜やシリコン酸化膜をCVD法で形成してもよい。
次に、基板10の主面上の露出している部分すべてを図19(a)及び(b)に示す絶縁膜18で覆った後、エッチングにより絶縁膜18をパターニングし、絶縁膜18に選択的に第1の開口18aと第2の開口18bを形成する。図19(a)及び(b)は、それぞれ、図18(a)及び(b)の断面に対応する。
図19(b)に示すように、第1の開口18aは複数形成され、それぞれの第1の開口18aはp側パッド16bに達する。図19(a)に示すように、複数のn側パッド17bのそれぞれの上に第2の開口18bが形成され、それぞれの第2の開口18bはn側パッド17bに達する。
次に、絶縁膜18の表面、第1の開口18aの内壁(側壁及び底部)、および第2の開口18bの内壁(側壁及び底部)に、図示しない金属膜を形成した後、その金属膜をシードメタル(電流経路)としたCu電解めっきを行う。
これにより、図13、14、16および17に示すように、第1の開口18a内にp側ビア21aが形成され、第2の開口18b内にn側ビア22aが形成され、絶縁膜18上にp側配線層31とn側配線層32が形成される。p側ビア21a、n側ビア22a、p側配線層31およびn側配線層32は、図示しないめっきレジストを用いためっき法により同時に形成される例えば銅材料からなる。
さらに、やはり、Cu電解めっき法により、p側配線層31上にp側金属ピラー23を形成し、n側配線層32上にn側金属ピラー24を形成する。
p側金属ピラー23およびn側金属ピラー24を形成した後、絶縁膜41上に樹脂層25を積層する。樹脂層25は、p側配線層31、n側配線層32、p側金属ピラー23及びn側金属ピラー24を覆う。
次に、半導体層15を形成するために使った前述した基板10を除去する。基板10がサファイア基板の場合、例えばレーザーリフトオフ法によって基板10を除去することができる。基板10がシリコン基板の場合には、エッチングによって基板10を除去することができる。
基板10の主面上に形成された前述した積層体は、半導体層15よりも厚いp側金属ピラー23、n側金属ピラー24および樹脂層25によって補強されているため、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。
また、樹脂層25も、p側金属ピラー23及びn側金属ピラー24を構成する金属も、半導体層15に比べて柔軟な材料である。そのような柔軟な支持体に半導体層15は支持されている。そのため、基板10上に半導体層15をエピタキシャル成長させる際に生じた大きな内部応力が、基板10の剥離時に一気に開放されても、半導体層15が破壊されるのを回避できる。
基板10が除去された半導体層15の第1の面15aは洗浄される。その後、例えば、KOH(水酸化カリウム)水溶液やTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)等で、第1の面15aをウェットエッチングする。これにより、結晶面方位に依存したエッチング速度の違いによって、第1の面15aに凹凸が形成される。あるいは、レジストでパターニングした後にエッチングを行って、第1の面15aに凹凸を形成してもよい。第1の面15aに凹凸が形成されることで、光取り出し効率を向上できる。
必要に応じて、第1の面15a上には、図20に示す蛍光体層50が形成される。蛍光体52が分散された液状の透明樹脂51を、例えば、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上に供給した後、熱硬化させる。
その後、上記積層体を切断し、複数の半導体発光装置2に個片化する。例えば、ダイシングブレードを用いて切断する。あるいは、レーザ照射によって、切断してもよい。
個片化された半導体発光装置1は、ひとつの半導体層15を含むシングルチップ構造でも、複数の半導体層15を含むマルチチップ構造であってもよい。
ダイシングされる前までの前述した各工程は、ウェーハ状態で一括して行われるため、個片化された個々のデバイスごとに、配線及びパッケージングを行う必要がなく、大幅な生産コストの低減が可能になる。すなわち、個片化された状態で、すでに配線及びパッケージングが済んでいる。このため、生産性を高めることができ、その結果として価格低減が容易となる。
前述した実施形態において、p側金属ピラー23及びn側金属ピラー24を設けずに、p側配線層31及びn側配線層32を実装基板のパッドに対して接合させてもよい。
また、p側配線層31とp側金属ピラー23とは別体であることに限らず、p側配線層31とp側金属ピラー23とを同じ工程で一体に設けてもよい。同様に、n側配線層32とn側金属ピラー24とは別体であることに限らず、n側配線層32とn側金属ピラー24とを同じ工程で一体に設けてもよい。
(第3実施形態)
図32(a)は、第3実施形態の半導体発光装置3の模式平面図であり、図32(b)は、第3実施形態の半導体発光装置3の模式断面図である。
図32(a)は、ウェーハ状態から個片化された例えば4つの半導体発光装置3を示す。図32(b)は、図32(a)におけるE−E’断面図である。
第3実施形態の半導体発光装置3も、上記第1、第2実施形態と同様、半導体層15を有する。半導体層15は、第1の半導体層11と、第2の半導体層12と、発光層13とを含む。
第1の半導体層11は、第1の面15aと、第1の面15aの反対側に設けられた第2の面とを有する。さらに、第2の面は、図32(b)に示すように、p側領域80aとn側領域80bとを有する。第1の半導体層11は、例えば、下地バッファ層、n型GaN層を含む。
第1の半導体層11の第2の面におけるp側領域80a上に、発光層(活性層)13が設けられている。発光層13は、例えば、InGaN井戸層と、GaNまたはInGaN障壁層との対を複数対積層させたInGaN系多重量子井戸構造を有し、青、紫、青紫、紫外光などを発光する。
発光層13上には、p型GaN層を含む第2の半導体層12が設けられている。発光層13は、第1の半導体層11と第2の半導体層12との間に設けられている。第1の半導体層11の第2の面におけるn側領域80bには、発光層13及び第2の半導体層12が設けられていない。
第1の半導体層11の第1の面15aは光の主な取り出し面として機能し、発光層13の発光光は、第1の面15aから主に半導体層15の外部に出射される。第1の面15aの反対側に、以下に説明するp側電極62、n側電極61、n側反射電極63が設けられている。
第2の半導体層12の表面に、p側電極62が設けられている。第1の半導体層11の第2の面におけるn側領域80b上に、n側電極61が設けられている。
図22(a)及び(b)に示すように、n側領域80bは、第1の半導体層11の第2の面の全面に形成された発光層13及び第2の半導体層12の一部を選択的に除去することで、第1の半導体層11の表面が露出されて形成される。
ひとつのチップにつき、複数箇所(例えば2箇所)にn側領域80bが形成される。それぞれのn側領域80bの上にn側電極61が設けられている。2つのn側電極61は、第2の半導体層12を第2の面の面方向に挟んで位置している。
2つのn側電極61に挟まれた第2の半導体層12上には絶縁膜71が設けられ、p側電極62は設けられていない。2つのn側電極61上、およびそれらn側電極61で挟まれた第2の半導体層12上の絶縁膜71上には、n側反射電極63が設けられている。
すなわち、n側反射電極63は、2つのn側電極61のそれぞれの上に設けられた2つのn側ビア63aと、それら2つのn側ビア63a間をつなぐ連結部63bとを有し、n側ビア63aおよび連結部63bは同じ材料で一体に設けられている。連結部63bは、2つのn側ビア63aをつなぐ方向に延び、2つのn側電極61で挟まれた第2の半導体層12上に絶縁膜71を介して設けられている。
n側反射電極63は、2つのn側電極61間に設けられた第2の半導体層12をまたぐように設けられ、n側反射電極63の平面形状は、図25(a)に示すように、矩形状に形成されている。
n側反射電極63が延びる方向を第1の方向X、図25(a)の平面図上で第1の方向Xに対して直交する方向を第2の方向Yとする。n側反射電極63の第2の方向Yの両側には、発光層13、第2の半導体層12およびp側電極62が設けられている。p側電極62は、第2の方向Yにn側反射電極63を挟んでいる。
p側電極62、n側電極61およびn側反射電極63は、半導体層15における主な光取り出し面である第1の面15aの反対側の同じ面側に設けられている。p側電極62は発光層13を含む領域上に設けられ、n側電極61は発光層13を含まないn側領域80b上に設けられている。n側反射電極63は、n側電極61上、およびn側電極61間の発光層13上に設けられている。
p側電極62は、第2の半導体層12と接触し、第2の半導体層12に含まれるガリウム(Ga)と合金を形成可能な、例えば、ニッケル(Ni)、金(Au)およびロジウム(Rh)のうちの少なくとも1つを含むコンタクト層を含む。さらに、p側電極62は、コンタクト層上に設けられ、コンタクト層よりも発光層13の発光光に対する反射率が高く、主成分として例えば銀(Ag)を含む反射層を含む。
n側電極61は、第1の半導体層11と接触し、第1の半導体層11に含まれるガリウム(Ga)と合金を形成可能な、例えば、ニッケル(Ni)、金(Au)およびロジウム(Rh)のうちの少なくとも1つを含む。
n側反射電極63は、p側電極62と同材料で同時に形成される。n側反射電極63は、n側電極61よりも発光層13の発光光に対する反射率が高く、主成分として例えば銀(Ag)を含む。
絶縁膜71上、p側電極62上およびn側反射電極63上には、絶縁膜76が設けられている。絶縁膜76は、p側電極62上およびn側反射電極63を覆っている。
絶縁膜76は、例えば、ポリイミド等の樹脂である。あるいは、絶縁膜76としてシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機膜を用いてもよい。
絶縁膜76上には、p側配線層65とn側配線層66とが互いに離間して設けられている。p側配線層65及びn側配線層66は、後述するように電解めっき法により形成される。そのめっき時のシードメタルとして使われる金属膜64も含めてp側配線層65とする。同様に、シードメタルとして使われる金属膜64も含めてn側配線層66とする。
p側配線層65は、絶縁膜76を介してp側電極62上に設けられている。絶縁膜76にはp側電極62に達する第1の開口が形成され、その第1の開口内に設けられたp側ビアを通じて、p側配線層65はp側電極62と電気的に接続されている。
n側配線層66は、絶縁膜76を介してn側反射電極63上に設けられている。絶縁膜76にはn側反射電極63に達する第2の開口が形成され、その第2の開口内に設けられたn側ビアを通じて、n側配線層66はn側反射電極63及びn側電極61と電気的に接続されている。
p側配線層65上には、p側金属ピラー67が設けられている。p側配線層65及びp側金属ピラー67は、本実施形態におけるp側配線部を構成する。n側配線層66上には、n側金属ピラー68が設けられている。n側配線層66及びn側金属ピラー68は、本実施形態におけるn側配線部を構成する。
絶縁膜76上には、他の絶縁膜として樹脂層77が積層されている。樹脂層77は、p側配線部の周囲及びn側配線部の周囲を覆っている。また、樹脂層77は、p側金属ピラー67とn側金属ピラー68との間に充填されている。
p側金属ピラー67の側面およびn側金属ピラー68の側面は、樹脂層77で覆われている。p側金属ピラー67におけるp側配線層65に対する反対側の面は、樹脂層77から露出し、p側外部端子67aとして機能する。n側金属ピラー68におけるn側配線層66に対する反対側の面は、樹脂層77から露出し、n側外部端子68aとして機能する。p側外部端子67a及びn側外部端子68aは、図示しない実装基板に形成されたパッドに、はんだなどを介して接合される。
樹脂層77における同じ面(図32(b)における上面)で露出するp側外部端子67aとn側外部端子68aとの間の距離は、絶縁膜76上でのp側配線層65とn側配線層66との間の距離よりも大きい。p側外部端子67aとn側外部端子68aとは、実装基板への実装時にはんだ等によって相互に短絡しない距離を隔てて離れている。
p側配線層65とn側配線層66とはプロセス上の限界まで近づけることができ、それらp側配線層65及びn側配線層66の面積を広くできる。この結果、電流分布及び放熱性を向上できる。
絶縁膜76上に広がるn側配線層66の面積は、第2の面上における複数のn側電極61の総面積よりも大きい。
第3実施形態によれば、n側電極61よりも広い領域にわたって形成された発光層13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13を含む領域よりも狭い領域に設けられたn側電極61が、より面積の大きなn側配線層66として実装面側に引き出されている。
p側金属ピラー67はp側配線層65よりも厚く、n側金属ピラー68はn側配線層66よりも厚い。p側金属ピラー67、n側金属ピラー68および樹脂層77のそれぞれの厚さは、半導体層15よりも厚い。なお、ここでの「厚さ」は、図32(b)において上下方向の厚さを表す。
また、p側金属ピラー67及びn側金属ピラー68のそれぞれの厚さは、半導体層15、p側電極62、n側電極61およびn側反射電極63を含む積層体(チップ)の厚さよりも厚い。なお、各金属ピラー67、68のアスペクト比(平面サイズに対する厚みの比)は1以上であることに限らず、その比は1よりも小さくてもよい。すなわち、金属ピラー67、68は、その平面サイズよりも厚さが小さくてもよい。
第3実施形態によれば、半導体層15を形成するために使用した後述する基板10が除去されても、p側金属ピラー67、n側金属ピラー68および樹脂層77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3の機械的強度を高めることができる。
p側配線層65、n側配線層66、p側金属ピラー67およびn側金属ピラー68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。
樹脂層77は、p側金属ピラー67及びn側金属ピラー68を補強する。樹脂層77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25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。
p側外部端子67a及びn側外部端子68aを介して、半導体発光装置3を実装基板に実装した状態において、はんだを介して半導体層15に加わる応力を、p側金属ピラー67とn側金属ピラー68が吸収することで緩和することができる。
後述するように、半導体層15を形成するときに使った基板10は第1の面15a上から除去される。このため、半導体発光装置3を低背化できる。
第1の面15a上には、蛍光体層50が設けられている。蛍光体層50は、透明媒体としての透明樹脂51と、透明樹脂51中に分散された複数の粒子状の蛍光体52とを有する。
透明樹脂51は、発光層13の発光光及び蛍光体52の発光光に対する透過性を有し、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フェニル樹脂などを用いることができる。
蛍光体52は、発光層13の発光光(励起光)を吸収し波長変換光を発光可能である。このため、第3実施形態の半導体発光装置3は、発光層13の発光光と、蛍光体52の波長変換光との混合光を出射可能である。
例えば、蛍光体52が黄色光を発光する黄色蛍光体とすると、InGaN系材料である発光層13の青色光と、蛍光体52における波長変換光である黄色光との混合色として、白色または電球色などを得ることができる。なお、蛍光体層50は、複数種の蛍光体(例えば、赤色光を発光する赤色蛍光体と、緑色光を発光する緑色蛍光体)を含む構成であってもよい。
第3実施形態の半導体発光装置3は、光の主な取り出し面である第1の面15aの反対側の第2の面にp側電極62、n側電極61およびn側反射電極63が設けられている。したがって、第1の面15aからの光取り出しが電極によって妨げられない。
第1の半導体層11の第2の面におけるn側領域80b、およびそのn側領域80b上に設けられたn側電極61は、ドット状もしくは島状に第2の面に散在されている。このため、発光層13を含まない領域を小さくして発光面積の拡大を図りつつも、発光層13の面方向の均一電流分布を実現できる。
さらに、図25(a)に示すように、光取り出し面(第1の面15a)の反対側の面のほぼ全面にわたって、いずれも発光層13の発光光に対して高い反射性を有するp側電極62およびn側反射電極63が広がっている。したがって、発光層13から光取り出し面(第1の面15a)の反対側に放射された光の反射面積を広くでき、高い光取り出し効率が得られる。
n側電極61は、第1の半導体層11の第2の面上では複数に分離されている。それら複数のn側電極61は、複数のn側電極61間に存在する第2の半導体層12上に絶縁膜71を介して設けられたn側反射電極63によって互いに電気的に接続されている。
複数のn側電極61を接続するための電極として、反射率の高い例えば銀を含む材料を用いることで、光取り出し面の反対側の反射面積を拡大できる。なおかつ、そのn側反射電極63を、p側電極62の形成時に、p側電極62と同じ材料で形成することで、工程の増加をまねかず、コスト低減を図れる。
次に、図21(a)〜図32(b)を参照して、第3実施形態の半導体発光装置3の製造方法について説明する。図21(a)〜図32(b)は、ウェーハ状態における一部領域を表す。
図21(b)、図22(b)、図23(b)、図24(b)、図25(b)、図26(b)、図27(b)、図28(b)、図29(b)、図30(b)、図32(b)は、それぞれ、図21(a)、図22(a)、図23(a)、図24(a)、図25(a)、図26(a)、図27(a)、図28(a)、図29(a)、図30(a)、図32(a)におけるE−E’断面を表す。
図21(b)に示すように、半導体層15は基板10上に形成される。まず、基板10の主面上に第1の半導体層11が形成され、その上に発光層13が形成され、その上に第2の半導体層12が形成される。
InAlGa1−x−yN(0≦x≦1、0≦y≦1、x+y≦1)で表される窒化物半導体である半導体層15は、例えばサファイア基板上にMOCVD法で結晶成長させることができる。あるいは、基板10としてはシリコン基板を用いることもできる。
半導体層15は基板10の全面に形成される。その後、図示しないレジストを用いた例えばRIE法で、図22(a)及び(b)に示すように、発光層13及び第2の半導体層12の一部を除去して、第1の半導体層11の一部を露出させる。また、半導体層15は、例えば格子状平面パターンで形成された溝73により、基板10上で複数に分離される。
第1の半導体層11が露出された領域は、発光層13及び第2の半導体層12を含まないn側領域80bとなる。
次に、基板10上の露出部分のすべてを図23(a)及び(b)に示す絶縁膜71で覆った後、絶縁膜71に選択的に開口74を形成する。絶縁膜71は、樹脂膜、あるいはシリコン窒化膜やシリコン酸化膜などの無機膜である。
開口74は、第1の半導体層11が露出された部分(n側領域80b)の上に形成され、n側領域80bの表面に達する。その開口74内には、n側電極61が形成される。
次に、第2の半導体層12の表面を覆っていた絶縁膜71の一部を、図24(a)及び(b)に示すように除去して、第2の半導体層12上の絶縁膜71に開口75を形成する。n側電極61によってX方向に挟まれた第2の半導体層12上には開口75が形成されず、n側電極61間の第2の半導体層12の表面は絶縁膜71で覆われたままである。
図25(a)及び(b)に示すように、開口74内のn側電極61上にn側ビア63aが形成され、n側電極61間の第2の半導体層12上の絶縁膜71上に連結部63bが形成され、開口75内の第2の半導体層12の表面上にp側電極62が形成される。すなわち、p側電極62と、n側反射電極63とが同材料で同時に形成される。p側電極62およびn側反射電極63は、例えば図示しないマスクを用いたスパッタ法で形成することができる。
次に、基板10主面上の露出している部分すべてを図26(b)に示す絶縁膜76で覆った後、p側電極62上の絶縁膜76の一部を除去して第1の開口76aを形成し、n側反射電極63上の絶縁膜76の一部を除去して第2の開口76bを形成する。第1の開口76aにはp側電極62が露出し、第2の開口76bにはn側反射電極63が露出する。
次に、絶縁膜76の表面、第1の開口76aの内壁(側壁及び底部)、および第2の開口76bの内壁(側壁及び底部)に、図27(b)に示すように、金属膜64を形成する。金属膜64は、後述するめっきのシードメタルとして使われる。
金属膜64は、例えばスパッタ法で形成される。金属膜64は、例えば、下層側から順に積層されたチタン(Ti)と銅(Cu)との積層膜を含む。あるいは、チタン膜の代わりにアルミニウム膜を使ってもかまわない。
そして、金属膜64上に選択的にレジスト81を形成し、金属膜64を電流経路としたCu電解めっきを行う。
これにより、金属膜64上に、選択的にp側配線層65とn側配線層66が形成される。p側配線層65及びn側配線層66はめっき法により同時に形成される例えば銅材料からなる。
次に、図28(a)及び(b)に示すように、金属ピラー形成用のレジスト82を形成する。レジスト82は、前述のレジスト81よりも厚い。なお、前の工程でレジスト81は除去せずに残し、そのレジスト81にレジスト82を重ねて形成してもよい。
そして、レジスト82をマスクに用いて、金属膜64を電流経路としたCu電解めっきを行う。これにより、p側配線層65上にp側金属ピラー67が、n側配線層66上にn側金属ピラー68が形成される。p側金属ピラー67及びn側金属ピラー68は、めっき法により同時に形成される例えば銅材料からなる。
レジスト82は、例えば溶剤もしくは酸素プラズマを用いて図29(b)に示すように除去される。この後、シードメタルとして使った金属膜64の露出している部分をウェットエッチングにより除去する。これにより、図29(b)に示すように、p側配線層65とn側配線層66との金属膜64を通じた電気的接続が分断される。
次に、図30(a)及び(b)に示すように、p側配線層65、n側配線層66、p側金属ピラー67およびn側金属ピラー68を覆う樹脂層77を形成した後、樹脂層77を研削し、p側金属ピラー67の端面(p側外部端子67a)と、n側金属ピラー68の端面(n側外部端子68a)を樹脂層77から露出させる。
樹脂層77は、絶縁性を有する。また、樹脂層77に、例えばカーボンブラックを含有させて、発光層13の発光光に対して遮光性を与えてもよい。
次に、図31(a)に示すように、基板10を除去する。基板10がサファイア基板の場合、例えばレーザーリフトオフ法によって基板10を除去することができる。具体的には、基板10の裏面側から第1の半導体層11に向けてレーザ光が照射される。レーザ光は、基板10に対して透過性を有し、第1の半導体層11に対しては吸収領域となる波長を有する。
レーザ光が基板10と第1の半導体層11との界面に到達すると、その界面付近の第1の半導体層11はレーザ光のエネルギーを吸収して分解する。第1の半導体層11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、基板10と第1の半導体層11との間に微小な隙間が形成され、基板10と第1の半導体層11とが分離する。
レーザ光の照射を、設定された領域ごとに複数回に分けてウェーハ全体にわたって行い、基板10を除去する。
基板10がシリコン基板の場合には、エッチングによって基板10を除去することができる。
基板10の主面上に形成された前述した積層体は、半導体層15よりも厚いp側金属ピラー67、n側金属ピラー68および樹脂層77によって補強されているため、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。
また、樹脂層77も、p側金属ピラー67及びn側金属ピラー68を構成する金属も、半導体層15に比べて柔軟な材料である。そのような柔軟な支持体に半導体層15は支持されている。そのため、基板10上に半導体層15をエピタキシャル成長させる際に生じた大きな内部応力が、基板10の剥離時に一気に開放されても、半導体層15が破壊されるのを回避できる。
基板10の除去により露出された第1の面15a上には、図31(b)に示すように、蛍光体層50が形成される。なお、前述の樹脂層77の研削工程は、基板10の除去工程後に行っても良いし、蛍光体層50の形成後に行っても構わない。
蛍光体52が分散された液状の透明樹脂51を、例えば、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上に供給した後、熱硬化させ、蛍光体層50が形成される。
次に、前述した図22(a)に示す溝73の位置で、樹脂層77、絶縁膜76、絶縁膜71、第1の半導体層11、および蛍光体層50を切断し、図32(a)及び(b)に示すように、複数の半導体発光装置3に個片化する。
なお、個片化された半導体発光装置3は、ひとつの半導体層15を含むシングルチップ構造でも、複数の半導体層15を含むマルチチップ構造であってもよい。
ダイシングされる前までの前述した各工程は、ウェーハ状態で一括して行われるため、個片化された個々のデバイスごとに、配線及びパッケージングを行う必要がなく、大幅な生産コストの低減が可能になる。すなわち、個片化された状態で、すでに配線及びパッケージングが済んでいる。このため、生産性を高めることができ、その結果として価格低減が容易となる。
(第4実施形態)
図34(a)は、第4実施形態の半導体発光装置4の模式平面図であり、図34(b)は、第4実施形態の半導体発光装置4の模式断面図である。
図34(a)は、ウェーハ状態から個片化された例えば4つの半導体発光装置4を示す。図34(b)は、図34(a)におけるE−E’断面図である。
第4実施形態の半導体発光装置4は、金属ピラー67、68および樹脂層77を有しない点で第3実施形態の半導体発光装置3と異なる。
第4実施形態の半導体発光装置4では、第1の面15a上に、半導体層15の成長に用いた基板10が残され、その基板10が半導体層15の支持体として機能する。基板10は、発光層13の発光光に対して透過性を有する例えばサファイア基板である。
GaN層、サファイア基板、空気の屈折率は、それぞれ、2.4、1.8、1.0であり、光が取り出される方向に媒質の屈折率が段階的に変化している。このため、光の取り出し効率を向上できる。なお、基板10上に、蛍光体層50を設けてもよい。
p側配線層65上にははんだ91が設けられ、n側配線層66上にははんだ92が設けられ、半導体発光装置4は、はんだ91及び92を実装基板のパッドに接合させて、実装基板上に実装される。
図27(a)及び(b)に示す工程までは、上記第3実施形態と同様に進められる。その後、レジスト81をマスクにしためっき法により、図33(a)及び(b)に示すように、p側配線層65上にはんだ91を、n側配線層66上にはんだ92を形成する。
その後、レジスト81を除去し、めっきのシードメタルとして使った金属膜64の露出部を、図34(b)に示すように除去する。これにより、p側配線層65とn側配線層66との金属膜64を通じた電気的接続が分断される。
その後、絶縁膜76、絶縁膜71、第1の半導体層11および基板10を切断して、複数の半導体発光装置4に個片化する。
(第5実施形態)
図47(a)は、第5実施形態の半導体発光装置5の模式平面図であり、図47(b)は、第5実施形態の半導体発光装置5の模式断面図である。
図47(a)は、ウェーハ状態から個片化された例えば4つの半導体発光装置5を示す。図47(b)は、図47(a)におけるE−E’断面図である。
第5実施形態の半導体発光装置5は、前述した第3実施形態の半導体発光装置3の各要素に加えて、透明電極95を有する。透明電極95は、発光層13の発光光に対して透過性を有し(透明であり)、透明電極95の材料は、例えばITO(Indium Tin Oxide)である。
透明電極95は、第2の半導体層12上に設けられ、n側領域80bには設けられていない。透明電極95は、p側電極62と第2の半導体層12との間に設けられ、p側電極62及び第2の半導体層12と電気的に接続されている。
さらに、透明電極95は、n側反射電極63の下の第2の半導体層12上にも設けられている。n側反射電極63と透明電極95との間には絶縁膜71が設けられ、n側反射電極63と透明電極95とは接続されていない。
透明電極95の上面図を表す図37(a)に示すように、透明電極95は第2の半導体層12と同じ平面パターンで第2の半導体層12上に設けられている。
p側電極62の下の透明電極95と、n側反射電極63の下の透明電極95は、一体につながっている。したがって、n側反射電極63の下の発光層13には、透明電極95を通じてp側電極62から電流を供給することができる。
n型GaNに比べて高抵抗なp型GaNを含む第2の半導体層12は、横方向(厚さ方向に垂直な方向)に電流を流す能力が、n型GaNを含む第1の半導体層11よりも劣る。
しかしながら、第5実施形態によれば、第2の半導体層12上に透明電極95を設けることで、第2の半導体層12側から発光層13に供給される電流の、横方向に流れる能力を向上できる。この結果、特に、p側電極62が設けられていない、n側反射電極63の下の領域での発光強度を高めることができる。
また、発光層13とn側反射電極63との間の距離が、発光層13の発光波長の1/2になるように、透明電極95の厚さを制御することで、干渉による反射ロスが抑制でき、高い反射効率が得られる。
次に、図36(a)〜図47(b)を参照して、第5実施形態の半導体発光装置5の製造方法について説明する。図36(a)〜図47(b)は、ウェーハ状態における一部領域を表す。
図36(b)、図37(b)、図38(b)、図39(b)、図40(b)、図41(b)、図42(b)、図43(b)、図44(b)、図45(b)、図47(b)は、それぞれ、図36(a)、図37(a)、図38(a)、図39(a)、図40(a)、図41(a)、図42(a)、図43(a)、図44(a)、図45(a)、図47(a)におけるE−E’断面を表す。
図36(b)に示すように、第1の半導体層11、発光層13および第2の半導体層12を含む半導体層15を基板10上に形成した後、第2の半導体層12上の全面に、透明電極95を形成する。
次に、図示しないレジストを用いた例えばRIE法で、図37(a)及び(b)に示すように、透明電極95、第2の半導体層12および発光層13の積層膜の一部を除去して、第1の半導体層11の一部を露出させる。第1の半導体層11が露出された領域は、透明電極95、第2の半導体層12および発光層13を含まないn側領域80bとなる。
次に、基板10上の露出部分のすべてを図38(a)及び(b)に示す絶縁膜71で覆った後、絶縁膜71に選択的に開口74を形成する。また、透明電極95の表面を覆っていた絶縁膜71の一部を、図39(a)及び(b)に示すように除去して、透明電極95上の絶縁膜71に開口75を形成する。
図40(a)及び(b)に示すように、開口74内のn側電極61上にn側ビア63aが形成され、n側電極61間の第2の半導体層12上の絶縁膜71上に連結部63bが形成され、開口75内の透明電極95の表面上にp側電極62が形成される。
次に、基板10主面上の露出している部分すべてを図41(b)に示す絶縁膜76で覆った後、p側電極62上の絶縁膜76の一部を除去して第1の開口76aを形成し、n側反射電極63上の絶縁膜76の一部を除去して第2の開口76bを形成する。第1の開口76aにはp側電極62が露出し、第2の開口76bにはn側反射電極63が露出する。
次に、絶縁膜76の表面、第1の開口76aの内壁(側壁及び底部)、および第2の開口76bの内壁(側壁及び底部)に、図42(b)に示すように、金属膜64を形成する。
そして、金属膜64上に選択的にレジスト81を形成し、金属膜64を電流経路としたCu電解めっきを行う。これにより、金属膜64上に、選択的にp側配線層65とn側配線層66が形成される。
次に、図43(a)及び(b)に示すように、金属ピラー形成用のレジスト82を形成する。そして、レジスト82をマスクに用いて、金属膜64を電流経路としたCu電解めっきを行う。これにより、p側配線層65上にp側金属ピラー67が、n側配線層66上にn側金属ピラー68が形成される。
レジスト82は、例えば溶剤もしくは酸素プラズマを用いて図44(b)に示すように除去される。この後、シードメタルとして使った金属膜64の露出している部分をウェットエッチングにより除去する。これにより、図44(b)に示すように、p側配線層65とn側配線層66との金属膜64を通じた電気的接続が分断される。
次に、図45(a)及び(b)に示すように、p側配線層65、n側配線層66、p側金属ピラー67およびn側金属ピラー68を覆う樹脂層77を形成した後、樹脂層77を研削し、p側金属ピラー67の端面(p側外部端子67a)と、n側金属ピラー68の端面(n側外部端子68a)を樹脂層77から露出させる。
次に、図46(a)に示すように、基板10を除去する。基板10がサファイア基板の場合、例えばレーザーリフトオフ法によって基板10を除去することができる。基板10がシリコン基板の場合には、エッチングによって基板10を除去することができる。
基板10の除去により露出された第1の面15a上には、図46(b)に示すように、蛍光体層50が形成される。なお、前述の樹脂層77の研削工程は、基板10の除去工程後に行っても良いし、蛍光体層50の形成後に行っても構わない。
次に、図37(a)に示す溝73の位置で、樹脂層77、絶縁膜76、絶縁膜71、第1の半導体層11、および蛍光体層50を切断し、図47(a)及び(b)に示すように、複数の半導体発光装置5に個片化する。
本実施形態においても、ダイシングされる前までの前述した各工程は、ウェーハ状態で一括して行われるため、個片化された個々のデバイスごとに、配線及びパッケージングを行う必要がなく、大幅な生産コストの低減が可能になる。すなわち、個片化された状態で、すでに配線及びパッケージングが済んでいる。このため、生産性を高めることができ、その結果として価格低減が容易となる。
図35は、第3〜5実施形態の半導体発光装置の変形例を表し、図25(a)の平面図におけるひとつのチップ領域に対応する。
すなわち、図35の構造では、前述した第1、第2実施形態と同様に、n側領域80b及びその上に設けられたn側電極61のまわりのすべてにp側領域80a、発光層13及び第2の半導体層12が存在している。
したがって、1つのn側電極61からその周辺領域すべてに電流が広がり、発光層13の全領域に効率良く電流を供給できる。したがって、発光層13の全領域を効率良く発光させることができる。
(第6実施形態)
図48は、第6実施形態の半導体発光装置6の模式断面図である。
図50(c)は、第6実施形態の半導体発光装置6の模式平面図であり、図48は、図50(c)におけるF−F’断面に対応する。
図49(a)〜図50(b)は、第6実施形態の半導体発光装置6における第2の面側の各要素の模式平面図である。
第6実施形態の半導体発光装置6も、上記実施形態と同様、半導体層15を有する。半導体層15は、第1の半導体層11と、第2の半導体層12と、発光層13とを含む。
n型GaN層を含む第1の半導体層11は、第1の面15aと、第1の面15aの反対側に設けられた第2の面とを有する。さらに、第2の面は、図49(a)に示すように、p側領域80aとn側領域80bとを有する。
第1の半導体層11の第2の面におけるp側領域80a上に、発光層(活性層)13が設けられ、その発光層13上に、p型GaN層を含む第2の半導体層12が設けられている。発光層13は、第1の半導体層11と第2の半導体層12との間に設けられている。第1の半導体層11の第2の面におけるn側領域80bには、発光層13及び第2の半導体層12が設けられていない。
第2の半導体層12の表面に、p側電極62が設けられている。第1の半導体層11の第2の面におけるn側領域80b上に、n側電極61が設けられている。
n側領域80bは、第1の半導体層11の第2の面の全面に形成された発光層13及び第2の半導体層12の一部を選択的に除去することで、第1の半導体層11の表面が露出されて形成される。
図49(a)に示すように、ひとつのチップにつき、複数箇所(例えば2箇所)にn側領域80bが形成される。図49(b)に示すように、それぞれのn側領域80bの上にn側電極61が設けられている。
2つのn側電極61に挟まれた第2の半導体層12上にも、p側電極62が設けられている。p側電極62は発光層13を含む領域上に設けられ、n側電極61は発光層13を含まないn側領域80b上に設けられている。
p側電極62上には絶縁膜71が設けられている。n側電極61の側面、発光層13の側面、第2の半導体層12の側面、およびp側電極62の側面にも、絶縁膜71が設けられている。
p側電極62は、第2の半導体層12と接触し、第2の半導体層12に含まれるガリウム(Ga)と合金を形成可能な、例えば、ニッケル(Ni)、金(Au)およびロジウム(Rh)のうちの少なくとも1つを含むコンタクト層を含む。さらに、p側電極62は、コンタクト層上に設けられ、コンタクト層よりも発光層13の発光光に対する反射率が高く、主成分として例えば銀(Ag)を含む反射層を含む。
絶縁膜71上には、金属膜64を介して、p側配線層65とn側配線層66とが互いに離間して設けられている。
図50(a)に、p側配線層65とn側配線層66の平面レイアウトを示す。
p側配線層65及びn側配線層66は、上記実施形態と同様、電解めっき法により形成される。金属膜64は、そのめっき時のシードメタルとして使われる。
絶縁膜71には、図49(c)に示すように、p側電極62に達する第1の開口71aが形成され、その第1の開口71a内に設けられたp側ビア65a(図48に示す)を通じて、p側配線層65はp側電極62と電気的に接続されている。
絶縁膜71には、図49(c)に示すように、n側電極61に達する第2の開口71bが形成され、その第2の開口71b内に設けられたn側ビア66a(図48に示す)を通じて、n側配線層66はn側電極61と電気的に接続されている。
さらに、n側配線層66は、2つのn側電極61間の半導体層15上の絶縁膜71上にも設けられている。
p側配線層65上には、p側金属ピラー67が設けられている。n側配線層66上には、n側金属ピラー68が設けられている。
図50(b)に、p側金属ピラー67とn側金属ピラー66の平面レイアウトを示す。
p側配線層65及びp側金属ピラー67は、本実施形態におけるp側配線部を構成する。n側配線層66及びn側金属ピラー68は、本実施形態におけるn側配線部を構成する。
絶縁膜71上には、樹脂層77が積層されている。樹脂層77は、p側配線部の周囲及びn側配線部の周囲を覆っている。また、樹脂層77は、p側金属ピラー67とn側金属ピラー68との間に充填されている。
第6実施形態においても、n側電極61よりも広い領域にわたって形成された発光層13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13を含む領域よりも狭い領域に設けられたn側電極61が、より面積の大きなn側配線層66として実装面側に引き出されている。
p側電極62は、単層配線(p側配線層65)を介して、実装時の外部端子67aを有するp側金属ピラー67に接続されている。n側電極61は、単層配線(n側配線層66)を介して、実装時の外部端子68aを有するp側金属ピラー68に接続されている。
第1の面15a上には、蛍光体層50が設けられている。蛍光体層50は、透明媒体としての透明樹脂51と、透明樹脂51中に分散された複数の粒子状の蛍光体52とを有する。
第6実施形態の半導体発光装置6においても、光の主な取り出し面である第1の面15aの反対側の第2の面にp側電極62およびn側電極61が設けられているため、第1の面15aからの光取り出しが電極によって妨げられない。
第1の半導体層11の第2の面におけるn側領域80b、およびそのn側領域80b上に設けられたn側電極61は、ドット状もしくは島状に第2の面に散在されている。このため、発光層13を含まない領域を小さくして発光面積の拡大を図りつつも、発光層13の面方向の均一電流分布を実現できる。
さらに、図49(b)に示すように、第2の面のほぼ全面にわたって、発光層13の発光光に対して高い反射性を有するp側電極62が広がっている。したがって、発光層13から光取り出し面(第1の面15a)の反対側に放射された光の反射面積を広くでき、高い光取り出し効率が得られる。
また、図48、図49(a)及び(b)に示すように、n側領域80b及びn側電極61のまわりのすべてに発光層13及びp側電極62が存在している。したがって、1つのn側電極61からその周囲360度方向に電流が広がり、発光層13の全領域に効率良く電流を供給できる。したがって、本実施形態によれば、発光層13の全領域を効率良く発光させることができる。
また、第6実施形態の構造において、前述した第5実施形態のように、第2の半導体層12とp側電極62との間に透明電極を設けてもよい。発光層13とp側電極62との間の距離が、発光層13の発光波長の1/2になるように、透明電極の厚さを制御することで、干渉による反射ロスが抑制でき、高い反射効率が得られる。
(第7実施形態)
図51(a)〜(d)は、第7実施形態の半導体発光装置7における第2の面側の各要素の模式平面図である。
第7実施形態の半導体発光装置7は、p側領域80a、n側領域80b、p側電極62、n側電極61、p側配線層65、n側配線層66、p側金属ピラー67およびn側金属ピラー68の平面レイアウトが、上記第6実施形態の半導体発光装置6と異なる。
図51(a)は、上記第6実施形態の図49(b)に対応し、第7実施形態の半導体発光装置7におけるp側電極62とn側電極61の平面レイアウトを示す。
図51(b)は、上記第6実施形態の図49(c)に対応し、第7実施形態の半導体発光装置7における絶縁膜71及び開口71a、71bの平面図を示す。
図51(c)は、上記第6実施形態の図50(a)に対応し、第7実施形態の半導体発光装置7におけるp側配線層65とn側配線層66の平面レイアウトを示す。
図51(d)は、上記第6実施形態の図50(b)に対応し、第7実施形態の半導体発光装置7におけるp側金属ピラー67とn側金属ピラー68の平面レイアウトを示す。
上記実施形態と同様、n側領域80bは、第1の半導体層11の第2の面の全面に形成された発光層13及び第2の半導体層12の一部を選択的に除去することで、第1の半導体層11の表面が露出されて形成される。
ひとつのチップにつき、複数箇所にn側領域80bが形成される。本実施形態では、例えばチップの4隅に4つのn側領域80bが形成される。そして、それぞれのn側領域80bの上にn側電極61が設けられている。図51(a)の平面視にて、n側電極61の間にもp側電極62が設けられている。
そして、上記実施形態と同様、図51(c)に示すように、絶縁膜71上に、p側配線層65とn側配線層66とが互いに離間して設けられている。
絶縁膜71には、図51(b)に示すように、p側電極62に達する第1の開口71aが形成され、その第1の開口71a内に設けられたp側ビアを通じて、p側配線層65はp側電極62と電気的に接続されている。
また、絶縁膜71には、図51(b)に示すように、n側電極61に達する第2の開口71bが形成され、その第2の開口71b内に設けられたn側ビアを通じて、n側配線層66はn側電極61と電気的に接続されている。
複数のn側電極61は第2の面上ではつながらずに互いに分離されている。それら複数のn側電極61は、絶縁膜71上に広がる共通のn側配線層66に対して接続されている。
図51(d)に示すように、p側配線層65上にはp側金属ピラー67が設けられ、n側配線層66上にはn側金属ピラー68が設けられている。
p側電極62は、単層配線(p側配線層65)を介してp側金属ピラー67に接続されている。n側電極61は、単層配線(n側配線層66)を介してp側金属ピラー68に接続されている。
第7実施形態においても、n側電極61よりも広い領域にわたって形成された発光層13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13を含む領域よりも狭い領域に設けられたn側電極61が、より面積の大きなn側配線層66として実装面側に引き出されている。
また、n側領域80b、およびそのn側領域80b上に設けられたn側電極61は、ドット状もしくは島状に第2の面に散在されている。このため、発光層13を含まない領域を小さくして発光面積の拡大を図りつつも、発光層13の面方向の均一電流分布を実現できる。
さらに、図51(a)に示すように、四隅以外の第2の面のほぼ全面にわたって、発光層13の発光光に対して高い反射性を有するp側電極62が広がっている。したがって、発光層13から光取り出し面(第1の面15a)の反対側に放射された光の反射面積を広くでき、高い光取り出し効率が得られる。
図52(a)〜(d)は、前述した第3実施形態の半導体発光装置3における第2の面側の各要素の平面レイアウトの変形例を示す模式平面図である。
図52(a)は、上記図25(a)に対応し、p側電極62、n側電極61およびn側反射電極63の平面レイアウトを示す。
図52(b)は、上記図26(a)に対応し、絶縁膜76及び開口76a、76bの平面図を示す。
図52(c)は、上記図27(a)に対応し、p側配線層65とn側配線層66の平面レイアウトを示す。
図52(d)は、上記図29(a)に対応し、p側金属ピラー67とn側金属ピラー68の平面レイアウトを示す。
この変形例でも、ひとつのチップにつき、複数箇所(例えば3箇所)にn側領域80bが形成され、それぞれのn側領域80bの上にn側電極61が設けられている。3つのn側電極61は、例えばチップの長手方向(図25(a)におけるX方向)に配列されている。
この変形例では、上記第3実施形態と異なり、図52(a)に示すように、ひとつのチップ内で、p側電極62がn側反射電極63によって2つに分断されている。n側反射電極63は、n側電極61上、およびn側電極61間の発光層13上に設けられている。
p側電極62およびn側反射電極63上に設けられた絶縁膜76には、図52(b)に示すように、1つの(第2の)開口76bと、2つの(第1の)p側開口76aが形成されている。
開口76bは、n側反射電極63上に形成され、n側反射電極63に通じている。n側反射電極63によって分断された2つのp側電極62のそれぞれの上に開口76aが形成され、開口76aはp側電極62に通じている。
図52(c)に示すように、絶縁膜76上に、p側配線層65およびn側配線層66が互いに離間して設けられている。
絶縁膜76に形成された開口76a内に設けられたp側ビアを通じて、p側配線層65はp側電極62と電気的に接続されている。絶縁膜76に形成された開口76b内に設けられたn側ビアを通じて、n側配線層66はn側反射電極63及びn側電極61と電気的に接続されている。
図52(d)に示すように、p側配線層65上にはp側金属ピラー67が設けられ、n側配線層66上にはn側金属ピラー68が設けられている。
この変形例においても、n側電極61よりも広い領域にわたって形成された発光層13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13を含む領域よりも狭い領域に設けられたn側電極61が、より面積の大きなn側配線層66として実装面側に引き出されている。
また、n側領域80b、およびそのn側領域80b上に設けられたn側電極61は、ドット状もしくは島状に第2の面に散在されている。このため、発光層13を含まない領域を小さくして発光面積の拡大を図りつつも、発光層13の面方向の均一電流分布を実現できる。
さらに、図52(a)に示すように、光取り出し面(第1の面15a)の反対側の面のほぼ全面にわたって、いずれも発光層13の発光光に対して高い反射性を有するp側電極62およびn側反射電極63が広がっている。したがって、発光層13から光取り出し面(第1の面15a)の反対側に放射された光の反射面積を広くでき、高い光取り出し効率が得られる。
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。
1〜7…半導体発光装置、11…第1の半導体層、12…第2の半導体層、13…発光層、15…半導体層、14a,80a…p側領域、14b,80b…n側領域、15a…第1の面、16a,62…p側電極、17a,61…n側電極、21,31,65…p側配線層、22,32,66…n側配線層、23,67…p側金属ピラー、24,68…n側金属ピラー、50…蛍光体層、63…n側反射電極、63a…n側ビア、63b…連結部、95…透明電極

Claims (10)

  1. 第1の面と、前記第1の面の反対側に設けられ、p側領域と複数のn側領域とを有する第2の面と、を有する第1の半導体層と、
    前記p側領域上に設けられた発光層と、
    前記発光層上に設けられた第2の半導体層と、
    前記第2の半導体層上に設けられたp側電極と、
    前記複数のn側領域のそれぞれの上に設けられた複数のn側電極と、
    前記第p側電極上及び前記n側電極上に設けられた第1の絶縁膜と、
    前記第1の絶縁膜上に設けられ、前記第1の絶縁膜を貫通する第1のビアを通じて前記p側電極と接続されたp側配線部と、
    前記第1の絶縁膜上に設けられ、前記第1の絶縁膜を貫通する第2のビアを通じて複数の前記n側電極に対して共通に接続されたn側配線部と、
    を備え、
    前記第2の面において、前記複数のn側領域はつながらずに互いに分離され、それぞれの前記n側領域のまわりを前記p側領域が囲んでいる半導体発光装置。
  2. 前記複数のn側電極が、前記第2の面上にドット状に散在している請求項1記載の半導体発光装置。
  3. 前記p側配線部は、
    前記第1の絶縁膜上に設けられたp側配線層と、
    前記p側配線層上に設けられ、前記p側配線層よりも厚いp側金属ピラーと、
    を有し、
    前記n側配線部は、
    前記第1の絶縁膜上に設けられたn側配線層と、
    前記n側配線層上に設けられ、前記n側配線層よりも厚いn側金属ピラーと、
    を有する請求項1または2に記載の半導体発光装置。
  4. 前記p側配線部と前記n側配線部との間に設けられた第2の絶縁膜をさらに備えた請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
  5. 前記第2の絶縁膜は、前記p側配線部の周囲及び前記n側配線部の周囲を連続して覆っている請求項4記載の半導体発光装置。
  6. 前記p側配線層は前記第1の絶縁膜上に設けられた単層構造であり、前記n側配線層は前記第1の絶縁膜上に設けられた単層構造である請求項3〜5のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
  7. 第1の面と、前記第1の面の反対側に設けられ、p側領域と複数のn側領域とを有する第2の面と、を有する第1の半導体層と、
    前記p側領域上に設けられた発光層と、
    前記発光層上に設けられた第2の半導体層と、
    前記第2の半導体層上に設けられ、前記発光層の発光光に対して反射性を有するp側電極と、
    前記複数のn側領域のそれぞれの上に設けられた複数のn側電極と、
    前記複数のn側電極間の前記第2の半導体層上に設けられた絶縁膜と、
    前記複数のn側電極のそれぞれの上に設けられた複数のn側ビアと、前記絶縁膜上に設けられ、前記複数のn側ビアをつなぐ連結部とを有し、前記n側電極よりも前記発光層の発光光に対する反射率が高く、前記p側電極と同じ材料のn側反射電極と、
    を備えた半導体発光装置。
  8. 前記p側電極及び前記n側反射電極は、銀を含む請求項7記載の半導体発光装置。
  9. 前記n側反射電極と前記第2の半導体層との間で前記第2の半導体層上に設けられた透明電極をさらに備えた請求項7または8に記載の半導体発光装置。
  10. 第1の面と、前記第1の面の反対側に設けられ、p側領域と複数のn側領域とを有する第2の面と、を有する第1の半導体層と、
    前記p側領域上に設けられた発光層と、
    前記発光層上に設けられた第2の半導体層と、
    前記第2の半導体層上に設けられ、前記発光層の発光光に対して反射性を有するp側電極と、
    前記複数のn側領域のそれぞれの上に設けられた複数のn側電極と、
    前記第p側電極上及び前記n側電極上に設けられた第1の絶縁膜と、
    前記第1の絶縁膜上に設けられ、前記第1の絶縁膜を貫通する第1のビアを通じて前記p側電極と接続されたp側配線部と、
    前記第1の絶縁膜上に設けられ、前記第1の絶縁膜を貫通する第2のビアを通じて複数の前記n側電極に対して共通に接続されたn側配線部と、
    を備え、
    前記第2の面において、前記複数のn側領域はつながらずに互いに分離されている半導体発光装置。
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015151797A1 (ja) * 2014-03-31 2015-10-08 ソニー株式会社 実装基板および電子機器
WO2015151796A1 (ja) * 2014-03-31 2015-10-08 ソニー株式会社 実装基板および電子機器
JP2016032009A (ja) * 2014-07-29 2016-03-07 晶元光電股▲ふん▼有限公司 光電部品
US9379287B2 (en) 2013-12-25 2016-06-28 Nichia Corporation Light emitting device with resin member having embedded inner conductive members
JP2016171164A (ja) * 2015-03-12 2016-09-23 株式会社東芝 半導体発光装置
JP2017041612A (ja) * 2015-08-21 2017-02-23 株式会社東芝 半導体発光装置
KR101746818B1 (ko) 2015-12-29 2017-06-14 서울바이오시스 주식회사 발광 소자
CN107004746A (zh) * 2014-11-19 2017-08-01 欧司朗光电半导体有限公司 器件和用于制造器件的方法
JP2017139489A (ja) * 2017-04-13 2017-08-10 ソニー株式会社 表示装置
CN107112392A (zh) * 2015-01-15 2017-08-29 欧司朗光电半导体有限公司 光电子半导体器件及其制造方法
US10510286B2 (en) 2014-03-31 2019-12-17 Sony Semiconductor Solutions Corporation Mounting substrate and electronic apparatus
US10529893B2 (en) 2014-07-03 2020-01-07 Epistar Corporation Optoelectronic device and method for manufacturing the same
JP2020043375A (ja) * 2014-07-29 2020-03-19 晶元光電股▲ふん▼有限公司Epistar Corporation 光電部品
US12027429B2 (en) 2014-03-31 2024-07-02 Sony Semiconductor Solutions Corporation Mounting substrate and electronic apparatus

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014127565A (ja) * 2012-12-26 2014-07-07 Toyoda Gosei Co Ltd 半導体発光素子
DE102015113310B4 (de) * 2015-08-12 2022-08-04 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterchip
TWI584496B (zh) * 2015-08-13 2017-05-21 隆達電子股份有限公司 半導體發光結構
DE102015117198A1 (de) * 2015-10-08 2017-04-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines Bauelements
DE102016103059A1 (de) * 2016-02-22 2017-08-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
KR102334181B1 (ko) * 2016-03-25 2021-12-03 쇼와덴코머티리얼즈가부시끼가이샤 유기 인터포저 및 유기 인터포저의 제조 방법
KR20170111974A (ko) * 2016-03-30 2017-10-12 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 백라이트 유닛 및 조명장치
JP6824501B2 (ja) * 2017-02-08 2021-02-03 ウシオ電機株式会社 半導体発光素子
CN109427779B (zh) * 2017-08-22 2021-07-13 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体结构及其形成方法
US20240072099A1 (en) * 2022-08-25 2024-02-29 Creeled, Inc. Light-emitting diode chip structures

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11150298A (ja) * 1997-11-14 1999-06-02 Nichia Chem Ind Ltd 窒化ガリウム系半導体発光素子と受光素子
JP2007294981A (ja) * 2006-04-21 2007-11-08 Philips Lumileds Lightng Co Llc 集積電子構成要素を有する半導体発光装置
JP2010525586A (ja) * 2007-04-26 2010-07-22 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング オプトエレクトロニクス部品及びオプトエレクトロニクス部品の製造方法
WO2010132139A1 (en) * 2009-05-11 2010-11-18 Cree, Inc. Semiconductor light emitting diodes having reflective structures and methods of fabricating same
JP2011066304A (ja) * 2009-09-18 2011-03-31 Toyoda Gosei Co Ltd 発光素子
WO2011068161A1 (ja) * 2009-12-04 2011-06-09 昭和電工株式会社 半導体発光素子、電子機器および発光装置
JP2011254033A (ja) * 2010-06-04 2011-12-15 Toshiba Corp 半導体発光装置
JP2011258667A (ja) * 2010-06-07 2011-12-22 Toshiba Corp 半導体発光装置及びその製造方法
JP2012019217A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Samsung Led Co Ltd 半導体発光素子、半導体発光素子の製造方法、照明装置及びバックライト
JP2012049366A (ja) * 2010-08-27 2012-03-08 Toyoda Gosei Co Ltd 発光素子

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2828187B2 (ja) 1993-04-08 1998-11-25 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP5055678B2 (ja) 2001-09-28 2012-10-24 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子
JP2008135789A (ja) 2002-05-27 2008-06-12 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体発光素子、発光素子、素子積層体、並びにそれらを用いた発光装置
US7179670B2 (en) * 2004-03-05 2007-02-20 Gelcore, Llc Flip-chip light emitting diode device without sub-mount
JP4345591B2 (ja) 2004-06-30 2009-10-14 豊田合成株式会社 発光装置
JP2006032857A (ja) 2004-07-21 2006-02-02 Koha Co Ltd 発光素子
US7566908B2 (en) * 2004-11-29 2009-07-28 Yongsheng Zhao Gan-based and ZnO-based LED
JP5056082B2 (ja) 2006-04-17 2012-10-24 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
US7842963B2 (en) * 2006-10-18 2010-11-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Electrical contacts for a semiconductor light emitting apparatus
JP4655029B2 (ja) 2006-11-20 2011-03-23 パナソニック株式会社 発光装置および半導体発光素子の製造方法
JP2009200178A (ja) * 2008-02-20 2009-09-03 Hitachi Cable Ltd 半導体発光素子
JP2010103186A (ja) 2008-10-21 2010-05-06 Sony Corp 半導体発光装置の製造方法
JP5378130B2 (ja) * 2009-09-25 2013-12-25 株式会社東芝 半導体発光装置
JP2011071272A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Toshiba Corp 半導体発光装置及びその製造方法
JP5197654B2 (ja) 2010-03-09 2013-05-15 株式会社東芝 半導体発光装置及びその製造方法
JP5101650B2 (ja) * 2010-03-25 2012-12-19 株式会社東芝 半導体発光装置及びその製造方法
JP5381853B2 (ja) 2010-03-26 2014-01-08 豊田合成株式会社 半導体発光素子
JP5343040B2 (ja) 2010-06-07 2013-11-13 株式会社東芝 半導体発光装置
JP5633477B2 (ja) * 2010-08-27 2014-12-03 豊田合成株式会社 発光素子
US9070851B2 (en) * 2010-09-24 2015-06-30 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Wafer-level light emitting diode package and method of fabricating the same

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11150298A (ja) * 1997-11-14 1999-06-02 Nichia Chem Ind Ltd 窒化ガリウム系半導体発光素子と受光素子
JP2007294981A (ja) * 2006-04-21 2007-11-08 Philips Lumileds Lightng Co Llc 集積電子構成要素を有する半導体発光装置
JP2010525586A (ja) * 2007-04-26 2010-07-22 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング オプトエレクトロニクス部品及びオプトエレクトロニクス部品の製造方法
WO2010132139A1 (en) * 2009-05-11 2010-11-18 Cree, Inc. Semiconductor light emitting diodes having reflective structures and methods of fabricating same
JP2011066304A (ja) * 2009-09-18 2011-03-31 Toyoda Gosei Co Ltd 発光素子
WO2011068161A1 (ja) * 2009-12-04 2011-06-09 昭和電工株式会社 半導体発光素子、電子機器および発光装置
JP2011254033A (ja) * 2010-06-04 2011-12-15 Toshiba Corp 半導体発光装置
JP2011258667A (ja) * 2010-06-07 2011-12-22 Toshiba Corp 半導体発光装置及びその製造方法
JP2012019217A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Samsung Led Co Ltd 半導体発光素子、半導体発光素子の製造方法、照明装置及びバックライト
JP2012049366A (ja) * 2010-08-27 2012-03-08 Toyoda Gosei Co Ltd 発光素子

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9923134B2 (en) 2013-12-25 2018-03-20 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting device with exposed wire end portions
US9379287B2 (en) 2013-12-25 2016-06-28 Nichia Corporation Light emitting device with resin member having embedded inner conductive members
US10297737B2 (en) 2013-12-25 2019-05-21 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting device with exposed wire end portions
WO2015151797A1 (ja) * 2014-03-31 2015-10-08 ソニー株式会社 実装基板および電子機器
WO2015151796A1 (ja) * 2014-03-31 2015-10-08 ソニー株式会社 実装基板および電子機器
JP2015198145A (ja) * 2014-03-31 2015-11-09 ソニー株式会社 実装基板および電子機器
US12027429B2 (en) 2014-03-31 2024-07-02 Sony Semiconductor Solutions Corporation Mounting substrate and electronic apparatus
US11139248B2 (en) 2014-03-31 2021-10-05 Sony Semiconductor Solutions Corporation Mounting substrate and electronic apparatus
US10510286B2 (en) 2014-03-31 2019-12-17 Sony Semiconductor Solutions Corporation Mounting substrate and electronic apparatus
US10971412B2 (en) 2014-03-31 2021-04-06 Sony Semiconductor Solutions Corporation Mounting substrate and electronic apparatus
US11908975B2 (en) 2014-07-03 2024-02-20 Epistar Corporation Optoelectronic device and method for manufacturing the same
US10529893B2 (en) 2014-07-03 2020-01-07 Epistar Corporation Optoelectronic device and method for manufacturing the same
US11011679B2 (en) 2014-07-03 2021-05-18 Epistar Corporation Optoelectronic device and method for manufacturing the same
JP2020043375A (ja) * 2014-07-29 2020-03-19 晶元光電股▲ふん▼有限公司Epistar Corporation 光電部品
JP2016032009A (ja) * 2014-07-29 2016-03-07 晶元光電股▲ふん▼有限公司 光電部品
JP2017535082A (ja) * 2014-11-19 2017-11-24 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOsram Opto Semiconductors GmbH デバイスおよびデバイスの製造方法
KR20170088369A (ko) * 2014-11-19 2017-08-01 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 컴포넌트 및 컴포넌트를 생산하기 위한 방법
CN107004746A (zh) * 2014-11-19 2017-08-01 欧司朗光电半导体有限公司 器件和用于制造器件的方法
KR102373980B1 (ko) 2014-11-19 2022-03-11 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 컴포넌트 및 컴포넌트를 생산하기 위한 방법
US10312413B2 (en) 2015-01-15 2019-06-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic semiconductor component and method for producing the same
JP2018502461A (ja) * 2015-01-15 2018-01-25 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOsram Opto Semiconductors GmbH オプトエレクトロニクス半導体素子およびオプトエレクトロニクス半導体素子の製造方法
CN107112392A (zh) * 2015-01-15 2017-08-29 欧司朗光电半导体有限公司 光电子半导体器件及其制造方法
JP2016171164A (ja) * 2015-03-12 2016-09-23 株式会社東芝 半導体発光装置
JP2017041612A (ja) * 2015-08-21 2017-02-23 株式会社東芝 半導体発光装置
KR101746818B1 (ko) 2015-12-29 2017-06-14 서울바이오시스 주식회사 발광 소자
JP2017139489A (ja) * 2017-04-13 2017-08-10 ソニー株式会社 表示装置

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Publication number Publication date
JP5989420B2 (ja) 2016-09-07
US20150221828A1 (en) 2015-08-06
TWI529966B (zh) 2016-04-11
EP2680326A2 (en) 2014-01-01
US20140001502A1 (en) 2014-01-02
US9041033B2 (en) 2015-05-26
TW201401561A (zh) 2014-01-01
EP2680326A3 (en) 2016-09-28

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