JP2014049642A - 発光装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板(1)と、基板(1)上に形成された半導体層(5)と、半導体層(5)上に形成されたp側電極(6a)およびn側電極(6b)とを有する構造体(7)を準備し、p側配線(11a)およびn側配線(11b)を同一面上に有する支持体(20)を準備し、構造体(7)のp側電極(6a)およびn側電極(6b)と支持体(20)のp側配線(11a)およびn側配線(11b)とを、導電性粒子(21)および第1樹脂(22)を含む異方性導電材料(23)を用いて、それぞれ電気的に接続し、その後、基板(1)を構造体(7)から除去して発光素子(9’)とする。
【選択図】図3
Description
(a)基板と、基板上に形成された半導体層と、該半導体層上に形成されたp側電極およびn側電極とを有する構造体を準備し、
(b)p側配線およびn側配線を同一面上に有する支持体を準備し、
(c)上記構造体のp側電極およびn側電極と上記支持体のp側配線およびn側配線とを、導電性粒子および第1樹脂を含む異方性導電材料を用いて、それぞれ電気的に接続し、その後、
(d)上記基板を上記構造体から除去して発光素子とする
ことを含む、発光装置の製造方法が提供される。
(p)上記構造体(または上記発光素子)の周りを囲むようにして、上記異方性導電材料上に、該異方性導電材料より高い反射率を有する光反射体を形成することを更に含む。かかる態様によれば、光取り出し面側から見て上記半導体層の周囲に光反射体が設けられることとなるので、発光装置の明るさ性能(光束)を高めることができる。
(q)上記基板の除去により露出した上記半導体層上に蛍光体層を形成することを更に含む。かかる態様によれば、使用する蛍光体の組成に応じて、発光装置から出る光の色(色温度)を変更することができる。
(r)上記基板の除去により露出した上記半導体層の周囲で、該半導体層より突出した異方性導電材料の部分を除去する(上記光反射体が形成されている場合には、異方性導電材料の該部分上の光反射体の部分も一緒に除去される)ことを更に含む。かかる態様によれば、最終的に得られる発光装置が異方性導電材料の上記部分を有する場合に比べて、明るさ性能を高めることができる。
(s)上記構造体のp側電極およびn側電極上、あるいは、上記支持体のp側配線およびn側配線上にバンプを形成することを更に含み、
工程(c)にて、上記構造体のp側電極およびn側電極と上記支持体のp側配線およびn側配線とを、上記異方性導電材料を用いて、上記バンプを介して、それぞれ電気的に接続するものであってよい。この電気的接続は、バンプとp側配線およびn側配線あるいはp側電極およびn側電極とを、異方性導電材料を用いて電気的に接続することによって実現され得る。かかる電気的接続は異方性導電材料中の導電性粒子を通じて比較的フレキシブルに行われるので、この態様により得られた発光装置は、温度変化に曝されても、バンプと異方性導電材料との熱膨張差によって生じる熱応力が半導体層に直接加わらない。更に、これにより得られた発光装置は、バンプとp側配線およびn側配線あるいはp側電極およびn側電極とが導電性粒子を介さずに直接接続(または接合)される場合に比べて、バンプと異方性導電材料との熱膨張差によって生じる熱応力が緩和される。これらの結果、半導体層が破壊されることをより一層低減または防止することができ、高い信頼性を得ることができる。
工程(a)にて、p側電極およびn側電極が開口部を有する保護膜で被覆されており、
工程(s)にて、バンプをp側電極およびn側電極上に、上記保護膜の開口部に位置し、かつバンプの頂部が保護膜から突出するように形成するものであってよい。この場合、p側電極およびn側電極が保護膜で覆われているので、これら電極を、工程中(製造過程)に生じ得る外傷から保護することができる。また、この場合、バンプがp側電極およびn側電極上(上記構造体側)に形成されているので、バンプがp側配線およびn側配線上(上記支持体側)に形成されている場合よりも、上記構造体を上記支持体上に容易に位置合わせして載置することができる。
半導体層と、上記半導体層の同一面側に形成されたp側電極およびn側電極とを有する発光素子と、
p側配線およびn側配線を同一面上に有する支持体と、
上記発光素子の半導体層の、上記p側電極および上記n側電極が形成された面と反対側の面に配置された蛍光体層と
を備え、
上記発光素子のp側電極およびn側電極と上記支持体のp側配線およびn側配線とが、少なくとも異方性導電材料によって、それぞれ電気的に接続されており、該異方性導電材料は導電性粒子および第1樹脂を含むことを特徴とする発光装置も提供される。
上記発光素子のp側電極およびn側電極と上記支持体のp側配線およびn側配線とが、上記異方性導電材料および上記バンプによって、それぞれ電気的に接続されていてよい。この電気的接続は、バンプとp側配線およびn側配線あるいはp側電極およびn側電極とを、異方性導電材料によって電気的に接続することによって実現され得る。かかる電気的接続は異方性導電材料中の導電性粒子を通じて比較的フレキシブルに行われるので、この態様における発光装置は、温度変化に曝されても、バンプと異方性導電材料との熱膨張差によって生じる熱応力が半導体層に直接加わらない。更に、この発光装置は、バンプとp側配線およびn側配線あるいはp側電極およびn側電極とが導電性粒子を介さずに直接接続(または接合)される場合に比べて、バンプと異方性導電材料との熱膨張差によって生じる熱応力が緩和される。これらの結果、半導体層が破壊されることをより一層低減または防止することができ、高い信頼性を得ることができる。
本実施形態は、発光素子のp側電極およびn側電極と支持体のp側配線およびn側配線とが、異方性導電材料によって、バンプなしに、それぞれ電気的に接続されている態様に関する。
半導体層5と、半導体層5の同一面側に形成されたp側電極6aおよびn側電極6bとを有する発光素子9’と、
p側配線11aおよびn側配線11bを同一面上に有する支持体20と、
を備え、
発光素子9’のp側電極6aおよびn側電極6bと支持体20のp側配線11aおよびn側配線11bとが、導電性粒子21および第1樹脂(バインダ樹脂22)を含む異方性導電材料23によって、それぞれ電気的に接続されている。
本実施形態は、発光素子のp側電極およびn側電極と支持体のp側配線およびn側配線とが、異方性導電材料およびバンプによって、それぞれ電気的に接続されている態様に関する。なお、特に説明のない限り、実施形態1と同様の説明が当て嵌まるものとする。
半導体層5と、半導体層5の同一面側に形成されたp側電極6aおよびn側電極6bとを有する発光素子10’と、
p側配線11aおよびn側配線11bを同一面上に有する支持体20と、
発光素子10’のp側電極およびn側電極上に形成されたバンプ8a、8bと
を備え、
発光素子10’のp側電極6aおよびn側電極6bと支持体20のp側配線11aおよびn側配線11bとが、導電性粒子21および第1樹脂(バインダ樹脂22)を含む異方性導電材料23ならびにバンプ8a、8bによって、それぞれ電気的に接続されている。
本実施形態は、異方性導電材料23の壁部23aを除去しないこと以外は、上記実施形態2と実質的に同様であり、より詳細には、以下のようにして実施される。
本実施例は、実施形態2に従って発光装置を作製するものである。
まず、凹凸を有するサファイア基板1上に、AlGaNバッファ層およびノンドープGaN層(いずれも図示せず)を積層する。
次に、その上に、n型コンタクト層としてSiドープGaN層を積層し、n型クラッド層としてノンドープGaN層とSiドープGaN層とを交互に合計5層で積層し、更に、アンドープGaN層とアンドープInGaN層の超格子構造を形成し、この結果、これら層から成るn型半導体層2を形成する。
このn型半導体層2の上に、SiドープGaN障壁層およびノンドープGaN障壁層を順次積層し、更に、InGaN井戸層とInGaN障壁層とを繰り返し9層ずつ積層して多重量子井戸構造を形成し、この結果、これら層から成る活性層3を形成する。
この活性層3の上に、p型クラッド層としてMgドープAlGaN層を、p型コンタクト層としてMgドープGaN層を順次積層し、この結果、これら層から成るp型半導体層4を形成する。
以上のようにして基板1の上に半導体層を積層したものをアニールしてウェハ(図7(a)参照)を得る。
本実施例は、実施形態3に従って発光装置を作製するものである。
異方性導電材料23を使用せずに、バンプ8a、8bと配線11a、11bとを超音波接合して、チップ10を支持体20にフリップチップ実装すること、その後、アンダーフィル樹脂としてシリコーン系樹脂をチップ10と支持体20との間に形成される空間に注入し、加熱して硬化させること以外は、実施例1と同様にして発光装置を作製する。
1a 側面
2 n型半導体層
3 活性層
4 p型半導体層
5 半導体層
5a 上面
6a p側電極
6b n側電極
7 構造体
8a、8b バンプ
9、10 チップ
9’、10’ 発光素子
11a p側配線
11b n側配線
12 樹脂成形体
13a、13b リード
14a、14b ビア
20 支持体
21 導電性粒子
21a コア(第2樹脂)
21b 導電性層
22 バインダ樹脂(第1樹脂)
23 異方性導電材料
23a 壁部
31 光反射体
32、32’ 蛍光体層
33 封止樹脂(第3樹脂)
39、40、41 発光装置
Claims (20)
- 発光素子が支持体にフリップチップ実装された発光装置の製造方法であって、
(a)基板と、基板上に形成された半導体層と、該半導体層上に形成されたp側電極およびn側電極とを有する構造体を準備し、
(b)p側配線およびn側配線を同一面上に有する支持体を準備し、
(c)前記構造体のp側電極およびn側電極と前記支持体のp側配線およびn側配線とを、導電性粒子および第1樹脂を含む異方性導電材料を用いて、それぞれ電気的に接続し、その後、
(d)前記基板を前記構造体から除去して発光素子とする
ことを含む、発光装置の製造方法。 - 工程(c)にて、前記異方性導電材料は、前記構造体と前記支持体との間の空間を満たすと共に、前記基板の側面に少なくとも部分的に接触している、請求項1に記載の発光装置の製造方法。
- 工程(d)にて、前記基板の除去をレーザー照射により実施する、請求項1または2に記載の発光装置の製造方法。
- 工程(c)より後に、
(p)前記構造体の周りを囲むようにして、前記異方性導電材料上に、該異方性導電材料より高い反射率を有する光反射体を形成することを更に含む、請求項1〜3のいずれかに記載の発光装置の製造方法。 - 工程(p)を工程(d)より前に実施する、請求項4に記載の発光装置の製造方法。
- 前記光反射体が、シリコーン系樹脂に光反射性粒子を分散させて成る層、金属層、および誘電体多層膜からなる群より選択される、請求項4または5に記載の発光装置の製造方法。
- 工程(d)より後に、
(q)前記基板の除去により露出した前記半導体層上に蛍光体層を形成することを更に含む、請求項1〜6のいずれかに記載の発光装置の製造方法。 - 工程(q)は、前記半導体層上に蛍光体シートを接着することまたは蛍光体膜を電着形成することにより実施される、請求項7に記載の発光装置の製造方法。
- 工程(d)より後、工程(q)より前に、
(r)前記基板の除去により露出した前記半導体層の周囲で、該半導体層より突出した前記異方性導電材料の部分を除去することを更に含む、請求項7または8に記載の発光装置の製造方法。 - 工程(q)は、前記基板の除去により露出した前記半導体層の周囲で、該半導体層より突出した異方性導電材料の部分を壁部として、該壁部で囲まれた該半導体層上の窪みに蛍光体含有樹脂を供給し、硬化させることにより実施される、請求項7に記載の発光装置の製造方法。
- 工程(c)より前に、
(s)前記構造体のp側電極およびn側電極上、あるいは、前記支持体のp側配線およびn側配線上にバンプを形成することを更に含み、
工程(c)にて、前記構造体のp側電極およびn側電極と前記支持体のp側配線およびn側配線とを、前記異方性導電材料を用いて、前記バンプを介して、それぞれ電気的に接続する、請求項1〜10のいずれかに記載の発光装置の製造方法。 - 工程(a)にて、p側電極およびn側電極が開口部を有する保護膜で被覆されており、
工程(s)にて、バンプをp側電極およびn側電極上に、該保護膜の開口部に位置し、かつバンプの頂部が保護膜から突出するように形成する、請求項11に記載の発光装置の製造方法。 - 前記異方性導電材料はフィラーを更に含み、該フィラーは、金属酸化物、金属窒化物およびカーボンからなる群より選択される少なくとも1種の粒子である、請求項1〜12のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
- 前記導電性粒子は、第2樹脂から成るコアと、該コアを被覆する金属から成る導電性層とにより構成されている、請求項1〜13のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1樹脂の熱膨張係数に対する、該第1樹脂の熱膨張係数と前記第2樹脂の熱膨張係数との差の絶対値の割合が、1.0以下である、請求項14に記載の発光装置の製造方法。
- 前記異方性導電材料から前記導電性粒子を除いた材料の平均熱膨張係数に対する、該平均熱膨張係数と前記第2樹脂の熱膨張係数との差の絶対値の割合が、1.0以下である、請求項14または15に記載の発光装置の製造方法。
- 半導体層と、前記半導体層の同一面側に形成されたp側電極およびn側電極とを有する発光素子と、
p側配線およびn側配線を同一面上に有する支持体と、
前記発光素子の半導体層の、前記p側電極および前記n側電極が形成された面と反対側の面に配置された蛍光体層と
を備え、
前記発光素子のp側電極およびn側電極と前記支持体のp側配線およびn側配線とが、少なくとも異方性導電材料によって、それぞれ電気的に接続されており、該異方性導電材料は導電性粒子および第1樹脂を含むことを特徴とする発光装置。 - 前記異方性導電材料は、前記発光素子と前記支持体との間の空間を満たすと共に、前記蛍光体層の側面に少なくとも部分的に接触している、請求項17に記載の発光装置。
- 前記発光素子のp側電極およびn側電極上、あるいは、前記支持体のp側配線およびn側配線上に設けられたバンプを更に備え、
前記発光素子のp側電極およびn側電極と前記支持体のp側配線およびn側配線とが、前記異方性導電材料および前記バンプによって、それぞれ電気的に接続されている、請求項17または18に記載の発光装置。 - 前記発光素子の周囲で前記異方性導電材料上に配置された光反射体を更に備える、請求項17〜19のいずれかに記載の発光装置。
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