JP2014157991A - 半導体発光装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体発光装置及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2014157991A
JP2014157991A JP2013029267A JP2013029267A JP2014157991A JP 2014157991 A JP2014157991 A JP 2014157991A JP 2013029267 A JP2013029267 A JP 2013029267A JP 2013029267 A JP2013029267 A JP 2013029267A JP 2014157991 A JP2014157991 A JP 2014157991A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
phosphor
light emitting
semiconductor
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013029267A
Other languages
English (en)
Inventor
Yosuke Akimoto
陽介 秋元
Akihiro Kojima
章弘 小島
Miyoko Shimada
美代子 島田
Hideyuki Tomizawa
英之 富澤
Yoshiaki Sugizaki
吉昭 杉崎
Hideto Furuyama
英人 古山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2013029267A priority Critical patent/JP2014157991A/ja
Priority to TW102108828A priority patent/TW201434180A/zh
Priority to US13/848,134 priority patent/US9024346B2/en
Priority to EP13160379.7A priority patent/EP2768035A2/en
Publication of JP2014157991A publication Critical patent/JP2014157991A/ja
Priority to HK14112722.4A priority patent/HK1199325A1/xx
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/508—Wavelength conversion elements having a non-uniform spatial arrangement or non-uniform concentration, e.g. patterned wavelength conversion layer, wavelength conversion layer with a concentration gradient of the wavelength conversion material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

【課題】実施形態は、光取り出し効率の高い半導体発光装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、半導体発光装置は、半導体層とｐ側電極とｎ側電極と蛍光体層とを備えている。半導体層は、第１の面とその反対側の第２の面を持ち、発光層を有する。蛍光体層は、複数の蛍光体と、複数の蛍光体を一体化した結合材とを含む。蛍光体層は、第１の面の全面に広がって設けられ蛍光体のサイズよりも厚い下層部と、下層部上に部分的に設けられ、蛍光体のサイズよりも厚く且つ幅が広い上層部とを有する。下層部における上層部が設けられていない部分の上には蛍光体が存在しない。
【選択図】図１

Description

実施形態は、半導体発光装置及びその製造方法に関する。
半導体発光素子と、蛍光体と、を組み合わせ、白色光などの可視光やその他の波長帯の光を放射する半導体発光装置として、チップサイズパッケージ構造の半導体発光装置が提案されている。サイズの小さな半導体発光装置では、蛍光体濃度が濃く、蛍光体粒子の放出光が他の蛍光体粒子によって妨げられることによる光取り出し効率の低下が懸念される。
特表２０１１−５１７０９０号公報
実施形態は、光取り出し効率の高い半導体発光装置及びその製造方法を提供する。
実施形態によれば、半導体発光装置は、半導体層と、ｐ側電極と、ｎ側電極と、蛍光体層と、を備えている。前記半導体層は、第１の面と、その反対側の第２の面を持ち、発光層を有する。前記ｐ側電極は、前記第２の面側において、前記半導体層に設けられている。前記ｎ側電極は、前記第２の面側において、前記半導体層に設けられている。前記蛍光体層は、前記第１の面側に設けられ、前記発光層の放射光により励起され前記発光層の放射光とは異なる波長の光を放射する複数の蛍光体と、前記複数の蛍光体を一体化し前記発光層の放射光及び前記蛍光体の放射光を透過させる結合材と、を含む。前記蛍光体層は、前記第１の面の全面に広がって設けられ、前記蛍光体のサイズよりも厚い下層部と、前記下層部上に部分的に設けられ、前記蛍光体のサイズよりも厚く且つ幅が広い上層部と、を有する。前記下層部における前記上層部が設けられていない部分の上には、前記蛍光体が存在しない。
第１実施形態の半導体発光装置の模式断面図。 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図。 第２実施形態の半導体発光装置の模式図。 第２実施形態の半導体発光装置の変形例の模式平面図。 第３実施形態の半導体発光装置の模式図。 第３実施形態の半導体発光装置の模式図。
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面中の同一部分には同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の半導体発光装置１の模式断面図である。
半導体発光装置１は、発光層１３を有する半導体層１５を備える。半導体層１５は、第１の面１５ａと、その反対側の第２の面１５ｂ（図３（ａ）参照）と、を有する。また、半導体層１５は、発光層１３を含む部分（発光領域）１５ｅと、発光層１３を含まない部分（非発光領域）１５ｆと、を有する。発光層１３を含む部分１５ｅは、半導体層１５のうちで、発光層１３が積層されている部分である。発光層１３を含まない部分１５ｆは、半導体層１５のうちで、発光層１３が積層されていない部分である。発光層１３を含む部分は、発光領域を示し、発光層１３を有するとともに発光層１３の発光光を外部に取り出し可能な積層構造となっている領域を示す。
第２の面１５ｂの側において、発光層１３を含む部分１５ｅの上にｐ側電極１６が設けられ、発光層を含まない部分１５ｆの上にｎ側電極１７が設けられている。ｐ側電極１６とｎ側電極１７とを通じて発光層１３に電流が供給され、発光層１３は発光する。そして、発光層１３から放射される光は、第１の面１５ａを介して外部に出射される。
半導体層１５の第２の面には、ｐ側電極１６とｎ側電極１７が設けられている。また、半導体層１５の第２の面側には、後述する支持体が設けられている。半導体層１５、ｐ側電極１６およびｎ側電極１７を含む発光素子は、第２の面側に設けられた支持体によって支持されている。
半導体層１５の第１の面１５ａ上には、蛍光体層３０が設けられている。蛍光体層３０は、複数の蛍光体３１を含む。蛍光体３１は、発光層１３の放射光により励起され、その放射光とは異なる波長の光を放射する。
複数の蛍光体３１は、第１の結合材３３により一体化されている。第１の結合材３３は、発光層１３の放射光および蛍光体３１の放射光を透過する。ここで「透過」とは、光の一部を吸収する場合も含む。
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、を有する。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および第２の半導体層１２は、例えば、窒化ガリウムを含む。
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２の半導体層１２は、例えば、ｐ型ＧａＮ層を含む。発光層１３は、青、紫、青紫、紫外光などを発光する材料を含む。発光層１３の発光波長は、例えば、４３０〜４７０ｎｍである。
半導体層１５の第２の面は、凹凸形状に加工される。その凸部は、発光層１３を含む部分１５ｅであり、凹部は、発光層１３を含まない部分１５ｆである。発光層１３を含む部分１５ｅの第２の面は、第２の半導体層１２の表面であり、その表面にｐ側電極１６が設けられている。発光層１３を含まない部分１５ｆの第２の面は、第１の半導体層１１の表面であり、その表面にｎ側電極１７が設けられている。
例えば、半導体層１５の第２の面において、発光層１３を含む部分１５ｅの面積は、発光層１３を含まない部分１５ｆの面積よりも広い。また、発光層１３を含む部分１５ｅの上に設けられたｐ側電極１６の面積は、発光層１３を含まない部分の上に設けられたｎ側電極１７の面積よりも広い。これにより、広い発光面が得られ、光出力を高くできる。
半導体層１５の第２の面側には、第１の絶縁膜として絶縁膜１８が設けられている。絶縁膜１８は、半導体層１５の第２の面、ｐ側電極１６およびｎ側電極１７を覆って保護している。
絶縁膜１８は、発光層１３の側面および第２の半導体層１２の側面にも設けられ、それら側面を覆っている。また、絶縁膜１８は、半導体層１５における第１の面１５ａから続く側面（第１の半導体層１１の側面）１５ｃにも設けられ、その側面１５ｃを覆っている。絶縁膜１８は、半導体層１５の第１の面１５ａ上には設けられない。
絶縁膜１８は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の無機膜である。または、絶縁膜１８は、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。なお、絶縁膜１８として樹脂を用いる場合、絶縁膜１８と半導体層１５との間に、例えば、シリコン酸化膜などの無機膜を設けても良い。その無機膜は、発光層１３の側面および第２の半導体層１２の側面を覆い保護する。
絶縁膜１８における半導体層１５とは反対側の面上には、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２とが互いに離隔して設けられている。絶縁膜１８は、ｐ側電極１６に通じた第１の開口１８ａ、およびｎ側電極１７に通じた第２の開口１８ｂを含む。図１に示す例では、絶縁膜１８は複数の第１の開口１８ａを含むが、１つの第１の開口１８ａを含む形態でも良い。
ｐ側配線層２１は、絶縁膜１８の上および第１の開口１８ａの内部に設けられている。ｐ側配線層２１は、第１の開口１８ａ内に設けられたビア２１ａを介してｐ側電極１６と電気的に接続されている。ｎ側配線層２２は、絶縁膜１８の上および第２の開口１８ｂの内部に設けられている。ｎ側配線層２２は、第２の開口１８ｂ内に設けられたビアを介してｎ側電極１７と電気的に接続されている。
ｐ側配線層２１におけるｐ側電極１６とは反対側の面上には、ｐ側金属ピラー２３が設けられている。ｐ側配線部４１は、ｐ側配線層２１およびｐ側金属ピラー２３を含む。
ｎ側配線層２２におおけるｎ側電極１７とは反対側の面上には、ｎ側金属ピラー２４が設けられている。ｎ側配線部４３は、ｎ側配線層２２およびｎ側金属ピラー２４を含む。
ｐ側配線部４１とｎ側配線部４３との間には、第２の絶縁膜として絶縁膜２５が設けられている。絶縁膜２５は、ｐ側配線層２１の側面とｎ側配線層２２の側面に接するように、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間に設けられている。また、絶縁膜２５は、ｐ側金属ピラー２３の側面とｎ側金属ピラー２４の側面に接するように、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４との間に設けられている。すなわち、絶縁膜２５は、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２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。
絶縁膜２５は、ｐ側配線層２１の側面、ｎ側配線層２２の側面、ｐ側金属ピラー２３の側面、およびｎ側金属ピラー２４の側面を覆っている。ｐ側金属ピラー２３におけるｐ側配線層２１とは反対側の端部（面）は、絶縁膜２５から露出し、実装基板等の外部回路と接続可能な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２２とは反対側の端部（面）は、絶縁膜２５から露出し、実装基板等の外部回路と接続可能なｎ側外部端子２４ａとして機能する。ｐ側外部端子２３ａおよびｎ側外部端子２４ａは、例えば、はんだ、または導電性の接合材を介して、実装基板のランドパターンに接合される。
ｐ側外部端子２３ａおよびｎ側外部端子２４ａは、絶縁膜２５の同じ面（図１における下面）に露出する。ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとの間隔は、絶縁膜１８上におけるｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間隔よりも広い。ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとの間隔は、実装時のはんだの広がりよりも大きくする。これにより、はんだを通じた、ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとの間の短絡を防ぐことができる。
これに対し、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間隔は、プロセス上の限界まで狭くすることができる。このため、ｐ側配線層２１の面積、およびｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３との接触面積の拡大を図れる。これにより、発光層１３の熱の放散を促進できる。
また、複数の第１の開口１８ａを通じて、ｐ側配線層２１がｐ側電極１６と接する面積は、第２の開口１８ｂを通じてｎ側配線層２２がｎ側電極１７と接する面積よりも広い。これにより、発光層１３に流れる電流の分布を均一化できる。
絶縁膜１８上で広がるｎ側配線層２２の面積は、ｎ側電極１７の面積よりも広くできる。そして、ｎ側配線層２２の上に設けられるｎ側金属ピラー２４の面積（すなわち、ｎ側外部端子２４ａの面積）をｎ側電極１７よりも広くできる。これにより、信頼性の高い実装に十分なｎ側外部端子２４ａの面積を確保しつつ、ｎ側電極１７の面積を小さくすることが可能となる。すなわち、半導体層１５における発光層１３を含まない部分（非発光領域）１５ｆの面積を縮小し、発光層１３を含む部分（発光領域）１５ｅの面積を広げて光出力を向上させることが可能となる。
第１の半導体層１１は、ｎ側電極１７およびｎ側配線層２２を介してｎ側金属ピラー２４と電気的に接続されている。第２の半導体層１２は、ｐ側電極１６およびｐ側配線層２１を介してｐ側金属ピラー２３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、ｎ側金属ピラー２４はｎ側配線層２２よりも厚い。ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および絶縁膜２５のそれぞれの厚さは、半導体層１５よりも厚い。なお、ここで言う「厚さ」とは、図１における上下方向の各層の幅である。
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以上であっても良いし、１より小さくても良い。すなわち、金属ピラー２３、２４は、その平面サイズより厚くても良いし、薄くても良い。
ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および絶縁膜２５を含む支持体の厚さは、半導体層１５、ｐ側電極１６およびｎ側電極１７を含む発光素子の厚さよりも厚い。
半導体層１５は、後述するように基板上にエピタキシャル成長法により形成される。その基板は、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および絶縁膜２５を含む支持体を形成した後に除去され、半導体層１５は第１の面１５ａ側に基板を含まない。半導体層１５は、剛直な基板にではなく、半導体層１５よりも柔軟な絶縁膜２５を含む支持体によって支持されている。
ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４の材料として、例えば、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および絶縁材料に対する密着性を向上させることができる。
絶縁膜２５は、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４を補強する。絶縁膜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。そのような絶縁膜２５として、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などを挙げることができる。
半導体発光装置１の実装過程では、ｐ側外部端子２３ａおよびｎ側外部端子２４ａを実装基板のランドに接合させるはんだ等に起因する応力が半導体層１５に加わる。ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および絶縁膜２５は、その応力を吸収し緩和する。特に、半導体層１５よりも柔軟な絶縁膜２５を支持体の一部として用いることで、応力緩和効果を高めることができる。
ｐ側配線層２１およびｐ側金属ピラー２３を含むｐ側配線部４１は、複数の第１の開口１８ａの内部に設けられ相互に離隔された複数のビア２１ａを介して、ｐ側電極１６に接続している。この場合、複数のビア２１ａの接触面積を合わせた面積を有する１つのビアを介してｐ側配線部４１をｐ側電極１６に接続させる場合よりも、半導体層１５に加わる応力を低減できる。
一方、ｐ側配線層２１は、１つの大きな開口の内部に設けられ、ビア２１ａよりも平面サイズの大きなポストを介してｐ側電極１６に接続させても良い。これにより、ｐ側電極１６、ｐ側配線層２１およびｐ側金属ピラー２３を介した放熱性の向上を図ることができる。
後述するように、半導体層１５の形成に用いた基板は、半導体層１５から除去される。これにより、半導体発光装置１は低背化される。また、基板の除去により、半導体層１５の第１の面１５ａに凹凸を形成することができ、光取り出し効率の向上を図れる。
例えば、第１の面１５ａに対して、アルカリ系溶液を使ったウェットエッチング（フロスト処理）を行い微小凹凸を形成する。これにより、発光層１３の放射光を全反射させることなく、第１の面１５ａから外側に取り出すことが可能となる。
基板が除去された後、半導体層１５の第１の面１５ａ上に、蛍光体層３０が形成される。すなわち、蛍光体層３０は、半導体層１５の第１の面１５ａとの間に基板を介することなく、第１の面１５ａ上に設けられている。
蛍光体層３０は、第１の結合材３３中に複数の粒子状の蛍光体３１が分散された構造を有する。蛍光体３１は、例えば、発光層１３の放射光により励起され黄色光を放射する黄色蛍光体、赤色光を放射する赤色蛍光体、および緑色光を放射する緑色蛍光体の少なくともいずれか１種類の蛍光体を含む。また、蛍光体３１は、セラミック系の微粒子であっても良い。第１の結合材３３には、例えば、シリコーン樹脂を用いることができる。
蛍光体層３０は、１種類の蛍光体（例えば黄色蛍光体）を含む。あるいは、蛍光体層３０は、複数種類の蛍光体（例えば赤色蛍光体と緑色蛍光体）を含む。
蛍光体層３０は、下層部３５と上層部３６とを有する。下層部３５と上層部３６とは同じ結合材３３によって一体に設けられている。下層部３５及び上層部３６のそれぞれに蛍光体３１が含まれている。
下層部３５は、半導体層１５第１の面１５ａ上および絶縁膜１８上に設けられている。下層部３５は、第１の面１５ａの全面に広がっている。下層部３５の厚さは、蛍光体３１のサイズ（粒径）よりも厚い。したがって、下層部３５に蛍光体３１を存在させることができる。
上層部３６は、下層部３５の上に部分的に設けられている。上層部３６の厚さは蛍光体３１のサイズよりも厚く、上層部３６の幅は蛍光体３１のサイズよりも大きい。したがって、上層部３６に蛍光体３１を存在させることができる。
下層部３５における上層部３６が設けられていない部分の上には、透明材６１が設けられている。透明材６１は、発光層１３の放射光及び蛍光体３１の放射光を透過させる。透明材６１は、例えば樹脂である。複数の上層部３６が、透明材６１によって上層部３５上で分離されている。
透明材６１は蛍光体３１を含まない。したがって、下層部３５における上層部３６が設けられていない部分の上には、蛍光体３１が存在しない。上層部３６の横に、蛍光体３１を含まない領域として透明材６１が隣接している。隣り合う上層部３６の間に、蛍光体３１を含まない領域として透明材６１が設けられている。
実施形態の半導体発光装置１は、チップサイズに近い構造を有する。蛍光体層３０は、第１の面１５ａ上および支持体の一部である絶縁膜１８上に限定され、半導体層１５の第２の面側や支持体の側面にまわりこんで形成されていない。
半導体発光装置１の小型化にともない、蛍光体層３０のボリュームも小さくなり、蛍光体濃度が濃くなりやすい。蛍光体濃度が濃くなると、光の取り出し効率の低下をまねきやすい。
すなわち、相対的に下層（第１の面１５ａ側）に位置する蛍光体３１の放射光の光路が、相対的に上層に位置する蛍光体３１に妨げられる。また、蛍光体３１から横方向に放射された光の光路が、その蛍光体３１の横に位置する他の蛍光体３１に妨げられる。
実施形態によれば、蛍光体層３０の上層側に、蛍光体３１を含まない領域を設けている。蛍光体３１を含まない領域としての透明材６１の下の蛍光体３１にとって、上方に向かう光路に蛍光体３１が存在しないため、外部への光取り出しが他の蛍光体３１によって妨げられない。
また、上層部３６の横に、蛍光体３１を含まない領域として透明材６１が設けられているため、上層部３６に含まれる蛍光体３１から横方向や斜め上方に放射された光の光路が、他の蛍光体３１にじゃまされにくい。
したがって、実施形態によれば、チップサイズパッケージ構造を実現しつつ、外部への光取り出し効率を向上できる。
透明材６１は、蛍光体層３０の結合材３３と同じ材料でも、異なる材料でもよい。あるいは、上層部３６の間の凹部６０に透明材６１を埋め込まずに、蛍光体３１を含まない領域はエアギャップであってもよい。
透明材６１として、蛍光体層３０の結合材３３と異なる材料を用いた場合、透明材６１の屈折率を、蛍光体層３０の結合材３３の屈折率よりも低くすると、結合材３３から透明材６１に入射した光を上方へと屈折させて、上方への指向性を高めることができる。
次に、図２（ａ）〜図１２（ｂ）を参照して、第１実施形態による半導体発光装置１の製造方法について説明する。
図２（ａ）は、基板１０の主面上に形成された第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を表す断面図である。例えば、ＭＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor deposition）法を用いて、基板１０の上に第１の半導体層１１、発光層１３および第２の半導体層１２を順に成長させる。
基板１０は、例えば、シリコン基板またはサファイア基板である。半導体層１５は、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）を含む窒化物半導体である。
第１の半導体層１１は、例えば、ｎ型ＧａＮ層である。また、第１の半導体層１１は、基板１０の上に設けられたバッファ層と、バッファ層の上に設けられたｎ型ＧａＮ層と、を含む積層構造を有しても良い。第２の半導体層１２は、例えば、発光層１３の上に設けられたｐ型ＡｌＧａＮ層と、その上に設けられたｐ型ＧａＮ層と、を含む。発光層１３は、例えば、ＭＱＷ（Multiple Quantum well）構造を有する。
図２（ｂ）および図２（ｃ）は、第２の半導体層１２および発光層１３を選択的に除去した状態を表している。図２（ｂ）は断面図であり、図２（ｃ）は、基板１０の上面側（半導体層１５の第２の面側）を表す平面図である。
例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法を用いて、第２の半導体層１２および発光層１３を選択的にエッチングし、第１の半導体層１１を露出させる。
図２（ｃ）に示すように、半導体層１２および発光層１３は、第１の半導体層１１上で島状にパターニングされ、基板１０の上に複数の発光領域（発光層１３を含む部分１５ｅ）が形成される。
次に、図３（ａ）および図３（ｂ）に表すように、第１の半導体層１１を選択的に除去する。基板１０の上に、相互に分離された複数の半導体層１５が形成される。
図３（ａ）は、基板１０およびその上に形成された半導体層１５の断面を表している。例えば、第２の半導体層１２および発光層１３を覆うエッチングマスク（図示しない）を第１の半導体層１１の上に設ける。続いて、ＲＩＥ法を用いて第１の半導体層１１をエッチングし、基板１０に至る深さの溝８０を形成する。
図３（ｂ）は、図３（ａ）の上面を表している。溝８０は、基板１０の上に格子状に設けられ、第１の半導体層１１を分離する。
半導体層１５の第１の面１５ａは、基板１０に接する面であり、第２の面１５ｂは、第１の半導体層１１および第２の半導体層１２の表面である。
例えばシリコン基板である基板１０の上面は少しエッチングされ、溝８０は第１の面１５ａよりも深く形成される。
溝８０は、後述するｐ側電極１６およびｎ側電極１７を形成した後に形成しても良い。
次に、半導体層１５の第２の面１５ｂに、図４（ａ）および図４（ｂ）に表すように、ｐ側電極１６とｎ側電極１７とを形成する。図４（ａ）は断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の上面を表す。
ｐ側電極１６は、第２の半導体層１２の上（発光領域上）に形成される。ｎ側電極１７は、第１の半導体層１１の上（非発光領域上）に形成される。ｐ側電極１６は、ｎ側電極１７よりも広い面積を有する。
ｐ側電極１６およびｎ側電極１７は、例えば、スパッタ法、蒸着法等で形成される。ｐ側電極１６とｎ側電極１７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。
ｐ側電極１６は、発光層１３の放射光を反射する反射膜を含む。例えば、ｐ側電極１６は、銀、銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金等を含む。また、反射膜の硫化、酸化防止のため、ｐ側電極１６は、金属保護膜（バリアメタル）を含む構成であってもよい。また、各電極と半導体層との間のオーミックコンタクトを形成するために、熱処理が必要に応じて実施される。
次に、図５（ａ）に表すように、基板１０の上面に絶縁膜１８を形成する。図５（ａ）は、基板１０および基板１０上の構造体の断面を表す模式図である。
絶縁膜１８は、基板１０の上に設けられた構造体を覆い、第１の開口１８ａおよび第２の開口１８ｂを有する。
絶縁膜１８は、例えば、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜であり、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて形成することができる。開口１８ａおよび１８ｂは、例えば、レジストマスクを用いたウェットエッチングにより形成される。第１の開口１８ａは、ｐ側電極１６に通じる。第２の開口１８ｂは、ｎ側電極１７に通じる。
絶縁膜１８として、例えば、ポリイミドなどの有機膜を用いても良い。また、絶縁膜１８に感光性ポリイミド、ベンゾシクロブテン（Benzocyclobutene）などの有機膜を用いると、直接露光および現像ができる。このため、開口１８ａおよび１８ｂのパターニングが容易になる。
次に、図５（ｂ）〜図６（ｂ）は、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２の形成過程を表している。図５（ｂ）〜図６（ａ）は、基板１０および基板１０上の構造体の断面を表す模式図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の上面を表す。
図５（ｂ）に表すように、絶縁膜１８の表面、第１の開口１８ａの内面（側壁および底面）、および第２の開口１８ｂの内面（側壁および底面）に、金属膜１９を形成する。金属膜１９は、メッキ工程におけるシードメタルとして機能する。
金属膜１９は、例えば、スパッタ法により形成される。金属膜１９は、例えば、絶縁膜１８側から順に形成されたチタン（Ｔｉ）膜および銅（Ｃｕ）膜を含む。また、チタン膜の代わりにアルミニウム膜を用いても良い。
金属膜１９の材料、製造方法によっては、メッキのシードとして用いられた後、配線層と一体になるなどして金属膜１９として存在しない場合もある。また、配線層の製造方法によっては、金属膜１９を形成しない場合もある。
次に、図５（ｃ）に示すように、金属膜１９上にレジストマスク９１を形成する。レジストマスク９１は、開口９１ａと開口９２ｂとを含む。開口９１ａはｐ側電極１６の上に形成され、開口９２ｂはｎ側電極１７の上に形成される。
続いて、図６（ａ）および図６（ｂ）に表すように、電解銅メッキ法により、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２を形成する。すなわち、金属膜１９を電流経路として、レジストマスク９１の開口９１ａおよび９１ｂの内部に銅（Ｃｕ）層を選択的に形成する。
図６（ａ）に表すように、ｐ側配線層２１は、絶縁膜１８の上および第１の開口１８ａの内部に形成される。ｐ側配線層２１は、ｐ側電極１６に電気的に接続される。ｎ側配線層２２は、絶縁膜１８の上および第２の開口１８ｂの内部に形成される。ｎ側配線層２２は、ｎ側電極１７に電気的に接続される。
図６（ｂ）に表すように、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２は、レジストマスク９１ｇを挟んで向き合う。すなわち、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２の間隔は、フォトリソグラフィの限界まで狭くすることができる。
次に、図７（ａ）〜図７（ｃ）は、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４の形成過程を表している。図７（ａ）および図７（ｂ）は、基板１０および基板１０上の構造体の断面を表す模式図であり、図７（ｃ）は、図７（ｂ）の上面を表す。
図７（ａ）に表すように、開口９２ａと開口９２ｂとを有するレジストマスク９２を形成する。例えば、先の工程で使ったレジストマスク９１を溶剤もしくは酸素プラズマを使って除去した後、フォトリソグラフィを用いて新たにレジストマスク９１を形成する。または、レジストマスク９１の上に、レジストマスク９２を重ねて形成しても良い。
続いて、図７（ｂ）に示すように、開口９２ａおよび９２ｂの内部にそれぞれｐ側金属ピラー２３および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は、例えば、電解Ｃｕメッキ法により形成される。
図７（ｃ）に示すように、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４は、レジストマスク９２ｇを挟んで向き合う。ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４の間隔は、実装時の短絡を防ぐために、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２の間隔よりも広くする。
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に続く工程を表す模式断面図である。
レジストマスク９２は、例えば、溶剤もしくは酸素プラズマを用いて、図８（ａ）に示すように除去される。続いて、図８（ｂ）に表すように、金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２をマスクとして、金属膜１９の露出部分をウェットエッチングにより除去する。これにより、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間の電気的な接続が分断される。
次に、図８（ｃ）に表すように、絶縁膜１８の上に第２の絶縁膜として絶縁膜２５を積層する。絶縁膜２５は、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４を覆う。
絶縁膜２５は、ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３を含むｐ側配線部４１と、ｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４を含むｎ側配線部４３との間を絶縁する。絶縁膜２５は、例えば、カーボンブラックを含有し、発光層１３の放射光を遮光する。また、絶縁膜２５は、例えば、酸化チタンなど、発光層１３の放射光を反射する部材を含有しても良い。
次に、図９（ａ）〜図１０（ｂ）に示すように、半導体層１５の第１の面１５ａの側の処理を行う。図９（ａ）〜図１０（ｂ）は、各工程を表す模式断面図である。
図９（ａ）に示すように、半導体層１５から基板１０を除去する。基板１０がシリコン基板の場合、例えば、ウェットエッチングにより基板１０を選択的に除去することができる。基板１０がサファイア基板の場合には、例えば、レーザーリフトオフ法により基板１０を除去することができる。
ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および絶縁膜２５を含む支持体によって、半導体層１５、ｐ側電極１６およびｎ側電極１７を含む発光素子が支持された状態で、基板１０が除去される。発光素子は、基板１０が除去された後も、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および絶縁膜２５を含む支持体により支持された状態を保つ。
基板の１０上にエピタキシャル成長された半導体層１５は、大きな内部応力を含む場合がある。また、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および絶縁膜２５は、例えばＧａＮ系材料の半導体層１５に比べて柔軟な材料である。したがって、エピタキシャル成長時の内部応力が基板１０の剥離時に一気に開放されたとしても、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および絶縁膜２５は、その応力を吸収する。このため、基板１０を除去する過程における半導体層１５の破損を回避することができる。
基板１０を除去した後、半導体層１５の第１の面１５ａに微細な凹凸を形成する。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。このエッチングでは、結晶面方位に依存したエッチング速度の違いが生じる。このため、図９（ａ）に表すように、第１の面１５ａに凹凸を形成することができる。また、第１の面１５ａの上にレジストマスクを形成し、第１の面１５ａを選択的にエッチングしても良い。第１の面１５ａに凹凸を形成することにより、発光層１３の放射光の取り出し効率を向上させることができる。
次に、図９（ｂ）に表すように、第１の面１５ａの上に蛍光体層３０を形成する。蛍光体層３０は、蛍光体３１と第１の結合材３３とを有し、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り形成される。
また、蛍光体層３０として、蛍光体３１を第１の結合材３３を介して焼結させた焼結蛍光体を第１の面１５ａに接着させても良い。例えば、第１の面１５ａにエポキシ樹脂等を含む接着材（接着層）を塗布し、その接着層に蛍光体３１を焼結したプレートを圧着させる。これにより、蛍光体層３０は、接着層を介して第１の面１５ａに接着される。
第１の結合材３３は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フェニル樹脂などの樹脂である。また、第１の結合材３３として、ガラス材を用いても良い。
蛍光体層３０を形成した後、図１０（ａ）に示すように、蛍光体層３０に複数の凹部６０を形成する。例えば、ブレード加工またはレーザー加工により、蛍光体層３０の上層側が選択的に除去されて、凹部６０が形成される。凹部６０は蛍光体３１を含まない。
凹部６０は蛍光体層３０を貫通せず、凹部６０は膜厚方向の途中まで形成される。凹部６０の下には、蛍光体３１のサイズよりも厚い下層部３５が残される。
複数の凹部６０の間には、蛍光体３１のサイズよりも厚く且つ幅が広い上層部３６が残される。
図１１は、凹部６０の平面パターンの一例を表す模式平面図である。
例えば、図１１に示すように、凹部６０は、格子状パターンの溝として形成される。または、凹部６０は、一方向に延びる溝であってもよい。または、凹部６０は有底のホールであってもよい。
絶縁膜２５の表面（図１０（ａ）における下面）は研削され、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４が露出される。ｐ側金属ピラー２３の露出面は、ｐ側外部端子２３ａとなり、ｎ側金属ピラー２４の露出面は、ｎ側外部端子２４ａとなる。
実施形態によれば、蛍光体層３０を形成した後、ウェーハレベルで、光学特性の測定が行われる。さらに、その光学特性に応じて、蛍光体層３０の凹部６０の深さが調整される。
例えば、ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａにプローブを接触させて、発光層１３に電流を供給して発光層１３を発光させる。そして、蛍光体層３０を経て外部に放出される光の光学特性を測定する。ここで、光学特性は、発光層１３のピーク波長、発光スペクトル、色度のウェーハ面内分布などである。
発光層１３のピーク波長、発光スペクトル、色度のウェーハ面内分布に応じて、蛍光体層３０の凹部６０の深さ、すなわち下層部３５の厚さのウェーハ面内分布を調整する。
光学測定の結果、発光層１３のピーク波長または色度が相対的に励起光側（例えば青色側）にシフトしている領域においては、凹部６０の深さを相対的に浅くする。すなわち、発光層１３のピーク波長または色度が相対的に励起光側（例えば青色側）にシフトしている領域においては、下層部３５の厚さを相対的に厚くする。
下層部３５の厚さが相対的に厚く、蛍光体層３０のボリュームが相対的に大きい領域では、外部に放出される光の色度を蛍光体色側に補正することができる。
実施形態によれば、凹部６０の深さのウェーハ面内分布を調整することで、外部に放出される光の色度のウェーハ面内分布の均一化を図れ、見る角度で色度の異なるいわゆる色割れを抑制できる。
凹部６０には、図１０（ｂ）に示すように、透明材６１が埋め込まれる。これにより、凹部６０への異物の付着を防ぐことができる。
次に、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、隣り合う半導体層１５間の領域であるダイシング領域の位置で、蛍光体層３０、絶縁膜１８および絶縁膜２５を切断する。蛍光体層３０、絶縁膜１８および絶縁膜２５の切断は、例えば、ダイシングブレードを用いて行う。また、レーザ照射により切断しても良い。ダイシング領域上に透明材６１が設けられている場合には、その透明材６１も切断する。
ウェーハは、少なくとも１つの半導体層１５を含む半導体発光装置１として個片化される。図１２（ａ）は、半導体発光装置１の断面を表し、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の下面を表し、ｐ側外部端子２３ａおよびｎ側外部端子２４ａが露出した半導体発光装置１の実装面を表す。
半導体層１５は、ダイシング領域に存在しないためダイシングによるダメージを受けない。また、個片化された時点で、半導体層１５の側面が絶縁膜１８で覆われ保護された構造が得られる。
なお、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良いし、複数の半導体層１５を含むマルチチップ構造であっても良い。
ダイシングする前の工程は、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、配線およびパッケージングを行う必要がなく、大幅な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、すでに配線およびパッケージングが施されている。このため、実施形態によれば、生産性を高めることが可能で有り、製造コストを低減できる。
蛍光体層３０はウェーハ状態で形成されるため、蛍光体層３０は、半導体層１５の第１の面１５ａ上および支持体上に限定され、半導体層１５の第２の面や、支持体の側面（絶縁膜１８の側面、絶縁膜２５の側面）に、まわりこんで形成されていない。
ウェーハ状態で、支持体および蛍光体層３０を形成した後に、それらが切断されるため、蛍光体層３０の側面と、支持体の側面を構成する絶縁膜１８、２５の側面とが、個片化された半導体発光装置１の側面を形成する。
したがって、蛍光体層３０の側面、絶縁膜１８の側面、および絶縁膜２５の側面は揃っており、チップサイズパッケージ構造の小型の半導体発光装置１を提供することができる。
（第２実施形態）
図１３（ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態の半導体発光装置３を表す模式図である。
図１３（ａ）は、半導体発光装置３の断面を表している。
図１３（ｂ）は、半導体層１５の第２の面の側から見たｐ側配線部４１およびｎ側配線部４３の配置を表す平面図である。
第３実施形態の半導体発光装置３において、ｐ側配線層５１は前述した第１実施形態のｐ側配線層２１に対応し、ｐ側配線部４１は、ｐ側配線層５１とｐ側金属ピラー２３とを有する。また、第３実施形態の半導体発光装置３において、ｎ側配線層５２は前述した第１実施形態のｎ側配線層２２に対応し、ｎ側配線部４３は、ｎ側配線層５２とｎ側金属ピラー２４とを有する。
半導体発光装置３においても、第１実施形態と同様に、蛍光体層３０の上層側に、蛍光体３１を含まない領域を設けている。蛍光体３１を含まない領域としての透明材６１の下の蛍光体３１にとって、上方に向かう光路に蛍光体３１が存在しないため、外部への光取り出しが他の蛍光体３１によって妨げられない。
また、上層部３６の横に、蛍光体３１を含まない領域として透明材６１が設けられているため、上層部３６に含まれる蛍光体３１から横方向や斜め上方に放射された光の光路が、他の蛍光体３１にじゃまされにくい。
したがって、第２実施形態においても、チップサイズパッケージ構造を実現しつつ、外部への光取り出し効率を向上できる。
また、第２実施形態によれば、図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、ｎ側配線層５２が半導体層１５の外縁を越えて延在している。そのｎ側配線層５２の延在部５２ａは、ｐ側配線層５１を囲み、半導体層１５の側面１５ｃを覆っている。
ｎ側配線層５２の延在部５２ａは、発光層１３から放射される光のうちの側面１５ｃから放射される光を遮る。このため、半導体発光装置３の配光特性を改善することができる。すなわち、蛍光体層３０を通過しないで半導体発光装置３の側面から放射される励起光を抑制し、色割れを防ぐことが可能となる。
図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、第２実施形態の半導体発光装置の変形例を表す平面図である。図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、半導体層１５の第２の面の側から見たｐ側配線部４１およびｎ側配線部４３の配置を表している。
第２実施形態の半導体発光装置において、図１４（ａ）に示すように、ｐ側配線層５１が半導体層１５の外縁を越えて延在しても良い。ｐ側配線層５１の延在部５１ａは、ｎ側配線層５２を囲み、半導体層１５の側面１５ｃを覆っている。そのｐ側配線層５１の延在部５１ａは、発光層１３から放射される光のうちの側面１５ｃから放射される光を遮る。
また、第２実施形態の半導体発光装置において、図１４（ｂ）に示すように、ｐ側配線層５１およびｎ側配線層５２を囲み、半導体層１５の側面１５ｃを覆う遮光層５６を設けても良い。遮光層５６は、例えば、ｐ側配線層５１およびｎ側配線層５２と同じ金属層であり、ｐ側配線層５１およびｎ側配線層５２から離隔して設けられる。そして、遮光層５６は、発光層１３から放射される光のうちの側面１５ｃから放射される光を遮る。
図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示す構造は、蛍光体層３０を通過しないで半導体発光装置の側面から放射される励起光を抑制し、配光特性を向上させることができる。
実施形態のさらなる変形例として、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４を設けずに、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２を実装基板のパッドに対して接合させる構造であってもよい。
また、ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とが別体であることに限らず、ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とが一体に設けられたｐ側配線部４１を備えても良い。同様に、ｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４とが別体であることに限らず、ｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４とが一体に設けられたｎ側配線部４３を備えても良い。
（第３実施形態）
図１５（ａ）は、第３実施形態の半導体発光装置５の模式斜視図である。
図１５（ｂ）は、図１５（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
図１５（ｃ）は、図１５（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
図１６は、第３実施形態の半導体発光装置５を実装基板３１０上に実装した構成を有する発光モジュールの模式断面図である。
図１５（ａ）および図１５（ｃ）に表すように、ｐ側金属ピラー２３の一部の側面は、半導体層１５の第１の面１５ａおよびその反対側の第２の面と異なる面方位の第３の面２５ｂで、絶縁膜２５から露出している。その露出面は、外部の実装基板３１０に実装するためのｐ側外部端子２３ｂとして機能する。
例えば、第３の面２５ｂは、半導体層１５の第１の面１５ａおよび第２の面に対して略垂直な面である。絶縁膜２５は、例えば、矩形状の４つの側面を有し、そのうちのひとつの側面が第３の面２５ｂである。
その同じ第３の面２５ｂにおいて、ｎ側金属ピラー２４の一部の側面が絶縁膜２５から露出している。その露出面は、外部の実装基板３１０に実装するためのｎ側外部端子２４ｂとして機能する。
また、図１５（ａ）に表すように、ｐ側配線層２１の一部の側面２１ｂも、第３の面２５ｂで絶縁膜２５から露出し、ｐ側外部端子として機能する。同様に、ｎ側配線層２２の一部の側面２２ｂも、第３の面２５ｂで絶縁膜２５から露出し、ｎ側外部端子として機能する。
ｐ側金属ピラー２３において、第３の面２５ｂに露出しているｐ側外部端子２３ｂ以外の部分は、絶縁膜２５に覆われている。また、ｎ側金属ピラー２４において、第３の面２５ｂに露出しているｎ側外部端子２４ｂ以外の部分は、絶縁膜２５に覆われている。
また、ｐ側配線層２１において、第３の面２５ｂで露出している側面２１ｂ以外の部分は、絶縁膜２５に覆われている。さらに、ｎ側配線層２２において、第３の面２５ｂに露出している側面２２ｂ以外の部分は、絶縁膜２５に覆われている。
図１６に示すように、半導体発光装置５は、第３の面２５ｂを基板３１０の実装面３０１に向けた姿勢で実装される。第３の面２５ｂに露出しているｐ側外部端子２３ｂおよびｎ側外部端子２４ｂは、それぞれ、実装面３０１に設けられたパッド３０２にはんだ３０３を介して接合される。基板３１０の実装面３０１には、例えば、外部回路につながる配線パターンが設けられ、パッド３０２はその配線パターンに接続されている。
第３の面２５ｂは、光の主な出射面である第１の面１５ａに対して略垂直である。したがって、第３の面２５ｂを実装面３０１側に向けた姿勢で、第１の面１５ａは実装面３０１に対して、平行な横方向または傾いた方向に向く。すなわち、半導体発光装置５は、いわゆるサイドビュータイプの半導体発光装置であり、実装面３０１に平行な横方向または斜めの方向に光を放出する。
第３実施形態の半導体発光装置５においても、第１実施形態と同様に、蛍光体層３０の上層側（第１の面１５ａの反対側）に、蛍光体３１を含まない領域を設けている。蛍光体３１を含まない領域としての透明材６１の下の蛍光体３１にとって、上方に向かう光路に蛍光体３１が存在しないため、外部への光取り出しが他の蛍光体３１によって妨げられない。
また、上層部３６の横に、蛍光体３１を含まない領域として透明材６１が設けられているため、上層部３６に含まれる蛍光体３１から横方向や斜め上方に放射された光の光路が、他の蛍光体３１にじゃまされにくい。
したがって、第３実施形態においても、チップサイズパッケージ構造を実現しつつ、外部への光取り出し効率を向上できる。
実施形態によれば、前記発光層の放射光の波長は、４３０〜４７０ｎｍである。
また、実施形態によれば、前記ｐ側配線部は、前記ｐ側電極に接続されたｐ側配線層と、前記ｐ側配線層に接続され、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ｎ側電極に接続されたｎ側配線層と、前記ｎ側配線層に接続され、前記ｎ側配線層よりも厚いｎ側金属ピラーとを有する。
また、実施形態によれば、前記絶縁膜は、前記ｐ側金属ピラーと前記ｎ側金属ピラーとの間に設けられた樹脂を含む。
また、実施形態によれば、前記蛍光体層の側面及び前記絶縁膜の側面が、前記半導体発光装置の側面を形成している。
また、実施形態によれば、前記蛍光体層は、前記絶縁膜の上に設けられ、前記絶縁膜の側面には設けられていない。
また、実施形態によれば、前記凹部に、前記発光層の放射光及び前記蛍光体の放射光を透過させる透明材を形成する工程をさらに備えている。
また、実施形態によれば、前記発光層を発光させ、前記第１の面側から放出される光の光学特性を測定する工程をさらに備え、
前記光学特性に応じて、前記蛍光体層の前記凹部の深さを調整する。
また、実施形態によれば、前記光学特性は、前記発光層のピーク波長または発光スペクトルである。
また、実施形態によれば、前記光学特性は、色度である。
また、実施形態によれば、前記発光素子は基板上に形成され、前記基板が除去された後、前記第１の面上に前記蛍光体層が形成される。
また、実施形態によれば、前記発光素子の前記第２の面側に、前記半導体層よりも柔軟な支持体を形成する工程をさらに備え、
前記発光素子が前記支持体に支持された状態で、前記基板を除去する。
また、実施形態によれば、前記支持体を形成する工程は、
前記第２の面側に、前記ｐ側電極に接続されたｐ側配線部を形成する工程と、
前記第２の面側に、前記ｎ側電極に接続されたｎ側配線部を形成する工程と、
前記ｐ側配線部と前記ｎ側配線部との間に、前記ｐ側配線部の側面及び前記ｎ側配線部の側面に接するように絶縁膜を形成する工程と、
を有する。
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。
１，３，５…半導体発光装置、１０…基板、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、１５ａ…第１の面、１５ｂ…第２の面、２１，５１…ｐ側配線層、２２，５２…ｎ側配線層、２３…ｐ側金属ピラー、２４…ｎ側金属ピラー、２５…絶縁膜、３０…蛍光体層、３１…蛍光体、３３…結合材、３５…下層部、３６…上層部、４１…ｐ側配線部、４３…ｎ側配線部、６０…凹部、６１…透明材

Claims (8)

  1. 第１の面と、その反対側の第２の面を持ち、発光層を有する半導体層と、
    前記第２の面側において、前記半導体層に設けられたｐ側電極と、
    前記第２の面側において、前記半導体層に設けられたｎ側電極と、
    前記第１の面側に設けられ、前記発光層の放射光により励起され前記発光層の放射光とは異なる波長の光を放射する複数の蛍光体と、前記複数の蛍光体を一体化し前記発光層の放射光及び前記蛍光体の放射光を透過させる結合材と、を含む蛍光体層と、
    を備え、
    前記蛍光体層は、
    前記第１の面の全面に広がって設けられ、前記蛍光体のサイズよりも厚い下層部と、
    前記下層部上に部分的に設けられ、前記蛍光体のサイズよりも厚く且つ幅が広い上層部と、
    を有し、
    前記下層部における前記上層部が設けられていない部分の上には、前記蛍光体が存在しない半導体発光装置。
  2. 前記蛍光体層の前記上層部の横に、前記蛍光体を含まない部分が隣接している請求項１記載の半導体発光装置。
  3. 前記下層部における前記上層部が設けられていない部分の上に設けられ、前記発光層の放射光及び前記蛍光体の放射光を透過させる透明材をさらに備えた請求項１または２に記載の半導体発光装置。
  4. 前記透明材の屈折率は、前記蛍光体層の前記結合材の屈折率よりも低い請求項３記載の半導体発光装置。
  5. 前記半導体層は、前記第１の面側に基板を含まず、
    前記蛍光体層は、前記半導体層との間に基板を介することなく、前記第１の主面上に設けられている請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
  6. 前記第２の面側に設けられ、外部接続可能な端部を有するとともに、前記ｐ側電極に接続されたｐ側配線部と、
    前記第２の面側に設けられ、外部接続可能な端部を有するとともに、前記ｎ側電極に接続されたｎ側配線部と、
    前記ｐ側配線部と前記ｎ側配線部との間に、前記ｐ側配線部の側面及び前記ｎ側配線部の側面に接するように設けられ、前記ｐ側配線部及び前記ｎ側配線部とともに支持体を構成する絶縁膜と、
    をさらに備えた請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
  7. 前記蛍光体層の側面と、前記絶縁膜の側面とが揃っている請求項６記載の半導体発光装置。
  8. 第１の面とその反対側の第２の面を持ち発光層を有する半導体層と、前記第２の面側において前記半導体層に設けられたｐ側電極と、前記第２の面側において前記半導体層に設けられたｎ側電極と、をそれぞれが有する複数の発光素子が形成されたウェーハを形成する工程と、
    前記第１の面上に、前記発光層の放射光により励起され前記発光層の放射光とは異なる波長の光を放射する複数の蛍光体と、前記複数の蛍光体を一体化し前記発光層の放射光及び前記蛍光体の放射光を透過させる結合材と、を含む蛍光体層を形成する工程と、
    前記蛍光体のサイズよりも厚い下層部を前記第１の面側に残しつつ、前記下層部の上に、前記蛍光体を含まない複数の凹部と、前記複数の凹部の間に設けられ前記蛍光体のサイズよりも厚く且つ幅が広い上層部と、を形成する工程と、
    を備えた半導体発光装置の製造方法。
JP2013029267A 2013-02-18 2013-02-18 半導体発光装置及びその製造方法 Pending JP2014157991A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013029267A JP2014157991A (ja) 2013-02-18 2013-02-18 半導体発光装置及びその製造方法
TW102108828A TW201434180A (zh) 2013-02-18 2013-03-13 半導體發光裝置及其製造方法
US13/848,134 US9024346B2 (en) 2013-02-18 2013-03-21 Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
EP13160379.7A EP2768035A2 (en) 2013-02-18 2013-03-21 Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
HK14112722.4A HK1199325A1 (en) 2013-02-18 2014-12-19 Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013029267A JP2014157991A (ja) 2013-02-18 2013-02-18 半導体発光装置及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014157991A true JP2014157991A (ja) 2014-08-28

Family

ID=47900952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013029267A Pending JP2014157991A (ja) 2013-02-18 2013-02-18 半導体発光装置及びその製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9024346B2 (ja)
EP (1) EP2768035A2 (ja)
JP (1) JP2014157991A (ja)
HK (1) HK1199325A1 (ja)
TW (1) TW201434180A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018037502A (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 日亜化学工業株式会社 発光装置の検査方法
JP2018186167A (ja) * 2017-04-25 2018-11-22 株式会社ディスコ 発光ダイオードチップの製造方法及び発光ダイオードチップ
JP2018186166A (ja) * 2017-04-25 2018-11-22 株式会社ディスコ 発光ダイオードチップの製造方法及び発光ダイオードチップ
KR20190067512A (ko) * 2017-12-07 2019-06-17 삼성전자주식회사 광 반사 패턴 및 파장 변환 층을 갖는 발광 소자
JP2020107865A (ja) * 2018-12-28 2020-07-09 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP2021040149A (ja) * 2020-11-16 2021-03-11 日亜化学工業株式会社 発光装置
US11843078B2 (en) 2019-12-26 2023-12-12 Nichia Corporation Light emitting device with good visibility

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI677113B (zh) 2014-12-24 2019-11-11 晶元光電股份有限公司 發光元件以及其製造方法
TWI648850B (zh) * 2017-10-16 2019-01-21 錼創顯示科技股份有限公司 微型發光元件結構
JP7101785B2 (ja) * 2017-12-22 2022-07-15 ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー 光バリアを有する蛍光体
KR102522529B1 (ko) 2018-04-10 2023-04-14 삼성전자주식회사 발광 다이오드 디스플레이 장치

Citations (8)

* 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
JP2003007929A (ja) * 2001-06-27 2003-01-10 Nichia Chem Ind Ltd 半導体チップとその製造方法
JP2004235337A (ja) * 2003-01-29 2004-08-19 Toyoda Gosei Co Ltd 発光ダイオード
JP2010092957A (ja) * 2008-10-06 2010-04-22 Panasonic Corp 発光ダイオード及びその製造方法
JP2012019201A (ja) * 2010-06-07 2012-01-26 Toshiba Corp 半導体発光装置の製造方法
JP2012195402A (ja) * 2011-03-16 2012-10-11 Toshiba Corp 半導体発光装置の製造方法
WO2012160604A1 (ja) * 2011-05-25 2012-11-29 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 発光素子チップ及びその製造方法
JP2012234966A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Toshiba Corp 基板加工システム、および基板加工プログラム

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8877524B2 (en) 2008-03-31 2014-11-04 Cree, Inc. Emission tuning methods and devices fabricated utilizing methods
JP4724222B2 (ja) 2008-12-12 2011-07-13 株式会社東芝 発光装置の製造方法
JP5337106B2 (ja) * 2010-06-04 2013-11-06 株式会社東芝 半導体発光装置

Patent Citations (8)

* 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
JP2003007929A (ja) * 2001-06-27 2003-01-10 Nichia Chem Ind Ltd 半導体チップとその製造方法
JP2004235337A (ja) * 2003-01-29 2004-08-19 Toyoda Gosei Co Ltd 発光ダイオード
JP2010092957A (ja) * 2008-10-06 2010-04-22 Panasonic Corp 発光ダイオード及びその製造方法
JP2012019201A (ja) * 2010-06-07 2012-01-26 Toshiba Corp 半導体発光装置の製造方法
JP2012195402A (ja) * 2011-03-16 2012-10-11 Toshiba Corp 半導体発光装置の製造方法
JP2012234966A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Toshiba Corp 基板加工システム、および基板加工プログラム
WO2012160604A1 (ja) * 2011-05-25 2012-11-29 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 発光素子チップ及びその製造方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018037502A (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 日亜化学工業株式会社 発光装置の検査方法
JP2018186167A (ja) * 2017-04-25 2018-11-22 株式会社ディスコ 発光ダイオードチップの製造方法及び発光ダイオードチップ
JP2018186166A (ja) * 2017-04-25 2018-11-22 株式会社ディスコ 発光ダイオードチップの製造方法及び発光ダイオードチップ
KR20190067512A (ko) * 2017-12-07 2019-06-17 삼성전자주식회사 광 반사 패턴 및 파장 변환 층을 갖는 발광 소자
KR102530755B1 (ko) 2017-12-07 2023-05-10 삼성전자주식회사 광 반사 패턴 및 파장 변환 층을 갖는 발광 소자
JP2020107865A (ja) * 2018-12-28 2020-07-09 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP7284373B2 (ja) 2018-12-28 2023-05-31 日亜化学工業株式会社 発光装置
US11843078B2 (en) 2019-12-26 2023-12-12 Nichia Corporation Light emitting device with good visibility
JP2021040149A (ja) * 2020-11-16 2021-03-11 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP7104350B2 (ja) 2020-11-16 2022-07-21 日亜化学工業株式会社 発光装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW201434180A (zh) 2014-09-01
US9024346B2 (en) 2015-05-05
HK1199325A1 (en) 2015-06-26
US20140231843A1 (en) 2014-08-21
EP2768035A2 (en) 2014-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5819335B2 (ja) 半導体発光装置およびその製造方法
JP6106120B2 (ja) 半導体発光装置
JP6045999B2 (ja) 半導体発光装置及びその製造方法
JP5816127B2 (ja) 半導体発光装置およびその製造方法
US9178118B2 (en) Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
US9006764B2 (en) Semiconductor light emitting device and light emitting device
JP2014157991A (ja) 半導体発光装置及びその製造方法
JP6182050B2 (ja) 半導体発光装置
JP2015195332A (ja) 半導体発光装置及びその製造方法
JP2016171164A (ja) 半導体発光装置
JP2014139998A (ja) 半導体発光装置
JP6185415B2 (ja) 半導体発光装置
US8669698B2 (en) Wavelength converter and semiconductor light emitting device
JP5837456B2 (ja) 半導体発光装置及び発光モジュール
JP2015088524A (ja) 半導体発光装置
JP2016001750A (ja) 半導体発光装置
JPWO2017154975A1 (ja) 半導体発光装置
JP2015188039A (ja) 半導体発光装置およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150204

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150428

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150511

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150710

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150903

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160105