JP2015088523A - 半導体発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】光学特性や信頼性の向上が可能な半導体発光装置を提供する。【解決手段】ｎ側電極１７は、異なる方向に延びる複数の直線部１７ａと、複数の直線部を接続する角部１７ｂとを有する。ｎ側電極１７の角部１７ｂと半導体層１１との間に第１の絶縁膜２８が設けられ、ｎ側電極１７の角部１７ｂは半導体層１１に接しておらず、ｎ側電極１７の直線部１７ａが半導体層に接している。【選択図】図２

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一方の面側にｐ側電極とｎ側電極が形成された構造においては、電極が発光面からの光の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。
特開２０００−２４４０１２号公報
本発明の実施形態は、光学特性や信頼性の向上が可能な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、半導体層と、ｐ側電極と、ｎ側電極と、ｐ側配線部と、ｎ側配線部と、樹脂層と、を備えている。前記半導体層は、第１の面と、前記第１の面の反対側の第２の面とを持ち、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ｎ側電極は、異なる方向に延びる複数の直線部と、前記複数の直線部を接続する角部とを有する。前記ｐ側配線部は、前記第２の面側に設けられ、前記ｐ側電極に接続されている。前記ｎ側配線部は、前記第２の面側に設けられ、前記ｎ側電極に接続されている。前記樹脂層は、前記ｐ側配線部と前記ｎ側配線部との間に設けられている。前記ｎ側電極の前記角部と前記半導体層との間に第１の絶縁膜が設けられ、前記角部は前記半導体層に接しておらず、前記ｎ側電極の前記直線部が前記半導体層に接している。
実施形態の半導体発光装置の模式断面図。 （ａ）は、実施形態の半導体発光装置の模式平面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図。 （ａ）は、実施形態の半導体発光装置の模式平面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図。 実施形態の半導体発光装置の模式平面図。 実施形態の半導体発光装置の模式平面図。 実施形態の半導体発光装置の模式断面図。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 （ａ）は、実施形態の半導体発光装置の模式平面図であり、（ｂ）は、図１７（ａ）におけるＥ−Ｅ断面図。 実施形態の半導体発光装置の模式平面図。 実施形態の半導体発光装置の模式平面図。 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。 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。 実施形態の半導体発光装置の模式図。
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。
図１は、実施形態の半導体発光装置の模式断面図である。
図２（ａ）は、実施形態の半導体発光装置におけるｐ側電極１６とｎ側電極１７の平面レイアウトの一例を示す模式平面図である。図１は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面に対応する。
図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
実施形態の半導体発光装置は、発光層１３を有する半導体層１５を備えている。半導体層１５は、第１の面１５ａと、その反対側の第２の面１５ｂ（図７（ａ）参照）とを有する。
半導体層１５の第２の面１５ｂは、図８（ａ）に示すように、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１５ｅは、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。
図２（ａ）に示す例では、発光層１３を含まない部分１５ｆが発光層１３を含む部分１５ｅを囲んでおり、ｎ側電極１７がｐ側電極１６を囲んでいる。
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側から半導体発光装置の外部に出射される。
半導体層１５の第２の面側には、図１に示すように支持体１００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１００によって支持されている。
半導体層１５の第１の面１５ａ側には、半導体発光装置の放出光に所望の光学特性を与える光学層として、蛍光体層３０が設けられている。蛍光体層３０は、複数の粒子状の蛍光体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、結合材３２により一体化されている。結合材３２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、透過率が１００％であることに限らず、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の発光ピーク波長は、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の表面は第２の半導体層１２の表面であり、第２の半導体層１２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の表面は第１の半導体層１１の表面であり、第１の半導体層１１の表面にｎ側電極１７が設けられている。
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の表面に設けられたｐ側電極１６の面積は、発光層１３を含まない部分１５ｆの表面に設けられた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。
ｎ側電極１７は、図２（ａ）に示すように、第２の面上で異なる方向に延びる複数の直線部１７ａが角部（コーナー部）１７ｂを介してひとつながりに接続された形状に形成されている。図２（ａ）に示す例では、例えば４本の直線部１７ａが４つの角部１７ｂを介して接続された矩形の輪郭を形成している。なお、角部１７ｂは曲率をもっていてもよい。
また、ｎ側電極１７の複数本の直線部１７ａのうちの１本の直線部１７ａには、その直線部１７ａの幅方向に突出したコンタクト部１７ｃが設けられている。すなわち、直線部１７ａの一部の幅が太くなっている。そのコンタクト部１７ｃの表面には、後述するｎ側配線層２２のビア２２ａが接続される。
ｐ側電極１６は、全面にわたって第２の半導体層１２の表面に接している。一方、ｎ側電極１７は、第１の半導体層１１の表面に接する部分と、接しない部分とを有する。
ｎ側電極１７の角部１７ｂと、第１の半導体層１１の表面との間には、図２（ｂ）に示すように、絶縁膜２８が設けられている。絶縁膜２８は、例えばシリコン酸化膜などの無機絶縁膜である。図２（ａ）において、ｎ側電極１７の角部１７ｂと第１の半導体層１１の表面との間の絶縁膜２８を破線で表す。
すなわち、ｎ側電極１７の角部１７ｂは、第１の半導体層１１と接していない。角部１７ｂと角部１７ｂとの間の直線部１７ａは、図２（ｂ）に示すように、第１の半導体層１１の表面に接している。また、図２（ａ）に示す例では、ｎ側配線層２２とのコンタクト部１７ｃは、第１の半導体層１１の表面に接している。
直線部１７ａ、角部１７ｂおよびコンタクト部１７ｃは途切れずにひとつながりになっている。このため、分断されたｎ側電極１７ごとにｎ側配線層２２と接続させなくてもよく、ｎ側電極１７とｎ側配線層２２とのコンタクト部１７ｃは１つでよい。
ここで、比較例として、直線部１７ａと角部１７ｂとを組み合わせた形状のｎ側電極１７の全面を第１の半導体層１１の表面に接触させた構造においては、角部１７ｂで電流が集中する傾向があった。電流分布の偏りは、発光強度分布の偏りにつながり、効率、放熱性、寿命の低下につながり得る。
これに対して、実施形態によれば、ｎ側電極１７の角部１７ｂと第１の半導体層１１との間に絶縁膜２８を設け、角部１７ｂは第１の半導体層１１に接触させていない。したがって、角部１７ｂと第１の半導体層１１との間で、電極と半導体層との積層方向に直接電流が流れない。
このため、角部１７ｂにおける電流集中を緩和でき、発光強度分布の均一化を図れる。これにより、発光効率や信頼性を向上できる。
半導体層１５の第２の面、ｐ側電極１６およびｎ側電極１７は、図１に示すように、絶縁膜１８で覆われている。絶縁膜１８は、例えば、シリコン酸化膜などの無機絶縁膜である。絶縁膜１８は、発光層１３の側面及び第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。
さらに、絶縁膜１８は、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域にも設けられている。側面１５ｃの周囲の領域に設けられた絶縁膜１８は、第１の面１５ａ側で、側面１５ｃから側面１５ｃの反対側に向けて延在している。
絶縁膜１８上には、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２とが互いに分離して設けられている。絶縁膜１８には、図９（ｂ）に示すように、ｐ側電極１６に通じる複数の第１の開口１８ａと、ｎ側電極１７のコンタクト部１７ｃに通じる第２の開口１８ｂが形成される。なお、第１の開口１８ａは、より大きな１つの開口でも良い。
ｐ側配線層２１は、絶縁膜１８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２２ａを介してｎ側電極１７のコンタクト部１７ｃと電気的に接続されている。
ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２が、第２の面側の領域の大部分を占めて絶縁膜１８上に広がっている。ｐ側配線層２１は、複数のビア２１ａを介してｐ側電極１６と接続している。
また、半導体層１５の側面１５ｃを、絶縁膜１８を介して金属膜５１が覆っている。金属膜５１は側面１５ｃに接しておらず、半導体層１５に対して電気的に接続されていない。金属膜５１は、ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２に対して分離している。金属膜５１は、発光層１３の放射光及び蛍光体３１の放射光に対して反射性を有する。
金属膜５１、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２は、共通の下地金属膜上に、例えばめっき法により同時に形成される銅膜を含む。
図１０（ａ）は、その下地金属膜６０の模式断面図である。
金属膜５１、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２を構成する例えば銅膜は、絶縁膜１８上に形成された下地金属膜６０上にめっき法で形成される。あるいは、下地金属膜６０も含めて、金属膜５１、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２が構成される。
下地金属膜６０は、絶縁膜１８側から順に積層された、アルミニウム（Ａｌ）膜６１と、チタン（Ｔｉ）膜６２と、銅（Ｃｕ）膜６３とを有する。
アルミニウム膜６１は反射膜として機能し、銅膜６３はめっきのシード層として機能する。アルミニウム及び銅の両方に対するぬれ性に優れたチタン膜６２は、密着層として機能する。
例えば、下地金属膜６０の厚さは１μｍ程度であり、金属膜５１、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２のそれぞれの厚さは数μｍである。
また、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域においては下地金属膜６０上にめっき膜（銅膜）を形成せずに、金属膜５１は下地金属膜６０からなる膜であってもよい。金属膜５１は、少なくともアルミニウム膜６１を含むことで、発光層１３の放射光及び蛍光体３１の放射光に対して高い反射率を有する。
また、ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２の下にもアルミニウム膜６１が残されるので、第２の面側の大部分の領域にアルミニウム膜（反射膜）６１が広がって形成されている。これにより、蛍光体層３０側に向かう光の量を増大できる。
ｐ側配線層２１における半導体層１５とは反対側の面には、ｐ側金属ピラー２３が設けられている。ｐ側配線層２１及びｐ側金属ピラー２３は、ｐ側配線部４１を形成している。
ｎ側配線層２２における半導体層１５とは反対側の面には、ｎ側金属ピラー２４が設けられている。ｎ側配線層２２及びｎ側金属ピラー２４は、ｎ側配線部４３を形成している。
ｐ側配線部４１とｎ側配線部４３との間には、絶縁膜として樹脂層２５が設けられている。樹脂層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、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４との間に、樹脂層２５が充填されている。
また、樹脂層２５は、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間、ｐ側配線層２１と金属膜５０との間、およびｎ側配線層２２と金属膜５０との間に設けられている。
樹脂層２５は、ｐ側金属ピラー２３の周囲およびｎ側金属ピラー２４の周囲に設けられ、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。
また、樹脂層２５は、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域にも設けられ、金属膜５１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、樹脂層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、樹脂層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及び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及びｎ側外部端子２４ａは、樹脂層２５の同じ面（図１における下面）内で離間して並んで形成されている。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、複数のビア２１ａを通じてｐ側配線層２１がｐ側電極１６と接する面積は、ビア２２ａ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（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及び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及び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の厚さ（ｐ側配線層２１とｐ側外部端子２３ａとを結ぶ方向の厚さ）は、ｐ側配線層２１の厚さよりも厚い。ｎ側金属ピラー２４の厚さ（ｎ側配線層２２とｎ側外部端子２４ａとを結ぶ方向の厚さ）は、ｎ側配線層２２の厚さよりも厚い。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。
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および樹脂層２５を含む支持体１００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（ＬＥＤチップ）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、支持体１００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、剛直な板状の基板にではなく、金属ピラー２３、２４と樹脂層２５との複合体からなる支持体１００によって支持されている。
ｐ側配線部４１及びｎ側配線部４３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。
樹脂層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。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、エポキシ樹脂を主に含む樹脂、シリコーン樹脂を主に含む樹脂、フッ素樹脂を主に含む樹脂を挙げることができる。
また、樹脂層２５におけるベースとなる樹脂に遮光材（光吸収剤、光反射剤、光散乱剤など）が含まれ、樹脂層２５は発光層１３の発光光に対して遮光性を有する。これにより、支持体１００の側面及び実装面側からの光漏れを抑制することができる。
半導体発光装置の実装時の熱サイクルにより、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および樹脂層２５は、その応力を吸収し緩和する。特に、半導体層１５よりも柔軟な樹脂層２５を支持体１００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。
金属膜５１は、ｐ側配線部４１及びｎ側配線部４３に対して分離している。このため、実装時にｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４に加わる応力は、金属膜５１には伝達されない。したがって、金属膜５１の剥離を抑制することができる。また、半導体層１５の側面１５ｃ側に加わる応力を抑制することができる。
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に微小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を行い微小凹凸を形成する。これにより、第１の面１５ａでの全反射成分を減らして、光取り出し効率を向上できる。
基板が除去された後、第１の面１５ａ上に絶縁膜１９を介して蛍光体層３０が形成される。絶縁膜１９は、半導体層１５と蛍光体層３０との密着性を高める密着層として機能し、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜である。
蛍光体層３０は、結合材３２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。結合材３２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、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域上にも形成される。したがって、蛍光体層３０の平面サイズは半導体層１５の平面サイズよりも大きい。半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域においては、絶縁膜１８及び絶縁膜１９上に蛍光体層３０が設けられている。
蛍光体層３０は、半導体層１５の第１の面１５ａ上、および半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域上に限定され、半導体層１５の第２の面側、金属ピラー２３、２４の周囲、および支持体１００の側面にまわりこんで形成されていない。蛍光体層３０の側面と、支持体１００の側面（樹脂層２５の側面）とが揃っている。
すなわち、実施形態の半導体発光装置は、チップサイズパッケージ構造の非常に小型の半導体発光装置である。このため、例えば照明用灯具などへの適用に際して、灯具デザインの自由度が高まる。
また、光を外部に取り出さない実装面側には蛍光体層３０が無駄に形成されず、コスト低減が図れる。また、第１の面１５ａ側に基板がなくても、第２の面側に広がるｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２を介して発光層１３の熱を実装基板側に放散させることができ、小型でありながらも放熱性に優れている。
一般的なフリップチップ実装では、ＬＥＤチップを実装基板にバンプなどを介して実装した後に、チップ全体を覆うように蛍光体層が形成される。あるいは、バンプ間に樹脂がアンダーフィルされる。
これに対して実施形態によれば、実装前の状態で、ｐ側金属ピラー２３の周囲及びｎ側金属ピラー２４の周囲には、蛍光体層３０と異なる樹脂層２５が設けられ、実装面側に応力緩和に適した特性を与えることができる。また、実装面側にすでに樹脂層２５が設けられているため、実装後のアンダーフィルが不要となる。
第１の面１５ａ側には、光取り出し効率、色変換効率、配光特性などを優先した設計の層が設けられ、実装面側には、実装時の応力緩和や、基板に代わる支持体としての特性を優先した層が設けられる。例えば、樹脂層２５は、ベースとなる樹脂にシリカ粒子などのフィラーが高密度充填された構造を有し、支持体として適切な硬さに調整されている。
発光層１３から第１の面１５ａ側に放射された光は蛍光体層３０に入射し、一部の光は蛍光体３１を励起し、発光層１３の光と、蛍光体３１の光との混合光として例えば白色光が得られる。
ここで、第１の面１５ａ上に基板があると、蛍光体層３０に入射せずに、基板の側面から外部に漏れる光が生じる。すなわち、基板の側面から発光層１３の光の色みの強い光が漏れ、蛍光体層３０を上面から見た場合に、外縁側に青色光のリングが見える現象など、色割れや色ムラの原因になり得る。
これに対して、実施形態によれば、第１の面１５ａと蛍光体層３０との間には基板がないため、基板側面から発光層１３の光の色みが強い光が漏れることによる色割れや色ムラを防ぐことができる。
さらに、実施形態によれば、半導体層１５の側面１５ｃに、絶縁膜１８を介して金属膜５１が設けられている。発光層１３から半導体層１５の側面１５ｃに向かった光は、金属膜５１で反射し、外部に漏れない。このため、基板が第１の面１５ａ側にない特徴とあいまって、半導体発光装置の側面側からの光漏れによる色割れや色ムラを防ぐことができる。
また、図６に示すように、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域において、金属膜５１を半導体発光装置の外側に向かって延在させてもよい。すなわち、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域に、第１の面１５ａ上からはみ出した蛍光体層３０に対向して金属膜５１が設けられている。
このため、半導体発光装置の端部領域の蛍光体３１の放射光において、支持体１００側に向かう光を金属膜５１で反射させて蛍光体層３０側に戻すことができる。
したがって、半導体発光装置の端部領域において、蛍光体３１の放射光が樹脂層２５に吸収されることによる損失を防いで、蛍光体層３０側からの光取り出し効率を高めることができる。
金属膜５１と、半導体層１５の側面１５ｃとの間に設けられた絶縁膜１８は、金属膜５１に含まれる金属の半導体層１５への拡散を防止する。これにより、半導体層１５の例えばＧａＮの金属汚染を防ぐことができ、半導体層１５の劣化を防ぐことができる。
また、金属膜５１と蛍光体層３０との間に設けられた絶縁膜１８、１９は、金属膜５１と蛍光体層３０のベース樹脂との密着性を高める。
絶縁膜１８及び絶縁膜１９は、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの無機絶縁膜である。すなわち、半導体層１５の第１の面１５ａ、第２の面、第１の半導体層１１の側面１５ｃ、第２の半導体層１２の側面、発光層１３の側面は、無機絶縁膜で覆われている。無機絶縁膜は半導体層１５を囲み、金属や水分などから半導体層１５をブロックする。
次に、図７（ａ）〜図１３（ｂ）を参照して、半導体発光装置の製造方法について説明する。
図７（ａ）〜図１３（ｂ）の各断面図は、図１に示す断面、すなわち図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面に対応する。
図７（ａ）に示すように、例えば、ＭＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor deposition）法により、基板１０の主面上に、第１の半導体層１１、発光層１３および第２の半導体層１２が順にエピタキシャル成長される。
半導体層１５において、基板１０側の面が第１の面１５ａであり、基板１０の反対側の面が第２の面１５ｂである。
基板１０は、例えばシリコン基板である。または、基板１０はサファイア基板であってもよい。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層である。
第１の半導体層１１は、例えば、基板１０の主面上に設けられたバッファ層と、バッファ層上に設けられたｎ型ＧａＮ層とを有する。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層とを有する。発光層１３は、例えば、ＭＱＷ（Multiple Quantum well）構造を有する。
図７（ｂ）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。例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法により、第２の半導体層１２及び発光層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。
次に、図８（ａ）に示すように、第１の半導体層１１を選択的に除去し、溝９０を形成する。基板１０の主面上で、溝９０によって半導体層１５は複数に分離される。溝９０は、ウェーハ状の基板１０上に例えば格子状パターンで形成される。
溝９０は、半導体層１５を貫通し、基板１０に達する。エッチング条件によっては、基板１０の主面も少しエッチングされ、溝９０の底面が、基板１０と半導体層１５との界面よりも下方に後退する場合もある。なお、溝９０は、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よい。
図８（ｂ）に示すように、第２の半導体層１２の表面にｐ側電極１６が形成される。また、第２の半導体層１２及び発光層１３が選択的に除去された領域の第１の半導体層１１の表面に、ｎ側電極１７が形成される。
なお、ｎ側電極１７の角部１７ｂが形成される領域においては、図２（ｂ）を参照して前述したように、ｎ側電極１７を形成する前に第１の半導体層１１の表面上に絶縁膜２８が形成され、その絶縁膜２８上に角部１７ｂが形成される。
発光層１３が積層された領域に形成される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。
次に、図９（ａ）に表すように、基板１０の上に設けられた構造体を覆うように絶縁膜１８を形成する。絶縁膜１８は、半導体層１５の第２の面、ｐ側電極１６及びｎ側電極１７を覆う。また、絶縁膜１８は、半導体層１５の第１の面１５ａに続く側面１５ｃを覆う。さらに、絶縁膜１８は、溝９０の底面の基板１０の表面にも形成される。
絶縁膜１８は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成されるシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜である。絶縁膜１８には、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、図９（ｂ）に示すように第１の開口１８ａと第２の開口１８ｂが形成される。第１の開口１８ａはｐ側電極１６に達し、第２の開口１８ｂはｎ側電極１７のコンタクト部１７ｃに達する。
次に、図９（ｂ）に示すように、絶縁膜１８の表面、第１の開口１８ａの内壁（側壁および底面）、および第２の開口１８ｂの内壁（側壁および底面）に、下地金属膜６０を形成する。下地金属膜６０は、図１０（ａ）に示すように、アルミニウム膜６１と、チタン膜６２と、銅膜６３とを有する。下地金属膜６０は、例えば、スパッタ法により形成される。
次に、下地金属膜６０上に、図１０（ｂ）に示すレジストマスク９１を選択的に形成した後、下地金属膜６０の銅膜６３をシード層として用いた電解銅めっき法により、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２及び金属膜５１を形成する。
ｐ側配線層２１は、第１の開口１８ａ内にも形成され、ｐ側電極１６と電気的に接続される。ｎ側配線層２２は、第２の開口１８ｂ内にも形成され、ｎ側電極１７のコンタクト部１７ｃと電気的に接続される。
次に、レジストマスク９１を、例えば溶剤もしくは酸素プラズマを使って除去した後、図１１（ａ）に示すレジストマスク９２を選択的に形成する。あるいは、レジストマスク９１を除去せずに、レジストマスク９２を形成してもよい。
レジストマスク９２を形成した後、ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２をシード層として用いた電解銅めっき法により、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４を形成する。
ｐ側金属ピラー２３は、ｐ側配線層２１上に形成される。ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とは同じ銅材料で一体化される。ｎ側金属ピラー２４は、ｎ側配線層２２上に形成される。ｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４とは同じ銅材料で一体化される。
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使って除去される。この時点で、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２は下地金属膜６０を介してつながっている。また、ｐ側配線層２１と金属膜５１も下地金属膜６０を介してつながり、ｎ側配線層２２と金属膜５１も下地金属膜６０を介してつながっている。
そこで、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間の下地金属膜６０、ｐ側配線層２１と金属膜５１との間の下地金属膜６０、およびｎ側配線層２２と金属膜５１との間の下地金属膜６０をエッチングにより除去する。
これにより、図１１（ｂ）に示すように、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との電気的接続、ｐ側配線層２１と金属膜５１との電気的接続、およびｎ側配線層２２と金属膜５１との電気的接続が分断される。
半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域に形成された金属膜５１は、電気的にはフローティングであり、電極として機能せず、反射膜として機能する。金属膜５１は、少なくともアルミニウム膜６１を含めば、反射膜としての機能は確保される。
次に、図１１（ｂ）に示す構造体の上に、図１２（ａ）に示す樹脂層２５を形成する。樹脂層２５は、ｐ側配線部４１及びｎ側配線部４３を覆う。また、樹脂層２５は、金属膜５１を覆う。
樹脂層２５は、ｐ側配線部４１及びｎ側配線部４３とともに支持体１００を構成する。その支持体１００に半導体層１５が支持された状態で、基板１０が除去される。
例えば、シリコン基板である基板１０が、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより除去される。あるいは、基板１０がサファイア基板の場合には、レーザーリフトオフ法により除去することができる。
基板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および樹脂層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および樹脂層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の除去により、図１２（ｂ）に示すように、半導体層１５の第１の面１５ａが露出される。露出された第１の面１５ａには、微小凹凸が形成される。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、第１の面１５ａに凹凸を形成することができる。第１の面１５ａに微小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。
第１の面１５ａ上には、図１３（ａ）に示すように、絶縁膜１９を介して蛍光体層３０が形成される。蛍光体層３０は、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。絶縁膜１９は、半導体層１５と蛍光体層３０との密着性を高める。
また、蛍光体層３０として、蛍光体を結合材を介して焼結させた焼結蛍光体を、絶縁膜１９を介して蛍光体層３０に接着してもよい。
また、蛍光体層３０は、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域の上にも形成される。半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域にも樹脂層２５が設けられている。その樹脂層２５の上に、絶縁膜１８及び１９を介して、蛍光体層３０が形成される。
蛍光体層３０を形成した後、樹脂層２５の表面（図１３（ａ）における下面）が研削され、図１３（ｂ）に示すように、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４が樹脂層２５から露出される。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。
次に、複数の半導体層１５を分離した前述の溝９０が形成された領域で、図１３（ｂ）に示す構造体を切断する。すなわち、蛍光体層３０、絶縁膜１９、絶縁膜１８、および樹脂層２５が切断される。これらは、例えば、ダイシングブレード、またはレーザ光により切断される。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。
個片化される前の前述した各工程は、多数の半導体層１５を含むウェーハ状態で行われる。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として個片化される。なお、半導体発光装置は、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。
個片化される前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、配線層の形成、ピラーの形成、樹脂層によるパッケージング、および蛍光体層の形成を行う必要がなく、大幅なコストの低減が可能になる。
ウェーハ状態で、支持体１００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１００の側面（樹脂層２５の側面）とは揃い、それら側面が個片化された半導体発光装置の側面を形成する。したがって、基板１０がないこともあいまって、チップサイズパッケージ構造の小型の半導体発光装置を提供することができる。
図３（ａ）は、実施形態の半導体発光装置におけるｐ側電極１６とｎ側電極１７の平面レイアウトの他の具体例を示す模式平面図である。
図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図を表す。
図３（ａ）に示す具体例においても、図２（ｂ）に示すように、ｎ側電極１７の角部１７ｂと第１の半導体層１１との間には絶縁膜２８が設けられ、角部１７ｂは第１の半導体層１１に接していない。このため、角部１７ｂにおける電流集中を緩和できる。角部１７ｂと角部１７ｂとの間の直線部１７ａが、第１の半導体層１１の表面に接している。
さらに、図３（ａ）に示す具体例では、ｎ側配線層２２と接続されるコンタクト部１７ｃが、発光層１３を含む積層部分の上、およびｐ側電極１６の上に重なっている。図３（ｂ）に示すように、ｐ側電極１６と、ｐ側電極１６の上のコンタクト部１７ｃとの間には絶縁膜（例えばシリコン酸化膜）２８が設けられ、コンタクト部１７ｃはｐ側電極１６に接していない。コンタクト部１７ｃと第２の半導体層１２との間にも絶縁膜２８が設けられ、コンタクト部１７ｃは第２の半導体層１２と接していない。また、コンタクト部１７ｃは、第１の半導体層１１にも接していない。
ｎ側電極１７において直線部１７ａとコンタクト部１７ｃによっても角部（コーナー部）が形成され、その角部に電流が集中しやすい傾向がある。そこで、図３（ａ）及び（ｂ）に示す具体例では、コンタクト部１７ｃを第１の半導体層１１と接触させないことで、コンタクト部１７ｃと直線部１７ａが形成する角部の電流集中を緩和することができる。すなわち、コンタクト部１７ｃと直線部１７ａが形成する角部における発光強度や熱の分布の偏りを抑えることができる。
さらに、コンタクト部１７ｃは、発光層１３を含む積層部分（発光領域）の上に重なるように延びている。逆に言えば、発光層１３を含む積層部分（発光領域）の一部が、ｎ側電極１７が形成された領域にまで広がっており、ｎ側電極１７の面積を減らすことなく、発光領域の拡大を図れる。
電極レイアウトは、ｎ側電極１７がｐ側電極１６を囲むパターンに限らず、例えば、図５に示すように、ｎ側電極１７の複数本の直線部１７ａがｐ側電極１６側に入り込むパターンであってもよい。
この場合においても、異なる方向に延びる複数本の直線部１７ａによって形成される角部１７ｂと、第１の半導体層１１との間に絶縁膜２８を設けて、角部１７ｂを第１の半導体層１１と接触させない構造にすることで、角部１７ｂにおける電流集中を緩和することができる。
次に、図４（ａ）は、実施形態の半導体発光装置におけるｐ側電極１６とｎ側電極１７の平面レイアウトのさらに他の具体例を示す模式平面図である。
図１６（ｃ）は、図４（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図を表す。
この具体例によれば、ｐ側電極１６の外周側にｎ側電極１７が設けられ、そのｎ側電極１７における内周側の部分が、ｐ側電極１６の上に絶縁膜２８を介して重なっている。すなわち、ｎ側電極１７の内周側の部分が、発光層１３を含む積層部分（発光領域）に重なっている。ｎ側電極１７の外周側の部分は、第１の半導体層１１の表面に接している。
この具体例においても、発光層１３を含む積層部分（発光領域）の一部が、ｎ側電極１７が形成された領域にまで広がっており、ｎ側電極１７の面積を減らすことなく、発光領域の拡大を図れる。
図４（ａ）に示す構造において、図４（ｂ）に示すように、さらに角部１７ｂと第１の半導体層１１との間に絶縁膜２８を設けてもよい。図４（ｂ）に示す構造によれば、大きな面積での均一発光が可能となる。
図１４（ａ）〜図１６（ｃ）は、図４（ａ）に示す電極構造の形成方法を示す模式断面図である。図１４（ａ）〜図１６（ｃ）の各断面図は、図４（ａ）におけるＤ−Ｄ断面に対応する。
図１４（ａ）に示すように、例えば、ＭＯＣＶＤ法により、基板１０の主面上に、第１の半導体層１１、発光層１３および第２の半導体層１２が順にエピタキシャル成長される。
半導体層１５において、基板１０側の面が第１の面１５ａであり、基板１０の反対側の面が第２の面１５ｂである。
次に、図１４（ｂ）に示すように、第２の半導体層１２の表面上に、ｐ側電極１６を形成する。
次に、図１４（ｃ）に示すように、ｐ側電極１６が形成されていない領域において、第２の半導体層１２及び発光層１３を選択的にエッチングして除去し、第１の半導体層１１を露出させる。
次に、図１５（ａ）に示すように、第１の半導体層１１が露出された領域において、第１の半導体層１１を選択的に除去し、基板１０に達する溝９０を形成する。基板１０の主面上で、溝９０によって半導体層１５は複数に分離される。
次に、半導体層１５及びｐ側電極１６の露出している面に、図１５（ｂ）に示すように、絶縁膜２８を形成する。
なお、図１４（ｃ）に示す工程の後、絶縁膜２８を形成し、その後、第１の半導体層１１をエッチングして半導体層１５を複数に分離してもよい。
絶縁膜２８を形成した後、発光層１３及び第２の半導体層１２が除去された領域の絶縁膜２８に、図１５（ｃ）に示すように開口２８ａを形成する。開口２８ａには、第１の半導体層１１の表面が露出する。
開口２８ａ内には、図１６（ａ）に示すように、ｎ側電極１７が形成される。開口２８ａ内でｎ側電極１７は、第１の半導体層１１の表面に接する。ｎ側電極１７の一部は、絶縁膜２８を介して、第２の半導体層１２上およびｐ側電極１６上にも形成される。
図１６（ａ）に示す構造体の表面には、図１６（ｂ）に示すように絶縁膜１８が形成される。ｎ側電極１７は絶縁膜１８で覆われる。ｐ側電極１６上の絶縁膜２８、１８には、図１６（ｃ）に示すように、ｐ側電極１６に達する複数の開口１８ａが形成される。開口１８ａを通じて、ｐ側電極１６は、後の工程で形成されるｐ側配線層２１と接続される。
ｎ側電極１７において図４（ａ）に示すコンタクト部１７ｃの上の絶縁膜１８には、コンタクト部１７ｃに達する開口が形成される。その開口を通じて、ｎ側電極１７のコンタクト部１７ｃは、後の工程で形成されるｎ側配線層２２と接続される。
以降、前述した実施形態と同様に、めっき法により、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、金属膜５１、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４が形成される。
さらに、樹脂層２５が形成された後、基板１０が除去され、第１の面１５ａ側に蛍光体層３０が形成される。その後、個片化される。
図２０（ａ）〜図２１（ｂ）は、ｐ側電極１６の上に絶縁膜２８を介してｎ側電極１７を重ねる構造の形成方法の他の具体例を示す。
前述した図１４（ａ）〜（ｃ）に示す工程が進められた後、図２０（ａ）に示すように、半導体層１５及びｐ側電極１６の露出している面に絶縁膜２８を形成する。
絶縁膜２８を形成した後、発光層１３及び第２の半導体層１２が除去された領域の絶縁膜２８に、図２０（ｂ）に示すように開口２８ａを形成する。開口２８ａには、第１の半導体層１１の表面が露出する。
開口２８ａ内には、図２１（ａ）に示すように、ｎ側電極１７が形成される。開口２８ａ内でｎ側電極１７は第１の半導体層１１の表面に接する。ｎ側電極１７の一部は、絶縁膜２８を介して、第２の半導体層１２上およびｐ側電極１６上にも形成される。
この後、第１の半導体層１１が露出された領域において、第１の半導体層１１及びその表面の絶縁膜２８を選択的に除去し、図２１（ｂ）に示すように、基板１０に達する溝９０を形成する。基板１０の主面上で、溝９０によって半導体層１５は複数に分離される。また、第１の半導体層１１の側面１５ｃが露出する。
半導体層１５（第１の半導体層１１）を分離するエッチングは、図２１（ａ）の構造体上に形成された図示しないレジストをマスクにして行われる。このとき、レジストをマスクにして絶縁膜２８もパターニングされる。すなわち、絶縁膜２８もレジストとともに上記エッチング時のマスクとして使われる。レジスト及び絶縁膜２８に選択的に形成された開口（スリット）の下の第１の半導体層１１がエッチングされる。
絶縁膜２８は無機絶縁膜であり、例えばシリコン酸化膜である。例えばＧａＮ層である第１の半導体層１１をエッチングするとき、絶縁膜（シリコン酸化膜）２８のエッチングレートは、有機膜であるレジストのエッチングレートよりも低い。そのため、このエッチング時に、絶縁膜２８に形成された開口の広がりを、レジストに形成された開口の広がりよりも小さく抑えることができる。したがって、レジストだけをマスクにして第１の半導体層１１をエッチングする場合よりも、レジストに加えて絶縁膜（シリコン酸化膜）２８もマスクに使うエッチングでは半導体層１５の寸法制御性に優れる。
図１７（ａ）は、実施形態の半導体発光装置におけるｐ側電極１６とｎ側電極１７の平面レイアウトの他の具体例を示す模式平面図である。
図１７（ｂ）は、図１７（ａ）におけるＥ−Ｅ断面図を表す。
図１７（ａ）に示すレイアウトは、前述した図４（ａ）に示すレイアウトに対して、ｎ側電極１７がさらに直線部１７ｄを有している点で異なる。
ｎ側電極１７の直線部１７ｄは、絶縁膜２８を介してｐ側電極１６の上で直線状に延びている。ｐ側電極１６は、例えば矩形状の平面パターンで形成されている。ｎ側電極１７の直線部１７ｄは、矩形状のｐ側電極１６の短手方向に沿って、ｐ側電極１６を横切るように延在している。
ｎ側電極１７は、矩形状のｐ側電極１６の４辺に沿って形成された４本の直線部１７ａを有する。そのうちの長手方向に延びる一対の直線部１７ａの間を、前記直線部１７ｄは接続している。すなわち、直線部１７ａおよび直線部１７ｄは、ひとつながりに形成されている。
４本の直線部１７ａにおける外周側部分が、第１の半導体層１１の表面に接している。さらに、直線部１７dの一部も、図１７（ｂ）に示すように、第１の半導体層１１の表面に接している。
ｐ側電極１６は、第２の半導体層１２の表面の大部分を占めて広がっている。そのｐ側電極１６の一部には開口が形成され、その開口の上をｎ側電極１７の直線部１７ｄが延びている。
ｐ側電極１６に形成された開口の下には、図１７（ｂ）に示すように、ｐ側電極１６及び発光層１３を含まないｎ側コンタクト領域１５ｆが設けられている。そのｎ側コンタクト領域１５ｆにおいて、ｎ側電極１７の直線部１７ｄの一部が、絶縁膜２８に形成された開口２８ａを通じて、第１の半導体層１１の表面に接している。
すなわち、ｐ側電極１６が広がる領域内に、ｎ側電極１７と第１の半導体層１１とのコンタクト部がドット状に配置されている。このドット状のコンタクト部は、直線部１７ｄ及び直線部１７ａを通じて、ｎ側配線層２２とのコンタクト部１７ｃとつながっている。したがって、第１の半導体層１１とのコンタクト部をドット状に複数配置した場合であっても、それぞれのコンタクト部ごとにｎ側配線層２２とコンタクトさせる必要がなく、ｎ側配線層２２とｎ側電極１７とのコンタクト部を１箇所にすることができる。これにより、大きな面積の発光領域と、電流の均一分布とを両立させる電極デザインの自由度が高くなる。
例えば、図１８（ａ）に示すように、直線部１７ｄおよびその直線部１７ｄと第１の半導体層１１とのコンタクト部を複数形成してもよい。
なお、１本の直線部１７ｄにおいて、第１の半導体層１１とのコンタクト部を複数形成してもよい。
また、図１８（ｂ）に示すように、ｎ側電極１７の直線部１７ｄを、矩形状のｐ側電極１６の長手方向に延在させてもよい。矩形状のｐ側電極１６の短手方向に延びる一対の直線部１７ａの間を、直線部１７ｄは接続している。
また、図１９に示すように、ｐ側電極１６の長手方向に延びる直線部１７ｄの複数箇所で第１の半導体層１１とコンタクトさせてもよい。
以上説明した実施形態は、図２２（ａ）及び（ｂ）に示すサイドビュータイプの半導体発光装置にも適用することができる。
図２２（ａ）及び（ｂ）に示す半導体発光装置は、樹脂層２５から露出され、外部との接続を担う金属ピラー２３、２４の露出面が上記実施形態と異なり、他の構成は上記実施形態と同じである。
図２２（ａ）は、サイドビュータイプの半導体発光装置の模式斜視図である。
図２２（ｂ）は、サイドビュータイプの半導体発光装置を実装基板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。
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１５ｂとは異なる面方位の第３の面２５ｂで、樹脂層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１５ｂに対して略垂直な面である。樹脂層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の一部の側面が樹脂層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。
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、樹脂層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、樹脂層２５に覆われている。
図２２（ｂ）に示すように、この半導体発光装置は、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、サイドビュータイプの半導体発光装置は、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。
前述した実施形態において、半導体層１５の第１の面１５ａ側に設けられる光学層としては、蛍光体層に限らず、散乱層であってもよい。散乱層は、発光層１３の放射光を散乱させる複数の粒子状の散乱材（例えばチタン化合物）と、複数の散乱材を一体化し発光層１３の放射光を透過させる結合材（例えば樹脂層）とを含む。
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。
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、１５ｃ…側面、１６…ｐ側電極、１７…ｎ側電極、１７ａ…直線部、１７ｂ…角部、１７ｃ…コンタクト部、１８，２８…絶縁膜、２１…ｐ側配線層、２２…ｎ側配線層、２３…ｐ側金属ピラー、２４…ｎ側金属ピラー、２５…樹脂層、３０…蛍光体層、５１…金属膜、１００…支持体

Claims (14)

  1. 第１の面と、前記第１の面の反対側の第２の面とを持ち、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側電極であって、異なる方向に延びる複数の直線部と、前記複数の直線部を接続する角部とを有するｎ側電極と、
    前記第２の面側に設けられ、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、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側配線部との間に設けられた樹脂層と、
    を備え、
    前記ｎ側電極の前記角部と前記半導体層との間に第１の絶縁膜が設けられ、前記角部は前記半導体層に接しておらず、前記ｎ側電極の前記直線部が前記半導体層に接している半導体発光装置。
  2. 前記ｎ側電極は、前記直線部の幅方向に突出して設けられ、前記ｎ側配線部と接続されるコンタクト部を有し、
    前記コンタクト部と前記半導体層との間に第２の絶縁膜が設けられ、前記コンタクト部は前記半導体層に接していない請求項１記載の半導体発光装置。
  3. 前記ｎ側電極の一部は、第３の絶縁膜を介して前記ｐ側電極上に重ねられている請求項１記載の半導体発光装置。
  4. 前記ｎ側電極は、前記直線部の幅方向に突出して設けられ、前記ｎ側配線部と接続されるコンタクト部を有し、
    前記ｎ側電極の前記コンタクト部が、前記第３の絶縁膜を介して前記ｐ側電極上に重ねられている請求項３記載の半導体発光装置。
  5. 第１の面と、前記第１の面の反対側の第２の面とを持ち、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ｐ側電極上に設けられた絶縁膜と、
    前記第２の面側において前記半導体層に設けられるとともに、一部が前記絶縁膜を介して前記ｐ側電極上に重ねられたｎ側電極と、
    前記第２の面側に設けられ、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、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側配線部との間に設けられた樹脂層と、
    を備えた半導体発光装置。
  6. 前記ｎ側電極は、前記絶縁膜を介して前記ｐ側電極の上で直線状に延びる直線部を有する請求項５記載の半導体発光装置。
  7. 前記ｎ側電極の前記直線部の下に、前記ｐ側電極及び前記発光層を含まないｎ側コンタクト領域が設けられ、
    前記ｎ側コンタクト領域において、前記直線部の一部が前記絶縁膜を貫通して、前記半導体層における前記発光層を含まない部分に接している請求項５または６に記載の半導体発光装置。
  8. 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請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
  9. 前記ｐ側金属ピラー及び前記ｎ側金属ピラーのそれぞれは、同じ面内で並んだ外部接続可能な端部を有する請求項８記載の半導体発光装置。
  10. 前記第１の面側に設けられ、前記発光層の放射光に対して透過性を有する光学層をさらに備えた請求項１〜９のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
  11. 前記光学層は、
    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、
    を含む蛍光体層である請求項１０記載の半導体発光装置。
  12. 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の面側に設けられている請求項１１記載の半導体発光装置。
  13. 前記半導体層における前記第１の面に続く側面を覆う金属膜をさらに備えた請求項１２記載の半導体発光装置。
  14. 前記樹脂層は、前記発光層の放射光に対して遮光性を有する請求項１〜１３のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
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