JP2015201473A - 半導体発光装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光のクロストークが大幅に抑制され、照射像において素子間の明暗を明確に視認することが可能な高性能の半導体発光装置及びその製造方法、また、歩留まりが向上した高品質な半導体発光装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】搭載基板上に複数の半導体発光素子２０を配置する工程と、搭載基板における複数の半導体発光素子の素子間領域に保護層３０を形成する工程と、複数の半導体発光素子及び保護層の全体を覆うように蛍光体層ＰＬを形成する工程と、保護層上における蛍光体層の表面にレーザ又は荷電粒子のビームを照射することによって前記蛍光体層を部分的に除去し、素子間領域において蛍光体層を複数の蛍光体部に分離する工程と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体発光素子を複数個用いた半導体発光装置及びその製造方法に関する。

半導体発光素子は、通常、成長用基板上に、ｎ型半導体層、発光層及びｐ型半導体層からなる半導体構造層を成長し、それぞれｎ型半導体層及びｐ型半導体層に電圧を印加するｎ電極及びｐ電極を形成して作製される。さらに、放熱性能の向上を図る半導体発光素子として、半導体構造層を成長用基板とは別の支持基板に接合した後、成長用基板を除去した半導体発光素子が知られている。また、例えば複数の半導体発光素子を実装基板上に固定し、さらに波長変換用の蛍光体層を形成した後、樹脂などで封止することによって、半導体発光装置が作製される。

特許文献１には、素子を封止した封止樹脂上に蛍光層を設け、蛍光層を削ることにより色調調整を行う工程を有する発光ダイオードの色調調整方法が開示されている。特許文献２には、実装した素子上に封止体を形成する工程と、封止体の外表面を機械的にトリミングする工程を備えた発光ダイオードの製造方法が開示されている。また、特許文献３には、所定波長のレーザ光を蛍光体層に照射し、蛍光体層の形状を変化させることなく蛍光体の一部を失活させ、色度をシフトさせる工程を有する発光装置の製造方法が開示されている。

特開2002-344029号公報 特開2009-158541号公報 特開2011-165827号公報

近年、自動車用ヘッドライトにおいて、前方の状況、すなわち対向車や前走車などの有無及びその位置に応じて配光形状をリアルタイムで制御する技術が注目されている。この技術によって、例えば走行用の配光形状すなわちハイビームでの走行中に対向車を検知した際には、ヘッドライトに照射される領域のうち、当該対向車の領域のみをリアルタイムで遮光することが可能となる。従って、ドライバに対して常にハイビームに近い視界を与えることができ、その一方で対向車に眩惑光（グレア）を与えることが防止される。このような配光可変型のヘッドライトシステムは、例えば、複数の半導体発光素子をマトリクス状に配置した半導体発光装置を作製し、当該半導体発光素子の各々への導通及び非導通、並びに導通時の投入電流をリアルタイムで制御することによって実現することができる。

しかし、一般に、複数の発光素子が並置された発光装置を光源として用いる場合、
導通状態の素子から放出された光の一部が非導通状態の素子に伝播してしまう場合がある。このいわゆる光のクロストークによって、非導通状態の素子からも弱い光が放出されているような状態となる場合がある。前述の自動車用ヘッドライトのような複数の素子を用いる発光装置の様々な応用分野において、光のクロストークはないことが望ましい。

光のクロストークは、例えば、外部に取出す光の色（波長）を調節する蛍光体層を素子毎に分離することによって抑制することができる。蛍光体層が素子毎に分離されると、１つの素子上の蛍光体層と隣接する他の素子上の蛍光体層との間に空気層などの別の層が介在することとなる。従って、蛍光体層内を進む光が他の素子上の蛍光体層に伝播することが抑制される。

この蛍光体層の分離は、例えばレーザビームを素子間領域の蛍光体層に照射し、蛍光体層を部分的に切削加工することによって行うことができる。しかし、レーザビームは、その一部が蛍光体層を透過し、素子間領域の基板に照射される場合がある。基板にレーザビームが照射されると、基板の一部が損傷する（破壊される）場合がある。また、基板上に配線電極などが形成されている場合は、基板のみならず基板上の配線が破損（断裂）する場合がある。従って、発光装置の製造歩留まりが低下する可能性がある。

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、光のクロストークが大幅に抑制され、照射像において素子間の明暗を明確に視認することが可能な高性能の半導体発光装置及びその製造方法を提供することを目的としている。また、歩留まりが向上した高品質な半導体発光装置及びその製造方法を提供することを目的としている。

本発明による半導体発光装置の製造方法は、搭載基板上に複数の半導体発光素子を配置する工程と、搭載基板における複数の半導体発光素子の素子間領域に保護層を形成する工程と、複数の半導体発光素子及び保護層の全体を覆うように蛍光体層を形成する工程と、保護層上における蛍光体層の表面にレーザ又は荷電粒子のビームを照射することによって蛍光体層を部分的に除去し、素子間領域において蛍光体層を複数の蛍光体部に分離する工程と、を含むことを特徴としている。

また、本発明による半導体発光装置は、搭載基板と、搭載基板上に設けられた複数の半導体発光素子と、複数の半導体発光素子の素子間領域に延在して設けられた保護層と、複数の半導体発光素子及び保護層の全体を覆うように形成された蛍光体層と、素子間領域上における蛍光体層の表面から蛍光体層を貫通して保護層内に至るトレンチと、トレンチによって蛍光体層内に形成された複数の蛍光体部と、蛍光体部の側面上に形成され、保護層の材料の一部からなる粒子が堆積された粒子堆積層と、を有することを特徴としている。

（ａ）〜（ｄ）は実施例１の半導体発光装置の製造方法の工程を示す断面図である。 実施例１の半導体発光装置の上面を模式的に示す図である。 実施例１の半導体発光装置の製造方法における基板に発光素子及び保護層が配置された状態を示す断面図であり、基板、発光素子及び保護層の詳細構造を示す断面図である。 （ａ）は実施例１の半導体発光装置における蛍光体部の側面及び保護層の詳細構造を示す部分拡大断面図であり、（ｂ）は実施例１の半導体発光装置における蛍光体部の側面図である。

以下に本発明の実施例について詳細に説明する。

図１（ａ）〜図１（ｄ）は、実施例１の半導体発光装置（以下、単に発光装置又は装置と称する場合がある）１０の製造方法の工程を示す断面図である。本実施例においては、搭載基板１１上に複数の半導体発光素子（以下、単に発光素子又は素子と称する場合がある）２０が搭載（配置、並置）された構造を有する発光装置１０を作製した。なお、図１（ａ）〜図１（ｄ）には、図の明確さのため、発光装置１０のうち、隣接する４つの素子２０の部分を示している。

図１（ａ）は、複数の発光素子２０及び保護層３０が形成された搭載基板１１を示す断面図である。図１（ａ）を用いて、搭載基板１１上に複数の素子２０及び保護層３０を形成する工程（工程１）について説明する。まず、搭載基板１１を準備する（工程１．１）。搭載基板１１としては、例えば、Ｓｉ、ＡｌＮ、Ｍｏ、Ｗ、ＣｕＷなどの放熱性の高い材料を用いることができる。本実施例においては、搭載基板１１としてＳｉ基板を準備した。なお、図３を用いて詳述するが、搭載基板１１上に配線を形成した。

次に、搭載基板１１上に複数の半導体発光素子２０を配置する（工程１．２）。具体的には、複数の発光素子２０を互いに離間して搭載基板１１上に配置する。発光素子２０としては、例えば窒化物系半導体からなる半導体構造を有する発光素子を用いることができる。本実施例においては、ＧａＮ系半導体からなる半導体構造層に電極を形成し、当該電極を搭載基板上の配線に接合することによって、搭載基板１１上に複数の素子２０を固定（接合）した。

続いて、搭載基板１１の素子間領域に保護層３０を形成する（工程１．３）。具体的には、複数の素子２０のうち、隣接する素子２０間における搭載基板１１上の領域に保護層３０を形成する。保護層３０としては、例えば金属などの導電材料又は樹脂などの絶縁材料を用いて形成することができる。保護層３０は、レーザビームを吸収又は反射する材料を含んでいることが好ましい。具体的には、金属材料としてＡｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌの単層若しくはこれらの複数の材料を用いた積層体、又は絶縁材料として黒樹脂（黒色に着色された樹脂）などの樹脂材料を使用することが可能である。本実施例においては、金属材料を用いて搭載基板１１上に保護層３０を形成した。このようにして、搭載基板１１上に複数の素子２０及び保護層３０を形成した。

図１（ｂ）は、素子２０及び保護層３０上に蛍光体層ＰＬが形成された状態を示す断面図である。図１（ｂ）を用いて、素子２０及び保護層３０上に蛍光体層ＰＬを形成する工程（工程２）について説明する。本工程においては、素子２０及び保護層３０の全体を覆うように蛍光体層ＰＬを形成する。蛍光体層ＰＬは、素子２０及び保護層３０が搭載基板１１上において埋設されるように形成される。

まず、蛍光体粒子ＰＰを含むバインダを準備する（工程２．１）。バインダとしては、例えば、樹脂材料の他、ガラスやセラミックなどの無機材料を用いることができる。本実施例においては樹脂材料のバインダに蛍光体粒子ＰＰを混合して、蛍光体層ＰＬとなる塗布材料を作製した。

次に、素子２０及び保護層３０の全体を覆うように蛍光体層ＰＬを形成する（工程２．２）。具体的には、工程２．１において作製した塗布材料を搭載基板１１上に塗布することによって蛍光体層ＰＬを形成する。これによって、素子２０及び保護層３０上に、バインダ層ＢＤ及びバインダ層ＢＤ内に多数分散して設けられた蛍光体粒子ＰＰからなる蛍光体層ＰＬが形成される。

図１（ｃ）は、蛍光体層ＰＬの表面にレーザビームＬＢが照射されている状態を示す断面図である。また、図１（ｄ）は、レーザビームＬＢの照射によって蛍光体層ＰＬが分離された状態を示す断面図である。図１（ｃ）及び（ｄ）を用いて、蛍光体層ＰＬを複数の蛍光体部ＰＳに分離する工程（工程３）について説明する。本工程においては、素子間領域３０上の蛍光体層ＰＬの表面にレーザビームを照射し、蛍光体層ＰＬを部分的に除去する。これによって、素子間領域において蛍光体層ＰＬを複数の蛍光体部ＰＳに分離（区画）する。

素子間領域、すなわち保護層３０上における蛍光体層ＰＬの表面にレーザビームＬＢを照射すると、図１（ｃ）に示すように、ビーム照射部の蛍光体層ＰＬが除去（切削）されていく。これによって、蛍光体層ＰＬに凹部ＲＣが形成されていく。本工程においては、レーザビームＬＢのビーム径ＤＢが保護層３０の幅３０Ｗよりも小さくなるように、レーザビームＬＢを調節することが好ましい。すなわち、形成される凹部ＲＣの底部の幅は保護層３０の幅よりも小さいことが好ましい。

さらにレーザビームＬＢを照射すると、図１（ｄ）に示すように、凹部ＲＣが蛍光体層ＰＬを貫通し、蛍光体層ＰＬが素子間領域において分離する。これにより、蛍光体層ＰＬが複数の蛍光体部ＰＳに区画される。このようにして蛍光体層ＰＬを分離し、発光装置１０を作製する。なお、図示していないが、蛍光体層ＰＬを分離した後、装置１０は実装基板に固定され、ワイヤボンディングなどによって電源に接続される。

本実施例においては、蛍光体部ＰＳの形成時においてレーザビームＬＢは保護層３０上に照射される。従って、搭載基板１１がレーザビームＬＢに直接照射されることが抑制される。具体的には、蛍光体層ＰＬに凹部ＲＣが形成されている際には蛍光体層ＰＬのバインダ層ＢＤ及び保護層３０がレーザビームＬＢと搭載基板１１との間に介在することとなる。また、蛍光体層ＰＬが分離されて蛍光体部ＰＳが形成された際には保護層３０がレーザビームＬＢと搭載基板１１との間に介在することとなる。従って、搭載基板１１及び搭載基板１１上の配線が損傷することが抑制される。

なお、レーザビームＬＢの照射によって、蛍光体層ＰＬが分離された後、保護層３０の一部も切削（除去）される。従って、保護層３０には凹部３０Ｒが形成される（上部に凹部３０Ｒを有する凹部付き保護層３０Ｌとなる）。換言すれば、蛍光体層ＰＬに形成されていた凹部ＲＣは、蛍光体層ＰＬを貫通して保護層３０内に至るトレンチＴＲとなる。従って、発光装置１０は、素子間領域における蛍光体層ＰＬの表面から蛍光体層ＰＬを貫通して保護層３０内に至るトレンチＴＲを有する。蛍光体層ＰＬは、トレンチＴＲによって複数の蛍光体部ＰＳに分離される。

図２は、半導体発光装置１０の上面を模式的に示す図である。なお、図１（ａ）〜図１（ｄ）は、装置１０の製造過程における図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図を示す。図２に示すように、発光装置１０は、搭載基板１１上に複数の発光素子２０がマトリクス状に配置された構造を有している。なお、マトリクス状とは、素子２０が１行又は１列に配列された場合（すなわち１行ｎ列またはｎ行１列、ｎ≧２）を含む。なお、図２においては、発光素子２０の領域を破線で示している。本実施例においては、搭載基板１１に対して垂直な方向から見たとき（上面視において）、半導体発光素子２０の各々が矩形形状を有する場合について説明する。また、発光素子２０が４行４列でマトリクス状に配列されており、全体として矩形の発光領域が構成されている場合について説明する。

蛍光体層ＰＬの素子間領域には、蛍光体層ＰＬを複数の蛍光体部ＰＳに区画するトレンチＴＲが形成されている。理解の容易さのため、図２において、トレンチＴＲの領域にハッチングを施してある。トレンチＴＲは、素子間領域に延在して設けられている。本実施例においては、トレンチＴＲは、平行する３本の行方向トレンチ（第１のトレンチ群）及び縦方向トレンチと直交する３本の列方向トレンチ（第２のトレンチ群）によって格子状に形成されている。従って、蛍光体層ＰＬは、トレンチＴＲによって、上面視において矩形の蛍光体部ＰＳを有している。

なお、本実施例においては発光素子が上面視において矩形形状を有する場合について説明したが、発光素子の上面視における形状はこれに限定されない。例えば、半導体発光素子は、三角形や六角形、円形の形状を有していてもよい。半導体発光素子の各々は、素子間領域に対応する発光領域の暗部形成の抑制を考慮すると、平面充填形にて配列されていることが好ましい。また、半導体発光素子の各々は、上面視において菱形形状を有し、マトリクス状に並置されていてもよい。この菱形形状の素子を用いてヘッドライトを作製した場合、ロービーム時におけるカットオフラインを容易に実現することが可能となる。

また、本実施例においては、トレンチＴＲを素子間領域上の蛍光体層ＰＬに形成する場合について説明した。しかし、トレンチＴＲは、素子間領域のみならず、素子の最外部の側面、すなわち素子における他の素子に隣接しない側面に沿って形成してもよい。すなわち、蛍光体層ＰＬを素子毎に完全に分離（区画）してもよい。当該最外部の素子側面は、素子全体で形成される発光装置の発光領域の外縁に対応する部分である。当該最外側面に沿ってトレンチＴＲを形成することによって、装置の照射像における外縁が明確となる。例えば照射像の外縁に明確性を求める用途においては、素子の最外部にもトレンチＴＲを形成することが好ましい。

図３は、図１（ａ）の破線領域Ａを拡大した部分拡大断面図である。図３を用いて、搭載基板１１、発光素子２０及び保護層３０の詳細構造について説明する。まず、発光素子２０の構造について説明する。半導体発光素子２０の各々は、半導体構造層２１、ｐ電極（第１の電極）２５及びｎ電極（第２の電極）２６を含む。半導体構造層２１は、ｐ型半導体層（第１の半導体層）２２、発光層２３及びｎ型半導体層（第２の半導体層）２４が搭載基板１１上にこの順で順次積層された構造を有している。ｐ型半導体層２２、発光層２３及びｎ型半導体層２４は、例えば、Ａｌ_xＩｎ_yＧａ_1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成を有している。ｎ型半導体層２４は、ｐ型半導体層２２とは反対の導電型を有する。ｎ型半導体層２４の表面には複数の突起２４Ａからなる凹凸構造面が設けられている。当該凹凸構造面は、素子の光取出し面として機能する。

半導体発光素子２０は、ｐ型半導体層２２上に形成されたｐ電極（第１の電極）２５を有している。ｐ電極２５の各々は、反射性の高い金属からなる反射金属層２７及び反射金属層２７の全体を覆うように形成されたキャップ層２８からなる。反射金属層２７は、例えばＡｇ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｌ及びＰｄなどの金属材料並びにこれらを含む合金を用いて形成される。キャップ層２８は、例えばＴｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ａｕなど、自身が他の層にマイグレーションしにくく、反射金属層２７のマイグレーションを防止する金属材料を用いて形成される。なお、図示していないが、ｐ型半導体層２２及び反射金属層２７間に、例えばＩＴＯやＩＺＯなどの金属酸化膜を形成し、さらに光の反射性を高めることも可能である。

半導体発光素子２０の各々は、そのｐ型半導体層２２側からｐ型半導体層２２及び発光層２３を貫通してｎ型半導体層２４内に至り、ｎ型半導体層２４に接続されたｎ電極（第２の電極）２６を有している。ｎ電極２６は、例えばＴｉ、Ａｌ、Ｐｔ及びＡｕなどの金属材料を用いて形成される。ｐ電極２５上には絶縁保護膜２９が形成されている。絶縁保護膜２９は、ｎ電極２６の側面にも形成され、ｐ電極２５及びｎ電極２６は絶縁保護膜２９によって互いに絶縁されている。

次に、搭載基板１１上の配線構造について説明する。搭載基板１１上にはｐ電極２５に接続されたｐ側配線（第１の配線）ＰＷ及びｎ電極２６に接続されたｎ側配線（第２の配線）ＮＷが形成されている。具体的には、搭載基板１１上には第１の絶縁層１２が形成され、ｐ側配線ＰＷは第１の絶縁層１２上に設けられている。ｐ側配線ＰＷ上には第２の絶縁層１３が形成され、ｎ側配線ＮＷは第２の絶縁層１３上に形成されている。また、第２の絶縁層１３上にはｐ側配線ＰＷに至る開口部（ビア）が設けられ、第２の絶縁層１３上には当該開口部を介してｐ側配線ＰＷに接続されたビア配線ＰＶが形成されている。

次に搭載基板１１上の配線と素子２０との接続形態について説明する。絶縁保護膜２９上にはそれぞれｐ電極２５及びｎ電極２６に至る開口部が設けられ、当該開口部を介してそれぞれのｐ電極２５及びｎ電極２６に接続されたｐ側接続電極ＰＣ及びｎ側接続電極ＮＣが形成されている。ｐ側接続電極ＰＣは搭載基板１１上のビア配線ＰＶに接続され、ｎ側接続電極ＮＣは搭載基板１１上のｎ側配線ＮＷに接続されている。すなわち、ｐ側配線ＰＷは、ビア配線ＰＶ及びｐ側接続電極ＰＣを介してｐ電極２５に接続されている。また、ｎ側配線ＮＷはｎ側接続電極ＮＣを介して素子２０のｎ電極２６に接続されている。

また、ｐ側接続電極ＰＣ及びビア配線ＰＶ間と、ｎ側接続電極ＮＣ及びｎ側配線ＮＷ間とは、接合層（図示せず）を介して接合された構造を有している。すなわち、ｐ側及びｎ側接続電極ＰＣ及びＮＣは第１の接合層（図示せず）を有し、ビア配線ＰＶ及びｎ側配線ＮＷは第２の接合層（図示せず）を有している。発光装置１０は、第１及び第２の接合層が接合されることによって、素子２０の各々が搭載基板１１に接合（固定）されている。

本実施例においては、ｐ側配線ＰＷの各々は１つのｐ側パッドに接続されており、ｎ側配線ＮＷの各々は電気的に分離されたｎ側パッドの各々に接続されている。すなわち、ｐ側配線ＰＷの各々は、ｐ型半導体層２２の各々に接続された共通配線として機能する。また、ｎ側配線ＮＷの各々は、ｎ型半導体層２４の各々に接続された個別配線として機能する。従って、発光装置１０は、素子２０の各々が、ｎ側配線ＮＷの各々への導通及び非導通を制御することによって、互いに独立して発光する構成をとることが可能である。

第１及び第２の絶縁層１２及び１３並びに絶縁保護膜２９は、例えばＳｉＯ₂及びＳｉ₃Ｎ₄などの絶縁材料からなる。ｐ側配線ＰＷ及びｎ側配線ＮＷは、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕなどの金属材料を用いて形成される。第１及び第２の接合層は、その互いに接することとなる表面の材料が、Ａｕ及びＳｎ、Ａｕ及びＩｎ、Ｐｄ及びＩｎ、Ｃｕ及びＳｎ、Ａｇ及びＳｎ、Ａｇ及びＩｎ並びにＮｉ及びＳｎなど、互いに融着して接合される材料の組み合わせか、又はＡｕなどの互いに拡散して接合される材料を用いて形成される。

次に、搭載基板１１上に発光素子２０を配置する工程（工程１．２）について説明する。本実施例においては、まず、成長用基板（図示せず）上に、半導体構造層２１となる、ｎ型半導体層２４、発光層２３及びｐ型半導体層２２を形成した（工程１．２．１）。次に、ｐ型半導体層２２上にｐ電極２５として反射金属層２７及びキャップ層２８を形成した（工程１．２．２）。続いて、ｐ電極２５が形成されていないｐ型半導体層２２の表面にｎ型半導体層２４に至る凹部を形成した。次に、ｐ電極２５及び凹部を含む半導体構造層２１の全面に絶縁保護膜２９を形成した。また、凹部内の絶縁保護膜２９の一部を除去してｎ型半導体層２４を露出させ、露出したｎ型半導体層２４上にｎ電極２６を形成した（工程１．２．３）。

また、ｎ型半導体層２４を分断し、素子毎に半導体構造層２１を分離した（工程１．２．４）。続いて、ｐ電極２５上の絶縁保護膜２９の一部にｐ電極２５に至る開口部を形成し、ｐ側接続電極ＰＣを形成した。また、ｎ電極２６上の絶縁保護膜２９の表面にｎ電極２６に至る開口部を形成し、当該開口部にｎ側接続電極ＮＣを形成した。続いて、ｐ側及びｎ側接続電極ＰＣ及びＮＣの表面に第１の接合層を形成した。このようにして、半導体発光素子２０を含む半導体ウェハを作製した。

次に、搭載基板１１を準備し（工程１．１）、搭載基板１１上に第１の絶縁層１２を形成し、第１の絶縁層１２上にｐ側配線ＰＷを形成した（工程１．２．５）。続いて、ｐ側配線ＰＷを覆うように第２の絶縁層１３を形成し、第２の絶縁層１３上にｎ側配線ＮＷを形成した（工程１．２．６）。次に、第２の絶縁層１３上にｐ側配線ＰＷに至る開口部を形成し、当該開口部ビア配線ＰＶを形成した。続いて、ｎ側配線ＮＷ及びビア配線ＰＶの表面に第２の接合層を形成した。

次に、第１及び第２の接合層を密着及び加熱することによって、接合層を形成し、接合層を介して半導体ウェハを搭載基板１１に接合した（工程１．２．７）。続いて、成長用基板を除去し、露出したｎ型半導体層２４の表面に複数の突起２４Ａを形成した。このようにして搭載基板１１上に複数の半導体発光素子２０を配置した。

次に、保護層３０の構造について説明する。保護層３０は、搭載基板１１の絶縁層１３（第２の絶縁層）上に設けられた第１の保護層３０Ａと、第１の保護層３０Ａ上に設けられた第２の保護層３０Ｂとからなる。第１の保護層３０Ａは、例えばＳｉＯ₂及びＳｉ₃Ｎ₄などの絶縁材料からなる。第２の保護層３０Ｂは、例えばＡｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌなどの金属材料若しくはこれらの金属を含む合金、又はこれらの積層体からなる。

また、第２の保護層３０Ｂは、第１の保護層３０Ａとの界面に密着層ＡＤを有している。密着層ＡＤとしては、例えばＴｉ、ＴｉＷ及びＮｉなどの金属材料を用いることができる。第２の保護層３０Ｂのうち、密着層ＡＤを除く部分は、レーザビームＬＢからの搭載基板１１の保護層（以下、基板保護層と称する）として機能する。

次に、搭載基板１１上に保護層３０を形成する工程（工程１．３）の詳細について説明する。まず、搭載基板１１の素子間領域に第１の構造体３０Ａを形成する（工程１．３．１）。本実施例においては、第１の保護層３０Ａとして、ＳｉＯ₂層を絶縁層１３上に形成した。次に、第１の保護層３０Ａ上に第２の保護層３０Ｂを形成する（工程１．３．２）。具体的には、第１の保護層３０Ａ上に密着層ＡＤとしてＴｉ層を形成し、Ｔｉ層上に基板保護層としてＡｕ層を形成した。

本実施例においては、保護層３０が絶縁層１３上に設けられている。具体的には、保護層３０の材料としては、金属材料を用いることが好ましい。しかし、金属材料は、一般に絶縁材料との密着性が小さい。従って、レーザビームの照射によって保護層３０の全体が絶縁層１３（搭載基板１１）から剥離する可能性がある。

本実施例においては、絶縁層１３上に第１の保護層３０Ａとして絶縁体を設けている。従って、絶縁層１３と第１の保護層３０Ａ（保護層３０）との密着性が向上する。また、保護層３０の第２の保護層３０Ｂが剥離した場合でも、第１の保護層３０Ａ及び絶縁層１３を含む絶縁体がレーザビームに照射されることで、搭載基板１１及び配線の保護を強化することができる。また、密着層ＡＤによって、第１の保護層３０Ａと第２の構保護層３０Ｂとの密着性が向上し、保護層３０の搭載基板１１からの剥離を抑制することができる。

なお、第２の保護層３０Ｂが密着層ＡＤを有する場合、第１の保護層３０Ａが設けられる必要はない。また、レーザの出力及び搭載基板１１との界面の材料によっては、第１の保護層３０Ａが設けられる必要はない。すなわち、保護層３０は、第１の保護層３０Ａ及び密着層ＡＤを有する場合に限定されない。

図４（ａ）は、図１（ｄ）の破線領域Ｂを拡大した部分拡大断面図である。図４（ａ）を用いて、蛍光体層ＰＬを分離する工程（工程３）の後工程（工程４）について説明する。上述したように、素子間領域において蛍光体層ＰＬが複数の蛍光体部ＰＳに区画される際には、保護層３０の一部がレーザビームＬＢによって除去される。従って、保護層３０には凹部３０Ｒが形成される。凹部３０Ｒの表面（側面及び底面）には、微小な凹凸が形成される。従って、保護層３０（第２の保護層３０Ｂ）は、その上部に粗面化された凹部３０Ｒが形成された凹部付き保護層３０Ｌとなる。保護層３０は、内壁面が粗面化された凹部３０Ｒを有している。

保護層３０を部分的に除去してトレンチＴＲを形成する場合、保護層３０の材料の一部はレーザビームＬＢの照射によって飛散し、その飛沫が蛍光体部ＰＳの側面に付着する。具体的には、レーザビームＬＢの照射によって熱が発生し、保護層３０（第２の保護層３０Ｂ）の金属材料にレーザアブレーションが起こる。レーザアブレーションによって、飛散した保護層３０の金属材料の一部は、昇華して粒子状となる。この粒子３０Ｐは、蛍光体部ＰＳの側面に付着（堆積）し、冷却される。従って、蛍光体部ＰＳの側面上には、粒子３０Ｐが堆積された粒子堆積層ＰＤＬが形成される。すなわち、発光装置１０の製造方法は、保護層３０にレーザビームＬＢを照射して蛍光体層ＰＬの材料の一部を飛散させ、その飛沫からなる粒子３０Ｐを蛍光体部ＰＳの側面に堆積させて粒子堆積層ＰＤＬを形成する工程（工程４）を含む。

図４（ｂ）は、図４（ａ）の矢印ＢＢから見た矢視図である。図４（ｂ）は、蛍光体部ＰＳにおける他の蛍光体部ＰＳに対向する側面を示す側面図である。図４（ｂ）に示すように、発光装置１０は、蛍光体部ＰＳの側面上に形成され、保護層３０の材料の一部からなる粒子３０Ｐが堆積された粒子堆積層ＰＤＬを有している。この粒子堆積層ＰＤＬは、蛍光体部ＰＳよりも小さな光透過率を有する。従って、蛍光体部ＰＳの側面から素子２０の放出光が透過することが抑制される。すなわち、粒子堆積層ＰＤＬは、遮光層として機能する。蛍光体部ＰＳの側面に粒子堆積層ＰＤＬが形成されていることによって、蛍光体部ＰＳから他の蛍光体部ＰＳへの光の伝播（すなわち光のクロストーク）の抑制効果が向上する。

なお、本実施例においては、蛍光体部ＰＳの側面粒子堆積層ＰＤＬを形成する場合について説明したが、粒子堆積層ＰＤＬは必ずしも形成される必要はない。例えば、粒子３０Ｐによって層状の粒子堆積層ＰＤＬが形成される必要はない。蛍光体部ＰＳの側面に粒子３０Ｐが付着している場合であっても、蛍光体部ＰＳの側面において一定のクロストーク防止効果を得ることができる。すなわち、本実施例による製造方法は、保護層３０にレーザビームＬＢを照射して保護層３０の材料の一部を飛散させ、その飛沫からなる粒子３０Ｐを蛍光体部ＰＳの側面に付着させる工程（工程４Ａ）を含んでいてもよい（変形例）。また、上記したように、蛍光体層ＰＬが蛍光体部ＰＳに分離されているのみ（粒子３０Ｐが付着又は堆積していない場合）であっても、クロストークの防止効果を得ることは可能である。

なお、本実施例においては、蛍光体層をレーザビームの照射によって分離する場合について説明したが、蛍光体層は、レーザビームの照射によらずに分離することも可能である。例えば、蛍光体層は、荷電粒子（イオン）のビームを照射することによって分離し、複数の蛍光体部を形成することができる。

本実施例においては、素子間に保護層を形成し、保護層に向けてレーザ又は荷電粒子のビームを照射することによって蛍光体層を分離する。従って、基板及び基板上の配線を損傷することなく、素子間の光のクロストークが抑制された発光装置を作製することが可能となる。また、保護層にビームを照射してその一部を飛散させ、蛍光体部の側面に付着させる。蛍光体部の側面に粒子又はその粒子からなる堆積層を有している。従って、クロストークの抑制効果が向上する。

１０ 半導体発光装置
１１ 搭載基板
２０ 半導体発光素子
３０ 保護層
３０Ｌ 凹部付き保護層
３０Ａ 第１の保護層
３０Ｂ 第２の保護層
３０Ｐ 粒子
ＰＤＬ 粒子堆積層
ＰＬ 蛍光体層
ＰＳ 蛍光体部
ＬＢ レーザビーム
ＴＲ トレンチ

Claims (7)

1. 搭載基板上に複数の半導体発光素子を配置する工程と、
   前記搭載基板における前記複数の半導体発光素子の素子間領域に保護層を形成する工程と、
   前記複数の半導体発光素子及び前記保護層の全体を覆うように蛍光体層を形成する工程と、
   前記保護層上における前記蛍光体層の表面にレーザ又は荷電粒子のビームを照射することによって前記蛍光体層を部分的に除去し、前記素子間領域において前記蛍光体層を複数の蛍光体部に分離する工程と、を含むことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
2. 前記保護層に前記ビームを照射して前記保護層の材料の一部を飛散させ、その飛沫からなる粒子を前記複数の蛍光体部の側面に付着させる工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光装置の製造方法。
3. 前記保護層に前記ビームを照射して前記保護層の材料の一部を飛散させ、その飛沫からなる粒子を前記複数の蛍光体部の側面に堆積させて粒子堆積層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光装置の製造方法。
4. 搭載基板と、
   前記搭載基板上に設けられた複数の半導体発光素子と、
   前記複数の半導体発光素子の素子間領域に延在して設けられた保護層と、
   前記複数の半導体発光素子及び前記保護層の全体を覆うように形成された蛍光体層と、
   前記素子間領域上における前記蛍光体層の表面から前記蛍光体層を貫通して前記保護層内に至るトレンチと、
   前記トレンチによって前記蛍光体層内に形成された複数の蛍光体部と、
   前記蛍光体部の側面上に形成され、前記保護層の材料の一部からなる粒子が堆積された粒子堆積層と、を有することを特徴とする半導体発光装置。
5. 前記保護層は、内壁面が粗面化された凹部を有することを特徴とする請求項４に記載の半導体発光装置。
6. 前記保護層は金属材料からなることを特徴とする請求項４又は５に記載の半導体発光装置。
7. 前記複数の半導体発光素子の各々は、前記搭載基板上にマトリクス状に配置されていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１つに記載の半導体発光装置。

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