JP2018142687A - 発光装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】２次元に配置された複数の発光構造を含む発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】発光装置の製造方法は、支持基板上に第１および第２の方向に沿って２次元に配置され、それぞれが第１導電型の第１半導体層および第２導電型の第２半導体層を含む発光構造を有するウエハを準備する工程（ａ）と、発光構造を覆い、各発光構造に対応して第１および第２のスルーホールが設けられた第１絶縁層を形成する工程（ｂ）と、第１半導体層にそれぞれ電気的に接続された複数の第１導電構造と、第２方向に並ぶ複数の第２半導体層に電気的に接続された第１配線とを形成する工程（ｃ）と、第１配線を覆い、上面視において第１導電構造に重なる位置に第３スルーホールが設けられた第２絶縁層を形成する工程（ｄ）と、第１方向に並ぶ複数の第１導電構造に電気的に接続された第２配線を形成する工程（ｅ）とを含む。【選択図】図７

Description

本発明は、発光素子の製造方法に関する。
基板と、基板上の半導体積層構造とを有する半導体発光素子が知られている。半導体発光素子中の半導体積層構造は、一般に、透明基板上に成長させたｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、これらの間の活性層とを含む。ｎ型半導体層上およびｐ型半導体層上には、給電のための電極等が設けられる。ｎ型半導体層上およびｐ型半導体層上の電極は、一般に、ともに基板とは反対側に位置する。
半導体積層構造を同一基板上の複数箇所に配置した構造が提案されている。例えば下記の特許文献１は、マトリクス状に配置された複数の青色発光ダイオード単体セルを含む青色発光ダイオードアレイを開示している。
特開２０１５−０２６７３１号公報
同一基板上に複数の半導体積層構造のアレイを形成しようとすると、ｎ型半導体層に接続される配線と、ｐ型半導体層に接続される配線とを交差させる必要が生じ、製造工程が複雑化しやすい。上述の特許文献１に記載の技術では、互いに交差するストライプ状の電極層で半導体発光素子を挟むことにより、半導体発光素子の同一面側における、ストライプ状の電極層の交差を回避している。しかしながら、ストライプ状の電極層の一方の上に半導体層を成長させなければならず、材料に制約が多く、結果として製造工程が複雑になり得る。
本発明は、工程の複雑化が抑制された、２次元に配置された複数の発光構造を含む発光装置の製造方法を提供する。
本発明の一態様に係る発光装置の製造方法は、支持基板と、前記支持基板の一方の主面上に第１方向および前記第１方向とは異なる第２方向に沿って２次元に配置された複数の発光構造であって、それぞれが、第１領域および第２領域を含む第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層の前記第２領域を覆う第２導電型の第２半導体層とを含む複数の発光構造と、を有するウエハを準備する工程（ａ）と、前記複数の発光構造を覆う第１絶縁層であって、各発光構造の前記第１半導体層の前記第１領域上に第１スルーホールが設けられ、各発光構造の前記第２半導体層上に第２スルーホールが設けられた第１絶縁層を形成する工程（ｂ）と、前記第１スルーホール毎に設けられ、前記第１半導体層にそれぞれ電気的に接続された複数の第１導電構造と、前記複数の第１導電構造から電気的に分離された複数の第１配線であって、それぞれが、前記複数の発光構造の前記第２半導体層のうち前記第２方向に並ぶ複数の前記第２半導体層に前記第２スルーホールの位置で電気的に接続された複数の第１配線とを形成する工程（ｃ）と、複数の第１配線を覆い、上面視において前記複数の第１導電構造に重なる位置に第３スルーホールが設けられた第２絶縁層を形成する工程（ｄ）と、それぞれが、前記複数の第１導電構造のうち前記第１方向に並ぶ複数の第１導電構造に前記第３スルーホールの位置で電気的に接続された複数の第２配線を形成する工程（ｅ）とを含む。
本発明の一実施形態によれば、工程の複雑化が抑制された、複数の発光構造を含む発光装置の製造方法が提供される。
図１は、本発明のある実施形態による製造方法によって得られる例示的な発光装置の模式的な上面図である。 図２は、図１に示す発光装置１００の模式的な底面図である。 図３は、発光装置１００における発光のパターンの例を示す上面図である。 図４は、発光装置１００における発光のパターンの他の例を示す上面図である。 図５は、発光装置１００における発光のパターンのさらに他の例を示す上面図である。 図６Ａは、図２のＡ−Ａ’断面の一例を模式的に示す図である。 図６Ｂは、図２のＢ−Ｂ’断面の一例を模式的に示す図である。 図７は、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法の概略を示すフローチャートである。 図８Ａは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図８Ｂは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図９Ａは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図９Ｂは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１０Ａは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１０Ｂは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１１Ａは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１１Ｂは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１２Ａは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１２Ｂは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１３Ａは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１３Ｂは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１４Ａは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１４Ｂは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１４Ｃは、スルーホールＴｈａおよびＴｈｂの形成後の、発光構造１２０のアレイの一部を拡大して示す模式的な底面図である。 図１５Ａは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１５Ｂは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１５Ｃは、ｐ側配線層１６０を形成した後の、発光構造１２０のアレイの一部を拡大して示す模式的な底面図である。 図１６Ａは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１６Ｂは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１６Ｃは、第２絶縁層１７０を形成した後の、発光構造１２０のアレイの一部を拡大して示す模式的な底面図である。 図１７Ａは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１７Ｂは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１７Ｃは、ｎ側配線層１８０を形成した後の、発光構造１２０のアレイの一部を拡大して示す模式的な底面図である。 図１８Ａは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１８Ｂは、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。 図１９Ａは、第１島状部１２６ｓおよび第２島状部１２６ｔを有しない発光装置を、図２に示すＡ−Ａ’線の位置で切断したときの模式的な断面図である。 図１９Ｂは、第１島状部１２６ｓおよび第２島状部１２６ｔを有しない発光装置を、図２に示すＢ−Ｂ’線の位置で切断したときの模式的な断面図である。 図２０Ａは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図であり、図２のＡ−Ａ’線断面図に相当する。 図２０Ｂは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図であり、図２のＢ−Ｂ’線断面図に相当する。 図２１Ａは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図２１Ｂは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図２２Ａは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図２２Ｂは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図２３Ａは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図２３Ｂは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図２４Ａは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図２４Ｂは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図２５Ａは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図２５Ｂは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図２６Ａは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図２６Ｂは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図２７Ａは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図２７Ｂは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図２８Ａは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図２８Ｂは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図２９Ａは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図２９Ｂは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図３０Ａは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図３０Ｂは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図３１Ａは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。 図３１Ｂは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる他の例示的な発光装置の模式的な断面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態は、例示であり、本発明は、以下の実施形態に限られない。例えば、以下の実施形態で示される数値、形状、材料、ステップ、そのステップの順序などは、あくまでも一例であり、技術的に矛盾が生じない限りにおいて種々の改変が可能である。
以下の説明では、特定の方向または位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」およびそれらの用語を含む別の用語）を用いる場合がある。しかしながら、それらの用語は、参照した図面における相対的な方向または位置を分かり易さのために用いているに過ぎない。参照した図面における「上」、「下」等の用語による相対的な方向または位置の関係が同一であれば、本開示以外の図面、実際の製品等において、参照した図面と同一の配置でなくてもよい。以下の説明において、実質的に同じ機能を有する構成要素は共通の参照符号で示し、説明を省略することがある。また、図面が過度に複雑になることを避けるために、一部の要素の図示を省略することがある。図面が示す構成要素の大きさ、位置関係等は、分かり易さのために誇張されている場合があり、実際の発光装置における大きさ、あるいは、実際の発光装置における構成要素間の大小関係を反映していない場合がある。本明細書において「平行」および「垂直」（または「直交」）とは、特に他の言及がない限り、２つの直線、辺あるいは面等がそれぞれ０°から±５°程度および９０°から±５°程度の範囲にある場合を含む。
（発光装置の例示的な構成）
以下、図１〜図５、図６Ａおよび図６Ｂを参照して、本発明のある実施形態による製造方法によって得られる発光装置１００の構成を説明する。参考のために、図１〜図５、図６Ａおよび図６Ｂには、互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸が示されている。その他の図面においても、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を示すことがある。
まず、図１を参照する。図１は、発光装置１００に関する模式的な上面図である。発光装置１００は、複数の発光部１００ｅが２次元に配置されたアレイ１００ａを有する。発光部１００ｅは、複数の行および列を含むマトリクス状に配置されている。アレイ１００ａ中における発光部１００ｅの配置は、マトリクス状に限定されず、ハニカム状の配置等、任意であってよい。アレイ１００ａ中の発光部１００ｅは、例えば、それらの中心が、三角格子パターン、正方格子パターン、矩形格子パターン、斜方格子パターン等の格子パターンの格子点上に位置するような配置を有し得る。
図１に示す例において、アレイ１００ａは、行方向および列方向に沿って発光部１００ｅがそれぞれ８個ずつ配置された、合計６４個の発光部１００ｅを含む。なお、本明細書において、「行方向」は、複数の発光部１００ｅの行が延びる方向（図１では紙面の左右方向）を指し、「列方向」は、複数の発光部１００ｅの列が延びる方向（図１では紙面の上下方向）を指す。
この例では、発光部１００ｅのそれぞれは、正方形状を有している。正方形状の一辺の長さは、例えば、１５μｍ以上６００μｍ以下程度の範囲であり得る。なお、この例では、発光装置１００の外形も正方形状である。正方形状の発光装置１００の一辺のサイズは、例えば４．２ｍｍ程度であり得る。もちろん、アレイ１００ａ中の発光部１００ｅの数および形状は、任意に設定可能であり、発光装置１００の形状も任意に設定してよい。
図１に模式的に示すように、発光装置１００は、それぞれが１つの発光部１００ｅを含む複数の単位発光領域１００Ｒを有する。発光装置１００のアレイ１００ａを、単位発光領域１００Ｒの繰り返し構造として定義できる。後に詳しく説明するように、発光装置１００は、それぞれが、第１の半導体層であるｎ型半導体層および第２の半導体層であるｐ型半導体層を有する複数の発光構造の２次元配列を含む。発光部１００ｅは、各発光構造のうち、発光装置１００の表面に現れた部分に相当する。つまり、各単位発光領域１００Ｒは、複数の発光構造のうちの１つを含む。なお、アレイ１００ａ中の単位発光領域の形状およびサイズは、これらの全てに共通であってもよいし、異なる形状および／またはサイズの単位発光領域がアレイ１００ａ中に混在していてもよい。
図１に例示する構成において、互いに隣接する２つの発光部１００ｅは、互いに分離されており、互いに隣接する２つの発光部１００ｅの間に、後述の反射層１３０の一部が介在している。ここでは、発光部１００ｅのマトリクス状の配置に対応して、互いに隣接する２つの発光部１００ｅ間に反射層１３０の一部がグリッド状に現れている。反射層１３０のうち、互いに隣接する２つの発光部１００ｅの間に現れた部分の幅Ｗは、例えば１０μｍ以上１２００μｍ以下程度の範囲に適宜設定され得る。
互いに隣接する２つの発光部１００ｅが反射層１３０によって分離されることにより、例えば、互いに隣接する２つの単位発光領域１００Ｒの一方が点灯され、他方が消灯されている場合に、反射層１３０を跨ぐ光の漏れ込みを抑制し得る。これにより、点灯された単位発光領域１００Ｒによって描かれる図形、文字等のパターンを認識しやすくなるので有益である。以下、発光装置１００中、単位発光領域１００Ｒの繰り返し構造（アレイ１００ａといってもよい。）が位置する領域を表示領域Ｒｒと呼ぶことがある。表示領域Ｒｒ中の単位発光領域１００Ｒを例えば全て点灯させることによって、発光装置１００を面光源として利用することも可能である。
発光装置１００は、複数の単位発光領域１００Ｒから構成される表示領域Ｒｒの外側に周辺領域Ｒｐを有し得る。図１に例示する構成において、周辺領域Ｒｐには、給電用の複数の端子部１００ｓおよび１００ｔが設けられている。この例では、表示領域Ｒｒの上側に、マトリクス状に配置された複数の発光部１００ｅの行方向に沿って８個の端子部１００ｓが直線状に並んでおり、表示領域Ｒｒの右側に、複数の発光部１００ｅの列方向に沿って８個の端子部１００ｔが直線状に並んでいる。言うまでもないが、端子部１００ｓの配置および端子部１００ｔの配置は、直線状に限定されない。
図２を参照する。図２は、発光装置１００の模式的な底面図である。後述するように、発光装置１００は、底面側に光反射性樹脂層を有する。図２では、説明の便宜のために、この光反射性樹脂層を除いて発光装置１００の構造を図示している。
図２に模式的に示すように、ここでは、単位発光領域１００Ｒが８行８列のマトリクス状の配置を有することに対応して、複数の発光構造１２０が、表示領域Ｒｒ中において８行８列のマトリクス状に配置されている。発光装置１００は、複数の発光構造１２０の列毎に配置された複数の第１配線１６０ｗと、複数の発光構造１２０の行毎に配置された複数の第２配線１８０ｗとを有する。ここでは、各第１配線１６０ｗは、発光構造１２０のマトリクス状の配置の列方向に延び、列方向に配置された８個の発光構造１２０を互いに電気的に接続している。後に詳しく説明するように、各第１配線１６０ｗは、列方向に沿って並ぶ発光構造１２０のｐ型半導体層に電気的に接続される。第１配線１６０ｗをｐ側配線と呼んでもよい。一方、各第２配線１８０ｗは、発光構造１２０のマトリクス状の配置の行方向に延び、行方向に並ぶ発光構造１２０のｎ型半導体層を互いに電気的に接続する。第２配線１８０ｗをｎ側配線と呼んでもよい。
この例では、各第１配線１６０ｗの一端は、周辺領域Ｒｐに配置された端子部１００ｓの位置（図１参照）まで延びている。端子部１００ｓの位置には、第１島状部１２６ｓが設けられており、各第１配線１６０ｗの一端は、これらの第１島状部１２６ｓのうちの対応する１つに重なっている。同様に、この例では、各第２配線１８０ｗの一端は、周辺領域Ｒｐに配置された端子部１００ｔの位置（図１参照）まで延び、各第２配線１８０ｗの一端は、対応する端子部１００ｔの位置に設けられた第２島状部１２６ｔに重なっている。
後述するように、各第１配線１６０ｗおよび各第２配線１８０ｗは、これらの間に絶縁層が介在されることによって互いに電気的に分離される。すなわち、図２は、いわゆるパッシブマトリクス駆動が可能な配線の構成を例示しており、このような配線の構成によれば、アレイ１００ａ中の発光構造１２０のうちの一部の発光構造１２０を選択して電流を供給することができる。したがって、表示領域Ｒｒ中の一部の発光部１００ｅから選択的に光を出射させることができる。
図３および図４は、発光装置１００における発光のパターンの例を示す。図３および図４中、発光部１００ｅを示す矩形の内部に付された網掛けは、その発光部１００ｅが消灯状態にあることを表している。なお、発光しないダミーの発光構造をアレイ１００ａ中に混在させることにより、例えば図５に示すような発光パターンを実現することも可能である。
発光装置１００における配線の方式は、図２に示すような、パッシブマトリクス駆動に適合した構成に限定されず、その他の配線パターンも採用し得る。なお、図２を参照して説明した例では、第１配線１６０ｗおよび第２配線１８０ｗは、直線状である。しかしながら、これらの形状は、直線状に限定されず、例えば、第１配線１６０ｗおよび第２配線１８０ｗの一方および両方が、屈曲、分岐等を含んでいてもよい。
次に、図６Ａおよび図６Ｂを参照して、発光装置１００の構成をより詳細に説明する。図６Ａおよび図６Ｂに示す発光装置１００Ａは、上述の発光装置１００の一例である。図６Ａは、図２のＡ−Ａ’線の位置で発光装置１００Ａを切断したときの断面を模式的に示し、図６Ｂは、図２のＢ−Ｂ’線の位置で発光装置１００Ａを切断したときの断面を模式的に示す。図６Ａおよび図６Ｂに示すように、発光装置１００Ａは、光反射性樹脂層１９０と、光反射性樹脂層１９０に支持された複数の発光構造１２０と、発光構造１２０の側部および底部を覆う反射層１３０とを有する。
まず、表示領域Ｒｒに注目する。図６Ａに示すように、発光構造１２０のそれぞれは、ｎ型半導体層１２２ｎと、ｐ型半導体層１２２ｐと、ｎ型半導体層１２２ｎおよびｐ型半導体層１２２ｐに挟まれた活性層１２２ａと、ｐ型半導体層１２２ｐの上面の略全面を覆うように設けられた全面電極層１２４ｅとを含む。ｎ型半導体層１２２ｎには、ｎ側電極１３６ｎが接続されており、ｐ型半導体層１２２ｐには、全面電極層１２４ｅを介してｐ側電極１３６ｐが接続されている。ｎ側電極１３６ｎおよびｐ側電極１３６ｐは、反射層１３０を貫通している。なお、この例では、互いに隣接する２つの発光構造１２０の間に、樹脂層１４０の一部が介在している。
発光構造１２０としては、任意の波長の光を出射する構造を選択することができる。例えば窒化物系半導体（ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いてｎ型半導体層１２２ｎ、ｐ型半導体層１２２ｐおよび活性層１２２ａを形成することにより、青色、緑色の光を出射する発光構造が得られる。ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＰ等の半導体を含む発光構造を形成すれば、赤色の光が得られる。以下では、全ての発光構造１２０が青色光を出射する場合について説明するが、異なる色の光を出射する複数種の発光構造が含まれていてもよいことは言うまでもない。例えば、発光装置が、赤、青、緑の光をそれぞれ出射する３種の発光構造１２０を含んでいてもかまわない。
あるいは、アレイ１００ａ中の複数の発光部１００ｅと重なるように波長変換層を形成してもよい。波長変換層は、例えば、樹脂中に蛍光体の粒子が分散された層である。例えば、アレイ１００ａに含まれる発光構造１２０の全てを、青色光を出射する発光構造とし、一部の発光部１００ｅ上に、青色光を緑色光に変換する蛍光体を含む波長変換層を配置し、他の一部の発光部１００ｅ上に、青色光を赤色光に変換する蛍光体を含む波長変換層を配置してもよい。このような構成によっても、ＲＧＢのカラー表示が可能である。蛍光体には、公知の材料を適用することができる。青色光を緑色光に変換可能な蛍光体として、例えばβサイアロン蛍光体を挙げることができ、青色光を赤色光に変換可能な蛍光体として、ＫＳＦ系蛍光体、ＣＡＳＮ等が挙げられる。波長変換部材としての蛍光体は、量子ドット蛍光体であってもよい。
反射層１３０は、発光構造１２０の側部および底部を実質的に覆い、発光構造１２０から出射された光のうち、発光構造１２０の側部または底部に向かう光を、底部とは反対の方向（ここではｚの正方向）に向けて反射させる。反射層１３０は、例えば、単層もしくは複層の金属膜、または、２種以上の誘電体膜が積層された誘電体多層膜を含む。光の利用効率の観点からは、金属膜と比較して吸収を低減し得るので、反射層１３０として誘電体多層膜を用いると有益である。反射層１３０としての誘電体多層膜は、例えば、ＳｉＯ2膜、ＴｉＯ2膜およびＮｂ2Ｏ5膜からなる群から選択された２種以上を含む。反射層１３０は、Ａｌ2Ｏ3を含んでいてもよい。反射層１３０として金属膜を適用する場合、反射層１３０の材料として、例えばＴｉ、Ａｌ、Ａｇ等を用いることができる。
図６Ａおよび図６Ｂに例示する構成において、発光構造１２０の底部側（発光装置１００Ａの底面側といってもよい。）には、さらに光反射性樹脂層１９０が配置されている。光反射性樹脂層１９０は、例えば、光反射性のフィラーが分散された樹脂層であり、反射層１３０と同様に、下方に向かう光を底部とは反対の方向に向けて反射させる機能を有する。光反射性樹脂層１９０の、発光構造１２０からの光に対する反射率は、例えば６０％以上である。発光構造１２０からの光に対する反射率は、７０％以上、８０％または９０％以上であってもよく、適宜に設定され得る。
樹脂層１４０と、光反射性樹脂層１９０との間には、第１絶縁層１５０Ａ、ｐ側配線層１６０、第２絶縁層１７０およびｎ側配線層１８０が配置されている。第１絶縁層１５０Ａは、樹脂層１４０およびｐ側配線層１６０の間に位置する。他方、第２絶縁層１７０は、ｐ側配線層１６０およびｎ側配線層１８０の間に位置し、これらを電気的に分離する。
ｐ側配線層１６０は、上述の第１配線１６０ｗと、一端が第１配線１６０ｗに接続された複数のビア１６０ｖとを有する。ビア１６０ｖは、発光構造１２０のｐ型半導体層１２２ｐ毎に設けられ、その他端は、ｐ型半導体層１２２ｐに電気的に接続されたｐ側電極１３６ｐに接続されている。図６Ｂを参照すればわかるように、第１配線１６０ｗは、ビア１６０ｖを介して、列方向に並ぶ複数の発光構造１２０のｐ型半導体層１２２ｐを互いに電気的に接続している。
ここでは、第１配線１６０ｗは、同一列の端子部１００ｓの位置まで延びている。図６Ｂの右側に示すように、この例では、端子部１００ｓの位置に、第１島状部１２６ｓが配置されている。図示するように、ここでは、第１島状部１２６ｓ上に全面電極層１２５ｅおよび電極１３８ｓが形成されている。図６Ｂに例示する構成では、第１島状部１２６ｓおよび電極１３８ｓの間に全面電極層１２５ｅが配置されているが、全面電極層１２５ｅの形成は必須ではない。
上述の第１配線１６０ｗは、その少なくとも一部が第１島状部１２６ｓに重なる位置まで延びている。図６Ｂに例示する構成において、ｐ側配線層１６０は、第１配線１６０ｗと電極１３８ｓとを互いに電気的に接続するビア１６４ｖをさらに有する。後述するように、第１島状部１２６ｓは、半導体材料の堆積によって形成された構造である。第１島状部１２６ｓは、第１配線１６０ｗによって、同一列に属する複数の発光構造１２０のｐ型半導体層１２２ｐに電気的に接続され得る。
再び図６Ａを参照する。ｎ側配線層１８０は、上述の第２配線１８０ｗと、一端が第２配線１８０ｗに接続された複数のビア１８０ｖとを有する。ビア１８０ｖは、発光構造１２０のｎ型半導体層１２２ｎ毎に設けられる。図６Ａに模式的に示すように、ビア１８０ｖと、ｎ型半導体層１２２ｎ上のｎ側電極１３６ｎとの間には、第１導電構造１６１ｎが配置されており、第１導電構造１６１ｎは、ビア１８０ｖおよびｎ側電極１３６ｎを互いに電気的に接続する。後に図面を参照して詳しく説明するように、第１導電構造１６１ｎは、ｐ側配線層１６０の形成の工程において第１配線１６０ｗ、ビア１６０ｖおよびビア１６４ｖとともに形成される。したがって、第１導電構造１６１ｎは、ｐ側配線層１６０の一部であるということができる。第２配線１８０ｗは、ビア１８０ｖ、第１導電構造１６１ｎおよびｎ側電極１３６ｎを介して、行方向に並ぶ複数の発光構造１２０のｎ型半導体層１２２ｎを互いに電気的に接続する。
ここで、周辺領域Ｒｐに注目すると、第２配線１８０ｗは、同一行の端子部１００ｔの位置まで延び、その少なくとも一部が、端子部１００ｔに配置された第２島状部１２６ｔに重なっている。第２島状部１２６ｔは、第１島状部１２６ｓと同様に、例えば、半導体材料の堆積によって形成された構造である。
図６Ａに例示する構成において、第２島状部１２６ｔ上には、電極１３８ｔが設けられており、電極１３８ｔ上に、第２導電構造１６２ｎが接続されている。第２導電構造１６２ｎは、第１導電構造１６１ｎと同様に、ｐ側配線層１６０の形成の工程において第１配線１６０ｗ、ビア１６０ｖおよびビア１６４ｖとともに形成され得る。
図６Ａに示すように、ｎ側配線層１８０は、第２配線１８０ｗと第２導電構造１６２ｎとを互いに電気的に接続するビア１８４ｖをさらに有する。第２島状部１２６ｔは、第２配線１８０ｗによって、同一行に属する複数の発光構造１２０のｎ型半導体層１２２ｎに電気的に接続され得る。
ｐ側配線層１６０およびｎ側配線層１８０は、金属材料の堆積後、堆積によって得られる金属膜をパターニングすることによって形成することができる。ｐ側配線層１６０中の第１配線１６０ｗおよびｎ側配線層１８０中の第２配線１８０ｗは、複数の金属層を含む積層構造（例えばＴｉ／Ｒｈ／Ａｕ／Ｔｉの積層構造）を有し得る。もちろん、第１配線１６０ｗおよび第２配線１８０ｗの構成が共通である必要はない。
第１島状部１２６ｓおよび第２島状部１２６ｔの間に電圧を印加することにより、複数の第１配線１６０ｗのうち、電圧の印加された第１島状部１２６ｓに電気的に接続された第１配線１６０ｗと、複数の第２配線１８０ｗのうち、電圧の印加された第２島状部１２６ｔに電気的に接続された第２配線１８０ｗとが交差する位置の発光構造１２０に選択的に電流を供給することができる。すなわち、アレイ１００ａ中の所望の発光構造１２０に選択的に電流を供給して、発光構造１２０から光を出射させることが可能である。
（発光装置の製造方法の第１の例）
以下、発光装置１００Ａの例示的な製造方法を説明する。
図７は、本発明のある実施形態による発光装置の製造方法の概略を示す。図７に示す発光装置の製造方法は、概略的には、支持基板と支持基板上の複数の発光構造とを有するウエハを準備する工程（ステップＳ１）と、複数の発光構造を覆う第１絶縁層を形成する工程（ステップＳ２）と、複数の第１導電構造と第１導電構造から電気的に分離された複数の第１配線とを形成する工程（ステップＳ３）と、複数の第１配線を覆う第２絶縁層を形成する工程（ステップＳ４）と、複数の第２配線を形成する工程（ステップＳ５）とを含む。支持基板を除去する工程（ステップＳ６）をさらに含んでいてもよい。以下、図８Ａ〜図１８Ｂを参照しながら、各ステップの詳細を説明する。なお、図８Ａ〜図１８Ｂのうち、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａ、図１４Ａ、図１５Ａ、図１６Ａ、図１７Ａおよび図１８Ａは、図２のＡ−Ａ’線の位置での断面を模式的に示し、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂ、図１４Ｂ、図１５Ｂ、図１６Ｂ、図１７Ｂおよび図１８Ｂは、図２のＢ−Ｂ’線の位置での断面を模式的に示す。
まず、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、複数の発光構造１２０を有するウエハを準備する（図７のステップＳ１）。図８Ａおよび図８Ｂに示すウエハ２００Ｗは、支持基板２００を含み、支持基板２００の一方の表面２００ａ上に複数の発光構造１２０を有する。複数の発光構造１２０は、表面２００ａ上に、第１の方向および第１の方向とは異なる第２の方向に沿って２次元に配置される。ここでは、第１の方向および第２の方向として、互いに直交する方向が選択された例を説明する。すなわち、ここでは、複数の発光構造１２０は、表面２００ａ上においてマトリクス状に配置されている。第１の方向は、例えば、マトリクス状の配置の行方向であり、第２の方向は、マトリクス状の配置の列方向である。
図６Ａおよび図６Ｂを参照して説明したように、各発光構造１２０は、ｎ型半導体層１２２ｎと、ｐ型半導体層１２２ｐとを含む。ｎ型半導体層１２２ｎおよびｐ型半導体層１２２ｐは、支持基板２００の主面上に半導体層をエピタキシャル成長させることによって形成することができる。支持基板２００は、半導体層を成長可能、かつ、最終的に発光構造１２０の分離が可能な基板であればよく、例えば、Ｓｉ基板、サファイア基板、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板およびＧａＡｓ基板を用いることができる。ここでは、Ｓｉ基板を例示する。
支持基板２００の表面２００ａへの半導体材料（ここでは窒化物系半導体）の堆積により、ｎ型半導体層、活性層およびｐ型半導体層を有する半導体積層構造を表面２００ａ上に形成する。さらに、ｐ型半導体層上に電極材料（ＩＴＯ、Ａｇ等）を堆積する。次に、エッチングにより半導体積層構造および電極材料の膜のパターニングを実行し、支持基板２００の表面２００ａに島状の複数の発光構造１２０を形成する。このとき、ｎ型半導体層１２２ｎの一部を露出させるように、活性層、ｐ型半導体層および電極材料の膜のパターニングを行う。図８Ａに示すように、ｎ型半導体層１２２ｎは、ｐ型半導体層１２２ｐに覆われていない第１領域Ｒ１と、ｐ型半導体層１２２ｐに覆われた第２領域Ｒ２とを含む。
ここでは、支持基板２００の表面２００ａに、合計６４個の発光構造１２０をマトリクス状に残すようにパターニングを実行する。このとき、発光構造１２０の形成とともに、周辺領域Ｒｐの、端子部を配置すべき領域に、複数の第１島状部１２６ｓおよび複数の第２島状部１２６ｔを形成してもよい。すなわち、支持基板２００の表面２００ａの全面に半導体層を成長させた後、発光構造１２０ならびに第１島状部１２６ｓおよび第２島状部１２６ｔを配置すべき領域以外の領域上から半導体層を除去する。これにより、例えば、発光構造１２０が形成される領域の外側に、第１の方向（ここでは発光構造１２０のマトリクス状の配置の行方向）に沿って複数の第１島状部１２６ｓを形成し、第２の方向（ここでは発光構造１２０のマトリクス状の配置の列方向）に沿って複数の第２島状部１２６ｔを形成することができる。なお、ここで説明する例では、第１島状部１２６ｓ上に電極材料を残すようにパターニングを行い、第１島状部１２６ｓ上に全面電極層１２５ｅを形成している。
第１島状部１２６ｓおよび第２島状部１２６ｔを形成するための材料と、発光構造１２０のｎ型半導体層１２２ｎ、活性層１２２ａおよびｐ型半導体層１２２ｐを形成するための材料を共通とすることにより、発光構造１２０の形成時に第１島状部１２６ｓおよび／または第２島状部１２６ｔを形成することができる。第１島状部１２６ｓおよび第２島状部１２６ｔの導電型は、ｎ型であってもよいし、ｐ型であってもよい。第１島状部１２６ｓおよび第２島状部１２６ｔの導電型が一致している必要もない。
次に、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、ｎ型半導体層１２２ｎのうちコンタクトを形成すべき領域上およびｐ型半導体層１２２ｐのうちコンタクトを形成すべき領域上にバリア層１３７ｎおよび１３７ｐをそれぞれ形成する。ここでは、第１島状部１２６ｓ上の全面電極層１２５ｅ上および第２島状部１２６ｔ上にもバリア層１３７ｓおよび１３７ｔをそれぞれ形成する。バリア層１３７ｎ、１３７ｐ、１３７ｓおよび１３７ｔは、後の工程においてエッチングストップとして機能する材料を選択することができる。このようなバリア層１３７ｎ、１３７ｐ、１３７ｓおよび１３７ｔは、例えばＴｉおよびＲｈを順次に堆積してパターニングを行うことによって形成できる。
次に、支持基板２００のうち、発光構造１２０、第１島状部１２６ｓまたは第２島状部１２６ｔによって覆われていない部分を例えばエッチングによって部分的に除去する。表面２００ａ側からの支持基板２００のエッチングにより、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、支持基板２００に凹部２００ｃが形成される。
次に、支持基板２００の全面を覆う反射膜を形成する。例えば、ＳｉＯ2膜およびＮｂ2Ｏ5膜の積層膜の形成を３回繰り返し、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、各発光構造１２０を覆う反射膜１３０ｆを形成する。その後、反射膜１３０ｆ上の領域のうち、支持基板２００の凹部２００ｃの位置する部分を未硬化の樹脂組成物で充填して樹脂組成物を硬化させることにより、樹脂層１４０を形成する（図１２Ａおよび図１２Ｂ参照）。
樹脂層１４０は、例えば、光反射性のフィラーが分散された光反射性樹脂層である。樹脂層１４０の、発光構造１２０からの光に対する反射率は、例えば６０％以上である。光反射性のフィラーが分散された樹脂組成物を用い、樹脂層１４０として光反射性樹脂層を形成することにより、発光構造１２０から出射された光の側方への漏れを抑制し得る。発光構造１２０からの光に対する反射率は、７０％以上、８０％または９０％以上であってもよく、適宜に設定され得る。
光反射性のフィラーを分散させる樹脂材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。光反射性のフィラーとしては、金属の粒子、または、光反射性のフィラーを分散させる樹脂材料よりも高い屈折率を有する無機材料もしくは有機材料の粒子を用いることができる。
次に、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により、反射膜１３０ｆのうち、下層にバリア層１３７ｎ、１３７ｐ、１３７ｓおよび１３７ｔが位置する部分にスルーホールを形成する。スルーホールの形成により、各バリア層１３７ｎ、１３７ｐ、１３７ｓおよび１３７ｔの一部を反射膜１３０ｆから露出させ、各バリア層１３７ｎ、１３７ｐ、１３７ｓおよび１３７ｔの位置にスルーホールを有する反射層１３０を形成する。バリア層１３７ｎ、１３７ｐ、１３７ｓおよび１３７ｔがエッチストップとして機能するので、ｎ型半導体層１２２ｎ、全面電極層１２４ｅ、全面電極層１２５ｅおよび第２島状部１２６ｔへのエッチング時のダメージを抑制し得る。さらに、反射層１３０上に例えばＡｕ膜を形成し、バリア層１３７ｎ、１３７ｐ、１３７ｓおよび１３７ｔの位置にＡｕ膜の一部を残すようにＡｕ膜のパターニングを実行する。Ａｕ膜のパターニングにより、図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、ｎ側電極１３６ｎおよびｐ側電極１３６ｐと、電極１３８ｓおよび１３８ｔとが形成される。
次に、支持基板２００の全面を覆う絶縁膜（第１絶縁膜）を形成する。その後、絶縁膜のパターニングにより、支持基板２００上の発光構造１２０を覆い、かつ、発光構造１２０毎にスルーホール（第１スルーホール）Ｔｈａおよびスルーホール（第２スルーホール）Ｔｈｂが設けられた第１絶縁層１５０Ａを形成する（図７のステップＳ２）。第１絶縁層１５０Ａの材料としては、例えばエポキシ系、シリコーン系等の感光性材料を用いることができる。感光性材料の付与後、フォトリソグラフィの適用により、スルーホール以外の部分に絶縁膜の材料を残すことができる。図１４Ａに示すように、スルーホールＴｈａは、各発光構造１２０の第１領域Ｒ１のうち、ｎ側電極１３６ｎの位置に設けられ、スルーホールＴｈｂは、各発光構造１２０の第２領域Ｒ２のうち、ｐ側電極１３６ｐの位置に設けられる。図１４Ｃは、底面側から見た発光構造１２０のアレイの一部を拡大して模式的に示す。スルーホールＴｈａおよびＴｈｂの位置において、ｎ側電極１３６ｎの一部およびｐ側電極１３６ｐの一部がそれぞれ露出されている。
ここでは、発光構造１２０だけでなく、第１島状部１２６ｓおよび第２島状部１２６ｔをも覆うように絶縁膜を形成する。さらに、絶縁膜のパターニングの際に、スルーホールＴｈａおよびＴｈｂを形成するとともに、第１島状部１２６ｓ上の電極１３８ｓの位置および第２島状部１２６ｔ上の電極１３８ｔの位置にスルーホール（第４スルーホール）Ｔｈｄおよびスルーホール（第５スルーホール）Ｔｈｅをそれぞれ形成する。
次に、複数の第１導電構造と、複数の第１配線とを形成する（図７のステップＳ３）。まず支持基板２００の全面に導電膜を形成する。例えば、Ｔｉ、Ｒｈ、ＡｕおよびＴｉを第１絶縁層１５０Ａ上に順次に堆積することにより、多層膜の形で導電膜を形成することができる。その後、導電膜のパターニングにより、第１配線１６０ｗ、ビア１６０ｖおよびビア１６４ｖを含むｐ側配線層１６０を形成する。
このとき、導電膜のうち各スルーホールＴｈａの位置にある部分を残すことにより、図１５Ａに示すように、一端がｎ側電極１３６ｎに接続された第１導電構造１６１ｎをスルーホールＴｈａ毎に形成することができる。第１導電構造１６１ｎは、ｎ側電極１３６ｎを介してｎ型半導体層１２２ｎに電気的に接続されている。また、このとき、導電膜のうち各スルーホールＴｈｅの位置にある部分を残すことにより、一端が電極１３８ｔに接続された第２導電構造１６２ｎをスルーホールＴｈｅ毎に形成することができる。第２導電構造１６２ｎは、電極１３８ｔを介して第２島状部１２６ｔに電気的に接続されている。
図１５Ａに示すように、ｐ側配線層１６０のビア１６０ｖは、スルーホールＴｈｂ内に位置し、ｐ側電極１３６ｐおよび第１配線１６０ｗを互いに電気的に接続する。図１５Ｂに示すように、第１配線１６０ｗは、第２の方向（ここでは列方向）に延び、ビア１６０ｖ、ｐ側電極１３６ｐおよび全面電極層１２４ｅを介して、第２の方向に並ぶ発光構造１２０のｐ型半導体層１２２ｐ同士を電気的に接続する。
この例では、第１配線１６０ｗは、第１島状部１２６ｓの位置まで延び、一端が電極１３８ｓに接続されたビア１６４ｖを介して第１島状部１２６ｓに電気的に接続されている。図２を参照して説明したように、第１配線１６０ｗは、例えば複数の発光構造１２０の列毎に設けられる。導電膜のパターニングにおいて、導電膜のうちスルーホールＴｈｄの位置にある部分と、スルーホールＴｈｄおよびスルーホールＴｈｂを結ぶ領域上にある部分とを残すことにより、各第１配線１６０ｗを、複数の第１島状部１２６ｓのうちの対応する１つにスルーホールＴｈｄの位置で電気的に接続することができる。第１島状部１２６ｓに電圧を印加することにより、第１配線１６０ｗを介して、第２の方向に並び、かつ、その第１配線１６０ｗに接続された複数の発光構造１２０のｐ型半導体層１２２ｐに一括して電圧を印加することができる。
図１５Ｃは、ｐ側配線層１６０を形成した後の、発光構造１２０のアレイの一部を拡大して模式的に示す。図１５Ｃに示すように、第１導電構造１６１ｎがスルーホールＴｈａ毎にスルーホールＴｈａの位置に形成されている。図１５Ｃから分かるように、いずれの第１導電構造１６１ｎも、列方向に延びる第１配線１６０ｗからは空間的に分離されており、したがって、いずれの第１導電構造１６１ｎも、第１配線１６０ｗから電気的に分離されている。
次に、支持基板２００の全面を覆う第２の絶縁膜を形成する。上述の第１絶縁膜と同様に、第２の絶縁膜は、発光構造１２０だけでなく、第１島状部１２６ｓおよび第２島状部１２６ｔをも覆うように形成され得る。第２の絶縁膜の形成後、第２の絶縁膜のパターニングによって、複数の第１配線１６０ｗを覆い、かつ、上面視において第１導電構造１６１ｎに重なる位置にスルーホール（第３スルーホール）Ｔｈｃが設けられた第２絶縁層１７０を形成する（図７のステップＳ４）。第２絶縁層１７０の材料としては、感光性材料等、第１絶縁層１５０Ａの材料と同様の材料を用い得る。感光性材料の付与後、フォトリソグラフィの適用により、スルーホール以外の部分に絶縁膜の材料を残すことができる。
図１６Ｃは、第２絶縁層１７０を形成した後の、発光構造１２０のアレイの一部を拡大して模式的に示す。図１６Ｃに示すように、スルーホールＴｈｃは、第１導電構造１６１ｎに重なる位置に設けられ、スルーホールＴｈｃの位置において第１導電構造１６１ｎの一部が露出されている。
再び図１６Ａを参照する。ここでは、絶縁膜のパターニングにおいて、スルーホールＴｈｃだけでなく、上面視において第２導電構造１６２ｎに重なる位置にスルーホール（第６スルーホール）Ｔｈｆを形成する。第２導電構造１６２ｎは、スルーホールＴｈｆの位置においてその一部が露出される。
次に、複数の第２配線を形成する（図７のステップＳ５）。ｐ側配線層１６０の形成の工程と同様に、例えば、Ｔｉ、Ｒｈ、ＡｕおよびＴｉを第２絶縁層１７０上に順次に堆積することにより、支持基板２００の全面に多層膜の形で導電膜を形成する。その後、導電膜のパターニングにより、図１７Ａに示すように、第２配線１８０ｗおよびビア１８０ｖを含むｎ側配線層１８０を形成することができる。導電膜のパターニングにおいて、導電膜のうち各スルーホールＴｈｃの位置にある部分を残すことにより、ビア１８０ｖをスルーホールＴｈｃ毎に形成することができる。ビア１８０ｖの一端および他端は、それぞれ、第１導電構造１６１ｎおよび第２配線１８０ｗに接続され、したがって、第２配線１８０ｗは、ビア１８０ｖ、第１導電構造１６１ｎおよびｎ側電極１３６ｎを介して、発光構造１２０のｎ型半導体層１２２ｎに電気的に接続される。図１７Ｃは、ｎ側配線層１８０を形成した後の、発光構造１２０のアレイの一部を拡大して模式的に示す。図１７Ｃに示すように、第２配線１８０ｗは、例えば複数の発光構造１２０の行毎に設けられる。
また、導電膜のパターニングにおいて、導電膜のうちスルーホールＴｈｆおよびスルーホールＴｈｃを結ぶ領域上にある部分を残すことにより、第２配線１８０ｗを第２島状部１２６ｔの上方にまで拡張することができる。導電膜のうち各スルーホールＴｈｆの位置にある部分を残すことにより、図１７Ａの左側に示すように、ビア１８４ｖをスルーホールＴｈｆ毎に形成することができる。ビア１８４ｖの一端および他端は、それぞれ、第２導電構造１６２ｎおよび第２配線１８０ｗに接続され、第２配線１８０ｗは、ビア１８４ｖ、第２導電構造１６２ｎおよび電極１３８ｔを介して、第２島状部１２６ｔに電気的に接続される。
第２配線１８０ｗは、第１の方向（ここでは行方向）に延び、ビア１８０ｖを介して、第１の方向に並ぶ第１導電構造１６１ｎにスルーホールＴｈｃの位置で電気的に接続される。その結果、第２配線１８０ｗは、ビア１８０ｖおよび第１導電構造１６１ｎを介して、第１の方向に並ぶ発光構造１２０のｎ型半導体層１２２ｎ同士を電気的に接続する。さらに、この例では、第２配線１８０ｗは、第２島状部１２６ｔの位置まで延び、ビア１８４ｖを介して、一端が第２島状部１２６ｔ上の電極１３８ｔに接続された第２導電構造１６２ｎの他端に接続されている。このように、ｎ側配線層１８０の形成の工程において、各第２配線１８０ｗを、複数の第２島状部１２６ｔのうちの対応する１つにスルーホールＴｈｆの位置で電気的に接続することができる。第２島状部１２６ｔに電圧を印加することにより、第２配線１８０ｗを介して、第１の方向に並び、かつ、その第２配線１８０ｗに接続された複数の発光構造１２０のｎ型半導体層１２２ｎに一括して電圧を印加することができる。
その後、図１８Ａおよび図１８Ｂに示すように、ｎ側配線層１８０を覆うように、第２絶縁層１７０上に光反射性樹脂層１９０を形成してもよい。光反射性樹脂層１９０の材料としては、上述の樹脂層１４０と同様の材料、例えば光反射性のフィラーが分散された樹脂組成物を用いることができる。光反射性樹脂層１９０の形成には、例えばトランスファー成形等の圧縮成形法を適用可能である。光反射性のフィラーが分散された未硬化の樹脂組成物を第２絶縁層１７０上に付与し、樹脂組成物を硬化させることによって光反射性樹脂層１９０が形成される。光反射性樹脂層１９０の、発光構造１２０からの光に対する反射率は、例えば６０％以上である。光反射性樹脂層１９０の厚さ（発光構造１２０が配置された面に垂直な方向における、最も低い部分から上面までの距離）は、０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下程度であり得る。これにより、発光装置１００Ａが得られる。
その後、発光装置１００Ａから必要に応じて支持基板２００を除去してもよい（図７のステップＳ６）。ここでは支持基板２００としてＳｉ基板を用いているので、例えばエッチングによって支持基板２００を除去することが可能である。支持基板２００としてサファイア基板を用いる場合には、レーザリフトオフを適用して発光構造１２０からサファイア基板を分離し得る。これにより、図６Ａおよび図６Ｂに示す構造を有する発光装置１００Ａが得られる。
上述した実施形態によれば、第１絶縁層１５０Ａの、ｎ型半導体層１２２ｎの第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２に重なる位置にそれぞれスルーホールＴｈａおよびＴｈｂが設けられるので、第１配線１６０ｗの形成時に、スルーホールＴｈａの位置に第１導電構造１６１ｎを形成することができる。上述した実施形態では、ｎ型半導体層１２２ｎに電気的に接続された第１導電構造１６１ｎを予め形成してから、第１導電構造１６１ｎに達するスルーホールＴｈｃが設けられた第２絶縁層１７０を第１絶縁層１５０Ａ上に形成している。第２絶縁層１７０上に第２配線１８０ｗを形成することにより、第１導電構造１６１ｎを介して複数の発光構造１２０のｎ型半導体層１２２ｎを第２配線１８０ｗによって互いに電気的に接続することができる。したがって、発光構造１２０のアレイの例えば列方向に延びる第１の配線群の下層にある第１の絶縁層と、第１の配線群および第１の配線群に交差する第２の配線群の間に位置する第２の絶縁層との両方を貫通するスルーホールを単一の工程で形成する必要がない。本実施形態によれば、２つの絶縁層を貫通するスルーホールを形成することなく、複数の発光構造１２０のｎ型半導体層１２２ｎを互いに電気的に接続することができる。したがって、予め第１導電構造１６１ｎを形成しない場合、換言すれば、２つの絶縁層を貫通するスルーホールを一括して形成する場合と比較して工程の複雑化を回避することができる。
また、発光構造１２０は、支持基板２００上に例えばマトリクス状に配置されるように形成される。複数の発光構造１２０をマトリクス状に配置することにより、発光構造１２０のアレイを有する発光装置を提供することができる。本発明の実施形態によれば、第１配線１６０ｗと第２配線１８０ｗとが交差するような配線レイアウトを比較的容易に実現可能であるので、発光構造１２０間の配置ピッチを低減することが比較的容易であり、複数の発光構造１２０を密に配置した構造を実現し得る。
支持基板２００上に半導体材料を堆積して、堆積された半導体材料のパターニングによって複数の発光構造１２０を形成する手法によれば、発光構造１２０の形成時に複数の第１島状部１２６ｓおよび／または複数の第２島状部１２６ｔをあわせて支持基板２００上に形成することができる。発光構造１２０のアレイの外側の周辺領域Ｒｐに第１島状部１２６ｓを形成し、第１配線１６０ｗを第１島状部１２６ｓに接続することにより、第１島状部１２６ｓを、発光構造１２０のｐ型半導体層１２２ｐへの給電用の端子として利用し得る。同様に、周辺領域Ｒｐに第２島状部１２６ｔを形成し、第２配線１８０ｗを第２島状部１２６ｔに接続することにより、第２島状部１２６ｔを、発光構造１２０のｎ型半導体層１２２ｎへの給電用の端子として利用し得る。第１島状部１２６ｓおよび／または第２島状部１２６ｔの、反射層１３０とは反対側の表面（電極１３８ｓおよび／または電極１３８ｔが形成された面とは反対側の表面）に電極をさらに形成してもよい。
なお、上述の例では、第１島状部１２６ｓの底部の位置および第２島状部１２６ｔの底部の位置は、それぞれ、ｐ型半導体層１２２ｐの底部の位置およびｎ型半導体層１２２ｎの底部の位置にほぼ一致している。しかしながら、第１島状部１２６ｓの底部の位置および第２島状部１２６ｔの底部の位置を、ｐ型半導体層１２２ｐの底部の位置およびｎ型半導体層１２２ｎの底部の位置にそれぞれ一致させる必要はない。例えば、第１島状部１２６ｓの底部の位置がｎ型半導体層１２２ｎの底部の位置に揃えられていてもよい。第１島状部１２６ｓを高く形成すると第１配線１６０ｗに比較的大きな段差が生じ得る。このように比較的大きな段差が生じると、第１配線１６０ｗのうち第１島状部１２６ｓの側部に沿って傾斜している部分が薄くなりやすく、断線が発生する可能性がある。第１島状部１２６ｓの高さを低くすることにより、第１島状部１２６ｓの高さによって生じる第１配線１６０ｗの段差の大きさを縮小し得る。したがって、段差に起因する第１配線１６０ｗの断線の発生が抑制され、発光装置の歩留まりおよび信頼性を向上させ得る。第２島状部１２６ｔを形成し、第２島状部１２６ｔを端子として利用する場合も同様のことがいえる。すなわち、第２配線１８０ｗに生じる段差を低減することができ、段差に起因する、ｎ型半導体層１２２ｎと第２島状部１２６ｔとの間の断線の発生を抑制し得る。
上述の例では、ウエハ２００Ｗの準備後、第１絶縁層１５０Ａの形成の前に、各発光構造１２０を覆う反射層１３０を形成している。図６Ａおよび図６Ｂに例示する構造において、発光構造１２０からの光は、紙面における上方に向けて取り出される。反射層１３０によって各発光構造１２０の底部および側部を覆うことにより、発光装置の底面側からの光の出射を抑制して、光の利用効率を向上させ得る。また、互いに隣接する発光構造１２０間に反射層１３０を配置し得るので、複数の発光構造１２０のうちの一部の発光構造１２０を選択的に発光させた場合に、発光領域からの非発光領域への光の漏れを抑制し得る。上述した製造工程のように、第２配線１８０ｗの形成後に、第２絶縁層１７０上に光反射性樹脂層１９０を形成することによって、発光装置の底面側からの光の出射をより効果的に抑制し得る。
図１９Ａおよび図１９Ｂは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる発光装置の断面の一例を模式的に示す。図１９Ａおよび図１９Ｂは、それぞれ、図２のＡ−Ａ’断面および図２のＢ−Ｂ’断面に相当する。図１９Ａおよび図１９Ｂに示す発光装置１００Ｃと、図６Ａおよび図６Ｂを参照して説明した発光装置１００Ａとの間の相違点は、第１島状部１２６ｓと第２島状部１２６ｔとを有しない点である。
図１９Ａに示す発光装置１００Ｃでは、端子部１００ｔに、反射層１３０を貫通する電極１３９ｔが設けられ、ビア１８４ｖを介して電極１３９ｔが第２配線１８０ｗに接続されている。また、図１９Ｂに示す発光装置１００Ｃでは、端子部１００ｓに、反射層１３０を貫通する電極１３９ｓが設けられ、ビア１６４ｖを介して電極１３９ｓが第１配線１６０ｗに接続されている。このような構造にすることで、周辺領域Ｒｐの寸法を小さくすることができる分、表示領域Ｒｒを大きく設けることができる。
（発光装置の製造方法の第２の例）
図２０Ａおよび図２０Ｂは、本発明の他のある実施形態による製造方法によって得られる発光装置の断面の一例を模式的に示す。図２０Ａおよび図２０Ｂは、それぞれ、図２のＡ−Ａ’断面および図２のＢ−Ｂ’断面に相当する。図２０Ａおよび図２０Ｂに示す発光装置１００Ｂと、図６Ａおよび図６Ｂを参照して説明した発光装置１００Ａとの間の相違点は、発光装置１００Ｂでは樹脂層１４０が形成されておらず、互いに隣接する２つの発光構造１２０の間に第１絶縁層１５０Ｂの一部が介在している点である。このような構成によれば、複数の発光構造１２０をより密に配置し得る。
以下、図２１Ａ〜図３１Ｂを参照しながら、発光装置１００Ｂの例示的な製造方法を説明する。なお、図２１Ａ〜図３１Ｂのうち、図２１Ａ、図２２Ａ、図２３Ａ、図２４Ａ、図２５Ａ、図２６Ａ、図２７Ａ、図２８Ａ、図２９Ａ、図３０Ａおよび図３１Ａは、図２のＡ−Ａ’線の位置での断面を模式的に示し、図２１Ｂ、図２２Ｂ、図２３Ｂ、図２４Ｂ、図２５Ｂ、図２６Ｂ、図２７Ｂ、図２８Ｂ、図２９Ｂ、図３０Ｂおよび図３１Ｂは、図２のＢ−Ｂ’線の位置での断面を模式的に示す。以下では、第１の例と異なる点を説明し、第１の例と同じ工程については説明を省略する。
まず、複数の発光構造を有するウエハを準備する。図２１Ａおよび図２１Ｂに示す例において、ウエハ２０１Ｗの支持基板２００上に配置された各発光構造１２１中のｎ型半導体層１２３ｎは、支持基板２００に対向する底部に犠牲層１２３ｓの一部を含む。この犠牲層１２３ｓは、支持基板２００の全面を覆い、複数のｎ型半導体層１２３ｎの間で共有されている。
次に、支持基板２００の全面を覆う反射膜を形成し、反射膜のうち、各発光構造１２１のｎ型半導体層１２３ｎのうちコンタクトを形成すべき領域上およびｐ型半導体層１２２ｐのうちコンタクトを形成すべき領域上の部分を反応性イオンエッチング等によって除去し、反射膜にコンタクトホールを形成する（図２２Ａおよび図２２Ｂ）。第１の例と同様に、反射膜の形成前にバリア層を形成しておいてもよい。さらに、図２３Ａおよび図２３Ｂに示すように、コンタクトホールの位置にｎ側電極１３６ｎ、ｐ側電極１３６ｐ等を形成する。
次に、反射層１３０上の領域のうち、互いに隣接する２つの発光構造１２１の間、発光構造１２１と第１島状部１２６ｓとの間、および、発光構造１２１と第２島状部１２６ｔとの間を未硬化の樹脂組成物で充填する。樹脂組成物を硬化させることにより、図２４Ａおよび図２４Ｂに示すように、樹脂層１５１を形成する。樹脂層１５１の材料としては、例えばエポキシ系、シリコーン系の感光性材料を用いることができる。光反射性のフィラーが分散された樹脂組成物を用い、樹脂層１５１として光反射性樹脂層を形成してもよい。
図２５Ａおよび図２５Ｂに示すように、支持基板２００の全面を覆う絶縁膜１５２ｆを形成し、絶縁膜１５２ｆのパターニングにより、図２６Ａおよび図２６Ｂに示すように、支持基板２００上の発光構造１２１を覆い、かつ、発光構造１２１毎にスルーホールＴｈａおよびスルーホールＴｈｂが設けられた第１絶縁層１５０Ｂを形成する。第１絶縁層１５０Ｂを形成した後の、発光構造１２１のアレイの底面側からの外観は、図１４Ｃに示す外観とほぼ同様であるので図示を省略する。
次に、支持基板２００の全面に導電膜を形成し、導電膜をパターニングすることによって、図２７Ａおよび図２７Ｂに示すように、第１配線１６０ｗ、ビア１６０ｖおよびビア１６４ｖを含むｐ側配線層１６０を形成する。
図２８Ａおよび図２８Ｂに示すように、第２絶縁層１７０を形成後、図２９Ａおよび図２９Ｂに示すように、第２配線１８０ｗおよびビア１８０ｖを含むｎ側配線層１８０を形成する。
その後、図３０Ａおよび図３０Ｂに示すように、ｎ側配線層１８０を覆うように、第２絶縁層１７０上に光反射性樹脂層１９０を形成してもよい。光反射性樹脂層１９０の形成には、例えばトランスファー成形等の圧縮成形法を適用可能である。また、光反射性樹脂層１９０を形成する代わりに、ｎ側配線層１８０を覆うように、第２絶縁層１７０上に接着部材等を介して第２支持基板を貼り付けてもよい。このような第２支持基板としては、複数の発光構造を支持することができるものであればよく、シリコン、サファイア、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムや、プリント配線基板等を用いることができる。
次に、エッチング等により支持基板２００を除去する（図３１Ａおよび図３１Ｂ参照）。その後、例えばＣＭＰ等を利用した研削によって犠牲層１２３ｓを除去する。犠牲層１２３ｓの除去により、複数の発光構造１２１が空間的に分離され、第１の例における発光構造１２０と同様の構造が形成される。すなわち、独立した複数の発光部１００ｅを含むアレイを形成することができる。ｎ型半導体層１２３ｎの底部に犠牲層１２３ｓを設けておくことにより、支持基板２００の分離がより容易となり、また、発光面であるアレイの上面が平坦な構造を得ることが可能になる。
以上の工程により、図２０Ａおよび図２０Ｂを参照して説明した構造を有する発光装置１００Ｂが得られる。発光装置１００Ｂの上面視における外観は、図１に示す外観と同様であり得、互いに隣接する２つの発光部１００ｅ間に反射層１３０の一部がグリッド状に現れる。例えば、反射層１３０のうち発光装置１００の表面に現れた部分の上に、グリッド状に壁部を形成してもよい。壁部を設けることにより、発光領域からの非発光領域への光の漏れを効果的に抑制し得る。
本発明の実施形態によれば、製造工程の複雑化を回避しながら、２次元に配置された複数の発光構造を含む発光装置を提供することが可能である。本発明の発光装置は、照明または表示装置のバックライト等としての面光源、車載用表示装置、標識、看板、広告等に利用可能である。本発明の発光装置は、光を利用した装飾にも応用可能である。
１００、１００Ａ〜１００Ｃ 発光装置
１００Ｒ 単位発光領域
１００ａ アレイ
１００ｅ 発光部
１００ｓ、１００ｔ 端子部
１２０、１２１ 発光構造
１２２ａ 活性層
１２２ｎ、１２３ｎ ｎ型半導体層
１２２ｐ ｐ型半導体層
１２３ｓ 犠牲層
１２４ｅ、１２５ｅ 全面電極層
１２６ｓ 第１島状部
１２６ｔ 第２島状部
１３０ 反射層
１３６ｎ ｎ側電極
１３６ｐ ｐ側電極
１３８ｓ、１３８ｔ、１３９ｓ、１３９ｔ 電極
１４０ 樹脂層
１５０Ａ、１５０Ｂ 第１絶縁層
１６０ ｐ側配線層
１６０ｖ、１６４ｖ ビア
１６０ｗ 第１配線
１６１ｎ 第１導電構造
１６２ｎ 第２導電構造
１７０ 第２絶縁層
１８０ ｎ側配線層
１８０ｖ、１８４ｖ ビア
１８０ｗ 第２配線
１９０ 光反射性樹脂層
２００ 支持基板
２００Ｗ、２０１Ｗ ウエハ
Ｔｈａ〜Ｔｈｆ スルーホール

Claims (9)

  1. 支持基板と、前記支持基板の一方の主面上に第１方向および前記第１方向とは異なる第２方向に沿って２次元に配置された複数の発光構造であって、それぞれが、第１領域および第２領域を含む第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層の前記第２領域を覆う第２導電型の第２半導体層とを含む複数の発光構造と、を有するウエハを準備する工程（ａ）と、
    前記複数の発光構造を覆う第１絶縁層であって、各発光構造の前記第１半導体層の前記第１領域上に第１スルーホールが設けられ、各発光構造の前記第２半導体層上に第２スルーホールが設けられた第１絶縁層を形成する工程（ｂ）と、
    前記第１スルーホール毎に設けられ、前記第１半導体層にそれぞれ電気的に接続された複数の第１導電構造と、前記複数の第１導電構造から電気的に分離された複数の第１配線であって、それぞれが、前記複数の発光構造の前記第２半導体層のうち前記第２方向に並ぶ複数の前記第２半導体層に前記第２スルーホールの位置で電気的に接続された複数の第１配線とを形成する工程（ｃ）と、
    複数の第１配線を覆い、上面視において前記複数の第１導電構造に重なる位置に第３スルーホールが設けられた第２絶縁層を形成する工程（ｄ）と、
    それぞれが、前記複数の第１導電構造のうち前記第１方向に並ぶ複数の第１導電構造に前記第３スルーホールの位置で電気的に接続された複数の第２配線を形成する工程（ｅ）と、を含む、発光装置の製造方法。
  2. 前記工程（ａ）および前記工程（ｂ）の間に、各発光構造を覆う反射層を形成する工程（ｇ）をさらに含む、請求項１に記載の発光装置の製造方法。
  3. 前記工程（ｅ）の後に前記第２絶縁層上に光反射性樹脂層を形成する工程（ｈ）をさらに含む、請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
  4. 前記工程（ｅ）の後に前記支持基板を除去する工程（ｆ）をさらに含み、
    前記工程（ｆ）は、前記複数の発光構造を空間的に分離する工程を含む、請求項１から３のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
  5. 前記工程（ａ）において、前記複数の発光構造の前記第１半導体層は、前記支持基板に対向する底部に、前記支持基板の全体を覆う犠牲層を有し、
    前記工程（ｆ）は、前記犠牲層を除去する工程を含む、請求項４に記載の発光装置の製造方法。
  6. 前記工程（ａ）は、
    前記支持基板上に半導体材料を堆積する工程（ａ１）と、
    前記支持基板上に堆積された半導体材料をパターニングすることにより、前記支持基板上に前記複数の発光構造および複数の第１島状部を形成する工程（ａ２）と
    を含む、請求項１から５のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
  7. 前記工程（ｂ）は、
    前記複数の発光構造および前記複数の第１島状部を覆う第１絶縁膜を形成する工程（ｂ１）と、
    前記第１絶縁膜に前記第１スルーホールおよび前記第２スルーホールを形成し、前記第１絶縁膜のうち各第１島状部上の部分に第４スルーホールを形成する工程（ｂ２）と
    を含み、
    前記工程（ｃ）は、各第１配線を、前記複数の第１島状部のうちの対応する１つに前記第４スルーホールの位置で電気的に接続する工程を含む、請求項６に記載の発光装置の製造方法。
  8. 前記工程（ａ２）は、前記支持基板上に堆積された半導体材料をパターニングすることにより、前記支持基板上に複数の第２島状部をさらに形成する工程を含み、
    前記工程（ｂ１）は、前記第１絶縁膜で前記複数の第２島状部を覆う工程を含み、
    前記工程（ｂ２）は、前記第１絶縁膜のうち各第２島状部上の部分に第５スルーホールをさらに形成する工程を含み、
    前記工程（ｃ）は、前記第５スルーホール毎に設けられ、前記複数の第２島状部にそれぞれ電気的に接続された複数の第２導電構造を形成する工程を含み、
    前記工程（ｄ）は、上面視において前記複数の第２導電構造に重なる位置に第６スルーホールを形成する工程を含み、
    前記工程（ｅ）は、各第２配線を、前記複数の第２島状部のうちの対応する１つに前記第６スルーホールの位置で電気的に接続する工程を含む、請求項７に記載の発光装置の製造方法。
  9. 前記工程（ａ２）において、
    前記複数の発光構造は、前記支持基板上にマトリクス状に配置され、
    前記複数の第１島状部および前記複数の第２島状部は、前記複数の発光構造が配置された領域の外側に、前記第１方向および前記第２方向に沿ってそれぞれ配置される、請求項８に記載の発光装置の製造方法。
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