JP2019192731A - 窒化物半導体装置、窒化物半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
窒化物半導体装置の一般的な形態では、窒化物半導体素子(半導体チップ)が、外部金属線との接続体を有する回路基板(パッケージ基板)に実装されている。
そして、パッケージ基板に対する電圧印加により、金属ボールなどの接続体を介して電流が半導体チップへ供給される。また、金属ボールなどの接続体は、半導体チップで発生した熱をパッケージ基板へ逃がす放熱作用も発揮する。
このように、銅または銅を主成分とする合金からなる第一メッキ電極を、p型電極の帯状部間のn型電極上にも保護絶縁膜を介して形成することで、フリップチップ実装した場合の第1メッキ電極とパッケージ側の電極パッドとの間の接触面積が大きく確保されるため、放熱効果の大幅な改善が期待できる。
本発明の課題は、短絡不良が生じにくい信頼性の高い窒化物半導体装置を提供することである。
(a)窒化物半導体素子を備える。この窒化物半導体素子は、窒化物半導体層と、窒化物半導体層上に形成された第一電極および第二電極と、第一電極上に形成された配線層と、を有する。
(b)窒化物半導体素子の第一電極および第二電極が形成されている面と向かい合う面に、第三電極および第四電極が形成されている基体を備える。
(c)窒化物半導体素子の第一電極上に形成された配線層と基体の第三電極とを電気的に接続する第一接続体を備える。
(d)窒化物半導体素子の第二電極と基体の第四電極とを電気的に接続する第二接続体を備える。
(1)窒化物半導体素子に形成された第一電極および第二電極と基体に形成された第三電極および第四電極とが、第一接続体および第二接続体を用いてそれぞれ電気的に接続された窒化物半導体装置の製造方法である。
(2)窒化物半導体素子の第一窒化物半導体層上に第一電極を、第二窒化物半導体層上に第二電極をそれぞれ形成する工程を備える。
(3)窒化物半導体素子の第一電極上に配線層を形成する工程を備える。
(4)配線層上に第一接続体を形成し、第二電極上に第二接続体を形成する工程を備える。
(5)第一接続体および第二接続体を、基体の第三電極および第四電極にそれぞれ固定する工程を備える。
(6)上記(2)工程後の第一窒化物半導体層上、第二窒化物半導体層上、第一電極上、および第二電極上に、絶縁層を形成する工程を備える。
(7)絶縁層の一部を除去して、第一電極および第二電極を露出させる露出工程を備える。
(8)露出工程後の第一電極上に配線層を形成する工程を備える。
(9)配線層上に第一接続体を形成し、第二電極上に第二接続体を形成する工程を備える。
(10)第一接続体および第二接続体を、基体の第三電極および第四電極にそれぞれ固定する工程を備える。
本発明の第二態様の窒化物半導体装置の製造方法によれば、本発明の第一態様の窒化物半導体装置が製造できる。
本発明の第三態様の窒化物半導体装置の製造方法によれば、本発明の第一態様の窒化物半導体装置が製造できる。
上述のように、第一態様の窒化物半導体装置は、(a)の窒化物半導体素子、(b)の基体、(c)の第一接続体、および(d)の第二接続体を備える。これらの構成要素について以下に詳述する。
<窒化物半導体素子>
(a)の窒化物半導体素子は、窒化物半導体層と、窒化物半導体層上に形成された第一電極および第二電極と、第一電極上に形成された配線層を有する。
〔窒化物半導体素子の種類〕
窒化物半導体素子としては、窒化物半導体発光ダイオード、窒化物半導体レーザダイオード、窒化物半導体トランジスタ、窒化物半導体光電変換素子などが例示できる。
窒化物半導体素子を構成する窒化物半導体層は、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。多層構造の場合は、例えば、n型窒化物半導体層とp型窒化物半導体層とで、量子井戸層と電子バリア層とからなる多重量子井戸層(MQW)を挟む構造が挙げられる。量子井戸層および電子バリア層の材料としては、例えばAlxGa(1-x)Nが用いられる。多層構造の他の例としては、組成の異なる窒化物半導体層が積層され、層間に圧電分極による電子ガスや正孔ガスを生成する構造が挙げられる。
窒化物半導体層の材料は、特に、アルミニウムを含む窒化物であることが好ましい。アルミニウムを含む窒化物の具体例としては、窒化アルミニウムガリウム(AlGaN)が挙げられる。窒化物半導体層の材料は、アルミニウムの含有量がガリウムの含有量よりも多い窒化アルミニウムガリウム(AlxGa(1-x)N(0.5<x<1))を含むことがさらに好ましい。
また、窒化物半導体層が多層構造の場合には、窒化物半導体層以外の層が含まれていても良い。窒化物半導体層以外の層の材料としては、酸化アルミニウム(Al2O3)、燐化アルミニウム(AlP)、砒化アルミニウム(AlAs)、アンチモン化アルミニウム(AlSb)、硫化アルミニウム(Al2S3)、セレン化アルミニウム(Al2Se3)、テルル化アルミニウム(Al2Te3)、フッ化アルミニウム(AlF3)、塩化アルミニウム(AlCl3)、臭化アルミニウム(Al2Br6、AlBr3)、沃化アルミニウム(AlI3)、あるいはこれらの混晶などである。
窒化物半導体層はメサ構造などの凹凸構造を有していてもよい。例えば、窒化物半導体層が、n型窒化物半導体層とp型窒化物半導体層とで多重量子井戸層(MQW)を挟む多層構造を有する場合、これらの層からなる積層体に対して平面視で部分的に、p型窒化物半導体層側からn型窒化物半導体層の厚さ方向の途中まで各層を除去する(メサエッチングを行う)ことにより、メサ構造を形成することができる。
窒化物半導体素子は、窒化物半導体層(窒化物半導体薄膜)を成長させるための基板を有していることが好ましい。
基板の具体例としては、材料がサファイア、Si、SiC、MgO、Ga2O3、Al2O3、ZnO、GaN、InN、あるいはAlN、またはこれらの混晶である単一基板や積層基板が挙げられる。これらのうち、基板上に形成される窒化物半導体層の材料との格子定数差が小さく、欠陥の発生の少ない窒化物半導体層が成長できるGaN、AlN、およびAlGaN等の窒化物半導体基板が好ましく、AlN基板がより好ましい。また、基板には他の元素が混入していてもよい。
基板は半導体薄膜の成長後、その一部又は全部が除去されても良い。基板の除去方法としては、支持基板に窒化物半導体素子を貼りつけた後に、研削除去する方法やレーザリフトオフが挙げられる。レーザリフトオフを用いる場合では、例えば波長193nm程度のエキシマレーザ光を絶縁性基板に対して裏面側から照射することにより、基板と窒化物半導体薄膜との界面に存在する結晶欠陥にエキシマレーザ光を集光して、基板を第一窒化物半導体層から剥離する。エキシマレーザ光のエネルギー密度は、例えば約250mJ/cm2以上10000J/cm2以下の範囲とすることができる。エキシマレーザ光の照射は同一カ所に対して1回だけの照射でも,複数回の照射でも良い。
もう一つは、基板の裏面(窒化物半導体薄膜が形成される面とは反対面)に応力層を設け、この応力層に機械的な外力を加えることで、窒化物半導体薄膜の一部とともに基板を除去する方法である。応力層の材料としては、基板の裏面側が凹になるような応力が付与できるものであればいずれのものでも良いが、層形成が簡便なことからニッケル(Ni)を用いることが好ましい。
(a)の窒化物半導体素子が有する第一電極および第二電極(以下、両電極を総称して、単に「電極」とも称する)の材料としては、窒化物半導体素子に電子又は正孔を注入することができる材料を用いる。
n型窒化物半導体層に電子を注入するn型電極の材料としては、Ti、Al、Ni、Au、Cr、V、Zr、Hf、Nb、Ta、Mo、Wおよびそれらを含む合金、またはITO等が使用できる。p型窒化物半導体層に正孔を注入するp型電極の材料としては、Ni、Au、Pt、Ag、Rh、Pd、Pt、Cuおよびその合金、またはITO等が使用できる。これらの材料のうち、窒化物半導体層とのコンタクト抵抗が小さいNi、Auもしくはこれらの合金、またはITOを使用することが好ましい。
電極は、複数の金属層を積層した後に熱処理を実施して得られたものであってもよい。熱処理により、各金属層をなす電極材料が相互拡散したり、混晶を形成したりする。
電極と窒化物半導体層は、コンタクト抵抗を下げるためには直接接触していることが望ましいが、電極と窒化物半導体層との間の一部に絶縁層が形成されていてもよい。絶縁層には、塩素やフッ素などの不純物が含まれていても良い。
電極の好ましい配置は、窒化物半導体層(薄膜)の物性(窒化物半導体素子の種類)によって異なる。窒化物半導体層として、例えば、Al組成50%以上である高Al組成のAlGaN層を用いた窒化物半導体発光素子では、コンタクト抵抗を低減するために、電極面積が大きくなる電極配置が望ましい。高い電流密度が求められる窒化物半導体レーザダイオードでは、電極面積が小さくなる電極配置が望ましい。外部からの光を多く取り込む必要がある窒化物半導体受光素子では、窒化物半導体薄膜の表面積に対して電極表面積の比率が小さくなる電極配置が望ましい。
第一態様の窒化物半導体装置では、配線層が第一電極と第一接続体とを電気的に接続している。また、配線層は、窒化物半導体素子中で発生した熱を外部へ放熱する際の放熱経路にもなる。配線層を形成する材料は、第一電極と異なる材料であっても第一電極と同一の材料であってもよい。配線層を形成する材料が第一電極と同一の材料である場合には、窒化物半導体層と接触している部分を第一電極と定義し、第一接続体と接触している面およびそこから第一電極と接触している面まで連続的に繋がっている部分を、配線層と定義する。
配線層の形成は、上述した電極の形成方法と同様に、一般的な半導体製造装置を用いて行うことができる。純度の高い金属層を形成できる観点から、蒸着法を採用することが好ましい。
なお、配線層は、第一電極上だけでなく、第二電極上に形成されていてもよい。
第一態様の窒化物半導体装置において、配線層は第一接続体と電気的・熱的に接触している。配線層の第一接続体と接触している部位の裏側は、窒化物半導体層と直接接触していてもよく、上記裏側と窒化物半導体層との間に絶縁層が存在していてもよい。また、上記裏側と窒化物半導体層または絶縁層との間に接着層が存在していてもよい。
つまり、第一態様の窒化物半導体装置は、下記の構成(h)(i)(j)のいずれかを有することができる。
(h)窒化物半導体素子は、配線層と窒化物半導体層との間に形成された絶縁層を有し、配線層の第一接続体と接触している部位の裏側が、窒化物半導体層または絶縁層と接触している。
(i)配線層の第一接続体と接触している部位の裏側が、窒化物半導体層と接触している。
(j)配線層の第一接続体が形成されている部分と、窒化物半導体層または絶縁層と、の間に接着層を有する。
なお、接着層と電極を同一の材料で形成する場合には、接着層と電極とで窒化物半導体層に対するコンタクト抵抗に差を設けるために、接着層と電極とで、平面視における組成分布あるいは膜厚分布が異なっていることが好ましい。電極と接着層は、材料を層状に形成した後に、それぞれの熱処理条件を変えることで、組成分布や膜厚分布を変えることができる。組成分布や膜厚分布は、例えば断面SEMおよびEDX解析を行うことにより、組成比率を比較したり、膜厚を測長して膜厚比率を比較したりして求めることができる。
(k)配線層の第一接続体が形成されている部分は、平面視で、窒化物半導体層から外れた位置に存在する。
これにより、構成(i)を採用した場合と比較して、配線層から窒化物半導体層へ直接電流が流れることを抑制できる。また、窒化物半導体層が形成されていない領域に形成された配線層と窒化物半導体層との間に、絶縁層を設けることが好ましい。これにより、窒化物半導体層への電流注入経路が第一電極に制限されるため、第一電極パターン設計時に想定した通りの電流分布を実現できる。
第一態様の窒化物半導体装置を構成する窒化物半導体素子には、窒化物半導体層と配線層との間で電気が流れることを抑制する目的で、配線層と窒化物半導体層との間に絶縁層が配置される場合(例えば構成(h)を有する場合)がある。絶縁層の材料としては、例えば、SiO2やSiN、SiON、Al2O3等の酸化物または窒化物などが挙げられる。形成プロセスが簡便であることから、特に、SiO2またはSiNが好ましい。また、絶縁層は、単層でもよいし、複数の材料が積層された多層構造でもよい。
窒化物半導体層と配線層との間に絶縁層を設けることで得られる効果は、高出力を実現するために大電流を要する紫外線発光素子や、高温でも安定した特性を実現することが求められる車載用半導体トランジスタ等で大きい。
なお、第一態様の窒化物半導体装置を構成する窒化物半導体素子では、配線層と窒化物半導体層との間に形成された絶縁層が対象となるため、この部分で最も薄い部分の厚さを「絶縁層の厚さd」として使用し、絶縁層の絶縁破壊電圧Eとして、絶縁層の材料に対して当業者が一般的に用いる物性値を使用して、Edの値を算出する。
絶縁層の形成は、一般的な半導体製造装置を用いて行うことができる。例えば、原料ガスをプラズマ雰囲気下で分解し、窒化物半導体薄膜上に絶縁層を成膜するプラズマ気相成長装置(プラズマCVD)や、原材料をスパッタリングで成膜するスパッタ装置、熱や電子ビームで原材料を気化し成膜する蒸着装置などが挙げられる。
絶縁層は、窒化物半導体層上の電極を露出させる部分以外の全面に形成されていてもよいし、上記部分以外の一部に絶縁層が形成されていない領域を設けて、この領域に配線層を設けてもよい。
第一接続体および第二接続体(以下、これらを総称して「接続体」とも称する。)の材料としては、Pb、Al、Cu、Ag、Auなどの金属、あるいはこれらを含む合金が挙げられる。これらのうち、熱伝導率が高く、耐食性に優れ、接合が容易なことから、Auを含む材料であることが好ましい。また、接続体の主成分がAuであることがより好ましい。なお、「主成分はAuである」とは、一番多く含まれている成分がAuであることを意味する。
接続体の形成方法は特に制限されないが、例えば、金属線を熱又は超音波、あるいはその両方を用いて溶融させて、金属線の一端を電極に固定する方法や、無電解めっき法によりAuを堆積させる方法が挙げられる。また、接続体の形状は、柱状でも球状も他の形状でもよい。接続体としては、金メッキ体や金ボールが挙げられる。
対象の平面形状の重心を通る直線は複数存在し、これらの直線は対象と重なる線分をそれぞれ含んでいるが、ここでは、これらの線分のうち最も短い線分の長さを「平面視での短径」と定義し、最も長い線分の長さを「平面視での長径」と定義する。また、第一態様の窒化物半導体装置において、第一電極の平面視での短径をx1、第一接続体の平面視での短径をx2とする。
第一電極の平面視での短径x1と第一接続体の平面視での短径x2は、x2>x1を満たすことが好ましい。第一接続体は配線層と電気的および熱的に結合されているが、x2>x1を満たすことにより、第一接続体内に電流や熱が局所的に偏ることが回避できる。この観点から、短径x1は0<x1<50μmを満たし、短径x2はx1<x2<200μmを満たすことが好ましい。また、0μm<x1<x2<50μmを満たすことがより好ましく、0μm<x1<x2<30μmを満たすことがさらに好ましい。
また、第一電極および第二電極上に各接続体を形成する際の物理的強度の点から、各接続体の高さ(素子側電極と基体側電極との距離)z2は、各接続体の平面視での短径x1より大きいか長径y2より大きいことが好ましい。
第一接続体および第二接続体はそれぞれ1つであってもよいし、複数であってもよい。
第一電極および第二電極を複数有する場合は、複数の各電極に均一な電流を流すために、複数の各電極が接続されている各配線に、それぞれ等数の接続体が配置されていることが好ましい。
窒化物半導体素子が、窒化物半導体層の面内に、窒化物半導体素子の重心を中心として均一に配置された複数の第一電極を有する場合には、複数の第一電極に均一な電流を流すために、複数の第一接続体を、平面視で、窒化物半導体素子の重心から等しい距離の位置に配置することが好ましい。つまり、第一態様の窒化物半導体装置は、複数の第一接続体を有し、複数の第一接続体が、平面視で、窒化物半導体素子の重心から等しい距離の位置に存在することが好ましい。
第一態様の窒化物半導体装置を構成する第一接続体は、配線層と基体の第三電極とを電気的に接続している。
第一態様の窒化物半導体装置は、接続強度と電流密度の均一性の観点から、第一電極の平面視での面積S1に対する、第一接続体の配線層に対する接触面積S2の比(S2/S1)が、0.25以上3.0未満であることが好ましい。この比(S2/S1)は0.25以上2.0未満であることがより好ましく、0.70以上1.3未満であることがさらに好ましい。
第一態様の窒化物半導体装置は、(b)の基体を有する。つまり、基体は、窒化物半導体素子の第一電極および第二電極が形成されている面と向かい合う面(対向面)を有し、この対向面に形成された第三電極および第四電極を有する。窒化物半導体素子が基板を有する場合、基体は基板の一面(第一電極および第二電極が形成されている面)と向かい合う対向面を有する。
第一態様の窒化物半導体装置では、基体の第三電極が、第一接続体を介して配線層と電気的に接続されている。
基体の例としては、パッケージ基板、プリント基板、自由に後の設計が可能なサブマウント基板、照明装置や水殺菌装置などの本体部(発光ダイオードである半導体チップが第一接続体および第二接続体で直接接続できるもの)などが挙げられる。
第三電極および第四電極の材料としては、Al、Cu、Ag、Auなどの金属、あるいはこれらを含む合金が用いられる。これらのうち、熱伝導率が高く、耐食性に優れ、接合が容易であるAuを含む材料を用いることが望ましい。また、第三電極および第四電極は単層であっても積層体であってもよいし、絶縁層を介して積層された多層金属構造を有していても。
第一態様の窒化物半導体装置は、窒化物半導体素子を発光波長が360nm以下の紫外線発光素子とした場合、紫外線発光装置(以下、これを「第四態様の紫外線発光装置」と称する)となる。よって、紫外線発光モジュールは、第一態様の窒化物半導体装置を備えたモジュールに含まれる。
第四態様の紫外線発光装置は、紫外線発光素子から放射される紫外線を用いて、殺菌、計測、樹脂硬化、治療、半導体加工などを行う、種々の紫外線発光モジュールに適用することが可能である。
紫外線発光モジュールの一例としては、殺菌装置、計測装置、樹脂硬化装置等が挙げられる。
また、殺菌装置の別の例としては、ウォーターサーバーや浄水器、給水器、排水処理装置、透析用水殺菌モジュールなどの装置内に第四態様の紫外線発光装置を組み込んだものが挙げられ、これらの殺菌装置により、水などの流体内に含まれる雑菌を殺菌することができる。
また、殺菌装置の別の例としては、掃除機、布団乾燥機、靴乾燥機、洗濯機、衣類乾燥機などの装置内に第四態様の紫外線発光装置を組み込んだものが挙げられ、これらの殺菌装置により、床や布などの表面及び内部に含まれる雑菌を殺菌することができる。
また、殺菌装置の別の例としては、室内殺菌灯に第四態様の紫外線発光装置を組み込んだものが挙げられ、これらの殺菌装置により、空気中の細菌の殺菌を行うことができる。
以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、この発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定はこの発明の必須要件ではない。
〔全体構成〕
図1に示すように、第一実施形態の窒化物半導体装置10は、半導体チップ(窒化物半導体素子)1と、パッケージ基板(基体)2と、第一接続体3と、第二接続体4と、を有する。
図2〜図4に示すように、半導体チップ1は、基板11と、n型窒化物半導体層12と、窒化物半導体活性層13と、p型窒化物半導体層14と、n型電極(第一電極)15a〜15eと、p型電極(第二電極)16a〜16dと、パッド電極160a〜160dと、絶縁層17と、配線層18を有する。
図2に示すように、n型窒化物半導体層12は、基板11の一面110上に形成されている。n型窒化物半導体層12は、厚い部分121と、それ以外の部分である薄い部分122を有する。窒化物半導体活性層13は、n型窒化物半導体層12の厚い部分121の上に形成されている。p型窒化物半導体層14は、窒化物半導体活性層13上に形成されている。
n型電極15a〜15eは、n型窒化物半導体層12の薄い部分122に形成されている。p型電極16a〜16dは、p型窒化物半導体層14上に形成されている。パッド電極160a〜160dは、p型電極16a〜16d上に形成されている。
n型電極15a〜15eの平面形状は、細長い長方形であり、その長辺が基板11をなす正方形の第一の辺(図3の左右方向に延びる辺)11aと平行である。p型電極16a〜16dの平面形状は、n型電極15a〜15eよりも短辺が長い長方形であって、その長辺方向(長手方向)の両端部に、先端が凸の半円弧(曲線)161a〜161dを有する。n型電極15a〜15eとp型電極16a〜16dは長辺同士が平行に配置されている。
n型電極15aとn型電極15eは同じ平面形状と寸法を有し、n型電極15b〜15dは同じ平面形状と寸法を有する。p型電極16aとp型電極16dは同じ平面形状と寸法を有し、p型電極16bとp型電極16cは同じ平面形状と寸法を有する。
つまり、配線層18の帯状部18a〜18eは、n型電極15a〜15e上に形成された部分(第一部分)であり、側部18fと角部18gは、n型電極15a〜15e上でもp型電極16a〜16d上でもない部分に形成された部分(第二部分)である。また、配線層18は、p型電極16a〜16d上の部分を有さない。
図2および図5に示すように、パッケージ基板2は、半導体チップ1のn型電極およびp型電極が形成されている面と向かい合う対向面211を有する。
また、パッケージ基板2は、絶縁性基板21と、絶縁性基板21の対向面211上に形成されたn型電極25とp型電極26を有する。n型電極25は、基部251と四つの接続部252を有する。p型電極26は、基部261、接続部262、および連結部263,264を有する。
p型電極26の基部261は、図5でn型電極25の基部251の上側となる位置に配置されている。パッケージ基板2は、p型電極26の接続部262として、半導体チップ1のp型電極16a〜16dと重なる位置に配置された四つの帯状部262a〜262dを有する。連結部263は、p型電極26の基部261と接続部262の帯状部262aとを連結する。連結部264は、帯状部262aと帯状部262b、帯状部262bと帯状部262c、帯状部262cと帯状部262dをそれぞれ連結する。
図2に示すように、第一接続体3は、配線層18の角部(第二部分)18gとパッケージ基板2のn型電極(第三電極)250の接続部252とを電気的に接続している。
第二接続体4は、半導体チップ1のp型電極(第二電極)15a〜15eとパッケージ基板2のp型電極(第四電極)260の帯状部262a〜262dと、をそれぞれ電気的に接続している。つまり、第一接続体3および第二接続体4により、半導体チップ1がパッケージ基板2にフリップチップ実装されている。第一接続体3および第二接続体4は、金または金を含む合金で形成されたバンプである。
第一接続体3の高さz2は、第一接続体3をなす円の直径(第一接続体の平面視での短径x1および長径y2)より大きい。
図6に示すように、窒化物半導体装置10では、配線層18の第一接続体3と接触している部位181の裏側182が、絶縁層17と接触した状態になっている。
n型電極15a,15eをなす長方形の幅x11は、n型電極15a,15eの平面視での短径に相当する。n型電極15b〜15dをなす長方形の幅x12は、n型電極15b〜15dの平面視での短径に相当する。図4に示すように、n型電極15a,15eは、第一接続体3が形成される部分に最も近い位置に配置されたn型電極であり、その幅(短径)x11が、平面形状が円である第一接続体3の円の直径(短径)x2よりも小さい。また、第一接続体3の短径x2は50μmより小さい。また、n型電極15b〜15dの幅x12も第一接続体3の短径x2より小さい。さらに、n型電極15a〜15eの合計面積S1に対する、第一接続体3の配線層18に対する接触面積(円の面積×4)S2の比(S2/S1)が、0.25以上3.0未満である。
実施形態の窒化物半導体装置10は、以下の方法で製造することができる。
先ず、基板11の一面に、n型窒化物半導体層12、窒化物半導体発光層13、およびp型窒化物半導体層14をこの順に形成する。次に、n型窒化物半導体層12、窒化物半導体発光層13、およびp型窒化物半導体層14からなる積層体にメサエッチングを行って、四つの突出部を、図3に示すp型電極16a〜16dの平面形状に対応する平面形状で形成する。このメサエッチングで、積層体がn型窒化物半導体層12の厚さ方向の途中で除去されることで、n型窒化物半導体層12に薄い部分122が形成される。
次に、図3の状態の基板11の上面全体、つまり、n型窒化物半導体層12上、n型電極15a〜15d上、およびp型電極16a〜16d上に、絶縁層17を形成する。図7はこの状態を示す。
次に、絶縁層17の一部を除去して、n型電極15a〜15d上およびp型電極16a〜16d上を露出させる。p型電極16a〜16d上の絶縁層17は、p型電極16a〜16dの外形線に沿った少し内側の線からなる穴171a〜171dで除去する。図8はこの状態を示す。
次に、配線層18の四つの角部18gにそれぞれ第一接続体3を形成し、パッド電極160a〜160d上に第二接続体4を形成する。図9はこの状態を示す。図9に示すように、四つの角部18gに配置された四つの第一接続体3は、平面視で、半導体チップ1の中心(重心)Cから等しい距離に位置する。
これにより、半導体チップ1に形成されたn型電極15a〜15dが、配線層18を介してパッケージ基板2のn型電極(第三電極)252と電気的に接続され、半導体チップ1に形成されたp型電極16a〜16dがパッケージ基板2のp型電極(第四電極)262a〜262dと電気的に接続される。その結果、図1および図2に示す窒化物半導体装置10が得られる。
この実施形態の窒化物半導体装置10では、第一接続体3がn型電極15a〜15eと向かい合わない位置に形成されている。また、配線層18の角部(第二部分)18gとパッケージ基板2のn型電極25の接続部252とを、第一接続体3で接続している。これにより、特許文献1に記載された窒化物半導体装置と比較して、短絡不良が生じにくい信頼性の高いものとなる。また、配線層18を有することで放熱効果の改善も期待できる。
四つの角部18gに配置された四つの第一接続体3が、平面視で、半導体チップ1の中心(重心)Cから等しい距離に位置するため、n型電極15a〜15eのそれぞれに流れる電流が均一になる。
また、この実施形態の窒化物半導体装置10では、n型電極15a〜15eの合計面積S1に対する、第一接続体3の配線層18に対する接触面積(円の面積×4)S2の比(S2/S1)が、0.25以上3.0未満であるため、接続強度と電流密度の均一性との点で優れている。
図10に示すように、第二実施形態の窒化物半導体装置10Aでは、配線層18とn型窒化物半導体層12との間に絶縁層17が存在しない。つまり、窒化物半導体装置10Aでは、配線層18の第一接続体3と接触している部位181の裏側182が、n型窒化物半導体層12と接触した状態になっている。
第二実施形態の窒化物半導体装置10Aは、これ以外の点では第一実施形態の窒化物半導体装置10と同じである。
図11に示すように、第三実施形態の窒化物半導体装置10Bでは、配線層18の第一接続体3と接触している部位181の裏側182が、n型窒化物半導体層12と接触した状態になっている。第三実施形態の窒化物半導体装置10Bは、これ以外の点では第一実施形態の窒化物半導体装置10と同じである。
なお、第一実施形態の窒化物半導体装置10と同様に、第三実施形態の窒化物半導体装置10Bでも、配線層18の帯状部18a〜18eおよび側部18fとn型窒化物半導体層12との間には絶縁層17が存在する。
この違いにより、第三実施形態の窒化物半導体装置10Bは、第二実施形態の窒化物半導体装置10Aと同じ効果に加えて、電極端に形成される段差を起点として配線層18に亀裂が生じた場合でも、絶縁層17の存在により、この亀裂からの水分混入や大気中からの炭素、酸素などの不純物混入が抑制され、電極の腐食や汚染が抑制される効果も得られる。
図12に示すように、第四実施形態の窒化物半導体装置10Cでは、配線層18の角部(第一接続体が形成されている部分)18gとn型窒化物半導体層12との間に接着層19を有する。接着層19は、Tiを含む材料で形成されている。
第四実施形態の窒化物半導体装置10Cは、これ以外の点では第三実施形態の窒化物半導体装置10Bと同じである。
第四実施形態の窒化物半導体装置10Cは、第三実施形態の窒化物半導体装置10Bと同じ効果が得られる。また、第四実施形態の窒化物半導体装置10Cは、配線層18の角部18gとn型窒化物半導体層12との間にTiを含む材料で形成された接着層19を有することで、第三実施形態の窒化物半導体装置10Bよりも、配線層18の角部18gとn型窒化物半導体層12とを簡便かつ強固に結合することができる。
図13に示すように、第五実施形態の窒化物半導体装置10Dでは、配線層18の角部第一接続体が形成される部分)18gが、基板11に直接形成されている。つまり、配線層18の角部18gが、平面視でn型窒化物半導体層12から外れた位置に存在する。
また、配線層18の角部18gとn型窒化物半導体層12との間に絶縁層17が形成されている。また、配線層18の帯状部18aがn型電極15aを覆う部分とn型窒化物半導体層12との間にも、絶縁層17が形成されている。なお、配線層18の角部18gと基板11との間に絶縁層が形成されていてもよい。
第五実施形態の窒化物半導体装置10Dは、これ以外の点では第三実施形態の窒化物半導体装置10Bと同じである。
この違いにより、第五実施形態の窒化物半導体装置10Dは、第三実施形態の窒化物半導体装置10Bと同じ効果に加えて、配線層8からn型窒化物半導体層12へ直接電流が流れることを抑制できる効果も得られる。
1 半導体チップ(窒化物半導体素子)
11 基板
12 n型窒化物半導体層
13 窒化物半導体活性層
14 p型窒化物半導体層
15a〜15e 半導体チップのn型電極(第一電極)
16a〜16d 半導体チップのp型電極(第二電極)
2 パッケージ基板(基体)
25 パッケージ基板のn型電極(第三電極)
252 パッケージ基板のn型電極の接続部
26 パッケージ基板のp型電極(第四電極)
262 パッケージ基板のp型電極の接続部
3 第一接続体
4 第二接続体
160a〜160d パッド電極
17 絶縁層
18 配線層
18a〜18e 帯状部(第一部分)
18f 側部(第二部分)
18g 角部(第二部分、第一接続体が形成されている部分)
181 配線層の第一接続体と接触している部位
182 配線層の第一接続体と接触している部位の裏側
Claims (14)
- 窒化物半導体層と、前記窒化物半導体層上に形成された第一電極および第二電極と、前記第一電極上に形成された配線層と、を有する窒化物半導体素子、
前記窒化物半導体素子の前記第一電極および前記第二電極が形成されている面と向かい合う面に、第三電極および第四電極が形成されている基体、
前記配線層と前記基体の前記第三電極とを電気的に接続する第一接続体、
および
前記窒化物半導体素子の前記第二電極と前記基体の前記第四電極とを電気的に接続する第二接続体
を備える窒化物半導体装置。 - 前記窒化物半導体素子は、前記配線層と前記窒化物半導体層との間に形成された絶縁層を有し、
前記配線層の前記第一接続体と接触している部位の裏側は、前記窒化物半導体層または前記絶縁層と接触している請求項1記載の窒化物半導体装置。 - 前記配線層の前記第一接続体と接触している部位の裏側は、前記窒化物半導体層と接触している請求項1記載の窒化物半導体装置。
- 前記配線層の前記第一接続体が形成されている部分と前記窒化物半導体層または前記絶縁層との間に、接着層を有する請求項1記載の窒化物半導体装置。
- 前記接着層はチタン(Ti)およびニッケル(Ni)の少なくともいずれかを含む層である請求項4記載の窒化物半導体装置。
- 前記第一電極の平面視での短径x1は、前記第一接続体の平面視での短径x2よりも小さい請求項1〜5のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。
- 前記短径x1は0<x1<50μmを満たし、前記短径x2はx1<x2<200μmを満たす請求項6記載の窒化物半導体装置。
- 前記第一電極の平面視での面積S1に対する、前記第一接続体の前記配線層に対する接触面積S2の比(S2/S1)が、0.25以上3.0未満である請求項1〜7のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。
- 前記配線層の前記第一接続体が形成されている部分は、平面視で、前記窒化物半導体層から外れた位置に存在する請求項1〜8のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。
- 前記第一接続体を複数有し、複数の前記第一接続体は、平面視で、前記窒化物半導体素子の重心から等しい距離の位置に存在する請求項1〜9のいずれか一項記載の窒化物半導体装置。
- 前記窒化物半導体素子は、発光波長が360nm以下の紫外線発光素子である請求項1〜10のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置を備えたモジュール。
- 窒化物半導体素子に形成された第一電極および第二電極と基体に形成された第三電極および第四電極とが、第一接続体および第二接続体を用いてそれぞれ電気的に接続された窒化物半導体装置の製造方法であって、
前記窒化物半導体素子の第一窒化物半導体層上に前記第一電極を、第二窒化物半導体層上に前記第二電極をそれぞれ形成する工程、
前記窒化物半導体素子の前記第一電極上に配線層を形成する工程、
前記配線層上に前記第一接続体を形成し、前記第二電極上に前記第二接続体を形成する工程、
および、
前記第一接続体および前記第二接続体を、前記基体の前記第三電極および前記第四電極にそれぞれ固定する工程を備える窒化物半導体装置の製造方法。 - 窒化物半導体素子に形成された第一電極および第二電極と基体に形成された第三電極および第四電極とが、第一接続体および第二接続体を用いてそれぞれ電気的に接続された窒化物半導体装置の製造方法であって、
前記窒化物半導体素子の第一窒化物半導体層上に前記第一電極を、第二窒化物半導体層上に前記第二電極をそれぞれ形成する工程、
前記第一電極および前記第二電極を形成した後の前記第一窒化物半導体層上、前記第二窒化物半導体層上、前記第一電極上、および前記第二電極上に、絶縁層を形成する工程、
前記絶縁層の一部を除去して、前記第一電極および前記第二電極を露出させる露出工程、
前記露出工程後の前記第一電極上に配線層を形成する工程、
前記配線層上に前記第一接続体を形成し、前記第二電極上に前記第二接続体を形成する工程、
および、
前記第一接続体および前記第二接続体を、前記基体の前記第三電極および前記第四電極にそれぞれ固定する工程を備える窒化物半導体装置の製造方法。
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
JP7459358B1 (ja) | 2023-07-26 | 2024-04-01 | 聯嘉光電股▲ふん▼有限公司 | 垂直型led画素パッケージのコモンカソード構造 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10256602A (ja) * | 1997-03-12 | 1998-09-25 | Sharp Corp | 半導体発光素子 |
JP2006005215A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-01-05 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
JP2010027768A (ja) * | 2008-07-17 | 2010-02-04 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置及び発光装置の製造方法 |
JP2011258673A (ja) * | 2010-06-07 | 2011-12-22 | Toshiba Corp | 半導体発光装置及びその製造方法 |
JP2013048200A (ja) * | 2011-07-26 | 2013-03-07 | Mitsubishi Chemicals Corp | GaN系LED素子 |
JP2015170712A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-09-28 | 旭化成株式会社 | 窒化物半導体素子、AlNxO1.5y(0<(x+y)<1、0<x<1、0≦y<1)の生成方法、窒化物半導体素子の製造方法、および窒化物半導体素子の駆動確認方法 |
JP2016058689A (ja) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | 株式会社東芝 | 半導体発光装置 |
WO2016163083A1 (ja) * | 2015-04-09 | 2016-10-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 窒化物半導体発光素子 |
JP2017017114A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | 株式会社タムラ製作所 | 窒化物半導体テンプレート及び紫外線led |
-
2018
- 2018-04-23 JP JP2018082346A patent/JP2019192731A/ja active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10256602A (ja) * | 1997-03-12 | 1998-09-25 | Sharp Corp | 半導体発光素子 |
JP2006005215A (ja) * | 2004-06-18 | 2006-01-05 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
JP2010027768A (ja) * | 2008-07-17 | 2010-02-04 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置及び発光装置の製造方法 |
JP2011258673A (ja) * | 2010-06-07 | 2011-12-22 | Toshiba Corp | 半導体発光装置及びその製造方法 |
JP2013048200A (ja) * | 2011-07-26 | 2013-03-07 | Mitsubishi Chemicals Corp | GaN系LED素子 |
JP2015170712A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-09-28 | 旭化成株式会社 | 窒化物半導体素子、AlNxO1.5y(0<(x+y)<1、0<x<1、0≦y<1)の生成方法、窒化物半導体素子の製造方法、および窒化物半導体素子の駆動確認方法 |
JP2016058689A (ja) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | 株式会社東芝 | 半導体発光装置 |
WO2016163083A1 (ja) * | 2015-04-09 | 2016-10-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 窒化物半導体発光素子 |
JP2017017114A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | 株式会社タムラ製作所 | 窒化物半導体テンプレート及び紫外線led |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7459358B1 (ja) | 2023-07-26 | 2024-04-01 | 聯嘉光電股▲ふん▼有限公司 | 垂直型led画素パッケージのコモンカソード構造 |
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