JP3509740B2 - 半導体発光素子の製造方法及び半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子の製造方法及び半導体発光素子Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サファイアを基板
としてたとえばＧａＮ系化合物半導体を積層した青色発
光の半導体発光素子及びその製造方法に関する。
としてたとえばＧａＮ系化合物半導体を積層した青色発
光の半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＮ系化合物半導体を光透過性のサフ
ァイア基板に積層した青色発光の半導体発光素子は、旧
来に比べて高輝度化が達成され、広く利用されるように
なった。この青色発光の半導体発光素子の斜視図を図８
に示す。図示のように、ＧａＮ系化合物半導体を利用し
た半導体発光素子１は、サファイア基板１ａの上にＧａ
Ｎ系化合物半導体によりｎ型層１ｂ及びｐ型層１ｃを形
成したものである。そして、ｎ型層１ｂの上面にはｎ側
電極１ｄを形成し、ｐ型層１ｃの上面にはｐ側電極１ｅ
を形成している。
ァイア基板に積層した青色発光の半導体発光素子は、旧
来に比べて高輝度化が達成され、広く利用されるように
なった。この青色発光の半導体発光素子の斜視図を図８
に示す。図示のように、ＧａＮ系化合物半導体を利用し
た半導体発光素子１は、サファイア基板１ａの上にＧａ
Ｎ系化合物半導体によりｎ型層１ｂ及びｐ型層１ｃを形
成したものである。そして、ｎ型層１ｂの上面にはｎ側
電極１ｄを形成し、ｐ型層１ｃの上面にはｐ側電極１ｅ
を形成している。
【０００３】このようにサファイア基板１ａと反対側の
同一の面にｎ側電極１ｄとｐ側電極１ｅを形成した半導
体発光素子１では、サファイア基板１ａが光透過性であ
ることを利用して図示の姿勢を上下反転させたフェイス
ダウン方式のフリップチップとして実装される。この実
装では、プリント配線基板の配線パターンに合わせてｎ
側電極１ｄとｐ側電極１ｅを導通搭載してダイシングに
よりチップ化するものと、静電気保護のためのツェナー
ダイオード等のサブマウント素子に導通搭載して複合素
子化するものとがある。
同一の面にｎ側電極１ｄとｐ側電極１ｅを形成した半導
体発光素子１では、サファイア基板１ａが光透過性であ
ることを利用して図示の姿勢を上下反転させたフェイス
ダウン方式のフリップチップとして実装される。この実
装では、プリント配線基板の配線パターンに合わせてｎ
側電極１ｄとｐ側電極１ｅを導通搭載してダイシングに
よりチップ化するものと、静電気保護のためのツェナー
ダイオード等のサブマウント素子に導通搭載して複合素
子化するものとがある。
【０００４】図８に示した青色発光の半導体発光素子１
は高輝度であるため、フリップチップ型として実装した
ときに主光取出し面となるサファイア基板１ａの表面を
蛍光物質（たとえば（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａｌ，Ｇａ）
5Ｏ12：Ｃｅ）の波長変換層で被覆して白色発光の光源
として利用できることが既に提案されている。すなわ
ち、サファイア基板１ａから出射される青色発光と、青
色発光が波長変換層により黄緑色に変換された光とが混
合して、白色光として発光するというものである。
は高輝度であるため、フリップチップ型として実装した
ときに主光取出し面となるサファイア基板１ａの表面を
蛍光物質（たとえば（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａｌ，Ｇａ）
5Ｏ12：Ｃｅ）の波長変換層で被覆して白色発光の光源
として利用できることが既に提案されている。すなわ
ち、サファイア基板１ａから出射される青色発光と、青
色発光が波長変換層により黄緑色に変換された光とが混
合して、白色光として発光するというものである。
【０００５】このような蛍光物質を含む波長変換層でサ
ファイア基板を被覆するとき、一様な白色光とするため
には、サファイア基板１ａの光出射面（図８においては
サファイア基板１ａの底面）と波長変換層の表面までの
厚さを高精度で均一にすることが必要である。もし、サ
ファイア基板１ａの光出射面と波長変換層までの厚さが
不均一となると、たとえば厚さが薄いところでは青色を
帯び厚いところでは黄緑色を帯びるようになり、純粋な
白色発光が得られない。したがって、サファイア基板１
ａの底面の形状精度を高くする必要があり、研削工程で
は高い精度での加工が要求される。
ファイア基板を被覆するとき、一様な白色光とするため
には、サファイア基板１ａの光出射面（図８においては
サファイア基板１ａの底面）と波長変換層の表面までの
厚さを高精度で均一にすることが必要である。もし、サ
ファイア基板１ａの光出射面と波長変換層までの厚さが
不均一となると、たとえば厚さが薄いところでは青色を
帯び厚いところでは黄緑色を帯びるようになり、純粋な
白色発光が得られない。したがって、サファイア基板１
ａの底面の形状精度を高くする必要があり、研削工程で
は高い精度での加工が要求される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】半導体発光素子１をツ
ェナーダイオード等のサブマウント素子にフリップチッ
プ実装し、半導体発光素子１の周りを蛍光体ペーストで
被覆する白色複合発光素子の場合、半導体発光素子１の
厚みばらつきやサブマウント素子へ導通搭載する際の半
導体発光素子１の傾き等により、サファイア基板１ａの
光出射面と波長変換層の表面までの距離にばらつきを生
じるようになるため、サブマウント素子に導通搭載後に
半導体発光素子１のサファイア基板１ａの高さを均一に
研削する工程が必要になる。
ェナーダイオード等のサブマウント素子にフリップチッ
プ実装し、半導体発光素子１の周りを蛍光体ペーストで
被覆する白色複合発光素子の場合、半導体発光素子１の
厚みばらつきやサブマウント素子へ導通搭載する際の半
導体発光素子１の傾き等により、サファイア基板１ａの
光出射面と波長変換層の表面までの距離にばらつきを生
じるようになるため、サブマウント素子に導通搭載後に
半導体発光素子１のサファイア基板１ａの高さを均一に
研削する工程が必要になる。
【０００７】サファイア基板１ａに使用される光透過性
のサファイアは、六方格子の単結晶サファイアである。
このようなサファイアのダイヤモンド砥石等による研削
加工では、結晶の方位と研削方向がマッチングしていな
いと、サファイアの表面にクラックやチッピングが発生
する。特に、半導体発光素子１をチップ化して研削する
場合はこれが顕著に現れる。したがって、サファイア基
板１ａの光出射面にクラックやチッピングができたよう
な半導体発光素子１を一様な厚さの蛍光物質を含む波長
変換層で被覆しても、サファイア基板１ａの光出射面と
波長変換層の表面までの距離にばらつきを生じる。この
ようなばらつきは、青色発光の波長変換が純粋な白色で
なく黄緑色を帯びた成分を含む原因となり、白色発光の
色度歩留りを低下させてしまう。
のサファイアは、六方格子の単結晶サファイアである。
このようなサファイアのダイヤモンド砥石等による研削
加工では、結晶の方位と研削方向がマッチングしていな
いと、サファイアの表面にクラックやチッピングが発生
する。特に、半導体発光素子１をチップ化して研削する
場合はこれが顕著に現れる。したがって、サファイア基
板１ａの光出射面にクラックやチッピングができたよう
な半導体発光素子１を一様な厚さの蛍光物質を含む波長
変換層で被覆しても、サファイア基板１ａの光出射面と
波長変換層の表面までの距離にばらつきを生じる。この
ようなばらつきは、青色発光の波長変換が純粋な白色で
なく黄緑色を帯びた成分を含む原因となり、白色発光の
色度歩留りを低下させてしまう。
【０００８】このように、従来ではチップ化した半導体
発光素子１のサファイア基板１ａの研削加工について最
適化がなされていない状況にあり、特に蛍光物質を含む
波長変換層でサファイア基板１ａを被覆して白色発光さ
せる半導体発光装置の分野では、色度のばらつきによる
歩留りの低下や通電ライフの信頼性の低下などの問題が
ある。
発光素子１のサファイア基板１ａの研削加工について最
適化がなされていない状況にあり、特に蛍光物質を含む
波長変換層でサファイア基板１ａを被覆して白色発光さ
せる半導体発光装置の分野では、色度のばらつきによる
歩留りの低下や通電ライフの信頼性の低下などの問題が
ある。
【０００９】そこで、本発明は、サファイア基板の光出
射面である底面の研削方向をサファイアの結晶方位にマ
ッチングさせることによりクラックのない高表面精度の
加工ができるようにし、色度歩留りの向上と信頼性の向
上を目的とする。
射面である底面の研削方向をサファイアの結晶方位にマ
ッチングさせることによりクラックのない高表面精度の
加工ができるようにし、色度歩留りの向上と信頼性の向
上を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、サファイア基
板の上に化合物半導体を積層してチップ化し、フリップ
チップ実装した半導体発光素子の製造方法であって、前
記サファイア基板の底面にサファイア単結晶のほぼＡ面
を含むようにカットし、前記サファイア単結晶のＣ面と
直交する方向に対し±４０°となる範囲を研削方向とし
て研削することを特徴とする。
板の上に化合物半導体を積層してチップ化し、フリップ
チップ実装した半導体発光素子の製造方法であって、前
記サファイア基板の底面にサファイア単結晶のほぼＡ面
を含むようにカットし、前記サファイア単結晶のＣ面と
直交する方向に対し±４０°となる範囲を研削方向とし
て研削することを特徴とする。
【００１１】本発明では、サファイア基板の底面をクラ
ックやチッピングを生じることなく研削できるので、サ
ファイア基板にＧａＮ系化合物半導体を積層した青色発
光とした場合に、サファイア基板の底面を主光取出し面
としてその周囲を蛍光物質を含む波長変換層の表面がサ
ファイア基板の底面と平行になるように形成すれば、色
度ばらつきが少なく高歩留りで通電ライフも良好な白色
発光の半導体発光素子を得ることができる。
ックやチッピングを生じることなく研削できるので、サ
ファイア基板にＧａＮ系化合物半導体を積層した青色発
光とした場合に、サファイア基板の底面を主光取出し面
としてその周囲を蛍光物質を含む波長変換層の表面がサ
ファイア基板の底面と平行になるように形成すれば、色
度ばらつきが少なく高歩留りで通電ライフも良好な白色
発光の半導体発光素子を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、サファ
イア基板の上に化合物半導体を積層してチップ化し、フ
リップチップ実装した半導体発光素子の製造方法であっ
て、前記サファイア基板の底面にサファイア単結晶のほ
ぼＡ面を含むようにカットし、前記サファイア単結晶の
Ｃ面と直交する方向に対し±４０°となる範囲を研削方
向として研削することを特徴とする半導体発光素子の製
造方法であり、サファイアの単結晶に対してクラックや
チッピングの発生がない研削ができるという作用を有す
る。
イア基板の上に化合物半導体を積層してチップ化し、フ
リップチップ実装した半導体発光素子の製造方法であっ
て、前記サファイア基板の底面にサファイア単結晶のほ
ぼＡ面を含むようにカットし、前記サファイア単結晶の
Ｃ面と直交する方向に対し±４０°となる範囲を研削方
向として研削することを特徴とする半導体発光素子の製
造方法であり、サファイアの単結晶に対してクラックや
チッピングの発生がない研削ができるという作用を有す
る。
【００１３】
【００１４】請求項２に記載の発明は、サファイア基板
の上に化合物半導体を積層した半導体発光素子であっ
て、請求項１記載の製造方法によって研削されたサファ
イア基板を用いたことを特徴とする半導体発光素子であ
り、フリップチップ型の半導体発光素子として使用する
場合、主光取出し面となるサファイア基板の底面の表面
精度を上げることができるという作用を有する。
の上に化合物半導体を積層した半導体発光素子であっ
て、請求項１記載の製造方法によって研削されたサファ
イア基板を用いたことを特徴とする半導体発光素子であ
り、フリップチップ型の半導体発光素子として使用する
場合、主光取出し面となるサファイア基板の底面の表面
精度を上げることができるという作用を有する。
【００１５】請求項３に記載の発明は、前記サファイア
基板の底面を主光取出し面とし、前記サファイア基板を
含んで蛍光物質を含有した波長変換層を形成し、前記サ
ファイア基板の主光取出し面と前記波長変換層の表面を
ほぼ平行に形成したことを特徴とする請求項２記載の半
導体発光素子であり、クラックやチッピングのない高表
面精度のサファイア基板の主光取出し面を被覆する波長
変換層の厚みを高精度で均一化できるので、色度のばら
つきが少なく高歩留りで通電ライフを向上させるという
作用を有する。
基板の底面を主光取出し面とし、前記サファイア基板を
含んで蛍光物質を含有した波長変換層を形成し、前記サ
ファイア基板の主光取出し面と前記波長変換層の表面を
ほぼ平行に形成したことを特徴とする請求項２記載の半
導体発光素子であり、クラックやチッピングのない高表
面精度のサファイア基板の主光取出し面を被覆する波長
変換層の厚みを高精度で均一化できるので、色度のばら
つきが少なく高歩留りで通電ライフを向上させるという
作用を有する。
【００１６】以下、本発明の実施の形態について図面に
基づき説明する。
基づき説明する。
【００１７】図１は本発明の半導体発光素子の平面図、
図２は正面図である。
図２は正面図である。
【００１８】図において、半導体発光素子１は従来例と
同様に、光透過性のサファイア基板１ａの上にＧａＮ系
化合物半導体のｎ型層１ｂとｐ型層１ｃを形成し、ｎ型
層１ｂの上にｎ側電極１ｄを及びｐ型層１ｃの上にｐ側
電極１ｅをそれぞれ形成している。なお、ｎ側電極１ｄ
及びｐ側電極１ｅの形状は従来例と相違しているが、そ
れぞれの形状は任意である。
同様に、光透過性のサファイア基板１ａの上にＧａＮ系
化合物半導体のｎ型層１ｂとｐ型層１ｃを形成し、ｎ型
層１ｂの上にｎ側電極１ｄを及びｐ型層１ｃの上にｐ側
電極１ｅをそれぞれ形成している。なお、ｎ側電極１ｄ
及びｐ側電極１ｅの形状は従来例と相違しているが、そ
れぞれの形状は任意である。
【００１９】サファイア基板１ａは、底面の表面が図１
においてハッチングした領域で模式的に示すようにサフ
ァイアの六方格子のＡ面を含むようにカットされたもの
を素材とする。
においてハッチングした領域で模式的に示すようにサフ
ァイアの六方格子のＡ面を含むようにカットされたもの
を素材とする。
【００２０】図３はサファイアの六方格子のユニットセ
ルを示す模式図であり、周知のように図３の（ａ）にお
いてハッチングを施した面がＡ面として定義され、図３
の（ｂ）においてハッチングを施した面がＣ面として定
義される。そして、Ｃ面の中心で直交する軸がＣ軸とし
て定義される。図１の（ａ）ではＡ面の姿勢を上面側か
ら観ているので、サファイア基板１ａの底面ではハッチ
ングで模式的に示したＡ面は左右逆向きの姿勢となる。
ルを示す模式図であり、周知のように図３の（ａ）にお
いてハッチングを施した面がＡ面として定義され、図３
の（ｂ）においてハッチングを施した面がＣ面として定
義される。そして、Ｃ面の中心で直交する軸がＣ軸とし
て定義される。図１の（ａ）ではＡ面の姿勢を上面側か
ら観ているので、サファイア基板１ａの底面ではハッチ
ングで模式的に示したＡ面は左右逆向きの姿勢となる。
【００２１】図４はサファイア基板１ａの研削方向を示
す平面図である。
す平面図である。
【００２２】本発明者等はチップ化したサファイアの研
削においてクラックやチッピングが入らないように加工
する方法を鋭意研究し、その結果サファイア基板１ａの
底面に対して線分Ａ−Ａ及び線分Ｂ−Ｂで挟まれた領域
を研削方向とすることが最適であることを確認した。す
なわち、Ａ面を含むサファイア基板１ａの底面に対し
て、Ｃ面と直交する方向が最も好ましく、この直交する
方向に対して４０°の範囲で方向がずれた範囲であれば
クラックやチッピングが発生しないことを確認した。
削においてクラックやチッピングが入らないように加工
する方法を鋭意研究し、その結果サファイア基板１ａの
底面に対して線分Ａ−Ａ及び線分Ｂ−Ｂで挟まれた領域
を研削方向とすることが最適であることを確認した。す
なわち、Ａ面を含むサファイア基板１ａの底面に対し
て、Ｃ面と直交する方向が最も好ましく、この直交する
方向に対して４０°の範囲で方向がずれた範囲であれば
クラックやチッピングが発生しないことを確認した。
【００２３】図５はサファイア基板１ａの研削方法の具
体例を示す概略平面図である。
体例を示す概略平面図である。
【００２４】ｎ側電極１ｄ及びｐ側電極１ｅを下に向け
て半導体発光素子１を実装搭載したツェナーダイオード
のウエハ２がテーブル１０に載せられている。一方、サ
ファイア基板１ａの底面を研削するダイヤモンド砥石１
１がテーブル１０より高いレベルに定位置で回転操作可
能に配置されている。テーブル１０は図中の矢印方向に
直線移動してダイヤモンド砥石１１の下に潜り込み、ダ
イヤモンド砥石１１は反時計方向に回転してサファイア
基板１ａの底面を研削する。この研削はクリープフィー
ド方式として従来から知られているもので、ダイヤモン
ド砥石１１によるサファイア基板１ａの研削方向が図４
に示した方向となるように、半導体発光素子１の姿勢及
びテーブル１０の移動方向を設定する。このような研削
方法により、サファイア基板１ａはその底面に含まれた
Ａ面が研削され、しかもその研削方向がＣ面と直交また
は４０°程度の角度差の範囲に設定されているので、サ
ファイア基板１ａの底面をクラックを生じることなく研
削することができる。
て半導体発光素子１を実装搭載したツェナーダイオード
のウエハ２がテーブル１０に載せられている。一方、サ
ファイア基板１ａの底面を研削するダイヤモンド砥石１
１がテーブル１０より高いレベルに定位置で回転操作可
能に配置されている。テーブル１０は図中の矢印方向に
直線移動してダイヤモンド砥石１１の下に潜り込み、ダ
イヤモンド砥石１１は反時計方向に回転してサファイア
基板１ａの底面を研削する。この研削はクリープフィー
ド方式として従来から知られているもので、ダイヤモン
ド砥石１１によるサファイア基板１ａの研削方向が図４
に示した方向となるように、半導体発光素子１の姿勢及
びテーブル１０の移動方向を設定する。このような研削
方法により、サファイア基板１ａはその底面に含まれた
Ａ面が研削され、しかもその研削方向がＣ面と直交また
は４０°程度の角度差の範囲に設定されているので、サ
ファイア基板１ａの底面をクラックを生じることなく研
削することができる。
【００２５】このようにサファイアの結晶のＡ面をサフ
ァイア基板１ａの底面に含ませたカットとした材料をＣ
面と直交するまたは４０°程度の角度差の範囲で研削す
ることにより、サファイア基板１ａをクラックやチッピ
ングがなく高い表面精度となるように研削できる。
ァイア基板１ａの底面に含ませたカットとした材料をＣ
面と直交するまたは４０°程度の角度差の範囲で研削す
ることにより、サファイア基板１ａをクラックやチッピ
ングがなく高い表面精度となるように研削できる。
【００２６】図６は半導体発光素子１をツェナーダイオ
ードのサブマウント素子に搭載するとともに蛍光物質を
含む波長変換層で被覆して、白色発光する半導体発光装
置を製造する方法を順に示すものである。
ードのサブマウント素子に搭載するとともに蛍光物質を
含む波長変換層で被覆して、白色発光する半導体発光装
置を製造する方法を順に示すものである。
【００２７】図６の（ａ）に示すようにｎ型のＳｉを素
材とするウエハ３の上のｐ，ｎの各電極にバンプ３ａを
形成する。なお、ウエハ３は成形後には静電気保護用の
ツェナーダイオードとしてのサブマウント素子を構成す
るパターンを形成したもので、上面側にはｐ，ｎの電極
を形成するとともに底面側には裏面電極を形成し、半導
体発光素子１を逆極性で導通させることにより静電気保
護を可能としたものである。
材とするウエハ３の上のｐ，ｎの各電極にバンプ３ａを
形成する。なお、ウエハ３は成形後には静電気保護用の
ツェナーダイオードとしてのサブマウント素子を構成す
るパターンを形成したもので、上面側にはｐ，ｎの電極
を形成するとともに底面側には裏面電極を形成し、半導
体発光素子１を逆極性で導通させることにより静電気保
護を可能としたものである。
【００２８】次いで、サファイア基板１ａを上向きにし
てバキュームヘッド１２により吸着し、従来周知の熱併
用超音波付加によって半導体発光素子１をバンプ３ａを
介してウエハ３上に実装する（同図（ｂ））。このと
き、半導体発光素子１のｎ側電極１ｄはウエハ３のｐ側
の電極に導通し、半導体発光素子１のｐ側電極１ｅはウ
エハ３のｎ側の電極に導通させる。
てバキュームヘッド１２により吸着し、従来周知の熱併
用超音波付加によって半導体発光素子１をバンプ３ａを
介してウエハ３上に実装する（同図（ｂ））。このと
き、半導体発光素子１のｎ側電極１ｄはウエハ３のｐ側
の電極に導通し、半導体発光素子１のｐ側電極１ｅはウ
エハ３のｎ側の電極に導通させる。
【００２９】ウエハ３上への半導体発光素子１の実装が
完了すると、図５に示したようにテーブル１０の上に載
せ、ダイヤモンド砥石１１によりサファイア基板１ａの
底面を研削する（同図（ｃ））。この研削は図５で説明
したようにクリープフィード方式によって行い、図４に
示したようにサファイア基板１ａの結晶のＣ面と直交ま
たは４０°程度の角度差の範囲となるように実行する。
このような研削により、前述のようにサファイア基板１
ａの底面にはクラックやチッピングが生じず、高い表面
精度となるように研削加工される。
完了すると、図５に示したようにテーブル１０の上に載
せ、ダイヤモンド砥石１１によりサファイア基板１ａの
底面を研削する（同図（ｃ））。この研削は図５で説明
したようにクリープフィード方式によって行い、図４に
示したようにサファイア基板１ａの結晶のＣ面と直交ま
たは４０°程度の角度差の範囲となるように実行する。
このような研削により、前述のようにサファイア基板１
ａの底面にはクラックやチッピングが生じず、高い表面
精度となるように研削加工される。
【００３０】サファイア基板１ａの研削加工を完了する
と、図６の（ｄ）に示すように、スクリーン印刷法によ
って蛍光物質を含む樹脂パッケージ４を形成する。この
樹脂パッケージ４は、前述の（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａｌ，Ｇ
ａ）5Ｏ12：Ｃｅの蛍光物質をエポキシ樹脂に含ませた
ものである。
と、図６の（ｄ）に示すように、スクリーン印刷法によ
って蛍光物質を含む樹脂パッケージ４を形成する。この
樹脂パッケージ４は、前述の（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａｌ，Ｇ
ａ）5Ｏ12：Ｃｅの蛍光物質をエポキシ樹脂に含ませた
ものである。
【００３１】次いで、ウエハ３を再びテーブル１０に載
せ、ダイヤモンド砥石１１によって樹脂パッケージ４の
表面を研削する（同図（ｅ））。この研削によって樹脂
パッケージ４の表面が一様な平坦面となるように加工さ
れる。なお、テーブル１０はサファイア基板１ａの研削
の場合も樹脂パッケージ４の研削の場合も水平に保た
れ、ダイヤモンド砥石１１も水平姿勢で回転するように
設定する。これにより、研削されたサファイア基板１ａ
の表面と研削された樹脂パッケージ４の表面は平行とな
り、サファイア基板１ａを被覆する樹脂パッケージ４の
厚さをサファイア基板１ａの全体に対して一様化でき
る。したがって、バンプ３ａに高低差があってウエハ３
上に半導体発光素子１を平行な姿勢で実装できなくて
も、完成後には樹脂パッケージ４の表面を半導体発光素
子１のサファイア基板１ａの表面と平行にすることがで
きる。
せ、ダイヤモンド砥石１１によって樹脂パッケージ４の
表面を研削する（同図（ｅ））。この研削によって樹脂
パッケージ４の表面が一様な平坦面となるように加工さ
れる。なお、テーブル１０はサファイア基板１ａの研削
の場合も樹脂パッケージ４の研削の場合も水平に保た
れ、ダイヤモンド砥石１１も水平姿勢で回転するように
設定する。これにより、研削されたサファイア基板１ａ
の表面と研削された樹脂パッケージ４の表面は平行とな
り、サファイア基板１ａを被覆する樹脂パッケージ４の
厚さをサファイア基板１ａの全体に対して一様化でき
る。したがって、バンプ３ａに高低差があってウエハ３
上に半導体発光素子１を平行な姿勢で実装できなくて
も、完成後には樹脂パッケージ４の表面を半導体発光素
子１のサファイア基板１ａの表面と平行にすることがで
きる。
【００３２】樹脂パッケージ４の研削の後には、同図の
（ｆ）に示すようにダイサー１３によってダイシングす
ることにより、図７に示す半導体発光装置を得ることが
できる。
（ｆ）に示すようにダイサー１３によってダイシングす
ることにより、図７に示す半導体発光装置を得ることが
できる。
【００３３】この半導体発光装置は、ウエハ３を素材と
するツェナーダイオードのサブマウント素子５と、これ
に逆極性で導通搭載した青色発光の半導体発光素子１
と、樹脂パッケージ４の成形によって半導体発光素子１
の全体を被覆する波長変換層６とから構成されたもので
ある。半導体発光素子１のサファイア基板１ａは前述の
研削方法によって加工されるので、クラックがなく高い
形状精度を持つ。そして、サファイア基板１ａの底面
（図７においては上面）と波長変換層６の表面とは平行
であり、サファイア基板１ａに被さる波長変換層６の厚
さを高精度で均一化できる。このため、サファイア基板
１ａの上面からの出射光は、蛍光物質によって一様に白
色に変換されて黄緑色を帯びるようなことがなく、色度
歩留りを大幅に向上させ且つ通電ライフを向上させるこ
とができる。
するツェナーダイオードのサブマウント素子５と、これ
に逆極性で導通搭載した青色発光の半導体発光素子１
と、樹脂パッケージ４の成形によって半導体発光素子１
の全体を被覆する波長変換層６とから構成されたもので
ある。半導体発光素子１のサファイア基板１ａは前述の
研削方法によって加工されるので、クラックがなく高い
形状精度を持つ。そして、サファイア基板１ａの底面
（図７においては上面）と波長変換層６の表面とは平行
であり、サファイア基板１ａに被さる波長変換層６の厚
さを高精度で均一化できる。このため、サファイア基板
１ａの上面からの出射光は、蛍光物質によって一様に白
色に変換されて黄緑色を帯びるようなことがなく、色度
歩留りを大幅に向上させ且つ通電ライフを向上させるこ
とができる。
【００３４】
【発明の効果】本発明では、サファイア基板の底面をク
ラックが生じることなく高表面精度で研削できるので、
サファイア基板を含めて蛍光物質含有の波長変換層を被
覆し、サファイア基板の底面と波長変換層の表面を平行
に形成しさえすれば、色度ばらつきが少なく通電ライフ
の良い白色発光の半導体発光素子を得ることができる。
ラックが生じることなく高表面精度で研削できるので、
サファイア基板を含めて蛍光物質含有の波長変換層を被
覆し、サファイア基板の底面と波長変換層の表面を平行
に形成しさえすれば、色度ばらつきが少なく通電ライフ
の良い白色発光の半導体発光素子を得ることができる。
【図１】本発明の製造方法によって製造される半導体発
光素子の平面図
光素子の平面図
【図２】図１の半導体発光素子の正面図
【図３】サファイアの単結晶を示す図であって、（ａ）
はＡ面の位置を示す図 （ｂ）はＣ面及びＣ軸の位置を示す図
はＡ面の位置を示す図 （ｂ）はＣ面及びＣ軸の位置を示す図
【図４】半導体発光素子のサファイア基板の研削方向の
領域を示すための平面図
領域を示すための平面図
【図５】ダイヤモンド砥石によるウエハ上の半導体発光
素子のサファイア基板の研削を示す平面図
素子のサファイア基板の研削を示す平面図
【図６】半導体発光素子のツェナーダイオードのウエハ
上への導通搭載から波長変換層を備える半導体発光装置
の製造までの工程図
上への導通搭載から波長変換層を備える半導体発光装置
の製造までの工程図
【図７】図６の工程によって得られた半導体発光装置の
正面図
正面図
【図８】ＧａＮ系化合物半導体を用いる青色発光の半導
体発光素子の例を示す斜視図
体発光素子の例を示す斜視図
１ 半導体発光素子
１ａ サファイア基板
１ｂ ｎ型層
１ｃ ｐ型層
１ｄ ｎ側電極
１ｅ ｐ側電極
２ ウエハ
３ ウエハ
３ａ バンプ
４ 樹脂パッケージ
５ サブマウント素子
６ 波長変換層
１０ テーブル
１１ ダイヤモンド砥石
１２ バキュームヘッド
１３ ダイサー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−219560（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−38852（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−115893（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−214051（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−294531（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−172223（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−213662（ＪＰ，Ａ)
特開2000−216497（ＪＰ，Ａ)
特開2000−208822（ＪＰ，Ａ)
特開2000−269547（ＪＰ，Ａ)
特開2001−15817（ＪＰ，Ａ)
特開2002−185048（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 33/00
H01L 21/304
Claims (3)
- 【請求項１】サファイア基板の上に化合物半導体を積層
してチップ化し、フリップチップ実装した半導体発光素
子の製造方法であって、前記サファイア基板の底面にサ
ファイア単結晶のほぼＡ面を含むようにカットし、前記
サファイア単結晶のＣ面と直交する方向に対し±４０°
となる範囲を研削方向として研削することを特徴とする
半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項２】サファイア基板の上に化合物半導体を積層
した半導体発光素子であって、請求項１記載の製造方法
によって研削されたサファイア基板を用いたことを特徴
とする半導体発光素子。 - 【請求項３】前記サファイア基板の底面を主光取出し面
とし、前記サファイア基板を含んで蛍光物質を含有した
波長変換層を形成し、前記サファイア基板の主光取出し
面と前記波長変換層の表面をほぼ平行に形成したことを
特徴とする請求項２記載の半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000355425A JP3509740B2 (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 半導体発光素子の製造方法及び半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000355425A JP3509740B2 (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 半導体発光素子の製造方法及び半導体発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002158377A JP2002158377A (ja) | 2002-05-31 |
| JP3509740B2 true JP3509740B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=18827838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000355425A Expired - Fee Related JP3509740B2 (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 半導体発光素子の製造方法及び半導体発光素子 |
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| JP (1) | JP3509740B2 (ja) |
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| JP2006059851A (ja) * | 2004-08-17 | 2006-03-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光装置、それを用いた照明装置およびその製造方法 |
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| JP5746553B2 (ja) | 2011-04-28 | 2015-07-08 | 株式会社東芝 | 基板加工システム、および基板加工プログラム |
| JP5950561B2 (ja) * | 2011-12-13 | 2016-07-13 | 株式会社ディスコ | 発光素子パッケージ基板の加工方法 |
| JP2014132686A (ja) * | 2014-03-18 | 2014-07-17 | Toshiba Corp | 基板加工システム、および基板加工プログラム |
| CN112873583B (zh) * | 2021-03-09 | 2022-03-25 | 北京理工大学 | 一种基于蓝宝石晶向与加工方向协同原理的低损伤加工方法 |
| JP7150199B1 (ja) * | 2021-06-30 | 2022-10-07 | 京セラ株式会社 | 窒化ガリウム単結晶基板の製造方法および周期表第１３族元素窒化物単結晶基板の製造方法 |
-
2000
- 2000-11-22 JP JP2000355425A patent/JP3509740B2/ja not_active Expired - Fee Related
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