JP5246032B2 - Light emitting device and method for manufacturing light emitting device - Google Patents

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Description

本発明は、発光素子及びその製造方法に関するものであり、特に基板表面に透光性膜を有する発光素子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a light emitting device having a light-transmitting film on a substrate surface and a method for manufacturing the same.

近年、窒化物系化合物半導体を用いて構成された発光素子と蛍光体とを組み合わせることにより、白色系の混色光を発光する発光装置が開発されている。この発光装置は、発光素子から出力される青色系の光の一部を蛍光体により波長変換して、その波長変換された黄色系の光と発光素子からの青色系の光との混色により、白色系の光を発光させるものである。   In recent years, a light-emitting device that emits white-color mixed light by combining a light-emitting element formed using a nitride-based compound semiconductor and a phosphor has been developed. In this light emitting device, a part of blue light output from the light emitting element is wavelength-converted by the phosphor, and the wavelength-converted yellow light and blue light from the light emitting element are mixed, It emits white light.

白色光の色度を均一にするためには、発光素子の射出光の光路上に、蛍光体を等しく配置する必要がある。その1つの方法として、帯電した蛍光体を分散させた溶液中で、蛍光体を電気泳動させる技術が知られている。電気泳動では、溶液中に発光素子と電極とを配置してそれらの間に電圧を印可するが、このとき、発光素子に蛍光体の帯電極と反対の電位が発生するように電圧を印可すれば、蛍光体は発光素子の導電部分に引き寄せられる。溶液中に蛍光体を発光素子の表面に付着させる結着材を含ませておくことで、発光素子の表面に蛍光体の均一な層を形成することができる。   In order to make the chromaticity of the white light uniform, it is necessary to arrange the phosphors equally on the optical path of the light emitted from the light emitting element. As one of the methods, a technique is known in which a phosphor is electrophoresed in a solution in which a charged phosphor is dispersed. In electrophoresis, a light emitting element and an electrode are placed in a solution and a voltage is applied between them. At this time, the voltage is applied so that a potential opposite to the phosphor band electrode is generated in the light emitting element. For example, the phosphor is attracted to the conductive portion of the light emitting element. By including a binder for adhering the phosphor to the surface of the light-emitting element in the solution, a uniform layer of the phosphor can be formed on the surface of the light-emitting element.

サファイアのような絶縁性基板を光取り出し側に有する発光素子の場合、絶縁性基板表面に蛍光体を沈着させるために基板表面に導電層を形成する必要がある。このような素子においては、光取り出し側に導電層が設けられることになるため、導電層として例えば透光性の材料を用いることが提案されている(特許文献1、2参照)。また、窒化物系化合物半導体に対して接触抵抗が良好なアルミニウム等の金属層を導電層として形成し、蛍光体の沈着中に溶解させることや、蛍光体の沈着後に酸化させて透明化することも提案されている(特許文献3〜7参照)。   In the case of a light emitting element having an insulating substrate such as sapphire on the light extraction side, it is necessary to form a conductive layer on the substrate surface in order to deposit the phosphor on the insulating substrate surface. In such an element, since a conductive layer is provided on the light extraction side, it has been proposed to use, for example, a light-transmitting material as the conductive layer (see Patent Documents 1 and 2). In addition, a metal layer such as aluminum having good contact resistance with respect to the nitride compound semiconductor is formed as a conductive layer and dissolved during the deposition of the phosphor, or oxidized and made transparent after the phosphor is deposited. Has also been proposed (see Patent Documents 3 to 7).

特開2003−69086JP 2003-69086 A 特開2003−110153JP 2003-110153 A 特開2008−66365JP 2008-66365 A 特開2007−134378JP2007-134378 特開2007−305773JP2007-305773 特開2008−300580JP2008-300580 特開2007−294728JP2007-294728A

しかし、アルミニウムを導電層の材料として用いると、サファイア基板との密着力が十分でないために、コレットのような搬送用の部材と接触する面において導電層が剥離し易いという問題がある。剥離した領域が電気泳動させた蛍光体で埋まる程度に小さければ問題にはならないが、導電層の一部が付着した搬送用の部材を用いて搬送を繰り返すと、付着した導電層に更に導電層が張り付き、剥離面積が大きくなっていく。導電層の剥離面積が大きくなり、蛍光体で埋まらない領域ができると、その領域における発光素子からの光は蛍光体で変換されずに取り出されてしまい、発光分布の不均一や発光波長のずれに繋がる。   However, when aluminum is used as the material of the conductive layer, there is a problem in that the conductive layer is easily peeled off on the surface in contact with the conveying member such as a collet because the adhesive force with the sapphire substrate is not sufficient. This is not a problem if the peeled area is small enough to be filled with the electrophoresed phosphor, but if transport is repeated using a transport member with a part of the conductive layer attached, the conductive layer is further added to the attached conductive layer. Sticks and the peeled area increases. If the peel-off area of the conductive layer becomes large and a region that is not filled with phosphor is formed, light from the light-emitting element in that region is extracted without being converted by the phosphor, resulting in non-uniform emission distribution and shift in emission wavelength. It leads to.

第1の本発明の発光素子は、サファイア基板と、前記サファイア基板の一方の主面に設けられた半導体層と、前記サファイア基板の少なくとも他方の主面に設けられた透光性膜と、を有し、前記透光性膜は、アルミニウムを含有する酸化膜であり、Cu、Sn又はZnを0.26質量パーセント以上、2.10質量パーセント未満含有する。   A light-emitting element according to a first aspect of the present invention includes a sapphire substrate, a semiconductor layer provided on one main surface of the sapphire substrate, and a translucent film provided on at least the other main surface of the sapphire substrate. The translucent film is an oxide film containing aluminum and contains Cu, Sn, or Zn in an amount of 0.26 mass percent or more and less than 2.10 mass percent.

第1の本発明の発光素子は以下の構成を組み合わせることができる。
前記透光性膜の表面に設けられた蛍光体層を有する。前記サファイア基板の側面にも前記透光性膜が設けられている。
The light emitting device of the first aspect of the present invention can be combined with the following configurations.
A phosphor layer provided on a surface of the translucent film; The translucent film is also provided on the side surface of the sapphire substrate.

本発明の発光素子の製造方法は、サファイア基板の一方の主面に半導体層を形成し、前記サファイア基板の少なくとも他方の主面にアルミニウム合金膜を形成する工程と、前記アルミニウム合金膜に電圧を印加することにより、帯電させた蛍光体を堆積させる工程と、前記アルミニウム合金膜を酸化させることにより、透光性膜とする工程と、を有し、前記アルミニウム合金膜はCu、Sn又はZnを0.5質量パーセント以上、4質量パーセント未満含有する。   The method for manufacturing a light emitting device according to the present invention includes a step of forming a semiconductor layer on one main surface of a sapphire substrate, forming an aluminum alloy film on at least the other main surface of the sapphire substrate, and applying a voltage to the aluminum alloy film. A step of depositing a charged phosphor by application, and a step of forming a light-transmitting film by oxidizing the aluminum alloy film, wherein the aluminum alloy film contains Cu, Sn, or Zn. Containing 0.5 mass percent or more and less than 4 mass percent.

本発明の製造方法は以下の構成を組み合わせることができる。
前記蛍光体堆積工程前に、前記アルミニウム合金膜が形成された面に搬送用支持部材を接着させて搬送する工程を有する。前記搬送する工程において、実装用の支持基板上に搬送し、前記半導体層側を前記支持基板にフリップチップ実装する。
The manufacturing method of this invention can combine the following structures.
Before the phosphor deposition step, the method includes a step of transporting the transport support member by adhering it to the surface on which the aluminum alloy film is formed. In the transporting step, the semiconductor substrate is transported on a mounting support substrate, and the semiconductor layer side is flip-chip mounted on the support substrate.

第2の本発明の発光素子は、サファイア基板と、前記サファイア基板の一方の主面に設けられた半導体層と、前記サファイア基板の少なくとも他方の主面に設けられた蛍光体電気泳動沈着用のアルミニウム合金膜と、を有し、前記アルミニウム合金膜は酸化により透光性膜とできる膜であり、Cu、Sn又はZnを0.5質量パーセント以上、4質量パーセント未満含有する。   The light emitting device of the second aspect of the present invention is a sapphire substrate, a semiconductor layer provided on one main surface of the sapphire substrate, and phosphor electrophoresis deposition provided on at least the other main surface of the sapphire substrate. The aluminum alloy film is a film that can be converted to a light-transmitting film by oxidation, and contains Cu, Sn, or Zn by 0.5 mass percent or more and less than 4 mass percent.

本発明の発光素子は、蛍光体電気泳動沈着用の膜としてCu、SnまたはZnを含むアルミニウム合金膜を用いることで、サファイア基板との密着力に優れた導電膜とでき、基板からの剥離を抑制することができる。また、このような合金膜を酸化させることでCu、SnまたはZnを含むアルミニウム含有酸化膜の透光性膜が得られ、基板からの剥離が抑制された透光性膜とすることができ、サファイア基板側から光を取り出すことができる。   The light-emitting element of the present invention can be a conductive film having excellent adhesion to a sapphire substrate by using an aluminum alloy film containing Cu, Sn, or Zn as a film for phosphor electrophoretic deposition, and can be peeled off from the substrate. Can be suppressed. Further, by oxidizing such an alloy film, a translucent film of an aluminum-containing oxide film containing Cu, Sn, or Zn can be obtained, and a translucent film in which peeling from the substrate is suppressed can be obtained. Light can be extracted from the sapphire substrate side.

図1は一実施形態の発光素子を示す断面模式図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a light emitting device according to an embodiment. 図2は一実施形態の発光素子の製造方法を説明する断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a light emitting device according to an embodiment. 図3は一実施形態の発光素子の製造方法を説明する断面模式図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a light emitting device according to an embodiment. 図4は一実施形態の発光素子の製造方法を説明する断面模式図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a light emitting device according to an embodiment. 図5は一実施形態の発光素子の製造方法を説明する断面模式図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a light emitting device according to an embodiment. 図6は一実施形態の発光素子の製造方法を説明する断面模式図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a light-emitting element according to an embodiment.

以下、図面を参照して本発明の方法を実施するための形態(以下「実施形態」という)について詳細に説明する。なお、図は模式的に示すものであり、一部誇張され、実際とは異なる場合がある。また、本発明は、以下の実施形態や実施例に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the method of the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings. In addition, a figure is shown typically, a part is exaggerated and may differ from an actual. The present invention is not limited to the following embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention.

図1は、本実施形態の発光素子を示す断面模式図である。図1に示すように、発光素子1は、サファイア基板10の一方の主面に半導体層14が設けられており、サファイア基板10の少なくとも他方の主面に透光性膜20が設けられている。透光性膜20は、アルミニウムを含有する酸化膜であり、Cu、Sn又はZnを0.26質量パーセント以上、2.10質量パーセント未満含有する。半導体層14は、一例として、サファイア基板10側から、第1導電型層11としてn型半導体層、発光層12、第2導電型層12としてp型半導体層が積層されており、第1導電型層11に第1電極15としてn電極が形成され、第2導電型層13に第2電極16としてp電極が形成されている。発光素子1の電極側の面は、第1電極15及び第2電極16のバンプとの接続部を除いて、絶縁性の保護膜17によって覆われている。発光素子1の第1電極15と第2電極16は、金属のバンプ33を介して、支持基板30の基体31の表面に設けられた電極32と電気的に接続される。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the light emitting device of this embodiment. As shown in FIG. 1, in the light emitting element 1, a semiconductor layer 14 is provided on one main surface of a sapphire substrate 10, and a translucent film 20 is provided on at least the other main surface of the sapphire substrate 10. . The translucent film 20 is an oxide film containing aluminum, and contains Cu, Sn, or Zn in an amount of 0.26 mass percent or more and less than 2.10 mass percent. As an example, the semiconductor layer 14 includes, from the sapphire substrate 10 side, an n-type semiconductor layer as the first conductivity type layer 11, a light emitting layer 12, and a p-type semiconductor layer as the second conductivity type layer 12. An n electrode is formed as the first electrode 15 in the mold layer 11, and a p electrode is formed as the second electrode 16 in the second conductivity type layer 13. The surface of the light emitting element 1 on the electrode side is covered with an insulating protective film 17 except for the connection portion between the first electrode 15 and the bump of the second electrode 16. The first electrode 15 and the second electrode 16 of the light emitting element 1 are electrically connected to the electrode 32 provided on the surface of the base 31 of the support substrate 30 through the metal bumps 33.

本実施形態の発光素子を製造する方法の一例について、図2〜6を用いて説明する。図2〜6は本実施形態の製造方法の主要な工程を説明するための断面模式図である。   An example of a method for manufacturing the light emitting device of this embodiment will be described with reference to FIGS. 2-6 is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the main processes of the manufacturing method of this embodiment.

(アルミニウム合金膜形成工程)
まず、図2に示すように、サファイア基板の一方の主面に半導体層14を積層した発光素子1を粘着シート等の固定部材50に固定し、サファイア基板10の少なくとも他方の主面にアルミニウム合金膜40を成膜する。
(Aluminum alloy film formation process)
First, as shown in FIG. 2, the light emitting device 1 in which the semiconductor layer 14 is laminated on one main surface of the sapphire substrate is fixed to a fixing member 50 such as an adhesive sheet, and an aluminum alloy is formed on at least the other main surface of the sapphire substrate 10. A film 40 is formed.

アルミニウム合金膜は、微量のCu、Sn又はZnを含有する。これによって、密着性が大幅に改善され、且つ酸化により透光性となる膜を得ることができる。具体的には、Cu、Sn又はZnを0.5質量パーセント以上4質量パーセント未満含有する。Cu、Sn又はZnの含有量が0.5質量パーセント以上含有するアルミニウム合金膜とすることで、アルミニウムのみからなる金属膜よりもサファイア基板との密着性が改善される。Cu、Sn又はZnの含有量は、より好ましくは1質量パーセント以上、さらには2質量パーセント以上とすることで密着力がさらに改善される。発光素子を搬送する際には、半導体層が傷付くことを避けるため、図3に示すように、半導体層14形成面と反対側のサファイア基板側をコレット等の搬送用支持部材60に接着させる場合が多い。このような場合、サファイア基板表面にアルミニウム合金膜が形成されていれば、図3に示すようにアルミニウム合金膜40が搬送用支持部材60に接着されるため、サファイア基板との密着性に優れたアルミニウム合金膜40を設けることで、搬送用支持部材60への付着によるアルミニウム合金膜40の剥離を抑制することできる。また、例えばピンセットで発光素子を挟持して搬送する場合も、同様に剥離の問題が起こり得る。   The aluminum alloy film contains a trace amount of Cu, Sn, or Zn. As a result, it is possible to obtain a film whose adhesion is greatly improved and which becomes transparent by oxidation. Specifically, Cu, Sn, or Zn is contained in an amount of 0.5 mass percent or more and less than 4 mass percent. Adhesiveness with a sapphire substrate is improved more than the metal film which consists only of aluminum by setting it as the aluminum alloy film which content of Cu, Sn, or Zn contains 0.5 mass% or more. The adhesion is further improved by setting the content of Cu, Sn, or Zn to 1 mass percent or more, more preferably 2 mass percent or more. When transporting the light emitting element, as shown in FIG. 3, the sapphire substrate side opposite to the surface on which the semiconductor layer 14 is formed is adhered to a transport support member 60 such as a collet to avoid damage to the semiconductor layer. There are many cases. In such a case, if an aluminum alloy film is formed on the surface of the sapphire substrate, the aluminum alloy film 40 is adhered to the transport support member 60 as shown in FIG. By providing the aluminum alloy film 40, peeling of the aluminum alloy film 40 due to adhesion to the conveyance support member 60 can be suppressed. Further, for example, when the light emitting element is sandwiched and transported with tweezers, a problem of peeling may occur in the same manner.

一方、アルミニウム合金膜は発光素子からの放射光に対する透過率が低いため、後述の工程において酸化させることで透光性膜とするが、例えばCuを4質量パーセント以上含有させると、酸化させても透過率が改善されず、良好な透光性膜として用いることができない。したがって、4質量パーセント未満とすることで、酸化によって発光素子からの放射光に対する透過率の高い透光性膜とすることができる。また、Sn又はZnは含有量を増やしすぎると密着力が低下する傾向にあるため、4質量パーセント未満とすることが好ましい。なお、意図的に含有させる元素はこれら3元素のいずれかとすることが好ましく、それ以外に含有させる元素は実質的にアルミニウム(Al)のみとすると、酸化によって透過率に優れた透光性膜を得ることができる。具体的には、アルミニウムの含有量を96質量パーセント以上、99.7質量パーセント未満とする。   On the other hand, the aluminum alloy film has a low transmittance to the radiated light from the light emitting element. Therefore, the aluminum alloy film is oxidized in a later-described process to form a light-transmitting film. The transmittance is not improved and it cannot be used as a good translucent film. Therefore, when the content is less than 4 mass percent, a light-transmitting film having high transmittance with respect to light emitted from the light-emitting element can be obtained by oxidation. Moreover, since Sn or Zn tends to decrease the adhesive strength when the content is excessively increased, it is preferably less than 4 mass percent. In addition, it is preferable that the element to be intentionally included is any one of these three elements, and if the element to be included is substantially only aluminum (Al), a light-transmitting film excellent in transmittance by oxidation is formed. Can be obtained. Specifically, the aluminum content is 96 mass percent or more and less than 99.7 mass percent.

アルミニウム合金膜を後述の電気泳動沈着用の導電膜として用いる場合は、基板側面にもアルミニウム合金膜を成膜することが好ましい。更に、図2に示すようにアルミニウム合金膜40を第1導電型層11に接して設けると、第1導電型層11を通してアルミニウム合金膜40に電圧を印加することができる。   When using an aluminum alloy film as a conductive film for electrophoretic deposition described later, it is preferable to form an aluminum alloy film on the side surface of the substrate. Furthermore, when the aluminum alloy film 40 is provided in contact with the first conductivity type layer 11 as shown in FIG. 2, a voltage can be applied to the aluminum alloy film 40 through the first conductivity type layer 11.

アルミニウム合金膜の形成方法としては、例えば、蒸着法、スパッタリング、スクリーン印刷、インクジェット塗布、スプレー塗布あるいはそれらを組み合わせた方法を挙げることができる。発光層、第2導電型層、第1又は第2電極の側面等、アルミニウム合金膜を形成したくない領域はマスク材料で被覆する等して、アルミニウム合金膜を形成する。マスク材料の代わりに絶縁性の保護膜や樹脂を用いることもできる。また、成膜条件によっては、素子側面にアルミニウム合金膜が形成され難くなり、図2に示す素子のようにアルミニウム合金膜の基板側面における膜厚が主面における膜厚よりも小さくなる。図2に示す素子のように、第1導電型層の素子外周部に段差を設けることで、基板側面と連続する側面を有する半導体層を第1導電型層のみとすることができ、上述の形成条件において、マスク材料を必要とせずに基板表面から一方の導電型の半導体層側面にかけてアルミニウム合金膜を形成することができる。第1導電型層は側面を除いて絶縁性の保護膜で覆されていることが好ましい。アルミニウム合金膜の膜厚は、膜厚5nm〜10μm程度、比較的均質な膜を形成するためには膜厚20nm以上、1μm以下とすることが好ましく、後述する酸化工程において透光性膜とするためには、20nm以上、300nm以下とすることが好ましい。なお、最大膜厚をこれらの膜厚範囲とすることが好ましく、例えばサファイア基板の主面における膜厚をこのように設定し、基板側面の膜厚はこれと同程度かそれよりも小さくする。   Examples of the method for forming the aluminum alloy film include vapor deposition, sputtering, screen printing, ink jet coating, spray coating, or a combination thereof. A region where the aluminum alloy film is not desired to be formed, such as the light emitting layer, the second conductivity type layer, and the side surface of the first or second electrode, is covered with a mask material to form the aluminum alloy film. An insulating protective film or resin can be used instead of the mask material. Depending on the film formation conditions, it is difficult to form an aluminum alloy film on the side surface of the element, and the film thickness on the substrate side surface of the aluminum alloy film is smaller than the film thickness on the main surface as in the element shown in FIG. As in the element shown in FIG. 2, by providing a step at the element outer periphery of the first conductivity type layer, the semiconductor layer having the side surface continuous with the substrate side surface can be made only the first conductivity type layer. Under the formation conditions, an aluminum alloy film can be formed from the substrate surface to the side surface of one conductivity type semiconductor layer without requiring a mask material. The first conductivity type layer is preferably covered with an insulating protective film except for the side surface. The film thickness of the aluminum alloy film is about 5 nm to 10 μm, and preferably 20 nm to 1 μm in order to form a relatively homogeneous film. Therefore, it is preferable to set it to 20 nm or more and 300 nm or less. In addition, it is preferable to make the maximum film thickness into these film thickness ranges. For example, the film thickness on the main surface of the sapphire substrate is set in this way, and the film thickness on the side surface of the substrate is set to the same level or smaller.

発光素子を固定する固定部材は、粘着シートに限らず、発光素子を固定できる部材であればよい。サファイア基板側面にまでアルミニウム合金膜を形成するために、発光素子は離間させて固定することが好ましい。例えば、粘着シートにウエハを貼り付け、分割して素子化した後、エキスパンドして、図2に示すような状態とすることができる。アルミニウム合金膜をパッケージ等への実装後に形成しようとすると、アルミニウム合金膜を形成する領域以外をマスク等で覆う必要があるため、アルミニウム合金膜を形成してからパッケージ等に実装することが好ましい。例えば、図4に示すように、アルミニウム合金膜40を形成した発光素子1の第1電極15及び第2電極16を支持基板30側として、金属バンプ33を介して支持基板30の電極32と接続し、固定する。   The fixing member that fixes the light emitting element is not limited to the adhesive sheet, and any member that can fix the light emitting element may be used. In order to form the aluminum alloy film on the side surface of the sapphire substrate, it is preferable that the light emitting elements are fixed apart from each other. For example, a wafer can be attached to an adhesive sheet, divided into elements, and then expanded to obtain a state as shown in FIG. If an aluminum alloy film is to be formed after being mounted on a package or the like, it is necessary to cover the area other than the region where the aluminum alloy film is to be formed with a mask or the like. Therefore, it is preferable to mount the aluminum alloy film on the package or the like after forming the aluminum alloy film. For example, as shown in FIG. 4, the first electrode 15 and the second electrode 16 of the light emitting element 1 on which the aluminum alloy film 40 is formed are connected to the electrode 32 of the support substrate 30 through the metal bumps 33 on the support substrate 30 side. And fix.

(蛍光体堆積工程)
図5に示すように、発光素子1を電着浴内の溶液(電解液)に浸漬させる。溶液中には、帯電した蛍光体81が分散されている。ここでは、発光素子1の各電極は支持基板30の電極32と電気的に接続されているので、支持基板30の電極32と対向するように対極70を設置し、外部電源によって電極32と対極70の間に電圧を印加する。このとき電極32に対して蛍光体81の帯電と異なる極性の電圧を印加することにより、発光素子1にも電圧が印可され、溶液中の蛍光体81が発光素子1に向かって泳動する。そして発光素子1の表面のうち、導電性のアルミニウム合金膜40の部分は蛍光体81と逆の極性に帯電しているため、その表面に蛍光体81が均一な膜厚で沈着する。その沈着物を乾燥させることによって沈着物に含まれる余分な溶媒を除去すれば、図6に示すような、蛍光体を含む蛍光体層80を略均一な膜厚で形成することができる。
(Phosphor deposition process)
As shown in FIG. 5, the light emitting element 1 is immersed in a solution (electrolytic solution) in the electrodeposition bath. A charged phosphor 81 is dispersed in the solution. Here, since each electrode of the light emitting element 1 is electrically connected to the electrode 32 of the support substrate 30, a counter electrode 70 is installed so as to face the electrode 32 of the support substrate 30, and the electrode 32 and the counter electrode are externally powered. A voltage is applied during 70. At this time, by applying a voltage having a polarity different from the charging of the phosphor 81 to the electrode 32, a voltage is also applied to the light emitting element 1, and the phosphor 81 in the solution migrates toward the light emitting element 1. Since the portion of the conductive aluminum alloy film 40 in the surface of the light emitting element 1 is charged with the opposite polarity to the phosphor 81, the phosphor 81 is deposited on the surface with a uniform film thickness. If the excess solvent contained in the deposit is removed by drying the deposit, a phosphor layer 80 containing the phosphor as shown in FIG. 6 can be formed with a substantially uniform film thickness.

発光素子は、少なくともアルミニウム合金膜を蛍光体と異なる極性に帯電させられるように配置すればよい。図4に示すように、蛍光体堆積工程の前に、半導体層14と接するアルミニウム合金膜40が形成された発光素子1を支持基板30に実装しておけば、支持基板30の電極32に電圧を印加することで、アルミニウム合金膜40を溶液中の蛍光体と異なる極性に帯電させることができる。また、アルミニウム合金膜が露出した発光素子をフリップチップ実装する場合、例えば、図3に示すようにアルミニウム合金膜40を搬送用支持部材60に接着させて搬送し、支持基板と接合する。この場合、搬送用支持部材と接するアルミニウム合金膜に高負荷がかかるため、サファイア基板とアルミニウム合金膜の密着性が特に重要視される。このような接合に用いる手段としては例えば超音波接合がある。   The light emitting element may be arranged so that at least the aluminum alloy film can be charged to a polarity different from that of the phosphor. As shown in FIG. 4, if the light emitting element 1 having the aluminum alloy film 40 in contact with the semiconductor layer 14 is mounted on the support substrate 30 before the phosphor deposition step, a voltage is applied to the electrode 32 of the support substrate 30. Is applied, the aluminum alloy film 40 can be charged with a polarity different from that of the phosphor in the solution. When the light emitting element with the aluminum alloy film exposed is flip-chip mounted, for example, as shown in FIG. 3, the aluminum alloy film 40 is transported by being adhered to the transport support member 60 and bonded to the support substrate. In this case, since a high load is applied to the aluminum alloy film in contact with the conveying support member, the adhesion between the sapphire substrate and the aluminum alloy film is particularly important. As a means used for such joining, there is, for example, ultrasonic joining.

電気泳動沈着に使用する溶液は、蛍光体に加えて結着材や帯電材を含んでいても良い。その場合、形成される蛍光体層には、蛍光体以外に結着材や帯電材が含まれることになる。さらに蛍光体層は、蛍光物質や結着材を覆う透光性樹脂を有していても良い。また、蛍光体は、蛍光体質自体が帯電されているか、極性のある透光性材料など、電解液中に含まれる他の帯電性材料により、電圧が印加される工程までに帯電されていればよい。   The solution used for the electrophoretic deposition may contain a binder or a charging material in addition to the phosphor. In this case, the formed phosphor layer includes a binder and a charging material in addition to the phosphor. Furthermore, the phosphor layer may have a translucent resin that covers the phosphor and the binder. In addition, the phosphor is charged before the step of applying a voltage by the phosphor itself is charged or by other chargeable materials contained in the electrolytic solution, such as a polar translucent material. Good.

(アルミニウム合金膜酸化工程)
アルミニウム合金膜を酸化させることで、微量のCu、Sn又はZnを含有するアルミニウム酸化膜の透光性膜とすることができる。アルミニウム合金膜を帯電させて蛍光体を電気泳動沈着させた場合は、図6に示すように、透光性膜20はサファイア基板10と蛍光体層80の間に位置する。アルミニウム合金膜を酸化させる方法としては、酸化雰囲気、例えば水蒸気雰囲気で加熱処理する方法を用いることができる。具体的には、高温の水蒸気を含む条件下で加熱し、例えば温度130℃以上で湿度100%以上の高温高湿の条件下で加熱する。これにより、アルミニウム合金膜を透光性膜に改質させ、更には絶縁性の膜に改質させる。
(Aluminum alloy film oxidation process)
By oxidizing the aluminum alloy film, a light-transmitting film of an aluminum oxide film containing a small amount of Cu, Sn, or Zn can be obtained. When the phosphor is electrophoretically deposited by charging the aluminum alloy film, the translucent film 20 is positioned between the sapphire substrate 10 and the phosphor layer 80 as shown in FIG. As a method for oxidizing the aluminum alloy film, a heat treatment method in an oxidizing atmosphere, for example, a water vapor atmosphere can be used. Specifically, heating is performed under conditions containing high-temperature steam, for example, heating is performed under conditions of high temperature and high humidity such as a temperature of 130 ° C. or higher and a humidity of 100% or higher. As a result, the aluminum alloy film is modified to a translucent film and further to an insulating film.

透光性膜におけるCu、Sn又はZnの含有量は、0.26質量パーセント以上、2.10質量パーセント未満とすることが好ましく、さらには0.52質量パーセント以上、1.06質量パーセント以上とすることが好ましい。酸化によって得られた透光性膜におけるCuの含有量は、アルミニウム合金膜にCuを0.5質量パーセント含有させた場合は0.26質量パーセント程度、1質量パーセント含有させた場合は0.52質量パーセント程度、2質量パーセント含有させた場合は1.06質量パーセント程度、4質量パーセント含有させた場合は2.10質量パーセント程度であると推定され、Sn又はZnの場合もほぼ同程度であると推定される。また、透光性膜であるAl含有酸化膜に意図的に含有させる元素はCu、Sn又はZnのいずれかであることが好ましく、この場合、透光性膜におけるAlの含有量は50〜52質量パーセント程度であると推定される。透光性膜の膜厚は特に限定されないが、膜厚5nm〜10μm程度、透光性被覆膜として具体的には、比較的均質な膜を形成するために膜厚20nm以上程度、1μm以下程度とする。   The content of Cu, Sn or Zn in the translucent film is preferably 0.26 mass percent or more and less than 2.10 mass percent, and more preferably 0.52 mass percent or more and 1.06 mass percent or more. It is preferable to do. The content of Cu in the translucent film obtained by oxidation is about 0.26 mass percent when 0.5 mass percent of Cu is contained in the aluminum alloy film, and 0.52 when 1 mass percent is contained. It is estimated that about 1.06 mass percent when it is contained in about 2 mass percent, about 2.10 mass percent when it is contained in 4 mass percent, and about the same in the case of Sn or Zn It is estimated to be. The element intentionally included in the Al-containing oxide film that is a light-transmitting film is preferably Cu, Sn, or Zn. In this case, the Al content in the light-transmitting film is 50 to 52. It is estimated to be about mass percent. The film thickness of the translucent film is not particularly limited, but the film thickness is about 5 nm to 10 μm. Specifically, as the translucent coating film, the film thickness is about 20 nm or more and 1 μm or less in order to form a relatively homogeneous film. To the extent.

更に、蛍光体層に樹脂等の透光性材料の透光性部材を形成する工程を備えてもよい。具体的には、蛍光体層が設けられた発光素子を配置して、蛍光体層の上に透光性の材料を塗布、もしくは素子をその透光性材料を含む溶液中に浸漬して、透光性部材の被覆膜を形成する。   Furthermore, you may provide the process of forming the translucent member of translucent materials, such as resin, in a fluorescent substance layer. Specifically, a light-emitting element provided with a phosphor layer is arranged, and a light-transmitting material is applied on the phosphor layer, or the element is immersed in a solution containing the light-transmitting material, A coating film for the translucent member is formed.

なお、蛍光体堆積工程を省略した場合は、図1に示すようにサファイア基板10の光取り出し側表面に透光性膜20が設けられた発光素子1を得ることができる。アルミニウム合金膜の酸化によって得られる透光性膜は、アルミニウム合金膜よりも強度が低下する傾向にあるため、蛍光体堆積工程を経ない場合も、まずアルミニウム合金膜を設けた発光素子を形成し、その発光素子を実装した後に酸化工程を行い、サファイア基板表面に透光性膜が設けられた発光素子とすることが好ましい。このような発光素子であれば、フリップチップ実装時におけるアルミニウム合金膜の剥離を抑制できるので、サファイア基板の表面を均一に透光性膜で覆うことができる。また、アルミニウム合金膜の酸化によって得られる透光性膜はその表面に凹凸を有する傾向があり、凹凸表面の反射によって発光素子内部からの光を好適に取り出すことができる。   When the phosphor deposition step is omitted, the light-emitting element 1 in which the light-transmitting film 20 is provided on the light extraction side surface of the sapphire substrate 10 as shown in FIG. 1 can be obtained. Since a light-transmitting film obtained by oxidation of an aluminum alloy film tends to have a lower strength than an aluminum alloy film, a light emitting element provided with an aluminum alloy film is first formed even when the phosphor deposition process is not performed. It is preferable to perform an oxidation process after mounting the light-emitting element to obtain a light-emitting element having a light-transmitting film on the surface of the sapphire substrate. With such a light emitting element, peeling of the aluminum alloy film at the time of flip chip mounting can be suppressed, so that the surface of the sapphire substrate can be uniformly covered with the light transmitting film. Further, the light-transmitting film obtained by oxidation of the aluminum alloy film tends to have irregularities on the surface, and light from the inside of the light emitting element can be suitably extracted by reflection on the irregular surface.

本実施形態にかかる各部材について以下に詳述する。   Each member concerning this embodiment is explained in full detail below.

(発光素子1)
本実施形態における発光素子1として、LEDチップについて説明する。LEDチップを構成する発光素子としては、種々の半導体により形成された半導体発光素子を挙げることができるが、サファイア基板に成長可能な半導体を選択することができ、窒化物半導体(InAlGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)が好適に挙げられる。窒化物半導体は蛍光体を効率良く励起できる短波長が発光可能であるので、蛍光体を使用する場合に好ましい。半導体の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。具体的には、図1〜6に示すように、サファイア基板10の一方の主面側に、成長方法により省略可能な下地層を介して、相互に異なる導電型の半導体層14(第1導電型層11としてn型半導体層、第2導電型層13としてp型半導体層)と発光層12を基板側から符号の番号順に積層するなどして、発光構造を有する半導体構造を設けた構造を用いることができる。なお、積層順はこの通りである必要はない。
(Light emitting element 1)
An LED chip will be described as the light emitting element 1 in the present embodiment. Examples of the light emitting element constituting the LED chip include semiconductor light emitting elements formed of various semiconductors. A semiconductor that can be grown on a sapphire substrate can be selected, and a nitride semiconductor (In X Al Y Ga) can be selected. 1-X—Y N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1) are preferable. Nitride semiconductors are preferred when using phosphors because they can emit light at short wavelengths that can excite phosphors efficiently. Various emission wavelengths can be selected depending on the semiconductor material and the degree of mixed crystal. Specifically, as shown in FIGS. 1 to 6, semiconductor layers 14 of different conductivity types (first conductivity) are provided on one main surface side of the sapphire substrate 10 via a base layer that can be omitted by a growth method. A structure in which a semiconductor structure having a light-emitting structure is provided by stacking an n-type semiconductor layer as a mold layer 11 and a p-type semiconductor layer as a second conductivity type layer 13) and a light-emitting layer 12 in the order of reference numerals from the substrate side. Can be used. Note that the stacking order need not be this.

(支持基板30)
発光素子を実装する支持基板の基体の材料は、AlN、Al、SiC、GaAs、BN、C(ダイヤモンド)などが好ましい。より好ましくは、発光素子と熱膨張係数がほぼ等しいもの、例えば、窒化物系半導体を材料とする発光素子に対して窒化アルミニウム(AlN)が選択される。これにより、支持体と発光素子との間に発生する熱応力の影響を緩和することができる。
(Supporting substrate 30)
The base substrate material for mounting the light emitting element is preferably AlN, Al 2 O 3 , SiC, GaAs, BN, C (diamond), or the like. More preferably, aluminum nitride (AlN) is selected for a light-emitting element having a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the light-emitting element, for example, a light-emitting element made of a nitride-based semiconductor. Thereby, the influence of the thermal stress which generate | occur | produces between a support body and a light emitting element can be relieve | moderated.

(蛍光体81、蛍光体層80)
蛍光体は、発光素子からの光の少なくとも一部を吸収して異なる波長を有する光を発する蛍光物質であり、蛍光体層はそれを含有する部材である。蛍光体層は、蛍光体で構成されることが好ましく、付加的にその蛍光体を固着させるための結着材を有しても良い。また、蛍光体層の発光素子、装置への固定を強化させるため、あるいは外部環境から保護するため、電気泳動沈着により形成された蛍光体層は、上述したように、透光性部材、封止部材など、材料としてはエポキシ樹脂やシリコン樹脂などの透光性樹脂やガラスなど、他の透光性材料で被覆されている構造が好ましい。
(Phosphor 81, phosphor layer 80)
The phosphor is a phosphor that emits light having different wavelengths by absorbing at least a part of light from the light emitting element, and the phosphor layer is a member containing the phosphor. The phosphor layer is preferably composed of a phosphor, and may additionally have a binder for fixing the phosphor. In addition, in order to strengthen the fixation of the phosphor layer to the light emitting element or device, or to protect it from the external environment, the phosphor layer formed by electrophoretic deposition is composed of a translucent member, a sealing member, as described above. As a material such as a member, a structure covered with another light-transmitting material such as a light-transmitting resin such as epoxy resin or silicon resin, or glass is preferable.

蛍光体は、発光素子の光を変換するものであり、発光素子からの光をより長波長に変換するものの方が効率がよい。発光素子からの光がエネルギーの高い短波長の可視光の場合、アルミニウム酸化物系蛍光体の一種であるセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(YAG:Ce)が好適に用いられる。特に、YAG:Ce蛍光体は、その含有量によってLEDチップからの青色系の光を一部吸収して補色となる黄色系の光を発するため、白色系の混色光を発する高出力な発光ダイオードを比較的簡単に形成することができる。   The phosphor converts light from the light emitting element, and it is more efficient to convert light from the light emitting element to a longer wavelength. When the light from the light emitting device is high-energy short-wavelength visible light, an yttrium-aluminum-garnet-based phosphor (YAG: Ce) activated with cerium, which is a kind of aluminum oxide-based phosphor, is preferably used. It is done. In particular, the YAG: Ce phosphor absorbs part of the blue light from the LED chip depending on its content and emits yellow light that is a complementary color. Can be formed relatively easily.

本実施形態における蛍光体は、電解液中を電気泳動しやすい形状および大きさであることが好ましい。特に、電解液中での電気泳動について、蛍光体の形状は、ほぼ球形の粒子状とされていることが好ましい。15μm程度の大きな粒径の蛍光体は沈着させにくいため、蛍光体の平均粒径は3〜10μm程度とすることができる。また、蛍光体粒子表面に、表面被覆膜を設けるなどの表面処理により、粒子表面、粒子被覆膜の帯電を利用することもできる。蛍光体層は、蛍光体粒子の粒径以上とし、例えば膜厚0.1〜10μm程度とする。なお、図5に示すように、支持基板30の電極32を利用してアルミニウム合金膜40を帯電させ、電気泳動沈着を行うと、蛍光体層80は支持基板30の電極32にも形成され、支持基板30の電極32と発光素子1の間にも蛍光体81が入り込み、蛍光体層80が形成される場合がある。このとき、第1導電型層14の素子外周部に段差を有する発光素子であれば、段差に沿った蛍光体層80が形成される傾向にあり、蛍光体81の素子内側への侵入を抑制することができる。   The phosphor in the present embodiment preferably has a shape and size that facilitates electrophoresis in the electrolytic solution. In particular, for electrophoresis in an electrolytic solution, it is preferable that the phosphor has a substantially spherical particle shape. Since a phosphor having a large particle size of about 15 μm is difficult to deposit, the average particle size of the phosphor can be about 3 to 10 μm. Further, charging of the particle surface and the particle coating film can also be utilized by surface treatment such as providing a surface coating film on the surface of the phosphor particles. A fluorescent substance layer shall be more than the particle size of fluorescent substance particle, for example, shall be about 0.1-10 micrometers in film thickness. As shown in FIG. 5, when the aluminum alloy film 40 is charged using the electrode 32 of the support substrate 30 and electrophoretic deposition is performed, the phosphor layer 80 is also formed on the electrode 32 of the support substrate 30. In some cases, the phosphor 81 also enters between the electrode 32 of the support substrate 30 and the light emitting element 1 to form the phosphor layer 80. At this time, if the light emitting element has a step in the outer peripheral portion of the first conductivity type layer 14, the phosphor layer 80 tends to be formed along the step, and the penetration of the phosphor 81 into the element is suppressed. can do.

本実施例の発光素子は、サファイア基板の一方の主面に設けられた半導体層と、サファイア基板の他方の主面及び側面に設けられたAlとCuを含有する透光性の酸化膜とを備える。本実施例に係る発光素子は以下のようにして作製する。   The light-emitting element of this example includes a semiconductor layer provided on one main surface of a sapphire substrate, and a light-transmitting oxide film containing Al and Cu provided on the other main surface and side surfaces of the sapphire substrate. Prepare. The light emitting device according to this example is manufactured as follows.

まず、サファイア基板の一方の主面に窒化ガリウム系化合物半導体を材料とする半導体層を積層する。半導体層は、基板側から順に、n型半導体層、発光層、p型半導体層を積層する。p型半導体層表面には、p電極として、発光層からの光を反射する全面電極と、それを覆うパッド電極を形成し、p型半導体層から露出されたn型半導体層表面にはn電極を形成する。各電極の材料としては、p側の全面電極はAg、パッド電極はNi、Au、n電極はAl−Si−Cu合金、W、をそれぞれ含有する。保護膜として、各電極及び半導体層の表面を覆うSi酸化膜を形成する。なお、基板から連続するn型半導体層の側面及び各電極におけるバンプとの接続部は保護膜で覆わない。   First, a semiconductor layer made of a gallium nitride compound semiconductor is stacked on one main surface of a sapphire substrate. In the semiconductor layer, an n-type semiconductor layer, a light emitting layer, and a p-type semiconductor layer are stacked in this order from the substrate side. On the surface of the p-type semiconductor layer, a full-surface electrode that reflects light from the light emitting layer and a pad electrode that covers it are formed as a p-electrode, and an n-electrode is exposed on the surface of the n-type semiconductor layer exposed from the p-type semiconductor layer. Form. As the material of each electrode, the p-side full surface electrode contains Ag, the pad electrode contains Ni and Au, and the n electrode contains Al—Si—Cu alloy and W, respectively. As a protective film, a Si oxide film is formed to cover the surface of each electrode and semiconductor layer. Note that the side surface of the n-type semiconductor layer continuous from the substrate and the connection portion between each electrode and the bump are not covered with a protective film.

次に、発光素子のn電極及びp電極側を粘着シートに貼り付け、Cuを約1質量パーセント、Alを約99質量パーセント含有するアルミニウム合金膜をスパッタリングによってサファイア基板の他方の主面及び側面に膜厚75nmで形成する。アルミニウム合金膜は保護膜から露出したn型半導体層側面にまで形成する。側面のアルミニウム合金膜は主面のものよりも膜厚が小さく、7〜10nm程度になる。このようにして形成したアルミニウム合金膜について引っかき試験により密着力を測定すると、アルミニウム合金膜に剥がれは見られない。   Next, the n-electrode and p-electrode sides of the light-emitting element are attached to an adhesive sheet, and an aluminum alloy film containing about 1 mass percent Cu and about 99 mass percent Al is sputtered onto the other main surface and side surfaces of the sapphire substrate. It is formed with a film thickness of 75 nm. The aluminum alloy film is formed up to the side surface of the n-type semiconductor layer exposed from the protective film. The aluminum alloy film on the side surface has a thickness smaller than that of the main surface, and is about 7 to 10 nm. When the adhesive strength of the aluminum alloy film thus formed is measured by a scratch test, no peeling is seen in the aluminum alloy film.

このような発光素子を支持基板にフリップチップ実装する。アルミニウム合金膜が形成されたサファイア基板の他方の主面側をコレットに吸着させて発光素子を搬送し、支持基板の電極と発光素子の電極とをAuバンプを介して超音波接合する。次に、電解液中に、発光素子が実装された支持基板を配置して、アルミニウム合金膜に電圧を印加することにより、発光素子上に平均粒径5μmのイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体を電気泳動沈着させる。印加する電圧50〜60V電流とし、電気泳動の時間は7分間とする。これにより、発光素子の上に膜厚が約15〜25μmの蛍光体層が得られる。   Such a light-emitting element is flip-chip mounted on a support substrate. The other main surface side of the sapphire substrate on which the aluminum alloy film is formed is adsorbed to the collet to transport the light emitting element, and the electrode of the support substrate and the electrode of the light emitting element are ultrasonically bonded via the Au bump. Next, a support substrate on which the light emitting element is mounted is placed in the electrolytic solution, and a voltage is applied to the aluminum alloy film, whereby an yttrium, aluminum, garnet phosphor having an average particle diameter of 5 μm is formed on the light emitting element. Electrophoretic deposition. The applied voltage is 50 to 60 V and the electrophoresis time is 7 minutes. Thereby, a phosphor layer having a film thickness of about 15 to 25 μm is obtained on the light emitting element.

支持基板を電解液から取りだし、高温の水蒸気下にてアルミニウム合金膜を透光性化する。すなわち、反応炉内の130℃、湿度100%の条件下にて、発光素子が実装された支持基板を6時間放置することにより、アルミニウム合金膜を酸化し、透光性の酸化物に変換する。このようにして得られる酸化物は、Cuを約0.52質量パーセント、Alを約51.6質量パーセント含有すると推定される。蛍光体層が形成された発光素子は、シリコン樹脂を材料とする透光性部材にて被覆される。   The support substrate is taken out from the electrolytic solution, and the aluminum alloy film is made translucent under high temperature steam. That is, the aluminum alloy film is oxidized and converted into a light-transmitting oxide by leaving the supporting substrate on which the light-emitting element is mounted for 6 hours under conditions of 130 ° C. and 100% humidity in the reaction furnace. . The oxide thus obtained is estimated to contain about 0.52 weight percent Cu and about 51.6 weight percent Al. The light emitting element on which the phosphor layer is formed is covered with a translucent member made of silicon resin.

(比較例1)
アルミニウム合金膜をアルミニウムからなる金属膜とする点が実施例1と異なる比較例1の発光素子を作製する。引っかき試験により密着力を測定すると、比較例1のアルミニウム膜は剥がれてしまう。また、実施例1のアルミニウム合金膜は比較例1のアルミニウム膜よりもサファイア基板に対する密着力が強く、コレットで搬送してフリップチップ実装する際に剥離する面積は実施例1の方が小さく、剥がれ難いことが確認できる。フリップチップ実装後に観察すると、比較例1の発光素子はアルミニウム膜が剥がれて直径100μm以上の穴ができており、蛍光体堆積後に観察すると、このような穴の上には蛍光体が付着していない。アルミニウム合金膜及びアルミニウム膜を酸化後に観察すると、実施例1の酸化膜は比較例1の酸化膜よりも表面が平坦に近い傾向がある。
(Comparative Example 1)
A light emitting device of Comparative Example 1 different from Example 1 in that the aluminum alloy film is a metal film made of aluminum is manufactured. When the adhesion force is measured by a scratch test, the aluminum film of Comparative Example 1 is peeled off. Further, the aluminum alloy film of Example 1 has stronger adhesion to the sapphire substrate than the aluminum film of Comparative Example 1, and the area to be peeled off when flip chip mounting is carried by a collet is smaller in Example 1 and peeled off. It can be confirmed that it is difficult. When observed after flip chip mounting, the light-emitting element of Comparative Example 1 has a hole with a diameter of 100 μm or more formed by peeling off the aluminum film. When observed after the phosphor is deposited, the phosphor is attached to the hole. Absent. When the aluminum alloy film and the aluminum film are observed after oxidation, the oxide film of Example 1 tends to be closer to the flat surface than the oxide film of Comparative Example 1.

(比較例2、3)
アルミニウム合金膜に含有させるCuを約0.2質量パーセント及び約0.33質量パーセントとする点が実施例1と異なる比較例2、3の発光素子を作製する。比較例2、3のアルミニウム合金膜のサファイア基板に対する密着力は、比較例1のアルミニウム膜と同程度であり、実施例1のアルミニウム合金膜は比較例2、3のアルミニウム合金膜よりもサファイア基板に対する密着力が強く、コレットで搬送してフリップチップ実装する際に剥がれ難い。
(Comparative Examples 2 and 3)
The light emitting elements of Comparative Examples 2 and 3 different from Example 1 in that the Cu contained in the aluminum alloy film is about 0.2 mass percent and about 0.33 mass percent are manufactured. The adhesion of the aluminum alloy films of Comparative Examples 2 and 3 to the sapphire substrate is almost the same as that of the aluminum film of Comparative Example 1, and the aluminum alloy film of Example 1 is more sapphire than the aluminum alloy films of Comparative Examples 2 and 3. It has a strong adhesion to the surface and is difficult to be peeled off when flip chip mounting is carried by a collet.

(比較例4)
アルミニウム合金膜に含有させるCuを約4質量パーセントとする点が実施例1と異なる比較例4の発光素子を作製する。比較例4の発光素子において、蛍光体を電気泳動沈着後に実施例1と同様の条件でアルミニウム合金膜を酸化させて得られる酸化物の膜は、発光素子から放射される青色光に対する透過率が実施例1及び2よりも大幅に低く、十分な透光性の膜とならない。なお、比較例4の発光素子の酸化物はCuを約2.1質量パーセント、Alを約50質量パーセント含有すると推定される。
(Comparative Example 4)
The light emitting element of Comparative Example 4 which is different from Example 1 in that Cu contained in the aluminum alloy film is about 4 mass percent is manufactured. In the light emitting device of Comparative Example 4, the oxide film obtained by oxidizing the aluminum alloy film under the same conditions as in Example 1 after electrophoretic deposition of the phosphor has a transmittance for blue light emitted from the light emitting device. It is much lower than Examples 1 and 2, and does not provide a sufficiently light-transmitting film. The oxide of the light emitting device of Comparative Example 4 is estimated to contain about 2.1 mass percent Cu and about 50 mass percent Al.

アルミニウム合金膜に含有させるCuを約0.5質量パーセントとする点が実施例1と異なる実施例2の発光素子を作製する。実施例2のアルミニウム合金膜は実施例1と同様の条件で酸化させることで、透光性の酸化膜となる。実施例2のアルミニウム合金膜に対して引っかき試験を行うと、比較例1のアルミニウム膜及び比較例2、3のアルミニウム合金膜よりも剥がれが少ない。実施例2のアルミニウム合金膜は比較例1〜3のアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜よりもサファイア基板に対する密着力が強く、コレットで搬送してフリップチップ実装する際に剥がれ難い。本実施例の発光素子の酸化物はCuを約0.26質量パーセント含有すると推定される。なお、実施例1と実施例2のアルミニウム合金膜に対して引っかき試験を行い比較すると、実施例1の方が実施例2よりも剥がれが少ない。   A light emitting device of Example 2 which is different from Example 1 in that Cu contained in the aluminum alloy film is about 0.5 mass percent is manufactured. The aluminum alloy film of Example 2 becomes a light-transmitting oxide film by being oxidized under the same conditions as in Example 1. When the scratch test is performed on the aluminum alloy film of Example 2, peeling is less than the aluminum film of Comparative Example 1 and the aluminum alloy films of Comparative Examples 2 and 3. The aluminum alloy film of Example 2 has stronger adhesion to the sapphire substrate than the aluminum films or aluminum alloy films of Comparative Examples 1 to 3, and is difficult to peel off when transported by a collet and mounted on a flip chip. The oxide of the light emitting device of this example is estimated to contain about 0.26 mass percent Cu. In addition, when a scratch test is performed on the aluminum alloy films of Example 1 and Example 2 and compared, Example 1 is less peeled than Example 2.

アルミニウム合金膜に含有させるCuを約2質量パーセントとする点が実施例1と異なる実施例3の発光素子を作製する。実施例3のアルミニウム合金膜は実施例1と同様の条件で酸化させることで、透光性の酸化膜となる。実施例3のアルミニウム合金膜に対して引っかき試験を行うと、比較例1〜3のアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜よりも剥がれが少ない。実施例3のアルミニウム合金膜は比較例1〜3のアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜よりもサファイア基板に対する密着力が強く、コレットで搬送してフリップチップ実装する際に剥がれ難い。本実施例の発光素子の酸化物はCuを約1.06質量パーセント含有すると推定される。なお、実施例1〜3のアルミニウム合金膜に対して引っかき試験を行い比較すると、実施例3が最も剥がれが少ない。   The light emitting element of Example 3 which is different from Example 1 in that the Cu contained in the aluminum alloy film is about 2 mass percent is manufactured. The aluminum alloy film of Example 3 becomes a light-transmitting oxide film by being oxidized under the same conditions as in Example 1. When the scratch test is performed on the aluminum alloy film of Example 3, peeling is less than that of the aluminum films or aluminum alloy films of Comparative Examples 1 to 3. The aluminum alloy film of Example 3 has stronger adhesion to the sapphire substrate than the aluminum films or aluminum alloy films of Comparative Examples 1 to 3, and is difficult to peel off when transported by a collet and flip-chip mounted. The oxide of the light emitting device of this example is estimated to contain about 1.06 mass percent Cu. In addition, when a scratch test is performed on the aluminum alloy films of Examples 1 to 3 and compared, Example 3 has the least peeling.

アルミニウム合金膜を形成する際、Cuの代わりにSnを約0.5質量パーセント含有させる点が実施例1と異なる実施例4の発光素子を作製する。実施例4のアルミニウム合金膜は実施例1と同様の条件で酸化させることで透光性の酸化膜となり、比較例1のアルミニウム膜よりもサファイア基板に対する密着力が強い。本実施例の発光素子の酸化物に含有されるSnは約0.26質量パーセントであると推定される。   When the aluminum alloy film is formed, the light emitting device of Example 4 which is different from Example 1 in that Sn is contained in an amount of about 0.5 mass percent instead of Cu is manufactured. The aluminum alloy film of Example 4 becomes a light-transmitting oxide film by being oxidized under the same conditions as in Example 1, and has stronger adhesion to the sapphire substrate than the aluminum film of Comparative Example 1. It is estimated that Sn contained in the oxide of the light emitting element of this example is about 0.26 mass percent.

(比較例5)
アルミニウム合金膜に含有させるSnを約4質量パーセントとする点が実施例4と異なる比較例5の発光素子を作製する。実施例4のアルミニウム合金膜は比較例5のアルミニウム合金膜よりもサファイア基板に対する密着力が強く、コレットで搬送してフリップチップ実装する際に剥がれ難い。なお、比較例5の発光素子の酸化物はSnを約2.1質量パーセント含有すると推定される。
(Comparative Example 5)
The light emitting element of Comparative Example 5 which is different from Example 4 in that Sn contained in the aluminum alloy film is about 4 mass percent is manufactured. The aluminum alloy film of Example 4 has stronger adhesion to the sapphire substrate than the aluminum alloy film of Comparative Example 5, and is difficult to peel off when transported by a collet and mounted on a flip chip. Note that the oxide of the light-emitting element of Comparative Example 5 is estimated to contain about 2.1 mass percent of Sn.

アルミニウム合金膜を形成する際、Cuの代わりにZnを約0.5質量パーセント含有させる点が実施例1と異なる実施例5の発光素子を作製する。実施例5のアルミニウム合金膜は実施例1と同様の条件で酸化させることで透光性の酸化膜となり、比較例1のアルミニウム膜よりもサファイア基板に対する密着力が強い。本実施例の発光素子の酸化物に含有されるZnは約0.26質量パーセントであると推定される。   When forming the aluminum alloy film, the light emitting device of Example 5 which is different from Example 1 in that Zn is contained in an amount of about 0.5 mass percent instead of Cu is manufactured. The aluminum alloy film of Example 5 becomes a light-transmitting oxide film when oxidized under the same conditions as in Example 1, and has stronger adhesion to the sapphire substrate than the aluminum film of Comparative Example 1. Zn contained in the oxide of the light emitting device of this example is estimated to be about 0.26 mass percent.

(比較例6)
アルミニウム合金膜に含有させるZnを約4質量パーセントとする点が実施例5と異なる比較例6の発光素子を作製する。実施例5のアルミニウム合金膜は比較例6のアルミニウム合金膜よりもサファイア基板に対する密着力が強く、コレットで搬送してフリップチップ実装する際に剥がれ難い。比較例6の発光素子の酸化物はZnを約2.1質量パーセント含有すると推定される。
(Comparative Example 6)
A light emitting device of Comparative Example 6 which is different from Example 5 in that Zn contained in the aluminum alloy film is about 4 mass percent is manufactured. The aluminum alloy film of Example 5 has stronger adhesion to the sapphire substrate than the aluminum alloy film of Comparative Example 6, and is difficult to peel off when transported by a collet and mounted on a flip chip. The oxide of the light emitting device of Comparative Example 6 is estimated to contain about 2.1 mass percent of Zn.

1 発光素子
10 サファイア基板
11 第1導電型層、12 発光層、13 第2導電型層、14 半導体層
15 第1電極、16 第2電極
17 保護膜
20 透光性膜
30 支持基板、31 基体、32 支持基板側電極
40 アルミニウム合金膜
50 固定部材
60 搬送用支持部材
70 対極
80 蛍光体層、81 蛍光体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting element 10 Sapphire substrate 11 1st conductivity type layer, 12 Light emitting layer, 13 2nd conductivity type layer, 14 Semiconductor layer 15 1st electrode, 16 2nd electrode 17 Protective film 20 Translucent film 30 Support substrate, 31 Base , 32 Support substrate side electrode 40 Aluminum alloy film 50 Fixing member 60 Support member for conveyance 70 Counter electrode 80 Phosphor layer, 81 Phosphor

Claims (7)

サファイア基板と、
前記サファイア基板の一方の主面に設けられた半導体層と、
前記サファイア基板の少なくとも他方の主面に設けられた透光性膜と、を有し、
前記透光性膜は、アルミニウムを含有する酸化膜であり、Cu、Sn又はZnを0.26質量パーセント以上、2.10質量パーセント未満含有する発光素子。
A sapphire substrate,
A semiconductor layer provided on one main surface of the sapphire substrate;
A translucent film provided on at least the other main surface of the sapphire substrate,
The translucent film is an oxide film containing aluminum, and contains 0.26 mass percent or more and less than 2.10 mass percent of Cu, Sn, or Zn.
前記透光性膜の表面に設けられた蛍光体層を有する請求項1に記載の発光素子。   The light emitting element of Claim 1 which has the fluorescent substance layer provided in the surface of the said translucent film | membrane. 前記サファイア基板の側面にも前記透光性膜が設けられている請求項1又は2に記載の発光素子。   The light-emitting element according to claim 1, wherein the translucent film is also provided on a side surface of the sapphire substrate. サファイア基板の一方の主面に半導体層を形成し、前記サファイア基板の少なくとも他方の主面にアルミニウム合金膜を形成する工程と、
前記アルミニウム合金膜に電圧を印加することにより、帯電させた蛍光体を堆積させる工程と、
前記アルミニウム合金膜を酸化させることにより、透光性膜とする工程と、を有し、
前記アルミニウム合金膜はCu、Sn又はZnを0.5質量パーセント以上、4質量パーセント未満含有する発光素子の製造方法。
Forming a semiconductor layer on one main surface of the sapphire substrate and forming an aluminum alloy film on at least the other main surface of the sapphire substrate;
Depositing a charged phosphor by applying a voltage to the aluminum alloy film;
Oxidizing the aluminum alloy film to form a light-transmitting film,
The said aluminum alloy film is a manufacturing method of the light emitting element which contains Cu, Sn, or Zn 0.5 mass percent or more and less than 4 mass percent.
前記蛍光体堆積工程前に、前記アルミニウム合金膜が形成された面に搬送用支持部材を接着させて搬送する工程を有する請求項4記載の発光素子の製造方法。   The method for manufacturing a light-emitting element according to claim 4, further comprising a step of adhering and conveying a conveyance support member to the surface on which the aluminum alloy film is formed before the phosphor deposition step. 前記搬送する工程において、実装用の支持基板上に搬送し、前記半導体層側を前記支持基板にフリップチップ実装する請求項5に記載の発光素子の製造方法。   The method for manufacturing a light emitting element according to claim 5, wherein in the transporting step, the semiconductor substrate is transported on a mounting support substrate, and the semiconductor layer side is flip-chip mounted on the support substrate. サファイア基板と、
前記サファイア基板の一方の主面に設けられた半導体層と、
前記サファイア基板の少なくとも他方の主面に設けられた蛍光体電気泳動沈着用のアルミニウム合金膜と、を有し、
前記アルミニウム合金膜は酸化により透光性膜とできる膜であり、Cu、Sn又はZnを0.5質量パーセント以上、4質量パーセント未満含有する発光素子。
A sapphire substrate,
A semiconductor layer provided on one main surface of the sapphire substrate;
An aluminum alloy film for phosphor electrophoresis deposition provided on at least the other main surface of the sapphire substrate,
The aluminum alloy film is a film that can be converted to a light-transmitting film by oxidation, and contains 0.5 mass percent or more and less than 4 mass percent of Cu, Sn, or Zn.
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