JP5832956B2 - 半導体発光装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、半導体発光装置に関する。
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）をＥＳＤ（Electro Static Discharge）から保護するための様々な構造が提案されているが、チップサイズパッケージ構造のＬＥＤにおいては、小型化を妨げずに、ＥＳＤ耐性を持たせることが求められる。
本発明の実施形態は、ＥＳＤ耐性の高い半導体発光装置を提供する。
実施形態によれば、半導体発光装置は、半導体層と、ｐ側電極と、ｎ側電極と、ｐ側配線部と、ｎ側配線部と、バリスタ膜と、絶縁膜と、を備えている。前記半導体層は、発光層と、第１の面と、前記第１の面の反対側に設けられ、前記発光層を含む領域と、前記発光層を含まない領域とを有する第２の面とを有する。前記ｐ側電極は、前記第２の面における前記発光層を含む領域に設けられている。前記ｎ側電極は、前記第２の面における前記発光層を含まない領域に設けられている。前記ｐ側配線部は、前記ｐ側電極上に設けられ、前記ｐ側電極と電気的に接続されている。前記ｎ側電極は、前記ｎ側電極上および前記ｐ側電極上に設けられ、前記ｎ側電極と電気的に接続されている。前記バリスタ膜は、前記ｐ側電極と前記ｎ側配線部との間で前記ｐ側電極及び前記ｎ側配線部に接して設けられている。前記絶縁膜は、前記第２の面上と、前記第１の面から続く前記半導体層の側面と、前記発光層の端面と、を覆い、前記バリスタ膜よりも高耐圧である。
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ符号を付している。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の半導体発光装置１の模式断面図である。
図１は、第１実施形態の半導体発光装置１の模式断面図である。
半導体発光装置１は、半導体層１５を有する。その半導体層１５は、第１の面１５ａと、第１の面１５ａの反対側に設けられた第２の面とを有する。また、半導体層１５は、第１の半導体層１１と、第２の半導体層１２と、発光層１３とを含む。第１の半導体層１１、第２の半導体層１２および発光層１３は、いずれも、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）で表される窒化物半導体である。なお、導電型を制御するために添加される不純物を含むものも「窒化物半導体」に含まれるものとする。
半導体層１５は、第１の半導体層１１上に発光層１３及び第２の半導体層１２が積層された領域と、発光層１３及び第２の半導体層１２が設けられず、第１の半導体層１１のみの領域とを有する。すなわち、半導体層１５の第２の面は、発光層１３及び第２の半導体層１２を含む領域と、発光層１３及び第２の半導体層１２を含まない領域とを有する。
半導体層１５の第２の面における発光層１３及び第２の半導体層１２を含む領域では、第１の半導体層１１と第２の半導体層１２との間に発光層１３が設けられている。
半導体層１５の第２の面における発光層１３及び第２の半導体層１２を含まない領域は、後述するように、第１の半導体層１１の全面に形成された発光層１３及び第２の半導体層１２の一部を選択的に除去することで、第１の半導体層１１の表面が露出されて形成される。
第１の半導体層１１は、例えば、下地バッファ層、ｎ型ＧａＮ層を含む。発光層（活性層）１３は、例えば、ＩｎＧａＮ井戸層と、ＧａＮまたはＩｎＧａＮ障壁層との対を複数対積層させたＩｎＧａＮ系多重量子井戸構造を有し、青、紫、青紫、紫外光などを発光する。発光層１３上には、ｐ型ＧａＮ層を含む第２の半導体層１２が設けられている。
第１の面１５ａは光取り出し面として機能し、発光層１３の発光光は、第１の面１５ａから主に半導体層１５の外部に出射される。第２の面側に、以下に説明するｐ側電極、ｎ側電極、ｐ側配線部、ｎ側配線部が設けられている。
ｐ側電極１６は、第２の半導体層１２の表面に設けられている。ｎ側電極１７は、半導体層１５の第２の面における発光層１３及び第２の半導体層１２を含まない領域の第１の半導体層１１の表面に設けられている。
半導体層１５の第２の面側の平面図である図５（ｂ）に示すように、発光層１３を含む領域に設けられたｐ側電極１６の方が、発光層１３を含まない領域に設けられたｎ側電極１７よりも面積が広い。これにより、広い発光領域が得られる。なお、図５（ｂ）に示すｐ側電極１６及びｎ側電極１７のレイアウトは一例であって、これに限らない。
半導体層１５の第２の面側には、絶縁膜１８が設けられている。絶縁膜１８は、半導体層１５、ｐ側電極１６及びｎ側電極１７を覆っている。また、絶縁膜１８は、発光層１３及び第２の半導体層１２の端面（側面）を覆って保護している。
なお、絶縁膜１８と半導体層１５との間に別の絶縁膜（例えばシリコン酸化膜）が設けられることもある。絶縁膜１８は、例えば、微細開口のパターニング性に優れたポリイミド等の樹脂である。あるいは、絶縁膜１８としてシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機膜を用いてもよい。
絶縁膜１８は、半導体層１５の第１の面１５ａ上には設けられていない。絶縁膜１８は、半導体層１５における第１の面１５ａから続く側面１５ｃを覆って保護している。
絶縁膜１８における、半導体層１５の第２の面とは反対側の面上に、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２とが互いに離間して設けられている。
ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２は、後述するように電解めっき法により形成される。そのめっき時のシードメタルとして使われる金属膜１９も含めてｐ側配線層２１とする。同様に、シードメタルとして使われる金属膜１９も含めてｎ側配線層２２とする。
ｐ側配線層２１は、絶縁膜１８を介してｐ側電極１６上に設けられている。絶縁膜１８にはｐ側電極１６に達する複数の第１の開口１８ａが形成され、その第１の開口１８ａ内に設けられた複数の第１のビア２１ａを通じて、ｐ側配線層２１はｐ側電極１６と電気的に接続されている。
ｎ側配線層２２は、絶縁膜１８を介してｎ側電極１７上に設けられている。また、ｎ側配線層２２の一部は、絶縁膜１８上をｐ側電極１６に対向する位置まで広がっている。そのｎ側配線層２２の一部は、後述するバリスタ膜４１を介してｐ側電極１６に対向している。
絶縁膜１８にはｎ側電極１７に達する第２の開口１８ｂが形成され、その第２の開口１８ｂ内に設けられた第２のビア２２ａを通じて、ｎ側配線層２２はｎ側電極１７と電気的に接続されている。
ｐ側電極１６とｎ側配線層２２との間には、バリスタ（varistor）膜４１が設けられている。バリスタ膜４１は、ｐ側電極１６およびｎ側配線層２２に接している。
バリスタ膜４１は、非直線性抵抗特性を有し、例えば、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＺｎＯ、ＢｉＯ、ＣｏＯ、ＭｎＯ、ＳｂＯ、ＣｒＯ、ＮｉＯ、ＳｉＮ、ＳｉＯなどを含む膜である。
ｐ側配線層２１においてｐ側電極１６に対する反対側の面には、ｐ側金属ピラー２３が設けられている。ｐ側配線層２１及びｐ側金属ピラー２３は、本実施形態におけるｐ側配線部を構成する。
ｎ側配線層２２においてｎ側電極１７に対する反対側の面には、ｎ側金属ピラー２４が設けられている。ｎ側配線層２２及びｎ側金属ピラー２４は、本実施形態におけるｎ側配線部を構成する。
絶縁膜１８には、他の絶縁膜として樹脂層２５が積層されている。樹脂層２５は、ｐ側配線部の周囲及びｎ側配線部の周囲を覆っている。また、樹脂層２５は、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４との間に充填されている。
ｐ側金属ピラー２３の側面およびｎ側金属ピラー２４の側面は、樹脂層２５で覆われている。ｐ側金属ピラー２３におけるｐ側配線層２１に対する反対側の面は、樹脂層２５から露出し、ｐ側外部端子２３ａとして機能する。ｎ側金属ピラー２４におけるｎ側配線層２２に対する反対側の面は、樹脂層２５から露出し、ｎ側外部端子２４ａとして機能する。
ｐ側外部端子２３ａ及びｎ側外部端子２４ａは、図示しない実装基板に形成されたパッドに、はんだなどを介して接合される。
樹脂層２５における同じ面（図１における下面）で露出するｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとの間の距離は、絶縁膜１８上でのｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間の距離よりも大きい。ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとは、実装基板への実装時にはんだ等によって相互に短絡しない距離を隔てて離れている。
ｐ側配線層２１は、プロセス上の限界まで、ｎ側配線層２２に近づけることができ、ｐ側配線層２１の面積を広くできる。この結果、ｐ側配線層２１とｐ側電極１６との接触面積の拡大を図れ、電流分布及び放熱性を向上できる。
ｐ側配線層２１が複数の第１のビア２１ａを通じてｐ側電極１６と接する面積は、ｎ側配線層２２が第２のビア２２ａを通じてｎ側電極１７と接する面積よりも大きい。よって、発光層１３への電流分布が向上し、且つ発光層１３の熱の放熱性が向上できる。
絶縁膜１８上に広がるｎ側配線層２２の面積は、ｎ側配線層２２がｎ側電極１７と接する面積よりも大きい。
第１実施形態によれば、ｎ側電極１７よりも広い領域にわたって形成された発光層１３によって高い光出力を得ることができる。なおかつ、発光層１３を含む領域よりも狭い領域に設けられたｎ側電極１７が、より面積の大きなｎ側配線層２２として実装面側に引き出されている。
ｐ側金属ピラー２３はｐ側配線層２１よりも厚く、ｎ側金属ピラー２４はｎ側配線層２２よりも厚い。ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および樹脂層２５のそれぞれの厚さは、半導体層１５よりも厚い。なお、ここでの「厚さ」は、図１において上下方向の厚さを表す。
また、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４のそれぞれの厚さは、半導体層１５、ｐ側電極１６、ｎ側電極１７および絶縁膜１８を含む積層体の厚さよりも厚い。なお、各金属ピラー２３、２４のアスペクト比（平面サイズに対する厚みの比）は１以上であることに限らず、その比は１よりも小さくてもよい。すなわち、金属ピラー２３、２４は、その平面サイズよりも厚さが小さくてもよい。
実施形態によれば、半導体層１５を形成するために使用した後述する基板１０が除去されても、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および樹脂層２５を含む支持体によって、半導体層１５を安定して支持し、半導体発光装置１の機械的強度を高めることができる。
ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４の材料としては、銅、金、ニッケル、銀などを用いることができる。これらのうち、銅を用いると、良好な熱伝導性、高いマイグレーション耐性及び絶縁材料との優れた密着性が得られる。
樹脂層２５は、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４を補強する。樹脂層２５は、実装基板と熱膨張率が同じもしくは近いものを用いるのが望ましい。そのような樹脂層２５として、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などを一例として挙げることができる。
また、ｐ側外部端子２３ａ及びｎ側外部端子２４ａを介して、半導体発光装置１を実装基板に実装した状態において、はんだを介して半導体層１５に加わる応力を、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４が吸収することで緩和することができる。
ｐ側配線層２１及びｐ側金属ピラー２３を含むｐ側配線部は、相互に分断された複数のビア２１ａを介して、ｐ側電極１６に接続されている。このため、ｐ側配線部による高い応力緩和効果が得られる。
あるいは、１つの大きな第１の開口内に設けられ、ビア２１ａよりも平面サイズの大きなビアを介して、ｐ側配線層２１をｐ側電極１６に接続させてもよく、この場合、いずれも金属であるｐ側電極１６、ｐ側配線層２１及びｐ側金属ピラー２３を通じた、発光層１３の放熱性の向上を図れる。
後述するように、半導体層１５を形成するときに使った基板１０は第１の面１５ａ上から除去される。このため、半導体発光装置１を低背化できる。
半導体層１５の第１の面１５ａには、微小な凹凸が形成されている。第１の面１５ａに対して、例えばアルカリ系溶液を使ったウェットエッチング（フロスト処理）を行い、凹凸が形成される。第１の面１５ａに凹凸を設けることで、様々な角度で第１の面１５ａに入射する光を全反射させることなく第１の面１５ａの外側に取り出すことが可能となる。
第１の面１５ａ上には、蛍光体層３０が設けられている。蛍光体層３０は、透明媒体としての透明樹脂３１と、透明樹脂３１中に分散された複数の粒子状の蛍光体３２とを有する。
透明樹脂３１は、発光層１３の励起光及び蛍光体３２の蛍光に対して透明であり、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フェニル樹脂などを用いることができる。
蛍光体３２は、発光層１３の励起光を吸収し波長変換光を発光可能である。このため、半導体発光装置１は、発光層１３の励起光と、蛍光体３２の波長変換光との混合光を出射可能である。
例えば、蛍光体３２が黄色光を発光する黄色蛍光体とすると、ＧａＮ系材料である発光層１３の青色光と、蛍光体３２における波長変換光である黄色光との混合色として、白色または電球色などを得ることができる。なお、蛍光体層３０は、複数種の蛍光体（例えば、赤色光を発光する赤色蛍光体と、緑色光を発光する緑色蛍光体）を含む構成であってもよい。
第１の半導体層１１は、ｎ側電極１７、ｎ側配線層２２およびｎ側金属ピラー２４を介して、ｎ側外部端子２４ａと電気的に接続されている。第２の半導体層１２は、ｐ側電極１６、ｐ側配線層２１およびｐ側金属ピラー２３を介して、ｐ側外部端子２３ａと電気的に接続されている。
第１実施形態によれば、ｐ側電極１６を一方の電極とし、ｎ側配線層２２を他方の電極とするバリスタ素子が、半導体発光装置１に内蔵されている。すなわち、ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとの間に、半導体層（チップ）１５と、バリスタ膜４１とが並列接続され、バリスタ膜４１は、半導体層１５をサージ電圧から保護する保護素子として機能する。サージ電流は、半導体層１５を介さずに、バリスタ膜４１を通じて、ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａ間を流れることができる。
ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａ間に定格電圧以下の電圧が印加された通常動作時、バリスタ膜４１は高抵抗状態にあり、ｐ側電極１６とｎ側配線層２２とはバリスタ膜４１を通じて短絡しない。
ｐ側外部端子２３ａまたはｎ側外部端子２４ａに定格電圧よりも大きな電圧（サージ電圧）が飛び込み、バリスタ膜４１に半導体発光装置１の定格電圧よりも大きな電圧がかかると、バリスタ膜４１の電気抵抗は急激に低くなる。上記サージ電圧の印加により、バリスタ膜４１の方が半導体層１５よりも先にブレークダウンする。
したがって、サージ電流を、半導体層１５（発光層１３）を経由せずに、ｐ側金属ピラー２３、ｐ側配線層２１、ｐ側電極１６、バリスタ膜４１、ｎ側配線層２２およびｎ側金属ピラー２４を通じて、ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａ間に流すことができ、半導体層１５をＥＳＤから保護することができる。
絶縁膜１８及び樹脂層２５は、バリスタ膜４１よりも耐圧が高く、上記サージ電圧の印加で絶縁破壊しない。
第１実施形態によれば、ｐ側電極１６とｎ側配線層２２との間を絶縁するために設けられる絶縁膜１８の一部がバリスタ膜４１に置き換わっている。したがって、チップサイズパッケージ構造の半導体発光装置１の小型化を妨げずに、ＥＳＤ耐性に優れた半導体発光装置１を提供することができる。
次に、図２（ａ）〜図１３（ｂ）を参照して、第１実施形態の半導体発光装置１の製造方法について説明する。図２（ａ）〜図１３（ｂ）は、ウェーハ状態における一部の領域を表す。
図２（ａ）は、基板１０の主面（図２（ａ）における下面）に、第１の半導体層１１、発光層１３及び第２の半導体層１２を含む半導体層１５を形成した積層体を示す。図２（ｂ）は、図２（ａ）における下面図に対応する。
基板１０の主面上に第１の半導体層１１が形成され、第１の半導体層１１上に発光層１３が形成され、発光層１３上に第２の半導体層１２が形成される。
ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）で表される窒化物半導体である半導体層１５は、例えばサファイア基板上にＭＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor deposition）法で結晶成長させることができる。あるいは、基板１０としてはシリコン基板を用いることもできる。
第１の半導体層１１における基板１０に接する面が、半導体層１５の第１の面１５ａであり、第２の半導体層１２の表面が半導体層１５の第２の面１５ｂである。
次に、図示しないレジストを用いた例えばＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法で、図３（ａ）及びその下面図である図３（ｂ）に示すように、半導体層１５を貫通して基板１０に達する溝８０を形成する。溝８０は、ウェーハ状態の基板１０上で例えば格子状に形成され、半導体層１５を基板１０上で複数のチップに分離する。
なお、半導体層１５を複数に分離する工程は、後述する第２の半導体層１２の選択的除去後、あるいは電極の形成後に行ってもよい。
次に、図示しないレジストを用いた例えばＲＩＥ法で、図４（ａ）及びその下面図である図４（ｂ）に示すように、第２の半導体層１２と発光層１３の積層膜の一部を除去して、第１の半導体層１１の一部を露出させる。第１の半導体層１１が露出された領域は、発光層１３を含まない。
次に、図５（ａ）及びその下面図である図５（ｂ）に示すように、半導体層１５の第２の面にｐ側電極１６とｎ側電極１７を形成する。ｐ側電極１６は、第２の半導体層１２の表面に形成される。ｎ側電極１７は、第１の半導体層１１の露出面に形成される。
ｐ側電極１６及びｎ側電極１７は、例えば、スパッタ法、蒸着法等で形成される。ｐ側電極１６とｎ側電極１７は、どちらを先に形成してもよいし、同じ材料で同時に形成してもよい。
ｐ側電極１６は、発光層１３の発光光に対して反射性を有する、例えば、銀、銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金等を含む。また、ｐ側電極１６の硫化、酸化防止のため、金属保護膜（バリアメタル）を含む構成であってもよい。
また、ｐ側電極１６とｎ側電極１７との間や、発光層１３の端面にパッシベーション膜として、例えばシリコン窒化膜やシリコン酸化膜をＣＶＤ（chemical vapor deposition）法で形成してもよい。また、各電極と半導体層とのオーミックコンタクトをとるための活性化アニールなどは必要に応じて実施される。
次に、基板１０主面上の露出している部分すべてを図６（ａ）に示す絶縁膜１８で覆った後、ｐ側電極１６上の絶縁膜１８の一部を除去して、ｐ側電極１６の一部を露出させる。この露出されたｐ側電極１６上には、バリスタ膜４１が形成される。
バリスタ膜４１は、例えば、スパッタ法で成膜され、その成膜後、バリスタ膜４１をレーザーアニールにより局所加熱する。これにより、半導体層１５を劣化させることなく、バリスタ膜４１に適切な非直線性抵抗特性を付与することができる。
あるいは、先にｐ側電極１６上に選択的にバリスタ膜４１を形成した後、絶縁膜１８を形成してもよい。
絶縁膜１８は例えばウェットエッチングによりパターニングされ、絶縁膜１８に選択的に第１の開口１８ａと第２の開口１８ｂが形成される。第１の開口１８ａは複数形成され、各々の第１の開口１８ａはｐ側電極１６に達する。第２の開口１８ｂはｎ側電極１７に達する。
絶縁膜１８としては、例えば、感光性ポリイミド、ベンゾシクロブテン（Benzocyclobutene）などの有機材料を用いることができる。この場合、レジストを使わずに、絶縁膜１８に対して直接露光及び現像が可能である。
あるいは、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜などの無機膜を絶縁膜１８として使用してもよい。絶縁膜１８が無機膜の場合、絶縁膜１８上に形成したレジストをパターニングした後のエッチングによって第１の開口１８ａ及び第２の開口１８ｂが形成される。
次に、絶縁膜１８の表面、第１の開口１８ａの内壁（側壁及び底部）、および第２の開口１８ｂの内壁（側壁及び底部）に、図６（ｂ）に示すように、金属膜１９を形成する。金属膜１９は、後述するめっきのシードメタルとして使われる。
金属膜１９は、例えばスパッタ法で形成される。金属膜１９は、例えば、絶縁膜１８側から順に積層されたチタン（Ｔｉ）と銅（Ｃｕ）との積層膜を含む。あるいは、チタン膜の代わりにアルミニウム膜を使ってもかまわない。
次に、図６（ｃ）に示すように、金属膜１９上に選択的にレジスト９１を形成し、金属膜１９を電流経路としたＣｕ電解めっきを行う。
これにより、図７（ａ）及びその下面図である図７（ｂ）に示すように、金属膜１９上に、選択的にｐ側配線層２１とｎ側配線層２２が形成される。ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２はめっき法により同時に形成される例えば銅材料からなる。
ｐ側配線層２１は、第１の開口１８ａ内にも形成され、金属膜１９を介してｐ側電極１６と電気的に接続される。ｎ側配線層２２は、第２の開口１８ｂ内にも形成され、金属膜１９を介してｎ側電極１７と電気的に接続される。
また、ｎ側配線層２２は、バリスタ膜４１上にまで広がって形成される。したがって、バリスタ膜４１は、ｐ側電極１６とｎ側配線層２２との間に挟まれる。
ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２のメッキに使ったレジスト９１は、溶剤もしくは酸素プラズマを使って、除去される。
次に、図８（ａ）及びその下面図である図８（ｂ）に示すように、金属ピラー形成用のレジスト９２を形成する。レジスト９２は、前述のレジスト９１よりも厚い。なお、前の工程でレジスト９１は除去せずに残し、そのレジスト９１にレジスト９２を重ねて形成してもよい。レジスト９２には、第１の開口９２ａと第２の開口９２ｂが形成されている。
そして、レジスト９２をマスクに用いて、金属膜１９を電流経路としたＣｕ電解めっきを行う。これにより、図９（ａ）及びその下面図である図９（ｂ）に示すように、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４が形成される。
ｐ側金属ピラー２３は、レジスト９２に形成された第１の開口９２ａ内であって、ｐ側配線層２１の表面上に形成される。ｎ側金属ピラー２４は、レジスト９２に形成された第２の開口９２ｂ内であって、ｎ側配線層２２の表面上に形成される。ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４は、めっき法により同時に形成される例えば銅材料からなる。
レジスト９２は、図１０（ａ）に示すように、例えば溶剤もしくは酸素プラズマを用いて除去される。この後、金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２をマスクにして、金属膜１９の露出している部分をウェットエッチングにより除去する。これにより、図１０（ｂ）に示すように、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との金属膜１９を介した電気的接続が分断される。
次に、図１１（ａ）に示すように、絶縁膜１８に対して樹脂層２５を積層する。樹脂層２５は、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４を覆う。
樹脂層２５は、絶縁性を有する。また、樹脂層２５に、例えばカーボンブラックを含有させて、発光層１３の発光光に対して遮光性を与えてもよい。
次に、図１１（ｂ）に示すように、基板１０を除去する。基板１０がサファイア基板の場合、例えばレーザーリフトオフ法によって基板１０を除去することができる。具体的には、基板１０の裏面側から第１の半導体層１１に向けてレーザ光が照射される。レーザ光は、基板１０に対して透過性を有し、第１の半導体層１１に対しては吸収領域となる波長を有する。
レーザ光が基板１０と第１の半導体層１１との界面に到達すると、その界面付近の第１の半導体層１１はレーザ光のエネルギーを吸収して分解する。第１の半導体層１１はガリウム（Ｇａ）と窒素ガスに分解する。この分解反応により、基板１０と第１の半導体層１１との間に微小な隙間が形成され、基板１０と第１の半導体層１１とが分離する。
レーザ光の照射を、設定された領域ごとに複数回に分けてウェーハ全体にわたって行い、基板１０を除去する。
基板１０がシリコン基板の場合には、エッチングによって基板１０を除去することができる。
基板１０の主面上に形成された前述した積層体は、半導体層１５よりも厚いｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および樹脂層２５によって補強されているため、基板１０がなくなっても、ウェーハ状態を保つことが可能である。
また、樹脂層２５も、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４を構成する金属も、半導体層１５に比べて柔軟な材料である。そのような柔軟な支持体に半導体層１５は支持されている。そのため、基板１０上に半導体層１５をエピタキシャル成長させる際に生じた大きな内部応力が、基板１０の剥離時に一気に開放されても、半導体層１５が破壊されるのを回避できる。
基板１０が除去された半導体層１５の第１の面１５ａは洗浄される。例えば、希フッ酸等で、第１の面１５ａに付着したガリウム（Ｇａ）を除去する。
その後、例えば、ＫＯＨ（水酸化カリウム）水溶液やＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等で、第１の面１５ａをウェットエッチングする。これにより、結晶面方位に依存したエッチング速度の違いによって、図１２（ａ）に示すように、第１の面１５ａに凹凸が形成される。あるいは、レジストでパターニングした後にエッチングを行って、第１の面１５ａに凹凸を形成してもよい。第１の面１５ａに凹凸が形成されることで、光取り出し効率を向上できる。
次に、図１２（ｂ）に示すように、第１の面１５ａ上に蛍光体層３０を形成する。蛍光体層３０は、隣り合う半導体層１５間の絶縁膜１８上にも形成される。
蛍光体３２が分散された液状の透明樹脂３１を、例えば、印刷、ポッティング、モールド、圧縮成形などの方法によって第１の面１５ａ上に供給した後、熱硬化させる。
次に、樹脂層２５の表面（図１２（ｂ）における下面）を研削し、図１３（ａ）及びその下面図である図１３（ｂ）に示すように、ｐ側外部端子２３ａ及びｎ側外部端子２４ａを露出させる。
その後、前述した溝８０の位置で、蛍光体層３０、絶縁膜１８および樹脂層２５を切断し、複数の半導体発光装置１に個片化する。
ダイシング時、基板１０はすでに除去されている。さらに、溝８０には、半導体層１５は存在しないため、ダイシング時に半導体層１５が受けるダメージを回避することができる。また、個片化後の追加工程なしで、半導体層１５の端部（側面）が絶縁膜１８で覆われて保護された構造が得られる。
なお、個片化された半導体発光装置１は、ひとつの半導体層１５を含むシングルチップ構造でも、複数の半導体層１５を含むマルチチップ構造であってもよい。
ダイシングされる前までの前述した各工程は、ウェーハ状態で一括して行われるため、個片化された個々のデバイスごとに、配線及びパッケージングを行う必要がなく、大幅な生産コストの低減が可能になる。すなわち、個片化された状態で、すでに配線及びパッケージングが済んでいる。このため、生産性を高めることができ、その結果として価格低減が容易となる。
（第２実施形態）
図１４は、第２実施形態の半導体発光装置２の模式断面図である。
図１４は、第２実施形態の半導体発光装置２の模式断面図である。
第２実施形態の半導体発光装置２も、第１実施形態と同様、第１の半導体層１１と、第２の半導体層１２と、発光層１３とを含む半導体層１５を有する。
ｐ側電極１６は、第２の半導体層１２の表面に設けられている。ｎ側電極１７は、半導体層１５の第２の面における発光層１３及び第２の半導体層１２を含まない領域の第１の半導体層１１の表面に設けられている。
絶縁膜１８が、半導体層１５、ｐ側電極１６及びｎ側電極１７を覆っている。また、絶縁膜１８は、発光層１３及び第２の半導体層１２の端面（側面）を覆って保護している。
絶縁膜１８における、半導体層１５の第２の面とは反対側の面上に、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２とが互いに離間して設けられている。
ｐ側配線層２１は、複数の第１のビア２１ａを通じてｐ側電極１６と電気的に接続されている。
ｎ側配線層２２は、絶縁膜１８を介してｎ側電極１７上に設けられている。また、ｎ側配線層２２の一部は、絶縁膜１８上をｐ側電極１６に対向する位置まで広がっている。ｎ側配線層２２は、第２のビア２２ａを通じて、ｎ側電極１７と電気的に接続されている。
ｐ側配線層２１上にはｐ側金属ピラー２３が設けられ、ｎ側配線層２２上にはｎ側金属ピラー２４が設けられている。
絶縁膜１８には、樹脂層２５が積層されている。樹脂層２５は、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間、およびｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４との間に充填されている。樹脂層２５は、ｐ側配線層２１の周囲、ｎ側配線層２２の周囲、ｐ側金属ピラー２３の周囲、およびｎ側金属ピラー２４の周囲を覆っている。
樹脂層２５には、複数のバリスタ粒子４３と、複数の導電性粒子４４が分散されている。
バリスタ粒子４３は、例えば、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＺｎＯ、ＢｉＯ、ＣｏＯ、ＭｎＯ、ＳｂＯ、ＣｒＯ、ＮｉＯ、ＳｉＮ、ＳｉＯなどの粒子である。
導電性粒子４４は、バリスタ粒子４３よりも電気抵抗が低く、導電性粒子４４を介して、サージ電圧印加時におけるバリスタ粒子４３間の電気的接続が容易になる。導電性粒子４４は、例えば金粒子である。
ｐ側金属ピラー２３におけるｐ側配線層２１に対する反対側の面は、樹脂層２５から露出し、ｐ側外部端子２３ａとして機能する。ｎ側金属ピラー２４におけるｎ側配線層２２に対する反対側の面は、樹脂層２５から露出し、ｎ側外部端子２４ａとして機能する。
ｐ側外部端子２３ａ及びｎ側外部端子２４ａは、図示しない実装基板に形成されたパッドに、はんだなどを介して接合される。
第２実施形態においても、半導体層１５を形成するために使用した後述する基板１０が除去されても、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および樹脂層２５を含む支持体によって、半導体層１５を安定して支持し、半導体発光装置２の機械的強度を高めることができる。
また、ｐ側外部端子２３ａ及びｎ側外部端子２４ａを介して、半導体発光装置２を実装基板に実装した状態において、はんだを介して半導体層１５に加わる応力を、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４が吸収することで緩和することができる。
また、第１実施形態と同様、第１の面１５ａ上には、透明樹脂３１と、透明樹脂３１中に分散された複数の粒子状の蛍光体３２とを有する蛍光体層３０が設けられている。したがって、第２実施形態の半導体発光装置２も、発光層１３の励起光と、蛍光体３２の波長変換光との混合光を出射可能である。
第２実施形態によれば、バリスタ粒子４３が分散された樹脂層２５が、非直線性抵抗特性を有するバリスタ素子として機能することができる。ｐ側配線層２１及びｐ側金属ピラー２３を含むｐ側配線部はバリスタ素子の一方の電極として機能し、ｎ側配線層２２及びｎ側金属ピラー２４を含むｎ側配線部はバリスタ素子の他方の電極として機能する。
ｐ側電極１６と樹脂層２５との間、およびｎ側電極１７と樹脂層２５との間には、バリスタ粒子を含まない絶縁膜１８が設けられ、サージ電圧の印加時、ｐ側電極１６とｎ側電極１７は、樹脂層２５を通じて短絡しない。
第２実施形態の半導体発光装置２では、ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとの間に、半導体層（チップ）１５と、バリスタ素子とが並列接続され、サージ電流は、半導体層１５を介さずに、バリスタ素子として機能する樹脂層２５を通じて、ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａ間を流れることができる。
ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａ間に定格電圧以下の電圧が印加された通常動作時、バリスタ粒子４３及びバリスタ粒子４３を含む樹脂層２５は高抵抗状態にあり、ｐ側配線部とｎ側配線部とは樹脂層２５を通じて短絡しない。
ｐ側外部端子２３ａまたはｎ側外部端子２４ａに定格電圧よりも大きな電圧（サージ電圧）が飛び込み、バリスタ粒子４３に半導体発光装置２の定格電圧よりも大きな電圧がかかると、バリスタ粒子４３及びバリスタ粒子４３を含む樹脂層２５の電気抵抗は急激に低くなる。上記サージ電圧の印加により、バリスタ粒子４３及びバリスタ粒子４３を含む樹脂層２５の方が半導体層１５よりも先にブレークダウンする。
したがって、サージ電流を、半導体層１５（発光層１３）を経由せずに、ｐ側配線部とｎ側配線部間の樹脂層２５を通じて、ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａ間に流すことができ、半導体層１５をＥＳＤから保護することができる。
第２実施形態によれば、ｐ側配線部とｎ側配線部との間を絶縁し、またｐ側配線部とｎ側配線部を補強するために設けられる樹脂層２５をバリスタ素子として用いることができる。したがって、チップサイズパッケージ構造の半導体発光装置２の小型化を妨げずに、ＥＳＤ耐性に優れた半導体発光装置２を提供することができる。
また、樹脂層２５に、バリスタ粒子４３に加えて、導電性粒子４４を分散させることで、サージ電圧印加時のバリスタ粒子４３間の電気的接続を容易にし、樹脂層２５を通じてｐ側配線部とｎ側配線部との間が短絡する電圧の調整が容易になる。
（第３実施形態）
図１５は、第３実施形態の半導体発光装置３の模式断面図である。
図１５は、第３実施形態の半導体発光装置３の模式断面図である。
第３実施形態の半導体発光装置３も、上記実施形態と同様、第１の半導体層１１と第２の半導体層１２と発光層１３とを含む半導体層１５を有する。
半導体層１５の第１の面１５ａは光取り出し面として機能し、発光層１３の発光光は、第１の面１５ａから主に半導体層１５の外部に出射される。第２の面側に、以下に説明するｐ側コンタクト電極、ｐ側パッド電極、ｎ側コンタクト電極、ｎ側パッド電極、ｐ側配線部、ｎ側配線部が設けられている。
半導体層１５は、第１の半導体層１１上に発光層１３及び第２の半導体層１２が積層された領域と、発光層１３及び第２の半導体層１２が設けられず、第１の半導体層１１のみの領域とを有する。すなわち、半導体層１５の第２の面は、発光層１３及び第２の半導体層１２を含む領域と、発光層１３及び第２の半導体層１２を含まない領域とを有する。
第２の半導体層１２の表面に、ｐ側コンタクト電極２６が設けられている。半導体層１５の第２の面における発光層１３及び第２の半導体層１２を含まない領域の第１の半導体層１１の表面には、ｎ側コンタクト電極２７が設けられている。
ｐ側コンタクト電極２６上には、ｐ側パッド電極３６が設けられている。ｐ側パッド電極３６の平面サイズは、ｐ側コンタクト電極２６の平面サイズよりも大きく、ｐ側パッド電極３６はｐ側コンタクト電極２６を覆っている。
ｎ側コンタクト電極２７上には、ｎ側パッド電極３７が設けられている。ｎ側パッド電極３７の平面サイズは、ｎ側コンタクト電極２７の平面サイズよりも大きく、ｎ側パッド電極３７はｎ側コンタクト電極２７を覆っている。
ｐ側コンタクト電極２６は、発光層１３の発光光に対する反射率が高い材料、例えばＡｇ、Ａｇ合金などを含む。ｐ側パッド電極３６は、ｐ側コンタクト電極２６を腐食から保護する材料、例えばＡｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｕなどを含む。
ｎ側コンタクト電極２７は、半導体層１５に含まれるガリウム（Ｇａ）と合金を形成可能な、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）およびロジウム（Ｒｈ）のうちの少なくとも１つを含む。ｎ側パッド電極３７は、ｎ側コンタクト電極２７を腐食から保護する材料、例えばＡｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｕなどを含む。
半導体層１５の第２の面上には、絶縁膜５１が設けられている。絶縁膜５１は、例えばシリコン酸化膜である。
絶縁膜５１は、ｎ側コンタクト電極２７及びｎ側パッド電極３７を含むｎ側電極と、ｐ側コンタクト電極２６及びｐ側パッド電極３６を含むｐ側電極とを絶縁している。
また、絶縁膜５１は、発光層１３の端面および第２の半導体層１２の端面に設けられ、発光層１３の端面および第２の半導体層１２の端面を覆って保護している。
絶縁膜５１上およびｐ側パッド電極３６上には、選択的に絶縁膜５２が設けられている。絶縁膜５２は、例えばシリコン酸化膜である。
絶縁膜５２は、第１の半導体層１１における第１の面１５ａから続く側面１５ｃにも設けられ、その側面１５ｃを覆って保護している。
絶縁膜５２上には、ｐ側配線層２１が設けられている。ｐ側配線層２１は、ｐ側パッド電極３６上の絶縁膜５２上に設けられ、絶縁膜５２を貫通する複数のｐ側ビア２１ａを通じて、ｐ側パッド電極３６と接続されている。
ｎ側パッド電極３７上にはｎ側配線層２２が設けられ、ｎ側配線層２２はｎ側パッド電極３７と接続されている。ｎ側配線層２２の一部は、絶縁膜５２上をｐ側パッド電極３６に対向する位置まで広がっている。そのｎ側配線層２２の一部は、以下に説明するバリスタ膜４１を介してｐ側パッド電極３６に対向している。
ｐ側パッド電極３６とｎ側配線層２２との間には、バリスタ膜４１が設けられている。バリスタ膜４１は、ｐ側パッド電極３６およびｎ側配線層２２に接している。
バリスタ膜４１は、非直線性抵抗特性を有し、例えば、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＺｎＯ、ＢｉＯ、ＣｏＯ、ＭｎＯ、ＳｂＯ、ＣｒＯ、ＮｉＯ、ＳｉＮ、ＳｉＯなどを含む膜である。
ｐ側配線層２１上には、ｐ側金属ピラー２３が設けられている。ｐ側配線層２１及びｐ側金属ピラー２３は、本実施形態におけるｐ側配線部を構成する。ｎ側配線層２２上には、ｎ側金属ピラー２４が設けられている。ｎ側配線層２２及びｎ側金属ピラー２４は、本実施形態におけるｎ側配線部を構成する。
ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間、およびｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４との間には、樹脂層３５が充填されている。樹脂層３５は、ｐ側配線層２１の周囲、ｎ側配線層２２の周囲、ｐ側金属ピラー２３の周囲およびｎ側金属ピラー２４の周囲を覆っている。
また、半導体層１５の側面１５ｃにも、絶縁膜５２を介して樹脂層３５が設けられている。側面１５ｃの周囲は、絶縁膜５２を介して樹脂層３５で覆われている。
ｐ側金属ピラー２３におけるｐ側配線層２１に対する反対側の面は、樹脂層３５から露出し、ｐ側外部端子２３ａとして機能する。ｎ側金属ピラー２４におけるｎ側配線層２２に対する反対側の面は、樹脂層３５から露出し、ｎ側外部端子２４ａとして機能する。
ｐ側外部端子２３ａ及びｎ側外部端子２４ａは、図示しない実装基板に形成されたパッドに、はんだなどを介して接合される。
樹脂層３５における同じ面（図１５における下面）で露出するｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとの間の距離は、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間の距離よりも大きい。ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとは、実装基板への実装時にはんだ等によって相互に短絡しない距離を隔てて離れている。
ｐ側配線層２１は、プロセス上の限界まで、ｎ側配線層２２に近づけることができ、ｐ側配線層２１の面積を広くできる。この結果、ｐ側配線層２１とｐ側電極１６との接触面積の拡大を図れ、電流分布及び放熱性を向上できる。
ｐ側配線層２１が複数のビア２１ａを通じてｐ側パッド電極３６と接する面積は、ｎ側配線層２２がｎ側パッド電極３７と接する面積よりも大きい。よって、発光層１３への電流分布が向上し、且つ発光層１３の熱の放熱性が向上できる。
第２の面上に広がるｎ側配線層２２の面積は、ｎ側配線層２２がｎ側パッド電極３７と接する面積よりも大きい。
第３実施形態によれば、ｎ側コンタクト電極２７よりも広い領域にわたって形成された発光層１３によって高い光出力を得ることができる。なおかつ、発光層１３を含む領域よりも狭い領域に設けられたｎ側コンタクト電極２７が、より面積の大きなｎ側配線層２２として実装面側に引き出されている。
ｐ側金属ピラー２３はｐ側配線層２１よりも厚く、ｎ側金属ピラー２４はｎ側配線層２２よりも厚い。ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および樹脂層３５のそれぞれの厚さは、半導体層１５よりも厚い。なお、ここでの「厚さ」は、図１５において上下方向の厚さを表す。
また、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４のそれぞれの厚さは、半導体層１５、ｐ側電極およびｎ側電極を含むチップの厚さよりも厚い。
第３実施形態においても、半導体層１５を形成するために使用した基板が除去されても、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および樹脂層３５を含む支持体によって、半導体層１５を安定して支持し、半導体発光装置３の機械的強度を高めることができる。
樹脂層３５は、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４を補強する。樹脂層３５は、実装基板と熱膨張率が同じもしくは近いものを用いるのが望ましい。そのような樹脂層３５として、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などを一例として挙げることができる。
樹脂層３５は、ウェーハ状態の基板上で半導体層１５を複数に分離する溝内に、絶縁膜５２を介して充填される。したがって、半導体層１５の側面１５ｃは、無機膜である絶縁膜５２と、樹脂層３５とで覆われて保護されている。
ｐ側外部端子２３ａ及びｎ側外部端子２４ａを介して、半導体発光装置３を実装基板に実装した状態において、はんだを介して半導体層１５に加わる応力を、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４が吸収することで緩和することができる。
ｐ側配線層２１及びｐ側金属ピラー２３を含むｐ側配線部は、相互に分断された複数のビア２１ａを介して、ｐ側パッド電極３６に接続されている。このため、ｐ側配線部による高い応力緩和効果が得られる。
あるいは、１つの大きな第１の開口内に設けられ、ビア２１ａよりも平面サイズの大きなビアを介して、ｐ側配線層２１をｐ側パッド電極３６に接続させてもよく、この場合、発光層１３の放熱性の向上を図れる。
半導体層１５を形成するときに使った基板は第１の面１５ａ上から除去されるため、半導体発光装置３を低背化できる。
半導体層１５の第１の面１５ａ上には、蛍光体層３０が設けられている。蛍光体層３０は、透明媒体としての透明樹脂３１と、透明樹脂３１中に分散された複数の粒子状の蛍光体３２とを有する。
透明樹脂３１は、発光層１３の励起光及び蛍光体３２の蛍光に対して透明であり、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フェニル樹脂などを用いることができる。
蛍光体３２は、発光層１３の励起光を吸収し波長変換光を発光可能である。このため、半導体発光装置３は、発光層１３の励起光と、蛍光体３２の波長変換光との混合光を出射可能である。
例えば、蛍光体３２が黄色光を発光する黄色蛍光体とすると、ＧａＮ系材料である発光層１３の青色光と、蛍光体３２における波長変換光である黄色光との混合色として、白色または電球色などを得ることができる。なお、蛍光体層３０は、複数種の蛍光体（例えば、赤色光を発光する赤色蛍光体と、緑色光を発光する緑色蛍光体）を含む構成であってもよい。
第１の半導体層１１は、ｎ側コンタクト電極２７、ｎ側パッド電極３７、ｎ側配線層２２およびｎ側金属ピラー２４を介して、ｎ側外部端子２４ａと電気的に接続されている。第２の半導体層１２は、ｐ側コンタクト電極２６、ｐ側パッド電極３６、ｐ側配線層２１およびｐ側金属ピラー２３を介して、ｐ側外部端子２３ａと電気的に接続されている。
第３実施形態によれば、ｐ側コンタクト電極２６とｐ側パッド電極３６とを含むｐ側電極を一方の電極とし、ｎ側配線層２２を他方の電極とするバリスタ素子が、半導体発光装置３に内蔵されている。
すなわち、ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとの間に、半導体層１５と、バリスタ膜４１とが並列接続され、バリスタ膜４１は、半導体層１５をサージ電圧から保護する保護素子として機能する。サージ電流は、半導体層１５を介さずに、バリスタ膜４１を通じて、ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａ間を流れることができる。
ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａ間に定格電圧以下の電圧が印加された通常動作時、バリスタ膜４１は高抵抗状態にあり、ｐ側電極とｎ側配線層２２とはバリスタ膜４１を通じて短絡しない。
ｐ側外部端子２３ａまたはｎ側外部端子２４ａに定格電圧よりも大きな電圧（サージ電圧）が飛び込み、バリスタ膜４１に半導体発光装置３の定格電圧よりも大きな電圧がかかると、バリスタ膜４１の電気抵抗は急激に低くなる。上記サージ電圧の印加により、バリスタ膜４１の方が半導体層１５よりも先にブレークダウンする。
したがって、サージ電流を、半導体層１５（発光層１３）を経由せずに、ｐ側金属ピラー２３、ｐ側配線層２１、ｐ側電極、バリスタ膜４１、ｎ側配線層２２およびｎ側金属ピラー２４を通じて、ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａ間に流すことができ、半導体層１５をＥＳＤから保護することができる。
絶縁膜５１、絶縁膜５２および樹脂層３５は、バリスタ膜４１よりも耐圧が高く、上記サージ電圧の印加で絶縁破壊しない。発光層１３の端面には、樹脂よりも耐圧に優れたシリコン酸化膜である絶縁膜５１が設けられ、保護されている。
第３実施形態によれば、ｐ側電極とｎ側配線層２２との間を絶縁するために設けられる絶縁膜５２の一部がバリスタ膜４１に置き換わっている。したがって、チップサイズパッケージ構造の半導体発光装置３の小型化を妨げずに、ＥＳＤ耐性に優れた半導体発光装置３を提供することができる。
（第４実施形態）
図１６は、第４実施形態の半導体発光装置４の模式断面図である。
図１６は、第４実施形態の半導体発光装置４の模式断面図である。
第４実施形態の半導体発光装置４は、第３実施形態の半導体発光装置３において、バリスタ膜４１を設けず、第２実施形態の半導体発光装置２のように、樹脂層３５に、複数のバリスタ粒子４３と、複数の導電性粒子４４とを分散させている。
バリスタ粒子４３は、例えば、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＺｎＯ、ＢｉＯ、ＣｏＯ、ＭｎＯ、ＳｂＯ、ＣｒＯ、ＮｉＯ、ＳｉＮ、ＳｉＯなどの粒子である。
導電性粒子４４は、バリスタ粒子４３よりも電気抵抗が低く、導電性粒子４４を介して、サージ電圧印加時におけるバリスタ粒子４３間の電気的接続が容易になる。導電性粒子４４は、例えば金粒子である。
第３実施形態によれば、バリスタ粒子４３が分散された樹脂層３５が、非直線性抵抗特性を有するバリスタ素子として機能することができる。ｐ側配線層２１及びｐ側金属ピラー２３を含むｐ側配線部はバリスタ素子の一方の電極として機能し、ｎ側配線層２２及びｎ側金属ピラー２４を含むｎ側配線部はバリスタ素子の他方の電極として機能する。
ｐ側パッド電極３６と樹脂層３５との間、およびｎ側パッド電極３７と樹脂層３５との間には、バリスタ粒子を含まない絶縁膜５１、５２が設けられ、サージ電圧の印加時、ｐ側電極とｎ側電極は、樹脂層３５を通じて短絡しない。
第３実施形態の半導体発光装置３では、ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとの間に、半導体層１５と、バリスタ素子とが並列接続され、サージ電流は、半導体層１５を介さずに、バリスタ素子として機能する樹脂層３５を通じて、ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａ間を流れることができる。
ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａ間に定格電圧以下の電圧が印加された通常動作時、バリスタ粒子４３及びバリスタ粒子４３を含む樹脂層３５は高抵抗状態にあり、ｐ側配線部とｎ側配線部とは樹脂層３５を通じて短絡しない。
ｐ側外部端子２３ａまたはｎ側外部端子２４ａに定格電圧よりも大きな電圧（サージ電圧）が飛び込み、バリスタ粒子４３に半導体発光装置３の定格電圧よりも大きな電圧がかかると、バリスタ粒子４３及びバリスタ粒子４３を含む樹脂層３５の電気抵抗は急激に低くなる。上記サージ電圧の印加により、バリスタ粒子４３及びバリスタ粒子４３を含む樹脂層３５の方が半導体層１５よりも先にブレークダウンする。
したがって、サージ電流を、半導体層１５（発光層１３）を経由せずに、ｐ側配線部とｎ側配線部間の樹脂層３５を通じて、ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａ間に流すことができ、半導体層１５をＥＳＤから保護することができる。
第３実施形態によれば、ｐ側配線部とｎ側配線部との間を絶縁し、またｐ側配線部とｎ側配線部を補強するために設けられる樹脂層３５をバリスタ素子として用いることができる。したがって、チップサイズパッケージ構造の半導体発光装置３の小型化を妨げずに、ＥＳＤ耐性に優れた半導体発光装置３を提供することができる。
また、樹脂層３５に、バリスタ粒子４３に加えて、導電性粒子４４を分散させることで、サージ電圧印加時のバリスタ粒子４３間の電気的接続を容易にし、樹脂層３５を通じてｐ側配線部とｎ側配線部との間が短絡する電圧の調整が容易になる。
絶縁膜５１及び絶縁膜５２は、バリスタ素子として機能する樹脂層３５よりも耐圧が高く、上記サージ電圧の印加で絶縁破壊しない。
前述した各実施形態において、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４を設けずに、ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２を実装基板のパッドに対して接合させてもよい。
また、ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とは別体であることに限らず、ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とを同じ工程で一体に設けてｐ側配線部を構成してもよい。同様に、ｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４とは別体であることに限らず、ｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４とを同じ工程で一体に設けてｎ側配線部を構成してもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１〜４…半導体発光装置、１１…第１の半導体層、１２…第２の半導体層、１３…発光層、１５…半導体層、１５ａ…第１の面、１６…ｐ側電極、１７…ｎ側電極、１８，５１，５２…絶縁膜、２１…ｐ側配線層、２２…ｎ側配線層、２３…ｐ側金属ピラー、２４…ｎ側金属ピラー、２５，３５…樹脂層、２６…ｐ側コンタクト電極、２７…ｎ側コンタクト電極、３０…蛍光体層、３６…ｐ側パッド電極、３７…ｎ側パッド電極、４１…バリスタ膜、４３…バリスタ粒子、４４…導電性粒子
Claims (6)
- 発光層と、第１の面と、前記第１の面の反対側に設けられ、前記発光層を含む領域と、前記発光層を含まない領域とを有する第２の面とを有する半導体層と、
前記第２の面における前記発光層を含む領域に設けられたｐ側電極と、
前記第２の面における前記発光層を含まない領域に設けられたｎ側電極と、
前記ｐ側電極上に設けられ、前記ｐ側電極と電気的に接続されたｐ側配線部と、
前記ｎ側電極上および前記ｐ側電極上に設けられ、前記ｎ側電極と電気的に接続されたｎ側配線部と、
前記ｐ側電極と前記ｎ側配線部との間で前記ｐ側電極及び前記ｎ側配線部に接して設けられたバリスタ膜と、
前記第２の面上と、前記第１の面から続く前記半導体層の側面と、前記発光層の端面と、を覆い、前記バリスタ膜よりも高耐圧である絶縁膜と、
を備えた半導体発光装置。 - 前記ｐ側配線部は、
前記ｐ側電極上に設けられたｐ側配線層と、
前記ｐ側配線層上に設けられ、前記ｐ側配線層よりも厚いｐ側金属ピラーと、
を有し、
前記ｎ側配線部は、
前記ｎ側電極上およびバリスタ膜上に設けられたｎ側配線層と、
前記ｎ側配線層上に設けられ、前記ｎ側配線層よりも厚いｎ側金属ピラーと、
を有する請求項１記載の半導体発光装置。 - 発光層と、第１の面と、前記第１の面の反対側に設けられ、前記発光層を含む領域と、前記発光層を含まない領域とを有する第２の面とを有する半導体層と、
前記第２の面における前記発光層を含む領域に設けられたｐ側電極と、
前記第２の面における前記発光層を含まない領域に設けられたｎ側電極と、
前記ｐ側電極上に設けられ、前記ｐ側電極と電気的に接続されたｐ側配線部と、
前記ｎ側電極上に設けられ、前記ｎ側電極と電気的に接続されたｎ側配線部と、
前記ｐ側配線部と前記ｎ側配線部との間および前記半導体層の側面に設けられた樹脂層であって、バリスタ粒子と導電性粒子とを含む樹脂層と、
前記第２の面上と、前記第１の面から続く前記半導体層の前記側面と、前記発光層の端面と、を覆い、前記半導体層の前記側面と、前記樹脂層と、の間に設けられ、前記樹脂層よりも高耐圧である絶縁膜と、
を備えた半導体発光装置。 - 前記導電性粒子は、金粒子である請求項３記載の半導体発光装置。
- 前記絶縁膜は、前記ｐ側電極上に設けられ、
前記ｎ側配線部の一部は、前記絶縁膜上に広がっている請求項３または４に記載の半導体発光装置。 - 前記ｐ側配線部は、
前記ｐ側電極上に設けられたｐ側配線層と、
前記ｐ側配線層上に設けられ、前記ｐ側配線層よりも厚いｐ側金属ピラーと、
を有し、
前記ｎ側配線部は、
前記ｎ側電極上および前記絶縁膜上に設けられたｎ側配線層と、
前記ｎ側配線層上に設けられ、前記ｎ側配線層よりも厚いｎ側金属ピラーと、
を有する請求項５記載の半導体発光装置。
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