JP6045999B2 - 半導体発光装置及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、半導体発光装置及びその製造方法に関する。
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子と蛍光体との組み合わせにより白色光などの可視光やその他の波長帯の光を放射する半導体発光装置として、チップサイズパッケージ構造の半導体発光装置が提案されている。このような半導体発光装置において、光の取り出し効率を高めることが望まれている。
特開２０１１−７１２７２号公報 特開２０１３−２１１７５号公報
本発明の実施形態は、光の取り出し効率の高い半導体発光装置及びその製造方法を提供する。
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、支持体と、光学層と、金属膜と、無機絶縁膜と、を備えている。前記半導体層は、第１の面と、前記第１の面の反対側の第２の面とを持ち、発光層を有する。前記ｐ側電極及び前記ｎ側電極は、前記第２の面側において、前記半導体層に設けられている。前記支持体は、前記第２の面側に設けられている。前記支持体は、前記ｐ側電極に接続されたｐ側配線部と、前記ｎ側電極に接続された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における前記第１の面に続く側面の周囲の領域に設けられた樹脂層と、を有する。前記光学層は、前記第１の面側に設けられ、前記第１の面に対して垂直な方向から見て前記半導体層の平面サイズよりも大きな平面サイズを有し、前記発光層の放射光に対して透過性を有し、蛍光体または散乱材を含む。前記金属膜は、前記半導体層の前記側面に対向する第１の反射部と、前記半導体層の前記側面の周囲の領域で前記光学層に対向しつつ、前記第１の反射部から半導体発光装置の側面に向けて延在し、端面が前記樹脂層から露出している第２の反射部と、を有する。前記無機絶縁膜は、前記半導体層の前記第１の面と前記光学層との間、前記半導体層の前記側面と前記第１の反射部との間、および前記側面の周囲の領域の前記光学層と前記第２の反射部との間に設けられている。前記第１の反射部と前記第２の反射部は、前記無機絶縁膜と前記樹脂層との間に設けられている。
実施形態の半導体発光装置の模式断面図。 実施形態の半導体発光装置における第２の面側の模式平面図。 実施形態の半導体発光装置の模式断面図。 実施形態の半導体発光装置の模式断面図。 実施形態の半導体発光装置における金属膜の模式断面図。 実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。 実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式平面図。 実施形態の半導体発光装置の模式図。
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（ａ）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（ｂ）は、図１（ａ）において破線Ａで囲む部分の模式拡大図である。
半導体発光装置１は、発光層１３を有する半導体層１５を備えている。半導体層１５は、第１の面１５ａと、その反対側の第２の面１５ｂ（図６（ａ）参照）とを有する。
図２（ａ）は、半導体層１５の第２の面１５ｂ側の模式平面図である。
半導体層１５の第２の面１５ｂは、発光層１３を含む部分（発光領域）１５ｅと、発光層１３を含まない部分（非発光領域）１５ｆとを有する。発光層１３を含む部分１５ｅは、半導体層１５のうちで、発光層１３が積層されている部分である。発光層１３を含まない部分１５ｆは、半導体層１５のうちで、発光層１３が積層されていない部分である。発光層１３を含む部分１５ｅは、発光領域を示し、発光層１３を有するとともに発光層１３の発光光を外部に取り出し可能な積層構造となっている領域を示す。
第２の面１５ｂの側において、発光層１３を含む部分１５ｅの上にｐ側電極１６が設けられ、発光層を含まない部分１５ｆの上にｎ側電極１７が設けられている。例えば、図２（ａ）に示す平面視では、発光層１３を含まない部分１５ｆが発光層１３を含む部分１５ｅを囲んでおり、ｎ側電極１７がｐ側電極１６を囲んでいる。なお、ｐ側電極１６及びｎ側電極１７の平面レイアウトは、図２（ａ）に示す例には限らない。
ｐ側電極１６とｎ側電極１７とを通じて発光層１３に電流が供給され、発光層１３は発光する。そして、発光層１３から放射される光は、第１の面１５ａ側から半導体発光装置１の外部に出射される。
半導体層１５の第２の面１５ｂ側には、図１（ａ）に示すように支持体１００が設けられている。半導体層１５、ｐ側電極１６およびｎ側電極１７を含む発光素子は、第２の面１５ｂ側に設けられた支持体１００によって支持されている。
半導体層１５の第１の面１５ａ上には、半導体発光装置１の放出光に所望の光学特性を与える光学層として、蛍光体層３０が設けられている。蛍光体層３０は、図１（ｂ）に示すように、複数の蛍光体３１、３２を含む。蛍光体３１、３２は、発光層１３の放射光により励起され、その放射光とは異なる波長の光を放射する。
複数の蛍光体３１、３２は、結合材３３により一体化されている。結合材３３は、発光層１３の放射光および蛍光体３１、３２の放射光を透過する。ここで「透過」とは、透過率が１００％であることに限らず、光の一部を吸収する場合も含む。
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とを有する。発光層１３は、第１の半導体層１１と、第２の半導体層１２との間に設けられている。第１の半導体層１１および第２の半導体層１２は、例えば、窒化ガリウムを含む。
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。第２の半導体層１２は、例えば、ｐ型ＧａＮ層を含む。発光層１３は、青、紫、青紫、紫外光などを発光する材料を含む。発光層１３の発光ピーク波長は、例えば、４３０〜４７０ｎｍである。
半導体層１５の第２の面１５ｂは、凹凸形状に加工される。その凸部は、発光層１３を含む部分１５ｅであり、凹部は、発光層１３を含まない部分１５ｆである。発光層１３を含む部分１５ｅの表面は第２の半導体層１２の表面であり、第２の半導体層１２の表面にｐ側電極１６が設けられている。発光層１３を含まない部分１５ｆの表面は第１の半導体層１１の表面であり、第１の半導体層１１の表面にｎ側電極１７が設けられている。
例えば、半導体層１５の第２の面１５ｂにおいて、発光層１３を含む部分１５ｅの面積は、発光層１３を含まない部分１５ｆの面積よりも広い。また、発光層１３を含む部分１５ｅの表面に設けられたｐ側電極１６の面積は、発光層１３を含まない部分の表面に設けられたｎ側電極１７の面積よりも広い。これにより、広い発光面が得られ、光出力を高くできる。
半導体層１５の第２の面１５ｂ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の第２の面１５ｂ、ｐ側電極１６およびｎ側電極１７を覆って保護している。絶縁膜１８は、例えば、シリコン酸化膜などの無機絶縁膜である。
絶縁膜１８は、発光層１３の側面及び第２の半導体層１２の側面にも設けられ、それら側面を覆って保護している。
また、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（第１の半導体層１１の側面）１５ｃにも設けられ、その側面１５ｃを覆って保護している。
さらに、絶縁膜１８は、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域にも設けられている。側面１５ｃの周囲の領域に設けられた絶縁膜１８は、第１の面１５ａ側で、側面１５ｃから側面１５ｃの反対側（半導体発光装置１の側面）に向けて延在している。
絶縁膜１８における半導体層１５とは反対側の面側には、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２とが互いに分離して設けられている。
絶縁膜１８には、図８（ｂ）に示すように、ｐ側電極１６に通じる複数の第１の開口１８ａと、ｎ側電極１７に通じる第２の開口１８ｂが形成される。なお、第１の開口１８ａは１つでも良い。
ｐ側配線層２１は、絶縁膜１８上および第１の開口１８ａの内部に設けられている。ｐ側配線層２１は、第１の開口１８ａ内に設けられたビア２１ａを介して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上および第２の開口１８ｂの内部に設けられている。ｎ側配線層２２は、第２の開口１８ｂ内に設けられたビア２２ａを介してｎ側電極１７と電気的に接続されている。
図２（ｂ）は、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２の平面レイアウトの一例を示す。
ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２が、第２の面１５ｂ側の領域の大部分を占めて絶縁膜１８上に広がっている。ｐ側配線層２１は、複数のビア２１ａを介してｐ側電極１６と接続している。
ｎ側電極１７は、図２（ａ）に示すように、細線電極として形成されている。その細線電極の一部分に、幅が拡大されたパッド部１７ａが形成されている。ｎ側配線層２２は、パッド部１７ａに達するビア２２ａを介して、ｎ側電極１７と接続されている。
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域の絶縁膜１８上には、金属膜５０が設けられている。金属膜５０は、発光層１３の放射光及び蛍光体３１、３２の放射光に対して反射性を有する。
図２（ｂ）に示すように、金属膜５０は、ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２に対して分離している。金属膜５０は、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域に連続して設けられている。
半導体層１５の側面１５ｃを覆う絶縁膜１８および側面１５ｃから側面１５ｃの反対側に延在した絶縁膜１８に沿って、断面Ｌ字状に金属膜５０が設けられている。
金属膜５０は、半導体層１５の側面１５ｃを絶縁膜１８を介して覆う第１の反射部５１を有する。第１の反射部５１は側面１５ｃに接しておらず、半導体層１５に対して電気的に接続されていない。
また、金属膜５０は、第１の反射部５１から側面１５ｃの反対側（半導体発光装置１の側面側）に向けて延在した第２の反射部５２を有する。第２の反射部５２は、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域で、絶縁膜１８及び後述する絶縁膜１９を介して、蛍光体層３０に対向している。すなわち、第２の反射部５２は、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域で、蛍光体層３０の下方に設けられている。
金属膜５０、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２は、共通の下地金属膜上に、例えばめっき法により同時に形成される銅膜を含む。
図５は、その下地金属膜６０の模式断面図である。
金属膜５０、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２を構成する例えば銅膜は、絶縁膜１８上に形成された下地金属膜６０上にめっき法で形成される。あるいは、下地金属膜６０も含めて、金属膜５０、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２が構成される。
下地金属膜６０は、絶縁膜１８側から順に積層された、アルミニウム（Ａｌ）膜６１と、チタン（Ｔｉ）膜６２と、銅（Ｃｕ）膜６３とを有する。
アルミニウム膜６１は反射膜として機能し、銅膜６３はめっきのシード層として機能する。アルミニウム及び銅の両方に対するぬれ性に優れたチタン膜６２は、密着層として機能する。
例えば、下地金属膜６０の厚さは１μｍ程度であり、金属膜５０、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２のそれぞれの厚さは数μｍである。
また、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域においては下地金属膜６０にめっき膜（銅膜）を形成せずに、金属膜５０は下地金属膜６０からなる膜であってもよい。金属膜５０は、少なくともアルミニウム膜６１を含むことで、発光層１３の放射光及び蛍光体３１、３２の放射光に対して高い反射率を有する。
また、ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２の下にもアルミニウム膜６１が残されるので、第２の面１５ｂ側の大部分の領域にアルミニウム膜（反射膜）６１が広がって形成されている。これにより、蛍光体層３０側に向かう光の量を増大できる。
ｐ側配線層２１における半導体層１５とは反対側の面には、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、ｐ側配線部４１を形成している。
ｎ側配線層２２における半導体層１５とは反対側の面には、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、ｎ側配線部４３を形成している。
ｐ側配線部４１とｎ側配線部４３との間には、絶縁膜として樹脂層２５が設けられている。樹脂層２５は、ｐ側金属ピラー２３の側面とｎ側金属ピラー２４の側面に接するように、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４との間に設けられている。すなわち、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４との間に、樹脂層２５が充填されている。
また、樹脂層２５は、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間、ｐ側配線層２１と金属膜５０との間、およびｎ側配線層２２と金属膜５０との間に設けられている。
樹脂層２５は、ｐ側金属ピラー２３の周囲およびｎ側金属ピラー２４の周囲に設けられ、ｐ側金属ピラー２３の側面およびｎ側金属ピラー２４の側面を覆っている。
また、樹脂層２５は、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域にも設けられ、金属膜５０を覆っている。
ｐ側金属ピラー２３におけるｐ側配線層２１とは反対側の端部（面）は、樹脂層２５から露出し、実装基板等の外部回路と接続可能な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とは反対側の端部（面）は、樹脂層２５から露出し、実装基板等の外部回路と接続可能な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、例えば、はんだ、または導電性の接合材を介して、実装基板のランドパターンに接合される。
ｐ側外部端子２３ａ及びｎ側外部端子２４ａは、樹脂層２５の同じ面（図１（ａ）における下面）内で離間して並んで形成されている。ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとの間隔は、絶縁膜１８上におけるｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間隔よりも広い。ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとの間隔は、実装時のはんだの広がりよりも大きくする。これにより、はんだを通じた、ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとの間の短絡を防ぐことができる。
これに対し、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間隔は、プロセス上の限界まで狭くすることができる。このため、ｐ側配線層２１の面積、およびｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３との接触面積の拡大を図れる。これにより、発光層１３の熱の放散を促進できる。
また、複数のビア２１ａを通じてｐ側配線層２１がｐ側電極１６と接する面積は、ビア２２ａを通じてｎ側配線層２２がｎ側電極１７と接する面積よりも広い。これにより、発光層１３に流れる電流の分布を均一化できる。
絶縁膜１８上で広がるｎ側配線層２２の面積は、ｎ側電極１７の面積よりも広くできる。そして、ｎ側配線層２２の上に設けられるｎ側金属ピラー２４の面積（ｎ側外部端子２４ａの面積）をｎ側電極１７よりも広くできる。これにより、信頼性の高い実装に十分なｎ側外部端子２４ａの面積を確保しつつ、ｎ側電極１７の面積を小さくすることが可能となる。すなわち、半導体層１５における発光層１３を含まない部分（非発光領域）１５ｆの面積を縮小し、発光層１３を含む部分（発光領域）１５ｅの面積を広げて光出力を向上させることが可能となる。
第１の半導体層１１は、ｎ側電極１７及びｎ側配線層２２を介してｎ側金属ピラー２４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及びｐ側配線層２１を介してｐ側金属ピラー２３と電気的に接続されている。
ｐ側金属ピラー２３の厚さ（ｐ側配線層２１とｐ側外部端子２３ａとを結ぶ方向の厚さ）は、ｐ側配線層２１の厚さよりも厚い。ｎ側金属ピラー２４の厚さ（ｎ側配線層２２とｎ側外部端子２４ａとを結ぶ方向の厚さ）は、ｎ側配線層２２の厚さよりも厚い。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。
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以上であっても良いし、１より小さくても良い。すなわち、金属ピラー２３、２４は、その平面サイズより厚くても良いし、薄くても良い。
ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、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１００の厚さは、半導体層１５、ｐ側電極１６およびｎ側電極１７を含む発光素子の厚さよりも厚い。
半導体層１５は、後述するように基板上にエピタキシャル成長法により形成される。その基板は、支持体１００を形成した後に除去され、半導体層１５は第１の面１５ａ側に基板を含まない。半導体層１５は、剛直な基板にではなく、樹脂層２５を含む支持体１００によって支持されている。
ｐ側配線部４１及びｎ側配線部４３の材料として、例えば、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および絶縁材料に対する密着性を向上させることができる。
樹脂層２５は、ｐ側金属ピラー２３および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、エポキシ樹脂を主に含む樹脂、シリコーン樹脂を主に含む樹脂、フッ素樹脂を主に含む樹脂を挙げることができる。
また、樹脂層２５におけるベースとなる樹脂に遮光材が含まれ、樹脂層２５は発光層１３の発光光に対して遮光性を有する黒色樹脂層である。これにより、支持体１００の側面及び実装面側からの光漏れを抑制することができる。
半導体発光装置１の実装時の熱サイクルにより、ｐ側外部端子２３ａおよびｎ側外部端子２４ａを実装基板のランドに接合させるはんだ等に起因する応力が半導体層１５に加わる。ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および樹脂層２５は、その応力を吸収し緩和する。特に、半導体層１５よりも柔軟な樹脂層２５を支持体１００の一部として用いることで、応力緩和効果を高めることができる。
金属膜５０は、ｐ側配線部４１及びｎ側配線部４３に対して分離している。このため、実装時にｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４に加わる応力は、金属膜５０には伝達されない。したがって、金属膜５０の剥離を抑制することができる。また、半導体層１５の側面１５ｃ側に加わる応力を抑制することができる。
後述するように、半導体層１５の形成に用いた基板は、半導体層１５から除去される。これにより、半導体発光装置１は低背化される。また、基板の除去により、半導体層１５の第１の面１５ａに凹凸を形成することができ、光取り出し効率の向上を図れる。
例えば、第１の面１５ａに対して、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）を行い微小凹凸を形成する。これにより、発光層１３の放射光を全反射させることなく、第１の面１５ａから外側に取り出すことが可能となる。
基板が除去された後、第１の面１５ａ上に絶縁膜１９を介して蛍光体層３０が形成される。絶縁膜１９は、半導体層１５と蛍光体層３０との密着性を高める密着層として機能し、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜である。
蛍光体層３０は、結合材３３中に複数の粒子状の蛍光体３１、３２が分散された構造を有する。蛍光体３１は、発光層１３の放射光により励起されて例えば緑色光を放射する緑色蛍光体であり、蛍光体３２は、発光層１３の放射光により励起されて例えば赤色光を放射する赤色蛍光体である。結合材３３には、例えば、シリコーン樹脂を用いることができる。
なお、蛍光体層３０は、２種類の蛍光体３１、３２を含む構成に限らず、１種類の蛍光体（発光層１３の放射光により励起されて例えば黄色光を放射する黄色蛍光体）を含む構成であってもよい。
蛍光体層３０は、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域上にも形成される。したがって、蛍光体層３０の平面サイズは半導体層１５の平面サイズよりも大きい。
半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域においては、金属膜５０の上に、絶縁膜１８、１９を介して蛍光体層３０が設けられている。金属膜５０の下には、樹脂層２５が設けられている。
蛍光体層３０は、半導体層１５の第１の面１５ａ上、および半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域上に限定され、半導体層１５の第２の面側、金属ピラー２３、２４の周囲、および支持体１００の側面にまわりこんで形成されていない。蛍光体層３０の側面と、支持体１００の側面（樹脂層２５の側面）とが揃っている。
すなわち、実施形態の半導体発光装置１は、チップサイズパッケージ構造の非常に小型の半導体発光装置である。このため、例えば照明用灯具などへの適用に際して、灯具デザインの自由度が高まる。
また、光を外部に取り出さない実装面側には蛍光体層３０が無駄に形成されず、コスト低減が図れる。また、第１の面１５ａ側に基板がなくても、第２の面側に広がるｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２を介して発光層１３の熱を実装基板側に放散させることができ、小型でありながらも放熱性に優れている。
一般的なフリップチップ実装では、ＬＥＤチップを実装基板にバンプなどを介して実装した後に、チップ全体を覆うように蛍光体層が形成される。あるいは、バンプ間に樹脂がアンダーフィルされる。
これに対して実施形態によれば、実装前の状態で、ｐ側金属ピラー２３の周囲及びｎ側金属ピラー２４の周囲には、蛍光体層３０と異なる樹脂層２５が設けられ、実装面側に応力緩和に適した特性を与えることができる。また、実装面側にすでに樹脂層２５が設けられているため、実装後のアンダーフィルが不要となる。
第１の面１５ａ側には、光取り出し効率、色変換効率、配光特性などを優先した設計の層が設けられ、実装面側には、実装時の応力緩和や、基板に代わる支持体としての特性を優先した層が設けられる。例えば、樹脂層２５は、ベースとなる樹脂にシリカ粒子などのフィラーが高密度充填された構造を有し、支持体として適切な硬さに調節されている。
発光層１３から第１の面１５ａ側に放射された光は蛍光体層３０に入射し、一部の光は蛍光体を励起し、発光層１３の光と、蛍光体の光との混合光として例えば白色光が得られる。
ここで、第１の面１５ａ上に基板があると、蛍光体層３０に入射せずに、基板の側面から外部に漏れる光が生じる。すなわち、基板の側面から発光層１３の光の色みの強い光が漏れ、蛍光体層３０のトップビューにおいて外縁側に青色光のリングが見える現象など、色割れや色ムラの原因になり得る。
これに対して、実施形態によれば、第１の面１５ａと蛍光体層３０との間には基板がないため、基板側面から発光層１３の光の色みが強い光が漏れることによる色割れや色ムラを防ぐことができる。
さらに、実施形態によれば、半導体層１５の側面１５ｃに、絶縁膜１８を介して金属膜５０が設けられている。発光層１３から半導体層１５の側面１５ｃに向かった光は、金属膜５０で反射し、外部に漏れない。このため、基板が第１の面１５ａ側にない特徴とあいまって、半導体発光装置１の側面側からの光漏れによる色割れや色ムラを防ぐことができる。
また、実施形態によれば、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域に、第１の面１５ａ上からはみ出した蛍光体層３０に対向して金属膜５０の第２の反射部５２が設けられている。
このため、図１（ｂ）に示すように、半導体発光装置１の端部領域の蛍光体３１、３２の放射光において、下方の支持体１００側に向かう光を第２の反射部５２で反射させて蛍光体層３０側に戻すことができる。
したがって、半導体発光装置１の端部領域において、蛍光体３１、３２の放射光が樹脂層（黒樹脂）２５に吸収されることによる損失を防いで、蛍光体層３０側からの光取り出し効率を高めることができる。
金属膜５０と、半導体層１５の側面１５ｃとの間に設けられた絶縁膜１８は、金属膜５０に含まれる金属の半導体層１５への拡散を防止する。これにより、半導体層１５の例えばＧａＮの金属汚染を防ぐことができ、半導体層１５の劣化を防ぐことができる。
また、金属膜５０の第２の反射部５２と、蛍光体層３０との間に設けられた絶縁膜１８、１９は、金属膜５０と蛍光体層３０のベース樹脂との密着性を高める。
絶縁膜１８及び絶縁膜１９は、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの無機絶縁膜である。すなわち、半導体層１５の第１の面１５ａ、第２の面１５ｂ、第１の半導体層１１の側面１５ｃ、第２の半導体層１２の側面、発光層１３の側面は、無機絶縁膜で覆われている。無機絶縁膜は半導体層１５を囲み、金属や水分などから半導体層１５をブロックする。
金属膜５０の第２の反射部５２は、半導体発光装置１の外面を形成する側面まで延在し、第２の反射部５２の端面が半導体発光装置１の側面で露出している。金属膜５０の第２の反射部５２の端面は、絶縁膜１８及び樹脂層２５で覆われずに、絶縁膜１８及び樹脂層２５から露出している。金属膜５０が、例えば銅を含む場合には、図３（ａ）に示すように、第２の反射部５２の端面を金（Ａｕ）膜８２で覆うことが望ましい。
金膜８２は、半導体発光装置１をダイシングして個片化した後に、例えばめっき法で形成される。また、金膜８２は、銅と金の両方に対する密着性に優れたニッケル（Ｎｉ）膜８１を介して、第２の反射部５２の端面に設けられている。
耐食性に優れた金膜８２が、第２の反射部５２の端面を覆うことで、第２の反射部５２の端面からの銅の腐食の進行による金属膜５０の劣化を防止できる。
半導体層１５の側面１５ｃは、第１の面１５ａに対して垂直であることに限らず、図３（ｂ）に示すように、第１の面１５ａに対して傾斜したテーパー面であってもよい。第１の面１５ａを上にした状態で、第１の半導体層１１の断面形状は、例えば逆台形状である。
次に、図６（ａ）〜図１５（ｂ）を参照して、半導体発光装置１の製造方法について説明する。
図６（ａ）は、基板１０の主面上に形成された半導体層１５を表す断面図である。例えば、ＭＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor deposition）法により、基板１０の主面上に、第１の半導体層１１、発光層１３および第２の半導体層１２が順にエピタキシャル成長される。
半導体層１５において、基板１０側の面が第１の面１５ａであり、基板１０の反対側の面が第２の面１５ｂである。
基板１０は、例えばシリコン基板である。または、基板１０はサファイア基板であってもよい。半導体層１５は、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）を含む窒化物半導体層である。
第１の半導体層１１は、例えば、基板１０の主面上に設けられたバッファ層と、バッファ層上に設けられたｎ型ＧａＮ層とを有する。第２の半導体層１２は、例えば、発光層１３の上に設けられたｐ型ＡｌＧａＮ層と、その上に設けられたｐ型ＧａＮ層とを有する。発光層１３は、例えば、ＭＱＷ（Multiple Quantum well）構造を有する。
図６（ｂ）は、第２の半導体層１２および発光層１３を選択的に除去した状態を表している。例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法により、第２の半導体層１２及び発光層１３を選択的にエッチングし、第１の半導体層１１を露出させる。
次に、図７（ａ）に示すように、第１の半導体層１１を選択的に除去し、溝９０を形成する。基板１０の主面上で、溝９０によって半導体層１５は複数に分離される。溝９０は、半導体層１５を貫通し、基板１０に達する。エッチング条件によっては、基板１０の主面も少しエッチングされ、溝９０の底面が、基板１０と半導体層１５との界面よりも下方に後退する場合もある。なお、溝９０は、ｐ側電極１６およびｎ側電極１７を形成した後に形成してもよい。
図７（ｂ）に示すように、第２の半導体層１２の表面にｐ側電極１６が形成される。また、第２の半導体層１２及び発光層１３が選択的に除去された領域の第１の半導体層１１の表面に、ｎ側電極１７が形成される。
ｐ側電極１６および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。
発光層１３が積層された領域に形成されるｐ側電極１６は、発光層１３の放射光を反射する反射膜を含む。例えば、ｐ側電極１６は、銀、銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金等を含む。また、反射膜の硫化、酸化防止のため、ｐ側電極１６は、金属保護膜（バリアメタル）を含む。
次に、図８（ａ）に表すように、基板１０の上に設けられた構造体を覆うように絶縁膜１８を形成する。絶縁膜１８は、半導体層１５の第２の面、ｐ側電極１６及びｎ側電極１７を覆う。また、絶縁膜１８は、半導体層１５の第１の面１５ａに続く側面１５ｃを覆う。また、絶縁膜１８は、溝９０の底面の基板１０の表面にも形成される。
絶縁膜１８は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成されるシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜である。絶縁膜１８には、例えば、レジストマスクを用いたウェットエッチングにより、図８（ｂ）に示すように第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ｐ側電極１６に達し、第２の開口１８ｂはｎ側電極１７に達する。
次に、図８（ｂ）に示すように、絶縁膜１８の表面、第１の開口１８ａの内壁（側壁および底面）、および第２の開口１８ｂの内壁（側壁および底面）に、下地金属膜６０を形成する。下地金属膜６０は、図５を参照して前述したように、アルミニウム膜６１と、チタン膜６２と、銅膜６３とを有する。下地金属膜６０は、例えば、スパッタ法により形成される。
次に、下地金属膜６０上に、図９（ａ）に示すレジストマスク９１を選択的に形成した後、下地金属膜６０の銅膜６３をシード層として用いた電解銅めっき法により、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２及び金属膜５０を形成する。
ｐ側配線層２１は、第１の開口１８ａ内にも形成され、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、ｎ側電極１７と電気的に接続される。
レジストマスク９１は、例えば溶剤もしくは酸素プラズマを使って、図９（ｂ）に示すように除去される。
次に、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２及び金属膜５０上の全面に樹脂層を形成した後、図１０（ａ）に示すように、金属膜５０上に樹脂層５５を残す。
樹脂層５５は、例えば感光性のポリイミド樹脂であり、全面に形成された樹脂層５５に対する選択的露光、及び露光後の現像により、金属膜５０上に樹脂層５５が残される。
樹脂層５５は、金属膜５０を覆うマスク層として、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域に残される。
ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４を形成する前の、凹凸（段差）が小さい段階で樹脂層５５を形成することで、樹脂層５５に対するリソグラフィーが容易になる。
次に、図１０（ａ）に示す構造体上に、図１０（ｂ）に示すレジストマスク９２を選択的に形成した後、ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２をシード層として用いた電解銅めっき法により、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４を形成する。
ｐ側金属ピラー２３は、ｐ側配線層２１上に形成される。ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とは同じ銅材料で一体化される。ｎ側金属ピラー２４は、ｎ側配線層２２上に形成される。ｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４とは同じ銅材料で一体化される。
金属膜５０及び樹脂層５５はレジストマスク９２で覆われており、金属膜５０及び樹脂層５５の上には金属ピラーは設けられない。
レジストマスク９２は、例えば溶剤もしくは酸素プラズマを使って、図１１（ａ）に示すように除去される。
この時点で、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２は下地金属膜６０を介してつながっている。また、ｐ側配線層２１と金属膜５０も下地金属膜６０を介してつながり、ｎ側配線層２２と金属膜５０も下地金属膜６０を介してつながっている。
そこで、次の工程において、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間の下地金属膜６０、ｐ側配線層２１と金属膜５０との間の下地金属膜６０、およびｎ側配線層２２と金属膜５０との間の下地金属膜６０をエッチングにより除去する。
これにより、図１１（ｂ）に示すように、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との電気的接続、ｐ側配線層２１と金属膜５０との電気的接続、およびｎ側配線層２２と金属膜５０との電気的接続が分断される。
このとき、半導体層１５の側面１５ｃに絶縁膜１８を介して設けられた第１の反射部５１と、基板１０上に絶縁膜１８を介して設けられた第２の反射部５２は、樹脂層５５で覆われているためエッチングされない。
半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域に形成される金属膜５０は、電気的にはフローティングであり、電極として機能せず、反射膜として機能する。金属膜５０は、少なくともアルミニウム膜６１を含めば、反射膜としての機能は確保される。
すなわち、図８（ｂ）の工程で、アルミニウム膜６１を含む下地金属膜６０を形成した後、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域にはめっき膜を形成せずに、下地金属膜６０のみから金属膜５０を構成してもよい。図９（ａ）の工程において、レジストマスク９１を、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域に形成すれば、その領域にめっき膜は形成されない。
金属膜５０が下地金属膜６０のみからなると、前述した配線層間の電気的分断のため下地金属膜６０の不要部分を除去するエッチングの際に、金属膜５０がなくなってしまうおそれがある。しかしながら、図１１（ｂ）に示すように、金属膜５０を樹脂層５５で覆っておけば、下地金属膜６０のみからなる金属膜５０であっても、確実に残すことができる。
金属膜５０の第２の反射部５２が薄いと、後述する工程で個片化するするときに半導体発光装置１の端部で切断する金属膜が薄くなり、ダイシングが容易になる。また、ダイシングされた側面に損傷がない信頼性の高い半導体発光装置１を提供することが可能となる。
次に、図１１（ｂ）に示す構造体の上に、図１２（ａ）に示す樹脂層２５を形成する。樹脂層２５は、ｐ側配線部４１及びｎ側配線部４３を覆う。また、樹脂層２５は、金属膜５０上に設けられた樹脂層５５の上にも形成される。
樹脂層２５は、ｐ側配線部４１及びｎ側配線部４３とともに支持体１００を構成する。その支持体１００に半導体層１５が支持された状態で、基板１０が除去される。
例えば、シリコン基板である基板１０が、ウェットエッチングにより除去される。あるいは、基板１０がサファイア基板の場合には、レーザーリフトオフ法により除去することができる。
基板１０上にエピタキシャル成長された半導体層１５は、大きな内部応力を含む場合がある。また、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および樹脂層２５は、例えばＧａＮ系材料の半導体層１５に比べて柔軟な材料である。したがって、エピタキシャル成長時の内部応力が基板１０の剥離時に一気に開放されたとしても、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および樹脂層２５は、その応力を吸収する。このため、基板１０を除去する過程における半導体層１５の破損を回避することができる。
基板１０の除去により、図１２（ｂ）に示すように、半導体層１５の第１の面１５ａが露出される。露出された第１の面１５ａには、微細な凹凸が形成される。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。このエッチングでは、結晶面方位に依存したエッチング速度の違いが生じる。このため、第１の面１５ａに凹凸を形成することができる。第１の面１５ａに凹凸を形成することにより、発光層１３の放射光の取り出し効率を向上させることができる。
第１の面１５ａ上には、図１３（ａ）に示すように、絶縁膜１９を介して蛍光体層３０が形成される。蛍光体層３０は、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り形成される。絶縁膜１９は、半導体層１５と蛍光体層３０との密着性を高める。
また、蛍光体層３０として、蛍光体を結合材を介して焼結させた焼結蛍光体を、絶縁膜１９を介して蛍光体層３０に接着してもよい。
また、蛍光体層３０は、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域の上にも形成される。半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域には、前述した樹脂層５５が残されている。その樹脂層５５の上に、金属膜５０、絶縁膜１８及び１９を介して、蛍光体層３０が形成される。
蛍光体層３０を形成した後、樹脂層２５の表面（図１３（ａ）における下面）が研削され、図１３（ｂ）に示すように、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４が樹脂層２５から露出される。ｐ側金属ピラー２３の露出面はｐ側外部端子２３ａとなり、ｎ側金属ピラー２４の露出面はｎ側外部端子２４ａとなる。
次に、複数の半導体層１５を分離する前述した溝９０が形成された領域で、図１３（ｂ）に示す構造体を切断する。すなわち、蛍光体層３０、絶縁膜１９、絶縁膜１８、金属膜５０の第２の反射部５２、樹脂層５５、および樹脂層２５が、切断される。これらは、例えば、ダイシングブレード、またはレーザ光により切断される。半導体層１５は、ダイシング領域に存在しないためダイシングによるダメージを受けない。
個片化される前の前述した各工程は、多数の半導体層１５を含むウェーハ状態で行われる。ウェーハは、少なくとも１つの半導体層１５を含む半導体発光装置１として個片化される。なお、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良いし、複数の半導体層１５を含むマルチチップ構造であっても良い。
個片化される前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、配線層の形成、ピラーの形成、樹脂層によるパッケージング、および蛍光体層の形成を行う必要がなく、大幅なコストの低減が可能になる。
ウェーハ状態で、支持体１００および蛍光体層３０を形成した後に、それらが切断されるため、蛍光体層３０の側面と、支持体１００の側面（樹脂層５５の側面、樹脂層２５の側面）とは揃い、それら側面が個片化された半導体発光装置１の側面を形成する。したがって、基板１０がないこともあいまって、チップサイズパッケージ構造の小型の半導体発光装置１を提供することができる。ダイシング後、金属膜５０の第２の反射部５２の端面は、絶縁膜１８及び樹脂層５５、２５で覆われずに、絶縁膜１８及び樹脂層５５、２５から露出する。
なお、図１１（ｂ）の工程で、下地金属膜６０の不要部分を除去した後、樹脂層５５は除去してもよい。樹脂層５５を除去した後、図１２（ａ）の工程で樹脂層２５を形成すると、図１（ａ）に示すように、金属膜５０が設けられた領域いも樹脂層２５が充填された構造となる。
また、樹脂層５５を除去せずに残すと、図１３（ｂ）に示すように、実装面側の樹脂層２５とは異なる樹脂層５５が半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域に設けられた構造となる。
樹脂層２５は、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などにフィラーを充填して、金属ピラー２３、２４の補強や、支持体１００に適した特性（硬さ）に制御されている。
一方、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域に設けられた樹脂層５５には、樹脂層２５とは異なる特性を与えることができる。例えば、樹脂層５５として、樹脂層２５よりも耐水性に優れた材料を用いることができる。
チップサイズに近い平面サイズの半導体発光装置１においては、半導体層１５の側面１５ｃは、第１の面１５ａや第２の面１５ｂに比べて、外気との距離が短い。その側面１５ｃの周囲の領域に、耐水性に優れた樹脂層５５が設けられることで、側面１５ｃを水分の浸入から保護することができる。
図１５（ａ）は、ウェーハ状態で形成された金属膜５０の平面パターンを表す。図１５（ａ）において、破線はダイシングラインＤＬを表す。
基板１０上で隣り合う半導体層１５間の領域（溝９０）に、金属膜５０は形成される。樹脂層５５は、金属膜５０を覆うように形成される。
例えば樹脂層５５がポリイミドであり、金属膜５０における樹脂層５５と接する面が銅である場合には、金属膜５０からの樹脂層５５の剥離が懸念される。
そこで、半導体層１５間の領域（溝９０）の全面に、金属膜５０をベタ状に形成するのではなく、図１５（ｂ）に示すように、金属膜５０の被覆率を１００％よりも低くして、半導体層１５間の領域（溝９０）に形成することで、樹脂層５５を金属膜５０から剥がれにくくすることができる。
半導体層１５間の領域（溝９０）において、金属膜５０が抜けている開口部（絶縁膜１８が露出している部分）に、樹脂層５５が食い込むように入り込み、樹脂層５５と金属膜５０との密着性を高めることができる。
金属膜５０を形成するときのレジストマスクのパターニングにより、金属膜５０の被覆率を調整することができる。
また、樹脂層５５を形成する前に、図１４（ａ）に示すように、先にｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４を形成してもよい。
そして、レジストマスク９２を除去した後に、図１４（ｂ）に示すように、樹脂層５５で金属膜５０を覆う。
（第２実施形態）
半導体層１５の第１の面１５ａ側に設けられる光学層としては、蛍光体層に限らず、図４（ａ）に示すように、散乱層３５であってもよい。
散乱層３５は、発光層１３の放射光を散乱させる複数の粒子状の散乱材（例えばチタン化合物）３６と、複数の散乱材３６を一体化し発光層１３の放射光を透過させる結合材（例えば樹脂層）３７とを含む。
散乱層３５の平面サイズは半導体層１５の平面サイズよりも大きく、散乱層３５は、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域上にも設けられている。
この第２実施形態の半導体発光装置２においても、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域に、第１の面１５ａ上からはみ出した散乱層３５に対向して金属膜５０の第２の反射部５２が設けられている。
このため、半導体発光装置２の端部領域において、散乱材３６によって散乱され、下方の支持体１００側に向かう光を第２の反射部５２で反射させて散乱層３５側に戻すことができる。
したがって、半導体発光装置２の端部領域において、散乱材３６による散乱光が樹脂層（黒樹脂）２５に吸収されることによる損失を防いで、散乱層３５側からの光取り出し効率を高めることができる。
（第３実施形態）
また、図４（ｂ）に示すように、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域に、金属膜ではなく、白色樹脂膜５７を設けてもよい。白色樹脂膜５７は、発光層１３の放射光、蛍光体の放射光、散乱材による散乱光に対して反射性を有する。
半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域において、白色樹脂膜５７は、絶縁膜１８及び１９を介して、第１の面１５ａ上からはみ出す蛍光体層３０に対向している。
また、白色樹脂膜５７は、金属膜５０の表面、ｐ側配線層２１の表面、ｎ側配線層２２の表面、ｐ側金属ピラー２３の側面、およびｎ側金属ピラー２４の側面にも設けられている。
この第３実施形態の半導体発光装置３においても、半導体層１５の側面１５ｃの周囲の領域に、第１の面１５ａ上からはみ出した蛍光体層３０に対向して、反射膜として機能する白色樹脂膜５７が設けられている。
このため、半導体発光装置３の端部領域の蛍光体の放射光、あるいは散乱材の散乱光において、下方の支持体１００側に向かう光を白色樹脂膜５７で反射させて光学層側に戻すことができる。
したがって、半導体発光装置３の端部領域において、蛍光体の放射光や、散乱材による散乱光が樹脂層（黒樹脂）２５に吸収されることによる損失を防いで、光学層側からの光取り出し効率を高めることができる。
（第４実施形態）
以上説明した実施形態は、図１６（ａ）及び（ｂ）に示すサイドビュータイプの半導体発光装置４にも適用することができる。
第４実施形態の半導体発光装置４は、樹脂層２５から露出され、外部との接続を担う金属ピラー２３、２４の露出面が上記実施形態と異なり、他の構成は上記実施形態の半導体発光装置と同じである。
図１６（ａ）は、第４実施形態の半導体発光装置４の模式斜視図である。
図１６（ｂ）は、第４実施形態の半導体発光装置４を実装基板３１０上に実装した構成を有する発光モジュールの模式断面図である。
ｐ側金属ピラー２３の一部の側面は、半導体層１５の第１の面１５ａおよびその反対側の第２の面１５ｂと異なる面方位の第３の面２５ｂで、樹脂層２５から露出している。その露出面は、外部の実装基板３１０に実装するためのｐ側外部端子２３ｂとして機能する。
例えば、第３の面２５ｂは、半導体層１５の第１の面１５ａおよび第２の面１５ｂに対して略垂直な面である。樹脂層２５は、例えば、矩形状の４つの側面を有し、そのうちのひとつの側面が第３の面２５ｂである。
その同じ第３の面２５ｂにおいて、ｎ側金属ピラー２４の一部の側面が樹脂層２５から露出している。その露出面は、外部の実装基板３１０に実装するためのｎ側外部端子２４ｂとして機能する。
ｐ側金属ピラー２３において、第３の面２５ｂに露出しているｐ側外部端子２３ｂ以外の部分は、樹脂層２５に覆われている。また、ｎ側金属ピラー２４において、第３の面２５ｂに露出しているｎ側外部端子２４ｂ以外の部分は、樹脂層２５に覆われている。
図１６（ｂ）に示すように、半導体発光装置４は、第３の面２５ｂを基板３１０の実装面３０１に向けた姿勢で実装される。第３の面２５ｂに露出しているｐ側外部端子２３ｂおよびｎ側外部端子２４ｂは、それぞれ、実装面３０１に設けられたパッド３０２にはんだ３０３を介して接合される。基板３１０の実装面３０１には、例えば、外部回路につながる配線パターンが設けられ、パッド３０２はその配線パターンに接続されている。
第３の面２５ｂは、光の主な出射面である第１の面１５ａに対して略垂直である。したがって、第３の面２５ｂを実装面３０１側に向けた姿勢で、第１の面１５ａは実装面３０１に対して、平行な横方向または傾いた方向に向く。すなわち、半導体発光装置４は、いわゆるサイドビュータイプの半導体発光装置であり、実装面３０１に平行な横方向または斜めの方向に光を放出する。
実施形態によれば、前記金属膜は、前記樹脂層に覆われている。
また、実施形態によれば、前記第１の樹脂層は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂またはフッ素樹脂を主に含み、前記第２の樹脂層は、ポリイミド樹脂を主に含む。
また、実施形態によれば、前記樹脂層は、前記発光層の放射光に対して遮光性を有する。
また、実施形態によれば、半導体発光装置は、前記第１の面と前記光学層との間に設けられた第３の絶縁膜をさらに備えている。
また、実施形態によれば、前記光学層は、前記発光層の放射光により励起され前記発光層の放射光とは異なる波長の光を放射する複数の蛍光体と、前記複数の蛍光体を一体化し前記発光層の放射光及び前記蛍光体の放射光を透過させる結合材と、を含む蛍光体層である。
また、実施形態によれば、前記光学層は、前記発光層の放射光を散乱させる複数の散乱材と、前記複数の散乱材を一体化し前記発光層の放射光を透過させる結合材と、を含む散乱層である。
また、実施形態によれば、前記ｐ側金属ピラー及び前記ｎ側金属ピラーのそれぞれは、同じ面内で並んだ外部接続可能な端部を有する。
また、実施形態によれば、前記光学層の側面と、前記支持体の側面とが揃っている。
また、実施形態によれば、前記金属膜は銅を含み、前記金属膜の前記第２の反射部の端面に金膜が設けられている。
また、実施形態によれば、前記ｐ側配線部、前記ｎ側配線部および前記金属膜は、前記第２の面側に形成されたシード層を用いためっき法により形成され、前記金属膜をマスク層で覆った状態で、前記ｐ側配線部と前記ｎ側配線部との間に形成された前記シード層、前記ｐ側配線部と前記金属膜との間に形成された前記シード層、および前記ｎ側配線部と前記金属膜との間に形成された前記シード層をエッチングにより除去する。
また、実施形態によれば、前記半導体層の前記側面の周囲の領域における前記金属膜の被覆率を、１００％より低くする。
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、１０…基板、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、１５ｂ…第２の面、１５ｃ…側面、１６…ｐ側電極、１７…ｎ側電極、１８，１９…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…樹脂層、３０…蛍光体層、５０…金属膜、５１…第１の反射部、５２…第２の反射部、５５…樹脂層、６０…下地金属膜、１００…支持体

Claims (7)

  1. 第１の面と、前記第１の面の反対側の第２の面とを持ち、発光層を有する半導体層と、
    前記第２の面側において、前記半導体層に設けられたｐ側電極と、
    前記第２の面側において、前記半導体層に設けられたｎ側電極と、
    前記第２の面側に設けられた支持体であって、前記ｐ側電極に接続されたｐ側配線部と、前記ｎ側電極に接続された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における前記第１の面に続く側面の周囲の領域に設けられた樹脂層と、を有する支持体と、
    前記第１の面側に設けられ、前記第１の面に対して垂直な方向から見て前記半導体層の平面サイズよりも大きな平面サイズを有し、前記発光層の放射光に対して透過性を有し、蛍光体または散乱材を含む光学層と、
    前記半導体層の前記側面に対向する第１の反射部と、前記半導体層の前記側面の周囲の領域で前記光学層に対向しつつ、前記第１の反射部から半導体発光装置の側面に向けて延在し、端面が前記樹脂層から露出している第２の反射部と、を有する金属膜と、
    前記半導体層の前記第１の面と前記光学層との間、前記半導体層の前記側面と前記第１の反射部との間、および前記側面の周囲の領域の前記光学層と前記第２の反射部との間に設けられた無機絶縁膜と、
    を備え、
    前記第１の反射部と前記第２の反射部は、前記無機絶縁膜と前記樹脂層との間に設けられている半導体発光装置。
  2. 前記金属膜は、前記ｐ側配線部及び前記ｎ側配線部に対して分離している請求項１記載の半導体発光装置。
  3. 前記樹脂層は、
    前記ｐ側配線部の周囲及び前記ｎ側配線部の周囲に設けられた第１の樹脂層と、
    前記金属膜を覆い、前記第１の樹脂層とは異なる第２の樹脂層と、
    を有する請求項１または２に記載の半導体発光装置。
  4. 前記金属膜は、アルミニウム膜を有する請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
  5. 前記半導体層は、前記第１の面側に基板を含まず、
    前記光学層は、前記半導体層との間に基板を介することなく前記第１の面側に設けられている請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
  6. 前記ｐ側配線部は、前記ｐ側電極に接続されたｐ側配線層と、前記ｐ側配線層に接続され、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側電極に接続されたｎ側配線層と、前記ｎ側配線層に接続され、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１〜５のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
  7. 基板上に、第１の面と、前記基板の反対側の第２の面とを持ち、発光層を有する半導体層を形成する工程と、
    前記半導体層の前記第２の面に、ｐ側電極及びｎ側電極を形成する工程と、
    前記ｐ側電極に接続されたｐ側配線部と、前記ｎ側電極に接続された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における前記第１の面に続く側面の周囲の領域に設けられた樹脂層と、を有する支持体を前記第２の面側に形成する工程と、
    前記半導体層における前記第１の面に続く前記側面、および前記側面の周囲の領域における前記基板上に、第１の無機絶縁膜を形成する工程と、
    前記第１の無機絶縁膜の側面、および前記基板上の前記第１の無機絶縁膜の上に、金属膜を形成する工程と、
    前記半導体層が前記支持体に支持された状態で、前記基板を除去する工程と、
    前記基板が除去された前記第１の面上に、第２の無機絶縁膜を形成する工程と、
    前記第２の無機絶縁膜上、および前記半導体層の前記側面の周囲の領域の前記第１の無機絶縁膜上に、前記第１の面に対して垂直な方向から見て前記半導体層の平面サイズよりも大きな平面サイズを有し、前記発光層の放射光に対して透過性を有し、蛍光体または散乱材を含む光学層を形成する工程と、
    前記半導体層の前記側面の周囲の領域で、前記光学層、前記第１の無機絶縁膜、前記金属膜、および前記樹脂層を切断し、前記金属膜の端面を前記樹脂層から露出させる工程と、
    を備えた半導体発光装置の製造方法。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6555907B2 (ja) * 2015-03-16 2019-08-07 アルパッド株式会社 半導体発光装置
WO2016148424A1 (ko) 2015-03-16 2016-09-22 서울바이오시스 주식회사 금속 벌크를 포함하는 발광 소자
KR102038443B1 (ko) 2015-03-26 2019-10-30 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 발광 소자 패키지
KR102422246B1 (ko) 2015-07-30 2022-07-19 삼성전자주식회사 발광 소자 패키지
DE102015112538B4 (de) * 2015-07-30 2023-08-03 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
US10388834B2 (en) 2015-08-03 2019-08-20 Soko Kagaku Co., Ltd. Nitride semiconductor wafer, manufacturing method thereof, nitride semiconductor ultraviolet light-emitting element, and nitride semiconductor ultraviolet light-emitting device
DE102015113310B4 (de) * 2015-08-12 2022-08-04 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterchip
JP6288009B2 (ja) * 2015-08-31 2018-03-07 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP6649726B2 (ja) * 2015-09-11 2020-02-19 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 半導体発光装置およびその製造方法
JP6815119B2 (ja) * 2016-07-27 2021-01-20 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法及び発光デバイス
US10193043B2 (en) 2016-07-28 2019-01-29 Lumileds Llc Light emitting device package with reflective side coating
TWI735627B (zh) * 2016-07-28 2021-08-11 美商亮銳公司 具有反射側塗層之發光裝置封裝
DE102016116460A1 (de) * 2016-09-02 2018-03-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils und optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102017106508A1 (de) * 2017-03-27 2018-09-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Herstellungsverfahren
US10707672B2 (en) * 2017-05-04 2020-07-07 Intel Corporation Methods and apparatus for battery current monitoring
US11049691B2 (en) * 2017-12-21 2021-06-29 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Ion beam quality control using a movable mass resolving device
US11515456B2 (en) 2019-02-21 2022-11-29 Innolux Corporation LED with light adjusting layer extending past the LED
US20210336090A1 (en) * 2020-04-23 2021-10-28 Epistar Corporation Light-emitting device and manufacturing method thereof
US11804416B2 (en) * 2020-09-08 2023-10-31 UTAC Headquarters Pte. Ltd. Semiconductor device and method of forming protective layer around cavity of semiconductor die
KR102530795B1 (ko) * 2021-02-04 2023-05-10 웨이브로드 주식회사 엘이디 패키지를 제조하는 방법
WO2024050801A1 (en) * 2022-09-09 2024-03-14 Jade Bird Display (shanghai) Limited System and manufacturing method of light emitting pixel structure for improving light emitting efficiency

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3531475B2 (ja) * 1998-05-22 2004-05-31 日亜化学工業株式会社 フリップチップ型光半導体素子
US7341878B2 (en) * 2005-03-14 2008-03-11 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Wavelength-converted semiconductor light emitting device
WO2009118985A2 (en) * 2008-03-25 2009-10-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Light emitting device, and method and apparatus for manufacturing same
JP2010040621A (ja) * 2008-08-01 2010-02-18 Toshiba Corp 固体撮像デバイス及びその製造方法
JP4724222B2 (ja) 2008-12-12 2011-07-13 株式会社東芝 発光装置の製造方法
JPWO2011016201A1 (ja) * 2009-08-06 2013-01-10 パナソニック株式会社 発光素子および発光装置
JP2011071272A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Toshiba Corp 半導体発光装置及びその製造方法
US8558262B2 (en) 2010-02-12 2013-10-15 Xintec Inc. High-reflection submount for light-emitting diode package and fabrication method thereof
JP2011222738A (ja) * 2010-04-09 2011-11-04 Renesas Electronics Corp 半導体装置の製造方法
US20110298001A1 (en) * 2010-06-03 2011-12-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for manufacturing light-emitting device and light-emitting device manufactured by the same
JP5337106B2 (ja) * 2010-06-04 2013-11-06 株式会社東芝 半導体発光装置
US8653542B2 (en) 2011-01-13 2014-02-18 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Micro-interconnects for light-emitting diodes
JP2013021175A (ja) * 2011-07-12 2013-01-31 Toshiba Corp 半導体発光素子
JP2013065773A (ja) 2011-09-20 2013-04-11 Toshiba Corp 半導体発光素子
JP5767934B2 (ja) * 2011-10-07 2015-08-26 シチズンホールディングス株式会社 半導体発光素子の製造方法
KR101969334B1 (ko) 2011-11-16 2019-04-17 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 이를 구비한 발광 장치

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