JP6155827B2

JP6155827B2 - 発光装置の製造方法

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Publication number: JP6155827B2
Application number: JP2013100790A
Authority: JP
Inventors: 郁子梅宅; 鈴木　亮; 亮鈴木; 林　忠雄; 忠雄林
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2013-05-11
Filing date: 2013-05-11
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2033-05-11
Also published as: JP2014220475A

Description

本発明は、発光装置の製造方法に関する。

従来、前記半導体素子と配線基板とを接続する工程と、前記基板と前記配線基板、および、前記半導体素子と前記配線基板、の隙間にアンダーフィルを充填する工程と、レーザーリフトオフにより前記基板を除去する工程とを有する半導体素子の製造方法が知られている（例えば、特許文献１）。

また、このような半導体素子の製造方法に用いられるアンダーフィルであって、光反射性を向上させる反射性粉体とシリコーンを有するものが知られている。（例えば、特許文献２）

特開２００８−１４０８７３号公報特表２０１３−５１０４２２号公報

しかし、上述のような反射性粉体を有するアンダーフィルを用いて、半導体素子の基板のレーザリフトオフを行なうと、アンダーフィルの光反射率が低下し、十分に光反射率を高められないという問題がある。

そこで、本発明は、光取出し効率の高い発光装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、基板と、基板上に設けられた半導体層とを含む複数の発光素子を、前記基板側を上方にして支持体に実装する工程と、前記発光素子の下方から前記発光素子の外側に、前記支持体の前記発光素子が実装された面を実質的に全て被覆し、前記複数の発光素子をまとめて被覆するように光反射性材料を含有するアンダーフィル材を形成する工程と、その後、前記発光素子の前記基板側から前記発光素子及び前記アンダーフィル材にレーザ光を照射し、前記半導体層を分解して、前記基板を剥離する工程と、前記基板を除去された前記半導体層および前記アンダーフィル材の上に封止部材を供給して形成する工程と、前記レーザ光の照射前において、前記光反射性材料は、前記レーザ光の波長の光反射率が７０％以上であることを特徴とする発光装置の製造方法。

本発明の発光装置の製造方法に関わる発光装置の概略断面図である。本発明の発光装置の製造方法に用いられる発光素子の概略断面図、概略底面図である。本発明の発光装置の製造方法を示す概略断面図である。本発明の発光装置の製造方法を示す概略断面図である。本発明の発光装置の製造方法を説明する概略平面図である。本発明のアンダーフィル材の概要図である。本発明の発光装置の製造方法に関わる光反射性材料の反射スペクトルを示すグラフである。本発明の発光装置の製造方法に関わる光反射性材料の反射スペクトルを示すグラフである。本発明の発光装置の製造方法に関わる発光装置の一例を示す概略断面図と概略平面図である。

次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なっている場合がある。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

＜製造工程＞
本発明の一態様の製造方法の工程について、以下に詳述する。

（発光素子実装工程）
まず、図２に示すような、基板１上に半導体層２が設けられた発光素子５を用意する。半導体層２の基板１の反対側の面には、正負一対の電極３が設けられている。

次に、図３(ａ)に示すように、発光素子５を、前記基板１側を上方にして、支持体２０の配線１３に実装・接合する。この実装には、後述する接合部材１５を用いることができる。

（アンダーフィル材形成工程）
次に、図３（ｂ）および（ｃ）に示すように、支持体２０に実装された発光素子５の下方および外側にアンダーフィル材２１を形成する。アンダーフィル材はどのような方法で形成されてもよく、例えば、塗布、ポッティング、印刷、圧縮成形、トランスファー成形、スピンコート、印刷等により行うことができる。特に、金型を用いた圧縮成型によって形成することが好ましい。これにより、発光素子の下方において、アンダーフィル材の空隙が少なくなるよう充填することができるため、後述する基板剥離の際に半導体層の割れを低減することができるとともに、完成した発光装置の信頼性を高めることができる。また、圧縮成型によれば、図２（ｂ）に示すように、後述の集合基板２００とされた支持体２０上に実装された複数の発光素子５の下方にまとめてアンダーフィル材を形成することができ、好ましい。また、アンダーフィル材２１を成形するため、例えばウェットブラストやドライブラストやエッチングによってアンダーフィル材の一部を除去する工程を有していてもよい。これにより、例えば図２（ｃ）に示すような、基板１の剥離や発光装置の光取出しのために適切な形状のアンダーフィル材２１とすることができる。この除去工程によって、後述する光反射性材料２１ｂがアンダーフィル材２１表面に露出することがあるが、このように光反射性材料２１ｂが露出した部分に後述のレーザ光が照射されることで、光反射性材料２１ｂの変質がより発生しやすくなる。そのため、このような工程を有する発光装置の製造において、特に本発明の効果を良好に得ることができる。

なお、このアンダーフィル材２１を形成する工程は、上述の発光素子５の実装工程の後に行われることに限られず、発光素子５の実装と同時か、実装よりも前に行われてもよい。

（レーザ光照射工程（基板剥離工程））
次に、図４（ａ）に示すように、発光素子５の基板１側から発光素子５にレーザ光３０を照射し、基板１と半導体層２を剥離する。より詳細には、発光素子５にレーザ光を照射することによって、半導体層２のうちのｎ型半導体層２の一部である分離部を分解し、半導体層２から基板を剥離する。

この工程に用いられるレーザ光の波長は、基板１と半導体層２を分離するために、基板１を透過しかつ半導体層２（特に分離部）に吸収されるものが選択される。例えば、基板１がサファイアであり、分離部がＧａＮ（吸収端波長が３６５ｎｍ）やＡｌ_ｘＧａ_1-ｘＮ(0≦ｘ＜1)（吸収端波長はｘの値により変動するが、１９７ｎｍ〜３６５ｎｍ）等である場合には、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）、ＸｅＣｌエキシマレーザ（３０８ｎｍ）、Ｆ２レーザ（波長１５７ｎｍ）、第４高調波Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（波長２６６ｎｍ）、第４高調波Ｎｄ：ＹＶＯ_４レーザ（波長２６６ｎｍ）等を用いることができる。

また、レーザ光の面照度は、基板１を剥離するため、分離部を分解できる強度の物を用いることができる。具体的な強度は、レーザ光の波長等によって適宜選択されるが、例えば、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、第４高調波Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（２６６ｎｍ）の場合には、６６０ｍＪ／ｃｍ^２以上程度とできる。

図５に示すように、レーザ光の照射スポット３０ａは、分離部が未分解となることを低減するため、発光素子５の平面視の形状を内包できる程度の大きさであることが好ましい。例えば、発光素子５と相似の形状の場合は、発光素子５の１．１倍〜１．５倍程度の大きさであることが好ましい。この場合、発光素子５の近傍に設けられたアンダーフィル材２１にもレーザ光が照射されることになるため、本発明の効果を有効に得ることができる。なお、レーザ光は一度に照射されることに限られず、複数回照射されてもよい。また、発光素子５の一部にのみレーザ光３０が照射されるよう、照射スポットの形状および／または照射位置を設定し、照射位置をずらしながら複数回照射してもよい。

＜部材＞
次に、本発明の発光装置に用いられる部材を下記に詳述する。

（発光素子）
発光素子５は、半導体発光素子であり、初め、少なくとも基板１と基板１上に設けられた半導体２を有する。本明細書においては、基板１が剥離されて基板１を有しない発光素子５についても、発光素子５と呼ぶ。

基板１は、レーザ光の照射により半導体層２と分離することができるものであれば、特に限定されず、例えば、上述のレーザ光を７０％以上、好ましくは９０％以上透過するものとすることができる。

基板１は、その上に半導体層２を成長させた成長基板であることが好ましい。これにより、光取出し効率の高い発光装置１００を安価に製造することができる。このような材料としては、短波長の光への透光性が高く、その上に窒化ガリウム系半導体を成長させることができるサファイアが好適に用いられる。

半導体層２は、基板１（成長用基板）上に設けられ、少なくとも、第１半導体層であるｎ型半導体層２ａ、発光層（活性層）２ｂおよび第２半導体層であるｐ型半導体層２ｃを順次積層されて形成される。半導体層２は、バッファ層およびコンタクト層などを適宜含んでいてよい。代表的には、基板１としてサファイア基板を使用でき、ｎ型半導体層２ａ、次発光層２ｂおよびｐ型半導体層２ｃは窒化物半導体（具体的には、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ）から成り得る。発光層２ｂは、単一量子井戸構造や多重量子井戸構造であることができる。

半導体層２は、前述のレーザ光を吸収して分解され、基板１と半導体層２とを剥離させる部分（分離部）を備える。分離部は、分離のために設けられた層であってもよいし、発光を行う半導体層２を構成する層の一部であってもよい。分離部は、基板１、特に成長基板の直上に設けられるバッファ層か、バッファ層上のｎ型半導体層２ａの一部を用いることが好ましい。具体的には、窒化物半導体（具体的には、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ）を用いることができる。中でも、ＧａＮ系半導体が好ましい。

半導体層２は、およそ５〜１０μｍ程度の厚みで設けられる。

発光素子５は、半導体層２に電気的に接続される正負の電極３（ｎ側電極３ａ、ｐ側電極３ｂ）をさらに備える。これらの電極は、発光素子５の基板１と反対側の面に設けられる。

その材料は、後述する支持体２０の配線１３と電気的に接続できるものであれば、特に限定されずＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｗ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ等の金属を用いることができるが、特に、Ａｕが好ましい。これらの金属は単層で用いてもよいが、複数の種類の金属を積層して用いてもよい。

また、正負の電極３は、絶縁膜４を介してそれぞれが異なる極性の半導体層２の上にまで設けられていてもよい。つまり、図２に示すように、ｐ側電極３ｂがｎ型半導体層２ａの上にまで延伸して設けられていてもよく、ｎ側電極３ａがｐ型半導体層２ｃの上にまで延伸して設けられていてもよく、それらの両方であってもよい。

なお、上記の絶縁層４が光透過性である場合には、電極３の少なくとも絶縁層４と接する面において、光反射率の高い材料、例えばＡｌ，Ａｇ等を用いることが好ましい。これにより、絶縁層４を透過した光を反射することができ、光取出し効率の高い発光装置１００とすることができる。

発光素子５は、一つの発光装置１００内に複数個設けられてもよい。

（支持体）
支持体２０は、発光素子５が実装される部材であって、主として基材１１と配線１３とを有する。

支持体２０は、支持体２０が複数連結された集合基板２００として用意されることが好ましい。これにより、複数の支持体２０上に設けられた複数の発光素子５の基板１を剥離するタクトを高めることができ、量産性を高めることができる。集合基板２００とされた支持体２０は、図４（ｄ）に示すように、基板１の剥離後ないし封止部材２３等の他の部材の形成後に個片化されることで、個々の発光装置１００とすることができる。

配線１３は、図１に示すように、少なくともｎ側配線１３ａとｐ側配線１３ｂの正負一対が設けられており、発光素子５の電極３と接続される実装側配線と、発光装置の外部と電気的に接続される外部端子とを有する。これらの材料は、導電性を有しているものであれば特に限定されず、Ａｕや銀白色の金属、特に反射率の高いＡｇ、Ａｌなどを用いることができる。反射率の高い銀白色の金属とすることにより、半導体層２からの光が支持体２０と反対側の方向に反射され、発光装置１００の光取出し効率が向上させることができる。なお、本発明においては、アンダーフィル材２１に光反射性材料２１ｂを含有させて光取出し効率を高めているため、光反射率はＡｇ等に劣るものの信頼性が高いＡｕを用いることができる。

このような配線１３として、具体的には、例えば厚さ１０ｎｍのＴｉ層の上に設けられる厚さ１０〜５０μｍのＡｕ層などを用いることができる。Ｔｉ／Ａｕの他には、Ｎｉ／Ａｕ、Ａｌ／Ａｕ等を用いることもできる。

配線１３の外部端子は、支持体２０の発光素子５が実装される実装側電極と反対の面（発光装置１００の底面）に設けられていてもよく、側面に設けられていてもよい。外部端子を支持体２０の側面側に設けることにより、側面発光の発光装置１００とすることができる。

支持体２０の基材１１は、配線１３を支持できるものであればどのようなものでもよく、例として、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＰＡ等の樹脂や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、単結晶、多結晶、焼結基板、他の材料としてアルミナ等のセラミック、ガラス、Ｓｉ等の半金属あるいは金属基板、またそれらの積層体、複合体が使用できる。特に、セラミックは熱等によって変形しにくいため、後述するレーザ光照射の際の信頼性を高めることができる。なお、アンダーフィル材２１に光反射性材料２１ｂを含有させて光反射率を高めることで、支持体２０の材料に光反射率は低いが支持体２０として高信頼性なセラミック系材料（例えば窒化アルミニウム）や、安価な黒色エポキシ系樹脂基材等を用いることができる。

また、支持体２０は、基材１１を有していなくてもよい。例えば、配線１３として金属のリードフレームを用いることができる。

（接合材料）
接合材料１５としては、発光素子５を、前記基板１側を上方にした状態で支持体２０に固定でき、発光素子５の電極３と支持体２０の配線１３を機械的、電気的に接続を行うことができるものであれば特に限定されず、銀、金、パラジウムなどの導電性ペースト、Ａｕ−Ｓｎ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｐｄ系等のはんだ、Ｓｎ等の低融点金属、Ａｕ等の金属のバンプを用いることができる。

なお、接合材料１５として、異方性導電部材を用いてもよい。この場合、異方性導電部材は、後述するアンダーフィル材２１を兼ねる。

（アンダーフィル材）
アンダーフィル材２１は、図６に示すように、主として、母材２１ａと光反射性材料２１ｂとを有する。

アンダーフィル材２１は、少なくとも発光素子５の下方から外側に設けられる。アンダーフィル材２１は、発光素子５の下方から基板１の側面までを被覆するよう設けられることができる。これにより、発光素子５と支持体２０を強固に接着することができる。

アンダーフィル材２１は、支持体２０の発光素子５が実装された側の面を実質的に全て被覆していてもよい。これにより、発光装置１００の光取出し効率を高めることができる。

また、図９に示すように、アンダーフィル材２１は発光素子５の外側を取り囲むとともに、基板１を取り外した後の半導体層２よりも高くなるよう設けられていてもよい。このような形状のアンダーフィル材２１には、半導体層２から発せられた光が強く当たるが、本発明においては、アンダーフィル材２１の光反射率の低下を低減させることができるため、光取出し効率の低下を抑制することができる。

（母材）
アンダーフィル材２１の母材２１ａとしては、透光性の熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂、ハイブリッドシリコーン樹脂などであってよく、場合により熱可塑性樹脂などと混合されていてもよい。シリコーン樹脂やハイブリッドシリコーン樹脂は耐光性、耐熱性が高いため、好ましく用いることができる。

（光反射性材料）
光反射性材料２１ｂは、アンダーフィル材２１の光反射率を高めるために母材２１ａに含有されるもので、本発明においては、上述のレーザ光の波長に対する反射率が７０％以上である。

光反射性材料２１ｂは、発光装置１００の光取出し効率を高めるため、可視光領域において、７０％以上の高い反射率を有することが好ましい。このような材料としては、屈折率が大きいもの（例えば、屈折率が１．５〜３．０程度）を用いることができる。

また、光反射性材料２１ｂの吸収端波長は、前記レーザ光の波長よりも短いことが好ましい。これにより、光反射性材料２１ｂの変質を防止することができ、光取出し効率の高い発光装置とすることができる。

光反射性材料２１ｂは、アンダーフィル材２１に含有されるため、微細な粉体であることが好ましく、例えば、粒状、鱗片状、針状等であることができる。粒径は、例えば、０．１μｍ〜３０μｍ程度のものを好ましく用いることができる。

光反射性材料２１の材料としては、例えば、絶縁性の金属酸化物、金属窒化物等を用いることができる。具体的な材料としては、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＢａＳＯ_４等があげられる。

図７および図８に、光反射率を高めるため用いられる代表的な物質の反射スペクトルの測定結果を示す。これらの物質は、図７に示すように、波長４００ｎｍ〜７５０ｎｍ程度の可視光領域において、９０％〜１００％の高い反射率を示し、発光装置１００に用いる部材として優れた性質を有している。

図８は、これらの物質の短波長光に対する反射スペクトルである。これらの物質のうち、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＢａＳＯ_４は、２５０ｎｍ以下の領域においても高い反射率を有するが、ＴｉＯ_２は、４００ｎｍ以下の光に対する反射率が低い。特に、およそ４０８ｎｍ以下の波長に対しては、反射率が７０％未満である。

このような材料を分離部がＧａＮである発光装置１００の光反射性材料２１ｂとして用いると、下記のような問題がある。ＧａＮの吸収端波長は３６５ｎｍであるため、分離部を分解して基板１を剥離するためのレーザ光として３６５ｎｍ以下の波長のものを用いる必要があるが、図８に示す測定結果によってわかるように、ＴｉＯ_２は３６５ｎｍ以下における反射率が１２％以下であり、レーザ光のほとんどを吸収する。そのため、レーザ光を照射した際、ＴｉＯ_２から酸素が脱離するなどして変質し、黒変する。結果としてアンダーフィル材２１の光反射率が低下してしまう。

しかし、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＢａＳＯ_４は、レーザ光をほとんど吸収しないため、アンダーフィル材２１として用いた場合であっても、光反射率を良好に保つことができる。

なお、本発明の光反射性材料２１ｂとしてＴｉＯ_２を用いる場合には、レーザ光として、ＴｉＯ_２の反射率が７０％以上となる４１０ｎｍ以上、より好ましくは反射率が９０％以上の４２０ｎｍ以上の波長のものを選択できる。この時、分離層としては、このようなレーザ光を吸収する吸収端波長が４１０ｎｍ以上のもの、例えば、窒化物半導体であればＩｎＧａＮを用いることができる。しかし、ＩｎＧａＮは一般的にＧａＮに比べて結晶性が悪いため、ＩｎＧａＮの分離層の上に良質な半導体層２を形成することが難しい。そのため、分離層としてＧａＮを用い、基板１の剥離には、例えば、３００ｎｍ以下、２８０ｎｍ以下、２５０ｎｍ以下の波長のレーザ光を用いることが好ましい。

光反射性材料２１ｂの光反射率は、物質固有のバンドギャップや、粒径、含まれる不純物、結晶の欠陥等によって異なる。

本発明において、光反射性材料２１ｂの光反射率は、拡散反射法で測定することができる。なお、測定される光反射率は、測定環境等種々の条件によって、２０％程度の誤差が生じうる。また、光反射性材料２１ｂの光反射率は、光反射性材料２１ｂ単体を測定することによって定めてもよいが、光反射性材料２１ｂが混合されたアンダーフィル材２１の光反射率を測定することで近似的に測定されてもよい。

（フィラー）
アンダーフィル材２１は、硬度や粘度を調整する目的などで、フィラーを含有していてもよい。

＜そのほかの工程と部材＞
本発明の発光装置１００の製造方法は、上記以外の工程および部材を有していてもよい。

（半導体層粗面化工程）
基板１を剥離した後、半導体層２の上面は粗面化されることが好ましい。粗面化は、物理的・化学的な方法で行うことができるが、半導体層２へのダメージを低減するため、化学的なエッチングによることが好ましい。例えば、支持体２０ごと半導体層２を、リン酸などの酸性の液やＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＴＭＡ、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）溶液などのアルカリ性の液に漬け、半導体層２の上面をエッチングする。この処理により、例えば図１に示すように、半導体層２の上面（ｎ型半導体層２ａの光取出し側の表面）を粗面とすることができ、発光装置１００の光取出し効率を向上させることができる。

なお、基板１の半導体層２が形成される側の表面が凹凸を有している場合、半導体層２の上面は、基板の凹凸と対応した凹凸形状を有している。このような半導体層２に上記の粗面化処理を行うことにより、光取出し効率をより高めることができる。

（保護膜形成工程）
基板１を剥離した半導体層２は、熱及び水分の影響を受けやすいため、その表面に保護膜を形成することが好ましい。保護膜としては、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２など透光性の酸化物、ＡｌＯ_ｘＮ_ｙ、ＳｉＮ、ＳｉＮ_ｘなどの透光性の窒化物材料等の透明絶縁体膜の単層又は積層構造が挙げられる。保護膜は、各種成膜方法、スパッタ、蒸着、原子層堆積法（ＡＬＤ）などで形成することができる。特にＡＬＤによれば緻密な膜を形成することができるため、発光装置１００の信頼性向上のため好ましい。なお、このような保護膜は、半導体層２の表面に限られず、支持体２０、後述する蛍光体層２３や封止部材２４等各種の部材を被覆するように設けられることができる。これにより、光取出し効率の高い発光装置１００とすることができる。

（蛍光体層２３・蛍光体層形成工程）
本発明の発光装置１００の製造方法は、さらに蛍光体層２３を形成する工程を備えていてもよい。

蛍光体層２３の形成は、例えば図４（ｂ）に示すように、蛍光体を混合した透光性樹脂をスプレーすることにより行うことができる。また、ポッティング、圧縮成型、トランスファーモールド、印刷、スピンコート等で形成されてもよい。

その他、半導体層２の上面に蛍光体シート（または蛍光体板、以下も同様）を設けることにより実施し得る。接着には、例えば、透光性のシリコーン系樹脂などの接着剤を用いてもよい。

このような蛍光体層２３は、蛍光体のみで構成されてもよいが、蛍光体が光透過性部材に混合されて構成されたものであってもよい。ここで、光透過性部材の材料としては、例えば、樹脂、ガラス、無機物などを用いることができる。樹脂であれば、透光性に優れているエポキシ樹脂を使用することができるが、透光性、透明性、耐熱性、密着性などの点からシリコーン系樹脂が好ましく使用される。

また、蛍光体を備えたガラス板、あるいは蛍光体結晶若しくはその相を有する単結晶体、多結晶体、アモルファス体、セラミックなどが挙げられる。この他、蛍光体結晶粒子と適宜付加される光透過性部材との焼結体、凝集体、多孔質体、更にそれらに光透過性部材、例えば透光性樹脂を混入、含浸したもの、あるいは蛍光体粒子を含有する光透過性部材、例えば透光性樹脂から構成される。

窒化ガリウム系半導体を発光層２ｂとして有する発光素子５と好適に組み合わせて白色発光とできる代表的な蛍光体としては、ガーネット構造のセリウムで付括されたＹＡＧ系蛍光体（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）及びＬＡＧ系蛍光体（ルテチウム・アルミニウム・ガーネット）等が好ましい。その他、ＢＡＭ、ＢＡＭ：Ｍｎ、（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｚｎ：Ｃｕ、ＣＣＡ、ＳＣＡ、赤色を発光する窒化物蛍光体（ＳＣＥＳＮ、ＳＥＳＮ、ＣＥＳＮ、ＣＡＳＢＮ及びＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ）などの蛍光体が使用できる。光透過性部材は、耐熱性・耐光性の観点から、ガラスなどの無機材料で構成されてもよい。

本発明の発光素子５は、基板１が除去されるために半導体層２の上面から非常に強い光が発せられる。このため、半導体層２の上面に設けられる蛍光体層２３には、耐光性の高い材料、例えばシリコーン樹脂や無機物を用いることが好ましい。

蛍光体層２３ないし蛍光体は、発光素子５から離間されて設けられてもよく、発光装置１００から離間して（つまり発光装置１００の外部に）設けられてもよい。

（封止部材・封止部材形成工程）
本発明の発光装置１００の製造方法は、さらに封止部材２４を形成する工程を備えていてもよい。具体的には、図４（ｃ）に示すように、基板１を除去された半導体層２およびアンダーフィル材２１、支持体２０の上に封止部材２４を供給して形成する。

封止部材２４には、透光性に優れているエポキシ樹脂等の熱、光、湿気硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ガラス等の無機物を使用することができるが、透光性、透明性、耐熱性、密着性などの点からシリコーン系樹脂が好ましく使用される。かかる封止は、ポッティング、スピンコート、トランスファーモールド、圧縮成型、印刷、スプレー等で実施できる。

封止部材２４の形状は、特に限定されないが、発光素子５からの光取出し効率を高めるため、図１に示すように、発光素子５を中心とするドーム状に設けられることが好ましい。また、図４（ｄ）に示すように、封止部材２４の上面を略平坦に形成すれば、発光装置１００を薄型にすることができる。

（実施例１）
まず、サファイアである基板１と該基板１上に窒化物系半導体からなる半導体層２と有する発光素子５を準備する。半導体層５は、基板側から、ＡｌＧａＮのバッファ層、バッファ層の直上に設けられたＳｉがドープされたｎ型ＧａＮ層を備えるｎ型半導体層２ａ、ＩｎＧａＮとＧａＮの量子井戸構造を有する発光層２ｂ、Ｍｇがドープされたｐ型ＧａＮ層を備えるｐ型半導体層２ｃを少なくとも備える。発光素子は平面視において約１ｍｍ角の矩形である。基板１の厚みは約１２０μｍであり、半導体層の厚みは約６μｍである。

次に、発光素子５を支持体２０上に基板１側を上方にしてフリップチップ実装する。具体的には、バンプである接続部材１５を介してｎ側電極３ａを支持体２０のｎ側配線１２ａに接続し、ｐ側電極３ｂを支持体２０のｐ側配線１２ｂに接続する。

次に、母材であるシリコーン樹脂２１ｂに光反射性材料２１ａとしてＺｒＯ_２を２３重量％含有させた、光反射率が４５０ｎｍにおいて８５％のアンダーフィル材２１を形成する。具体的には、まず、アンダーフィル材２１を、発光素子５を埋め込みかつ支持体２０の表面を略全面を被覆するよう、圧縮成型により形成する。その後、複数の発光素子５間のアンダーフィル材２１の一部をブラスト処理にて除去し、アンダーフィル材２１を成形する。これにより、アンダーフィル材２１がそれぞれの発光素子５の下方から外側に形成される。この時、アンダーフィル材２１は発光素子５の外側に約２００μｍ程度飛び出している。

次に、発光素子５の基板１側から基板１を透過する波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザによるレーザ光を６６０ｍＪ／ｃｍ^２の強さで照射する。この時、図６に示すように、レーザ光の照射スポット３０の形状は、１．２ｍｍ角の矩形であり、発光素子５の略全面と発光素子５の外側に形成されたアンダーフィル材２１の一部に照射される。

ここで、バッファ層の直上のＧａＮ（吸収端波長３６５ｎｍ）のｎ型半導体層２ａの一部を分離部として、分解反応を生じさせることによって、基板１を半導体層２から分離し、剥離（除去）する。この時、レーザ光の一部が発光素子５近傍のアンダーフィル材２１にも照射されることとなるが、ＺｒＯ_２はレーザ光をほとんど吸収しないため、アンダーフィル材２１はほとんど変色を起こさないと考えられる。

（実施例２）
アンダーフィル材２１として、母材２１ａのシリコーン樹脂に光反射性材料２１ｂであるＹ_２Ｏ_３を２３重量％含有させた光反射率が４５０ｎｍにおいて８５％のものを用い、波長２６６ｎｍの第４高調波Ｎｄ：ＹＡＧレーザを用いた以外は、実施例１と同様に発光装置を製造する。本実施例においても、実施例１と同様に、アンダーフィル材はほとんど変色を起こさないと考えられる。

（比較例）
アンダーフィル材２１として、母材２１ａであるシリコーン樹脂に光反射性材料２１ｂであるＴｉＯ_２を２３重量％含有させた光反射率が４５０ｎｍにおいて９１％のものを用いた以外は、実施例１と同様に発光装置を製造する。この場合、アンダーフィル材２１に含有されたＴｉＯ_２がレーザ光を吸収することで変質し、黒変することで、アンダーフィル材２１の光反射率が低下すると考えられる。

1 基板
２半導体層
２ａｎ型半導体層
２ｂ発光層
２ｃｐ型半導体層
３ａｎ側電極
３ｂｐ側電極
４絶縁層
５発光素子
１１基材
１２ａ、１２ｂ配線
１５接続部材
２０支持体
２００集合基板
２１アンダーフィル材
２１ａ光反射性材料
２１ｂ母材
２３蛍光体層
２４封止部材
３０、３０ａレーザ光照射スポット（レーザ光）
１００発光装置

Claims

基板と、前記基板上に設けられた半導体層とを含む複数の発光素子を、前記基板側を上方にして支持体に実装する工程と、
前記発光素子の下方から前記発光素子の外側に、前記支持体の前記発光素子が実装された面を実質的に全て被覆し、前記複数の発光素子をまとめて被覆するように光反射性材料を含有するアンダーフィル材を形成する工程と、
その後、前記発光素子の前記基板側から前記発光素子及び前記アンダーフィル材にレーザ光を照射し、前記半導体層を分解して、前記基板を剥離する工程と、
前記基板を除去された前記半導体層および前記アンダーフィル材の上に封止部材を供給して形成する工程と、
前記レーザ光の照射前において、前記光反射性材料は、前記レーザ光の波長の光反射率が７０％以上であることを特徴とする発光装置の製造方法。
前記光反射性材料の吸収端波長は、前記レーザ光の波長よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
前記基板が、前記半導体層の成長基板であることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
前記レーザ光がＫｒＦエキシマレーザによるものであり、前記光反射性材料がＺｒＯ_２またはＹ_２Ｏ_３であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
前記基板がサファイアであり、前記半導体層がＧａＮ系半導体であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
前記アンダーフィル材は、樹脂に前記光反射性材料が含有されており、前記アンダーフィル材を形成する工程の後であって、前記基板を剥離する工程の前に、前記アンダーフィル材を削り、前記アンダーフィル材の表面に前記光反射性材料を露出させる工程を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。