JP6686155B2 - 窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法及び窒化物半導体紫外線発光素子 - Google Patents
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Description
本発明は、サファイア基板の主面上にＡｌＧａＮ系半導体層を形成して構成されて発光中心波長が３６５ｎｍ以下の光（紫外線）を出射する窒化物半導体紫外線発光素子及びその製造方法に関する。
サファイア基板の主面上にＡｌＧａＮ系半導体層を形成して構成されているＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）などの窒化物半導体紫外線発光素子において、光の取出効率を高めるために半球状のレンズを設けることがある。特に、基板の主面（複数の半導体層を備えて通電により光を出射する素子構造部が形成される面）とは反対の裏面側から光を出射する窒化物半導体紫外線発光素子において、基板の裏面側に凸状の曲面を有するレンズを設けることがある。
例えば、特許文献１では、基板の裏面側の中央部分に形成したフォトレジストをベーク処理して凝集させることでレンズ形状に変形させ、当該フォトレジストをマスクとしてイオンビームエッチングを行うことで基板の裏面側の中央部分にレンズを形成した窒化物半導体紫外線発光素子が提案されている。
光の取出効率を効果的に改善させるためには、本来であれば散乱して失われてしまう光を収束させること、即ち、基板の中央部分から外れた端部付近を通過する光を収束させることが必要である。しかし、特許文献１で提案されている窒化物半導体紫外線発光素子では、基板の大きさと比較して極めて小さいレンズが、基板の裏面の中央部分にのみ設けられるだけである。このような、レンズ面（凸状の曲面）が基板の端部に届かないレンズでは、基板の端部付近を通過する光を収束させることは不可能である。特に、特許文献１で提案されているように、イオンビームエッチングにより基板の表面を掘り込んでレンズを形成する場合、加工速度が極めて遅いことから現実的にはμｍ単位での加工が限界であるため、上記のように基板の中央部分に小型のレンズを形成するくらいしかできない。したがって、特許文献１で提案されている窒化物半導体紫外線発光素子では、光の取出効率を効果的に改善させることはできない。
そこで、非特許文献１では、サファイア基板の裏面に対して、当該裏面よりも底面積が大きい半球状のレンズを接合した窒化物半導体紫外線発光素子が提案されている。このような、レンズ面が基板の端部に届いているレンズであれば、基板の端部付近を通過する光を収束させることが可能である。したがって、非特許文献１で提案されている窒化物半導体紫外線発光素子では、光の取出効率を効果的に改善することができる。
Ｍａｓａｔｓｕｇｕ Ｉｃｈｉｋａｗａ，ｅｔａｌ．，"Ｈｉｇｈ−ｏｕｔｐｕｔ−ｐｏｗｅｒ ｄｅｅｐ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｕｓｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔ ｂｏｎｄｉｎｇ"，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ ９， ０７２１０１ （２０１６）
非特許文献１で提案されている窒化物半導体紫外線発光素子では、基板とレンズを接合する必要があるが、素子構造部が出射する光の進行に影響を与える層や、素子構造部が出射する光（特に、紫外線）によって劣化する層を、基板とレンズの間に設けることは許されない。そのため、非特許文献１で提案されている窒化物半導体紫外線発光素子では、ＡＤＢ（Atomic Diffusion Bonding）またはＳＡＢ（Surface Activated Bonding）という特殊な接合方法によって基板とレンズを接合する必要がある。
ＡＤＢは、超高真空以上の真空状態において、基板及びレンズのそれぞれの接合予定面に対して金属原子を極薄く付着させた後、当該接合予定面を接触させ、当該金属原子の拡散による接合力を利用して基板とレンズを接合する接合方法である。ＳＡＢは、超高真空以上の真空状態において、基板及びレンズのそれぞれの接合予定面に対してＡｒイオンビームなどを照射することで不純物と結びついていない原子から成る清浄かつ活性な表面を表出させた後、当該接合予定面を接触させ、当該原子の原子間力による結合力を利用して基板とレンズを接合する接合方法である。
上記のように、ＡＤＢ及びＳＡＢは、超高真空以上の真空度という特殊な環境を実現するだけでなく、当該環境下において接触しただけで接合するという特殊な表面状態を形成するものであり、特殊な装置及び高度な技術が必要不可欠である。そのため、非特許文献１で提案されている窒化物半導体紫外線発光素子は、当業者であっても容易には製造することができない。
そこで、本発明は、光の取出効率を効果的に改善することが可能であるとともに容易に製造可能である窒化物半導体紫外線発光素子及びその製造方法を提供する。
上記目的を達成するため、本発明は、サファイア基板と、当該基板の主面上に積層される複数のＡｌＧａＮ系半導体層を有するとともに通電することで発光中心波長が３６５ｎｍ以下の光を出射する素子構造部と、を備えるチップに対して、少なくとも、前記主面とは反対側の面である裏面の四つの角が凸状の曲面になるように、前記基板を研削加工する基板加工工程を備えることを特徴とする窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法を提供する。
この窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法によれば、特許文献１で提案されているような基板の中央部分にのみレンズ面（凸状の曲面）が存在する窒化物半導体紫外線発光素子とは異なり、レンズ面が基板の端部に届いているために基板の端部付近を通過する光を収束可能な窒化物半導体紫外線発光素子を製造することができる。さらに、この窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法によれば、基板とレンズを接合するという高度な技術（非特許文献１参照）を用いることなく、基板を研削加工するという簡単な技術を用いることによって、上記の窒化物半導体紫外線発光素子を製造することができる。
また、上記特徴の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法において、前記基板加工工程が、前記主面に対して垂直な方向から見た平面視における前記基板が円形状、長円形状、または、角が丸い四角形状になるように、前記基板を研削加工する工程であると、好ましい。
この窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法によれば、基板の端部を通過する光を効果的に収束することが可能な窒化物半導体紫外線発光素子を得ることができる。
また、上記特徴の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法において、前記基板加工工程が、前記主面の反対側において前記主面と平行な頂面が残らないように、前記基板を研削加工する工程であると、好ましい。
この窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法によれば、基板の中央部分を通過する光を効果的に収束することが可能な窒化物半導体紫外線発光素子を得ることができる。
また、上記特徴の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法において、前記基板加工工程が、前記基板を半球状または砲弾状に研削加工する工程であると、好ましい。
この窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法によれば、光を効果的に収束させるだけでなく、主面と平行な面内における集光性のばらつきを抑制することが可能な窒化物半導体紫外線発光素子を得ることができる。
また、上記特徴の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法において、前記基板加工工程が、前記基板の前記主面同士が向かい合うように２つの前記チップが貼り合わせられた状態の加工対象物を作製する第１工程と、前記加工対象物を研削加工する第２工程と、前記第２工程の後に前記加工対象物を２つの前記チップに分離する第３工程と、を備えると、好ましい。
この窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法によれば、基板の主面上に設けられた素子構造部を内側に向けて貼り合わせた加工対象物を研削加工することになるため、素子構造部を保護しながら基板を研削加工することができる。
また、上記特徴の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法において、前記第２工程において、砥粒が付着された凹状の曲面を有する容器内で１以上の前記加工対象物を転動させて、前記凹状の曲面に対して前記加工対象物を衝突させると、好ましい。
この窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法によれば、凹状の曲面に対して加工対象物の角のみが衝突して研削されるため、効率良く基板に凸状の曲面を形成することができる。さらにこのとき、加工対象物を転動させることによって、加工対象物を等方的に研削加工することができる。また、この窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法によれば、容器内に複数の加工対象物を入れて同時に研削加工することができるため、窒化物半導体紫外線発光素子を量産することができる。
また、上記特徴の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法において、前記第１工程において、接着剤によって２つの前記チップが貼り合わせられた前記加工対象物を作製し、前記第３工程において、前記接着剤を溶媒に溶解させると、好ましい。
この窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法によれば、素子構造部に対して多大な応力を加えることなく、２つのチップの貼り合わせ及び分離を行うことができる。したがって、素子構造部の破損を防止することができる。
また、上記特徴の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法において、前記第２工程の前後において、前記接着剤が、貼り合わせられた２つの前記チップの間からはみ出して当該チップのそれぞれにおける外周面に付着していると、好ましい。
この窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法によれば、加工対象物を研削加工することで当該加工対象物に対して衝撃が加えられ得る第２工程において、加工対象物の分離を効果的に抑制することができる。
また、上記特徴の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法において、前記第１工程において、はんだによって２つの前記チップが貼り合わせられた前記加工対象物を作製し、前記第３工程において、前記はんだを加熱して融解させると、好ましい。
この窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法によれば、セルフアライメント効果を有するはんだを用いることによって、２つのチップが正対した位置で貼り合わせられた状態の加工対象物を容易に作製することができる。
また、上記特徴の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法において、前記素子構造部が、前記ＡｌＧａＮ系半導体層の１つであって通電時に前記光が発生する活性層を有する発光領域と、前記発光領域を包囲するように形成されており前記活性層を有しない周辺領域と、に分けられるものであり、前記周辺領域の少なくとも一部に、前記発光領域を包囲するとともに前記光を反射するｎ電極が形成されていると、好ましい。
この窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法によれば、発光領域を包囲するｎ電極によって基板を通過せずに周辺領域から外部に漏れ出そうとする光を基板側に反射することで、基板を通過する光の量を効果的に増大させることが可能な窒化物半導体紫外線発光素子を得ることができる。
また、上記特徴の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法において、前記素子構造部が、前記ＡｌＧａＮ系半導体層の１つであって通電時に前記光が発生する活性層を有する発光領域と、前記発光領域を包囲するように形成されており前記活性層を有しない周辺領域と、に分けられるものであり、少なくとも前記発光領域の全部にｐメッキ電極が形成されていると、好ましい。
この窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法によれば、電流が集中する発光領域の全部にｐメッキ電極が設けられているために効果的な放熱が可能な窒化物半導体紫外線発光素子を得ることができる。
また、上記特徴の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法において、前記周辺領域の少なくとも一部に、前記発光領域を包囲するとともに前記光を反射するｎ電極が形成されており、前記ｐメッキ電極の一部が前記周辺領域における前記ｎ電極の上方に形成されており、前記ｎ電極と、その上方における前記ｐメッキ電極との間に、これらを絶縁する絶縁膜が形成されていると、好ましい。
この窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法によれば、ｐメッキ電極をｎ電極上まで拡げることで、放熱性をさらに向上させることができる。また、２つのチップを貼り合わせて上述した加工対象物を作製する場合、ｐメッキ電極を拡げることで２つのチップを良好に接着することができる。
また、上記特徴の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法において、前記素子構造部が、前記ＡｌＧａＮ系半導体層の１つであって通電時に前記光が発生する活性層を有する発光領域と、前記発光領域を包囲するように形成されており前記活性層を有しない周辺領域と、に分けられるものであり、前記基板の前記主面及び前記発光領域のそれぞれが、前記基板の前記主面に対して垂直な方向から見た平面視において中心が一致する２回対称以上の回転対称の形状であり、前記発光領域が、平面視において回転対称の中心から複数の方向に対して放射状に突出した形状であると、好ましい。
この窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法によれば、基板の主面及び発光領域のそれぞれにおける回転対称の中心が一致していることで基板内の特定の一方向に光が偏ることが防止されるとともに、発光領域が突出していることで活性層に対して効率よく電力を供給することが可能な窒化物半導体紫外線発光素子を得ることができる。
また、上記特徴の窒化物半導体発光素子の製造方法において、前記基板加工工程の後に、前記基板における前記曲面の少なくとも一部の表面を非晶質フッ素樹脂で被覆する被覆工程を、さらに備えると、好ましい。
この窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法によれば、散乱などの光の取出効率を低下させる原因となる微細な凹凸が基板のレンズ面に残っていたとしても、素子構造部が出射する短波長の光（特に紫外線）に対して耐性があるフッ素樹脂で基板のレンズ面を被覆して当該凹凸を埋めることによって、光の取出効率の低下を防止することができる。
また、上記特徴の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法において、前記第１工程が、２つの前記チップを貼り合わせることで前記加工対象物を作製する工程であってもよい。
あるいは、上記特徴の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法において、前記チップが、１枚の前記基板上に複数の前記素子構造部が形成されたウエハを分断することで得られるものであり、前記第１工程が、２枚の前記ウエハを前記基板の前記主面同士が向かい合うように貼り合わせた後に、当該ウエハのそれぞれを前記チップごとに分断することで前記加工対象物を作製する工程であってもよい。
前者の場合、チップを１組ずつ貼り合わせて加工対象物を作製しなければならないが、ウエハを１枚ずつ分断するため容易にチップを得ることができる。これに対して、後者の場合、２枚張り合わせた分厚いウエハを分断しなければならないが、複数のチップの張り合わせを一度に行うことができる。
また、本発明は、サファイア基板と、前記基板の主面上に積層される複数のＡｌＧａＮ系半導体層を有するとともに通電することで発光中心波長が３６５ｎｍ以下の光を出射する素子構造部と、を備え、前記基板における前記主面と平行な断面の断面積が、前記主面から離間するほど連続的に減少している、または、前記主面から所定の距離だけ離間するまでは一定であるがそれ以降は連続的に減少しており、前記主面よりも断面積が小さい前記断面が、円形状、長円形状、または、角が丸い四角形状であることを特徴とする窒化物半導体紫外線発光素子を提供する。
この窒化物半導体紫外線発光素子によれば、特許文献１で提案されているような基板の中央部分にのみレンズ面（凸状の曲面）が存在する窒化物半導体紫外線発光素子とは異なり、レンズ面が基板の端部に届いているため、基板の端部付近を通過する光を収束させることができる。さらに、この窒化物半導体紫外線発光素子は、基板とレンズを接合するという高度な技術（非特許文献１参照）を用いることなく、基板を加工するという簡単な技術を用いて製造することができる。
また、上記特徴の窒化物半導体紫外線発光素子において、前記主面に対して垂直な方向から見た平面視において、前記基板が、円形状、長円形状、または、角が丸い四角形状であると、好ましい。
この窒化物半導体紫外線発光素子によれば、基板の端部を通過する光を効果的に収束することができる。
上記特徴の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法によれば、基板の端部付近を通過する光を収束可能であるために光の取出効率を効果的に改善することができる窒化物半導体紫外線発光素子を、基板を研削加工するという簡単な技術を用いて容易に製造することができる。
また、上記特徴の窒化物半導体紫外線発光素子によれば、基板の端部付近を通過する光を収束可能であることから、光の取出効率を効果的に改善することができる。さらに、この窒化物半導体紫外線発光素子は、基板を加工するという簡単な技術を用いて容易に製造することができる。
以下、本発明の実施形態を説明するにあたり、サファイア基板と当該基板の主面上に積層された複数のＡｌＧａＮ系半導体層を有する素子構造部とを備えて通電により発光中心波長が３６５ｎｍ以下の光（紫外線）を出射する発光ダイオードである窒化物半導体紫外線発光素子と、その製造方法とを例示する。ここで、ＡｌＧａＮ系半導体層の各層を構成する材料であるＡｌＧａＮ系半導体は、一般式ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（ｘはＡｌＮのモル分率であり、０≦ｘ≦１）で表わされる３元系または２元系の化合物半導体を基本とし、そのバンドギャップエネルギがＧａＮ（ｘ＝０）のバンドギャップエネルギ（約３．４ｅＶ）以上である３族窒化物半導体であり、当該バンドギャップエネルギに関する条件を満たす限りにおいて微量のＩｎ等を含み得る。
ただし、本発明に係る窒化物半導体紫外線発光素子及びその製造方法は、主として基板の形状または基板の加工方法に関するものであるため、素子構造部の構造はどのようなものであってもよく、以下に例示する窒化物半導体紫外線発光素子における素子構造部の構造に限定されるものではない。
＜窒化物半導体紫外線発光素子の構造例＞
最初に、本発明の実施形態に係る窒化物半導体紫外線発光素子の構造の一例について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る窒化物半導体紫外線発光素子の構造の一例を示した平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面を示した断面図である。図３は、図１のｐ電極及びｎ電極を示した平面図である。なお、図２に示す断面図では、図示の都合上、基板、半導体層及び電極の厚さ（図中の上下方向の長さ）を模式的に示しているため、必ずしも実際の寸法比とは一致しない。
最初に、本発明の実施形態に係る窒化物半導体紫外線発光素子の構造の一例について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る窒化物半導体紫外線発光素子の構造の一例を示した平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面を示した断面図である。図３は、図１のｐ電極及びｎ電極を示した平面図である。なお、図２に示す断面図では、図示の都合上、基板、半導体層及び電極の厚さ（図中の上下方向の長さ）を模式的に示しているため、必ずしも実際の寸法比とは一致しない。
図１〜図３に示すように、本発明の実施形態に係る窒化物半導体紫外線発光素子１は、基板１０と、基板１０の主面１０１上に形成される素子構造部２０と、を備える。この窒化物半導体紫外線発光素子１は、実装用の基台に対して素子構造部２０側（図２における図中上側）を向けて実装される（フリップチップ実装される）ものであり、光の取出方向は基板１０側（図２における図中下側）である。
基板１０は、サファイアで構成されており、主面１０１が球の断面に相当する半球状である。詳細については後述するが、窒化物半導体紫外線発光素子１は、基板１０をこのような特殊な形状にすることによって、光の取出効率を改善する。
素子構造部２０は、ＡｌＧａＮ系半導体層２１と、ｐ電極２２と、ｎ電極２３と、ｐメッキ電極２４と、ｎメッキ電極２５と、絶縁膜２６とを備える。ここで、ＡｌＧａＮ系半導体層２１の構造の一例について図面を参照して説明する。図４は、ＡｌＧａＮ系半導体層の構造の一例を示した断面図である。
図４に示すように、ＡｌＧａＮ系半導体層２１は、基板１０側から順番に、下地層２１１と、ｎ型ＡｌＧａＮで構成されるｎ型クラッド層２１２と、活性層２１３と、ｐ型ＡｌＧａＮで構成される電子ブロック層２１４と、ｐ型ＡｌＧａＮで構成されるｐ型クラッド層２１５と、ｐ型ＧａＮで構成されるｐ型コンタクト層２１６とを積層した構造である。
下地層２１１は、ＡｌＮで構成されており、基板１０の主面１０１に対して形成される。なお、下地層２１１は、ＡｌＮの上面にＡｌＧａＮを積層した構造であってもよい。また、活性層２１３は、ＡｌＧａＮまたはＧａＮで構成される井戸層をｎ型ＡｌＧａＮで構成されるバリア層で挟んだ単一または多重量子井戸構造を備えている。
ＡｌＧａＮ系半導体層２１において、発光領域３１には上述した各層２１１〜２１６が形成されており、最上面がｐ型コンタクト層２１６になっているが、発光領域３１を包囲する周辺領域３２には活性層２１３以上の各層２１３〜２１６が形成されておらず、ｎ型クラッド層２１２が露出している。そして、発光領域３１におけるｐ型コンタクト層２１６の上面にｐ電極２２が形成されており、周辺領域３２におけるｎ型クラッド層２１２の上面にｎ電極２３が形成されている。このｐ電極２２から正孔が供給されるとともにｎ電極２３から電子が供給されるように通電すると、供給された正孔及び電子のそれぞれが発光領域３１の活性層２１３に到達し、当該活性層２１３において正孔及び電子が再結合して発光する。
ＡｌＧａＮ系半導体層２１を構成する各層２１１〜２１６は、有機金属化合物気相成長（ＭＯＶＰＥ）法や分子線エピタキシ（ＭＢＥ）法等の周知のエピタキシャル成長法により形成されるとともに、ｎ型の層にはドナー不純物として例えばＳｉが添加され、ｐ型の層にはアクセプタ不純物として例えばＭｇが添加される。さらに、基板１０の主面１０１上に各層２１１〜２１６を積層した後、反応性イオンエッチング等の周知のエッチング手段により一部の領域（周辺領域３２に相当する領域）を選択的にエッチングして当該領域のｎ型クラッド層２１２を露出させることで、発光領域３１及び周辺領域３２のそれぞれが形成される。
ｐ電極２２は、例えばＮｉ／Ａｕで構成され、上述のように発光領域３１のｐ型コンタクト層２１６の上面に形成される。ｎ電極２３は、例えばＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕで構成され、上述のように周辺領域３２のｎ型クラッド層２１２の上面に形成される。また、ｎ電極２３は、発光領域３１を包囲するように形成される。
ｐ電極２２及びｎ電極２３は、ＡｌＧａＮ系半導体層２１に電力を供給するだけでなく、発光領域３１の活性層２１３で生じた光を基板１０側に反射させる。特に、発光領域３１を包囲するように形成されるｎ電極２３が、基板１０を通過せずに周辺領域３２から外部に漏れ出そうとする光を基板１０側に反射することで、基板１０を通過する光の量を効果的に増大させることができる。
ｐメッキ電極２４及びｎメッキ電極２５のそれぞれは、例えば、電解メッキで形成されるＣｕの本体部を、無電解メッキで形成される最表面がＡｕである一層以上の金属層で被覆して構成される。また、ｐメッキ電極２４及びｎメッキ電極２５のそれぞれは、相互に離間するとともに上面が平坦化されて同じ高さに揃えられている。さらに、ｐメッキ電極２４の一部はｐ電極２２に接触しており、ｎメッキ電極２５の一部はｎ電極２３に接触している。
ｐメッキ電極２４及びｎメッキ電極２５は、実装用の基台と接続してＡｌＧａＮ系半導体層２１に電力を供給するだけでなく、窒化物半導体発光素子１が生じる熱を実装用の基台に伝達させて放熱するために設けられている。特に、ｐメッキ電極２４は、電流が集中する発光領域３１の全部に設けられているため、効果的な放熱を行うことができる。
絶縁膜２６は、例えばＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３などで構成され、ｐメッキ電極２４との接続部分を除くｐ電極２２の上面及び側面と、ｎメッキ電極２５との接続部分を除くｎ電極２３の上面及び側面と、ｐ電極２２及びｎ電極２３が形成されておらず露出しているＡｌＧａＮ系半導体層２１の発光領域３１及び周辺領域３２における上面並びに発光領域３１における側面とを覆うように形成される。絶縁膜２６は、基板１０における主面１０１の上方において広範囲に形成されるｎ電極２３及びｐメッキ電極２４の接触を防止したり、ＡｌＧａＮ系半導体層２１の発光領域３１における側面を保護したりするために設けられている。
本発明の実施形態に係る窒化物半導体紫外線発光素子１は、上述のように基板１０が半球状であり、レンズ面（凸状の曲面）１０２が基板１０の端部に届いている。そのため、この窒化物半導体紫外線発光素子１は、特許文献１で提案されているような基板の中央部分にのみレンズ面が存在する窒化物半導体紫外線発光素子とは異なり、基板１０の端部付近を通過する光を収束させることができる。したがって、この窒化物半導体紫外線発光素子１は、光の取出効率を効果的に改善することができる。
さらに、本発明の実施形態に係る窒化物半導体紫外線発光素子１は、基板１０自体が半球状になるため、非特許文献１のように基板とレンズを接合するという高度な技術を用いることなく、基板１０を加工するという簡単な技術を用いて製造することができる。なお、基板１０の加工方法については、後述の＜窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法例＞において説明する。
なお、図１及び図３では、ｎ電極２３の外側の輪郭線が正方形状であり、ｎ電極２３の外側の輪郭線に対する内接円の直径が発光領域３１の外接円の直径の２倍である場合について例示しているが、ｎ電極２３の形状及び大きさはどのようなものであってもよい。例えば、ｎ電極２３が円形状であってもよいし、周辺領域３２の全面（基板１０の端部に到達していてもよいし端部から僅かに後退していてもよい）に設けられていてもよい。ただし、図１及び図３に例示するように、ｎ電極２３の面積が発光領域３１の面積以上になるようにすると、基板１０を通過する光の量を十分に増大させることが可能になるため、好ましい。
また、図１では、ｐメッキ電極２４が円形状であり、ｐメッキ電極２４の直径がｎ電極２３の外側の輪郭線（正方形状の輪郭線）に対する内接円の直径よりも大きい場合について例示しているが、ｐメッキ電極２４の形状及び大きさはどのようなものであってもよい。ただし、図１に例示するように、ｐメッキ電極２４の面積が発光領域３１の面積の２倍以上になるようにすると、十分な放熱が可能になるため、好ましい。
＜窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法例＞
一般的に、図１及び図２に示したような窒化物半導体紫外線発光素子は、平板状の基板の主面上に複数の素子構造部が整列するように形成したウエハを、素子構造部ごとに分断することで得られるチップとして作製される。ただし、図２に示したチップである窒化物半導体紫外線発光素子１が備える基板１０は、主面１０１が球の断面に相当する半球状であるため、基板１０を半球状に加工する工程が必要である。そこで、以下では、基板１０を半球状に加工する工程を中心に、本発明の実施形態に係る窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法について図面を参照して説明する。
一般的に、図１及び図２に示したような窒化物半導体紫外線発光素子は、平板状の基板の主面上に複数の素子構造部が整列するように形成したウエハを、素子構造部ごとに分断することで得られるチップとして作製される。ただし、図２に示したチップである窒化物半導体紫外線発光素子１が備える基板１０は、主面１０１が球の断面に相当する半球状であるため、基板１０を半球状に加工する工程が必要である。そこで、以下では、基板１０を半球状に加工する工程を中心に、本発明の実施形態に係る窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法について図面を参照して説明する。
図５は、基板を加工する前のチップの構造の一例を示した平面図であり、図１と同様の平面を示した図である。図６は、加工対象物の構造の一例を示した断面図であり、図２と同様の断面を示した図である。本発明の実施形態に係る窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法では、図６に示すように基板１０の主面１０１同士が向かい合うように２つのチップＣが貼り合わせられた立方体状の加工対象物４０を作製する。そして、以下説明するように、この加工対象物４０を球状に研削加工した後に２つのチップＣに分離することによって、図２に示すような半球状の基板１０を有する窒化物半導体紫外線発光素子１を得る。
加工対象物４０は、例えば、２つのチップを接着剤５０で貼り合わせて作製してもよいし、２枚のウエハを接着剤５０で張り合わせた後にチップごとに分断して作製してもよい。前者の場合、チップを１組ずつ貼り合わせて加工対象物４０を作製しなければならないが、ウエハを１枚ずつ分断するため容易にチップを得ることができる。これに対して、後者の場合、２枚張り合わせた分厚いウエハを分断しなければならないが、複数のチップの張り合わせを一度に行うことができる。なお、ウエハを作製するまでの工程は、一般的な窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法と同様である。
また、加工対象物４０を作製するために使用する接着剤５０として、例えば、にかわやゴム系接着剤が挙げられる。特に、にかわは、接着力が強くて強靭であるとともに、水系の溶媒（純水、湯など）に溶解させることができるため、好ましい。なお、ゴム系接着剤は、トリクレンやアセトンなどの有機溶媒に溶解させることができる。
また、図６に示す加工対象物４０では、接着剤５０が、貼り合わせられた２つのチップＣの間からはみ出しており、当該チップＣのそれぞれにおける外周面に付着している。このように接着剤５０を形成すると、加工対象物４０の分離を効果的に抑制することができるため、好ましい。特に、加工対象物４０を研削加工する工程の前後において、加工対象物４０の全周における一部であっても、上記のように接着剤５０がチップＣのそれぞれの外周面に付着しているようにすることで、加工対象物４０に対して衝撃が加えられ得る研削加工の工程中において、加工対象物４０の分離を効果的に抑制することができる。
図７は、図６の加工対象物を研削加工する研削加工装置の一例を示した斜視図である。図７に示すように、研削加工装置６０は、ダイヤモンドなどから成る砥粒が内側に付着された円筒状の側壁部６１と、側壁部６１に内接する円形状の底部６２と、底部６２を回転させる回転軸６３とを備えている。なお、この研削加工装置６０として、例えば、特開２００８−１６８３５８号公報や特開２００６−３５３３４号公報で提案されているような研削加工装置を用いてもよい。
研削加工装置６０の側壁部６１及び底部６２で囲われた空間内に上述の加工対象物４０を入れ、当該空間を遮蔽して加工対象物４０の飛び出しを防止するための蓋部（不図示）を、側壁部６１の開口している端部（図中上側）に設置してから底部６２を回転させると、加工対象物４０は転動しながら側壁部６１に衝突して研削される。このとき、側壁部６１の内側は凹状の曲面になっているため、加工対象物４０の角が衝突して研削される。さらに、加工対象物４０が転動するため、加工対象物４０は等方的に研削される。
図８は、図６の加工対象物が図７の研削加工装置によって研削加工される経過を示した斜視図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）の順番で研削加工が進行する様子を示している。図８に示すように、加工対象物４０は、研削加工装置６０による研削加工によって、角が等方的に研削されていく。具体的には、基板１０における主面１０１の反対側の面である裏面１０３（図６参照）の四つの角から順番に角が研削されていき、最終的には図８（ｅ）に示すように全ての角が研削されて球状になる。
そして、上述のように、研削加工後の加工対象物４０が有する接着剤５０を溶媒に溶解させ、加工対象物４０を２つのチップＣに分離することで、図２に示したような窒化物半導体紫外線発光素子１を得ることができる。
このように、基板１０の主面１０１上に設けられた素子構造部２０を内側に向けて貼り合わせた加工対象物４０を研削加工すると、素子構造部２０を保護しながら基板１０を研削加工することができる。さらに、接着剤５０を用いて２つのチップＣを貼り合わせて加工対象物４０を作製し、加工対象物４０の研削加工後に接着剤５０を溶媒に溶解させることで加工対象物４０を２つのチップＣに分離すると、素子構造部２０に対して多大な応力を加えることなく、２つのチップＣの貼り合わせ及び分離を行うことができる。したがって、素子構造部２０の破損を防止することができる。また、図７に示す研削加工装置６０は、一度に複数の加工対象物４０を入れて研削加工することができるため、窒化物半導体紫外線発光素子１を量産することができる。
なお、図７に示した研削加工装置６０は一例に過ぎず、他の研削加工装置を用いて加工対象物４０の研削加工をしてもよい。例えば、図７に示した研削加工装置６０は、容器の一部である底部６２が鉛直方向を軸として回転することで加工対象物４０を転動させるものであるが、容器の少なくとも一部が水平方向の成分を有する方向を軸として回転して加工対象物４０を転動させる研削加工装置を用いてもよい。ただし、砥粒が付着された凹状の曲面を有する容器内で加工対象物４０を転動させて、当該曲面に加工対象物４０を衝突させることができる研削加工装置を用いると、上述の研削加工装置６０を用いる場合と同様の効果を得ることができるため、好ましい。
また、先端に凹状の砥石を設けたリュータを用いて加工対象物４０を球状に研削加工してもよいし、ＮＣ（Numerical Control）旋盤を用いて加工対象物４０を球状に研削加工してもよい。ただし、これらの研削加工方法では、図７に示した研削加工装置６０を用いる場合とは異なり、一度に複数の加工対象物４０の研削加工を行うことは難しい。
また、加工対象物４０を作製することなく、チップＣの状態で基板１０を半球状に研削加工してもよい。ただし、この場合、素子構造部２０が露出することになるため、図７に示した研削加工装置６０のような研削加工の対象物が転動する研削加工装置を使用することは困難である。
＜変形等＞
［１］ 図７に示したような研削加工装置６０を用いて基板１０を半球状に加工した場合、研削加工によって基板１０におけるレンズ面（凸状の曲面）１０２の表面に微細な凹凸が形成されることで、素子構造部２０が出射する光が散乱して光の取出効率が低下することがあり得る。そこで、これを防止するために、研削加工後の加工対象物４０に対して、さらに研磨加工をしてもよい。例えば、バレル研磨機などの周知の球体研磨装置を用いて、研削加工後の加工対象物４０の表面を研磨してもよい。
［１］ 図７に示したような研削加工装置６０を用いて基板１０を半球状に加工した場合、研削加工によって基板１０におけるレンズ面（凸状の曲面）１０２の表面に微細な凹凸が形成されることで、素子構造部２０が出射する光が散乱して光の取出効率が低下することがあり得る。そこで、これを防止するために、研削加工後の加工対象物４０に対して、さらに研磨加工をしてもよい。例えば、バレル研磨機などの周知の球体研磨装置を用いて、研削加工後の加工対象物４０の表面を研磨してもよい。
また、加工対象物４０を研磨加工する代わりに、レンズ面１０２の表面における凹凸を何らかの膜で覆って埋めることによって、素子構造部２０が出射する光の散乱を抑制して光の取出効率の低下を防止してもよい。この場合の窒化物半導体紫外線発光素子の構造について、図面を参照して説明する。図９は、本発明の実施形態に係る窒化物半導体紫外線発光素子の構造の別例を示した断面図であり、図２に相当する断面を示した図である。
図９に示すように、窒化物半導体紫外線発光素子１Ｘが備える基板１０のレンズ面１０２の表面には、被覆膜７０が形成されている。被覆膜７０は、素子構造部２０が出射する光を透過するとともに当該光によって劣化し難い（耐性がある）材料で構成されていると、好ましい。特に、素子構造部２０が紫外線を出射する場合、紫外線透過性及び紫外線耐性のある非晶質フッ素樹脂で被覆膜７０を構成すると好ましい。
また、基板１０のレンズ面１０２に限らず、他の部分を被覆膜７０で覆ってもよい。例えば、ｐメッキ電極２４及びｎメッキ電極２５の少なくとも一方の表面（実装用の基台における電極と接触しない部分の表面であって、図９における上面を除いた側面）を被覆膜７０で覆うことによって、短絡を防止してもよい。ただし、この場合、非結合性の非晶質フッ素樹脂を用いると、金属原子のマイグレーションを好適に防止することができるため、好ましい。
非結合性の非晶質フッ素樹脂は、金属や基板１０を構成するサファイア等に対する結合力が弱いところが難点である。しかし、窒化物半導体紫外線発光素子１Ｘを基台に実装した後に、窒化物半導体紫外線発光素子１Ｘと基台との間隙に被覆膜７０を入り込ませてｐメッキ電極２４及びｎメッキ電極２５の少なくとも一方の表面を被覆膜７０で覆うようにすれば、被覆膜７０は剥離し難くなる。また、上述のように、基板１０のレンズ面１０２の表面に多数の凹凸が形成されていれば、アンカー効果によってレンズ面１０２の表面と被覆膜７０の結合力が大きくなるため、被覆膜７０は剥離し難くなる。
非晶質のフッ素樹脂として、例えば、結晶性ポリマーのフッ素樹脂を共重合化してポリマーアロイとして非晶質化させたものや、パーフルオロジオキソールの共重合体（デュポン社製の商品名テフロンＡＦ（登録商標））やパーフルオロブテニルビニルエーテルの環化重合体（旭硝子社製の商品名サイトップ（登録商標））などが挙げられる。さらに、非結合性の非晶質フッ素樹脂としては、重合体または共重合体を構成する構造単位が含フッ素脂肪族環構造を有し、末端官能基がＣＦ３等のパーフルオロアルキル基である非晶質フッ素樹脂が挙げられる。パーフルオロアルキル基は、金属等に対して結合性を呈する反応性の末端官能基を有していない。なお、結合性の非晶質フッ素樹脂は、重合体または共重合体を構成する構造単位が、同じ含フッ素脂肪族環構造を有していても、末端官能基として、金属等に対して結合可能な反応性官能基を有する点で、非結合性の非晶質フッ素樹脂と相違する。当該反応性の官能基は、一例として、カルボキシル基（ＣＯＯＨ）またはエステル基（ＣＯＯＲ）である。但し、Ｒはアルキル基を表す。
また、含フッ素脂肪族環構造を有する構造単位としては、環状含フッ素単量体に基づく単位（以下、「単位Ａ」）、または、ジエン系含フッ素単量体の環化重合により形成される単位（以下、「単位Ｂ」）が好ましい。なお、非晶質フッ素樹脂の組成及び構造は、本願発明の本旨ではないため、当該単位Ａ及び単位Ｂに関する詳細な説明は割愛するが、当該単位Ａ及び単位Ｂに関しては、国際公開第２０１４／１７８２８８号の段落［００３１］〜［００６２］に詳細に説明されているので、参照されたい。
非結合性の非晶質フッ素樹脂の市販品の一例として、サイトップ（旭硝子社製）等が挙げられる。なお、末端官能基がＣＦ３であるサイトップは、下記の化１に示す上記単位Ｂの重合体である。
なお、基板１０のレンズ面１０２とｐメッキ電極２４及びｎメッキ電極２５の少なくとも一方との両者の表面を被覆膜７０で覆う場合において、それぞれの表面を覆う被覆膜７０を別の材料で構成してもよい。例えば、ｐメッキ電極２４及びｎメッキ電極２５の少なくとも一方の表面を覆う被覆膜７０は、金属原子のマイグレーションを抑制する観点から非結合性の非晶質フッ素樹脂で構成し、基板１０のレンズ面１０２の表面を覆う被覆膜７０は、非結合性ではない非晶質フッ素樹脂で構成してもよい。
［２］ 基板１０内の特定の一方向に光が偏ることを防止する観点から、基板１０及び発光領域３１が、基板１０の主面１０１に対して垂直な方向から見た平面視（以下、単に平面視という）において中心が一致する２回対称以上の回転対称の形状であると、好ましい。また、活性層２１３に対して効率よく電力を供給する観点から、発光領域３１が、平面視において回転対称の中心から複数の方向に放射状に突出した形状であると、好ましい。
図１〜図４に示した窒化物半導体紫外線発光素子１における基板１０の主面１０１及び発光領域３１（ｐ電極２２が形成されている領域）は上記の条件を満たす形状であり、発光領域３１は２回対称であるが、これよりも高次の回転対称性を有する発光領域を設けてもよい。この場合の窒化物半導体紫外線発光素子の構造について、図面を参照して説明する。図１０は、本発明の実施形態に係る窒化物半導体紫外線発光素子の構造のさらなる別例を示した平面図であり、図３に相当する平面を示した図である。
図１０に示す窒化物半導体紫外線発光素子における発光領域（ｐ電極２２Ｙが形成されている領域）は、平面視において回転対称の中心から８方向に対して放射状に突出した菊花形状であり、８回対称の形状である。図１０に示したような８回対称の形状には限られないが、発光領域を高次の回転対称（例えば、４回対称以上）の形状にすることで、基板１０を通過する光を均一にすることが可能になる。
［３］ 図６では、接着剤５０を用いて２つのチップＣを貼り合わせて加工対象物４０を作製する場合について例示したが、接着剤５０以外の媒体を用いて２つのチップＣを貼り合わせてもよい。
例えば、はんだを用いて２つのチップＣを貼り合わせて加工対象物を作製してもよい。具体的に例えば、２つのチップのそれぞれにおけるｐメッキ電極２４及びｎメッキ電極２４の少なくとも一方同士をはんだ付けすることで加工対象物を作製し、加工対象物を研削加工した後にはんだを加熱して融解させることで２つのチップＣに分離する。なお、分離後のチップＣから、貼り合わせに使用したはんだを吸い取っておくと、短絡などの不具合を防止することができるため、好ましい。
はんだは、表面張力が大きいため、はんだ付けを行う対象の素子をはんだの真上に引っ張る効果（セルフアライメント効果）を有している。したがって、はんだを用いて２つのチップＣを貼り合わせて加工対象物を作製することによって、２つのチップＣが正対した位置で貼り合わせられた状態の加工対象物を容易に作製することができる。
なお、はんだを用いる場合、例えば、ウエハの状態でｐメッキ電極２４及びｎメッキ電極２４の少なくとも一方にはんだを設けておき、当該ウエハを分断して得られる２つのチップを加熱してはんだを溶融させて貼り合わせてもよい。
また、はんだを用いて２つのチップＣを貼り合わせた後、当該チップＣの間に上述した接着剤５０を流し入れて補強してもよい。例えば、はんだによって貼り合わせられた２つのチップＣを、任意の容器に貯めた接着剤５０に漬けることで、チップＣの間に接着剤５０を流し入れてもよい。
［４］ 上述の＜窒化物半導体紫外線発光素子の構造例＞及び＜窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法例＞では、基板１０が半球状である場合のみを例に挙げて説明しているが、基板１０を半球状以外の形状にしてもよい。例えば、基板１０が、図８（ｂ）〜（ｄ）のそれぞれの状態で加工対象物４０の研削加工を終了して得られるような、半球状に至る前の形状であってもよい。また、研削加工前の加工対象物が立方体状でなくてもよいし、研削加工前のチップの主面が正方形状でなくてもよい。
ただし、基板を通過する光を収束して光の取出効率を効果的に改善するためには、図８（ｂ）〜（ｅ）に示すように、少なくとも基板の裏面の四つの角が研削されてレンズ面（凸状の曲面）になっていることが必要である。換言すると、基板における主面と平行な断面の断面積が、主面から離間するほど連続的に減少している、または、主面から所定の距離だけ離間するまでは一定であるがそれ以降は連続的に減少しており、主面よりも断面積が小さい断面が、円形状、長円形状（円を一方向に引き延ばすように変形した形状であって楕円形状を含む）、または、角が丸い四角形状であることが必要である。
この場合において、第１に、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように平面視において基板が四角形状になっているよりも、図８（ｄ）及び（ｅ）に示すように平面視において基板が円形状（あるいは長円形状）または角が丸い四角形状である方が、基板の端部を通過する光を効果的に収束することができるため、好ましい。さらに、第２に、図８（ｂ）〜（ｄ）に示すように基板の裏面側（主面の反対側）に主面と平行な頂面が残っている形状よりも、図８（ｅ）に示すように当該頂面が残っていない形状の方が、基板の中央部分を通過する光を効果的に収束することができるため、好ましい。
この第１及び第２の条件を満たす形状には、図８（ｅ）に示したような半球状の他に、砲弾状（円柱における一方の平坦面に半球の平坦面を接続した形状であって、円柱における他方の平坦面が主面に相当する形状）もある。基板が、平面視が円形状である半球状や砲弾状であれば、光を効果的に収束させるだけでなく、主面と平行な面内における集光性のばらつきを抑制することもできるため、好ましい。ただし、基板が砲弾状である場合、軸方向の長さ（基板の厚さ）を過度に大きくすると、光が収束し難くなる。基板が砲弾状である場合は、基板を成すサファイアと空気の屈折率比が２倍程度であることを考慮して、軸方向の長さが主面の直径の２倍以下になるようにすると、好ましい。
図７に示したような研削加工装置６０を用いて加工対象物４０を研削加工する場合において、基板の主面における垂直な二辺のそれぞれの長さをＷ１，Ｗ２、基板の厚さをＨとするとき、１／２＜Ｈ／Ｗ１≦２かつ１／２＜Ｈ／Ｗ２≦２が成り立つようにすると、基板を上記の第１及び第２の条件を満たした形状に研削加工し易いため、好ましい。特に、１／２＜Ｈ／Ｗ１かつ１／２＜Ｈ／Ｗ２とすることで、基板の裏面側の先端が研削され易くなるため、上記の第２の条件が満たされ易くなる。また、Ｈ／Ｗ１≦２かつＨ／Ｗ２≦２とすることで、加工対象物４０のアスペクト比が過度に大きくなることが抑制されるため、上記の第１の条件が満たされ易くなるとともに、基板の軸方向の長さ（基板の厚さ）が過度に大きくなることによって光が収束し難くなることも抑制することができる。さらに、基板を半球状または砲弾状に研削加工する場合は、Ｗ１＝Ｗ２にすると、好ましい。
なお、例えば刃先がＶ字型のダイシングブレードを用いてウエハを分断することで得られる四角錐台状のチップ（換言すると、基板の裏面の周囲が面取りされたチップ）であっても、ある程度は光の取出効率の改善が見込まれる。しかし、上述のように基板１０を研削加工してレンズ面１０２を表出させることによって、光の取出効率を劇的に改善することができる。
［５］ 上述の実施形態では、ｐメッキ電極２４が膜状である場合について例示したが（図１及び図２等参照）、このｐメッキ電極２４を、例えばＡｕで構成される多数のバンプ（突起）で構成してもよい。この場合、素子構造部２０の最表面の表面積が大きくなるため、図６に示したような加工対象物４０を作製する場合において接着力を向上することができる。
１，１Ｘ ：窒化物半導体紫外線発光素子
１０ ：基板
１０１ ：主面
１０２ ：レンズ面（凸状の曲面）
１０３ ：裏面
２０ ：素子構造部
２１，２１Ｙ ：ＡｌＧａＮ系半導体層
２１１ ：下地層
２１２ ：ｎ型クラッド層（ｎ型ＡｌＧａＮ）
２１３ ：活性層
２１４ ：電子ブロック層（ｐ型ＡｌＧａＮ）
２１５ ：ｐ型クラッド層（ｐ型ＡｌＧａＮ）
２１６ ：ｐ型コンタクト層（ｐ型ＧａＮ）
２２，２２Ｙ ：ｐ電極
２３，２３Ｙ ：ｎ電極
２４ ：ｐメッキ電極
２５ ：ｎメッキ電極
２６ ：絶縁膜
３１ ：発光領域
３２ ：周辺領域
４０ ：加工対象物
５０ ：接着剤
６０ ：研削加工装置
６１ ：側壁部
６２ ：底部
６３ ：回転軸
７０ ：被覆膜
Ｃ ：チップ
１０ ：基板
１０１ ：主面
１０２ ：レンズ面（凸状の曲面）
１０３ ：裏面
２０ ：素子構造部
２１，２１Ｙ ：ＡｌＧａＮ系半導体層
２１１ ：下地層
２１２ ：ｎ型クラッド層（ｎ型ＡｌＧａＮ）
２１３ ：活性層
２１４ ：電子ブロック層（ｐ型ＡｌＧａＮ）
２１５ ：ｐ型クラッド層（ｐ型ＡｌＧａＮ）
２１６ ：ｐ型コンタクト層（ｐ型ＧａＮ）
２２，２２Ｙ ：ｐ電極
２３，２３Ｙ ：ｎ電極
２４ ：ｐメッキ電極
２５ ：ｎメッキ電極
２６ ：絶縁膜
３１ ：発光領域
３２ ：周辺領域
４０ ：加工対象物
５０ ：接着剤
６０ ：研削加工装置
６１ ：側壁部
６２ ：底部
６３ ：回転軸
７０ ：被覆膜
Ｃ ：チップ
Claims (10)
- サファイア基板と、当該基板の主面上に積層される複数のＡｌＧａＮ系半導体層を有するとともに通電することで発光中心波長が３６５ｎｍ以下の光を出射する素子構造部と、を備える窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法であって、
前記素子構造部が、前記ＡｌＧａＮ系半導体層の１つであって通電時に前記光が発生する活性層を有する発光領域と、前記発光領域を包囲するように形成されており前記活性層を有しない周辺領域と、に分けられた構造と有し、
前記素子構造部の少なくとも前記発光領域の全部にｐメッキ電極が形成されており、
前記窒化物半導体紫外線発光素子のチップに対して、少なくとも、前記主面とは反対側の面である裏面の四つの角が凸状の曲面になるように、前記基板を研削加工する基板加工工程を備え、
前記基板加工工程が、
前記基板の前記主面同士が向かい合うように２つの前記チップが貼り合わせられた状態の加工対象物を作製する第１工程と、
前記加工対象物を研削加工する第２工程と、
前記第２工程の後に前記加工対象物を２つの前記チップに分離する第３工程と、
を備え、
前記第１工程において、はんだによって２つの前記チップの前記ｐメッキ電極同士が貼り合わせられた前記加工対象物を作製し、
前記第３工程において、前記はんだを加熱して融解させることを特徴とする窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法。 - 前記基板加工工程が、前記主面に対して垂直な方向から見た平面視における前記基板が円形状、長円形状、または、角が丸い四角形状になるように、前記基板を研削加工する工程であることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法。
- 前記基板加工工程が、前記主面の反対側において前記主面と平行な頂面が残らないように、前記基板を研削加工する工程であることを特徴とする請求項１または２に記載の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法。
- 前記基板加工工程が、前記基板を半球状または砲弾状に研削加工する工程であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法。
- 前記第２工程において、砥粒が付着された凹状の曲面を有する容器内で１以上の前記加工対象物を転動させて、前記凹状の曲面に対して前記加工対象物を衝突させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法。
- 前記周辺領域の少なくとも一部に、前記発光領域を包囲するとともに前記光を反射するｎ電極が形成されており、前記ｐメッキ電極の一部が前記周辺領域における前記ｎ電極の上方に形成されており、
前記ｎ電極と、その上方における前記ｐメッキ電極との間に、これらを絶縁する絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法。 - 前記基板の前記主面及び前記発光領域のそれぞれが、前記基板の前記主面に対して垂直な方向から見た平面視において中心が一致する２回対称以上の回転対称の形状であり、前記発光領域が、平面視において回転対称の中心から複数の方向に対して放射状に突出した形状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法。
- 前記基板加工工程の後に、前記基板における前記曲面の少なくとも一部の表面を非晶質フッ素樹脂で被覆する被覆工程を、さらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法。
- 前記第１工程が、２つの前記チップを貼り合わせることで前記加工対象物を作製する工程であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法。
- 前記チップが、１枚の前記基板上に複数の前記素子構造部が形成されたウエハを分断することで得られるものであり、
前記第１工程が、２枚の前記ウエハを前記基板の前記主面同士が向かい合うように貼り合わせた後に、当該ウエハのそれぞれを前記チップごとに分断することで前記加工対象物を作製する工程であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法。
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