JPH11168236A

JPH11168236A - 光半導体チップおよび光半導体チップの製造方法

Info

Publication number: JPH11168236A
Application number: JP33272797A
Authority: JP
Inventors: Yukio Shakuda; 幸男尺田; Yukio Matsumoto; 幸生松本; Shunji Nakada; 俊次中田; Hiromitsu Abe; 弘光阿部
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 1999-06-22
Anticipated expiration: 2017-12-03
Also published as: JP3643225B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光半導体チップ本来の機能を悪化させるような
ことなく、光半導体チップの薄型化が図れるようにす
る。【解決手段】化合物半導体の結晶からなる半導体積層部
３を備えた光半導体チップであって、上記半導体積層部
３は、その結晶成長に用いられた基板とは異なる代替支
持材１に接着されており、かつ上記半導体積層部３から
上記基板が除去されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本願発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）チ
ップやＬＤ（レーザダイオード）チップなどの光半導体
チップ、および光半導体チップの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＬＥＤチップの一般的な構造を、
図１４に示す。この従来のＬＥＤチップは、基板９の片
面に半導体積層部９０を形成したものであり、この半導
体積層部９０は、ｎ型半導体層９０ａ、発光層９０ｂ、
およびｐ型半導体層９０ｃから構成されている。これら
の層はガリウムを含むIIIb−Ｖｂ属化合物半導体を結晶
成長させたものであり、この結晶成長を効率良くかつ適
切に行わせる必要から、上記基板９としては、たとえば
ガリウム砒素などの半導体基板が用いられている。ま
た、上記ＬＥＤチップを製造するには、上記半導体基板
となるウェハの表面の広い範囲に化合物半導体を結晶成
長させてから、その後上記ウェハを切断し、複数のチッ
プ片に分割していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のＬＥＤチップでは、次のような不具合があった。

【０００４】すなわち、近年において、ＬＥＤチップの
使用用途は未だ拡大の一途を辿っているのが実情であ
り、その使用用途如何では、ＬＥＤチップの薄型化が強
く要請される場合がある。たとえば、全体が薄手のカー
ド状に形成されるＩＣカードの内部にＬＥＤチップを組
み込むような場合には、ＬＥＤチップ全体の厚みをでき
る限り小さくすることが望まれる。このような場合、Ｌ
ＥＤチップ全体の厚みをたとえば２００μｍ以下にする
ことが強く要請される場合がある。

【０００５】ところが、従来のＬＥＤチップは、その半
導体積層部９０の厚みｔ１はたとえば１０μｍ程度の極
薄寸法であるのに対し、上記基板９の厚みｔ２は上記半
導体積層部９０と比較すると桁はずれに大きな寸法とな
っていた。すなわち、上記基板９は、元々はウェハとし
て形成されていたものであるために、そのウェハとして
かなり薄めのウェハを用いた場合であっても、その厚み
ｔ２は２００μｍ〜３００μｍ以上の厚みとなってい
た。このため、従来では、ＬＥＤチップの全体の厚みｔ
３をたとえば２００μｍ程度以下にすることは事実上困
難となっており、その薄型化を充分に図ることができな
かった。その結果、従来では、たとえば薄手のＩＣカー
ドの内部にＬＥＤチップを要領良く適切に組み込むこと
が難しくなるといった不具合を生じる場合があった。

【０００６】また、このような不具合は、ＬＥＤチップ
に限らず、ＬＤチップなどの他の光半導体チップにおい
ても、同様に生じていた。

【０００７】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、光半導体チップ本来の機能を悪
化させるようなことなく、光半導体チップの薄型化が図
れるようにすることをその課題としている。

【０００８】

【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【０００９】本願発明の第１の側面によれば、光半導体
チップが提供される。この光半導体チップは、化合物半
導体の結晶からなる半導体積層部を備えた光半導体チッ
プであって、上記半導体積層部は、その結晶成長に用い
られた基板とは異なる代替支持材に接着されており、か
つ上記半導体積層部から上記基板が除去されていること
に特徴づけられる。

【００１０】上記半導体積層部を発光ダイオードとして
構成することにより、本願発明では、ＬＥＤチップとし
ての光半導体チップを提供することができる。また，上
記半導体積層部をレーザダイオードとして構成すること
により、ＬＤチップとしての光半導体チップを提供する
こともできる。

【００１１】上記代替支持材としては、合成樹脂製フィ
ルムまたは金属製フィルムなどのフィルムを用いること
ができる。また、本願発明では、これに代えて、上記代
替支持材は、上記半導体積層部に金属などの所望の材料
を膜状に付着形成することによって形成された構成とす
ることもできる。

【００１２】本願発明によって提供される光半導体チッ
プは、化合物半導体の結晶成長に用いられた基板が半導
体積層部から除去された構造であるために、結晶成長用
の基板を備えていた従来の光半導体チップとは異なり、
ウェハから形成される結晶成長用の基板の厚みに原因し
て、光半導体チップ全体の厚みが大きくなることは無
い。一方、上記半導体積層部には、上記基板に代えて代
替支持材が接着されているが、この代替支持材は、結晶
成長用の基板とは異なり、ウェハなどから形成する必要
はなく、たとえば薄手のフィルムを用いるなどして、上
記基板よりもかなり薄い寸法にすることができる。した
がって、本願発明では、光半導体チップ全体の厚みを、
従来のものよりもかなり小さくすることができるという
効果が得られる。本願発明によれば、光半導体チップの
全体の厚みを、たとえば２００μｍ以下にすることが簡
単に行えることとなり、薄手のＩＣカードの内部への組
み込み使用など、全体の薄型化が強く要請される用途に
最適なものとすることができる。

【００１３】なお、本願発明では、半導体積層部に代替
支持材を接着させているために、この代替支持材の存在
によって半導体積層部を補強し、さらにはチップ全体の
強度を高めることが可能となる。したがって、本願発明
に係る光半導体チップを取り扱うときには、従来の光半
導体チップと同様なかたちで取り扱うことができ、便利
である。また、半導体積層部については、従来の光半導
体チップの半導体積層部と同様な構造にすればよいか
ら、光半導体チップとしての光学的な特性が損なわれる
といった不具合もない。さらに、本願発明では、後述す
るように、代替支持材として、所定の性質または特性を
有する代替支持材を用いることによって、光半導体チッ
プの発光輝度を高めたり、あるいは光半導体チップの面
実装作業性を良好にできるなどといった効果も得られる
こととなる。

【００１４】本願発明の好ましい実施の形態では、上記
代替支持材は、可撓性を有している構成とすることがで
きる。

【００１５】このような構成によれば、光半導体チップ
の実装対象面がたとえば曲面状である場合に、代替支持
材をその実装対象面に沿うように撓ませてから、光半導
体チップの全体をその実装対象面に適切に面実装すると
いったことが可能となる。したがって、光半導体チップ
の実用範囲を拡大する上で有利となる。

【００１６】本願発明の他の好ましい実施の形態では、
上記代替支持材は、導電性を有している構成とすること
ができる。

【００１７】このような構成によれば、上記代替支持材
を光半導体チップの電極として役立たせることが可能と
なり、光半導体チップに電気接続を行う際に便宜が図れ
る。また、光半導体チップには通常２つの電極が設けら
れるが、その一方の電極についてはこれをわざわざ設け
る必要がなくなり、光半導体チップの製造作業の簡易化
も図れることとなる。

【００１８】本願発明の他の好ましい実施の形態では、
上記半導体積層部を発光ダイオードとして構成し、全体
をＬＥＤチップとして構成した場合において、上記半導
体積層部と上記代替支持材との間には、上記代替支持材
よりも光反射率の高い光反射層が設けられている構成と
することができる。この場合、上記光反射層は、光沢を
有する金属膜である構成とすることができる。

【００１９】このような構成によれば、発光ダイオード
としての半導体積層部から発せられた光のうち、代替支
持材の方向に進んだ光の多くが代替支持材によって吸収
されるようなことを無くし、それらの光を光反射層によ
って効率よく逆方向に反射させることができる。したが
って、半導体積層部の代替支持材が接着されている面と
は反対の面からは、多光量の光を放出させることがで
き、その面の輝度を高めることが可能となる。

【００２０】本願発明の他の好ましい実施の形態では、
上記半導体積層部の上記代替支持材が接着されている面
とは反対の面が、凹凸状の粗面とされている構成とする
ことができる。

【００２１】このような構成によれば、半導体積層部か
ら発せられる光が上記凹凸状の粗面を通過するときに散
乱することとなる。したがって、この光の散乱効果によ
って、光半導体チップの輝度を高めることが可能とな
る。

【００２２】本願発明の他の好ましい実施の形態では、
上記半導体積層部の上記代替支持材が接着されている面
とは反対の面の全面またはその一部には、透光性を有す
る電極が設けられている構成とすることができる。

【００２３】このような構成によれば、上記電極を利用
して光半導体チップへの電気接続が図れることは勿論の
こと、上記電極は透光性を有しているために、この電極
が形成されている半導体積層部の面から、外部へ向けて
光を適切に放出させることもできる。

【００２４】本願発明の他の好ましい実施の形態では、
上記電極は、金の薄膜層である構成とすることができ
る。このような構成によれば、導電性が高く、またその
表面に酸化などを生じ難いという金の特性により、この
電極への電気配線接続をより適切に行うことが可能とな
る。なお、金は、本来的には不透明であるが、その厚み
を十分に小さくすることによって、透明性をもたせるこ
とが可能である。

【００２５】本願発明の他の好ましい実施の形態では、
上記代替支持材は、透光性を有している構成とすること
ができる。

【００２６】このような構成によれば、半導体積層部か
ら発せられた光が代替支持材を透過して外部に放出する
ことが可能となり、光半導体チップの両面から光を放出
させることができる。すなわち、１つの光半導体チップ
で、２方向に光を放出させることができることとなる。
したがって、光半導体チップの使用用途の一層の拡大が
図れることとなる。

【００２７】本願発明の第２の側面によれば、光半導体
チップの製造方法が提供される。この光半導体チップの
製造方法は、一定面積を有する基板上に化合物半導体の
結晶からなる半導体積層部を形成する工程を有してい
る、光半導体チップの製造方法であって、上記半導体積
層部上に代替支持材を接着する工程と、上記半導体積層
部から上記基板を除去する工程と、上記代替支持材およ
び半導体積層部を切断して複数のチップに分割する工程
と、を有していることに特徴づけられる。

【００２８】上記基板は、ＧａＡｓ基板、ＧａＰ基板、
ＧａＡｌＡｓ基板、もしくはＳｉ基板などの半導体基
板、またはアルミナ基板である構成とすることができ
る。上記半導体基板は、いわゆる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥ
Ｄ、橙色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、赤外ＬＥＤなどを構成す
るＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、Ｉｎ
ＧａＡｌＰなどの化合物半導体の結晶成長を行わせるの
に好適である。また、アルミナ基板は、いわゆる青色Ｌ
ＥＤを構成するＧａＮなどの化合物半導体の結晶成長を
行わせるのに好適である。また、上記半導体積層部から
上記基板を除去する工程は、上記基板をエッチング液を
用いてエッチングする工程、または上記基板を研磨する
工程である構成とすることができる。

【００２９】本願発明の第２の側面によって提供される
光半導体チップの製造方法によれば、本願発明の第１の
側面によって提供される光半導体チップを適切に、かつ
効率良く製造することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。

【００３１】図１は、本願発明に係る光半導体チップの
具体例としてのＬＥＤチップの一例を示す断面図であ
る。

【００３２】同図に示すＬＥＤチップＡは、代替支持材
１の片面上に、光反射層２、半導体積層部３、および電
極４が順次積層して設けられた構造を有しており、上記
半導体積層部３が発光ダイオードとして構成されてい
る。このＬＥＤチップＡは、上記半導体積層部３を構成
する化合物半導体を結晶成長させるのに用いられた後述
の基板が上記半導体積層部３から除去された構造となっ
ている。

【００３３】上記代替支持材１は、たとえば厚みｔａが
１０μｍ〜１００μｍ程度の薄肉の導電性フィルムであ
り、合成樹脂製フィルムに金属粒子などの導電性粒子を
練り込むなどしてそのフィルム各所に導電性をもたせた
ものである。この代替支持材１は、可撓性を有してい
る。

【００３４】上記光反射層２は、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、あ
るいはその他の光沢を有する金属の薄膜層であり、後述
するように、蒸着あるいはスパッタリングなどによって
所定の金属を成膜して形成された部分である。この光反
射層２の表面の光反射率は、上記代替支持材１の表面の
光反射率も高い。

【００３５】上記半導体積層部３は、従来既知の発光ダ
イオードと同様な構成である。この半導体積層部３は、
ガリウムを含むIIIb−Ｖｂ属化合物半導体の単純結晶を
利用したものであり、たとえば、拡散層としてのＧａＰ
層３ｄ、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰ層３ｃ、発光層３ｂ、およ
びｎ型ＩｎＧａＡｌＰ層３ａが積層された構造となって
いる。上記発光層３ｂは、ＩｎＧａＡｌＰの層である。
また、この半導体積層部３の最外層であるｎ型ＩｎＧａ
ＡｌＰ層３ａの表面３０の全面または略全面は、微小な
凹凸を有する粗面とされている。この表面３０の凹凸高
低差は、たとえば１μｍ以内とされている。

【００３６】上記電極４は、たとえば金（Ａｕ）の薄膜
層であり、上記ｎ型ＩｎＧａＡｌＰ層３ａの表面の全面
に金を蒸着あるいはスパッタリングなどによって成膜さ
せた部分である。この金製の電極４は、その厚みがたと
えば１００Å程度であり、透光性を有している。

【００３７】上記ＬＥＤチップＡは、たとえば０．３ｍ
ｍ角のチップ片として形成されている。また、上記光反
射層２、半導体積層部３、および電極４のトータルの厚
みｔｂは、５〜１０μｍ程度であり、代替支持材１をも
含めた全体の厚みｔは、１１０μｍ程度以下の極薄の寸
法とされている。

【００３８】次に、上記ＬＥＤチップＡの製造方法につ
いて、図２ないし図８を参照しながら説明する。

【００３９】まず、図２に示すように、ＧａＡｓ基板５
の表面上に、複数の半導体層３ａ〜３ｄを結晶成長させ
て、発光ダイオードとなる半導体積層部３を作製する。
この結晶成長は、たとえば有機金属化学気相成長法（Ｍ
ＯＣＶＤ法）によって行えばよく、この成長法よって発
光ダイオードを構成する所定の化合物半導体の単結晶を
効率良く成長させることができる。なお、上記ＧａＡｓ
基板５は、ウェハとして形成されたものであって、その
厚みは２００μｍ〜３００μｍ以上である。上記半導体
積層部３は、このウェハの表面の全面に作製する。

【００４０】次いで、図３に示すように、上記半導体積
層部３の最上層のＧａＰ層３ｄの表面に、光沢を有する
所定のＡｇやＣｒなどの金属を蒸着またはスパッタリン
グによって成膜し、光反射層２を作製する。その後は、
図４に示すように、上記光反射層２の表面の全面に、代
替支持材１’を接着させる。この代替支持材１’は、上
記ウェハと同様なサイズまたはそれよりも大きなサイズ
に形成されたフィルムである。この代替支持材１’は、
先に説明した代替支持材１となる部分であり、導電性お
よび可撓性を有し、またその厚みは１０μｍ〜１００μ
ｍ程度のものである。上記光反射層２に代替支持材１’
を接着させる手段としては、接着剤を用いてもよいし、
あるいは上記代替支持材１’を加熱して軟化させること
により粘着性をもたせ、熱圧着するといった手段を採用
することもでき、本願発明ではいずれであってもよい。

【００４１】上記代替支持材１’の接着作業後には、図
５に示すように、結晶成長に用いられたＧａＡｓ基板５
を半導体積層部３の片面から除去する。この作業は、た
とえば上記ＧａＡｓ基板５をアンモニアと過酸化水素水
とを混合したエッチング処理液に浸漬させるエッチング
処理によって行うことができる。また、このようなエッ
チング処理に代えて、たとえば上記ＧａＡｓ基板５を機
械的な手段によって研削して除去することも可能であ
る。ただし、作業性および半導体積層部３の保護の観点
からすれば、エッチッグ処理を行うことが好ましい。

【００４２】上記ＧａＡｓ基板５を除去した後には、図
６に示すように、半導体積層部３の最外層に位置するｎ
型ＩｎＧａＡｌＰ層３ａの表面３０を凹凸の粗面にする
作業を行う。この作業は、塩酸系のエッチング処理液に
上記ｎ型ＩｎＧａＡｌＰ層３ａを浸漬させるエッチング
処理によって行うことができる。その後は、図７に示す
ように、上記ｎ型ＩｎＧａＡｌＰ層３ａの表面３０に、
金製の電極４を形成する。この作業は、金を蒸着し、ま
たはスパッタリングすることによって行うことができ
る。

【００４３】上記一連の作業工程によれば、代替支持材
１’の片面に、光反射層２、半導体積層部３、および電
極４のそれぞれが元のＧａＡｓ基板５の面積と略同一の
面積で一連に形成された中間品Ａ’が得られる。そこ
で、その後は、図８に示すように、その中間品Ａ’を複
数のチップ片として分割するように切断すれば、先の図
１に示したＬＥＤチップＡが多数個取りできることとな
る。上記中間品の切断は、一般のウェハのダイシング工
程と同様に、たとえばダイヤモンドカッタやレーザカッ
タを用いて行えばよい。このようにして製造されたＬＥ
ＤチップＡは、代替支持材１に対する半導体積層部３の
半導体の層３ａ〜３ｄの順序が、図２に示すＧａＡｓ基
板５に対する積層順序とは逆になっている。

【００４４】上記構成のＬＥＤチップＡは、全体の厚み
ｔが１１０μｍ以下であり、いわば薄膜状のＬＥＤチッ
プとして構成されている。したがって、全体の厚みがた
とえば０．７ｍｍ程度の薄手のＩＣカードの内部に対し
ても、このＬＥＤチップＡを比較的余裕をもったかたち
に組み込みことが可能となり、大きな実装スペースを確
保することが困難なスペースに組み込んで使用するのに
大変便利となる。

【００４５】また、上記ＬＥＤチップＡの代替支持材１
は可撓性を有しているために、上記ＬＥＤチップＡの実
装面がたとえば多少湾曲した曲面であっても、上記代替
支持材１をその曲面に沿わせて撓ませることができ、確
実に面実装することが可能となる。さらに、上記ＬＥＤ
チップＡは、半導体積層部３の片面に代替支持材１が接
着された構造であるために、半導体積層部３が上記代替
支持材１によって補強されることとなる。したがって、
上記ＬＥＤチップＡを取り扱うときに、このＬＥＤチッ
プＡの各部が安易に損傷するといったことも解消するこ
とができる。

【００４６】図９は、上記ＬＥＤチップＡの実装構造の
一例を示す要部断面図である。

【００４７】同図に示す実装構造では、回路基板６の表
面に形成された銅箔製などの端子部６０上に、ＬＥＤチ
ップＡがボンディングされ、その代替支持材１が上記端
子部６０と導通している。また、上記回路基板６の上面
に設けられた起立部６１には、金属製のバネ板状の端子
板６２の一端部が支持されており、この端子板６２の他
端部は上記ＬＥＤチップＡの電極４の表面に接触し、そ
の端子板６２の弾発力によってその接触状態が維持され
るように構成されている。上記ＬＥＤチップＡや端子板
６２は、たとえばエポキシ樹脂などの透明な封止樹脂６
３によって覆われている。なお、上記端子部６０にＬＥ
ＤチップＡをボンディングする手段としては、導電性接
着剤を用いる手段、あるいは上記代替支持材１を加熱し
ながら加圧する熱圧着手段を用いることができる。

【００４８】上記構造では、ＬＥＤチップＡの代替支持
材１をそのまま電極として利用しているために、このＬ
ＥＤチップＡに必要な２つの電極のうち、１つの電極に
ついてはその作製を省略することができる。また、上記
ＬＥＤチップＡには、端子板６２をその弾発力を利用し
て接触させているために、上記ＬＥＤチップＡにワイヤ
ボンディングを行う場合と比較すると、次のような利点
が得られる。すなわち、上記ＬＥＤチップＡの電極４に
ワイヤボンディング作業を行ったのでは、ワイヤボンダ
ーのキャピラリがＬＥＤチップＡの上面をかなり大きな
圧力で押しつけることとなる。これに対し、上記構造で
は、端子板６２を電極４に接触させているに過ぎないた
めに、ＬＥＤチップＡが大きな圧力を受けないようにす
ることができ、ＬＥＤチップＡに機械的なダメージを生
じさせないようにする点で有利となる。とくに、上記電
極４は、電気接続性の良好な金製であるために、端子板
６２との接触圧をさほど大きくしなくても、導電性の良
好な電気接続が行えることとなる。また、ワイヤボンデ
ィングの場合には、ワイヤの一部がＬＥＤチップＡとの
接合部分から一定寸法だけ上方に延びるかたちとなり、
回路基板６の上方にワイヤが嵩張った構造となるが、上
記構造では、端子板６２を略水平状に設定することによ
って、この端子板６２の高さをＬＥＤチップＡの高さと
略同一高さに設定できる。したがって、ＬＥＤチップＡ
の実装部分およびそれに関連する電気接続部分の全体の
厚みを小さくする上でも、有利となる。

【００４９】さらに、上記構造では、ＬＥＤチップＡや
端子板６２などの各部を、封止樹脂６３によって適切に
保護することができるのに加え、この封止樹脂６３の存
在によって端子板６２と電極４との位置関係を固定させ
て、それらの導通状態を適切に維持しておくこともでき
る。むろん、ＬＥＤチップＡや端子板６２の全体を樹脂
封止する手段に代えて、電極４と端子板６２との接触部
分のみを樹脂封止する手段を採用してもかまわない。

【００５０】上記ＬＥＤチップＡを上記図９に示すよう
に実装した状態において、電極４と代替支持材１との間
に電流を流すと、半導体積層部３の発光層３ｂからその
上下方向に向けて光が放出される。これらの光のうち、
上向きの光は、そのまま透明の電極４および封止樹脂６
３を透過して上方に進行する。これに対し、下向きの光
は、光反射層２の表面に到達すると、高い反射率で上方
へ向けて反射され、その後は電極４や封止樹脂６３を透
過してやはり上方に進行する。したがって、発光層３ｂ
から放出された光が代替支持材１に吸収されることを解
消し、ＬＥＤチップＡの上面からの放出光量を多くする
ことができる。また、半導体積層部３の内部の光がｎ型
ＩｎＧａＡｌＰ層３ａの粗面状の表面３０を通過すると
きには、その光は散乱状態となる。したがって、上記Ｌ
ＥＤチップＡの輝度をより高めることが可能となる。

【００５１】図１０ないし図１３は、本願発明に係る光
半導体チップの他の例をそれぞれ示し、図１０ないし図
１２は断面図であり、図１３は斜視図である。なお、説
明の便宜上、これらの図において、先の実施形態と同一
部位は同一符号で示し、その説明は省略する。

【００５２】図１０に示すＬＥＤチップＡａは、先の実
施形態のＬＥＤチップＡとは異なり、透光性を有する電
極４ａを半導体積層部３上に部分的に設けた構成であ
る。このような構成のＬＥＤチップＡａは、蒸着または
スパッタリングによって金を上記半導体積層部３の表面
に成膜させるときにその表面にマスキングを行い、この
表面３０の所定部分にのみ金が成膜されるようにすれば
よい。上記ＬＥＤチップＡａにおいても、先の実施形態
のＬＥＤチップＡと同様に、上記電極４ａの上面に上記
端子板６２を接触させた図９に示す構造の電気接続を行
うことができる。むろん、本願発明は、光半導体チップ
の電気接続構造の構成を一切問うものではない。したが
って、上記電極４ａに金線などのワイヤボンディングを
施してもなんらかまわない。

【００５３】図１１に示すＬＥＤチップＡｂは、代替支
持材１ａとして、表面に光沢を有する金属フィルムを用
いている。このような構成によれば、先の２つのＬＥＤ
チップＡ，Ａａとは異なり、代替支持材１ａの表面に光
反射層２をわざわざ設けることなく、半導体積層部３か
ら発せられた光を上記代替支持材１ａの表面によって上
方へ効率良く反射させることができることとなる。ま
た、導電性を有する金属フィルムを用いれば、上記代替
支持材１ａをそのまま半導体積層部３の電極として利用
することもできる。

【００５４】図１２に示すＬＥＤチップＡｃは、代替支
持材１ｂとして、透明フィルムを用いている。このよう
な構成によれば、半導体積層部３の発光層３ｂから発せ
られた光の一部をその上面から外部へ放出させることが
できるとともに、光の他の一部を代替支持材１ｂを透過
させてその下面から外部へ放出させることも可能とな
り、ＬＥＤチップＡｃの上下両面から光を放出させるこ
とができる。

【００５５】このように、本願発明では、代替支持材の
具体的な材質などは限定されず、種々のものを用いるこ
とが可能である。代替支持材を合成樹脂製フィルムや金
属製フィルムなどによって形成すれば、それらの材料コ
ストを安価にでき、またその製造も容易となる利点が得
られる。ただし、本願発明はこれに限定されない。本願
発明では、たとえば半導体積層部３の片面に、金属など
の材料を蒸着またはスパッタリングなどによって成膜固
化させ、この成膜処理によって得られた膜状物質を代替
支持材としてもよい。さらには、たとえば半導体積層部
３の片面に樹脂などの液体状の材料を塗布した後に、こ
の材料を硬化させることによって、フィルム状の部材を
形成し、これを代替支持材としてもよい。

【００５６】図１３に示す光半導体チップＡｄは、ＬＤ
チップとして構成されたものであり、代替支持材１ｃ上
にレーザダイオードを構成する半導体積層部３Ａが接着
された構造となっている。上記半導体積層部３Ａは、ｎ
型半導体層３ｅ、活性層３ｆ、およびｐ型半導体層３ｇ
などを有するものであり、それらの厚み方向に所定の電
流を流すことによってレーザ発振が可能に構成されてい
る。上記半導体積層部３Ａは、先に説明したＬＥＤチッ
プの半導体積層部と同様に、化合物半導体を所定の基板
上で結晶成長させることにより製造されるものである
が、このＬＤチップＡｄでは、やはりその結晶成長に利
用された基板は除去されており、その代わりに、代替支
持材１ｃを具備している。この代替支持材１ｃとして
は、先に説明したＬＥＤチップの場合と同様に、種々の
材質のものを用いることができる。また、半導体積層部
３Ａの上面には、必要に応じて電極が形成される。

【００５７】上記ＬＤチップＡｄにおいても、先のＬＥ
ＤチップＡと同様に、結晶成長に利用された基板が除去
され、それに代えて薄手の代替支持材１ｃが設けられて
いることにより、全体の厚みをかなり小さくすることが
できる。また、代替支持材１ｃの存在によって、ＬＤチ
ップ全体の強度を高めておくことができ、その取り扱い
時において各部が容易に損壊するといった不具合も無く
すことが可能となる。

【００５８】このように、本願発明に係る光半導体チッ
プは、ＬＥＤチップとして構成するに限らず、ＬＤチッ
プとして構成することもできる。要は、化合物半導体の
結晶からなる半導体積層部を備えた光半導体チップであ
れば、その種類を問わず、本願発明を適用することが可
能である。むろん、発光ダイオードやレーザダイオード
などを構成する半導体積層部の具体的な成分も限定され
ない。

【００５９】また、本願発明に係る光半導体チップの製
造方法の各作業工程も、上記した実施形態に限定されな
い。化合物半導体の結晶成長に用いる基板の種類は、そ
の化合物半導体の具体的な成分内容に応じて適宜選択す
ればよく、ＧａＡｓ基板に代えて、ＧａＰ基板、ＧａＡ
ｌＡｓ基板、もしくはＳｉ基板などの半導体基板を用い
てもよい。また、たとえば青色ＬＥＤを製造する場合に
は、アルミナ基板（サファイヤ基板）を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る光半導体チップの具体例として
のＬＥＤチップを示す断面図である。

【図２】基板上に半導体積層部を作製する工程を示す要
部断面図である。

【図３】半導体積層部上に光反射層を作製する工程を示
す要部断面図である。

【図４】半導体積層部に光反射層を介して代替支持材を
接着する工程を示す要部断面図である。

【図５】結晶成長に用いられた基板を削除する工程を示
す要部断面図である。

【図６】半導体積層部の表面にエッチング処理を施した
状態を示す要部断面図である。

【図７】半導体積層部の表面に電極を形成した状態を示
す要部断面図である。

【図８】半導体積層部および代替支持材をチップ状に切
断する工程を示す要部断面図である。

【図９】図１に示すＬＥＤチップの実装構造の一例を示
す要部断面図である。

【図１０】本願発明に係る光半導体チップの他の例を示
す断面図である。

【図１１】本願発明に係る光半導体チップの他の例を示
す断面図である。

【図１２】本願発明に係る光半導体チップの他の例を示
す断面図である。

【図１３】本願発明に係る光半導体チップの他の例を示
す斜視図である。

【図１４】従来のＬＥＤチップの一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１，１ａ〜１ｃ代替支持材２光反射層３半導体積層部（発光ダイオード）３Ａ半導体積層部（レーザダイオード）４，４ａ電極５ＧａＡｓ基板３０表面Ａ，Ａａ〜ＡｃＬＥＤチップ（光半導体チップ）ＡｄＬＤチップ（光半導体チップ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者阿部弘光京都市右京区西院溝崎町21番地ローム株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】化合物半導体の結晶からなる半導体積層
部を備えた光半導体チップであって、上記半導体積層部は、その結晶成長に用いられた基板と
は異なる代替支持材に接着されており、かつ上記半導体
積層部から上記基板が除去されていることを特徴とす
る、光半導体チップ。
【請求項２】上記代替支持材は、合成樹脂製フィルム
または金属製フィルムなどのフィルムである、請求項１
に記載の光半導体チップ。
【請求項３】上記代替支持材は、上記半導体積層部に
金属などの所望の材料を膜状に付着形成することによっ
て構成されている、請求項１に記載の光半導体チップ。
【請求項４】上記代替支持材は、可撓性を有してい
る、請求項１ないし３のいずれかに記載の光半導体チッ
プ。
【請求項５】上記代替支持材は、導電性を有してい
る、請求項１ないし４のいずれかに記載の光半導体チッ
プ。
【請求項６】上記半導体積層部は発光ダイオードとし
て構成され、全体がＬＥＤチップとして形成されてい
る、請求項１ないし５のいずれかに記載の光半導体チッ
プ。
【請求項７】上記半導体積層部と上記代替支持材との
間には、上記代替支持材よりも光反射率の高い光反射層
が設けられている、請求項６に記載の光半導体チップ。
【請求項８】上記光反射層は、光沢を有する金属膜で
ある、請求項７に記載の光半導体チップ。
【請求項９】上記半導体積層部の上記代替支持材が接
着されている面とは反対の面が、凹凸状の粗面とされて
いる、請求項６ないし８のいずれかに記載の光半導体チ
ップ。
【請求項１０】上記半導体積層部の上記代替支持材が
接着されている面とは反対の面の全面またはその一部に
は、透光性を有する電極が設けられている、請求項６な
いし９のいずれかに記載の光半導体チップ。
【請求項１１】上記電極は、金の薄膜層である、請求
項１０に記載の光半導体チップ。
【請求項１２】上記代替支持材は、透光性を有してい
る、請求項６に記載の光半導体チップ。
【請求項１３】上記半導体積層部はレーザダイオード
として構成され、全体がＬＤチップとして形成されてい
る、請求項１ないし４のいずれかに記載の光半導体チッ
プ。
【請求項１４】一定面積を有する基板上に化合物半導
体の結晶からなる半導体積層部を形成する工程を有して
いる、光半導体チップの製造方法であって、上記半導体積層部上に代替支持材を接着する工程と、上記半導体積層部から上記基板を除去する工程と、上記代替支持材および上記半導体積層部を切断して複数
のチップに分割する工程と、を有していることを特徴とする、光半導体チップの製造
方法。
【請求項１５】上記基板は、ＧａＡｓ基板、ＧａＰ基
板、ＧａＡｌＡｓ基板、もしくはＳｉ基板などの半導体
基板、またはアルミナ基板である、請求項１４に記載の
光半導体チップの製造方法。
【請求項１６】上記半導体積層部から上記基板を除去
する工程は、上記基板をエッチング液を用いてエッチン
グする工程、または上記基板を研磨する工程である、請
求項１４または１５に記載の光半導体チップの製造方
法。
【請求項１７】請求項１４ないし１６のいずれかに記
載の光半導体チップの製造方法によって製造されたこと
を特徴とする、光半導体チップ。