KR102054604B1 - 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법 및 질화물 반도체 자외선 발광 소자 - Google Patents

질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법 및 질화물 반도체 자외선 발광 소자 Download PDF

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Abstract

질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1) 는, 사파이어 기판 (10) 과, 기판 (10) 의 주면 (101) 상에 형성되는 소자 구조부 (20) 를 구비한다. 기판 (10) 은, 주면 (101) 으로부터 제 1 거리까지의 제 1 부분 (110) 에 있어서, 주면 (101) 과 평행한 단면의 단면적이, 주면 (101) 으로부터 멀어짐에 따라 연속적으로 증가하고, 주면 (101) 의 반대측으로부터 제 2 거리까지의 제 2 부분 (120) 에 있어서, 주면 (101) 과 평행한 단면의 단면적이, 주면 (101) 의 반대측으로부터 멀어짐에 따라 연속적으로 증가한다. 제 1 거리 및 상기 제 2 거리의 합은, 기판 (10) 의 두께 이하이다.

Description

질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법 및 질화물 반도체 자외선 발광 소자
본 발명은, 사파이어 기판의 주면 상에 AlGaN 계 반도체층을 형성하여 구성되어 발광 중심 파장이 365 ㎚ 이하인 광 (자외선) 을 출사하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
사파이어 기판의 주면 상에 AlGaN 계 반도체층을 형성하여 구성되어 있는 LED (Light Emitting Diode) 나 LD (Laser Diode) 등의 질화물 반도체 자외선 발광 소자에 있어서, 광의 취출 효율을 높이는 등의 목적으로 렌즈가 형성되는 경우가 있다.
예를 들어, 비특허문헌 1 에서는, 사파이어 기판에 있어서의 주면 (통전에 의해 광을 출사하는 소자 구조부가 형성되는 면) 의 반대측의 이면에 대하여 반구상의 렌즈를 접합한 질화물 반도체 자외선 발광 소자가 제안되어 있다.
또한 예를 들어, 특허문헌 1 에서는, 표면 형상이 구면인 유리 재료로 사파이어 기판의 이면 및 측면을 봉지한 발광 소자가 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 1 에서 제안되어 있는 발광 소자에서 이용되고 있는 유리 재료는, TeO2 를 주성분으로 하는 것으로, 자외선이나 청색광에 대한 내성은 있지만, 사파이어보다 굴절률이 큰 재료이다.
일본 공개특허공보 2007-150232호
Masatsugu Ichikawa, et al., "High-output-power deep ultraviolet light-emitting diode assembly using direct bonding", Applied Physics Express 9, 072101 (2016)
비특허문헌 1 에서 제안되어 있는 질화물 반도체 자외선 발광 소자에서는, 기판과 렌즈를 접합할 필요가 있지만, 소자 구조부가 출사하는 광의 진행에 영향을 주는 층이나, 소자 구조부가 출사하는 광 (특히, 자외선) 에 의해 열화하는 층을, 기판과 렌즈 사이에 형성하는 것은 허용되지 않는다. 그 때문에, 비특허문헌 1 에서 제안되어 있는 질화물 반도체 자외선 발광 소자에서는, ADB (Atomic Diffusion Bonding) 또는 SAB (Surface Activated Bonding) 라는 특수한 접합 방법에 의해 기판과 렌즈를 접합할 필요가 있다. 그러나, ADB 및 SAB 는, 초고진공 이상의 진공도라는 특수한 환경을 준비할 뿐만 아니라, 당해 환경하에 있어서 접촉한 것만으로 접합한다는 특수한 표면 상태를 형성하는 것으로, 특수한 장치 및 고도의 기술이 필요 불가결하기 때문에, 용이하게 실시할 수 없다.
또한, 특허문헌 1 에서 제안되어 있는 발광 소자에서 이용되고 있는 유리 재료의 굴절률은 약 2.0 이고, 사파이어의 굴절률은 약 1.8, 공기의 굴절률은 약 1.0 이다. 특허문헌 1 에서 제안되어 있는 발광 소자와 같이, 사파이어보다 더욱 굴절률이 큰 유리 재료를 사용하여 렌즈를 형성하면, 렌즈 및 공기의 굴절률차가 커지는 것에 의해 렌즈로부터 공기 중에 광을 취출할 때의 계면 반사가 커지기 때문에, 광의 취출 효율의 개선을 방해할 수 있다는 문제가 있다. 즉, 렌즈를 형성하여 광의 취출 효율의 개선을 도모했다고 해도, 렌즈로부터 공기 중에 광을 취출할 때의 계면 반사에 의해 그 효과가 감쇄되게 된다.
그래서, 본 발명은, 용이하게 제조 가능하고 광의 취출 효율을 효과적으로 개선하는 것이 가능한 질화물 반도체 자외선 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 사파이어 기판과, 당해 기판의 주면 상에 적층되는 복수의 AlGaN 계 반도체층을 가짐과 함께 통전함으로써 발광 중심 파장이 365 ㎚ 이하인 광을 출사하는 소자 구조부를 구비하는 칩에 대하여, 상기 기판을 연삭 가공하는 기판 가공 공정을 구비하고, 상기 기판 가공 공정은, 적어도, 상기 주면에 있어서의 4 개의 모서리와, 상기 주면의 반대측의 면인 이면에 있어서의 4 개의 모서리의 각각을 연삭 가공하는 공정인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 기판과 렌즈를 접합한다는 고도의 기술 (비특허문헌 1 참조) 을 사용하지 않고, 기판을 연삭 가공한다는 간단한 기술에 의해 렌즈를 갖는 질화물 반도체 자외선 발광 소자를 얻을 수 있다. 또한, 이 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 특허문헌 1 에서 제안되어 있는 발광 소자와 같이 사파이어보다 더욱 굴절률이 큰 유리 재료를 렌즈로서 사용하는 것이 아니라, 사파이어 기판을 렌즈로서 사용하기 때문에, 공기 중에 광을 취출할 때의 계면 반사를 억제할 수 있다.
또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 연삭 가공 공정은, 적어도, 상기 주면에 있어서의 4 개의 모서리와, 상기 이면에 있어서의 4 개의 모서리의 각각을 볼록한 형상의 곡면으로 연삭 가공하는 공정인 것이 바람직하다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 소자 구조부로부터 출사되어 기판의 주면측의 측둘레면에 도달하는 광의 입사각을 보다 크게 할 수 있음과 함께, 소자 구조부로부터 출사되어 기판의 이면측의 측둘레면에 도달하는 광의 입사각을 보다 작게 할 수 있기 때문에, 주면의 반대측으로부터 보다 많은 광을 취출할 수 있다.
또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 연삭 가공 공정은, 상기 이면측에 상기 주면과 평행한 면이 남도록, 상기 기판을 연삭 가공하는 공정인 것이 바람직하다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 양산이 가능한 등방적인 연삭 가공에 의해 질화물 반도체 자외선 발광 소자를 제조할 수 있다.
또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 기판 가공 공정이, 상기 주면에 대하여 수직인 방향으로부터 본 평면시에 있어서의 상기 기판이 원 형상, 타원 형상, 또는, 4 개의 모서리가 둥근 사각 형상이 되도록, 상기 기판을 연삭 가공하는 공정인 것이 바람직하다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 기판의 측변에 있어서의 광의 손실 (주면측의 측변에 있어서의 광의 투과, 이면측의 측변에 있어서의 광의 전반사) 을 저감시키는 것이 가능한 질화물 반도체 자외선 발광 소자를 얻을 수 있다.
또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 기판 가공 공정이, 상기 칩에 대하여, 상기 소자 구조부의 표면을 덮는 보호재를 형성하는 제 1 공정과, 상기 보호재가 형성된 상기 칩의 상기 기판을 연삭 가공하는 제 2 공정과, 상기 제 2 공정 후에 상기 보호재를 제거하는 제 3 공정을 구비하는 것이 바람직하다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 보호재에 의해 소자 구조부를 보호하면서 기판을 연삭 가공할 수 있다.
또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 2 공정에 있어서, 지립이 부착된 오목한 형상의 곡면을 갖는 용기 내에서, 1 이상의 상기 칩을 전동시켜 상기 오목한 형상의 곡면에 충돌시키는 것이 바람직하다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 오목한 형상의 곡면에 대하여 칩의 모서리만이 충돌하여 연삭되기 때문에, 효율적으로 기판의 측면을 구면으로 가공할 수 있다. 또한, 칩을 전동시키는 것에 의해, 칩을 등방적으로 연삭 가공할 수 있다. 또한, 이 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 용기 내에 복수의 칩을 넣어 동시에 연삭 가공할 수 있기 때문에, 질화물 반도체 자외선 발광 소자를 양산할 수 있다.
또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 2 공정을 실시하기 전에 있어서, 정방형인 상기 기판의 주면의 한 변의 길이를 L, 상기 소자 구조부의 외접원의 직경을 R 이라고 할 때,
상기 기판의 두께 D 는,
Figure 112018042152591-pct00001
를 만족하는 것이 바람직하다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 소자 구조부의 연삭을 방지하면서, 기판의 측면을 구면으로 연삭할 수 있다.
또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 3 공정에 있어서, 상기 보호재를 용매에 용해시켜 제거하는 것이 바람직하다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 소자 구조부에 대하여 다대한 응력을 가하지 않고, 보호재를 제거할 수 있다. 즉, 소자 구조부 (20) 의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 적어도, 상기 기판 가공 공정에 의해 상기 기판의 상기 이면에 있어서의 4 개의 모서리가 연삭 가공되어 표출된 면의 일부 또는 전부에 대하여, 최표면이 비정질 불소 수지임과 함께 상기 소자 구조부로부터 출사되는 광을 투과하는 투과재를 형성하는 투과재 형성 공정을, 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 기판의 이면측의 측둘레면에 있어서의 광의 반사를 억제하는 것이 가능한 질화물 반도체 자외선 발광 소자를 얻을 수 있다.
또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 기판 가공 공정은, 상기 주면과 평행하고 평탄한 상기 이면의 일부가 남도록 상기 이면의 4 개의 모서리를 연삭 가공하는 것이고, 상기 투과재 형성 공정은, 적어도 상기 이면에 대하여 반사 방지층을 형성하는 공정과, 상기 반사 방지층의 표면에 상기 비정질 불소 수지를 형성하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 적어도 이면에 도달한 광을 효과적으로 취출하는 것이 가능한 질화물 반도체 자외선 발광 소자를 얻을 수 있다.
또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 기판 가공 공정에 의해 상기 기판의 상기 주면에 있어서의 4 개의 모서리가 연삭 가공되어 표출된 면의 적어도 일부에 대하여, 상기 소자 구조부로부터 출사되는 광을 반사하는 반사재를 형성하는 반사재 형성 공정을, 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 기판의 주면측의 측둘레면에 있어서의 광의 반사를 촉진시키는 것이 가능한 질화물 반도체 자외선 발광 소자를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은, 사파이어 기판과, 상기 기판의 주면 상에 적층되는 복수의 AlGaN 계 반도체층을 가짐과 함께 통전함으로써 발광 중심 파장이 365 ㎚ 이하인 광을 출사하는 소자 구조부를 구비하고, 상기 기판은, 상기 주면으로부터 제 1 거리까지의 제 1 부분에 있어서, 상기 주면과 평행한 단면의 단면적이, 상기 주면으로부터 멀어짐에 따라 연속적으로 증가하고, 상기 주면의 반대측으로부터 제 2 거리까지의 제 2 부분에 있어서, 상기 주면과 평행한 단면의 단면적이, 상기 주면의 반대측으로부터 멀어짐에 따라 연속적으로 증가하고 있고, 상기 제 1 거리 및 상기 제 2 거리의 합은, 상기 기판의 두께 이하인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자를 제공한다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자는, 기판과 렌즈를 접합한다는 고도의 기술 (비특허문헌 1 참조) 을 사용하지 않고, 기판의 가공이라는 간단한 기술에 의해 얻을 수 있다. 또한, 이 질화물 반도체 자외선 발광 소자는, 특허문헌 1 에서 제안되어 있는 발광 소자와 같이 사파이어보다 더욱 굴절률이 큰 유리 재료를 렌즈로서 사용하는 것이 아니라, 사파이어 기판을 렌즈로서 사용하기 때문에, 공기 중에 광을 취출할 때의 계면 반사를 억제할 수 있다.
또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자에 있어서, 상기 제 1 부분은, 상기 주면으로부터 멀어지는 방향으로 단위 거리만큼 떨어진 경우에 있어서의 상기 주면과 평행한 단면의 단면적의 단위 증가량이, 상기 주면으로부터 멀어짐에 따라 연속적으로 감소하고, 상기 제 2 부분은, 상기 주면의 반대측으로부터 멀어지는 방향으로 단위 거리만큼 떨어진 경우에 있어서의 상기 주면과 평행한 단면의 단면적의 단위 증가량이, 상기 주면의 반대측으로부터 멀어짐에 따라 연속적으로 감소하는 것이 바람직하다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자에 의하면, 기판의 제 1 부분 및 제 2 부분의 측둘레면이 볼록한 형상의 곡면이 되고, 소자 구조부로부터 출사되어 기판의 제 1 부분의 측둘레면에 도달하는 광의 입사각을 보다 크게 할 수 있음과 함께, 소자 구조부로부터 출사되어 기판의 제 2 부분의 측둘레면에 도달하는 광의 입사각을 보다 작게 할 수 있기 때문에, 주면의 반대측으로부터 보다 많은 광을 취출할 수 있다.
또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자에 있어서, 상기 기판에 있어서의 상기 주면의 반대측에, 상기 주면과 평행한 면이 있는 것이 바람직하다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자에 의하면, 양산이 가능한 등방적인 연삭 가공에 의해 질화물 반도체 자외선 발광 소자를 제조할 수 있다.
또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자에 있어서, 상기 주면에 대하여 수직인 방향으로부터 본 평면시에 있어서, 상기 기판이, 원 형상, 타원 형상, 또는, 4 개의 모서리가 둥근 사각형상인 것이 바람직하다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자에 의하면, 기판의 측변에 있어서의 광의 손실 (제 1 부분의 측변에 있어서의 광의 투과, 제 2 부분의 측변에 있어서의 광의 전반사) 을 저감시킬 수 있다.
또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자에 있어서, 적어도, 상기 기판에 있어서의 상기 제 2 부분의 측둘레면의 일부 또는 전부에, 최표면이 비정질 불소 수지임과 함께 상기 소자 구조부로부터 출사되는 광을 투과하는 투과재가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자에 의하면, 기판의 제 2 부분의 측둘레면에 있어서의 광의 반사를 억제할 수 있다.
또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자에 있어서, 상기 기판에 있어서의 상기 주면의 반대측에, 상기 주면과 평행하고 평탄한 면인 이면이 있고, 상기 투과재가 상기 이면의 일부 또는 전부에 형성되어 있고, 상기 투과재는, 적어도 상기 이면에 대하여 형성되어 있는 반사 방지층을 포함하는 것이 바람직하다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자에 의하면, 적어도 이면에 도달한 광을 효과적으로 취출할 수 있다.
또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자에 있어서, 상기 기판에 있어서의 상기 제 1 부분의 측둘레면의 적어도 일부에, 상기 소자 구조부로부터 출사되는 광을 반사하는 반사재가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 질화물 반도체 자외선 발광 소자에 의하면, 기판의 제 1 부분의 측둘레면에 있어서의 광의 반사를 촉진시킬 수 있다.
상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 공기 중에 광을 취출할 때의 계면 반사를 억제함으로써 광의 취출 효율을 효과적으로 개선한 질화물 반도체 자외선 발광 소자를, 기판을 연삭 가공한다는 간단한 기술에 의해 용이하게 제조할 수 있다.
또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자에 의하면, 공기 중에 광을 취출할 때의 계면 반사를 억제함으로써, 광의 취출 효율을 효과적으로 개선할 수 있다. 또한, 상기 특징의 질화물 반도체 자외선 발광 소자는, 기판을 가공하는 것만으로 용이하게 제조할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 실시형태에 관련된 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 구조의 일례를 나타낸 평면도이다.
도 2 는 도 1 의 A-A 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3 은 도 1 의 p 전극 및 n 전극을 노출시켜 나타낸 평면도이다.
도 4 는 AlGaN 계 반도체층의 구조의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 5 는 웨이퍼를 분단하여 얻어진 칩의 구조의 일례를 나타낸 평면도이다.
도 6 은 기판을 가공하기 전의 칩의 구조의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 7 은 도 6 의 칩을 연삭 가공하는 연삭 가공 장치의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 8 은 도 6 의 칩이 도 7 의 연삭 가공 장치에 의해 연삭 가공되는 경과를 나타낸 사시도이다.
도 9 는 본 발명의 실시형태에 관련된 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제 1 변형예의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 10 은 본 발명의 실시형태에 관련된 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제 2 변형예의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 11 은 본 발명의 실시형태에 관련된 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제 3 변형예의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 12 는 본 발명의 실시형태에 관련된 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제 4 변형예의 구조를 나타낸 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 설명하는 데에 있어서, 사파이어 기판과 당해 기판의 주면 상에 적층된 복수의 AlGaN 계 반도체층을 갖는 소자 구조부를 구비하여 통전에 의해 발광 중심 파장이 365 ㎚ 이하인 광 (자외선) 을 출사하는 발광 다이오드인 질화물 반도체 자외선 발광 소자와, 그 제조 방법을 예시한다. 여기서, AlGaN 계 반도체층의 각 층을 구성하는 재료인 AlGaN 계 반도체는, 일반식 AlxGa1-xN (x 는 AlN 의 몰 분율이고, 0 ≤ x ≤ 1) 으로 나타내는 3 원계 또는 2 원계의 화합물 반도체를 기본으로 하고, 그 밴드 갭 에너지가 GaN (x = 0) 의 밴드 갭 에너지 (약 3.4 eV) 이상인 3 족 질화물 반도체이고, 당해 밴드 갭 에너지에 관한 조건을 만족하는 한에 있어서 미량의 In 등을 포함할 수 있다.
단, 본 발명에 관련된 질화물 반도체 자외선 발광 소자 및 그 제조 방법은, 주로 기판의 형상 또는 기판의 가공 방법에 관한 것이기 때문에, 소자 구조부의 구조는 어떠한 것이어도 되고, 이하에 예시하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자에 있어서의 소자 구조부의 구조에 한정되는 것은 아니다.
＜질화물 반도체 자외선 발광 소자의 구조예＞
먼저, 본 발명의 실시형태에 관련된 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 구조의 일례에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 구조의 일례를 나타낸 평면도이다. 도 2 는, 도 1 의 A-A 단면을 나타낸 단면도이다. 도 3 은, 도 1 의 p 전극 및 n 전극을 나타낸 평면도이다. 또한, 도 2 에 나타내는 단면도에서는, 도시의 형편상, 기판, 반도체층 및 전극의 두께 (도면 중의 상하 방향의 길이) 를 모식적으로 나타내고 있기 때문에, 반드시 실제의 치수 비와는 일치하지 않는다. 특히, 반도체층의 두께를, 실제보다 확대하여 도시하고 있다.
도 1 ∼ 도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 관련된 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1) 는, 기판 (10) 과, 기판 (10) 의 주면 (101) 상에 형성되는 소자 구조부 (20) 를 구비한다. 이 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1) 는, 실장용의 기대에 대하여 소자 구조부 (20) 측 (도 2 에 있어서의 도면 중 상측) 을 향하여 실장되는 (플립 칩 실장되는) 것이고, 광의 취출 방향은 기판 (10) 측 (도 2 에 있어서의 도면 중 하측) 이다. 또한, 도 2 에 나타내는 L1 ∼ L3 은, 소자 구조부 (20) 로부터 출사되는 광의 일부의 광선이다. 또한, 소자 구조부 (20) 란, 발광에 기여하는 부분으로서, 다시 말하면, 통전한 전류의 대부분이 흐르는 부분, 파괴되면 발광에 지장을 초래하는 부분이다.
기판 (10) 은, 사파이어로 구성되어 있고, 주면 (101) 및 이면 (102) 이 평탄하고, 주면 (101) 에 접속하는 측둘레면 (111) 및 이면 (102) 에 접속하는 측둘레면 (121) 의 각각이 볼록한 형상의 곡면으로 되어 있는 형상이다. 다시 말하면, 기판 (10) 은, 구체의 상하가 평탄한 단면 (주면 (101) 및 이면 (102)) 으로 되어 있는 형상이다.
구체적으로, 기판 (10) 은, 주면 (101) 으로부터 제 1 거리까지의 제 1 부분 (110) 과, 주면의 반대측 (즉, 이면 (102)) 으로부터 제 2 거리까지의 제 2 부분 (120) 을 가지고 있고, 제 1 부분 (110) 에서는, 주면 (101) 과 평행한 단면의 단면적이, 주면 (101) 으로부터 멀어짐에 따라 연속적으로 증가하고 있고, 제 2 부분 (120) 에서는, 주면 (101) 과 평행한 단면의 단면적이, 주면 (101) 의 반대측으로부터 멀어짐에 따라 연속적으로 증가하고 있다. 특히, 기판 (10) 은, 제 1 부분 (110) 에 있어서, 주면 (101) 으로부터 멀어지는 방향으로 단위 거리만큼 떨어진 경우에 있어서의 상기 단면적의 단위 증가량 (즉, 단면적의 미분치) 이, 주면 (101) 으로부터 멀어짐에 따라 연속적으로 감소하고, 제 2 부분 (120) 에 있어서, 주면 (101) 의 반대측 (즉, 이면 (102)) 으로부터 멀어지는 방향으로 단위 거리만큼 떨어진 경우에 있어서의 상기 단면적의 단위 증가량이, 주면 (101) 의 반대측으로부터 멀어짐에 따라 연속적으로 감소하고 있다. 또한, 제 1 거리는 제 1 부분 (110) 의 두께에 상당하고, 제 2 거리는 제 2 부분의 두께에 상당하기 때문에, 이들의 합은 당연히 기판 (10) 의 두께 이하가 된다. 또한, 기판 (10) 은, 제 1 거리 및 제 2 거리의 합과 기판의 두께가 동등한 경우의 예이다.
소자 구조부 (20) 는, AlGaN 계 반도체층 (21) 과, p 전극 (22) 과, n 전극 (23) 과, p 도금 전극 (24) 과, n 도금 전극 (25) 과, 절연막 (26) 을 구비한다. 여기서, AlGaN 계 반도체층 (21) 의 구조의 일례에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 4 는, AlGaN 계 반도체층의 구조의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, AlGaN 계 반도체층 (21) 은, 기판 (10) 측으로부터 순서대로, 하지층 (211) 과, n 형 AlGaN 으로 구성되는 n 형 클래드층 (212) 과, 활성층 (213) 과, p 형 AlGaN 으로 구성되는 전자 블록층 (214) 과, p 형 AlGaN 으로 구성되는 p 형 클래드층 (215) 과, p 형 GaN 으로 구성되는 p 형 컨택트층 (216) 을 적층한 구조이다.
하지층 (211) 은, AlN 으로 구성되어 있고, 기판 (10) 의 주면 (101) 에 대하여 형성된다. 또한, 하지층 (211) 은, AlN 의 상면에 AlGaN 을 적층한 구조여도 된다. 또한, 활성층 (213) 은, AlGaN 또는 GaN 으로 구성되는 우물층을 n 형 AlGaN 으로 구성되는 배리어층으로 끼운 단일 또는 다중 양자 우물 구조를 구비하고 있다.
AlGaN 계 반도체층 (21) 에 있어서, 발광 영역 (31) 에는 상기 서술한 각 층 (211 ∼ 216) 이 형성되어 있고, 최상면이 p 형 컨택트층 (216) 이 되어 있지만, 발광 영역 (31) 을 포위하는 주변 영역 (32) 에는 활성층 (213) 이상의 각 층 (213 ∼ 216) 이 형성되어 있지 않고, n 형 클래드층 (212) 이 노출되어 있다. 그리고, 발광 영역 (31) 에 있어서의 p 형 컨택트층 (216) 의 상면에 p 전극 (22) 이 형성되어 있고, 주변 영역 (32) 에 있어서의 n 형 클래드층 (212) 의 상면에 n 전극 (23) 이 형성되어 있다. 이 p 전극 (22) 으로부터 정공이 공급됨과 함께 n 전극 (23) 으로부터 전자가 공급되도록 통전하면, 공급된 정공 및 전자의 각각이 발광 영역 (31) 의 활성층 (213) 에 도달하고, 당해 활성층 (213) 에 있어서 정공 및 전자가 재결합하여 발광한다.
AlGaN 계 반도체층 (21) 을 구성하는 각 층 (211 ∼ 216) 은, 유기 금속 화합물 기상 성장 (MOVPE) 법이나 분자선 에피택시 (MBE) 법 등의 주지의 에피택셜 성장법에 의해 형성됨과 함께, n 형의 층에는 도너 불순물로서 예를 들어 Si 가 첨가되고, p 형의 층에는 억셉터 불순물로서 예를 들어 Mg 가 첨가된다. 또한, 기판 (10) 의 주면 (101) 상에 각 층 (211 ∼ 216) 을 적층한 후, 반응성 이온 에칭 등의 주지의 에칭 수단에 의해 일부의 영역 (주변 영역 (32) 에 상당하는 영역) 을 선택적으로 에칭하여 당해 영역의 n 형 클래드층 (212) 을 노출시킴으로써, 발광 영역 (31) 및 주변 영역 (32) 의 각각이 형성된다.
p 전극 (22) 은, 예를 들어 Ni/Au 로 구성되고, 상기 서술한 바와 같이 발광 영역 (31) 의 p 형 컨택트층 (216) 의 상면에 형성된다. n 전극 (23) 은, 예를 들어 Ti/Al/Ti/Au 로 구성되고, 상기 서술한 바와 같이 주변 영역 (32) 의 n 형 클래드층 (212) 의 상면에 형성된다. 또한, n 전극 (23) 은, 발광 영역 (31) 을 포위하도록 형성된다.
p 전극 (22) 및 n 전극 (23) 은, AlGaN 계 반도체층 (21) 에 전력을 공급할 뿐만 아니라, 발광 영역 (31) 의 활성층 (213) 에서 발생한 광을 기판 (10) 측에 반사시킨다. 특히, 발광 영역 (31) 을 포위하도록 형성되는 n 전극 (23) 이, 기판 (10) 을 통과하지 않고 주변 영역 (32) 으로부터 외부로 누출되려고 하는 광을 기판 (10) 측에 반사함으로써, 기판 (10) 을 통과하는 광의 양을 효과적으로 증대시킬 수 있다.
p 도금 전극 (24) 및 n 도금 전극 (25) 의 각각은, 예를 들어, 전해 도금으로 형성되는 Cu 의 본체부를, 무전해 도금으로 형성되는 최표면이 Au 인 1 층 이상의 금속층으로 피복하여 구성된다. 또한, p 도금 전극 (24) 및 n 도금 전극 (25) 의 각각은, 서로 이간함과 함께 상면이 평탄화되어 동일한 높이로 정렬되어 있다. 또한, p 도금 전극 (24) 의 일부는 p 전극 (22) 에 접촉하고 있고, n 도금 전극 (25) 의 일부는 n 전극 (23) 에 접촉하고 있다.
p 도금 전극 (24) 및 n 도금 전극 (25) 은, 실장용의 기대와 접속하여 AlGaN 계 반도체층 (21) 에 전력을 공급할 뿐만 아니라, 질화물 반도체 발광 소자 (1) 가 발생하는 열을 실장용의 기대에 전달시켜 방열하기 위해서 형성되어 있다. 특히, p 도금 전극 (24) 은, 전류가 집중되는 발광 영역 (31) 의 전부에 형성되어 있기 때문에, 효과적인 방열을 실시할 수 있다.
절연막 (26) 은, 예를 들어 SiO2 나 Al2O3 등으로 구성되고, p 도금 전극 (24) 과의 접속 부분을 제외한 p 전극 (22) 의 상면 및 측면과, n 도금 전극 (25) 과의 접속 부분을 제외한 n 전극 (23) 의 상면 및 측면과, p 전극 (22) 및 n 전극 (23) 이 형성되어 있지 않고 노출되어 있는 AlGaN 계 반도체층 (21) 의 발광 영역 (31) 및 주변 영역 (32) 에 있어서의 상면 그리고 발광 영역 (31) 에 있어서의 측면을 덮도록 형성된다. 절연막 (26) 은, 기판 (10) 에 있어서의 주면 (101) 의 상방에 있어서 광범위하게 형성되는 n 전극 (23) 및 p 도금 전극 (24) 의 접촉을 방지하거나, AlGaN 계 반도체층 (21) 의 발광 영역 (31) 에 있어서의 측면을 보호하기 위해서 형성되어 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 관련된 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1) 에 있어서, 소자 구조부 (20) 로부터 출사되어 기판 (10) 에 입사한 광은, 기판 (10) 의 내부를 진행하여 측둘레면 (111, 121) 이나 이면 (102) 에 도달한다. 이 때, 제 1 부분 (110) 의 측둘레면 (111) 에 도달하는 광 (L1) 은, 입사각이 크기 때문에 대부분이 전반사하고, 전반사한 광의 대부분은 제 2 부분 (120) 의 이면 (102) 또는 측둘레면 (121) 으로부터 공기 중에 출사된다. 한편, 제 2 부분 (120) 의 이면 (102) 또는 측둘레면 (121) 에 도달하는 광 (L2, L3) 은, 입사각이 작기 때문에 대부분이 전반사하지 않고, 그대로 공기 중에 출사된다. 이와 같이, 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1) 에서는, 광의 취출 방향인 주면 (101) 의 반대측으로부터 많은 광을 취출할 수 있다.
또한, 이 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1) 에서는, 특허문헌 1 에서 제안되어 있는 발광 소자와 같이 사파이어보다 더욱 굴절률이 큰 유리 재료를 렌즈로서 사용하는 것은 아니라, 사파이어 기판 (10) 을 렌즈로서 사용하기 때문에, 공기 중에 광을 취출할 때의 계면 반사를 억제할 수 있다. 따라서, 광의 취출 효율을 효과적으로 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시형태에 관련된 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1) 는, 비특허문헌 1 과 같이 기판과 렌즈를 접합한다는 고도의 기술을 사용하지 않고, 기판 (10) 을 가공한다는 간단한 기술을 사용하여 제조할 수 있다. 또한, 기판 (10) 의 가공 방법에 대해서는, 후술하는 ＜질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법예＞ 에 있어서 설명한다.
또한, 도 1 및 도 3 에서는, n 전극 (23) 의 외측의 윤곽선이 정방 형상인 경우에 대하여 예시하고 있지만, n 전극 (23) 의 형상 및 크기는 어떠한 것이어도 된다. 예를 들어, n 전극 (23) 이 원 형상이어도 되고, 주변 영역 (32) 의 전체면 (기판 (10) 의 단부에 도달하고 있어도 되고 단부로부터 약간 후퇴하고 있어도 된다) 에 형성되어 있어도 된다. 또한, 도 1 에서는, p 도금 전극 (24) 이 원 형상이고, p 도금 전극 (24) 의 직경이 n 전극 (23) 의 외측의 윤곽선 (정방 형상의 윤곽선) 에 대한 내접원의 직경보다 큰 경우에 대하여 예시하고 있지만, p 도금 전극 (24) 의 형상 및 크기는 어떠한 것이어도 된다.
또한, 도 2 에서는, 기판 (10) 의 제 1 부분 (110) 의 측둘레면 (111) 및 제 2 부분 (120) 의 측둘레면 (121) 이 볼록한 형상의 곡면인 경우에 대하여 예시하고 있지만, 볼록한 형상이 아니라 오목한 형상의 곡면이어도 되고, 곡면이 아니라 평면이어도 된다. 기판 (10) 이 이들과 같은 형상이어도, 기판의 측면이 주면에 수직인 평면인 경우와 비교하여, 소자 구조부 (20) 로부터 출사되어 기판 (10) 의 제 1 부분 (110) 의 측둘레면 (111) 에 도달하는 광의 입사각을 크게 함과 함께, 소자 구조부 (20) 로부터 출사되어 기판 (10) 의 제 2 부분 (120) 의 측둘레면 (121) 에 도달하는 광의 입사각을 작게 할 수 있기 때문에, 주면 (101) 의 반대측으로부터 많은 광을 취출할 수 있다. 단, 기판 (10) 의 제 1 부분 (110) 및 제 2 부분 (120) 의 측둘레면 (111, 121) 을 볼록한 형상의 곡면으로 하면, 소자 구조부 (20) 로부터 출사되어 기판 (10) 의 제 1 부분 (110) 의 측둘레면 (111) 에 도달하는 광의 입사각을 보다 크게 할 수 있음과 함께, 소자 구조부 (20) 로부터 출사되어 기판 (10) 의 제 2 부분 (120) 의 측둘레면 (121) 에 도달하는 광의 입사각을 보다 작게 할 수 있기 때문에, 주면 (101) 의 반대측으로부터 보다 많은 광을 취출할 수 있다.
＜질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법예＞
일반적으로, 도 1 및 도 2 에 나타낸 것과 같은 칩상의 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1) 는, 평판상의 기판의 주면 상에 복수의 소자 구조부가 정렬되도록 형성한 웨이퍼를, 소자 구조부마다 분단함으로써 얻어진다. 단, 도 2 에 나타낸 칩상의 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1) 가 구비하는 기판 (10) 은, 제 1 부분 (110) 의 측둘레면 (111) 및 제 2 부분 (120) 의 측둘레면 (121) 이 볼록한 형상의 곡면이 되는 형상이기 때문에, 기판 (10) 을 이와 같은 형상으로 가공하는 공정이 필요하다. 그래서, 이하에서는, 기판 (10) 의 제 1 부분 (110) 의 측둘레면 (111) 및 제 2 부분 (120) 의 측둘레면 (121) 을 볼록한 형상의 곡면으로 가공하는 공정을 중심으로, 본 발명의 실시형태에 관련된 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1) 의 제조 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 5 는, 웨이퍼를 분단하여 얻어진 칩의 구조의 일례를 나타낸 평면도이고, 도 1 과 동일한 평면을 나타낸 도면이다. 도 6 은, 기판을 가공하기 전의 칩의 구조의 일례를 나타낸 단면도이고, 도 2 와 동일한 단면을 나타낸 도면이다. 본 발명의 실시형태에 관련된 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1) 의 제조 방법에서는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 기판 (10) 에 있어서의 소자 구조부 (20) 의 표면을 덮는 보호재 (50) 를 형성한다. 또한, 도 6 에서는, 소자 구조부 (20) 의 표면과 그 근방을 보호재 (50) 로 덮는 경우에 대하여 예시하고 있지만, 이것보다 광범위 (예를 들어, 기판 (10) 의 주면 (101) 측의 전체면) 를 보호재 (50) 로 덮어도 된다. 그리고, 이하 설명하는 바와 같이, 이 칩 (40) 을 연삭 가공한 후에 보호재 (50) 를 제거함으로써, 도 2 에 나타내는 바와 같은 형상의 기판 (10) 을 갖는 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1) 가 얻어진다.
보호재 (50) 로서, 예를 들어, 아교나 수지 재료 (예를 들어, 에폭시, 아크릴) 등을 사용할 수 있다. 아교는, 수계의 용매 (순수, 뜨거운 물 등) 에 용해시켜 제거하는 것이 가능하고, 수지 재료는, 트리클렌이나 아세톤 등의 유기 용매에 용해시켜 제거하는 것이 가능하다.
도 7 은, 도 6 의 칩을 연삭 가공하는 연삭 가공 장치의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 연삭 가공 장치 (60) 는, 다이아몬드 등으로 이루어지는 지립이 내측에 부착된 원통상의 측벽부 (61) 와, 측벽부 (61) 에 내접하는 원 형상의 저부 (62) 와, 저부 (62) 를 회전시키는 회전축 (63) 을 구비하고 있다. 또한, 이 연삭 가공 장치 (60) 로서, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2008-168358호나 일본 공개특허공보 2006-35334호에서 제안되어 있는 바와 같은 연삭 가공 장치를 사용해도 된다.
연삭 가공 장치 (60) 의 측벽부 (61) 및 저부 (62) 로 둘러싸인 공간 내에 상기 서술한 칩 (40) 을 넣고, 당해 공간을 차폐하여 칩 (40) 의 튀어나옴을 방지하기 위한 덮개부 (도시 생략) 를, 측벽부 (61) 의 개구하고 있는 단부 (도면 중 상측) 에 설치한 후 저부 (62) 를 회전시키면, 칩 (40) 은 전동하면서 측벽부 (61) 에 충돌하여 연삭된다. 이 때, 측벽부 (61) 의 내측은 오목한 형상의 곡면으로 되어 있기 때문에, 칩 (40) 의 모서리가 충돌하여 연삭된다. 또한, 칩 (40) 이 전동하기 때문에, 칩 (40) 은 등방적으로 연삭된다.
상기와 같이 칩 (40) 을 등방적으로 연삭하면, 기판 (10) 의 측면은 구면으로 연삭된다. 단, 기판 (10) 의 두께가 과도하게 크면, 기판 (10) 의 측면이 아니라 주면 (101) 이 우선적으로 연삭되게 되어, 소자 구조부 (20) 가 연삭되게 된다. 그래서, 기판 (10) 의 두께를, 하기 식 (1) 의 우변에 나타내는 상한치 이하로 하는 것이 바람직하다.
하기 식 (1) 에 있어서, D 는 기판의 두께, L 은 정방형인 기판 (10) 의 주면 (101) 의 한 변의 길이, R 은 소자 구조부 (20) 의 외접원의 직경이고, 모두 연삭 가공 전의 값이다 (도 5 및 도 6 참조). 또한, 하기 식 (1) 의 조건은, 기판 (10) 의 측면이 구면으로 연삭된 시점 (즉, 구의 반경이 L/2 가 된 시점) 에서, 주면 (101) 상에 반경 R/2 이상의 미연삭의 영역이 남아 있기 (즉, 소자 구조부 (20) 가 연삭되지 않기) 위한 조건이다. 또한, 도 5 및 도 6 에 예시하는 칩 (40) 에 있어서, 직경 R 의 소자 구조부 (20) 의 외접원은, 각각의 전극 (23 ∼ 26) 을 포함하는 크기이고, 가장 외측의 전극 (25) 의 외접원보다 크다 (예를 들어, 적어도 전극 (25) 의 두께 분만큼 마진이 확보되어 있다).
Figure 112018042152591-pct00002
한편, 기판 (10) 의 두께가 과도하게 작으면, 기판 (10) 의 측면은 구면으로 가공될 수 있지만, 소자 구조부 (20) 로부터 출사된 광이 기판 (10) 의 측면까지 충분히 도달하지 않고, 기판 (10) 을 연삭 가공한 것에 의한 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 그래서, 기판 (10) 의 두께를, 소자 구조부 (20) 로부터 출사된 광이 기판 (10) 의 측면까지 충분히 도달하는 두께로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본원 출원인에 의한 국제 출원인 국제 공개 제2015/111134에 개시되어 있는 바와 같이, 기판 (10) 의 두께를 0.45 × L 이상으로 하면, 소자 구조부 (20) 로부터 출사된 광이 기판 (10) 의 측면까지 충분히 도달하기 때문에, 바람직하다.
도 8 은, 도 6 의 칩이 도 7 의 연삭 가공 장치에 의해 연삭 가공되는 경과를 나타낸 사시도이고, (a), (b), (c), (d), (e), (f) 의 순서로 연삭 가공이 진행되는 모습을 나타내고 있다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 칩 (40) 은, 연삭 가공 장치 (60) 에 의한 연삭 가공에 의해, 모서리가 등방적으로 연삭되어 간다. 구체적으로는, 기판 (10) 에 있어서의 주면 (101) 및 이면 (102) (도 6 참조) 의 각각의 4 개의 모서리로부터 순서대로 모서리가 연삭되어 가고, 최종적으로는 도 8 (f) 에 나타내는 바와 같이 모든 모서리가 연삭되어 구면이 된다.
그리고, 연삭 가공 후의 칩 (40) 이 갖는 보호재 (50) 를 용매에 용해시킴으로써, 도 2 에 나타낸 것과 같은 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1) 가 얻어진다. 이와 같이, 보호재 (50) 를, 용매에 용해시켜 제거하면, 소자 구조부 (20) 에 대하여 다대한 응력을 가하지 않고, 보호재 (50) 를 제거할 수 있다. 즉, 소자 구조부 (20) 의 파손을 방지할 수 있다.
이상과 같은 연삭 가공 방법에 의해 기판 (10) 을 연삭 가공하면, 소자 구조부 (20) 의 파손을 방지하면서도, 한 번에 복수의 칩 (40) 을 연삭 가공할 수 있다. 즉, 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1) 를 양산할 수 있다.
또한, 도 7 에 나타낸 연삭 가공 장치 (60) 는 일례에 지나지 않고, 다른 연삭 가공 장치를 사용하여 칩 (40) 의 연삭 가공을 해도 된다. 예를 들어, 도 7 에 나타낸 연삭 가공 장치 (60) 는, 용기의 일부인 저부 (62) 가 연직 방향을 축으로 하여 회전함으로써 칩 (40) 을 전동시키는 것이지만, 용기의 적어도 일부가 수평 방향의 성분을 갖는 방향을 축으로 하여 회전하여 칩 (40) 을 전동시키는 연삭 가공 장치를 사용해도 된다. 단, 지립이 부착된 오목한 형상의 곡면을 갖는 용기 내에서 칩 (40) 을 전동시켜, 당해 곡면에 칩 (40) 을 충돌시킬 수 있는 연삭 가공 장치를 사용하면, 상기 서술한 연삭 가공 장치 (60) 를 사용하는 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있기 때문에, 바람직하다.
또한, NC (Numerical Control) 선반 등을 사용하여 기판 (10) 의 측면을 구면으로 연삭 가공해도 된다. 단, 이와 같은 연삭 가공 방법에서는, 도 7 에 나타낸 연삭 가공 장치 (60) 를 사용하는 경우와는 달리, 한 번에 복수의 칩 (40) 의 연삭 가공을 실시하는 것은 어렵다.
＜변형 등＞
[1] 도 7 에 나타낸 것과 같은 연삭 가공 장치 (60) 를 사용하여 기판 (10) 의 측면을 구면으로 가공한 경우, 연삭 가공에 의해 기판 (10) 의 제 2 부분 (120) 의 측둘레면 (121) 에 미세한 요철이 형성됨으로써 당해 측둘레면 (121) 에 도달한 광이 반사되기 쉬워지고, 그것에 의해 광의 취출 효율이 저하할 수 있다. 그래서, 이것을 방지하기 위해서, 연삭 가공 후의 칩 (40) 에 대하여, 기판 (10) 의 제 2 부분 (120) 의 측둘레면 (121) 의 연마 가공을 해도 된다. 예를 들어, 배럴 연마기 등의 주지의 구체 연마 장치를 사용하여, 연삭 가공 후의 칩 (40) 의 표면을 연마해도 된다.
또한, 칩 (40) 을 연마 가공하는 대신에, 기판 (10) 의 제 2 부분 (120) 의 측둘레면 (121) 의 오목부를 어떠한 막으로 덮어 매립하는 것에 의해, 당해 측둘레면 (121) 에 도달한 광의 반사를 억제하여 광의 취출 효율의 저하를 방지해도 된다. 이 경우의 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 구조에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 도 9 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제 1 변형예의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2 에 상당하는 단면을 나타낸 도면이다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1A) 가 구비하는 기판 (10) 의 제 2 부분 (120) 의 측둘레면 (121) 및 이면 (102) 에는, 투과재 (70) 가 형성되어 있다. 투과재 (70) 는, 소자 구조부 (20) 가 출사하는 광을 투과함과 함께 당해 광에 의해 잘 열화하지 않는 (내성이 있는) 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 투과재 (70) 는, 기판 (10) 의 제 2 부분 (120) 의 측둘레면 (121) 및 이면 (102) 에 있어서의 광의 반사를 억제하는 관점에서, 기판 (10) 을 구성하는 사파이어보다 작고 공기보다 큰 굴절률을 갖는 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로 예를 들어, 투과재 (70) 를 비정질 불소 수지로 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 기판 (10) 의 제 2 부분 (120) 의 측둘레면 (121) 및 이면 (102) 에 한정하지 않고, 다른 부분을 투과재 (70) 로 덮어도 된다. 예를 들어, 기대에 실장한 1 또는 복수의 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 전체를, 투과재 (70) 로 봉지 (매립) 해도 된다. 이 경우, p 도금 전극 (24) 및 n 도금 전극 (25) 의 적어도 일방의 표면 (실장용의 기대에 있어서의 전극과 접촉하지 않는 부분의 표면이고, 도 9 에 있어서의 상면을 제외한 측면) 을 투과재 (70) 로 덮는 것에 의해, 단락을 방지할 수 있다. 특히, 투과재 (70) 를 비결합성의 비정질 불소 수지로 구성하면, 금속 원자의 마이그레이션을 바람직하게 방지할 수 있기 때문에 바람직하다.
비결합성의 비정질 불소 수지는, 금속이나 기판 (10) 을 구성하는 사파이어 등에 대한 결합력이 약한 것이 난점이다. 그러나, 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1A) 를 기대에 실장한 후에, 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1A) 와 기대의 간극에 투과재 (70) 를 넣어 p 도금 전극 (24) 및 n 도금 전극 (25) 의 적어도 일방의 표면을 투과재 (70) 로 덮도록 하면, 투과재 (70) 는 잘 박리되지 않게 된다. 또한, 기판 (10) 의 제 1 부분 (110) 의 측둘레면 (111) 및 제 2 부분 (120) 의 측둘레면 (121) 에 다수의 요철이 형성되어 있으면, 앵커 효과에 의해 당해 측둘레면 (111, 121) 과 투과재 (70) 의 결합력이 커지기 때문에, 투과재 (70) 는 잘 박리되지 않게 된다.
비정질의 불소 수지로서, 예를 들어, 결정성 폴리머의 불소 수지를 공중합화하여 폴리머 알로이로서 비정질화시킨 것이나, 퍼플루오로디옥솔의 공중합체 (듀퐁사 제조의 상품명 테플론 AF (등록상표)) 나 퍼플루오로부테닐비닐에테르의 고리화 중합체 (아사히 유리사 제조의 상품명 사이톱 (등록상표)) 등을 들 수 있다. 또한, 비결합성의 비정질 불소 수지로는, 중합체 또는 공중합체를 구성하는 구조 단위가 함불소 지방족 고리 구조를 갖고, 말단 관능기가 CF3 등의 퍼플루오로알킬기인 비정질 불소 수지를 들 수 있다. 퍼플루오로알킬기는, 금속 등에 대하여 결합성을 나타내는 반응성의 말단 관능기를 가지고 있지 않다. 또한, 결합성의 비정질 불소 수지는, 중합체 또는 공중합체를 구성하는 구조 단위가, 동일한 함불소 지방족 고리 구조를 가지고 있어도, 말단 관능기로서, 금속 등에 대하여 결합 가능한 반응성 관능기를 갖는 점에서, 비결합성의 비정질 불소 수지와 상이하다. 당해 반응성의 관능기는, 일례로서, 카르복실기 (COOH) 또는 에스테르기 (COOR) 이다. 단, R 은 알킬기를 나타낸다.
또한, 함불소 지방족 고리 구조를 갖는 구조 단위로는, 고리형 함불소 단량체에 기초하는 단위 (이하, 「단위 A」), 또는, 디엔계 함불소 단량체의 고리화 중합에 의해 형성되는 단위 (이하, 「단위 B」) 가 바람직하다. 또한, 비정질 불소 수지의 조성 및 구조는, 본원 발명의 본 취지는 아니기 때문에, 당해 단위 A 및 단위 B 에 관한 상세한 설명은 할애하지만, 당해 단위 A 및 단위 B 에 관해서는, 국제 공개 제2014/178288호의 단락 [0031] ∼ [0062] 에 상세하게 설명되어 있기 때문에, 참조하기 바란다.
비결합성의 비정질 불소 수지의 시판품의 일례로서, 사이톱 (아사히 유리사 제조) 등을 들 수 있다. 또한, 말단 관능기가 CF3 인 사이톱은, 하기의 화학식 1 에 나타내는 상기 단위 B 의 중합체이다.
[화학식 1]
Figure 112018042152591-pct00003
또한, 상기 서술한 바와 같이, 기판 (10) 의 제 2 부분 (120) 의 측둘레면 (121) 및 이면 (102) 뿐만이 아니라, p 도금 전극 (24) 및 n 도금 전극 (25) 의 적어도 일방을 투과재 (70) 로 덮는 경우에 있어서, 각각을 덮는 투과재 (70) 를 상이한 재료로 구성해도 된다. 예를 들어, p 도금 전극 (24) 및 n 도금 전극 (25) 의 적어도 일방을 덮는 투과재 (70) 는, 금속 원자의 마이그레이션을 억제하는 관점에서 비결합성의 비정질 불소 수지로 구성하고, 기판 (10) 의 제 2 부분 (120) 의 측둘레면 (121) 및 이면 (102) 을 덮는 투과재 (70) 는, 비결합성이 아닌 비정질 불소 수지로 구성해도 된다.
또한, 투과재 (70) 는, 최표면이 비정질 불소 수지이면 공기와의 계면에 있어서의 광의 반사를 억제하는 것이 가능하기 때문에, 비정질 불소 수지와 기판 (10) (특히, 제 2 부분 (120) 의 측둘레면 (121)) 사이에, 소자 구조부 (20) 로부터 출사되는 광을 투과하는 다른 재료의 층을 가지고 있어도 된다. 예를 들어, 투과재 (70) 가, 비정질 불소 수지와 기판 (10) 사이에, SiO2 나 HfO2 등의 무기 재료의 층을 가지고 있어도 되고, 이들 층을 복수 가지고 있어도 된다. 구체적으로 예를 들어, 투과재 (70) 가, 기판 (10) 의 표면에 형성되는 HfO2 의 층과, 추가로 그 표면에 형성되는 SiO2 의 층을 가지고 있어도 된다.
특히, 투과재 (70) 가, 비정질 불소 수지와 기판 (10) 사이에, 단층 또는 다층의 반사 방지층을 구비하고 있어도 된다. 1 개의 반사 방지층의 두께는 λ／4n 이고, n 은 반사 방지층의 굴절률, λ 는 소자 구조부 (20) 로부터 출사되는 광의 파장이다. 예를 들어, 1 개의 반사 방지층은, SiO2 나 HfO2 로 구성된다. 이와 같은 반사 방지층을 형성함으로써, 광의 취출 효율을 더욱 개선할 수 있다. 또한, 반사 방지층에 의한 반사 방지 효과를 얻기 위해서는, 반사 방지층을 설계한 대로의 두께로 형성하는 것이 중요한데, 주면 (101) 과 평행하고 평탄한 면인 이면 (102) 에 대해서는, 용이하게 설계한 대로의 두께의 반사 방지층을 형성할 수 있다. 그 때문에, 적어도 기판 (10) 의 이면 (102) 에 대하여 반사 방지층을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기와 같이 비정질 불소 수지와 기판 (10) 사이에 SiO2 나 HfO2 등의 층을 형성하는 경우, 먼저, 스퍼터 등의 주지의 성막 방법에 의해 기판 (10) 에 대하여 SiO2 나 HfO2 등의 층을 형성하고, 그 후에, 비정질 불소 수지의 층의 형성이나, 비정질 불소 수지에 의한 봉지를 하면 된다. 또한, 기판 (10) 의 이면 (102) 에 대하여 반사 방지층을 형성하는 경우, 소자 구조부 (20) 로부터 출사된 광이 어느 정도 확산되는 (즉, 이면 (102) 에 도달하는 광의 입사각이 어느 정도 커지는) 것을 고려하여, 당해 입사각의 광을 반사할 수 있는 두께의 반사 방지층을 형성해도 된다. 구체적으로, 소자 구조부 (20) 로부터 출사되어 이면 (102) 에 대하여 수직으로 입사하는 광 (즉, 입사각이 0°인 광) 이 아니라, 예를 들어, 0°보다 크고 임계각보다 작은 소정의 입사각의 광에 맞추어 두께를 설계한 반사 방지층을 형성해도 된다. 또한, 사파이어의 굴절률을 1.8, 비정질 불소 수지의 굴절률을 1.35 로 한 경우의 임계각은 48.6°이고, 이와 같은 반사 방지층을 형성함으로써, 입사각이 임계각보다 작은 광을 효과적으로 취출하는 것이 가능해짐과 함께, 이면 (102) 의 과도한 연삭을 불필요하게 할 수 있다.
또한, 도 9 에서는, 기판 (10) 의 이면 (102) 에도 투과재 (70) 를 형성한 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1A) 를 예시하고 있지만, 이면 (102) 에 투과재 (70) 를 형성하지 않아도 된다. 또한, 기판 (10) 의 제 2 부분 (120) 의 측둘레면 (121) 에, 상기 서술한 바와 같은 연삭 가공에서 기인하는 요철이 없는 경우에도, 사파이어보다 작고 공기보다 큰 굴절률을 갖는 비정질 불소 수지가 최표면에 형성된 투과재 (70) 를 측둘레면 (121) 에 형성함으로써, 공기와의 계면에 있어서의 광의 반사를 억제할 수 있다.
[2] 도 7 에 나타낸 것과 같은 연삭 가공 장치 (60) 를 사용하여 기판 (10) 의 측면을 연삭 가공한 경우, 기판 (10) 의 제 1 부분 (110) 의 측둘레면 (111) 에 미세한 요철이 형성됨으로써 광을 반사하기 어려워지고, 그것에 의해 광의 취출 효율이 저하할 수 있다. 그래서, 이것을 방지하기 위해서, 연삭 가공 후의 칩 (40) 에 대하여, 기판 (10) 의 제 1 부분 (110) 의 측둘레면 (111) 의 연마 가공을 해도 된다. 예를 들어, 배럴 연마기 등의 주지의 구체 연마 장치를 사용하여, 연삭 가공 후의 칩 (40) 의 표면을 연마해도 된다.
또한, 칩 (40) 을 연마 가공하는 대신에, 기판 (10) 의 제 1 부분 (110) 에 있어서의 측둘레면 (111) 의 표면에 있어서의 요철을 어떠한 막으로 덮어 매립하는 것에 의해, 소자 구조부 (20) 가 출사하는 광의 산란을 억제하여 광의 취출 효율의 저하를 방지해도 된다. 이 경우의 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 구조에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 도 10 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제 2 변형예의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2 에 상당하는 단면을 나타낸 도면이다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1B) 가 구비하는 기판 (10) 의 제 1 부분 (110) 의 측둘레면 (111) 에는, 반사재 (80) 가 형성되어 있다. 반사재 (80) 는, 소자 구조부 (20) 가 출사하는 광을 반사하는 재료로 구성되어 있고, 예를 들어 Al, Ni, Rh 의 적어도 1 개를 포함하는 재료로 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 기판 (10) 의 제 1 부분 (110) 의 측둘레면 (111) 에, 상기 서술한 바와 같은 연삭 가공에서 기인하는 요철이 없는 경우에도, 제 1 부분 (110) 의 측둘레면 (111) 에 반사재 (80) 를 형성함으로써, 제 1 부분 (110) 의 측둘레면 (111) 에 있어서의 반사를 촉진시키는 것이 가능하다.
[3] 상기 서술한 실시형태에서는, 기판 (10) 의 주면 (101) 및 이면 (102) 이 평탄한 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1) 를 예시했지만 (도 2 참조), 평탄한 이면 (102) 이 없고, 주면 (101) 의 반대측이 곡면이어도 된다. 이 경우의 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 구조에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 도 11 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제 3 변형예의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2 에 상당하는 단면을 나타낸 도면이다.
도 11 에 나타내는 바와 같이, 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1C) 가 구비하는 기판 (10C) 은, 제 2 부분 (120C) 의 측둘레면 (121C) 이 반구상이 되어 있다. 또한, 이와 같은 형상의 기판 (10C) 을 갖는 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1C) 는, 예를 들어, NC 선반을 사용하여 칩 (40) (도 6 참조) 을 연삭 가공함으로써 얻어진다.
도 11 에 나타내는 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1C) 와 같이, 제 2 부분 (120C) 의 측둘레면 (121C) 이 반구상이면, 소자 구조부 (20) 로부터 출사되어 제 2 부분 (120C) 의 측둘레면 (121C) 에 도달하는 광의 입사각을 매우 작게 할 수 있다. 단, 기판 (10C) 을 이와 같은 형상으로 가공하기 위해서는, 소자 구조부 (20) 가 형성되어 있는 주면 (101) 을 남기면서 이면의 전부를 연삭 가공할 필요가 있고, 등방적인 연삭 가공에서는 실현하는 것이 곤란하기 때문에, 양산에는 적합하지 않다. 또한, 상기 서술한 실시형태에 있어서의 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1) (도 2 참조) 와 같이, 기판 (10) 에 있어서 평탄한 이면 (102) 이 남아 있었다고 해도, 소자 구조부 (20) 로부터 출사되어 이면 (102) 에 도달하는 광의 입사각은 충분히 작아지기 때문에, 평탄한 이면 (102) 이 남아 있어도, 그에 따른 광의 취출 효율의 저하는 작다. 또한, 평탄한 이면 (102) 이 남아 있으면, 이면 (102) 을 베큠 픽업하는 것이 가능해지는 등, 핸들링이 용이해진다.
[4] 기판 (10) 내의 특정한 일방향으로 광이 치우치는 것을 방지하는 관점에서, 기판 (10) 및 발광 영역 (31) 이, 기판 (10) 의 주면 (101) 에 대하여 수직인 방향으로부터 본 평면시 (이하, 간단히 평면시라고 한다) 에 있어서 중심이 일치하는 2 회 대칭 이상의 회전 대칭의 형상인 것이 바람직하다. 또한, 활성층 (213) 에 대하여 효율적으로 전력을 공급하는 관점에서, 발광 영역 (31) 이, 평면시에 있어서 회전 대칭의 중심으로부터 복수의 방향으로 방사상으로 돌출된 형상인 것이 바람직하다.
도 1 ∼ 도 4 에 나타낸 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1) 에 있어서의 기판 (10) 의 주면 (101) 및 발광 영역 (31) (p 전극 (22) 이 형성되어 있는 영역) 은 상기의 조건을 만족하는 형상이고, 발광 영역 (31) 은 2 회 대칭이지만, 이것보다 고차의 회전 대칭성을 갖는 발광 영역을 형성해도 된다. 이 경우의 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 구조에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 도 12 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제 4 변형예의 구조를 나타낸 평면도이고, 도 3 에 상당하는 평면을 나타낸 도면이다.
도 12 에 나타내는 질화물 반도체 자외선 발광 소자에 있어서의 발광 영역 (p 전극 (22D) 이 형성되어 있는 영역) 은, 평면시에 있어서 회전 대칭의 중심으로부터 8 방향에 대하여 방사상으로 돌출된 국화 형상이고, 8 회 대칭의 형상이다. 도 12 에 나타낸 것과 같은 8 회 대칭의 형상에는 한정되지 않지만, 발광 영역을 고차의 회전 대칭 (예를 들어, 4 회 대칭 이상) 의 형상으로 함으로써, 기판 (10) 을 통과하는 광을 균일하게 하는 것이 가능해진다.
[5] 상기 서술한 ＜질화물 반도체 자외선 발광 소자의 구조예＞ 및 ＜질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법예＞ 에서는, 기판 (10) 의 측둘레면 (111, 121) 의 전부가 곡면 (구면) 인 경우를 예로 들어 설명하고 있지만, 기판 (10) 의 측둘레면 (111, 121) 의 일부에 평면이 남아 있어도 된다. 예를 들어, 기판 (10) 이, 도 8(b) ∼ 8(e) 의 각각의 상태로 칩 (40) 의 연삭 가공을 종료하여 얻어지는 것과 같은 형상이어도 된다. 또한, 연삭 가공 전의 칩이 입방체상이 아니어도 되고, 연삭 가공 전의 칩의 주면이 정방 형상이 아니어도 된다.
단, 기판을 통과하는 광을 수속하여 광의 취출 효율을 효과적으로 개선하기 위해서는, 도 8(b) ∼ 8(f) 에 나타내는 바와 같이, 적어도 기판의 주면 (101) 및 이면 (102) 의 각각에 있어서의 4 개의 모서리가 연삭되어 있을 필요가 있다. 이 경우에 있어서, 제 1 로, 도 8(b) 및 8(c) 에 나타내는 바와 같이 평면시에 있어서 기판이 사각형상이 되어 있는 것 보다, 도 8(d) ∼ 8(f) 에 나타내는 바와 같이 평면시에 있어서 기판이 원 형상 (혹은 타원 형상) 또는 4 개의 모서리가 둥근 사각형상인 것이, 기판의 측변에 있어서의 광의 손실 (제 1 부분 (110) 의 측변에 있어서의 광의 투과, 제 2 부분 (120) 의 측변에 있어서의 광의 전반사) 을 저감시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 제 2 로, 도 8(b) ∼ 8(e) 에 나타내는 바와 같이 기판의 측면에 평면이 남아 있는 형상보다, 도 8(f) 에 나타내는 바와 같이 당해 평면이 남아 있지 않은 형상이, 기판의 측면에 있어서의 광의 손실 (제 1 부분 (110) 의 측면에 있어서의 광의 투과, 제 2 부분 (120) 의 측면에 있어서의 광의 전반사) 을 저감시킬 수 있기 때문에 바람직하다.
[6] 상기 서술한 실시형태에서는, p 도금 전극 (24) 이 막상인 경우에 대하여 예시했지만 (도 1 및 도 2 등 참조), 이 p 도금 전극 (24) 을, 예를 들어 Au 로 구성되는 다수의 범프 (돌기) 로 구성해도 된다. 이 경우, 소자 구조부 (20) 의 최표면의 표면적이 커지기 때문에, 도 6 에 나타낸 것과 같은 칩 (40) 을 제작하는 경우에 있어서 접착력을 향상시킬 수 있다.
[7] 상기 서술한 실시형태 및 변형예는, 각각 임의로 조합하여 실시하는 것이 가능하다. 또한, 상기 [1] 및 [2] 를 조합하는 경우에 있어서, 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 전체에 투과재 (70) 로 봉지하는 경우에는, 먼저 기판 (10) 의 제 1 부분 (110) 의 측둘레면 (111) 에 반사재 (80) 를 형성하고, 그 후에 질화물 반도체 자외선 발광 소자 (1B) (도 10 참조) 를 투과재 (70) 로 봉지하면 된다.
산업상 이용가능성
본 발명은, 사파이어 기판의 주면 상에 AlGaN 계 반도체층을 형성하여 구성되어 발광 중심 파장이 365 ㎚ 이하인 광 (자외선) 을 출사하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자 및 그 제조 방법에 이용 가능하다.
1, 1A ∼ 1C : 질화물 반도체 자외선 발광 소자
10, 10C : 기판
101 : 주면
102 : 이면
110 : 제 1 부분
111 : 측둘레면
120, 120C : 제 2 부분
121, 121C : 측둘레면
20 : 소자 구조부
21, 21D : AlGaN 계 반도체층
211 : 하지층
212 : n 형 클래드층 (n 형 AlGaN)
213 : 활성층
214 : 전자 블록층 (p 형 AlGaN)
215 : p 형 클래드층 (p 형 AlGaN)
216 : p 형 컨택트층 (p 형 GaN)
22, 22D : p 전극
23, 23D : n 전극
24 : p 도금 전극
25 : n 도금 전극
26 : 절연막
31 : 발광 영역
32 : 주변 영역
40 : 칩
50 : 보호재
60 : 연삭 가공 장치
61 : 측벽부
62 : 저부
63 : 회전축
70 : 투과재
80 : 반사재
L1 ∼ L3 : 광선

Claims (18)

  1. 사파이어 기판과, 당해 기판의 주면 상에 적층되는 복수의 AlGaN 계 반도체층을 가짐과 함께 통전함으로써 발광 중심 파장이 365 ㎚ 이하인 광을 출사하는 소자 구조부를 구비하는 칩에 대하여, 상기 기판을 연삭 가공하는 기판 가공 공정을 구비하고,
    상기 기판 가공 공정은, 적어도, 상기 주면에 있어서의 4 개의 모서리와, 상기 주면의 반대측의 면인 이면에 있어서의 4 개의 모서리의 각각을 연삭 가공하는 공정임과 함께, 상기 이면측에 상기 주면과 평행한 면이 남도록, 상기 기판을 연삭 가공하는 공정인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연삭 가공 공정은, 적어도, 상기 주면에 있어서의 4 개의 모서리와, 상기 이면에 있어서의 4 개의 모서리의 각각을 볼록한 형상의 곡면으로 연삭 가공하는 공정인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 가공 공정이, 상기 주면에 대하여 수직인 방향으로부터 본 평면시에 있어서의 상기 기판이 원 형상, 타원 형상, 또는, 4 개의 모서리가 둥근 사각형상이 되도록, 상기 기판을 연삭 가공하는 공정인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 가공 공정이,
    상기 칩에 대하여, 상기 소자 구조부의 표면을 덮는 보호재를 형성하는 제 1 공정과,
    상기 보호재가 형성된 상기 칩의 상기 기판을 연삭 가공하는 제 2 공정과,
    상기 제 2 공정 후에 상기 보호재를 제거하는 제 3 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 공정에 있어서, 지립이 부착된 오목한 형상의 곡면을 갖는 용기 내에서, 1 이상의 상기 칩을 전동시켜 상기 오목한 형상의 곡면에 충돌시키는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 공정을 실시하기 전에 있어서, 정방형인 상기 기판의 주면의 한 변의 길이를 L, 상기 소자 구조부의 외접원의 직경을 R 이라고 할 때,
    상기 기판의 두께 D 는,
    Figure 112018042361403-pct00017

    를 만족하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 공정에 있어서, 상기 보호재를 용매에 용해시켜 제거하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도, 상기 기판 가공 공정에 의해 상기 기판의 상기 이면에 있어서의 4 개의 모서리가 연삭 가공되어 표출된 면의 일부 또는 전부에 대하여, 최표면이 비정질 불소 수지임과 함께 상기 소자 구조부로부터 출사되는 광을 투과하는 투과재를 형성하는 투과재 형성 공정을, 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판 가공 공정은, 상기 주면과 평행하고 평탄한 상기 이면의 일부가 남도록 상기 이면의 4 개의 모서리를 연삭 가공하는 것이고,
    상기 투과재 형성 공정은, 적어도 상기 이면에 대하여 반사 방지층을 형성하는 공정과, 상기 반사 방지층의 표면에 상기 비정질 불소 수지를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 가공 공정에 의해 상기 기판의 상기 주면에 있어서의 4 개의 모서리가 연삭 가공되어 표출된 면의 적어도 일부에 대하여, 상기 소자 구조부로부터 출사되는 광을 반사하는 반사재를 형성하는 반사재 형성 공정을, 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자의 제조 방법.
  11. 질화물 반도체 자외선 발광 소자로서,
    사파이어 기판과,
    상기 기판의 주면 상에 적층되는 복수의 AlGaN 계 반도체층을 가짐과 함께 통전함으로써 발광 중심 파장이 365 ㎚ 이하인 광을 출사하는 소자 구조부를 구비하고,
    상기 질화물 반도체 자외선 발광 소자는 칩상이며,
    상기 기판은,
    상기 주면으로부터 제 1 거리까지의 제 1 부분에 있어서, 상기 주면과 평행한 단면의 단면적이, 상기 주면으로부터 멀어짐에 따라 연속적으로 증가하고,
    상기 주면의 반대측으로부터 제 2 거리까지의 제 2 부분에 있어서, 상기 주면과 평행한 단면의 단면적이, 상기 주면의 반대측으로부터 멀어짐에 따라 연속적으로 증가하고 있고,
    상기 제 1 거리 및 상기 제 2 거리의 합은, 상기 기판의 두께 이하이고,
    상기 기판에 있어서의 상기 주면의 반대측에, 상기 주면과 평행한 면이 있으며,
    상기 주면에 대하여 수직인 방향으로부터 본 평면시에 있어서, 상기 기판이, 원 형상, 타원 형상, 또는, 4 개의 모서리가 둥근 사각형상인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 부분은, 상기 주면으로부터 멀어지는 방향으로 단위 거리만큼 떨어진 경우에 있어서의 상기 주면과 평행한 단면의 단면적의 단위 증가량이, 상기 주면으로부터 멀어짐에 따라 연속적으로 감소하고,
    상기 제 2 부분은, 상기 주면의 반대측으로부터 멀어지는 방향으로 단위 거리만큼 떨어진 경우에 있어서의 상기 주면과 평행한 단면의 단면적의 단위 증가량이, 상기 주면의 반대측으로부터 멀어짐에 따라 연속적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자.
  13. 삭제
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    적어도, 상기 기판에 있어서의 상기 제 2 부분의 측둘레면의 일부 또는 전부에, 최표면이 비정질 불소 수지임과 함께 상기 소자 구조부로부터 출사되는 광을 투과하는 투과재가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판에 있어서의 상기 주면의 반대측에, 상기 주면과 평행하고 평탄한 면인 이면이 있고, 상기 투과재가 상기 이면의 일부 또는 전부에 형성되어 있고,
    상기 투과재는, 적어도 상기 이면에 대하여 형성되어 있는 반사 방지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자.
  16. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 기판에 있어서의 상기 제 1 부분의 측둘레면의 적어도 일부에, 상기 소자 구조부로부터 출사되는 광을 반사하는 반사재가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 자외선 발광 소자.
  17. 삭제
  18. 삭제
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