TWI682558B - 半導體發光裝置 - Google Patents

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小島章弘
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秋元陽介
古山英人
杉崎吉昭
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日商阿爾發得股份有限公司
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Abstract

依實施形態下，半導體發光裝置，係具備半導體層、p側電極、絕緣膜、n側電極、p側配線部、n側配線部。前述半導體層，係具有第1半導體層、第2半導體層、設於前述第1半導體層與前述第2半導體層之間的發光層。前述第1半導體層，係具有由包含前述發光層及前述第2半導體層之積層膜所包圍的第1n側區域。前述p側電極，係設於前述第2半導體層上。前述絕緣膜，係設於前述p側電極上。前述n側電極，係具有第1部分、第2部分、第3部分，該第1部分係設於前述第1半導體層的側面，該第2部分係設於前述第1n側區域，該第3部分係隔著前述絕緣膜而疊於前述p側電極，將前述第1部分與前述第2部分作連接。前述p側配線部，係設於前述絕緣膜上。前述n側配線部，係設於前述絕緣膜上。

Description

半導體發光裝置 [關聯專利申請案的引用]
本申請案，係以依在2015年3月12日申請專利之日本發明專利申請案第2015-049093號之優先權的利益為基礎，且請求其利益，其內容整體經由引用包含於此。
實施形態，係關於半導體發光裝置。
p側電極與n側電極形成於含發光層之半導體層的其中一面側之構造方面，係電極不妨礙從發光面的光之取出，故電極的形狀、布局等的自由度高。電極的形狀、布局等，係影響電特性、發光效率等，故適切之設計受到要求。
實施形態，係提供可均勻發光之半導體發光裝置。
實施形態，係提供具備以下之半導體發光裝 置：具有第1半導體層、第2半導體層、設於前述第1半導體層與前述第2半導體層之間的發光層之半導體層，前述第1半導體層，係具有由包含前述發光層及前述第2半導體層之積層膜所包圍的第1n側區域之半導體層；設於前述第2半導體層上之p側電極；設於前述p側電極上之絕緣膜；具有第1部分、第2部分、第3部分之n側電極，該第1部分係設於前述第1半導體層的側面，該第2部分係設於前述第1n側區域，該第3部分係隔著前述絕緣膜而疊於前述p側電極，將前述第1部分與前述第2部分作連接；設於前述絕緣膜上，與前述p側電極作連接之p側配線部；以及設於前述絕緣膜上，與前述n側電極作連接之n側配線部。
依實施形態的半導體發光裝置下，均勻發光成為可能。
10‧‧‧基板
11‧‧‧第1半導體層
11a‧‧‧第1面
11b‧‧‧側面
11c‧‧‧第2n側區域
11d‧‧‧第1n側區域
12‧‧‧第2半導體層
13‧‧‧發光層
14‧‧‧積層膜
15‧‧‧半導體層
16‧‧‧p側電極
17‧‧‧n側電極
17a‧‧‧第1部分
17b‧‧‧第4部分
17c‧‧‧第2部分
17d‧‧‧接觸部
17e‧‧‧第3部分
17f‧‧‧第5部分
18‧‧‧絕緣膜
19‧‧‧絕緣膜
21‧‧‧p側配線層
21a‧‧‧導孔
22‧‧‧n側配線層
22a‧‧‧導孔
23‧‧‧p側金屬柱
23a‧‧‧p側外部端子
24‧‧‧n側金屬柱
24a‧‧‧n側外部端子
25‧‧‧樹脂層
30‧‧‧螢光體層
31‧‧‧螢光體
32‧‧‧透明層
41‧‧‧p側配線部
43‧‧‧n側配線部
51‧‧‧絕緣膜
61‧‧‧溝
62‧‧‧抗蝕膜
71‧‧‧透明電極
72‧‧‧絕緣膜
81‧‧‧第1開口
82‧‧‧第2開口
100‧‧‧支撐體
圖1，係實施形態的半導體發光裝置之示意剖面圖。
圖2(a)及(b)，係實施形態的半導體發光裝置之示意平面圖。
圖3(a)~(c)，係實施形態的半導體發光裝置之示意平面圖。
圖4(a)~圖10，係就實施形態的半導體發光裝置之製造方法作繪示的示意剖面圖。
圖11，係實施形態的半導體發光裝置之示意剖面圖。
圖12，係實施形態的半導體發光裝置之示意剖面圖。
圖13，係實施形態的半導體發光裝置之示意剖面圖。
圖14，係實施形態的半導體發光裝置之示意剖面圖。
[實施例]
依實施形態下，半導體發光裝置，係具備半導體層、p側電極、絕緣膜、n側電極、p側配線部、n側配線部。前述半導體層，係具有第1半導體層、第2半導體層、設於前述第1半導體層與前述第2半導體層之間的發光層。前述第1半導體層，係具有由包含前述發光層及前述第2半導體層之積層膜所包圍的第1n側區域。前述p側電極，係設於前述第2半導體層上。前述絕緣膜，係設於前述p側電極上。前述n側電極，係具有第1部分、第2部分、第3部分，該第1部分係設於前述第1半導體 層的側面，該第2部分係設於前述第1n側區域，該第3部分係隔著前述絕緣膜而疊於前述p側電極，將前述第1部分與前述第2部分作連接。前述p側配線部，係設於前述絕緣膜上。前述n側配線部，係設於前述絕緣膜上。
以下，參照圖，說明關於實施形態。另外，各圖中，對於同要素係標記相同符號。
圖1，係實施形態的半導體發光裝置之示意剖面圖。
圖2(a)，係就示於圖1之第1半導體層11與第2半導體層12的平面布局之一例作繪示的示意平面圖。
圖2(b)，係就示於圖1之p側電極16與n側電極17的平面布局之一例作繪示的示意平面圖。
實施形態的半導體發光裝置，係具有包含支撐體100、螢光體層30、設於支撐體100與螢光體層30之間的半導體層15之積層體。
半導體層15，係具有第1半導體層11、第2半導體層12、設於第1半導體層11與第2半導體層12之間的發光層13。
第1半導體層11及第2半導體層12，係例如包含氮化鎵。第1半導體層11，係例如包含基底緩衝層、n型GaN層。第2半導體層12，係例如包含p型GaN層。發光層13，係包含發出藍、紫、藍紫、紫外光等之材料。發光層13的發光峰值波長，係例如430~470nm。
第1半導體層11，係具有第1面11a、從第1面11a接續之側面11b。第1面11a係粗面化，具有複數個微小凹凸。
在第1半導體層11之第1面11a的相反側，係設有包含發光層13與第2半導體層12之積層膜(台面)14。積層膜14，係在第1面11a的相反側突出成台面狀。
在第1半導體層11之第1面11a的相反側，係設置設有積層膜14之部分、第1n側區域11d、第2n側區域11c。在第1n側區域11d及第2n側區域11c，係未設有包含包含發光層13之積層膜14。
如示於圖2(a)，第1n側區域11d，係例如在半導體層15的面方向之中央部設成島狀(點狀)。第1n側區域11d的周圍，係被積層膜14不間斷包圍。
第2n側區域11c，係設於第1半導體層11的外周側，如示於圖1，設於第1半導體層11的側面11b、積層膜14之間。如示於圖2，第2n側區域11c，係將積層膜14的周圍不間斷包圍。
如示於圖1，在積層膜14的第2半導體層12上，設有p側電極16。p側電極16，在第1n側區域11d及第2n側區域11c係未設置。
在第1半導體層11的側面11b、第1n側區域11d、及第2n側區域11c，係設有n側電極17。n側電極17，係具有第1部分17a、第2部分17c、第3部分17e、 第4部分17b、接觸部17d。第1部分17a、第2部分17c、第3部分17e、第4部分17b、及接觸部17d，係以相同材料一體而設置。第1部分17a、第2部分17c、第3部分17e、第4部分17b、及接觸部17d，係以相同材料不間斷而設置。
第1部分17a，係設於第1半導體層11的側面11b。第1部分17a，係設於第1半導體層11的所有側面11b，將側面11b的周圍不間斷包圍。第1部分17a，係亦設於從側面11b接續之第2n側區域11c的一部分。第1部分17a，係接於側面11b及第2n側區域11c。
第1部分17a，係從側面11b突出於第1面11a的相反側。在該第1部分17a的突出之前端部，係一體設有第4部分17b。如示於圖2(b)，第4部分17b係沿著p側電極16的外周而設。
如示於圖1，積層膜14及p側電極16，係以絕緣膜18覆蓋。絕緣膜18，係例如氧化矽膜等之無機絕緣膜。
第4部分17b，係隔著絕緣膜18，而疊於p側電極16的端部。沿著p側電極16的外周，而一體設有例如4個第4部分17b。
n側電極17與積層膜14之間、及n側電極17與p側電極16之間，係設有絕緣膜18。
在第1半導體層11的第1n側區域11d，係設有n側電極17的第2部分17c。第2部分17c，係在第1n 側區域11d接於第1半導體層11。
第1部分17a與第2部分17c，係經由第4部分17b及示於圖2(b)之第3部分17e而連接。
如示於圖2(b)，第3部分17e，係將4個第4部分17b之中的平行之2個第4部分17b之間連接，而橫穿p側電極16的上方。第3部分17e，係隔著絕緣膜18而疊於p側電極16，將第1部分17a與第2部分17c連接。
於4個第4部分17b之中的1個第4部分17b，係設有突出於該寬度方向之接觸部17d。接觸部17d，係隔著絕緣膜18而疊於p側電極16。
n側電極17，係包含對於第1半導體層(例如n型GaN層)11歐姆接觸之第1膜(例如鋁膜)。此外，該鋁膜，係對於發光層13的發光光具有反射性。再者，n側電極17，係包含相對於第1膜(鋁膜)而積層之第2膜(例如，鈦膜、鉑膜、金膜、鎳膜等)。
p側電極16，係包含對於第2半導體層(例如p型GaN層)12歐姆接觸之第1膜(例如銀膜)。此外，該銀膜，係對於發光層13的發光光具有反射性。再者，p側電極16，係包含相對於第1膜(銀膜)而積層之第2膜(例如，鈦膜、鉑膜、金膜、鎳膜等)。
電流通過p側電極16與n側電極17而供應至發光層13，發光層13作發光。然後，從發光層13所放射之光，係從第1半導體層11的第1面11a側入射至 螢光體層30。
包含發光層13之發光區域(設有p側電極16之區域)的面積，係比不含發光層13之n側區域(第1n側區域11d及第2n側區域11c)的面積更寬闊。藉此，獲得寬闊之發光面，可使光輸出為高。
在半導體層15之第1面11a的相反側(第2面側)，係設有支撐體100。包含半導體層15、p側電極16及n側電極17之發光元件，係由支撐體100作支撐。
於半導體層15的第1面11a側，係作為對於半導體層15的放射光賦予期望的光學特性之光學層，而設有螢光體層30。螢光體層30，係包含複數個粒子狀的螢光體31。螢光體31，係受發光層13的放射光而激發，放射與該放射光係不同波長的光。
複數個螢光體31，係分散於透明層32中。透明層32，係使發光層13的放射光及螢光體31的放射光透射。此處「透射」，係不限於透射率為100%，亦含吸收光的一部分之情況。
半導體層15之第1面11a的相反側(第2面側)、p側電極16及n側電極17，係被絕緣膜18、19覆蓋。絕緣膜18、19，係例如氧化矽膜等之無機絕緣膜。
於絕緣膜18、19上，係p側配線層21與n側配線層22互相分離而設。
於絕緣膜18、19，係如示於圖7(a)，形成有通往p側電極16之複數個第1開口81、通往n側電極 17的接觸部17d之第2開口82。另外，第1開口81，係亦可為更大之1個開口。
p側配線層21，係設於絕緣膜18、19上及第1開口81的內部。p側配線層21，係經由設於第1開口81內之複數個導孔21a而與p側電極16電連接。
n側配線層22，係設於絕緣膜18、19上及第2開口82的內部。n側配線層22，係經由設於第2開口82內之導孔22a而與n側電極17的接觸部17d電連接。
p側配線層21之n側配線層22側的一部分，係隔著絕緣膜19，而疊於n側電極17的第3部分17e。p側配線層21的其他一部分，係隔著絕緣膜19，而疊於n側電極17的第4部分17b。n側配線層22，係隔著絕緣膜18、19，而疊於p側電極16。
p側配線層21及n側配線層22，係包含例如銅膜。該銅膜在基底金屬膜上以例如電鍍法而形成。基底金屬膜，係包含成為電鍍的晶種層之銅膜、對於發光層13的放射光具有高反射性之例如鋁膜。此外，基底金屬膜，係包含設於銅膜與鋁膜之間的鈦膜或氮化鈦膜。鈦膜或氮化鈦膜，係作用為屏障膜及密接膜。
p側配線層21及n側配線層22佔據半導體層15的第2面側之區域的大部分而在絕緣膜18、19上擴展。因此，在半導體層15的第2面側之大部分的區域，含於p側配線層21及n側配線層22的基底之鋁膜擴展而形成。藉此，可增加朝向螢光體層30側之光的量。
此外，於第1半導體層11的側面11b，亦設有包含鋁膜之n側電極17。從發光層13朝向第1半導體層11的側面11b之光，係在n側電極17反射，不漏至外部。為此，可防止從半導體發光裝置的側面側之漏光所致的色分離、顏色不均等。
於p側配線層21上係設有p側金屬柱23。p側配線部41，係包含p側配線層21及p側金屬柱23。於n側配線層22上係設有n側金屬柱24。n側配線部43，係包含n側配線層22及n側金屬柱24。
於p側配線部41與n側配線部43之間，係作為絕緣層而設有樹脂層25。樹脂層25，係設於p側配線部41的側面及n側配線部43的側面。樹脂層25，係以接於p側金屬柱23的側面與n側金屬柱24的側面之方式，而充填於p側金屬柱23與n側金屬柱24之間。樹脂層25，係充填於p側配線層21與n側配線層22之間。
樹脂層25，係亦設在鄰接於第1半導體層11的側面11b之區域(晶片外周部)，覆蓋n側電極17的第1部分17a。
在p側金屬柱23之p側配線層21的相反側的端部(面)，係從樹脂層25曝露，作用為可與安裝基板等的外部電路作連接之p側外部端子23a。在n側金屬柱24之n側配線層22的相反側的端部(面)，係從樹脂層25曝露，作用為可與安裝基板等的外部電路作連接之n側外部端子24a。p側外部端子23a及n側外部端子 24a，係例如經由焊料、或導電性的接合材，而接合於安裝基板的接墊。
p側外部端子23a與n側外部端子24a之間隔，係比在絕緣膜19上之p側配線層21與n側配線層22的間隔更寬闊。p側外部端子23a與n側外部端子24a之間隔，係比安裝時的焊料之闊度還大。藉此，可防止透過焊料之p側外部端子23a與n側外部端子24a之間的短路。
對此，p側配線層21與n側配線層22之間隔，係可窄化直到程序上的極限。為此，變得可獲大p側配線層21的面積。藉此，可促進發光層13的熱之散熱。
此外，p側配線層21通過複數個導孔21a而與p側電極16相接之面積，係比n側配線層22通過導孔22a而與n側電極17相接之面積還寬闊。藉此，可均勻化流通於發光層13之電流的分布。
在絕緣膜18、19上擴寬之n側配線層22的面積，係可比第1n側區域11d及第2n側區域11c的面積擴寬。此外，可將設於n側配線層22之上的n側金屬柱24之n側外部端子24a的面積，比第1n側區域11d及第2n側區域11c的面積擴寬。藉此，確保在可靠性高之安裝方面充分的n側外部端子24a之面積，同時變得可縮小第1n側區域11d及第2n側區域11c的面積。亦即，變得可縮小在半導體層15之包含發光層13之區域的面積，將包含發光層13之發光區域的面積擴寬而使光輸出提升。
第1半導體層11，係經由n側電極17及n側配線層22而與n側金屬柱24電連接。第2半導體層12，係經由p側電極16及p側配線層21而與p側金屬柱23電連接。
p側金屬柱23的厚度(連結p側配線層21與p側外部端子23a之方向的厚度)，係比p側配線層21的厚度還厚。n側金屬柱24的厚度(連結n側配線層22與n側外部端子24a之方向的厚度)，係比n側配線層22的厚度還厚。p側金屬柱23、n側金屬柱24及樹脂層25各者的厚度，係比半導體層15厚。
金屬柱23、24的縱橫比(相對於平面尺寸之厚度的比)，係可為大於等於1，亦可比1小。亦即，金屬柱23、24，係可比該平面尺寸厚，亦可為薄。
包含p側配線層21、n側配線層22、p側金屬柱23、n側金屬柱24及樹脂層25之支撐體100的厚度，係比包含半導體層15、p側電極16及n側電極17之發光元件(LED晶片)的厚度還厚。
半導體層15，係藉磊晶成長法而形成於基板上。基板係在形成支撐體100後被除去，半導體層15係在第1面11a側不含基板。半導體層15，係並非由剛性之板狀的基板，而由具有金屬柱23、24與樹脂層25之複合體的支撐體100所支撐。
在p側配線部41及n側配線部43的材料方面，可採用例如銅、金、鎳、銀等。此等之中，採用銅 時，可使良好之熱導性、高抗遷移性及對於絕緣材料之密接性提升。
樹脂層25，係補強p側金屬柱23及n側金屬柱24。樹脂層25，係採用熱膨脹率與安裝基板相同或接近者為理想。在如此之樹脂層25方面，可舉例如主要含環氧樹脂之樹脂、主要含聚矽氧樹脂之樹脂、主要含氟樹脂之樹脂。
此外，在樹脂層25的成為基底之樹脂含有光吸收劑、光反射劑、散光劑等，樹脂層25係對於發光層13的光具有遮光性或反射性。藉此，可抑制從支撐體100的側面及安裝面側的漏光。
由於半導體發光裝置的安裝時之熱循環，使得因使p側外部端子23a及n側外部端子24a接合於安裝基板的接墊之焊料等而起的應力施加於半導體層15。p側金屬柱23、n側金屬柱24及樹脂層25，係將該應力吸收緩和。尤其，藉採用比半導體層15柔軟之樹脂層25作為支撐體100的一部分，使得可提高應力鬆弛效果。
使用於半導體層15的形成(成長)之基板，係從半導體層15除去。藉此，半導體發光裝置被矮化。此外，可在半導體層15之基板被除去的第1面11a形成微小凹凸，達成光取出效率的提升。例如，藉使用鹼系溶液之濕式蝕刻、或乾式刻蝕而形成微小凹凸，於半導體層15的光取出側形成粗面(第1面11a)。藉此粗面，可減少全反射成分，而提升光取出效率。
將第1面11a粗面化後，在第1面11a上隔著絕緣膜51而形成螢光體層30。絕緣膜51，係作用為將半導體層15與螢光體層30的密接性提高之密接層，係例如氧化矽膜、氮化矽膜等之無機膜。
螢光體層30，係具有複數個粒子狀的螢光體31分散於透明層32中之構造。透明層32，係主要含有例如聚矽氧樹脂之透明樹脂層。
螢光體層30，係從第1面11a擴寬直到晶片外周部。於晶片外周部，在樹脂層25與螢光體層30之間、及n側電極17與螢光體層30之間，係設有作用為密接膜之絕緣膜18。
螢光體層30，係未繞入半導體層15的第2面側、金屬柱23、24的周圍、及支撐體100的側面而形成。螢光體層30的側面、支撐體100的側面(樹脂層25的側面)對齊。
亦即，實施形態的半導體發光裝置，係晶片尺寸封裝構造的非常小型的半導體發光裝置。為此，在應用於例如照明用燈具等時，燈具設計的自由度提高。
在不將光取出至外部的安裝面側係未浪費形成螢光體層30，達到成本減低。可經由擴寬於第2面側之p側配線層21、n側配線層22、及厚的金屬柱23、24，而使發光層13的熱放射至安裝基板側，小型之下卻散熱性方面仍優異。
在一般的覆晶安裝，係在將LED晶片經由凸 塊等而安裝於安裝基板後，以覆蓋晶片整體之方式形成螢光體層。或者，於凸塊間底膠填充樹脂。
相對於此依實施形態下，在安裝前的狀態，於p側金屬柱23的周圍及n側金屬柱24之周圍，係設有與螢光體層30不同之樹脂層25，可對於安裝面側賦予適於應力鬆弛之特性。此外，在安裝面側已設有樹脂層25，故變得不需要安裝後的底膠填充。
在第1面(粗面)11a側，係設有光取出效率、色轉換效率、配光特性等優先之設計的光學層，在安裝面側係設有安裝時的應力鬆弛、代替基板之作為支撐體的特性等優先之層。例如，於樹脂層25，係高密度填充二氧化矽粒子等之填料，可調整成作為支撐體而適切之硬度。
從發光層13放射至第1面11a側的光係入射至螢光體層30，一部分的光係將螢光體31激發，以發光層13的光、螢光體31的光之混合光而擬似獲得例如白色光。
於此，在第1面11a上有基板時，產生不入射至螢光體層30，而從基板的側面漏至外部之光。亦即，從基板的側面洩漏發光層13的光之色味強的光，可能成為就螢光體層30從上面視看的情況下，在外緣側看見藍色光的環之現象等色分離、顏色不均等的原因。
相對於此，依實施形態下，在第1面11a與螢光體層30之間係無基板，故可防止從基板側面洩漏發 光層13的光之色味強的光所致之色分離、顏色不均等。
此外，依實施形態下，n側電極17接於第1半導體層11的側面11b之面積，係比n側電極17在第1半導體層11的第2面側接於第1n側區域11d之面積及接於第2n側區域11c的面積之合計還寬闊。
限制在第1半導體層11的第2面側接於第1半導體層11之n側電極17的面積，使得可相對擴大包含發光層13之積層膜14及接於該積層膜14而設的p側電極16在第2面側擴寬之面積(發光區域)。此發光區域的擴大，係提高半導體發光裝置的光束。
僅在第1半導體層11的側面11b使n側電極17與第1半導體層11接觸時，有時變得難以在發光層13的面方向之中央附近高效流通。
依實施形態下，即使在第2面側的中央附近，仍使n側電極17與第1半導體層11的第1n側區域11d接觸，故可使電流均勻流通於發光層13。
因此，依實施形態下，擴大發光區域，同時仍實現電流的均勻分布，可提供能以大光束而均勻發光之半導體發光裝置。
在設於第1n側區域11d之n側電極17的第2部分17c，係未設有與n側配線層22的接觸部。為此，抑制第2部分17c的寬度及面積的擴大，相對可擴大設有發光層13及p側電極16之發光區域的面積。
n側電極17與n側配線層22的接觸部17d， 係隔著絕緣膜18而疊於p側電極16。接觸部17d，係未接於第1半導體層11的第2面。為此，p側電極16的面積係未受接觸部17d限制，而使得可擴大發光區域。
n側電極17的各部分(第1部分17a、第2部分17c、第3部分17e、第4部分17b、及接觸部17d)，係連結成一體。因此，n側配線層22與n側電極17係在1處予以接觸即可。不需要在n側電極17之各部分的各者使n側配線層22接觸。
將第1部分17a與第3部分17e、及第1部分17a與接觸部17d連結之第4部分17b，係隔著絕緣膜18而疊於p側電極16之端部。因此，可不妨礙p側電極16的面積擴大，而擴大第4部分17b的線寬度，降低n側電極17整體的電阻。此結果，提高供應至發光層13的電流効率，可達成半導體發光裝置的大光束且均勻發光。
如示於圖3(a)、(b)及(c)，第1n側區域11d及n側電極17的第2部分17c，係可分別設置複數個。點狀配置複數個第1n側區域11d。將半導體層15之外周側的第4部分17b、第2部分17c連結之第3部分17e亦設置複數個。
設置複數個第1n側區域11d及n側電極17的第2部分17c，使得可使電流更均勻分散於半導體層15的面方向。
此外，如示於圖3(c)，第3部分17e係亦能以在第2部分17c交叉的方式形成為格子狀。
接著，參照圖4(a)~圖10，而說明關於實施形態的半導體發光裝置之製造方法。
如示於圖4(a)，例如，藉MOCVD(metal organic chemical vapor deposition)法，在基板10的主面上，依序磊晶成長第1半導體層11、發光層13及第2半導體層12。
基板10，係例如矽基板。或者，基板10亦可為藍寶石基板。半導體層15，係例如含氮化鎵(GaN)之氮化物半導體層。
第1半導體層11，係具有例如設於基板10的主面上之緩衝層、設於緩衝層上之n型GaN層。第2半導體層12，係具有例如p型GaN層。發光層13，係具有例如MQW(Multiple Quantum well)構造。
在第2半導體層12上，係如示於圖4(b)，選擇性形成p側電極16。
之後，例如，藉採用不圖示之遮罩下的RIE(Reactive Ion Etching)法，將第2半導體層12及發光層13選擇性蝕刻而除去，如示於圖4(c)，選擇性使第1半導體層11曝露。
在由包含第2半導體層12及發光層13之積層膜(台面)14、及p側電極16所包圍的區域，第1n側區域11d曝露。
接著，如示於圖5(a)，選擇性除去第1半導體層11，形成溝61。在基板10的主面上，由於溝61 使得半導體層15係分離成複數個。溝61，係在晶圓狀的基板10上以例如格狀圖案而形成。
溝61，係貫通半導體層15，到達基板10。再者，基板10的主面亦稍微蝕刻，溝61的底後退到比基板10與第1半導體層11的界面還下方。
接著，如示於圖5(b)，以覆蓋基板10上的構造體之方式而形成絕緣膜18。於該絕緣膜18，係例如藉採用抗蝕遮罩下的蝕刻，而選擇性形成開口。從該開口，係第1半導體層11的側面11b、及第1n側區域11d曝露。此外，設於第1半導體層11的側面11b、積層膜14之間的第1半導體層11之第2n側區域11c的一部分亦曝露。
p側電極16的上面、p側電極16的側面、及積層膜14的側面，係以絕緣膜18覆蓋。溝61的底面亦以絕緣膜18覆蓋。
第1半導體層11的側面11b、積層膜14的側面係未對齊。在第1半導體層11的側面11b、積層膜14的側面之間有階差，使得可留下覆蓋積層膜14的側面之絕緣膜18，同時容易使第1半導體層11的側面11b曝露。
如示於圖6(a)，於絕緣膜18上係選擇性形成抗蝕膜62，之後，在抗蝕膜62上、及未由抗蝕膜62所覆蓋之絕緣膜18上形成n側電極17。
n側電極17，係接於第1半導體層11的側面 11b而形成。再者，n側電極17，係形成於第1n側區域11d及第2n側區域11c。
形成n側電極17後，將抗蝕膜62除去。覆蓋抗蝕膜62之n側電極17，係與抗蝕膜62一起除去(剝離)。
如示於圖6(b)，留下n側電極17的第1部分17a、第2部分17c、第3部分17e(示於圖2(b))、第4部分17b、及接觸部17d。
於n側電極17上及絕緣膜18上，係如示於圖7(a)，形成絕緣膜19。於絕緣膜19，係形成使n側電極17的接觸部17d曝露的開口82。於p側電極16上的絕緣膜18、19，係形成使p側電極16曝露之複數個開口81。
接著，藉採用未圖示之抗蝕遮罩下的電解鍍銅法，而如示於圖7(b)，在絕緣膜19上，形成p側配線層21及n側配線層22。
p側配線層21，係亦形成於開口81內，與p側電極16電連接。n側配線層22，係亦形成於開口82內，與n側電極17的接觸部17d電連接。
接著，使用未圖示之抗蝕遮罩，而藉採用p側配線層21及n側配線層22作為晶種層下的電解鍍銅法，而形成p側金屬柱23及n側金屬柱24。
p側金屬柱23，係形成於p側配線層21上。p側配線層21與p側金屬柱23係以相同之銅材料而一體 化。n側金屬柱24，係形成於n側配線層22上。n側配線層22與n側金屬柱24係以相同之銅材料而一體化。
接著，在示於圖7(b)的構造體之上，形成示於圖8之樹脂層25。樹脂層25，係覆蓋含p側配線層21及p側金屬柱23之p側配線部41、及含n側配線層22及n側金屬柱24之n側配線部43。
此外，樹脂層25，係亦形成於晶片外周部，隔著絕緣膜19，而覆蓋n側電極17的第1部分17a。
樹脂層25，係與p側配線部41及n側配線部43一起構成支撐體100。於該支撐體100支撐著半導體層15之狀態下，除去基板10。
例如，藉濕式蝕刻或乾式刻蝕而除去是矽基板之基板10。或者，基板10為藍寶石基板的情況下，係可藉雷射剝離法而除去。
磊晶成長於基板10上之半導體層15，係有時含有大的內部應力。p側金屬柱23、n側金屬柱24及樹脂層25，係比起例如GaN系材料的半導體層15較為柔軟之材料。因此，即使磊晶成長時的內部應力在基板10的剝離時一口氣開放，p側金屬柱23、n側金屬柱24及樹脂層25，仍會吸收該應力。為此，可回避除去基板10之過程中的半導體層15之破損。
藉基板10的除去，使得如示於圖9，第1半導體層11的第1面11a曝露。在曝露之第1面11a，係如示於圖10，形成微小凹凸。例如，以KOH(氫氧化鉀) 水溶液、TMAH(四甲基氫氧化銨)等，將第1面11a濕式蝕刻。在此蝕刻下，係發生依存於晶面取向之蝕刻速度的差異。為此，可於第1面11a形成凹凸。於第1面11a形成微小凹凸，使得可使發光層13的放射光之取出效率提升。或者，亦可藉使用抗蝕遮罩下之乾式刻蝕，於第1面11a形成微小凹凸。
於第1面11a上，係如示於圖1，隔著絕緣膜51而形成螢光體層30。絕緣膜51，係亦形成於晶片外周部的絕緣膜18上。螢光體層30，係藉例如印刷、灌封、模製、壓縮成形等之方法而形成。絕緣膜51，係提高第1半導體層11與螢光體層30的密接性。絕緣膜51，係例如氧化矽膜、氮化矽膜、氮氧化矽膜等之無機絕緣膜。
此外，在螢光體層30方面，亦可將螢光體經由結合材而予以燒結之燒結螢光體，隔著絕緣膜51而黏合於螢光體層30。
形成螢光體層30後，樹脂層25的表面(圖10之下面)被研削，p側金屬柱23及n側金屬柱24從樹脂層25曝露。p側金屬柱23的曝露面係成為p側外部端子23a，n側金屬柱24的曝露面係成為n側外部端子24a。
接著，在形成將複數個半導體層15分離之前述的溝61之區域，將晶圓切斷。螢光體層30、絕緣膜18、19、及樹脂層25被切斷。此等係藉例如切割刀、或雷射光而切斷。半導體層15，係未存在於切割區域故不受切割所致的損傷。
單片化前的前述之各程序，係在含多數個半導體層15之晶圓狀態下進行。晶圓，係被單片化成含至少一個半導體層15之半導體發光裝置。另外，半導體發光裝置，係可為含一個半導體層15之單晶片構造，亦可為含複數個半導體層15之多晶片構造。
單片化前的前述之各程序，係在晶圓狀態下總括而進行，故無須按被單片化之各個的裝置，而進行配線的形成、柱體的形成、藉樹脂層之封裝、及螢光體層的形成，使得可大幅減低成本。
在晶圓狀態下，於形成支撐體100及螢光體層30後，其等被切斷，故螢光體層30的側面、支撐體100的側面(樹脂層25的側面)對齊，該等側面形成被單片化之半導體發光裝置的側面。因此，加上無基板10，而使得可提供晶片尺寸封裝構造的小型之半導體發光裝置。
如示於圖11，n側電極17的第1部分17a，係亦可未接觸於第1半導體層11的第2n側區域11c，而僅接觸於側面11b。
圖12，係實施形態的半導體發光裝置之其他具體例的示意剖面圖。
依示於圖12之半導體發光裝置下，在接續於第1半導體層11之側面11b的第1面11a，設有例如ITO(Indium Tin Oxide)等之透明電極71。透明電極71，係與n側電極17的第1部分17a連接。透明電極71，係接 於第1部分17a的第1面11a側之端部的內壁。
於樹脂層71與螢光體層30之間，係設有提高該兩者的密接性之絕緣膜72。絕緣膜72，係例如氧化矽膜、氮化矽膜等之無機絕緣膜。
遍及第1半導體層11之第1面11a的整面，係設有與n側電極17連接之透明電極71，故可進一步提高流通於第1半導體層11之電流的面方向之均勻性。
如示於前述之圖5(a)，在形成將第1半導體層11分離成複數個之溝61時，基板10的主面亦稍微後退。為此，如示於圖6(b)，在溝61的側面形成n側電極17的第1部分17a時，第1部分17a的端部比第1半導體層11的第1面11a突出於基板10側。
然後，將基板10除去，如示於圖10將第1面11a粗面化時，n側電極17的第1部分17a之端部的內壁會曝露。在該狀態下，於第1面11a上形成透明電極71時，可將透明電極71、第1部分17a的端部予以接觸。
圖13，係實施形態的半導體發光裝置之再其他具體例的示意剖面圖。
依示於圖13之實施形態下，晶片外周部的絕緣膜(無機絕緣膜)18未延伸到半導體發光裝置的側面。設於晶片外周部之絕緣膜18，係由樹脂層25所覆蓋，樹脂層25形成半導體發光裝置的側面。
因此，切割晶圓時，於切割區域係不存在絕 緣膜18。為此，可抑制由於切割時的衝撃，使得在絕緣膜18與螢光體層30的界面、或裂痕絕緣膜18與樹脂層25的界面產生裂痕。可防止從該裂痕的水分之浸入，可提高半導體發光裝置的可靠性。
圖14，係實施形態的半導體發光裝置之再其他具體例的示意剖面圖。
依示於圖14之實施形態下，在晶片外周部之樹脂層25與螢光體層30之間，設有n側電極17的第5部分17f。第5部分17f，係一體設於設在第1半導體層11的側面11b之第1部分17a的端部，從該第1部分17a的端部朝向半導體發光裝置的側面而延伸。
為此，於半導體發光裝置的晶片外周部之螢光體31的放射光方面，可使朝向下方的支撐體100側之光在n側電極17的第5部分17f反射而返回螢光體層30側。
因此，於半導體發光裝置的晶片外周部，防止螢光體31的放射光被樹脂層25所吸收所致的損失，而可提高從螢光體層30側的光取出效率。
設於第5部分17f與螢光體層30之間的絕緣膜18，係提高第5部分17f與螢光體層30的密接性。
雖就本發明之幾個實施形態作了說明，惟此等實施形態係作為例子而提示者，並未意圖限定發明之範圍。此等新穎的實施形態，係能以其他的各種形態作實施，在不脫離發明之要旨的範圍下，可進行各種的省略、 置換、變更。此等實施形態、其變化等係包含於發明之範圍、要旨等，同時包含於申請專利範圍所記載之發明與其均等之範圍。
11‧‧‧第1半導體層
11a‧‧‧第1面
11b‧‧‧側面
11c‧‧‧第2n側區域
11d‧‧‧第1n側區域
12‧‧‧第2半導體層
13‧‧‧發光層
14‧‧‧積層膜
15‧‧‧半導體層
16‧‧‧p側電極
17‧‧‧n側電極
17a‧‧‧第1部分
17b‧‧‧第4部分
17c‧‧‧第2部分
17d‧‧‧接觸部
18‧‧‧絕緣膜
19‧‧‧絕緣膜
21‧‧‧p側配線層
21a‧‧‧導孔
22‧‧‧n側配線層
22a‧‧‧導孔
23‧‧‧p側金屬柱
23a‧‧‧p側外部端子
24‧‧‧n側金屬柱
24a‧‧‧n側外部端子
25‧‧‧樹脂層
30‧‧‧螢光體層
31‧‧‧螢光體
32‧‧‧透明層
41‧‧‧p側配線部
43‧‧‧n側配線部
51‧‧‧絕緣膜
100‧‧‧支撐體

Claims (20)

  1. 一種半導體發光裝置，具備：半導體層，其具有第1半導體層、第2半導體層、和設於前述第1半導體層與前述第2半導體層之間的發光層，前述第1半導體層具有由包含前述發光層及前述第2半導體層之積層膜包圍的第1n側區域；螢光體層，其設於前述第1半導體層上；p側電極，其設於前述第2半導體層上；絕緣膜，其設於前述p側電極上；n側電極，其具有第1部分、第2部分及第3部分，該第1部分設於前述第1半導體層的側面，該第2部分設於前述第1n側區域，該第3部分隔著前述絕緣膜而疊於前述p側電極，將前述第1部分與前述第2部分連接；p側配線部，其設於前述絕緣膜上，與前述p側電極連接；n側配線部，其設於前述絕緣膜上，與前述n側電極連接；和樹脂層，其設於前述半導體層的周圍，並具有遮光性；於前述第1半導體層位於比前述第2半導體層上方的狀態下，前述樹脂層的上表面位於比前述第1半導體層的上表面高的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體發光裝置，其中，前述n側電極進一步具有沿著前述p側電極的外周而 設之第4部分。
  3. 如申請專利範圍第2項之半導體發光裝置，其中，前述第4部分隔著前述絕緣膜而疊於前述p側電極的端部。
  4. 如申請專利範圍第2項之半導體發光裝置，其中，前述第4部分係與前述第3部分連接。
  5. 如申請專利範圍第2項之半導體發光裝置，其中，前述n側電極進一步具有一接觸部，該接觸部係一體而設於前述第4部分，且連接前述n側配線部。
  6. 如申請專利範圍第5項之半導體發光裝置，其中，前述接觸部隔著前述絕緣膜而疊於前述p側電極。
  7. 如申請專利範圍第1項之半導體發光裝置，其中，前述n側電極包含接於前述第1半導體層之鋁膜。
  8. 如申請專利範圍第1項之半導體發光裝置，其中，前述p側電極包含接於前述第2半導體層之銀膜。
  9. 如申請專利範圍第1項之半導體發光裝置，其中，前述n側電極在前述第1部分與前述第2部分接於前述第1半導體層。
  10. 如申請專利範圍第1項之半導體發光裝置，其中，前述n側電極的前述第1部分、前述第2部分、及前述第3部分係以相同材料一體而設置。
  11. 如申請專利範圍第2項之半導體發光裝置，其中，前述n側電極的前述第1部分、前述第2部分、前述第3部分、及前述第4部分係以相同材料一體而設置。
  12. 如申請專利範圍第1項之半導體發光裝置，其中，前述第1半導體層進一步具有設於前述側面與前述積層膜之間的第2n側區域，前述n側電極的前述第1部分亦設於前述第2n側區域。
  13. 如申請專利範圍第12項之半導體發光裝置，其中，前述n側電極接於前述第1半導體層的前述側面之面積比前述n側電極接於前述第1半導體層的前述第1n側區域之面積與接於前述第2n側區域之面積的合計還寬闊。
  14. 如申請專利範圍第1項之半導體發光裝置，其中，點狀配置複數個前述第1n側區域。
  15. 如申請專利範圍第1項之半導體發光裝置，其進一步具備一透明電極，該透明電極設於接續在前述第1半導體層之前述側面的第1面，與前述n側電極的前述第1部分連接。
  16. 如申請專利範圍第15項之半導體發光裝置，其中，前述n側電極的前述第1部分之端部比前述第1半導體層的前述第1面突出，前述透明電極接於前述第1部分的前述端部。
  17. 如申請專利範圍第1項之半導體發光裝置，其中，前述螢光體層在前述第1半導體層上不隔著基板而 設，在前述螢光體層與前述第1半導體層之間不具有基板。
  18. 如申請專利範圍第1項之半導體發光裝置，其進一步具備設於前述第1半導體層與前述螢光體層之間的無機膜。
  19. 如申請專利範圍第1項之半導體發光裝置，其中，前述p側配線部具有：p側配線層，其連接於前述p側電極；以及p側金屬柱，其設於前述p側配線層上，比前述p側配線層厚，前述n側配線部具有：n側配線層，其連接於前述n側電極；以及n側金屬柱，其設於前述n側配線層上，比前述n側配線層厚。
  20. 如申請專利範圍第1項之半導體發光裝置，其中，前述樹脂層設於前述p側配線部與前述n側配線部之間。
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