WO2019092893A1 - 半導体モジュール、表示装置、及び半導体モジュールの製造方法 - Google Patents

半導体モジュール、表示装置、及び半導体モジュールの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019092893A1
WO2019092893A1 PCT/JP2018/006103 JP2018006103W WO2019092893A1 WO 2019092893 A1 WO2019092893 A1 WO 2019092893A1 JP 2018006103 W JP2018006103 W JP 2018006103W WO 2019092893 A1 WO2019092893 A1 WO 2019092893A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light emitting
shielding layer
light
emitting element
base substrate
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/006103
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
宏彰 大沼
浩由 東坂
剛史 小野
小野　高志
崇 栗栖
祐介 藤田
幡　俊雄
勝次 井口
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Priority to US16/760,249 priority Critical patent/US11329033B2/en
Priority to CN201880071466.7A priority patent/CN111316455A/zh
Priority to JP2019551868A priority patent/JP6936867B2/ja
Publication of WO2019092893A1 publication Critical patent/WO2019092893A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/50—Multistep manufacturing processes of assemblies consisting of devices, each device being of a type provided for in group H01L27/00 or H01L29/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/57—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece the laser beam entering a face of the workpiece from which it is transmitted through the workpiece material to work on a different workpiece face, e.g. for effecting removal, fusion splicing, modifying or reforming
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H01L33/504—Elements with two or more wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor module, a display device, and a method of manufacturing a semiconductor module.
  • Patent Document 1 discloses a light emitting device including a base, and a first light emitting element and a second light emitting element disposed on the base.
  • the light emitting device includes a light transmitting member provided on the top surface of the first light emitting element, a wavelength conversion member provided on the top surface of the second light emitting element, a first light emitting element, a second light emitting element, and a light transmitting member And a light shielding member that covers the side surface of the wavelength conversion member.
  • An object of one embodiment of the present invention is to highlight light emitted from individual light emitting elements and to improve the light extraction efficiency of light emitted from the light emitting elements.
  • a semiconductor module is adjacent to a base substrate on which a drive circuit is formed and a plurality of light emitting elements electrically connected to the drive circuit.
  • a plurality of color conversion layers in contact with the top of each of the plurality of light emitting elements, a plurality of light emitting elements and a plurality of the light emitting elements disposed between the light emitting elements adjacent to each other and between the color conversion layers adjacent to each other And a light shielding layer separating the color conversion layers.
  • a semiconductor module is disposed between a base substrate on which a drive circuit is formed, a plurality of light emitting elements electrically connected to the drive circuit, and the light emitting elements adjacent to each other, A light shielding layer separating the plurality of light emitting elements; a metal terminal provided on the base substrate for supplying power for driving the drive circuit from the outside; and provided on the base substrate And an insulating layer covering a portion of the upper surface of the base substrate, wherein the metal terminal penetrates the insulating layer to contact a pad electrode formed on the upper surface of the base substrate, and a portion of the metal terminal is , In contact with the upper surface of the insulating layer.
  • a method of manufacturing a semiconductor module includes the steps of: forming a plurality of light emitting elements from a semiconductor layer grown on a growth substrate; and peeling the growth substrate from the plurality of light emitting elements by laser irradiation. And filling the light shielding layer on the base substrate to cover the upper surface of the base substrate and the entire exposed surface of the light emitting element after the step of peeling the growth substrate, and filling the light shielding layer Removing the portion of the light shielding layer on the upper surface of the light emitting element, and forming a color conversion layer on the upper portion of the light emitting element; It is electrically connected to a drive circuit formed on the base substrate.
  • a method of manufacturing a semiconductor module according to an aspect of the present invention includes the steps of: forming a plurality of light emitting elements from a semiconductor layer grown on a growth substrate; and peeling the growth substrate from the plurality of light emitting elements by laser irradiation.
  • the first light shielding layer on the base substrate so as to cover the upper surface of the base substrate and the entire exposed surface of the light emitting device after the step of peeling the growth substrate; Removing the portion of the first light shielding layer above the height from the base substrate on the upper surface of the light emitting element after the step of filling the shielding layer; and removing the portion of the first light shielding layer After the step, forming a second light shielding layer made of a material different from the material of the first light shielding layer on the first light shielding layer, and forming the second light shielding layer And the second light on the top surface of the light emitting element. Removing the portion of the masking layer; and forming a color conversion layer on the light emitting element, wherein the plurality of light emitting elements are electrically connected to a drive circuit formed on the underlying substrate. There is.
  • a method of manufacturing a semiconductor module according to an aspect of the present invention includes the steps of: forming a plurality of light emitting elements from a semiconductor layer grown on a growth substrate; and peeling the growth substrate from the plurality of light emitting elements by laser irradiation.
  • the light shielding layer on the base substrate so as to cover the upper surface of the base substrate, the entire exposed surface of the light emitting element, and the metal terminal after the step of peeling the growth substrate; Removing the portion of the light shielding layer on the top surface of the light emitting element and the portion of the light shielding layer on the metal terminal after the step of filling the shielding layer;
  • the light emitting element is electrically connected to a drive circuit formed on the base substrate, and the metal terminal is provided on the base substrate to externally supply power for driving the drive circuit. belongs to.
  • the present invention it is possible to emphasize the light emitted from each light emitting element and to improve the light extraction efficiency of the light emitted from the light emitting element.
  • Embodiment 1 1 and 2 are diagrams showing a method of manufacturing the semiconductor module 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method of manufacturing the semiconductor module 1 according to the first embodiment of the present invention. The configuration and manufacturing method of the semiconductor module 1 will be described based on FIGS. 1, 2 and 3.
  • FIG. 2 is a diagram in which a part of the configuration of the semiconductor module 1 shown in FIG. 1 is simplified, and the metal wiring 12 and the insulating layer 13 are omitted, and the substrate side electrode 141 and the light emitting element side electrode 142 are displayed as the electrode 14. doing.
  • a display device including the semiconductor module 1 and displaying an image is also included in the technical scope of the present invention.
  • the semiconductor module 1 includes the base substrate 11, the electrode 14, the light emitting element 15, the light shielding layer 16b, the metal terminal 21, the insulating layer 22, the dummy element 23, the pad electrode 24, and a color. Conversion layers 31 and 32 are provided. In the semiconductor module 1, although a plurality of light emitting elements 15 are actually provided on the base substrate 11 via the electrodes 14, in FIGS. 1 and 2, three light emitting elements are provided on the base substrate 11 via the electrodes 14. It is assumed that 15 is provided.
  • the base substrate 11 may be formed with a wiring so that at least the surface thereof can be connected to the light emitting element 15.
  • a drive circuit for driving the light emitting element 15 is formed.
  • the material of the base substrate 11 is preferably a crystalline substrate such as a single crystal or a polycrystal of aluminum nitride composed entirely of aluminum nitride, and a sintered substrate.
  • the material of the base substrate 11 is preferably a ceramic such as alumina, a semimetal such as glass, or Si, or a metal substrate, and a laminate or composite such as a substrate having an aluminum nitride thin film layer formed on the surface thereof. Can be used.
  • a metallic substrate and a ceramic substrate are preferable as the material of the base substrate 11 because they have high heat dissipation.
  • a driver circuit for controlling light emission of the light emitting element 15 formed on Si by integrated circuit formation technology as the base substrate 11, a high resolution display device in which the fine light emitting elements 15 are densely fabricated is manufactured. can do.
  • the metal wiring 12 is a wiring including at least a control circuit that supplies a control voltage to the light emitting element 15.
  • the metal wiring 12 is formed by patterning the metal layer by an ion milling method, an etching method or the like.
  • a metal wiring 12 or the like made of a platinum thin film or the like is formed on the surface of a Si substrate can be mentioned.
  • a protective film made of a thin film such as SiO 2 may be formed on the surface of the base substrate 11 on which the metal wires 12 are formed.
  • the insulating layer 13 is an insulating layer formed of an oxide film, a resin film, and a resin layer.
  • the insulating layer 13 prevents the base substrate 11 and the electrode 14 from being in direct contact with each other.
  • the electrode 14 electrically connects the metal wiring 12 and a metal terminal (not shown) provided on the light emitting element 15 and is also called a bump.
  • a first portion connected to the metal wiring 12 in the electrode 14 is the substrate side electrode 141, and a metal terminal (not shown) provided on the light emitting element 15 in the electrode 14.
  • the second part to be connected is the light emitting element side electrode 142.
  • the substrate side electrode 141 and the light emitting element side electrode 142 are made of, for example, a metal of any of Au, Pt, Pd, Rh, Ni, W, Mo, Cr, and Ti, an alloy thereof, or a combination thereof.
  • the substrate side electrode 141 and the light emitting element side electrode 142 are configured as metal electrode layers, W / Pt / Au, Rh / Pt / Au, W / Pt / Au / Ni, Pt / Au from the lower surface A layered structure of Ti / Pt / Au, Ti / Rh, or TiW / Au is conceivable.
  • the light emitting element side electrode 142 can be of a flip chip type in which the n side electrode and the p side electrode are formed on the same surface side and disposed on the opposite side to the light emitting surface of the light emitting element 15.
  • the electrode 14 has a stepped portion in the light emission direction.
  • the area of the cross section parallel to the light emission direction in the substrate side electrode 141 is different from the area of the cross section parallel to the light emission direction in the light emitting element side electrode 142.
  • the cross-sectional area of the substrate side electrode 141 is larger than the cross-sectional area of the light emitting element side electrode 142.
  • the outermost surfaces of the substrate side electrode 141 and the light emitting element side electrode 142 are preferably Au.
  • the light emitting element 15 can use a well-known thing, specifically a semiconductor light emitting element.
  • a semiconductor light emitting element For example, there are GaAs-based, ZnO-based, and GaN-based ones.
  • the light emitting element 15 may be an LED (Light Emitting Diode) that emits red, yellow, green, blue, or purple light, or an LED that emits ultraviolet light.
  • the light emitting element 15 emits blue light.
  • the light emitting element 15 emits light from the upper surface in (e) of FIG.
  • the upper surface of the light emitting element 15 is a light emitting surface.
  • the light emitting element 15 is electrically connected to a drive circuit formed on the base substrate 11 through the electrode 14.
  • color conversion layers 31 and 32 which emit light different from the light emitting color of the light emitting element 15 by being irradiated with light above the light emitting element 15, various light emitting colors in the visible light region are exhibited. be able to. Therefore, it is possible to emit light of a short wavelength that can be efficiently excited.
  • a GaN-based semiconductor is preferable as the light-emitting element 15 also in that it has features such as high luminous efficiency, long lifetime, and high reliability.
  • a nitride semiconductor is a short wavelength region of visible light region, a near ultraviolet region, or a wavelength region shorter than that, and the point is combined with a wavelength conversion member (phosphor) It is suitably used in the semiconductor module 1. Further, without being limited thereto, semiconductors such as ZnSe based, InGaAs based, AlInGaP based, etc. may be used.
  • the light emitting element structure of the semiconductor layer is preferably a structure having an active layer between the first conductive type (n type) layer and the second conductive type (p type) layer in terms of output efficiency, but is not limited thereto.
  • each conductivity type layer may be partially provided with an insulation, semi-insulation, and reverse conductivity type structure, or they may be additionally provided to the first and second conductivity type layers. . It may additionally have other circuit structures, for example protection element structures.
  • the growth substrate 18 is peeled off by laser beam irradiation or the like as described later.
  • the semiconductor module 1 is applied to a display device and the growth substrate 18 is present on the light emitting element 15, the light emitted from the light emitting element 15 is diffused in the growth substrate 18 and high-resolution display is difficult.
  • the growth substrate 18 is not provided on the light emitting element 15, the light emitted from each light emitting element 15 is extracted without being diffused, so that the display device can perform high definition display.
  • the structure of the light emitting element 15 and the semiconductor layer thereof may be a homo structure, a hetero structure or a double hetero structure having a PN junction.
  • each layer can be formed into a superlattice structure, or a single quantum well structure or a multiple quantum well structure can be formed in which a light emitting layer which is an active layer is formed in a thin film in which a quantum effect occurs.
  • the distance between the light emitting elements 15 is preferably 0.1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less in top view.
  • the thickness of the portion of the light shielding layer 16 b between the light emitting elements 15 is 0.1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less. This thickness is a thickness along the direction in which the light emitting elements 15 are arranged.
  • the light shielding layer 16 b fixes the electrode 14, the light emitting element 15, the metal terminal 21, the insulating layer 22, and the color conversion layers 31 and 32 to the base substrate 11, and also from the side surfaces of the light emitting element 15 and the color conversion layers 31 and 32. Prevent the light from leaking.
  • the light shielding layer 16 b is disposed between the light emitting elements 15 adjacent to each other and between the color conversion layer 31 and the color conversion layer 32 adjacent to each other, and separates the plurality of light emitting elements 15 and the color conversion layers 31 and 32. .
  • the light shielding layer 16 b covers the periphery of the color conversion layers 31 and 32 in top view.
  • the light shielding layer 16 b is also called an underfill, and can be formed by curing a liquid resin as an example.
  • the light shielding layer 16 b covers the upper surface of the base substrate 11, the side surface of the electrode 14, the side surface of the light emitting element 15, and the side surfaces of the metal terminal 21, the insulating layer 22, the dummy element 23 and the color conversion layers 31 and 32.
  • the light shielding layer 16b can reduce damage to the underlying substrate 11 in the peeling step of the growth substrate 18 by reflection or absorption of laser light. Further, the light emission of the light emitting element 15 is emitted from the light emitting surface of the light emitting element 15 on the opposite side to the base substrate 11 side. Therefore, by covering the side surface of the light emitting element 15 with the light shielding layer 16b, the following operation and effect can be obtained. First, it is possible to prevent light from leaking out of the side surface of the light emitting element 15.
  • the light having an unignorable difference in color tone is prevented from being emitted outward from the side surface, and the color in the entire emission color The occurrence of unevenness can be reduced.
  • the light which has traveled in the side direction is reflected to the light extraction direction side of the semiconductor module 1, and the light emitting region to the outside is further restricted.
  • the directivity of the emitted light can be enhanced, and the light emission luminance at the light emitting surface of the light emitting element 15 can be enhanced.
  • the heat dissipation of the light emitting element 15 can be enhanced by conducting the heat generated from the light emitting element 15 to the light shielding layer 16 b.
  • the light emitting layer of the light emitting element 15 can be protected from water, oxygen or the like.
  • the metal terminal 21 is provided on the base substrate 11 and is for externally supplying electric power for driving a drive circuit formed on the base substrate 11.
  • the metal terminal 21 is electrically connected to a power supply (not shown) that supplies power for driving a drive circuit formed on the base substrate 11.
  • a typical material of the metal terminal 21 is, for example, Au.
  • the metal terminal 21 penetrates the insulating layer 22 and is in contact with the pad electrode 24 formed on the upper surface of the base substrate 11.
  • the insulating layer 22 is provided on the base substrate 11 and covers a part of the upper surface of the base substrate 11.
  • the insulating layer 22 has an opening at the center of the top surface.
  • the metal terminal 21 covers the pad electrode 24 exposed from the opening of the insulating layer 22 and is electrically connected. That is, the metal terminal 21 penetrates the insulating layer 22 in order to electrically connect to the pad electrode 24. It is preferable that a part of the metal terminal 21 be in contact with the upper surface of the insulating layer 22.
  • the pad electrode 24 is embedded in the base substrate 11 and provided in a drive circuit formed on the base substrate 11.
  • a typical material of the pad electrode 24 is, for example, Al.
  • the upper surface of the pad electrode 24 may be covered only by the metal terminal 21, or may be covered by the metal terminal 21 and the insulating layer 22. Electric power is supplied from the outside to the drive circuit formed on the base substrate 11 through the metal terminal 21 and the pad electrode 24.
  • the upper surface of the pad electrode 24 is covered only with the metal terminal 21 or with the metal terminal 21 and the insulating layer 22. Therefore, in the peeling process of the growth substrate 18 described later, the pad electrode 24 becomes laser light. It can be prevented from being irradiated. Therefore, the pad electrode 24 can be prevented from being damaged by the laser light.
  • the dummy element 23 is formed on the base substrate 11.
  • the dummy element 23 is outside the light emitting element 15 in top view, and is mechanically connected to the base substrate 11. As a result, since the dummy element 23 is formed on the base substrate 11, scattering of the dummy element 23 can be prevented when the separation step of the growth substrate 18 described later is performed.
  • the color conversion layers 31 and 32 are in contact with the tops of the plurality of light emitting elements 15 adjacent to each other. In (e) of FIG. 2, the color conversion layers 31 and 32 are in contact with the top of each of the three light emitting elements 15.
  • the color conversion layer 31 is in direct contact with the light emitting element 15 disposed immediately below, and the color conversion layer 32 is in direct contact with the light emitting element 15 disposed immediately below. That is, there is nothing between the color conversion layer 31 and the light emitting element 15 to block the light traveling from the light emitting element 15 toward the color conversion layer 31, and the light emitting element 15 between the color conversion layer 32 and the light emitting element 15. There is no obstruction to the light traveling from the source to the color conversion layer 32. The top of one of the three light emitting elements 15 is exposed.
  • the height of the color conversion layers 31 and 32 from the base substrate 11 is the same as the height of the light shielding layer 16 b from the base substrate 11.
  • the distance between the color conversion layer 31 and the color conversion layer 32 is preferably 0.1 ⁇ m to 20 ⁇ m in top view.
  • the light shielding layer 16 b between the color conversion layer 31 and the color conversion layer 32 The thickness of the portion is 0.1 ⁇ m to 20 ⁇ m. This thickness is a thickness along the direction in which the color conversion layers 31 and 32 are arranged.
  • the color conversion layers 31 and 32 preferably include a phosphor having a median diameter of 2 ⁇ m or less.
  • the growth substrate 18 is provided with a semiconductor layer 15a to be a base of a light emitting element 15 described later.
  • the growth substrate 18 is a substrate on which the semiconductor layer 15a is epitaxially grown.
  • the light emitting element side electrodes 142 and a part of the second alignment mark 20 are formed on the semiconductor layer 15a.
  • the dummy electrode 10 is formed.
  • known general electrode formation techniques are used.
  • a typical material of the light emitting element side electrode 142 and the dummy electrode 10 is, for example, Au.
  • Step S110 After the light emitting element side electrode 142 and the dummy electrode 10 are provided on the semiconductor layer 15a, as shown in FIG. 1C, a plurality of separation grooves 19 are formed in the semiconductor layer 15a (step S110). A standard semiconductor selective etching process is used to form the isolation groove 19. In (c) of FIG. 1, the separation groove 19 is formed between the adjacent light emitting element side electrodes 142. The separation groove 19 formed reaches the surface of the growth substrate 18.
  • a single semiconductor layer 15 a is divided into a plurality of individual light emitting elements 15 (chips) on the surface of the growth substrate 18, and a second of the semiconductor layers 15 a is juxtaposed with the plurality of light emitting elements 15.
  • Alignment mark pieces 20 are formed.
  • a plurality of light emitting elements 15 are formed (step of forming a plurality of light emitting elements).
  • the second alignment mark piece 20 includes a dummy element 23 which is a semiconductor layer, and a dummy electrode 10 made of the same conductive material as the light emitting element side electrode 142.
  • the separation groove 19 is formed such that the width of the separation groove 19 is in the range of 0.1 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the plurality of light emitting elements 15 are formed such that the distance between the light emitting elements 15 is 0.1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less in top view.
  • the distance along the direction in which the light emitting elements 15 are arrayed is 0.1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less between the recesses formed in the upper portion of the light emitting elements 15.
  • the width of the separation groove 19 is 20 ⁇ m or less, the amount of laser light reaching the base substrate 11 decreases, so that the base substrate 11, the metal wiring 12, the insulating layer 13, and the peeling step of the growth substrate 18 described later. Damage to the electrode 14 can be reduced.
  • the width of the separation groove 19 is narrowed, the capacitance between the adjacent electrodes 14 and between the adjacent light emitting elements 15 is increased, and when a voltage is applied to the light emitting elements 15, the cup between the adjacent light emitting elements 15 Ring noise may cause an electromotive force. As a result, deterioration in the light emitting element 15 may occur by preventing precise lighting control of the light emitting element 15 or by applying a reverse voltage to the light emitting element 15. Therefore, the width of the separation groove 19 is preferably 0.1 ⁇ m or more.
  • the light emitting element 15 maintain the light emission intensity of 50% or more after being lit for 1000 hours with respect to the initial light emission intensity at the time of manufacture. Also in order to prevent the deterioration of the light emitting element 15 due to the reverse voltage, the width of the separation groove 19 is desirably 0.1 ⁇ m or more.
  • the base substrate 11 on which the metal wiring 12, the insulating layer 13, the substrate side electrode 141, and the first alignment mark piece 141a are formed in advance is prepared. .
  • a known general electrode forming technique is used. The details will be described below.
  • Metal interconnections 12 are formed on base substrate 11.
  • the insulating layer 13 is formed on the base substrate 11.
  • the insulating layer 13 is patterned by wet etching or the like so as to expose a part of the metal wiring 12 and the region on the base substrate 11 on which the first alignment mark pieces 141a are formed.
  • the substrate side electrode 141 is formed so as to cover a part of the metal wire 12 (step S120). Further, the substrate side electrode 141 is formed, and the first alignment mark piece 141 a is formed on the base substrate 11.
  • a typical material of the substrate side electrode 141 and the first alignment mark piece 141a is, for example, Au.
  • the growth substrate 18 is inverted as shown in FIG. 1 (d). After the growth substrate 18 is inverted, the base substrate 11 and the growth substrate 18 are aligned so that the substrate electrodes 141 and the light emitting element electrodes 142 face each other.
  • the base substrate 11 and the growth substrate 18 are bonded (step S130).
  • the corresponding substrate side electrode 141 and the light emitting element side electrode 142 are joined using the second alignment mark piece 20 on the growth substrate 18 side and the first alignment mark piece 141 a on the base substrate 11 side.
  • the base substrate 11 and the growth substrate 18 are suppressed from above and below by pressure.
  • the corresponding substrate side electrode 141 and the light emitting element side electrode 142 are integrated, and the electrode 14 is configured.
  • the second alignment mark piece 20 on the growth substrate 18 side is connected to the first alignment mark piece 141 a on the base substrate 11 side.
  • the first alignment mark piece 141a and the second alignment mark piece 20 are joined to constitute the alignment mark M.
  • step S140 step of peeling the growth substrate from the plurality of light emitting elements.
  • a peeling technique using irradiation of a laser beam can be used as an example of the peeling means.
  • the interface between the growth substrate 18 and the crystal growth layer is irradiated by irradiating laser light from the transparent substrate side under certain conditions.
  • the wavelength of the laser light is not particularly limited as long as it is in the range of 200 nm to 1100 nm, but it is necessary to be a wavelength at which the growth substrate 18 can be peeled off, that is, a wavelength light absorbed by the growth substrate 18 is there.
  • the upper surface (surface) of the light emitting element 15 may be polished after the growth substrate 18 is peeled off. Polishing of the top surface of the light emitting element 15 can be performed by CMP (Chemical Mechanical Polish) or the like. In addition, after polishing the upper surface of the light emitting element 15, the upper surface of the light emitting element 15 may be cleaned. Details of the cleaning method for the upper surface of the light emitting element 15 will be described in detail in step S190 described later.
  • the top surface of the light emitting element 15 may be polished.
  • the upper surface of the light emitting element 15 is cleaned again after the upper surface of the light emitting element 15 is polished.
  • the upper surface of the light emitting element 15 may be cleaned without polishing the upper surface of the light emitting element 15.
  • liquid resin The state before the light shielding layer 16 is cured is referred to as liquid resin.
  • a liquid resin is filled on base substrate 11 so as to cover the top surface of base substrate 11, electrodes 14, all exposed surfaces of light emitting elements 15, metal terminals 21, insulating layer 22, and all exposed surfaces of dummy elements 23 (Step S150).
  • the base substrate 11, the electrode 14, the light emitting element 15, the metal terminal 21, the insulating layer 22, and the dummy element 23 may be immersed in a container filled with the liquid resin.
  • the main material of the liquid resin is preferably one that shields (absorbs or reflects) light emitted from the light emitting element 15 and the color conversion layers 31 and 32, and particles of submicron size such as silicone resin or epoxy resin It is preferable that it is white resin (Hereinafter, it is called a 1st material) which added.
  • the submicron-sized particles include titania, alumina, silica and the like having a particle size of 0.01 ⁇ m to 0.5 ⁇ m.
  • the method of injecting the liquid resin may be a method of injecting the liquid resin with an injection needle, in particular, a microneedle adapted to the size of the space formed between the base substrate 11 and the light emitting element 15, in addition to the above.
  • the material of the injection needle in this case is made of metal, plastic or the like.
  • the liquid resin In the step of filling the light shielding layer 16, it is preferable to fill the liquid resin at a temperature within a temperature range of 50 ° C. or more and 200 ° C. or less. This facilitates the normal filling of the liquid resin. Furthermore, the temperature range is more preferably 80 ° C. or more and 170 ° C. or less. This can reduce the possibility of impairing the properties of the liquid resin (adhesion after heat treatment, which will be described later, heat dissipation, etc.). Furthermore, the temperature range is more preferably 100 ° C. or more and 150 ° C. or less. As a result, air bubbles and the like generated in the air gap formed between base substrate 11 and light emitting element 15 can be reduced, and almost complete filling can be performed without generating convection, etc., and semiconductor module 1 is manufactured. It becomes easy to do.
  • the liquid resin covers the upper surface of the base substrate 11, the electrode 14, the entire exposed surface of the light emitting element 15, the metal terminal 21, the insulating layer 22, and the entire exposed surface of the dummy element 23, as shown in FIG. .
  • the liquid resin is cured to form the light shielding layer 16 (step S160).
  • the method for curing the liquid resin is not particularly limited.
  • the liquid resin may be cured by heating the liquid resin or irradiating the liquid resin with ultraviolet light.
  • the upper surface of the light shielding layer 16 may be polished in order to flatten the upper surface of the light shielding layer 16.
  • the upper surface of the light shielding layer 16 may be cleaned.
  • Step S170 Step of removing a portion of the light shielding layer, step of removing the portion of the light shielding layer on the upper surface of the dummy element.
  • the distance along the direction in which the light emitting elements 15 are lined up is 0.1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less between the recesses formed in the upper portion of the light emitting element 15.
  • the thickness along the direction in which the light emitting elements 15 are arranged is 0.1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less of the convex portion formed between the concave portions.
  • the light shielding layer 16 a is formed by removing the portion of the light shielding layer 16 on the top surface of the light emitting element 15 and the portion of the light shielding layer 16 on the top surface of the dummy element 23.
  • the upper surface of the dummy element 23 is exposed from the light shielding layer 16a, so that the position of the dummy element 23 can be used as a reference in step S180 described later. Further, the upper surface of the light emitting element 15 is exposed from the light shielding layer 16a.
  • step S180 step of removing the portion of the light shielding layer.
  • the light shielding layer 16b is formed by removing the portion of the light shielding layer 16a on the metal terminal 21 with the position of the dummy element 23 as a reference. Thereby, the upper surface of the metal terminal 21 is exposed from the light shielding layer 16b.
  • Step S190 washing step
  • a residue remains on the upper surface of the light emitting element 15.
  • droplets of Ga or the like are generated on the upper surface of the light emitting element 15 exposed by peeling off the growth substrate 18 by laser irradiation. This droplet is likely to remain even after the process of step S170.
  • one or more cleaning agents are selected as water (water of 30 ° C. or higher) and diluted hydrochloric acids at a temperature above the melting point of Ga, and the exposed surface is cleaned with the cleaning agent.
  • the upper surface of the light emitting element 15 may be polished after the portion of the light shielding layer 16a on the metal terminal 21 is removed (polishing step). In addition, after the upper surface of the light emitting element 15 is polished, the upper surface of the light emitting element 15 may be washed (the step of polishing the upper surface of the light emitting element and then washing the upper surface of the light emitting element). Furthermore, after cleaning the top surface of the light emitting element 15, the top surface of the light emitting element 15 may be polished. When the upper surface of the light emitting element 15 is polished after the upper surface of the light emitting element 15 is cleaned, the upper surface of the light emitting element 15 is cleaned again after the upper surface of the light emitting element 15 is polished.
  • water (water of 30 ° C. or higher) at a temperature higher than the melting point of Ga is poured on the upper surface of the light emitting element 15 or the upper surface of the light emitting element 15 is entirely or entirely By soaking in temperature water (water of 30 ° C. or more), the residue on the top surface of the light emitting element 15 can be removed. It is also preferable to immerse the upper surface of the light emitting element 15 in dilute hydrochloric acid or boiling dilute hydrochloric acid at room temperature, or to wash away the upper surface of the light emitting element 15 with dilute hydrochloric acid at room temperature or boiling dilute hydrochloric acid.
  • the upper surface of the light emitting element 15 is washed away with water (water of 30 ° C. or higher) at a temperature higher than the melting point of Ga, and immersed in water (water of 30 ° C. or higher) at a temperature higher than the melting point of Ga. It is more preferable to immerse in a kind.
  • the hot water used for washing the upper surface of the light emitting element 15 is preferably at a temperature equal to or higher than the melting point of Ga, and the temperature of the diluted hydrochloric acid is preferably 110 ° C. or less at room temperature or more.
  • the color conversion layers 31 and 32 can be applied or patterned on the plane on which no residue is left. Thereby, the color conversion layer having a more uniform thickness can be disposed on the plurality of light emitting elements 15.
  • Step S200 step of forming a color conversion layer.
  • the color conversion layer 31 is disposed on the top of the light emitting element 15, and the color conversion layer 32 is disposed on the top of the light emitting element 15 adjacent to the light emitting element 15 on which the color conversion layer 31 is disposed.
  • the light shielding layers 16 b are disposed between the light emitting elements 15 adjacent to each other and between the color conversion layers 31 and 32 adjacent to each other.
  • the light emitted from the side surface of the light emitting element 15 and the side surfaces of the color conversion layers 31 and 32 can be shielded, so the light emitted from the color conversion layer 31 and the light emitted from the color conversion layer 32 And can be reduced. Therefore, it is possible to prevent the influence of light between the color conversion layers 31 and 32 adjacent to each other, so that the light emitted from each light emitting element 15 can be made to stand out.
  • the color conversion layers 31 and 32 are in direct contact with the light emitting element 15.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of a semiconductor module 2 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • symbol is appended, and the description is not repeated.
  • the semiconductor module 2 is different from the semiconductor module 1 in that the color conversion layers 31 and 32 are changed to color conversion layers 31a and 32a as shown in FIG.
  • the color conversion layers 31a and 32a have different thicknesses in the direction from the base substrate 11 toward the light emitting element 15 as compared with the color conversion layers 31 and 32.
  • the height of the color conversion layers 31a and 32a from the base substrate 11 is preferably smaller than the height of the light shielding layer 16b from the base substrate 11.
  • the thickness of the color conversion layer 31 a in the direction from the base substrate 11 to the light emitting element 15 may be different from the thickness of the color conversion layer 32 a in the direction from the base substrate 11 to the light emitting element 15.
  • the concentration of the phosphor contained in the color conversion layer 31a may be different from the concentration of the phosphor contained in the color conversion layer 32a.
  • the color of the light emitted from each color conversion layer is set by setting the concentration of the phosphor contained in each color conversion layer and the thickness of each color conversion layer in the direction from base substrate 11 to light emitting element 15 for each color conversion layer. You can adjust the degree.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor module 3 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • symbol is appended, and the description is not repeated.
  • the semiconductor module 3 differs from the semiconductor module 1 in that a transparent resin layer 33 is disposed on the top of one of the three light emitting elements 15 as shown in FIG.
  • the transparent resin layer 33 transmits the light emitted from the light emitting element 15 and emits the light from the upper surface.
  • the transparent resin layer 33 passes the light without converting the wavelength of the light emitted from the light emitting element 15 disposed immediately below. That is, the transparent resin layer 33 emits blue light.
  • the transparent resin layer 33 may contain a scattering material such as silica, if necessary.
  • the semiconductor module 3 arranges the color conversion layer 31 which is a green conversion layer, the color conversion layer 32 which is a red conversion layer, and the transparent resin layer 33 on the top of each of the three light emitting elements 15. It is possible to emit three primary colors, that is, green light and blue light.
  • the light emitting element 15 can be protected by disposing the transparent resin layer 33 on the top of the light emitting element 15 in a portion where blue light is emitted to the outside.
  • optical characteristics can be easily obtained by using the same light diffusing property as that disposed above the three light emitting elements 15. That is, the manufacture of the semiconductor module 3 is facilitated.
  • the display device in which the semiconductor module 3 is incorporated can perform color display by controlling the respective light emitting elements 15.
  • FIG. 6 is a view showing a method of manufacturing the semiconductor module 4 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a method of manufacturing the semiconductor module 4 according to the fourth embodiment of the present invention. The configuration and manufacturing method of the semiconductor module 4 will be described based on FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 6 is a simplified view of a part of the configuration of the semiconductor module 1 shown in FIG. 1, in which the metal wiring 12 and the insulating layer 13 are omitted, and the substrate side electrode 141 and the light emitting element side electrode 142 are displayed as the electrode 14. doing.
  • the semiconductor module 4 is different from the semiconductor module 1 in that the light shielding layer 16b is changed to the first light shielding layer 41b and the second light shielding layer 42b as shown in FIG. 6 (f). .
  • the light shielding layers disposed between the light emitting elements 15 adjacent to each other and between the color conversion layers 31 and 32 adjacent to each other are formed of a plurality of layers.
  • the plurality of layers may include, for example, a first light shielding layer 41 b and a second light shielding layer 42 b made of a material different from the material of the first light shielding layer 41 b.
  • a second light shielding layer 42 b is disposed on the top of the first light shielding layer 41 b.
  • the height from the base substrate 11 at the boundary position between the first light shielding layer 41 b and the second light shielding layer 42 b is the base substrate at the boundary position between the light emitting element 15 and the color conversion layers 31 and 32.
  • the height from 11 is the same.
  • the side surface of the light emitting element 15 is covered only with the first light shielding layer 41b, and the color conversion layers 31 and 32 are covered only with the second light shielding layer 42b. Therefore, when the optical characteristics required for the light emitting element 15 are determined from the optical characteristics required for the semiconductor module 4, the first light shielding layer having the optical characteristics suitable for obtaining the optical characteristics required for the light emitting element 15 41b can be formed. Further, when the optical characteristics required for the color conversion layers 31 and 32 are determined from the optical characteristics required for the semiconductor module 4, the optical characteristics suitable for obtaining the optical characteristics required for the color conversion layers 31 and 32 are determined. The second light shielding layer 42b can be formed. Therefore, each of the first light shielding layer 41a and the second light shielding layer 42b can have appropriate optical characteristics, so that the semiconductor module 4 with excellent characteristics can be realized.
  • the first light shielding layer 41 b is disposed between the light emitting elements 15, and the second light shielding layer 42 b is disposed between the color conversion layers 31 and 32.
  • the height of the first light shielding layer 41b from the base substrate 11 is the same as the height of the light emitting element 15 from the base substrate 11, and the height of the second light shielding layer 42b from the base substrate 11 is the color conversion layer 31 and 32 are the same as the height from the base substrate 11.
  • Step of Filling First Light Shielding Layer 41 After peeling the growth substrate 18, as shown in FIG. 6A, the upper surface of the base substrate 11, the electrode 14, the entire exposed surface of the light emitting element 15, the metal terminal 21, the insulating layer 22, and the dummy element 23.
  • the first light shielding layer 41 is filled on the base substrate 11 so as to cover the entire exposed surface (a step of filling the first light shielding layer).
  • the filling method of the first light shielding layer 41 is the same as the filling method of the light shielding layer 16 of the semiconductor module 1.
  • the first liquid resin is cured (step S260) to form the first light shielding layer 41.
  • the first liquid resin is a state before the first light shielding layer 41 is cured.
  • the main material of the first liquid resin is the same as the main material of the liquid resin in the state before the light shielding layer 16 of the semiconductor module 1 is cured.
  • Step S270 After filling the first light shielding layer 41, a part of the first light shielding layer 41 is removed (step S270). Specifically, the portion of the first light shielding layer 41 above the surface including the upper surface of the plurality of light emitting elements 15 is taken as a boundary (step of removing the portion of the first light shielding layer).
  • Step S280 polishing step.
  • the method of polishing the upper surface of the light emitting element 15 is the same as the method of polishing the upper surface of the light emitting element 15 of the semiconductor module 1 after peeling of the growth substrate 18.
  • Step S290 washing step.
  • the processing of step S290 may be performed after the processing of step S290.
  • the step of polishing is performed after the step of cleaning
  • the step of cleaning is performed after the step of polishing is performed.
  • the process of step S290 may be performed without performing the process of step S280, or the process of step S280 may be performed without performing the process of step S290.
  • the cleaning method of the upper surface of the light emitting element 15 is the same as the cleaning method of the upper surface of the light emitting element 15 of the semiconductor module 1.
  • residues can be prevented from remaining on the upper surface of the light emitting element 15 and the upper surface of the first light shielding layer 41a.
  • the upper surface of the light emitting element 15 and the upper surface of the first light shielding layer 41a can be formed into a substantially flat shape. Therefore, when the color conversion layers 31 and 32 are disposed on the light emitting element 15, the color conversion layers 31 and 32 can be applied or patterned on the plane on which no residue is left. Thereby, the color conversion layer having a more uniform thickness can be disposed on the plurality of light emitting elements 15.
  • Step of forming second light shielding layer 42 After cleaning the upper surface of the light emitting element 15, as shown in FIG. 6C, the second light shielding layer 42 is formed on the upper surface of the light emitting element 15, the upper surface of the dummy element 23, and the upper surface of the first light shielding layer 41a. Forming (step of forming a second light shielding layer).
  • the second light shielding layer 42 is made of a material different from the material of the first light shielding layer 41 a. The state after the filling of the second light shielding layer 42 is shown in FIG. The details will be described below.
  • the state before the second light shielding layer 42 is cured is referred to as a second liquid resin.
  • a second liquid resin is filled so as to cover the upper surface of the light emitting element 15, the upper surface of the dummy element 23, and the upper surface of the first light shielding layer 41a (step S300).
  • the base substrate 11, the light emitting element 15, the dummy element 23, and the first light shielding layer 41a may be dipped in a container filled with the second liquid resin.
  • the main material of the second liquid resin is preferably a material that shields (absorbs or reflects) light emitted from the light emitting element 15 and the color conversion layers 31 and 32, and carbon black or silicone resin or epoxy resin etc. It is preferable that it is a material to which a black pigment is added (hereinafter referred to as a second material).
  • the main material of the first liquid resin may be the second material, and the main material of the second liquid resin may be the first material.
  • the main material of the first liquid resin may be the same as the main material of the second liquid resin, and both the main material of the first liquid resin and the main material of the second liquid resin may be the first material or the second It may be a material.
  • the main material of the first liquid resin is different from the main material of the second liquid resin, and both the main material of the first liquid resin and the main material of the second liquid resin are the first material or the second material.
  • a method of injecting the second liquid resin may be a method of injecting the second liquid resin using an injection needle, particularly a microneedle, in addition to the above.
  • the material of the injection needle in this case is made of metal, plastic or the like.
  • the second liquid resin In the step of forming the second light shielding layer 42, it is preferable to form the second liquid resin at a temperature within a temperature range of 50 ° C. or more and 200 ° C. or less. This makes it easy to form the second liquid resin normally. Furthermore, the temperature range is more preferably 80 ° C. or more and 170 ° C. or less. This can reduce the possibility of impairing the characteristics of the second liquid resin (adhesion after heat treatment, which will be described later, heat radiation, etc.). Furthermore, the temperature range is more preferably 100 ° C. or more and 150 ° C. or less. As a result, air bubbles and the like generated in the second liquid resin can be reduced, and can be formed almost completely without occurrence of convection and the like, and the semiconductor module 4 can be easily manufactured.
  • the second liquid resin covers the top surface of the light emitting element 15, the top surface of the dummy element 23, and the top surface of the first light shielding layer 41a, as shown in FIG. 6C.
  • the second liquid resin is cured to form the second light shielding layer 42 (step S310).
  • the method for curing the second liquid resin is not particularly limited, for example, even if the second liquid resin is cured by heating the second liquid resin or irradiating the second liquid resin with ultraviolet light. Good.
  • Step S320 After the second light shielding layer 42 is formed, as shown in (d) of FIG. 6, a portion of the second light shielding layer 42 on the top surface of the light emitting element 15 and a second light on the top surface of the dummy element 23 The portion of the shielding layer 42 is removed (step S320).
  • the second light shielding layer 42 a is formed by removing the portion of the second light shielding layer 42 on the upper surface of the light emitting element 15 and the portion of the second light shielding layer 42 on the upper surface of the dummy element 23.
  • the upper surface of the dummy element 23 is exposed from the second light shielding layer 42a, so that the position of the dummy element 23 can be used as a reference in step S330 described later. Further, the upper surface of the light emitting element 15 is exposed from the second light shielding layer 42 a.
  • step S330 step of removing a portion of the second light shielding layer.
  • Step S340 step of forming a color conversion layer.
  • the color conversion layer 31 is disposed on the top of the light emitting element 15, and the color conversion layer 32 is disposed on the top of the light emitting element 15 adjacent to the light emitting element 15 on which the color conversion layer 31 is disposed.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor module 5 according to Embodiment 5 of the present invention.
  • symbol is appended, and the description is not repeated.
  • the semiconductor module 5 differs from the semiconductor module 4 in that the second dummy element 51 is formed on the base substrate 11 as shown in FIG.
  • the second dummy element 51 is formed around the plurality of light emitting elements 15 in a top view, that is, outside the light emitting element 15 and inside the dummy element 23.
  • [Summary] Semiconductor modules 1, 2, 3, 4, and 5 include a base substrate 11 on which a drive circuit is formed, and a plurality of light emitting elements 15 electrically connected to the drive circuit.
  • a plurality of color conversion layers 31, 32, 31a, 32a in contact with the top of each of the plurality of adjacent light emitting elements, and between the light emitting elements adjacent to each other and between the color conversion layers adjacent to each other And a light shielding layer 16b for separating the plurality of light emitting elements and the plurality of color conversion layers.
  • the light shielding layer is disposed between the light emitting elements adjacent to each other and between the color conversion layers adjacent to each other.
  • the light emitted from the side surface of the light emitting element and the side surface of the color conversion layer can be shielded, so that the light emitted from the color conversion layer and the light emitted from the color conversion layer are mixed. It can be reduced. Therefore, it is possible to prevent the influence of light from affecting each other between the color conversion layers adjacent to each other, so that light emitted from each light emitting element can be made to stand out.
  • the color conversion layer is in contact with the light emitting element.
  • the light emitted from the light emitting element enters the color conversion layer without attenuation. Therefore, the light extraction efficiency of the light emitted from the light emitting element can be improved.
  • the distance between the light emitting elements 15 may be 0.1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less in top view.
  • the distance between light emitting elements is 0.1 micrometer or more and 20 micrometers or less in top view.
  • the intensity of the laser beam reaching the base substrate at the time of the laser beam irradiation is low. Therefore, damage to the base substrate accompanying peeling off the growth substrate can be reduced. Therefore, in the step of peeling the growth substrate or the like, damage to the base substrate having a driver circuit for driving the light emitting element can be reduced.
  • the distance between the color conversion layers 31, 32, 31a, 32a is 0.1 ⁇ m in top view. It may be 20 ⁇ m or less.
  • the distance between the color conversion layers is 0.1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less in top view.
  • the semiconductor modules 1, 2, 3, 4 and 5 according to aspect 4 of the present invention are provided on the base substrate 11 in any one of the above aspects 1 to 3, and the power for driving the drive circuit is externally provided.
  • an insulating layer 22 provided on the base substrate and covering a part of the upper surface of the base substrate, wherein the metal terminal penetrates the insulating layer to form the base A portion of the metal terminal may be in contact with the upper surface of the insulating layer in contact with the pad electrode 24 formed on the upper surface of the substrate.
  • the upper surface of the pad electrode 24 may be covered with the metal terminal 21 and the insulating layer 22.
  • the upper surface of the pad electrode is covered with the metal terminal and the insulating layer.
  • the semiconductor modules 1, 2, 3, 4, and 5 according to the sixth aspect of the present invention may further include the dummy element 23 formed on the base substrate 11 in any of the first to fifth aspects.
  • the semiconductor module includes the dummy element formed on the base substrate.
  • the part of the light shielding layer can be removed with reference to the position of the dummy element.
  • the dummy element is formed on the base substrate, for example, when performing a process of peeling the growth substrate from the light emitting element, scattering of the dummy element can be prevented.
  • the color conversion layers 31, 32, 31a, 32a have a median diameter of 2 ⁇ m or less It may have a phosphor.
  • the color conversion layer includes the phosphor having a median diameter of 2 ⁇ m or less.
  • the color conversion layer can convert the color of light emitted from the light emitting element. Therefore, since the thickness of the color conversion layer is reduced, the size of the semiconductor module can be reduced.
  • the height of the color conversion layers 31 a and 32 a from the base substrate 11 is from the base substrate of the light shielding layer 16 b. It may be lower than the height of
  • the light emitted from the side surface of the light emitting element and the side surface of the color conversion layer can be shielded, so the light emitted from the color conversion layer and the light emitted from the color conversion layer are Mixing can be reduced. Therefore, it is possible to prevent the influence of light from affecting each other between the color conversion layers adjacent to each other, so that light emitted from each light emitting element can be made to stand out.
  • the light shielding layer may be composed of a plurality of layers.
  • the plurality of layers are formed of a first light shielding layer 41 b and a second light made of a material different from the material of the first light shielding layer.
  • the shielding layer 42b may be included.
  • the material of the first light shielding layer disposed between the light emitting elements is different from the material of the second light shielding layer disposed between the color conversion layers.
  • the material of the first light shielding layer and the material of the second light shielding layer can be set in accordance with the optical characteristics of the light emitting element and the optical characteristics of the color conversion layer, respectively.
  • the second light shielding layer 42 b is disposed above the first light shielding layer 41 b, and the first light shielding layer
  • the height from the base substrate 11 at the boundary position between the second light shielding layer and the second light shielding layer is the same as the height from the base substrate at the boundary position between the light emitting element 15 and the color conversion layers 31 and 32. It may be
  • the semiconductor module 5 according to aspect 12 of the present invention further includes a second dummy element 51 formed on the base substrate 11 in the above aspect 6, and the second dummy element is the light emitting element in top view. It may be outside 15 and inside the dummy element 23.
  • the second dummy element is outside the light emitting element and inside the dummy element in top view.
  • a large load is applied to the second dummy element. Therefore, when the top surface of the light emitting element is polished, breakage of the light emitting element can be reduced.
  • the light shielding layer 16b may be formed so as to include a white resin.
  • the light shielding layer is formed to include a white resin.
  • the light extraction efficiency can be improved.
  • the semiconductor modules 1, 2, 3, 4, and 5 include the base substrate 11 on which the drive circuit is formed, the plurality of light emitting elements 15 electrically connected to the drive circuit, A light shielding layer 16b disposed between the adjacent light emitting elements and separating a plurality of the light emitting elements, and provided on the base substrate for supplying power for driving the drive circuit from the outside A metal terminal 21 and an insulating layer 22 provided on the base substrate and covering a part of the upper surface of the base substrate, the metal terminal is formed on the upper surface of the base substrate through the insulating layer. In contact with the pad electrode 24, a portion of the metal terminal is in contact with the top surface of the insulating layer.
  • the display device according to aspect 15 of the present invention may include the semiconductor modules 1, 2, 3, 4, and 5 in any of the above aspects 1 to 14.
  • the method for manufacturing the semiconductor modules 1, 2, 3, 4 and 5 comprises the steps of: forming a plurality of light emitting elements 15 from the semiconductor layer grown on the growth substrate 18; After the step of peeling the growth substrate from the plurality of light emitting elements and the step of peeling the growth substrate, a light shielding layer is formed on the base substrate so as to cover the upper surface of the base substrate 11 and the entire exposed surface of the light emitting element. 16 after the step of filling and the step of filling the light shielding layer, the step of removing the portion of the light shielding layer on the upper surface of the light emitting element; and the color conversion layer 31, 32 on the light emitting element. 31a, 32a, and the plurality of light emitting elements are electrically connected to a drive circuit formed on the base substrate.
  • the distance between the light emitting elements is the top view.
  • a plurality of the light emitting elements may be formed to be 0.1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • the upper surface of the light emitting element 15 may include the steps of polishing, cleaning the upper surface of the light emitting device, or cleaning the upper surface of the light emitting device after polishing the upper surface of the light emitting device.
  • the color conversion layer can be applied or patterned on a plane on which no residue remains. Thereby, the color conversion layer having a more uniform thickness can be disposed on the plurality of light emitting elements.
  • the step of removing the portion of the light shielding layer 16 is the base substrate 11
  • the method may include the step of removing a portion of the light shielding layer on the upper surface of the dummy element 23 formed thereon.
  • the position of the dummy element can be used as a reference in the step of removing the portion of the light shielding layer.
  • the method for manufacturing the semiconductor modules 4 and 5 according to aspect 20 of the present invention comprises the steps of: forming a plurality of light emitting elements 15 from a semiconductor layer grown on a growth substrate 18; After the step of peeling from the light emitting element and the step of peeling the growth substrate, the first light shielding layer 41 is filled on the base substrate so as to cover the upper surface of the base substrate 11 and the entire exposed surface of the light emitting element.
  • the light emission Removing the portion of the second light shielding layer on the upper surface of the child, and forming a color conversion layer on the light emitting element, and a plurality of the light emitting elements are formed on the base substrate It is electrically connected to the drive circuit.
  • the method for manufacturing the semiconductor modules 1, 2, 3, 4 and 5 according to aspect 21 of the present invention comprises the steps of: forming a plurality of light emitting elements 15 from the semiconductor layer grown on the growth substrate 18; After the step of peeling the growth substrate from the plurality of light emitting elements and the step of peeling the growth substrate, the base substrate is covered so as to cover the upper surface of the base substrate 11, all exposed surfaces of the light emitting elements, and the metal terminals 21.
  • the portion of the light shielding layer on the top surface of the light emitting element and the light shielding layer on the metal terminal And removing the portion, wherein the plurality of light emitting elements are electrically connected to a drive circuit formed on the base substrate, and the metal terminal is provided on the base substrate, For driving a drive circuit It is for supplying the external force.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

半導体モジュール（１）は、下地基板（１１）と、複数の発光素子（１５）と、互いに隣接する複数の発光素子（１５）の各々の上部と接触する、複数の色変換層（３１・３２）と、互いに隣接する発光素子（１５）間及び互いに隣接する色変換層（３１・３２）間に配置され、かつ、複数の発光素子（１５）及び複数の色変換層（３１・３２）を分離する光遮蔽層（１６ｂ）とを備える。

Description

半導体モジュール、表示装置、及び半導体モジュールの製造方法
　本発明は半導体モジュール、表示装置、及び半導体モジュールの製造方法に関する。
　特許文献１には、基体と、基体上に配置される第１発光素子及び第２発光素子とを備える発光装置が開示されている。前記発光装置は、第１発光素子の上面に設けられた透光性部材と、第２発光素子の上面に設けられた波長変換部材と、第１発光素子、第２発光素子、透光性部材、及び波長変換部材の側面を被覆する遮光部材とをさらに備える。
日本国公開特許公報「特開２０１５－１２６２０９号公報（２０１５年７月６日公開）」
　特許文献１に開示されている発光装置では、発光素子と透光性部材とが、圧着、焼結、または接着剤による接着等の公知の方法により接続されるので、発光素子と透光性部材との間に接着層ができる。このため、光取り出し効率が下がるという問題がある。
　本発明の一態様は、個々の発光素子から出射される光を際立たせ、かつ、発光素子から出射される光の光取り出し効率を向上させることを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る半導体モジュールは、駆動回路が形成された下地基板と、前記駆動回路と電気的に接続された、複数の発光素子と、互いに隣接する複数の前記発光素子の各々の上部と接触する、複数の色変換層と、互いに隣接する前記発光素子間及び互いに隣接する前記色変換層間に配置され、かつ、複数の前記発光素子及び複数の前記色変換層を分離する光遮蔽層とを備える。
　本発明の一態様に係る半導体モジュールは、駆動回路が形成された下地基板と、前記駆動回路と電気的に接続された、複数の発光素子と、互いに隣接する前記発光素子間に配置され、かつ、複数の前記発光素子を分離する光遮蔽層と、前記下地基板上に設けられ、前記駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するための金属端子と、前記下地基板上に設けられ、前記下地基板の上面の一部を覆う絶縁層とを備え、前記金属端子は、前記絶縁層を貫通して前記下地基板の上面に形成されたパッド電極と接触し、前記金属端子の一部は、前記絶縁層の上面と接触している。
　本発明の一態様に係る半導体モジュールの製造方法は、成長基板上に成長された半導体層から複数の発光素子を形成する工程と、レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板の上面及び前記発光素子の全露出面を覆うように、前記下地基板上に光遮蔽層を充填する工程と、前記光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記光遮蔽層の部分を除去する工程と、前記発光素子の上部に色変換層を形成する工程とを含み、複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されている。
　本発明の一態様に係る半導体モジュールの製造方法は、成長基板上に成長された半導体層から複数の発光素子を形成する工程と、レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板の上面及び前記発光素子の全露出面を覆うように、前記下地基板上に第１光遮蔽層を充填する工程と、前記第１光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面の前記下地基板からの高さより上にある前記第１光遮蔽層の部分を除去する工程と、前記第１光遮蔽層の部分を除去する工程の後、前記第１光遮蔽層の上部に、前記第１光遮蔽層の材料とは異なる材料からなる第２光遮蔽層を形成する工程と、前記第２光遮蔽層を形成する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記第２光遮蔽層の部分を除去する工程と、前記発光素子の上部に色変換層を形成する工程とを含み、複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されている。
　本発明の一態様に係る半導体モジュールの製造方法は、成長基板上に成長された半導体層から複数の発光素子を形成する工程と、レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板の上面、前記発光素子の全露出面、及び金属端子を覆うように、前記下地基板上に光遮蔽層を充填する工程と、前記光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記光遮蔽層の部分と、前記金属端子上にある前記光遮蔽層の部分と、を除去する工程とを含み、複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されており、前記金属端子は、前記下地基板上に設けられ、前記駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するためのものである。
　本発明の一態様によれば、個々の発光素子から出射される光を際立たせ、かつ、発光素子から出射される光の光取り出し効率を向上させることができる。
本発明の実施形態１に係る半導体モジュールの製造方法を示す図である。 本発明の実施形態１に係る半導体モジュールの製造方法を示す図である。 本発明の実施形態１に係る半導体モジュールの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る半導体モジュールの構成を示す断面図である。 本発明の実施形態３に係る半導体モジュールの構成を示す断面図である。 本発明の実施形態４に係る半導体モジュールの製造方法を示す図である。 本発明の実施形態４に係る半導体モジュールの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態５に係る半導体モジュールの構成を示す断面図である。
　〔実施形態１〕
　図１及び図２は、本発明の実施形態１に係る半導体モジュール１の製造方法を示す図である。図３は、本発明の実施形態１に係る半導体モジュール１の製造方法を示すフローチャートである。半導体モジュール１の構成及び製造方法について図１、図２、及び図３に基づいて説明する。図２は、図１に示す半導体モジュール１の構成の一部を簡略化した図であり、金属配線１２及び絶縁層１３を省略し、基板側電極１４１及び発光素子側電極１４２を電極１４として表示している。なお、半導体モジュール１を備え、画像の表示を行う表示装置についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
　（半導体モジュール１の構成）
　半導体モジュール１は、図２の（ｅ）に示すように、下地基板１１、電極１４、発光素子１５、光遮蔽層１６ｂ、金属端子２１、絶縁層２２、ダミー素子２３、パッド電極２４、及び色変換層３１・３２を備えている。半導体モジュール１では、下地基板１１上に電極１４を介して複数の発光素子１５が実際に設けられているが、図１及び図２では、下地基板１１上に電極１４を介して３つの発光素子１５が設けているものとして説明する。
　（下地基板１１）
　下地基板１１は、少なくともその表面が発光素子１５と接続できるよう、配線を形成したものが利用できる。下地基板１１には、発光素子１５を駆動する駆動回路が形成されている。また、下地基板１１の材料は、全体が窒化アルミニウムで構成される窒化アルミニウムの単結晶または多結晶等の結晶性基板、並びに焼結基板が好ましい。また、下地基板１１の材料は、アルミナ等のセラミック、ガラス、もしくはＳｉ等の半金属または金属基板が好ましく、また、それらの表面に窒化アルミニウム薄膜層が形成された基板等の積層体または複合体が使用できる。金属性基板及びセラミック基板は放熱性が高いため、下地基板１１の材料に好ましい。
　例えば、Ｓｉ上に発光素子１５の発光を制御する駆動回路を集積回路形成技術により形成したものを下地基板１１として使用することで、微細な発光素子１５を密集させた高解像度の表示装置を製造することができる。
　（金属配線１２）
　金属配線１２は、発光素子１５に制御電圧を供給する制御回路を少なくとも含む配線である。金属配線１２の形成は、イオンミリング法またはエッチング法等によって、金属層のパターニングが施される。例えば、Ｓｉ基板表面上に白金薄膜等からなる金属配線１２等を形成する例が挙げられる。さらに、金属配線１２を保護する目的で、下地基板１１の金属配線１２が形成された側の表面にＳｉＯ２等の薄膜からなる保護膜を形成してもよい。
　（絶縁層１３）
　絶縁層１３は、酸化膜、樹脂膜、及び樹脂層によって構成される、絶縁性の層である。絶縁層１３は、下地基板１１と電極１４とが直接接触することを防ぐ。
　（電極１４）
　電極１４は、金属配線１２と発光素子１５上に設けられた金属端子（不図示）とを電気的に接続するもので、バンプとも呼ばれる。図１の（ｅ）に示すように、電極１４における金属配線１２に接続される第１部分は基板側電極１４１であり、電極１４における発光素子１５上に設けられた金属端子（不図示）に接続される第２部分は発光素子側電極１４２である。基板側電極１４１及び発光素子側電極１４２は、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、及びＴｉのいずれかの金属、並びにこれらの合金またはそれらの組み合わせからなる。組合せの例としては、基板側電極１４１及び発光素子側電極１４２を金属電極層として構成する場合、下面からＷ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｗ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｎｉ、Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｒｈ、またはＴｉＷ／Ａｕの積層構造が考えられる。発光素子側電極１４２はｎ側電極とｐ側電極とを同一面側に形成し、発光素子１５の光出射面とは逆側に配置するフリップチップタイプとすることができる。
　電極１４は、光出射方向において段差箇所を有する。基板側電極１４１における光出射方向と平行な断面の面積は、発光素子側電極１４２における光出射方向と平行な断面の面積と異なる。図１の（ｅ）では、基板側電極１４１の断面積は、発光素子側電極１４２の断面積よりも大きい。なお、基板側電極１４１及び発光素子側電極１４２の最表面はＡｕであることが好ましい。
　（発光素子１５）
　発光素子１５は、公知のもの、具体的には半導体発光素子を利用できる。例えば、ＧａＡｓ系、ＺｎＯ系、またはＧａＮ系のものがある。発光素子１５には、赤色、黄色、緑色、青色、または紫色の光を発光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いてもよく、また紫外光を発光するＬＥＤを用いてもよい。中でも、青色から紫色または紫色から紫外光の発光が可能なＧａＮ系半導体を発光素子１５として用いることが好ましい。ここでは、発光素子１５は青色の光を発光するものとする。発光素子１５は、図２の（ｅ）において、上面から光を出射する。発光素子１５の上面は光出射面である。発光素子１５は、電極１４を介して、下地基板１１に形成された駆動回路と電気的に接続されている。発光素子１５の上部に、光が照射されることで発光素子１５の発光色とは異なる発光色を示す色変換層３１・３２を配置することで、可視光領域にある様々な発光色を示すことができる。このため、効率よく励起できる短波長の光を発光することが可能である。また、発光効率が高く、寿命が長く、信頼性が高いといった特徴を有する点でも、ＧａＮ系半導体は、発光素子１５として好ましい。
　発光素子１５の半導体層としては、窒化物半導体が、可視光域の短波長域、近紫外域、またはそれより短波長域である点、その点と波長変換部材（蛍光体）とを組み合わせた半導体モジュール１において好適に用いられる。また、それに限定されずに、ＺｎＳｅ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＡｌＩｎＧａＰ系などの半導体でもよい。
　半導体層による発光素子構造は、第１導電型（ｎ型）層、第２導電型（ｐ型）層との間に活性層を有する構造が出力効率上好ましいがこれに限定されない。また、各導電型層に、絶縁、半絶縁性、及び逆導電型構造が一部に設けられてもよく、またそれらが第１、２導電型層に対し付加的に設けられた構造でもよい。別の回路構造、例えば保護素子構造を付加的に有してもよい。
　本実施形態においては、後述のように成長基板１８をレーザー光の照射などにより剥離する。半導体モジュール１を表示装置に適用し、発光素子１５上に成長基板１８がある場合には、発光素子１５からの出射光が成長基板１８内で拡散し、高精細な表示が難しい。これに対し、発光素子１５上に成長基板１８がない場合には、個々の発光素子１５からの出射光が拡散せずに取り出されるため、表示装置は高精細な表示が可能となる。
　発光素子１５及びその半導体層の構造としては、ＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造、またはダブルへテロ構成のものが挙げられる。また、各層を超格子構造としたりすることもできるし、活性層である発光層を量子効果が生じる薄膜に形成させた単一量子井戸構造または多重量子井戸構造としたりすることもできる。なお、発光素子１５間の距離は、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。これにより、成長基板１８を剥離させるとき、レーザー光の照射時に下地基板１１に到達するレーザー光の強度は低いものとなる。このため、成長基板１８を剥離させるときに伴う下地基板１１へのダメージを低減することができる。したがって、成長基板１８を剥離する工程等において、発光素子１５を駆動させる駆動回路を有する下地基板１１に対してのダメージを低減させることができる。
　また、発光素子１５間の距離が、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であることにより、発光素子１５間にある光遮蔽層１６ｂの部分の厚みは、０．１μｍ以上２０μｍ以下になる。この厚みは、発光素子１５が並ぶ方向に沿った厚みである。
　（光遮蔽層１６ｂ）
　光遮蔽層１６ｂは、電極１４、発光素子１５、金属端子２１、絶縁層２２、及び色変換層３１・３２を下地基板１１に固定させると共に、発光素子１５及び色変換層３１・３２の側面から光が漏れることを防ぐ。光遮蔽層１６ｂは、互いに隣接する発光素子１５間及び互いに隣接する色変換層３１と色変換層３２との間に配置されており、複数の発光素子１５及び色変換層３１・３２を分離する。光遮蔽層１６ｂは、上面視において、色変換層３１・３２の周囲を覆っている。光遮蔽層１６ｂは、アンダーフィルとも呼ばれ、一例として液状である樹脂を硬化させて形成することが可能である。光遮蔽層１６ｂは、下地基板１１の上面、電極１４の側面、発光素子１５の側面、金属端子２１、絶縁層２２、ダミー素子２３、及び色変換層３１・３２の側面を覆っている。
　光遮蔽層１６ｂは、下地基板１１を保護することに加えて、レーザー光の反射または吸収によって、成長基板１８の剥離工程における下地基板１１へのダメージを低減することができる。また、発光素子１５の発光は、発光素子１５における下地基板１１側とは反対側の光出射面から放出される。したがって、発光素子１５の側面を光遮蔽層１６ｂで被覆することにより、以下の作用及び効果が得られる。第１に、発光素子１５の側面から光が漏れ出すのを回避できる。第２に、発光素子１５の光出射面からの発光と比較して、無視できないほどの色味差を有する光が、側面から外方へ放出するのを抑止して、全体の発光色における色ムラの発生を低減できる。第３に、側面方向へと進行した光を半導体モジュール１の光取り出し方向側へと反射させ、さらに外部への発光領域を制限する。これにより、放出される光の指向性を高めると共に、発光素子１５の光出射面における発光輝度を高められる。第４に、発光素子１５から発生する熱を光遮蔽層１６ｂへ伝導させることによって、発光素子１５の放熱性を高めることができる。第５に、光遮蔽層１６ｂを形成することにより、水または酸素などから発光素子１５の発光層を保護することができる。
　（金属端子２１、絶縁層２２、パッド電極２４）
　金属端子２１は、下地基板１１上に設けられ、下地基板１１に形成された駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するためのものである。金属端子２１は、下地基板１１に形成された駆動回路を駆動するための電力を供給する電源（不図示）と電気的に接続されている。金属端子２１の代表的な材料は、例えばＡｕである。
　金属端子２１は、絶縁層２２を貫通して下地基板１１の上面に形成されたパッド電極２４と接触している。絶縁層２２は、下地基板１１上に設けられ、下地基板１１の上面の一部を覆う。絶縁層２２は、上面の中央に開口部を有する。金属端子２１は、絶縁層２２のその開口部から露出しているパッド電極２４を覆っており、かつ、電気的に接続している。つまり、金属端子２１は、パッド電極２４と電気的に接続するために、絶縁層２２を貫通している。金属端子２１の一部は、絶縁層２２の上面と接触することが好ましい。
　パッド電極２４は、下地基板１１に埋め込まれており、下地基板１１に形成された駆動回路に備えられたものである。パッド電極２４の代表的な材料は、例えばＡｌである。パッド電極２４の上面は、金属端子２１にのみ覆われていてもよく、金属端子２１及び絶縁層２２に覆われていてもよい。金属端子２１及びパッド電極２４を介して、外部から下地基板１１に形成された駆動回路に電力が供給される。パッド電極２４の上面は、金属端子２１にのみ覆われている、または金属端子２１及び絶縁層２２に覆われているので、後述する成長基板１８の剥離工程にて、パッド電極２４がレーザー光に照射されることを防ぐことができる。よって、レーザー光によってパッド電極２４がダメージを受けることを防ぐことができる。
　（ダミー素子２３）
　ダミー素子２３は、下地基板１１上に形成されている。ダミー素子２３は、上面視において、発光素子１５の外側にあり、下地基板１１上に機械的に接続されている。これにより、ダミー素子２３は下地基板１１上に形成されているので、後述する成長基板１８の剥離工程を行う場合、ダミー素子２３の飛散を防止することができる。
　（色変換層３１・３２）
　色変換層３１・３２は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｃａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｃａ３（Ｓｃ，Ｍｇ）２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ３＋、β－ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋、Ｃａ－α－ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋、Ｌａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅ３＋、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４＋、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、（Ｂａ,Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ等の蛍光体材料、光吸収材料等の色変換材料、チタニア、シリカ、アルミナ等の光散乱材料、及び母材となる樹脂等からなり、発光素子１５が出射した光の波長を変換する。色変換層３１は、発光素子１５が出射した光を緑色の光に変換する緑色変換層であり、色変換層３２は、発光素子１５が出射した光を赤色の光に変換する赤色変換層である。
　色変換層３１・３２は、互いに隣接する複数の発光素子１５の各々の上部と接触する。図２の（ｅ）では、色変換層３１・３２は、３つの発光素子１５の各々の上部と接触する。色変換層３１は、その直下に配置される発光素子１５と直接接触しており、色変換層３２は、その直下に配置される発光素子１５と直接接触している。つまり、色変換層３１と発光素子１５との間には、発光素子１５から色変換層３１に向かう光を遮るものがなく、色変換層３２と発光素子１５との間には、発光素子１５から色変換層３２に向かう光を遮るものがない。３つの発光素子１５のうち１つの発光素子１５の上部は露出している。
　色変換層３１・３２の下地基板１１からの高さは、光遮蔽層１６ｂの下地基板１１からの高さと同一である。なお、色変換層３１と色変換層３２との間の距離は、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。色変換層３１と色変換層３２との間の距離が、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であることにより、色変換層３１と色変換層３２との間にある光遮蔽層１６ｂの部分の厚みは、０．１μｍ以上２０μｍ以下になる。この厚みは、色変換層３１・３２が並ぶ方向に沿った厚みである。また、色変換層３１・３２は、メジアン径が２μｍ以下である蛍光体を有することが好ましい。これにより、色変換層３１・３２のサイズを小さくすることができるので、半導体モジュール１のサイズを小さくすることができる。
　（半導体モジュール１の製造方法）
　次に、半導体モジュール１の製造方法について、図１、図２、及び図３に基づいて説明する。
　（発光素子１５の形成工程）
　まず、図１の（ａ）に示すように、成長基板１８に後述する発光素子１５の基となる半導体層１５ａを設ける。成長基板１８は、半導体層１５ａをエピタキシャル成長させる基板である。
　成長基板１８に半導体層１５ａを設けた後、図１の（ｂ）に示すように、半導体層１５ａの上に複数の発光素子側電極１４２、及び第２のアライメントマーク片２０の一部となるダミー電極１０を形成する。この形成には、周知の一般的な電極形成技術が使用される。発光素子側電極１４２及びダミー電極１０の代表的な材料は、例えばＡｕである。
　（分離溝１９の形成工程）
　半導体層１５ａの上に発光素子側電極１４２及びダミー電極１０を設けた後、図１の（ｃ）に示すように、半導体層１５ａに複数の分離溝１９を形成する（ステップＳ１１０）。分離溝１９の形成には、標準的な半導体選択エッチングプロセスが使用される。図１の（ｃ）では、隣接する発光素子側電極１４２の間に、分離溝１９を形成する。形成される分離溝１９は、成長基板１８の表面にまで達する。
　分離溝１９が形成されることによって、一枚の半導体層１５ａが、成長基板１８の表面において複数の個別の発光素子１５（チップ）に分割され、複数の発光素子１５と並置された第２のアライメントマーク片２０が形成される。このように、複数の発光素子１５が形成される（複数の発光素子を形成する工程）。第２のアライメントマーク片２０は、半導体層であるダミー素子２３と、発光素子側電極１４２と同じ導電性材料からなるダミー電極１０を含む。また、分離溝１９の幅が０．１μｍ以上２０μｍ以下の範囲となるように、分離溝１９が形成される。換言すると、複数の発光素子１５を形成する工程にて、発光素子１５間の距離が、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であるように、複数の発光素子１５を形成する。これにより、後述するステップＳ１７０の処理の後、発光素子１５の上部に形成された凹部間の、発光素子１５が並ぶ方向に沿った距離は、０．１μｍ以上２０μｍ以下になる。
　分離溝１９の幅が２０μｍ以下であることで、下地基板１１側へ到達するレーザー光量が小さくなるため、後述の成長基板１８の剥離工程において、下地基板１１、金属配線１２、絶縁層１３、及び電極１４へのダメージを低減することができる。
　一方、分離溝１９の幅が狭くなると、隣接する電極１４間及び隣接する発光素子１５間の静電容量が増加し、発光素子１５に電圧を印加したときに、隣接する発光素子１５間にカップリングノイズによる起電力が発生する可能性がある。これにより、発光素子１５の精密な点灯制御を妨げたり、発光素子１５に逆電圧が印加されたりすることで、発光素子１５の劣化が発生し得る。このため、分離溝１９の幅は０．１μｍ以上であることが好ましい。
　また、半導体モジュール１の信頼性の点で、発光素子１５は、製造時の初期の発光強度に対して、１０００時間点灯した後に５０％以上の発光強度を維持することが望ましい。逆電圧による発光素子１５の劣化を防ぐためにも、分離溝１９の幅は０．１μｍ以上であることが望ましい。
　（２つの基板の位置合わせ工程）
　分離溝１９の形成後、図１の（ｄ）に示すように、金属配線１２、絶縁層１３、基板側電極１４１、及び第１のアライメントマーク片１４１ａが予め形成された下地基板１１を用意する。下地基板１１に対する基板側電極１４１の形成には、周知の一般的な電極形成技術が使用される。具体的に以下に説明する。
　下地基板１１上に金属配線１２を形成する。金属配線１２の形成後、下地基板１１上に絶縁層１３を形成する。絶縁層１３の形成時、金属配線１２の一部及び第１のアライメントマーク片１４１ａが形成される下地基板１１上の領域が露出するように、ウエットエッチングなどにより絶縁層１３をパターニングする。次に、金属配線１２の一部を覆うように基板側電極１４１を形成する（ステップＳ１２０）。また、基板側電極１４１を形成すると共に、下地基板１１上に第１のアライメントマーク片１４１ａを形成する。基板側電極１４１及び第１のアライメントマーク片１４１ａの代表的な材料は、例えばＡｕである。下地基板１１の用意と並行して、図１の（ｄ）に示すように、成長基板１８を反転させる。成長基板１８の反転後、各基板側電極１４１と各発光素子側電極１４２とが対向するように、下地基板１１と成長基板１８とを位置合わせする。
　（基板の貼り合わせ工程）
　下地基板１１と成長基板１８との位置合わせの完了後、図１の（ｅ）に示すように、下地基板１１と成長基板１８とを貼り合わせる（ステップＳ１３０）。その際、成長基板１８側の第２のアライメントマーク片２０と下地基板１１側の第１のアライメントマーク片１４１ａとを用いて、対応する基板側電極１４１及び発光素子側電極１４２が接合するように、下地基板１１及び成長基板１８を加圧によって上下から抑える。これにより、対応する基板側電極１４１及び発光素子側電極１４２が一体化され、電極１４を構成する。また、成長基板１８側の第２のアライメントマーク片２０は、下地基板１１側の第１のアライメントマーク片１４１ａと接続される。これにより、第１のアライメントマーク片１４１ａと第２のアライメントマーク片２０とが接合されることによりアライメントマークＭを構成している。
　（成長基板１８の剥離工程）
　貼り合わせの完了後、図２の（ａ）に示すように、成長基板１８を複数の発光素子１５から剥離させる（ステップＳ１４０：成長基板を複数の発光素子から剥離する工程）。成長基板１８を剥離させる工程には、剥離手段の一例として、レーザー光の照射を利用した剥離技術を利用することができる。例えば成長基板１８にサファイアなどの透明基板を用い、発光素子層として窒化物半導体を結晶成長した場合、透明基板側からレーザー光を一定条件で照射することにより成長基板１８と結晶成長層との界面に与えるダメージを軽減することが可能である。レーザー光の波長は２００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の範囲であれば、特に限定されないが、成長基板１８の剥離を行うことが可能な波長、つまり、成長基板１８により光吸収される波長であることが必要である。
　なお、成長基板１８を剥離させた後、発光素子１５の上面（表面）を研磨してもよい。発光素子１５の上面の研磨は、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polish）等で実施することができる。また、発光素子１５の上面を研磨した後、発光素子１５の上面を洗浄してもよい。発光素子１５の上面の洗浄方法の詳細については、後述するステップＳ１９０で詳細に説明する。
　さらに、発光素子１５の上面を洗浄した後に、発光素子１５の上面を研磨してもよい。発光素子１５の上面を洗浄した後に、発光素子１５の上面を研磨する場合、発光素子１５の上面を研磨した後に、発光素子１５の上面を再度洗浄する。また、発光素子１５の上面を研磨せずに発光素子１５の上面を洗浄してもよい。
　（光遮蔽層１６の充填工程）
　成長基板１８を剥離させた後、図２の（ｂ）に示すように、下地基板１１の上面、電極１４、発光素子１５の全露出面、金属端子２１、絶縁層２２、及びダミー素子２３の全露出面を覆うように、下地基板１１上に光遮蔽層１６を充填する（光遮蔽層を充填する工程）。光遮蔽層１６の充填後の状態を図２の（ｂ）に示す。具体的に以下に説明する。
　光遮蔽層１６の硬化する前の状態を液状樹脂と称する。下地基板１１の上面、電極１４、発光素子１５の全露出面、金属端子２１、絶縁層２２、及びダミー素子２３の全露出面を覆うように、下地基板１１上に液状樹脂を充填する（ステップＳ１５０）。
　液状樹脂を充填させるためには、例えば、液状樹脂で満たされた容器内に、下地基板１１、電極１４、発光素子１５、金属端子２１、絶縁層２２、及びダミー素子２３を浸せばよい。液状樹脂の主材料としては、発光素子１５及び色変換層３１・３２から出射される光を遮蔽する（吸収または反射する）ものが好ましく、シリコーン系樹脂またはエポキシ系樹脂などにサブミクロンサイズの粒子を添加した白色の樹脂（以下、第１材料と称する）であることが好ましい。サブミクロンサイズの粒子としては、粒径が０．０１μｍ以上０．５μｍ以下であるチタニア、アルミナ、またはシリカなどがある。
　これにより、光取り出し効率を向上させることができる。なお、液状樹脂の注入方法は上記以外に注射針、特に下地基板１１と発光素子１５との間にできた空隙のサイズに合ったマイクロニードルで液状樹脂を注入する方法でもよい。この場合の注射針の材料としては金属製、またはプラスチック製などが用いられる。
　光遮蔽層１６の充填工程では、液状樹脂を５０℃以上２００℃以下の温度範囲内の温度下で充填することが好ましい。これにより、液状樹脂を正常に充填しやすくなる。さらに、温度範囲は、８０℃以上１７０℃以下であることがより好ましい。これにより、液状樹脂の特性（後述する硬化プロセス後の密着性、放熱性など）を損なう恐れを減少させることができる。また、温度範囲は、１００℃以上１５０℃以下であることがなお一層好ましい。これにより、下地基板１１と発光素子１５との間にできた空隙に発生する気泡などを少なくすることができ、対流などが発生することなくほぼ完全に充填することができ、半導体モジュール１を製造し易くなる。
　液状樹脂は、図２の（ｂ）に示すように、下地基板１１の上面、電極１４、発光素子１５の全露出面、金属端子２１、絶縁層２２、及びダミー素子２３の全露出面を覆う。液状樹脂の充填完了後、液状樹脂を硬化させて、光遮蔽層１６を形成する（ステップＳ１６０）。なお、液状樹脂を硬化させる方法については特に限定されないが、例えば、液状樹脂を加熱する、または、液状樹脂に紫外線を照射する、ことにより液状樹脂を硬化させてもよい。また、光遮蔽層１６を形成した後、光遮蔽層１６の上面を平坦にするために、光遮蔽層１６の上面を研磨してもよい。さらに、光遮蔽層１６の上面を研磨した後、光遮蔽層１６の上面を洗浄してもよい。
　（光遮蔽層１６の一部を除去する工程）
　光遮蔽層１６の充填後、図２の（ｃ）に示すように、発光素子１５の上面上にある光遮蔽層１６の部分、及びダミー素子２３の上面上にある光遮蔽層１６の部分を除去する（ステップＳ１７０：光遮蔽層の部分を除去する工程、ダミー素子の上面上にある光遮蔽層の部分を除去する工程）。このとき、発光素子１５の上部に形成された凹部間の、発光素子１５が並ぶ方向に沿った距離は、０．１μｍ以上２０μｍ以下になる。つまり、その凹部間に形成された凸部の、発光素子１５が並ぶ方向に沿った厚みは、０．１μｍ以上２０μｍ以下になる。発光素子１５の上面上にある光遮蔽層１６の部分、及びダミー素子２３の上面上にある光遮蔽層１６の部分を除去することにより、光遮蔽層１６ａを形成する。これにより、ダミー素子２３の上面は、光遮蔽層１６ａから露出するので、後述するステップＳ１８０において、ダミー素子２３の位置を基準とすることができる。また、発光素子１５の上面は、光遮蔽層１６ａから露出する。
　発光素子１５の上面上にある光遮蔽層１６の部分、及びダミー素子２３の上面上にある光遮蔽層１６の部分を除去した後、図２の（ｄ）に示すように、金属端子２１上にある光遮蔽層１６ａの部分を除去する（ステップＳ１８０：光遮蔽層の部分を除去する工程）。具体的には、ダミー素子２３の位置を基準として、金属端子２１上にある光遮蔽層１６ａの部分を除去することにより、光遮蔽層１６ｂを形成する。これにより、金属端子２１の上面は、光遮蔽層１６ｂから露出する。
　（発光素子１５の上面を洗浄する工程）
　金属端子２１上にある光遮蔽層１６ａの部分を除去した後、発光素子１５の上面を洗浄する（ステップＳ１９０：洗浄する工程）。ステップＳ１７０の処理の後、発光素子１５の上面上には、残渣が残っている。また、レーザー照射によって成長基板１８が剥離して露出した発光素子１５の上面上にはＧａ等のドロップレットが生じる。このドロップレットは、ステップＳ１７０の処理の後にも残存している可能性が高い。このため、Ｇａの融点以上の温度の水（３０℃以上の水）及び希塩酸類として１種類以上の洗浄剤を選択し、その露出表面をその洗浄剤によって洗浄する。
　なお、金属端子２１上にある光遮蔽層１６ａの部分を除去した後、発光素子１５の上面を研磨してもよい（研磨する工程）。また、発光素子１５の上面を研磨した後、発光素子１５の上面を洗浄してもよい（発光素子の上面を研磨した後に発光素子の上面を洗浄する工程）。さらに、発光素子１５の上面を洗浄した後に、発光素子１５の上面を研磨してもよい。発光素子１５の上面を洗浄した後に、発光素子１５の上面を研磨する場合、発光素子１５の上面を研磨した後に、発光素子１５の上面を再度洗浄する。
　発光素子１５の上面を洗浄する工程において、発光素子１５の上面にＧａの融点以上の温度の水（３０℃以上の水）をかけて洗い流すまたは発光素子１５の上面もしくは全体をＧａの融点以上の温度の水（３０℃以上の水）に浸けることによって、発光素子１５の上面上の残渣を除去することができる。また、室温の希塩酸類もしくは沸騰させた希塩酸類に発光素子１５の上面を浸ける、または室温の希塩酸類もしくは沸騰させた希塩酸類で発光素子１５の上面を洗い流すことも好ましい。さらに、まず発光素子１５の上面をＧａの融点以上の温度の水（３０℃以上の水）で洗い流し、且つＧａの融点以上の温度の水（３０℃以上の水）に浸けて、その後に希塩酸類に浸けることがより好ましい。
　発光素子１５の上面を洗浄しない場合、発光素子１５の上面上に残った残渣及び／またはＧａ等のドロップレットによって、光が吸収、反射、及び散乱されることで、発光素子１５から出射される光が遮られる。よって、発光素子１５の光取り出し効率が低下する。また、発光素子１５の上面を洗浄することにより、発光素子１５から出射される光が遮られることがない。よって、発光素子１５の光取り出し効率を格段に向上させることができる。また、発光素子１５の上面の洗浄に利用するお湯は、Ｇａの融点以上の温度であることが好ましく、希塩酸類の温度は、室温以上で１１０℃以下であることが好ましい。
　また、発光素子１５の上面を洗浄することにより、発光素子１５の上面に残渣が残らないようにすることができる。このため、発光素子１５上に色変換層３１・３２を配置する場合、残渣が残らない平面上に色変換層３１・３２を塗布またはパターニングすることができる。これにより、複数の発光素子１５上に、より均一な厚みの色変換層を配置することができる。
　（色変換層３１・３２を配置する工程）
　発光素子１５の上面を洗浄した後、図２の（ｅ）に示すように、発光素子１５の上部に色変換層３１・３２を配置する（ステップＳ２００：色変換層を形成する工程）。具体的には、発光素子１５の上部に色変換層３１を配置し、上部に色変換層３１が配置された発光素子１５と隣接する発光素子１５の上部に色変換層３２を配置する。
　以上により、半導体モジュール１では、光遮蔽層１６ｂが、互いに隣接する発光素子１５間及び互いに隣接する色変換層３１・３２間に配置されている。これにより、発光素子１５の側面及び色変換層３１・３２の側面から出射される光を遮蔽することができるので、色変換層３１から出射される光と、色変換層３２から出射される光とが混合することを低減することができる。よって、互いに隣接する色変換層３１・３２間で光の影響を及ぼし合うことを防ぐことができるので、個々の発光素子１５から出射される光を際立たせることができる。また、半導体モジュール１では、色変換層３１・３２が発光素子１５と直接接触する。つまり、色変換層３１・３２と発光素子１５との間には発光素子１５から色変換層３１・３２に向かう光を遮るものはないので、発光素子１５から出射される光が減衰することなく色変換層３１・３２に入る。よって、発光素子１５から出射される光の光取り出し効率を向上させることができる。
　〔実施形態２〕
　図４は、本発明の実施形態２に係る半導体モジュール２の構成を示す断面図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
　（半導体モジュール２の構成）
　半導体モジュール２は、図４に示すように、半導体モジュール１と比べて、色変換層３１・３２が色変換層３１ａ・３２ａに変更されている点が異なる。色変換層３１ａ・３２ａは、色変換層３１・３２と比べて、下地基板１１から発光素子１５に向かう方向の厚みが異なっている。色変換層３１ａ・３２ａの下地基板１１からの高さは、光遮蔽層１６ｂの下地基板１１からの高さより低いことが好ましい。これにより、発光素子１５の側面及び色変換層３１ａ・３２ａの側面から出射される光を遮蔽することができるので、色変換層３１ａから出射される光と、色変換層３２ａから出射される光とが混合することを低減することができる。よって、互いに隣接する色変換層３１ａ・３２ａ間で光の影響を及ぼし合うことを防ぐことができるので、個々の発光素子１５から出射される光を際立たせることができる。
　なお、色変換層３１ａの下地基板１１から発光素子１５に向かう方向の厚みは、色変換層３２ａの下地基板１１から発光素子１５に向かう方向の厚みと異なっていてもよい。また、色変換層３１ａが含有する蛍光体の濃度は、色変換層３２ａが含有する蛍光体の濃度と異なっていてもよい。各色変換層が含有する蛍光体の濃度、及び各色変換層の下地基板１１から発光素子１５に向かう方向の厚みを、色変換層毎に設定することにより、各色変換層から出射される光の色度を調整することができる。
　〔実施形態３〕
　図５は、本発明の実施形態３に係る半導体モジュール３の構成を示す断面図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
　（半導体モジュール３の構成）
　半導体モジュール３は、図５に示すように、半導体モジュール１と比べて、３つの発光素子のうちの１つの発光素子１５の上部に透明樹脂層３３が配置されている点が異なる。透明樹脂層３３は、発光素子１５から出射される光を通過させ、上面から出射する。透明樹脂層３３は、その直下に配置される発光素子１５から出射される光の波長を変換せず、その光を通過させる。つまり、透明樹脂層３３は青色の光を出射する。透明樹脂層３３には、必要に応じてシリカなどの散乱材を含めてもよい。
　半導体モジュール３は、３つの発光素子１５の各々の上部に、緑色変換層である色変換層３１、赤色変換層である色変換層３２、及び透明樹脂層３３を配置することにより、赤色の光、緑色の光、及び青色の光の三原色の色を発光することができる。青色の光を外部に出射させる部分において、発光素子１５の上部に透明樹脂層３３を配置することにより、発光素子１５を保護することができる。また、３つの発光素子１５の上部に配置するものを、同じ光拡散性のものとすることにより光学特性を得やすくなる。つまり、半導体モジュール３の製造が容易になる。さらに、半導体モジュール３が組み込まれる表示装置は、それぞれの発光素子１５を制御することによりカラー表示を行うことができる。
　〔実施形態４〕
　図６は、本発明の実施形態４に係る半導体モジュール４の製造方法を示す図である。図７は、本発明の実施形態４に係る半導体モジュール４の製造方法を示すフローチャートである。半導体モジュール４の構成及び製造方法について図６及び図７に基づいて説明する。図６は、図１に示す半導体モジュール１の構成の一部を簡略化した図であり、金属配線１２及び絶縁層１３を省略し、基板側電極１４１及び発光素子側電極１４２を電極１４として表示している。
　（半導体モジュール４の構成）
　半導体モジュール４は、図６の（ｆ）に示すように、半導体モジュール１と比べて、光遮蔽層１６ｂが、第１光遮蔽層４１ｂ及び第２光遮蔽層４２ｂに変更されている点が異なる。半導体モジュール４では、互いに隣接する発光素子１５間及び互いに隣接する色変換層３１・３２間に配置されている光遮蔽層は、複数の層からなっている。その複数の層は、例えば、第１光遮蔽層４１ｂ、及び第１光遮蔽層４１ｂの材料とは異なる材料からなる第２光遮蔽層４２ｂを含んでいてもよい。また、第１光遮蔽層４１ｂの上部には、第２光遮蔽層４２ｂが配置されている。さらに、第１光遮蔽層４１ｂと第２光遮蔽層４２ｂとの間の境界位置の下地基板１１からの高さは、発光素子１５と色変換層３１・３２との間の境界位置の下地基板１１からの高さと同一である。
　これにより、発光素子１５の側面は第１光遮蔽層４１ｂのみに覆われ、色変換層３１・３２は第２光遮蔽層４２ｂのみに覆われる。よって、半導体モジュール４に要求される光学特性から発光素子１５に要求される光学特性を決定したとき、発光素子１５に要求される光学特性を得るために適切な光学特性を持つ第１光遮蔽層４１ｂを形成することができる。また、半導体モジュール４に要求される光学特性から色変換層３１・３２に要求される光学特性を決定したとき、色変換層３１・３２に要求される光学特性を得るために適切な光学特性を持つ第２光遮蔽層４２ｂを形成することができる。したがって、第１光遮蔽層４１ａと第２光遮蔽層４２ｂの各々で適切な光学特性を持たせることができるため、優れた特性を持つ半導体モジュール４の実現が可能となる。
　第１光遮蔽層４１ｂは、発光素子１５間に配置されており、第２光遮蔽層４２ｂは、色変換層３１・３２間に配置されている。第１光遮蔽層４１ｂの下地基板１１からの高さは、発光素子１５の下地基板１１からの高さと同一であり、第２光遮蔽層４２ｂの下地基板１１からの高さは、色変換層３１・３２の下地基板１１からの高さと同一である。
　（半導体モジュール４の製造方法）
　次に、半導体モジュール４の製造方法について、図６及び図７に基づいて説明する。ステップＳ２１０～ステップＳ２４０の処理は、ステップＳ１１０～ステップＳ１４０の処理と同様である。
　（第１光遮蔽層４１の充填工程）
　成長基板１８を剥離させた後、図６の（ａ）に示すように、下地基板１１の上面、電極１４、発光素子１５の全露出面、金属端子２１、絶縁層２２、及びダミー素子２３の全露出面を覆うように、下地基板１１上に第１光遮蔽層４１を充填する（第１光遮蔽層を充填する工程）。第１光遮蔽層４１の充填方法は、半導体モジュール１の光遮蔽層１６の充填方法と同様である。第１光遮蔽層４１の充填方法においては、第１液状樹脂を充填させた後（ステップＳ２５０）、第１液状樹脂を硬化させることにより（ステップＳ２６０）、第１光遮蔽層４１を形成する。第１液状樹脂とは、第１光遮蔽層４１が硬化する前の状態である。第１液状樹脂の主材料は、半導体モジュール１の光遮蔽層１６の硬化する前の状態である液状樹脂の主材料と同一である。
　（第１光遮蔽層４１の一部を除去する工程）
　第１光遮蔽層４１の充填後、第１光遮蔽層４１の一部を除去する（ステップＳ２７０）。具体的には、複数の発光素子１５の上面を含む面を境界として当該面より上にある第１光遮蔽層４１の部分を除去する（第１光遮蔽層の部分を除去する工程）。
　（発光素子１５の上面を研磨する工程）
　発光素子１５の上面の下地基板１１からの高さより上にある第１光遮蔽層４１の部分を除去した後、発光素子１５の上面（表面）を研磨する（ステップＳ２８０：研磨する工程）。発光素子１５の上面の研磨方法は、成長基板１８の剥離後における半導体モジュール１の発光素子１５の上面の研磨方法と同様である。
　（発光素子１５の上面を洗浄する工程）
　発光素子１５の上面を研磨した後、発光素子１５の上面を洗浄する（ステップＳ２９０：洗浄する工程）。なお、ステップＳ２７０の処理の後、ステップＳ２９０の処理を行った後に、ステップＳ２８０の処理を行ってもよい。洗浄する工程を行った後、研磨する工程を行う場合、研磨する工程を行った後に、再度洗浄する工程を行う。また、ステップＳ２７０の処理の後、ステップＳ２８０の処理を行わずにステップＳ２９０の処理を行ってもよく、ステップＳ２９０の処理を行わずにステップＳ２８０の処理を行ってもよい。
　発光素子１５の上面の洗浄方法は、半導体モジュール１の発光素子１５の上面の洗浄方法と同様である。発光素子１５の上面を研磨する、及び／または発光素子１５の上面を洗浄することにより、発光素子１５の上面、及び第１光遮蔽層４１ａの上面に、残渣が残らないようにすることができる。特に、発光素子１５の上面を研磨することにより、発光素子１５の上面、及び第１光遮蔽層４１ａの上面を略平面の形状とすることができる。このため、発光素子１５上に色変換層３１・３２を配置する場合、残渣が残らない平面上に色変換層３１・３２を塗布またはパターニングすることができる。これにより、複数の発光素子１５上に、より均一な厚みの色変換層を配置することができる。
　（第２光遮蔽層４２の形成工程）
　発光素子１５の上面を洗浄した後、図６の（ｃ）に示すように、発光素子１５の上面、ダミー素子２３の上面、及び第１光遮蔽層４１ａの上面に第２光遮蔽層４２を形成する（第２光遮蔽層を形成する工程）。第２光遮蔽層４２は、第１光遮蔽層４１ａの材料とは異なる材料からなる。第２光遮蔽層４２の充填後の状態を図６の（ｃ）に示す。具体的に以下に説明する。
　第２光遮蔽層４２の硬化する前の状態を第２液状樹脂と称する。発光素子１５の上面、ダミー素子２３の上面、及び第１光遮蔽層４１ａの上面を覆うように第２液状樹脂を充填する（ステップＳ３００）。第２液状樹脂を充填させるためには、例えば、第２液状樹脂で満たされた容器内に、下地基板１１、発光素子１５、ダミー素子２３、及び第１光遮蔽層４１ａを浸せばよい。第２液状樹脂の主材料としては、発光素子１５及び色変換層３１・３２から出射される光を遮蔽する（吸収または反射する）ものが好ましく、シリコーン系樹脂またはエポキシ系樹脂などにカーボンブラックまたは黒色の顔料を添加した材料（以下、第２材料と称する）であることが好ましい。
　なお、第１液状樹脂の主材料が第２材料であり、第２液状樹脂の主材料が第１材料であってもよい。また、第１液状樹脂の主材料が第２液状樹脂の主材料と同一であってもよく、第１液状樹脂の主材料及び第２液状樹脂の主材料の両方が、第１材料または第２材料であってもよい。さらに、第１液状樹脂の主材料が第２液状樹脂の主材料と異なっており、かつ、第１液状樹脂の主材料及び第２液状樹脂の主材料の両方が、第１材料または第２材料であってもよい。第２液状樹脂の注入方法は上記以外に注射針、特にマイクロニードルで第２液状樹脂を注入する方法でもよい。この場合の注射針の材料としては金属製、またはプラスチック製などが用いられる。
　第２光遮蔽層４２の形成工程では、第２液状樹脂を５０℃以上２００℃以下の温度範囲内の温度下で形成することが好ましい。これにより、第２液状樹脂を正常に形成しやすくなる。さらに、温度範囲は、８０℃以上１７０℃以下であることがより好ましい。これにより、第２液状樹脂の特性（後述する硬化プロセス後の密着性、放熱性など）を損なう恐れを減少させることができる。また、温度範囲は、１００℃以上１５０℃以下であることがなお一層好ましい。これにより、第２液状樹脂中に発生する気泡などを少なくすることができ、対流などが発生することなくほぼ完全に形成することができ、半導体モジュール４を製造し易くなる。
　第２液状樹脂は、図６の（ｃ）に示すように、発光素子１５の上面、ダミー素子２３の上面、及び第１光遮蔽層４１ａの上面を覆う。第２液状樹脂の形成完了後、第２液状樹脂を硬化させて、第２光遮蔽層４２を形成する（ステップＳ３１０）。なお、第２液状樹脂を硬化させる方法については特に限定されないが、例えば、第２液状樹脂を加熱する、または、第２液状樹脂に紫外線を照射する、ことにより第２液状樹脂を硬化させてもよい。
　（第２光遮蔽層４２の一部を除去する工程）
　第２光遮蔽層４２の形成後、図６の（ｄ）に示すように、発光素子１５の上面上にある第２光遮蔽層４２の部分、及びダミー素子２３の上面上にある第２光遮蔽層４２の部分を除去する（ステップＳ３２０）。発光素子１５の上面上にある第２光遮蔽層４２の部分、及びダミー素子２３の上面上にある第２光遮蔽層４２の部分を除去することにより、第２光遮蔽層４２ａを形成する。これにより、ダミー素子２３の上面は、第２光遮蔽層４２ａから露出するので、後述するステップＳ３３０において、ダミー素子２３の位置を基準とすることができる。また、発光素子１５の上面は、第２光遮蔽層４２ａから露出する。
　発光素子１５の上面上にある第２光遮蔽層４２の部分、及びダミー素子２３の上面上にある第２光遮蔽層４２の部分を除去した後、図６の（ｅ）に示すように、第２光遮蔽層４２ａの一部を除去する。具体的には、ダミー素子２３の位置を基準として、金属端子２１上にある第１光遮蔽層４１ａ及び第２光遮蔽層４２ａの部分を除去することにより、第１光遮蔽層４１ｂ及び第２光遮蔽層４２ｂを形成する（ステップＳ３３０：第２光遮蔽層の部分を除去する工程）。これにより、金属端子２１の上面は、第１光遮蔽層４１ｂ及び第２光遮蔽層４２ｂから露出する。
　（色変換層３１・３２を配置する工程）
　発光素子１５上にある第２光遮蔽層４２ａの部分を除去し、金属端子２１上にある第１光遮蔽層４１ａ及び第２光遮蔽層４２ａの部分を除去した後、図６の（ｆ）に示すように、発光素子１５の上部に色変換層３１・３２を配置する（ステップＳ３４０：色変換層を形成する工程）。具体的には、発光素子１５の上部に色変換層３１を配置し、上部に色変換層３１が配置された発光素子１５と隣接する発光素子１５の上部に色変換層３２を配置する。
　〔実施形態５〕
　図８は、本発明の実施形態５に係る半導体モジュール５の構成を示す断面図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
　（半導体モジュール５の構成）
　半導体モジュール５は、図８に示すように、半導体モジュール４と比べて、下地基板１１上に第２ダミー素子５１が形成されている点が異なる。第２ダミー素子５１は、上面視において、複数の発光素子１５の周囲に形成される、つまり、発光素子１５の外側かつダミー素子２３の内側にある。これにより、発光素子１５の上面を研磨するとき、第２ダミー素子５１に負荷が大きくかかるようになる。よって、発光素子１５の上面を研磨する場合、発光素子１５が割れることを低減することができる。
　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係る半導体モジュール１、２、３、４、５は、駆動回路が形成された下地基板１１と、前記駆動回路と電気的に接続された、複数の発光素子１５と、互いに隣接する複数の前記発光素子の各々の上部と接触する、複数の色変換層３１、３２、３１ａ、３２ａと、互いに隣接する前記発光素子間及び互いに隣接する前記色変換層間に配置され、かつ、複数の前記発光素子及び複数の前記色変換層を分離する光遮蔽層１６ｂとを備える。
　上記の構成によれば、半導体モジュールでは、光遮蔽層が、互いに隣接する発光素子間及び互いに隣接する色変換層間に配置されている。これにより、発光素子の側面及び色変換層の側面から出射される光を遮蔽することができるので、色変換層から出射される光と、色変換層から出射される光とが混合することを低減することができる。よって、互いに隣接する色変換層間で光の影響を及ぼし合うことを防ぐことができるので、個々の発光素子から出射される光を際立たせることができる。また、半導体モジュールでは、色変換層が発光素子と接触する。つまり、色変換層と発光素子との間には、発光素子から色変換層に向かう光を遮るものはないので、発光素子から出射される光が減衰することなく色変換層に入る。よって、発光素子から出射される光の光取り出し効率を向上させることができる。
　本発明の態様２に係る半導体モジュール１、２、３、４、５は、上記態様１において、前記発光素子１５間の距離は、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であってもよい。
　上記の構成によれば、発光素子間の距離が、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下である。これにより、例えば、成長基板を剥離させるとき、レーザー光の照射時に下地基板に到達するレーザー光の強度は低いものとなる。このため、成長基板を剥離させるときに伴う下地基板へのダメージを低減することができる。したがって、成長基板を剥離する工程等において、発光素子を駆動させる駆動回路を有する下地基板に対してのダメージを低減させることができる。
　本発明の態様３に係る半導体モジュール１、２、３、４、５は、上記態様１または２において、前記色変換層３１、３２、３１ａ、３２ａ間の距離は、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であってもよい。
　上記の構成によれば、色変換層間の距離は、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下である。これにより、互いに隣接する色変換層間で光の影響を及ぼし合うことを防ぐことができるので、個々の発光素子から出射される光を際立たせることができる。
　本発明の態様４に係る半導体モジュール１、２、３、４、５は、上記態様１から３のいずれかにおいて、前記下地基板１１上に設けられ、前記駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するための金属端子２１と、前記下地基板上に設けられ、前記下地基板の上面の一部を覆う絶縁層２２とをさらに備え、前記金属端子は、前記絶縁層を貫通して前記下地基板の上面に形成されたパッド電極２４と接触し、前記金属端子の一部は、前記絶縁層の上面と接触していてもよい。
　本発明の態様５に係る半導体モジュール１、２、３、４、５は、上記態様４において、前記パッド電極２４の上面は、前記金属端子２１及び前記絶縁層２２に覆われていてもよい。
　上記の構成によれば、パッド電極の上面は、金属端子及び絶縁層に覆われている。これにより、例えば、発光素子からレーザー照射により成長基板を剥離させる処理を行う場合、パッド電極がレーザー光に照射されることを防ぐことができる。よって、レーザー光によってパッド電極がダメージを受けることを防ぐことができる。
　本発明の態様６に係る半導体モジュール１、２、３、４、５は、上記態様１から５のいずれかにおいて、前記下地基板１１上に形成されているダミー素子２３をさらに備えてもよい。
　上記の構成によれば、半導体モジュールは、下地基板上に形成されているダミー素子を備えている。これにより、例えば、光遮蔽層の一部を除去する処理を行う場合、ダミー素子の位置を基準として、光遮蔽層の一部を除去することができる。また、ダミー素子は下地基板上に形成されているので、例えば、発光素子から成長基板を剥離させる処理を行う場合、ダミー素子の飛散を防止することができる。
　本発明の態様７に係る半導体モジュール１、２、３、４、５は、上記態様１から６のいずれかにおいて、前記色変換層３１、３２、３１ａ、３２ａは、メジアン径が２μｍ以下である蛍光体を有してもよい。
　上記の構成によれば、色変換層は、メジアン径が２μｍ以下である蛍光体を有する。これにより、色変換層の厚みを小さくしても、色変換層は、発光素子から出射される光の色を変換することができる。よって、色変換層の厚みが小さくなるので、半導体モジュールのサイズを小さくすることができる。
　本発明の態様８に係る半導体モジュール２は、上記態様１から７のいずれかにおいて、前記色変換層３１ａ、３２ａの前記下地基板１１からの高さは、前記光遮蔽層１６ｂの前記下地基板からの高さより低くてもよい。
　上記の構成によれば、発光素子の側面及び色変換層の側面から出射される光を遮蔽することができるので、色変換層から出射される光と、色変換層から出射される光とが混合することを低減することができる。よって、互いに隣接する色変換層間で光の影響を及ぼし合うことを防ぐことができるので、個々の発光素子から出射される光を際立たせることができる。
　本発明の態様９に係る半導体モジュール４、５は、上記態様１から８のいずれかにおいて、前記光遮蔽層は、複数の層からなってもよい。
　本発明の態様１０に係る半導体モジュール４、５は、上記態様９において、前記複数の層は、第１光遮蔽層４１ｂ、及び前記第１光遮蔽層の材料とは異なる材料からなる第２光遮蔽層４２ｂを含んでもよい。
　上記の構成によれば、発光素子間に配置されている第１光遮蔽層の材料は、色変換層間に配置されている第２光遮蔽層の材料と異なる。これにより、発光素子の光学特性及び色変換層の光学特性それぞれに合わせて、第１光遮蔽層の材料及び第２光遮蔽層の材料を設定することができる。
　本発明の態様１１に係る半導体モジュール４、５は、上記態様１０において、前記第１光遮蔽層４１ｂの上部には前記第２光遮蔽層４２ｂが配置されており、前記第１光遮蔽層と前記第２光遮蔽層との間の境界位置の前記下地基板１１からの高さは、前記発光素子１５と前記色変換層３１・３２との間の境界位置の前記下地基板からの高さと同一であってもよい。
　本発明の態様１２に係る半導体モジュール５は、上記態様６において、前記下地基板１１上に形成されている第２ダミー素子５１をさらに備え、前記第２ダミー素子は、上面視において、前記発光素子１５の外側かつ前記ダミー素子２３の内側にあってもよい。
　上記の構成によれば、第２ダミー素子は、上面視において、発光素子の外側かつダミー素子の内側にある。これにより、例えば、発光素子の上面を研磨するとき、第２ダミー素子に負荷が大きくかかるようになる。よって、発光素子の上面を研磨する場合、発光素子が割れることを低減することができる。
　本発明の態様１３に係る半導体モジュール１、２、３は、上記態様１から１２のいずれかにおいて、前記光遮蔽層１６ｂは、白色の樹脂を含むように形成されてもよい。
　上記の構成によれば、光遮蔽層は、白色の樹脂を含むように形成される。よって、光取り出し効率を向上させることができる。
　本発明の態様１４に係る半導体モジュール１、２、３、４、５は、駆動回路が形成された下地基板１１と、前記駆動回路と電気的に接続された、複数の発光素子１５と、互いに隣接する前記発光素子間に配置され、かつ、複数の前記発光素子を分離する光遮蔽層１６ｂと、前記下地基板上に設けられ、前記駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するための金属端子２１と、前記下地基板上に設けられ、前記下地基板の上面の一部を覆う絶縁層２２とを備え、前記金属端子は、前記絶縁層を貫通して前記下地基板の上面に形成されたパッド電極２４と接触し、前記金属端子の一部は、前記絶縁層の上面と接触している。
　本発明の態様１５に係る表示装置は、上記態様１から１４のいずれかにおいて、前記半導体モジュール１、２、３、４、５を備えてもよい。
　本発明の態様１６に係る半導体モジュール１、２、３、４、５の製造方法は、成長基板１８上に成長された半導体層から複数の発光素子１５を形成する工程と、レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板１１の上面及び前記発光素子の全露出面を覆うように、前記下地基板上に光遮蔽層１６を充填する工程と、前記光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記光遮蔽層の部分を除去する工程と、前記発光素子の上部に色変換層３１、３２、３１ａ、３２ａを形成する工程とを含み、複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されている。
　本発明の態様１７に係る半導体モジュール１、２、３、４、５の製造方法は、上記態様１６において、前記発光素子１５を形成する工程にて、前記発光素子間の距離が、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であるように、複数の前記発光素子を形成してもよい。
　本発明の態様１８に係る半導体モジュール１、２、３、４、５の製造方法は、上記態様１６または１７において、前記光遮蔽層１６の部分を除去する工程は、前記発光素子１５の上面を研磨する工程、前記発光素子の上面を洗浄する工程、または前記発光素子の上面を研磨した後に前記発光素子の上面を洗浄する工程を含んでもよい。
　上記の構成によれば、発光素子の上面に残渣が残らないようにすることができる。また、発光素子１５から出射される光が残渣によって遮られることがない。よって、発光素子の光取り出し効率を格段に向上させることができる。例えば、発光素子上に色変換層を配置する場合、残渣が残らない平面上に色変換層を塗布またはパターニングすることができる。これにより、複数の発光素子上に、より均一な厚みの色変換層を配置することができる。
　本発明の態様１９に係る半導体モジュール１、２、３、４、５の製造方法は、上記態様１６から１８のいずれかにおいて、前記光遮蔽層１６の部分を除去する工程は、前記下地基板１１上に形成されたダミー素子２３の上面上にある前記光遮蔽層の部分を除去する工程を含んでもよい。
　上記の構成によれば、ダミー素子の上面は、光遮蔽層から露出するので、光遮蔽層の部分を除去する工程において、ダミー素子の位置を基準とすることができる。
　本発明の態様２０に係る半導体モジュール４、５の製造方法は、成長基板１８上に成長された半導体層から複数の発光素子１５を形成する工程と、レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板１１の上面及び前記発光素子の全露出面を覆うように、前記下地基板上に第１光遮蔽層４１を充填する工程と、前記第１光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面の前記下地基板からの高さより上にある前記第１光遮蔽層の部分を除去する工程と、前記第１光遮蔽層の部分を除去する工程の後、前記第１光遮蔽層の上部に、前記第１光遮蔽層の材料とは異なる材料からなる第２光遮蔽層４２を形成する工程と、前記第２光遮蔽層を形成する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記第２光遮蔽層の部分を除去する工程と、前記発光素子の上部に色変換層を形成する工程とを含み、複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されている。
　上記の構成によれば、上記態様１０と同様の効果を奏する。
　本発明の態様２１に係る半導体モジュール１、２、３、４、５の製造方法は、成長基板１８上に成長された半導体層から複数の発光素子１５を形成する工程と、レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板１１の上面、前記発光素子の全露出面、及び金属端子２１を覆うように、前記下地基板上に光遮蔽層１６を充填する工程と、前記光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記光遮蔽層の部分と、前記金属端子上にある前記光遮蔽層の部分と、を除去する工程とを含み、複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されており、前記金属端子は、前記下地基板上に設けられ、前記駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するためのものである。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
　１、２、３、４、５　半導体モジュール、１０　ダミー電極、１１　下地基板、１２　金属配線、１３、２２　絶縁層、１４　電極、１５　発光素子、１６、１６ａ、１６ｂ　光遮蔽層、１８　成長基板、１９　分離溝、２０　第２のアライメントマーク片、２１　金属端子、２３　ダミー素子、２４　パッド電極、３１、３２、３１ａ、３２ａ　色変換層、３３　透明樹脂層、４１、４１ａ、４１ｂ　第１光遮蔽層、４２、４２ａ、４２ｂ　第２光遮蔽層、５１　第２ダミー素子、１４１　基板側電極、１４１ａ　第１のアライメントマーク片、１４２　発光素子側電極、Ｍ　アライメントマーク

Claims (21)

  1. 　駆動回路が形成された下地基板と、
    　前記駆動回路と電気的に接続された、複数の発光素子と、
    　互いに隣接する複数の前記発光素子の各々の上部と接触する、複数の色変換層と、
    　互いに隣接する前記発光素子間及び互いに隣接する前記色変換層間に配置され、かつ、複数の前記発光素子及び複数の前記色変換層を分離する光遮蔽層とを備えることを特徴とする半導体モジュール。
  2. 　前記発光素子間の距離は、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
  3. 　前記色変換層間の距離は、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体モジュール。
  4. 　前記下地基板上に設けられ、前記駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するための金属端子と、
    　前記下地基板上に設けられ、前記下地基板の上面の一部を覆う絶縁層とをさらに備え、
    　前記金属端子は、前記絶縁層を貫通して前記下地基板の上面に形成されたパッド電極と接触し、
    　前記金属端子の一部は、前記絶縁層の上面と接触していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
  5. 　前記パッド電極の上面は、前記金属端子及び前記絶縁層に覆われていることを特徴とする請求項４に記載の半導体モジュール。
  6. 　前記下地基板上に形成されているダミー素子をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
  7. 　前記色変換層は、メジアン径が２μｍ以下である蛍光体を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
  8. 　前記色変換層の前記下地基板からの高さは、前記光遮蔽層の前記下地基板からの高さより低いことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
  9. 　前記光遮蔽層は、複数の層からなることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
  10. 　前記複数の層は、第１光遮蔽層、及び前記第１光遮蔽層の材料とは異なる材料からなる第２光遮蔽層を含むことを特徴とする請求項９に記載の半導体モジュール。
  11. 　前記第１光遮蔽層の上部には前記第２光遮蔽層が配置されており、
    　前記第１光遮蔽層と前記第２光遮蔽層との間の境界位置の前記下地基板からの高さは、前記発光素子と前記色変換層との間の境界位置の前記下地基板からの高さと同一であることを特徴とする請求項１０に記載の半導体モジュール。
  12. 　前記下地基板上に形成されている第２ダミー素子をさらに備え、
    　前記第２ダミー素子は、上面視において、前記発光素子の外側かつ前記ダミー素子の内側にあることを特徴とする請求項６に記載の半導体モジュール。
  13. 　前記光遮蔽層は、白色の樹脂を含むように形成されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
  14. 　駆動回路が形成された下地基板と、
    　前記駆動回路と電気的に接続された、複数の発光素子と、
    　互いに隣接する前記発光素子間に配置され、かつ、複数の前記発光素子を分離する光遮蔽層と、
    　前記下地基板上に設けられ、前記駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するための金属端子と、
    　前記下地基板上に設けられ、前記下地基板の上面の一部を覆う絶縁層とを備え、
    　前記金属端子は、前記絶縁層を貫通して前記下地基板の上面に形成されたパッド電極と接触し、
    　前記金属端子の一部は、前記絶縁層の上面と接触していることを特徴とする半導体モジュール。
  15. 　請求項１から１４のいずれか１項に記載の半導体モジュールを備えることを特徴とする表示装置。
  16. 　成長基板上に成長された半導体層から複数の発光素子を形成する工程と、
    　レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、
    　前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板の上面及び前記発光素子の全露出面を覆うように、前記下地基板上に光遮蔽層を充填する工程と、
    　前記光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記光遮蔽層の部分を除去する工程と、
    　前記発光素子の上部に色変換層を形成する工程とを含み、
    　複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されていることを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
  17. 　前記発光素子を形成する工程にて、前記発光素子間の距離が、上面視において、０．１μｍ以上２０μｍ以下であるように、複数の前記発光素子を形成することを特徴とする請求項１６に記載の半導体モジュールの製造方法。
  18. 　前記光遮蔽層の部分を除去する工程は、前記発光素子の上面を研磨する工程、前記発光素子の上面を洗浄する工程、または前記発光素子の上面を研磨した後に前記発光素子の上面を洗浄する工程を含むことを特徴とする請求項１６または１７に記載の半導体モジュールの製造方法。
  19. 　前記光遮蔽層の部分を除去する工程は、前記下地基板上に形成されたダミー素子の上面上にある前記光遮蔽層の部分を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１６から１８のいずれか１項に記載の半導体モジュールの製造方法。
  20. 　成長基板上に成長された半導体層から複数の発光素子を形成する工程と、
    　レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、
    　前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板の上面及び前記発光素子の全露出面を覆うように、前記下地基板上に第１光遮蔽層を充填する工程と、
    　前記第１光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面の前記下地基板からの高さより上にある前記第１光遮蔽層の部分を除去する工程と、
    　前記第１光遮蔽層の部分を除去する工程の後、前記第１光遮蔽層の上部に、前記第１光遮蔽層の材料とは異なる材料からなる第２光遮蔽層を形成する工程と、
    　前記第２光遮蔽層を形成する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記第２光遮蔽層の部分を除去する工程と、
    　前記発光素子の上部に色変換層を形成する工程とを含み、
    　複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されていることを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
  21. 　成長基板上に成長された半導体層から複数の発光素子を形成する工程と、
    　レーザー照射により、前記成長基板を複数の前記発光素子から剥離する工程と、
    　前記成長基板を剥離する工程の後、下地基板の上面、前記発光素子の全露出面、及び金属端子を覆うように、前記下地基板上に光遮蔽層を充填する工程と、
    　前記光遮蔽層を充填する工程の後、前記発光素子の上面上にある前記光遮蔽層の部分と、前記金属端子上にある前記光遮蔽層の部分と、を除去する工程とを含み、
    　複数の前記発光素子は、前記下地基板に形成された駆動回路と電気的に接続されており、
    　前記金属端子は、前記下地基板上に設けられ、前記駆動回路を駆動するための電力を外部から供給するためのものであることを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
PCT/JP2018/006103 2017-11-10 2018-02-21 半導体モジュール、表示装置、及び半導体モジュールの製造方法 WO2019092893A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/760,249 US11329033B2 (en) 2017-11-10 2018-02-21 Semiconductor module, display device, and semiconductor module production method
CN201880071466.7A CN111316455A (zh) 2017-11-10 2018-02-21 半导体模组、显示装置及半导体模组的制造方法
JP2019551868A JP6936867B2 (ja) 2017-11-10 2018-02-21 半導体モジュール、表示装置、及び半導体モジュールの製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017217541 2017-11-10
JP2017-217541 2017-11-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019092893A1 true WO2019092893A1 (ja) 2019-05-16

Family

ID=66438779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/006103 WO2019092893A1 (ja) 2017-11-10 2018-02-21 半導体モジュール、表示装置、及び半導体モジュールの製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11329033B2 (ja)
JP (1) JP6936867B2 (ja)
CN (1) CN111316455A (ja)
TW (1) TWI754110B (ja)
WO (1) WO2019092893A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021163770A (ja) * 2020-03-30 2021-10-11 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
CN115188754A (zh) * 2021-04-07 2022-10-14 京东方科技集团股份有限公司 显示基板、其制作方法及显示装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI726685B (zh) * 2020-04-16 2021-05-01 錼創顯示科技股份有限公司 微型發光元件顯示裝置
US11545474B2 (en) * 2020-05-11 2023-01-03 Semileds Corporation Method and system for transferring alignment marks between substrate systems
WO2023089565A1 (en) * 2021-11-18 2023-05-25 Hyperlume, Inc. Micro-led display co-packaged with optics and method of fabrication

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6343464U (ja) * 1986-09-02 1988-03-23
JP2008140871A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ−ｖ族半導体素子、およびその製造方法
US20110049545A1 (en) * 2009-09-02 2011-03-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Led package with phosphor plate and reflective substrate
JP2016027668A (ja) * 2015-10-01 2016-02-18 日東電工株式会社 発光ダイオード装置の製造方法
JP2016115703A (ja) * 2014-12-11 2016-06-23 シチズン電子株式会社 発光装置
JP2017108092A (ja) * 2015-11-30 2017-06-15 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2011118489A1 (ja) * 2010-03-24 2013-07-04 住友ベークライト株式会社 発光素子の製造方法およびそれを用いてなる発光素子
JP6331389B2 (ja) 2013-12-27 2018-05-30 日亜化学工業株式会社 発光装置
US10304811B2 (en) 2015-09-04 2019-05-28 Hong Kong Beida Jade Bird Display Limited Light-emitting diode display panel with micro lens array
EP3174109B1 (en) 2015-11-30 2020-11-18 Nichia Corporation Method of manufacturing a light emitting device
TWI588984B (zh) * 2016-03-14 2017-06-21 群創光電股份有限公司 顯示裝置
TWI663753B (zh) * 2016-05-25 2019-06-21 朱振甫 在組裝模組中填充有機或無機液體的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6343464U (ja) * 1986-09-02 1988-03-23
JP2008140871A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ−ｖ族半導体素子、およびその製造方法
US20110049545A1 (en) * 2009-09-02 2011-03-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Led package with phosphor plate and reflective substrate
JP2016115703A (ja) * 2014-12-11 2016-06-23 シチズン電子株式会社 発光装置
JP2016027668A (ja) * 2015-10-01 2016-02-18 日東電工株式会社 発光ダイオード装置の製造方法
JP2017108092A (ja) * 2015-11-30 2017-06-15 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021163770A (ja) * 2020-03-30 2021-10-11 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP7119283B2 (ja) 2020-03-30 2022-08-17 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
US11508705B2 (en) 2020-03-30 2022-11-22 Nichia Corporation Method of manufacturing light-emitting device
CN115188754A (zh) * 2021-04-07 2022-10-14 京东方科技集团股份有限公司 显示基板、其制作方法及显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20200357781A1 (en) 2020-11-12
JP6936867B2 (ja) 2021-09-22
US11329033B2 (en) 2022-05-10
TWI754110B (zh) 2022-02-01
CN111316455A (zh) 2020-06-19
JPWO2019092893A1 (ja) 2020-11-12
TW201919257A (zh) 2019-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019092893A1 (ja) 半導体モジュール、表示装置、及び半導体モジュールの製造方法
JP5015180B2 (ja) モジュール
JP6688007B2 (ja) 半導体発光装置及びその製造方法
JP5104490B2 (ja) 発光装置及びその製造方法
TWI700682B (zh) 半導體模組、顯示裝置、及半導體模組的製造方法
JP6094062B2 (ja) 発光装置及びその製造方法
JP5337105B2 (ja) 半導体発光装置
US20150303355A1 (en) Semiconductor light emitting device and method for manufacturing same
CN103003966A (zh) 具有波长变换层的发光二级管芯片及其制造方法，以及包括其的封装件及其制造方法
JP6269753B2 (ja) 発光装置
JP7093432B2 (ja) 半導体モジュール、表示装置、および半導体モジュールの製造方法
JP2018190771A (ja) 発光装置及びその製造方法
JP5126127B2 (ja) 発光装置の製造方法
WO2013021518A1 (ja) 発光装置
JP6555335B2 (ja) 発光装置及び発光装置の製造方法
KR20140026159A (ko) 반도체 소자 구조물을 제조하는 방법
KR20140026154A (ko) 반도체 소자 구조물을 제조하는 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18877147

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019551868

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18877147

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1