JP5281612B2 - 半導体発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、半導体発光装置及びその製造方法に関する。
半導体層における一方の主面側にｎ側電極とｐ側電極が形成されたＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップを、実装基板に対してフリップチップ実装する技術が知られている。フリップチップ構造においては、小型化を図りつつ、信頼性を損ねないことが要求される。
実施形態は、信頼性に優れた半導体発光装置及びその製造方法を提供する。
実施形態によれば、半導体発光装置は、半導体層と、第１の電極と、第２の電極と、絶縁層と、第１の配線層と、第２の配線層と、第１の金属ピラーと、第２の金属ピラーと、樹脂層と、導電材と、を備えた。前記半導体層は、第１の主面と、その反対側に形成された第２の主面と、発光層とを含む。前記第１の電極は、前記第２の主面における前記発光層を有する領域に設けられた。前記第２の電極は、前記第２の主面における前記発光層の外周よりも外側に設けられた。前記絶縁層は、前記半導体層の前記第２の主面側に設けられ、前記第１の電極に達する第１の開口と、前記第２の電極に達する第２の開口とを有する。前記第１の配線層は、前記絶縁層における前記半導体層に対する反対側の面及び前記第１の開口内に設けられ、前記第１の電極と接続された。前記第２の配線層は、前記絶縁層における前記半導体層に対する反対側の面及び前記第２の開口内に設けられ、前記第２の電極と接続された。前記第１の金属ピラーは、前記第１の配線層における前記第１の電極に対する反対側の面に設けられた。前記第２の金属ピラーは、前記第２の配線層における前記第２の電極に対する反対側の面に設けられた。前記樹脂層は、前記第１の金属ピラーの側面と前記第２の金属ピラーの側面との間に設けられた。前記導電材は、前記樹脂層における前記第１の金属ピラーと前記第２の金属ピラーとの間の表面に設けられ、前記第１の金属ピラーと前記第２の金属ピラーとを電気的に接続する。
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ符号を付している。また、工程を表す図面においては、ウェーハ状態における一部の領域を表す。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る半導体発光装置の模式断面図である。
図１は、第１実施形態に係る半導体発光装置の模式断面図である。
本実施形態に係る半導体発光装置は、半導体層１５における一方の主面（第２の主面）側に電極及び配線が設けられた構造を有する。第２の主面の反対側の第１の主面１５ａから、主として光が取り出される。
半導体層１５は、第１の半導体層１１と第２の半導体層１３を有する。第１の半導体層１１は、例えばｎ型のＧａＮ層であり、電流の横方向経路として機能する。但し、第１の半導体層１１の導電型はｎ型に限らず、ｐ型であってもよい。第２の半導体層１３は、発光層（活性層）１２を、ｎ型層とｐ型層とで挟んだ積層構造を有する。
半導体層１５の第２の主面側は凹凸形状に加工され、第２の主面側には上段部と下段部が設けられている。第１の主面１５ａから見て下段部よりも上段側に位置する上段部は、発光層１２を含む。下段部は、発光層１２を含まず、発光層１２の外周（端部）よりも外側に設けられている。
上段部の表面である第２の半導体層１３の表面には、第１の電極としてｐ側電極１６が設けられている。すなわち、ｐ側電極１６は、発光層１２を有する領域に設けられている。下段部の第１の半導体層１１の表面には、第２の電極としてｎ側電極１７が設けられている。
図３（ｂ）に、ｐ側電極１６とｎ側電極１７の平面レイアウトの一例を示す。一つの半導体層１５において、ｐ側電極１６の面積の方がｎ側電極１７の面積よりも広い。したがって、発光領域を広く確保できる。
半導体層１５の第２の主面側は、絶縁層１８で覆われている。また、半導体層１５の端部（側面）も、絶縁層１８で覆われている。絶縁層１８は、例えば、微細開口のパターニング性に優れたポリイミド等の樹脂である。あるいは、絶縁層１８としてシリコン酸化物を用いてもよい。
絶縁層１８において、半導体層１５に対する反対側の面は平坦化され、その面に第１の配線層としてのｐ側配線層２１と、第２の配線層としてのｎ側配線層２２が設けられている。ｐ側配線層２１は、ｐ側電極１６に達して絶縁層１８に形成された第１の開口１８ａ内にも設けられ、ｐ側電極１６と接続されている。ｎ側配線層２２は、ｎ側電極１７に達して絶縁層１８に形成された第２の開口１８ｂ内にも設けられ、ｎ側電極１７と接続されている。
ｐ側配線層２１においてｐ側電極１６に対する反対側の面には、第１の金属ピラーとしてｐ側金属ピラー２３が設けられている。ｎ側配線層２２においてｎ側電極１７に対する反対側の面には、第２の金属ピラーとしてｎ側金属ピラー２４が設けられている。
ｐ側金属ピラー２３の周囲、ｎ側金属ピラー２４の周囲、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２は、樹脂層２５で覆われている。樹脂層２５は、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４との間に充填され、それらを補強する。ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４のそれぞれの下面は、樹脂層２５から露出している。
ｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４とが接触する面積は、ｎ側配線層２２とｎ側電極１７とが接触する面積より大きい。ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とが接触する面積は、ｐ側配線層２１とｐ側電極１６とが接触する面積より大きい。あるいは、ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とが接触する面積が、ｐ側配線層２１とｐ側電極１６とが接触する面積より小さい場合もある。
すなわち、半導体層１５において発光層１２を含まない部分に設けられたｎ側電極１７と接続するｎ側配線層２２の面積は、ｎ側電極１７側の面よりも、ｎ側電極１７とは反対側の面において大きくなっている。また、ｎ側配線層２２の一部は、絶縁層１８上を、発光層１２の下に重なる位置まで延在する。
これにより、より広い発光層１２によって高い光出力を保ちつつ、半導体層１５における発光層１２を含まない部分の狭い面積に設けられたｎ側電極１７から、ｎ側配線層２２を介して、より広い引き出し電極を形成できる。
第１の半導体層１１は、ｎ側電極１７及びｎ側配線層２２を介してｎ側金属ピラー２４と電気的に接続されている。第２の半導体層１３は、ｐ側電極１６及びｐ側配線層２１を介してｐ側金属ピラー２３と電気的に接続されている。
ｐ側金属ピラー２３の表面（図１において下面）には、防錆などを目的とした表面処理膜２６が形成されている。ｎ側金属ピラー２４の下面にも同様に表面処理膜２６が形成されている。表面処理膜２６は、例えば、Ｎｉ、Ａｕなどの無電解メッキ膜、あるいは、プリコートされたはんだである。
ｎ側配線層２２、ｐ側配線層２１、ｎ側金属ピラー２４、ｐ側金属ピラー２３の材料としては、銅、金、ニッケル、銀などを用いることができる。これらのうち、良好な熱伝導性、高いマイグレーション耐性及び絶縁材との優れた密着性を備えた銅がより好ましい。
ｎ側金属ピラー２４及びｐ側金属ピラー２３を補強する役目をする樹脂層２５は、実装基板と熱膨張率が同じもしくは近いものを用いるのが望ましい。そのような樹脂層２５として、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などを一例として挙げることができる。
半導体層１５の第１の主面１５ａ上には、レンズ２７及び蛍光体層２８が設けられている。蛍光体層２８は、発光層１２からの光を吸収し波長変換光を放出可能である。このため発光層１２からの光と蛍光体層２８における波長変換光との混合光が放出可能となる。例えば発光層１２を窒化物系とすると、その発光層１２からの青色光と、例えば黄色蛍光体層２８における波長変換光である黄色光との混合色として白色または電球色などを得ることができる。なお、蛍光体層２８は、複数種の蛍光体（例えば、赤色蛍光体と緑色蛍光体）を含む構成であってもよい。
発光層１２から発光された光は、主に、第１の半導体層１１、第１の主面１５ａ、レンズ２７および蛍光体層２８を進んで、外部に放出される。
樹脂層２５の表面、ｐ側金属ピラー２３の表面及びｎ側金属ピラー２４の表面を含む実装面（図１において下面）の全面には、導電材として導電性高分子膜３１が形成されている。導電性高分子膜３１は、実装面側で、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４とを電気的に接続し短絡させる。
図１に示す半導体発光装置は、ウェーハ状態から個片化されたものであり、その個片化された半導体発光装置の側面にも導電性高分子膜３１が形成されている。導電性高分子としては、例えば、ポリチオフェン、ポリピロールなどを用いることができる。なお、導電性高分子膜３１は、実装面側において少なくともｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４とを短絡させる部分に形成されていればよい。
図１は実装基板に実装前の状態を表し、この半導体発光装置は、図２（ａ）に示すように、はんだペースト５０を介して実装基板８１に実装される。はんだペースト５０は、粒子状のはんだ５１とフラックス５２を含む。はんだ５１は、例えば、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、銅（Ｃｕ）などを含む。はんだ５１は、液状のフラックス５２中に分散されている。フラックス５２は、樹脂、活性剤などを含み、リフローの時に接合面の酸化膜を除去しはんだの接合を補助する。
半導体発光装置側の接合面は、表面処理膜２６である。あるいは、表面処理膜２６を設けず、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４を直接パッド８２ａ、８２ｂに接合させてもよい。
実装基板８１に形成されたパッド８２ａ、８２ｂと、半導体発光装置側の接合面との間に、はんだペースト５０を介在させて、半導体発光装置を実装基板８１上に搭載する。その状態で、はんだ５１のリフローを行い、はんだ５１を溶融させる。これにより、図２（ｂ）に示すように、はんだ５１を介して、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４のそれぞれの下面に形成された表面処理膜２６が、パッド８２ａ、８２ｂと接合される。
この実装工程は、半導体発光装置をツールでピックアップし、保持し、実装基板８１上に搭載する工程を含む。そのとき、半導体発光装置の実装面側にｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４とを短絡させる導電性高分子膜３１が形成されているため、発光素子内部を静電気放電（ＥＳＤ：Electro Static Discharge）から保護することができる。すなわち、素子の表面にＥＳＤサージのリークパスが形成され、ＥＳＤサージは素子内部には流れない。このため、静電気放電による半導体発光装置の破壊を防止できる。
実装時、導電性高分子膜３１はフラックス５２で溶解する。例えば、導電性高分子がポリチオフェンの場合、水溶性フラックスで溶解する。導電性高分子膜３１がフラックス５２で溶解することで、半導体発光装置における接合面（表面処理膜２６）が露出し、その接合面に対してはんだ５１が接合する。
実装後、水または有機溶剤を用いて洗浄を行いフラックス５２を除去する。このときの、洗浄液に対して可溶な導電性高分子膜３１を用いることで、導電性高分子膜３１も洗浄され除去される。したがって、実装され、且つ洗浄された後、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４とを短絡させるリークパスは消失する。
導電性高分子膜３１は実装時のフラックス５２で溶解させるため、導電性高分子膜３１を接合面を含むデバイス下面の全面に形成しても構わない。もちろん、導電性高分子膜３１をパターニングして、接合面の一部を露出させても構わない。
本実施形態では、静電気対策としてパッケージ内に内蔵したツェナーダイオードのような保護素子を必要としないため、小型で低コストな半導体発光装置を提供できる。
ｎ側金属ピラー２４及びｐ側金属ピラー２３のそれぞれの厚み（図１において上下方向の厚み）は、半導体層１５、ｎ側電極１７、ｐ側電極１６、絶縁層１８、ｎ側配線層２２およびｐ側配線層２１を含む積層体の厚みよりも厚い。各金属ピラー２３、２４のアスペクト比（平面サイズに対する厚みの比）は１以上であることに限らず、その比は１よりも小さくてもよい。すなわち、金属ピラー２３、２４は、その平面サイズよりも厚みが小さくてもよい。
本実施形態の構造によれば、半導体層１５が薄くても、ｎ側金属ピラー２４、ｐ側金属ピラー２３および樹脂層２５を厚くすることで機械的強度を保つことが可能となる。また、実装基板８１に実装した場合に、はんだ５１を介して半導体層１５に加わる応力をｎ側金属ピラー２４とｐ側金属ピラー２３が吸収することで緩和することができる。なお、半導体発光装置と実装基板８１との接続を担う外部端子としては、はんだに限らず、その他の金属を用いてもよい。
次に、図３（ａ）〜図１４を参照して、本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法について説明する。
まず、基板１０の主面上に第１の半導体層１１を形成し、その上に発光層１２を含む第２の半導体層１３を形成する。これら半導体層１５が例えば窒化物系半導体の場合、半導体層１５は例えばサファイア基板上に結晶成長させることができる。
次に、図示しないレジストを用いた例えばＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法で、図３（ａ）及びその下面図である図３（ｂ）に示すように、半導体層１５を貫通して基板１０に達する分離溝１４を形成する。分離溝１４は、基板１０上で例えば格子状に形成され、半導体層１５を複数に分離する。
また、図示しないレジストを用いた例えばＲＩＥ法で、発光層１２を含む第２の半導体層１３の一部を除去して、第１の半導体層１１の一部を露出させる。これにより、半導体層１５の第２の主面側に、基板１０から見て相対的に上段に位置する上段部と、上段部よりも基板１０側の下段に位置する下段部が形成される。上段部は発光層１２を含み、下段部は発光層１２を含まない。
そして、上段部の表面（第２の半導体層１３の表面）にｐ側電極１６を、下段部の表面（第１の半導体層１１の表面）にｎ側電極１７を形成する。ｐ側電極１６とｎ側電極１７はどちらを先に形成してもよく、あるいはｐ側電極１６とｎ側電極１７とを同じ材料で同時に形成してもよい。
次に、基板１０上の露出している部分すべてを絶縁層１８で覆った後、図４（ａ）に示すように、例えばウェットエッチングにより絶縁層１８をパターニングし、絶縁層１８に選択的に第１の開口１８ａと第２の開口１８ｂを形成する。第１の開口１８ａは、ｐ側電極１６に達する。第２の開口１８ｂは、ｎ側電極１７に達する。分離溝１４には、絶縁層１８が充填される。
次に、図４（ｂ）に示すように、絶縁層１８の表面、第１の開口１８ａおよび第２の開口１８ｂの内面に、連続したシードメタル１９を形成する。さらに、シードメタル１９上に選択的にレジスト４１を形成し、シードメタル１９を電流経路としたＣｕ電解メッキを行う。
これにより、図５（ａ）及びその下面図である図５（ｂ）に示すように、シードメタル１９上に、選択的にｐ側配線層２１とｎ側配線層２２が形成される。ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２はメッキ法により同時に形成される銅材料からなる。ｐ側配線層２１は、第１の開口１８ａ内にも形成され、シードメタル１９を介してｐ側電極１６と接続される。ｎ側配線層２２は、第２の開口１８ｂ内にも形成され、シードメタル１９を介してｎ側電極１７と接続される。
ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２のメッキに使ったレジスト４１は、例えば薬液で除去される（図６（ａ））。この後、図６（ｂ）に示すように、金属ピラー形成用の別のレジスト４２を形成し、シードメタル１９を電流経路としたＣｕ電解メッキを行う。レジスト４２は、レジスト４１よりも厚い。
これにより、図７（ａ）及びその下面図である図７（ｂ）に示すように、ｐ側配線層２１上にｐ側金属ピラー２３が形成され、ｎ側配線層２２上にｎ側金属ピラー２４が形成される。ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４は、メッキ法により同時に形成される銅材料からなる。
レジスト４２は、例えば薬液で除去される（図８（ａ））。この後、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４をマスクにして、シードメタル１９の露出している部分をウェットエッチングする（図８（ｂ））。これにより、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２とのシードメタル１９を介した電気的接続が分断される。
次に、図９（ａ）に示すように、絶縁層１８に対して樹脂層２５を積層させる。樹脂層２５は、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間、およびｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４との間に充填される。ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４のそれぞれの側面は、樹脂層２５で覆われる。
この後、図９（ｂ）に示すように、基板１０を除去する。基板１０は、例えばレーザーリフトオフ法により除去される。具体的には、基板１０の裏面側から第１の半導体層１１に向けてレーザ光が照射される。レーザ光は、基板１０に対して透過性を有し、第１の半導体層１１に対しては吸収領域となる波長を有する。
レーザ光が基板１０と第１の半導体層１１との界面に到達すると、その界面付近の第１の半導体層１１はレーザ光のエネルギーを吸収して分解する。例えば、第１の半導体層１１がＧａＮの場合、Ｇａと窒素ガスに分解する。この分解反応により、基板１０と第１の半導体層１１との間に微小な隙間が形成され、基板１０と第１の半導体層１１とが分離する。
レーザ光の照射を、設定された領域ごとに複数回に分けてウェーハ全体にわたって行い、基板１０を除去する。第１の主面１５ａ上から基板１０が除去されることで、光取り出し効率の向上を図れる。
基板１０が除去された面は洗浄され、さらにフロスト処理により粗面化される。第１の主面１５ａが粗面化されることで、光取り出し効率を向上できる。
その後、図１０（ａ）に示すように、第１の主面１５ａ上にレンズ２７が形成され、さらに図１０（ｂ）に示すように、レンズ２７上に蛍光体層２８が形成される。例えば、蛍光体粒子が分散された液状の透明樹脂をスピンコート法で塗布した後、熱硬化させることで、蛍光体層２８が形成される。
その後、樹脂層２５の裏面を研削し、図１１（ａ）及びその下面図である図１１（ｂ）に示すように、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４のそれぞれの下面を露出させる。その後、図１２（ａ）及びその下面図である図１２（ｂ）に示すように、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４のそれぞれの下面に表面処理膜２６を形成する。
その後、分離溝１４（図３（ａ）、（ｂ））の位置でダイシングし、複数の半導体発光装置に個片化する（図１３（ａ）、（ｂ））。ダイシング時、基板１０はすでに除去されている。さらに、分離溝１４には、半導体層１５は存在せず、絶縁層１８として樹脂を埋め込んでおけば、容易にダイシングでき生産性を向上できる。さらに、ダイシング時に半導体層１５が受けるダメージを回避することができる。また、個片化後に、半導体層１５の端部（側面）が樹脂で覆われて保護された構造が得られる。
個片化された半導体発光装置は、１つの半導体層１５を含むシングルチップ構造であってもよいし、複数の半導体層１５を含むマルチチップ構造であってもよい。
ダイシングされる前までの前述した各工程は、ウェーハ状態で一括して行われるため、個片化された個々のデバイスごとに、配線及びパッケージングを行う必要がなく、大幅な生産コストの低減が可能になる。すなわち、個片化された状態で、すでに配線及びパッケージングが済んでいる。また、個々のデバイスの平面サイズをベアチップ（半導体層１５）の平面サイズに近くした小型化が容易になる。また、ウェーハレベルで検査することが可能となる。このため、生産性を高めることができ、その結果として価格低減が容易となる。
個片化は、図１４に示すように、蛍光体層２８側をテープ（もしくはシート）７５に貼り付けた状態で行われる。そして、個片化した後、露出面の全面（テープ７５に対する反対側の実装面及び側面）に、例えば導電性高分子としてポリチオフェンの水溶液を、例えばスピンコート法などで供給する。あるいは、ポリピロールを溶剤に希釈させた溶液を使ってもよい。
その後、上記溶液を乾燥させることで、個片化された各半導体発光装置における実装面及び側面に、導電性高分子膜３１が形成される。導電性高分子膜３１は、実装面においてｐ側の接合面とｎ側の接合面とを短絡させる。これにより、実装されるまでの間、半導体発光装置を静電気放電から保護することができる。
（第２実施形態）
次に、図１５及び図１６を参照して、第２実施形態について説明する。
次に、図１５及び図１６を参照して、第２実施形態について説明する。
本実施形態では、図１５に示すように、個片化した後、樹脂層２５におけるｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４との間の表面に、導電材として導電性ペースト６０が形成される。導電性ペースト６０は、ｐ側金属ピラー２３の下面に形成された表面処理膜２６の一部、およびｎ側金属ピラー２４の下面に形成された表面処理膜２６の一部にも形成される。これにより、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４とは、導電性ペースト６０を介して短絡される。したがって、本実施形態においても、素子の表面にＥＳＤサージのリークパスが形成され、ＥＳＤサージは素子内部には流れない。このため、静電気放電による半導体発光装置の破壊を防止できる。
導電性ペースト６０は、金属粉６１とバインダ６２とを含む。金属粉６１は、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および表面処理膜２６よりも、はんだに対するぬれ性が悪く、はんだにぬれない金属であり、且つ錆が進行しないものが好ましい。そのような金属粉６１として、例えば、アルミニウム、ニッケル、ＳＵＳ（stainless steel）などが挙げられる。バインダ６２は、水と有機溶剤のいずれかに可溶な高分子が好ましく、例えばＰＶＡ（polyvinyl alcohol）を挙げることができる。
導電性ペースト６０は、例えばポッティングなどの方法によって、極性の異なる接合面間に局所的に塗布され、接合面は一部が露出される。その状態で、図１６に示すように、実装基板８１上にはんだペースト５０を介して搭載され、リフローが行われる。これにより、はんだ５１が溶融して、半導体発光装置とパッド８２ａ、８２ｂは、はんだ５１を介して接合される。導電性ペースト６０中の金属粉６１は、はんだ５１に対してぬれないため、接合時に、はんだ５１が金属粉６１とつながってブリッジを形成することがない。
また、導電性ペースト６０のバインダ６２を、リフロー温度以下の融点のものにするか、はんだペースト５０のフラックス５２に溶解するものにすれば、溶融したはんだ５１の表面張力で導電性ペースト６０を押しのける効果も期待できる。これにより、接合面の露出した部分に確実にはんだ５１を接合させることができる。
本実施形態においても、実装後、水または有機溶剤を用いて洗浄を行いフラックス５２を除去する。このときに、導電性ペースト６０も洗浄され除去される。したがって、実装され、且つ洗浄された後、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４とを短絡させるリークパスは消失する。
前述した各実施形態において、実装基板８１に、半導体発光装置と共にツェナーダイオードのような保護素子を実装しておけば、実装後の静電気放電に対して半導体発光装置を保護することができる。
図１８は、前述した実施形態に係る半導体発光装置７１と、例えばツェナーダイオード７２のような保護素子を、実装基板８１に実装した構成の等価回路図を示す。
端子１０１と端子１０２との間に、半導体発光装置７１とツェナーダイオード７２とが並列接続されている。半導体発光装置７１のアノード（ｐ側）とツェナーダイオード７２のカソードは端子１０１に接続され、半導体発光装置７１のカソード（ｎ側）とツェナーダイオード７２のアノードは端子１０２に接続されている。
特に、窒化ガリウム系の半導体発光装置は順方向バイアスに比べて逆方向バイアスに弱い傾向があるが、図１８の構成によれば、半導体発光装置７１に対して逆方向ＥＳＤサージが印加されると、ツェナーダイオード７２を通じて放電され、半導体発光装置７１はＥＳＤサージから保護される。
必要な保護素子は実装基板８１上に最小限の個数搭載されていればよく、必ずしも半導体発光装置と同じ数は必要ではない。複数の半導体発光装置間で保護素子を兼用することで低コスト化を図れる。
前述した各実施形態において、基板１０をすべて除去しないで、薄く研削した上で第１の主面１５ａ上に残してもよい。基板１０を薄層化して残すことにより、基板１０をすべて除去する構造よりも機械的強度を高めることができ、信頼性の高い構造とすることができる。また、基板１０が残っていることで、個片化した後の反りを抑制でき、回路基板等への実装が容易になる。
また、図１７（ａ）に示すように、第１の主面１５ａ上に蛍光体層２８を形成した後、その蛍光体層２８上にレンズ５１を設けてもよい。前述した実施形態では、凹状のレンズ２７を例示したが、図１７（ａ）に示すように凸状のレンズ５１を用いてもよい。
あるいは、図１７（ｂ）に示すように、第１の主面１５ａ上にレンズ５１を形成した後、そのレンズ５１を覆うように、蛍光体層２８を形成してもよい。
以上、実施形態について説明したが、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形、代用、省略が可能である。
赤色蛍光体層は、例えば、窒化物系蛍光体ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕやサイアロン系蛍光体を含有することができる。
サイアロン系蛍光体を用いる場合、特に、
（Ｍ１−ｘ，Ｒｘ）ａ１ＡｌＳｉｂ１Ｏｃ１Ｎｄ１・・・組成式（１）
（ＭはＳｉ及びＡｌを除く少なくとも１種の金属元素であり、特に、Ｃａ若しくはＳｒの少なくとも一方が望ましい。Ｒは発光中心元素であり、特に、Ｅｕが望ましい。ｘ、ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１は、次の関係を満たす。０＜ｘ≦１、０．６＜ａ１＜０．９５、２＜ｂ１＜３．９、０．２５＜ｃ１＜０．４５、４＜ｄ１＜５．７）を用いることが好ましい。
組成式（１）で表されるサイアロン系蛍光体を用いることで、波長変換効率の温度特性が向上し、大電流密度領域での効率をさらに向上させることができる。
サイアロン系蛍光体を用いる場合、特に、
（Ｍ１−ｘ，Ｒｘ）ａ１ＡｌＳｉｂ１Ｏｃ１Ｎｄ１・・・組成式（１）
（ＭはＳｉ及びＡｌを除く少なくとも１種の金属元素であり、特に、Ｃａ若しくはＳｒの少なくとも一方が望ましい。Ｒは発光中心元素であり、特に、Ｅｕが望ましい。ｘ、ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１は、次の関係を満たす。０＜ｘ≦１、０．６＜ａ１＜０．９５、２＜ｂ１＜３．９、０．２５＜ｃ１＜０．４５、４＜ｄ１＜５．７）を用いることが好ましい。
組成式（１）で表されるサイアロン系蛍光体を用いることで、波長変換効率の温度特性が向上し、大電流密度領域での効率をさらに向上させることができる。
黄色蛍光体層は、例えば、シリケート系蛍光体（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕを含有することができる。
緑色蛍光体層は、例えば、ハロ燐酸系蛍光体（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６・Ｃｌ２：Ｅｕやサイアロン系蛍光体を含有することができる。
サイアロン系蛍光体を用いる場合、特に、
（Ｍ１−ｘ，Ｒｘ）ａ２ＡｌＳｉｂ２Ｏｃ２Ｎｄ２・・・組成式（２）
（ＭはＳｉ及びＡｌを除く少なくとも１種の金属元素であり、特に、Ｃａ若しくはＳｒの少なくとも一方が望ましい。Ｒは発光中心元素であり、特に、Ｅｕが望ましい。ｘ、ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２は、次の関係を満たす。０＜ｘ≦１、０．９３＜ａ２＜１．３、４．０＜ｂ２＜５．８、０．６＜ｃ２＜１、６＜ｄ２＜１１）を用いることが好ましい。
組成式（２）で表されるサイアロン系蛍光体を用いることで、波長変換効率の温度特性が向上し、大電流密度領域での効率をさらに向上させることができる。
サイアロン系蛍光体を用いる場合、特に、
（Ｍ１−ｘ，Ｒｘ）ａ２ＡｌＳｉｂ２Ｏｃ２Ｎｄ２・・・組成式（２）
（ＭはＳｉ及びＡｌを除く少なくとも１種の金属元素であり、特に、Ｃａ若しくはＳｒの少なくとも一方が望ましい。Ｒは発光中心元素であり、特に、Ｅｕが望ましい。ｘ、ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２は、次の関係を満たす。０＜ｘ≦１、０．９３＜ａ２＜１．３、４．０＜ｂ２＜５．８、０．６＜ｃ２＜１、６＜ｄ２＜１１）を用いることが好ましい。
組成式（２）で表されるサイアロン系蛍光体を用いることで、波長変換効率の温度特性が向上し、大電流密度領域での効率をさらに向上させることができる。
青色蛍光体層は、例えば、酸化物系蛍光体ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕを含有することができる。
１０…基板、１１…第１の半導体層、１２…発光層、１３…第２の半導体層、１５…半導体層、１５ａ…第１の主面、１６…ｐ側電極、１７…ｎ側電極、１８…絶縁層、１９…シードメタル、２１…ｐ側配線層、２２…ｎ側配線層、２３…ｐ側金属ピラー、２４…ｎ側金属ピラー、２５…樹脂層、２８…蛍光体層、３１…導電性高分子膜、５０…はんだペースト、５１…はんだ、５２…フラックス、６０…導電性ペースト、６１…金属粉、６２…バインダ、８１…実装基板
Claims (16)
- 第１の主面と、その反対側に形成された第２の主面と、発光層とを含む半導体層と、
前記第２の主面における前記発光層を有する領域に設けられた第１の電極と、
前記第２の主面における前記発光層の外周よりも外側に設けられた第２の電極と、
前記半導体層の前記第２の主面側に設けられ、前記第１の電極に達する第１の開口と、前記第２の電極に達する第２の開口とを有する絶縁層と、
前記絶縁層における前記半導体層に対する反対側の面及び前記第１の開口内に設けられ、前記第１の電極と接続された第１の配線層と、
前記絶縁層における前記半導体層に対する反対側の面及び前記第２の開口内に設けられ、前記第２の電極と接続された第２の配線層と、
前記第１の配線層における前記第１の電極に対する反対側の面に設けられた第１の金属ピラーと、
前記第２の配線層における前記第２の電極に対する反対側の面に設けられた第２の金属ピラーと、
前記第１の金属ピラーの側面と前記第２の金属ピラーの側面との間に設けられた樹脂層と、
前記樹脂層における前記第１の金属ピラーと前記第２の金属ピラーとの間の表面に設けられ、前記第１の金属ピラーと前記第２の金属ピラーとを電気的に接続する導電材と、
を備えたことを特徴とする半導体発光装置。 - 前記導電材は、導電性高分子膜であることを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。
- 前記導電性高分子膜は、水と有機溶剤のいずれかに可溶であることを特徴とする請求項２記載の半導体発光装置。
- 前記導電性高分子膜は、前記樹脂層の前記表面、前記第１の金属ピラーの表面及び前記第２の金属ピラーの表面を含む実装面の全面に設けられたことを特徴とする請求項２または３に記載の半導体発光装置。
- 前記導電材は、金属粉とバインダとを含む導電性ペーストであることを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。
- 前記金属粉は、前記第１の金属ピラー及び第２の金属ピラーよりもはんだに対するぬれ性が悪いことを特徴とする請求項５記載の半導体発光装置。
- 前記バインダは、水と有機溶剤のいずれかに可溶であることを特徴とする請求項５または６に記載の半導体発光装置。
- 前記第１の金属ピラー及び前記第２の金属ピラーのそれぞれの厚みは、前記半導体層、前記第１の電極、前記第２の電極、前記絶縁層、前記第１の配線層及び前記第２の配線層を含む積層体の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
- 前記第１の電極の面積は、前記第２の電極の面積よりも広いことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
- 前記第２の配線層と前記第２の金属ピラーとが接触する面積は、前記第２の配線層と前記第２の電極とが接触する面積より大であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
- 前記第１の配線層と前記第１の金属ピラーとが接触する面積は、前記第１の配線層と前記第１の電極とが接触する面積より大であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
- 前記第２の配線層の一部は、前記絶縁層上を、前記発光層に重なる位置まで延在することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
- 基板上に、第１の主面と、その反対側に形成された第２の主面と、発光層とを含む半導体層を形成する工程と、
前記基板に対する反対側の前記第２の主面における前記発光層を有する領域に、第１の電極を形成する工程と、
前記第２の主面における前記発光層の外周よりも外側に、第２の電極を形成する工程と、
前記半導体層の前記第２の主面側に、前記第１の電極及び前記第２の電極を覆う絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層に、前記第１の電極に達する第１の開口と、前記第２の電極に達する第２の開口とを形成する工程と、
前記絶縁層における前記半導体層に対する反対側の面及び前記第１の開口内に、第１の配線層を形成する工程と、
前記絶縁層における前記半導体層に対する反対側の面及び前記第２の開口内に、第２の配線層を形成する工程と、
前記第１の配線層における前記第１の電極に対する反対側の面に、第１の金属ピラーを形成する工程と、
前記第２の配線層における前記第２の電極に対する反対側の面に、第２の金属ピラーを形成する工程と、
前記第１の金属ピラーの側面と前記第２の金属ピラーの側面との間に、樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層における前記第１の金属ピラーと前記第２の金属ピラーとの間の表面に、前記第１の金属ピラーと前記第２の金属ピラーとを電気的に接続する導電材を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。 - 前記導電材を形成する工程は、
前記樹脂層の前記表面、前記第１の金属ピラーの表面及び前記第２の金属ピラーの表面を含む実装面に導電性高分子を含む溶液を供給する工程と、
前記実装面に供給された前記溶液を乾燥させる工程と、
を有することを特徴とする請求項１３記載の半導体発光装置の製造方法。 - 前記導電材を形成した後、実装基板に実装する工程と、
前記実装基板に実装した後、前記導電材を洗浄して除去する工程と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１３または１４に記載の半導体発光装置の製造方法。 - はんだとフラックスとを含むはんだペーストを用いて前記実装基板に実装し、
前記実装時に、前記導電材を前記フラックスに溶解させることを特徴とする請求項１５記載の半導体発光装置の製造方法。
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