(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの第１基板それぞれに、第１導電型の第１導電層、発光層、第２導電型の第２導電層を順次に形成する工程と、
前記第２導電層上にオーム層をする工程と、
前記第１基板より大きい第２基板上に前記少なくとも一つの第１基板をボンディングする工程と、
前記オーム層、前記第２導電層、前記発光層を順次に一部エッチングし、前記第１導電層の一部を露出させる工程と、を順次経ることを含む発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記オーム層を形成する前に、前記第１導電層、前記発光層、前記第２導電層が形成された第１基板を第１アニーリングすることをさらに含む請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記露出された第１導電層上に第１電極を形成し、前記オーム層上に第２電極を形成し、
前記第１および第２電極を形成した後、ボンディングされた第１および第２基板をアニーリングすることをさらに含み、
前記ボンディングされた第１および第２基板をアニーリングする工程温度は、前記第１アニーリングの工程温度より低い請求項２に記載の発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１および第２基板を互いにボンディングする前に、前記オーム層が形成された第１基板を第２アニーリングすることをさらに含む請求項２に記載の発光素子の製造方法。
【請求項５】
前記露出された第１導電層上に第１電極を形成し、前記オーム層上に第２電極を形成し、
前記第１および第２電極を形成した後、ボンディングされた第１および第２基板を第３アニーリングすることをさらに含み、
前記第３アニーリングの工程温度は、前記第２アニーリングの工程温度より低い請求項４に記載の発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記露出された第１導電層上に第１電極を形成し、前記オーム層上に第２電極を形成し、
前記第１および第２電極を形成した後、前記第２基板を除去し、前記第１基板の厚さを薄くし、
チップ単位で分離することをさらに含む請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記第２基板上に少なくとも一つの第１基板をボンディングすることは、直接ボンディング（ｄｉｒｅｃｔ ｂｏｎｄｉｎｇ）と接着ボンディング（ａｄｈｅｓｉｖｅ ｂｏｎｄｉｎｇ）のうち少なくとも一つを用いる請求項１ないし６のいずれか一項に記載の発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記直接ボンディングを用いることは、
前記第２基板のボンディング面または前記少なくとも一つの第１基板のボンディング面を前処理（ｐｒｅ−ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）し、
前記第２基板と少なくとも一つの前記第１基板を互いに熱処理したり物理的に圧搾したりすることを含む請求項７に記載の発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記前処理は、プラズマ処理または湿式処理を含む請求項８に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記前処理する前に前記第１基板のボンディング面と前記第２基板のボンディング面のうち少なくとも一つを研磨することをさらに含む請求項８または９に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記前処理する前に前記第１基板と前記第２基板を洗浄することをさらに含む請求項８または９に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記接着ボンディングを用いることは、
前記第２基板のボンディング面または前記少なくとも一つの第１基板のボンディング面との間に中間物質層を介在し、
前記第２基板と少なくとも一つの前記第１基板を互いに熱処理したり物理的に圧搾したりすることを含む請求項７に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記第１基板は絶縁基板であり、前記第２基板は導電基板である請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記第１導電層、前記発光層、前記第２導電層は、それぞれＩｎｘＡｌｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ （０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）を含む請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記第１導電型はｎ型であり、前記第２導電型はｐ型である請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１６】
少なくとも一つの絶縁基板を第１温度で第１アニーリングし、
導電基板上に前記少なくとも一つの絶縁基板をボンディングし、前記導電基板は前記絶縁基板より大きく、
前記ボンディングされた絶縁基板および導電性基板を第２温度で第２アニーリングし、前記第２温度は前記第１温度より低い発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記第１アニーリングする前に、前記絶縁基板上に第１導電型の第１導電層、発光層、第２導電型の第２導電層を順次に形成することをさらに含む請求項１６に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記第１アニーリングする前に、前記第２導電層上にオーム層を形成することをさらに含む請求項１７に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１９】
前記ボンディングする段階と第２アニーリングする段階との間に、前記オーム層、前記第２導電層、前記発光層を順次に一部エッチングし、前記第１導電層の一部が露出するようにし、前記露出された第１導電層上に第１電極を形成し、前記オーム層上に第２電極を形成することをさらに含む請求項１８に記載の発光素子の製造方法。
【請求項２０】
前記導電基板上に少なくとも一つの絶縁基板をボンディングすることは、直接ボンディング（ｄｉｒｅｃｔ ｂｏｎｄｉｎｇ）と接着ボンディング（ａｄｈｅｓｉｖｅ ｂｏｎｄｉｎｇ）のうち少なくとも一つを用いる請求項１６ないし１９のいずれか一項に記載の発光素子の製造方法。
【請求項２１】
少なくとも一つのサファイア基板それぞれに、ｎ型の第１ＧａＮ層、発光層、ｐ型の第２ＧａＮ層を順次に形成する工程と、
前記サファイア基板それぞれを第１アニーリングする工程と、
前記第２ＧａＮ層上にオーム層を形成する工程と、
前記サファイア基板それぞれを第２アニーリングする工程と、
前記サファイア基板より大きいシリコン基板上に前記少なくとも一つのサファイア基板をボンディングする工程と、
前記オーム層、前記第２ＧａＮ層、前記発光層を順次に一部エッチングし、前記第１ ＧａＮ層の一部を露出させる工程と、
前記露出された第１ＧａＮ層上に第１電極を形成し、前記オーム層上に第２電極を形成する工程と、を順次経ることを含む発光素子の製造方法。
【請求項２２】
前記第１および第２電極を形成する前または後に、前記ボンディングされたサファイア基板およびシリコン基板を第３アニーリングすることをさらに含み、
前記第３アニーリングの工程温度は、前記第１アニーリングの工程温度または第２アニーリングの工程温度より低い請求項２１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項２３】
請求項１ないし２２のいずれか一項に記載の発光素子の製造方法を用いる発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子および発光装置の製造方法、前記方法を用いて製造した発光素子および発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）のような発光素子を製造する際には、例えば、６インチ未満の小型基板が用いられる。発光素子の製造の際に用いられる基板を、例えば、６インチ以上で作ることは難しいからである。
【０００３】
小型基板を用いるとスループット（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）が落ちるため、発光素子の製品単価を落としにくい。のみならず、製造工程は、基板のサイズに適した設備を用いなければならないため、発光素子を製造する際には６インチ以下の小型基板に適した設備を用いなければならない。したがって、小型基板に適した設備を開発しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】大韓民国特許公開２００６−０６６６２０号公報（第１０ページ、請求項第１、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、スループットが向上した発光素子の製造方法を提供することである。
【０００６】
本発明が解決しようとする他の課題は、前記発光素子の製造方法を用いた発光装置の製造方法を提供することである。
【０００７】
本発明が解決しようとするまた他の課題は、前記発光素子の製造方法を用いて製造した発光素子を提供することである。
【０００８】
本発明が解決しようとするまた他の課題は、前記発光素子を用いて製造した発光装置を提供することである。
【０００９】
本発明の技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されなく、言及されていないまた他の技術的課題は、次の記載から当業者に明確に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を達成するための本発明の発光素子の製造方法の一実施形態は、少なくとも一つの第１基板それぞれに、第１導電型の第１導電層、発光層、第２導電型の第２導電層を順次に形成し、前記第２導電層上にオーム層を形成し、  第２基板上に前記少なくとも一つの第１基板をボンディングし、前記第２基板は前記第１基板より大きく、前記オーム層、前記第２導電層、前記発光層を順次に一部エッチングし、前記第１導電層の一部を露出させることを含む。
【００１１】
前記課題を達成するための本発明の発光素子の製造方法の他の実施形態は、少なくとも一つの絶縁基板を第１温度で第１アニーリングし、導電基板上に前記少なくとも一つの絶縁基板をボンディングし、前記導電基板は前記絶縁基板より大きく、前記ボンディングされた絶縁基板および導電性基板を第２温度で第２アニーリングし、前記第２温度は前記第１温度より低い。
【００１２】
前記課題を達成するための本発明の発光素子の製造方法のまた他の実施形態は、少なくとも一つのサファイア基板それぞれに、ｎ型の第１  ＧａＮ層、発光層、ｐ型の第２  ＧａＮ層を順次に形成し、前記サファイア基板それぞれを第１アニーリングし、  前記第２  ＧａＮ層上にオーム層を形成し、前記サファイア基板それぞれを第２アニーリングし、シリコン基板上に前記少なくとも一つのサファイア基板をボンディングし、前記シリコン基板は前記サファイア基板より大きく、前記オーム層、前記第２  ＧａＮ層、前記発光層を順次に一部エッチングし、前記第１  ＧａＮ層の一部を露出させ、前記露出された第１  ＧａＮ層上に第１電極を形成し、前記オーム層上に第２電極を形成することを含む。
【００１３】
前記課題を達成するための本発明の発光装置の製造方法の一実施形態は、前述した発光素子の製造方法を用いる。
【００１４】
前記課題を達成するための本発明の発光素子の一実施形態は、基板と、前記基板上に形成された第１導電型の第１導電パターンと、前記第１導電パターン上に形成された発光パターンと、前記発光パターン上に形成された第２導電型の第２導電パターンと、前記第２導電パターン上に形成されたオームパターンと、を含み、  前記第１導電パターンの幅は、前記発光パターンの幅より大きく、前記第２導電パターンの外側面と前記オームパターンとの外側面は、互いにアラインされている。
【００１５】
前記課題を達成するための本発明の発光装置の一実施形態は、前述した発光素子を含む。
【００１６】
その他実施形態の具体的な内容は詳細な説明および図に含まれている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態による発光素子の製造方法を説明するための中間段階の図である。
【図２】本発明の第１実施形態による発光素子の製造方法を説明するための中間段階の図である。
【図３】本発明の第１実施形態による発光素子の製造方法を説明するための中間段階の図である。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態による発光素子の製造方法を説明するための中間段階の図である。
【図４Ｂ】本発明の第１実施形態による発光素子の製造方法を説明するための中間段階の図である。
【図５】本発明の第１実施形態による発光素子の製造方法を説明するための中間段階の図である。
【図６】本発明の第１実施形態による発光素子の製造方法を説明するための中間段階の図である。
【図７】本発明の第１実施形態による発光素子の製造方法を説明するための中間段階の図である。
【図８Ａ】本発明の第１実施形態による発光素子を説明するための図である。
【図８Ｂ】本発明の第１実施形態による発光素子を説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施形態による発光素子の製造方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による発光素子の製造方法を説明するための図である。
【図１１】本発明の第１実施形態による発光パッケージの製造方法を説明するための中間段層図である。
【図１２】本発明の第１実施形態による発光パッケージの製造方法を説明するための中間段階の図である。
【図１３】パッケージボディーと発光体との間の接続方式を具体的に図示した例示的図である。
【図１４Ａ】パッケージボディーと発光体との間の接続方式を具体的に図示した例示的図である。
【図１４Ｂ】パッケージボディーと発光体との間の接続方式を具体的に図示した例示的図である。
【図１４Ｃ】パッケージボディーと発光体との間の接続方式を具体的に図示した例示的図である。
【図１５】本発明の第２〜第４実施形態による発光パッケージを説明するための図である。
【図１６】本発明の第２〜第４実施形態による発光パッケージを説明するための図である。
【図１７】本発明の第２〜第４実施形態による発光パッケージを説明するための図である。
【図１８】本発明の第１実施形態による発光システムを説明するための図である。
【図１９】本発明の第２実施形態による発光システムを説明するための図である。
【図２０】本発明の第３実施形態による発光システムを説明するための図である。
【図２１Ａ】本発明の第３実施形態による発光システムを説明するための図である。
【図２１Ｂ】本発明の第３実施形態による発光システムを説明するための図である。
【図２２】本発明の第４実施形態による発光システムを説明するための図である。
【図２３】本発明の第５〜第８実施形態による発光システムを説明するための図である。
【図２４】本発明の第５〜第８実施形態による発光システムを説明するための図である。
【図２５】本発明の第５〜第８実施形態による発光システムを説明するための図である。
【図２６】本発明の第５〜第８実施形態による発光システムを説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の利点、特徴、およびそれらを達成する方法は、添付される図面と共に詳細に後述される実施形態を参照すると明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現されることが可能である。本実施形態は、単に本発明の開示が完全になるように、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に対して発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇によってのみ定義される。なお、いくつかの実施形態において、公知の工程、段層、構造及び技術は、本発明が不明瞭に解釈されるのを避けるために、説明を省略する。
【００１９】
一つの素子（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）が、他の素子と「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」または「カップリングされた（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」と参照されるときは、他の素子と直接接続またはカップリングされた場合、あるいは中間に他の素子を介在させた場合のすべてを含む。これに対し、一つの素子が異なる素子と「直接接続された（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」または「直接カップリングされた（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」と参照されるときは、間に他の素子を介在させないことを表わす。明細書全体にかけて、同一の参照符号は、同一の構成要素を参照する。
【００２０】
第１、第２などが、多様な素子、構成要素またはセクションを説明するために使用される。しかしながら、これら素子、構成要素またはセクションは、これらの用語によって制限されないことはもちろんである。これらの用語は単に一つの素子、構成要素、またはセクションを他の素子、構成要素、またはセクションと区別するために使用されるものである。したがって、以下で言及される第１素子、第１構成要素、または第１セクションは、本発明の技術的思想内で第２素子、第２構成要素、または第２セクションであり得ることはもちろんである。
【００２１】
本明細書で使用された用語は、実施形態を説明するためであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において単数形は、文言で特別に言及しない限り、複数形をも含む。明細書で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、言及した構成要素、段層、動作、または素子は、一つ以上の他の構成要素、段層、動作、および／または素子の存在または追加を排除しない。なお、「Ａ及び／またはＢ」は、Ａ、Ｂ、ＡおよびＢを意味する。明細書全体において同一の参照符号は同一の構成要素を指称する。
【００２２】
他に定義されなければ、本明細書で使用されるすべての用語（技術および科学的用語を含む）は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に共通に理解され得る意味において使用されるものである。また、一般的に使用される辞典に定義されている用語は、明確に特別に定義されていない限り理想的にまたは過度に解釈されない。
【００２３】
図１〜図７は、本発明の第１実施形態による発光素子の製造方法を説明するための中間段階の図である。図８Ａおよび図８Ｂは、本発明の第１実施形態による発光素子を説明するための図である。
【００２４】
先ず、図１を参照すると、第１基板１００上に第１導電層１１２ａ、発光層１１４ａ、第２導電層１１６ａを順次に形成する。
【００２５】
第１導電層１１２ａ、発光層１１４ａ、第２導電層１１６ａはＩｎｘＡｌｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）（すなわち、ＧａＮを含む多様な物質）を含み得る。すなわち、第１導電層１１２ａ、発光層１１４ａ、第２導電層１１６ａは例えば、ＡｌＧａＮであり得、またＩｎＧａＮであり得る。
【００２６】
このような第１導電層１１２ａ、発光層１１４ａ、第２導電層１１６ａは、第１基板１００上にＭＯＣＶＤ（ｍｅｔａｌ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、液相エピタキシャル成長法（ｌｉｑｕｉｄ  ｐｈａｓｅ  ｅｐｉｔａｘｙ）、ハイドライド気相成長法（ｈｙｄｒｉｄｅ  ｖａｐｏｒ  ｐｈａｓｅ  ｅｐｉｔａｘｙ）、分子ビーム成長法（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｂｅａｍ  ｅｐｉｔａｘｙ）、ＭＯＶＰＥ（ｍｅｔａｌ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｖａｐｏｒ  ｐｈａｓｅ  ｅｐｉｔａｘｙ）等を用いて順次に形成することができる。
【００２７】
各層に対して具体的に説明すると、第１導電層１１２ａは、第１導電型（例えば、ｎ型）であり、第２導電層１１６ａは、第２導電型（例えば、ｐ型）であり得るが、設計方式によって第１導電層１１２ａが第２導電型（ｐ型）であり、第２導電層１１６ａが第１導電型（ｎ型）であり得る。
【００２８】
発光層１１４ａは、第１導電層１１２ａのキャリア（例えば、電子）と第２導電層１１６ａのキャリア（例えば、ホール）の結合により光を発生する領域である。発光層１１４ａは、正確に図面で図示しなかったが、井戸層と障壁層で構成され得、井戸層は、障壁層よりバンドギャップが小さいため、井戸層にキャリア（電子、ホール）が集まって結合するようになる。このような発光層１１４ａは、井戸層の数により単一量子井戸（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ：ＳＱＷ）構造、多重量子井戸（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ：ＭＱＷ）構造で区分することができる。単一量子井戸構造は、一つの井戸層を含み、多重量子井戸構造は多層の井戸層を含む。発光特性を調節するために、井戸層、障壁層のうち少なくとも何れか一つに、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｅのうち少なくとも一つをドーピングすることができる。
【００２９】
第１基板１００は、前述した第１導電層１１２ａ、発光層１１４ａ、第２導電層１１６ａを成長させることができる材質であれば、如何なるものでも可能である。例えば、第１基板１００は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ジンクオキサイド（ＺｎＯ）等の絶縁性基板であり得るか、シリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、などの導電性基板であり得る。以下では第１基板１００がサファイア基板である場合を例えて説明する。
【００３０】
また、詳しく図面で図示しなかったが、第１基板１００と第１導電層１１２ａとの間にはバッファ層が形成されていることもある。バッファ層は、ＩｎｘＡｌｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）でなされ得る。このようなバッファ層は、第１導電層１１２ａ、発光層１１４ａ、第２導電層１１６ａの結晶性を向上させるために形成する。
【００３１】
また、基板１００上に第１導電層１１２ａ、発光層１１４ａおよび第２導電層１１６ａが形成されているベース基板を購入して使用することも可能である。
【００３２】
図２を参照すると、第２導電層１１６ａを活性化させるために、第１導電層１１２ａ、発光層１１４ａ、第２導電層１１６ａが形成された第１基板１００を第１アニーリング１８１することができる。例えば、第１アニーリング１８１の工程温度は、約４００℃程度であり得る。具体的に、第２導電層１１６ａが、例えば、ＭｇがドーピングされているＩｎｘＡｌｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎであれば、第１アニーリング１８１を通しＭｇと結合しているＨを減少させることができる。これにより、第２導電層１１６ａのｐ型特性を促進することができる。
【００３３】
図３を参照すると、第２導電層１１６ａ上にオーム層１３０ａを形成する。例えば、オーム層１３０ａはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ジンク（Ｚｎ）、ジンクオキサイド（ＺｎＯ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、インジウムオキサイド（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）のうち少なくとも一つを含み得る。
【００３４】
続いて、オーム層１３０ａを活性化させるために、オーム層１３０ａが形成された第１基板１００を第２アニーリング１８２することができる。例えば、約４００℃程度でアニーリングすることができる。
【００３５】
図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、第２基板１９０上に、少なくとも一つの第１基板１００をボンディングする。
【００３６】
具体的に、第２基板１９０は第１基板１００より大きい。すなわち、第２基板１９０と第１基板１００を重ねておいた時、前にある第２基板１９０に隠され、第１基板１００が見えないことを意味する。例えば、第２基板１９０と第１基板１００が円形である場合には、第２基板１９０の直径が第１基板１００の直径より大きい。例えば、第２基板１９０の直径は６インチ（約１５０ｍｍ）以上であり、第１基板１００の直径は６インチ未満であり得る。第２基板１９０と第１基板１００とが四角形である場合には、第２基板１９０の対角線の長さが第１基板１００の対角線の長さより大きいことである。
【００３７】
第２基板１９０は、導電性基板であり得、また絶縁性基板であり得る。例えば、第２基板１９０はシリコン、ストレインドシリコン（ｓｔｒａｉｎｅｄ  Ｓｉ）、シリコン合金、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ−Ｏｎ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、シリコンゲルマニウムカーバイド（ＳｉＧｅＣ）、ゲルマニウム、ゲルマニウム合金、ガリウムアセナイド（ＧａＡｓ）、インジウムアセナイド（ＩｎＡｓ）およびＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体のうち一つ、これらの組み合わせ、これらの積層物である導電性基板であり得る。また、第２基板１９０は、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、ベリリウム（ｂｅｒｙｌｌｉｕｍ）窒化、クオーツ（ｑｕａｒｔｚ）うち一つ、これらの組み合わせ、これらの積層物のような絶縁性基板でもあり得る。以下では、第２基板１９０がシリコン基板である場合を例えて説明する。
【００３８】
また、第１基板１００と第２基板１９０のボンディング方法は、様々なものがあるが、本発明の第１実施形態においては直接ボンディング（ｄｉｒｅｃｔ  ｂｏｎｄｉｎｇ）の例を説明する。
【００３９】
先ず、第１基板１００と第２基板１９０を直接ボンディングしようとするなら、第１基板１００と第２基板１９０は次のような条件を満たすものであり得る。
【００４０】
第１基板１００のボンディング面、第２基板１９０のボンディング面は、実質的に平たく（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｆｌａｔ）、滑らかでなければならない（ｓｍｏｏｔｈ）。第２基板１９０のボンディング面と、第１基板１００のボンディング面が撓んでいるか、荒い場合には、ボンディングしにくからである。
【００４１】
すなわち、総厚さの偏差（ｔｏｔａｌ  ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が特定値以下になるように調節する必要がある。例えば、８インチウェハの場合、総厚さの偏差は６μｍ以下としてもよく、２インチウェハの場合、総厚さの偏差は１．５μｍ以下としてもよい。
【００４２】
したがって、必要によっては、半導体研磨技術を用いて、第１基板１００のボンディング面と第２基板１９０のボンディング面のうち少なくとも一つを研磨することができる。例えば、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を用いて、Å単位で表面粗度（ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）を調節することができる。第１基板１００のボンディング面と第２基板１９０のボンディング面は、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で測定した時、それぞれ表面粗度が１ｎｍ以下であり得る。第１基板１００のボンディング面と第２基板１９０のボンディング面は鏡面化されて（ｍｉｒｒｏｒ−ｐｏｌｉｓｈｅｄ）いることもある。
【００４３】
また、第１基板１００のボンディング面と第２基板１９０のボンディング面は清潔でなければならない（ｗｅｌｌ−ｃｌｅａｎｅｄ）。
【００４４】
したがって、必要によっては、少なくとも一つの第１基板１００と第２基板１９０を清潔に洗浄した方が良い。第１基板１００と第２基板１９０の表面についている様々な不純物（例えば、パーティクル（ｐａｒｔｉｃｌｅ）、ホコリ（ｄｕｓｔ）等）は、汚染源（ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ  ｓｏｕｒｃｅ）となることがあるからである。すなわち、第１基板１００と第２基板１９０を互いにボンディングした時、第１基板１００と第２基板１９０との間のインターフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）に前述した不純物があると、ボンディングエネルギー（ｂｏｎｄｉｎｇ  ｅｎｅｒｇｙ）が弱化される。ボンディングエネルギーが弱ければ、第１基板１００と第２基板１９０が簡単に落ちることもある。
【００４５】
先ず、第１基板１００と第２基板１９０を直接ボンディングするために、第２基板１９０のボンディング面及び第１基板１００のボンディング面の少なくとも一方で前処理（ｐｒｅ−ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）が実行される。
【００４６】
前処理は、例えば、プラズマ処理（ｐｌａｓｍａ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）および／または湿式処理（ｗｅｔ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）であり得る。
【００４７】
プラズマ処理は、例えば、Ｏ２、ＮＨ３、ＳＦ６、Ａｒ、Ｃｌ２、ＣＨＦ３、Ｈ２Ｏのうち少なくとも一つを用いることができるが、これに限定されるものではない。プラズマ処理は、低温で実施可能であるため、第１および第２基板１００、１９０に与えるストレスを少なくすることができる。
【００４８】
湿式処理は、Ｈ２ＳＯ４、ＨＮＯ３、ＨＣｌ、Ｈ２Ｏ２、Ｈ５ＩＯ６、ＳＣ−１（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｃｌｅａｎ−１）、ＳＣ−２（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｃｌｅａｎ−２）のうち少なくとも一つを用いることができるが、これに限定されるものではない。ＳＣ−１溶液は、ＮＨ４ＯＨ／Ｈ２Ｏ２であり得、ＳＣ−２溶液は、ＨＣｌ／Ｈ２Ｏ２であり得る。
【００４９】
このような前処理によって、第１基板１００のボンディング面と、第２基板１９０のボンディング面を活性化させることができる。すなわち、第１基板１００のボンディング面と、第２基板１９０のボンディング面がボンディングすることに適した状態に変化することができる。
【００５０】
前処理を行った基板のボンディング面にはダングリングボンド（ｄａｎｇｌｉｎｇ  ｂｏｎｄ）が生成され得る。このようなダングリングボンドは、親水性（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ）ダングリングボンドであり得、また疏水性（ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ）ダングリングボンドであり得る。例えば、第２基板１９０がシリコンウェハであり、第１基板１００がサファイアウェハである場合、前処理の結果、親水性ダングリングボンドである「−ＯＨ」が第１基板１００のボンディング面と、第２基板１９０のボンディング面に形成されていることもある。
【００５１】
続いて、第２基板１９０のボンディング面と、少なくとも一つの第１基板１００のボンディング面が互いに迎い合うように配置する。この時、第１基板１００のボンディング面上に形成された「−ＯＨ」と、第２基板１９０のボンディング面上に形成された「−ＯＨ」がファンデルワールス力（Ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌｓ’  Ｆｏｒｃｅ）により自然に（ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｌｙ）結合されるようになる。平面的に見ると、図４Ｂのように、直径が８インチである一つの第２基板１９０上に、直径が２インチである９個の第１基板１００を配置することができる。第２基板１９０上に何枚の第１基板１００が配置されるかは、第２基板１９０と第１基板１００との間のサイズ差によって決定され得る。
【００５２】
続いて、自然に結合された第２基板１９０と、少なくとも一つの第１基板１００を互いに熱処理または物理的圧搾を受ける。そうすると、図４Ａに示すように、第２基板１９０と少なくとも一つの第１基板１００は共有結合により接続される。具体的に説明すると、第２基板１９０がシリコンウェハであり、第１基板１００がサファイアウェハである場合、次のような化学式により、第２基板１９０と多数の第１基板１００が酸素共有結合をする。
【００５３】
Ｓｉ−ＯＨ  ＋  ＨＯ−Ａｌ２Ｏ３≡  ⇒  Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ２Ｏ３  ＋  Ｈ２Ｏ
【００５４】
熱処理は、約２５℃（ｒｏｏｍ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）〜約４００℃の間で行われる。高温で長時間熱処理することによって、第２基板１９０と第１基板１００との間のボンディングエネルギーを増加させることができる。しかし、あまりにも高温で熱処理すると、第２基板１９０と第１基板１００は撓むかクラック（ｃｒａｃｋ）が生じることもある。したがって、適切な温度の範囲内で熱処理する必要がある。また、熱処理する時間が長くなるほどボンディングエネルギーは増加することができるが、所定時間（例えば、数時間）が経つと、ボンディングエネルギーがこれ以上増加しないこともある。所定時間が経つと、第２基板１９０のボンディング面と、多数の第１基板１００のボンディング面に形成されている「−ＯＨ」がすべて消耗されるからである（すなわち、「−ＯＨ」がすべて酸素共有結合に変化するからである。）。どのぐらい熱処理をするのかは必要に応じて調節することができる。
【００５５】
図５を参照すると、オーム層１３０ａ、第２導電層１１６、発光層１１４，第１導電層１１２を順次に一部エッチングし、第１導電層１１２の一部が露出するようにする。エッチングの結果としては、図５に示すように、オームパターン１３０、第２導電パターン１１６、発光パターン１１４、第１導電パターン１１２が形成される。
【００５６】
図６を参照すると、露出された第１導電パターン１１２（すなわち、第１電極形成領域）上にオームパターン１３１を形成した後、第１電極１４０と第２電極１５０を形成する。例えば、第１導電パターン１１２上のオームパターン１３１は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ジンク（Ｚｎ）、ジンクオキサイド（ＺｎＯ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、インジウムオキサイド（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）のうち少なくとも一つを含み得る。
【００５７】
具体的に、第１電極１４０および第２電極１５０は、同一な物質で形成することもでき、他の物質で形成しても良い。第１電極１４０および第２電極１５０は、例えば、インジウム酸化スズ（ＩＴＯ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、チタニウム（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）のうち少なくとも一つを含み得る。
【００５８】
続いて、ボンディングされた第１基板１００および第２基板１９０を第３アニーリング１８３する。特に、第３アニーリング１８３の工程温度は、第１アニーリング１８１および／または第２アニーリング１８２の工程温度に比べて低いこともある。例えば、約１９０℃  以下でアニーリングすることができる。
【００５９】
参考までに、第３アニーリング１８３は、第１電極１４０および第２電極１５０が形成されていない段階でも可能である。具体的に第１導電パターン１１２の上にオームパターン１３１が形成された後に直ちに第３アニーリングを実施することもできる。
【００６０】
特に、本発明の第１実施形態において、ボンディング工程（図４Ａおよび図４Ｂ参照）以後の様々な工程の温度は高くないことがある。なぜなら、ボンディング工程以後の様々な工程の温度が高ければ、ボンディングされた第１基板１００と第２基板１９０との間のインターフェースにストレスを与えることもあり、ストレスが高ければ第１基板１００と第２基板１９０が分離されることがあるからである。したがって、高い温度で行われる工程は、ボンディング工程の前に行われ得る。例えば、第３アニーリング１８３の工程温度は、第２導電層１１６ａを活性化させるための第１アニーリング１８１の工程温度と、オーム層１３０ａを活性化させるための第２アニーリング１８２の工程温度より低いこともある。
【００６１】
一方、図示しなかったが、第２電極１５０形成前または後段階で、表面テクスチャリング（ｓｕｒｆａｃｅ  ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）工程を行い、第２導電パターン１１６の表面にテクスチャ（ｔｅｘｔｕｒｅ）形状を作ることもできる。テクスチャ形状は、例えば、ＫＯＨのようなエッチング液を用いて、第２導電パターン１１６の表面を湿式エッチングし、形成することができる。また、乾式エッチングによっても形成することができる。第２導電パターン１１６と空気との間の屈折率の差によってエスケープコーン角（ｅｓｃａｐｅ  ｃｏｎｅ  ａｎｇｌｅ）を除いた角度の光は、第２導電パターン１１６内で閉じ込められることもある。したがって、テクスチャ形状を作ると、多くの光が第２導電パターン１１６の外に抜け出ることができるため、光抽出効率を上げることができる。
【００６２】
図７を参照すると、第２基板１９０を除去する。
【００６３】
第２基板１９０を除去するために、研削（Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）またはＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）工程を用いることができる。
【００６４】
続いて、第１基板１００の厚さを薄くする。ＣＭＰ工程などを用いて第１基板１００の厚さを例えば、約１００μｍ程度に作る。
【００６５】
続いて、ソーイング（ｓａｗｉｎｇ）工程により、チップ単位で分離すると、発光素子１が完成される。
【００６６】
本発明の第１実施形態のように、多数の小型第１基板１００を大型第２基板１９０にボンディングし、製造工程を行うと、大型第２基板１９０のサイズに合う製造設備を用いれば良いため、小型第１基板１００のための別途の製造設備は必要ではない。のみならず、一度に多くの第１基板１００の製造工程が行われるため、スループット（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）が向上する。したがって、発光素子１の単価を落とすことができる。
【００６７】
ここで、図７、図８Ａおよび図８Ｂを参照して本発明の第１実施形態による発光素子１について説明する。本発明の第１実施形態による発光素子１は、図１〜図７を参照して説明した製造方法によって製造された。
【００６８】
図７、図８Ａおよび図８Ｂを参照すると、発光素子１は、第１導電パターン１１２、第１導電パターン１１２上に形成された発光パターン１１４、発光パターン１１４上に形成された第２導電パターン１１６、第１導電パターン１１２と第２導電パターン１１６上に形成されたオームパターン１３０、１３１を含む。しかし、本発明の第１実施形態において、第２導電パターン１１６の外側面とオームパターン１３０の端部は互いにアラインされている。
【００６９】
前述したように、ボンディング工程（図４Ａおよび図４Ｂ参照）以後の様々な工程の温度を高くならないようにするために、ボンディング工程の前にオーム層１３０ａを形成する（図３参照）。また、ボンディング工程後、オームパターン１３０、第２導電パターン１１６、発光パターン１１４、第１導電パターン１１２などを同時にエッチングする（図５参照）。したがって、第２導電パターン１１６の外側面とオームパターン１３０の端部は互いにアラインされている。
【００７０】
なお、発光素子１は、トップビュータイプ（ｔｏｐ  ｖｉｅｗ  ｔｙｐｅ）パッケージとサイドビュータイプ（ｓｉｄｅ  ｖｉｅｗ  ｔｙｐｅ）パッケージに使用され得る。トップピュータイプのパッケージの場合、通常的に図８Ａのように正四角形形態の発光素子が用いられ、１ｍｍ×１ｍｍのサイズが多く用いられる。トップビュータイプのパッケージの場合、光を直接対象物に放射し、照明装置、表示装置などに多く用いられる。これに対し、サイドビュータイプパッケージの場合、通常的に図８Ｂのように長方形形態の発光素子が用いられ、１５０μｍ×４００μｍサイズが多く用いられるが、適用される装置に応じて変更することが可能である。サイドビュータイプパッケージの場合、モバイル装置（携帯電話、ＭＰ３プレーヤ、ナビゲーション（Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ）など）、表示装置などに多く用いられる。トップビュータイプのパッケージとサイドビュータイプパッケージは、サイズや形態の差があるだけで、構成や動作は実質的に同一である。
【００７１】
さらに、発光素子１の動作について説明する。
【００７２】
第１導電パターン１１２がｎ型であり、第２導電パターン１１６がｐ型である場合、第１バイアス（Ｖ−またはＩ−または接地）が第１電極１４０を通して、第１導電パターン１１２に印加されて第２バイアス（Ｖ＋またはＩ＋）が第２電極１５０を通し、第２導電パターン１１６に印加され、発光構造体１１０には順方向バイアスがかかるようになる。順方向バイアスによって発光パターン１１４から光が出るようになる。
【００７３】
図９は、本発明の第２実施形態による発光素子の製造方法を説明するための図である。図１０は、本発明の第３実施形態による発光素子の製造方法を説明するための図である。
【００７４】
図９および図１０を参照すると、本発明の第２および第３実施形態による発光素子の製造方法が第１実施形態と異なる点は、第１基板１００と第２基板１９０を直接ボンディングせず、接着ボンディング（ａｄｈｅｓｉｖｅ  ｂｏｎｄｉｎｇ）することである。接着ボンディングは、第１基板１００と第２基板１９０との間に中間物質層１９１、１９２が介在する。中間物質層１９１が充分な厚さを有する場合、中間物質層１９１は、第１基板１００または第２基板１９０が少し撓んでいる程度を補償（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）することができる。
【００７５】
中間物質層１９１、１９２を第２基板１９０のボンディング面および／または第１基板１００のボンディング面に形成し、第１基板１００と第２基板１９０を互いに熱圧搾したり物理的に圧搾したりしてボンディングすることができる。図９および図１０では、説明の便宜上、第２基板１９０のボンディング面に中間物質層１９１が形成されていることを図示した。
【００７６】
図９に図示するように、中間物質層１９１は、導電性物質、例えば、金属層であり得る。金属層は、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｔｉのうち少なくとも一つを含み得る。すなわち、金属層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｔｉの単一層であり得、これらの積層物であり得、またこれらの組み合わせたものであり得る。例えば、金属層は、Ａｕ単一層であり得、Ａｕ−Ｓｎ二重層であり得、ＡｕとＳｎを交互に何度も積層したマルチ層であり得る。
【００７７】
また、図１０に示すように、中間物質層１９２は有機層であり得る。有機層は、ＢＣＢ（ＢｅｎｚｏＣｙｃｌｏＢｕｔｅｎｅ）であり得る。ＢＣＢは、Ｄｏｗ社でＣＹＣＬＯＴＥＮＥという商標で販売されている。ＢＣＢは、半導体装置を製造する際の使用に適した物質である。ＢＣＢは、大部分の湿式エッチャント（エッチング液）（ｗｅｔ  ｅｔｃｈａｎｔ）に非常に強いため除去しにくい。ＢＣＢは、通常的に乾式エッチングを通してのみ除去することが可能である。また、ＢＣＢは、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）と比較する時、ストレスの発生が少ない。すなわち、ＢＣＢを非常に厚く形成しても、第２基板１９０が撓んだり第２基板１９０にクラック（ｃｒａｃｋ）が生じたりすることの心配をしなくても良い。
【００７８】
以下では、本発明の第１〜第３実施形態による発光素子の製造方法を用いた発光装置の製造方法を説明する。発光装置としては、発光素子を用いて製造された発光パッケージ（図１１〜図１７参照）、発光素子および／または発光パッケージを用いて製造された発光システム（図１８〜図２５参照）を例える。
【００７９】
図１１および図１２は、本発明の第１実施形態による発光パッケージの製造方法を説明するための中間段階図である。図１１および図１２は説明の便宜のために主要部分のみを単純化または強調して示すものである。図１３、図１４Ａ〜図１４Ｃは、パッケージボディーと発光体との間の接続方式を具体的に図示した例示的図である。図１４Ａ〜図１４Ｃは、図１３のＡ−Ａ’に沿って切断した断面図である。
【００８０】
先ず、図１１を参照すると、パッケージボディー２１０上に発光素子１を配置する。
【００８１】
具体的に、パッケージボディー２１０は、内部にスロット（ｓｌｏｔ）２１２を含み得、発光素子１はスロット２１２内に配置され得る。特に、スロット（ｓｌｏｔ）２１２は、側壁２１２ａが傾斜していることもある。発光素子１から発生した光は、側壁２１２ａに反射されて前に進むことができる。
【００８２】
また、図面では、発光素子１がサブマウント２３０と接続しており、サブマウント２３０と接続された発光素子１がパッケージボディー２１０のスロット２１２内に配置されいるものと示しているが、これに限定されるものではない。すなわち、サブマウント２３０を使わず、発光素子１を直接パッケージボディー２１０上に設置することもできる。
【００８３】
なお、パッケージボディー２１０と発光素子１との接続方式は様々であり得る。接続方式を例えて説明すると、図１３、図１４Ａ〜図１４Ｃに示すようなものであり得る。
【００８４】
先ず、図１３および図１４Ａを参照すると、発光素子１は、サブマウント２３０上にマウンティングされていることもある。なお、図面では、発光素子１がフリップチップタイプ（ｆｌｉｐ  ｃｈｉｐ  ｔｙｐｅ）に接続しているものを示しているが、これに限定されるものではない。例えば、発光素子１は、ラテラルタイプ（ｌａｔｅｒａｌ  ｔｙｐｅ）に接続されることができる。フリップチップタイプに接続することは、第１電極、第２電極がパッケージの床面に向かうように接続したことであり、ラテラルタイプＬＥＤは、第１電極、第２電極がパッケージの上面に向かうように接続したことを意味する。また、図１３では発光素子１がトップピュータイプのパッケージに使われる正四角形形態で示しているが、これに限定されるものではない。例えば、発光素子１は、サイドビュータイプ（ｓｉｄｅ  ｖｉｅｗ  ｔｙｐｅ）のパッケージに使われる長方形形態であり得る。
【００８５】
また、発光素子１は、ＵＶ光を発生させるＵＶ発光素子１であり得、また青色（ｂｌｕｅ）光（すなわち、青色波長の光）を発生させる青色発光素子１であり得る。
【００８６】
パッケージボディー２１０のスロット２１２内に発光素子１が配置される。スロット２１２は、発光素子１より大きい。発光素子１から発生した光がスロット２１２の側壁２１２ａに反射する程度、反射角度、スロット２１２を満たす透明樹脂層（図１２の２５０）の種類、蛍光層（図１２の２６０）の種類などを考慮し、スロット２１２のサイズを決定することができる。また、発光素子１がスロット２１２の真ん中に置かれ得る。発光素子１と側壁２１２ａまでの距離が同一になると、色度の不均一を防止しやすい。
【００８７】
このようなパッケージボディー２１０は、耐光性が優れたシリコン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂、イミド樹脂などの有機物質やガラス、シリカゲルなどの耐光性が優れた無機物質を用いることができる。また、製造工程時の熱で樹脂が溶融しないように、熱強化性樹脂を用いることができる。また樹脂の熱応力を緩和させるために、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムおよびこのような複合混合物などの各種フィラーを混入することができる。また、パッケージボディー２１０は、樹脂に限定されない。パッケージボディー２１０の一部（例えば、側壁２１２ａ）または全部に金属材料やセラミックス材料を用いることもできる。例えば、パッケージボディー２１０全部を、金属材料を用いる場合、発光素子１から発生した熱を容易に外部に放出することができる。図１４Ａではパッケージボディー２１０全部が金属材料の場合を示す。
【００８８】
また、パッケージボディー２１０には発光素子１と電気的に接続されたリード２１４ａ、２１４ｂが設置される。発光素子１は、サブマウント２３０と電気的に接続され、サブマウント２３０とリード２１４ａ、２１４ｂは、例えば、ワイヤー２１６ａ、２１６ｂを通じて接続することができる。なお、リード２１４ａ、２１４ｂは、熱伝導性が高い物質を用いることができる。発光素子１から発生した熱がリード２１４ａ、２１４ｂを通し直接外部に放出され得るからである。
【００８９】
一方、図１４Ｂに示す発光パッケージが、図１４Ａに示す発光パッケージと異なる点は、サブマウント２３０とリード２１４ａ、２１４ｂがワイヤー（図１４Ａの２１６ａ、２１６ｂ）を通して接続されず、サブマウント２３０内に設置されたビア（ｖｉａ）２３２を通して接続されるという点である。
【００９０】
また、図１４Ｃに示す発光パッケージが、図１４Ａに示す発光パッケージと異なる点は、サブマウント２３０とリード２１４ａ、２１４ｂがワイヤー（図１４Ａの２１６ａ、２１６ｂ）を通して接続されず、サブマウント２３０の上面、側面、背面に沿って設置された配線（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）２３４を通して接続されるという点である。
【００９１】
図１４Ｂの発光パッケージと図１４Ｃの発光パッケージは、ワイヤーを用いないため、発光パッケージのサイズを減らすことができる。
【００９２】
図１３〜図１４Ｃを用いて説明したように、本発明が適用され得る発光パッケージは様々であり得る。本明細書においては、権利範囲が限定的に解釈されることを防止するために、以下の図面では主要部分のみを単純化または強調して図示する。
【００９３】
再び図１２に戻り、発光素子１上に透明樹脂層２５０を塗布する。具体的に、透明樹脂層２５０は、スロット２１２の少なくとも一部を満たす。例えば、示すように、透明樹脂層２５０は、スロット２１２を完全に満たさないこともある。透明樹脂層２５０は、パッケージボディー２１０のスロット２１２を満たすことができる材料であれば、特に限定しなくても良い。例えば、透明樹脂層２５０は、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、硬質シリコン樹脂、変成シリコン樹脂、ウレタン樹脂、オキセタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂を用いることができる。
【００９４】
続いて、透明樹脂層２５０上に蛍光層２６０を形成する。蛍光層２６０は、透明樹脂２６２と蛍光体（ｐｈｏｓｐｈｏｒ）２６４を混合したものであり得る。蛍光層２６０内に分散された蛍光体２６４が発光素子１から出た光を吸収し、他の波長の光で波長変換するため、蛍光体２６４の分布が良いほど発光特性が良くなることがある。このようになる場合、蛍光体２６４による波長変換、混色効果などが改善される。
【００９５】
例えば、発光パッケージ１１が白色を作るために蛍光層２６０を形成することができる。発光パッケージ１１がブルー（ｂｌｕｅ）波長の光を放出する場合、蛍光体２６４は黄色（ｙｅｌｌｏｗ）蛍光体を含み得、演色評価数（Ｃｏｌｏｒ  Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ  Ｉｎｄｅｘ、ＣＲＩ）の特性を高めるためにレッド（ｒｅｄ）蛍光体も含み得る。または、発光パッケージ１１がＵＶ波長の光を放出する場合、蛍光体２６４はＲＧＢ（Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ）すべてを含み得る。
【００９６】
透明樹脂２６４は、蛍光体２６４を安定的に分散できる材料であれば、特に限定しなくても良い。例えば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、硬質シリコン樹脂、変成シリコン樹脂、ウレタン樹脂、オキセタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂を用いることができる。
【００９７】
蛍光体２６４は、発光素子１から光を吸収し、他の波長の光で波長変換する物質であれば良い。例えば、Ｅｕ、Ｃｅなどのランタノイド系の元素によって主に活力を受ける窒化物系／酸窒化物系の蛍光体、Ｅｕなどのランタノイド系、Ｍｎなどの遷移金属系の元素によって主に活力を受けるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ほう酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、またはＣｅなどのランタノイド系元素によって主に活力を受ける希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩、またはＥｕなどのランタノイド系元素によって主に活力を受ける有機および有機着剤などから選択される少なくとも何れか一つ以上であることが好ましい。具体的な例として次のような蛍光体が使われるが、これに限定されない。
【００９８】
Ｅｕ、Ｃｅなどのランタノイド系元素によって主に活力を受ける窒化物系蛍光体は、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ（ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選択される少なくとも一つ）などがある。また、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕの他、ＭＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｍ１．８Ｓｉ５Ｏ０．２Ｎ８：Ｅｕ、Ｍ０．９Ｓｉ７Ｏ０．１Ｎ１０：Ｅｕ（ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選択される少なくとも一つ）などもある。
【００９９】
Ｅｕ、Ｃｅなどのランタノイド系元素によって主に活力を受ける酸窒化物系蛍光体は、ＭＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ（ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選択される少なくとも一つ）などがある。
【０１００】
Ｅｕなどのランタノイド系、Ｍｎなどの遷移金属系の元素によって主に活力を受けるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体にはＭ５（ＰＯ４）３Ｘ：Ｒ（ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選択される少なくとも一つ、ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選択される少なくとも一つ、ＲはＥｕ、Ｍｎ、Ｅｕから選択された少なくとも一つ）などがある。
【０１０１】
アルカリ土類金属ほう酸ハロゲン蛍光体には、Ｍ２Ｂ５Ｏ９Ｘ：Ｒ（ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選択される少なくとも一つ、ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選択される少なくとも一つ、ＲはＥｕ、Ｍｎ、Ｅｕ及びＭｎの組み合わせから選択された少なくとも一つ）などがある。
【０１０２】
アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体には、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｒ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｒ、ＣａＡｌ２Ｏ４：Ｒ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｒ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ１２：Ｒ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｒ（ＲはＥｕ、Ｍｎ、Ｅｕ及びＭｎの組み合わせから選択された何れか一つ）などがある。
【０１０３】
アルカリ土類硫化物蛍光体には、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕなどがある。
【０１０４】
Ｃｅなどのランタノイド系元素によって主に活力を受ける希土類アルミン酸塩蛍光体には、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ０．８Ｇｄ０．２）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ０．８Ｇａ０．２）５  Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ、Ｇｄ）３  （Ａｌ、Ｇａ）５  Ｏ１２の組成式から示されるＹＡＧ系蛍光体などがある。また、Ｙの一部あるいは全部をＴｂ、Ｌｕなどで置換したＴｂ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅなどもある。
【０１０５】
アルカリ土類ケイ酸塩蛍光体には、シリケート（ｓｉｌｉｃａｔｅ）で構成され得、代表的な蛍光体として（ＳｒＢａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕなどがある。
【０１０６】
その他の蛍光体には、ＺｎＳ：Ｅｕ、Ｚｎ２ＧｅＯ４：Ｍｎ、ＭＧａ２Ｓ４：Ｅｕ（ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選択される少なくとも一つ、ＸはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選択される少なくとも一つ）などがある。
【０１０７】
前述した蛍光体は、希望に応じてＥｕに代わるかまたはＥｕに加えてＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉから選択される１種以上を含むこともできる。
【０１０８】
また、前述した蛍光体以外の蛍光体として、同一の性能、効果を有する蛍光体も用いることができる。
【０１０９】
図１５〜図１７は、本発明の第２〜第４実施形態による発光パッケージを説明するための図である。本発明の第２〜第４実施形態による発光パッケージの製造方法は、本発明の第１実施形態による発光パッケージの製造方法から当業者が類推できるものであるためその説明を省略する。
【０１１０】
先ず、図１５を参照すると、本発明の第２実施形態による発光パッケージ１２が本発明の第１実施形態と異なる点は、蛍光層２６０上にフィルタ２８０が形成されるという点である。フィルタ２８０は特定の波長の光を吸収するようになる。例えば、フィルタ２８０は、発光素子１から１次発光された光は吸収し、蛍光層２６０から２次発光された光は吸収しないこともある。このようなフィルタ２８０は、特定波長の光は吸収し、熱は分散させる材料を用いることができる。例えば、フィルタ２８０としては、無機染料または有機染料を用いることができる。
【０１１１】
特に、発光素子１がＵＶ発光体である時、ＵＶフィルタ２８０が使用され得る。過度なＵＶ光は人体に害になることもあるからである。
【０１１２】
図１６を参照すると、本発明の第３実施形態による発光パッケージ１３が本発明の第１実施形態と異なる点は、蛍光層２６０がレンズ形態で形成されるという点である。発光素子１から出た光の光拡散／光抽出の特性を向上させるために蛍光層２６０が一定の曲率を有することができる。図１６では、凸状レンズの形態で形成されているが、必要に応じて凹状レンズ形態で実現することもできる。
【０１１３】
図１７を参照すると、本発明の第４実施形態による発光パッケージ１４が本発明の第１実施形態と異なる点は、発光素子１とサブマウント２３０上にのみ透明樹脂層２５０が形成されるという点である。また、透明樹脂層２５０上に蛍光層２６０がスロット２１２を満たすように形成される。
【０１１４】
図１８は、本発明の第１実施形態による発光システムを説明するための図である。      
【０１１５】
図１８を参照すると、本発明の第１実施形態による発光システム２１は、回路基板３００と、回路基板３００上に配置された発光パッケージ１１を含む。
【０１１６】
回路基板３００は、互いに電気的に分離された第１導電領域３１０、第２導電領域３２０を含む。第１導電領域３１０および第２導電領域３２０は、回路基板３００の一面に配置されている。
【０１１７】
第１導電領域３１０は、発光パッケージ１のリード２１４ａと電気的に接続し、第２導電領域３２０は、発光パッケージ１のリード２１４ｂと電気的に接続する。第１および第２導電領域３１０、３２０とリード２１４ａ、２１４ｂは、それぞれハンダ（ｓｏｌｄｅｒ）を用いて接続することができる。
【０１１８】
図１９は、本発明の第２実施形態による発光システムを説明するための図である。
【０１１９】
図１９を参照すると、本発明の第２実施形態による発光システム２２が第１実施形態と異なる点は、回路基板３００が貫通ビア（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｖｉａ）３１６、３２６を備えているという点である。
【０１２０】
具体的に、回路基板３００の一面には互いに電気的に分離された第１導電領域３１０および第２導電領域３２０が形成されており、回路基板３００の他面には互いに電気的に分離された第３導電領域３１２および第４導電領域３２２が形成されている。第１導電領域３１０と第３導電領域３１２は、第１貫通ビア３１６により接続され、第２導電領域３２０と第４導電領域３２２は、第２貫通ビア３２６により接続される。第１導電領域３１０は、発光パッケージ１１のリード２１４ａと電気的に接続され、第２導電領域３２０は、発光パッケージ１１のリード２１４ｂと電気的に接続される。
【０１２１】
図２０〜図２１Ｂは、本発明の第３実施形態による発光システムを説明するための図である。特に、図２１Ａおよび図２１Ｂは、発光パッケージアレイ上に蛍光層３４０と透明樹脂３５０が形成された形態を例示的に図示したのである。
【０１２２】
先ず、図２０は、本発明の第３実施形態による発光システム２３は、多数の発光パッケージ１１が回路基板３００に配列された発光パッケージアレイを説明するための図である。
【０１２３】
回路基板３００上に第１導電領域３１０と第２導電領域３２０が並んで一方向に延長している。発光パッケージ１１は、第１導電領域３１０と第２導電領域３２０との間に配置される。多数の発光パッケージ１１は、第１導電領域３１０および第２導電領域３２０の延長方向に沿って一列に配置される。第１導電領域３１０は、発光パッケージ１１のリード２１４ａと電気的に接続され、第２導電領域３２０は、発光パッケージ１１のリード２１４ｂと電気的に接続される。第１導電領域３１０に第１バイアスが印加され第２導電領域３２０に第２バイアスが印加され、発光パッケージ１１内部の発光体（未図示）に順方向バイアスがかかると、多数の発光パッケージ１１は同時に光を発散するようになる。
【０１２４】
ここで、図２１Ａを参照すると、蛍光層３４０と透明樹脂３５０は、ラインタイプで形成される。例えば、図２０のように発光パッケージ１１が第１および第２導電領域３１０、３２０の延長方向に沿って配置された場合、蛍光層３４０と第２透明樹脂３５０も第１および第２導電領域３１０、３２０の延長方向に沿って配置され得る。また、蛍光層３４０と第２透明樹脂３５０は、第１導電領域３１０と第２導電領域３２０をすべて囲むように形成され得る。
【０１２５】
図２１Ｂを参照すると、蛍光層３４０と透明樹脂３５０は、ドットタイプで形成される。各蛍光層３４０と各透明樹脂３５０は、対応する発光パッケージ１１のみを囲むように形成され得る。
【０１２６】
図２２は、本発明の第４実施形態による発光システムを説明するための図である。
【０１２７】
図２２に示すものは、図１８から図２１Ｂを参照して説明した発光システムが適用された例示的な装置（最終製品、ｅｎｄ  ｐｒｏｄｕｃｔ）である。発光システムは、照明装置、表示装置、モバイル装置（携帯電話、ＭＰ３プレーヤ、ナビゲーション（Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ）など）のような様々な装置に適用され得る。図２２に示す例示的装置は、液晶表示装置（ＬＣＤ）で使うエッジ型（ｅｄｇｅ  ｔｙｐｅ）バックライトユニット（Ｂａｃｋ  Ｌｉｇｈｔ  Ｕｎｉｔ：ＢＬＵ）である。液晶表示装置は、自体の光源がないため、バックライトユニットが光源として使われ、バックライトユニットは、主に液晶パネルの後方で照明するようになる。
【０１２８】
図２２を参照すると、バックライトユニットは、発光パッケージ１１、導光板４１０、反射板４１２、拡散シート４１４、一双のプリズムシート４１６を含む。
【０１２９】
発光素子１は、光を提供する役割を果たす。ここで、使われる発光素子１は、サイドビュータイプであり得る。前述したように、発光素子１は、発光パッケージ１１のパッケージボディー２１０のスロット内に配置されている。
【０１３０】
導光板４１０は、液晶パネル４５０に提供される光を案内する役割を果たす。導光板４１０は、アクリルと同じプラスチック系の透明な物質のパネルで形成され、発光素子１から発生した光を導光板４１０上部に配置された液晶パネル４５０側に進むようにする。したがって、導光板４１０の背面には、導光板４１０内部に入射した光の進行方向を液晶パネル４５０側に変換させるための各種パターン４１２ａが印刷されている。
【０１３１】
反射板４１２は、導光板４１０の下部面に設置され、導光板４１０の下部に放出される光を上部に反射する。反射板４１２は、導光板４１０背面の各種パターン４１２ａによって反射されていない光を、再び導光板４１０の出射面側に反射させる。このようにすることで、光損失を減らすと共に導光板４１０の出射面に透過する光の均一度を向上させる。
【０１３２】
拡散シート４１４は、導光板４１０から出た光を分散させることによって光が部分的に密集することを防止する。
【０１３３】
プリズムシート４１６上部面に、三角柱形状のプリズムが一定の配列を有して形成されており、通常２枚のシートで構成され、それぞれのプリズム配列が互いに所定の角度で交差するように配置され、拡散シート４１４から拡散された光を液晶パネル４５０に垂直方向に進行するようにさせる。
【０１３４】
図２３〜図２６は、本発明の第５〜第８実施形態による発光システムを説明するための図である。
【０１３５】
図２３〜図２６で示すものは、前述した発光システムを適用した例示的な装置（最終製品、ｅｎｄ  ｐｒｏｄｕｃｔ）である。図２３は、プロジェクタを、図２４は、自動車のヘッドライトを、図２５は、街灯を、図２６は、照明灯を示す。図２３〜図２６で用いられた発光素子１は、トップビュータイプであり得る。
【０１３６】
図２３を参照すると、光源５１０から出た光は  コンデンスレンズ（ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ  ｌｅｎｓ）５２０、カラーフィルタ５３０、先鋭レンズ（ｓｈａｒｐｉｎｇ  ｌｅｎｓ）５４０を通過してＤＭＤ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  ｄｅｖｉｃｅ）５５０に反射され、プロジェクションレンズ（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ｌｅｎｓ）５８０を通過し、スクリーン５９０に到達する。光源５１０内には、本願発明の発光素子が装着されている。
【０１３７】
以上添付する図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明が、その技術的思想や必須の特徴を変更しない範囲で他の具体的な形態で実施され得ることを理解することができる。したがって、上述した実施形態は、すべての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解しなければならない。
【符号の説明】
【０１３８】
１  発光素子
１００  第１基板
１１２ａ  第１導電層
１１４ａ  発光層
１１６ａ  第２導電層
１９０  第２基板
【図１】
0005461887.tif 000002
【図２】
0005461887.tif 000003
【図３】
0005461887.tif 000004
【図４Ａ】
0005461887.tif 000005
【図４Ｂ】
0005461887.tif 000006
【図５】
0005461887.tif 000007
【図６】
0005461887.tif 000008
【図７】
0005461887.tif 000009
【図８Ａ】
0005461887.tif 000010
【図８Ｂ】
0005461887.tif 000011
【図９】
0005461887.tif 000012
【図１０】
0005461887.tif 000013
【図１１】
0005461887.tif 000014
【図１２】
0005461887.tif 000015
【図１３】
0005461887.tif 000016
【図１４Ａ】
0005461887.tif 000017
【図１４Ｂ】
0005461887.tif 000018
【図１４Ｃ】
0005461887.tif 000019
【図１５】
0005461887.tif 000020
【図１６】
0005461887.tif 000021
【図１７】
0005461887.tif 000022
【図１８】
0005461887.tif 000023
【図１９】
0005461887.tif 000024
【図２０】
0005461887.tif 000025
【図２１Ａ】
0005461887.tif 000026
【図２１Ｂ】
0005461887.tif 000027
【図２２】
0005461887.tif 000028
【図２３】
0005461887.tif 000029
【図２４】
0005461887.tif 000030
【図２５】
0005461887.tif 000031
【図２６】
0005461887.tif 000032