(57)【要約】【課題】実施形態は、適切な色度が得られる半導体発光装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、半導体発光装置は、半導体層とｐ側電極とｎ側電極と蛍光体層と反射膜とを備えている。半導体層は、第１の面とその反対側の第２の面を持ち、発光層を有する。ｐ側電極及びｎ側電極は、第２の面側において半導体層に設けられている。蛍光体層は、第１の面側に設けられ、複数の蛍光体と結合材とを含む。反射膜は、蛍光体層上に部分的に設けられ、蛍光体の放射光よりも発光層の放射光に対して高い反射率を持つ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と、その反対側の第２の面を持ち、発光層を有する半導体層と、
前記第２の面側において、前記半導体層に設けられたｐ側電極と、
前記第２の面側において、前記半導体層に設けられたｎ側電極と、
前記第１の面側に設けられ、前記発光層の放射光により励起され前記発光層の放射光とは異なる波長の光を放射する複数の蛍光体と、前記複数の蛍光体を一体化し前記発光層の放射光及び前記蛍光体の放射光を透過させる結合材と、を含む蛍光体層と、
前記蛍光体層上に部分的に設けられ、前記蛍光体の放射光よりも前記発光層の放射光に対して高い反射率を持つ反射膜と、
を備え、
前記反射膜は、前記発光層の放射光を散乱させる散乱材を含み、前記蛍光体層よりも薄い散乱層であり、
前記散乱材のサイズは、前記蛍光体のサイズよりも小さく、前記発光層の放射光の波長の１／１０以下であり、
前記半導体層は、前記第１の面側に基板を含まず、
前記蛍光体層は、前記半導体層との間に基板を介することなく、前記第１の主面上に設けられている半導体発光装置。
【請求項２】
第１の面と、その反対側の第２の面を持ち、発光層を有する半導体層と、
前記第２の面側において、前記半導体層に設けられたｐ側電極と、
前記第２の面側において、前記半導体層に設けられたｎ側電極と、
前記第１の面側に設けられ、前記発光層の放射光により励起され前記発光層の放射光とは異なる波長の光を放射する複数の蛍光体と、前記複数の蛍光体を一体化し前記発光層の放射光及び前記蛍光体の放射光を透過させる結合材と、を含む蛍光体層と、
前記蛍光体層上に部分的に設けられ、前記蛍光体の放射光よりも前記発光層の放射光に対して高い反射率を持つ反射膜と、
を備えた半導体発光装置。
【請求項３】
前記反射膜は、前記発光層の放射光を散乱させる散乱材を含む散乱層である請求項２記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記散乱材のサイズは、前記蛍光体のサイズよりも小さく、
前記散乱層は、前記蛍光体層よりも薄い請求項３記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記散乱材のサイズは、前記発光層の放射光の波長の１／１０以下である請求項３記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記反射膜は、前記蛍光体層の前記結合材とは異なる屈折率を持つ誘電体膜である請求項２記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記蛍光体層の上面において前記反射膜が設けられていない部分が前記反射膜が設けられた部分よりもくぼんでいる請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記半導体層は、前記第１の面側に基板を含まず、
前記蛍光体層は、前記半導体層との間に基板を介することなく、前記第１の主面上に設けられている請求項２記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記第２の面側に設けられ、外部接続可能な端部を有するとともに、前記ｐ側電極に接続されたｐ側配線部と、
前記第２の面側に設けられ、外部接続可能な端部を有するとともに、前記ｎ側電極に接続されたｎ側配線部と、
前記ｐ側配線部と前記ｎ側配線部との間に、前記ｐ側配線部の側面及び前記ｎ側配線部の側面に接するように設けられ、前記ｐ側配線部及び前記ｎ側配線部とともに支持体を構成する絶縁膜と、
をさらに備えた請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子と、蛍光体と、を組み合わせ、白色光などの可視光やその他の波長帯の光を放射する半導体発光装置は、小型で扱い易い光源としてその用途が広がりつつある。しかしながら、このような半導体発光装置では、色度のばらつきを生じることが有り、その改善が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１９２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態は、適切な色度が得られる半導体発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、半導体発光装置は、半導体層と、ｐ側電極と、ｎ側電極と、蛍光体層と、反射膜と、を備えている。前記半導体層は、第１の面と、その反対側の第２の面を持ち、発光層を有する。前記ｐ側電極は、前記第２の面側において、前記半導体層に設けられている。前記ｎ側電極は、前記第２の面側において、前記半導体層に設けられている。前記蛍光体層は、前記第１の面側に設けられ、前記発光層の放射光により励起され前記発光層の放射光とは異なる波長の光を放射する複数の蛍光体と、前記複数の蛍光体を一体化し前記発光層の放射光及び前記蛍光体の放射光を透過させる結合材と、を含む。前記反射膜は、前記蛍光体層上に部分的に設けられ、前記蛍光体の放射光よりも前記発光層の放射光に対して高い反射率を持つ。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態の半導体発光装置の模式断面図。
【図２】第１実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。
【図３】第１実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。
【図４】第１実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。
【図５】第１実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。
【図６】第１実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。
【図７】第１実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。
【図８】第１実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。
【図９】第１実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。
【図１０】第１実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。
【図１１】第１実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。
【図１２】第１実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式図。
【図１３】第１実施形態の半導体発光装置の変形例の模式断面図。
【図１４】第２実施形態の半導体発光装置の模式断面図。
【図１５】第３実施形態の半導体発光装置の模式図。
【図１６】第３実施形態の半導体発光装置の模式図。
【図１７】第３実施形態の半導体発光装置の変形例の模式断面図。
【図１８】第４実施形態の半導体発光装置の模式図。
【図１９】第４実施形態の半導体発光装置の模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面中の同一部分には同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の半導体発光装置１の模式断面図である。
【０００９】
半導体発光装置１は、発光層１３を有する半導体層１５を備える。半導体層１５は、第１の面１５ａと、その反対側の第２の面１５ｂ（図３（ａ）参照）と、を有する。また、半導体層１５は、発光層１３を含む部分（発光領域）１５ｅと、発光層１３を含まない部分（非発光領域）１５ｆと、を有する。発光層１３を含む部分１５ｅは、半導体層１５のうちで、発光層１３が積層されている部分である。発光層１３を含まない部分１５ｆは、半導体層１５のうちで、発光層１３が積層されていない部分である。発光層１３を含む部分は、発光領域を示し、発光層１３を有するとともに発光層１３の発光光を外部に取り出し可能な積層構造となっている領域を示す。
【００１０】
第２の面１５ｂの側において、発光層１３を含む部分１５ｅの上にｐ側電極１６が設けられ、発光層を含まない部分１５ｆの上にｎ側電極１７が設けられている。ｐ側電極１６とｎ側電極１７とを通じて発光層１３に電流が供給され、発光層１３は発光する。そして、発光層１３から放射される光は、第１の面１５ａを介して外部に出射される。
【００１１】
半導体層１５の第２の面には、ｐ側電極１６とｎ側電極１７が設けられている。また、半導体層１５の第２の面側には、後述する支持体が設けられている。半導体層１５、ｐ側電極１６およびｎ側電極１７を含む発光素子は、第２の面側に設けられた支持体によって支持されている。
【００１２】
半導体層１５の第１の面１５ａ上には、蛍光体層３０が設けられている。蛍光体層３０は、複数の蛍光体３１を含む。蛍光体３１は、発光層１３の放射光により励起され、その放射光とは異なる波長の光を放射する。
【００１３】
複数の蛍光体３１は、第１の結合材３３により一体化されている。第１の結合材３３は、発光層１３の放射光および蛍光体３１の放射光を透過する。ここで「透過」とは、光の一部を吸収する場合も含む。
【００１４】
蛍光体層３０の上には、波長に依存する反射特性を有し、発光層１３の放射光を効率良く反射させる反射膜が設けられている。
【００１５】
第１実施形態では、反射膜として、散乱層６０が蛍光体層３０上に設けられている。散乱層６０は、複数の散乱材６１を含む。散乱材６１は、発光層１３の放射光を散乱させる。
【００１６】
複数の散乱材６１は、第２の結合材６２により一体化されている。第２の結合材６２は、発光層１３の放射光および蛍光体３１の放射光を透過する。
【００１７】
散乱層６０は、蛍光体層３０の上面上に部分的に設けられている。散乱層６０は、蛍光体層６０の上面上に、例えば島状、ライン状、格子状などの平面パターンで設けられている。
【００１８】
散乱層６０が設けられていない蛍光体層３０の上面には、透明材６５が設けられている。透明材６５は、蛍光体層３０の上面上に部分的に設けられた散乱層６０と散乱層６０との間に充填されている。透明材６５は、発光層１３の放射光および蛍光体３１の放射光を透過する。なお、蛍光体層３０の上面上で散乱層６０が設けられていない部分はエアギャップであってもよい。
【００１９】
散乱層６０が設けられた部分の蛍光体層３０の上面は、平坦に形成されている。蛍光体層６０の上面において、散乱層６０が設けられていない部分には、くぼみ６６が形成されている。そのくぼみ６６にも透明材６５が充填されている。
【００２０】
半導体層１５は、第１の半導体層１１と、第２の半導体層１２と、発光層１３と、を有する。発光層１３は、第１の半導体層１１と、第２の半導体層１２と、の間に設けられている。第１の半導体層１１および第２の半導体層１２は、例えば、窒化ガリウムを含む。
【００２１】
第１の半導体層１１は、例えば、下地バッファ層、ｎ型ＧａＮ層を含む。第２の半導体層１２は、例えば、ｐ型ＧａＮ層を含む。発光層１３は、青、紫、青紫、紫外光などを発光する材料を含む。発光層１３の発光波長は、例えば、４３０〜４７０ｎｍである。
【００２２】
半導体層１５の第２の面は、凹凸形状に加工される。その凸部は、発光層１３を含む部分１５ｅであり、凹部は、発光層１３を含まない部分１５ｆである。発光層１３を含む部分１５ｅの第２の面は、第２の半導体層１２の表面であり、その表面にｐ側電極１６が設けられている。発光層１３を含まない部分１５ｆの第２の面は、第１の半導体層１１の表面であり、その表面にｎ側電極１７が設けられている。
【００２３】
例えば、半導体層１５の第２の面において、発光層１３を含む部分１５ｅの面積は、発光層１３を含まない部分１５ｆの面積よりも広い。また、発光層１３を含む部分１５ｅの上に設けられたｐ側電極１６の面積は、発光層１３を含まない部分の上に設けられたｎ側電極１７の面積よりも広い。これにより、広い発光面が得られ、光出力を高くできる。
【００２４】
半導体層１５の第２の面側には、第１の絶縁膜として絶縁膜１８が設けられている。絶縁膜１８は、半導体層１５の第２の面、ｐ側電極１６およびｎ側電極１７を覆って保護している。
【００２５】
絶縁膜１８は、発光層１３の側面および第２の半導体層１２の側面にも設けられ、それら側面を覆っている。また、絶縁膜１８は、半導体層１５における第１の面１５ａから続く側面（第１の半導体層１１の側面）１５ｃにも設けられ、その側面１５ｃを覆っている。絶縁膜１８は、半導体層１５の第１の面１５ａ上には設けられない。
【００２６】
絶縁膜１８は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の無機膜である。または、絶縁膜１８は、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。なお、絶縁膜１８として樹脂を用いる場合、絶縁膜１８と半導体層１５との間に、例えば、シリコン酸化膜などの無機膜を設けても良い。その無機膜は、発光層１３の側面および第２の半導体層１２の側面を覆い保護する。
【００２７】
絶縁膜１８における半導体層１５とは反対側の面上には、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２とが互いに離隔して設けられている。絶縁膜１８は、ｐ側電極１６に通じた第１の開口１８ａ、およびｎ側電極１７に通じた第２の開口１８ｂを含む。図１に示す例では、絶縁膜１８は複数の第１の開口１８ａを含むが、１つの第１の開口１８ａを含む形態でも良い。
【００２８】
ｐ側配線層２１は、絶縁膜１８の上および第１の開口１８ａの内部に設けられている。ｐ側配線層２１は、第１の開口１８ａ内に設けられたビア２１ａを介してｐ側電極１６と電気的に接続されている。ｎ側配線層２２は、絶縁膜１８の上および第２の開口１８ｂの内部に設けられている。ｎ側配線層２２は、第２の開口１８ｂ内に設けられたビアを介してｎ側電極１７と電気的に接続されている。
【００２９】
ｐ側配線層２１におけるｐ側電極１６とは反対側の面上には、ｐ側金属ピラー２３が設けられている。ｐ側配線部４１は、ｐ側配線層２１およびｐ側金属ピラー２３を含む。
【００３０】
ｎ側配線層２２におおけるｎ側電極１７とは反対側の面上には、ｎ側金属ピラー２４が設けられている。ｎ側配線部４３は、ｎ側配線層２２およびｎ側金属ピラー２４を含む。
【００３１】
ｐ側配線部４１とｎ側配線部４３との間には、第２の絶縁膜として絶縁膜２５が設けられている。絶縁膜２５は、ｐ側配線層２１の側面とｎ側配線層２２の側面に接するように、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間に設けられている。また、絶縁膜２５は、ｐ側金属ピラー２３の側面とｎ側金属ピラー２４の側面に接するように、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４との間に設けられている。すなわち、絶縁膜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との間に充填されている。
【００３２】
絶縁膜２５は、ｐ側配線層２１の側面、ｎ側配線層２２の側面、ｐ側金属ピラー２３の側面、およびｎ側金属ピラー２４の側面を覆っている。ｐ側金属ピラー２３におけるｐ側配線層２１とは反対側の端部（面）は、絶縁膜２５から露出し、実装基板等の外部回路と接続可能なｐ側外部端子２３ａとして機能する。ｎ側金属ピラー２４におけるｎ側配線層２２とは反対側の端部（面）は、絶縁膜２５から露出し、実装基板等の外部回路と接続可能なｎ側外部端子２４ａとして機能する。ｐ側外部端子２３ａおよびｎ側外部端子２４ａは、例えば、はんだ、または導電性の接合材を介して、実装基板のランドパターンに接合される。
【００３３】
ｐ側外部端子２３ａおよびｎ側外部端子２４ａは、絶縁膜２５の同じ面（図１における下面）に露出する。ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとの間隔は、絶縁膜１８上におけるｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間隔よりも広い。ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとの間隔は、実装時のはんだの広がりよりも大きくする。これにより、はんだを通じた、ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとの間の短絡を防ぐことができる。
【００３４】
これに対し、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間隔は、プロセス上の限界まで狭くすることができる。このため、ｐ側配線層２１の面積、およびｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３との接触面積の拡大を図れる。これにより、発光層１３の熱の放散を促進できる。
【００３５】
また、複数の第１の開口１８ａを通じて、ｐ側配線層２１がｐ側電極１６と接する面積は、第２の開口１８ｂを通じてｎ側配線層２２がｎ側電極１７と接する面積よりも広い。これにより、発光層１３に流れる電流の分布を均一化できる。
【００３６】
絶縁膜１８上で広がるｎ側配線層２２の面積は、ｎ側電極１７の面積よりも広くできる。そして、ｎ側配線層２２の上に設けられるｎ側金属ピラー２４の面積（すなわち、ｎ側外部端子２４ａの面積）をｎ側電極１７よりも広くできる。これにより、信頼性の高い実装に十分なｎ側外部端子２４ａの面積を確保しつつ、ｎ側電極１７の面積を小さくすることが可能となる。すなわち、半導体層１５における発光層１３を含まない部分（非発光領域）１５ｆの面積を縮小し、発光層１３を含む部分（発光領域）１５ｅの面積を広げて光出力を向上させることが可能となる。
【００３７】
第１の半導体層１１は、ｎ側電極１７および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１２は、ｐ側電極１６および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。
【００３８】
ｐ側金属ピラー２３はｐ側配線層２１よりも厚く、ｎ側金属ピラー２４はｎ側配線層２２よりも厚い。ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および絶縁膜２５のそれぞれの厚さは、半導体層１５よりも厚い。なお、ここで言う「厚さ」とは、図１における上下方向の各層の幅である。
【００３９】
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以上であっても良いし、１より小さくても良い。すなわち、金属ピラー２３、２４は、その平面サイズより厚くても良いし、薄くても良い。
【００４０】
ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および絶縁膜２５を含む支持体の厚さは、半導体層１５、ｐ側電極１６およびｎ側電極１７を含む発光素子の厚さよりも厚い。
【００４１】
半導体層１５は、後述するように基板上にエピタキシャル成長法により形成される。その基板は、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および絶縁膜２５を含む支持体を形成した後に除去され、半導体層１５は第１の面１５ａ側に基板を含まない。半導体層１５は、剛直な基板にではなく、半導体層１５よりも柔軟な絶縁膜２５を含む支持体によって支持されている。
【００４２】
ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４の材料として、例えば、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、銅を用いると、良好な熱伝導性、高いマイグレーション耐性および絶縁材料に対する密着性を向上させることができる。
【００４３】
絶縁膜２５は、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４を補強する。絶縁膜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。そのような絶縁膜２５として、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などを挙げることができる。
【００４４】
半導体発光装置１の実装過程では、ｐ側外部端子２３ａおよびｎ側外部端子２４ａを実装基板のランドに接合させるはんだ等に起因する応力が半導体層１５に加わる。ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および絶縁膜２５は、その応力を吸収し緩和する。特に、半導体層１５よりも柔軟な絶縁膜２５を支持体の一部として用いることで、応力緩和効果を高めることができる。
【００４５】
ｐ側配線層２１およびｐ側金属ピラー２３を含むｐ側配線部４１は、複数の第１の開口１８ａの内部に設けられ相互に離隔された複数のビア２１ａを介して、ｐ側電極１６に接続している。この場合、複数のビア２１ａの接触面積を合わせた面積を有する１つのビアを介してｐ側配線部４１をｐ側電極１６に接続させる場合よりも、半導体層１５に加わる応力を低減できる。
【００４６】
一方、ｐ側配線層２１は、１つの大きな開口の内部に設けられ、ビア２１ａよりも平面サイズの大きなポストを介してｐ側電極１６に接続させても良い。これにより、ｐ側電極１６、ｐ側配線層２１およびｐ側金属ピラー２３を介した放熱性の向上を図ることができる。
【００４７】
後述するように、半導体層１５の形成に用いた基板は、半導体層１５から除去される。これにより、半導体発光装置１は低背化される。また、基板の除去により、半導体層１５の第１の面１５ａに凹凸を形成することができ、光取り出し効率の向上を図れる。
【００４８】
例えば、第１の面１５ａに対して、アルカリ系溶液を使ったウェットエッチング（フロスト処理）を行い微小凹凸を形成する。これにより、発光層１３の放射光を全反射させることなく、第１の面１５ａから外側に取り出すことが可能となる。
【００４９】
基板が除去された後、半導体層１５の第１の面１５ａ上に、蛍光体層３０が形成される。すなわち、蛍光体層３０は、半導体層１５の第１の面１５ａとの間に基板を介することなく、第１の面１５ａ上に設けられている。
【００５０】
蛍光体層３０は、第１の結合材３３中に複数の蛍光体３１が分散された構造を有する。蛍光体３１は、例えば、発光層１３の放射光により励起され、黄色光を放射する黄色蛍光体、赤色光を放射する赤色蛍光体、および緑色光を放射する緑色蛍光体の少なくともいずれか１つを含む。また、蛍光体３１は、セラミック系の微粒子であっても良い。第１の結合材３３には、例えば、シリコーン樹脂を用いることができる。
【００５１】
蛍光体層３０の上面上には、前述した散乱層６０が設けられている。散乱層６０は、第２の結合材６２中に複数の散乱材６１が分散された構造を有する。第２の結合材６２には、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂を用いることができる。
【００５２】
散乱材６１は、第２の結合材６２と異なる屈折率を有する材料からなり、例えば、粒子状のシリカ、アルミナ、中空ナノシリカ、または空孔である。
【００５３】
散乱材６１のサイズ（粒径）は、発光層１３の放射光（励起光）の波長よりも十分に小さく、１／１０以下であることが好ましい。これにより、散乱層６０で励起光はレイリー散乱を起こす。例えば、励起光のピーク波長が４５０ｎｍの場合、散乱材６１のサイズを４５ｎｍ以下にするとレイリー散乱を起こすことができる。
【００５４】
レイリー散乱は、散乱強度が波長の４乗に逆比例するため、長波長の光ほど散乱強度が弱い。すなわち、散乱層６０での光散乱は波長依存性があり、励起光よりも波長が長い蛍光体３１の放射光は、励起光に比べて散乱層６０で散乱しにくい。
【００５５】
すなわち、発光層１３の放射光（励起光）の散乱層６０における反射率は、蛍光体３１の放射光の散乱層６０における反射率よりも高い。
【００５６】
励起光を蛍光体放射光よりも多く散乱層６０で散乱させることで、励起光と蛍光体放射光との間の光出力角度に対する発光輝度分布の差を調整できるようになる。
【００５７】
発光層１３は点光源の２次元集合体としての面光源であることから、励起光の輝度分布は所謂ランバート分布で近似できる。すなわち、励起光の輝度は、第１の面１５ａに垂直な真上方向（第１の面１５ａに垂直な方向に対する角度が０）において、他の角度に比べて高くなる。
【００５８】
一方、蛍光体３１は励起光により励起され全方位へ放射する点光源のように振る舞うため、蛍光体放射光の輝度分布の角度依存性は小さい。すなわち、蛍光体放射光は、広い角度に広がった輝度分布を有する。
【００５９】
このような、励起光と蛍光体放射光との輝度分布の相違は、見る角度で色度の異なるいわゆる色割れの原因となりうる。
【００６０】
実施形態では、励起光が散乱材６１により散乱されて、蛍光体放射光と同様に、広い角度に広がった輝度分布を有するようになる。この結果、色度の分布が角度にあまり依存しない平坦な分布、すなわち、色割れの少ない半導体発光装置を提供することができる。また、散乱層６０では相対的に蛍光体放射光の散乱が少ないことから、蛍光体放射光の損失を抑えて、全体の発光効率が高い半導体発光装置を提供することができる。
【００６１】
また、後述するように、蛍光体層３０の上面に対する散乱層６０の被覆率を調整することで、半導体発光装置１から放出される光の色度を調整することができる。蛍光体層３０の膜厚や散乱層６０の膜厚の調整よりも、散乱層６０の被覆率の調整は、色度の微調整が可能である。
【００６２】
次に、図２（ａ）〜図１２（ｂ）を参照して、第１実施形態による半導体発光装置１の製造方法について説明する。
【００６３】
図２（ａ）は、基板１０の主面上に形成された第１の半導体層１１、発光層１３および第２の半導体層１２を含む半導体層１５を表す断面図である。例えば、ＭＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor deposition）法を用いて、基板１０の上に第１の半導体層１１、発光層１３および第２の半導体層１２を順に成長させる。
【００６４】
基板１０は、例えば、シリコン基板またはサファイア基板である。半導体層１５は、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）を含む窒化物半導体である。
【００６５】
第１の半導体層１１は、例えば、ｎ型ＧａＮ層である。また、第１の半導体層１１は、基板１０の上に設けられたバッファ層と、バッファ層の上に設けられたｎ型ＧａＮ層と、を含む積層構造を有しても良い。第２の半導体層１２は、例えば、発光層１３の上に設けられたｐ型ＡｌＧａＮ層と、その上に設けられたｐ型ＧａＮ層と、を含む。発光層１３は、例えば、ＭＱＷ（Multiple Quantum well）構造を有する。
【００６６】
図２（ｂ）および図２（ｃ）は、第２の半導体層１２および発光層１３を選択的に除去した状態を表している。図２（ｂ）は断面図であり、図２（ｃ）は、基板１０の上面側（半導体層１５の第２の面側）を表す平面図である。
【００６７】
例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法を用いて、第２の半導体層１２および発光層１３を選択的にエッチングし、第１の半導体層１１を露出させる。
【００６８】
図２（ｃ）に示すように、半導体層１２および発光層１３は、第１の半導体層１１上で島状にパターニングされ、基板１０の上に複数の発光領域（発光層１３を含む部分１５ｅ）が形成される。
【００６９】
次に、図３（ａ）および図３（ｂ）に表すように、第１の半導体層１１を選択的に除去する。基板１０の上に、相互に分離された複数の半導体層１５が形成される。
【００７０】
図３（ａ）は、基板１０およびその上に形成された半導体層１５の断面を表している。例えば、第２の半導体層１２および発光層１３を覆うエッチングマスク（図示しない）を第１の半導体層１１の上に設ける。続いて、ＲＩＥ法を用いて第１の半導体層１１をエッチングし、基板１０に至る深さの溝８０を形成する。
【００７１】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の上面を表している。溝８０は、基板１０の上に格子状に設けられ、第１の半導体層１１を分離する。
【００７２】
半導体層１５の第１の面１５ａは、基板１０に接する面であり、第２の面１５ｂは、第１の半導体層１１および第２の半導体層１２の表面である。
【００７３】
例えばシリコン基板である基板１０の上面は少しエッチングされ、溝８０は第１の面１５ａよりも深く形成される。
【００７４】
溝８０は、後述するｐ側電極１６およびｎ側電極１７を形成した後に形成しても良い。
【００７５】
次に、半導体層１５の第２の面１５ｂに、図４（ａ）および図４（ｂ）に表すように、ｐ側電極１６とｎ側電極１７とを形成する。図４（ａ）は断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の上面を表す。
【００７６】
ｐ側電極１６は、第２の半導体層１２の上（発光領域上）に形成される。ｎ側電極１７は、第１の半導体層１１の上（非発光領域上）に形成される。ｐ側電極１６は、ｎ側電極１７よりも広い面積を有する。
【００７７】
ｐ側電極１６およびｎ側電極１７は、例えば、スパッタ法、蒸着法等で形成される。ｐ側電極１６とｎ側電極１７は、どちらを先に形成してもよいし、同じ材料で同時に形成してもよい。
【００７８】
ｐ側電極１６は、発光層１３の放射光を反射する反射膜を含む。例えば、ｐ側電極１６は、銀、銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金等を含む。また、反射膜の硫化、酸化防止のため、ｐ側電極１６は、金属保護膜（バリアメタル）を含む構成であってもよい。また、各電極と半導体層との間のオーミックコンタクトを形成するために、熱処理が必要に応じて実施される。
【００７９】
次に、図５（ａ）に表すように、基板１０の上面に絶縁膜１８を形成する。図５（ａ）は、基板１０および基板１０上の構造体の断面を表す模式図である。
【００８０】
絶縁膜１８は、基板１０の上に設けられた構造体を覆い、第１の開口１８ａおよび第２の開口１８ｂを有する。
【００８１】
絶縁膜１８は、例えば、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜であり、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて形成することができる。開口１８ａおよび１８ｂは、例えば、レジストマスクを用いたウェットエッチングにより形成される。第１の開口１８ａは、ｐ側電極１６に通じる。第２の開口１８ｂは、ｎ側電極１７に通じる。
【００８２】
絶縁膜１８として、例えば、ポリイミドなどの有機膜を用いても良い。また、絶縁膜１８に感光性ポリイミド、ベンゾシクロブテン（Benzocyclobutene）などの有機膜を用いると、直接露光および現像ができる。このため、開口１８ａおよび１８ｂのパターニングが容易になる。
【００８３】
次に、図５（ｂ）〜図６（ｂ）は、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２の形成過程を表している。図５（ｂ）〜図６（ａ）は、基板１０および基板１０上の構造体の断面を表す模式図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の上面を表す。
【００８４】
図５（ｂ）に表すように、絶縁膜１８の表面、第１の開口１８ａの内面（側壁および底面）、および第２の開口１８ｂの内面（側壁および底面）に、金属膜１９を形成する。金属膜１９は、メッキ工程におけるシードメタルとして機能する。
【００８５】
金属膜１９は、例えば、スパッタ法により形成される。金属膜１９は、例えば、絶縁膜１８側から順に形成されたチタン（Ｔｉ）膜および銅（Ｃｕ）膜を含む。また、チタン膜の代わりにアルミニウム膜を用いても良い。
【００８６】
金属膜１９の材料、製造方法によっては、メッキのシードとして用いられた後、配線層と一体になるなどして金属膜１９として存在しない場合もある。また、配線層の製造方法によっては、金属膜１９を形成しない場合もある。
【００８７】
次に、図５（ｃ）に示すように、金属膜１９上にレジストマスク９１を形成する。レジストマスク９１は、開口９１ａと開口９２ｂとを含む。開口９１ａはｐ側電極１６の上に形成され、開口９２ｂはｎ側電極１７の上に形成される。
【００８８】
続いて、図６（ａ）および図６（ｂ）に表すように、電解銅メッキ法により、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２を形成する。すなわち、金属膜１９を電流経路として、レジストマスク９１の開口９１ａおよび９１ｂの内部に銅（Ｃｕ）層を選択的に形成する。
【００８９】
図６（ａ）に表すように、ｐ側配線層２１は、絶縁膜１８の上および第１の開口１８ａの内部に形成される。ｐ側配線層２１は、ｐ側電極１６に電気的に接続される。ｎ側配線層２２は、絶縁膜１８の上および第２の開口１８ｂの内部に形成される。ｎ側配線層２２は、ｎ側電極１７に電気的に接続される。
【００９０】
図６（ｂ）に表すように、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２は、レジストマスク９１ｇを挟んで向き合う。すなわち、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２の間隔は、フォトリソグラフィの限界まで狭くすることができる。
【００９１】
次に、図７（ａ）〜図７（ｃ）は、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４の形成過程を表している。図７（ａ）および図７（ｂ）は、基板１０および基板１０上の構造体の断面を表す模式図であり、図７（ｃ）は、図７（ｂ）の上面を表す。
【００９２】
図７（ａ）に表すように、開口９２ａと開口９２ｂとを有するレジストマスク９２を形成する。例えば、先の工程で使ったレジストマスク９１を溶剤もしくは酸素プラズマを使って除去した後、フォトリソグラフィを用いて新たにレジストマスク９１を形成する。または、レジストマスク９１の上に、レジストマスク９２を重ねて形成しても良い。
【００９３】
続いて、図７（ｂ）に示すように、開口９２ａおよび９２ｂの内部にそれぞれｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４を形成する。ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４は、例えば、電解Ｃｕメッキ法により形成される。
【００９４】
図７（ｃ）に示すように、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４は、レジストマスク９２ｇを挟んで向き合う。ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４の間隔は、実装時の短絡を防ぐために、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２の間隔よりも広くする。
【００９５】
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に続く工程を表す模式断面図である。
【００９６】
レジストマスク９２は、例えば、溶剤もしくは酸素プラズマを用いて、図８（ａ）に示すように除去される。続いて、図８（ｂ）に表すように、金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２をマスクとして、金属膜１９の露出部分をウェットエッチングにより除去する。これにより、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間の電気的な接続が分断される。
【００９７】
次に、図８（ｃ）に表すように、絶縁膜１８の上に第２の絶縁膜として絶縁膜２５を積層する。絶縁膜２５は、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４を覆う。
【００９８】
絶縁膜２５は、ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３を含むｐ側配線部４１と、ｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４を含むｎ側配線部４３との間を絶縁する。絶縁膜２５は、例えば、カーボンブラックを含有し、発光層１３の放射光を遮光する。また、絶縁膜２５は、例えば、酸化チタンなど、発光層１３の放射光を反射する部材を含有しても良い。
【００９９】
次に、図９（ａ）〜図１１（ｂ）に示すように、半導体層１５の第１の面１５ａの側の処理を行う。図９（ａ）〜図１１（ｂ）は、各工程を表す模式断面図である。
【０１００】
図９（ａ）に示すように、半導体層１５から基板１０を除去する。基板１０がシリコン基板の場合、例えば、ウェットエッチングにより基板１０を選択的に除去することができる。基板１０がサファイア基板の場合には、例えば、レーザーリフトオフ法により基板１０を除去することができる。
【０１０１】
ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および絶縁膜２５を含む支持体によって、半導体層１５、ｐ側電極１６およびｎ側電極１７を含む発光素子が支持された状態で、基板１０が除去される。発光素子は、基板１０が除去された後も、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および絶縁膜２５を含む支持体により支持された状態を保つ。
【０１０２】
基板の１０上にエピタキシャル成長された半導体層１５は、大きな内部応力を含む場合がある。また、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および絶縁膜２５は、例えばＧａＮ系材料の半導体層１５に比べて柔軟な材料である。したがって、エピタキシャル成長時の内部応力が基板１０の剥離時に一気に開放されたとしても、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および絶縁膜２５は、その応力を吸収する。このため、基板１０を除去する過程における半導体層１５の破損を回避することができる。
【０１０３】
基板１０を除去した後、半導体層１５の第１の面１５ａに微細な凹凸を形成する。例えば、ＫＯＨ（水酸化カリウム）水溶液やＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等で、第１の面１５ａをウェットエッチングする。このエッチングでは、結晶面方位に依存したエッチング速度の違いが生じる。このため、図９（ａ）に表すように、第１の面１５ａに凹凸を形成することができる。また、第１の面１５ａの上にレジストマスクを形成し、第１の面１５ａを選択的にエッチングしても良い。第１の面１５ａに凹凸を形成することにより、発光層１３の放射光の取り出し効率を向上させることができる。
【０１０４】
次に、図９（ｂ）に表すように、第１の面１５ａの上に蛍光体層３０を形成する。蛍光体層３０は、蛍光体３１と第１の結合材３３とを有し、例えば、印刷、ポッティング、モールド、圧縮成形などの方法により形成される。
【０１０５】
また、蛍光体層３０として、蛍光体３１を第１の結合材３３を介して焼結させた焼結蛍光体を第１の面１５ａに接着させても良い。例えば、第１の面１５ａにエポキシ樹脂等を含む接着材（接着層）を塗布し、その接着層に蛍光体３１を焼結したプレートを圧着させる。これにより、蛍光体層３０は、接着層を介して第１の面１５ａに接着される。
【０１０６】
蛍光体３１は、発光層１３の放射光（励起光）に励起されて、例えば、黄色光を発光する黄色蛍光体、赤色光を発光する赤色蛍光体、緑色光を発光する緑色蛍光体である。蛍光体層３０は、複数種類の蛍光体を含んでいてもよい。
【０１０７】
第１の結合材３３は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フェニル樹脂などの樹脂である。また、第１の結合材３３として、ガラス材を用いても良い。
【０１０８】
蛍光体層３０上には、図１０（ａ）に示すように、散乱層６０が形成される。蛍光体層３０の上面は例えば研削により平坦にされ、その平坦面上に散乱層６０が形成される。散乱層６０は、蛍光体層３０の上面に接している。
【０１０９】
散乱層６０は、第２の結合材６２を有し、その第２の結合材６２中に、複数の散乱材６１が分散されている。
【０１１０】
第２の結合材６２として、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂を用いることができる。散乱材６１は、第２の結合材６２と異なる屈折率を有する材料からなり、例えば、シリカ、アルミナ、中空ナノシリカ、または空孔である。
【０１１１】
蛍光体３１のサイズはμｍオーダーであり、散乱材６１のサイズは、蛍光体３１のサイズよりも小さく、１μｍ以下のｎｍオーダーである。蛍光体層３０の膜厚は、例えば１００〜２００μｍであり、散乱層６０の膜厚よりも厚い。
【０１１２】
絶縁膜２５の表面（図１０（ａ）における下面）は研削され、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４が露出される。ｐ側金属ピラー２３の露出面は、ｐ側外部端子２３ａとなり、ｎ側金属ピラー２４の露出面は、ｎ側外部端子２４ａとなる。
【０１１３】
実施形態によれば、散乱層６０を形成した後、ウェーハレベルで、光学特性の測定、およびその光学特性に応じて、蛍光体層３０の上面に対する散乱層６０の被覆率のウェーハ面内分布の調整が行われる。
【０１１４】
例えば、ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａにプローブを接触させて、発光層１３に電流を供給して発光層１３を発光させる。そして、散乱層６０側から外部に放出される光の光学特性を測定する。ここで、光学特性は、発光層１３のピーク波長、発光スペクトル、色度のウェーハ面内分布などである。
【０１１５】
発光層１３のピーク波長、発光スペクトル、色度のウェーハ面内分布に応じて、蛍光体層３０の上面に対する散乱層６０の被覆率のウェーハ面内分布を調整する。
【０１１６】
散乱層６０は、蛍光体層３０の上面の全面に形成された後、選択的に除去される。これにより、蛍光体層３０の上面上に残された散乱層６０の面積、すなわち蛍光体層３０の上面を覆う散乱層６０の被覆率が調整される。
【０１１７】
具体的には、図１０（ｂ）に示すように、散乱層６０上にレジスト膜７０が形成される。そのレジスト膜７０に対して選択的にレーザーを照射して、レジスト膜７０を露光する。
【０１１８】
マスク（レチクル）を用いずに、ウェーハ状態で、レジスト膜７０をレーザーにより選択的にスキャン露光する。レジスト膜７０は部分的に露光され感光反応する。上記光学特性の測定により得られた発光層１３のピーク波長、発光スペクトル、色度のウェーハ面内分布に応じて、露光部（または未露光部）のウェーハ面内分布が設定される。
【０１１９】
露光後、レジスト膜７０を現像し、図１１（ａ）に示すように、レジスト膜７０に複数の開口部７０ａが形成される。上記光学特性の測定により得られた発光層１３のピーク波長、発光スペクトル、色度のウェーハ面内分布に応じて、レジスト膜７０の開口率のウェーハ面内分布が設定される。
【０１２０】
そして、開口部７０ａが形成されたレジスト膜７０をマスクにしたエッチング（例えばＲＩＥ）により、図１１（ｂ）に示すように、散乱層６０を選択的に除去する。
【０１２１】
散乱層６０をエッチングするとき、散乱層６０が除去されて露出した蛍光体層３０の上面もエッチングする。蛍光体層３０の上面において散乱層６０が設けられていない部分が、散乱層６０が設けられた部分よりもくぼむ。
【０１２２】
蛍光体層３０の上面に部分的にくぼみ６６が形成され、蛍光体層３０上面における光取り出し面積が大きくなり、光取り出し効率を向上させることができる。
【０１２３】
図１１（ｂ）には、くぼみ６６の側壁がテーパー形状の形態を示しているが、くぼみ６６の断面形状は矩形状でもよい。また、くぼみ６６の側壁及び底部は曲面形状であってもよい。また、図１３に示すように、散乱層６０のエッジが、くぼみ６６の開口縁部よりもくぼみ６６の内側にひさし状に張り出した構造でもよい。
【０１２４】
光学測定の結果、発光層１３のピーク波長または色度が相対的に励起光側（例えば青色側）にシフトしている領域においては、散乱層６０の被覆率を相対的に高くする。
【０１２５】
散乱層６０の被覆率が相対的に高い領域では、散乱されて蛍光体層３０側に反射する励起光が多くなり、外部に放出される光の色度を蛍光体色側に補正することができる。
【０１２６】
したがって、散乱層６０の被覆率のウェーハ面内分布を調整することで、外部に放出される光の色度のウェーハ面内分布の均一化を図れ、見る角度で色度の異なるいわゆる色割れを抑制できる。
【０１２７】
μｍオーダーの蛍光体３１よりもサイズの小さいｎｍオーダーの散乱材６１を含む散乱層６０の被覆率の調整は、蛍光体層３０の膜厚調整よりも、色度の微調整が可能である。
【０１２８】
また、レジスト膜７０を用いたリソグラフィによって、散乱層６０の被覆率を高精度に微調整することが可能である。このため、研削による散乱層６０の膜厚調整よりも、散乱層６０の被覆率の調整は、色度の高精度な微調整が可能となる。
【０１２９】
また、実施形態によれば、散乱層６０の被覆率調整により色度分布を調整するので、蛍光体層３０の膜厚を調整量を見込んで厚めに形成する必要がない。そのため、蛍光体層３０の薄膜化により、コスト低減、低背化を図れる。また、蛍光体層３０の薄膜化は、外部放出光の指向性を狭くすることが可能である。
【０１３０】
散乱層６０の選択的エッチングの後、レジスト膜７０を除去する。そして、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、隣り合う半導体層１５間の領域であるダイシング領域の位置で、散乱層６０、蛍光体層３０、絶縁膜１８および絶縁膜２５を切断する。散乱層６０、蛍光体層３０、絶縁膜１８および絶縁膜２５の切断は、例えば、ダイシングブレードを用いて行う。また、レーザ照射により切断しても良い。ダイシング領域上に透明材６５が設けられている場合には、その透明材６５も切断する。
【０１３１】
ウェーハは、少なくとも１つの半導体層１５を含む半導体発光装置１として個片化される。図１２（ａ）は、半導体発光装置１の断面を表し、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の下面を表し、ｐ側外部端子２３ａおよびｎ側外部端子２４ａが露出した半導体発光装置１の実装面を表す。
【０１３２】
半導体層１５は、ダイシング領域に存在しないためダイシングによるダメージを受けない。また、個片化された時点で、半導体層１５の側面が絶縁膜１８で覆われ保護された構造が得られる。
【０１３３】
なお、半導体発光装置１は、ひとつの半導体層１５を含むシングルチップ構造でも良いし、複数の半導体層１５を含むマルチチップ構造であっても良い。
【０１３４】
ダイシングする前の工程は、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、配線およびパッケージングを行う必要がなく、大幅な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、すでに配線およびパッケージングが施されている。このため、本実施形態によれば、生産性を高めることが可能で有り、製造コストを低減できる。
【０１３５】
蛍光体層３０および散乱層６０はウェーハ状態で形成されるため、蛍光体層３０および散乱層６０は、半導体層１５の第１の面１５ａ上および支持体上に限定され、半導体層１５の第２の面や支持体の側面にまわりこんで形成されていない。
【０１３６】
ウェーハ状態で、支持体、蛍光体層３０および散乱層６０を形成した後に、それらが切断されるため、散乱層６０の側面、蛍光体層３０の側面、および支持体の側面を構成する絶縁膜２５の側面が、個片化された半導体発光装置１の側面を形成する。
【０１３７】
したがって、散乱層６０の側面、蛍光体層３０の側面および絶縁膜２５の側面は揃っており、チップサイズパッケージ構造の小型の半導体発光装置１を提供することができる。
【０１３８】
（第２実施形態）
図１４は、第２実施形態の半導体発光装置２の模式断面図である。  
図１４には、ウェーハ状態からダイシングされた例えば３つの半導体発光装置２を表している。
【０１３９】
第２実施形態によれば、蛍光体層３０の上面上に、反射膜として誘電体膜７１が設けられている。その他の構成は、第１実施形態の半導体発光装置１と同じである。
【０１４０】
誘電体膜７１は、蛍光体層３０の第１の結合材３３とは異なる屈折率を持ち、例えばシリコン窒化膜である。誘電体膜７１は、波長に依存する反射特性を有し、例えば、発光層１３の放射光（励起光）の波長（ピーク波長）の１／２の膜厚を持ち、発光層１３の放射光（励起光）を選択的に反射させる。
【０１４１】
すなわち、発光層１３の放射光（励起光）の誘電体膜７１における反射率は、蛍光体３１の放射光の誘電体膜７１における反射率よりも高い。
【０１４２】
励起光を蛍光体放射光よりも多く誘電体膜７１で反射させることで、励起光と蛍光体放射光との間の光出力角度に対する発光輝度分布の差を調整できるようになり、色割れを抑制することができる。
【０１４３】
誘電体膜７１は、蛍光体層３０の上面上に部分的に設けられている。誘電体膜７１は、蛍光体層６０の上面上に、例えば島状、ライン状、格子状などの平面パターンで設けられている。
【０１４４】
誘電体膜７１が設けられていない蛍光体層３０の上面には、透明材６５が設けられている。透明材６５は、蛍光体層３０の上面上に部分的に設けられた誘電体膜７１と誘電体膜７１との間に充填されている。
【０１４５】
基板を除去し、半導体層１５の第１の面１５ａ上に蛍光体層３０を形成する工程までは、第１実施形態と同様に進められる。
【０１４６】
そして、誘電体膜７１は、蛍光体層３０の上面の全面に形成された後、第１実施形態と同様の光学特性の測定を経て、選択的に除去される。これにより、蛍光体層３０の上面上に残された誘電体膜７１の面積、すなわち蛍光体層３０の上面を覆う誘電体膜７１の被覆率が調整される。
【０１４７】
具体的には、第１実施形態と同様に、誘電体膜７１上にレジスト膜が形成される。そのレジスト膜に対して選択的にレーザーを照射して、レジスト膜を露光する。
【０１４８】
マスク（レチクル）を用いずに、ウェーハ状態で、レジスト膜をレーザーにより選択的にスキャン露光する。そして、第１実施形態と同様に、誘電体膜７１側から放射される光の光学特性の測定により得られた発光層１３のピーク波長、発光スペクトル、色度のウェーハ面内分布に応じて、露光部（または未露光部）のウェーハ面内分布が設定される。
【０１４９】
露光後、レジスト膜を現像し、レジスト膜に複数の開口部が形成される。上記光学特性の測定により得られた発光層１３のピーク波長、発光スペクトル、色度のウェーハ面内分布に応じて、レジスト膜の開口率のウェーハ面内分布が設定される。
【０１５０】
そして、開口部が形成されたレジスト膜をマスクにしたエッチング（例えばＲＩＥ）により、誘電体膜７１を選択的に除去する。
【０１５１】
誘電体膜７１をエッチングするとき、誘電体膜７１が除去されて露出した蛍光体層３０の上面もエッチングする。蛍光体層３０の上面において誘電体膜７１が設けられていない部分が、誘電体膜７１が設けられた部分よりもくぼむ。
【０１５２】
蛍光体層３０の上面に部分的にくぼみ６６が形成され、蛍光体層３０上面における光取り出し面積が大きくなり、光取り出し効率を向上させることができる。
【０１５３】
上記光学測定の結果、発光層１３のピーク波長または色度が相対的に励起光側（例えば青色側）にシフトしている領域においては、誘電体膜７１の被覆率を相対的に高くする。
【０１５４】
誘電体膜７１の被覆率が相対的に高い領域では、散乱されて蛍光体層３０側に反射する励起光が多くなり、外部に放出される光の色度を蛍光体色側に補正することができる。
【０１５５】
したがって、誘電体膜７１の被覆率のウェーハ面内分布を調整することで、外部に放出される光の色度のウェーハ面内分布の均一化を図れ、見る角度で色度の異なるいわゆる色割れを抑制できる。
【０１５６】
レジスト膜を用いたリソグラフィによって、誘電体膜７１の被覆率を高精度に微調整することが可能である。このため、研削による散乱層６０の膜厚調整よりも、誘電体膜７１の被覆率の調整は、色度の高精度な微調整が可能となる。
【０１５７】
（第３実施形態）
図１５（ａ）及び（ｂ）は、第３実施形態の半導体発光装置３を表す模式図である。  
図１５（ａ）は、半導体発光装置３の断面を表している。  
図１５（ｂ）は、半導体層１５の第２の面の側から見たｐ側配線部４１およびｎ側配線部４３の配置を表す平面図である。
【０１５８】
第３実施形態の半導体発光装置３において、ｐ側配線層５１は前述した実施形態のｐ側配線層２１に対応し、ｐ側配線部４１は、ｐ側配線層５１とｐ側金属ピラー２３とを有する。また、第３実施形態の半導体発光装置３において、ｎ側配線層５２は前述した実施形態のｎ側配線層２２に対応し、ｎ側配線部４３は、ｎ側配線層５２とｎ側金属ピラー２４とを有する。
【０１５９】
半導体発光装置３においても、第１実施形態と同様に、蛍光体層３０上に、発光層１３の放射光（励起光）を反射させる反射膜として散乱層６０が設けられている。あるいは、図１７に示すように、蛍光体層３０上に、第２実施形態で説明した誘電体膜７１を設けてもよい。
【０１６０】
そして、第３実施形態においても、前述の実施形態と同様に、光学特性に応じて、反射膜（散乱層６０または誘電体膜７１）の被覆率のウェーハ面内分布を調整することで、外部に放出される光の色度のウェーハ面内分布の均一化を図れ、見る角度で色度の異なるいわゆる色割れを抑制できる。
【０１６１】
また、第３実施形態によれば、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、ｎ側配線層５２が半導体層１５の外縁を越えて延在している。そのｎ側配線層５２の延在部５２ａは、ｐ側配線層５１を囲み、半導体層１５の側面１５ｃを覆っている。
【０１６２】
ｎ側配線層５２の延在部５２ａは、発光層１３から放射される光のうちの側面１５ｃから放射される光を遮る。このため、半導体発光装置３の配光特性を改善することができる。すなわち、蛍光体層３０を通過しないで半導体発光装置３の側面から放射される励起光を抑制し、色割れを防ぐことが可能となる。
【０１６３】
図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、第３実施形態の半導体発光装置の変形例を表す平面図である。図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、半導体層１５の第２の面の側から見たｐ側配線部４１およびｎ側配線部４３の配置を表している。
【０１６４】
第３実施形態の半導体発光装置において、図１６（ａ）に示すように、ｐ側配線層５１が半導体層１５の外縁を越えて延在しても良い。ｐ側配線層５１の延在部５１ａは、ｎ側配線層５２を囲み、半導体層１５の側面１５ｃを覆っている。そのｐ側配線層５１の延在部５１ａは、発光層１３から放射される光のうちの側面１５ｃから放射される光を遮る。
【０１６５】
また、第３実施形態の半導体発光装置において、図１６（ｂ）に示すように、ｐ側配線層５１およびｎ側配線層５２を囲み、半導体層１５の側面１５ｃを覆う遮光層５６を設けても良い。遮光層５６は、例えば、ｐ側配線層５１およびｎ側配線層５２と同じ金属層であり、ｐ側配線層５１およびｎ側配線層５２から離隔して設けられる。そして、遮光層５６は、発光層１３から放射される光のうちの側面１５ｃから放射される光を遮る。
【０１６６】
図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示す構造は、蛍光体層３０を通過しないで半導体発光装置の側面から放射される励起光を抑制し、配光特性を向上させることができる。
【０１６７】
実施形態のさらなる変形例として、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４を設けずに、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２を実装基板のパッドに対して接合させる構造であってもよい。
【０１６８】
また、ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とが別体であることに限らず、ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とが一体に設けられたｐ側配線部４１を備えても良い。同様に、ｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４とが別体であることに限らず、ｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４とが一体に設けられたｎ側配線部４３を備えても良い。
【０１６９】
（第４実施形態）
図１８（ａ）は、第４実施形態の半導体発光装置５の模式斜視図である。  
図１８（ｂ）は、図１８（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。  
図１８（ｃ）は、図１８（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。  
図１８は、第４実施形態の半導体発光装置５を実装基板３１０上に実装した構成を有する発光モジュールの模式断面図である。
【０１７０】
図１８（ａ）および図１８（ｃ）に表すように、ｐ側金属ピラー２３の一部の側面は、半導体層１５の第１の面１５ａおよびその反対側の第２の面と異なる面方位の第３の面２５ｂで、絶縁膜２５から露出している。その露出面は、外部の実装基板３１０に実装するためのｐ側外部端子２３ｂとして機能する。
【０１７１】
例えば、第３の面２５ｂは、半導体層１５の第１の面１５ａおよび第２の面に対して略垂直な面である。絶縁膜２５は、例えば、矩形状の４つの側面を有し、そのうちのひとつの側面が第３の面２５ｂである。
【０１７２】
その同じ第３の面２５ｂにおいて、ｎ側金属ピラー２４の一部の側面が絶縁膜２５から露出している。その露出面は、外部の実装基板３１０に実装するためのｎ側外部端子２４ｂとして機能する。
【０１７３】
また、図１８（ａ）に表すように、ｐ側配線層２１の一部の側面２１ｂも、第３の面２５ｂで絶縁膜２５から露出し、ｐ側外部端子として機能する。同様に、ｎ側配線層２２の一部の側面２２ｂも、第３の面２５ｂで絶縁膜２５から露出し、ｎ側外部端子として機能する。
【０１７４】
ｐ側金属ピラー２３において、第３の面２５ｂに露出しているｐ側外部端子２３ｂ以外の部分は、絶縁膜２５に覆われている。また、ｎ側金属ピラー２４において、第３の面２５ｂに露出しているｎ側外部端子２４ｂ以外の部分は、絶縁膜２５に覆われている。
【０１７５】
また、ｐ側配線層２１において、第３の面２５ｂで露出している側面２１ｂ以外の部分は、絶縁膜２５に覆われている。さらに、ｎ側配線層２２において、第３の面２５ｂに露出している側面２２ｂ以外の部分は、絶縁膜２５に覆われている。
【０１７６】
図１９に示すように、半導体発光装置５は、第３の面２５ｂを基板３１０の実装面３０１に向けた姿勢で実装される。第３の面２５ｂに露出しているｐ側外部端子２３ｂおよびｎ側外部端子２４ｂは、それぞれ、実装面３０１に設けられたパッド３０２にはんだ３０３を介して接合される。基板３１０の実装面３０１には、例えば、外部回路につながる配線パターンが設けられ、パッド３０２はその配線パターンに接続されている。
【０１７７】
第３の面２５ｂは、光の主な出射面である第１の面１５ａに対して略垂直である。したがって、第３の面２５ｂを実装面３０１側に向けた姿勢で、第１の面１５ａは実装面３０１に対して、平行な横方向または傾いた方向に向く。すなわち、半導体発光装置５は、いわゆるサイドビュータイプの半導体発光装置であり、実装面３０１に平行な横方向または斜めの方向に光を放出する。
【０１７８】
第４実施形態の半導体発光装置５においても、第１実施形態と同様に、蛍光体層３０上に散乱層６０が設けられている。あるいは、図１９（ｂ）に示すように、蛍光体層３０上に、第２実施形態の誘電体膜７１を設けてもよい。反射膜（散乱層６０または誘電体膜７１）は、蛍光体層３０を介して、第１の面１５ａに対向している。
【０１７９】
第４実施形態においても、前述の実施形態と同様に、光学特性に応じて、反射膜（散乱層６０または誘電体膜７１）の被覆率のウェーハ面内分布を調整することで、外部に放出される光の色度のウェーハ面内分布の均一化を図れ、見る角度で色度の異なるいわゆる色割れを抑制できる。
【０１８０】
実施形態によれば、前記誘電体膜の膜厚は、前記発光層の放射光の波長の１／２である。
【０１８１】
また、実施形態によれば、前記発光層の放射光の波長は、４３０〜４７０ｎｍである。
【０１８２】
また、実施形態によれば、前記ｐ側配線部は、前記ｐ側電極に接続されたｐ側配線層と、前記ｐ側配線層に接続され、前記ｐ側配線層よりも厚いｐ側金属ピラーとを有し、
前記ｎ側配線部は、前記ｎ側電極に接続されたｎ側配線層と、前記ｎ側配線層に接続され、前記ｎ側配線層よりも厚いｎ側金属ピラーとを有する。
【０１８３】
また、実施形態によれば、前記反射膜の側面と前記蛍光体層の側面とが揃っている。
【０１８４】
また、実施形態によれば、前記反射膜の側面と、前記蛍光体層の側面と、前記絶縁膜の側面とが揃っている。
【０１８５】
また、実施形態によれば、半導体発光装置の製造方法は、
第１の面とその反対側の第２の面を持ち発光層を有する半導体層と、前記第２の面側において前記半導体層に設けられたｐ側電極と、前記第２の面側において前記半導体層に設けられたｎ側電極と、をそれぞれが有する複数の発光素子が形成されたウェーハを形成する工程と、
前記第１の面上に、前記発光層の放射光により励起され前記発光層の放射光とは異なる波長の光を放射する複数の蛍光体と、前記複数の蛍光体を一体化し前記発光層の放射光及び前記蛍光体の放射光を透過させる結合材と、を含む蛍光体層を形成する工程と、
前記蛍光体層上に、前記蛍光体の放射光よりも前記発光層の放射光に対して高い反射率を持つ反射膜を形成する工程と、
前記蛍光体層の上面に対する前記反射膜の被覆率のウェーハ面内分布を調整する工程と、
を備えている。
【０１８６】
また、実施形態によれば、前記反射膜を形成した後、前記発光層を発光させ、前記反射膜側から放出される光の光学特性を測定する工程をさらに備え、
前記光学特性に応じて、前記反射膜の被覆率のウェーハ面内分布を調整する。
【０１８７】
また、実施形態によれば、前記光学特性は、前記発光層のピーク波長または発光スペクトルのウェーハ面内分布である。
【０１８８】
また、実施形態によれば、前記光学特性は、前記反射膜側から放出される光の色度のウェーハ面内分布である。
【０１８９】
また、実施形態によれば、前記反射膜上にレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に対して選択的にレーザーを照射して、前記レジスト膜を露光する工程と、
露光後の前記レジスト膜を現像し、前記レジスト膜に開口部を形成する工程と、
前記開口部が形成されたレジスト膜をマスクにしたエッチングにより、前記反射膜を選択的に除去する工程と、
をさらに備えている。
【０１９０】
また、実施形態によれば、前記発光素子は基板上に形成され、前記基板が除去された後、前記第１の面上に前記蛍光体層が形成される。
【０１９１】
また、実施形態によれば、前記発光素子の前記第２の面側に、前記半導体層よりも柔軟な支持体を形成する工程をさらに備え、
前記発光素子が前記支持体に支持された状態で、前記基板を除去する。
【０１９２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１９３】
１，２，３，５…半導体発光装置、１０…基板、１１…第１の半導体層、１２…第２の半導体層、１３…発光層、１５…半導体層、１５ａ…第１の面、１５ｂ…第２の面、２１，５１…ｐ側配線層、２２，５２…ｎ側配線層、２３…ｐ側金属ピラー、２４…ｎ側金属ピラー、２５…絶縁膜、３０…蛍光体層、３１…蛍光体、４１…ｐ側配線部、４３…ｎ側配線部、６０…散乱層、６１…散乱材、６５…透明材、７０…レジスト膜、７１…誘電体膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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