(57)【要約】【課題】  光特性に優れた光半導体装置を提供する。【解決手段】  光半導体装置１００においては、光半導体素子１１２の周囲に形成された隙間１１４に封止樹脂１１５が埋め込まれることで、光半導体素子１１２の上面以外に電極パッド１１７を形成する領域を形成している。また、電極１１６は、たとえば、リング状など、内部に空隙部を有する形状を有している。したがって、光半導体素子１１２から発せられる光のうち、外部に出力される光の量が増大し、光半導体装置１００の光出力効率が向上する。【選択図】  図１
2006032440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光半導体素子と、
前記光半導体素子の周囲に設けられた封止樹脂と、
を備え、
前記光半導体素子の上面と前記封止樹脂の上面とに跨る電極とを有することを特徴とする光半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光半導体装置において、
前記電極のうち前記光半導体素子の上面と接する部分の形状が環状であることを特徴とする光半導体装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光半導体装置において、
前記封止樹脂が光透過性封止樹脂であることを特徴とする光半導体装置。
【請求項４】
光半導体素子を備える光半導体装置の製造方法であって、
複数の光半導体素子をテープの上に固定する工程と、
前記複数の光半導体素子が固定されたテープを拡張することにより、前記複数の光半導体素子間の距離を拡げ、前記複数の光半導体素子間に隙間を形成する工程と、
前記隙間と前記複数の光半導体素子とを埋め込むように封止樹脂を設ける工程と、
前記封止樹脂を選択的に除去し、前記複数の光半導体素子の上面を露出し、かつ、前記封止樹脂の上面のレベルと前記露出された複数の光半導体素子の上面のレベルとを略同一とする工程と、
前記複数の光半導体素子の上面と前記封止樹脂の上面とに跨る電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする光半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光出力効率が向上する光半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
チップ上部発光面に電極パッドを有する光半導体素子は、ボンディング時の位置ズレ誤差を考慮して電極パッドの１辺の大きさを１００μｍ以上とする傾向にある。しかし、電極パッドの１辺の大きさが１００μｍ以上であることにより、光半導体素子の上部方向への光出力が電極により妨げられ、光出力効率低下の原因となっている。したがって、電極形状を改良し、光出力効率を向上させる構造およびその製造方法が望まれていた。
【０００３】
図８に特許文献１に記載された光半導体装置の構造を示す。
【０００４】
ｎ型ＧａＡｓ基板１上にｐ／ｎ構造の発光領域としてｎ型ＡｌＡｓ電流通電領域２−１、ｎ型Ａｌ０．４Ｇａ０．６Ａｓ層３、ｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層４、ｐ型Ａｌ０．４Ｇａ０．６Ａｓ層５、ｐ＋型ＧａＡｓ層６をエピタキシャル成長させ、ホトリソグラフィ技術およびエッチング技術により島状に素子分離した発光素子部構造を示す図である。ｎ型ＡｌＡｓ電流通電領域２−１を酸化することで形成したＡｌｘＯｙ電流阻止領域２−２と、ｎ型基板１との絶縁を目的とした中間絶縁膜７を形成し、その上部にｐ側電極８、基板裏面にｎ側電極９を形成した、光出力領域と電極領域が別領域の構成となっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２６１０２９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記文献記載の従来技術は、ウェハサイズに対し発光素子として使用するチップサイズが大きく、チップ単価が高くなってしまうという点、光半導体素子の構造が複雑なため素子を形成するプロセスが長いという点で改善の余地を有していた。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光特性に優れた光半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、光半導体素子と、光半導体素子の周囲に設けられた封止樹脂と、を備え、光半導体素子の上面と封止樹脂の上面とに跨る電極とを有することを特徴とする光半導体装置が提供される。
【０００９】
本発明によれば、光半導体素子の周囲に封止樹脂を設けることにより、電極を光半導体素子の上面と封止樹脂の上面とに跨るように設けることができる。そのため、電極の一部を形成する領域を発光領域である光半導体素子以外の部分に設けることができる。したがって、光特性に優れた光半導体装置を提供することができる。
【００１０】
本発明によれば、光半導体素子を備える光半導体装置の製造方法であって、複数の光半導体素子をテープの上に固定する工程と、複数の光半導体素子が固定されたテープを拡張することにより、複数の光半導体素子間の距離を拡げ、複数の光半導体素子間に隙間を形成する工程と、隙間と複数の光半導体素子とを埋め込むように封止樹脂を設ける工程と、封止樹脂を選択的に除去し、複数の光半導体素子の上面を露出し、かつ、封止樹脂の上面のレベルと露出された複数の光半導体素子の上面のレベルとを略同一とする工程と、複数の光半導体素子の上面と封止樹脂の上面とに跨る電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする光半導体装置の製造方法が提供される。
【００１１】
本発明によれば、複数の光半導体素子が固定されたテープを拡張することにより、光半導体素子間の距離を拡げ、光半導体素子間に隙間を形成する工程と、隙間に封止樹脂を設ける工程を含むことにより、簡単なプロセスで光半導体装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光特性に優れた光半導体装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１４】
以下、図１を用いて、光半導体装置１００の構造について説明する。
【００１５】
光半導体素子１１２は、たとえば、窒化ガリウム系化合物半導体素子などの発光ダイオードや半導体レーザなどであり、電流が流れることにより、可視光から紫外光の領域において発光する性質を有する。また、主たる発光領域は光半導体素子１１２の上面であるが、側面からも発光する性質を有している。
【００１６】
封止樹脂１１５は、光半導体素子１１２の周囲に設けられており、光透過性を有している。ここで、封止樹脂１１５が光透過性を有することにより、光半導体装置１００の光出力効率が向上される。また、封止樹脂１１５としては、光半導体素子１１２のｐ電極（不図示）とｎ電極（不図示）との間の短絡を抑制するために絶縁性樹脂が用いられる。
【００１７】
電極１１６は、光半導体素子１１２に電流を流すために設けられ、光半導体素子１１２の上面に接するように形成される。ここで、電極１１６は、光半導体素子１１２の有効な発光領域を確保するために、たとえば、リング状など、外郭部の内側に空隙部を有する環状の形状などを有している。以下、本実施形態において、有効な発光領域とは、光半導体素子の発光領域のうち電極などにより覆われていない領域をさすものとする。
【００１８】
電極パッド１１７は、電極１１６と導通しており、封止樹脂１１５の上面に接して設けられる。ここで、電極パッド１１７に外部電源を用いて電圧を印加することにより、電極１１６を介して光半導体素子１１２に電流が流れる。
【００１９】
図２〜図７を用いて、本実施形態に係る光半導体装置１００の製造工程について説明する。
【００２０】
まず、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ウェハ１１１を、たとえば０．５ｍｍ角程度の複数の光半導体素子１１２にダイシングする。ここで、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡＡ’断面図である。また、図２（ａ）において、光半導体素子１１２の引き出し線の周囲を白抜きにしているが、光半導体素子１１２は連続して形成されているものとする。
【００２１】
次に、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、複数の光半導体素子１１２をテープ１１３に貼り付けて固定した後、テープ１１３を加熱し、複数の光半導体素子１１２が貼り付けられ固定されたテープ１１３を引き伸ばすことにより、複数の光半導体素子１１２間の距離が拡大し、各光半導体素子１１２間に隙間１１４（図４）が形成される。ここで、引き伸ばされる前の複数の光半導体素子１１２間には、隙間があってもよいし、複数の光半導体素子１１２が密着するなどにより隙間を有していなくてもよい。ここで、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡＡ’断面図であり、図３（ａ）において、光半導体素子１１２の引き出し線の周囲を白抜きにしているが、光半導体素子１１２は連続して形成されているものとする。また、テープの材料は、光半導体素子１１２を粘着することができ、加熱されることによって伸縮性を有する材料であればよい。材料としては、たとえば、塩化ビニルフィルムなどが用いられる。
【００２２】
複数の光半導体素子１１２が貼り付けられたテープ１１３を引き伸ばすことにより、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、各光半導体素子１１２間に隙間１１４が形成される。ここで、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡＡ’断面図である。次に、隙間１１４と、複数の光半導体素子１１２の上面および側面とを埋め込むように、封止樹脂１１５を設ける（図５（ａ）および図５（ｂ））。また、封止樹脂１１５は、光透過性を有している。封止樹脂１１５が光透過性を有することにより、光半導体装置１００から外部に出力される光量が増大する。ここで、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡＡ’断面図である。
【００２３】
ついで、封止樹脂１１５の上部表面をエッチングなどの方法を用いて、各光半導体素子１１２の頭出しを行うことにより、光半導体素子１１２の上面を露出する（図６（ａ）および図６（ｂ））。このとき、光半導体素子１１２の上面のレベルと封止樹脂１１５の上部表面のレベルとは、ほぼ同一である。ここで、「ほぼ同一」とは、封止樹脂１１５の上部表面と光半導体素子１１２の上面とを同時にエッチングなどの方法を用いて頭出しを行う際の、光半導体素子１１２の上面のレベルと封止樹脂１１５の上部表面のレベルとの間のバラツキは許容されることをいう。ここで、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡＡ’断面図である。続いて、それぞれの光半導体素子１１２の上面に、たとえばリング状など内側に空隙部を有する環状の形状などにパターン化された電極１１６を形成し、各光半導体素子１１２間に設けられた封止樹脂１１５上に各電極１１６から光半導体素子１１２の上面と封止樹脂１１５の上面とを跨るように引き出した電極パッド１１７をそれぞれ形成する（図７（ａ）および図７（ｂ））。ここで、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡＡ’断面図である。
【００２４】
以上のプロセスにより、光半導体装置１００を製造することができる。
【００２５】
以下、本実施形態に係る光半導体装置１００およびその製造プロセスの効果について説明する。
【００２６】
光半導体装置１００において、光半導体素子１１２の周囲に形成された隙間１１４に封止樹脂１１５が埋め込まれることで、主たる発光領域である光半導体素子１１２の上面以外の領域に電極１１６と導通する電極パッド１１７が形成される。このため、主たる発光領域である光半導体素子１１２の上面に接して設けられる電極１１６の面積を従来技術における光半導体素子の上面に接して設けられる電極の面積と比較して狭くすることができるため、光半導体素子１１２の有効な発光領域をより多く確保することができる。したがって、光半導体素子１１２から発せられる光のうち、外部に出力される光の量が増大する。
【００２７】
ここで、電極１１６の光半導体素子１１２上における表面積は従来の電極構造と比較して狭いため、光半導体素子１１２に流れる電流量は従来技術と比較して若干低いものとなる。そのため、光半導体素子１１２から発せられる光量は電流量減少の分だけ従来技術における光半導体素子から発せられる光量よりも若干減少するが、光半導体素子１１２の上面に接して設けられる電極１１６の面積は従来技術における電極の面積と比較して十分に狭い。また、光半導体装置１００から外部に出力される光量への寄与率は、電流量減少による度合いよりも電極の面積が狭くなることによる有効発光領域の拡大の度合いの方が大きいと考えられる。したがって、光半導体装置１００から外部に出力される光量は従来技術における光半導体装置から外部に出力される光量よりも増大する。
【００２８】
また、光半導体素子１１２の周囲への隙間１１４の形成は、光半導体素子１１２が貼り付けられ固定されたテープ１１３を拡張することによりなされ、隙間１１４に封止樹脂１１５が埋め込まれることで電極パッド１１７が設けられる領域が形成される。すなわち、電極パッド１１７が設けられる領域は、テープ１１３の拡張と封止樹脂１１５の埋め込みという簡単なプロセスにより形成される。そのため、効率的に光半導体素子１１２の有効な発光領域をより多く確保することができる。したがって、光半導体素子１１２から発せられる光のうち、外部に出力される光の量を効率的に増大させることができる。
【００２９】
また、電極１１６の形状は、たとえば、リング状など、外郭部の内側に空隙部を有する環状の形状である。電極１１６の形状が環状の形状であることにより、主たる発光領域である光半導体素子１１２の上面に接して設けられる電極１１６の面積をより狭くすることができるため、光半導体素子１１２の有効な発光領域をより多く確保することができる。したがって、光半導体素子１１２から発せられる光のうち、外部に出力される光の量がより増大する。
【００３０】
また、光半導体装置１００においては、光透過性を有する封止樹脂１１５が用いられている。光透過性を有する封止樹脂１１５を用いることにより、光半導体素子１１２の側面から発せられる光のうち、封止樹脂１１５を透過する光の量が増大する。したがって、光半導体素子１１２から発せられる光のうち、封止樹脂１１５を透過して光半導体装置１００から発せられる光の量がより増大する。
【００３１】
また、光半導体装置１００の製造プロセスにおいて、光半導体素子１１２が貼り付けられ固定されたテープ１１３を拡張して光半導体素子１１２の周囲に隙間１１４を形成し、隙間１１４に封止樹脂１１５を埋め込むことで電極パッド１１７を形成する領域を形成している。そのため、テープ１１３の拡張と封止樹脂１１５の埋め込みという簡単なプロセスを追加することにより、光出力効率が向上された光半導体装置１００を製造することができる。また、光半導体素子１１２が貼り付けられ固定されたテープ１１３が拡張されて、電極パッド１１７が形成される封止樹脂１１５が埋め込まれる隙間１１４が形成されているが、光半導体素子１１２の寸法を大きくしているわけではない。つまり、光半導体装置１００においては、光半導体素子１１２の寸法を大きくすることにより有効な発光領域を広くするのではなく、光半導体素子１１２の周囲に電極パッド１１７を形成する領域を確保することにより有効な発光領域を広くしている。そのため、光半導体素子１１２の寸法を大きくする際には必要となるコストの発生を抑制しつつ、光半導体素子１１２の有効な発光領域を広くすることができる。したがって、簡単なプロセスおよび低いコストで光出力効率が向上された光半導体装置１００を製造することができる。
【００３２】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００３３】
たとえば、上記実施形態においては、電極１１６として、リング状などの環状の電極を用いる形態について説明したが、それ以外の形状であっても、矩形で内部がくりぬかれた形状のように、外郭部の内側に空隙を有する形状であって、光半導体素子１１２の上面との接触面積が狭い形状であり、光半導体素子１１２の有効な発光領域を増加させることができればよい。また、環状以外の電極であっても、光半導体素子と封止樹脂とに跨る電極の一部を構成していればよい。
【００３４】
また、上記実施形態においては、封止樹脂１１５として、光透過性を有する樹脂を用いた形態について説明したが、光透過性を有しない樹脂であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施の形態に係る光半導体装置の構造を模式的に示した断面図である。
【図２】実施の形態に係る光半導体装置の製造工程を模式的に示した断面図である。
【図３】実施の形態に係る光半導体装置の製造工程を模式的に示した断面図である。
【図４】実施の形態に係る光半導体装置の製造工程を模式的に示した断面図である。
【図５】実施の形態に係る光半導体装置の製造工程を模式的に示した断面図である。
【図６】実施の形態に係る光半導体装置の製造工程を模式的に示した断面図である。
【図７】実施の形態に係る光半導体装置の製造工程を模式的に示した断面図である。
【図８】従来の技術に係る光半導体装置を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００      光半導体装置
１１１      ウェハ
１１２      光半導体素子
１１３      テープ
１１４      隙間
１１５      封止樹脂
１１６      電極
１１７      電極パッド
【図１】
2006032440.tif 000003
【図２】
2006032440.tif 000004
【図３】
2006032440.tif 000005
【図４】
2006032440.tif 000006
【図５】
2006032440.tif 000007
【図６】
2006032440.tif 000008
【図７】
2006032440.tif 000009
【図８】
2006032440.tif 000010