(57)【要約】      （修正有）【課題】電極ごとにバンプ等の接合部材を個別に形成することなく、チップの接合が可能な半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体装置の製造方法は、半導体構造２０に接続された第１電極３１、第２電極３２を有する半導体素子が配置された支持体１０１を準備する工程と、第１、第２電極に対応する第１配線端子２３１、第２配線端子２３２を有する基台２０１を準備する工程と、第１、第２電極の表面を連続して覆うように支持体上に第１金属層１０２を形成する工程と、これら配線端子の表面を連続して覆うように基台上に第２金属層２０２を形成する工程と、各電極と配線端子をそれぞれ向かい合わせ、原子拡散接合によりこれら電極と配線端子とを電気的に接続する工程と、第１、第２の電極と配線端子との間の第１部分１１１および第２部分１１２以外の第３部分１１３、２１３を電気的に絶縁化または除去する工程とを含む。【選択図】図３
2018129523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）  半導体構造と、前記半導体構造に接続された第１電極および第２電極と、を有する少なくとも１つの半導体素子が配置された支持体を準備する工程と、
（ｂ）  前記第１電極に対応する第１配線端子と、前記第２電極に対応する第２配線端子と、を有する基台を準備する工程と、
（ｃ）  前記第１電極および前記第２電極の表面を連続して覆うように、前記支持体上に第１金属層を形成する工程と、
（ｄ）  前記第１配線端子および前記第２配線端子の表面を連続して覆うように、前記基台上に第２金属層を形成する工程と、
（ｅ）  前記第１電極と前記第１配線端子とを向かい合わせるとともに前記第２電極と前記第２配線端子とを向かい合わせ、原子拡散接合により、前記第１電極と前記第１配線端子とを電気的に接続するとともに前記第２電極と前記第２配線端子とを電気的に接続する工程と、
（ｆ）  前記第１金属層および前記第２金属層において、前記第１電極と前記第１配線端子との間の第１部分および前記第２電極と前記第２配線端子との間の第２部分以外の第３部分を電気的に絶縁化する、または、除去する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
（ａ）  半導体構造と、前記半導体構造に接続された第１電極および第２電極と、を有する少なくとも１つの半導体素子が配置された支持体を準備する工程と、
（ｂ）  前記第１電極に対応する第１配線端子と、前記第２電極に対応する第２配線端子と、を有する基台を準備する工程と、
（ｃ）  前記第１電極および前記第２電極の表面を連続して覆って前記支持体に形成された第１金属層、および、前記第１配線端子および前記第２配線端子の表面を連続して覆って、前記基台上に形成された第２金属層の少なくとも一方を形成する工程と、
（ｄ）  前記第１電極と前記第１配線端子とを向かい合わせるとともに前記第２電極と前記第２配線端子とを向かい合わせ、表面活性化結合により、前記第１電極と前記第１配線端子とを電気的に接続するとともに前記第２電極と前記第２配線端子とを電気的に接続する工程と、
（ｅ）  前記形成された前記第１金属層および前記第２金属層の少なくとも一方において、前記第１電極と前記第１配線端子との間の第１部分および前記第２電極と前記第２配線端子との間の第２部分以外の第３部分を電気的に絶縁化する、または、除去する工程と、を含む半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体素子の基板への接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ、ＦＥＴ等の半導体素子を基板に実装する技術として、基板に半導体チップを実装するチップ・オン・ボードと呼ばれる構造が実用化され、利用されてきている。例えば、特許文献１には、バンプを用いたフリップチップボンディングにより、半導体チップを基板上に実装する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−００８２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の半導体チップを基板上に実装する技術によれば、半導体チップの電極ごとにバンプを設ける必要があるため、製造時間を要したり、製造コストが増大したりすることで生産性が低下する虞がある。
【０００５】
上記課題に鑑み、本発明は、半導体チップの電極ごとに、バンプ等の接合部材を個別に形成することなく、半導体チップの実装が可能な半導体装置の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の半導体装置の製造方法は、（ａ）半導体構造と、前記半導体構造に接続された第１電極および第２電極と、を有する少なくとも１つの半導体素子が配置された支持体を準備する工程と、（ｂ）前記第１電極に対応する第１配線端子と、前記第２電極に対応する第２配線端子と、を有する基台を準備する工程と、（ｃ）前記第１電極および前記第２電極の表面を連続して覆うように、前記支持体上に第１金属層を形成する工程と、（ｄ）前記第１配線端子および前記第２配線端子の表面を連続して覆うように、前記基台上に第２金属層を形成する工程と、（ｅ）前記第１電極と前記第１配線端子とを向かい合わせるとともに前記第２電極と前記第２配線端子とを向かい合わせ、原子拡散接合により、前記第１電極と前記第１配線端子とを電気的に接続するとともに前記第２電極と前記第２配線端子とを電気的に接続する工程と、（ｆ）前記第１金属層および前記第２金属層において、前記第１電極と前記第１配線端子との間の第１部分および前記第２電極と前記第２配線端子との間の第２部分以外の第３部分を電気的に絶縁化する、または、除去する工程とを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、半導体素子の電極ごとに、バンプ等の接合部材を個別に形成する必要がないため、生産性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は第１および第２の実施形態の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図２は本発明の実施形態で用いることのできる半導体素子を示す模式断面図である。
【図３】図３（ａ）から図３（ｄ）は第１の実施形態の半導体装置の製造方法における各工程の断面を示す模式断面図である。
【図４】図４は第１の実施形態の半導体装置の製造方法における工程の断面を示す模式断面図である。
【図５】図５は第１の実施形態の半導体装置の製造方法における工程の断面を示す模式断面図である。
【図６】図６（ａ）および図６（ｂ）は第１実施形態の製造方法で製造される半導体装置を示す模式断面図である。
【図７】図７（ａ）から図７（ｄ）は第２の実施形態の半導体装置の製造方法における各工程の断面を示す模式断面図である。
【図８】図８は、第３および第４の実施形態の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図９】図９（ａ）から図９（ｄ）は第３の実施形態の半導体装置の製造方法における各工程の断面を示す模式断面図である。
【図１０】図１０（ａ）から図１０（ｄ）は第４の実施形態の半導体装置の製造方法における各工程の断面を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本願発明者は、半導体素子と、配線端子が設けられた基台との電気的接合方法として、原子拡散接合、表面活性化接合を利用することを想到した。これらの接合方法によれば、接合したい部材において、それぞれの部材に金属層を形成し金属層同士を接触させる、あるいは、それぞれの部材の表面を活性化させ表面同士を接触させることによって、部材同士を接合することができるので、電極および配線端子ごとに接合部材を設けることなく、電極と配線端子とを簡便な手法で電気的に接続することができる。ただし、このままでは、複数の電極間および配線端子間に形成した金属層により短絡してしまう。そこで、本実施形態では、電極と配線端子とを接合した後、金属層の所定の部分を絶縁化する、あるいは、除去することによって、短絡を防止する。その結果、半導体装置を生産性よく製造することができる。
【００１０】
以下、図面を参照しながら、第１の実施形態から第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法を詳細に説明する。以下に示す実施形態は例示であって、本発明は実施形態により制限されない。また、以下の実施形態の説明において、分かり易さのため、あるいは説明の重複を避けるため、異なる実施形態であっても同様の部材には共通の参照符号を付している。
【００１１】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。図１は、本実施形態の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。図３は本実施形態の半導体装置の製造方法における各工程の断面を示す模式断面図である。
【００１２】
［支持体を準備する工程（Ｓ１、工程（ａ））］
半導体素子１が配置された支持体１０１を準備する。支持体１０１は、少なくとも１つの半導体素子１を支持する。支持体１０１は、剛性を有する板状の部材であることが好ましく、例えば、セラミックス、ガラス、金属、プラスチックの材料によって形成される。支持体１０１の大きさは、以下の工程において、第１金属層および第２金属層２０２を均一な厚さで形成できる大きさであることが好ましい。また、複数の半導体素子１を配列し、個片化する場合には、一度に形成したい半導体装置の数に応じて支持体１０１の大きさを決定すればよい。複数の半導体素子１は、支持体１０１上に所定の間隔で１次元あるいは２次元に配列される。
【００１３】
半導体素子１は接着剤や粘着シートを用いて支持体１０１の主面１０１ａ上に配置される。最終的に支持体１０１を半導体素子１から取り去る場合には、支持体１０１を半導体素子１から剥離することができる接着性を有する粘着シートあるいは接着剤を用いる。
【００１４】
半導体素子１には、半導体発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることができる。半導体素子１は、図２に示すように、基板１０と、半導体構造２０と、第１電極３１と第２電極３２とを備える。半導体構造２０は、互いに反対側を向いた第１主面２０ｓおよび第２主面２０ｒを有し、第２主面で基板１０と接しており、第２主面２０ｒと反対側にある第１主面２０ｓの側に第１電極３１および第２電極３２が位置している。本実施形態では、半導体素子１は、フリップチップ実装され、主に第２主面２０ｒ側から半導体構造２０からの光が取り出される。
【００１５】
基板１０は、半導体構造２０をエピタキシャル成長させることができる材料で形成されればよい。基板１０としては、例えば、半導体構造２０が窒化物半導体からなる場合は、サファイア基板を用いることができる。基板１０は半導体構造２０が形成された後、除去されてもよい。基板１０は、半導体構造２０が発する光の波長に対して透光性を有する。
【００１６】
半導体構造２０は、例えば、ｎ側半導体層２１と、ｐ側半導体層２３と、ｎ側半導体層２１およびｐ側半導体層２３に挟まれた活性層２２とを備えている。ｎ側半導体層２１は基板１０と活性層２２との間に位置している。基板１０に設けられる半導体構造２０の一部には、ｐ側半導体層２３が設けられておらず、底部にｎ側半導体層２１が露出している段差部２０ａが設けられている。
【００１７】
本実施形態では、第２電極３２が、全面電極２４を介してｐ側半導体層２３と電気的に接続されている。全面電極２４は、第２電極３２から供給された電流をより広い領域に拡散させてから、ｐ側半導体層２３に電流を流すための拡散電極であり、例えば、Ａｇ、ＩＴＯ、ＺｎＯを用いて形成することができる。第１電極３１は、段差部２０ａにおいてｎ側半導体層２１に接して位置しており、ｎ側半導体層２１と電気的に接続されている。
【００１８】
第１電極３１および第２電極３２には、例えば、金、銅、ニッケル、チタン、白金の金属材料やこれらの合金の単層、又は多層膜を用いることができる。
【００１９】
図２において矢印で示すように、半導体構造２０の第２主面２０ｒから第１電極３１の表面３１ｓまでの高さｈ１と、半導体構造２０から第２電極３２の表面３２ｓまでの高さｈ２とは同じになるように形成する。これにより、半導体素子１を接合する際、第１電極３１および第２電極３２にかかる力が等しくなり、第１電極３１側と第２電極３２側とにおいて、偏りのない均一な接合が得られる。
【００２０】
なお、半導体素子はＬＥＤに限られず、ＬＤ（レーザダイオード）等の他の半導体発光素子、増幅素子あるいはスイッチング素子として機能する種々の構造のトランジスタ等であってもよい。
【００２１】
［基台を準備する工程（Ｓ２、工程（ｂ））］
図３（ａ）に示すように、第１配線端子２３１および第２配線端子２３２を有する基台２０１を用意する。基台２０１は、例えば、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の材料によって形成された板状の部材を用いることができる。
【００２２】
基台２０１の主面２０１ａには、第１配線端子２３１および第２配線端子２３２が設けられている。第１配線端子２３１および第２配線端子２３２は、支持体１０１に配置され
た半導体素子１の第１電極３１および第２電極３２にそれぞれ対応する位置に設けられている。第１配線端子２３１および第２配線端子２３２は、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、チタン等の材料によって形成される。例えば、第１配線端子２３１および第２配線端子２３２は、真空蒸着、スパッタリングの薄膜形成技術を用いて基台２０１の主面２０１ａの全面に金属層を形成し、フォトリソグラフィのパターニング技術を用いて、パターニングすることにより形成することができる。
【００２３】
［第１金属層を形成する工程（Ｓ３、工程（ｃ））］
図３（ｂ）に示すように、第１電極３１の表面３１ｓおよび第２電極３２の表面３２ｓを連続して覆うように、支持体１０１の主面１０１ａ上に第１金属層１０２を形成する。第１金属層１０２および以下の工程で説明する第２金属層２０２は、原子拡散接合による第１電極３１と第１配線端子２３１および第２電極３２と第２配線端子２３２との電気的および機械的接合の媒体となる。
【００２４】
第１金属層１０２は、アルミニウム、金、チタン、タンタル、ジルコニウム、ニオブ、バナジウム、ハフニウム、タングステン、ガリウム、インジウムからなる群から選ばれる１種またはこれらの金属を主成分とする合金を用いることが好ましい。原子拡散接合により接合しやすいという観点では、金属が持つ拡散係数が比較的大きい、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、ガリウム、インジウムからなる群から選ばれる１種またはこれらの金属を主成分とする合金を用いることが好ましい。また、金属層を形成する対象となる物質との界面において高い付着強度が得られやすいという観点では、チタン、タンタル、ジルコニウム、ニオブ、バナジウム、ハフニウム、タングステンからなる群から選ばれる１種またはこれらの金属を主成分とする合金を用いることが好ましい。また、後で説明する工程Ｓ６において第１金属層１０２を酸化させ絶縁化する場合は、酸化物の標準生成自由エネルギーの絶対値が大きく容易に酸化し得るという観点から、チタン、タンタル、ジルコニウム、アルミニウム、ニオブ、バナジウム、ハフニウム、タングステン、ガリウム、インジウムからなる群から選ばれる１種またはこれらの金属を主成分とする合金を用いることが好ましい。また、上記したすべての性質を持つ、チタン、ジルコニウムを用いることがさらに好ましい。また、工程Ｓ６において第１金属層１０２を除去する場合は、酸化されにくい金を用いることが好ましい。なお、第１金属層１０２を積層構造としてもよく、例えば、支持体１０１がセラミックスである場合は、支持体１０１の主面１０１ａ上に付着強度の高いタンタルからなる金属層を形成し、そのタンタルの金属層上に原子拡散接合による接合性に優れ、酸化しやすいチタンを形成した構造としてもよい。これにより、原子拡散接合による接合強度がより高い接合を安定して得ることができる。
【００２５】
第１金属層１０２は、スパッタリング装置、真空蒸着装置等を用いて形成することができる。
【００２６】
第１金属層１０２と、第１電極３１の表面３１ｓおよび第２電極３２との密着力が弱い場合、半導体素子１を基台２０１に実装した後、第１金属層１０２と第１電極３１の表面３１ｓおよび第２電極３２との間で剥離が生じる可能性がある。このため、必要に応じて、第１金属層１０２を形成する前に、第１電極３１の表面３１ｓおよび第２電極３２の表面３２ｓの酸化物等を酸洗浄により除去してもよい。
【００２７】
第１金属層１０２の厚さは、０．０５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましく、０．０５ｎｍ以上１ｎｍ以下であることがより好ましい。第１金属層１０２を所定の膜厚以上にすることで、原子拡散接合により接合させやすくなり、所定の膜厚以下とすることで酸化または除去を容易に行うことができる。第１金属層１０２の厚さは、成膜速度換算で制御し、決定してもよい。具体的には、形成された膜の厚さが正確に測れる範囲において、膜の形成時間Ａと膜の厚さＢとを測定し、成膜速度Ｂ／Ａを予め求める。同じ条件で第
１金属層１０２を形成した場合、膜の形成時間Ａ’と成膜速度Ｂ／Ａを用いて、形成される膜の厚さを求めることができる（Ｂ/Ａ＊Ａ’）。
【００２８】
［第２金属層を形成する工程（Ｓ４、工程（ｄ））］
図３（ｂ）に示すように、第１配線端子２３１の表面２３１ｓおよび第２配線端子２３２の表面２３２ｓを連続して覆うように、基台２０１の主面２０１ａ上に第２金属層２０２を形成する。第２金属層２０２の材料、厚さ、形成方法等は、第１金属層１０２と同じである。第１金属層１０２と第２金属層２０２に用いる材料を同じにすることにより、原子拡散接合による接合がしやすくなる。なお、第１金属層１０２を構成する材料と第２金属層２０２を構成する材料は異なっていてもよい。
【００２９】
第１金属層１０２および第２金属層２０２の形成順序は、第１金属層１０２を先に形成してもよいし、第２金属層２０２を先に形成してもよい。また、第１金属層１０２および第２金属層２０２を同じ金属によって構成する場合には、第１金属層１０２および第２金属層２０２を同時に形成することが好ましい。
【００３０】
［第１電極および第２電極と第１配線端子および第２配線端子との接続工程（Ｓ５、工
程（ｅ））］
原子拡散接合により、第１電極３１と第１配線端子２３１とを電気的に接続し、第２電極３２と第２配線端子２３２とを電気的に接続する。
【００３１】
原子拡散接合は、接合対象である２つの部材の表面にそれぞれ金属層を形成し、接触させることによって金属を相互に拡散させ、２つの部材を接合する接合技術である。原子拡散接合は、後で説明する第３、第４の実施形態で用いる表面活性化接合に比べて、金属の拡散エネルギーを利用した接合であるため、比較的小さい加重により、かつプラズマによるダメージが少ない接合が可能である。原子拡散接合は、例えば、特開２０１０−４６６９６号公報、特開２０１１−２３５３００号公報、特開２０１２−２２３７９２号公報および非特許文献（T. Shimatsu, M. Uomoto, "Atomic diffusion bonding of wafers with
thin nanocrystalline metal films", Journal of Vacuum Science & Technology B Volume 28, Issue 4, p.706, 2010）に開示されている。
【００３２】
図３（ｃ）に示すように、第１電極３１と第１配線端子２３１とを対向させるとともに、第２電極３２と第２配線端子２３２とを対向させ、第１金属層１０２と第２金属層２０２とを接触させる。これにより、第１電極３１と第１配線端子２３１との間に位置する第１金属層１０２および第２金属層２０２の第１部分１１１と、第２電極３２と第２配線端子２３２との間に位置する第１金属層１０２および第２金属層２０２の第２部分１１２とにおいて、第１金属層１０２の金属および第２金属層２０２の金属が拡散し接合される。その結果、第１電極３１および第１配線端子２３１、ならびに、第２電極３２および第２配線端子２３２が電気的に接続され、かつ、機械的に接合される。原子拡散結合による接合によれば、Ａｕ−Ｓｎ共晶半田等の接合部材を用いることなく部材同士を接合させることができる。ここで、第１電極３１と第１配線端子２３１との間に位置する第１部分は、第１電極３１と第１配線端子２３１とが対向する方向において両者が対向する部分を指し、第２電極３２と第２配線端子２３２との間に位置する第２部分は、第２電極３２と第２配線端子２３２とが対向する方向において両者が対向する部分を指す。
【００３３】
第１金属層１０２および第２金属層２０２が酸化されやすい金属によって構成されている場合には、真空中、不活性雰囲気中、あるいは、第１金属層１０２および第２金属層２０２を形成した装置内で、第１金属層１０２の金属および第２金属層２０２を接合させてもよい。また、第１金属層１０２および第２金属層２０２が酸化されにくい金属によって構成されている場合には大気中でこの工程を行うことができる。
【００３４】
図３（ｃ）に示すように、第１金属層１０２と第２金属層２０２とは、第１部分１１１および第２部分１１２以外では接触しない。このため、他の部分では、第１金属層１０２と第２金属層２０２との接合は生じない。
【００３５】
［第１金属層および第２金属層の絶縁化、または、除去工程（Ｓ６、工程（ｆ））］
第１金属層１０２および第２金属層２０２の第１部分１１１および第２部分１１２以外の部分を電気的に絶縁化または除去する。
【００３６】
例えば、図３（ｄ）に示すように、基台２０１および支持体１０１全体を酸素ガス雰囲気下、大気雰囲気下、あるいは水蒸気雰囲気下に保持することにより、第１金属層１０２および第２金属層２０２の第１部分１１１および第２部分１１２以外の部分である第３部分１１３、２１３を酸化させ、絶縁体に変化させる。なお、基台２０１に酸素が含まれる場合は、基台２０１から酸素が乖離することにより、第１金属層１０２及び第２金属層２０２を酸化させ絶縁体とすることもできる。これにより第１部分１１１および第２部分１１２以外の第３部分１１３、２１３が絶縁化され、第１電極３１と第２電極３２との間、および第１配線端子２３１と第２配線端子２３２との間が電気的に絶縁される。また、酸化を促進するために、基台２０１および支持体１０１全体を加熱してもよい。
【００３７】
第１金属層１０２および第２金属層２０２を酸化させることにより得られる金属酸化物は、絶縁性を有し、多くの場合可視光に対して透光性を有する。また、金属酸化物は保護膜として機能する。上述したように、第１金属層１０２は支持体１０１上の略全面、第２金属層２０２は基台２０１上の略全面を覆って形成され、第１金属層１０２および第２金属層２０２の第１部分１１１および第２部分１１２以外の第３部分１１３、２１３は金属酸化物となる。つまり、支持体１０１および基台２０１の間で電気的な接続が必要な部分以外の第３部分１１３、２１３はすべて、金属酸化物となる。
【００３８】
第１金属層１０２および第２金属層２０２は、酸化させることにより絶縁化することが好ましいが、第１金属層１０２および第２金属層２０２の第１部分１１１および第２部分１１２以外の部分をウエットエッチング等により除去してもよい。具体的には、例えば、支持体１０１が接合された基台２０１全体を酸性の液体中に浸漬する。これにより、図４に示すように、第１部分１１１および第２部分１１２以外の第１金属層１０２および第２金属層２０２が除去される。
【００３９】
［支持体の除去工程（Ｓ７）］
図５に示すように、支持体１０１が不要である場合には、支持体１０１を剥離する。
【００４０】
［個別化工程（Ｓ８）］
半導体素子１を個別化し半導体装置として利用する場合には、ダイシング等によって半導体素子１ごとに分離する。これにより、図６（ａ）または図６（ｂ）に示すように、基台２０１の第１配線端子２３１および第２配線端子２３２に第１電極３１および第２電極３２がそれぞれ接続され、半導体素子１が実装された半導体装置が完成する。
【００４１】
このように本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、半導体素子１を基台２０１に実装する際に、半導体素子１の複数の電極に対して、Ａｕ−Ｓｎ共晶半田等の接合部材を個別に形成する必要がないため、生産性に優れる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図７は本実施形態の半導体装置の製造方法における各工程の断面を示す模式断面図である。第２の実施形態の半導体装置の製造方法は、支持体１０１上および基台２０１上に第
１および第２絶縁層１５１、１５２を形成する点で第１の実施形態の製造方法とは異なる。図１および図７を参照しながら、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。
【００４３】
［支持体を準備する工程（Ｓ１）］
まず第１の実施形態と同様にして、支持体１０１に半導体素子１を配置する。図７（ａ）に示すように、第１電極３１の表面３１ｓおよび第２電極３２の表面３２ｓが露出するように、支持体１０１上に第１絶縁層１５１を形成する。これにより、半導体素子１は、第１絶縁層１５１に埋め込まれ、第１電極３１の表面３１ｓおよび第２電極３２の表面３２ｓのみが第１絶縁層１５１から露出することになる。このとき、第１絶縁層１５１の表面と、第１電極３１の表面３１ｓおよび第２電極３２の表面３２ｓとを略同一面とすることが好ましい。ここで、略同一面とは、支持体１０１の表面から第１絶縁層１５１の表面までの高さと、支持体１０１の表面から第１電極３１の表面３１ｓおよび第２電極３２の表面３２ｓまでの高さとの誤差が１０ｎｍ以下であることを指す。これにより、後の工程において、第１金属層１０２を略同一面上に形成することができる。第１電極３１の表面３１ｓと、第２電極３２の表面３２ｓと、第１絶縁層１５１とを同一面上に形成する方法としては、例えば、支持体１０１上に、第１電極３１および第２電極３２を覆うように第１絶縁層１５１を形成した後、第１絶縁層１５１を、研磨等により、第１絶縁層１５１の表面側から第１電極３１の表面３１ｓおよび第２電極３２の表面３２ｓが露出するまで削ることにより形成できる。
【００４４】
第１絶縁層１５１には、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮなど
の誘電体、または、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂材料を用いることができる。耐光性が強く、樹脂材料のなかでも低屈折率の樹脂材料であるという観点で、シリコーン樹脂を用いることが好ましい。第１絶縁層１５１は放熱性、光反射性を向上させるためのフィラー等を含んでいてもよい。
【００４５】
［基台を準備する工程（Ｓ２、工程（ｂ））］
図７（ａ）に示すように、第１の実施形態と同様にして、基台２０１に第１配線端子２３１および第２配線端子２３２を形成する。更に、第１配線端子２３１の表面２３１ｓおよび第２配線端子２３２の表面２３２ｓが露出するように、基台２０１上に第２絶縁層１５２を形成する。第１配線端子２３１の表面２３１ｓと、第２配線端子２３２の表面２３２ｓと、第２絶縁層１５２の絶縁層とが略同一面上に位置するように形成されることが好ましい。ここで、略同一面とは、基台２０１の表面から第２絶縁層１５２の表面までの高さと、基台２０１の表面から第１配線端子２３１の表面２３１ｓおよび第２配線端子２３２の表面２３２ｓまでの高さとの誤差が１０ｎｍ以下であることを指す。第２絶縁層１５２をこのように形成する方法としては、上述した第１絶縁層１５１を研磨する方法と同様の方法で形成することができ、後の工程において、第２金属層２０２を略同一面上に形成することができる。第２絶縁層１５２は、第１絶縁層１５１と同様の材料を用いて形成することができる。
【００４６】
［第１金属層を形成する工程（Ｓ３、工程（ｃ））］
第１の実施形態と同様にして、第１金属層１０２を形成する。この時、半導体素子１は第１絶縁層１５１で埋め込まれている。このため、図７（ｂ）に示すように、第１金属層１０２は、第１電極３１の表面３１ｓおよび第２電極３２の表面３２ｓと第１絶縁層１５１の表面とを連続して覆うように形成される。
【００４７】
［第２金属層を形成する工程（Ｓ４、工程（ｄ））］
第１の実施形態と同様にして、第２金属層２０２を形成する。第１配線端子２３１および第２配線端子２３２は第２絶縁層１５２で埋め込まれている。このため、図７（ｂ）に
示すように、第２金属層２０２は、第１配線端子２３１の表面２３１ｓおよび第２配線端子２３２の表面２３２ｓと第２絶縁層１５２の表面とを連続して覆うように形成される。
【００４８】
［第１電極および第２電極と第１配線端子および第２配線端子との接合工程（Ｓ５、工程（ｅ））］
原子拡散接合により、第１電極３１と第１配線端子２３１、および第２電極３２と第２配線端子２３２とを電気的に接続する。図７（ｃ）に示すように、第１金属層１０２および第２金属層２０２が、支持体１０１側および基台２０１側に同一面上に形成されている場合、第１金属層１０２および第２金属層２０２は、第１部分１１１および第２部分１１２だけでなく略全面で接触し、原子拡散接合により接合される。従って、第１金属層１０２と第２金属層２０２とが接合されることで、第１部分１１１、第２部分１１２および第３部分１１３を含む一体的な第３金属層１０４が形成される。このように第１絶縁層１５１と第２絶縁層１５２とが第３金属層１０４を介して接合されることで、個片化後に得られる半導体装置の放熱性を向上させることができる。
【００４９】
［第１金属層および前記第２金属層の絶縁化、または、除去工程（Ｓ６、工程（ｆ））］
前の工程で形成された第３金属層１０４のうち、第１部分１１１および第２部分１１２以外の第３部分１１３は、第１絶縁層１５１および第２絶縁層１５２に接している。このため、第３金属層１０４の第３部分１１３には、第１絶縁層１５１および第２絶縁層１５２から酸素が拡散され、酸化されると考えられる。または、第３金属層１０４の第３部分１１３から第１絶縁層１５１および第２絶縁層１５２に金属が拡散され、酸化されると考えられる。または、第３金属層１０４の第３部分１１３の原子間距離が拡大され、電気的なつながりが失われると考えられる。したがって、第３金属層１０４の第３部分１１３は絶縁化され導電性を有していないと考えられる。
【００５０】
以下、第１の実施形態と同様に支持体１０１を除去したり、半導体素子１ごとに個片化したりすることができる。
【００５１】
本実施形態によれば、半導体素子１の周囲は第１絶縁層１５１で覆われるため、半導体素子１を外気等からより確実に保護し半導体素子１の信頼性を高めることができるとともに、半導体素子１で発生する熱をより効率的に放熱することができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、基台２０１側にも第２絶縁層１５２を設けたが、第２絶縁層１５２は設けなくてもよい。この場合には、第１金属層１０２と第２金属層２０２とは、第１電極３１と第１配線端子２３１との間の第１部分１１１および第２電極３２と第２配線端子２３２との間の第２部分１１２でのみ接触する。このため、第１の実施形態と同様の方法によって、第１金属層１０２および第２金属層２０２の第１部分１１１および第２部分１１２以外の部分を絶縁化する、または、除去することができる。また、この場合でも半導体素子１の周囲には第１絶縁層１５１が設けられているため、上述した第１絶縁層による効果を得ることができる。
【００５３】
（第３の実施形態）
図８は本実施形態の半導体装置の製造方法におけるフローチャートであり、図９は本実施形態の半導体装置の製造方法における各工程の断面を示す模式断面図である。第３の実施形態の半導体装置の製造方法は、第１電極３１および第２電極３２と第１配線端子２３１および第２配線端子２３２との接合に、表面活性化接合を用いる点で第１の実施形態の製造方法とは異なる。図８および図９を参照しながら、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。
【００５４】
表面活性化接合は、接合対象である２つの部材の表面を活性化し、２つの部材を接触させることによって、それらの部材を構成する原子間に原子間結合を形成させる方法である。本実施形態では、第１の実施形態で用いた第１金属層１０２および第２金属層２０２のうち、少なくとも１つを形成し、金属層を形成しなかった側に位置する電極または配線端子の表面を活性化させる。活性化した電極または配線端子は金属で形成されているため、活性化した電極または配線端子の表面と、第１金属層１０２または第２金属層２０２とで接合される。第１金属層１０２および第２金属層２０２の両方を形成する場合には、一方の金属層表面を活性化させる点を除けば実質的には原子拡散接合と同じである。
【００５５】
具体的には、図８および図９（ａ）に示すように、第１の実施形態と同様にして、支持体１０１および基台２０１を準備する（Ｓ１、Ｓ２）。次に、第１金属層１０２および第２金属層２０２のいずれか一方または両方を形成する（Ｓ１３）。図９（ｂ）では、支持体１０１に第１金属層１０２のみを形成している。
【００５６】
次に、金属層を形成していない基台２０１の表面の活性化を行う。活性化は、スパッタリング装置等を用いて行い、基台２０１の表面をＡｒ等のキャリアガスのイオンまたはプラズマ３０１に曝すことによって行う。半導体素子１をイオンまたはプラズマ３０１に曝すことが好ましくない場合には、少なくとも第１金属層１０２を支持体１０１に形成し、第１配線端子２３１および第２配線端子２３２を活性化させて接合することが好ましい。
【００５７】
これらの工程により、第１配線端子２３１の表面２３１ｓおよび第２配線端子２３２の表面２３２ｓを活性化させ、第１金属層１０２と接触させることにより接合される。つまり、第１部分１１１および第２部分１１２において、第１金属層１０２と第１配線端子２３１および第２配線端子２３２とが電気的に接続され、かつ機械的に接合される（Ｓ１５）。
【００５８】
以下、第１金属層１０２の絶縁化、または、除去工程（Ｓ６）、支持体１０１の除去工程（Ｓ７）および半導体素子１の個別化工程（Ｓ８）は第１の実施形態と同様に行うことができる。
【００５９】
（第４の実施形態）
図１０は本実施形態の半導体装置の製造方法における各工程の断面を示す模式断面図である。第４の実施形態の半導体装置の製造方法は、表面活性化接合を用いる点で、第２の実施形態の半導体装置の製造方法と異なる。図８および図１０を参照しながら、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。
【００６０】
図８および図１０（ａ）に示すように、第２の実施形態と同様にして、第１絶縁層１５１および第２絶縁層１５２が形成された支持体１０１および基台２０１を準備する（Ｓ１、Ｓ２）。次に、第１金属層１０２および第２金属層２０２のいずれか一方または両方を形成する（Ｓ１３）。図９（ｂ）では、支持体１０１の第１絶縁層１５１の表面、第１電極３１および第２電極３２の表面にのみ第１金属層１０２を形成している。
【００６１】
次に金属層を形成していない基台２０１に設けられた第１配線端子２３１の表面２３１ｓおよび第２配線端子２３２の表面２３２ｓの活性化を行う。本実施形態における活性化は、第３の実施形態と同様に行うことができる。
【００６２】
これにより、第１配線端子２３１の表面２３１ｓおよび第２配線端子２３２の表面２３２ｓが活性化され、支持体１０１側に形成された第１金属層１０２と接触することにより接合される。その結果、第１部分１１１および第２部分１１２において、第１金属層１０２と第１配線端子２３１および第２配線端子２３２が電気的に接続され、かつ機械的に接
合される。
【００６３】
以下の、第１金属層１０２の絶縁化、または、除去工程（Ｓ６）、支持体１０１の除去工程（Ｓ７）および半導体素子１の個別化工程（Ｓ８）は第１の実施形態と同様に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の半導体装置の製造方法は、ＬＥＤ、ＦＥＴ等種々の半導体素子を用いる種々の用途の半導体装置に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００６５】
１    半導体素子
１０  基板
２０  半導体構造
２０ａ  凹部
２０ｓ  第１主面
２０ｒ  第２主面
２１  ｎ側半導体層
２２  活性層
２３  ｐ側半導体層
２４  全面電極
３１  第１電極
３１ｓ  第１電極の表面
３２  第２電極
３２ｓ  第２電極の表面
１０１支持体
１０１ａ  支持体の主面
１０２  第１金属層
１０４  第３金属層
１１１  第１部分
１１２  第２部分
１１３  第３部分
１５１  第１絶縁層
１５２  第２絶縁層
２０１  基台
２０１ａ  基台の主面
２０２  第２金属層
２３１  第１配線端子
２３１ｓ  第１配線端子の表面
２３２  第２配線端子
２３２ｓ  第２配線端子の表面
３０１プラズマ
【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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