(57)【要約】【課題】半導体発光素子のｐ型電極およびｎ型電極が平面視で狭い間隔で隣接して形成されている場合でも、金属バンプによる十分な接続面積を確保することで放熱性を高めつつ短絡が生じにくいものを提供する。【解決手段】半導体発光装置は、基板１１上の一面に形成された半導体発光素子と、基体と、第一金属バンプ３と第二金属バンプ４を有する。半導体発光素子は、平面視で隣接して形成されたｎ型電極１５とｐ型電極１６を有する。基体は、基板１１の一面と向かい合う対向面に、ｎ型電極１５およびｐ型電極１６に対応するｎ型電極およびｐ型電極を有する。第一金属バンプ３はｎ型電極１５と基体のｎ型電極を、第二金属バンプ４はｐ型電極１６と基体のｐ型電極を電気的に接続する。第一金属バンプ３および第二金属バンプ４の少なくとも一方は、平面形状が楕円である楕円バンプを含む。【選択図】図５
2019029495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一面上に形成された半導体発光素子であって、平面視で隣接して形成されたｎ型電極およびｐ型電極を有する半導体発光素子と、
前記一面と向かい合う対向面を有する基体であって、前記対向面に、前記ｎ型電極および前記ｐ型電極に対応するｎ型電極およびｐ型電極が形成されている基体と、
前記半導体発光素子の前記ｎ型電極と前記基体の前記ｎ型電極とを電気的に接続している第一金属バンプと、
前記半導体発光素子の前記ｐ型電極と前記基体の前記ｐ型電極とを電気的に接続している第二金属バンプと、
を備え、
前記第一金属バンプおよび前記第二金属バンプの少なくとも一方は、平面形状が楕円である楕円バンプを含む半導体発光装置。
【請求項２】
前記楕円バンプは、楕円の短径Ｙに対する長径Ｘの比（Ｘ／Ｙ）が１．１以上２．０以下である請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
基板の一面上に形成された半導体発光素子であって、平面視で隣接して形成されたｎ型電極およびｐ型電極を有する半導体発光素子と、
前記一面と向かい合う対向面を有する基体であって、前記対向面に、前記ｎ型電極および前記ｐ型電極に対応するｎ型電極およびｐ型電極が形成されている基体と、
前記半導体発光素子の前記ｎ型電極と前記基体の前記ｎ型電極とを電気的に接続している第一金属バンプと、
前記半導体発光素子の前記ｐ型電極と前記基体の前記ｐ型電極とを電気的に接続している第二金属バンプと、
を備え、
前記第一金属バンプおよび前記第二金属バンプの少なくとも一方は、複数の楕円同士が、その一部を長径方向で重ねて結合された平面形状の楕円結合バンプを含む半導体発光装置。
【請求項４】
前記楕円結合バンプは同じ楕円が結合されたものであり、全体の長径方向の寸法をＣ、各楕円の短径をＹ、結合された楕円の数をｎとしたとき下記の(1)式を満たす請求項３記載の半導体発光装置。
０．５≦（Ｃ／Ｙ）／ｎ≦２．０…(1)
【請求項５】
前記半導体発光素子の前記ｎ型電極、前記半導体発光素子の前記ｐ型電極、前記基体の前記ｎ型電極、および前記基体の前記ｐ型電極の少なくともいずれかは、第一方向の寸法が前記第一方向と直交する第二方向の寸法より大きい帯状電極部を有し、
前記楕円バンプまたは前記楕円結合バンプは前記帯状電極部上に形成され、
前記帯状電極部の第一方向と、前記楕円金属バンプまたは前記楕円結合バンプの長径方向と、が一致している請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記半導体発光素子のｎ型電極と前記基体のｎ型電極とが複数の前記第一金属バンプで接続され、
前記半導体発光素子のｐ型電極と前記基体のｐ型電極とが複数の前記第二金属バンプで接続され、
前記複数の第一金属バンプおよび前記複数の第二金属バンプは、それぞれ、平面視で、前記半導体発光素子の平面形状の中心を通り前記楕円の長径方向と平行な直線に対して線対称に配置されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記半導体発光素子の発光ピーク波長の範囲が２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載された半導体発光装置の製造方法であって、
前記半導体発光素子の前記ｎ型電極と前記基体の前記ｎ型電極とを前記第一金属バンプで電気的に接続すると同時に、前記半導体発光素子の前記ｐ型電極と前記基体の前記ｐ型電極とを第二金属バンプで電気的に接続する実装工程を有し、
前記実装工程は、
金属ワイヤの先端に形成された金属ボールを、前記基体または前記半導体発光素子の前記ｎ型電極および前記ｐ型電極上に置き、
前記半導体発光素子または前記基体の前記ｎ型電極および前記ｐ型電極を、前記金属ボールを挟んで、前記基体または前記半導体発光素子の前記ｎ型電極および前記ｐ型電極上に重ね、
前記半導体発光素子または前記基体を一方向に超音波振動させながら前記金属ボールを押しつぶす力を加えることで、前記金属ボールを超音波振動方向に延ばすことにより、
前記第一金属バンプおよび前記第二金属バンプとして、長径方向が前記超音波振動方向と平行な前記楕円バンプおよび前記楕円結合バンプのいずれかを形成する工程である半導体発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体発光装置は、発光層である窒化物半導体活性層の組成を制御することにより深紫外から赤外まで発光波長を制御することができ、照明や計測器用光源、殺菌光源など様々な用途で利用されている。
窒化物半導体発光装置の一般的な形態では、窒化物半導体発光素子（半導体チップ）が、外部金属線との接続部を有する回路基板に実装されている。この形態の一つであるフリップチップ構造の窒化物半導体発光装置では、半導体チップの一方の面にｐ型電極とｎ型電極が形成され、この面とパッケージ基板とを対向させて金ボールなどで接続され、半導体チップの他方の面から光が放射される。このｐ型電極およびｎ型電極は、パッケージ基板上の対応する正極電極金属線、負極電極金属線と電気的に接合され、外部からの電圧印加により電流を半導体チップへ流す役割を担う。
【０００３】
特許文献１には、ワイヤボンデイング法で形成された金属バンプであっても、メッキ法で形成されたバンプと同等の接続面積を確保できるようにする方法が記載されている。この方法は、金属ワイヤの先端に形成された金属ボールを半導体チップに置き、金属ボールを残して金属ワイヤを切断した後、金属ボールの切断部を押圧して平坦化することで、直径が任意の大きさの平坦化バンプを得る方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３２０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の窒化物半導体発光装置などで、半導体発光素子のｐ型電極およびｎ型電極が平面視で狭い間隔で隣接して形成されている場合、ｐ型電極上の金属バンプがｎ型電極上にはみ出すことなどにより短絡が生じる恐れがある。
特許文献1には、このような金属バンプのはみ出しによる短絡の対策が記載されていない。
【０００６】
本発明の課題は、半導体発光素子が金属バンプによりパッケージ基板などの基体に電気的に接続されている半導体発光装置として、半導体発光素子のｐ型電極およびｎ型電極が平面視で狭い間隔で隣接して形成されている場合でも、金属バンプによる十分な接続面積を確保することで放熱性を高めつつ短絡が生じにくいものを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために、本発明の第一態様の半導体発光装置は、下記の構成要件(a)〜(e)を有する。
(a)基板の一面上に形成された半導体発光素子を備える。この半導体発光素子は、平面視で隣接して形成されたｎ型電極およびｐ型電極を有する。
(b)基板の一面と向かい合う対向面を有する基体を備える。この対向面に、ｎ型電極およびｐ型電極に対応するｎ型電極およびｐ型電極が形成されている。
【０００８】
(c)半導体発光素子のｎ型電極と基体のｎ型電極とを電気的に接続している第一金属バンプを備える。
(d)半導体発光素子のｐ型電極と基体のｐ型電極とを電気的に接続している第二金属バンプを備える。
(e)第一金属バンプおよび第二金属バンプの少なくとも一方は、平面形状が楕円である楕円バンプを含む。
【０００９】
本発明の第二態様の半導体発光装置は、上記構成要件(a)〜(d)と下記の構成要件(f)を有する。
(f)第一金属バンプおよび第二金属バンプの少なくとも一方は、複数の楕円同士が、その一部を長径方向で重ねて結合された平面形状の楕円結合バンプを含む。
第一態様および第二態様の半導体発光装置を製造する方法は、下記の構成要件(g)(h)を有する。
【００１０】
(g)半導体発光素子のｎ型電極と基体のｎ型電極とを第一金属バンプで電気的に接続すると同時に、半導体発光素子のｐ型電極と基体のｐ型電極とを第二金属バンプで電気的に接続する実装工程を有する。
(h)実装工程では、先ず、金属ワイヤの先端に形成された金属ボールを、基体または半導体発光素子のｎ型電極およびｐ型電極上に置き、半導体発光素子または基体のｎ型電極およびｐ型電極を、金属ボールを挟んで、基体または半導体発光素子のｎ型電極およびｐ型電極上に重ねる。次に、半導体発光素子または基体を一方向に超音波振動させながら金属ボールを押しつぶす力を加えることで、金属ボールを超音波振動方向に延ばす。これにより、第一金属バンプおよび第二金属バンプとして、長径方向が超音波振動方向と平行な楕円バンプおよび楕円結合バンプのいずれかを形成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の半導体発光装置は、半導体発光素子のｐ型電極およびｎ型電極が平面視で狭い間隔で隣接して形成されている場合でも、金属バンプによる十分な接続面積を確保することで放熱性を高めつつ短絡が生じにくいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一実施形態の半導体発光装置を示す平面図である。
【図２】図１の部分断面図であって、Ａ−Ａ断面が示されている。
【図３】第一実施形態および第二実施形態の半導体発光装置を構成する半導体発光素子を示す平面図である。
【図４】第一実施形態および第二実施形態の半導体発光装置を構成する基体を示す平面図である。
【図５】第一実施形態の半導体発光素子の電極と金属バンプとの関係を示す平面図であって、Ａ−Ａ断面が図２に示されている。
【図６】第一実施形態の半導体発光装置の製造方法（実装工程）を説明する図であって、図４の部分拡大図に対応し、基体のｎ型電極部およびｐ型電極部上に金属ボールを配置した状態を示す平面図である。
【図７】実施形態の半導体発光装置の製造方法（実装工程）を説明する図であって、超音波接合を実施している状態を示す側面図である。
【図８】楕円バンプの形成方法について説明する平面図および側面図である。
【図９】第二実施形態の半導体発光装置を示す平面図である。
【図１０】第二実施形態の半導体発光素子の電極と金属バンプとの関係を示す平面図である。
【図１１】楕円結合バンプの形状を説明する平面図である。
【図１２】第二実施形態の半導体発光装置の製造方法（実装工程）を説明する図であって、図９の部分拡大図に対応し、基体のｎ型電極部およびｐ型電極部上に金属ボールを配置した状態を示す平面図である。
【図１３】楕円結合バンプの形成方法について説明する平面図および側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、この発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定はこの発明の必須要件ではない。
［第一実施形態］
＜構成＞
図１に示すように、第一実施形態の半導体発光装置１０は、半導体チップ（半導体発光素子）１と、パッケージ基板（基体）２と、第一金属バンプ３と、第二金属バンプ４と、を有する。
図２に示すように、半導体チップ１は、基板１１の一面１１０上に半導体発光素子が形成されたものであり、基板１１と、ｎ型窒化物半導体層１２と、窒化物半導体活性層１３と、ｐ型窒化物半導体層１４と、ｎ型電極１５と、ｐ型電極１６を有する。つまり、半導体チップ１は窒化物半導体発光ダイオードである。
【００１４】
ｎ型窒化物半導体層１２は、基板１１の一面１１０上に形成されている。ｎ型窒化物半導体層１２は、厚い部分１２１と、それ以外の部分である薄い部分１２２を有する。窒化物半導体活性層１３は、ｎ型窒化物半導体層１２の厚い部分１２１に形成されている。ｐ型窒化物半導体層１４は、窒化物半導体活性層１３上に形成されている。ｎ型電極１５は、ｎ型窒化物半導体層１２の薄い部分１２２に形成されている。ｐ型電極１６は、ｐ型窒化物半導体層１４上に形成されている。なお、半導体チップ１は、ｎ型窒化物半導体層１２の厚い部分１２１、窒化物半導体活性層１３、ｐ型窒化物半導体層１４、およびｐ型電極１６と、ｎ型電極１５とを絶縁する絶縁層を有するが、図２では省略されている。
【００１５】
半導体チップ１は、ピーク波長範囲が２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の紫外線光を発光する素子である。基板１１は例えばＡｌＮ基板、ＧａＮ基板、サファイア基板である。ｎ型窒化物半導体層１２は例えばｎ−ＡｌＧａＮ層、ｎ−ＧａＮ層である。窒化物半導体活性層１３は、例えば、ＡｌＧａＮからなる量子井戸層とＡｌＧａＮからなる電子バリア層とからなる多重量子井戸構造（ＭＱＷ）を有する層である。ｐ型窒化物半導体層３４は、例えばｐ−ＡｌＧａＮ層、ｐ−ＧａＮ層である。
【００１６】
図３に示すように、半導体チップ１の平面形状は長方形である。なお、半導体チップ１の平面形状は、縦横の長さが異なる狭義の長方形に限定されるものではなく、四辺の長さが等しい長方形（即ち、正方向）でも構わない。ｎ型電極１５およびｐ型電極１６は、それぞれ、平面視で、半導体チップ１をなす長方形の中心Ｃ１を通り、その長方形の一辺と平行な直線Ｌ１１と、この直線Ｌ１１に直交する直線Ｌ１２の両方に対して線対称に形成されている。
【００１７】
ｐ型電極１６の平面形状は、直線Ｌ１１に沿った二本の棒状部１６１，１６２と、隣り合う棒状部１６１と棒状部１６２との間に位置する一つの繋ぎ部１６４とからなる。ここで、棒状部１６１，１６２の繋ぎ部１６４に隣接していない部分が、長さ（第一方向の寸法）が幅（第一方向と直交する第二方向の寸法）より大きい帯状電極部１６１ａ，１６２ａとなっている。
【００１８】
また、棒状部１６１，１６２の長さ方向両端は半円状の凸部となっている。繋ぎ部１６４の棒状部１６１，１６２の長さ方向と平行な方向での両端が半円状の凹部となっている。
ｎ型電極１５の平面形状は、帯状電極部１５１と、帯状電極部１５１以外の部分である周辺部１５２と、からなる。帯状電極部１５１は、ｐ型電極１６の棒状部１６１と棒状部１６２とで挟まれた部分である。
【００１９】
このように、ｎ型電極１５の帯状電極部１５１と、ｐ型電極１６の帯状電極部１６１ａ，１６２ａとが、平面視で隣接して形成されている。つまり、半導体チップ１は、平面視で隣接して形成されたｎ型電極およびｐ型電極を有する。
図２および図４に示すように、パッケージ基板２は、半導体チップ１の基板１１の一面１１０と向かい合う対向面２１１を有する。
【００２０】
また、図４に示すように、パッケージ基板２は、絶縁性基板２１と、絶縁性基板２１の対向面２１１上に形成されたｎ型電極２５とｐ型電極２６を有する。パッケージ基板２の平面視で長方形の中央部２０が半導体チップ１を配置する部分である。この中央部２０に、半導体チップ１のｎ型電極１５に対応するｎ型電極部２５０と、半導体チップ１のｐ型電極１６に対応するｐ型電極部２６０が形成されている。
【００２１】
具体的に、ｎ型電極部２５０は、ｎ型電極１５の帯状電極部１５１と対向する部分を含む帯状電極部２５１と、ｎ型電極１５の周辺部１５２のうち直線Ｌ１２に沿った方向で外側となる部分と対向する縁部２５２を有する。ｐ型電極部２６０は、ｐ型電極１６の棒状部１６１，１６２と対向する帯状電極部２６１，２６２を有する。
そして、図２に示すように、半導体チップ１のｎ型電極１５の帯状電極部１５１とパッケージ基板２のｎ型電極部２５０の帯状電極部２５１が、第一金属バンプ３で電気的に接続され、ｎ型電極１５の周辺部１５２とｎ型電極部２５０の縁部２５２が、第一金属バンプ３で電気的に接続されている。また、半導体チップ１のｐ型電極１６の棒状部１６１，１６２とパッケージ基板２のｐ型電極部２６０の帯状電極部２６１，２６２が、第二金属バンプ４で電気的に接続されている。
【００２２】
つまり、第一金属バンプ３および第二金属バンプ４により、半導体チップ１がパッケージ基板２にフリップチップ実装されている。第一金属バンプ３および第二金属バンプ４は例えば金バンプである。
また、図２に示すように、半導体チップ１のｎ型電極１５とパッケージ基板２のｎ型電極部２５０との間隔（半導体発光装置１０の厚さ方向での寸法）は、半導体チップ１のｐ型電極１６とパッケージ基板２のｐ型電極部２６０との間隔よりも大きい。しかし、第一金属バンプ３よりも第二金属バンプ４の方が半導体発光装置１０の厚さ（パッケージ基板２と半導体チップ１の裏面同士の間隔）方向での寸法が小さいことで、半導体発光装置１０の厚さが均一になっている。
【００２３】
＜金属バンプの平面形状と平面視での配置＞
図５に示すように、第一金属バンプ３および第二金属バンプ４の平面形状は楕円である。また、第一金属バンプ３および第二金属バンプ４は、それぞれ、平面視で、半導体チップ１の平面形状の中心Ｃ１を通る直線Ｌ１１とこの直線Ｌ１１に直交する直線Ｌ１２の両方に対して線対称に配置されている。
【００２４】
また、楕円バンプである第一金属バンプ３および第二金属バンプ４の長径方向が、直線Ｌ１１と平行である。つまり、ｎ型電極１５およびｐ型電極１６の帯状電極部の長さ方向と、楕円バンプ（第一金属バンプ３および第二金属バンプ４）の長径方向とが一致している。
このように、半導体発光装置１０では、半導体チップ１のｐ型電極１５およびｎ型電極１６が、平面視で狭い間隔で隣接して形成されているが、上記配置の第一金属バンプ３および第二金属バンプ４によって、十分な接続面積が確保されつつ短絡が生じにくい状態で、パッケージ基板２のｐ型電極部２５０およびｎ型電極部２６０と電気的に接合されている。
【００２５】
また、第一金属バンプ３および第二金属バンプ４は、半導体チップ１で発生した熱をパッケージ基板２へ逃がす放熱作用も有するが、第一金属バンプ３および第二金属バンプ４が、それぞれ、平面視で、直線Ｌ１１と直線Ｌ１２の両方に対して線対称に配置されていることで、面内で均一な放熱作用を得ることもできる。なお、第一金属バンプ３および第二金属バンプ４が、それぞれ、平面視で、直線Ｌ１１に対してのみ線対称に配置されている場合でも、直線Ｌ１１とＬ１２のいずれに対しても線対称でない場合と比較して、面内での放熱作用の不均一性を改善することができる。
【００２６】
楕円バンプである第一金属バンプ３および第二金属バンプ４は、楕円の短径Ｙに対する長径Ｘの比（Ｘ／Ｙ）が１．１以上２．０以下である。比（Ｘ／Ｙ）が１．１未満の楕円は製造バラツキにより真円も含まれる可能性が高いため、比（Ｘ／Ｙ）の下限値を１．１とした。比（Ｘ／Ｙ）が２．０を超える楕円の金属バンプは、金属ボールが延性しにくいために得られにくいとともに、ボイドが発生し易くなるため好ましくない。
【００２７】
第一金属バンプ３および第二金属バンプ４が楕円バンプになっていることは、例えば、Ｘ線透過装置を用いて測定することができる。半導体発光装置１０の半導体チップ１の裏面からＸ線を照射することで、第一金属バンプ３および第二金属バンプ４の平面形状のＸ線画像を得ることができる。得られたＸ線画像から、測定ソフトを用い、楕円バンプの長径Ｘと短径Ｙ、楕円結合バンプの寸法Ｃと短径Ｙを測定する。例えば、管電圧が４０ｋＶ、管電流が１５０μＡ以上のＸ線透過装置を用いることで正確な測定が可能となる。
【００２８】
＜実装工程＞
半導体発光装置１０は、第一金属バンプ３および第二金属バンプ４を用いて半導体発光素子１をパッケージ基板２に実装する工程を経て製造される。この実装工程を以下に説明する。
先ず、ステージ上に、対向面２１１を上に向けてパッケージ基板２を置く。図６に示すように、パッケージ基板２のｎ型電極部２５０およびｐ型電極部２６０は、それぞれ、中央部２０をなす長方形の中心Ｃ２を通る直線Ｌ２１に対して線対称に形成されている。直線Ｌ２１は、パッケージ基板２の中心Ｃ２に半導体チップ１の中心Ｃ１を合わせて半導体チップ１を重ねた時に、上述の直線Ｌ１１と重なる線である。次に、パッケージ基板２のｎ型電極部２５０およびｐ型電極部２６０上の各位置に、１４個の金属ボール３０と６個の金属ボール４０を置く。
【００２９】
具体的には、ｎ型電極部２５０では、帯状電極部２５１の長手方向に沿って四個の金属ボール３０を、長手方向中央部（ｎ型電極１５の繋ぎ部１６４に対応する部分）を開けて二個ずつ等間隔で置くとともに、各縁部２５２の長手方向に沿って等間隔に五個ずつ置く。ｐ型電極部２６０では、帯状電極部２６１，２６２の長手方向に沿って三個の金属ボール４０を、それぞれ等間隔で置く。つまり、１４個の金属ボール３０と６個の金属ボール４０を、それぞれ、パッケージ基板２の中央部２０をなす長方形の中心Ｃ２を通る直線Ｌ２１と、この直線Ｌ２１と直交する直線（直線Ｌ１２と重なる直線）Ｌ２２の両方に対して線対称に配置する。
【００３０】
次に、図７に示すように、この状態のパッケージ基板２の上方に、超音波接合装置のノズル６に吸着された半導体チップ１を配置し、中心Ｃ１と中心Ｃ２を合わせ、直線Ｌ１１と直線Ｌ２１を合わせる。次に、ステージ５を加熱するとともに、ノズル６の振動方向Ｄを直線Ｌ１１，Ｌ２１の方向（棒状部１６１，１６２の長手方向）に合わせて超音波振動させながら下向きの力Ｆを加える。
【００３１】
これに伴い、平面形状が円形である金属ボール３０，４０の平面形状が超音波振動方向に延ばされながら潰されて、超音波接合が行われる。その結果、図５に示すように、円形の金属ボール３０は、それぞれ、長径方向が直線Ｌ１１と平行な楕円形状を有する第一金属バンプ３になり、円形の金属ボール４０もそれぞれ長径方向が直線Ｌ１１と平行な楕円形状を有する第二金属バンプ４となる。また、全ての第一金属バンプ３および全ての第二金属バンプ４が、それぞれ、平面視で、直線Ｌ１１および直線Ｌ１２の両方に対して線対称に配置された状態となる。
【００３２】
この超音波接合の条件としては、例えば、超音波振動条件は８０ｍＷ以上２３０ｍＷ以下、好ましくは１７０ｍＷ以上２３０ｍＷ以下、ステージ５の温度は１５０℃以上２５０℃以下、好ましくは１８０℃以上２３０℃以下、ノズル６の温度は１５０℃以上２００℃以下、好ましくは１５０℃以上１８０℃以下とする。
ここで、図２に示すように、半導体チップ１のｎ型電極１５およびパッケージ基板２のｎ型電極部２５０との間隔が、半導体チップ１のｐ型電極１６とパッケージ基板２のｐ型電極部２６０との間隔より広いため、金属ボール３０，４０の配置に偏りがあると、半導体チップ１がパッケージ基板２に対して傾いて配置され、金属ボール３０，４０が斜めに変形する可能性がある。
【００３３】
これに対して、この実施形態では、全ての金属ボール３０と全ての金属ボール４０が、それぞれ、パッケージ基板２上の直線Ｌ２１および直線Ｌ２２に対して線対称に配置されているため、全ての金属ボール４０の押しつぶしが始まった後に全ての金属ボール３０の押しつぶしが始まる。これにより、半導体チップ１からパッケージ基板２に対して面内で均等な力が働き、半導体チップ１がパッケージ基板２に対して傾かずに配置され、金属ボール３０，４０が斜めに変形することが防止される。
その結果、超音波接合が良好に行われて、半導体発光装置１０の厚さ（半導体チップ１とパッケージ基板２の裏面同士の間隔）を均一にすることができる。
【００３４】
＜実装工程の効果＞
図８に示すように、楕円バンプ３Ａ，４Ａは、パッケージ基板２のｎ型電極部２５０およびｐ型電極部２６０上に置かれた円形の金属ボール３０，４０が、超音波振動方向Ｄに延ばされながらつぶれることで形成される。これにより、ｎ型電極部２５０およびｐ型電極部２６０が平面視で狭い間隔で隣接して形成されている場合でも、楕円バンプ３Ａ，４Ａにより十分な接続面積を確保しながら短絡が生じにくくなる。
これに対して、図１２に二点鎖線で示すように、超音波振動をかけずに押しつぶすことで十分な接続面積を確保するために大きな円形の金属バンプ３００，４００が形成された場合は、短絡が生じる恐れがある。
【００３５】
［第二実施形態］
＜構成＞
図９に示すように、第二実施形態の半導体発光装置１０Ａは、半導体チップ（半導体発光素子）１と、パッケージ基板（基体）２と、第一金属バンプ３１，３２と、第二金属バンプ４１と、を有する。第一金属バンプ３１，３２および第二金属バンプ４１は楕円結合バンプである。これ以外の点は第一実施形態の半導体発光装置１０と同じである。
【００３６】
つまり、第一実施形態の半導体発光装置１０が楕円バンプである第一金属バンプ３および第二金属バンプ４を有するのに対して、第二実施形態の半導体発光装置１０Ａは、楕円結合バンプである第一金属バンプ３１，３２および第二金属バンプ４１を有する。よって、図２で第一金属バンプ３および第二金属バンプ４を第一金属バンプ３１，３２および第二金属バンプ４１とした図は、図９のＡ−Ａ断面図となる。
【００３７】
＜金属バンプの平面形状と平面視での配置＞
図１０に示すように、第一金属バンプ３１は、二個（複数）の同じ楕円３１ａ，３１ｂが、各楕円３１ａ，３１ｂの一部を長径方向で重ねて結合された平面形状のバンプ（楕円結合バンプ）である。第一金属バンプ３２は、六個（複数）の同じ楕円３２ａ〜３２ｆが、各楕円３２ａ〜３２ｆの一部を長径方向で重ねて結合された平面形状のバンプ（楕円結合バンプ）である。第二金属バンプ４１は、四個（複数）の同じ楕円４１ａ〜４１ｄが、各楕円４１ａ〜４１ｄの一部を長径方向で重ねて結合された平面形状のバンプ（楕円結合バンプ）である。
【００３８】
また、第一金属バンプ３１，３２および第二金属バンプ４１は、それぞれ、平面視で、半導体チップ１の平面形状の中心Ｃ１を通る直線Ｌ１１とこの直線Ｌ１１に直交する直線Ｌ１２の両方に対して線対称に配置されている。
また、第一金属バンプ３１，３２および第二金属バンプ４１の長径方向が、直線Ｌ１１と平行である。つまり、ｎ型電極１５およびｐ型電極１６の帯状電極部の長さ方向と、楕円結合バンプ（第一金属バンプ３１，３２および第二金属バンプ４１）の長径方向とが一致している。
【００３９】
このように、半導体発光装置１０Ａでは、半導体チップ１のｐ型電極１５およびｎ型電極１６が、平面視で狭い間隔で隣接して形成されているが、上記配置の第一金属バンプ３１，３２および第二金属バンプ４１によって、十分な接続面積が確保されつつ短絡が生じにくい状態で、パッケージ基板２のｐ型電極部２５０およびｎ型電極部２６０と電気的に接合されている。
【００４０】
また、第一金属バンプ３１，３２および第二金属バンプ４１は、半導体チップ１で発生した熱をパッケージ基板２へ逃がす放熱作用も有するが、第一金属バンプ３１，３２および第二金属バンプ４１が、それぞれ、平面視で、直線Ｌ１１と直線Ｌ１２の両方に対して線対称に配置されていることで、面内で均一な放熱作用を得ることもできる。なお、第一金属バンプ３１，３２および第二金属バンプ４１が、それぞれ、平面視で、直線Ｌ１１に対してのみ線対称に配置されている場合でも、直線Ｌ１１とＬ１２のいずれに対しても線対称でない場合と比較して、面内での放熱作用の不均一性を改善することができる。
【００４１】
楕円結合バンプである第一金属バンプ３１，３２および第二金属バンプ４１は、図１１に示すように、全体の長径方向の寸法をＣ、各楕円の短径をＹ、結合された楕円の数をｎとしたとき下記の(1)式を満たしている。
０．５≦（Ｃ／Ｙ）／ｎ≦２．０…(1)
「（Ｃ／Ｙ）／ｎ」が０．５より小さくなると円形に近くなるため、楕円結合バンプとすることで得られる作用（平面形状が一方向に長い形状となること）が小さくなり、得られる効果（平面積を大きくしつつ短絡が生じにくくなる）も小さくなる。「（Ｃ／Ｙ）／ｎ」が２．０を超える楕円結合金属バンプは、金属ボールが延性しにくいために得られにくいとともに、ボイドが発生し易いくなるため好ましくない。
【００４２】
なお、ｎ＝２の場合、（Ｃ／Ｙ）／ｎ＝０．５ではＣ／Ｙ＝１となり、円を意味するため、厳密には、ｎ＝２の場合は０．５＜（Ｃ／Ｙ）／ｎ≦２．０を満たすものとすべきであるが、円形バンプは楕円結合バンプに含まれないため、(1)式で表すことに問題はない。
第一金属バンプ３１，３２および第二金属バンプ４１が楕円結合バンプになっていることは、第一実施形態に記載されたＸ線透過装置を用いた方法で測定することができる。
【００４３】
＜実装工程＞
半導体発光装置１０Ａは、第一金属バンプ３１，３２および第二金属バンプ４１を用いて半導体発光素子１をパッケージ基板２に実装する工程を経て製造される。この実装工程は、第一実施形態で説明した実装工程と、金属ボール３０，４０の個数および配置が異なるが、それ以外は第一実施形態で説明した実装工程と同じである。
【００４４】
つまり、図１２に示すように、パッケージ基板２のｎ型電極部２５０およびｐ型電極部２６０上の各位置に、１６個の金属ボール３０と８個の金属ボール４０を置く。
具体的には、ｎ型電極部２５０では、帯状電極部２５１の長手方向に沿って四個の金属ボール３０を、長手方向中央部（ｎ型電極１５の繋ぎ部１６４に対応する部分）を開けて二個ずつ等間隔で置くとともに、各縁部２５２の長手方向に沿って等間隔に六個ずつ置く。ｐ型電極部２６０では、帯状電極部２６１，２６２の長手方向に沿って四個の金属ボール４０を、それぞれ等間隔で置く。つまり、１６個の金属ボール３０と８個の金属ボール４０を、それぞれ、パッケージ基板２の中央部２０をなす長方形の中心Ｃ２を通る直線Ｌ２１と、この直線Ｌ２１と直交する直線（直線Ｌ１２と重なる直線）Ｌ２２の両方に対して線対称に配置する。
【００４５】
次に、第一実施形態と同じ方法で超音波接合を行う。その結果、図１０に示すように、円形の金属ボール３０，４０が直線Ｌ１１と平行な方向で結合されて、長径方向が直線Ｌ１１と平行な楕円結合形状の第一金属バンプ３１，３２および第二金属バンプ４１となる。また、全ての第一金属バンプ３および全ての第二金属バンプ４が、それぞれ、平面視で、直線Ｌ１１および直線Ｌ１２の両方に対して線対称に配置された状態となる。
なお、第二実施形態の実装工程では、第一実施形態の場合よりも金属ボール３０，４０の個数を多くすることと配置間隔を短くすることで、同じ大きさの金属ボール３０，４０を用いながら楕円結合バンプを形成している。
【００４６】
＜実装工程の効果＞
図１３に示すように、楕円結合バンプ３Ｂ，４Ｂは、パッケージ基板２のｎ型電極部２５０およびｐ型電極部２６０上に置かれた円形の金属ボール３０，４０が、超音波振動方向Ｄに延ばされながらつぶれることで形成される。これにより、ｎ型電極部２５０およびｐ型電極部２６０が平面視で狭い間隔で隣接して形成されている場合でも、楕円結合バンプ３Ｂ，４Ｂにより十分な接続面積を確保することで放熱性を高めつつ短絡が生じにくくなる。
これに対して、図１３に二点鎖線で示すように、超音波振動をかけずに押しつぶすことで十分な接続面積を確保するために大きな円形の金属バンプ３００，４００が形成された場合は、短絡が生じる恐れがある。
【符号の説明】
【００４７】
１０  半導体発光装置
１  半導体チップ（半導体発光素子）
１１  基板
１１０  基板の一面
１２  ｎ型窒化物半導体層
１３  窒化物半導体活性層
１４  ｐ型窒化物半導体層
１５  半導体チップのｎ型電極
１５１  帯状電極部（半導体発光素子のｎ型電極の帯状電極部）
１６  半導体チップのｐ型電極
１６１ａ，１６２ａ  帯状電極部（半導体発光素子のｐ型電極の帯状電極部）
２  パッケージ基板（基体）
２１１  対向面（基板の一面と向かい合う面）
２５  パッケージ基板のｎ型電極
２５１  帯状電極部（基体のｎ型電極の帯状電極部）
２６  パッケージ基板のｐ型電極
２６１，２６２  帯状電極部（基体のｐ型電極の帯状電極部）
３  第一金属バンプ（楕円バンプ）
３Ａ  楕円バンプ
３Ｂ  楕円結合バンプ
３１  第一金属バンプ（楕円結合バンプ）
３１ａ，３１ｂ  楕円結合バンプを構成する楕円
４  第二金属バンプ（楕円バンプ）
４１  第二金属バンプ（楕円結合バンプ）
４２  第二金属バンプ（楕円結合バンプ）
４１ａ〜４１ｆ  楕円結合バンプを構成する楕円
４２ａ〜４２ｄ  楕円結合バンプを構成する楕円
４Ａ  楕円バンプ
４Ｂ  楕円結合バンプ
５  ステージ
６  超音波接合装置のノズル
３００，４００  円形の金属バンプ
【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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