(57)【要約】【課題】信頼性が高い半導体発光装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る半導体発光装置は、半導体層と、前記半導体層の下面及び側面を覆い、前記半導体層の側方において前記半導体層の上面よりも上方に突出した封止部材と、前記半導体層及び前記封止部材の上方に設けられた蛍光体層と、前記半導体層及び前記蛍光体層と、前記封止部材との間に設けられた絶縁膜と、を備える。前記封止部材の突出部の角部は丸められている。【選択図】図１
2015079929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方から見て、角部が丸められている半導体層と、
前記半導体層の下面及び側面を覆い、前記半導体層の側方において前記半導体層の上面よりも上方に突出した封止部材と、
前記半導体層及び前記封止部材の上方に設けられた蛍光体層と、
前記半導体層及び前記蛍光体層と、前記封止部材との間に設けられた絶縁膜と、
を備え、
前記封止部材は、
金属部分と、
樹脂部分と、
を有し、
前記封止部材の突出部の角部は前記金属部分によって形成されており、前記角部は丸められており、その曲率半径が１μｍ以上であり、
前記突出部における前記半導体層に対向した側面は、垂直面に対して、上方に向かうほど前記半導体層から離れる方向に傾斜している半導体発光装置。
【請求項２】
半導体層と、
前記半導体層の下面及び側面を覆い、前記半導体層の側方において前記半導体層の上面よりも上方に突出した封止部材と、
前記半導体層及び前記封止部材の上方に設けられた蛍光体層と、
前記半導体層及び前記蛍光体層と、前記封止部材との間に設けられた絶縁膜と、
を備え、
前記封止部材の突出部の角部は丸められている半導体発光装置。
【請求項３】
前記角部の曲率半径が１μｍ以上である請求項２記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記封止部材は、
前記角部を構成する金属部分と、
樹脂部分と、
を有する請求項２または３に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記突出部における前記半導体層に対向した側面は、垂直面に対して、上方に向かうほど前記半導体層から離れる方向に傾斜している請求項２〜４のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【請求項６】
上方から見て、前記半導体層の角部が丸められている請求項２〜５のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【請求項７】
半導体層と、
前記半導体層の下面及び側面を覆い、前記半導体層の側方において前記半導体層の上面よりも上方に突出した封止部材と、
前記半導体層及び前記封止部材の上方に設けられた蛍光体層と、
前記半導体層及び前記蛍光体層と、前記封止部材との間に設けられた絶縁膜と、
を備え、
上方から見て、前記半導体層の角部が丸められている半導体発光装置。
【請求項８】
半導体層と、
前記半導体層の下面及び側面を覆う封止部材と、
前記半導体層及び前記封止部材の上方に設けられた蛍光体層と、
前記半導体層と前記封止部材との間に設けられた絶縁膜と、
を備え、
外周部には前記絶縁膜が設けられておらず、前記蛍光体層が前記封止部材に接している半導体発光装置。
【請求項９】
半導体層と、
前記半導体層に接続された電極と、
前記半導体層及び前記電極からなる構造体の下面及び側面を覆う封止部材と、
前記半導体層及び前記封止部材の上方に設けられた蛍光体層と、
前記半導体層と前記封止部材との間に設けられた絶縁膜と、
を備え、
前記封止部材は、
金属部分と、
樹脂部分と、
を有し、
前記金属部分の端部は、前記絶縁膜を介して前記電極の端部に乗り上げている半導体発光装置。
【請求項１０】
前記電極は前記半導体層の下面上に配置されており、
前記半導体層の側面上には前記金属部分の一部が配置されている請求項９記載の半導体発光装置。
【請求項１１】
前記半導体層に接続された他の電極をさらに備え、
前記金属部分は、
前記電極に接続され、前記半導体層の側面の全周を覆うリング状の第１部分と、
前記他の電極に接続された第２部分と、
を有する請求項１０記載の半導体発光装置。
【請求項１２】
基板上に半導体層を成長させる工程と、
前記半導体層を選択的に除去して複数の部分に分断すると共に、前記基板における前記複数の部分の相互間に相当する領域に溝を形成する工程と、
前記溝の角部を丸める工程と、
前記基板及び前記半導体層を覆い、前記角部も覆うように絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に封止部材を形成する工程と、
前記基板を除去する工程と、
前記半導体層及び前記絶縁膜における前記基板に対向していた面を覆うように蛍光体層を形成する工程と、
を備えた半導体発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記溝の角部を丸める工程は、前記基板に対してウェットエッチングを施す工程を有する請求項１２記載の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】
本発明の実施形態は、半導体発光装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ウェーハ上に半導体層を結晶成長させ、この半導体層上に電極を形成し、樹脂体によって封止した後、ウェーハを除去し、半導体層の露出面上に蛍光体層を形成し、個片化することにより、半導体発光装置を製造する方法が提案されている。この方法によれば、ウェーハ上に形成した微細な構造体をそのままパッケージ化することができ、微細な半導体発光装置を効率よく製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４１１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、信頼性が高い半導体発光装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る半導体発光装置は、半導体層と、前記半導体層の下面及び側面を覆い、前記半導体層の側方において前記半導体層の上面よりも上方に突出した封止部材と、前記半導体層及び前記封止部材の上方に設けられた蛍光体層と、前記半導体層及び前記蛍光体層と、前記封止部材との間に設けられた絶縁膜と、を備える。前記封止部材の突出部の角部は丸められている。
【０００６】
実施形態に係る半導体発光装置は、半導体層と、前記半導体層に接続された電極と、前記半導体層及び前記電極からなる構造体の下面及び側面を覆う封止部材と、前記半導体層及び前記封止部材の上方に設けられた蛍光体層と、前記半導体層と前記封止部材との間、及び、前記蛍光体層と前記封止部材との間に設けられた絶縁膜と、を備える。前記封止部材は、金属部分と、樹脂部分と、を有する。前記金属部分の端部は、前記絶縁膜を介して前記電極の端部に乗り上げている。
【０００７】
実施形態に係る半導体発光装置の製造方法は、基板上に半導体層を成長させる工程と、前記半導体層を選択的に除去して複数の部分に分断すると共に、前記基板における前記複数の部分の相互間に相当する領域に溝を形成する工程と、前記溝の角部を丸める工程と、前記基板及び前記半導体層を覆い、前記角部も覆うように絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に封止部材を形成する工程と、前記基板を除去する工程と、前記半導体層及び前記絶縁膜における前記基板に対向していた面を覆うように蛍光体層を形成する工程と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）は第１の実施形態に係る半導体発光装置を例示する断面図であり、（ｂ）はその下面図である。
【図２】（ａ）は図１に示す領域Ａを例示する一部拡大断面図であり、（ｂ）は領域Ｂを例示する一部拡大断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図１２】比較例に係る半導体発光装置の製造方法を例示する平面図である。
【図１３】（ａ）は第１のシミュレーションにおいて想定した半導体発光装置のモデルを示す図であり、（ｂ）は（ａ）のモデルを用いたシミュレーション結果を示す図である。
【図１４】（ａ）は図１３（ａ）の一部拡大図であり、（ｂ）は図１３（ｂ）の一部拡大図である。
【図１５】（ａ）は第２のシミュレーションにおいて想定した半導体発光装置のモデルを示す図であり、（ｂ）は（ａ）のモデルを用いたシミュレーション結果を示す図である。
【図１６】第１の実施形態の第１の変形例に係る半導体発光装置を例示する断面図である。
【図１７】（ａ）は第１の実施形態の第２の変形例に係る半導体発光装置を例示する斜視図であり、（ｂ）はこの半導体発光装置を実装基板に実装した状態を例示する側面図である。
【図１８】第２の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程平面図である。
【図１９】（ａ）は第３の実施形態に係る半導体発光装置を例示する断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す領域Ｃを例示する一部拡大断面図である。
【図２０】第３の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図２１】（ａ）は第４の実施形態に係る半導体発光装置を例示する断面図であり、（ｂ）はその下面図である。
【図２２】（ａ）は図２１（ａ）に示す領域Ｄを例示する一部拡大断面図であり、（ｂ）は図２１（ｂ）に示す領域Ｅを例示する一部拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、第１の実施形態について説明する。
図１（ａ）は本実施形態に係る半導体発光装置を例示する断面図であり、（ｂ）はその下面図である。
図２（ａ）は図１に示す領域Ａを例示する一部拡大断面図であり、（ｂ）は領域Ｂを例示する一部拡大断面図である。
なお、図２（ｂ）においては、図を見やすくするために、半導体層１０、ｎ側電極１１ｎ、ｐ側電極１１ｐ、及び、配線層１３のみを示している。また、これらの部材についても、形状を表す稜線は図示を省略している。
【００１０】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置１の全体形状は直方体である。半導体発光装置１には、半導体層１０が設けられている。半導体層１０は、例えばガリウム窒化物（ＧａＮ）を含む化合物半導体により形成され、下層側から順に、ｐ形クラッド層、活性層及びｎ形クラッド層が積層されたＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）層である。厚さ方向から見て、半導体層１０の形状は矩形、例えば正方形であり、４つの角部においてはｐ形クラッド層及び活性層が除去され、ｎ形クラッド層が露出している。また、半導体層１０の上面１０ａには、その周期が半導体層１０の出射光の波長と同程度である微細な凹凸が形成されている。なお、ｎ形クラッド層、活性層及びｐ形クラッド層は半導体層１０の一部であるが、図１においては区別されていない。後述する他の図についても同様である。
【００１１】
半導体層１０の下面上には、ｎ側電極１１ｎ及びｐ側電極１１ｐが設けられている。ｎ側電極１１ｎは半導体層１０のｎ形クラッド層に接続されており、ｐ側電極１１ｐは半導体層１０のｐ形クラッド層に接続されている。ｎ側電極１１ｎにおいては、半導体層１０側に例えばアルミニウム（Ａｌ）層が設けられており、その上に金（Ａｕ）層が積層されている。ｐ側電極１１ｐは、例えば銀（Ａｇ）によって形成されている。
【００１２】
なお、各図においては、半導体層１０から見て、ｎ側電極１１ｎ及びｐ側電極１１ｐは下方に配置されているが、この上下方向は重力の方向とは無関係である。また、図１（ａ）及び（ｂ）並びに図２（ａ）及び（ｂ）を参照した半導体発光装置１の構成の説明においては、上下の表記は図と一致しているが、後述する製造方法の説明においては、説明の便宜のために、上下の表記を適宜変更する。
【００１３】
半導体層１０、ｎ側電極１１ｎ及びｐ側電極１１ｐからなる構造体の下面及び側面を覆うように、封止部材１２が設けられている。なお、本明細書において「覆う」とは、覆う物と覆われる物とが接触している場合及び接触していない場合の双方を含む概念である。封止部材１２は、配線層１３、ｎ側ピラー１４ｎ及びｐ側ピラー１４ｐ、黒樹脂部分１５を含んでいる。封止部材１２のうち、配線層１３、ｎ側ピラー１４ｎ及びｐ側ピラー１４ｐは、導電材料、例えば銅（Ｃｕ）からなる金属部分であり、黒樹脂部分１５は、不透明樹脂、例えば、黒色樹脂からなる樹脂部分である。封止部材１２は、半導体層１０の側方において半導体層１０の上面１０ａよりも上方に突出している。
【００１４】
半導体層１０の上面１０ａ上には、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ）からなる密着層１７が設けられている。密着層１７及び封止部材１２の上方には、蛍光体層１８が設けられている。蛍光体層１８においては、透明樹脂からなる母材中に、多数の蛍光体粒子（図示せず）が分散されている。蛍光体層１８は、半導体発光装置１の上部を構成している。
【００１５】
半導体層１０、ｎ側電極１１ｎ及びｐ側電極１１ｐ、密着層１７並びに蛍光体層１８からなる構造体と、封止部材１２との間には、絶縁膜としてのパッシベーション膜１９が設けられている。パッシベーション膜１９は、絶縁材料、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ）又はシリコン窒化物（ＳｉＮ）により形成されている。
【００１６】
パッシベーション膜１９におけるｎ側電極１１ｎと配線層１３とによって挟まれた部分には、ホール１９ｎが形成されており、配線層１３の部分１３ｎはホール１９ｎを介してｎ側電極１１ｎに接続されている。また、パッシベーション膜１９におけるｐ側電極１１ｐと配線層１３とによって挟まれた部分には、ホール１９ｐが形成されており、配線層１３の部分１３ｐはホール１９ｐを介してｐ側電極１１ｐに接続されている。配線層１３における部分１３ｎと部分１３ｐとは、相互に離隔しており、絶縁されている。更に、配線層１３の他の部分１３ｓは、半導体層１０の上面１０ａから続く半導体層１０の側面を覆い、半導体層１０の上面１０ａよりも上方まで延出し、封止部材１２の最上部の一部を形成している。部分１３ｓは遮光膜として機能する。部分１３ｓは部分１３ｎと一体的に形成されており、半導体層１０の側面の全周をリング状（Ｏ状）に覆うように形成されている。
【００１７】
ｎ側ピラー１４ｎ及びｐ側ピラー１４ｐの形状は、例えば、上下方向に延びる四角柱形である。ｎ側ピラー１４ｎは、配線層１３の部分１３ｎの直下域に配置されており、部分１３ｎに接続されている。ｐ側ピラー１４ｐは、配線層１３の部分１３ｐの直下域に配置されており、部分１３ｐに接続されている。
【００１８】
黒樹脂部分１５は、半導体発光装置１の下部を構成し、配線層１３及びパッシベーション膜１９を介して、半導体層１０の側面及び下面を覆っている。また、黒樹脂部分１５は、配線層１３全体、ｎ側ピラー１４ｎの側面、ｐ側ピラー１４ｐの側面を覆っている。一方、ｎ側ピラー１４ｎの下面及びｐ側ピラー１４ｐの下面は、黒樹脂部分１５の下面１５ａにおいて露出している。
【００１９】
そして、図２（ａ）に示すように、封止部材１２における半導体層１０の上面１０ａよりも上方に突出した突出部１２ａのうち、上方及び半導体層１０側に向いた角部１２ｂは、一定の曲率半径ｒをもってラウンドしている。すなわち、角部１２ｂは丸められている。曲率半径ｒは、例えば、１μｍ（ミクロン）以上である。なお、一例では、半導体層１０の厚さは４〜５μｍであり、半導体層１０の上面１０ａに対する突出部１２ａの突出高さは３〜５μｍである。封止部材１２の突出部１２ａは、封止部材１２の金属部分、具体的には、配線層１３の部分１３ｓによって構成されている。また、突出部１２ａにおける半導体層１０に対向した側面１２ｃは、垂直面に対して、上方に向かうほど半導体層１０から離れる方向に傾斜している。
【００２０】
また、図１（ａ）及び（ｂ）並びに図２（ｂ）に示すように、配線層１３の端部はｎ側電極１１ｎの端部上にパッシベーション膜１９を介して乗り上げており、下方から見て、配線層１３の端部はｎ側電極１１ｎの端部と重なっている。すなわち、配線層１３とｎ側電極１１ｎとのオーバーラップ量Ｌは正の範囲にある。また、配線層１３の部分１３ｐと部分１３ｎとを分断する領域は、ｐ側電極１１ｐの直下域に位置している。このため、下方から見て、部分１３ｐの端部及び部分１３ｎの端部は、パッシベーション膜１９を介してｐ側電極１１ｐと重なっている。従って、下方から見て、半導体層１０の全体又は大部分が、配線層１３、ｎ側電極１１ｎ及びｐ側電極１１ｐによって覆われている。
【００２１】
一方、図１（ａ）及び（ｂ）並びに図２（ａ）に示すように、配線層１３の部分１３ｓは半導体層１０の側面上に配置されており、側方から見て、半導体層１０の全体又は大部分は部分１３ｓによって覆われている。上述の如く、封止部材１２の突出部１２ａは配線層１３の部分１３ｓによって構成されており、突出部１２ａは半導体層１０の上面１０ａよりも上方に突出しているため、側方から見て、部分１３ｓは半導体層１０の上端まで覆っている。このように、側方の全方位及び下方から見て、半導体層１０の全体又は大部分は、ｎ側電極１１ｎ、ｐ側電極１１ｐ及び配線層１３によって覆われている。
【００２２】
次に、本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法について説明する。
図３（ａ）及び（ｂ）〜図１１（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
以下、図３（ａ）〜図８（ｂ）に示す工程の説明については、説明の便宜上、文中の上下の記載を図の表記とは逆にする。すなわち、文中においては、半導体層１０から見て、ｎ側電極１１ｎ及びｐ側電極１１ｐが配置されている方向を「上」という。
【００２３】
先ず、図３（ａ）に示すように、結晶成長用の基板５０を用意する。基板５０には、例えば、シリコンウェーハを用いる。次に、基板５０の上面上の全面に、例えばガリウム窒化物（ＧａＮ）をエピタキシャル成長させて、ｎ形クラッド層、活性層及びｐ形クラッド層がこの順に積層された半導体層１０を形成する。半導体層１０の厚さは、例えば、４〜５μｍとする。
【００２４】
次に、例えばフォトリソグラフィ法により、ｐ形クラッド層及び活性層を選択的に除去して、半導体層１０の上面の一部においてｎ形クラッド層を露出させる。次に、半導体層１０の上面におけるｎ形クラッド層が露出している領域上にｎ側電極１１ｎを形成すると共に、ｐ形クラッド層が残留している領域上にｐ側電極１１ｐを形成する。
【００２５】
次に、図３（ｂ）に示すように、半導体層１０上にレジストパターン５１を形成する。レジストパターン５１は、半導体発光装置１が形成される予定の領域毎に、複数の部分に分断し、各部分を例えばマトリクス状に配列させる。レジストパターン５１の各部分に覆われていない領域５２、例えば、格子状の領域５２は、後の工程においてダイシングラインとなる予定の領域を含む。
【００２６】
次に、図４（ａ）に示すように、レジストパターン５１をマスクとして、ＲＩＥ（reactive ion etching：反応性イオンエッチング）等のドライエッチングを施し、半導体層１０及び基板５０を選択的に除去する。これにより、半導体層１０を複数の部分に分断すると共に、基板５０の上面に溝５３を形成する。溝５３は領域５２に形成され、その深さ、すなわち、基板５０と半導体層１０との界面から溝５３の底面までの距離は、例えば３〜５μｍである。半導体層１０の各部分は上方から見て矩形に加工され、４つの角部においてｎ形クラッド層が露出する。このようにして、半導体層１０がハイメサ加工される。このとき、図５（ａ）に示すように、溝５３の角部５３ａは鋭利である。また、ドライエッチングの条件を調整することにより、溝５３の側面を、下方に向かうほど溝５３の幅が狭くなるように傾斜させてもよい。
【００２７】
次に、図４（ｂ）に示すように、レジストパターン５１をマスクとして、ウェットエッチングを施す。これにより、図５（ｂ）に示すように、溝５３の角部５３ａが丸められる。このとき、例えば、角部５３ａの曲率半径ｒを１μｍ以上とする。
【００２８】
次に、図６（ａ）に示すように、レジストパターン５１（図４（ｂ）参照）を除去する。
次に、図６（ｂ）に示すように、全面に絶縁材料、例えば、シリコン酸化物又はシリコン窒化物を堆積させることにより、パッシベーション膜１９を形成する。パッシベーション膜１９は、基板５０の溝５３の内面上にも形成される。
【００２９】
次に、図７（ａ）に示すように、パッシベーション膜１９をパターニングして、ｎ側電極１１ｎに連通するホール１９ｎ、及び、ｐ側電極１１ｐに連通するホール１９ｐを形成する。次に、全面に銅のシード層（図示せず）を形成する。次に、後の工程で配線層１３を形成しない予定の領域に、レジストパターン５４を形成する。レジストパターン５４は、下方から見て、ｎ側電極１１ｎの外縁の内側、又は、ｐ側電極１１ｐの外縁の内側に配置する。次に、銅を例えば電解めっき法により堆積させる。これにより、レジストパターン５４が配置されていない領域に配線層１３が形成される。配線層１３の部分１３ｎはホール１９ｎを介してｎ側電極１１ｎに接続され、部分１３ｐはホール１９ｐを介してｐ側電極１１ｐに接続される。また、部分１３ｓは半導体層１０の側面上に形成され、溝５３の角部５３ａも覆う。そして、下方から見て、レジストパターン５４をｎ側電極１１ｎの外縁の内側又はｐ側電極１１ｐの外縁の内側に配置することにより、配線層１３の端部はｎ側電極１１ｎの端部及びｐ側電極１１ｐの端部と重なる。その後、レジストパターン５４を除去する。
【００３０】
次に、図７（ｂ）に示すように、例えば銅を選択的に堆積させて、ｎ側ピラー１４ｎ及びｐ側ピラー１４ｐを形成する。ｎ側ピラー１４ｎは配線層１３の部分１３ｎに接続され、ｐ側ピラー１４ｐは配線層１３の部分１３ｐに接続される。
【００３１】
次に、図８（ａ）に示すように、全面にエッチングを施すことにより、シード層を除去する。これにより、配線層１３が複数の部分に分断され、部分１３ｎと部分１３ｐとが相互に絶縁される。
【００３２】
次に、図８（ｂ）に示すように、基板５０上の全面に、ｎ側ピラー１４ｎ及びｐ側ピラー１４ｐを覆うように、黒色樹脂を塗布する。これにより、黒樹脂部分１５が形成される。また、配線層１３、ｎ側ピラー１４ｎ及びｐ側ピラー１４ｐ、黒樹脂部分１５により、封止部材１２が形成される。
【００３３】
次に、図９（ａ）に示すように、基板５０（図８（ｂ）参照）を除去する。これにより、半導体層１０における基板５０に接していた面が露出する。以後の説明においては、上下の表記を反転させ、図と一致させる。
次に、図９（ｂ）に示すように、半導体層１０の露出面、すなわち、上面１０ａに、凹凸を形成する。
【００３４】
次に、図１０（ａ）に示すように、半導体層１０の上面１０ａ上及び封止部材１２における基板５０に対向していた上面上の全面にシリコン酸化物を堆積させて、密着層１７を形成する。
次に、図１０（ｂ）に示すように、密着層１７上に蛍光体層１８を形成する。このとき、蛍光体層１８を例えば１７０℃程度まで加熱する。
【００３５】
次に、図１１（ａ）に示すように、黒樹脂部分１５の下面を研削して、ｎ側ピラー１４ｎの下面及びｐ側ピラー１４ｐの下面を露出させる。
次に、図１１（ｂ）に示すように、領域５２内に設定されるダイシングラインに沿って、ダイシングする。このとき、ダイシングブレード５５は、溝５３内を通過する。これにより、蛍光体層１８及び黒樹脂部分１５が半導体層１０毎に個片化されて、複数個の半導体発光装置１（図１（ａ）及び（ｂ）参照）が一括して製造される。
【００３６】
次に、本実施形態の効果について説明する。
図１２は、比較例に係る半導体発光装置の製造方法を例示する平面図である。
図１２が示す工程は図１０（ｂ）に示す工程に相当する。すなわち、図１２は、蛍光体層１８を形成した直後の状態を示す。なお、図１２においては、蛍光体層１８を省略している。
【００３７】
比較例に係る半導体発光装置の製造方法においては、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示す工程を省略している。すなわち、本比較例においては、基板５０の溝５３の角部５３ａを丸めておらず、従って、封止部材１２の突出部１２ａの角部１２ｂは丸められていない。
【００３８】
図１２に示すように、本比較例においては、基板５０（図８（ｂ）参照）を除去して、半導体層１０及び封止部材１２上に蛍光体層１８（図１０（ｂ）参照）を形成すると、蛍光体層１８を形成するための加熱処理により、封止部材１２上のパッシベーション膜１９にクラック６０が発生する場合がある。クラック６０は、主として、突出部１２ａの角部１２ｂ、及び、半導体層１０の角部付近を起点として発生する。パッシベーション膜１９にクラック６０が発生すると、パッシベーション膜１９の環境遮断性及び絶縁性が低下し、半導体発光装置の信頼性が低下する。
【００３９】
これに対して、本実施形態においては、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示す工程において、溝５３の角部５３ａを丸めることにより、図２（ａ）に示すように、突出部１２ａの角部１２ｂを丸めている。これにより、封止部材１２からパッシベーション膜１９に印加される応力が角部１２ｂに集中しにくくなり、角部１２ｂを起点としたクラック６０の発生を抑制することができる。この結果、半導体発光装置１の信頼性を向上させることができる。
【００４０】
以下、本実施形態の効果を示す試験例について説明する。
本試験例においては、半導体発光装置１をモデル化し、パッシベーション膜１９の内部応力分布をシミュレートした。
【００４１】
先ず、第１のシミュレーション結果について説明する。
図１３（ａ）は本シミュレーションにおいて想定した半導体発光装置のモデルを示す図であり、（ｂ）は（ａ）のモデルを用いたシミュレーション結果を示す図である。
図１４（ａ）は図１３（ａ）の一部拡大図であり、（ｂ）は図１３（ｂ）の一部拡大図である。
【００４２】
図１３（ａ）及び図１４（ａ）に示すように、本シミュレーションにおいては、各部の材料及び寸法を以下のように想定した。すなわち、半導体層１０がガリウム窒化物（ＧａＮ）で形成されており、封止部材１２の樹脂部分（黒樹脂部分１５）が黒樹脂で形成されており、封止部材１２の金属部分（配線層１３、ｎ側ピラー１４ｎ、ｐ側ピラー１４ｐ）が銅（Ｃｕ）で形成されており、パッシベーション膜１９がシリコン窒化物（ＳｉＮ）で形成されているものとした。また、封止部材１２の突出部１２ａの幅を８０μｍとし、半導体層１０の上面１０ａを基準とした突出部１２ａの高さを３μｍとし、上面１０ａを基準とした突出部１２ａの側面１２ｃの傾斜角度を７５度とし、パッシベーション膜１９の厚さを４００ｎｍとした。更に、突出部１２ａの角部１２ｂは黒樹脂によって形成されているものとした。更にまた、角部１２ｂは丸められていないものとした。すなわち、角部１２ｂの曲率半径ｒは０とした。
【００４３】
この場合、図１３（ｂ）及び図１４（ｂ）に示すように、パッシベーション膜１９の応力分布は、突出部１２ａの角部１２ｂ付近、及び、封止部材１２における金属部分と樹脂部分との境界付近でピークを持ち、角部１２ｂ付近の最大応力は１１５ＭＰａとなった。
【００４４】
次に、第２のシミュレーション結果について説明する。
図１５（ａ）は、本シミュレーションにおいて想定した半導体発光装置のモデルを示す図であり、（ｂ）は（ａ）のモデルを用いたシミュレーション結果を示す図である。
図１５（ａ）に示すように、本シミュレーションで想定したモデルは、前述の第１のシミュレーションと比較して、突出部１２ａの角部１２ｂが銅によって形成されている点が異なっている。本シミュレーションによれば、突出部１２ａの角部１２ｂに遮光膜、すなわち、配線層１３の部分１３ｓが配置されている場合に近いシミュレーションが可能である。
【００４５】
図１５（ｂ）に示すように、本シミュレーションにおいては、パッシベーション膜１９における角部１２ｂ付近に配置された部分に高い応力が発生し、最大応力は２２９ＭＰａであった。
【００４６】
このように、角部１２ｂを丸めない場合、パッシベーション膜１９の応力分布は、角部１２ｂ付近に集中した。このため、角部１２ｂ付近を起点として、パッシベーション膜１９にクラック６０が発生するものと考えられる。
【００４７】
また、本実施形態においては、配線層１３の端部がパッシベーション膜１９を介してｎ側電極１１ｎの端部に乗り上げている。これにより、配線層１３の端部とｎ側電極１１ｎの端部とが重なっている領域については、半導体層１０から出射した光、及び、蛍光体層１８から出射した光が遮られ、黒樹脂部分１５への入射を抑制できる。この結果、光の照射に起因する黒樹脂部分１５の劣化を抑え、半導体発光装置１の信頼性を向上させることができる。また、配線層１３とｎ側電極１１ｎ及びｐ側電極１１ｐとをオーバーラップさせることにより、半導体層１０及び蛍光体層１８から黒樹脂部分１５に向かって出射された光が反射され、半導体発光装置１の外部に取り出される。これにより、本来、黒樹脂部分１５に吸収されるはずだった光を有効に利用することができるため、光の出力を向上させることができる。
【００４８】
更に、本実施形態に係る半導体発光装置１においては、部分１３ｓが部分１３ｎと一体的に形成されている。部分１３ｓが部分１３ｎ及び１３ｐのうち、どちらか一方と一体的に形成されていると、部分１３ｓを、半導体層１０の側面の全周をリング状（Ｏ状）に覆うように形成できる。これにより、半導体層１０から出射した光が漏洩するような隙間をより低減することができ、好ましい。
【００４９】
更にまた、部分１３ｓが部分１３ｎと一体的に形成されているため、遮光膜となる部分１３ｓが、部分１３ｎ及びｎ側ピラー１４ｎを介して外部に接続される。これにより、（部分１３ｓ→部分１３ｎ→ｎ側ピラー１３ｎ）の放熱経路が形成され、半導体層１０の放熱性が向上する。
【００５０】
なお、配線層１３の部分１３ｎ、部分１３ｐ及び部分１３ｓが相互に分断されていてもよい。この場合も、部分１３ｓは半導体層１０の側面の全周をリング状（Ｏ状）に覆うことができるため、隙間がより低減され、好ましい。また、部分１３ｓの一部が部分１３ｎと一体的に形成され、部分１３ｓの残部が部分１３ｐと一体的に形成され、これらが相互に絶縁されていてもよい。
【００５１】
次に、第１の実施形態の第１の変形例について説明する。
図１６は、本変形例に係る半導体発光装置を例示する断面図である。
図１６に示すように、本変形例に係る半導体発光装置１ａにおいては、配線層１３の部分１３ｓが部分１３ｎから分離されている。これにより、遮光膜として機能する部分１３ｎは、ｎ側電極１１ｎ及びｐ側電極１１ｐの双方から絶縁される。本変形例における上記以外の構成、製造方法及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００５２】
次に、第１の実施形態の第２の変形例について説明する。
図１７（ａ）は本変形例に係る半導体発光装置を例示する斜視図であり、（ｂ）はこの半導体発光装置を実装基板に実装した状態を例示する側面図である。
【００５３】
図１７（ａ）に示すように、本変形例に係る半導体発光装置１ｂにおいては、ｎ側ピラー１４ｎ及びｐ側ピラー１４ｐが、黒樹脂部分１５の下面１５ａではなく、黒樹脂部分１５の側面１５ｂにおいて露出している。黒樹脂部分１５の側面１５ｂは、蛍光体層１８の側面と同一平面を構成する面である。
【００５４】
図１７（ｂ）に示すように、半導体発光装置１ｂを実装基板１００に実装する際には、実装基板１００の実装面１０１に設けられた２つの電極パッド１０２に対して、半導体発光装置１ｂの黒樹脂部分１５の側面１５ｂに露出したｎ側ピラー１４ｎ及びｐ側ピラー１４ｐを、半田１０３を介してそれぞれ接続する。これにより、半導体発光装置１ｂの発光面、すなわち、蛍光体層１８の上面が、実装基板１００の実装面１０１に対して略垂直になる。この結果、半導体発光装置１ｂは、実装面１０１に対して平行な方向を主方向として、光を出射することができる。本変形例における上記以外の構成、製造方法及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００５５】
次に、第２の実施形態について説明する。
図１８は、本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程平面図である。
図１８が示す工程は、図４（ａ）に示す工程に相当する。なお、図示の便宜上、図１８においては、基板５０及び半導体層１０以外の構成要素を省略している。
【００５６】
図１８に示すように、本実施形態においては、半導体層１０を加工して分断する際に、各部分の角部を丸くする。すなわち、１つの半導体発光装置に搭載される半導体層１０の形状を、上方から見て、角部が丸められた矩形とする。これにより、半導体層１０の角部に起因してパッシベーション膜内の応力が集中することを抑制し、半導体層１０の角部付近を起点として、パッシベーション膜にクラックが発生することを抑制できる。
本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００５７】
なお、前述の第１の実施形態においても、本実施形態と同様に、半導体層１０の角部を丸めてもよい。これにより、パッシベーション膜１９におけるクラックの発生を、より効果的に抑制することができる。この結果、半導体発光装置の信頼性をより一層向上させることができる。
【００５８】
次に、第３の実施形態について説明する。
図１９（ａ）は本実施形態に係る半導体発光装置を例示する断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す領域Ｃを例示する一部拡大断面図である。
図１９（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置３においては、チップの外周部にパッシベーション膜１９が設けられておらず、黒樹脂部分１５が蛍光体層１８に接している。一方、半導体発光装置３においては、半導体発光装置１とは異なり、封止部材１２の突出部１２ａの角部１２ｂは丸められていない。また、封止部材１２の突出部１２ａにおける半導体層１０に対向した側面１２ｃは、半導体層１０の上面１０ａに対して垂直である。
【００５９】
次に、本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法について説明する。
図２０は、本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
先ず、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）に示す工程を実施する。但し、図４（ｂ）に示すウェットエッチング工程は省略する。次に、図６（ａ）及び（ｂ）に示す工程を実施し、ｎ側電極１１ｎ、ｐ側電極１１ｐ、パッシベーション膜１９を形成する。
【００６０】
次に、図２０に示すように、例えばＲＩＥにより、ダイシングラインが設定される予定の領域５２から、パッシベーション膜１９を除去する。これにより、パッシベーション膜１９が半導体層１０毎に分断される。
以後の工程は、第１の実施形態と同様である。すなわち、図７（ａ）〜図１１（ｂ）に示す工程を実施する。
【００６１】
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態においては、図２０に示す工程において、パッシベーション膜１９を半導体層１０毎に分断している。これにより、パッシベーション膜１９の内部効力を緩和し、結晶成長用の基板５０となるシリコンウェーハ、又は、封止部材１２となる樹脂ウェーハの反りを軽減することができる。すなわち、パッシベーション膜１９と基板５０との間の熱応力、及び、パッシベーション膜１９と封止部材１２との間の熱応力を、ウェーハサイズ相当量からチップサイズ相当量に低減することができ、これらの熱応力に起因する反りを軽減することができる。これにより、製造プロセスが容易になると共に、完成後の半導体発光装置３に残留する応力が減少し、クラック６０（図１２参照）の発生を抑制することができる。
本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００６２】
なお、本実施形態は、他の実施形態及びその変形例と組み合わせてもよい。例えば、前述の第１の実施形態のように、封止部材１２の突出部１２ａの角部１２ｂ（図２（ａ）参照）を丸めてもよい。また、突出部１２ａの側面１２ｃを垂直面に対して傾斜させてもよい。
【００６３】
次に、第４の実施形態について説明する。
図２１（ａ）は本実施形態に係る半導体発光装置を例示する断面図であり、（ｂ）はその下面図である。
図２２（ａ）は図２１（ａ）に示す領域Ｄを例示する一部拡大断面図であり、（ｂ）は図２１（ｂ）に示す領域Ｅを例示する一部拡大平面図である。
なお、図２１（ｂ）及び図２２（ｂ）においては、図を見やすくするために、半導体層１０、ｎ側電極１１ｎ、ｐ側電極１１ｐ、及び、配線層１３のみを示している。また、これらの部材についても、形状を表す稜線は図示を省略している。
【００６４】
図２１（ａ）及び（ｂ）、並びに図２２（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置４においては、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置１（図１（ａ）及び（ｂ）参照）と同様に、配線層１３の端部がパッシベーション膜１９を介してｎ側電極１１ｎ上及びｐ側電極１１ｐ上に乗り上げており、部分的にオーバーラップしている。このため、下方及び側方から見て、半導体層１０のほぼ全体がｎ側電極１１ｎ、ｐ側電極１１ｐ及び配線層１３によって覆われている。
【００６５】
一方、半導体発光装置４においては、半導体発光装置１とは異なり、封止部材１２の突出１２ａの角部１２ｂ（図２（ａ）参照）は、丸められていない。このような形状は、図４（ｂ）に示すウェットエッチング工程を省略することにより、形成される。また、半導体発光装置４においては、配線層１３の部分１３ｎ、部分１３ｐ及び部分１３ｓが相互に分断されている。
【００６６】
本実施形態においても、前述の第１の実施形態と同様に、半導体層１０及び蛍光体層１８から出射した光が黒樹脂部分１５に入射することを抑制でき、黒樹脂部分１５の劣化を抑えることができる。また、光を効率よく取り出すことができるため、光の出力を向上させることができる。
【００６７】
また、本実施形態に係る半導体発光装置４においては、配線層１３の部分１３ｎ、部分１３ｐ及び部分１３ｓが相互に分断されている。この場合も、第１の実施形態と同様に、部分１３ｓを、半導体層１０の側面の全周を連続的に覆うように、リング状（Ｏ状）に形成することができる。これにより、半導体層１０から出射した光が漏洩するような隙間を効果的に低減することができる。なお、部分１３ｓは部分１３ｐ又は部分１３ｎと一体的に形成されていてもよい。これによっても、部分１３ｓをリング状に形成できる。また、部分１３ｓの一部が部分１３ｎと一体的に形成され、部分１３ｓの残部が部分１３ｐと一体的に形成され、これらが相互に絶縁されていてもよい。
【００６８】
更に、本実施形態においては、図４（ｂ）に示すウェットエッチング工程を省略しているため、製造コストを低減できる。本実施形態における上記以外の構成及び製造方法は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００６９】
なお、前述の各実施形態においては、黒樹脂部分１５が黒色の樹脂によって形成されている例を示したが、これには限定されず、他の色の樹脂によって形成されていてもよい。例えば、白色の樹脂によって形成されていてもよい。
【００７０】
以上説明した実施形態によれば、信頼性が高い半導体発光装置及びその製造方法を実現することができる。
【００７１】
以上、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及びその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１、１ａ、１ｂ、３、４：半導体発光装置、１０：半導体層、１０ａ：上面、１１ｎ：ｎ側電極、１１ｐ：ｐ側電極、１２：封止部材、１２ａ：突出部、１２ｂ：角部、１２ｃ：側面、１３：配線層、１３ｎ、１３ｐ、１３ｓ：部分、１４ｎ：ｎ側ピラー、１４ｐ：ｐ側ピラー、１５：黒樹脂部分、１５ａ：下面、１５ｂ：側面、１７：密着層、１８：蛍光体層、１９：パッシベーション膜、１９ｎ、１９ｐ：ホール、５０：基板、５１：レジストパターン、５２：領域、５３：溝、５３ａ：角部、５４：レジストパターン、５５：ダイシングブレード、６０：クラック、１００：実装基板、１０１：実装面、１０２：電極パッド、１０３：半田、Ｌ：オーバーラップ量、ｒ：曲率半径
【図１】
2015079929.tif 000003
【図２】
2015079929.tif 000004
【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１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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