(57)【要約】【課題】実施形態は、光特性を向上させた半導体発光装置を提供する。【解決手段】実施形態に係る半導体発光装置は、ｎ形半導体層と、ｐ形半導体層と、発光層と、を含む積層体を備える。前記積層体は、第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面と、を有する。さらに、前記第２の面側において前記ｎ形半導体層に電気的に接続されたｎ側配線部、および、前記ｐ形半導体層に電気的に接続されたｐ側配線部と、前記第１の面の外縁部に接し、前記第１の面を囲むように設けられた第１絶縁膜であって、前記第１の面の前記外縁部の内側に位置する壁面を有し、前記発光層の放射光を透過する第１絶縁膜と、前記第１の面上に設けられ、前記壁面を覆う樹脂層であって、前記発光層の放射光を透過する樹脂層と、を備える。【選択図】図１
2015176963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面と、を有する積層体であって、ｎ形半導体層と、ｐ形半導体層と、前記ｎ形半導体層と前記ｐ形半導体層との間に設けられた発光層と、を含む積層体と、
前記第２の面側において、前記ｎ形半導体層に電気的に接続されたｎ側配線部と、
前記第２の面側において、前記ｐ形半導体層に電気的に接続されたｐ側配線部と、
前記第１の面の外縁部に接し、前記第１の面を囲むように設けられた第１絶縁膜であって、前記第１の面の前記外縁部の内側に位置する壁面を有し、前記発光層の放射光を透過する第１絶縁膜と、
前記第１の面上に設けられ、前記壁面を覆う樹脂層であって、前記発光層の放射光を透過する樹脂層と、
を備えた半導体発光装置。
【請求項２】
前記第１絶縁膜の前記壁面とは反対側に設けられ、前記発光層の放射光を反射する反射材をさらに備えた請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記樹脂層は、前記発光層の放射光を吸収し、前記発光層とは異なる波長の光を放射する第１蛍光体を含む請求項１または２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記樹脂層と、前記第１絶縁膜と、の間に設けられ、前記第１絶縁膜よりも屈折率の低い第２絶縁膜をさらに備えた請求項３記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記第１絶縁膜は、前記第１蛍光体とは異なる波長の光を放射する第２蛍光体を含む請求項３または４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】
発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）と蛍光体とを組み合わせたチップサイズパッケージ構造を有する半導体発光装置の開発が進められている。これらの半導体発光装置は、白色光などの可視光やその他の波長帯の光を放射することが可能であり、様々な用途に使用できる。しかしながら、例えば、輝度分布などの光特性には、まだ改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０１４８１９８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態は、光特性を向上させた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】
実施形態に係る半導体発光装置は、ｎ形半導体層と、ｐ形半導体層と、前記ｎ形半導体層と前記ｐ形半導体層との間に設けられた発光層と、を含む積層体を備える。前記積層体は、第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面と、を有する。さらに、前記第２の面側において、前記ｎ形半導体層に電気的に接続されたｎ側配線部と、前記第２の面側において、前記ｐ形半導体層に電気的に接続されたｐ側配線部と、前記第１の面の外縁部に接し、前記第１の面を囲むように設けられた第１絶縁膜であって、前記第１の面の前記外縁部の内側に位置する壁面を有し、前記発光層の放射光を透過する第１絶縁膜と、前記第１の面上に設けられ、前記壁面を覆う樹脂層であって、前記発光層の放射光を透過する樹脂層と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態に係る半導体発光装置を例示する模式断面図。
【図２】第１実施形態に係る半導体発光装置の構成を例示する模式平面図。
【図３】第１実施形態に係る半導体発光装置の製造過程を例示する模式断面図。
【図４】図３に続く製造過程を例示する模式断面図。
【図５】図４に続く製造過程を例示する模式断面図。
【図６】図５に続く製造過程を例示する模式断面図。
【図７】図６に続く製造過程を例示する模式断面図。
【図８】図７に続く製造過程を例示する模式断面図。
【図９】図８に続く製造過程を例示する模式断面図。
【図１０】図９に続く製造過程を例示する模式断面図。
【図１１】第１実施形態の変形例に係る半導体発光装置を例示する模式断面図。
【図１２】第１実施形態の変形例に係る半導体発光装置の製造過程を例示する模式断面図。
【図１３】図１２に続く製造過程を例示する模式断面図。
【図１４】第２実施形態に係る半導体発光装置を例示する模式断面図。
【図１５】第２実施形態に係る半導体発光装置の製造過程を例示する模式断面図。
【図１６】図１５に続く製造過程を例示する模式断面図。
【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。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。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
【０００８】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る半導体発光装置１を例示する模式断面図である。  
図２は、第１実施形態に係る半導体発光装置１の構成を例示する模式平面図である。
【０００９】
半導体発光装置１は、例えば、窒化物半導体を材料とするＬＥＤである。半導体発光装置１は、例えば、ｎ形半導体層１１と、ｐ形半導体層１２と、発光層１３と、を含む積層体１５を備える。発光層１３は、ｎ形半導体層１１と、ｐ形半導体層１２と、の間に設けられる。
【００１０】
積層体１５は、第１の面１５ａと、第１の面１５ａとは反対側の第２の面１５ｂ（図４（ａ）参照）と、第１の面１５ａおよび第２の面１５ｂに接する側面（以下、側面１５ｃ）と、を有する。
【００１１】
半導体発光装置１は、ｐ側配線部４１およびｎ側配線部４３をさらに含む。ｐ側配線部４１は、第２の面１５ｂ側において、ｐ形半導体層１２に電気的に接続される。例えば、ｐ側配線部４１は、ｐ形半導体層１２に接するｐ側電極１６に電気的に接続される。ｎ側配線部４３は、第２の面１５ｂ側において、ｎ形半導体層１１に電気的に接続される。例えば、ｎ側配線部４１は、ｎ形半導体層１１に接するｎ側電極１７に電気的に接続される。
【００１２】
ｐ側配線部４１と、ｎ側配線部４３と、の間には、樹脂層２５が設けられる。ｐ側配線部４１、ｎ側配線部４３、および、樹脂層２５は、積層体１５を支持する支持体を構成する。
【００１３】
積層体１５の第１の面１５ａ側には、樹脂層３０が設けられる。樹脂層３０は、発光層１３の放射光を透過する透明樹脂であり、例えば、蛍光体３３を含んでも良い。蛍光体３３は、発光層１３の放射光を吸収し、その放射光とは異なる波長の光を放射する。
【００１４】
ここで「透過」とは、透過率が１００％であることに限らず、光の一部を吸収する場合も含む。また、「発光層」および「蛍光体」の波長とは、それぞれから放射される光のスペクトルにおけるピーク波長である。
【００１５】
半導体発光装置１は、積層体１５の第１の面１５ａ側に、第１絶縁膜（以下、絶縁膜３５）をさらに備える。絶縁膜３５は、第１の面１５ａの外縁部１５ｄに接し、第１の面１５ａを囲むように設けられる。絶縁膜３５は、第１の面１５ａの外縁部１５ｄの内側に位置する壁面３５ｗを有する。また、絶縁膜３５は、例えば、シリコン窒化膜もしくはシリコン酸化膜であり、発光層１３の放射光を透過する。
【００１６】
樹脂層３０は、第１の面１５ａと、絶縁膜３５の壁面３５ｗを覆うように設けられる。ここで、「覆う」とは、「覆うもの」が「覆われるもの」に直接接する場合だけでなく、他の要素を介して「覆われるもの」の上に設けられる場合も含む。
【００１７】
例えば、積層体１５と樹脂層３０との間、および、絶縁膜３５と樹脂層３０との間に第２絶縁膜（以下、絶縁膜３７）を設けても良い。絶縁膜３７は、例えば、シリコン酸化膜であり、積層体１５と樹脂層３０との間の密着性を向上させる。
【００１８】
さらに、半導体発光装置１は、絶縁膜３５の壁面３５ｗとは反対側に、絶縁膜１８を介して設けられた金属膜５０を備える。絶縁膜１８は、例えば、シリコン酸化膜であり、積層体１５の第２の面１５ｂと、積層体１５の側面１５ｃと、を覆う。
【００１９】
図１に示すように、金属膜５０は、積層体１５の側面１５ｃを覆い、発光層１３の放射光を反射する。金属膜５０は、例えば、絶縁膜１８に接するアルミニウム膜を含む積層構造を有する。
【００２０】
図２（ａ）は、ｐ側配線部４１、ｎ側配線部４３、樹脂層２５、および、絶縁膜１８を除いた積層体１５の第２の面１５ｂ側を表わす模式平面図である。
【００２１】
積層体１５の第２の面１５ｂ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。発光領域１５ｅの上には、ｐ側電極１６が形成される。非発光領域１５ｆの上には、ｎ側電極１７が形成される。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、非発光領域１５ｆは、例えば、発光領域１５ｅを囲むように設けられる。そして、ｎ側電極１７は、例えば、ｐ側電極１６を囲むように形成される。なお、図２は、ｐ側電極１６及びｎ側電極１７の平面配置の一例であって、これに限定される訳ではない。
【００２３】
図２（ｂ）は、積層体１５の第２の面１５ｂの側に設けられるｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２および金属膜５０を表わす模式平面図である。
【００２４】
ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２および金属膜５０は、積層体１５、ｐ側電極１６およびｎ側電極１７を覆う絶縁膜１８の上に設けられる。ｐ側配線層２１は、絶縁膜１８に設けられた開口１８ａを介してｐ側電極１６に電気的に接続される。
【００２５】
発光領域１５ｅの面積は、非発光領域１５ｆの面積よりも広く設けられ、光出力を向上させる。そして、発光領域１５ｅに流れる電流が均一となるように、絶縁膜１８には、ｐ側電極１６に連通する複数の開口１８ａが設けられる。なお、実施形態は、この例に限定される訳ではなく、図２（ｂ）に示す開口１８ａよりも面積が広い１つの開口を介して、ｐ側配線層２１がｐ側電極１６に接続されるようにしても良い。
【００２６】
ｎ側配線層２２は、絶縁膜１８に設けられた開口１８ｂを介してｎ側電極１７に電気的に接続される。
【００２７】
例えば、ｐ側電極１６、ｎ側電極１７、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２および金属膜５０は、絶縁膜１８に接する面に発光層１３の放射光を反射する部材を含むことが望ましい。
【００２８】
半導体発光装置１では、ｐ側電極１６とｎ側電極１７とを介して発光層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側から積層体１５の外に出射される。したがって、第２の面１５ｂ側に設けられるｐ側電極１６、ｎ側電極１７、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２および金属膜５０を反射層として機能させれば、積層体１５の第１の面１５ａ側から出射される光の強度を向上させることができる。
【００２９】
さらに、第１の面１５ａの外縁に沿って設けられた絶縁膜３５は、発光層１３の放射光を発光面３０ａ（樹脂層３０の上面）の方向にガイドする。これにより、発光面３０ａの端部における輝度を向上させることができる。すなわち、半導体発光装置１の発光面における輝度を均一化することができる。
【００３０】
例えば、絶縁膜３５の屈折率を、絶縁膜３７の屈折率よりも大きくすることにより、発光層１３の放射光を発光面３０ａの方向に効率良くガイドすることができる。例えば、絶縁膜３５としてシリコン窒化膜を用い、絶縁膜３７としてシリコン酸化膜を用いることが好ましい。また、樹脂層３０の屈折率は、絶縁膜３５の屈折率よりも小さいことが好ましい。
【００３１】
次に、図３（ａ）〜図１０（ｂ）を参照して、半導体発光装置１の製造方法を説明する。図３（ａ）〜図１０（ｂ）は、半導体発光装置１の製造過程を例示する模式断面図である。
【００３２】
図３（ａ）は、基板１０の上に形成された半導体層１１５を表す断面図である。半導体層１１５は、ｎ形半導体層１１、ｐ形半導体層１２および発光層１３を含む積層構造を有する。半導体層１１５は、例えば、ＭＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor deposition）法を用いて形成される。すなわち、基板１０の上に、ｎ形半導体層１１、発光層１３およびｐ形半導体層１２を順にエピタキシャル成長する。半導体層１１５において、基板１０側の面が第１の面１５ａであり、基板１０の反対側の面が第２の面１５ｂである。
【００３３】
基板１０は、例えば、シリコン基板である。ｎ形半導体層１１は、例えば、基板１０の主面上に設けられたバッファ層と、バッファ層上に設けられたｎ型ＧａＮ層とを有する。ｐ形半導体層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層とを有する。
【００３４】
発光層１３は、例えば、ＭＱＷ（Multiple Quantum well）構造を有する。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の発光スペクトルにおけるピーク波長は、例えば、４３０〜４７０ｎｍである。
【００３５】
次に、図３（ｂ）に示すように、半導体層１１５を選択的に除去し、溝９０を形成する。半導体層１１５は、溝９０によって複数の積層体１５に分離される。溝９０は、半導体層１１５を貫通し、基板１０に達する。さらに、基板１０をエッチングし、溝９０の底面を基板１０と積層体１５との界面よりも下方に後退させる。基板１０のエッチング深さは、例えば、数μｍもしくは数１０μｍとする。
【００３６】
次に、図４（ａ）に示すように、溝９０の底部に露出した基板１０を、例えば、熱酸化し、絶縁膜３５を形成する。絶縁膜３５は、例えば、シリコン酸化膜であり、積層体１５の第１の面１５ａにおいて、その外縁部１５ｄに接するように形成される。また、絶縁膜３５は、例えば、基板１０をプラズマ窒化したシリコン窒化膜であっても良い。
【００３７】
次に、図３（ｂ）に示すように、積層体１５において、ｐ形半導体層１２および発光層１３を選択的に除去し、ｎ形半導体層１１の一部を露出させる。例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法により、ｐ形半導体層１２及び発光層１３を選択的にエッチングし、ｎ形半導体層１１を露出させる。これにより、発光層１３を含む発光領域１５ｅと、発光層１３を含まない非発光領域１５ｆと、が形成される。
【００３８】
図５（ａ）に示すように、発光領域１５ｅの上にｐ側電極１６を形成し、非発光領域１５ｆの上にｎ側電極１７を形成する。ｐ側電極１６は、ｐ形半導体層１２の表面に接する。ｎ側電極１７は、ｐ形半導体層１２及び発光層１３が選択的に除去されたｎ形半導体層１１の表面に接する。
【００３９】
ｐ側電極１６およびｎ側電極１７は、例えば、スパッタ法、蒸着法等を用いて形成される。ｐ側電極１６およびｎ側電極１７は、どちらを先に形成してもよいし、同じ材料を用いて同時に形成してもよい。
【００４０】
発光領域１５ｅ上に形成される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、ｐ側電極１６は、硫化、酸化を抑制するための金属保護膜（バリアメタル）を含んでも良い。
【００４１】
次に、図５（ｂ）に示すように、基板１０の上に設けられた積層体１５を含む構造体を覆うように絶縁膜１８を形成する。絶縁膜１８は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成されるシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜である。
【００４２】
絶縁膜１８は、積層体１５の第２の面１５ｂ、ｐ側電極１６及びｎ側電極１７を覆う。また、絶縁膜１８は、積層体１５の第２の面１５ｂに続く側面１５ｃを覆う。絶縁膜１８は、溝９０の内面の全体を覆う。すなわち、絶縁膜１８は、溝９０底部に形成した絶縁膜３５の上にも形成される。
【００４３】
続いて、絶縁膜１８に、開口１８ａと開口１８ｂとを形成する。開口１８ａは、ｐ側電極１６に連通し、開口１８ｂはｎ側電極１７に連通する。
【００４４】
次に、図６（ａ）に示すように、絶縁膜１８の表面、開口１８ａの内面（側壁および底面）、および開口１８ｂの内面（側壁および底面）を覆う下地金属膜６０を形成する。下地金属膜６０は、例えば、絶縁膜１８上に形成されたアルミニウム膜と、アルミニウム膜の上に形成されたチタン膜と、チタン膜の上に形成された銅膜と、を含む積層構造を有する。下地金属膜６０は、例えば、スパッタ法を用いて形成される。
【００４５】
次に、図６（ｂ）に示すように、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２及び金属膜５０を形成する。ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２及び金属膜５０は、例えば、下地金属膜６０上に形成したレジストマスク９１を用いて選択的に銅メッキを施すことにより形成される。下地金属膜６０は、電流を通電するシード層として機能し、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２及び金属膜５０は、下地金属膜６０の銅膜の上に選択的に形成される。ｐ側配線層２１は、開口１８ａを介してｐ側電極１６と電気的に接続される。ｎ側配線層２２は、開口１８ｂを介してｎ側電極１７と電気的に接続される。
【００４６】
次に、レジストマスク９１を、例えば、溶剤もしくは酸素プラズマを使って除去した後、図７（ａ）に示すように、レジストマスク９２を形成する。さらに、ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２の上に、それぞれｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４を形成する。
【００４７】
ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４は、例えば、選択銅メッキにより形成される。ｐ側金属ピラー２３は、ｐ側配線層２１上に形成される。ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とは同じ銅材料で一体化される。ｎ側金属ピラー２４は、ｎ側配線層２２上に形成される。ｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４とは同じ銅材料で一体化される。レジストマスク９２は、金属膜５０を覆う。このため、金属膜５０の上には金属ピラーは設けられない。
【００４８】
続いて、レジストマスク９２を、例えば、溶剤もしくは酸素プラズマを使って除去する。この時点で、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２は下地金属膜６０を介して電気的につながっている。また、ｐ側配線層２１と金属膜５０も下地金属膜６０を介してつながり、ｎ側配線層２２と金属膜５０も下地金属膜６０を介してつながっている。
【００４９】
そこで、次の工程において、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間の下地金属膜６０、ｐ側配線層２１と金属膜５０との間の下地金属膜６０、およびｎ側配線層２２と金属膜５０との間の下地金属膜６０を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との電気的接続、ｐ側配線層２１と金属膜５０との電気的接続、およびｎ側配線層２２と金属膜５０との電気的接続が分断される。
【００５０】
図７（ｂ）に示すように、積層体１５の第２の面側に、ｐ側配線部４１、ｎ側配線部４３および金属膜５０が形成される。ｐ側配線部４１は、ｐ側配線層２１と、ｐ側金属ピラー２３と、を含む。ｎ側配線部４３は、ｎ側配線層２２と、ｎ側金属ピラー２４と、を含む。
【００５１】
積層体１５の側面１５ｃの周りに形成される金属膜５０は、電気的にはフローティングであり、電極として機能しない。金属膜５０は、下地金属膜６０のアルミニウム膜を含み、反射膜として機能する。
【００５２】
また、図６（ｂ）に示す工程において、積層体１５の側面１５ｃの上にメッキ膜を形成しなくても良い。すなわち、金属膜５０は、絶縁膜１８の上に下地金属膜６０の一部を残すことにより形成できる。例えば、レジストマスク９１を、積層体１５の側面１５ｃを覆うように形成すれば、下地金属膜６０の上にメッキ膜は形成されない。
【００５３】
金属膜５０として下地金属膜６０を用いる場合、ｐ側配線層２１と、ｎ側配線層２２と、の間の電気的な接続を分断する過程において、金属膜５０となる部分を残すように下地金属膜６０をエッチングする。すなわち、金属膜５０となる部分をレジスト膜で覆うようにすれば、絶縁膜１８の上に下地金属膜６０を残し、金属膜５０を形成することができる。
【００５４】
このように、金属膜５０を薄く形成することにより、半導体発光装置１を個片化する際のダイシングが容易となる。また、ダイシングされた側面に損傷が生じ難くなり、半導体発光装置１の信頼性を向上させることができる。
【００５５】
次に、図８（ａ）に示すように、ｐ側配線部４１およびｎ側配線部４３を覆い、溝９０を埋め込む樹脂層２５を形成する。樹脂層２５は、溝９０の内部において金属膜５０を覆う。樹脂層２５には、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などを用いることができる。
【００５６】
例えば、樹脂層２５は、カーボン粒子などの遮光性材料を含有させた黒樹脂でも良い。これにより、積層体１５の第２の面１５ｂ側に漏れる光を低減できる。また、樹脂層２５は、例えば、酸化チタンなどの反射材を含む白樹脂でも良い。その場合、金属膜５０を省略した構造とすることができる。さらに、樹脂層２５にフィラーを含有させ、その柔軟性を適宜制御しても良い。
【００５７】
続いて、図８（ｂ）に示すように、基板１０の裏面側を研削し、その厚さを薄くする。さらに、図９（ａ）に示すように、薄く研削した基板１０を、例えば、ウェットエッチングにより除去する。また、薄くした基板１０は、例えば、ドライエッチングを用いて除去しても良い。
【００５８】
基板１０の除去後において、樹脂層２５、ｐ側配線部４１およびｎ側配線部４３は、積層体１５を支持し、複数の積層体１５を含むウェーハ状態を保持する。
【００５９】
例えば、基板１０上にエピタキシャル成長された積層体１５は、大きな内部応力を含む場合がある。そして、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、積層体１５に比べて柔軟な材料である樹脂層２５を支持体として用いることにより、その応力を吸収し、積層体１５の破損を回避することが可能となる。
【００６０】
基板１０を除去した後には、積層体１５の第１の面１５ａおよび、絶縁膜３５が露出する。そして、第１の面１５ａには、図示しない微細な凹凸を形成することが望ましい。
【００６１】
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、積層体１５の第１の面１５ａ側をウェットエッチングすることができる。このエッチングでは、結晶面方位に依存してエッチング速度の違いが生じる。このため、第１の面１５ａに凹凸を形成することができる。これにより、第１の面１５ａにおける発光層１３の放射光の取り出し効率を向上させることができる。
【００６２】
次に、図９（ｂ）に示すように、積層体１５の第１の面１５ａおよび絶縁膜３５を覆う絶縁膜３７を形成する。絶縁膜３７は、例えば、シリコン窒化膜またはシリコン酸化膜などの無機膜であり、プラズマＣＶＤ法を用いて形成することができる。
【００６３】
次に、図１０（ａ）に示すように、絶縁膜３７の上に樹脂層３０を形成する。樹脂層３０には、例えば、発光層１３の放射光を透過するシリコーン樹脂を用いることができる。樹脂層３０は、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。また、樹脂層３０は、例えば、発光層１３の光を吸収して黄色光を放射する蛍光体３３を含むように形成する。
【００６４】
例えば、蛍光体３３を含まない樹脂層３０を用いた場合、半導体発光装置１は、青色光を放射するＬＥＤである。また、蛍光体３３を含む樹脂層３０を用いた場合、半導体発光装置１は、青色光と黄色光とを混合した白色光を放射するＬＥＤとなる。
【００６５】
次に、図１１〜図１３を参照して、第１実施形態の変形例に係る半導体発光装置２を説明する。  
図１１は、第１実施形態の変形例に係る半導体発光装置２を例示する模式断面図である。図１２（ａ）〜図１３（ｂ）は、半導体発光装置２の製造方法を例示する模式断面図である。
以下、半導体発光装置１と同じ要素を含む部分については説明を省略し、異なる構成について説明する。
【００６６】
図１１に示す半導体発光装置２は、積層体１５の側面１５ｃを覆う絶縁膜１３５を備える。絶縁膜１３５は、積層体１５の周りを囲むように設けられる。絶縁膜１３５は、第１の部分１３５ａと、第２の部分１３５ｂと、を含む。第１の部分１３５ａは、側面１５ｃを覆う。第２の部分１３５ｂは、積層体１５の外縁部１５ｄに接するように設けられ、外縁部１５ｄの内側に位置する壁面１３５ｗを有する。
【００６７】
図１１に示すように、積層体１５の第１の面１５ａと、壁面１３５ｗと、を覆う絶縁膜３７が設けられる。そして、絶縁膜３７の上に樹脂層３０が設けられる。樹脂層３０は、第１の面１５ａおよび壁面１３５ｗを覆う。また、絶縁膜１３５の壁面１３５ｗとは反対側の面を覆う絶縁膜１８が設けられる。そして、絶縁膜１８を介して、絶縁膜１３５を覆う金属膜５０が設けられる。
【００６８】
半導体発光装置２では、積層体１５から放出される発光層１３の放射光のうちの横方向（側面１５ｃの方向）に伝播する光は、絶縁膜１３５により発光面３０ａの方向にガイドされる。これにより、発光面３０ａにおける輝度の均一性を向上させることができる。
【００６９】
次に、図１２（ａ）〜図１３（ｂ）を参照して、半導体発光装置２の製造方法を説明する。図１２（ａ）〜図１３（ｂ）は、半導体発光装置２の製造過程を例示する模式断面図である。
【００７０】
図１２（ａ）は、基板１０の上に形成された積層体１５を表す断面図である。例えば、図３（ａ）に示すように、ｎ形半導体層１１、ｐ形半導体層１２および発光層１３を含む積層構造を有する半導体層１１５を基板１０の上に形成する。そして、半導体層１１５を選択的に除去し、溝９０を形成する。溝９０は、半導体層１１５を貫通し、基板１０に達する。さらに、基板１０をエッチングし、溝９０の底面を基板１０と積層体１５との界面よりも下方に後退させる。
【００７１】
次に、図１２（ｂ）に示すように、溝９０の底部に露出した基板１０を、例えば、ウェットエッチング法により掘り下げる。溝９０は、その底部が積層体１５の下に広がり、オーバーハング構造を有するように形成される。
【００７２】
次に、図１３（ａ）に示すように、溝９０の壁面を覆う絶縁膜１３５を形成する。  
例えば、積層体１５の第２の面１５ｂと、溝９０の内面と、を覆う絶縁膜１３５を形成する。絶縁膜１３５は、例えば、ＣＶＤ法を用いて形成されるシリコン窒化膜である。
【００７３】
続いて、第２の面１５ｂの上に形成された絶縁膜１３５の上に、エッチングマスク１４１を選択的に形成する。そして、エッチングマスク１４１を用いて、絶縁膜１３５を選択的にエッチングする。この際、例えば、異方性のドライエッチングを用いて、絶縁膜１３５を選択的に除去し、溝９０の壁面に絶縁膜１３５を残す。溝９０の壁面を覆う絶縁膜１３５は、積層体１５の側面１５ｃを覆う第１の部分１３５ａと、基板１０に形成された側壁１０ｓを覆う第２の部分１３５ｂと、を含む。
【００７４】
次に、図１３（ｂ）に示すように、積層体１５において、ｐ形半導体層１２および発光層１３を選択的に除去し、ｎ形半導体層１１の一部を露出させる。すなわち、第２の面１５ｂ上に残された絶縁膜１３５をマスクとして、例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法により、ｐ形半導体層１２及び発光層１３を選択的にエッチングし、ｎ形半導体層１１を露出させる。これにより、発光層１３を含む発光領域１５ｅと、発光層１３を含まない非発光領域１５ｆと、が形成される。
【００７５】
次に、図５（ａ）に示すように、発光領域１５ｅの上にｐ側電極１６を形成し、非発光領域１５ｆの上にｎ側電極１７を形成する。続いて、図５（ｂ）〜図１０（ｂ）に示す工程を実施し、半導体発光装置２を完成させる。
【００７６】
この例でも、絶縁膜１３５の屈折率は、絶縁膜３７の屈折率よりも大きいことが好ましい。例えば、絶縁膜１３５にシリコン窒化膜を用い、絶縁膜３７にシリコン酸化膜を用いる。また、樹脂層３０の屈折率は、絶縁膜１３５の屈折率よりも小さいことが好ましい。これにより、積層体１５の端部から放出される光を、発光面３０ａの方向に効率良くガイドすることができる。
【００７７】
［第２実施形態］  
図１４〜図１６を参照して、第２実施形態に係る半導体発光装置３を説明する。  
図１４は、第２実施形態に係る半導体発光装置３を例示する模式断面図である。  
図１５（ａ）〜１６（ｂ）は、第２実施形態に係る半導体発光装置３の製造過程を例示する模式断面図である。以下、半導体発光装置１と同じ要素を含む部分については説明を省略し、異なる構成について説明する。
【００７８】
半導体発光装置３は、積層体１５の周りに設けられた絶縁膜１５０を備える。絶縁膜１５０は、積層体１５の第１の面１５ａの外縁部１５ｄに接するように設けられる。そして、絶縁膜１５０は、外縁部１５ｄの内側に位置する壁面１５０ｗを有する。
【００７９】
図１４に示すように、積層体１５の第１の面１５ａと、壁面１３５ｗと、を覆う絶縁膜３７が設けられる。そして、絶縁膜３７の上に樹脂層３０が設けられる。樹脂層３０は、例えば、蛍光体３３（第１蛍光体）を含む。
【００８０】
絶縁膜１５０は、例えば、第２蛍光体（以下、蛍光体３４）を含むように設けられる。蛍光体３４は、例えば、発光層１３の放射光を吸収し、蛍光体３３とは異なる波長の光を放射する。蛍光体３４は、例えば、蛍光体３３の放射光よりも長波長の光を放射する。蛍光体３３は、例えば、黄色光を放射するＹＡＧ蛍光体であり、蛍光体３４は、例えば、赤色光を放射する窒化物蛍光体である。
【００８１】
半導体発光装置３は、第２蛍光体を含む絶縁膜１５０を備えることにより、その発光特性を向上させることができる。半導体発光装置３では、例えば、樹脂層３０に含まれる第１蛍光体と分離して第２蛍光体を配置することにより蛍光体間の相互吸収を抑制し、発光強度を向上させることができる。また、積層体１５を囲むように絶縁膜１５０を配置することにより、積層体１５の側面１５ｃから放射される光に起因する色むら等を抑制することも可能となる。
【００８２】
次に、図１５（ａ）〜１６（ｂ）を参照して、半導体発光装置３の製造方法を説明する。
【００８３】
図１７（ａ）は、半導体層１１５の上に形成された発光領域１５ｅ、ｐ側電極１６、非発光領域１５ｆおよびｎ側電極１７を形成した状態を表している。この例では、溝９０を形成する前に、発光領域１５ｅおよび非発光領域１５ｆを形成する。続いて、発光領域１５ｅの上にｐ側電極１６を形成し、非発光領域１５ｆの上にｎ側電極１７を形成する。
【００８４】
次に、図１５（ｂ）に示すように、ｎ形半導体層１１を選択的に除去し、溝９０を形成する。溝９０は、ｎ形半導体層１１を貫通し、基板１０に達する。さらに、基板１０をエッチングし、溝９０の底面を基板１０と積層体１５との界面よりも下方に後退させる。
【００８５】
次に、図１６（ａ）に示すように、溝９０の底部に露出した基板１０を、例えば、ウェットエッチング法により掘り下げる。溝９０は、その底部が積層体１５の下に広がり、オーバーハング構造を有するように形成される。
【００８６】
次に、図１６（ｂ）に示すように、溝９０の底部を埋め込む絶縁膜１５０を形成する。  絶縁膜１５０は、例えば、樹脂であり、蛍光体３４を含む。絶縁膜１５０は、例えば、印刷、ポッティングなどの方法により形成される。
【００８７】
次に、図５（ｂ）に示すように、基板１０の上に設けられた積層体１５を含む構造体を覆うように絶縁膜１８を形成する。続いて、図６（ａ）〜図１０（ｂ）に示す工程を実施し、半導体発光装置３を完成させる。
【００８８】
絶縁膜１５０には、例えば、シリコン基板のウェットエッチングに用いられるエッチング液に対して耐性を有する材料を用いることが好ましい。これにより、図８（ｂ）に示す基板１０の除去工程において、ドライエッチングよりもエッチング速度の速いウェットエッチングを用いることができる。その結果、基板１０の除去に要する時間（タクト）を短縮し、製造効率を向上させることが可能となる。
【００８９】
なお、本願明細書において、「窒化物半導体」とは、ＢｘＩｎｙＡｌｚＧａ１−ｘ−ｙ−ｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）のIII−Ｖ族化合物半導体を含み、さらに、Ｖ族元素としては、Ｎ（窒素）に加えてリン（Ｐ）や砒素（Ａｓ）などを含有する混晶も含むものとする。またさらに、導電型などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むもの、及び、意図せずに含まれる各種の元素をさらに含むものも、「窒化物半導体」に含まれるものとする。
【００９０】
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】
【００９１】
１、２、３・・・半導体発光装置、  １０・・・基板、  １０ｓ・・・側壁、  １１・・・ｎ形半導体層、  １２・・・ｐ形半導体層、  １３・・・発光層、  １５・・・積層体、  １５ａ・・・第１の面、  １５ｂ・・・第２の面、  １５ｃ・・・側面、  １５ｄ・・・外縁部、  １５ｅ・・・発光領域、  １５ｆ・・・非発光領域、  １６・・・ｐ側電極、  １７・・・ｎ側電極、  １８、３５、３７、１３５、１５０・・・絶縁膜、  １８ａ、１８ｂ・・・開口、  ２１・・・ｐ側配線層、  ２２・・・ｎ側配線層、  ２３・・・ｐ側金属ピラー、  ２４・・・ｎ側金属ピラー、  ２５・・・樹脂層、  ３０・・・樹脂層、  ３０ａ・・・発光面、  ３３、３４・・・蛍光体、  ３５ｗ、１３５ｗ、１５０ｗ・・・壁面、  ４１・・・ｐ側配線部、  ４３・・・ｎ側配線部、  ５０・・・金属膜、  ６０・・・下地金属膜、  ９０・・・溝、  ９１・・・レジストマスク、  ９２・・・レジストマスク、  １１５・・・半導体層、  １３５ａ・・・第１の部分、  １３５ｂ・・・第２の部分、  １４１・・・エッチングマスク
【図１】
2015176963.tif 000003
【図２】
2015176963.tif 000004
【図３】
2015176963.tif 000005
【図４】
2015176963.tif 000006
【図５】
2015176963.tif 000007
【図６】
2015176963.tif 000008
【図７】
2015176963.tif 000009
【図８】
2015176963.tif 000010
【図９】
2015176963.tif 000011
【図１０】
2015176963.tif 000012
【図１１】
2015176963.tif 000013
【図１２】
2015176963.tif 000014
【図１３】
2015176963.tif 000015
【図１４】
2015176963.tif 000016
【図１５】
2015176963.tif 000017
【図１６】
2015176963.tif 000018