(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のセラミック層と、前記第１のセラミック層よりも線膨張係数の大きい第２のセラミック層とを積層した構造を有する支持基板と、
前記支持基板上に配置され、第１の半導体層上に発光層を介して第２の半導体層を含んだ積層構造を有する発光素子と、
前記支持基板上の、前記発光素子の周辺部を覆うようにして配置され、前記積層構造の最表面が露出するように貫通させた枠体と
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記積層構造の最表面が前記第２の半導体層であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記積層構造はさらにバッファ層を有し、前記積層構造の最表面が前記バッファ層であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記枠体の貫通部分には、前記積層構造の最表面と接して蛍光体層が埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記枠体は、成長基板の一部であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップサイズパッケージの技術を適用した発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子を光源に用いる発光装置においては、発光効率の向上や小型化のために、チップサイズパッケージ（Chip Size Package：ＣＳＰ）構造が適用されている（例えば、特許文献１−３参照。）。また、極小サイズの半導体発光装置を実現するために、発光素子を構成する半導体層の形成に使用された半導体基板を半導体層から分離し、半導体層を樹脂などのパッケージに封入した構造の開発が進められている。【０００３】
ＣＳＰを適用した発光装置では、発光素子に接続する電極が、光取り出し面とは反対の面に配置される。このため、光取り出し面の方向に発光素子の出射光を遮蔽するものがなく、発光装置の発光効率が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許６０４５９９９号公報
【特許文献２】特許５９８９４２０号公報
【特許文献３】ＷＯ２０１１／１０８６６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＣＳＰを適用した発光装置においては、半導体基板を分離させた半導体層の、光取り出し面に透明樹脂を使用することが多いため、パッケージ全体の機械的強度が低い。その結果、発光装置を製品基板に組み込む際などに、反りや剥離によって発光素子が破壊されやすいといった問題があった。【０００６】
特に、特許文献１、２に記載された半導体発光装置の場合においては、基板除去後の反りを、金属製のピラーや蛍光体層によって抑制するようにしているため、反りの抑制が十分でない。また、特許文献３に記載の光半導体装置の場合には、シリコン基板を貼り合わせる構造のため、剥離しやすいなどの問題がある。【０００７】
上記問題点に鑑み、本発明は、ＣＳＰを適用し、且つ発光素子に生じる反りや剥離を抑制できる発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、第１のセラミック層と、前記第１のセラミック層よりも線膨張係数の大きい第２のセラミック層とを積層した構造を有する支持基板と、前記支持基板上に配置され、第１の半導体層上に発光層を介して第２の半導体層を含んだ積層構造を有する発光素子と、前記支持基板上の、前記発光素子の周辺部を覆うようにして配置され、前記積層構造の最表面が露出するように貫通させた枠体とを備える発光装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＣＳＰを適用し、且つ発光素子に生じる反りや剥離を抑制できる発光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る発光装置の構造を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る発光装置の構造を模式的に示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る発光装置の構造を模式的に示す他の平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る発光装置の構造を模式的に示す別の平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る発光装置の構造を模式的に示すさらに別の平面図である。
【図６】本発明の実施形態の第１変形例に係る発光装置の構造を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である（その１）。
【図８】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である（その２）。
【図９】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である（その３）。
【図１０】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である（その４）。
【図１１】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である（その５）。
【図１２】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である（その６）。
【図１３】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための別の工程断面図である（その６’）。
【図１４】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である（その７）。
【図１５】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である（その８）。
【図１６】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法におけるダイシング方法を説明するための模式的な断面図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法におけるダイシング方法を説明するための模式的な平面図である。
【図１８】本発明の実施形態の第２変形例に係る発光装置の構造を模式的に示す断面図である。
【図１９】本発明の実施形態の第３変形例に係る発光装置の構造を模式的に示す断面図である。
【図２０】本発明の実施形態の第３変形例に係る発光装置の構造を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。また、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１２】
（実施形態）
本発明の実施形態に係る発光装置は、図１に示すように、支持基板１０と、第１の半導体層２１の上方に発光層２２と第２の半導体層２３とを順に配置した積層構造を有して、支持基板１０の上に配置された発光素子２０と、第２の半導体層２３の上に配置されたバッファ層２５と、第１の半導体層２１と電気的に接続する第１の電極４１と、第２の半導体層２３と電気的に接続する第２の電極４２と、支持基板１０上の周辺部分に、発光素子２０の周辺部を覆うようにして配置された枠体１００Ａと、枠体１００Ａによって形成される枠体内部７０Ａを完全に埋め込むようにして塗布されてなる光透過性基板（蛍光体層）７０と、を備える。
【００１３】
第１の電極４１は、支持基板１０の第１の側面１０１上から発光素子２０の第１の側面２０１上に亘って連続的に配置されている。第２の電極４２は、第１の電極４１と離間して、支持基板１０の第２の側面１０２上から発光素子２０の第２の側面２０２上に亘って連続的に配置されている。以下において、第１の電極４１と第２の電極４２とを総称して「電極領域」という。
【００１４】
図１に示した発光装置では、発光素子２０に電流を供給する電極領域が、発光素子２０の側面上に配置されている。そして、発光素子２０の下方には、第１の電極４１と第２の電極４２とに挟まれて支持基板１０が配置されており、発光素子２０の下方において、支持基板１０と電極領域との境界がない。
【００１５】
発光素子２０は、第１導電型の第１の半導体層２１と発光層２２と第２導電型の第２の半導体層２３とを有する積層構造である。第１導電型と第２導電型とは互いに反対導電型である。即ち、第１導電型がＰ型であれば、第２導電型はＮ型であり、第１導電型がＮ型であれば、第２導電型はＰ型である。以下では、第１導電型がＰ型であり、第２導電型がＮ型である場合を例示的に説明する。例えば、発光素子２０は、第１の半導体層２１をＰ型クラッド層、第２の半導体層２３をＮ型クラッド層とするＬＥＤ素子である。図１に示した例では、第１の半導体層２１、発光層２２、第２の半導体層２３が積層されたダブルヘテロ構造を発光素子２０に採用している。
【００１６】
第１の電極４１から第１の半導体層２１に正孔が供給され、第２の電極４２から第２の半導体層２３に電子が供給される。そして、発光層２２に、第１の半導体層２１から正孔が注入され、第２の半導体層２３から電子が注入される。注入された正孔と電子が発光層２２で再結合することにより、発光層２２で光が発生する。
【００１７】
発光素子２０は、第２の半導体層２３の主面を光取り出し面としている。発光素子２０の出射光は、例えば第２の半導体層２３の上方に配置されたバッファ層２５及び光透過性基板７０を透過して、発光装置からの出力光Ｌとして出力される。
【００１８】
ここで、バッファ層２５は、半導体基板（成長基板）１００上に第２の半導体層２３を結晶成長させる際に、互いの格子定数の差を小さくして、結晶性を向上させるために設けられるものであって、例えば、第２の半導体層２３と同じ第２導電型のＡｌＮ初期層と緩衝層とを半導体基板１００上に順に積層させた構造を備える（図示省略）。
【００１９】
光透過性基板７０は、例えば図２に示すように、発光素子２０の各側面２０１、２０２、２０３、２０４よりも内側の領域に配置されている。即ち、図１に示した発光装置では、支持基板１０上の周辺部分に、発光素子２０の周辺部を覆うようにして配置され、積層構造の最表面が露出するように貫通させた枠体１００Ａを備える。この枠体１００Ａは、半導体基板１００の一部を、バッファ層２５または第２の半導体層２３を露出させるように貫通させて形成されており、該枠体１００Ａによって形成される枠体内部７０Ａに、バッファ層２５または第２の半導体層２３と接するようにして光透過性基板７０が埋設されている。
【００２０】
基板完全除去領域（光取り出し領域）となる枠体内部７０Ａの深さとしては、例えば、バッファ層２５の少なくとも一部を除去した深さとすることができる。具体的には、枠体内部７０Ａは、バッファ層２５の主面に達する深さ、バッファ層２５の途中まで達する深さ、バッファ層２５を完全に除去し、第２の半導体層２３の主面に達する深さ、または第２の半導体層２３の途中まで達する深さの、いずれかの深さを有して形成される。
【００２１】
本発明の実施形態に係る発光装置において、枠体１００Ａは、発光素子２０を構成する各層２１、２２、２３の形成に使用される半導体基板１００の一部をリング状に残存させることによって形成されるもので、発光装置の側面に露出している。発光装置の基体サイズにもよるが、枠体１００Ａの膜厚を１μｍ〜１０μｍ程度とすることによって、極小サイズであるという性質を損なうことなしに、パッケージ全体の機械的強度を高めることができる。特に、枠体内部７０Ａを深くすることによって、光透過性基板７０の膜厚方向の接触面積を稼ぐことができ、光透過性基板７０を剥がれ難くできるだけでなく、枠体１００Ａの形成に半導体基板１００を利用することによって、貼り合せの場合よりも枠体１００Ａを剥がれ難くすることができる。また、光透過性基板７０の形成において、枠体１００Ａによって形成される枠体内部７０Ａ内に樹脂を直に塗布する場合にも、樹脂の周囲への流れ出しを枠体１００Ａによって阻止できるなど、調色が基体ごとに可能となる（チップ単位の調色）。
【００２２】
なお、発光素子２０の側面２０１、２０２に露出して電極領域が配置され、枠体１００Ａの側面も露出している。即ち、第１の電極４１及び第２の電極４２の外側の側面と枠体１００Ａの外側の側面とは、同一平面レベルである。これに対し、光透過性基板７０の側面は、それぞれ発光素子２０の側面２０１、２０２、２０３、２０４よりも内側となる。具体的には、枠体内部７０Ａが、発光素子２０の各側面２０１、２０２、２０３、２０４よりも内側となるように、枠体１００Ａは、発光素子２０の各側面２０１、２０２、２０３、２０４を覆うような幅とされる。したがって、発光素子２０の側面２０１、２０２、２０３、２０４への水分などの侵入を抑制可能となる。
【００２３】
ここで、光透過性基板７０の主面と枠体１００Ａの主面とは、同一平面レベルである。ただし、光透過性基板７０は、発光素子２０を構成する材料によっては省略可能である。即ち、光透過性基板を配置しない構造の発光装置に適用した場合においても、枠体１００Ａを備えたことにより、発光素子２０の剥離や側面２０１、２０２、２０３、２０４への水分などの侵入を抑制し得る。
【００２４】
発光素子２０の第１の半導体層２１と第１の電極４１とを接続する第１の引き出し電極５１が、第１の半導体層２１の下面と電気的に接続されている。なお、第１の半導体層２１の下面には、反射金属層３０が配置されており、第１の引き出し電極５１は、反射金属層３０を介して、第１の半導体層２１と電気的に接続している。第１の引き出し電極５１は、膜厚方向に垂直な方向に延伸して、第１の電極４１に接続している。
【００２５】
発光素子２０から第１の半導体層２１の方向に進行した出射光は、反射金属層３０の表面において反射する。即ち、反射金属層３０によって、光取り出し面とは逆方向に進行する発光素子２０の出射光を、光取り出し面に向けて反射させることができる。このため、出力光Ｌの輝度を向上させることができる。反射金属層３０には、発光素子２０の出射光に対する反射率が高く、且つ、第１の半導体層２１とオーミック接触の可能な導電性材料が使用される。例えば、銀パラジウム合金などの銀系合金などの白色系の金属膜が、反射金属層３０の材料に好適に使用される。
【００２６】
発光素子２０の第２の半導体層２３と第２の電極４２とを接続する第２の引き出し電極５２が、第２の半導体層２３の下面と電気的に接続されている。図１に示すように、第２の半導体層２３は、平面視で第１の半導体層２１及び発光層２２の配置されていない領域まで水平方向に延伸する領域（以下、「延伸領域」という。）を有する。第２の引き出し電極５２は、第２の半導体層２３の延伸領域の下面に接続している。第２の引き出し電極５２は、膜厚方向に垂直な方向に延伸して、第２の電極４２に接続している。
【００２７】
なお、発光素子２０の側面及び下面を覆って配置された保護膜６０（６０Ａ、６０Ｂ）によって、発光素子２０、電極領域、第１の引き出し電極５１及び第２の引き出し電極５２が絶縁分離されている。保護膜６０には、例えばＳｉＯ２膜やＳｉＮｘ膜、またはＰＩＦ（ポリイミドフィルム）などを採用可能である。保護膜６０は、外部から発光素子２０への水分の浸入の抑制や、発光装置の機械的強度の向上に寄与する。
【００２８】
図２に、図１に示した発光装置のＩ−Ｉ方向に沿った平面図を示す。
【００２９】
光透過性基板７０は、例えば矩形状であり、Ｘ方向の幅がＷＸ１、Ｙ方向の幅がＷＹ１とされている。一方、発光素子２０は矩形状であり、第１の側面２０１と第２の側面２０２とが対向し、第３の側面２０３と第４の側面２０４とが対向する。発光素子２０は、Ｘ方向の幅がＷＸ２（ＷＸ２＞ＷＸ１）、Ｙ方向の幅がＷＹ２（ＷＹ２＞ＷＹ１）とされている。即ち、光透過性基板７０は、発光素子２０の各側面２０１、２０２、２０３、２０４よりも内側において、枠体１００Ａによって形成される枠体内部７０Ａ内に配置されている。
【００３０】
図３に、図１に示した発光装置のＩＩ−ＩＩ方向に沿った平面図を示す。
【００３１】
発光素子２０と電極領域とは、保護膜６０Ａによって絶縁分離されている。発光素子２０の第３、第４の側面２０３、２０４上には、支持基板１０が形成されている。即ち、発光素子２０は、支持基板１０の上部と電極領域の上部によって構成される凹部に配置されている。
【００３２】
図４に、図１に示した発光装置のＩＩＩ−ＩＩＩ方向に沿った平面図を示す。
【００３３】
第１の引き出し電極５１と第２の引き出し電極５２は、支持基板１０及び保護膜６０Ｂによって分離されている。
【００３４】
図５に、図１に示した発光装置のＩＶ−ＩＶ方向に沿った平面図を示す。
【００３５】
発光装置の下部は、矩形状の支持基板１０の互いに対向する第１の側面１０１と第２の側面１０２とが、電極領域によって覆われた構造である。支持基板１０には、フィラー入りのエポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂などを採用可能である。また、これらの樹脂に白色顔料を加えることによって、白色の支持基板１０を実現できる。白色の支持基板１０によれば、支持基板１０での反射率を向上させることができる。その結果、発光装置の輝度が向上する。
【００３６】
また、詳細については後述するが、樹脂よりも機械的強度の高い材料を支持基板１０に使用してもよい。例えば、セラミック基板を支持基板１０として使用する。支持基板１０に機械的強度の高いセラミック基板を使用することによって、発光装置のパッケージとしての機械的強度を向上できる。
【００３７】
ここで、光透過性基板７０は、発光素子２０の封止材及び発光装置のレンズとして機能する。例えば、発光素子２０の出射光が透過する樹脂基板として、光透過性基板７０に熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を使用できる。光透過性基板７０に透明樹脂を使用することによって、発光素子２０の出射光と同色の出力光Ｌを発光装置から出力できる。
【００３８】
或いは、発光素子２０の出射光によって励起されて励起光を放射する蛍光体を含有する蛍光体樹脂を光透過性基板７０に採用してもよい。光透過性基板７０に蛍光体樹脂を採用することにより、所望の色の出力光Ｌを発光装置から出力できる。また、発光装置から、発光素子２０の出射光と励起光とが混色された出力光Ｌを出力させることも可能である。例えば、出射光が青色光の発光素子２０を使用した場合に、青色光に励起されて黄色光を放射するイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）などを光透過性基板７０に含まれる蛍光体として用いる。このとき、発光素子２０から出射された青色光の一部が蛍光体を励起することにより、黄色光に波長変換される。蛍光体から放射された黄色光と発光素子２０から出射された青色光とが混合されることにより、白色の出力光Ｌが発光装置から出力される。なお、発光装置の出力光Ｌが白色光以外の場合にも、発光素子２０の出射光と蛍光体との種々の組み合わせを採用可能である。
【００３９】
光透過性基板７０に使用する透明樹脂としては、エポキシ系樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン系樹脂、変性シリコーン樹脂などを採用可能である。例えば、照明用途などの大電力の発光装置では、耐熱性が高いシリコーン系の樹脂が使用される。また、蛍光体樹脂としては、前述の透明樹脂に蛍光体を混合したものなどを使用できる。
【００４０】
ところで、ＣＳＰは、発光素子２０に接続された電極領域の配置されていない方向から光を取り出す構造である。このため、光取り出し面の方向に発光素子２０からの光を遮蔽（遮光）するものがないため、発光装置の発光効率が向上する。また、電極の電気配線にワイヤボンディングを使用しないため、ワイヤの断線やワイヤを介しての短絡などの不具合を抑制することができる。したがって、発光装置の信頼性が向上する。
【００４１】
＜第１変形例＞
図６は、ＣＳＰを適用した、本発明の実施形態の第１変形例に係る発光装置の概略図である。
【００４２】
図６に示した発光装置では、上部に凹部が設けられた支持基板１０Ａと、支持基板１０Ａの凹部内に配置された発光素子２０と、発光素子２０の周辺部を覆うようにして支持基板１０Ａ上の周辺部分に配置された枠体１００Ａと、枠体１００Ａの枠体内部７０Ａに配置された光透過性基板７０とを備える。即ち、発光素子２０の下面及び側面は、支持基板１０Ａによって囲まれている。
【００４３】
図６に示すように、第１の電極４１Ａは、支持基板１０Ａの下部を貫通して、支持基板１０Ａの凹部内で、反射金属層３０を介して第１の半導体層２１に接続する。第２の電極４２Ａは、第１の電極４１Ａの支持基板１０Ａを貫通する位置と離間した位置で、支持基板１０Ａの下部を貫通して、支持基板１０Ａの凹部内で、第２の半導体層２３の延伸領域と接続している。なお、発光素子２０の光取り出し面側には、第２の半導体層２３に接して、バッファ層２５が設けられている。また、光透過性基板７０は、発光素子２０を構成する材料によっては省略可能である。支持基板１０Ａの凹部の内部の残余の領域には、保護膜６０が配置されている。
【００４４】
図６に示した発光装置では、支持基板１０Ａと第１の電極４１Ａ及び第２の電極４２Ａによって、発光素子２０が下方から支持されている。このため、支持基板１０Ａと第１の電極４１Ａ及び第２の電極４２Ａとの線膨張係数の差などによって、図１に示した発光装置の場合よりも、発光素子２０に対する反りや歪みが発生しやすい。即ち、図６に示した発光装置の方が、発光素子２０の下方に支持基板１０Ａと電極領域との境界がある分だけ、発光素子２０に反りや歪みが発生しやすい。枠体１００Ａは、パッケージ全体の機械的強度を高めることができるので、この第１変形例に係る構成の発光装置の場合においても、発光素子２０に加わる反りや剥離を抑制可能となる。なお、発光素子２０に加わる反りや剥離を抑制する効果は、この第１変形例に係る発光装置の方が、より顕著となる。
【００４５】
上記したように、本発明の発光装置では、支持基板１０、１０Ａ上の周辺部分に、発光素子２０の周辺部を覆うようにして配置された枠体１００Ａを備えている。枠体１００Ａは、発光素子２０を構成する各層２１、２２、２３の形成に使用される半導体基板１００の一部をリング状に残存させたものであって、パッケージ全体の機械的強度を高めることが可能となる。このため、発光素子２０に反りや剥離による応力が加わるのを抑制できる。したがって、この発光装置を、例えば実装基板（製品基板）に組み込む際などに、反りや剥離によって発光素子２０が破壊されるといった、発光装置の破損を防止することが可能となる。また、発光装置の性能の低下や製品寿命の低下が抑制される。その結果、本発明に係る発光装置によれば、ＣＳＰを適用し、且つ発光素子２０に生じる反りや剥離を抑制できる発光装置を提供することができる。
【００４６】
（製造方法）
以下に、図７〜図１５を参照して、本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明する。ここでは、図１に示した発光装置を例に、その製造方法について説明する。なお、以下に述べる発光装置の製造方法は一例であり、その変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により実現可能であることはもちろんである。
【００４７】
先ず、図７に示すように、厚さ７００μｍ程度の半導体基板１００上に、バッファ層２５を介して、発光素子２０を構成する各層をエピタキシャル成長法などによって形成する。具体的には、ウェハ状態の半導体基板１００上にＮ型バッファ層２５０を形成した後、その上に、Ｎ型半導体膜２３０、発光領域膜２２０及びＰ型半導体膜２１０を順次積層する。例えば、半導体基板１００にはＳｉ基板が、Ｎ型半導体膜２３０、発光領域膜２２０及びＰ型半導体膜２１０には、窒化ガリウム（ＧａＮ）などの窒化物系化合物半導体層などが使用される。その後、ドライエッチング加工によって、Ｎ型バッファ層２５０、Ｎ型半導体膜２３０、発光領域膜２２０及びＰ型半導体膜２１０をパターニングして、バッファ層２５、第２の半導体層２３、発光層２２及び第１の半導体層２１を形成する。
【００４８】
次に、ドライエッチング加工などによって、第１の半導体層２１及び発光層２２の一部を除去して、第２の半導体層２３の一部を露出させる。この露出された部分が、第２の引き出し電極５２が接続される延伸領域である。次いで、露出している第１の半導体層２１や第２の半導体層２３の延伸領域を覆うように、保護膜６０Ａを形成する。
【００４９】
その後、図８に示すように、第１の半導体層２１の上で保護膜６０Ａの開口部を形成し、この開口部で第１の半導体層２１と接続するように反射金属層３０を形成する。そして、反射金属層３０と接続するように、第１の引き出し電極５１を形成する。同時に、第２の半導体層２３の延伸領域の上で保護膜６０Ａの開口部を形成し、この開口部で第２の半導体層２３と接続するように第２の引き出し電極５２を形成する。なお、第１の引き出し電極５１と第２の引き出し電極５２には、金（Ａｕ）膜などを使用するが、発光素子２０からの出射光を反射する材料を使用することが好ましい。例えば、アルミニウム（Ａｌ）膜や銀（Ａｇ）膜も使用される。
【００５０】
次いで、第１の引き出し電極５１と第２の引き出し電極５２とを分離するための保護膜６０Ｂを形成した後、図９に示すように、発光素子２０の第１の側面２０１側に、第１の引き出し電極５１と電気的に接続するように、第１の電極４１を形成する。同時に、発光素子２０の第２の側面２０２側に、第２の引き出し電極５２と電気的に接続するように、第２の電極４２を形成する。第１の電極４１及び第２の電極４２は、例えば、銅（Ｃｕ）メッキによって形成する。なお、電極領域の材料は、発光装置の全体の強度などを考慮して選択される。Ｃｕメッキ以外にも、Ａｌ材などを電極領域に使用してもよい。
【００５１】
その後、図１０に示すように、第１の電極４１と第２の電極４２との間を埋め込むようにして、保護膜６０や第１の引き出し電極５１及び第２の引き出し電極５２を覆って、光を透過しない支持基板１０を形成する。支持基板１０の形成には、例えばトランスファーモールド（ＴＲＭ）法などを採用可能である。なお、支持基板１０の厚みが所定値になるまで、支持基板１０の表面を膜厚方向にバックグラインド工程によってエッチングする。これにより、図１０に示すように、第１の電極４１及び第２の電極４２の下面が、支持基板１０の下面よりも下方に露出する。
【００５２】
次いで、第１の電極４１の下面を覆うように第１の接続用電極８１を形成し、第２の電極４２の下面を覆うように第２の接続用電極８２を形成する。第１の接続用電極８１及び第２の接続用電極８２（以下、総称して「接続用電極」という。）は、例えばプリント基板などの実装基板に発光装置を取り付ける場合に、実装基板に配置された配線パターンと発光装置の電極領域とを接続するために使用される。接続用電極８１、８２には、半田電極などが好適に使用される。
【００５３】
この後、図示していないが、基体の強度を一時的に補強するために、支持基板１０及び接続用電極８１、８２の下面を覆うように、サポート基板を形成するようにしてもよい。例えば、厚みが１ｍｍ程度のＳｉ基板やセラミック基板が、サポート基板として基体に接着される。
【００５４】
その後、図１１に示すように、半導体基板１００の主面側を部分的に除去する。例えば、半導体基板１００の垂直方向の膜厚が１μｍ〜１０μｍ程度となるように、ＣＭＰ（化学機械研磨）法などにより平坦化させる。
【００５５】
次いで、図１２に示すように、例えばフッ素系ガスを用いたドライエッチング加工によって、発光素子２０の主面上の半導体基板１００だけを選択的に削除し、バッファ層２５または第２の半導体層２３を露出させる程度の深さで、枠体内部７０Ａとなる貫通孔を形成する。即ち、半導体基板１００に、その下層の積層構造の最表層が露出するように貫通させた枠体内部７０Ａを形成することによって、支持基板１０上の周辺部分にのみ半導体基板１００がリング状に残存する枠体１００Ａを形成する。枠体１００Ａは、例えば図１２において、後述するダイシング時のカット幅を考慮して、基体の側面からの幅が１０μｍ〜１００μｍ程度とされるが、枠体内部７０Ａの形成により、枠体１００Ａの内側が発光素子２０の周辺部を覆うように形成される。
【００５６】
枠体内部７０Ａの深さとしては、例えば図１２に示したように、第２の半導体層２３上のバッファ層２５が少なくとも露出する程度の深さであればよい。なお、バッファ層２５を必要としない場合や、図１３に示すように、バッファ層２５が完全に除去されて第２の半導体層２３が露出する深さの枠体内部７０Ｂとした場合には、バッファ層２５がない分だけ、より光の取り出し効率を向上できる。また、枠体内部７０Ｂが深くなればなるほど、光透過性基板７０の膜厚方向の接触面積が大きくなるため、光透過性基板７０の剥離防止に効果的である。
【００５７】
また、枠体内部７０Ａ、７０Ｂはドライエッチング加工により形成されるので、エッチング後の枠体内部７０Ａ、７０Ｂの底面のメサ角度を約７０°〜約９０°とすることができる。発光装置の場合、発光素子２０の露出面から光の取り出しが行われる。そのため、枠体内部７０Ａ、７０Ｂの底面に５４°程度のメサ角度が発生すると、光を遮蔽する面積が増え、取り出される光が減少する。そこで、枠体内部７０Ａ、７０Ｂの底面のメサ角度を約７０°〜約９０°とすることにより、発光素子２０の露出面内において、出射光の取り出し面（枠体内部７０Ａ、７０Ｂの底面）の面積を可能な限り大きくできる。なお、取り出し面の面積を可能な限り大きくした場合においては、枠体内部７０Ａ、７０Ｂの底面に５４°程度のメサ角度が発生するようにしてもよい。この場合、枠体内部７０Ａ、７０Ｂの壁面がテーパー状になるため、枠体内部７０Ａ、７０Ｂ内への光透過性基板７０の形成性がよくなる。
【００５８】
この後、例えば図１４に示すように、半導体基板１００の削除により露出したバッファ層２５または第２の半導体層２３の主面に凹凸構造を形成してもよい。このように、発光素子２０の光取り出し面の表面を粗面化することにより、発光素子２０の出射光が散乱され、出力光Ｌの輝度を向上させることができる。凹凸構造は、例えば、フォトマスクやナノインプリントにより形成したパターンを用いたドライエッチング加工によって形成される。
【００５９】
その後、図１５に示すように、第２の半導体層２３上の枠体内部７０Ａに光透過性基板７０を形成する。光透過性基板７０は、発光素子２０や発光装置によっては省略してもよい。そして、ダイシングラインＤＬに沿って発光装置を個々に分離する個片化処理を行う。なお、サポート基板（図示省略）を適用した場合には、ここで除去する。以上により、図１に示した発光装置が完成する。
【００６０】
上記したように、本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、支持基板１０（１０Ａ）上の周辺部分に、発光素子２０の周辺部を覆うようにして、枠体１００Ａが形成される。枠体１００Ａは、発光素子２０を構成する各層２１、２２、２３の形成に使用される半導体基板１００の一部をリング状に残存させたものであって、パッケージ全体の機械的強度が高められる。このため、発光素子２０に反りや歪みによる応力が加わるのを抑制し得る。したがって、この発光装置を、例えば実装基板に組み込む際に、剥離などして発光素子２０が破壊されるといった、発光装置の破損を防止することが可能となる。
【００６１】
ＣＳＰを適用した発光装置では、発光素子２０を形成したウェハ（半導体基板）に、樹脂などを塗布して支持基板１０を形成する。このように、ウェハ状態でパッケージを形成することによって、低コストで発光装置を製造できる。このため、一般的にウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）とも呼ばれる。即ち、発光素子２０に直に接するように、若しくは、発光素子２０に形成された保護膜６０や電極領域と直に接するようにして、支持基板１０が形成されるようにしたのがＷＬＰの構造的特徴である。パッケージが発光素子２０と接しているため、発光素子２０の機械的強度を補強して、信頼性の高い発光装置を実現できる。
【００６２】
しかも、半導体基板１００の一部を利用して、さらに補強部材となる枠体１００Ａを形成するようにしている。このため、補強部材の貼り合わせが必要であったり、補強部材が剥離しやすいといったこともない。
【００６３】
＜第２変形例＞
上記では、支持基板１０が樹脂である例を記載したが、支持基板１０には樹脂よりも機械的強度の高い材料を使用することが好ましい。なぜなら、ＣＳＰを適用した発光装置では、光取り出し面にエポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂などの機械的強度の低い透明樹脂を使用するため、パッケージ全体の機械的強度が低い。このため、支持基板１０に機械的強度の高い材料を使用することによって、パッケージ全体の機械的強度を高くすることが好ましい。パッケージの機械的強度が低いと、発光装置を実装基板に組み込む際や、組み込んだ後に破損する危険がある。また、発光装置が破損しないように、組み込み装置の構成を工夫したり、組み込み速度を遅くしたりするなどの対応が必要である。
【００６４】
そこで、例えば支持基板１０にセラミック基板を使用することが、発光装置の機械的強度を高める上で有効である。支持基板１０をセラミック基板とするためには、図１０を参照して説明した支持基板１０を形成する工程において、液状にしたセラミック材料を所定の形状に形成した後に、高温で焼き固める。
【００６５】
支持基板１０にセラミック基板を使用することによって、発光装置の機械的強度が向上する。さらに、セラミック基板は発光素子２０の下面の略全面を支持するように配置されるため、枠体１００Ａを形成する工程などにおける製造時の反りや歪みにより発光素子２０が破壊されるのを抑制できる。また、製品組み立て時や取り扱い時に発光装置に加わる衝撃によって発光素子２０がダメージを受けることを防止できる。このように、支持基板１０をセラミック基板にすることによって、発光装置の破損や信頼性の低下を抑制することができる。また、製品組み立て時での半田熱処理などにより発生する熱歪みによるダメージを抑制できる。
【００６６】
ただし、セラミック基板の場合、セラミック基板を形成した後の研磨処理（バックグラインド）が、樹脂基板に比べて困難である。このため、支持基板１０を形成する工程において、第１の電極４１の下面及び第２の電極４２の下面が、支持基板１０の下面よりも下方に位置するように、支持基板１０を形成する。例えば、支持基板１０の下面と電極領域の下面との段差を、１０μｍ程度に設定する。これにより、支持基板１０としてセラミック基板を形成した後の、セラミック基板の研磨処理が不要になる。このため、研磨処理が支持基板１０や発光素子２０に与えるダメージを小さくすることができる。その結果、発光装置の歩留まりの低下や信頼性の低下を抑制できる。
【００６７】
図１に示した発光装置では電極領域が発光素子２０の側面上に形成されているため、個片化処理するダイシングでは、図１６や図１７に示すように、ダイシングブレード２００によって切断される領域は、支持基板１０よりも電極領域が主に切断される。このため、セラミック基板を使用した場合などの、支持基板１０が電極領域よりも硬い材料である場合に、ダイシングの処理時間が減少する。また、ダイシングブレードの寿命が延びるため、製造コストを低減することができる。
【００６８】
なお、発光素子２０に加わる応力が、発光装置の特性に大きく影響する。特に、ＣＳＰを適用した発光装置は、発光素子２０がパッケージ材料と密着する構造であるため、パッケージ材料との線膨張係数の違いや加工時の変形によって、発光素子２０に応力が加わりやすい。
【００６９】
このため、図１８に示すように、支持基板１０に、第１のセラミック層１１と、第１のセラミック層１１よりも密度が高く、線膨張係数の大きい第２のセラミック層１２とを積層した構造を有するセラミック基板を使用してもよい。図１８に示すように、線膨張係数の小さい第１のセラミック層１１の上に、発光素子２０が配置される。このように、発光素子２０を構成する各層２１、２２、２３と線膨張係数の近い第１のセラミック層１１とを密着させることによって、セラミックを硬化させるときの反りや歪みが緩和され、発光素子２０に加わる応力を低下させることができる。また、支持基板１０の発光素子２０から遠い側を、線膨張係数の大きい第２のセラミック層１２にすることによって、支持基板１０の反りが抑制され、パッケージ全体としての強度が低下することを防止できる。したがって、図１８に示した構造の支持基板１０を使用することによって、信頼性の高い、高効率の発光装置を実現できる。第１のセラミック層１１の線膨張係数や弾性係数を低くするには、例えば空孔率を高くする方法などがある。
【００７０】
また、光透過性基板７０にガラス基板を使用した場合、ガラス基板は弾性係数が高く、線膨張係数が大きく異なるため、発光素子２０に大きな応力が発生する。この場合は、第１のセラミック層１１の線膨張係数を第２のセラミック層１２の線膨張係数よりも小さくすることで、第１のセラミック層１１の線膨張係数をガラスに近づけることができ、発光素子２０に加わる応力を低下させることができる。
【００７１】
このような構成の発光装置とした場合においても、支持基板１０上の周辺部分に、発光素子２０の周辺部を覆うようにして枠体１００Ａを配置することによって、パッケージ全体の機械的強度をより高めることが可能となるため、発光素子２０に生じる反りや剥離を抑制できる発光装置を提供できることはもちろんである。
【００７２】
＜第３変形例＞
図１９は、本発明の実施形態の第３変形例に係る発光装置の断面構造を、図２０は、図１９に示した発光装置の平面構成を、それぞれ模式的に示す図である。
【００７３】
図１９及び図２０に示すように、枠体１００Ａを備えた発光装置としては、例えば複数個の枠体内部７０Ａ１、７０Ａ２を有する構成とすることもできる。即ち、枠体１００Ａに加え、発光素子２０の主面上に枠体内部７０Ａ１、７０Ａ２が形成されるように、半導体基板１００の一部を残存させてなる仕切り用の枠体１００Ｂを形成する。枠体１００Ｂの形成は、より一層、パッケージ全体の機械的強度を向上させる。
【００７４】
また、枠体１００Ｂの形成に、Ｓｉ製の半導体基板１００を用いるようにした場合、その部分は遮蔽領域となる。このため、枠体１００Ｂの大きさ（幅）や形成する位置を調整することによって、光透過性基板に混ぜ物をして透過率などを調整したりすることなしに、発光装置の光度や色度を容易に抑制可能となる。
【００７５】
特に、枠体１００Ｂは、枠体内部７０Ａ１、７０Ａ２に異なる種類の光透過性基板７０１、７０２を形成することを可能にする。したがって、枠体１００Ｂにより種類の異なる光透過性基板７０１、７０２が混入するのを防止しつつ、発光素子２０の光度や色調などを容易に調整可能である。
【００７６】
なお、例示したように、仕切用の枠体１００Ｂは基体の短手方向と並行に形成する場合に限らず、例えば、基体の長手方向と並行に形成するようにしてもよいし、基体の対角線方向に形成するようにしてもよい。また、１本の仕切用の枠体１００Ｂを設ける場合に限らず、複数本の枠体１００Ｂを配置することも可能であり、より多くの枠体内部を配置するようにしてもよい。さらに、枠体内部としては、矩形状に形成する場合に限らず、例えば、平面形状を円形や楕円形、または矩形以外の多角形としてもよい。特に、内角のそれぞれの角度が９０°以上の多角形とした場合においては、各角部分に対する光透過性基板の形成性を良好なものとすることができ、枠体内部で光透過性基板が未塗布となるといった不具合を改善できる。
【００７７】
（その他の実施形態）
上記した本発明の実施形態においては、開示の一部をなす論述及び図面は例示的なものであり、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００７８】
例えば、発光素子２０の下面の外縁部（周辺部）が電極領域と重なっている部分が多少あってもよい。つまり、破壊や性能の低下を招くほどの応力が発光素子２０に加わらない範囲で、平面視において、発光素子２０の外縁部が電極領域と重なってもよい。
【００７９】
また、上記では、半導体基板１００がＳｉ基板である例を記載したが、例えば、サファイア基板やＳｉＣ基板などの透明基板を使用することも可能である。半導体基板１００がＳｉ基板の場合には、枠体１００Ａは光を遮蔽するが、半導体基板１００が透明基板である場合には、枠体１００Ａの主面などに光を透過しない遮蔽層が必要となる。なお、上記において、半導体基板１００がサファイア基板である場合には、枠体内部７０Ａ、７０Ｂの形成にレーザリフトオフ法などが使用される。また、半導体基板１００に、例えばＧａＮ基板を採用する場合には、バッファ層２５の形成を省略することもできる。
【００８０】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことはもちろんである。したがって、本発明の技術的範囲は、上記の説明から妥当な請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の実施形態に係る発光装置は、ＣＳＰを適用した各種の発光装置の用途に利用可能である。
【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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【図１４】
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【図１５】
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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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