(57)【要約】【課題】  部品点数や工程を増加することなく、完成品の歩留まりを向上することが可能な半導体発光装置を提供すること。【解決手段】  ＬＥＤアレイチップ２（半導体発光装置）は、基板７と、当該基板７上に結晶成長によって形成された３５個のＬＥＤ６からなるＬＥＤアレイと、当該ＬＥＤアレイを取り囲むように形成された基板露出部７と、基板露出部７と前記ＬＥＤアレイとを覆う蛍光体膜４８を備えている。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の主面上に結晶成長によって形成された半導体多層膜とを有し、
前記半導体多層膜は、第１の導電型層、発光層、第２の導電型層を、前記基板側からこの順に含み、
前記半導体多層膜の最外層から、少なくとも第１の導電型層までが除去された多層膜除去部が、前記主面外周に沿って形成されていて、
前記半導体多層膜の前記多層膜除去部に面した側面および前記最外層主面を覆う蛍光体膜を備えたことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記半導体多層膜は、前記基板と前記第１の導電型層との間に形成された反射層を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記反射層は、ＡｌＧａＮ系半導体からなることを特徴とする請求項２記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記第１の導電型層上に形成された第１の電極と、
前記第２の導電型層上に形成された第２の電極と、
前記半導体多層膜とは反対側の前記基板主面上に形成された、第１の給電端子と第２の給電端子とを有し、
前記第１の電極と前記第１の給電端子とが、前記基板に開設された第１のスルーホールを含む第１の導電部材を介して接続され、
前記第２の電極と前記第２の給電端子とが、前記基板に開設された第２のスルーホールを含む第２の導電部材を介して接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記多層膜除去部は、前記基板が露出するように、前記半導体多層膜の全層に渡って除去されてなり、
前記第１および第２のスルーホールは、前記基板の前記多層膜除去部に対応する部分に開設されていることを特徴とする請求項４記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記基板が、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＢＮ、Ｓｉの内のいずれか一の材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記半導体多層膜における、前記発光層からの光の取出し側表面に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記発光層からの出射光が少なくとも３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲の波長成分を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項９】
プリント配線板と、
前記プリント配線板に実装された、請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体発光装置とを有することを特徴とする発光モジュール。
【請求項１０】
請求項９の発光モジュールを備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
結晶成長により、基板の一方の主面上に発光層を含む半導体多層膜を形成する第１の工程と、
前記半導体多層膜の一部を除去して前記一方の主面を露出させ、当該半導体多層膜を複数の領域に分割する第２の工程と、
前記露出した主面部分と前記分割された半導体多層膜の各領域を覆うように蛍光体膜を形成する第３の工程と、
前記基板を前記領域ごとにダイシングする第４の工程と、
を有することを特徴とす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、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ（Ｌight  Ｅmitting  Ｄiode）」と言う。）チップ等の半導体発光装置、当該半導体発光装置を用いた発光モジュールおよび照明装置、並びに半導体発光装置の製造方法に関し、特に、蛍光体によって所望色の可視光を得る半導体発光装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは白熱電球やハロゲン電球に比べて高効率・長寿命であり、特に、近年、白色ＬＥＤの高輝度化が進むにつれ、当該白色ＬＥＤを照明用途に用いる研究が活発になされている。現在、白色ＬＥＤの主流は、青色光を発するＬＥＤベアチップと当該青色光で励起されて黄色光を発する蛍光体とを組み合わせ、青色光と黄色光との混色によって白色光を得るものである。
【０００３】
このような白色ＬＥＤは、大きくは、ＬＥＤベアチップを得るウエハ・プロセスと当該ＬＥＤベアチップをパッケージして白色ＬＥＤに完成するアセンブリ・プロセスを経て製造される。
【０００４】
ＬＥＤベアチップは、そのままでは使用できないので、アセンブリ・プロセスにおいて、リードフレームやプリント配線板に実装する。実装されたＬＥＤベアチップの上から、蛍光物質を混入した樹脂を滴下して固め、蛍光体膜を形成する。さらに、蛍光体膜の周囲を樹脂でモールドする等の工程を経て白色ＬＥＤが完成する。完成後の白色ＬＥＤは、電気的・光学的特性の検査の後、出荷される。
【０００５】
しかし、上記のようにして製造する白色ＬＥＤは、光学的特性に関する不良率が高くなるといった問題を有している。すなわち、上記白色ＬＥＤでは、ＬＥＤベアチップ上に蛍光物資を混入した樹脂を滴下して固化するといった方法で蛍光体膜を形成しているので、当該蛍光体膜の厚みにばらつきが生じやすい。そして、上記白色ＬＥＤでは、青色光と黄色光の光量バランスによって色温度が決定されるところ、蛍光体膜が厚くなると青色光が減り、黄色光が増えて色温度が低めの白色光となり、この逆に、蛍光体膜が薄いと色温度が高めの白色光となって、所望の色温度が得られないからである。また、蛍光体膜の厚みが許容限度を超えて不均一になってしまうと、問題となる色むらが発生してしまうからである。
【０００６】
このような不良の発生した白色ＬＥＤは、上記した光学的特性の検査ではねられることとなり、完成品（白色ＬＥＤ）の歩留まりの低下を招いていた。
【０００７】
以上のような状況の下、完成品の歩留まりを向上するため、アセンブリ・プロセスの前に色むら等の検査を行いたいという要請があった。これに応えるべく開発されたものとして、特許文献１に記載されたＬＥＤチップが知られている。
【０００８】
特許文献１に記載のＬＥＤチップは、ＬＥＤベアチップよりも一回り大きな主面積を有する基板（サブマウント素子）上にＬＥＤベアチップを搭載し、当該ＬＥＤベアチップの周囲に蛍光体膜を形成してなるものである。したがって、アセンブリ・プロセスにおいてリードフレームやプリント配線に実装する前に、色むら等の検査が可能となることから、完成品の歩留まりが向上することとなる。
【特許文献１】特開２００１−１５８１７号公報（特許第３３９９４４０号）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載のＬＥＤチップでは、サブマウント素子といった追加部品が必要になることに加え、ＬＥＤベアチップを当該サブマウント素子に搭載する工程が増えることとなる。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑み、部品点数や工程を増加することなく、完成品の歩留まりを向上することが可能な半導体発光装置およびその製造方法、並びに、当該半導体発光装置を用いた発光モジュールおよび照明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】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明に係る半導体発光装置は、基板と、前記基板の主面上に結晶成長によって形成された半導体多層膜とを有し、前記半導体多層膜は、第１の導電型層、発光層、第２の導電型層を、前記基板側からこの順に含み、前記半導体多層膜の最外層から、少なくとも第１の導電型層までが除去された多層膜除去部が、前記主面外周に沿って形成されていて、前記半導体多層膜の前記多層膜除去部に面した側面および前記最外層主面を覆う蛍光体膜を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、前記半導体多層膜は、前記基板と前記第１の導電型層との間に形成された反射層を含むことを特徴とする。
【００１３】
さらに、前記反射層は、ＡｌＧａＮ系半導体からなることを特徴とする。
【００１４】
また、前記第１の導電型層上に形成された第１の電極と、前記第２の導電型層上に形成された第２の電極と、前記半導体多層膜とは反対側の前記基板主面上に形成された、第１の給電端子と第２の給電端子とを有し、前記第１の電極と前記第１の給電端子とが、前記基板に開設された第１のスルーホールを含む第１の導電部材を介して接続され、前記第２の電極と前記第２の給電端子とが、前記基板に開設された第２のスルーホールを含む第２の導電部材を介して接続されていることを特徴とする。
また、前記多層膜除去部は、前記基板が露出するように、前記半導体多層膜の全層に渡って除去されてなり、前記第１および第２のスルーホールは、前記基板の前記多層膜除去部に対応する部分に開設されていることを特徴とする。
【００１５】
また、前記基板が、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＢＮ、Ｓｉの内のいずれか一の材料で形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、前記半導体多層膜における、前記発光層からの光取出し側表面に凹凸が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、前記発光層からの出射光が少なくとも３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲の波長成分を含むことを特徴とする。
【００１８】
上記の目的を達成するため、本発明に係る発光モジュールは、プリント配線板と、前記プリント配線板に実装された、上記半導体発光装置とを有することを特徴とする。
【００１９】
上記の目的を達成するため、本発明に係る照明装置は、前記発光モジュールを備えたことを特徴とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係る半導体発光装置の製造方法は、結晶成長により、基板の一方の主面上に発光層を含む半導体多層膜を形成する第１の工程と、前記半導体多層膜の一部を除去して前記一方の主面を露出させ、当該半導体多層膜を複数の領域に分割する第２の工程と、前記露出した主面部分と前記分割された半導体多層膜の各領域を覆うように蛍光体膜を形成する第３の工程と、前記基板を前記領域ごとにダイシングする第４の工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る半導体発光装置によれば、第１の導電型層、発光層、第２の導電型層を基板側からこの順に含む半導体多層膜の最外層から、少なくとも第１の導電型層までが除去された多層膜除去部が、前記基板の主面外周に沿って形成されていて、前記半導体多層膜の前記多層膜除去部に面した側面および前記最外層主面を覆う蛍光体膜が備えられているので、この状態で、色むら等の光学的特性の検査を行うことが可能となる。すなわち、リードフレームやプリント配線板への実装前の検査が可能となって、完成品の歩留まりの向上を図ることができる。しかも従来のようにサブマウント素子などの追加部品を必要とすることなく実装前の検査が可能となる。
【００２１】
また、本発明に係る発光モジュールや照明装置によれば、上記した半導体発光装置を有しているので、当該完成品に係る発光モジュールや照明装置の歩留まりが向上し、もってコストダウンを図ることができる。
【００２２】
また、本発明に係る半導体発光装置の製造方法によれば、基板の一方の主面上に形成された半導体多層膜の一部が除去されて、前記一方の主面を露出され、当該露出した主面部分と露出した主面部分によって分割された半導体多層膜の各領域を覆うように蛍光体膜が形成されるので、上記した効果を奏する半導体発光装置の製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１（ａ）は、半導体発光装置であるＬＥＤアレイチップ２の概略構成を示す外観斜視図であり、図１（ｂ）は、ＬＥＤアレイチップ２の平面図である。なお、図１（ａ）は、後述するＬＥＤ６の配列を主に示す図であり、外形の細かな凹凸などは省略したものである。また、図１（ｂ）では、後述する蛍光体膜４８の図示は省略している。
【００２５】
図１に示すように、ＬＥＤアレイチップ２は、半導体基板であるノンドープ（高抵抗）ＳｉＣ基板４（以下、単に「ＳｉＣ基板４」と言う。）上に、発光層を含む半導体多層膜からなる発光素子であるＬＥＤ６が、Ｎ行Ｍ列（本例では、７行５列、合計３５個）のマトリックス状に配列されてなるものである。３５個のＬＥＤ６は、ＳｉＣ基板４の主面上、幅Ｗ４＝５０μｍの周縁部を残した中ほどに結晶成長によって形成されている。すなわち、当該周縁部は、ＳｉＣ基板４の主面の一部が半導体多層膜（３５個のＬＥＤ６）から露出した部分であって、当該半導体多層膜を取り囲むように形成された部分である（以下、当該周縁部を「基板露出部７」と言う。）。
ＬＥＤ６のサイズＬ１×Ｗ１は２８５μｍ×４００μｍであり、ＬＥＤ６形成領域のサイズＬ２×Ｗ２は２ｍｍ×２ｍｍであり、ＬＥＤアレイチップ２のサイズＬ３×Ｌ４は、２．１ｍｍ×２．１ｍｍである。
【００２６】
ＬＥＤアレイチップ２の構成について、断面図を参照しながら、さらに説明する。
【００２７】
図２（ａ）は、図１（ｂ）におけるＡ−Ａ線断面図であり、図２（ｂ）は、同Ｂ−Ｂ線断面図である。すなわち、３５個のＬＥＤ６の内、図２（ａ）では、１行１列目のＬＥＤ６ａと１行２列目のＬＥＤ６ｂが、図２（ｂ）では、７行３列目のＬＥＤ６ｃと７行５列目のＬＥＤ６ｄが表されている。
【００２８】
ＬＥＤ６は、ＳｉＣ基板４上に順次積層されたｎ-ＡｌＧａＮバッファ層８（厚さ３０ｎｍ）、ｎ-ＡｌＧａＮ／ＧａＮ３０周期のＤＢＲ（Ｄistributed  Ｂragg  Ｒeflector）層１０（合計厚さ３μｍ）、ｎ-ＧａＮクラッド層１２（Ｓｉドープ量３×１０18ｃｍ-3、厚さ２００ｎｍ）、ＩｎＧａＮ（厚さ２ｎｍ）/ＧａＮ（厚さ８ｎｍ）６周期の多重量子井戸発光層１４、ｐ−ＧａＮクラッド層１６（Ｍｇドープ量１×１０19ｃｍ-3、厚さ２００ｎｍ）、ｐ-ＧａＮコンタクト層１８（Ｍｇドープ量３×１０19ｃｍ-3、厚さ２００ｎｍ）の半導体多層膜から成る。すなわち、ＬＥＤ６は、ＳｉＣ基板４側に配された導電型層（ｎ-ＧａＮクラッド層１２）と光取出し側に配された導電型層（ｐ-ＧａＮコンタクト層１８、ｐ−ＧａＮクラッド層１６）とで発光層（多重量子井戸発光層１４）を挟んでなる構成を基本としている。
ｐ-ＧａＮコンタクト層１８上には、Ｎｉ/Ａｕ薄膜２０を介してＩＴＯ透明電極２２が形成されており、ｎ−ＧａＮクラッド層１２上には、ｎ側電極であるＴｉ/Ａｕ電極２４が形成されている。
【００２９】
上記の構成からなるＬＥＤ６において、ＩＴＯ透明電極２２とＴｉ／Ａｕ電極２４を介して給電することにより、発光層１４から波長４６０ｎｍの青色光が発せられる。なお、本実施の形態で、ｐ側電極にＮｉ/Ａｕ薄膜２０とＩＴＯ透明電極２２を用いているのは、発光層１４で生じた光を透過し易くするためである。
【００３０】
また、光取出し面となる上記ｐ側電極面には、光取出し効率を改善するために、所定周期の凹凸が形成されている。図３（ａ）は、ＬＥＤ６の平面図である。図３（ａ）に示すように、本例では、ｄ＝１μｍ周期で円形の凹部２５が形成されており、これによってｐ側電極面が凹凸になっている。なお、凹凸面を形成するための凹部２５の横断面形状は、上記した円形に限らず、四角形や六角形としてもよい。あるいは、所定周期で直線状の溝を形成することにより凹凸面を形成することとしてもよい。また、単に表面を不規則に荒らしただけでも同様の効果が得られる。
【００３１】
上記の構成からなる３５個のＬＥＤ６は、ＳｉＣ基板４上で直列に接続されている。
【００３２】
図２に戻って、その接続態様について説明する。
【００３３】
図２に示すように、隣接するＬＥＤ６ａとＬＥＤ６ｂ、ＬＥＤ６ｃとＬＥＤ６ｄとは、ＳｉＣ基板４にまで達する分離溝２６によって分離されている。同様に、隣接する全てのＬＥＤ６間は、分離溝によって分離されている。
【００３４】
また、各ＬＥＤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの側壁や分離溝２６などを覆うように絶縁膜（Ｓｉ3Ｎ4膜）２８が形成されている。そして、当該絶縁膜２８上には、ＬＥＤ６ａのｐ側電極（Ｎｉ/Ａｕ薄膜２０、ＩＴＯ透明電極２２）とＬＥＤ６ｂのｎ側電極（Ｔｉ/Ａｕ電極２４）を接続するブリッジ配線３０が形成されている。また、ＬＥＤ６ｃのｐ側電極とＬＥＤ６ｄのｎ側電極との間も、絶縁膜２８上に形成されたブリッジ配線３０によって接続されている。そして、１行３列目のＬＥＤ６ｅ〜７行３列目のＬＥＤ６ｆ間も同様にしてブリッジ配線３０で接続されており、その結果、全てのＬＥＤ６が、図３（ｂ）の接続図に示すように、直列に接続されている。ＬＥＤアレイチップ２において、直列接続された３５個のＬＥＤ６の内、低電位側末端のＬＥＤ６ａのＴｉ／Ａｕ電極２４が当該ＬＥＤアレイチップ２のカソード電極３２となる。また、高電位側末端のＬＥＤ６ｄのＮｉ/Ａｕ薄膜２０、ＩＴＯ透明電極２２がＬＥＤアレイチップ２のアノード電極３４となる。
【００３５】
図３（ｃ）は、ＬＥＤアレイチップ２の裏面を表した図である。図３（ｃ）に示すように、ＬＥＤ６とは反対側のＳｉＣ基板４表面には、２個の給電端子３６，３８が形成されている。給電端子３６，３８は、いずれも、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜からなる。
【００３６】
そして、図２に示すように、カソード電極３２と給電端子３６とが、ブリッジ配線４０およびＳｉＣ基板４に開設されたスルーホール４２を介して接続されており、アノード電極３４と給電端子３８とが、ブリッジ配線４４およびＳｉＣ基板４に開設されたスルーホール４６を介して接続されている。なお、スルーホール４２，４６は、ＳｉＣ基板４に開設された直径３０μｍの孔にＰｔを充填してなるものである。上記給電端子３６，３８から、直列接続された３５個のＬＥＤ６に、放熱を確保した状態で５０ｍＡの電流を通電した際の動作電圧は１２０Ｖであった。
【００３７】
ＳｉＣ基板４の表面側には、ＬＥＤ６とＳｉＣ基板４の前記基板露出部７部分全面を覆うように蛍光体膜４８が形成されている。蛍光体膜４８は、シリコーンなどの透光性樹脂に（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+の黄色蛍光体粉末とＳｉＯ2の微粒子を分散させたものからなる。蛍光体膜４８の厚みＴ（図２参照）は、５０μｍである。なお、透光性樹脂には、シリコーンに限らず、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂を用いても構わない。
【００３８】
各ＬＥＤ６の発光層１４から放射された青色光の一部は、上記蛍光体膜４８中の蛍光体によって黄色光に変換される。そして、ＬＥＤ６からの青色光と蛍光体からの黄色光が合成されて（混色されて）白色光が発生する。このとき、発光層１４とＳｉＣ基板４の間には光反射層であるＤＢＲ層１０が形成されているため、発光層１４で生じＳｉＣ基板４に向かって放射された青色光の９９パーセント以上が光取り出し面側へと反射される。これにより、各ＬＥＤ６における光取出し効率が向上する。なお、本明細書において、青色光とは、波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の範囲の光をいい、黄色光とは、波長が５５０以上６００ｎｍ未満の範囲の光をいうものとする。したがって、上述した例では、ＬＥＤ６を主発光ピーク波長が４６０ｎｍのものとしたが、これ以外の波長であって、上記波長範囲に主発光ピーク波長を有するＬＥＤを構成することとしても構わない。
【００３９】
以上の構成からなるＬＥＤアレイチップ２の製造方法について、図４〜図６を参照しながら説明する。
【００４０】
なお、図４〜図６では、ＬＥＤアレイチップ２の各構成部分となる素材部分には１００番台の符号付し、その下２桁にはＬＥＤアレイチップ２の対応する構成部分に付した番号を用いることとする。
【００４１】
先ず、有機金属化学気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition Method；ＭＯＣＶＤ法）を用い、図４に示すように、ノンドープＳｉＣ基板１０４上に、ｎ-ＡｌＧａＮバッファ層１０８、ｎ-ＡｌＧａＮ／ＧａＮ３０周期のＤＢＲ層１１０、ｎ-ＧａＮクラッド層１１２、ＩｎＧａＮ/ＧａＮの多重量子井戸発光層１１４、ｐ−ＧａＮクラッド層１１６、ｐ-ＧａＮコンタクト層１１８をこの順に積層する[工程（ａ）]。なお、ノンドープＳｉＣ基板１０４は、直径２インチ、厚さ３００μｍの基板である。
【００４２】
次に、ｎ−ＧａＮコンタクト層１１８表面にマスク５０を施す。マスキング領域は、各ＬＥＤ６におけるＮｉ/Ａｕ薄膜２０（ＩＴＯ透明電極２２）の形成予定領域よりも一回り広い領域である。そして、非マスキング領域に対応する部分を、ｎ−ＧａＮクラッド層１１２の半ばまでエッチングにより除去する[工程（ｂ）]。これにより、Ｔｉ/Ａｕ電極２４接続面（ｎ側電極形成面）５２が形成される。マスク５０は、次工程に行く前に除去される。
【００４３】
続いて、ＳｉＣ基板上の前記基板露出部７と分離溝２６を形成すべく、これらの形成予定領域以外の領域にマスク５４を施す。当該マスキングの後、ＳｉＣ基板１０４基板が現れるまでエッチングし、基板露出部７と分離溝２６を形成する[工程（ｃ）]。すなわち、基板露出部７は、半導体多層膜を除去することによって創出されるのである（当該半導体多層膜の除去部分を「多層膜除去部」と称することとする。）。エッチング終了後、マスク５４は、次工程に行く前に除去される。
【００４４】
絶縁と表面保護を目的に、スパッタリング等で、絶縁膜であるＳｉ3Ｎ4膜１２８を形成する[工程（ｄ）]。
【００４５】
上記Ｓｉ3Ｎ4膜１２８に対し、マスク５６を施す。マスキング領域は、Ｎｉ/Ａｕ薄膜２０（ＩＴＯ透明電極２２）形成予定領域以外の領域である。そして、非マスキング領域に対応するＳｉ3Ｎ4膜１２８をエッチングにより除去した後、Ｎｉ/Ａｕ薄膜１２０を蒸着によって形成する。これにより、Ｎｉ/Ａｕ薄膜２０が形成される[工程（ｅ）]。マスク５６上に形成されたＮｉ/Ａｕ薄膜１２０（不図示）は、次工程に行く前に、当該マスク５６と一緒に除去される。
【００４６】
上記工程（ｅ）と同様の手法により、Ｔｉ／Ａｕ電極２４を形成する。すなわち、Ｔｉ／Ａｕ電極形成予定領域に対応するＳｉ3Ｎ4膜１２８部分以外にマスク５８を形成し、当該露出したＳｉ3Ｎ4膜部分をエッチングにより除去した後、金属薄膜であるＴｉ／Ａｕ膜１２４を蒸着により形成して、Ｔｉ／Ａｕ電極２４を形成する[工程（ｆ）]。マスク５８上に形成されたＴｉ／Ａｕ膜１２４（不図示）は、次工程に行く前に、当該マスク５８と一緒に除去される。
【００４７】
スルーホール４２およびスルーホール４６を形成すべく、当該スルーホール形成予定領域以外の領域にマスク６０を施す。マスキング後、エッチングによって深さ２００μｍの孔６１を形成し、当該孔に無電解メッキなどでＰｔを充填する[工程（ｇ）]。マスク６０は、次工程行く前に除去される。
【００４８】
前記凹部２５を形成すべく、当該凹部２５形成予定領域以外の領域にマスク６２を施す。マスキング後、エッチングによってｐ−Ｇａｎコンタクト層１８まで及ぶ凹部を形成する[工程（ｈ）]。マスク６２は、次工程行く前に除去される。
【００４９】
ＩＴＯ透明電極２２を形成すべく、当該ＩＴＯ透明電極２２形成予定領域以外の領域にマスク６４を施す。マスキング後、ＩＴＯ膜１２２をスパッタリングによって積層する。これにより、ＩＴＯ透明電極２２が形成される[工程（ｉ）]。マスク６４上に形成されたＩＴＯ膜１２２（不図示）は、次工程に行く前に、当該マスク６４と一緒に除去される。
【００５０】
ブリッジ配線３０，４０，４４を形成する。ブリッジ配線形成予定表面以外の表面にマスク６６形成したのち、金属薄膜であるＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜を蒸着によって形成する。これによって、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜からなるブリッジ配線３０，４０，４４が形成される[工程（ｊ）]。マスク６６上に形成されたＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜（不図示）は、次工程に行く前に、当該マスク６６と一緒に除去される。
ＳｉＣ基板１０４下面を研磨して厚み１５０μｍに調整し、前記スルーホール４２、４６をＳｉＣ基板１０４裏面側から露出させる[工程（ｋ）]。
前工程で研磨した研磨面に、前記給電端子３６，３８を形成すべく、当該給電端子３６，３８形成予定表面以外の表面にマスク（不図示）形成したのち、金属薄膜であるＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜を蒸着によって形成する。これによって、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜からなる給電端子３６，３８が形成される[工程（ｌ）]。前記マスク上に形成されたＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜（いずれも不図示）は、次工程に行く前に、当該マスクと一緒に除去される。
続いて、蛍光体膜４８を形成すべく、（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+の黄色蛍光体粉末とＳｉＯ2の微粒子とを分散させたシリコーンを、前記基板露出部７および各ＬＥＤ６を覆うように印刷によって塗布し、加熱硬化させる。加熱硬化の後、当該蛍光体膜を厚みが５０μｍになるまで研磨する[工程（ｍ）]。白色光の色は、青色光と黄色光のバランスで変化する。このバランスは、シリコーン樹脂に含まれる蛍光体の割合や蛍光体膜の厚さで変わる。蛍光体の割合が多いほど、蛍光体膜の厚みが厚いほど、黄色の割合が増えて、色温度が低くなる傾向にある。蛍光体含有シリコーン樹脂を設計膜厚よりも厚く塗付し、研磨により所定の設計膜厚にすることにより、蛍光体膜の厚さを均一に出来るので、色むらを抑制できると同時に確実に所定の色温度に合わせることが可能となる。
最後に、ダイシングによって個々のＬＥＤアレイチップに分離して、ＬＥＤアレイチップ２（図１参照）が完成する。
【００５１】
ここで、単に蛍光体膜を形成するだけであれば、従来のウエハ・プロセスにおいて、メサエッチング工程の後、ダイシング工程の前に蛍光体含有樹脂を塗布することも考えられる。しかしながら、従来メサエッチングで入る溝の幅は、蛍光体粒子が当該溝の幅方向に１〜２個並ぶ程度の大きさしかないので、発光層の側面から射出された青色光のほとんどは、蛍光体を励起することなくそのまま蛍光体層を通過してしまう。その結果、黄色光と混色されない青色光が顕著となって問題となる色むらが発生してしまう。これに対して、本実施の形態では、上述したように、蛍光体の粒径と比較して十分大きな幅を有する基板露出部７の当該幅がそのまま、蛍光体含有樹脂を発光層（半導体多層膜）の側面に塗布するための溝幅となっている。その結果、発光層の側面から射出された青色光は、適度に蛍光体を励起して黄色光に変換されることとなり、上記した色むらが低減されることとなるのである。
【００５２】
色むらは、可視域である３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ（紫〜赤）の波長のスペクトル成分を含む光を発光層が発する場合に生じる。したがって、「近紫外光を励起光源に用いた白色ＬＥＤ」といった場合には、一般的に、色むらが生じないものと思われている。しかしながら、例えば、主要ピーク波長が３７０ｎｍ（紫外域）の場合でも、そのスペクトルは長波長側に裾を引いており、可視域である３８０ｎｍ以上にも波長成分をもっていることから、現実には、色むらが問題となる。したがって、本発明は、近紫外光を発生するように発光層を構成したものに適用しても、上記した理由から、色むらの低減に効果を発揮することとなる。換言すると、本発明は、上記色むらの観点からは、発光層からの出射光が少なくとも３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲の波長成分を含むものに適用可能であって、上記した主発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色光を発する発光層で構成されるＬＥＤに限定されないのである。
【００５３】
図８は、上記ＬＥＤアレイチップ２を有した白色ＬＥＤモジュール２００（以下、単に「ＬＥＤモジュール２００」と言う。）の外観斜視図である。ＬＥＤモジュール２００は、後述する照明器具２４０に装着されて用いられるものである。
【００５４】
ＬＥＤモジュール２００は、直径５ｃｍの円形をしたＡｌＮ（窒化アルミ）からなるセラミックス基板２０２と３個のガラス製レンズ２０４，２０６，２０８を有している。セラミックス基板２０２には、照明器具２４０に取り付けるためのガイド凹部２１０や、照明器具２４０からの給電を受けるための端子２１２，２１４が設けられている。
【００５５】
図９（ａ）はＬＥＤモジュール２００の平面図を、図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図を、図９（ｃ）は図９（ｂ）におけるＤ部拡大図をそれぞれ示している。
【００５６】
図９（ａ），（ｂ）に示すように、セラミックス基板２０２の中央には、照明器具２４０に取り付ける際のガイド孔（貫通孔）２１６が開設されている。また、セラミックス基板２０２の下面には、放熱特性を改善するために金メッキ２１７が施されている。
【００５７】
図９（ａ）において円形に見える各レンズ２０４，２０６，２０８の中心に対応するセラミックス基板２０２上に、ＬＥＤアレイチップ２が１個ずつ（全部で３個）実装されている。
【００５８】
セラミックス基板２０２は、厚さ０．５ｍｍでＡｌＮを主材料とする２枚のセラミックス基板２０１，２０３が積層されてなるセラミックス基板である。なお、セラミックス基板の材料としては、ＡｌＮ以外に、Ａｌ2Ｏ3、ＢＮ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ダイヤモンドなどが考えられる。
【００５９】
ＬＥＤアレイチップ２は、下層のセラミックス基板２０１に実装されている。上層のセラミックス基板２０３には、ＬＥＤアレイチップ２を実装する空間を創出するテーパー状の貫通孔２１５が開設されている。
【００６０】
ＬＥＤアレイチップ２の各実装位置に対応するセラミックス基板２０１上面には、図１０（ｂ）に示すような、カソードパッド２１８とアノードパッド２２０とが形成されている。両パッドには、銅（Ｃｕ）の表面に、ニッケル（Ｎｉ）めっき、ついで、金（Ａｕ）めっきを行なったものが用いられている。ＬＥＤアレイチップ２は、ＳｉＣ基板４を下方に向けた状態で実装される。このとき、給電端子３６とカソードパッド２１８が、給電端子３８とアノードパッド２２０とがハンダによって接合される。なお、ハンダによらず、金バンプや銀ペーストによって接合しても構わない。
【００６１】
ここで、実装に供されるＬＥＤアレイチップは、実装前に実施される色むら等の光学的特性検査に合格したものである。すなわち、本実施の形態によれば、ＬＥＤアレイチップ自体が蛍光体膜を有しており、白色光を発することができるので、当該ＬＥＤアレイチップの実装前に上記光学的特性検査を実行することが可能なり、当該光学的特性に起因して、ＬＥＤモジュールが不良品（規格外）となることを未然に防止することができるのである。その結果、完成品（ＬＥＤモジュール）の歩留まりが向上することとなる。
【００６２】
上層のセラミックス基板２０３に開設された前記貫通孔２１５の側壁および当該セラミックス基板２０３の上面にはアルミ反射膜２１９が形成されている。
【００６３】
レンズ２０４，２０６，２０８は、セラミックス基板２０３に重ねて接着剤２２１を介して貼着されている。当該接着剤としてはシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などを用いることができる。
【００６４】
３個のＬＥＤアレイチップ２は、セラミックス基板２０１上面に形成された配線パターンによって、並列に接続されている。
【００６５】
図１０（ａ）は、レンズ２０４，２０６，２０８を取り除いた状態のＬＥＤモジュール２００の平面図である。ここで、３個のＬＥＤアレイチップ２を、符号Ａ，Ｂ，Ｃを付して区別することとする。
【００６６】
ＬＥＤアレイチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ各々の実装位置のセラミックス基板２０１表面には、上述したようにアノードパッド２２０とカソードパッド２１８（図１０（ｂ））が配されている。
【００６７】
そして、各ＬＥＤアレイチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃと接続されたアノードパッド２２０は、配線パターン２３６を介して電気的に接続されており、配線パターン２３６の端部は、スルーホール２３７を介して、正極端子２１２と接続されている。一方、各ＬＥＤアレイチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃと接続されたカソードパッド２１８は、配線パターン２３８を介して電気的に接続されており、配線パターン２３８の端部は、スルーホール２３９を介して、負極端子２１４と接続されている。すなわち、配線パターン２３６、２３８によって、ＬＥＤアレイチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、並列に接続されている。
【００６８】
上記のように構成されたＬＥＤモジュール２００は、照明器具２４０に取り付けられて使用される。ＬＥＤモジュール２００と照明器具２４０とで照明装置２４２が構成される。
【００６９】
図１１（ａ）に、照明装置２４２の概略斜視図を、図１１（ｂ）に、照明装置２４２の底面図をそれぞれ示す。
【００７０】
照明器具２４０は、例えば、室内の天井等に固定される。照明器具２４０は、商用電源からの交流電力（例えば、１００Ｖ、５０／６０Ｈｚ）を、ＬＥＤモジュール２００を駆動するのに必要な直流電力に変換する電源回路（不図示）を備えている。
【００７１】
図１２を参照しながら、ＬＥＤモジュール２００の照明器具２４０への取り付け構造について説明する。
【００７２】
照明器具２４０は、ＬＥＤモジュール２００がはめ込まれる円形凹部２４４を有している。円形凹部２４４の底面は、平坦面に仕上げられている。円形凹部２４４の内壁の開口部寄り部分には、雌ねじ（不図示）が切られている。また、当該雌ねじと底面との間における内壁から、フレキシブルな給電端子２４６，２４８と、ガイド片２３０とが突出されている。なお、給電端子２４６が正極、給電端子２４８が負極である。さらに、円形凹部２４４の底面中央にはガイドピンが立設されている。
【００７３】
ＬＥＤモジュール２００を照明器具２４０へ取り付けるための部材として、シリコンゴム製のＯ−リング２５４とリングねじ２５６とが備えられている。リングねじ２５６は略矩形断面を有するリング状をしており、その外周には、不図示の雄ねじが形成されている。また、リングねじ２５６は、その周方向の一部が切り欠かれてなる切欠き部２５８を有している。
【００７４】
続いて、取り付け手順について説明する。
【００７５】
先ず、ＬＥＤモジュール２００を、円形凹部２４４にはめ込む。このとき、ＬＥＤモジュール２００のセラミックス基板２０２が、給電端子２４６，２４８と円形凹部２４４の底面との間に位置すると共に、ガイド孔２１６にガイドピン２５２が挿入され、ガイド凹部２１０とガイド片２３０とが係合するようにはめ込む。ガイド孔２１６とガイドピン２５２とで、ＬＥＤモジュール２００の円形凹部２４４に対するセンターの位置合わせがなされ、ガイド凹部２１０とガイド片２３０とで、正極端子２１２、負極端子２１４と対応する給電端子２４６，２４８との位置合わせがなされる。
【００７６】
ＬＥＤモジュール２００がはめ込まれると、Ｏ−リング２５４を装着した後、リングねじ２５６を円形凹部２４４にねじ込んで固定する。これにより、正極端子２１２と給電端子２４６、負極端子２１４と給電端子２４８とが密着し、電気的に確実に接続されることとなる。また、セラミックス基板２０２のほぼ全面と円形凹部２４４の平坦な底面とが密着することとなり、ＬＥＤモジュール２００で発生した熱を照明器具２４０へ効果的に伝達し、ＬＥＤモジュール２００の冷却効果が向上することとなる。なお、ＬＥＤモジュール２００の照明器具２４０への熱伝達効率をさらに上げるため、セラミックス基板２０２と円形凹部２４４の底面にシリコングリスを塗布することとしてもよい。
【００７７】
上記の構成からなる照明装置２４２において、商用電源から給電がなされると、前述したように、各ＬＥＤアレイチップ２における青色ＬＥＤ６からは青色光が発せられる。青色光の一部は蛍光体膜４８中の蛍光体によって黄色光に変換される。そして青色光と黄色光が混色されて白色光が合成される。合成された白色光は、レンズ２０４，２０６，２０８を介して放射される。
各ＬＥＤモジュール２００に対し１５０ｍＡの電流を流したときの際の全光束は８００ｌｍ、中心光度は１５００ｃｄであった。また、その発光スペクトルは、図１３に示す通りであった。
【００７８】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下のような形態とすることも可能である。
（１）上記実施の形態では、多層膜除去部は、半導体多層膜を全層に渡って除去してなるものであったが（図４工程（ｃ）参照）、半導体多層膜の除去範囲は、全層に限らない。最外層（ｎ−ＧａＮコンタクト層１１８）から、少なくとも、発光層１１４とＳｉＣ基板１０４との間に存する導電型層（ｎ−ＧａＮクラッド層１１２）までが除去されれば足りるのである。少なくとも上記範囲で除去することにより、前記最外層主面のみならず半導体多層膜の当該多層膜除去部に面した側面にも相当の厚みで蛍光体膜を形成することが可能となり、上述した色むらを抑制することが可能となるからである。
（２）上記実施の形態では、ｎ-ＡｌＧａＮバッファ層〜ｐ-ＧａＮコンタクト層からなる半導体多層膜の結晶成長のベースとなる基板にＳｉＣ基板を用いた。これは、ＳｉＣ基板は、銅やアルミと同等以上の高い熱伝導率を有しているため、発光層で生じた熱を、ＬＥＤアレイチップが実装されているプリント配線板であるセラミックス基板に効果的に放散させることができるからである。したがって、ＳｉＣ基板の代わりに、同様に高い熱伝導率を有するＡｌＮ基板、ＧａＮ基板、ＢＮ基板、Ｓｉ基板を用いてもよい。
【００７９】
あるいは、熱伝導率は少し劣るが、本発明を実施する上では、一般的に用いられているサファイヤ基板を用いても構わない。
（３）上記実施の形態では、一のＬＥＤアレイチップを３５個のＬＥＤ（発光素子）で構成し、略２ｍｍ角のサイズにしたが、ＬＥＤアレイチップを構成するＬＥＤ（発光素子）の数と当該ＬＥＤアレイチップのサイズはこれに限定するものではない。任意の個数のＬＥＤ（発光素子）でＬＥＤアレイチップを構成することが可能である。
【００８０】
また、アレイとせずに、１個のＬＥＤ（発光素子）で一のＬＥＤチップを構成することとしても構わない。この場合には、上記した製造工程（ｃ）において、各ＬＥＤ取り囲むように基板露出部を形成することとなる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
以上のように、本発明に係る半導体発光装置は、実装前に色むら等の光学的検査を必要とする照明分野などに適する。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】（ａ）は、ＬＥＤアレイチップの斜視図である。（ｂ）は、上記ＬＥＤアレイチップの平面図である。
【図２】上記ＬＥＤアレイチップの一部断面図である。
【図３】（ａ）は上記ＬＥＤアレイチップの下面図である。（ｂ）は上記ＬＥＤアレイチップにおける一のＬＥＤを示す平面図である。（ｃ）は、上記ＬＥＤアレイチップ内の接続図である。
【図４】ＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図５】ＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図６】ＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図７】ＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図８】ＬＥＤモジュールの斜視図である。
【図９】（ａ）は、ＬＥＤモジュールの平面図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。（ｃ）は、（ｂ）におけるＤ部拡大図である。
【図１０】（ａ）は、ＬＥＤモジュールにおいて、レンズを取り除いた状態を示す図である。（ｂ）は、ＬＥＤモジュールを構成するセラミックス基板上に形成されるパッドパターンを示す図である。
【図１１】（ａ）は、照明装置を示す斜視図である。（ｂ）は、上記照明装置の下面図である。
【図１２】照明装置の分解斜視図である。
【図１３】照明装置の発光スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
４    ＳｉＣ基板
７    基板露出部
１０    ｎ-ＡｌＧａＮ／ＧａＮ３０周期のＤＢＲ層
１４    ＩｎＧａＮ/ＧａＮ６周期の多重量子井戸発光層
４８    蛍光体膜
【図１】
2005079202.tif 000003
【図２】
2005079202.tif 000004
【図３】
2005079202.tif 000005
【図４】
2005079202.tif 000006
【図５】
2005079202.tif 000007
【図６】
2005079202.tif 000008
【図７】
2005079202.tif 000009
【図８】
2005079202.tif 000010
【図９】
2005079202.tif 000011
【図１０】
2005079202.tif 000012
【図１１】
2005079202.tif 000013
【図１２】
2005079202.tif 000014
【図１３】
2005079202.tif 000015