(57)【要約】【課題】光半導体素子の樹脂封止を簡便に、かつ均一に行うことができ、さらに製造された光半導体装置が高い機能性及び信頼性を有する、光半導体装置の製造方法を提供すること。【解決手段】（１）導体上に搭載した光半導体素子上に樹脂層を形成する工程、及び（２）工程（１）で形成した樹脂層を加圧成型する工程を含み、該光半導体素子の側面が発光面から搭載面に向かってテーパー状に広がる、光半導体装置の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）導体上に搭載した光半導体素子上に樹脂層を形成する工程、及び
（２）工程（１）で形成した樹脂層を加圧成型する工程
を含み、該光半導体素子の側面が発光面から搭載面に向かってテーパー状に広がる、光半導体装置の製造方法。
【請求項２】
工程（２）において、工程（１）で形成した樹脂層の加圧成型をスタンパにより行う請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
工程（２）の後、さらに、
（３）工程（２）で加圧成型した樹脂層（第１樹脂層）の上に、第１樹脂層を構成する第１樹脂よりも屈折率の小さい第２樹脂からなる第２樹脂層を形成する工程
を有する、請求項１または２記載の製造方法。
【請求項４】
工程（１）で形成した樹脂層が、式（１）：
【化１】
2005259847.tif 000003
（式中、Ｒはジイソシアネート残基を、Ｒ1はモノイソシアネート残基を表し、ｎは１〜１００の整数である）
で表されるポリカルボジイミドからなる、請求項１〜３いずれか記載の製造方法。
【請求項５】
光半導体装置が発光ダイオードアレイである、請求項１〜４いずれか記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光半導体装置の光取り出し効率の向上させるために、複数の樹脂層で光半導体素子が封止され、樹脂層の屈折率を光半導体素子側から最外層に向けて順次小さくした光半導体装置が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−６５２２０号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、光半導体素子に直接接する第１の封止樹脂は、ディッピングまたはポッティングにより形成されている。しかしながら、ディッピング及びポッティングにより樹脂封止では、液状樹脂を個々の光半導体素子に所定量滴下する手間がかかる、また、個々の封止形状が不均一であると、発光にばらつきが生じやすいという欠点を有する。
【０００４】
その欠点を補うため、本発明者らは、導体上に搭載した光半導体素子上に樹脂層を形成し、その樹脂層を加圧成型する光半導体装置の製造方法を見出した。しかしながら、かかる製造方法により発光にばらつきは生じにくくなるものの、光半導体素子の側面と導体との角度が９０度である場合、該側面と樹脂層との間に空隙が生じ易くなり、光半導体装置の機能及び信頼性の低下の原因となるという欠点を有していた。
【０００５】
従って、本発明は、光半導体素子の樹脂封止を簡便に、かつ均一に行うことができ、さらに製造された光半導体装置が高い機能性及び信頼性を有する、光半導体装置の製造方法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】
【０００６】
本発明は、
（１）導体上に搭載した光半導体素子上に樹脂層を形成する工程、及び
（２）工程（１）で形成した樹脂層を加圧成型する工程
を含み、該光半導体素子の側面が発光面から搭載面に向かってテーパー状に広がる、光半導体装置の製造方法に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、光半導体素子の樹脂封止を簡便に、かつ均一に行うことができ、光取り出し効率のばらつきがなく、機能性及び信頼性の高い高品質な光半導体装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の光半導体装置の製造方法は、
（１）導体上に搭載した光半導体素子上に樹脂層を形成する工程、及び
（２）工程（１）で形成した樹脂層を加圧成型する工程
を含み、該光半導体素子の側面が発光面から搭載面に向かってテーパー状に広がることに一つの大きな特徴を有する。
【０００９】
工程（１）において、光半導体素子は、通常、光半導体装置に用いられるものであれば特に限定されず、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ、屈折率：２．５）、ガリウムリン（ＧａＰ、屈折率：２．９）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ、屈折率：３．５）等が挙げられ、これらの中では、青色発光し、蛍光体を介して白色ＬＥＤの製造ができるという観点から、ＧａＮが好ましい。
【００１０】
当該光半導体素子の平面形状は、均一な光拡散が得られやすいことより、正多角形であることが好ましく、光半導ウエハから最密充填で光半導体素子を効率的に切り出すことができるので、正方形または正六角形であることがより好ましい。
【００１１】
また、該光半導体素子は、図５に示すように、発光が観測される面（本明細書において、「発光面」という場合がある）から配線回路基板の導体に搭載される面（本明細書において、「搭載面」という場合がある）に向かってテーパー状に広がる側面を有する。
【００１２】
本明細書において「テーパー状に広がる」とは、図５に示すような光半導体素子の断面において、光半導体素子の側面と搭載面とのなす角度（α）が鋭角である状態をいう。該角度（α）は、好ましくは４０〜７０度である。４０度以上であれば、光半導体素子を配線回路基板に実装する際に、光半導体素子をダイボンダーの吸着ヘッドに問題なく吸着でき、７０度以下であれば、側面と樹脂層との間の空隙を防止する効果が充分であるため好ましい。なお、該角度は一定の角度である必要はなく、所望により、何種類もの角度を有していてもよく（例えば、図５の（Ｂ）参照）、該側面が滑らかな湾曲を有していてもよい（例えば、図５の（Ｃ）参照）。また、例えば、光半導体素子の平面形状が正六角形である場合、その断面における側面と搭載面とのなす各角度（合計６箇所）は、全て同じ角度でも、異なる角度であってもよい。
【００１３】
前記形状の加工方法としては、例えば、粒子径１．０〜０．０５μｍのダイヤモンド研磨材などを用いて光半導体素子の側面を所望の形状に研磨する方法、光半導体ウエハを各素子に切り出す際に、所望の形状が得られるようにレーザーを斜めに入射して切断する方法が挙げられる。切断に用いられるレーザーとしては、ＹＡＧレーザー、ＣＯ２レーザー、エキシマレーザーなどが挙げられ、該レーザーの照射エネルギーは、チップの切断加工速度などから決定される。
【００１４】
本発明に使用される光半導体素子の搭載面の一辺の長さは、正方形の場合、０．２〜０．４ｍｍであり、正六角形の場合、０．１〜０．２ｍｍであり、厚さは、通常０．０６〜０．２ｍｍである。
【００１５】
光半導体素子を搭載する導体は、通常、光半導体装置に用いられるものであれば特に限定されないが、所定の形状を有するリードフレーム、配線回路基板上に設けられた端子などが導体として用いられていても、エッチングにより所定形状に形成された導体であってもよい。
【００１６】
光半導体素子及び導体を実装する配線回路基板も特に限定されないが、例えば、ガラス−エポキシ基板に銅配線を積層したリジッド基板、ポリイミドフィルム上に銅配線を積層したフレキシブル基板などが挙げられる。また、本発明では、その効果がより顕著に発揮される観点から、１つの配線回路基板上に複数の導体及び光半導体素子が搭載されていることが好ましい。
【００１７】
当該配線回路基板への光半導体素子の実装方法としては、発光面に電極が配置された光半導体素子を実装するのに好適なフェイスアップ実装法、発光面とは逆の面に電極が配置された光半導体素子を実装するのに好適なフリップリップ実装法などが挙げられる。
【００１８】
工程（１）における樹脂層を構成する樹脂の屈折率は、光半導体素子からの光取り出し効率を高める観点から、１．６以上が好ましく、１．７〜２．１がより好ましい。
【００１９】
光半導体素子を封止する樹脂としては、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリカルボジイミド、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００２０】
これらの中で、工程（１）における樹脂層を構成する樹脂としては、低温、低圧での加工が容易であるという観点から、ポリカルボジイミドが好ましく、式（１）：
【００２１】
【化１】
2005259847.tif 000002
【００２２】
（式中、Ｒはジイソシアネート残基を、Ｒ１はモノイソシアネート残基を表し、ｎは１〜１００の整数である）
で表されるポリカルボジイミドがより好ましい。
【００２３】
本発明において、前記式（１）で表されるポリカルボジイミドは、１種若しくは２種以上のジイソシアネートを縮合反応させ、モノイソシアネートで末端封鎖することにより得られる。
【００２４】
前記式（１）中、Ｒは、原料として用いられるジイソシアネートの残基を、Ｒ１は、同様に原料として用いられるモノイソシアネートの残基を表す。また、ｎは１〜１００の整数である。
【００２５】
原料であるジイソシアネート及びモノイソシアネートは芳香族系又は脂肪族系のいずれであってもよく、それぞれ芳香族系又は脂肪族系のものを単独で若しくは両者を共に用いることができる。本発明においては、ポリカルボジイミドの屈折率をより高くする観点からは、芳香族系のものが好適に使用される。即ち、ジイソシアネート及びモノイソシアネートの少なくとも一方が芳香族系のものを含むか若しくは芳香族系であるか、又はいずれも芳香族系のものであるのが好ましい。中でも、ジイソシアネートが脂肪族系及び芳香族系のものであり、かつモノイソシアネートが芳香族系のものであるのがより好ましく、ジイソシアネート及びモノイソシアネートのいずれもが芳香族系のものであるのが特に好ましい。
【００２６】
本発明において用いられるジイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、リジンジイソシアネート、メチルシクロヘキサン−２，４’−ジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、１−メトキシフェニル−２，４−ジイソシアネート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、２，２−ビス［４−（４−イソシアネートフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（４−イソシアネートフェノキシ）フェニル］プロパンなどが挙げられる。
【００２７】
中でも、高屈折率の発現とその制御の容易性の観点から、トリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート及びナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート及びドデカメチレンジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも１種が好適に使用され、ナフタレンジイソシアネートがより好適に使用される。
【００２８】
これらのジイソシアネートは単独で若しくは２種以上を混合して用いることができるが、耐熱性の観点からは、２〜３種を混合して用いることが好ましい。
【００２９】
原料であるジイソシアネートとしては、用いられる全ジイソシアネート中、芳香族ジイソシアネートが、好ましくは１０モル％以上（上限は１００モル％）含まれるものが好適である。当該ジイソシアネートとしては、前記好適なものを用いるのが望ましい。
【００３０】
本発明において用いられるモノイソシアネートとしては、例えば、シクロヘキシルイソシアネート、フェニルイソシアネート、ｐ−ニトロフェニルイソシアネート、ｐ−及びｍ−トリルイソシアネート、ｐ−ホルミルフェニルイソシアネート、ｐ−イソプロピルフェニルイソシアネート、１−ナフチルイソシアネートなどが挙げられる。
【００３１】
モノイソシアネートとしては、モノイソシアネート同士間での反応が生じず、かつ効率よくポリカルボジイミドの末端封鎖が進行するという観点から、芳香族モノイソシアネートが好適に使用され、１−ナフチルイソシアネートがより好適に使用される。
【００３２】
これらのモノイソシアネートは単独で若しくは２種以上を混合して用いることができる。
【００３３】
末端封鎖に使用されるモノイソシアネートは、保存安定性の観点から、使用するジイソシアネート成分１００モルに対して１〜１０モルの範囲で用いるのが好ましい。
【００３４】
本発明のポリカルボジイミドの製造は、所定の溶媒中、カルボジイミド化触媒の存在下、原料としてのジイソシアネートを縮合反応によりカルボジイミド化させ、モノイソシアネートにより末端封鎖することにより行う。
【００３５】
ジイソシアネートの縮合反応の反応温度としては、通常、０〜１５０℃であり、好ましくは１０〜１２０℃である。
【００３６】
原料のジイソシアネートに脂肪族ジイソシアネートと芳香族ジイソシアネートとを併用する場合は低温で反応させるのが好ましい。反応温度としては、０〜５０℃が好ましく、１０〜４０℃がより好ましい。反応温度がかかる範囲内であれば、脂肪族ジイソシアネートと芳香族ジイソシアネートとの縮合反応が充分に進行するので好ましい。
【００３７】
脂肪族ジイソシアネートと芳香族ジイソシアネートとからなるポリカルボジイミドに対し、反応溶液中に過剰に存在する芳香族ジイソシアネートを、さらに反応させることを所望する場合、反応温度は４０〜１５０℃が好ましく、５０〜１２０℃がより好ましい。反応温度がかかる範囲内であれば、任意の溶媒を用いて反応を円滑に進行させることができるので好ましい。
【００３８】
反応溶液中のジイソシアネート濃度は５〜８０重量％であるのが好適である。ジイソシアネート濃度がかかる範囲内にあれば、カルボジイミド化が充分に進行し、また、反応の制御が容易であるので好ましい。
【００３９】
モノイソシアネートによる末端封鎖は、ジイソシアネートのカルボジイミド化の初期、中期、末期又は全般にわたり、モノイソシアネートを反応溶液中に加えることにより行うことができる。当該モノイソシアネートとしては芳香族モノイソシアネートが好ましい。
【００４０】
カルボジイミド化触媒としては、公知のリン系触媒がいずれも好適に用いられる。例えば、１−フェニル−２−ホスホレン−１−オキシド、３−メチル−２−ホスホレン−１−オキシド、１−エチル−２−ホスホレン−１−オキシド、３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−２−オキシド、或いはこれらの３−ホスホレン異性体などのホスホレンオキシドが挙げられる。
【００４１】
ポリカルボジイミドの製造に用いられる溶媒（有機溶媒）としては、公知のものが使用される。具体的には、テトラクロロエチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒が挙げられる。これらの溶媒は単独で若しくは２種以上を混合して用いることができる。また、これらの溶媒は、得られたポリカルボジイミドを溶解する場合にも用いられる。
【００４２】
なお、反応の終点は、赤外分光分析（ＩＲ測定）によるカルボジイミド構造（Ｎ＝Ｃ＝Ｎ）由来の吸収（２１４０ｃｍ−１）の観測及びイソシアネート由来の吸収（２２８０ｃｍ−１）の消失により確認することができる。
【００４３】
カルボジイミド化反応の終了後、通常、ポリカルボジイミドは溶液として得られるが、さらにメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ヘキサンなどの貧溶媒に得られた溶液を投入し、ポリカルボジイミドを沈澱として析出させ、未反応のモノマーや触媒を取り除いてもよい。
【００４４】
また、一旦、沈澱として回収されたポリカルボジイミドの溶液を調製するには、当該沈澱を所定の操作により洗浄し、乾燥を行い、再度有機溶媒に溶解する。このような操作を行うことにより、ポリカルボジイミド溶液の保存安定性を向上させることができる。
【００４５】
さらに、ポリカルボジイミド溶液中に副生成物が含まれる場合には、例えば、適当な吸着剤を用い、副生成物を吸着除去して、精製してもよい。吸着剤としては、例えば、アルミナゲル、シリカゲル、活性炭、ゼオライト、活性酸化マグネシウム、活性ボーキサイト、フラースアース、活性白土、分子ふるいカーボンなどが挙げられ、それらの吸着剤は単独で若しくは２種以上を併用することができる。
【００４６】
以上より、本発明におけるポリカルボジイミドが得られる。工程（１）における樹脂層を構成するポリカルボジイミドとしては、屈折率をより高くする観点から、主鎖構造が芳香族及び脂肪族ジイソシアネートから構成され、かつ末端封鎖が芳香族モノイソシアネートよりなるものが好適であり、主鎖構造が芳香族ジイソシアネートから構成され、かつ末端封鎖が芳香族モノイソシアネートよりなるものがさらに好適である。
【００４７】
具体的には、ポリカルボジイミドとしては、前記式（１）のＲで表されるジイソシアネート残基中、１０モル％以上（上限は１００モル％）が芳香族ジイソシアネート残基であるものが好ましく、前記式（１）のＲ１で表されるモノイソシアネート残基が芳香族モノイソシアネート残基であるものが好ましい。また、ジイソシアネート残基としては、トリレンジイソシアネート残基、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート残基、ナフタレンジイソシアネート残基、ヘキサメチレンジイソシアネート残基及びドデカメチレンジイソシアネート残基からなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましく、ナフタレンジイソシアネート残基がより好ましく、該芳香族モノイソシアネート残基としては、１−ナフチルイソシアネート残基が好ましい。
【００４８】
第１樹脂からなる樹脂層を光半導体素子の上に形成する工程としては、例えば、図１に示すように、シート状の樹脂１を、光半導体素子２を搭載した基板３上にラミネータ４等を用いて貼り合わせる方法や、図２に示すように、樹脂１を光半導体素子２を搭載した基板３上にキャスティング５等を用いて塗布した後、硬化させる方法が挙げられる。図１、２のいずれにおいても、光半導体素子２は、それぞれ常法により、ワイヤ６により導体７と結線されている。
【００４９】
図１に示す方法において、シート状の樹脂は、例えば、樹脂を溶媒中に溶解させた樹脂溶液をキャスティング、スピンコート、ロールコーティング等の方法により、適当な厚さに製膜し、さらに、硬化反応を進行させず、溶媒の除去が可能な程度の温度で乾燥させて得られる。製膜した樹脂溶液を乾燥させる温度は、樹脂や溶媒の種類のよって異なるため一概には決定できないが、２０〜３５０℃が好ましく、５０〜２００℃がより好ましい。また、加熱乾燥後のシート状の樹脂の厚さは、光半導体素子の高さやスタンパによる成型を考慮すると、１５０〜４００μｍ程度が好ましい。また、シート状の樹脂を複数枚重ね合わせて使用してもよい。
【００５０】
また、ラミネータ等を用いて加熱圧着によりシート状の樹脂を溶融し、基板に張り合わせる場合、好ましくは７０〜２５０℃、より好ましくは１００〜２００℃で加熱し、好ましくは０．１〜１０ＭＰａ、より好ましくは０．５〜５ＭＰａで加圧することが好ましい。ラミネータを用いる場合の回転数は、１００〜２０００ｒ／ｍｉｎが好ましく、５００〜１０００ｒ／ｍｉｎがより好ましい。
【００５１】
図２に示す方法において、キャスティングのダイの条件において、加熱温度は好ましくは３０〜８０℃、より好ましくは５０〜６０℃であり、ラインスピードは０．５〜８ｍ／分が好ましい。塗布後の乾燥温度は、好ましくは２０〜３５０℃、より好ましくは１００〜２００℃であり、乾燥時間は１０〜６０分が好ましい。
【００５２】
続いて、工程（２）に供する。本発明は、工程（２）に大きな特徴を有する。工程（１）で形成した樹脂層を加圧成型することにより、光半導体素子を簡便に、均一な樹脂層で封止することができ、光取り出し効率のない光半導体装置を得ることができる。
【００５３】
樹脂層の加圧成型は、スタンパ等を用いて行うことができる。本発明においては、スタンパとして、例えば、ポリイミドシートやポリカーボネートシートをレーザー加工により所定の型に加工したもの、又は、そのような型をマスター（原盤）として、ニッケルめっき等の金属めっきを行い作製したもの等を使用することができる。
【００５４】
スタンパによる樹脂層の加圧成型は、例えば、図３に示すように、スタンパ８を光半導体素子２上に凹形状又は凸形状に形成できるようにアライメントを行い、さらに、熱プレス板ともう一方の熱プレス板の間に挿入し、加熱・加圧を行うことにより、工程（１）で形成した樹脂層を熱硬化させて、成型させることができる。スタンパにより、一度に多数の光半導体素子を、均一な形状を有する樹脂層で封止することができる。
【００５５】
加熱・加圧の条件としては、好ましくは７０〜２５０℃、より好ましくは１００〜２００℃での加熱及び好ましくは０．１〜１０ＭＰａ、より好ましくは０．５〜５ＭＰａでの加圧を好ましくは５秒〜３分間、より好ましくは１０秒〜１分間行う条件が挙げられる。
【００５６】
光半導体素子上の樹脂層を凹形状又は凸形状に成型することにより、レンズによる光の制御と取り出し効率の向上を図ることができる。
【００５７】
本発明では、工程（２）の後、さらに、
（３）工程（２）で加圧成型した樹脂層（第１樹脂層）の上に、第１樹脂層を構成する第１樹脂よりも屈折率の小さい第２樹脂からなる第２樹脂層を形成する工程
を設けることが好ましい。
【００５８】
第２樹脂としては、その屈折率を考慮して、第２樹脂が第１樹脂よりも屈折率が小さくなるように、選択されていれば特に限定されないが、第１樹脂と第２樹脂の比屈折率差〔（第１樹脂の屈折率−第２樹脂の屈折率）／第１樹脂の屈折率×１００〕は、樹脂層界面での光取り出し効率を高くするという観点から、５〜３５％が好ましい。
【００５９】
第２樹脂としては、第１樹脂と同様の樹脂を例示できるが、成型の容易性及び低コストの観点から、エポキシ樹脂が好ましい。
【００６０】
第１樹脂層及び第２樹脂層には、シリカ等の光散乱性フィラー、蛍光発光剤等の添加剤が適宜含有されていてもよい。
【００６１】
第２樹脂層の形成は、射出成型法、キャスティング法、トランスファー成型法、浸漬法、ディスペンサ等によるポッティング法等の公知に方法を適宜選択し、行うことができる。
【００６２】
さらに、必要に応じて、第２樹脂層の外側に複数の樹脂層を形成してもよく、その場合、複数の樹脂層の樹脂の屈折率は最外の樹脂層に向かって、順次小さくすることが好ましい。
【００６３】
本発明のように、スタンパを用いて、光半導体素子上の樹脂層を加圧成型することにより、光半導体素子の樹脂封止を簡便に、かつ均一に行うことができ、光取り出し効率のばらつきのない、高品質な光半導体装置を得ることができる。従って、本発明により製造する光半導体装置としては、基板上に複数の光半導体素子を搭載した光半導体装置、特に発光ダイオードアレイが好ましい。本発明により得られる発光ダイオードアレイの一例を図４に示す。図４において、ＬＥＤアレイ９上のＬＥＤチップ１０及び導体７は、スタンパにより加圧成型された第１樹脂層１１により封止され、該第１樹脂層１１は、さらに第２樹脂層１２により封止されている。
【実施例】
【００６４】
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は当該実施例のみに限定されるものではない。
【００６５】
なお、以下において、合成反応は全て窒素気流下で行った。ＩＲ測定は、ＦＴ／ＩＲ−２３０（日本分光製）を用いて行った。
【００６６】
ポリカルボジイミドの製造例
攪拌装置、滴下漏斗、還流冷却器、温度計を取り付けた５００ｍＬの四つ口フラスコにトリレンジイソシアネート（異性体混合物：三井武田ケミカル製Ｔ−８０）を２９．８９ｇ（１７１．６ｍｍｏｌ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートを９４．４８ｇ（３７７．５２ｍｍｏｌ）、ナフタレンジイソシアネートを６４．９２ｇ（３０８．８８ｍｍｏｌ）、トルエンを１８４．５９ｇ入れ、混合した。
【００６７】
さらに、１−ナフチルイソシアネートを８．７１ｇ（５１．４８ｍｍｏｌ）と３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−２−オキシドを０．８２ｇ（４．２９ｍｍｏｌ）添加し、攪拌しながら１００℃に昇温し、２時間保持した。
【００６８】
反応の進行はＩＲ測定により確認した。具体的にはイソシアネートのＮ−Ｃ−Ｏ伸縮振動（２２８０ｃｍ−１）の吸収の減少とカルボジイミドのＮ＝Ｃ＝Ｎ伸縮振動（２１４０ｃｍ−１）の吸収の増加を観測した。ＩＲ測定にて反応の終点を確認し、反応液を室温まで冷却することにより、ポリカルボジイミド溶液（比較例１にて使用）を得た。なお、ポリカルボジイミドのジイソシアネート残基の１００モル％が芳香族ジイソシアネート残基であった。また、前記一般式（１）におけるｎは１５〜７７で分布していた。
【００６９】
次いで、ポリカルボジイミド溶液を剥離剤（フッ素化シリコーン）で処理したポリエチレンテレフタレートフィルムからなるセパレータ（厚さ５０μｍ）〔東レ（株）製〕の上に塗布した。これを、１３０℃にて１分間加熱した後、１５０℃で１分間加熱し、セパレータを外して、仮硬化したシート状のポリカルボジイミド（厚さ５０μｍ）を得た。
【００７０】
得られたシート状のポリカルボジイミドを１５０℃のキュア炉にて硬化させ、その屈折率を多波長アッベ屈折率計（ＡＴＡＧＯ社製ＤＲ−Ｍ４）で波長５８９ｎｍにて２５℃で測定した。該硬化体の屈折率は１．７４８であった。
【００７１】
光半導体素子の製造例
透明な基板であるサファイア基板面に発光層であるＧａＮ層（ｐ型、ｎ型）を形成し、その上に電極を形成した光半導体ウエハ基板（直径１００ｍｍ、厚さ１００μｍ）を作製した。レーザー加工装置（ＥＳＩ社製；モデル５３３０）を使用してそのウエハ基板から光半導体素子を切り出した。
【００７２】
この切り出し工程において、波長３５５ｎｍ、平均出力５Ｗおよび繰り返し周波数３０ＫＨｚのＹＡＧレーザーの第三高調波をｆθレンズにより前記ウエハ基板面に集光してビーム径を２０μｍとし、ガルバノスキャナーにより１０ｍｍ／秒の速度でレーザー光を移動させた。さらに、ウエハ基板を固定したステージを４０度傾斜させて側面の加工を行い、αが５０度、厚さ１００μｍ、搭載面の一辺の長さ３５０μｍの正方形の光半導体素子を作製した。
【００７３】
実施例１
上記製造例にて得られた、仮硬化したシート状のポリカルボジイミドを４枚重ね合わせて、５０ｍｍ×３０ｍｍで厚さ２００μｍのシートを作製した。かかるシートを、上記製造例で得られた光半導体素子が７×１８個（２．５×２．２ｍｍピッチ）で搭載された５０ｍｍ×３０ｍｍの基板に、ラミネータを用い、回転速度５００ｒ／ｍｉｎ、ロール温度１００℃、ロール圧０．５ＭＰａにて貼り合わせ、第１樹脂層を形成した。
【００７４】
ついで、０．７４ｍｍΦ、２．５×２．２ｍｍピッチ、４×４個配列、深さ０．１７ｍｍのスタンパ（ポリイミド製）を重ね合わせ、２００℃、１．５ＭＰａで１分間加圧成型を行った。
【００７５】
ついで、低屈折率樹脂層（第２樹脂層）として、エポキシ樹脂（ＮＴ−８００６：日東電工（株）製、屈折率１．５６０）を積層し、１２０℃で５時間硬化し、表面実装型の発光ダイオードアレイを得た。
【００７６】
凸部高屈折率樹脂層の厚さは１７５μｍ、総樹脂層厚さは３００μｍであった。高屈折率樹脂層の屈折率は１．７４８であるので、低屈折率樹脂層との屈折率差は０．１８８であった。
【００７７】
そして、得られた発光ダイオードアレイにおいて、各発光ダイオードの正面の光量（絶対エネルギー）の平均値は、０．１３μＷ／ｃｍ２／ｎｍ、標準偏差は０．０２５μＷ／ｃｍ２／ｎｍであった。
【００７８】
また、得られた発光ダイオードアレイを断面研磨装置（ストルアス社製）にて研磨を行い、該アレイの断面を観察したところ、光半導体素子と樹脂層の間に空隙は観察されなかった。
【００７９】
比較例１
前記カルボジイミド溶液を、光半導体素子毎に滴下して、第１樹脂層を形成した以外は、実施例１と同様にして、発光ダイオードアレイを作製した。
【００８０】
得られた発光ダイオードアレイにおいて、各発光ダイオードの正面の光量の平均値は、０．０８μＷ／ｃｍ２／ｎｍ、標準偏差は０．０１９μＷ／ｃｍ２／ｎｍであった。
【００８１】
以上の結果より、実施例１では、比較例１のように光半導体素子毎に所定量の樹脂を滴下する必要がないので、製造工程が簡易であり、さらに、各ＬＥＤチップの光取り出し効率のばらつきも小さいことが分かる。
【００８２】
比較例２
αが９０度である光半導体素子を用いた以外は実施例１と同様に光半導体装置を作製した。
【００８３】
得られた発光ダイオードアレイにおいては、実施例１と同等の光取り出し効率のばらつきであったが、得られた発光ダイオードアレイを断面研磨装置（ストルアス社製）にて研磨を行い、該アレイの断面を観察したところ、光半導体素子と樹脂層の間に空隙が観察された。このことより、比較例２で作製された光半導体装置は、使用していくにつれて、光半導体装置の機能性及び信頼性は低下していくものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の光半導体装置は、パソコン、携帯電話等の面光源等に用いられるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の工程（１）において、光半導体素子上に樹脂層を形成する際の一実施態様である。
【図２】本発明の工程（１）において、光半導体素子上に樹脂層を形成する際の一実施態様である。
【図３】本発明の工程（２）において、スタンパにより樹脂層を加圧成型する際の一実施態様である。
【図４】本発明により得られる発光ダイオードアレイの一実施態様の断面図である。
【図５】本発明に使用される光半導体素子の平面図および断面図の一例である。
【符号の説明】
【００８６】
１  樹脂
２  光半導体素子
３  基板
４  ラミネータ
５  キャスティング
６  ワイヤ
７  導体
８  スタンパ
９  ＬＥＤアレイ
１０  ＬＥＤチップ
１１  第１樹脂層
１２  第２樹脂層
１３  発光面
１４  搭載面
【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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