(57)【要約】  非結合性の非晶質フッ素樹脂の剥離を防止し、高品質、高信頼度の紫外線発光装置を提供する。基台３０上にフリップチップ実装されたサファイア基板１１を備えた窒化物半導体紫外線発光素子１０を非晶質フッ素樹脂４０で封止した紫外線発光装置１であって、サファイア基板１１の裏面が、エピタキシャル成長グレードの研磨面、または、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面であり、非晶質フッ素樹脂４０を構成する重合体または共重合体の構造単位が、含フッ素脂肪族環構造を有し、非晶質フッ素樹脂４０の内、発光素子１０と直接接触する第１樹脂部分を構成する重合体または共重合体の末端官能基がパーフルオロアルキル基であり、該第１樹脂部分の重量平均分子量が、サファイア基板１１の裏面が前記研磨面の場合は、２３００００以上であり、サファイア基板１１の裏面が前記粗面の場合には、１６００００以上である。
2018003228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、前記基台上にフリップチップ実装された窒化物半導体紫外線発光素子と、前記窒化物半導体紫外線発光素子を封止する非晶質フッ素樹脂と、を備えてなる紫外線発光装置であって、
前記窒化物半導体紫外線発光素子が、サファイア基板と、前記サファイア基板の表面上に積層された複数のＡｌＧａＮ系半導体層と、１または複数の金属層からなるｎ電極と、１または複数の金属層からなるｐ電極を備えてなり、
前記サファイア基板の裏面が、前記サファイア基板の表面側と同じエピタキシャル成長グレードの研磨面、または、前記研磨面より表面粗さの程度が大きく、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面であり、
前記非晶質フッ素樹脂を構成する重合体または共重合体の構造単位が、含フッ素脂肪族環構造を有し、
前記非晶質フッ素樹脂の内、前記窒化物半導体紫外線発光素子と直接接触する第１樹脂部分を構成する重合体または共重合体の末端官能基がパーフルオロアルキル基であり、
前記第１樹脂部分を構成する重合体または共重合体の重量平均分子量が、前記サファイア基板の裏面が前記研磨面の場合は、２３００００以上であり、前記サファイア基板の裏面が前記粗面の場合には、１６００００以上であることを特徴とする紫外線発光装置。
【請求項２】
前記サファイア基板の裏面が、前記研磨面より表面粗さの程度が大きく、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面であり、
前記粗面が、前記裏面の全面に微小な突起または窪みが２次元的に一様に分散して形成された凹凸加工面、または、非研磨面であることを特徴とする請求項１に記載の紫外線発光装置。
【請求項３】
前記末端官能基がＣＦ３であることを特徴とする請求項１または２に記載の紫外線発光装置。
【請求項４】
前記窒化物半導体紫外線発光素子の発光中心波長が２９０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の紫外線発光装置。
【請求項５】
基台と、前記基台上にフリップチップ実装された窒化物半導体紫外線発光素子と、前記窒化物半導体紫外線発光素子を封止する非晶質フッ素樹脂と、を備えてなる紫外線発光装置の製造方法であって、
前記窒化物半導体紫外線発光素子が、サファイア基板と、前記サファイア基板の表面上に積層された複数のＡｌＧａＮ系半導体層と、１または複数の金属層からなるｎ電極と、１または複数の金属層からなるｐ電極を備えてなり、
前記サファイア基板の裏面が、前記サファイア基板の表面側と同じエピタキシャル成長グレードの研磨面、または、前記研磨面より表面粗さの程度が大きく、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面であり、
前記非晶質フッ素樹脂の内、前記窒化物半導体紫外線発光素子と直接接触する第１樹脂部分を形成する工程が、
前記非晶質フッ素樹脂を構成する重合体または共重合体の構造単位が、含フッ素脂肪族環構造を有し、前記重合体または共重合体の末端官能基がパーフルオロアルキル基である第１タイプの非晶質フッ素樹脂を、含フッ素溶媒に溶解してなる塗工液を調製する工程と、
前記塗工液を、前記窒化物半導体紫外線発光素子と前記基台の各露出表面を被覆し、前記窒化物半導体紫外線発光素子と前記基台の間隙部を充填するように、塗布する工程と、
前記塗工液を前記含フッ素溶媒の沸点以上に加熱して、前記含フッ素溶媒を蒸発させて、前記窒化物半導体紫外線発光素子と前記基台の各露出表面を被覆し、前記窒化物半導体紫外線発光素子と前記基台の間隙部を充填する第１樹脂層を形成する工程と、を有し、
前記第１タイプの非晶質フッ素樹脂を構成する重合体または共重合体の重量平均分子量が、前記サファイア基板の裏面が前記研磨面の場合は、２３００００以上であり、前記サファイア基板の裏面が前記粗面の場合には、１６００００以上であることを特徴とする紫外線発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記サファイア基板の裏面が、前記研磨面より表面粗さの程度が大きく、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面であり、
前記粗面が、前記裏面の全面に微小な突起または窪みが２次元的に一様に分散して形成された凹凸加工面、または、非研磨面であることを特徴とする請求項５に記載の紫外線発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記末端官能基がＣＦ３であることを特徴とする請求項５または６の何れか１項に記載の紫外線発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記窒化物半導体紫外線発光素子の発光中心波長が２９０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の紫外線発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記含フッ素溶媒が非プロトン性含フッ素溶媒であることを特徴とする請求項５〜８の何れか１項に記載の紫外線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、窒化物半導体紫外線発光素子を非晶質フッ素樹脂により封止してなる紫外線発光装置に関し、特に、発光中心波長が約３５０ｎｍ以下の発光を基板裏面側から取り出す裏面出射型の紫外線発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＬＥＤ（発光ダイオード）や半導体レーザ等の窒化物半導体発光素子は、サファイア等の基板上にエピタキシャル成長により複数の窒化物半導体層からなる発光素子構造を形成したものが多数存在する（例えば、下記の非特許文献１、非特許文献２参照）。窒化物半導体層は、一般式Ａｌ１−ｘ−ｙＧａｘＩｎｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦１）で表される。【０００３】
発光素子構造は、ｎ型窒化物半導体層とｐ型窒化物半導体層との間に、単一量子井戸構造（ＳＱＷ：Ｓｉｎｇｌｅ−Ｑｕａｎｔｕｍ−Ｗｅｌｌ）或いは多重量子井戸構造（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕｍ−Ｗｅｌｌ）の窒化物半導体層よりなる活性層が挟まれたダブルへテロ構造を有している。活性層がＡｌＧａＮ系半導体層の場合、ＡｌＮモル分率（Ａｌ組成比とも言う）を調整することにより、バンドギャップエネルギを、ＧａＮとＡｌＮが取り得るバンドギャップエネルギ（約３．４ｅＶと約６．２ｅＶ）を夫々下限及び上限とする範囲内で調整でき、発光波長が約２００ｎｍから約３６５ｎｍまでの紫外線発光素子が得られる。具体的には、ｐ型窒化物半導体層からｎ型窒化物半導体層に向けて順方向電流を流すことで、活性層において上記バンドギャップエネルギに応じた発光が生じる。【０００４】
一方、窒化物半導体紫外線発光素子の実装形態として、フリップチップ実装が一般的に採用されている（例えば、下記特許文献１の図４等参照）。フリップチップ実装では、活性層からの発光が、活性層よりバンドギャップエネルギの大きいＡｌＧａＮ系窒化物半導体及びサファイア基板等を透過して、素子外に取り出される。このため、フリップチップ実装では、サファイア基板が上向きになり、チップ上面側に向けて形成されたｐ側及びｎ側の各電極面が下向きになり、チップ側の各電極面とサブマウント等のパッケージ部品側の電極パッドとが、各電極面上に形成された金属バンプを介して、電気的及び物理的に接合される。【０００５】
窒化物半導体紫外線発光素子は、一般的に、下記特許文献２の図４，６及び７等、或いは、下記特許文献３の図２，４及び６等に開示されているように、フッ素系樹脂或いはシリコーン樹脂等の紫外線透過性の樹脂によって封止されて実用に供される。当該封止樹脂は、内部の紫外線発光素子を外部雰囲気から保護して、水分の浸入や酸化等による発光素子の劣化を防いでいる。更に、当該封止樹脂は、集光レンズと紫外線発光素子との間の屈折率差、或いは、紫外線の照射対象空間と紫外線発光素子との間の屈折率差に起因する光の反射損失を緩和して、光の取り出し効率の向上を図るための屈折率差緩和材料として設けられる場合もある。また、当該封止樹脂の表面を球面等の集光性曲面に成形して、照射効率を高めることもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１７８２８８号
【特許文献２】特開２００７−３１１７０７号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／０１３８４４３号明細書
【特許文献４】特開２００６−３４８０８８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｋｅｎｔａｒｏ  Ｎａｇａｍａｔｓｕ，ｅｔａｌ．，“Ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ＡｌＧａＮ−ｂａｓｅｄ  ＵＶ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ  ｏｎ  ｌａｔｅｒａｌｌｙ  ｏｖｅｒｇｒｏｗｎ  ＡｌＮ”，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ，２００８，３１０，ｐｐ．２３２６−２３２９
【非特許文献２】Ｓｈｉｇｅａｋｉ  Ｓｕｍｉｙａ，ｅｔａｌ．，“ＡｌＧａＮ−Ｂａｓｅｄ  Ｄｅｅｐ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅｓ  Ｇｒｏｗｎ  ｏｎ  Ｅｐｉｔａｘｉａｌ  ＡｌＮ／Ｓａｐｐｈｉｒｅ  Ｔｅｍｐｌａｔｅｓ”，ＪａｐａｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．４７，  Ｎｏ．１，  ２００８，ｐｐ．４３−４６
【非特許文献３】Ｋｉｈｏ  Ｙａｍａｄａ，ｅｔａｌ．，“Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ｕｎｄｅｒｆｉｌｌｉｎｇ  ａｎｄ  ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｄｅｅｐ−ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ＬＥＤｓ”，Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ，８，０１２１０１，２０１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、紫外線発光素子の封止樹脂として、フッ素系樹脂及びシリコーン樹脂等の使用が提案されているが、シリコーン樹脂は、高エネルギの紫外線を多量に被曝すると劣化が進むことが分かっている。特に、紫外線発光素子の低波長化並びに高出力化が進められており、紫外線被曝による劣化が加速される傾向にあり、また、高出力化に伴う消費電力の増加により発熱も増加して、当該発熱による封止樹脂の劣化も問題となる。【０００９】
また、フッ素系樹脂は、耐熱性に優れ、紫外線耐性も高いことが知られているが、ポリテトラフルオロエチレン等の一般的なフッ素樹脂は、不透明である。当該フッ素系樹脂は、ポリマー鎖が直線的で剛直であり、容易に結晶化するため、結晶質部分と非晶質部分が混在し、その界面で光が散乱して不透明となる。【００１０】
そこで、例えば、上記特許文献４では、紫外線発光素子の封止樹脂として、非晶質のフッ素樹脂を使用することで、紫外線に対する透明性を高めることが提案されている。非晶質のフッ素樹脂としては、結晶性ポリマーのフッ素樹脂を共重合化してポリマーアロイとして非晶質化させたものや、パーフルオロジオキソールの共重合体（デュポン社製の商品名テフロンＡＦ（登録商標））やパーフルオロブテニルビニルエーテルの環化重合体（旭硝子社製の商品名サイトップ（登録商標））が挙げられる。後者の環化重合体のフッ素樹脂は、主鎖に環状構造を持つため非晶質となり易く、透明性が高い。【００１１】
非晶質フッ素樹脂は、大別して、カルボキシル基等の金属に対して結合可能な反応性官能基を有する結合性の非晶質フッ素樹脂と、パーフルオロアルキル基等の金属に対して難結合性の官能基を有する非結合性の非晶質フッ素樹脂の２種類がある。ＬＥＤチップを搭載する基台表面及びＬＥＤチップを覆う部分に、結合性の非晶質フッ素樹脂を用いて、基台等とフッ素樹脂間の結合性を高めることができる。尚、本発明において、「結合性」という用語は、金属等の界面と親和性を有するという意味内容を含む。同様に、「非結合性」という用語は、金属等の界面と親和性を有しないまたは当該親和性が極めて小さいという意味内容を含む。【００１２】
一方、上記特許文献１及び上記非特許文献３では、末端官能基が金属に対して結合性を呈する反応性官能基を有する結合性の非晶質フッ素樹脂を、発光中心波長が３００ｎｍ以下の深紫外線を発光する窒化物半導体紫外線発光素子のパッド電極を被覆する箇所に使用した場合に、紫外線発光素子のｐ電極及びｎ電極に夫々接続する金属電極配線間に順方向電圧を印加して紫外線発光動作を行うと、紫外線発光素子の電気的特性に劣化の生じることが報告されている。具体的には、紫外線発光素子のｐ電極及びｎ電極間に抵抗性のリーク電流経路が形成されることが確認されている。上記特許文献１によれば、非晶質フッ素樹脂が、結合性の非晶質フッ素樹脂であると、高エネルギの深紫外線が照射された当該結合性の非晶質フッ素樹脂において、光化学反応により反応性の末端官能基が分離してラジカル化し、パッド電極を構成する金属原子と配位結合を起こして、当該金属原子がパッド電極から分離すると考えられ、更に、発光動作中はパッド電極間に電界が印加される結果、当該金属原子がマイグレーションを起こして、抵抗性のリーク電流経路が形成され、紫外線発光素子のｐ電極及びｎ電極間が短絡するものと考えられている。【００１３】
更に、上記非特許文献３では、結合性の非晶質フッ素樹脂を使用した場合に、深紫外線の発光動作によるストレスを継続して印加すると、当該非晶質フッ素樹脂の光化学反応による分解が生じ、基台側の金属電極配線を被覆する非晶質フッ素樹脂と当該金属電極配線の間に気泡が生じることが報告されている。【００１４】
上記特許文献１及び上記非特許文献３では、深紫外線を発光する窒化物半導体紫外線発光素子に対して、光化学反応に起因する上述の紫外線発光素子のｐ電極及びｎ電極間の短絡、及び、非晶質フッ素樹脂と金属電極配線間の気泡発生を回避するために、上記非結合性の非晶質フッ素樹脂の使用が推奨されている。【００１５】
しかしながら、上記非結合性の非晶質フッ素樹脂は、上述の通り、金属に対して難結合性を呈するが、フリップチップ実装時に非結合性の非晶質フッ素樹脂と直接接するサファイア基板の裏面に対しても難結合性を呈する。つまり、非結合性の非晶質フッ素樹脂とサファイア基板の裏面との界面におけるファンデルワース力による結合が弱いため、何らかの要因で、当該界面に当該ファンデルワース力より大きな斥力が生じると、非晶質フッ素樹脂の一部がサファイア基板の裏面から剥離して、当該剥離部分に空隙が生じる可能性が否定できない。万が一、サファイア基板の裏面に上記空隙が生じて、空気等の低屈折率のガスが浸入すると、サファイア基板から非晶質フッ素樹脂側への紫外線の透過が阻害され、紫外線発光の素子外部への取り出し効率が低下する虞がある。【００１６】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、非結合性の非晶質フッ素樹脂の使用により光化学反応に起因する電気的特性の劣化及び非晶質フッ素樹脂の分解等を防止し、更に、当該非晶質フッ素樹脂の剥離を防止し、高品質、高信頼度の紫外線発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願発明者は、鋭意研究により、非結合性の非晶質フッ素樹脂の分子量が小さいほど表面張力が大きくなり、当該表面張力が、非結合性の非晶質フッ素樹脂とサファイア基板の裏面との界面におけるファンデルワース力による結合に対する斥力として作用し得ることを見出した。より具体的には、本願発明者は、サファイア基板の表面粗さに応じて、非結合性の非晶質フッ素樹脂の重量平均分子量が一定以上でないと、つまり、表面張力が或る程度弱くないと、非結合性の非晶質フッ素樹脂が、サファイア基板の裏面上で凝集して、サファイア基板の裏面全体を完全に被覆しないことを見出し、当該新知見に基づいて、以下に説明する本発明に至った。【００１８】
上記目的を達成するために、本発明は、基台と、前記基台上にフリップチップ実装された窒化物半導体紫外線発光素子と、前記窒化物半導体紫外線発光素子を封止する非晶質フッ素樹脂と、を備えてなる紫外線発光装置であって、
前記窒化物半導体紫外線発光素子が、サファイア基板と、前記サファイア基板の表面上に積層された複数のＡｌＧａＮ系半導体層と、１または複数の金属層からなるｎ電極と、１または複数の金属層からなるｐ電極を備えてなり、
前記サファイア基板の裏面が、前記サファイア基板の表面側と同じエピタキシャル成長グレードの研磨面、または、前記研磨面より表面粗さの程度が大きく、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面であり、
前記非晶質フッ素樹脂を構成する重合体または共重合体の構造単位が、含フッ素脂肪族環構造を有し、
前記非晶質フッ素樹脂の内、前記窒化物半導体紫外線発光素子と直接接触する第１樹脂部分を構成する重合体または共重合体の末端官能基がパーフルオロアルキル基であり、
前記第１樹脂部分を構成する重合体または共重合体の重量平均分子量が、前記サファイア基板の裏面が前記研磨面の場合は、２３００００以上であり、前記サファイア基板の裏面が前記粗面の場合には、１６００００以上であることを特徴とする紫外線発光装置を提供する。【００１９】
更に、上記目的を達成するために、本発明は、基台と、前記基台上にフリップチップ実装された窒化物半導体紫外線発光素子と、前記窒化物半導体紫外線発光素子を封止する非晶質フッ素樹脂と、を備えてなる紫外線発光装置の製造方法であって、
前記窒化物半導体紫外線発光素子が、サファイア基板と、前記サファイア基板の表面上に積層された複数のＡｌＧａＮ系半導体層と、１または複数の金属層からなるｎ電極と、１または複数の金属層からなるｐ電極を備えてなり、
前記サファイア基板の裏面が、前記サファイア基板の表面側と同じエピタキシャル成長グレードの研磨面、または、前記研磨面より表面粗さの程度が大きく、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面であり、
前記非晶質フッ素樹脂の内、前記窒化物半導体紫外線発光素子と直接接触する第１樹脂部分を形成する工程が、
前記非晶質フッ素樹脂を構成する重合体または共重合体の構造単位が、含フッ素脂肪族環構造を有し、前記重合体または共重合体の末端官能基がパーフルオロアルキル基である第１タイプの非晶質フッ素樹脂を、含フッ素溶媒に溶解してなる塗工液を調製する工程と、
前記塗工液を、前記窒化物半導体紫外線発光素子と前記基台の各露出表面を被覆し、前記窒化物半導体紫外線発光素子と前記基台の間隙部を充填するように、塗布する工程と、
前記塗工液を前記含フッ素溶媒の沸点以上に加熱して、前記含フッ素溶媒を蒸発させて、前記窒化物半導体紫外線発光素子と前記基台の各露出表面を被覆し、前記窒化物半導体紫外線発光素子と前記基台の間隙部を充填する第１樹脂層を形成する工程と、を有し、
前記第１タイプの非晶質フッ素樹脂を構成する重合体または共重合体の重量平均分子量が、前記サファイア基板の裏面が前記研磨面の場合は、２３００００以上であり、前記サファイア基板の裏面が前記粗面の場合には、１６００００以上であることを第１の特徴とする紫外線発光装置の製造方法を提供する。【００２０】
尚、本発明では、ＡｌＧａＮ系半導体は、一般式ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（ｘはＡｌＮモル分率、０≦ｘ≦１）で表わされる３元（または２元）加工物を基本とし、そのバンドギャップエネルギがＧａＮ（ｘ＝０）のバンドギャップエネルギ（約３．４ｅＶ）以上の３族窒化物半導体であり、当該バンドギャップエネルギに関する条件を満たす限りにおいて、微量のＩｎ、Ｐ、Ａｓ等が含有されている場合も含まれる。【００２１】
上記特徴の紫外線発光装置、及び、上記特徴の紫外線発光装置の製造方法では、先ず、窒化物半導体紫外線発光素子と直接接触して封止する第１樹脂部分として、末端官能基がパーフルオロアルキル基である非結合性の非晶質フッ素樹脂が使用されるため、上述の紫外線発光動作に伴う結合性の非晶質フッ素樹脂を使用した場合の光化学反応に起因する電気的特性の劣化及び非晶質フッ素樹脂の分解等の発生が防止できる。【００２２】
尚、上述の紫外線発光動作に伴う結合性の非晶質フッ素樹脂を使用した場合の光化学反応に起因する電気的特性の劣化及び非晶質フッ素樹脂の分解等の発生は、窒化物半導体紫外線発光素子の発光中心波長が２９０ｎｍ以下の場合において顕著であるため、上記第１または第２の特徴の紫外線発光装置或いはその製造方法は、窒化物半導体紫外線発光素子の発光中心波長が２９０ｎｍ以下の紫外線発光装置またはその製造方法に対して特に有効であり、好適である。【００２３】
更に、第１樹脂部分を構成する重合体または共重合体の重量平均分子量が、サファイア基板の裏面がエピタキシャル成長グレードの研磨面である場合には、２３００００以上であり、サファイア基板の裏面がエピタキシャル成長グレードの研磨面より表面粗さの程度が大きく、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面である場合には、１６００００以上であり、第１樹脂部分が直接接触するサファイア基板裏面の表面粗さに応じた所定の分子量以上となっているため、当該表面粗さのサファイア基板裏面と第１樹脂部分との界面におけるファンデルワース力による結合に対して斥力となる表面張力を抑制できる。つまり、サファイア基板裏面と第１樹脂部分との界面におけるファンデルワース力による結合は、表面粗さの程度が小さい程（研磨面である程）弱くなり、表面粗さの程度が大きい程（粗面である程）強くなるが、その表面粗さの程度に応じた界面の結合力に対する斥力となる第１樹脂部分の表面張力を、第１樹脂部分の重量平均分子量を調整することで抑制できるため、第１樹脂部分の非結合性の非晶質フッ素樹脂がサファイア基板の裏面上で凝集して、サファイア基板の裏面全体を完全に被覆しなくなる不都合を回避することができる。【００２４】
更に、上記特徴の紫外線発光装置、及び、上記特徴の紫外線発光装置の製造方法は、前記サファイア基板の裏面が、前記研磨面より表面粗さの程度が大きく、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面であり、前記粗面が、前記裏面の全面に微小な凸部または凹部が一様に分散して形成された凹凸加工面、または、非研磨面であることが好ましい。当該好適な態様により、サファイア基板の裏面と第１樹脂部分との接触面積が、サファイア基板の裏面がエピタキシャル成長グレードの研磨面である場合と比較して大きくなるため、サファイア基板と第１樹脂部分との界面におけるファンデルワース力による結合が強まり、第１樹脂部分の表面張力の影響を緩和でき、第１樹脂部分として使用し得る重量平均分子量の下限値を引き下げることができる。また、第１樹脂部分の重量平均分子量が同じであれば、前記サファイア基板の裏面が、前記研磨面の場合より、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面である方が、第１樹脂部分の非結合性の非晶質フッ素樹脂がサファイア基板の裏面上で凝集して、サファイア基板の裏面全体を完全に被覆しなくなる不都合を、より良く回避することができる。【００２５】
更に、上記特徴の紫外線発光装置、及び、上記特徴の紫外線発光装置の製造方法は、前記末端官能基がＣＦ３であることが好ましい。【００２６】
更に、上記特徴の紫外線発光装置、及び、上記特徴の紫外線発光装置の製造方法は、前記窒化物半導体紫外線発光素子の発光中心波長が２９０ｎｍ以下であることが好ましい。【００２７】
更に、上記特徴の紫外線発光装置の製造方法は、前記含フッ素溶媒が非プロトン性含フッ素溶媒であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
上記特徴の紫外線発光装置、及び、上記特徴の紫外線発光装置の製造方法によれば、非結合性の非晶質フッ素樹脂の使用により光化学反応に起因する電気的特性の劣化及び非晶質フッ素樹脂の分解等を防止し、更に、当該非晶質フッ素樹脂の剥離を防止し、高品質、高信頼度の紫外線発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る窒化物半導体紫外線発光素子の一実施形態における素子構造の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る窒化物半導体紫外線発光素子の一実施形態における素子構造の一例を模式的に示す平面図である。
【図３】本発明に係る紫外線発光装置の一実施形態における断面構造の一例を模式的に示す断面図である。
【図４】図３に示す紫外線発光装置で使用されるサブマウントの平面視形状と断面形状を模式的に示す平面図と断面図である。
【図５】評価実験１の結果を示す樹脂封止後のサンプルを上面から撮影した写真である。
【図６】評価実験２で使用した窒化物半導体紫外線発光素子のサファイア基板の裏面に形成したモスアイ構造の上面視のＳＥＭ写真である。
【図７】評価実験２の結果を示す樹脂封止後のサンプルを上面から撮影した写真である。
【図８】評価実験３の結果を示す樹脂封止後のサンプルを上面から撮影した写真である。
【図９】評価実験４の結果を示す樹脂封止後のサンプルの断面のＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明に係る紫外線発光装置及びその製造方法の実施の形態につき、図面に基づいて説明する。尚、以下の説明で使用する図面は、説明の理解の容易のために、一部において要部を強調して発明内容を模式的に示しているため、各部の寸法比は必ずしも実際の素子及び使用する部品と同じ寸法比とはなっていない。以下、適宜、本発明に係る紫外線発光装置を「本発光装置」、その製造方法を「本製造方法」、本発光装置に使用される窒化物半導体紫外線発光素子を「本発光素子」と、夫々称する。更に、以下の説明では、本発光素子が発光ダイオードの場合を想定する。
【００３１】
［本発光素子の素子構造］
先ず、本発光素子１０の素子構造について説明する。図１に示すように、本発光素子１０の基本的な素子構造は、サファイア基板１１の表面上に、複数のＡｌＧａＮ系半導体層からなる半導体積層部１２、ｎ電極１３、及び、ｐ電極１４を備える。尚、本発光素子１０は、フリップチップ実装され、半導体積層部１２からの発光は、サファイア基板１１の裏面側から外部に取り出されることが予め想定されている。
【００３２】
半導体積層部１２は、一例として、サファイア基板１１側から順番に、ＡｌＮ層２０、ＡｌＧａＮ層２１、ｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層２２、活性層２３、ｐ型ＡｌＧａＮの電子ブロック層２４、ｐ型ＡｌＧａＮのｐ型クラッド層２５、ｐ型ＧａＮのｐ型コンタクト層２６を積層して構成される。ｎ型クラッド層２２からｐ型コンタクト層２６により発光ダイオード構造が形成される。サファイア基板１１とＡｌＮ層２０とＡｌＧａＮ層２１は、その上に発光ダイオード構造を形成するためにテンプレートとして機能する。ｎ型クラッド層２２より上部の活性層２３、電子ブロック層２４、ｐ型クラッド層２５、及び、ｐ型コンタクト層２６の一部が、ｎ型クラッド層２２の一部表面が露出するまで反応性イオンエッチング等により除去されている。当該除去後のｎ型クラッド層２２の露出面より上部の活性層２３からｐ型コンタクト層２６まで半導体層を、便宜的に、「メサ部分」と称する。活性層２３は、一例として、ｎ型ＡｌＧａＮのバリア層とＡｌＧａＮまたはＧａＮの井戸層からなる単層の量子井戸構造となっている。活性層２３は、下側層と上側層にＡｌＮモル分率の大きいｎ型及びｐ型ＡｌＧａＮ層で挟持されるダブルヘテロジャンクション構造であれば良く、また、上記単層の量子井戸構造を多層化した多重量子井戸構造であっても良い。
【００３３】
各ＡｌＧａＮ層は、有機金属化合物気相成長（ＭＯＶＰＥ）法、或いは、分子線エピタキシ（ＭＢＥ）法等の周知のエピタキシャル成長法により形成されており、ｎ型層のドナー不純物として例えばＳｉを使用し、ｐ型層のアクセプタ不純物として例えばＭｇを使用する。
【００３４】
ｎ型クラッド層２２の露出した表面に、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕのｎ電極１３が、ｐ型コンタクト層２６の表面に、例えば、Ｎｉ／Ａｕのｐ電極１４が、形成されている。尚、ｎ電極１３及びｐ電極１４を構成する金属層の層数、材質は、上記例示した層数、材質に限定されるものではない。
【００３５】
また、本実施形態では、図２に例示するように、本発光素子１０の平面視のチップ形状は正方形で、チップの外周部分において、中央に位置する平面視櫛形形状の上記メサ部分を取り囲むように、ｎ型クラッド層２２の表面が露出している。更に、ｎ電極１３が上記メサ部分を取り囲むように環状にｎ型クラッド層２２の露出表面上に形成され、ｐ電極１４が上記メサ部分の頂部に形成されている構成例を想定する。図２において、ハッチングを施した部分が、夫々、ｎ電極１３及びｐ電極１４である。また、メサ部分とｎ型クラッド層２２の露出表面の境界線ＢＬを参照用に示している。
【００３６】
本実施形態では、図２に示すように、チップの４隅においてｎ電極１３の露出面積が広くなっており、後述するフリップチップ実装において、当該４隅において、ｎ電極１３がサブマウント上の対応する電極パッドとの間でボンディング材料を介して物理的且つ電気的に接続する構成例を想定する。尚、本発光素子１０の平面視のチップ形状、メサ部分の平面視形状、ｎ電極１３及びｐ電極１４の個数及び形成位置は、図２に例示した形状、個数、形成位置に限定されるものではない。また、本実施形態では、チップサイズとして、１辺が０．８ｍｍ〜１．５ｍｍ程度を想定するが、チップサイズは当該範囲内に限定されるものではない。
【００３７】
本発光素子１０は、サファイア基板１１の表面側に形成される半導体積層部１２、ｎ電極１３、及び、ｐ電極１４は、上記に例示した構成及び構造に限定されるものではなく、種々の公知の構成及び構造を採用し得る。また、本発光素子１０は、半導体積層部１２、ｎ電極１３、及び、ｐ電極１４以外の構成要素、例えば、保護膜等を備えていても良い、よって、各ＡｌＧａＮ層２０〜２６、各電極１３，１４の膜厚等の詳細な説明は割愛する。但し、各ＡｌＧａＮ層２１〜２５のＡｌＮモル分率は、本発光素子１０の発光中心波長が約３５０ｎｍ以下となり、サファイア基板１１を通過して出射されるように適切に設定される。
【００３８】
サファイア基板１１の表面側は、その上に半導体積層部１２の各ＡｌＧａＮ層２０〜２６を周知のエピタキシャル成長法により順次成長させる必要から、半導体積層部１２を形成する前のウェハ状態において、エピタキシャル成長グレードの研磨面となっている。尚、エピタキシャル成長グレードの研磨面の表面粗さの仕様値として、サファイア基板を市場に供給している複数社において、例えば、算術平均粗さＲａが０．３ｎｍ以下或いは１ｎｍ以下と規定されている。本実施形態では、サファイア基板１１として、エピタキシャル成長グレード研磨面の算術平均粗さＲａが０．３ｎｍ以下のものを使用した。
【００３９】
一方、サファイア基板１１の裏面側は、その上に半導体層を成長させる必要がないので、必ずしも、表面側と同様のエピタキシャル成長グレードの研磨面である必要はない。しかし、ダイシング前のウェハ状態において、本発光素子１０の光出力の良否を判定するためには、裏面側も表面側と同様のエピタキシャル成長グレードの研磨面であるのが好ましい。ウェハの裏面が非研磨面等の粗面であると、ウェハ状態での当該良否判定時には、本発光素子１０は樹脂封止されておらず、サファイア基板の裏面から出射した光が、粗面状態の当該裏面で散乱して出射方向が広がり、判定対象となる光出力の受光量が減少することによる良否判定精度の低下が問題となる場合がある。但し、当該良否判定精度の低下が許容範囲内であれば、サファイア基板１１の裏面側は、封止樹脂との密着性の観点から粗面である方が好ましい。
【００４０】
更に、サファイア基板１１の裏面側に、円錐状等の微小突起を２次元的に一様に分散して配列してなるモスアイ構造或いはフォトニック結晶構造等の微小凹凸構造を採用することにより、サファイア基板１１の裏面側からの光取出し効率が向上することが知られている。従って、本発光素子１０においても、サファイア基板１１の裏面側に、上記モスアイ構造等の微小凹凸構造を設けた凹凸加工面を形成しても良い。当該微小凹凸構造は、ウェハ状態において裏面側を加工して形成しておくのが好ましい。尚、当該微小凹凸構造は、例えば、周知のナノインプリント技術を用いて所定形状のレジストを形成したサファイア基板１１の裏面をエッチング加工することで実現できる。
【００４１】
以上、本実施形態では、サファイア基板１１の裏面側は、１）エピタキシャル成長グレードの研磨面、または、２）当該研磨面より表面粗さの程度が大きく、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面の何れかの場合を想定し、２）の粗面の場合には、２Ａ）非研磨面、２Ｂ）モスアイ構造等の微小凹凸構造を設けた算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の凹凸加工面、２Ｃ）研磨面を算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上となるように粗面化した粗面化面、或いは、２Ｄ）非研磨面を算術平均粗さＲａが２５ｎｍ未満とならない程度に研磨した不完全研磨面の何れかの場合を想定する。尚、サファイア基板の非研磨面の算術平均粗さＲａの標準的な仕様値は、例えば１．２μｍ以下であり、本願発明者がレーザ顕微鏡を用いて測定した結果では、約０．２μｍであった。よって、サファイア基板の非研磨面は、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面という条件を充足する。更に、微小凹凸構造を設けた凹凸加工面の場合、微小突起または微小窪みの断面形状が二等辺三角形で近似できる場合は、微小突起の高さまたは微小窪みの深さを１００ｎｍ以上に設定することで、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面という条件が充足される。
【００４２】
後述するように、本発光装置１は、サブマウント３０等の基台にフリップチップ実装方法により載置された本発光素子１０を非結合性の非晶質フッ素樹脂で被覆して封止する構成において、当該非結合性の非晶質フッ素樹脂の重量平均分子量が、当該非結合性の非晶質フッ素樹脂が直接接触するサファイア基板１１の裏面の表面性状（エピタキシャル成長グレードの研磨面、または、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面）に応じた所定の分子量以上となるように調製されている点に特徴がある。よって、サファイア基板１１の表面上に形成される半導体積層部１２、ｎ電極１３、及び、ｐ電極１４については、本発明の本旨ではなく、また、具体的な素子構造として種々の変形例が考えられ、周知の製造方法により製造可能であるので、本発光素子１０の製造方法についての詳細な説明は割愛する。
【００４３】
［本発光装置の構成例］
次に、フリップチップ実装用の基台であるサブマウント３０に、本発光素子１０をフリップチップ実装方法により載置してなる本発光装置１について、図３及び図４を参照して説明する。図３に、本発光装置１の一構成例の概略の断面構造を模式的に示す。図３では、本発光素子１０は、サファイア基板１１の裏面側を上向きにして図示されている。図３を参照した以下の説明では、上方向は、サブマウント３０の載置面を基準として本発光素子１０側の方向である。
【００４４】
図４に、サブマウント３０の平面視形状を示す平面図（Ａ）と、当該平面図（Ａ）におけるサブマウント３０の中心を通過するサブマウント３０の表面に垂直な断面での断面形状を示す断面図（Ｂ）である。サブマウント３０の一辺の長さは、本発光素子１０を搭載して、その周囲に封止樹脂を形成できる余裕があれば、特定の値に限定されるものではない。一例として、平面視正方形のサブマウント３０の一辺の長さは、例えば、搭載する同じく平面視正方形の本発光素子１０のチップサイズ（一辺の長さ）の１．５〜２倍程度以上が好ましい。尚、サブマウント３０の平面視形状は正方形に限定されるものではない。
【００４５】
サブマウント３０は、絶縁性セラミックス等の絶縁材料からなる平板状の基材３１を備え、基材３１の表面側に、アノード側の第１金属電極配線３２とカソード側の第２金属電極配線３３が夫々形成されてなり、基材３１の裏面側にリード端子３４，３５が形成されている。基材３１の表面側の第１及び第２金属電極配線３２，３３は、上記基材３１に設けられた貫通電極（図示せず）を介して、基材３１の裏面側のリード端子３４，３５と、各別に接続している。サブマウント３０を別の配線基板等の上に載置する場合に、当該配線基板上の金属配線とリード端子３４，３５との間で電気的な接続が形成される。また、リード端子３４，３５は、基材３１の裏面の略全面を覆い、ヒートシンカーの機能を果たしている。
【００４６】
第１及び第２金属電極配線３２，３３は、図４に示すように、基材３１の中央部分の本発光素子１０が搭載される箇所及びその周囲に形成され、互いに離間して配置され、電気的に分離している。第１金属電極配線３２は、第１電極パッド３２０とそれに接続する第１配線部３２１で構成される。また、第２金属電極配線３３は、４つの第２電極パッド３３０とそれらに接続する第２配線部３３１で構成される。第１電極パッド３２０は、本発光素子１０のｐ電極１４の櫛形の平面視形状の外枠（櫛形の凹部にもメサ部分があると仮定した場合の形状の外周）より僅かに大きい平面視形状を有し、基材３１の中央部分の中心に位置している。第２電極パッド３３０の平面視形状、個数、及び配置は、本発光素子１０のｐ電極１４が第１電極パッド３２０と対面するように本発光素子１０を配置した場合に、ｎ電極１３のチップの４隅の露出面積が広くなっている部分が第２電極パッド３３０と夫々対面するように設定されている。図４（Ａ）において、第１電極パッド３２０と第２電極パッド３３０に夫々ハッチングを付している。尚、第１及び第２金属電極配線３２，３３の平面視形状は、図４（Ａ）に示す形状に限定されるものではなく、ｐ電極１４が第１電極パッド３２０と対面し、ｎ電極１３の４隅が第２電極パッド３３０と対面できる平面視形状であれば、種々の変形が可能である。
【００４７】
本実施形態では、サブマウント３０の基材３１は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の紫外線被曝によって劣化しない絶縁材料で形成される。尚、基材３１は、放熱性の点でＡｌＮが好ましいが、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、または、窒化ホウ素（ＢＮ）であっても良く、また、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックスであっても良い。また、基材３１は、上記絶縁材料の無垢材に限らず、シリカガラスをバインダーとして上記絶縁材料の粒子を密に結合させた焼結体でも良く、更に、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）薄膜、工業用ダイヤモンド薄膜等でも良い。
【００４８】
尚、サブマウント３０が、基材３１の裏面側にリード端子３４，３５を設けない構成の場合、基材３１は、絶縁材料だけで構成するのではなく、金属膜（例えば、Ｃｕ、Ａｌ等）と上述の絶縁材料からなる絶縁層の積層構造としても良い。
【００４９】
第１及び第２金属電極配線３２，３３は、一例として、銅の厚膜メッキ膜と、当該厚膜メッキ膜の表面（上面及び側壁面）を被覆する１層または多層の表面金属膜で構成される。当該表面金属膜の最外層は、厚膜メッキ膜を構成する銅よりイオン化傾向の小さい金属（例えば、金（Ａｕ）または白金族金属（Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ、または、これらの内の２以上の合金）または金と白金族金属の合金）で構成される。
【００５０】
本発光素子１０は、ｎ電極１３とｐ電極１４を下向きにして、ｐ電極１４と第１電極パッド３２０、ｎ電極１３の４隅と４つの第２電極パッド３３０が、夫々対向して金バンプ等（ボンディング材料）を介して電気的及び物理的に接続して、基材３１の中央部分上に載置され固定されている。図３に示すように、サブマウント３０上に実装された本発光素子１０は、封止樹脂４０によって封止されている。具体的には、本発光素子１０の上面と側面、及び、サブマウント３０の上面（第１及び第２金属電極配線３２，３３の上面及び側面、第１及び第２金属電極配線３２，３３間に露出した基材３１の表面）が、封止樹脂４０によって被覆され、更に、サブマウント３０と本発光素子１０の間の間隙部に封止樹脂４０が充填されている。
【００５１】
本実施形態では、図３に示すように、一例として、封止樹脂４０の上面は、封止樹脂４０と同じフッ素樹脂製の集光性のレンズ４１で覆われている。また、レンズ４１は、フッ素樹脂製に限らず、本発光素子１０の発光波長に適合した紫外線透過性を有する他の材料であっても良く、好ましくは、封止樹脂４０との屈折率差が小さいものが良いが、例えば、石英ガラス製でも使用できなくはない。レンズ４１は、集光性レンズ以外に、使用目的に応じて光を拡散させるレンズであっても良く、また、必ずしも設ける必要はない。
【００５２】
本実施形態では、封止樹脂４０として、耐熱性、紫外線耐性、及び、紫外線透過性に優れた非結合性の非晶質フッ素樹脂を使用する。上述のように、非晶質のフッ素樹脂としては、結晶性ポリマーのフッ素樹脂を共重合化してポリマーアロイとして非晶質化させたものや、パーフルオロジオキソールの共重合体（デュポン社製の商品名テフロンＡＦ（登録商標））やパーフルオロブテニルビニルエーテルの環化重合体（旭硝子社製の商品名サイトップ（登録商標））が挙げられるが、本実施形態では、一例として、重合体または共重合体を構成する構造単位が含フッ素脂肪族環構造を有し、末端官能基がＣＦ３等のパーフルオロアルキル基である非結合性の非晶質フッ素樹脂を使用する。パーフルオロアルキル基は、金属等に対して難結合性を呈する。つまり、非結合性の非晶質フッ素樹脂は、金属に対して結合性を呈する反応性の末端官能基を有していない。一方、結合性の非晶質フッ素樹脂は、重合体または共重合体を構成する構造単位が、同じ含フッ素脂肪族環構造を有していても、末端官能基として、金属に対して結合可能な反応性官能基を有する点で、非結合性の非晶質フッ素樹脂と相違する。当該反応性の官能基は、一例として、カルボキシル基（ＣＯＯＨ）またはエステル基（ＣＯＯＲ）である。但し、Ｒはアルキル基を表す。
【００５３】
また、含フッ素脂肪族環構造を有する構造単位としては、環状含フッ素単量体に基づく単位（以下、「単位Ａ」）、または、ジエン系含フッ素単量体の環化重合により形成される単位（以下、「単位Ｂ」）が好ましい。尚、非晶質フッ素樹脂の組成及び構造は、本願発明の本旨ではないため、当該単位Ａ及び単位Ｂに関する詳細な説明は割愛するが、当該単位Ａ及び単位Ｂに関しては、本願と同じ出願人による特許文献１の段落［００３１］〜［００５８］に詳細に説明されているので、参照されたい。
【００５４】
一般的に、上述の重合体または共重合体を構成する構造単位が含フッ素脂肪族環構造を有し、末端官能基がＣＦ３等のパーフルオロアルキル基である非結合性の非晶質フッ素樹脂の平均分子量は、３０００〜１００万が好ましく、１万〜３０万がより好ましく、１０万〜２５万が更に好ましい（例えば、上記特許文献１参照）。
【００５５】
しかし、本実施形態では、封止樹脂４０として使用する当該非結合性の非晶質フッ素樹脂は、本発光素子１０の露出面（サファイア基板１１の裏面と側面、半導体積層部１２の最表面（ｎ電極１３とｐ電極１４の露出面等）と側面）と直接接触する第１樹脂部分の重量平均分子量が、サファイア基板１１の裏面の表面性状（エピタキシャル成長グレードの研磨面、または、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面）に応じた所定の分子量以上となるように調製されたものを使用する。具体的には、サファイア基板１１の裏面が、表面側と同じエピタキシャル成長グレードの研磨面である場合には、上記非結合性の非晶質フッ素樹脂は、少なくとも第１樹脂部分の重量平均分子量が２３００００以上となるように調製されたものを使用する。また、サファイア基板１１の裏面が、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面である場合には、上記非結合性の非晶質フッ素樹脂は、少なくとも第１樹脂部分の重量平均分子量が１６００００以上となるように調製されたものを使用する。第１樹脂部分の重量平均分子量に関する制限（上記下限値）は、以下に示す関係を検証した実験結果に基づいて設定されている。上記非結合性の非晶質フッ素樹脂は、重量平均分子量が小さいほど表面張力が大きくなり、当該表面張力が、非結合性の非晶質フッ素樹脂とサファイア基板の裏面との界面におけるファンデルワース力による結合に対する斥力として作用し、第１樹脂部分がサファイア基板の裏面上で凝集し易くなる、つまり、ぬれ性が悪くなる。よって、非結合性の非晶質フッ素樹脂とサファイア基板の裏面との界面の結合力が同じであれば、第１樹脂部分の重量平均分子量が大きいほど、第１樹脂部分の重量平均分子量が同じであれば、上記界面の結合力が大きいほど、第１樹脂部分がサファイア基板の裏面全体を完全に被覆し易くなる。上記界面の結合力は、サファイア基板の裏面の表面粗さに依存して変化し、エピタキシャル成長グレードの研磨面との結合力は、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面との結合力より小さい。
【００５６】
尚、第１樹脂部分も含め、封止樹脂４０として使用する非結合性の非晶質フッ素樹脂の重量平均分子量は、１００万以下が好ましく、３０万以下或いは２５万以下がより好ましい。例えば、重量平均分子量が２３万〜１００万の範囲内の非結合性の非晶質フッ素樹脂であれば、サファイア基板１１の裏面の上記表面性状に拘わらず、共通に使用できる。
【００５７】
ところで、当該非結合性の非晶質フッ素樹脂の分子量の推定は極めて困難であるが、重量平均分子量は、例えば、溶融粘度または固有粘度による換算により推定できる。本実施形態では、非結合性の非晶質フッ素樹脂の平均分子量として重量平均分子量を使用し、数量平均分子量は推定していない。よって、非結合性の非晶質フッ素樹脂の分子量分散は特定されない。
【００５８】
尚、上記単量体の環化重合方法、単独重合方法及び共重合方法としては、例えば特開平４−１８９８８０号公報等に開示された公知の方法を適用できる。そして、上記非結合性の非晶質フッ素樹脂の重量平均分子量は、上記単量体の重合（環化重合、単独重合、共重合）時における上記単量体の濃度の調整、開始剤の濃度の調整、添加移動剤の添加等の方法により上記好適範囲内に調節することができる。
【００５９】
尚、重合処理後の非晶質フッ素樹脂の末端官能基には、上述の反応性の末端官能基やその他不安定な官能基が形成されている可能性があるため、例えば特開平１１−１５２３１０号公報等に開示された公知の方法を用いて、フッ素ガスを当該重合処理後の非晶質フッ素樹脂と接触させることで、これらの反応性の末端官能基や不安定な末端官能基を非反応性の末端官能基であるＣＦ３に置換することで、本発光装置１で使用する非結合性の非晶質フッ素樹脂が得られる。
【００６０】
非結合性の非晶質フッ素樹脂の市販品の一例として、サイトップ（旭硝子社製）等が挙げられる。尚、末端官能基がＣＦ３であるサイトップは、下記の化１に示す上記単位Ｂの重合体である。
【００６１】
【化１】
2018003228.tif 000003
【００６２】
［本発光装置の製造方法］
次に、本発光装置の製造方法について説明する。
【００６３】
先ず、ダイシングされた本発光素子１０のベアチップをサブマウント３０の第１及び第２金属電極配線３２，３３上に、周知のフリップチップ実装により固定する。具体的には、ｐ電極１４と第１金属電極配線３２が、金バンプ等を介して、物理的且つ電気的に接続し、ｎ電極１３と第２金属電極配線３３が、金バンプ等を介して、物理的且つ電気的に接続する（工程１）。
【００６４】
引き続き、非結合性の非晶質フッ素樹脂を、含フッ素溶媒、好ましくは、非プロトン性含フッ素溶媒に溶解した塗工液を準備する（工程２）。尚、非結合性の非晶質フッ素樹脂は、上述したように、サファイア基板１１の裏面の表面性状（エピタキシャル成長グレードの研磨面、または、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面）に応じた所定の分子量以上となるように調製されたものを使用する。例えば、重量平均分子量が１６万または２３万以上で、１００万以下、より好ましくは３０万以下或いは２５万以下の範囲内の非結合性の非晶質フッ素樹脂が好適に使用できる。
【００６５】
引き続き、工程２で準備した塗工液をサブマウント３０及び本発光素子１０上に、剥離性の良いテフロンニードル等を用いて注入した後、塗工液を徐々に加熱しながら溶媒を蒸発させて、本発光素子１０の上面と側面、サブマウント３０の上面（第１及び第２金属電極配線３２，３３の上面及び側面、第１及び第２金属電極配線３２，３３間に露出した基材３１の表面）、及び、サブマウント３０と本発光素子１０の間の間隙部に、非結合性の非晶質フッ素樹脂の封止樹脂４０の第１樹脂部分が形成される（工程３）。尚、工程３における溶媒の蒸発に当たっては、封止樹脂４０内に気泡が残らないように、溶媒の沸点以下の低温域（例えば、室温付近）から溶媒の沸点以上の高温域（例えば、２００℃付近）まで徐々に加熱して、溶媒を蒸発させる。
【００６６】
工程２で使用した非結合性の非晶質フッ素樹脂の重量平均分子量が２３万以上の場合、サファイア基板１１の裏面の表面性状（エピタキシャル成長グレードの研磨面、または、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面）に拘わらず、工程３の第１樹脂部分の形成時において、非結合性の非晶質フッ素樹脂がその表面張力によって、サファイア基板１１の裏面上で凝集して、サファイア基板１１の裏面が第１樹脂部分で完全に被覆されないという不具合の発生が回避できる。
【００６７】
引き続き、非結合性の非晶質フッ素樹脂の分解が開始する温度（約３５０℃）以下の温度範囲、例えば、１５０℃〜３００℃、より好ましくは、２００℃〜３００℃の温度範囲で、封止樹脂４０を加熱して軟化させ、本発光素子１０の上面の封止樹脂４０を本発光素子１０側に向けて押圧する（工程４）。
【００６８】
引き続き、封止樹脂４０の上部に、封止樹脂４０と同じ非結合性の非晶質フッ素樹脂製のレンズ４１を、例えば射出成形、トランスファー成形、圧縮成形等により、本発光素子１０を覆うように形成する（工程５）。当該各成形用の成形型は、金属型、シリコーン樹脂型、または、これらの組み合わせを使用できる。
【００６９】
尚、工程４の加熱及び押圧処理は、工程５のレンズ４１の形成時に同時に行っても良い。或いは、工程４で加熱処理だけを行い、押圧処理を工程５のレンズ４１の形成時に行っても良い。また、工程５のレンズ４１の形成に代えて、レンズ形状でない第２樹脂部分を、第１樹脂部分の上側に形成するようにしても良い。更に、工程４及び工程５は必ずしも行う必要はない。
【００７０】
［非結合性の非晶質フッ素樹脂の重量平均分子量とサファイア基板の裏面の表面性状との関係について］
本発光装置１に特有の特徴は、サブマウント３０等の基台にフリップチップ実装方法により載置された本発光素子１０を非結合性の非晶質フッ素樹脂で被覆して封止する構成において、当該非結合性の非晶質フッ素樹脂の重量平均分子量が、当該非結合性の非晶質フッ素樹脂が直接接触するサファイア基板１１の裏面の表面性状（エピタキシャル成長グレードの研磨面、または、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面）に応じた所定の分子量以上となるように調製されている点である。
【００７１】
以下、非結合性の非晶質フッ素樹脂の重量平均分子量と、サファイア基板１１の裏面の表面性状との間の関係を評価するために行った実験結果について説明する。当該実験結果より、サファイア基板１１の裏面の表面粗さが小さくなるほど、換言すれば、粗面より研磨面である方が、非結合性の非晶質フッ素樹脂の重量平均分子量は大きい値が必要となることが判明し、その具体的な数値が明らかとなった。
【００７２】
実験に使用した本発光装置１のサンプルは、非プロトン性含フッ素溶媒に溶解した非結合性の非晶質フッ素樹脂の重量平均分子量の異なる塗工液１００μＬを複数通り準備し、サブマウント上にフリップチップ実装した本発光素子１０のベアチップ上に注入し、その後、加熱して溶媒を蒸発させて第１樹脂部分を形成して用意した。本発光素子１０は、チップサイズが１ｍｍ×１ｍｍ、チップ厚が４３０μｍ、サファイア基板の裏面がエピタキシャル成長グレードの研磨面のもの（評価実験１及び３用）と、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面のもの（評価実験２用）を使用した。サブマウントは、基材がＡｌＮ製の５ｍｍ角のものを使用した。フリップチップ実装で使用した金バンプの個数は、ｐ電極側が１３個、ｎ電極側が４個である。
【００７３】
非結合性の非晶質フッ素樹脂として、旭硝子社製の末端官能基がＣＦ３であるサイトップ（タイプＳ）を使用した。重量平均分子量の調節は、旭硝子株式会社から市販されている重量平均分子量（推定値）が１５万のサイトップ（以下、便宜的に「タイプＬＳ」）の重量濃度９％の溶液（型番ＣＴＬ−８０９Ｓ）と重量平均分子量（推定値）が２５万のサイトップ（以下、便宜的に「タイプＸＳ」）の重量濃度９％の溶液（型番ＣＴＸ−８０９Ｓ）とを所定の重量比で混合して行った。尚、各溶液の非プロトン性含フッ素溶媒は、旭硝子社製の沸点１８０℃のＣＴ−ｓｏｌｖｅ１８０を使用した。
【００７４】
各種の評価実験用として、以下の表１に示す８種類の塗工液＃１〜＃８を用意した。
【００７５】
【表１】
2018003228.tif 000004
【００７６】
＜評価実験１＞
評価実験１では、６種類の塗工液＃１、＃４〜＃８を使用し、塗工液２０μＬの注入及び溶媒の蒸発の一連の処理（以下、「塗布処理」と称す。）を１回だけを行ったサンプル６個（サンプル＃１１Ａ、＃１４Ａ〜＃１８Ａ）と、上記塗布処理を繰り返し３回行ったサンプル６個（サンプル＃１１Ｂ、＃１４Ｂ〜＃１８Ｂ）を作製した。塗布処理を３回繰り返したサンプルの第１樹脂部分の樹脂量は、塗布処理が１回のサンプルの３倍である。そして、上記要領で作製した計１２個のサンプルに対して、第１樹脂部分のサファイア基板の裏面上における凝集の程度を写真撮影し、当該写真を目視で確認して、第１樹脂部分がサファイア基板の裏面全体を完全に被覆しているか否かで、良否を判定した。
【００７７】
図５に、第１樹脂部分のサファイア基板の裏面上における凝集の程度を撮影した写真を示す。写真は、サファイア基板の裏面側から撮影したもので、サファイア基板の表面側のｐ電極面に概ね合焦している。各写真のｐ電極パターンは、サファイア基板を通して透けて見えている。
【００７８】
図５より明らかなように、塗布処理が１回及び３回の何れのサンプルも、第１樹脂部分の重量平均分子量が、１５万と２５万の範囲内において小さくなるほど、サファイア基板の裏面上における第１樹脂部分の凝集の程度が大きくなり、ぬれ性が悪くなっていることが分かる。更に、塗布処理が１回及び３回の何れのサンプルも、第１樹脂部分の重量平均分子量が２１万以下では、凝集の程度が大きく、第１樹脂部分がサファイア基板の裏面全体を完全に被覆していないが、第１樹脂部分の重量平均分子量が２３万以上では、第１樹脂部分がサファイア基板の裏面全体を完全に被覆していると認められる。よって、サファイア基板の裏面がエピタキシャル成長グレードの研磨面である場合、第１樹脂部分の重量平均分子量は２３万以上が好ましいことが分かる。
【００７９】
＜評価実験２＞
評価実験２では、上記８種類の塗工液＃１〜＃８を使用し、上記塗布処理を１回だけ行ったサンプル８個（サンプル＃２１〜＃２８）を作製した。尚、各サンプル＃２１〜＃２８では、本発光素子１０として、サファイア基板の裏面が、図６に示すモスアイ構造のものを使用した。モスアイ構造のほぼ円錐状の微小突起は、上面視ハニカム状に規則的に配列しており、その配列ピッチは約３００ｎｍで、微小突起の高さは約１００ｎｍである。これより、当該モスアイ構造の算術平均粗さＲａは概略２５ｎｍとなる。
【００８０】
評価実験１と同様に、上記要領で作製した計８個のサンプルに対して、第１樹脂部分のサファイア基板の裏面上における凝集の程度を写真撮影し、当該写真を目視で確認して、第１樹脂部分がサファイア基板の裏面全体を完全に被覆しているか否かで、良否を判定した。
【００８１】
図７に、第１樹脂部分のサファイア基板の裏面上における凝集の程度を撮影した写真を示す。写真は、サファイア基板の裏面側から撮影したもので、サファイア基板の表面側のｐ電極面に概ね合焦している。各写真のｐ電極パターンは、サファイア基板を通して透けて見えている。
【００８２】
図７より明らかなように、評価実験１（図５）と同様に、つまり、サファイア基板の裏面の表面性状に関係なく、第１樹脂部分の重量平均分子量が、１５万と２５万の範囲内において小さくなるほど、サファイア基板の裏面上における第１樹脂部分の凝集の程度が大きくなり、ぬれ性が悪くなっていることが分かる。更に、第１樹脂部分の重量平均分子量が１５万では、凝集の程度が大きく、第１樹脂部分がサファイア基板の裏面全体を完全に被覆していないが、第１樹脂部分の重量平均分子量が１６万以上では、第１樹脂部分がサファイア基板の裏面全体を完全に被覆していると認められる。
【００８３】
評価実験１（図５）と評価実験２（図７）の各結果を比較すると、サファイア基板の裏面がエピタキシャル成長グレードの研磨面（算術平均粗さＲａ≦０．３ｎｍ）では、第１樹脂部分の重量平均分子量の好適範囲の下限値が２３万であるのに対して、サファイア基板の裏面が算術平均粗さＲａ＝２５ｎｍの粗面（モスアイ構造の凹凸加工面）では、第１樹脂部分の重量平均分子量の好適範囲の下限値が１６万と小さくなっている。つまり、サファイア基板の裏面が、算術平均粗さＲａが２５ｎｍより大きい粗面の場合には、第１樹脂部分の重量平均分子量の好適範囲の下限値は、１６万より更に小さくなることが予想される。これより、サファイア基板の裏面が、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面である場合、第１樹脂部分の重量平均分子量は１６万以上が好ましいことが分かる。
【００８４】
尚、サファイア基板の裏面がエピタキシャル成長グレードの研磨面の場合でも、仮に、算術平均粗さＲａが０．３ｎｍより大きければ（例えば、０．３ｎｍ＜Ｒａ≦１ｎｍ）、第１樹脂部分の重量平均分子量の好適範囲の下限値が、２３万より小さくなることが予想されるため、第１樹脂部分の重量平均分子量を２３万以上に設定することで、サファイア基板の裏面が、算術平均粗さＲａが０．３ｎｍより大きいエピタキシャル成長グレードの研磨面のものを使用することができる。
【００８５】
＜評価実験３＞
評価実験１の追加実験として、塗工液＃６（重量平均分子量：２１万）を使用し、塗工液２０μＬの塗布処理１回（塗布量合計２０μＬ）、塗工液２０μＬの塗布処理３回（塗布量合計６０μＬ）、及び、塗工液１００μＬの塗布処理１回（塗布量合計１００μＬ）を行ったサンプル３個（サンプル＃３６Ａ、＃３６Ｂ、＃３６Ｃ）を作製した。そして、上記要領で作製した計１２個のサンプルに対して、第１樹脂部分のサファイア基板の裏面上における凝集の程度を写真撮影し、当該写真を目視で確認して、第１樹脂部分がサファイア基板の裏面全体を完全に被覆しているか否かで、良否を判定した。
【００８６】
図８に、第１樹脂部分のサファイア基板の裏面上における凝集の程度を撮影した写真を示す。写真は、サファイア基板の裏面側から撮影したもので、サファイア基板の表面側のｐ電極面に概ね合焦している。各写真のｐ電極パターンは、サファイア基板を通して透けて見えている。
【００８７】
図８より明らかなように、塗布量合計が２０μＬ〜１００μＬの範囲内では、塗布量合計に関係なく、評価実験１の実験結果と同様に、第１樹脂部分の重量平均分子量が２１万以下では、凝集の程度が大きく、第１樹脂部分がサファイア基板の裏面全体を完全に被覆していないことが分かる。つまり、同じチップサイズに対して、第１樹脂部分の塗布量を増加しても、塗布量が少ない場合と結果は変わらないことが分かる。
【００８８】
＜評価実験４＞
評価実験１の追加実験として、評価実験１で使用した本発光素子１０よりチップサイズの大きい本発光素子１０（チップサイズが１．３ｍｍ×１．３ｍｍ、チップ厚が４３０μｍ、サファイア基板の裏面がエピタキシャル成長グレードの研磨面）を使用し、塗工液＃８（重量平均分子量：２５万）を２０μＬ使用し、上記塗布処理を１回だけ行ったサンプル１個（サンプル＃４８）を作製した。
【００８９】
図９に、当該サンプル＃４８の基板に垂直な断面のＳＥＭ写真を示す。サファイア基板の裏面の面積が、１ｍｍ２から１．６９ｍｍ２に、約７０％増加しているが、同じ塗工液２０μＬの塗布処理１回（塗布量合計２０μＬ）で、裏面全体が完全に被覆されていることが分かる。但し、表面張力によって、サファイア基板の裏面上の第１樹脂部分の膜厚は、裏面中央部分の方が、裏面周辺部分より厚くなっている。また、図９では分かり難いが、サファイア基板の側面は、第１樹脂部分で完全に被覆されている。但し、上記塗布処理の蒸発工程において、塗工液が重力によって垂れ下がるため、当該側面を被覆する第１樹脂部分は裾広がりの形状となっている。更に、図９より、本発光素子１０のベアチップをサブマウント３０上にフリップチップ実装した際に、本発光素子１０とサブマウント３０との間の間隙にも、第１樹脂部分が充填されていることが分かる。
【００９０】
〈別の実施形態〉
以下に、上記実施形態の変形例につき説明する。
【００９１】
〈１〉上記実施形態では、本発光素子１０をサブマウント３０にフリップチップ実装する一態様として、ｐ電極１４と第１金属電極配線３２、ｎ電極１３と第２金属電極配線３３を、金バンプを介して接続する場合を説明したが、ｐ電極１４とｎ電極１３の各上面が同一平面となるように高さを揃えて形成されている場合等において、リフロー方式等の周知のはんだ付け方法で、ｐ電極１４と第１金属電極配線３２、ｎ電極１３と第２金属電極配線３３を、はんだ材料（ボンディング材料）を介して物理的且つ電気的に接続しても良い。尚、ｐ電極１４とｎ電極１３の各上面が同一平面となるように高さを揃える方法として、例えば、ｐ電極１４と電気的に接続し、絶縁保護膜を介して、上記メサ部分の上面及び側面を覆うようにｐ側のメッキ電極を形成し、当該ｐ側のメッキ電極から離間して、ｎ電極１３と電気的に接続するｎ側のメッキ電極を、ｐ側のメッキ電極と同じ高さに、電解メッキ法等により形成する方法が考えられる。尚、当該メッキ電極の詳細については、国際出願（ＰＣＴ／ＪＰ２０１５／０６０５８８）の明細書等の記載が参考になる。
【００９２】
〈２〉上記実施形態では、１つの本発光素子１０をサブマウント３０上に載置した本発光装置１について説明したが、本発光装置１は、サブマウントまたはプリント基板等の基台上に、複数の本発光素子１０を載置して構成しても良い。この場合、複数の本発光素子１０を封止樹脂４０で、まとめて封止しても良く、また、１つずつ個別に封止しても良い。この場合、例えば、基台の表面に、封止する単位の１または複数の本発光素子１の周りを囲む樹脂ダムを形成しておき、その樹脂ダムで囲まれた領域に、例えば、上記実施形態で説明した要領で、封止樹脂４０を形成する。尚、本発光素子１０を載置する基台は、サブマウント及びプリント基板に限定されるものではない。
【００９３】
また、１つの本発光素子１０をサブマウント３０上に載置する場合においても、１枚の基材３１の表面側に、複数のサブマウント３０の第１及び第２金属電極配線３２，３３を形成し、１枚の基材３１の裏面側に、複数のサブマウント３０のリード端子３４，３５を形成し、複数のサブマウント３０をマトリクス状に配置したサブマウント板に、複数の本発光素子１０を夫々各サブマウント３０上にフリップチップ実装し、複数の本発光素子１０に対して夫々封止樹脂４０または封止樹脂４０とレンズ４１を形成した後に、当該サブマウント板を個々のサブマウント３０に分割して、１つの本発光素子１０をサブマウント３０上に載置してなる本発光装置１を製造しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明に係る紫外線発光装置及びその製造方法は、発光中心波長が約３５０ｎｍ以下の発光ダイオード等の窒化物半導体紫外線発光素子を非晶質フッ素樹脂により封止してなる紫外線発光装置及びその製造方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１：        窒化物半導体紫外線発光装置
１０：      窒化物半導体紫外線発光素子
１１：      サファイア基板
１２：      半導体積層部
１３：      ｎ電極
１４：      ｐ電極
２０：      ＡｌＮ層
２１：      ＡｌＧａＮ層
２２：      ｎ型クラッド層（ｎ型ＡｌＧａＮ）
２３：      活性層
２４：      電子ブロック層（ｐ型ＡｌＧａＮ）
２５：      ｐ型クラッド層（ｐ型ＡｌＧａＮ）
２６：      ｐコンタクト層（ｐ型ＧａＮ）
３０：      サブマウント
３１：      基材
３２：      第１金属電極配線
３２０：    第１電極パッド
３２１：    第１配線部
３３：      第２金属電極配線
３３０：    第２電極パッド
３３１：    第２配線部
３４，３５：リード端子
４０：      封止樹脂
４１：      レンズ
【図１】
2018003228.tif 000005
【図２】
2018003228.tif 000006
【図３】
2018003228.tif 000007
【図４】
2018003228.tif 000008
【図５】
2018003228.tif 000009
【図６】
2018003228.tif 000010
【図７】
2018003228.tif 000011
【図８】
2018003228.tif 000012
【図９】
2018003228.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月12日(2018.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
更に、上記目的を達成するために、本発明は、基台と、前記基台上にフリップチップ実装された窒化物半導体紫外線発光素子と、前記窒化物半導体紫外線発光素子を封止する非晶質フッ素樹脂と、を備えてなる紫外線発光装置の製造方法であって、
前記窒化物半導体紫外線発光素子が、サファイア基板と、前記サファイア基板の表面上に積層された複数のＡｌＧａＮ系半導体層と、１または複数の金属層からなるｎ電極と、１または複数の金属層からなるｐ電極を備えてなり、
前記サファイア基板の裏面が、前記サファイア基板の表面側と同じエピタキシャル成長グレードの研磨面、または、前記研磨面より表面粗さの程度が大きく、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面であり、
前記非晶質フッ素樹脂の内、前記窒化物半導体紫外線発光素子と直接接触する第１樹脂部分を形成する工程が、
前記非晶質フッ素樹脂を構成する重合体または共重合体の構造単位が、含フッ素脂肪族環構造を有し、前記重合体または共重合体の末端官能基がパーフルオロアルキル基である第１タイプの非晶質フッ素樹脂を、含フッ素溶媒に溶解してなる塗工液を調製する工程と、
前記塗工液を、前記窒化物半導体紫外線発光素子と前記基台の各露出表面を被覆し、前記窒化物半導体紫外線発光素子と前記基台の間隙部を充填するように、塗布する工程と、
前記塗工液を前記含フッ素溶媒の沸点以上に加熱して、前記含フッ素溶媒を蒸発させて、前記窒化物半導体紫外線発光素子と前記基台の各露出表面を被覆し、前記窒化物半導体紫外線発光素子と前記基台の間隙部を充填する第１樹脂層を形成する工程と、を有し、
前記第１タイプの非晶質フッ素樹脂を構成する重合体または共重合体の重量平均分子量が、前記サファイア基板の裏面が前記研磨面の場合は、２３００００以上であり、前記サファイア基板の裏面が前記粗面の場合には、１６００００以上であることを特徴とする紫外線発光装置の製造方法を提供する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
尚、本発明では、ＡｌＧａＮ系半導体は、一般式ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（ｘはＡｌＮモル分率、０≦ｘ≦１）で表わされる３元（または２元）化合物を基本とし、そのバンドギャップエネルギがＧａＮ（ｘ＝０）のバンドギャップエネルギ（約３．４ｅＶ）以上の３族窒化物半導体であり、当該バンドギャップエネルギに関する条件を満たす限りにおいて、微量のＩｎ、Ｐ、Ａｓ等が含有されている場合も含まれる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
尚、上述の紫外線発光動作に伴う結合性の非晶質フッ素樹脂を使用した場合の光化学反応に起因する電気的特性の劣化及び非晶質フッ素樹脂の分解等の発生は、窒化物半導体紫外線発光素子の発光中心波長が２９０ｎｍ以下の場合において顕著であるため、上記特徴の紫外線発光装置或いはその製造方法は、窒化物半導体紫外線発光素子の発光中心波長が２９０ｎｍ以下の紫外線発光装置またはその製造方法に対して特に有効であり、好適である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
サブマウント３０は、絶縁性セラミックス等の絶縁材料からなる平板状の基材３１を備え、基材３１の表面側に、アノード側の第１金属電極配線３２とカソード側の第２金属電極配線３３が夫々形成されてなり、基材３１の裏面側にリード端子３４，３５が形成されている。基材３１の表面側の第１及び第２金属電極配線３２，３３は、上記基材３１に設けられた貫通電極（図示せず）を介して、基材３１の裏面側のリード端子３４，３５と、各別に接続している。サブマウント３０を別の配線基板等の上に載置する場合に、当該配線基板上の金属配線とリード端子３４，３５との間で電気的な接続が形成される。また、リード端子３４，３５は、基材３１の裏面の略全面を覆い、ヒートシンクの機能を果たしている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
［非結合性の非晶質フッ素樹脂の重量平均分子量とサファイア基板の裏面の表面性状との関係について］
本発光装置１に特有の特徴は、サブマウント３０等の基台にフリップチップ実装方法により載置された本発光素子１０を非結合性の非晶質フッ素樹脂で被覆して封止する構成において、当該非結合性の非晶質フッ素樹脂の重量平均分子量が、当該非結合性の非晶質フッ素樹脂が直接接触するサファイア基板１１の裏面の表面性状（エピタキシャル成長グレードの研磨面、または、算術平均粗さＲａが２５ｎｍ以上の粗面）に応じた所定の分子量以上となるように調整されている点である。
【国際調査報告】
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