(57)【要約】      （修正有）【課題】ウェーハレベル発光素子パッケージ及びその製造方法を提供する。【解決手段】発光構造物１０とパッケージ基板５０とをボンディングするポリマー層３０を含むことができ、かつポリマー層３０及びパッケージ基板５０は複数のビアホール４０、６０を含むことができるウェーハレベル発光素子パッケージ１００であり、発光構造物１０上にポリマー層３０を形成し、ポリマー層３０上にパッケージ基板５０を、熱と圧力を加えてボンディングする段階を含むことができ、かつポリマー層３０及びパッケージ基板５０に複数のビアホール４０、６０を形成する段階を含むことができるウェーハレベル発光素子パッケージ１００の製造方法。【選択図】図１
2012146986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光構造物と、
前記発光構造物から光が出射する面と対向する一面に設けられた電極パッドと、
前記電極パッド及び前記発光構造物を覆うように前記一面上に設けられ、前記電極パッドに対応する領域に形成された第１ビアホールを含むポリマー層と、
前記ポリマー層上に設けられ、前記第１ビアホールに対応する領域に形成された第２ビアホールを含むパッケージ基板と、
前記第１及び第２ビアホールに設けられ、前記電極パッドと連結された電極と、を備えるウェーハレベル発光素子パッケージ。
【請求項２】
前記第１ビアホールは前記電極パッド上に形成され、前記電極パッドの一部を露出させる請求項１に記載のウェーハレベル発光素子パッケージ。
【請求項３】
前記第２ビアホールは前記第１ビアホールと連結され、前記電極パッドの一部を露出させる請求項１に記載のウェーハレベル発光素子パッケージ。
【請求項４】
前記第１及び第２ビアホールと前記電極との間に設けられた絶縁層をさらに含む請求項１に記載のウェーハレベル発光素子パッケージ。
【請求項５】
前記ポリマー層は、感光性を持つポリマー材料で形成された請求項１に記載のウェーハレベル発光素子パッケージ。
【請求項６】
前記電極は、前記第１及び第２ビアホールの内壁に形成され、前記電極パッドと電気的に連結された請求項１に記載のウェーハレベル発光素子パッケージ。
【請求項７】
前記電極は、前記第１及び第２ビアホールを伝導性材料で満たして形成され、前記電極パッドと電気的に連結された請求項１に記載のウェーハレベル発光素子パッケージ。
【請求項８】
前記発光構造物は、凹凸構造をさらに備える請求項１に記載のウェーハレベル発光素子パッケージ。
【請求項９】
前記発光構造物上に蛍光体層及び光学レンズのうち少なくともいずれか一つをさらに含む請求項１に記載のウェーハレベル発光素子パッケージ。
【請求項１０】
前記絶縁層は、感光性有機材料で形成された請求項４に記載のウェーハレベル発光素子パッケージ。
【請求項１１】
前記発光構造物は、ｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層上に設けられた活性層と、
前記活性層上に設けられたｐ型半導体層と、を含み、
前記電極パッドは前記ｎ型半導体層上に、前記活性層及び前記ｐ型半導体層と離隔して設けられたｎ型電極パッドと、
前記ｐ型半導体層上に設けられたｐ型電極パッドと、を備える請求項１に記載のウェーハレベル発光素子パッケージ。
【請求項１２】
前記発光構造物は、ｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層上に設けられた活性層と、
前記活性層上に設けられたｐ型半導体層と、を含み、
前記電極パッドは、前記ｎ型半導体層上に、前記活性層及び前記ｐ型半導体層と離隔して設けられたｎ型電極パッドと、
前記ｐ型半導体層上に設けられたｐ型電極パッドと、を備え、
前記ｎ型半導体層は、前記ｐ型半導体層、前記活性層及び前記ｎ型半導体層の一部まで形成された少なくとも一つのビアホールに満たされた第１導電体を通じて前記ｎ型電極パッドに連結され、前記ｐ型半導体層は、その下部に設けられた第２導電体を通じて前記ｐ型電極パッドに連結される請求項１に記載のウェーハレベル発光素子パッケージ。
【請求項１３】
それぞれの前記第２ビアホールは、対応する前記第１ビアホールよりも大きい直径を有する
請求項１から１２のいずれか一項に記載のウェーハレベル発光素子パッケージ。
【請求項１４】
基板上に発光構造物を形成する段階と、
前記発光構造物から光が出射する面と対向する一面に電極パッドを形成する段階と、
前記電極パッド及び前記発光構造物を覆うように前記一面上にポリマー層を形成する段階と、
前記ポリマー層に前記電極パッドに対応する領域に複数の第１ビアホールを形成する段階と、
前記ポリマー層上にパッケージ基板をボンディングする段階と、
前記パッケージ基板において、前記複数の第１ビアホールに対応する領域に複数の第２ビアホールを形成する段階と、
第１ビアホール及び第２ビアホールに前記電極パッドと連結される電極を形成する段階と、
前記発光構造物から前記基板を除去する段階と、
前記発光構造物と前記パッケージ基板とを複数の発光素子パッケージに分離する段階と、を含むウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法。
【請求項１５】
前記第１ビアホールを形成する段階は、前記電極パッドの一部が露出されるように、前記電極パッド上に前記第１ビアホールを形成する請求項１４に記載のウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法。
【請求項１６】
前記第２ビアホールを形成する段階は、前記第２ビアホールが前記第１ビアホールと連結され、前記電極パッドの一部が露出されるように前記第２ビアホールを形成する請求項１４に記載のウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法。
【請求項１７】
前記第１及び第２ビアホールと前記電極との間に絶縁層を形成する段階をさらに含む請求項１４に記載のウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法。
【請求項１８】
前記ポリマー層は、感光性を持つポリマー材料で形成する請求項１４に記載のウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法。
【請求項１９】
前記第２ビアホールを形成する段階は、レーザードリリング、ドライエッチング及びウェットエッチングのうちいずれか一つの工程で第２ビアホールを形成する請求項１４に記載のウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法。
【請求項２０】
前記基板を除去する段階は、レーザーリフトオフ法及び研磨法のうちいずれか一つの方法で行う請求項１４に記載のウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法。
【請求項２１】
前記発光構造物に、エッチング法及びフォトリソグラフィ法のうちいずれか一つの方法で凹凸構造を形成する段階をさらに含む請求項１４に記載のウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法。
【請求項２２】
前記発光構造物と前記パッケージ基板とを前記複数の発光素子パッケージに分離する前に、前記発光構造物上に蛍光体層を形成する段階をさらに含む請求項１４に記載のウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法。
【請求項２３】
前記発光構造物と前記パッケージ基板とを前記複数の発光素子パッケージに分離する前に、前記発光構造物上に光学レンズをモールディングする段階をさらに含む請求項１４に記載のウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法。
【請求項２４】
前記絶縁層は、感光性有機材料で形成する請求項１７に記載のウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法。
【請求項２５】
前記絶縁層を形成する段階は、
前記第１及び第２ビアホールと前記電極パッドの露出された部分とを覆うように前記絶縁層を形成する段階と、
前記電極パッド上に形成された絶縁層部分を除去して、前記電極パッドの一部を露出させる段階と、を含む請求項１７に記載のウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法。
【請求項２６】
前記発光構造物を形成する段階、前記電極パッドを形成する段階、前記ポリマー層を形成する段階、前記第１ビアホールを形成する段階、前記パッケージ基板をボンディングする段階、前記第２ビアホールを形成する段階、前記電極を形成する段階、前記基板を除去する段階、及び前記発光素子パッケージに分離する段階のうち少なくとも一つの段階は、ウェーハレベルで行われる請求項１４に記載のウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法。
【請求項２７】
前記蛍光体層を形成する段階は、ウェーハレベルで行われる請求項２２に記載のウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法。
【請求項２８】
前記光学レンズをモールディングする段階は、ウェーハレベルで行われる請求項２３に記載のウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法。
【請求項２９】
請求項１から１３のいずれか一項に記載のウェーハレベル発光素子パッケージと、
前記ウェーハレベル発光素子パッケージに電源電力を伝送する電力伝送部と
を備える照明装置。
【請求項３０】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の複数のウェーハレベル発光素子パッケージと、
前記複数のウェーハレベル発光素子パッケージが照射する光が内部に入射され、当該光を光射出面から出射する導光板と
を備えるバックライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハレベル発光素子パッケージ、ウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法、照明装置およびバックライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近電子部品は、小型化及び軽量化する勢いであり、これは発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）分野でも同様である。電子部品の小型化及び軽量化を可能にする技術のうち一つが、ウェーハレベルパッケージ技術である。従来の半導体チップパッケージ技術は、分離された単一チップ単位でパッケージ形成のための後工程を行う。一方、ウェーハレベルパッケージ技術はウェーハ上に半導体チップを形成して、パッケージを形成するための一連の組み立て工程を経た後、切断して完成品を作る技術である。したがって、最近発光ダイオードをウェーハレベルパッケージで製造する方法についての研究が活発に進みつつある。なお、関連する特許文献として下記の文献がある。
特許文献１  特開２００７−３３５７９９号公報
特許文献２  特開２０１０−６２５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は、ウェーハレベル発光素子パッケージ及びその製造方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージは、発光構造物と、発光構造物から光が出射する面と対向する一面に設けられた電極パッドと、電極パッド及び発光構造物を覆うように一面上に設けられ、電極パッドに対応する領域に形成された第１ビアホールを含むポリマー層と、ポリマー層上に設けられ、第１ビアホールに対応する領域に形成された第２ビアホールを含むパッケージ基板と、第１及び第２ビアホールに設けられ、電極パッドと連結された電極と、を備える。
【０００５】
第１ビアホールは電極パッド上に形成され、電極パッドの一部を露出させる。第２ビアホールは第１ビアホールと連結され、電極パッドの一部を露出させる。第１及び第２ビアホールと電極との間に設けられた絶縁層をさらに含む。ポリマー層は、感光性を持つポリマー材料で形成されうる。
【０００６】
電極は、第１及び第２ビアホールの内壁に形成され、電極パッドと電気的に連結されうる。電極は、第１及び第２ビアホールを伝導性材料で満たして形成され、電極パッドと電気的に連結されうる。発光構造物は、凹凸構造をさらに備える。発光構造物上に蛍光体層及び光学レンズのうち少なくともいずれか一つをさらに含む。絶縁層は感光性有機材料で形成されうる。
【０００７】
発光構造物は、ｎ型半導体層と、ｎ型半導体層上に設けられた活性層と、活性層上に設けられたｐ型半導体層と、を含み、電極パッドはｎ型半導体層上に、活性層及びｐ型半導体層と離隔して設けられたｎ型電極パッドと、ｐ型半導体層上に設けられたｐ型電極パッドと、を備える。
【０００８】
発光構造物は、ｎ型半導体層と、ｎ型半導体層上に設けられた活性層と、活性層上に設けられたｐ型半導体層と、を含み、電極パッドは、ｎ型半導体層上に、活性層及びｐ型半導体層と離隔して設けられたｎ型電極パッドと、ｐ型半導体層上に設けられたｐ型電極パッドと、を備え、ｎ型半導体層は、ｐ型半導体層、活性層及びｎ型半導体層の一部まで形成された少なくとも一つのビアホールに満たされた第１導電体を通じてｎ型電極パッドに連結され、ｐ型半導体層は、その下部に設けられた第２導電体を通じてｐ型電極パッドに連結される。
【０００９】
本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法は、基板上に発光構造物を形成する段階と、発光構造物から光が出射する面と対向する一面に電極パッドを形成する段階と、電極パッド及び発光構造物を覆うように一面上にポリマー層を形成する段階と、ポリマー層に電極パッドに対応する領域に複数の第１ビアホールを形成する段階と、ポリマー層上にパッケージ基板をボンディングする段階と、パッケージ基板において、第１ビアホールに対応する領域に複数の第２ビアホールを形成する段階と、第１及び第２ビアホールに電極パッドと連結される電極を形成する段階と、発光構造物から基板を除去する段階と、発光構造物とパッケージ基板とを複数の発光素子パッケージに分離する段階と、を含む。
【００１０】
第１ビアホールを形成する段階は、電極パッドの一部が露出されるように、電極パッド上に第１ビアホールを形成する。第２ビアホールを形成する段階は、第２ビアホールが第１ビアホールと連結され、電極パッドの一部が露出されるように第２ビアホールを形成する。第１及び第２ビアホールと電極との間に絶縁層を形成する段階をさらに含む。ポリマー層は、感光性を持つポリマー材料で形成する。
【００１１】
第２ビアホールを形成する段階は、レーザードリリング、ドライエッチング及びウェットエッチングのうちいずれか一つの工程で第２ビアホールを形成する。基板を除去する段階は、レーザーリフトオフ法及び研磨法のうちいずれか一つの方法で行う。発光構造物に、エッチング法及びフォトリソグラフィ法のうちいずれか一つの方法で凹凸構造を形成する段階をさらに含む。発光構造物とパッケージ基板とを複数の発光素子パッケージに分離する前に、発光構造物上に蛍光体層を形成する段階をさらに含む。
【００１２】
発光構造物とパッケージ基板とを複数の発光素子パッケージに分離する前に、発光構造物上に光学レンズをモールディングする段階をさらに含む。絶縁層は、感光性有機材料で形成する。絶縁層を形成する段階は、第１及び第２ビアホールと電極パッドの露出された部分とを覆うように絶縁層を形成する段階と、電極パッド上に形成された絶縁層部分を除去して、電極パッドの一部を露出させる段階と、を含む。発光構造物を形成する段階、電極パッドを形成する段階、ポリマー層を形成する段階、第１ビアホールを形成する段階、パッケージ基板をボンディングする段階、第２ビアホールを形成する段階、電極を形成する段階、基板を除去する段階及び発光素子パッケージに分離する段階のうち少なくとも一つの段階はウェーハレベルで行われる。蛍光体層を形成する段階はウェーハレベルで行われる。光学レンズをモールディングする段階はウェーハレベルで行われる。
【００１３】
本発明の他の態様においては、第１の伝導型の半導体層に接続される第１の電極、および、第２の伝導型の半導体層に接続される第２の電極の双方が、同一の面に露出して設けられる発光構造物を形成する素子形成段階と、発光構造物の同一の面に接着層を形成する接着層形成段階と、接着層における、第１の電極および第２の電極に対応する位置に第１ビアホールを形成する第１ビアホール形成段階と、接着層を介して、発光構造物を固定基板に固定する素子固定段階と、固定基板における、第１ビアホールに対応する位置に第２ビアホールを形成する第２ビアホール形成段階と、第１ビアホールおよび第２ビアホールの内部に貫通配線を形成する配線形成段階とを備える発光素子パッケージの製造方法を提供する。
【００１４】
接着層が絶縁性の感光性材料で形成されてよい。素子形成段階において、成長基板に前記発光構造物を形成し、素子固定段階において、成長基板とは逆側の発光構造物の面に、固定基板を固定し、素子固定段階より後に、成長基板を除去する基板除去段階を更に備えてよい。
【００１５】
素子形成段階において、成長基板に複数の発光構造物を形成し、接着層形成段階において、複数の発光構造物を覆う接着層を形成し、第１ビアホール形成段階において、それぞれの発光構造物に対して、第１ビアホールを形成し、第２ビアホール形成段階において、それぞれの発光構造物に対して、第２ビアホールを形成し、配線形成段階において、それぞれの発光構造物に対して、貫通配線を形成し、貫通配線を形成した後に、発光構造物毎に、固定基板を分割してよい。
【００１６】
貫通配線を形成した後に、成長基板を除去し、成長基板を除去した領域に、発光構造物毎にレンズを有するレンズアレイを形成し、レンズアレイを形成した後に、発光構造物毎に、固定基板を分割してよい。それぞれの第２ビアホールは、対応する第１ビアホールよりも大きい直径を有してよい。
【００１７】
本発明の他の態様においては、第１の伝導型の半導体層に接続される第１の電極、および、第２の伝導型の半導体層に接続される第２の電極の双方が、同一の面に露出して設けられる発光構造物と、発光構造物の同一の面に接着層を形成され、第１の電極および第２の電極に対応する位置に第１ビアホールを有する接着層と、接着層を介して発光構造物が固定され、第１ビアホールに対応する位置に第２ビアホールを有する固定基板と、第１ビアホールおよび第２ビアホールの内部に形成された貫通配線とを備える発光素子パッケージを提供する。
【００１８】
接着層は、絶縁性の感光性材料で形成されてよい。第１の伝導型の半導体層および第２の伝導型の半導体層の外形は、固定基板の外形と略同一であってよい。共通の半導体層に形成された発光構造物を複数備え、接着層は、それぞれの発光構造物および固定基板を接着し、貫通配線は、それぞれの発光構造物に対応して設けられてよい。
【００１９】
第１の伝導型の半導体層は、接着層に対向して配置され、第１の電極および第２の電極は、第１の伝導型の半導体層および接着層との間の領域に形成され、第２の電極は、第１の伝導型の半導体層を貫通する第１貫通部を介して、第２の伝導型の半導体層に接続されてよい。
【００２０】
第２の電極は、第１の電極および接着層の間の領域に形成され、第１貫通部は、第１の電極を更に貫通し、第１の電極は、第２の電極を貫通して貫通配線と接続される第２貫通部を有してよい。
【００２１】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの概略的な断面図である。
【図２】本発明の変形された実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの概略的な断面図である。
【図３】本発明の変形された実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの概略的な断面図である。
【図４】本発明の変形された実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの概略的な断面図である。
【図５】本発明の変形された実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの概略的な断面図である。
【図６】本発明の変形された実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの概略的な断面図である。
【図７Ａ】本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法を概略的に示す図面である。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法を概略的に示す図面である。
【図７Ｃ】本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法を概略的に示す図面である。
【図７Ｄ】本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法を概略的に示す図面である。
【図７Ｅ】本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法を概略的に示す図面である。
【図７Ｆ】本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法を概略的に示す図面である。
【図７Ｇ】本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法を概略的に示す図面である。
【図７Ｈ】本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法を概略的に示す図面である。
【図７Ｉ】本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法を概略的に示す図面である。
【図７Ｊ】本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法を概略的に示す図面である。
【図７Ｋ】本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法を概略的に示す図面である。
【図８】発光素子パッケージ１００の断面の一例を示す。
【図９】発光構造物の構造例を示す。
【図１０】発光構造物の他の構造例を示す。
【図１１Ａ】パッケージ基板５０に複数の発光素子パッケージ１００が固定された例を示す。
【図１１Ｂ】図１１Ａに示した例に、蛍光体層９０およびレンズアレイ９６を更に形成した例を示す。
【図１２】発光構造物の他の例の断面図を示す。
【図１３】発光素子パッケージ１００の他の例の断面を示す。
【図１４】照明装置７００の構成例を示す。
【図１５】バックライト８００の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の機能および構成を有してよい。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージ１００の概略的な断面図である。図１を参照すれば、本実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージ１００は、発光構造物１０、発光構造物１０から光が出射する面と対向する一面に設けられた電極パッド２０、電極パッド２０と発光構造物１０とを覆うように一面上に設けられて、電極パッド２０に対応する領域に形成された第１ビアホール４０を含むポリマー層３０、ポリマー層３０上に設けられて、第１ビアホール４０に対応する領域に形成された第２ビアホール６０を含むパッケージ基板５０、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０に設けられて、電極パッド２０と連結された電極７０を備えることができる。
【００２５】
発光構造物１０は図面に図示されていないが、多様な形態の発光構造を含むことができる。発光構造物１０は、例えば、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮなどのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体で形成された窒化物半導体ダイオードを含むことができる。そして、発光構造物１０は、化合物半導体が積層された構造でありうる。発光構造物１０は、例えば、ｎ型半導体層及びｐ型半導体層、そしてその間に設けられた活性層を含むことができる。
【００２６】
そして、複数の電極パッド２０が発光構造物１０から光が出射する面と対向する一面に設けられうる。すなわち、複数の電極パッド２０が発光構造物１０から光が出射する面と反対側面に設けられうる。複数の電極パッド２０は、例えば、ｎ型電極パッドとｐ型電極パッドとをそれぞれ備えることができる。
【００２７】
ポリマー層３０は、発光構造物１０から光が出射する面と対向する一面に設けられ、発光構造物１０の一面で電極パッド２０が形成された以外の部分及び電極パッド２０の一部を覆うことができる。ポリマー層３０は、発光構造物１０とパッケージ基板５０とを接合させる。ポリマー層３０は、非伝導性ポリマー材料で形成でき、この場合、パッケージ基板５０として伝導性及び非伝導性ウェーハがいずれも使われうる。また、ポリマー層３０は、感光性ポリマー材料で形成できる。ポリマー層３０で発光構造物１０とパッケージ基板５０とをボンディングする場合、両層間の熱膨張係数の差によって発生する応力をポリマー層３０が緩和させうる。
【００２８】
また、複数の第１ビアホール４０がポリマー層３０に設けられ、第１ビアホール４０は電極パッド２０に対応する領域に形成されうる。すなわち、第１ビアホール４０は電極パッド２０上に形成されて、電極パッド２０の一部を露出させることができる。例えば、図１に示したように、２つの第１ビアホール４０が２つの電極パッド上にそれぞれ形成され、それぞれの第１ビアホール４０は、電極パッドの一部をそれぞれ露出させることができる。
【００２９】
パッケージ基板５０はポリマー層３０上に設けられ、熱と圧力が加えられてポリマー層３０にポリマーボンディングされうる。ポリマーボンディングは、ウェーハ間のボンディング接着剤としてポリマーを使用して、熱と圧力を加えて両ウェーハをボンディングする方法である。そして、パッケージ基板５０は、ポリマー層３０が非伝導性ポリマー材料で形成される場合、パッケージ基板ウェーハの伝導性及び非伝導性に拘らずに多様なウェーハを使用して形成できる。パッケージ基板５０としては、例えば、Ｓｉ、ドーピングされていないＳｉ、ＳｉＡｌ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮなどの材料が使われ、その外にＭＣＰＣＢ（ｍｅｔａｌ ｃｏｒｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）なども使われうる。
【００３０】
そして、複数の第２ビアホール６０がパッケージ基板５０に設けられうる。第２ビアホール６０は、第１ビアホール４０に対応する領域に形成されうる。すなわち、第２ビアホール６０は第１ビアホール４０と連結されるように形成され、第１ビアホール４０と連結されて一つのビアホールに見える。また、第２ビアホール６０は、第１ビアホール４０が露出させている電極パッド２０一部を露出させることができる。例えば、図１に示したように、２つの電極パッド上に形成された２つの第１ビアホール４０にそれぞれ連結されるように、２つの第２ビアホール６０を形成できる。そして、それぞれの第２ビアホール６０は電極パッドの一部をそれぞれ露出させることができる。ここで、第２ビアホール６０は、レーザードリリング、ドライエッチング、ウェットエッチングなどの工程を通じて形成されうる。
【００３１】
電極７０は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０の内壁（内面）に形成され、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０が露出させている電極パッド２０の一部と連結されうる。すなわち、電極７０は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０を通じて電極パッド２０と電気的に連結されうる。また、電極７０は、図１に示したように、パッケージ基板５０上の一領域まで延びることができる。電極７０は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０の内壁に形成され、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０の内部７５はポリマー材料などで満たされうる。なお、電極７０は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０の内部７５を伝導性材料で満たして形成されうる。
【００３２】
本実施形態による発光素子パッケージ１００は、パッケージ基板５０が伝導性ウェーハで形成された場合、パッケージ基板５０と電極７０とを電気的に絶縁させるために絶縁層８０をさらに含むことができる。絶縁層８０は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０の内壁とパッケージ基板５０上に形成され、電極７０は、絶縁層８０上に形成されてパッケージ基板５０から絶縁されうる。また、絶縁層８０は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０が露出させている電極パッド２０の一部上では除去されうる。すなわち、絶縁層８０は、電極パッド２０の一部には形成されず、電極７０が電極パッド２０と連結されるように形成する。この場合、電極７０は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０内壁の絶縁層８０上に形成され、パッケージ基板５０上の絶縁層８０の一領域まで延びることができる。絶縁層８０は、酸化膜および窒化膜などの無機材料で形成できる。また、絶縁層８０は感光性有機材料で形成できるが、例えば、ポリイミドなどで形成できる。絶縁層８０を感光性有機材料で形成する場合、ビアホール内部に絶縁層８０を形成することが容易である。
【００３３】
図２は、本発明の変形された実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージ１１０の概略的な断面図である。図１に図示されたウェーハレベル発光素子パッケージ１００との差異点を中心に説明する。
【００３４】
図２を参照すれば、本実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージ１１０は、発光構造物１５に凹凸構造をさらに備えることができる。凹凸構造は、発光構造物１５から光が放出する面に形成でき、発光構造物１５の光抽出効率を高めることができる。図２には、凹凸構造の形態が鋸の歯状に図示されているが、これに限定されるものではなく、凹凸構造は、例えば、矩形波形態など多様な形態に形成できる。凹凸構造は、ＫＯＨなどを使用するエッチング工程またはフォトリソグラフィ工程などで形成できる。
【００３５】
図３は、本発明の変形された実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージ１２０の概略的な断面図である。図１に図示されたウェーハレベル発光素子パッケージ１００との差異点を中心に説明する。
【００３６】
図３を参照すれば、本実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージ１２０は、発光構造物１０上に蛍光体層９０をさらに含むことができる。蛍光体層９０は紫外線領域の光を吸収して、可視光線領域の光を出射できる。また、蛍光体層９０は、発光構造物１０から出射する光の輝度、均一性などの特性を制御して発光素子パッケージ１２０の効率、寿命、演色性、色再現性などの特性が決定できる。蛍光体層９０は、赤色蛍光体、青色蛍光体及び緑色蛍光体のうち少なくとも一つの蛍光体を備えることができる。
【００３７】
図４は、本発明の変形された実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージ１３０の概略的な断面図である。図１に図示されたウェーハレベル発光素子パッケージ１００との差異点を中心に説明する。
【００３８】
図４を参照すれば、本実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージ１３０は発光構造物１０上に光学レンズ９５をさらに備えることができ、蛍光体層９０が発光構造物１０と光学レンズ９５との間にさらに含まれうる。光学レンズ９５は、発光構造物１０から出射される光を集束または拡散させることができる。光学レンズ９５のサイズは図４に示したように、発光構造物１０のサイズに対応して形成されうる。また、図面には図示されていないが、光学レンズ９５は発光構造物１０より大きく形成されて発光素子パッケージを取り囲む形態にもなりうる。なお、光学レンズのモールディング金型の設計を変更して、図４に示したような半球形のレンズではない多様な形態のレンズが形成できる。
【００３９】
光学レンズ９５の外周は、蛍光体層９０または発光構造物の外周と同一形状を有してよく、蛍光体層９０または発光構造物を包含する形状を有してもよい。光学レンズ９５は、半球状であってよく、半円柱状であってよく、他の形状であってもよい。
【００４０】
なお、図１から図４に関連して説明したそれぞれの発光素子パッケージ１００は、配線が形成された実装基板に実装されてパッケージ化されてよい。この場合、電極７０が、実装基板に接続されてよい。
【００４１】
図５は、本発明の一実施形態による発光素子パッケージ１４０の概略的な断面図である。図５には、図１ないし図４に図示されたウェーハレベル発光素子パッケージ１００、１１０、１２０、１３０の発光構造物１０、１５が例示的に図示されている。
【００４２】
図５を参照すれば、本実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージ１４０は、発光構造物、発光構造物から光が出射する面と対向する一面に設けられたｎ型及びｐ型電極パッド２１、２３、ｎ型及びｐ型電極パッド２１、２３と発光構造物とを覆うように一面上に設けられて、ｎ型及びｐ型電極パッド２１、２３に対応する領域に形成された第１ビアホール４０を含むポリマー層３０、ポリマー層３０上に設けられて、第１ビアホール４０に対応する領域に形成された第２ビアホール６０を含むパッケージ基板５０、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０に設けられて、ｎ型及びｐ型電極パッド２１、２３とそれぞれ連結されたｎ型及びｐ型電極７１、７３を備えることができる。
【００４３】
図５には、本実施形態による発光素子パッケージ１４０に備えられた発光構造物が例示的に図示されている。発光構造物は、ｎ型半導体層１、ｎ型半導体層１上に設けられた活性層３、及び活性層３上に設けられたｐ型半導体層５を含むことができる。そして、発光構造物は、ｎ型半導体層１上に、活性層３及びｐ型半導体層５と離隔して設けられたｎ型電極パッド２１と、ｐ型半導体層５上に設けられたｐ型電極パッド２３とをさらに備えることができる。一方、図１ないし図４に図示されたウェーハレベル発光素子パッケージ１００、１１０、１２０、１３０の発光構造物１０、１５は、図５に図示された発光構造物を含むことができる。
【００４４】
ｎ型半導体層１は、ｎ型不純物でドーピングされた窒化物半導体で形成できる。すなわち、ｎ型半導体層１は、ＡｌｘＩｎｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ組成式（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である）を持つ半導体材料を、ｎ型不純物でドーピングして形成できる。ｎ型半導体層１を形成する窒化物半導体は、例えば、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮなどを含むことができ、ｎ型不純物は、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅなどを含むことができる。そして、ｎ型半導体層１は、有機金属化学蒸着法（ｍｅｔａｌ−ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＭＯＣＶＤ）、水素気相蒸着法（ｈｙｄｒｉｄｅ ｖａｐｏｒ ｐｈａｓｅ ｅｐｉｔａｘｙ、ＨＶＰＥ）、分子ビームエピタクシー法（ｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙ、ＭＢＥ）などで成長できる。
【００４５】
活性層３は、電子と正孔との再結合により所定のエネルギーを持つ光を放出し、インジウム含有量によってバンドギャップエネルギーが調節されるようにＩｎｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）などの半導体材料で形成できる。また、活性層３は、量子障壁層と量子ウェル層とが互いに交互に積層された多重量子ウェル（ｍｕｌｔｉ−ｑｕａｎｔｕｍｎ ｗｅｌｌ、ＭＱＷ）層でありうる。
【００４６】
ｐ型半導体層５は、ｐ型不純物でドーピングされた窒化物半導体で形成できる。すなわち、ｐ型半導体層５は、ＡｌｘＩｎｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ組成式（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である）を持つ半導体材料を、ｐ型不純物でドーピングして形成できる。ｐ型半導体層５を形成する窒化物半導体は、例えば、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮなどを含むことができ、ｐ型不純物は、例えば、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂｅなどを含むことができる。そして、ｐ型半導体層５は、ＭＯＣＶＤ、ＨＶＰＥ、ＭＢＥなどで成長できる。一方、図５には、ｎ型半導体層１上に活性層３が設けられ、活性層３上にｐ型半導体層５が設けられたが、これと逆にｐ型半導体層５上に活性層３が設けられ、活性層３上にｎ型半導体層１が設けられてもよい。
【００４７】
ｎ型電極パッド２１は、ｎ型半導体層１上に設けられ、活性層３及びｐ型半導体層５と離隔して設けられうる。そして、ｐ型電極パッド２３は、ｐ型半導体層５上に設けられうる。
【００４８】
ポリマー層３０は、発光構造物から光が出射する面と対向する一面に設けられうる。ポリマー層３０は、ｎ型半導体層１、活性層３及びｐ型半導体層５の一部を覆うことができ、ｎ型及びｐ型電極パッド２１、２３の一部を覆うことができる。ポリマー層３０は、発光構造物とパッケージ基板５０とを接合させる。
【００４９】
また、複数の第１ビアホール４０がポリマー層３０に設けられ、第１ビアホール４０は、ｎ型及びｐ型電極パッド２１、２３に対応する領域にそれぞれ形成されうる。すなわち、第１ビアホール４０は、ｎ型及びｐ型電極パッド２１、２３上にそれぞれ形成され、ｎ型及びｐ型電極パッド２１、２３の一部をそれぞれ露出させることができる。すなわち、ｎ型電極パッド２１上に形成された第１ビアホール４０は、ｎ型電極パッド２１の上面一部を露出させ、ｐ型電極パッド２３上に形成された第１ビアホール４０は、ｐ型電極パッド２３の上面一部を露出させることができる。
【００５０】
パッケージ基板５０はポリマー層３０上に設けられ、熱と圧力が加えられてポリマー層３０にポリマーボンディングされうる。そして、複数の第２ビアホール６０がパッケージ基板５０に設けられうる。第２ビアホール６０は第１ビアホール４０に対応する領域に形成できる。すなわち、第２ビアホール６０は第１ビアホール４０と連結されるように形成でき、第１ビアホール４０と連結されて一つのビアホールに見える。また、第２ビアホール６０は、第１ビアホール４０が露出させているｎ型及びｐ型電極パッド２１、２３の一部を露出させることができる。すなわち、ｎ型及びｐ型電極パッド２１、２３上に形成された２つの第１ビアホール４０にそれぞれ連結されるように、２つの第２ビアホール６０を形成できる。そして、それぞれの第２ビアホール６０は、ｎ型及びｐ型電極パッド２１、２３の一部をそれぞれ露出させることができる。ここで、第２ビアホール６０は、レーザードリリング、ドライエッチング、ウェットエッチングなどの工程を通じて形成できる。
【００５１】
ｎ型及びｐ型電極７１、７３は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０に伝導性材料を満たして形成でき、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０が露出させているｎ型及びｐ型電極パッド２１、２３の上面一部と連結されうる。すなわち、ｎ型及びｐ型電極７１、７３は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０を通じてｎ型及びｐ型電極パッド２１、２３とそれぞれ電気的に連結されうる。
【００５２】
本実施形態による発光素子パッケージ１４０は、パッケージ基板５０が伝導性ウェーハで形成された場合、パッケージ基板５０とｎ型及びｐ型電極７１、７３とを電気的に絶縁させるために絶縁層８０をさらに含むことができる。絶縁層８０は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０の内壁とパッケージ基板５０上にと形成でき、ｎ型及びｐ型電極７１、７３は、絶縁層８０上に形成されてパッケージ基板５０から絶縁されうる。また、絶縁層８０は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０が露出させているｎ型及びｐ型電極パッド２１、２３の一部上では除去できる。すなわち、絶縁層８０はｎ型及びｐ型電極パッド２１、２３の上面一部には形成されず、ｎ型及びｐ型電極７１、７３がｎ型及びｐ型電極パッド２１、２３とそれぞれ連結されるように形成する。
【００５３】
図６は、本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージ１５０の概略的な断面図である。図６には、図１ないし図４に図示されたウェーハレベル発光素子パッケージ１００、１１０、１２０、１３０の発光構造物１０、１５が例示的に図示されている。
【００５４】
図６を参照すれば、本実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージ１５０は、発光構造物、発光構造物から光が出射する面と対向する一面に設けられたｎ型及びｐ型電極パッド２７、２９、ｎ型及びｐ型電極パッド２７、２９と発光構造物とを覆うように一面上に設けられたポリマー層３０、ポリマー層３０上に設けられたパッケージ基板５０、ｎ型及びｐ型電極パッド２７、２９とそれぞれ連結されたｎ型及びｐ型電極７１、７３を備えることができる。
【００５５】
図６には、本実施形態による発光素子パッケージ１５０に備えられた発光構造物が例示的に図示されている。発光構造物は、ｎ型半導体層１、ｎ型半導体層１上に設けられた活性層３、活性層３上に設けられたｐ型半導体層５を含むことができる。
【００５６】
ｎ型半導体層１は、ｐ型半導体層５、活性層３及びｎ型半導体層１の一部までに形成された少なくとも一つのビアホールに満たされた第１導電体７を通じてｎ型電極パッド２７に連結されうる。そして、ｐ型半導体層５は、その下部に設けられた第２導電体９を通じてｐ型電極パッド２９に連結されうる。ここで、第２導電体９は、第１導電体７と離隔する一つの層として設けられて、活性層３から放出された光を反射させることができる。
【００５７】
第１絶縁層６１は、ビアホールの内面とｐ型半導体層５上の一領域とに形成でき、第１導電体７と第２導電体９とを絶縁させることができる。そして、第２絶縁層１７は、第１及び第２導電体７、９上の一領域と第１絶縁層６１の一領域との上に設けられうる。ただし、第２絶縁層１７は、第１及び第２導電体７、９の上面一部をそれぞれ露出させることができる。
【００５８】
ｎ型電極パッド２７は、第２絶縁層１７上に設けられ、第１導電体７と対応する領域上に設けられうる。すなわち、ｎ型電極パッド２７は、露出された第１導電体７の上面一部と連結されうる。そして、ｐ型電極パッド２９は第２絶縁層１７上に設けられ、第２導電体９と対応する領域上に設けられうる。すなわち、ｐ型電極パッド２９は、露出された第２導電体９の上面一部と連結されうる。
【００５９】
ポリマー層３０は、第２絶縁層１７の一部と、ｎ型及びｐ型電極パッド２７、２９上とに設けられ、ｎ型及びｐ型電極パッド２７、２９に対応する領域に形成された複数の第１ビアホール４０を含むことができる。そして、パッケージ基板５０はポリマー層３０上に設けられ、第１ビアホール４０に対応する領域に形成された第２ビアホール６０を含むことができる。また、ｎ型及びｐ型電極パッド２７、２９は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０に形成されたｎ型及びｐ型電極７１、７３にそれぞれ連結されうる。一方、パッケージ基板５０として伝導性ウェーハが使われる場合、パッケージ基板５０とｎ型及びｐ型電極７１、７３とを電気的に絶縁させるべく、絶縁層８０をさらに含むことができる。絶縁層８０は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０の内壁とパッケージ基板５０上とに形成できる。ただし、絶縁層８０は、ｎ型及びｐ型電極パッド２７、２９の上面一部には形成されず、ｎ型及びｐ型電極７１、７３がｎ型及びｐ型電極パッド２１、２３とそれぞれ連結されるように形成する。一方、図１ないし図４に図示されたウェーハレベル発光素子パッケージ１００、１１０、１２０、１３０の発光構造物１０、１５は、図６に図示された発光構造物を含むことができ、ウェーハレベル発光素子パッケージ１００、１１０、１２０、１３０は、図６の第１及び第２絶縁層６１、１７、第１及び第２導電体７、９などをさらに含むことができる。
【００６０】
次いで、本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法について詳細に説明する。図７Ａないし図７Ｋは、本発明の一実施形態によるウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法を概略的に図示する。図７Ａを参照すれば、基板２５上に発光構造物１０を形成できる。すなわち、基板２５上に一般的な発光素子（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）の製造工程によって発光構造物を形成できる。基板２５としては、サファイア基板、炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板、シリコン基板、窒化ガリウム（ＧａＮ）基板などが使われうる。図面に図示されていないが、発光構造物は複数の化合物半導体層が積層された構造であり、基板２５上に複数の化合物半導体層を積層して形成できる。発光構造物１０は、例えば、サファイア基板２５上に、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮなどのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を積層して形成できる。ここで、基板２５はウェーハ形態であり、発光構造物１０は、複数の発光構造物１０を備えることができる。すなわち、発光構造物１０は、図７Ｈに示したように、ウェーハ形態のパッケージ基板５１上に設けられた、分離される前の複数の発光構造物１０を備えることができる。
【００６１】
基板２５上に発光構造物１０を形成した後、ウェーハレベルのパッケージング工程を行える。発光構造物１０上には複数の電極パッド２０を形成できる。電極パッド２０は、発光構造物１０から光が出射する面と反対側面に形成できる。一方、複数の電極パッド２０は、例えば、ｎ型電極パッドとｐ型電極パッドとをそれぞれ備えることができる。
【００６２】
次いで、発光構造物１０上にポリマー層３０を形成できる。図７Ｂを参照すれば、電極パッド２０が形成された発光構造物１０上にポリマー層３０を形成して、発光構造物１０及び電極パッド２０を覆うことができる。ポリマー層３０は、発光構造物１０とパッケージ基板５０（図７Ｄ）とをポリマーボンディング法によってボンディングするために形成する層である。そして、ポリマー層３０は、非伝導性ポリマー材料で形成でき、この場合、パッケージ基板ウェーハとして、伝導性及び非伝導性ウェーハをいずれも使用できる。
【００６３】
図７Ｃを参照すれば、ポリマー層３０に複数の第１ビアホール４０を形成する。第１ビアホール４０は、電極パッド２０の一領域上に形成でき、電極パッド２０の一部を露出させるように形成できる。ポリマー層３０を感光性ポリマー材料で形成する場合、感光工程を通じて第１ビアホール４０を簡単に形成できる。また、ポリマー層３０を感光性ポリマー材料で形成する場合、以後にエッチング工程などにより発生するアンダーカットなどの問題を回避できる。
【００６４】
そして、図７Ｄを参照すれば、第１ビアホール４０が形成されたポリマー層３０上に、パッケージ基板５０をボンディングする。ここで、パッケージ基板５０は、図７Ｈに示したように、ウェーハ形態のパッケージ基板５１を備えることができる。発光構造物１０及びパッケージ基板５０に熱と圧力を加えて、ポリマー層３０が溶融されつつ発光構造物１０とパッケージ基板５０とがボンディングされる。パッケージ基板５０は、ポリマー層３０を非伝導性ポリマー材料で形成する場合、ウェーハの伝導性及び非伝導性に拘らずに多様なウェーハを使用して形成できる。そして、ポリマー材料で発光構造物１０及びパッケージ基板５０がボンディングされて、発光構造物１０とパッケージ基板５０との熱膨張係数の差による応力が緩和されうる。
【００６５】
次いで、図７Ｅを参照すれば、パッケージ基板５０に複数の第２ビアホール６０を形成できる。第２ビアホール６０は、第１ビアホール４０に対応する領域に形成できるが、すなわち、第１ビアホール４０と連結されるように形成できる。第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０が連結されれば、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０は一体になって一つのビアホールのように見える。また、第２ビアホール６０は、第１ビアホール４０が露出させている電極パッド２０の一部を露出させるように形成できる。ここで、第２ビアホール６０は、レーザードリリング、ドライエッチング、ウェットエッチングなどの工程を通じてパッケージ基板５０に形成できる。
【００６６】
このような工程により、感光性のポリマー層３０を用いて、ポリマー層３０に容易に第１ビアホール４０を形成することができる。そして、第２ビアホール６０を、第１ビアホール４０に連結することで、一体のビアホールを形成することができる。なお、ポリマー層３０が感光性材料でなく、第１ビアホール４０をレーザ加工等で形成する場合、第２ビアホール６０を形成した後に、第１ビアホール４０を形成してもよい。この場合、第２ビアホール６０の底面に、第１ビアホール４０を形成する。
【００６７】
また、成長基板２５において、発光構造物、ポリマー層３０およびパッケージ基板５０で覆われない表面に、位置決め用の構造が形成されてよい。例えば位置決め用の構造は、ダミーパッド、成長基板２５の端部の切り欠き等であってよい。また、成長基板２５の外形は、パッケージ基板５０より大きくてよい。この場合、成長基板２５の外周部に、位置決め用の構造が形成される。
【００６８】
また、同一の成長基板２５に複数の発光構造物を形成する場合、一つの第２ビアホール６０を形成して、第２ビアホール６０の底面に露出する第１ビアホール４０の開口の位置を測定してよい。そして、当該測定結果に基づいて、他の第２ビアホール６０を形成する位置を調整してよい。それぞれの第１ビアホール４０の相対位置は既知であるので、一つの第１ビアホール４０の開口位置に基づいて、他の第１ビアホール４０の位置を推定することができる。
【００６９】
また、ポリマー層３０には、複数の第１ビアホール４０との相対位置が既知の、第１ダミーホールが形成されてよい。第２ビアホール６０を形成する前に、第１ダミーホールに対応する第２ダミーホールを形成して、第１ダミーホールの位置を測定してよい。そして、当該測定結果に基づいて、第２ビアホール６０を形成する位置を調整してよい。
【００７０】
第１ビアホール４０および第２ビアホール６０は、同一の開口形状を有してよい。また他の例では、第２ビアホール６０の下端部の開口面積は、第１ビアホール４０の上端部の開口面積より大きくてよい。つまり、第１ビアホール４０および第２ビアホール６０の連結部分において、第２ビアホール６０の開口面積が、第１ビアホール４０の開口面積より大きくてよい。
【００７１】
また、第２ビアホール６０の下端部の開口は、第１ビアホール４０の上端部の開口を包含する大きさを有してよい。つまり、第２ビアホール６０の下端部の開口に、第１ビアホール４０の上端部の開口のエッジ部分の全体が露出してよい。このような構成により、第２ビアホール６０の形成位置に誤差が生じ、第１ビアホール４０および第２ビアホール６０の中心軸がずれてしまった場合でも、第２ビアホール６０の内部に、第１ビアホール４０の開口全体を露出させることができる。このため、ビアホールの内壁に形成するビア配線が、ビアホールの連結部分で途切れてしまう可能性を低減できる。
【００７２】
図７Ｆを参照すれば、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０の内壁に電極７０を形成できる。電極７０は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０が露出させている電極パッド２０の一部と連結されるように形成できる。すなわち、電極７０は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０を通じて電極パッド２０と電気的に連結されるように形成できる。また、電極７０は、図７Ｆに示したように、パッケージ基板５０上の一領域まで延びるように形成できる。電極７０は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０の内壁に形成でき、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０の内部７５はポリマー材料などで満たす。一方、電極７０は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０の内部７５を伝導性材料で満たして形成できる。
【００７３】
パッケージ基板５０として伝導性ウェーハを使用する場合、パッケージ基板５０と電極７０とを絶縁させるために電極７０を形成する前に、絶縁層８０をさらに形成できる。絶縁層８０は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０とパッケージ基板５０上に形成できる。ただし、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０が露出させている電極パッド２０の一部上に形成された絶縁層８０は除去して、電極７０が電極パッド２０と連結されるように形成する。この場合、電極７０は、第１ビアホール４０及び第２ビアホール６０内壁の絶縁層８０上に形成でき、パッケージ基板５０上の絶縁層８０の一領域まで延長して形成できる。絶縁層８０は、酸化膜または窒化膜などの無機材料で形成できる。また、絶縁層８０は、感光性有機材料で形成できるが、例えば、ポリイミドなどで形成できる。本実施形態のように、有機材料を使用して絶縁層８０を形成する場合、ポリマー層３０の第１ビアホール４０の内壁にも絶縁層８０を容易に形成できる。
【００７４】
図７Ｇを参照すれば、基板２５を除去する。基板２５は、レーザーリフトオフ方法、研削（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）、研磨（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）、ラッピング（ｌａｐｐｉｎｇ）またはエッチング方法などを使用して除去できる。基板２５として、例えば、サファイア基板を使用する場合、レーザーリフトオフ方法を使用して発光素子パッケージからサファイア基板を除去できる。なお、基板除去は、パッケージ基板５０を接着した後であれば、他のタイミングでおこなってよい。
【００７５】
図７Ａないし図７Ｇは、説明の便宜のために一つの発光素子パッケージ単位で、ウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法を説明したが、工程はいずれもウェーハレベルで行われうる。すなわち、図７Ｈを参照すれば、大面積のウェーハ形態のパッケージ基板５１上に設けられた複数の発光構造物１０を分離して、複数のウェーハレベル発光素子パッケージ１００を形成できる。したがって、図１ないし図６に図示されたウェーハレベル発光素子パッケージ１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０は、このようにウェーハレベルの工程を通じて製造できる。すなわち、パッケージ基板５０はウェーハ形態のパッケージ基板５１を含み、発光構造物１０は分離される前の複数の発光構造物１０を含むことができる。
【００７６】
工程を行った後、複数の発光構造物１０をそれぞれの発光素子パッケージ１００に分離できる。したがって、工程によって、複数の発光素子パッケージ１００を完成でき、発光素子パッケージの組み立て工程が省略できる。また、発光素子チップのサイズと同じサイズの発光素子パッケージ１００を製造できて、これを採用した電子製品の小型化を具現して製品設計の自由度を高めることができる。ＣＯＢ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ）形態の発光素子パッケージの場合、発光素子チップをボードにボンディングして電気的な連結をした後、蛍光体を塗布する。したがって、パッケージレベルでは、発光素子パッケージから出射される光の特性を測定し難くて再工程（ｒｅｗｏｒｋ）が追加されるなど問題点が多い。しかし、ウェーハレベルで発光素子パッケージ１００を製造する場合、各発光素子パッケージの光特性評価後にビニング（ｂｉｎｎｉｎｇ）別に実装して使用できる。
【００７７】
複数の発光構造物１０を複数の発光素子パッケージ１００に分離する前に、図２ないし図４に図示された構成要素を形成するための追加的な工程をさらに行える。すなわち、ウェーハレベルで、図２に示したように、発光構造物１５に凹凸構造をさらに形成できる。凹凸構造は発光構造物１５の化合物半導体に形成でき、発光構造物１５の光抽出効率を高めることができる。図２には、凹凸構造の形態が鋸の歯状に図示されているが、これに限定されるものではない。凹凸構造は、例えば、矩形波形態など多様な形態に形成できる。ここで、凹凸構造は、ＫＯＨなどを使用するエッチング工程またはフォトリソグラフィ工程などで形成できる。
【００７８】
そして、図３に示したように、ウェーハレベルで発光構造物１０上に蛍光体層９０をさらに形成できる。蛍光体層９０は、発光構造物１０上の光が出射する面に蛍光体を塗布して形成できる。蛍光体層９０は紫外線領域の光を吸収して、可視光線領域の光を出射できる。また、蛍光体層９０は、発光構造物１０から出射する光の輝度、均一性などの特性を制御して、発光素子パッケージ１２０の効率、寿命、演色性、色再現性などの特性を決定できる。ここで、蛍光体層９０は、赤色蛍光体、青色蛍光体及び緑色蛍光体から少なくとも一つの蛍光体を含むことができる。
【００７９】
一方、蛍光体層９１は、図７Ｉ及び図７Ｊに示したように、テープ拡張方法を通じて形成できる。図７Ｉを参照すれば、図７Ｈに図示された、分離される前の複数の発光素子パッケージ１００を拡張テープ２００上に配置させた後、ダイシング（ｄｉｃｉｎｇ）または切断（ｂｒｅａｋｉｎｇ）などの方法で複数の発光素子パッケージ１００に分離させる。ここで、拡張テープ２００は非耐熱性でありうる。そして、拡張テープ２００を拡張させれば、複数の発光素子パッケージ１００は互いに所定間隔ほど離隔して配置されうる。
【００８０】
次いで、図７Ｊを参照すれば、互いに離隔して配置された複数の発光素子パッケージ１００を耐熱性のキャリアテープ３００に移送する。そして、移送された複数の発光素子パッケージ１００上に蛍光体を塗布して硬化させて、蛍光体層９１を形成できる。この場合、蛍光体層９１は、発光素子パッケージ１００から光が出射される上面だけでなく、その側面にも形成できる。蛍光体層９１を形成した後、複数の発光素子パッケージ１００を蛍光体層９１と共に分離（ｄｉｃｉｎｇ）できる。一方、拡張テープ２００が耐熱性を持つ場合、図７Ｉ及び図７Ｊに図示された工程は一回に行われうる。すなわち、複数の発光素子パッケージ１００をキャリアテープ３００に移送する必要なく、耐熱性の拡張テープ２００を拡張させて、その上に設けられた複数の発光素子パッケージ１００を互いに所定間隔ほど離隔させる。そして、互いに離隔する複数の発光素子パッケージ１００上に蛍光体を塗布して硬化させて、蛍光体層９１を形成してもよい。
【００８１】
また、図７Ｋを参照すれば、複数の発光素子パッケージ１００を分離する前に、蛍光体層９１上に光学レンズ９７をさらに形成できる。この場合、光学レンズ９７は発光構造物１０より大きく形成でき、発光構造物１０の側面方向に出射された光を制御できる。
【００８２】
また、図４に示したように、ウェーハレベルで発光構造物１０上に光学レンズ９５をさらに形成できる。一方、光学レンズ９５を形成する前に蛍光体層９０を発光構造物１０上にまず形成できる。光学レンズ９５は、発光構造物１０から出射される光を集束または拡散させることができる。光学レンズ９５のサイズは、図４に示したように、発光構造物１０のサイズに対応して形成でき、図面には図示されていないが、発光素子よりさらに大きく形成して発光素子パッケージを取り囲む形態に形成してもよい。また、光学レンズのモールディング金型の設計を変更して、図４に示したような半球形のレンズではない多様な形態のレンズを形成できる。本実施形態によれば、のような追加工程をウェーハレベルで行えるので、従来の発光素子パッケージの組み立て工程を省略でき、発光素子パッケージの光特性評価後にビニング別に実装して使用できる。
【００８３】
図８は、他の実施形態に係る発光素子パッケージ１００の断面の一例を示す。発光素子パッケージ１００は、発光構造物１０、ポリマー層３０、第１のビア配線３２−１、第２のビア配線３２−２、パッケージ基板５０、第１の電極７０−１、第２の電極７０−２および絶縁層８０を備える。
【００８４】
発光構造物１０は、順に積層された第１の伝導型（例えばｎ型）の半導体層、発光層および第２の伝導型（例えばｐ型）の半導体層を有する、垂直型の発光素子である。発光構造物の各層は、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体で形成された窒化物半導体ダイオードを含んでよい。また、発光構造物は、第１の伝導型の半導体層に接続される第１の電極パッド２０−１、および、第２の半導体層に接続される第２の電極パッド２０−２を有する。
【００８５】
第１の電極パッド２０−１および第２の電極パッド２０−２（電極パッド２０と総称する）の双方は、発光構造物の、同一の面に露出するように形成される。例えば２つの電極パッド２０は、発光構造物の、第１の伝導型の半導体層側の面に設けられる。２つの電極パッド２０は、発光構造物の光射出面とは逆側の面に設けられる。また、第１の電極パッド２０−１および第２の電極パッド２０−２は、当該面において離間して設けられてよい。
【００８６】
パッケージ基板５０には、発光構造物１０が固定される。パッケージ基板５０には、第１の電極パッド２０−１に対応する第１の電極７０−１、および、第２の電極パッド２０−２に対応する第２の電極７０−２が形成される。第１の電極７０−１および第２の電極７０−２（電極７０と総称する）は、２つの電極パッド２０と対向する位置に設けられる。
【００８７】
ポリマー層３０は、第１の電極パッド２０−１および第２の電極パッド２０−２が形成された発光構造物の面と、パッケージ基板５０とを接着する。ポリマー層３０は、発光構造物の当該面の全面を覆って形成されてよい。ただし、ポリマー層３０は、２つの電極パッド２０のそれぞれについて、表面の少なくとも一部を露出させる。発光構造物は、加熱されたポリマー層３０を介してパッケージ基板５０に加圧されることで、パッケージ基板５０にボンディングされる。
【００８８】
なお、パッケージ基板５０は、シリコン等の半導体基板であってよく、また、樹脂基板であってもよい。ポリマー層３０は、非導電性ポリマー材料等の絶縁材料で形成されてよい。この場合、パッケージ基板５０は、半導体基板等の導電性基板、または、樹脂基板等の非導電性基板のいずれであってもよい。
【００８９】
第１のビア配線３２−１および第２のビア配線３２−２（ビア配線３２と総称する）は、ポリマー層３０を貫通して形成される。それぞれのビア配線３２は、対応する電極パッド２０と、対応する電極７０とを電気的に接続する。
【００９０】
それぞれの電極７０は、パッケージ基板５０を貫通して形成される。それぞれの電極７０は、一端が対応するビア配線３２に接続され、他端がパッケージ基板５０の表面に露出する。ここで、パッケージ基板５０の表面は、ポリマー層３０と接触する面とは逆側の面を指す。対応するビア配線３２および電極７０は、一体に形成されてよい。つまり、対応するビア配線３２および電極７０は、同一の材料で形成されてよい。
【００９１】
また、それぞれの電極７０は、パッケージ基板５０の表面において、当該表面に沿って更に延伸して設けられてよい。電極７０の端部は、パッケージ基板５０の表面において、円状、矩形状等の電極を形成してよい。当該面における電極７０は、発光素子パッケージ１００を実装基板に実装する場合に、実装基板上の電極と接続される。
【００９２】
ビア配線３２および電極７０は、パッケージ基板５０およびポリマー層３０を貫通して、電極パッド２０の表面を露出させるビアホールの側壁および底面にめっき等で形成されてよい。当該ビアホールは、レーザ加工、ドライエッチング、または、ウェットエッチング等で形成できる。当該ビアホールの内部において、ビア配線３２および電極７０で囲まれる領域は充填材料で充填される。充填材料は、導電材料であってよく、ポリマー等であってもよい。充填材料は、ビア配線３２および電極７０の材料よりも弾性の大きい材料であってよい。なお、図８においては、一方のビアホールに充填材料が充填されているが、両方のビアホールに充填材料が充填されてよい。
【００９３】
絶縁層８０は、ビア配線３２と、ポリマー層３０とを絶縁する。また、絶縁層８０は、電極７０と、パッケージ基板５０とを絶縁する。絶縁層８０は、パッケージ基板５０の表面と、ビアホールの側壁とを覆って形成されてよい。これにより、パッケージ基板５０として、半導体基板等の導電性基板を用いることができる。なお、絶縁層８０は、電極パッド２０とビア配線３２とを接続させるべく、ビアホールの底面の少なくとも一部には形成されない。つまり、絶縁層８０は、それぞれの電極パッド２０について、少なくとも一部をビアホールの底面に露出させる。
【００９４】
絶縁層８０は、酸化膜および窒化膜等の無機材料で形成されてよい。また、絶縁層８０は、ポリイミド等の感光性材料で形成されてよい。これにより、電極パッド２０の表面の少なくとも一部において絶縁層８０を容易に除去できる。
【００９５】
絶縁層８０は、露光によるパターン形成後においても、熱圧着による接着力を保持する感光性ポリマー材料等で形成される。これにより、ビア配線３２が形成されるビアホールのパターンを露光することで、ビア配線３２を容易に形成できる。また、ポリマー層は、パッケージ基板５０よりも弾性が大きいことが好ましい。これにより、発光構造物およびパッケージ基板５０の間の熱膨張係数の差等によって生じる応力を緩和することができる。
【００９６】
図９は、発光素子パッケージ１００の構造例を示す。本例の発光素子パッケージ１００は、絶縁層１６、積層部（１１−１３）、第１の電極パッド２０−１および第２の電極パッド２０−２を有する。積層部は、第１の伝導型の半導体層１３、発光層１２および第２の伝導型の半導体層１１が積層される。本例において第１の伝導型はｐ型であり、第２の伝導型はｎ型である。
【００９７】
第１の電極パッド２０−１および第２の電極パッド２０−２は、半導体層１３およびポリマー層３０との間の領域に形成される。第１の電極パッド２０−１は、半導体層１３の、発光層１２とは逆側の面に形成される。第１の電極パッド２０−１は、半導体層１３の当該面の全部を覆うように形成されてよい。
【００９８】
絶縁層１６は、第１の電極パッド２０−１の、半導体層１３とは逆側の面に形成される。絶縁層１６は、第１の電極パッド２０−１の当該面の全体を覆うように形成されてよい。
【００９９】
第２の電極パッド２０−２は、絶縁層１６の、第１の電極パッド２０−１とは逆側の面に形成される。第２の電極パッド２０−２は、絶縁層１６の当該面の全体を覆うように形成されてよい。第２の電極パッド２０−２には、第１貫通部２４が形成される。
【０１００】
第１貫通部２４は、絶縁層１６に積層された第２の電極パッド２０−２から、半導体層１１まで、絶縁層１６、第１の電極パッド２０−１、半導体層１３および発光層１２を貫通して形成される。第１貫通部２４の周囲には、第１貫通部２４と、第１の電極パッド２０−１、半導体層１３および発光層１２とを絶縁する絶縁層１６が形成されてよい。
【０１０１】
また、半導体層１１の内部に延伸する第１貫通部２４の側面にも、絶縁層１６が形成されてよい。つまり、第１貫通部２４は、所定の深さまで、半導体層１１と絶縁されてよい。また、第１貫通部２４は、複数形成されてよい。それぞれの第１貫通部２４は、等間隔に形成されてよい。第１貫通部２４は、半導体層１１の厚みの半分より浅く、半導体層１１の内部に延伸してよく、半導体層１１の厚みの半分より深く、半導体層１１の内部に延伸してもよい。
【０１０２】
また、第１貫通部２４は、テーパー形状を有してよい。つまり、第１貫通部２４の、第２の電極パッド２０−２の近傍における直径は、半導体層１１の近傍における直径よりも大きくてよい。また、発光構造物の断面が矩形の場合、第１貫通部２４は、発光構造物の四隅の近傍に形成されてよい。それぞれの第１貫通部２４は、発光構造物の中央と、対応する頂点との間に設けられ、且つ、発光構造物の中央からの距離よりも、対応する頂点からの距離が小さくなるように、配置されてよい。また、発光構造物の中央にも、更に第１貫通部２４が形成されてよい。
【０１０３】
また、第１の電極パッド２０−１は、第２の電極パッド２０−２を貫通して、第２の電極パッド２０−２と同一面に露出する第２貫通部を有する。第２貫通部は、対応するビア配線３２と電気的に接続される。当該突起部と、第２の電極パッド２０−２とは、絶縁層１６により絶縁される。
【０１０４】
ポリマー層３０は、それぞれの電極パッド２０と、パッケージ基板５０とを接着させる。また、ビア配線３２は、対応する電極パッド２０および電極７０を電気的に接続する。このような構造により、２つの電極パッド２０を、発光構造物の同一面に露出させることができる。このため、発光構造物を、ポリマー層３０を介して、パッケージ基板５０に容易に固定することができる。また、半導体層１１の、光射出面には、凹凸パターンが形成されてよい。これにより、光抽出効率を上げることができる。凹凸パターンは、ＫＯＨ等を用いた異方性エッチング、または、フォトリソグラフィー工程等で形成できる。
【０１０５】
図１０は、発光素子パッケージ１００の他の構造例を示す。本例の発光素子パッケージ１００は、半導体層１３、発光層１２、半導体層１１、絶縁部６７、第１貫通部２４、第２の電極パッド２０−２および第１の電極パッド２０−１を有する。
【０１０６】
半導体層１３、発光層１２、半導体層１１および第１貫通部２４は、図３において説明した半導体層１３、発光層１２、半導体層１１および第１貫通部２４と同一である。第１の電極パッド２０−１および第２の電極パッド２０−２は、半導体層１３およびポリマー層３０との間の領域に形成される。
【０１０７】
つまり、第２の電極パッド２０−２および第１の電極パッド２０−１は、半導体層１３の、発光層１２とは逆側の同一面に形成される。第２の電極パッド２０−２は、半導体層１３および発光層１２を貫通する第１貫通部２４を介して、半導体層１１に接続される。絶縁部６７は、第１の電極パッド２０−１および第２の電極パッド２０−２の間を絶縁する。
【０１０８】
第１の電極パッド２０−１の面積は、第２の電極パッド２０−２の面積より大きくてよい。第１の電極パッド２０−１は、半導体層１３の面のうち、第２の電極パッド２０−２および絶縁部６７が設けられる領域以外の全領域を覆ってよい。また、第１の電極パッド２０−１および第２の電極パッド２０−２の、垂直方向における高さは同一であってよい。
【０１０９】
ポリマー層３０は、それぞれの電極パッド２０と、パッケージ基板５０とを接着させる。また、ビア配線３２は、対応する電極パッド２０および電極７０を電気的に接続する。このような構造により、２つの電極パッド２０を、発光構造物の同一面に露出させることができる。
【０１１０】
図１１Ａは、パッケージ基板５０に複数の発光素子パッケージ１００が固定された例を示す。本例ではパッケージ基板５０等の断面を示すが、発光素子パッケージ１００は、パッケージ基板５０の表面にマトリクス状に形成されてよい。それぞれの発光素子パッケージ１００は、図７Ａから図７Ｆに関連して説明した複数の段階を、それぞれの発光素子パッケージ１００について並行して行うことで形成できる。この場合、各発光素子パッケージ１００の発光構造物は、共通の成長基板２５に形成される。また、各発光素子パッケージ１００の半導体層は、他の発光素子パッケージ１００の半導体層と連結されていてよい。
【０１１１】
また、複数の発光構造物は、共通のポリマー層３０を介して、パッケージ基板５０に固定される。それぞれの発光構造物の電極パッド２０が略同一の高さに形成されるので、複数の発光構造物を、共通のポリマー層３０を用いて、パッケージ基板５０に容易に固定することができる。
【０１１２】
パッケージ基板５０および複数の発光素子パッケージ１００は、成長基板２５が除去された後に、発光素子パッケージ１００毎に分離される。また、パッケージ基板５０および複数の発光素子パッケージ１００は、複数の発光素子パッケージ１００毎に分離されてもよい。また、発光素子パッケージ１００の分離前において、それぞれの発光素子パッケージ１００の電極パッド２０は、隣接する発光素子パッケージ１００の電極パッド２０と一体に形成されていてよい。この場合、電極パッド２０を分割するようにパッケージ基板５０、ポリマー層３０および電極パッド２０等を切断して、それぞれの発光素子パッケージ１００を分離してよい。
【０１１３】
以上のような工程により、発光素子パッケージ１００のパッケージ工程を簡素化することができる。また、それぞれの発光素子パッケージ１００の半導体層１１、発光層１２および半導体層１３の外形は、パッケージ基板５０の外形と略同一となる。このため、発光構造物と同程度の大きさの発光素子パッケージ１００を製造でき、デバイスを小型化できる。
【０１１４】
図１１Ｂは、図１１Ａに示した例に、蛍光体層９０およびレンズアレイ９６を更に形成した例を示す。蛍光体層９０およびレンズアレイ９６は、発光素子パッケージ１００を分離する前に形成される。蛍光体層９０は、複数の発光素子パッケージ１００に対して共通の層で形成される。蛍光体層９０は、複数の発光素子パッケージ１００の光射出面を覆うように形成される。
【０１１５】
レンズアレイ９６は、発光素子パッケージ１００毎に光学レンズ９５を有する。レンズアレイ９６は、蛍光体層９０上に形成される。また、蛍光体層９０が形成されない場合、レンズアレイ９６は、発光素子パッケージ１００の光射出面に形成されてよい。レンズアレイ９６は、成長基板２５を除去した領域に形成される。なお、それぞれの光学レンズ９５の境界が、発光素子パッケージ１００の境界上に位置するようにレンズアレイ９６が形成される。
【０１１６】
レンズアレイ９６を形成した後、それぞれの発光素子パッケージ１００を分離する。このとき、光学レンズ９５の境界に沿ってパッケージ基板５０等を切断することで、それぞれの発光素子パッケージ１００を分離してよい。なお、レンズアレイ９６に代えて、図２に示すような凹凸パターンを、複数の発光素子パッケージ１００の光射出面に形成してもよい。
【０１１７】
また、複数の発光素子パッケージ１００に光学レンズ９５、蛍光体層９０等を形成した後で、且つ、個別の発光素子パッケージ１００に分離する前に、電極７０に電力を印加して、各発光素子パッケージ１００の光学特性を測定してもよい。各発光素子パッケージ１００は、光学特性を測定した後に、個別の発光素子パッケージ１００に分離される。
【０１１８】
光学特性を測定した結果を用いて、特性の差が予め定められた範囲内の複数の発光素子パッケージ１００を選択して、実装基板に実装してよい。これにより、特性の均一な発光素子パッケージ１００を用いて、照明装置等の製品を製造することができる。
【０１１９】
図１２は、発光素子パッケージ１００の他の例の断面図を示す。本例の発光素子パッケージ１００は、半導体層１１、発光層１２、半導体層１３、保護層６６、絶縁層１８、導電体１９、第１の電極パッド２０−１および第２の電極パッド２０−２を有する。
【０１２０】
保護層６６は、半導体層１３および発光層１２を貫通するビアホールの側面に形成される。当該ビアホールは、半導体層１１の内部まで延伸して形成されてよい。保護層６６は、半導体層１３の表面に沿って更に延伸して形成されてよい。
【０１２１】
第１の電極パッド２０−１は、保護層６６が形成されたビアホールの内部に形成される。つまり、第１の電極パッド２０−１は、半導体層１３および発光層１２を貫通して形成される。第１の電極パッド２０−１は、半導体層１１の内部まで延伸して形成されてよい。第１の電極パッド２０−１の一端は、半導体層１１と電気的に接続される。第１の電極パッド２０−１の他端は、絶縁層１８の表面に露出する。
【０１２２】
保護層６６は、第１の電極パッド２０−１の側面と、半導体層１１、発光層１２および半導体層１３との間に、第１の電極パッド２０−１を囲むように形成される。保護層６６は、発光素子パッケージ１００の製造工程において、第１の電極パッド２０−１の金属原子が発光層１２及び半導体層１３に拡散することを防ぐ。保護層６６は、例えばＳｉＯ２である。
【０１２３】
導電体１９は、半導体層１３の表面に形成され、半導体層１３と電気的に接続される。導電体１９は、金属材料で形成されてよく、不純物がヘビードープされた半導体層で形成されてもよい。導電体１９は、半導体層１３の表面の大部分を覆うように形成される。導電体１９は、第１の電極パッド２０−１および保護層６６が形成される領域以外の半導体層１３の表面を覆ってよい。
【０１２４】
第２の電極パッド２０−２は、導電体１９の表面に形成される。第２の電極パッド２０−２の面積は、導電体１９の面積より小さくてよい。第２の電極パッド２０−２の面積は、第１の電極パッド２０−１の面積と同程度であってよい。
【０１２５】
絶縁層１８は、導電体１９の表面のうち、第２の電極パッド２０−２が形成されない領域を覆って形成される。また、絶縁層１８は、保護層６６の表面および第１の電極パッド２０−１の側面を更に覆うように形成されてよい。
【０１２６】
図１３は、発光素子パッケージ１００の他の例の断面を示す。本例の発光素子パッケージ１００において、第１の電極パッド２０−１は、半導体層１１の裏面に一端が接続される。また、第１の電極パッド２０−１は、発光構造物の側面に沿って、半導体層１３の表面まで延伸して形成される。第１の電極パッド２０−１は、半導体層１３の表面に沿って更に延伸して形成されてよい。なお、第１の電極パッド２０−１と、発光構造物の側面および半導体層１３の表面との間には、絶縁層５５が形成される。また、絶縁層５５は、透明樹脂等であってよい。
【０１２７】
第２の電極パッド２０−２は、半導体層１３の表面に形成される。第２の電極パッド２０−２は、半導体層１３の表面において、第１の電極パッド２０−１が覆う領域以外の領域を覆って形成されてよい。第１の電極パッド２０−１および第２の電極パッド２０−２の表面の高さは同一に形成されることが好ましい。
【０１２８】
図１４は、照明装置７００の構成例を示す。照明装置７００は、複数の発光素子パッケージ１００、樹脂カバー７１０、複数の制御部７２０、複数の電力伝送部７３０、支持部７４０、および、実装基板７５０を備える。複数の発光素子パッケージ１００は、実装基板７５０に実装される。また、実装基板７５０には、それぞれの発光素子パッケージ１００を制御する制御部７２０が固定されてよい。制御部７２０および発光素子パッケージ１００は、実装基板７５０を貫通するケーブル等の配線で接続されてよい。
【０１２９】
樹脂カバー７１０は、複数の発光素子パッケージ１００を覆うように設けられる。樹脂カバー７１０は、半球状を有してよい。樹脂カバー７１０は、中空形状であってよい。
【０１３０】
支持部７４０は、実装基板７５０を支持する。支持部７４０は、実装基板７５０の基板形状と略同一形状の開口を有してよい。実装基板７５０は、当該開口に固定される。電力伝送部７３０は、それぞれの発光構造物を駆動する電源電力を、それぞれの発光素子パッケージ１００に伝送する。また、支持部７４０は、商用電源等に接続され、商用電源と、電力伝送部７３０とを電気的に接続する。
【０１３１】
図１５は、バックライト８００の構成例を示す。バックライト８００は、複数の発光素子パッケージ１００が１次元または２次元に配列されたデバイスアレイ８２０と、導光板８１０とを備える。また、バックライト８００は、導光板８１０の光射出面に対向する位置に設けられた、拡散シートおよびレンズシート等の光学シートを更に備えてよい。
【０１３２】
デバイスアレイ８２０は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示したように、同一のパッケージ基板５０に形成された状態の複数の発光素子パッケージ１００を含んでよい。デバイスアレイ８２０は、導光板８１０の各長辺に対向して設けられてよい。それぞれの発光素子パッケージ１００は、導光板８１０の側面から、導光板８１０の内部に光を射出する。導光板８１０は、入射された光を、所定の光射出面から射出する。また、デバイスアレイ８２０は、導光板８１０の光射出面とは逆側の面に対向して設けられてよい。つまり、バックライト８００は、直下型であってもよい。当該バックライトは、テレビ等の液晶モニタ、携帯電話の液晶画面等に用いることができる。
【０１３３】
なお、図１から図１３に関連して説明した発光素子パッケージ１００は、更に多様な用途に用いることができる。例えば発光素子パッケージ１００は、自動二輪車、自動四輪車のヘッドライトの光源として使用することもできる。この場合、ヘッドライトは、１または複数の発光素子パッケージ１００と、発光素子パッケージ１００の射出光を車外に照射するレンズとを有する。
【０１３４】
また、発光素子パッケージ１００は、蛍光灯の光源として使用することもできる。この場合、蛍光灯は、一次元に配列された複数の発光素子パッケージ１００と、複数の発光素子パッケージ１００を格納し、発光素子パッケージ１００の射出光を外部に照射するチューブとを有する。
【０１３５】
また、発光素子パッケージ１００は、情報表示装置の画素として使用することもできる。この場合、情報表示装置は、二次元に配列された複数の発光素子パッケージ１００と、それぞれの発光素子パッケージ１００を駆動する駆動回路とを有する。複数の発光素子パッケージ１００には、緑色光、青色光または赤色光をそれぞれ射出する複数種類のデバイスが含まれてよい。また、図１１Ａおよび図１１Ｂに示したように、共通のパッケージ基板５０に形成された状態の複数の発光素子パッケージ１００を、情報表示装置の画素として使用してもよい。
【０１３６】
また、発光素子パッケージ１００は、信号機の光源として使用することもできる。信号機は、それぞれ異なる色を射出する少なくとも２種類の発光素子パッケージ１００と、それぞれの発光素子パッケージ１００を駆動する駆動回路とを有する。信号機は、色ごとに発光素子パッケージ１００を複数有してよい。
【０１３７】
また、発光素子パッケージ１００は、電気機器の動作状態を示す表示灯の光源として使用することもできる。表示灯は、例えばテレビまたはノートパソコンの電源の状態等を示す表示灯であって、発光素子パッケージ１００と、発光素子パッケージ１００を駆動する駆動回路とを有する。
【０１３８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１３９】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１４０】
１、５  半導体層
３  活性層
７、９  導電体
１０  発光構造物
１１、１３  半導体層
１２  発光層
１６、１７  絶縁層
１８  絶縁層
１９  導電体
２０、２１、２３、２７、２９  電極パッド
２４  第１貫通部
２５  基板
３０  ポリマー層
３２  ビア配線
４０  第１ビアホール
５０  パッケージ基板
６０  第２ビアホール
６１  絶縁層
６６  保護層
６７  絶縁部
７０  電極
７５  内部
８０  絶縁層
９０  蛍光体層
９５  光学レンズ
９６  レンズアレイ
１００、１１０、１２０、１５０  ウェーハレベル発光素子パッケージ
７００  照明装置
７１０  樹脂カバー
７２０  制御部
７３０  電力伝送部
７４０  支持部
７５０  実装基板
８００  バックライト
８１０  導光板
８２０デバイスアレイ
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
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【図７Ｉ】
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【図７Ｊ】
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【図７Ｋ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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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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