(57)【要約】【課題】素子分離を簡略化できる半導体発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】実施形態によれば、半導体発光装置の製造方法は、基板の表面を加工し前記基板の表面上に凸部を形成する工程と、前記凸部の上面をキャップ膜で覆った状態で前記基板における前記凸部に隣接する凹部に発光層を含む半導体層を形成する工程と、前記半導体層の表面側の一部の領域を選択的に除去し前記半導体層の表面側に前記発光層を含まない非発光領域を形成する工程と、前記半導体層における前記非発光領域の表面上にｎ側電極を形成する工程と、前記半導体層における前記発光層を含む発光領域の表面上にｐ側電極を形成する工程と、前記基板における少なくとも前記凸部を除去して前記半導体層を複数に分離する工程と、を有する。【選択図】図２
2013201193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板の表面を加工し、前記シリコン基板の表面上に凸部を形成する工程と、
前記凸部の上面をキャップ膜で覆った状態で、前記シリコン基板における前記凸部に隣接する凹部に、発光層を含む半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の表面側の一部の領域を選択的に除去し、前記半導体層の表面側に前記発光層を含まない非発光領域を形成する工程と、
前記半導体層における前記非発光領域の表面上に、ｎ側電極を形成する工程と、
前記半導体層における前記発光層を含む発光領域の表面上に、ｐ側電極を形成する工程と、
前記シリコン基板を前記凸部ごと除去して、前記半導体層を複数に分離する工程と、
を備えた半導体発光装置の製造方法。
【請求項２】
基板の表面を加工し、前記基板の表面上に凸部を形成する工程と、
前記凸部の上面をキャップ膜で覆った状態で、前記基板における前記凸部に隣接する凹部に、発光層を含む半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の表面側の一部の領域を選択的に除去し、前記半導体層の表面側に前記発光層を含まない非発光領域を形成する工程と、
前記半導体層における前記非発光領域の表面上に、ｎ側電極を形成する工程と、
前記半導体層における前記発光層を含む発光領域の表面上に、ｐ側電極を形成する工程と、
前記基板における少なくとも前記凸部を除去して、前記半導体層を複数に分離する工程と、
を備えた半導体発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記凸部を、前記凹部を連続して囲む平面パターンで形成する請求項１または２に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記半導体層は、前記凸部の高さ以下の膜厚で形成される請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記凸部を形成する前記基板の加工に使ったマスク層を前記凸部上にそのまま残して、前記半導体層を形成するときの前記キャップ膜として用いる請求項１〜４のいずれか１つに記載の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】
本発明の実施形態は、半導体発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に発光層を含む半導体層、電極などを形成した後、基板上で（ウェーハレベルで）半導体層を複数に分離する半導体発光装置の製造方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７１２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、素子分離を簡略化できる半導体発光装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、半導体発光装置の製造方法は、基板の表面を加工し、前記基板の表面上に凸部を形成する工程を有する。また、前記半導体発光装置の製造方法は、前記凸部の上面をキャップ膜で覆った状態で、前記基板における前記凸部に隣接する凹部に、発光層を含む半導体層を形成する工程を有する。また、前記半導体発光装置の製造方法は、前記半導体層の表面側の一部の領域を選択的に除去し、前記半導体層の表面側に前記発光層を含まない非発光領域を形成する工程を有する。また、前記半導体発光装置の製造方法は、前記半導体層における前記非発光領域の表面上に、ｎ側電極を形成する工程を有する。また、前記半導体発光装置の製造方法は、前記半導体層における前記発光層を含む発光領域の表面上に、ｐ側電極を形成する工程を有する。また、前記半導体発光装置の製造方法は、前記基板における少なくとも前記凸部を除去して、前記半導体層を複数に分離する工程を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】（ａ）は実施形態の半導体発光装置の模式断面図であり、（ｂ）は実施形態の半導体発光装置の模式上面図。
【図２】実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。
【図３】実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。
【図４】実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。
【図５】実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。
【図６】実施形態の半導体発光装置の製造方法を示す模式平面図。
【図７】他の実施形態の半導体発光装置の模式断面図。
【図８】さらに他の実施形態の半導体発光装置の模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ符号を付している。
【０００８】
図１（ａ）は、実施形態の半導体発光装置の模式断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す半導体発光装置の模式上面図である。
【０００９】
実施形態の半導体発光装置は、半導体層１５を含む。半導体層１５は、第１の面１５ａと、その反対側に形成された第２の面とを有する。半導体層１５の第１の面（図１（ａ）において上面）１５ａから主に光が外部に放出される。半導体層１５の第２の面に、ｐ側電極１３及びｎ側電極１４が設けられている。
【００１０】
半導体層１５は、第１の半導体層１１と第２の半導体層１２を有する。第１の半導体層１１及び第２の半導体層１２は、例えば窒化ガリウムを含む材料からなる。第１の半導体層１１は、例えば電流の横方向経路として機能するｎ型層などを含む。第２の半導体層１２は、ｐ型層と発光層（活性層）１２ａを含む。
【００１１】
半導体層１５の第２の面は凹凸形状に加工され、発光層１２ａの一部が除去されている。したがって、半導体層１５の第２の面は、発光層１２ａを含む（または発光層１２ａに対向する）発光領域３と、発光層１２ａを含まない（または発光層１２ａに対向しない）非発光領域４とを有する。
【００１２】
ｐ側電極１３は第２の面における発光領域３に設けられ、ｎ側電極１４は第２の面における非発光領域４に設けられている。第２の面において、発光領域３の面積は非発光領域４の面積よりも広い。ｐ側電極１３が第２の面（発光領域３）上に広がっている面積は、ｎ側電極１４が第２の面（非発光領域４）上に広がっている面積よりも広い。
【００１３】
第２の面におけるｐ側電極１３及びｎ側電極１４が設けられていない部分には、絶縁膜３１が設けられている。絶縁膜３１は、発光領域３と非発光領域４との間の段差部にも設けられている。絶縁膜３１は、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの無機絶縁膜である。
【００１４】
ｐ側電極１３はｐ側パッド１６で覆われ、ｎ側電極１４はｎ側パッド１７で覆われている。ｐ側パッド１６及びｎ側パッド１７は、金属材料からなり、電極の保護や、反射層としての機能を担う。
【００１５】
第２の面側には、さらに第１の絶縁層（以下、単に絶縁層という）３２が設けられている。絶縁層３２は、絶縁膜３１、ｐ側パッド１６の一部、およびｎ側パッド１７の一部を覆っている。絶縁膜３１及び絶縁層３２は、第１の面１５ａ上には設けられていない。
【００１６】
絶縁層３２は、例えば、微細開口のパターニング性に優れたポリイミド等の樹脂である。あるいは、絶縁層３２としてシリコン酸化物やシリコン窒化物等の無機物を用いることもできる。
【００１７】
絶縁層３２には、ｐ側パッド１６に達する複数の第１の開口３２ａと、ｎ側パッド１７に達する第２の開口３２ｂが形成されている。
【００１８】
絶縁層３２上には、ｐ側配線層１８とｎ側配線層１９とが互いに離間して設けられている。ｐ側配線層１８は、第１の開口３２ａ内にも設けられ、ｐ側パッド１６及びｐ側電極１３と電気的に接続されている。ｎ側配線層１９は、第２の開口３２ｂ内にも設けられ、ｎ側パッド１７及びｎ側電極１４と電気的に接続されている。
【００１９】
ｐ側配線層１８において半導体層１５に対する反対側の面上には、ｐ側金属ピラー２１が設けられている。ｐ側金属ピラー２１は、ｐ側配線層１８よりも厚い。ｐ側配線層１８およびｐ側金属ピラー２１は、実施形態におけるｐ側配線部を構成する。
【００２０】
ｎ側配線層１９において半導体層１５に対する反対側の面上には、ｎ側金属ピラー２２が設けられている。ｎ側金属ピラー２２は、ｎ側配線層１９よりも厚い。ｎ側配線層１９およびｎ側金属ピラー２２は、実施形態におけるｎ側配線部を構成する。
【００２１】
また、絶縁層３２上には、第２の絶縁層として樹脂層３３が設けられている。樹脂層３３は、ｐ側配線部の周囲およびｎ側配線部の周囲を覆っている。
【００２２】
ｐ側配線層１８におけるｐ側金属ピラー２１との接続面以外の面、およびｎ側配線層１９におけるｎ側金属ピラー２２との接続面以外の面は、樹脂層３３で覆われている。また、樹脂層３３は、ｐ側金属ピラー２１とｎ側金属ピラー２２との間に設けられ、ｐ側金属ピラー２１の側面及びｎ側金属ピラー２２の側面を覆っている。樹脂層３３は、ｐ側金属ピラー２１とｎ側金属ピラー２２との間に充填されている。
【００２３】
ｐ側金属ピラー２１におけるｐ側配線層１８に対する反対側の面は、樹脂層３３で覆われずに露出され、実装基板に接合されるｐ側外部端子２１ａとして機能する。ｎ側金属ピラー２２におけるｎ側配線層１９に対する反対側の面は、樹脂層３３で覆われずに露出され、実装基板に接合されるｎ側外部端子２２ａとして機能する。
【００２４】
ｐ側配線部、ｎ側配線部及び樹脂層３３のそれぞれの厚さは、半導体層１５の厚さよりも厚い。なお、ｐ側金属ピラー２１及びｎ側金属ピラー２２のアスペクト比（平面サイズに対する厚みの比）は１以上であることに限らず、その比は１よりも小さくてもよい。
【００２５】
ｐ側金属ピラー２１、ｎ側金属ピラー２２及びこれらを補強する樹脂層３３は、半導体層１５の支持体として機能する。したがって、半導体層１５を形成するために使用した基板を後述するように除去しても、ｐ側金属ピラー２１、ｎ側金属ピラー２２及び樹脂層３３を含む支持体によって、半導体層１５を安定して支持し、半導体発光装置の機械的強度を高めることができる。
【００２６】
また、半導体発光装置を実装基板に実装した状態で半導体層１５に加わる応力を、ｐ側金属ピラー２１及びｎ側金属ピラー２２が吸収することで緩和することができる。
【００２７】
ｐ側配線層１８及びｐ側金属ピラー２１を含むｐ側配線部は、複数の第１の開口３２ａ内に設けられ相互に分断された複数のビアを介して、ｐ側パッド１６に接続されている。このため、ｐ側配線部による高い応力緩和効果が得られる。
【００２８】
あるいは、図８に示すように、１つの大きな第１の開口３２ａを介して、ｐ側配線層１８をｐ側パッド１６に接続させてもよく、この場合、いずれも金属であるｐ側電極１３、ｐ側パッド１６、ｐ側配線層１８及びｐ側金属ピラー２１を通じた、発光層１２ａの放熱性の向上を図れる。
【００２９】
ｐ側配線層１８、ｎ側配線層１９、ｐ側金属ピラー２１およびｎ側金属ピラー２２の材料としては、銅、金、ニッケル、銀などを用いることができる。これらのうち、銅を用いると、良好な熱伝導性、高いマイグレーション耐性及び絶縁材料との優れた密着性が得られる。
【００３０】
樹脂層３３は、実装基板と熱膨張率が同じもしくは近いものを用いるのが望ましい。そのような樹脂層として、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などを一例として挙げることができる。
【００３１】
第１の半導体層１１は、ｎ側電極１４、ｎ側パッド１７及びｎ側配線層１９を介して、ｎ側外部端子２２ａを含むｎ側金属ピラー２２と電気的に接続されている。発光層１２ａを含む第２の半導体層１２は、ｐ側電極１３、ｐ側パッド１６及びｐ側配線層１８を介して、ｐ側外部端子２１ａを含むｐ側金属ピラー２１と電気的に接続されている。
【００３２】
ｎ側配線層１９の一部は、絶縁層３２上における発光層１２ａに対向する部分に重なっている。絶縁層３２上に広がるｎ側配線層１９の面積は、ｎ側配線層１９がｎ側パッド１７と接続する面積よりも大きい。
【００３３】
実施形態によれば、ｎ側電極１４よりも広い領域にわたって形成された発光層１２ａによって高い光出力を得ることができる。なおかつ、発光層１２ａを含まず、発光領域３よりも狭い非発光領域４に設けられたｎ側電極１４が、これよりも面積の大きなｎ側配線層１９として実装面側に配置し直された構造を実現できる。
【００３４】
ｐ側配線層１８が複数の第１の開口３２ａを通じてｐ側パッド１６と接続する面積は、ｎ側配線層１９が第２の開口３２ｂを通じてｎ側パッド１７と接続する面積よりも大きい。よって、発光層１２ａへの電流分布が向上し、且つ発光層１２ａで発生した熱の放熱性が向上できる。
【００３５】
半導体層１５の第１の面１５ａ上には、蛍光体層４０が設けられている。さらに、半導体層１５の側面１５ｃにも、蛍光体層４０が設けられている。半導体層１５の側面１５ｃのすべてが、蛍光体層４０で覆われている。側面１５ｃに設けられた蛍光体層４０は、絶縁膜３１、絶縁層３２および樹脂層３３の積層体上に支持されている。
【００３６】
蛍光体層４０は、発光層１２ａからの放出光（励起光）を吸収し波長変換光を放出可能な蛍光体粒子を含む。蛍光体粒子は、発光層１２ａからの光および蛍光体粒子における波長変換光に対して透明な透明樹脂に分散されている。実施形態の半導体発光装置は、発光層１２ａからの光と、蛍光体粒子による波長変換光との混合光を放出可能である。
【００３７】
例えば、蛍光体粒子が黄色光を発光する黄色蛍光体粒子とすると、ＧａＮ系材料である発光層１２ａからの青色光と、蛍光体層４０における波長変換光である黄色光との混合色として、白色または電球色などを得ることができる。
【００３８】
蛍光体層としては、以下に例示する赤色蛍光体層、黄色蛍光体層、緑色蛍光体層、青色蛍光体層を用いることができる。
【００３９】
赤色蛍光体層は、例えば、窒化物系蛍光体ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕやサイアロン系蛍光体を含有することができる。
【００４０】
サイアロン系蛍光体を用いる場合、特に、
（Ｍ１−ｘ，Ｒｘ）ａ１ＡｌＳｉｂ１Ｏｃ１Ｎｄ１・・・組成式（１）
（ＭはＳｉ及びＡｌを除く少なくとも１種の金属元素であり、特に、Ｃａ若しくはＳｒの少なくとも一方が望ましい。Ｒは発光中心元素であり、特に、Ｅｕが望ましい。ｘ、ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１は、次の関係を満たす。０＜ｘ≦１、０．６＜ａ１＜０．９５、２＜ｂ１＜３．９、０．２５＜ｃ１＜０．４５、４＜ｄ１＜５．７）を用いることができる。
【００４１】
組成式（１）で表されるサイアロン系蛍光体を用いることで、波長変換効率の温度特性が向上し、大電流密度領域での効率をさらに向上させることができる。
【００４２】
黄色蛍光体層は、例えば、シリケート系蛍光体（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕを含有することができる。
【００４３】
緑色蛍光体層は、例えば、ハロ燐酸系蛍光体（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６・Ｃｌ２：Ｅｕやサイアロン系蛍光体を含有することができる。
【００４４】
サイアロン系蛍光体を用いる場合、特に、
（Ｍ１−ｘ，Ｒｘ）ａ２ＡｌＳｉｂ２Ｏｃ２Ｎｄ２・・・組成式（２）
（ＭはＳｉ及びＡｌを除く少なくとも１種の金属元素であり、特に、Ｃａ若しくはＳｒの少なくとも一方が望ましい。Ｒは発光中心元素であり、特に、Ｅｕが望ましい。ｘ、ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２は、次の関係を満たす。０＜ｘ≦１、０．９３＜ａ２＜１．３、４．０＜ｂ２＜５．８、０．６＜ｃ２＜１、６＜ｄ２＜１１）を用いることができる。
【００４５】
組成式（２）で表されるサイアロン系蛍光体を用いることで、波長変換効率の温度特性が向上し、大電流密度領域での効率をさらに向上させることができる。
【００４６】
青色蛍光体層は、例えば、酸化物系蛍光体ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕを含有することができる。
【００４７】
実施形態の半導体発光装置によれば、半導体層１５における第１の面１５ａだけでなく側面１５ｃも蛍光体層４０で覆われているため、側面１５ｃから放出される光も蛍光体層４０を通過することができる。このため、側面１５ｃからの例えば青みの強い光の漏れを抑えて、色度のばらつきを抑えることができる。
【００４８】
また、半導体層１５の第２の面側に設けられた絶縁膜３１、絶縁層３２及び樹脂層３３を含む絶縁支持部は、半導体層１５よりも平面サイズが大きく、その絶縁支持部は半導体層１５の側面１５ｃよりも外側に突出している。
【００４９】
そして、側面１５ｃを覆う蛍光体層４０は、外部端子２１ａ、２２ａよりも上の上記絶縁支持部上に位置し、絶縁支持部の側面は覆っていない。すなわち、光が放出されない部分に蛍光体層４０が無駄に形成されず、コスト低減が図れる。
【００５０】
例えば、比較例として、実装基板にチップをフリップチップ実装した後に、チップを蛍光体層で覆う場合、半導体層の部分のみを覆うように蛍光体層を形成するのは難しく、チップ下の配線層、パッケージ構造、外部端子などにも蛍光体層が供給され無駄となってしまう。
【００５１】
これに対して、実施形態によれば、以下に説明する製造方法により、半導体層１５の第１の面１５ａ、およびこの第１の面１５ａから続く側面１５ｃのみに蛍光体層４０を形成することが可能になる。
【００５２】
次に、図２（ａ）〜図６（ｂ）を参照して、実施形態の半導体発光装置の製造方法について説明する。
【００５３】
図２（ａ）は、基板１０の主面上に、マスク層５１が選択的に形成されたウェーハの断面を表す。例えば、基板１０はシリコン基板であり、マスク層５１はシリコン酸化膜である。
【００５４】
基板１０の表面は、マスク層５１をマスクにして、例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法によって、エッチング加工される。これにより、図２（ｂ）に示すように、基板１０の表面に凸部１０ａが形成される。また、凸部１０ａに隣接して凹部１０ｂが形成される。基板１０は、シリコン基板であるため、容易且つ高精度に凹凸加工を行える。
【００５５】
ここで、図６（ａ）は、図２（ｂ）の上面図に対応する。
【００５６】
マスク層５１及びその下の凸部１０ａは、ウェーハ面上で例えば格子状の平面パターンで形成される。凸部１０ａは、凹部１０ｂを連続して囲む平面パターンで形成される。図６（ａ）では、例えば矩形状の平面形状の凹部１０ｂを示すが、凹部１０ｂの平面形状は矩形状に限らない。
【００５７】
基板１０の凹凸加工のマスクに使ったマスク層５１を除去した後、図２（ｃ）に示すように、凸部１０ａの上面上にキャップ膜６１を形成する。キャップ膜６１は、例えばシリコン酸化膜である。あるいは、キャップ膜６１として、シリコン窒化膜を用いることもできる。
【００５８】
そして、凸部１０ａの上面をキャップ膜６１で覆った状態で、図２（ｄ）に示すように、凹部１０ｂ内に半導体層１５が形成される。
【００５９】
あるいは、基板１０の加工に使ったマスク層５１を凸部１０ａ上にそのまま残して、半導体層１５を形成するときのキャップ膜として用いてもよい。この場合、工程及び材料削減によるコスト低減を図れる。
【００６０】
例えば、窒化ガリウム系材料からなる半導体層１５が、基板１０上にＭＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor deposition）法でエピタキシャル成長される。キャップ膜６１で覆われずに、基板１０の表面が露出している凹部１０ｂの底面上にのみ半導体層１５がエピタキシャル成長する。
【００６１】
基板１０の主面上に第１の半導体層１１が形成され、その第１の半導体層１１の上に第２の半導体層１２が形成される。第１の半導体層１１は、下地バッファ層、ｎ型ＧａＮ層などを含む。第２の半導体層１２は、発光層１２ａ、ｐ型ＧａＮ層などを含む。発光層１２ａは、青、紫、青紫、近紫外、紫外光などを発光するものを用いることができる。
【００６２】
半導体層１５の膜厚は、凸部１０ａの高さと同じ、あるいは凸部１０ａの高さより小さくなるように制御される。半導体層１５は、キャップ膜６１上にオーバーグロースしない。半導体層１５の形成後、キャップ膜６１は、図３（ａ）に示すように、除去される。
【００６３】
ここで、図６（ｂ）は、図３（ａ）の上面図に対応する。
【００６４】
凸部１０ａは、ウェーハ面上で例えば格子状の平面パターンで形成される。凸部１０ａは、半導体層１５を連続して囲む平面パターンで形成される。
【００６５】
半導体層１５の上面及び基板１０の凸部１０ａの上面はほぼ面一にされ、それらの上面上に、図３（ｂ）に示すマスク層５５が形成される。マスク層５５には、選択的に開口５５ａが形成されている。マスク層５５は、例えばシリコン酸化膜である。
【００６６】
そして、マスク層５５を用いた例えばＲＩＥ法により、開口５５ａに露出する半導体層１５の表面側の一部の領域を選択的に除去する。開口５５ａの下の部分は、発光層１２ａが除去され、半導体層１５の表面側に発光層１２ａを含まない非発光領域４が形成される。
【００６７】
マスク層５５を除去した後、図３（ｃ）に示すように、基板１０上の露出部分を絶縁膜３１で覆う。絶縁膜３１は、凸部１０ａの上面上、および半導体層１５の図３（ｃ）における上面（第２の面）に形成される。
【００６８】
次に、非発光領域４上の絶縁膜３１の一部を除去して非発光領域４の一部を露出させ、露出された非発光領域４上に、図３（ｄ）に示すようにｎ側電極１４を形成する。また、発光領域３上の絶縁膜３１の一部を除去して発光領域３の一部を露出させ、露出された発光領域３上に、図４（ａ）に示すようにｐ側電極１３を形成する。
【００６９】
ｎ側電極１４及びｐ側電極１３は、例えば、スパッタ法、蒸着法などで形成される。ｎ側電極１４とｐ側電極１３は、どちらを先に形成してもよいし、同じ材料で同時に形成してもよい。
【００７０】
次に、図４（ｂ）に示すように、ｐ側電極１３上にｐ側パッド１６を、ｎ側電極１４上にｎ側パッド１７を形成する。ｐ側パッド１６の上面の面積は、ｐ側電極１３と半導体層１５とのコンタクト面積よりも広い。ｎ側パッド１７の上面の面積は、ｎ側電極１４と半導体層１５とのコンタクト面積よりも広い。
【００７１】
次に、図４（ｂ）までの工程で得られた基板１０上構造体のすべての露出部を、図４（ｃ）に示す絶縁層３２で覆う。その後、図示しないレジストマスクを用いたエッチングにより、絶縁層３２に第１の開口３２ａと第２の開口３２ｂを形成する。第１の開口３２ａはｐ側パッド１６に達する。第２の開口３２ｂはｎ側パッド１７に達する。
【００７２】
次に、絶縁層３２の上面、第１の開口３２ａの内壁（側壁及び底部）および第２の開口３２ｂの内壁（側壁及び底部）に、メッキのシードメタルとして機能する図示しない金属膜を形成する。そして、その金属膜上に図示しないレジストを選択的に形成し、金属膜を電流経路としたＣｕ電解メッキを行う。
【００７３】
このメッキにより、絶縁層３２上に、図４（ｄ）に示すように、ｐ側配線層１８とｎ側配線層１９とが形成される。ｐ側配線層１８及びｎ側配線層１９は、メッキ法により同時に形成される例えば銅材料からなる。
【００７４】
ｐ側配線層１８は、第１の開口３２ａ内にも形成され、シードメタルである前記金属膜を介してｐ側パッド１６と電気的に接続される。ｎ側配線層１９は、第２の開口３２ｂ内にも形成され、シードメタルである前記金属膜を介してｎ側パッド１７と電気的に接続される。
【００７５】
次に、図示しないレジストをマスクに用いて、まだ残っている前記金属膜を電流経路としたＣｕ電解メッキを行う。このメッキにより、図５（ａ）に示すように、ｐ側金属ピラー２１とｎ側金属ピラー２２が形成される。ｐ側金属ピラー２１はｐ側配線層１８上に形成され、ｎ側金属ピラー２２はｎ側配線層１９上に形成される。
【００７６】
ｐ側金属ピラー２１及びｎ側金属ピラー２２を形成した後、前記シードメタルとして使った金属膜の露出部を除去する。したがって、ｐ側配線層１８とｎ側配線層１９間でつながっていた金属膜が分断される。
【００７７】
次に、図５（ａ）に示すように、絶縁層３２上、ｐ側金属ピラー２１の周囲およびｎ側金属ピラー２２の周囲に、樹脂層３３を形成する。
【００７８】
そして、ｐ側金属ピラー２１、ｎ側金属ピラー２２及び樹脂層３３を含む支持体に半導体層１５が支持された状態で、基板１０を凸部１０ａごと除去する。基板１０は、例えばシリコン基板であり、ウェットエッチングあるいはドライエッチングによって容易に除去することができる。
【００７９】
図５（ｂ）は、基板１０の除去後の状態を表す。凸部１０ａの除去により、絶縁膜３１に達する溝５６が形成される。この溝５６によって、半導体層１５は複数に分離される。すなわち、基板１０の除去と同時に、半導体層１５が複数に素子分離された構造が得られる。
【００８０】
半導体層１５は、これよりも厚い支持体（ｐ側金属ピラー２１、ｎ側金属ピラー２２及び樹脂層３３）によって支持されているため、基板１０がなくなっても、ウェーハ状態を保つことが可能である。
【００８１】
また、樹脂層３３を構成する樹脂、ｐ側金属ピラー２１及びｎ側金属ピラー２２を構成する金属は、ＧａＮ系材料の半導体層１５に比べて柔軟な材料である。そのため、基板１０上に半導体層１５を形成するエピタキシャル成長で発生した大きな内部応力が基板１０の除去時に一気に開放されても、半導体層１５が破損されることを回避できる。
【００８２】
基板１０を除去した後、第１の面１５ａは洗浄され、また必要に応じて凹凸を形成するフロスト処理が行われる。第１の面１５ａに微小凹凸を形成することで、光取り出し効率を向上できる。
【００８３】
その後、図５（ｃ）に示すように、第１の面１５ａ上に、蛍光体層４０を形成する。さらに、溝５６内にも蛍光体層４０が充填され、溝５６に面していた半導体層１５の側面１５ｃにも蛍光体層４０が設けられる。
【００８４】
蛍光体層４０を形成する工程は、蛍光体粒子が分散された液状の透明樹脂を、印刷、ポッティング、モールド、圧縮成形などの方法によって、第１の面１５ａ上に供給する工程と、それを熱硬化させる工程とを有する。
【００８５】
また、樹脂層３３は研削され、図５（ｃ）に示すように、ｐ側外部端子２１ａとｎ側外部端子２２ａが樹脂層３３から露出される。
【００８６】
そして、溝５６の位置で、蛍光体層４０、絶縁膜３１、絶縁層３２および樹脂層３３を切断して、複数の半導体発光装置に個片化する。このとき、溝５６内の蛍光体層４０をすべて削らずに、半導体層１５の側面１５ｃに蛍光体層４０が残るようにする。
【００８７】
溝５６には半導体層１５が形成されていないため、ダイシング時に半導体層１５はダメージを受けない。
【００８８】
ダイシングされる前までの前述した各工程は、ウェーハ状態で一括して行われる。したがって、ダイシング後に、個々の半導体発光装置ごとに、支持体の形成、絶縁材によるチップの保護、および蛍光体層の形成を行う必要がなく、大幅な生産コストの低減が可能になる。図１（ａ）及び（ｂ）に示す個片化された状態で、すでに半導体層１５の第１の面１５ａ及び側面１５ｃに蛍光体層４０が形成されている。
【００８９】
以上説明した実施形態によれば、基板１０における素子分離領域となる部分に予め凸部１０ａを加工しておいた状態で、半導体層１５を基板１０上に形成する。すなわち、半導体層１５は、凸部１０ａによってすでに複数に素子分離された状態で基板１０上に形成される。したがって、電極１３、１４やパッド１６、１７などを形成した後に半導体層１５を分離する加工が不要であり、素子分離工程を簡略化できる。
【００９０】
基板１０としては、サファイア基板を用いてもよい。サファイア基板は、例えばレーザーリフトオフ法によって除去することができる。
【００９１】
すなわち、サファイア基板の裏面側から第１の半導体層１１に向けてレーザ光が照射される。レーザ光は、サファイア基板に対して透過性を有し、第１の半導体層１１に対しては吸収領域となる波長を有する。
【００９２】
レーザ光がサファイア基板と第１の半導体層１１との界面に到達すると、その界面付近の第１の半導体層１１はレーザ光のエネルギーを吸収して分解する。例えばＧａＮ系材料の第１の半導体層１１はガリウム（Ｇａ）と窒素ガスに分解する。この分解反応により、サファイア基板と第１の半導体層１１との間に微小な隙間が形成され、サファイア基板と第１の半導体層１１とが分離する。レーザ光の照射を、設定された領域ごとに複数回に分けてウェーハ全体にわたって行い、サファイア基板を除去する。
【００９３】
半導体層１５が例えば窒化物半導体層の場合、サファイア基板はその半導体層１５から放出される光に対する透過性を有する。したがって、サファイア基板は除去せずに、第１の面１５ａ上に残してもよい。
【００９４】
また、図４（ｄ）の工程の後、基板１０上に蛍光体層４０を形成し、その状態で、第１の面１５ａ上の基板１０は除去せずに、凸部１０ａのみをダイシングにより除去して、個片化してもよい。例えば、凸部１０ａの幅以上の刃幅を有するブレードを用いて、凸部１０ａをダイシング時に除去することが可能である。この個片化された半導体発光装置の模式断面図を図７（ａ）に表す。この構造の場合、ｐ側配線層１８及びｎ側配線層１９が外部端子として機能する。
【００９５】
また、図５（ａ）の工程の後、基板１０上に蛍光体層４０を形成し、その状態で、第１の面１５ａ上の基板１０は除去せずに、凸部１０ａのみをダイシングにより除去して、個片化してもよい。この個片化された半導体発光装置の模式断面図を図７（ｂ）に表す。
【００９６】
また、蛍光体層４０は必ずしも設けなくてもよい。あるいは、第１の面１５ａ上にレンズ層を設けてもよい。
【００９７】
基板１０を除去した図５（ｂ）の工程の後、露出部全面に絶縁膜を形成し、その後、蛍光体層４０を形成してもよい。絶縁膜は、例えばスパッタ法、プラズマ化学気相成長法によって形成され、光取り出し効率を低下させない膜厚を有するシリコン酸化膜、シリコン窒化膜である。これにより、第１の面１５ａを通じた光の取り出し方向で、媒質の屈折率が大きく変化するのを防いで、光の取り出し効率を向上できる。また、蛍光体層４０と第１の面１５ａとの密着性を向上できる。
【００９８】
実施形態によれば、ｐ側電極上及びｎ側電極上に、ｐ側電極に達する第１の開口と、ｎ側電極に達する第２の開口とを有する第１の絶縁層を形成する工程と、第１の絶縁層上及び第１の開口内にｐ側配線層を形成する工程と、第１の絶縁層上及び第２の開口内にｎ側配線層を形成する工程と、を備えている。
また、実施形態によれば、ｐ側配線層及びｎ側配線層を形成した後、基板は凸部ごと除去される。
また、実施形態によれば、凸部の除去によって形成された溝内及び半導体層の表面上に、蛍光体層を形成する工程を備えている。
また、実施形態によれば、ｐ側配線層上にｐ側金属ピラーを形成する工程と、ｎ側配線層上にｎ側金属ピラーを形成する工程と、を備えている。
また、実施形態によれば、ｐ側金属ピラーの側面及びｎ側金属ピラーの側面に、第２の絶縁層を形成する工程を備えている。
また、実施形態によれば、ｐ側金属ピラー及びｎ側金属ピラーを形成した後、基板は凸部ごと除去される。
また、実施形態によれば、凸部の除去によって形成された溝内及び半導体層の表面上に、蛍光体層を形成する工程を備えている。
また、実施形態によれば、半導体層の溝に面する側面に蛍光体層を残して、溝の位置で、蛍光体層及び第１の絶縁層を切断する工程を備えている。
【００９９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１００】
３…発光領域、４…非発光領域、１０…基板、１０ａ…凸部、１０ｂ凹部、１１…第１の半導体層、１２…第２の半導体層、１２ａ…発光層、１３…ｐ側電極、１４…ｎ側電極、１５…半導体層、１５ｃ…側面、１６…ｐ側パッド、１７…ｎ側パッド、１８…ｐ側配線層、１９…ｎ側配線層、２１…ｐ側金属ピラー、２２…ｎ側金属ピラー、４０…蛍光体層、５６…溝、５１…マスク層、６１…キャップ膜
【図１】
2013201193.tif 000003
【図２】
2013201193.tif 000004
【図３】
2013201193.tif 000005
【図４】
2013201193.tif 000006
【図５】
2013201193.tif 000007
【図６】
2013201193.tif 000008
【図７】
2013201193.tif 000009
【図８】
2013201193.tif 000010