JP5449039B2 - 半導体発光装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、半導体発光装置及びその製造方法に関する。

可視光及び白色光を放出可能な発光装置の用途は、照明装置、画像表示装置のバックライト光源、及びディスプレイ装置などに拡大している。これらの用途では小型化の要求がますます強まっている。また、特に電力損失の少ない半導体発光装置を用いた照明装置により蛍光灯や白熱電球を置き換えるには、量産性を高め価格を低減することが要求される。

特開２０００−２４４０１２号公報

量産性及び小型化に優れた半導体発光装置及びその製造方法を提供する。

実施形態によれば、半導体発光装置は、半導体層と、第１の電極と、第２の電極と、第１の絶縁層と、第１の配線層と、第２の配線層と、第１の金属ピラーと、第２の金属ピラーと、第２の絶縁層と、を備える。前記半導体層は、第１の主面と、その反対側に形成された第２の主面と、発光層とを含む。前記第１の電極は、前記第２の主面における前記発光層を有する領域に設けられた。前記第２の電極は、前記第２の主面に設けられた。前記第１の絶縁層は、前記半導体層の前記第２の主面側に設けられ、前記第１の電極につながる第１の開口部と、前記第２の電極につながる第２の開口部とを有する。前記第１の配線層は、前記第１の絶縁層の前記第１の開口部に設けられ、前記第１の電極と接続された。前記第２の配線層は、前記第１の絶縁層の前記第２の開口部に設けられ、前記第２の電極と接続された。前記第１の金属ピラーは、前記第１の配線層における前記第１の電極に対する反対側の面に設けられた。前記第２の金属ピラーは、前記第２の配線層における前記第２の電極に対する反対側の面に設けられた。前記第２の絶縁層は、前記第１の金属ピラーの側面と前記第２の金属ピラーの側面との間に設けられた。前記第１の配線層の一部の端面は、前記第１の絶縁層もしくは前記第２の絶縁層から側方に露出し、前記第２の配線層のすべての端面は、前記第１の絶縁層もしくは前記第２の絶縁層で覆われた。

実施形態に係る半導体発光装置の模式断面図。 実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を示す模式図。 実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を示す模式図。

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。また、工程を表す図面においては、ウェーハ状態における一部の領域を表す。

図１は、実施形態に係る半導体発光装置の模式断面図である。

本実施形態に係る半導体発光装置は、半導体層１５を有する。半導体層１５は、第１の主面１５ａと、その反対側に形成された第２の主面を有する。第２の主面側に電極、配線層及び樹脂層が設けられ、光は、主として第１の主面１５ａから取り出される。

半導体層１５は、第１の半導体層１１と第２の半導体層１３を有する。第１の半導体層１１は、例えばｎ形のＧａＮ層であり、電流の横方向経路として機能する。但し、第１の半導体層１１の導電型はｎ形に限らず、ｐ形であってもよい。第２の半導体層１３は、発光層（活性層）１２を、ｎ形層とｐ形層とで挟んだ積層構造を有する。

半導体層１５の第２の主面側は凹凸形状に加工され、第２の主面側には上段部と下段部が設けられている。第１の主面１５ａから見て下段部よりも上段側に位置する上段部は、発光層１２を含む。下段部は、発光層１２を含まず、発光層１２の外周（端部）よりも外側に設けられている。

上段部の表面である第２の半導体層１３の表面には、第１の電極としてｐ側電極１６が設けられている。すなわち、ｐ側電極１６は、発光層１２を有する領域に設けられている。下段部の第１の半導体層１１の表面には、第２の電極としてｎ側電極１７が設けられている。一つのチップ（半導体層１５）において、ｐ側電極１６の面積の方がｎ側電極１７の面積よりも広い。したがって、発光領域を広く確保できる。

半導体層１５の側面及び第２の主面の一部は、絶縁層１４、１８で覆われている。絶縁層１４、１８は、ｐ側電極１６とｎ側電極１７との間の段差部にも形成されている。絶縁層１４は、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物である。絶縁層１８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１８としてシリコン酸化物を用いてもよい。絶縁層１４は、ｐ側電極１６及びｎ側電極１７を覆っていない。

絶縁層１８において、半導体層１５に対する反対側の面１８ｃに第１の配線層としてのｐ側配線層２１と、第２の配線層としてのｎ側配線層２２が設けられている。ｐ側配線層２１は、ｐ側電極１６に達して絶縁層１８に形成された第１の開口部１８ａにも設けられ、ｐ側電極１６と接続されている。ｎ側配線層２２は、ｎ側電極１７に達して絶縁層１８に形成された第２の開口部１８ｂにも設けられ、ｎ側電極１７と接続されている。

ｐ側配線層２１においてｐ側電極１６に対する反対側の面には、第１の金属ピラーとしてｐ側金属ピラー２３が設けられている。ｎ側配線層２２においてｎ側電極１７に対する反対側の面には、第２の金属ピラーとしてｎ側金属ピラー２４が設けられている。

ｐ側金属ピラー２３の周囲、ｎ側金属ピラー２４の周囲、ｐ側配線層２１の表面およびｎ側配線層２２の表面は、第２の絶縁層として例えば樹脂層２５で覆われている。樹脂層２５は、隣接するピラー間に充填されている。ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４のそれぞれの下面は、樹脂層２５から露出している。第２の絶縁層と、第１の絶縁層（絶縁層１８）とは同じ材料であってもよい。

ｐ側配線層２１の一部の端面２１ａは、樹脂層２５から側方に露出している。また、その端面２１ａは、絶縁層１８からも側方に露出している。すなわち、ｐ側配線層２１の一部の端面２１ａは絶縁層１８及び樹脂層２５で覆われていない。ｎ側配線層２２はそのすべての端面が、樹脂層２５もしくは絶縁層１８で覆われている。

半導体層１５において発光層１２を含まない部分に設けられたｎ側電極１７と接続するｎ側配線層２２の面積は、ｎ側電極１７側の面よりも、ｎ側電極１７とは反対側の面において大きくなっている。すなわち、ｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４とが接触する面積は、ｎ側配線層２２とｎ側電極１７とが接触する面積より大きい。また、ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とが接触する面積は、ｐ側配線層２１とｐ側電極１６とが接触する面積より大きい。あるいは、ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とが接触する面積が、ｐ側配線層２１とｐ側電極１６とが接触する面積より小さい場合もある。また、ｎ側配線層２２の一部は、絶縁層１８の表面１８ｃ上を、発光層１２の下に重なる位置まで延在する。

これにより、より広い発光層１２によって高い光出力を保ちつつ、半導体層１５における発光層１２を含まない部分の狭い面積に設けられたｎ側電極１７から、ｎ側配線層２２を介して、より広い引き出し電極を形成できる。

第１の半導体層１１は、ｎ側電極１７及びｎ側配線層２２を介してｎ側金属ピラー２４と電気的に接続されている。第２の半導体層１３は、ｐ側電極１６及びｐ側配線層２１を介してｐ側金属ピラー２３と電気的に接続されている。

ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４のそれぞれの下面には、必要に応じて、防錆などを目的とした表面処理膜（例えば、Ｎｉ、Ａｕなどの無電解メッキ膜、プリコートされたはんだ等）が形成される。

ｎ側配線層２２、ｐ側配線層２１、ｎ側金属ピラー２４、ｐ側金属ピラー２３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、良好な熱伝導性、高いマイグレーション耐性及び絶縁材との優れた密着性を備えた銅がより好ましい。

絶縁層１８には、複数の微細開口部１８ａ、１８ｂが形成されるパターニングが行われる。このため、絶縁層１８として、微細開口部のパターニング性に優れた例えばポリイミドなどの樹脂を用いるのが望ましい。

樹脂層２５は、低コストで厚く形成でき、且つｎ側金属ピラー２４及びｐ側金属ピラー２３の補強に適した樹脂を用いるのが望ましい。例えば、樹脂層２５として、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などを挙げることができる。

半導体層１５の第１の主面１５ａ上には蛍光体層２８が設けられている。蛍光体層２８は、発光層１２からの光を吸収し波長変換光を放出可能である。このため発光層１２からの光と蛍光体層２８における波長変換光との混合光が放出可能となる。例えば発光層１２を窒化物系とすると、その発光層１２からの青色光と、例えば黄色蛍光体層２８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。なお、蛍光体層２８は、複数種の蛍光体（例えば、赤色蛍光体と緑色蛍光体）を含む構成であってもよい。

発光層１２から発光された光は、主に、第１の半導体層１１、第１の主面１５ａおよび蛍光体層２８を進んで、外部に放出される。

ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４の下面は、例えば、はんだ、あるいは他の金属材料からなるボールもしくはバンプ形状の外部端子を介して、実装基板もしくは配線板に形成された配線に接合可能である。これにより、半導体発光装置に電力を供給できる。

ｎ側金属ピラー２４及びｐ側金属ピラー２３のそれぞれの厚み（図１において上下方向の厚み）は、半導体層１５、ｎ側電極１７、ｐ側電極１６、絶縁層１４、１８、ｎ側配線層２２およびｐ側配線層２１を含む積層体の厚みよりも厚い。各金属ピラー２３、２４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。すなわち、金属ピラー２３、２４は、その平面サイズよりも厚みが小さくてもよい。

本実施形態の構造によれば、半導体層１５が薄くても、ｎ側金属ピラー２４、ｐ側金属ピラー２３および樹脂層２５を厚くすることで機械的強度を保つことが可能となる。また、実装基板に実装した際、外部端子を介して半導体層１５に加わる応力をｎ側金属ピラー２４とｐ側金属ピラー２３が吸収することで緩和することができる。

図１に示す状態は個片化された状態である。本実施形態では、後述するように、図１に示す要素をすべてウェーハ状態で一括して形成してからダイシングして個片化する。このため、半導体層１５（ベアチップ）のサイズに近い、非常に小型化された半導体発光装置を得ることができる。

個片化された半導体発光装置を実装基板に実装するにあたっては、樹脂層２５から露出するｐ側金属ピラー２３の下面及びｎ側金属ピラー２４の下面を、それぞれの極性に応じて実装基板の配線に接合させる必要がある。したがって、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４とを識別する必要があるが、それらの側面は樹脂層２５で覆われ、露出しているのは下面だけであり、小型化すると両者の識別が困難になる。

しかし、本実施形態では、ｐ側金属ピラー２３の下に設けられたｐ側配線層２１の一部の端面２１ａが樹脂層２５から露出されているのに対し、ｎ側金属ピラー２４の下に設けられたｎ側配線層２２の端面はすべて樹脂層２５で覆われ露出していない。このため、金属ピラーのどちらがｐ側かｎ側かを、樹脂層２５の側面側に露出する端面２１ａを目安に容易に識別することができる。結果として、実装作業が容易になり、生産性が向上し、コスト低減を図れる。

次に、図２（ａ）〜図７を参照して、実施形態に係る半導体発光装置の製造方法について説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、基板１０の主面上に第１の半導体層１１を形成し、その上に発光層１２を含む第２の半導体層１３を形成する。これら半導体層１５が例えば窒化物系半導体の場合、半導体層１５は例えばサファイア基板上に結晶成長させることができる。

次に、図示しないレジストを用いた例えばＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法で、図２（ｂ）に示すように、半導体層１５を貫通して基板１０に達する分離溝９を形成する。分離溝９は、図２（ｃ）に示すようにウェーハ状態の基板１０上で例えば格子状に形成され、半導体層１５を複数に分離する。

また、図示しないレジストを用いた例えばＲＩＥ法で、発光層１２を含む第２の半導体層１３の一部を除去して、第１の半導体層１１の一部を露出させる。これにより、半導体層１５の第２の主面側に、基板１０から見て相対的に上段に位置する上段部と、上段部よりも基板１０側の下段に位置する下段部が形成される。上段部は発光層１２を含み、下段部は発光層１２を含まない。

基板１０は、複数の半導体層１５が形成される素子領域６１と、素子領域６１よりも外側の外周部６２とを有する。図２（ａ）〜（ｂ）、図３（ａ）〜（ｂ）、図４（ａ）、図５（ａ）、図６（ａ）および図７は、外周部６２近傍の断面を表す。

基板１０の主面、半導体層１５の側面および第２の主面は、図３（ａ）に示す絶縁層１４で覆われる。そして、絶縁層１４を選択的に除去して、上段部の表面（第２の半導体層１３の表面）にｐ側電極１６を、下段部の表面（第１の半導体層１１の表面）にｎ側電極１７を形成する。ｐ側電極１６とｎ側電極１７はどちらを先に形成してもよく、あるいはｐ側電極１６とｎ側電極１７とを同じ材料で同時に形成してもよい。

次に、基板１０上の露出している部分すべてを図３（ｂ）に示す絶縁層１８で覆う。この後、例えばウェットエッチングにより絶縁層１８をパターニングし、絶縁層１８に選択的に第１の開口部１８ａと第２の開口部１８ｂを形成する。第１の開口部１８ａは、ｐ側電極１６に達する。第２の開口部１８ｂは、ｎ側電極１７に達する。絶縁層１８は、分離溝９内に充填される。

次に、絶縁層１８の表面、第１の開口部１８ａおよび第２の開口部１８ｂの内面に、連続したシードメタル１９（図３（ｂ）において破線で示す）を形成する。さらに、シードメタル１９上に図示しないレジストを選択的に形成し、シードメタル１９を電流経路としたＣｕ電解メッキを行う。

これにより、図４（ａ）及びウェーハ全体の上面図である図４（ｂ）に示すように、絶縁層１８の表面１８ｃ上に、選択的にｐ側配線層２１とｎ側配線層２２が形成される。ｐ側配線層２１は、第１の開口部１８ａにも形成され、ｐ側電極１６と接続される。ｎ側配線層２２は、第２の開口部１８ｂにも形成され、ｎ側電極１７と接続される。

ｎ側配線層２２においてｎ側電極１７に対する反対側の面は、ｎ側電極１７と接続する面よりも大きな面積でもって、絶縁層１８の表面１８ｃ上にパッド状に形成される。同様に、ｐ側配線層２１においてｐ側電極１６に対する反対側の面は、ｐ側電極１６と接続する面よりも大きな面積でもって、絶縁層１８の表面１８ｃ上にパッド状に形成される。

ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２はメッキ法により同時に形成される銅材料からなる。さらに、これらｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２のメッキ時に、内側配線６５及び外周配線６６も絶縁層１８の表面１８ｃ上に同時に形成される。ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、内側配線６５および外周配線６６は同じ材料（例えば銅）からなり、厚さもほぼ同じである。なお、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２とは、同時に形成することに限らず、どちらかを先に形成してもよい。

内側配線６５は、素子領域６１におけるダイシング領域（分離溝９が形成された領域）に、例えば格子状に形成される。外周配線６６は、外周部６２の絶縁層１８の表面１８ｃ上に形成される。外周配線６６は、外周部６２の周方向に連続して形成され、素子領域６１を連続した閉じたパターンで囲む。

内側配線６５は、ｐ側配線層２１の一部と一体につながっている。さらに、内側配線６５における外周部６２側の端部は外周配線６６と一体につながっている。したがって、ｐ側配線層２１は、内側配線６５を介して外周配線６６と電気的につながっている。ｎ側配線層２２は、ｐ側配線層２１、内側配線６５および外周配線６６とつながっていない。

次に、金属ピラー形成用の別のレジスト（図示せず）を絶縁層１８上に選択的に形成し、前述したシードメタル１９を電流経路としたＣｕ電解メッキを行う。

これにより、図５（ａ）及びウェーハ全体の上面図である図５（ｂ）に示すように、ｐ側配線層２１上にｐ側金属ピラー２３が形成され、ｎ側配線層２２上にｎ側金属ピラー２４が形成される。さらに、このメッキ時に、外周配線６６上にも金属が析出される。ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４、および外周配線６６の上に析出された金属は、例えば銅材料からなる。

このメッキ時、内側配線６５の上にはレジストが設けられ、内側配線６５の上には金属は析出されず、内側配線６５の上にはｐ側配線層２３は設けられない。したがって、外周配線６６は、内側配線６５より厚くなる。外周配線６６の厚さ、ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とを合わせた厚さ、およびｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４とを合わせた厚さは、ほぼ同じである。ウェーハの外周部６２の周方向に連続して比較的厚い金属層が形成されていることで、ウェーハの機械的強度を高め、ウェーハの反りを抑制し、以降の工程における作業性が容易になる。

上記メッキの後、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４、内側配線６５および外周配線６６をマスクにして、絶縁層１８の表面１８ｃ上に露出しているシードメタル１９をウェットエッチングする。これにより、ｐ側（ｐ側配線層２１、内側配線６５及び外周配線６６）と、ｎ側配線層２２とのシードメタル１９を介した電気的接続が分断される。

次に、図６（ａ）及びウェーハ全体の上面図である図６（ｂ）に示すように、絶縁層１８上に樹脂層２５を形成する。樹脂層２５は、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および内側配線６５のすべてを覆う。樹脂層２５は、ｐ側金属ピラー２３の側面とｎ側金属ピラー２４の側面との間、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間、ｎ側配線層２２と内側配線６５との間、およびｐ側配線層２１と内側配線６５との間に充填される。また、外周配線６６における内側（素子領域６１側）の一部は樹脂層２５で覆われる。外周配線６６における外周側の一部は、樹脂層２５で覆われず、露出している。

この後、基板１０を除去する。基板１０は、例えばレーザーリフトオフ法により除去される。具体的には、基板１０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、基板１０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。

レーザ光が基板１０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。第１の半導体層１１が金属窒化物（例えばＧａＮ）の場合、ガリウム（Ｇａ）と窒素ガスに分解する。この分解反応により、基板１０と第１の半導体層１１との間に微小な隙間が形成され、基板１０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、基板１０を除去する。第１の主面１５ａ上から基板１０が除去されることで、光取り出し効率の向上を図れる。

次に、基板１０の除去によって露出された第１の主面１５ａと、外周部６２で樹脂層２５から露出する外周配線６６との間に電圧を印加して発光層１２を発光させ、第１の主面１５ａから放出される光の光学特性を測定する。

具体的には、図７に示すように、外周配線６６における樹脂層２５から露出する表面を、例えばリング状の測定電極７１に支持させる。また、基板１０が剥離された面である絶縁層１４の外周側の表面を、例えばリング状の押さえ具７２で、測定電極７１側に押さえ込む。これにより、外周配線６６の表面は、測定電極７１に対して圧接し、両者の良好な電気的コンタクトが確保できる。測定電極７１を通じて外周配線６６に正電位を印加し、各半導体層１５の第１の主面１５ａには図示しないプローブを接触させてグランド電位を印加する。

上記レーザ光の照射によるＧａＮの分解時に、第１の主面１５ａ上にはガリウム膜が残り、通常、このガリウム膜は出力を低下させる原因になり得るので除去される。しかし、本実施形態では、上記測定時にはガリウム膜をまだ残しておいて、そのガリウム膜に対して負側の測定電極（プローブ）を接触させる。これにより、ＧａＮに対してプローブを接触させるよりも接触抵抗を低くできる。

外周配線６６は、前述した内側配線６５を介して、ｐ側配線層２１に接続されている。したがって、上記電圧の印加により、発光層１２に対して、第２の半導体層１３側から正孔が注入され、第１の半導体層１１側から電子が注入される。これにより、発光層１２で電子と正孔とが再結合して発光する。そして、第１の主面１５ａから放出される発光光の光学特性として例えば波長を測定する。

発光層１２に正孔を注入するにあたっては、ｐ側金属ピラー２３に電圧を印加する方法も考えられる。このためには、樹脂層２５を薄くしてｐ側金属ピラー２３の下面を露出させる必要がある。しかし、樹脂層２５を薄くすると、ウェーハ全体が薄くなり、取り扱い性が困難になり、作業効率の低下をまねく。

本実施形態では、前述したように、ｐ側配線層２１と接続された外周配線６６をウェーハ外周部６２に形成しておくことで、ｐ側金属ピラー２３を樹脂層２５で覆った状態でも、外周配線６６を通じてｐ側配線層２１に電圧を印加することができる。このため、比較的厚い樹脂層２５で強度を確保しつつ、測定作業を行え、生産性を損ねない。

光学特性の測定後、第１の主面１５ａを洗浄し、第１の主面１５ａ上に残されたガリウム膜を除去する。また、必要に応じて第１の主面１５ａを粗面化して、光取り出し効率の向上を図る。

そして、図１に示すように、第１の主面１５ａ上に蛍光体層２８が形成される。例えば、蛍光体粒子が分散された液状の透明樹脂をスピンコート法で塗布した後、熱硬化させることで、蛍光体層２８が形成される。透明樹脂は、発光層１２及び蛍光体粒子の発光光に対して透明である。

このとき、上記光学特性の結果に基づいて、蛍光体層２８の厚さを調整することができる。例えば、プロセスばらつきによりウェーハごとに発光層１２の発光波長がばらつくことがあるが、その場合に、発光波長の測定結果に基づいて、蛍光体層２８の厚さを調整して、所望の色の光が外部に取り出されるように制御できる。

なお、１枚のウェーハ内における個々の半導体層１５ごとに発光波長がばらつく場合もあり、その場合には、個々の半導体層１５ごとの発光波長に基づいて、蛍光体層２８の厚さを部分的に調整することも可能である。例えば、個々の半導体層１５の発光波長に応じて、第１の主面１５ａ上に、発光光に対して透明な透明材（例えば、透明樹脂やガラス）を厚さを調整して形成する。そして、その上にウェーハ全体にわたって蛍光体層２８を、その上面が平坦になるように形成することで、透明層が形成された部分は、形成されていない部分に比べて相対的に蛍光体層２８の厚さが薄くなる。また、透明層の厚さが厚いほど蛍光体層２８は薄くなる。

蛍光体層２８の形成後、樹脂層２５を研削して、ｐ側金属ピラー２３の下面及びｎ側金属ピラー２４の下面を露出させる。ここまでの工程は、ウェーハ状態で行われる。

その後、分離溝９（図２（ｂ）、（ｃ））の位置でダイシングし、個片化する。ダイシング時、基板１０はすでに除去されている。さらに、分離溝９には、半導体層１５は存在せず、絶縁層１８として樹脂を埋め込んでおけば、容易にダイシングでき生産性を向上できる。さらに、ダイシング時に半導体層１５が受けるダメージを回避することができる。また、個片化後に、半導体層１５の側面が絶縁層１８で覆われて保護された構造が得られる。

前述した内側配線６５はダイシング領域に形成され、ダイシング幅は内側配線６５の幅とほぼ同じ、もしくは内側配線６５の幅よりも広い。この場合、ダイシング後、内側配線６５は個片化されたチップには残らない。また、ｐ側配線層２１における内側配線６５とつながった部分でカットされることになるので、結果としてｐ側配線層２１の一部の端面２１ａが樹脂層２５から露出した構造が得られ、個片化後もすべての端面が樹脂層２５に覆われているｎ側配線層２２との識別が可能になる。

個片化された半導体発光装置は、図４（ｂ）に破線で示すように一つの半導体層（チップ）１５を含むシングルチップ構造であってもよいし、あるいは、図４（ｂ）に１点鎖線で示すように複数の半導体層（チップ）１５を含むマルチチップ構造であってもよい。

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ため、個片化された個々の半導体発光装置ごとに、電極の再配線及びパッケージングを行う必要がなく、大幅な生産コストの低減が可能になる。すなわち、個片化された状態で、すでに電極の再配線及びパッケージングが済んでいる。また、ウェーハレベルで検査することが可能となる。このため、生産性を高めることができ、その結果として価格低減が容易となる。

なお、ウェーハ状態において、すべてのチップのｐ側配線層２１を外周配線６６と接続させる必要はなく、少なくとも光学特性の測定を行う測定用チップのｐ側配線層２１を外周配線６６と接続させればよい。

蛍光体層２８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。

赤色蛍光体層は、例えば、窒化物系蛍光体ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕやサイアロン系蛍光体を含有することができる。
サイアロン系蛍光体を用いる場合、特に、
（Ｍ_１−ｘ，Ｒ_ｘ）_ａ１ＡｌＳｉ_ｂ１Ｏ_ｃ１Ｎ_ｄ１・・・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）を用いることが好ましい。
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。

黄色蛍光体層は、例えば、シリケート系蛍光体（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕを含有することができる。

緑色蛍光体層は、例えば、ハロ燐酸系蛍光体（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）_１０（ＰＯ_４）_６・Ｃｌ_２：Ｅｕやサイアロン系蛍光体を含有することができる。
サイアロン系蛍光体を用いる場合、特に、
（Ｍ_１−ｘ，Ｒ_ｘ）_ａ２ＡｌＳｉ_ｂ２Ｏ_ｃ２Ｎ_ｄ２・・・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）を用いることが好ましい。
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。

青色蛍光体層は、例えば、酸化物系蛍光体ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕを含有することができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形、代用、省略が可能である。

９…分離溝、１０…基板、１１…第１の半導体層、１２…発光層、１３…第２の半導体層、１５…半導体層、１５ａ…第１の主面、１６…ｐ側電極、１７…ｎ側電極、１８…絶縁層、２１…ｐ側配線層、２２…ｎ側配線層、２３…ｐ側金属ピラー、２４…ｎ側金属ピラー、２５…樹脂層、２８…蛍光体層、６１…素子領域、６２…外周部、６５…内側配線、６６…外周配線

Claims (16)

1. 第１の主面と、その反対側に形成された第２の主面と、発光層とを含む半導体層と、
   前記第２の主面における前記発光層を有する領域に設けられた第１の電極と、
   前記第２の主面に設けられた第２の電極と、
   前記半導体層の前記第２の主面側に設けられ、前記第１の電極につながる第１の開口部と、前記第２の電極につながる第２の開口部とを有する第１の絶縁層と、
   前記第１の絶縁層の前記第１の開口部に設けられ、前記第１の電極と接続された第１の配線層と、
   前記第１の絶縁層の前記第２の開口部に設けられ、前記第２の電極と接続された第２の配線層と、
   前記第１の配線層における前記第１の電極に対する反対側の面に設けられた第１の金属ピラーと、
   前記第２の配線層における前記第２の電極に対する反対側の面に設けられた第２の金属ピラーと、
   前記第１の金属ピラーの側面と前記第２の金属ピラーの側面との間に設けられた第２の絶縁層と、
   を備え、
   前記第１の配線層の一部の端面は、前記第１の絶縁層もしくは前記第２の絶縁層から側方に露出し、前記第２の配線層のすべての端面は、前記第１の絶縁層もしくは前記第２の絶縁層で覆われたことを特徴とする半導体発光装置。
2. 第１の主面と、その反対側に形成された第２の主面と、発光層とをそれぞれ含む複数の半導体層と、
   前記第２の主面における前記発光層を有する領域に設けられた第１の電極と、
   前記第２の主面に設けられた第２の電極と、
   前記半導体層の前記第２の主面側に設けられ、前記第１の電極につながる第１の開口部と、前記第２の電極につながる第２の開口部とを有する第１の絶縁層と、
   前記第１の絶縁層の前記第１の開口部に設けられ、前記第１の電極と接続された第１の配線層と、
   前記第１の絶縁層の前記第２の開口部に設けられ、前記第２の電極と接続された第２の配線層と、
   前記第１の配線層における前記第１の電極に対する反対側の面に設けられた第１の金属ピラーと、
   前記第２の配線層における前記第２の電極に対する反対側の面に設けられた第２の金属ピラーと、
   前記第１の金属ピラーの側面と前記第２の金属ピラーの側面との間に設けられた第２の絶縁層と、
   前記複数の半導体層が形成された素子領域よりも外側の外周部に設けられ、前記第１の配線層が設けられた面上で前記第１の配線層と接続された外周配線と、
   を備えたことを特徴とする半導体発光装置。
3. 前記外周配線は、前記素子領域を連続して囲んでいることを特徴とする請求項２記載の半導体発光装置。
4. 前記第１の配線層と前記外周配線とは、前記素子領域におけるダイシング領域に形成された内側配線を介して接続されていることを特徴とする請求項２または３に記載の半導体発光装置。
5. 前記外周配線は、前記内側配線よりも厚いことを特徴とする請求項４記載の半導体発光装置。
6. 前記第２の配線層は、前記第２の電極と接続する面よりも、前記第２の電極と反対側の面において面積が大であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
7. 前記第１の電極の面積は、前記第２の電極の面積よりも広いことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
8. 前記第２の配線層と前記第２の金属ピラーとが接触する面積は、前記第２の配線層と前記第２の電極とが接触する面積より大であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
9. 前記第１の配線層と前記第１の金属ピラーとが接触する面積は、前記第１の配線層と前記第１の電極とが接触する面積より大であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
10. 前記第２の配線層の一部は、前記第１の絶縁層上を、前記発光層に重なる位置まで延在することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
11. 前記第１の金属ピラー及び前記第２の金属ピラーのそれぞれの厚みは、前記半導体層、前記第１の電極、前記第２の電極、前記第１の絶縁層、前記第１の配線層及び前記第２の配線層を含む積層体の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
12. 基板における素子領域上に、第１の主面と、その反対側に形成された第２の主面と、発光層とを含む半導体層を形成する工程と、
    前記基板に対する反対側の前記第２の主面における前記発光層を有する領域に、第１の電極を形成する工程と、
    前記第２の主面に、第２の電極を形成する工程と、
    前記半導体層の前記第２の主面側に、前記第１の電極につながる第１の開口部と、前記第２の電極につながる第２の開口部とを有する第１の絶縁層を形成する工程と、
    前記第１の絶縁層の前記第１の開口部に、第１の配線層を形成する工程と、
    前記第１の絶縁層における前記第１の配線層が設けられた面上であって、前記素子領域よりも外側の外周部に、前記第１の配線層と接続する外周配線を形成する工程と、
    前記第１の絶縁層の前記第２の開口部に、第２の配線層を形成する工程と、
    前記第１の配線層における前記第１の電極に対する反対側の面に、第１の金属ピラーを形成する工程と、
    前記第２の配線層における前記第２の電極に対する反対側の面に、第２の金属ピラーを形成する工程と、
    前記外周配線の少なくとも一部を露出させて、前記第１の金属ピラーと前記第２の金属ピラーとの間に、第２の絶縁層を形成する工程と、
    前記第２の絶縁層を形成した後、前記基板を除去する工程と、
    前記基板の除去によって露出された前記第１の主面と、前記外周配線との間に電圧を印加し、前記第１の主面から放出される光の光学特性を測定する工程と、
    を備えたことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
13. 前記基板を除去する工程は、
    金属窒化物を含む前記半導体層の前記第１の主面にレーザ光を照射して、前記金属窒化物を窒素ガスと金属に分解させることで、前記基板を前記第１の主面から剥離させる工程を有し、
    前記レーザ光の照射による前記金属窒化物の分解時に前記第１の主面に残された前記金属の膜に測定電極を接触させて、前記光学特性を測定し、
    前記光学特性の測定の後、前記第１の主面に残された前記金属の膜を除去することを特徴とする請求項１２記載の半導体発光装置の製造方法。
14. 前記第２の絶縁層で前記第１の金属ピラー及び前記第２の金属ピラーを覆った状態で、前記光学特性を測定し、
    前記光学特性の測定の後、前記第２の絶縁層を薄くして、前記第１の金属ピラーにおける前記第１の配線層に対する反対側の面および前記第２の金属ピラーにおける前記第２の配線層に対する反対側の面を前記第２の絶縁層から露出させることを特徴とする請求項１２または１３に記載の半導体発光装置の製造方法。
15. 前記第１の配線層及び前記第２の配線層をメッキ法で同時に形成し、
    前記第１の金属ピラー及び前記第２の金属ピラーをメッキ法で同時に形成し、
    前記第１の配線層及び前記第２の配線層を形成するメッキ時、および前記第１の金属ピラー及び前記第２の金属ピラーを形成するメッキ時に、前記外周部にもメッキを行って前記外周配線を形成することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。
16. 前記光学特性の測定の後、前記光学特性の測定結果に基づいて膜厚が調整された蛍光体層を、前記第１の主面上に形成する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１つに記載の半導体発光装置の製造方法。

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