JP5932087B2 - 光半導体装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、光半導体装置に関する。

小型で低消費電力の発光素子として、赤、緑、青などの可視光帯のみならず、赤外光から紫外光にいたる幅広い波長帯で各種の半導体発光素子が利用されている。また例えば、青色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子と、蛍光体と、を組み合わせることで白色光を発する光半導体装置も開発されている。

現在製品化されている最も汎用な光半導体装置は、基板の上に半導体層をエピタキシャル成長させた半導体発光素子を用いている。すなわち、ＧａＡｓやＧａＰ、サファイヤなどの基板の上に半導体層をエピタキシャル成長させ、電極などを形成した後に分割することにより、ひとつひとつの半導体発光素子を得る。そして、このようにして得られた半導体発光素子を、リードフレームや、ＳＭＤ（Surface Mounting Device）型の筐体、各種の実装基板などにマウントし、所定の配線を施すとともに、透明樹脂で半導体発光素子を封止することにより、光半導体装置が完成する。

特開２０００−１８３４０７号公報

本発明の実施形態は、低コストで大量生産が可能であり、半導体発光素子と同程度に小型化することも可能な光半導体装置を提供する。

実施形態によれば、実装基板に実装される前の光半導体装置であって、第１の樹脂の層と、活性層を覆う遮光性の第２の樹脂の層と、が間に成長基板を介することなく積層され、前記活性層の１つの面は、前記第１の樹脂の層に面して配置され、前記活性層の側面は、前記第２の樹脂の層に包囲され、前記第２の樹脂の層は、前記活性層を発光させる電流を流すための導電部であって前記実装基板に接続される端部を有する導電部を取り囲むことを特徴とする光半導体装置が提供される。
また、実施形態によれば、実装基板に実装される前の光半導体装置であって、第１の樹脂の層と、活性層を覆う遮光性の第２の樹脂の層と、が間に成長基板を介することなく積層され、前記第１の樹脂の層と前記第２の樹脂の層の積層方向に対して垂直な方向から見たときに、前記第１の樹脂の層と前記第２の樹脂の層は、露出し、前記第２の樹脂の層は、前記活性層を発光させる電流を流すための導電部であって前記実装基板に接続される端部を有する導電部を取り囲むことを特徴とする光半導体装置が提供される。

また、実施形態によれば、実装基板に実装される前の光半導体装置であって、第１の樹脂の層と、活性層を覆う遮光性の第２の樹脂の層と、が間に成長基板を介することなく積層され、前記第１の樹脂の層と前記第２の樹脂の層の積層方向に対して平行な方向から見たときに、前記第１の樹脂の層の外形と、前記第２の樹脂の層の外形と、は、同じであり、前記第２の樹脂の層は、前記活性層を発光させる電流を流すための導電部であって前記実装基板に接続される端部を有する導電部を取り囲むことを特徴とする光半導体装置が提供される。
また、実施形態によれば、実装基板に実装される前の光半導体装置であって、第１の樹脂の層と、遮光性の第２の樹脂の層と、が間に成長基板を介することなく積層され、前記第２の樹脂の層は、活性層を覆い、前記活性層を発光させる電流を流すための導電部であって前記実装基板に接続される端部を有する導電部を取り囲むことを特徴とする光半導体装置が提供される。

図１（ａ）は本実施形態に係る光半導体装置の概略構成を示す断面図であり、図１（ｂ）は同図（ａ）に表した光半導体装置の下面を示す平面図である。 第１実施形態の第２の具体例を表す模式図である。 第１実施形態の第３の具体例を表す模式図である。 第１実施形態の第４の具体例を表す模式図である。 第１実施形態の第５の具体例を表す模式図である。 第２実施形態に係る光半導体装置の概略構成を示す断面図であり、図１（ａ）に対応する断面図である。 第３実施形態に係る光半導体装置の概略構成を示す断面図である。 第４実施形態に係る光半導体装置の概略構成を示す断面図である。 第５実施形態に係る光半導体装置の概略構成を示す断面図である。 第６実施形態に係る光半導体装置の概略構成を示す断面図である。 第７実施形態に係る光半導体装置の概略構成を示す断面図である。 （ａ）は、第８実施形態に係る光半導体装置の概略構成を表す断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）に表した光半導体装置の下面を表す平面図である。 第９実施形態の光半導体装置の製造方法を表す工程断面図である。 第９実施形態の光半導体装置の製造方法を表す工程断面図である。 第９実施形態の光半導体装置の製造方法を表す工程断面図である。 第１０実施形態の光半導体装置の製造方法の一部を表す工程断面図である。 第１１実施形態の光半導体装置の製造方法の一部を表す工程断面図である。 第１２実施形態の光半導体装置の製造方法の一部を表す工程断面図である。 第１３実施形態の光半導体装置の製造方法の一部を表す工程断面図である。 第１４実施形態の光半導体装置の製造方法の一部を表す工程断面図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について、図１を参照しつつ説明する。

図１（ａ）は本実施形態に係る光半導体装置の概略構成を示す断面図であり、図１（ｂ）は同図（ａ）に表した光半導体装置の下面を示す平面図である。

図１に表したように、本実施形態に係る光半導体装置１Ａは、第１主面Ｍ１及び第２主面Ｍ２を有する発光層２と、その第１主面Ｍ１上に設けられた接着層３と、その接着層３上に設けられた透光層５と、発光層２の第２主面Ｍ２の第１領域に設けられた反射層６と、その第２主面Ｍ２の第２領域に設けられた第１電極７ａと、反射層６上に設けられた複数の第２電極７ｂと、第１電極７ａに設けられた第１金属ポスト８ａと、各第２電極７ｂに設けられた複数の第２金属ポスト８ｂと、発光層２の第２主面Ｍ２上に各金属ポスト８ａ、８ｂを避けて設けられた絶縁層９と、その絶縁層９上に各金属ポスト８ａ、８ｂを封止するように設けられた封止層１０と、第１金属ポスト８ａの端部に設けられた第１金属層１１ａと、各第２金属ポスト８ｂの端部に設けられた複数の第２金属層１１ｂと、を備えている。

発光層２は、第１半導体層２ａと、その第１半導体層２ａよりも狭面積の第２半導体層２ｂと、それらの第１半導体層２ａ及び第２半導体層２ｂにより挟持された活性層２ｃと、を含む半導体積層体を有する。第１半導体層２ａは、例えば、ｎ型半導体層である第１クラッド層である。第２半導体層２ｂは、例えば、ｐ型半導体層である第２クラッド層である。ただし、これら各層の導電形は、任意である。つまり、第１半導体層２ａがｐ型で、第２半導体層２ｂがｎ型であってもよい。

第１半導体層２ａ、第２半導体層２ａ及び活性層２ｃには、ＩｎＧａＡｌＡｓ系化合物半導体、ＩｎＧａＡｌＡｓ系化合物半導体、ＩｎＧａＡｌＰ系化合物半導体、ＩｎＧａＡｌＮ系加工物半導体をはじめとする各種の化合物半導体を用いることができる。

例えば、活性層２ｃの材料としてＧａＡｌＡｓを用いることにより、赤外光や赤色の発光を得ることができる。また、活性層２ｃの材料としてＩｎＧａＡｌＰを用いることにより、橙色、黄色、緑色などの発光を得ることができる。活性層２ｃの材料としてＩｎＧａＡｌＮ系化合物半導体を用いることにより、緑色や青色の発光や紫外光を得ることができる。

第１半導体層２ａ、第２半導体層２ｂ及び活性層２ｃは、それぞれ単層であるとは限らない。例えば、活性層２ｃが量子井戸層と障壁層とを組み合わせた多層構造であってもよい。同様に、第１半導体層２ａや第２半導体層２ｂも、複数の半導体層を組み合わせた多層構造であってもよい。

ＩｎＧａＡｌＮ系化合物半導体を用いる場合、第１半導体層２ａは、例えばＧａＮを含むｎ形クラッド層である。第２半導体層２ｂは、例えばＧａＮを含むｐ形クラッド層である。活性層２ｃは、例えばＩｎＧａＮからなる量子井戸層と、量子井戸層に積層されたＡｌＧａＮからなる障壁層と、を有する。このように、活性層２ｃは、例えば、単一量子井戸構造または多重量子井戸構造を有することができる。

発光層２は、例えば、ＧａＡｓやＧａＰ、サファイアなどの図示しない基板の上に、第１半導体層２ａとなる結晶、活性層２ｃとなる結晶、及び、第２半導体層２ｂとなる結晶が順次成長され、その後、所定の領域の、活性層２ｃ、及び、第２半導体層２ｂが除去されて形成される。また、図示しない基板も、発光層２からは除去されている。発光層２の厚さは、例えば、５マイクロメータ程度である。

なお、第１主面Ｍ１は第１半導体層２ａの上面（図１中）であり、第２主面Ｍ２は第１半導体層２ａの下面（図１中）及び第２半導体層２ｂの下面（図１中）であり、途中に段差を有している。つまり、第１半導体層２ａ、第２半導体層２ｂ及び活性層２ｃを含む半導体積層体は、第１主面Ｍ１とこれとは反対側の第２主面Ｍ２とを有する。そして、半導体積層体の第２主面Ｍ２の側に、第１電極７ａと第２電極７ｂとが設けられている。

図１（ｂ）に表したように、第１半導体層２ａの平面形状は、例えば一辺５５０マイクロメータの正方形である（図１（ｂ）点線参照）。この第１半導体層２ａの下面（図１中）には、活性層２ｃを間にして、第１半導体層２ａのコーナ領域（一辺１５０マイクロメータの正方形）を除く領域に第２半導体層２ｂが形成されている。なお、活性層２ｃは第２半導体層２ｂと同じ形状をしており、同程度の面積を有している。

接着層３は、例えばシリコーン樹脂により形成されている。接着層３の厚さは、例えば１マイクロメータ以下である。この接着層３は、発光層２の第１半導体層２ａの第１主面Ｍ１と透光層５とを接着する。シリコーン樹脂は、例えば屈折率が１．５程度のメチルフェニルシリコーンである。接着層３を構成する樹脂は、メチルフェニルシリコーンの他に、ジメチルシリコーン等、他の組成のシリコーン樹脂でもよい。シリコーン樹脂は、青色や紫外線に対する耐久性が高い点で、発光層２からこれらの波長の発光光が放出される場合に有利となる。

一方、発光層２から放出される光の輝度が低く、または青色光による劣化を受けないような場合には、接着層３の材料として、エポキシ樹脂や、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂のハイブリット樹脂、もしくはウレタン樹脂等、用途に応じて適時、適切な樹脂が用いられても良い。

透光層５は、発光層２から放出される発光光に対する透光性を有する。透光層５は、無機材料や有機材料により形成されている。無機材料としては、例えば、ガラス、石英、酸化アルミニウムなどの各種の酸化物、窒化シリコンなどの各種の窒化物、フッ化マグネシウムなどの各種のフッ化物などを挙げることができる。有機材料としては、例えば、アクリル、エポキシ、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、シリコーン樹脂などを挙げることができる。

透光層５の厚さは、例えば２００マイクロメータ程度とすることができる。透光層５の材料は、透明材料に限られるものではなく、発光層２から放出される光を透過させるものであればよい。すなわち、透光層５の材料は、発光層２から放出される発光光を完全に吸収あるいは反射するものでなければよい。

透光層５を設けることにより、第１半導体層２ａの屈折率と空気の屈折率との差が緩和されるので、光の取り出し効率を上げることができる。すなわち、第１半導体層２ａの屈折率と、空気の屈折率と、の中間の屈折率を透光層５に与えることにより、発光層２から放出された発光光が発光層２の光取り出し面において全反射されることを抑制できる。その結果として、発光層２から放出された発光光を外部（空気中）に取り出す効率を向上させることができる。
この観点からは、透光層５は、屈折率が１〜２の範囲にある透光材料により形成することが望ましい。

後に具体例を挙げて詳述するように、透光層５は、例えばレンズ作用や屈折作用などの光の進行方向を変化させる作用を有することができる。これにより、発光層２から放出された光の放射角を調整することができる。

反射層６は、ＡｇやＡｌ等の金属により形成されている。反射層６の厚さは例えば０．３マイクロメータである。この反射層６は、発光層２の第２半導体層２ｂの下面（図１中）の全領域（第１領域）に設けられている。詳しくは、第２半導体層２ｂの下面には、０．１マイクロメータ／０．１マイクロメータの厚さでＮｉ／Ａｕ等の金属によりＮｉ／Ａｕのコンタクト電極（図示せず）が形成され、その上に厚さ０．３マイクロメータの反射層６が形成されている。

第１電極７ａは、例えば０．１マイクロメータ／０．１マイクロメータの厚さでＮｉ／Ａｕ等の金属により形成されている。第１電極７ａの厚さは、例えば０．２マイクロメータである。この第１電極７ａは、例えば、発光層２の第１半導体層２ａの下面（図１（ａ））の露出領域（第２領域）に直径１００マイクロメータの円形状に設けられている（図１（ｂ）参照）。

各第２電極７ｂも、例えば０．１マイクロメータ／０．１マイクロメータの厚さでＮｉ／Ａｕ等の金属により形成されている。各第２電極７ｂの厚さは、例えば０．２マイクロメータである。これらの第２電極７ｂは、反射層６の下面（図１（ａ））に例えば直径１００マイクロメータの円形状に２００マイクロメータのピッチで設けられている（図１（ｂ）参照）。

第１金属ポスト８ａは、例えばＣｕ等の金属により円柱状に形成されている。第１金属ポスト８ａの高さは、例えば１００マイクロメータ程度であり、その直径は、例えば１００マイクロメータである。この第１金属ポスト８ａは、第１電極７ａに通電している。なお、第１電極７ａ及び第１金属ポスト８ａの形状は、適宜変更可能である。

各第２金属ポスト８ｂは、例えばそれぞれＣｕ等の金属により円柱状に形成されている。第２金属ポスト８ｂの高さは、例えば１００マイクロメータであり、その直径は、例えば１００マイクロメータである。この第２金属ポスト８ｂは、第２電極７ｂに通電している。各第２金属ポスト８ｂは、各第２電極７ｂの配置と同様に例えば２００マイクロメータのピッチで設けられている（図２参照）。なお、第２電極７ｂ及び第２金属ポスト８ｂの形状も、適宜変更可能である。

絶縁層９は、例えばＳｉＯ_２などの絶縁材料により形成されており、パッシベーション膜（保護膜）として機能する。絶縁層９の厚さは、例えば０．３マイクロメータである。絶縁層９は、発光層２をその端部まで完全に覆っており、第１電極７ａ及び各第２電極７ｂを除いて外部との通電を防止している。これにより、実装用はんだの這い上がりによるショート等を防ぐことができる。

封止層１０は、例えば熱硬化性樹脂により形成されている。封止層１０の厚さは各金属ポスト８ａ、８ｂと同様に１００マイクロメータ程度である。封止層１０は、第１金属ポスト８ａの端部及び各第２金属ポスト８ｂの端部を露出させて第１金属ポスト８ａ及び各第２金属ポスト８ｂを封止するように絶縁層９の全面に設けられている。これにより、第１金属ポスト８ａ及び各第２金属ポスト８ｂの周面は、封止層１０により完全に覆われている。
またさらに、封止層１０は、発光層２の側面も覆っている。すなわち、図１（ａ）に表したように、発光層２の第１主面Ｍ１と第２主面Ｍ２との間にある側面は、絶縁層９を介して、封止層１０により覆われている。これは、本実施形態のみならず、図２〜図２０に関して後述するすべての実施形態について同様とすることができる。封止層１０を、発光層２から放出される光に対して遮光性の材料により形成した場合、発光層２の側面を封止層１０で覆うことによって、発光層２の側面からの光の漏れを防ぐことができる。

なお、絶縁層９は、発光層２をその端部まで完全に覆うように設けられているが、本実施形態はこれに限られるものではない。例えば、封止層１０が絶縁層９にかわって発光層２をその端部まで完全に覆うように設けられてもよい。この場合でも、第１電極７ａ及び各第２電極７ｂを除いて外部との通電が防止されるので、実装用はんだの這い上がりによるショート等を防ぐことができる。

第１金属層１１ａ及び各第２金属層１１ｂは、例えばそれぞれ１．０マイクロメータ／０．１マイクロメータの厚さでＮｉ／Ａｕ等の金属により形成されている。第１金属層１１ａは、第１金属ポスト８ａの端部、すなわち露出部分に設けられている。各第２金属層１１ｂは、それぞれ各第２金属ポスト８ｂの端部、すなわち露出部分に設けられている。なお、第１金属層１１ａは第１電極７ａと同じ円形状となり、第２金属層１１ｂは第２電極７ｂと同じ円形状となる（図１（ｂ）参照）。

このような光半導体装置１Ａでは、第１金属ポスト８ａ及び各第２金属ポスト８ｂに電圧が印加されると、第１金属ポスト８ａから第１半導体層２ａに電位が与えられ、各第２金属ポスト８ｂから第２半導体層２ｂに電位が与えられ、第１半導体層２ａと第２半導体層２ｂとに挟まれた活性層２ｃから光が放射される。放射された光の一部は、透光層５を透過してそのまま透光層５の表面から放出され、他の一部は、反射層６により反射されて透光層５を透過して透光層５の表面から放出される。

本実施形態の構造によれば、装置構成が簡略化されており、発光層２の平面積と同サイズの小型な光半導体装置１Ａを得ることができる。さらに、製造時、モールド成形やマウント工程、接続工程等を行う必要がなくなり、通常の半導体製造装置による製造が可能になるので、コストを抑えることができる。
また、発光層２の上に透光層５を形成することにより、発光層２と空気との屈折率差を緩和することが可能になるので、光の取り出し効率を向上させることができる。また、本実施形態の構造によれば、発光層２の平面積と同サイズの光半導体装置１Ａを一般的な配線基板であるガラスエポキシ基板に実装する場合にも、ガラスエポキシ基板と発光層２間の線膨張係数差を各金属ポスト８ａ、８ｂにより緩和することが可能である。その結果として、光半導体装置１Ａの実装時の信頼性を確保することができる。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、発光層２上に透光性を有する無機物や有機物を透光層５として設け、さらに、発光層２の第１電極７ａ上に第１金属ポスト８ａを設け、発光層２の各第２電極７ｂ上に第２金属ポスト８ｂを設け、それらの第１金属ポスト８ａ及び各第２金属ポスト８ｂを封止する封止層１０を発光層２上に設けることによって、前述の構造の光半導体装置１Ａが得られる。
この光半導体装置１Ａによれば、透光層５を無機物やシリコーン樹脂などにより形成した場合には、発光層２から放射された光（特に、青色光）による透光層５の劣化が防止されるので、寿命低下を抑止することができる。さらに、装置構成が簡略化されて製造コストが抑えられるので、低コスト化を実現することができる。加えて、装置構成が簡略化されて装置の平面サイズは発光層２の平面積と同程度になっているので、通常の光半導体素子と同程度に光半導体装置１Ａを小型化することができる。

またさらに、本実施形態によれば、透光層５に光学的な機能を付与することも可能である。
図２は、本実施形態の第２の具体例を表す模式図である。すなわち、図２（ａ）は本具体例の光半導体装置の断面図であり、図２（ｂ）はそのＺ方向から眺めた平面図である。なお、図２（ａ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ線断面を表す。

本具体例においては、透光層５の光取り出し面に凸状のレンズ５ａが形成されている。これにより、発光層２から放出された光の集光作用が得られる。
図３は、本実施形態の第３の具体例を表す模式図である。すなわち、図３（ａ）は本具体例の光半導体装置の断面図であり、図３（ｂ）はそのＺ方向から眺めた平面図である。なお、図３（ａ）は図３（ｂ）のＡ−Ａ線断面を表す。

本具体例においては、透光層５の光取り出し面に凹状のレンズ５ｂが形成されている。このようにして、発光層２から放出される光を拡げて、配光特性を制御することも可能である。
図４は、本実施形態の第４の具体例を表す模式図である。すなわち、図４（ａ）は本具体例の光半導体装置の断面図であり、図４（ｂ）はそのＺ方向から眺めた平面図である。なお、図４（ａ）は図４（ｂ）のＡ−Ａ線断面を表す。

本具体例においては、透光層５の光取り出し面に、複数の凸状のレンズ５ａが形成されている。このようにしても、発光層２から放出される光を複数の収束光として放出させることも可能である。
図５は、本実施形態の第５の具体例を表す模式図である。すなわち、図５（ａ）は本具体例の光半導体装置の断面図であり、図５（ｂ）はそのＺ方向から眺めた平面図である。なお、図５（ａ）は図５（ｂ）のＡ−Ａ線断面を表す。

本具体例においては、透光層５の光取り出し面にフレネルレンズ５ｃが形成されている。フレネルレンズ５ｃを形成することにより、透光層５の厚みを薄くしつつ、発光層２から放出される光を集光させ配光特性を制御することが可能となる。

本実施形態によれば、接着層３により透光層５を発光層２に接着している。つまり、透光層５を発光層２とは別体の部材として予め成形することが容易である。したがって、図２〜図５に関して前述したような各種のレンズ形状、あるいはその他各種の配光特性を得るための形状を有する透光層５を設けた光半導体装置を低コストで製造することが可能となる。
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について図６を参照しつつ説明する。本実施形態については、第１実施形態と異なる部分について主に説明する。なお、本実施形態に関しては、第１実施形態に関して説明した部分と同一部分を同一符号で付し、その説明を適宜省略する。

図６は、本実施形態に係る光半導体装置の概略構成を示す断面図であり、図１（ａ）に対応する断面図である。
本実施形態においては、発光層２の上に、透光層５が直接設けられている。つまり、接着層３（図１参照）を介することなく、透光層５が発光層２の上に形成されている。
このような構造は、例えば、透光層５を樹脂により形成することにより実現可能である。例えば、発光層２の第１主面Ｍ１の上に、硬化前の樹脂材料を塗布する。しかる後に、樹脂材料を熱やＵＶ（紫外線）などにより硬化させる。こうすることにより、発光層２の上に、透光層５を直接形成することができる。
または、発光層２の第１主面Ｍ１の上に、例えば液状ガラスをスピンコートなどの方法で塗布し、その液状ガラスを硬化させることにより、透光層５を形成することができる。

本実施形態によれば、第１実施形態に関して前述した各種の作用効果に加えて、接着層３による光の吸収や散乱などを抑制し、光の取り出し効率をさらに向上させることも可能となる。
また、製造工程において、接着層３を形成する工程を排除できるので、工程の短縮及びコストの低減を図ることが可能となる。

なお、本実施形態においても、図２〜図５に関して前述した各種の光学的な機能を透過層５に付与することが可能である。例えば、所定の凸レンズ、凹レンズ、フレネルレンズなどの形状に対応したモールド型を用いて、発光層２の第１主面Ｍ１の上の樹脂材料の形状を制御しつつ硬化させればよい。あるいは、発光層２の第１主面Ｍ１の上の樹脂材料が硬化する前に、所定の凸レンズ、凹レンズ、フレネルレンズなどの形状に対応したスタンプによりインプリント（型押し）してもよい。
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態について図７を参照しつつ説明する。本実施形態については、第１及び第２実施形態と異なる部分について主に説明する。なお、本実施形態に関しては、第１及び第２実施形態に関して説明した部分と同一部分を同一符号で付し、その説明を適宜省略する。

図７は、本実施形態に係る光半導体装置の概略構成を示す断面図である。
本実施形態においては、発光層２の上に、接着層３を介して蛍光層４が設けられている。蛍光層４は、発光層２から放出された光の波長を変換する蛍光体粒子を含有している。具体的には、蛍光層４は、例えば、シリコーン樹脂などの有機材料に蛍光体粒子が分散された構造を有する。また、蛍光層４は、例えば、酸化シリコンなどの無機材料に蛍光体粒子が分散されたものであってもよい。蛍光層４の厚さは、例えば１５マイクロメータ程度とすることができる。あるいは、蛍光層４は、有機材料や無機材料からなるバインダによって蛍光体粒子どうしが結合され成形されたものであってもよい。

蛍光層４に用いる有機材料としてシリコーン樹脂を用いる場合には、接着層３と同種の樹脂、屈折率が１．５程度のメチルフェニルシリコーンを用いることができる。ただし、蛍光層４の材料は、これに限られるものではなく、他種の有機材料あるいは無機材料であってもよい。

蛍光層４に含有させる蛍光体は１組成である必要はない。例えば、青色光を緑色光と赤色光に波長変換する２種類の蛍光体を混合して用いても良い。このようにすると、発光層２から放出される青色光と、蛍光体により波長変換された緑色光と赤色光と、が混合して演色性の高い白色光を得ることができる。

また、蛍光層４は、単層である必要はない。例えば、青色光を吸収して緑色光を放出する蛍光体粒子を分散させた第１の層と、青色光を吸収して赤色光を放出する蛍光体粒子を分散させた第２の層と、を積層させた積層体であってもよい。この場合、発光層２の側から順に、第１の層、第２の層と積層させると、緑色光が第１の層において吸収されることによる損失を低減させることができる。

赤色の蛍光体として、例えば以下が挙げられる。ただし、実施形態に用いられる赤色の蛍光体は、これらに限定されない。
Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、
Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ＋顔料、
Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ、
Ｚｎ_３（ＰＯ_４）_２：Ｍｎ、
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ＋Ｉｎ_２Ｏ_３、
（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）ＢＯ_３、
（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）_２Ｏ_３、
ＹＶＯ_４：Ｅｕ、
Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ，Ｓｍ、
ＬａＳｉ_３Ｎ_５：Ｅｕ^２＋、
α−ｓｉａｌｏｎ：Ｅｕ^２＋、
ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋、
ＣａＳｉＮ_Ｘ：Ｅｕ^２＋、
ＣａＳｉＮ_Ｘ：Ｃｅ^２＋、
Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋、
ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋、
（ＳｒＣａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^Ｘ＋、
Ｓｒ_ｘ（Ｓｉ_ｙＡｌ_３）_ｚ（Ｏ_ｘＮ）：Ｅｕ^Ｘ＋

緑色の蛍光体として、例えば以下が挙げられる。ただし、実施形態に用いられる緑色の蛍光体は、これらに限定されない。
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ＋顔料、
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ，＋顔料、
Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ、
Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｔｂ、
Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｔｂ、
Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、
ＺｎＳ：Ｃｕ、
Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、
ＺｎＳ：Ｃｕ＋Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、
Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、
Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ＋Ｉｎ_２Ｏ_３、
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ＋Ｉｎ_２Ｏ_３、
（Ｚｎ，Ｍｎ）_２ＳｉＯ_４、
ＢａＡｌ_１２Ｏ_１９：Ｍｎ、
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）Ｏ・ａＡｌ_２Ｏ_３：Ｍｎ、
ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ、
Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、
ＺｎＳ：Ｃｕ、
３（Ｂａ，Ｍｇ，Ｅｕ，Ｍｎ）Ｏ・８Ａｌ_２Ｏ_３、
Ｌａ_２Ｏ_３・０．２ＳｉＯ_２・０．９Ｐ_２Ｏ_５：Ｃｅ，Ｔｂ、
ＣｅＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９：Ｔｂ、
ＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｃｅ、
（ＢｒＳｒ）ＳｉＯ_４：Ｅｕ、
α−ｓｉａｌｏｎ：Ｙｂ^２＋、
β−ｓｉａｌｏｎ：Ｅｕ^２＋、
（ＳｒＢａ）ＹＳｉ_４Ｎ_７：Ｅｕ^２＋、
（ＣａＳｒ）Ｓｉ_２Ｏ_４Ｎ_７：Ｅｕ^２＋、
Ｓｒ（ＳｉＡｌ）（ＯＮ）：Ｃｅ

青色の蛍光体として、例えば以下が挙げられる。ただし、実施形態に用いられる青色の蛍光体は、これらに限定されない。
ＺｎＳ：Ａｇ、
ＺｎＳ：Ａｇ＋顔料、
ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、
ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｃｌ、
ＺｎＳ：Ａｇ＋Ｉｎ_２Ｏ_３、
ＺｎＳ：Ｚｎ＋Ｉｎ_２Ｏ_３、
（Ｂａ，Ｅｕ）ＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７、
（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）_１０（ＰＯ_４）６Ｃｌ_２：Ｅｕ、
Ｓｒ_１０（ＰＯ_４）６Ｃｌ_２：Ｅｕ、
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｅｕ）（Ｍｇ，Ｍｎ）Ａｌ_１０Ｏ_１７、
１０（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｅｕ）・６ＰＯ_４・Ｃｌ_２、
ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２５：Ｅｕ

黄色の蛍光体として、例えば以下が挙げられる。ただし、実施形態に用いられる黄色の蛍光体は、これらに限定されない。
Ｌｉ（Ｅｕ，Ｓｍ）Ｗ_２Ｏ_８、
（Ｙ，Ｇｄ）_３，（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、
Ｌｉ_２ＳｒＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、
（Ｓｒ（Ｃａ，Ｂａ））_３ＳｉＯ_５：Ｅｕ^２＋、
ＳｒＳｉ_２ＯＮ_２．７：Ｅｕ^２＋

本実施形態の構造によれば、発光層２の上に光を波長変換する蛍光層４を設け、多様な波長帯の光を得ることができる。例えば、発光層２から青色光が放出される場合、蛍光層４に、青色光を吸収して黄色光を放出する蛍光体を含有させることで、白色光を得ることができる。つまり、発光層２からの青色光と、蛍光層４からの黄色光と、が混合することにより、白色光が得られる。

本実施形態の構造によれば、発光層２の下面（図７中）に反射層６を形成して上方向にのみ青色光を発光することによって、光半導体装置１Ｃの上面方向に白色光を発光することができる。

また、蛍光層４として、樹脂やガラスなどの材料に蛍光体粒子を分散させることにより、蛍光層４と空気との屈折率差を緩和することが可能になるので、光の取り出し効率を向上させることができる。
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態について図８を参照しつつ説明する。本実施形態については、第１乃至第３実施形態と異なる部分について主に説明する。なお、本実施形態に関しては、第１乃至第３実施形態に関して説明した部分と同一部分を同一符号で付し、その説明を適宜省略する。

図８は、本実施形態に係る光半導体装置の概略構成を示す断面図である。
本実施形態においては、発光層２の上に、蛍光層４が直接設けられている。すなわち、接着層３（図７参照）を介することなく、蛍光層４が発光層２の上に形成されている。

このような構造は、例えば、蛍光層４を樹脂を用いて形成することにより実現可能である。例えば、発光層２の第１主面Ｍ１の上に、蛍光体粒子を分散させた硬化前の樹脂材料を塗布する。しかる後に、樹脂材料を熱やＵＶ（紫外線）などにより硬化させる。こうすることにより、発光層２の上に、蛍光層４を直接形成することができる。蛍光層４を構成する樹脂として、シリコーン樹脂を用いると、青色光や紫外光に対する耐久性が高く、長期間の点灯によっても変色などの劣化を抑制できる点で有利である。

または、発光層２の第１主面Ｍ１の上に、例えば蛍光体粒子を分散させた液状ガラスをスピンコートなどの方法で塗布し、その液状ガラスを硬化させることにより、蛍光層４を形成することができる。この場合も、ガラスは青色光や紫外光に対する耐久性が高く、長期間の点灯によっても変色などの劣化を抑制できる点で有利である。

または、発光層２の上に、スパッタやＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により蛍光層４を形成してもよい。すなわち、蛍光体の材料をスパッタやＣＶＤにより発光層２の上に堆積させることができる。このようにすれば、高い濃度の蛍光体を含有した蛍光層４を形成することが可能となる。

本実施形態においても、蛍光層４は、単層である必要はない。例えば、青色光を吸収して緑色光を放出する蛍光体粒子を分散させた第１の層と、青色光を吸収して赤色光を放出する蛍光体粒子を分散させた第２の層と、を積層させた積層体であってもよい。

また、本実施形態によれば、第３実施形態に関して前述した各種の作用効果に加えて、接着層３による光の吸収や散乱などを抑制し、光の取り出し効率をさらに向上させることも可能となる。
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態について図９を参照しつつ説明する。本実施形態については、第１乃至第４実施形態と異なる部分について主に説明する。なお、本実施形態に関しては、第１乃至第４実施形態に関して説明した部分と同一部分を同一符号で付し、その説明を適宜省略する。

図９は、本実施形態に係る光半導体装置の概略構成を示す断面図である。
本実施形態においては、発光層２の上に、接着層３を介して透光層５と蛍光層４とがこの順番に設けられている。接着層３と透光層５については、第１実施形態に関して前述したものと同様とすることができる。また、蛍光層４については、第３及び第４実施形態に関して前述したものと同様とすることができる。

例えば、透光層５の上に、蛍光体粒子を分散させた硬化前の樹脂材料を塗布する。しかる後に、樹脂材料を熱やＵＶ（紫外線）などにより硬化させる。こうすることにより、透光層５の上に、蛍光層４を直接形成することができる。このように蛍光層４を形成した透光層５を接着層３を介して、発光層２に接着すればよい。

蛍光層４を構成する樹脂として、シリコーン樹脂を用いると、青色光や紫外光に対する耐久性が高く、長期間の点灯によっても変色などの劣化を抑制できる点で有利である。

または、透光層５の上に、例えば蛍光体粒子を分散させた液状ガラスをスピンコートなどの方法で塗布し、その液状ガラスを硬化させることにより、蛍光層４を形成することができる。この場合も、ガラスは青色光や紫外光に対する耐久性が高く、長期間の点灯によっても変色などの劣化を抑制できる点で有利である。

または、透光層５の上に、スパッタやＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により蛍光層４を形成してもよい。すなわち、蛍光体の材料をスパッタやＣＶＤにより発光層２の上に堆積させることができる。このようにすれば、高い濃度の蛍光体を含有した蛍光層４を形成することが可能となる。

本実施形態によれば、発光層２から放出された光をまず透光層５に導くことにより、その配光特性あるいは輝度の分布をより均一に近づけることができる。すなわち、発光層２から放出された光が透光層５に入射し、透光層５の中を伝搬する際に、透光層５が導光体として作用し、光の輝度のムラを緩和させることが可能となる。このようにして輝度のムラが緩和された光が蛍光層４に入射し、波長変換されることにより、外部に放出される光の色ムラをより均一にすることが可能となる。

例えば、発光層２から青色光が放出され、この一部が蛍光層４において黄色光に変換されて、白色光として外部に取り出される場合、蛍光層４に入射する青色光の強度が強いと、青色成分が強くなる場合がある。つまり、発光層２から放出される青色光の輝度にムラがあると、蛍光層４を介して外部に取り出される白色光も、青色成分にムラが生ずる。これは、観察者にとっては色ムラとして認識される可能性がある。

これに対して、本実施形態においては、発光層２から放出された光が、まず透光層５に導かれてその中を導光されることにより、輝度のムラが緩和される。その結果として、外部に取り出される光の色ムラも緩和することができる。
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態について図１０を参照しつつ説明する。本実施形態については、第１乃至第５実施形態と異なる部分について主に説明する。なお、本実施形態に関しては、第１乃至第５実施形態に関して説明した部分と同一部分を同一符号で付し、その説明を適宜省略する。

図１０は、本実施形態に係る光半導体装置の概略構成を示す断面図である。
本実施形態においては、発光層２の上に、透光層５と蛍光層４とがこの順番に設けられている。つまり、発光層２の上に、接着層３（図９参照）を介さずに、透光層５と蛍光層４とが直接形成されている。

透光層５については、第２実施形態に関して前述したものと同様とすることができる。また、蛍光層４については、第３乃至第５実施形態に関して前述したものと同様とすることができる。

実施形態においても、発光層２の上に、透光層５と蛍光層４とをこの順番に設けることにより、第５実施形態に関して前述した効果を同様に得ることができる。
またさらに、本実施形態においては、接着層３を用いないので、接着層３による光の吸収や散乱などを抑制し、光の取り出し効率をさらに向上させることも可能となる。
また、製造工程において、接着層３を形成する工程を排除できるので、工程の短縮及びコストの低減を図ることが可能となる。
（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態について図１１を参照しつつ説明する。本実施形態については、第１乃至第６実施形態と異なる部分について主に説明する。なお、本実施形態に関しては、第１乃至第６実施形態に関して説明した部分と同一部分を同一符号で付し、その説明を適宜省略する。

図１１は、本実施形態に係る光半導体装置の概略構成を示す断面図である。
本実施形態に係る光半導体装置１Ｇでは、第１金属層１１ａ及び各第２金属層１１ｂがはんだバンプである。すなわち、直径１００マイクロメータの半球状のはんだバンプが第１金属ポスト８ａ及び各第２金属ポスト８ｂ上に形成されている。はんだバンプの組成は、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５ＣｕやＳｎ−０．８Ｃｕ、Ｓｎ−３．５Ａｇ等の表面実装に使用されるはんだ材である。

本実施形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、第１金属層１１ａ及び各第２金属層１１ｂをはんだバンプにより形成することによって、光半導体装置１Ｇが配線基板に実装された場合、第１の実施の形態に係る光半導体装置１Ａと比較して、光半導体装置１Ｇと配線基板とのギャップがはんだバンプにより高くなるので、熱時に線膨張係数差により発生する応力をより緩和することができる。
なお、はんだバンプの代わりに、例えば、インジウムなどにより形成されたメタルバンプを設けてもよい。このようなメタルバンプは、例えば熱や超音波を与えながら圧着することで接合が可能である。

また、図１１には、第１実施形態の構造を例示したが、本実施形態はこれには限定されない。すなわち、第２乃至第６実施形態のいずれについても、はんだバンプあるいはメタルバンプを設けて同様の作用効果を得ることができる。
（第８の実施の形態）
本発明の第８の実施の形態について図１２を参照しつつ説明する。本発明の第８の実施の形態では、第１乃至第７の実施の形態と異なる部分について説明する。なお、第８の実施の形態においては、第１乃至第７の実施の形態で説明した部分と同一部分を同一符号で付し、その説明を省略する。

図１２（ａ）は、本実施形態に係る光半導体装置の概略構成を表す断面図であり、図１２（ｂ）は同図（ａ）に表した光半導体装置の下面を表す平面図である。
本実施形態に係る光半導体装置１Ｈでは、第１クラッド層２ａの下面に、例えば一辺１００マイクロメータの正方形の第１電極７ａが形成されている。一方、第２クラッド層２ｂの下面の第２電極７ｂは、例えば一辺５００マイクロメータの正方形で、第１クラッド層２ａのコーナ領域で例えば一辺１５０マイクロメータの正方形領域分が欠けた形状を有する。第１金属ポスト８ａは、第１電極７ａと同じ平面形状で直方体状の角柱となり、第２金属ポスト８ｂは、第２電極７ｂと同じ平面形状で角柱となる。さらに、第１金属層１１ａは第１電極７ａと同じ平面形状となり、第２金属層１１ｂは第２電極７ｂと同じ平面形状となる（図１２（ｂ）参照）。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、第１実施形態に係る光半導体装置１Ａと比較して、第１電極７ａ及び第２電極７ｂの平面積を大きく、すなわち、第１金属ポスト８ａ及び第２金属ポスト８ｂを大きくすることによって、発光により発熱した熱を逃がすための放熱経路が大きくなるので、熱抵抗の低減により、電流投入時の発熱量を減少させることができると共に、過渡熱抵抗を大幅に減少させることができる。

なお、図１２には、第１実施形態の構造を例示したが、本実施形態はこれには限定されない。すなわち、第２乃至第６実施形態のいずれについても、第１電極７ａ及び第２電極７ｂの平面積を大きくすることによって、熱抵抗の低減により、電流投入時の発熱量を減少させることができると共に、過渡熱抵抗を大幅に減少させることができる。
（第９の実施の形態）
本発明の第９の実施の形態について図１３乃至図１５を参照しつつ説明する。本実施形態は、第１実施形態に係る光半導体装置１Ａ及び第３実施形態に係る光半導体装置１Ｃの製造方法である。本実施形態の説明においては、第１乃至第８の実施形態で説明した部分と同一部分を同一符号で付し、その説明を省略する。

図１３乃至図１５は、本実施形態の光半導体装置の製造方法を表す工程断面図である。なお、ここでは一例として、第１実施形態に係る光半導体装置１Ａの製造方法を表した。

まず、図１３（ａ）に表したように、例えば直径２インチで厚さ２００マイクロメータのサファイヤウェーハである基板１１上に、例えばＩｎＧａＮの青色発光の発光層１２を形成する。この発光層１２は、まず元となる発光層がエピタキシャル成長により成膜され、その発光層がＲＩＥ（反応性イオンエッチング）処理により個別化されている。これにより、光半導体装置１Ａの発光層２が形成される。この発光層２は、例えば一辺５５０マイクロメータの正方形領域に第１クラッド層２ａが成膜され、その第１クラッド層２ａの下面に活性層２ｃを挟んで、第１クラッド層２ａのコーナ領域（一辺１５０マイクロメータの正方形）を除く領域に第２クラッド層２ｂが成膜されて形成されている（図１参照）。

次に、図１３（ｂ）に表したように、基板１１上の各発光層１２上に多層膜１３が形成される。まず、０．１マイクロメータ／０．１マイクロメータ厚さのＮｉ／Ａｕ膜（図示せず）が発光層１２のコンタクト層として発光層１２の表面全体にスパッタにより成膜され、その膜上にＡｇもしくはＡｌの金属膜（図示せず）が０．３マイクロメータの厚さでスパッタ法により成膜される。これにより、光半導体装置１Ａの反射層６が形成される。その後、０．１マイクロメータ／０．１マイクロメータの厚さのＮｉ／Ａｕ膜（図示せず）が電極材料として発光層１２の電極部分に成膜され、電極部分以外の領域に厚さ０．３マイクロメータのＳｉＯ_２膜のパッシベーション膜（図示せず）がスパッタ法により成膜される。これにより、光半導体装置１Ａの第１電極７ａ、各第２電極７ｂ及び絶縁層９が形成される。このようにして、基板１１上の各発光層２上に多層膜１３が形成される。

次に、図１３（ｃ）に表したように、基板１１の全面にわたって、メッキの給電層となる導電性膜であるシード層１４が蒸着法やスパッタ法などの物理的被着法により形成される。このシード層１４としては、例えばＴｉ／Ｃｕなどの積層膜が用いられる。ここで、Ｔｉ層はレジストやパッドとの密着強度を高める目的で形成される。したがって、その膜厚は０．１マイクロメータ程度で構わない。一方、Ｃｕは主に給電に寄与するため、その膜厚は０．２マイクロメータ以上が好ましい。

次いで、図１３（ｄ）に表したように、基板１１の全面にわたって、第１電極７ａ及び各第２電極７ｂ部分である電極パッド部分を開口した犠牲層であるレジスト層１５が形成される。レジストとしては、感光性の液状レジストやドライフィルムレジストを用いることが可能である。レジスト層１５は、まず元となるレジスト層が形成された後、開口部を形成するための遮光マスクが用いられ、露光及び現像により開口部が形成されて、基板１１の全面に形成される。現像後のレジストはその材料に応じて必要があればベーキングされる。

続いて、図１４（ａ）に表したように、電気メッキ法によりメッキ層１６がレジスト層１５の開口部に形成される。これにより、光半導体装置１Ａの各金属ポスト８ａ、８ｂが形成される。電気メッキに際しては、例えば、硫酸銅と硫酸からなるメッキ液中にウェーハの基板１１が浸漬されるとともに、シード層１４に直流電源の負極が接続され、基板１１の被メッキ面と対向するように設置したアノードとなるＣｕ板に直流電源の陽極が接続されて電流が流されてＣｕメッキが開始される。メッキ膜は時間の経過とともにその厚さが増加するが、レジスト層１５の厚さに達する前に、通電が停止されてメッキが完了する。

メッキ後、図１４（ｂ）に表したように、レジスト層１５が基板１１から剥離されて除去される。その後、酸洗浄により、シード層１４がエッチングにより除去される。これにより、発光層１２、多層膜１３及びメッキ層１６が露出する。

次に、図１４（ｃ）に表したように、基板１１の全面にわたって、封止層となる熱硬化樹脂層１７が形成される。まず、スピンコートにより、メッキ層１６が埋まる程度の厚さで、メッキ層１６の周囲に熱硬化性樹脂が供給され、その後、オーブンに投入され、加熱により熱硬化樹脂層１７が硬化する。樹脂は、例えば１５０℃で２時間の加熱により硬化する。

その後、図１４（ｄ）に表したように、熱硬化樹脂層１７の表面が研削されてメッキ層１６が露出する。これにより、光半導体装置１Ａの封止層１０が形成される。熱硬化樹脂層１７の研削には、回転研磨ホイールが用いられ、回転研削によって平坦性を確保しながら研削を完了させることが可能である。研削完了後に、必要に応じて、乾燥が行われてもよい。この研削工程は、前工程でスピンコートなどによりメッキ層１６の端部のみを露出させて熱硬化樹脂を塗布することは困難であるため（塗布時間及びコストがかかる）、スピンコート後にメッキ層１６の端部を露出させるために必要な工程である。

次に、図１５（ａ）に表したように、基板１１と発光層１２との層間にレーザが照射され、基板１１から発光層１２がリフトオフされる。つまり、基板１１から発光層１２が分離され剥離される。これにより、発光層１２、多層膜１３及びメッキ層１６及び熱硬化樹脂層１７からなる発光基材１２Ａが基板１１から分離される。リフトオフは、Ｎｄ：ＹＡＧの第三調波レーザを用いて発光層１２との層間に基板１１を通して波長３５５ｎｍのレーザ光を照射することによって行われる。なお、リフトオフはオプションであり、省くことも可能である。

また、ここでは、サファイヤウェーハの基板１１の上に窒化ガリウム系の結晶を成長させて、基板１１から分離する具体例を挙げたが、本実施形態はこれには限定されない。例えば、ＧａＡｓの基板の上に、ＩｎＧａＡｌＰ系の結晶を成長させ、エッチングなどの方法によりＧａＡｓ基板を取り除いて発光層１２を形成することも可能である。ＩｎＧａＡｌＰ系の結晶から得られる発光はＧａＡｓ基板により吸収されてしまうが、このようにしてＧａＡｓ基板を取り除くことにより、ＩｎＧａＡｌＰ系の発光層から放出される光がＧａＡｓ基板に吸収されることなく、外部に取り出すことができる。

次いで、図１５（ｂ）に表したように、リフトオフにより形成された発光基材１２Ａは、光学ガラスウェーハ等の透光基材１８上に発光層１２を向けて接着層２０を介して貼り合わされる。なお、別工程において、透光性を有する無機物からなる透光基材１８上にシリコーン樹脂層が接着層２０として形成される。このようにして、光半導体装置１Ａの透光層５及び接着層３が形成される。

ここで、透光基材１８と発光層１２との貼り合わせは、透光基材１８上にシリコーン樹脂をスプレー工法により供給し、その後、位置合わせ後に貼り合わせを行い、貼り合わせ状態の発光基材１２Ａ及び透光基材１８をオーブンに投入し、硬化及び接着することによって行われる。シリコーン樹脂の硬化は例えば１５０℃で１時間の加熱により可能である。

次に、図１５（ｃ）に表したように、Ｎｉ／Ａｕ層２１が無電解メッキ法によりメッキ層１６のＣｕ電極上に形成される。これにより、光半導体装置１Ａの金属層１１ａ、１１ｂが形成される。Ｎｉの無電解メッキに際しては、例えば、弱アリカリ性の脱脂液での３分間処理により脱脂が行われ、流水での１分間処理により水洗が行われ、酸洗の後、７０℃に温調されたニッケル−リンメッキ液中にウェーハが浸漬された後、水洗が行われることにより、Ｎｉ層の成膜が実行される。さらに、Ａｕの無電解メッキに際しては、７０℃に温調された無電解金メッキ液中にウェーハが浸漬された後、水洗及び乾燥が行われることにより、Ｃｕ電極表面にメッキが施される。

最後に、図１５（ｄ）に表したように、ダイサによりダイシングが行われることにより、複数の光半導体装置１Ａが切り出され、第１の実施の形態に係る光半導体装置１Ａが得られる。なお、第８実施形態に係る光半導体装置１Ｈの製造工程においては、前述と同一の工程が用いられ、レジスト層１５の開口サイズ及び形状の変更により、第８実施形態に係る光半導体装置１Ｈが得られる。
一方、図１５（ｂ）及び（ｃ）に表した工程において、透光基材１８の代わりに蛍光層４となるべき蛍光基材を用い、この蛍光基材を接着層２０により発光基材１２Ａに接着して、図１５（ｄ）に表したようにダイシングを施せば、第３実施形態に係る光半導体装置１Ｃが得られる。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１及び第３実施形態に係る光半導体装置１Ａ、１Ｃを製造することができ、その結果、第１及び第３実施形態と同様の効果を得ることができる。また、レジスト層１５の開口サイズ及び形状の変更することによって、第８実施形態に係る光半導体装置１Ｈを製造することができ、その結果、第８実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、一度の製造工程で多数の光半導体装置１Ａ、１Ｃ、１Ｈを製造することが可能であるので、光半導体装置１Ａ、１Ｃ、１Ｈの大量生産を実現することができ、その結果、光半導体装置１Ａ、１Ｃ、１Ｈのコストを抑えることができる。
（第１０の実施の形態）
本発明の第１０の実施の形態について図１６を参照しつつ説明する。本実施形態は、第２実施形態に係る光半導体装置１Ｂの製造方法である。本実施形態の説明においては、第１乃至第９の実施形態で説明した部分と同一部分を同一符号で付し、その説明を省略する。

図１６は、本実施形態の光半導体装置の製造方法の一部を表す工程断面図である。
図１６（ａ）に表した工程までは、図１３（ａ）乃至図１５（ａ）に関して前述したものと同様とすることができる。
そして、図１５（ａ）に関して前述したように、基板１１と発光層１２との層間にレーザが照射され、基板１１から発光基材１２Ａがリフトオフされる。

次いで、図１６（ａ）に表したように、リフトオフにより形成された発光基材１２Ａの発光層１２側の面上に、透光基材４２が形成される。透光基材４２は、例えば、液状ガラスをスピンコートなどの方法により塗布し、硬化させることにより形成できる。液状ガラスは、スピンコートの他、スプレー工法により供給されることも可能であり、その供給方法は限定されない。ガラス層の硬化は、例えば２００℃で１時間の加熱により実施可能である。透光層４２の成膜材料としては、液状ガラスの他、用途に応じて適宜選択することが可能である。
あるいは、スパッタやＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などの方法により、酸化シリコンなどの材料を堆積させてもよい。

あるいは、シリコーン樹脂などの樹脂材料を発光基材１２Ａの上にスピンコートなどにより塗布し、その後、オーブンに投入したり、ＵＶ（紫外線）により硬化して形成できる。シリコーン樹脂としては、例えば１５０℃で１時間の加熱により硬化するものが用いられる。均一厚さの透光基材４２を成膜するためには、シリコーン樹脂が発光基材１２Ａ上に供給された後、スペーサが形成され、表面に剥離性の高いフッ素加工を施した冶具が貼り合わされて硬化させられる。これにより、樹脂の表面張力による表面の湾曲を抑制して、均一厚さのシリコーン樹脂膜を成膜することが可能である。

次に、図１６（ｂ）に表したように、メッキ層１６のＣｕ電極上にＮｉ／Ａｕ層４３が無電解メッキ法により形成される。これにより、光半導体装置１Ｂの金属層１１ａ、１１ｂが形成される。Ｎｉの無電解メッキ及びＡｕの無電解メッキに際しては、第９実施形態に係るＮｉ／Ａｕ層２１の形成工程と同様のメッキが行われる。
最後に、図１６（ｃ）に表したように、ダイサによりダイシングが行われることにより、複数の光半導体装置１Ｂが切り出され、第２実施形態に係る光半導体装置１Ｂが得られる。

以上説明したように、本実施形態によれば、第２実施形態に係る光半導体装置１Ｂを製造することができ、その結果、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、一度の製造工程で多数の光半導体装置１Ｂを製造することが可能であるので、光半導体装置１Ｂの大量生産を実現することができ、その結果、光半導体装置１Ｂのコストを抑えることができる。
（第１１の実施の形態）
本発明の第１１の実施の形態について図１７を参照しつつ説明する。本実施形態は、第４実施形態に係る光半導体装置１Ｄの製造方法について説明する。本実施形態については、第１乃至第１０の実施形態に関して説明した部分と同一部分を同一符号で付し、その説明を省略する。

図１７は、本実施形態の光半導体装置の製造方法の一部を表す工程断面図である。
本実施形態に係る製造工程は、図１３（ａ）に示す発光層１２の成膜工程から図１５（ａ）に表したリフトオフ工程までは、第９実施形態と同じ工程を有している。

リフトオフ工程後、図１７（ａ）に表したように、蛍光層４１が発光基材１２Ａの発光層１２側の面上に形成される。蛍光層４１は、蛍光体粒子を混合したシリコーン樹脂や液状ガラスなどを用いて形成される。これにより、光半導体装置１Ｄの蛍光層４が形成される。

ここで、蛍光体粒子とシリコーン樹脂（あるいは液状ガラスなど）は、例えば、自公転式の混合装置で均一に混ぜ合わせた後、発光基材１２Ａの上にスピンコートにより供給され、その後、オーブンに投入されて硬化して形成できる。シリコーン樹脂としては、例えば１５０℃で１時間の加熱により硬化するものが用いられる。均一厚さの蛍光層４を成膜するためには、シリコーン樹脂が発光基材１２Ａ上に供給された後、スペーサが形成され、表面に剥離性の高いフッ素加工を施した治具が貼り合わされて硬化させられる。これにより、樹脂の表面張力による表面の湾曲を抑制して、均一厚さのシリコーン樹脂膜を成膜することが可能である。

あるいは、蛍光層４１は、スパッタ法により発光基材１２Ａの上に形成することも可能である。このとき、スパッタを複数回行うことにより蛍光層４１を積層することも可能であり、第４実施形態に係る光半導体装置１Ｄを製造することができる。なお、蛍光層４１は、ＣＶＤ装置を用いて成膜することも可能である。
蛍光体の材料をスパッタやＣＶＤにより堆積させた場合には、高い濃度の蛍光体を含有する蛍光層４１を形成することが可能である。

次に、図１７（ｂ）に表したように、メッキ層１６のＣｕ電極上にＮｉ／Ａｕ層４３が無電解メッキ法により形成される。これにより、光半導体装置１Ｄの金属層１１ａ、１１ｂが形成される。Ｎｉの無電解メッキ及びＡｕの無電解メッキに際しては、第９実施形態に係るＮｉ／Ａｕ層２１の形成工程と同様のメッキが行われる。
最後に、図１７（ｃ）に表したように、ダイサによりダイシングが行われることにより、複数の光半導体装置１Ｄが切り出され、第４実施形態に係る光半導体装置１Ｄが得られる。

以上説明したように、本実施形態によれば、第４実施形態に係る光半導体装置１Ｄを製造することができ、その結果、第４実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、一度の製造工程で多数の光半導体装置１Ｄを製造することが可能であるので、光半導体装置１Ｄの大量生産を実現することができ、その結果、光半導体装置１Ｄのコストを抑えることができる。
（第１２の実施の形態）
本発明の第１２の実施の形態について図１８を参照しつつ説明する。本実施形態は、第５実施形態に係る光半導体装置１Ｅの製造方法である。本実施形態の説明においては、第１乃至第１１の実施形態で説明した部分と同一部分を同一符号で付し、その説明を省略する。

図１８は、本実施形態の光半導体装置の製造方法の一部を表す工程断面図である。
図１８（ａ）に表した工程までは、図１３（ａ）乃至図１５（ｄ）に関して前述したものと同様とすることができる。
そして、図１８（ａ）に表したように、基板１１と発光層１２との層間にレーザが照射され、基板１１から発光層１２がリフトオフされる。

次いで、図１８（ｂ）に表したように、リフトオフにより形成された発光基材１２Ａは、蛍光層１９が設けられた光学ガラスウエハ等の透光基材１８が、接着層２０を介して発光層２に貼り合わされる。なお、別工程において蛍光基材が形成され、すなわち、透光性を有する無機物あるいは有機物からなる透光基材１８上に蛍光体粒子を混合したシリコーン樹脂層などが蛍光層１９として形成される。そして、その透光基材１８上にシリコーン樹脂層が接着層２０として形成される。このようにして、光半導体装置１Ｅの蛍光層４、透光層５及び接着層３が形成される。

ここで、蛍光体粒子とシリコーン樹脂は、例えば、自公転式の混合装置で均一に混ぜ合わせた後、透光基材１８上にスピンコートにより供給され、その後、オーブンに投入されて硬化して形成できる。シリコーン樹脂としては、例えば１５０℃で１時間の加熱により硬化するものが用いられる。均一厚さの蛍光層４を成膜するためには、シリコーン樹脂が透光基材１８上に供給された後、スペーサが形成され、表面に剥離性の高いフッ素加工を施した冶具が貼り合わされて硬化させられる。これにより、樹脂の表面張力による表面の湾曲を抑制して、均一厚さのシリコーン樹脂膜を成膜することが可能である。

また、蛍光層１９を形成した透光基材１８と発光層１２との貼り合わせは、透光基材１８上にシリコーン樹脂をスプレー工法により供給し、その後、位置合わせ後に貼り合わせを行い、貼り合わせ状態の発光基材１２Ａ及び透光基材１８をオーブンに投入し、硬化及び接着することによって行われる。シリコーン樹脂の硬化は例えば１５０℃で１時間の加熱により可能である。

次に、図１８（ｃ）に表したように、Ｎｉ／Ａｕ層２１が形成される。これにより、光半導体装置１Ａの金属層１１ａ、１１ｂが形成される。
最後に、図１８（ｄ）に表したように、ダイサによりダイシングが行われることにより、複数の光半導体装置１Ｅが切り出され、第５実施形態に係る光半導体装置１Ｅが得られる。

以上説明したように、本実施形態によれば、第５実施形態に係る光半導体装置１Ｅを製造することができ、その結果、第５実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、レジスト層１５の開口サイズ及び形状の変更することによって、第８の実施の形態に係る光半導体装置１Ｈを製造することができ、その結果、第８実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、一度の製造工程で多数の光半導体装置１Ｅ、１Ｈを製造することが可能であるので、光半導体装置１Ｅ、１Ｈの大量生産を実現することができ、その結果、光半導体装置１Ｅ、１Ｈのコストを抑えることができる。
（第１３の実施の形態）
本発明の第１３の実施の形態について図１９を参照しつつ説明する。本実施形態は、第６実施形態に係る光半導体装置１Ｆの製造方法である。本実施形態の説明においては、第１乃至第１２の実施形態で説明した部分と同一部分を同一符号で付し、その説明を省略する。

図１９は、本実施形態の光半導体装置の製造方法の一部を表す工程断面図である。
図１９（ａ）に表した工程までは、図１３（ａ）乃至図１５（ａ）に関して前述したものと同様とすることができる。
そして、図１５（ａ）に関して前述したように、基板１１と発光層１２との層間にレーザが照射され、基板１１から発光基材１２Ａがリフトオフされる。

次いで、図１９（ａ）に表したように、リフトオフにより形成された発光基材１２Ａの発光層１２側の面上に、透光基材４２が形成される。透光基材４２は、例えば、液状ガラスをスピンコートなどの方法により塗布し、硬化させることにより形成できる。液状ガラスは、スピンコートの他、スプレー工法により供給されることも可能であり、その供給方法は限定されない。ガラス層の硬化は、例えば２００℃で１時間の加熱により実施可能である。透光層４２の成膜材料としては、液状ガラスの他、用途に応じて適宜選択することが可能である。
あるいは、スパッタやＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などの方法により、酸化シリコンなどの材料を堆積させてもよい。

あるいは、シリコーン樹脂などの樹脂材料を発光基材１２Ａの上にスピンコートなどにより塗布し、その後、オーブンに投入したり、ＵＶ（紫外線）により硬化して形成できる。シリコーン樹脂としては、例えば１５０℃で１時間の加熱により硬化するものが用いられる。均一厚さの透光基材４２を成膜するためには、シリコーン樹脂が発光基材１２Ａ上に供給された後、スペーサが形成され、表面に剥離性の高いフッ素加工を施した冶具が貼り合わされて硬化させられる。これにより、樹脂の表面張力による表面の湾曲を抑制して、均一厚さのシリコーン樹脂膜を成膜することが可能である。

次に、図１９（ｂ）に表したように、透光基材４２の上に、蛍光層４１が形成される。蛍光層４１は、蛍光体粒子を混合したシリコーン樹脂や液状ガラスなどを用いて形成される。これにより、光半導体装置１Ｆの蛍光層４が形成される。

ここで、蛍光体粒子とシリコーン樹脂（あるいは液状ガラスなど）は、例えば、自公転式の混合装置で均一に混ぜ合わせた後、透光基材４２の上にスピンコートにより供給され、その後、オーブンに投入されて硬化して形成できる。シリコーン樹脂としては、例えば１５０℃で１時間の加熱により硬化するものが用いられる。均一厚さの蛍光層４を成膜するためには、シリコーン樹脂が透光基材４２の上に供給された後、スペーサが形成され、表面に剥離性の高いフッ素加工を施した治具が貼り合わされて硬化させられる。これにより、樹脂の表面張力による表面の湾曲を抑制して、均一厚さのシリコーン樹脂膜を成膜することが可能である。

あるいは、蛍光層４１は、スパッタ法により透光基材４２の上に形成することも可能である。このとき、スパッタを複数回行うことにより蛍光層４１を積層することも可能である。なお、蛍光層４１は、ＣＶＤ装置を用いて成膜することも可能である。蛍光体の材料をスパッタやＣＶＤにより堆積させた場合には、高い濃度の蛍光体を含有する蛍光層４１を形成することが可能である。

次に、図１９（ｃ）に表したように、メッキ層１６のＣｕ電極上にＮｉ／Ａｕ層４３が無電解メッキ法により形成される。これにより、光半導体装置１Ｆの金属層１１ａ、１１ｂが形成される。Ｎｉの無電解メッキ及びＡｕの無電解メッキに際しては、第９実施形態に係るＮｉ／Ａｕ層２１の形成工程と同様のメッキが行われる。

最後に、図１９（ｄ）に表したように、ダイサによりダイシングが行われることにより、複数の光半導体装置１Ｆが切り出され、第６実施形態に係る光半導体装置１Ｆが得られる。

以上説明したように、本実施形態によれば、第６実施形態に係る光半導体装置１Ｆを製造することができ、その結果、第６実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、一度の製造工程で多数の光半導体装置１Ｆを製造することが可能であるので、光半導体装置１Ｆの大量生産を実現することができ、その結果、光半導体装置１Ｆのコストを抑えることができる。
（第１４の実施の形態）
本発明の第１４の実施の形態について図２０を参照しつつ説明する。本実施形態は、第７実施形態に係る光半導体装置１Ｇの製造方法について説明する。なお、第１４実施形態については、第１乃至第１３の実施の形態で説明した部分と同一部分を同一符号で付し、その説明を省略する。

図２０は、本実施形態の光半導体装置の製造方法の一部を表す工程断面図である。
本実施形態に係る製造工程は、図１３（ａ）に表した発光層１２の成膜工程から図１５（ｂ）に表した示す貼り合わせ工程までは、第９実施形態と同じ工程を有している。

貼り合わせ工程後、図２０（ａ）に表したように、メッキ層１６のＣｕ電極上にＮｉ／Ａｕ層などのコンタクト層３１が無電解メッキ法により形成される。Ｎｉの無電解メッキ及びＡｕの無電解メッキに際しては、第６の実施の形態に係るＮｉ／Ａｕ層２１の形成工程と同様のメッキが行われる。

次に、図２０（ｂ）に表したように、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕのはんだペースト３２が印刷法によりコンタクト層３１上に塗布される。なお、はんだペースト３２の塗布方法は印刷法に限られるものではない。

その後、図２０（ｃ）に表したように、ウェーハの透光基材１８がリフロー炉に通されてはんだが再溶融され、フラックス残渣が洗浄されることにより、はんだバンプ３３がメッキ層１６のＣｕ電極上に形成される。これにより、光半導体装置１Ｂの金属層１１ａ、１１ｂが形成される。

最後に、図２０（ｄ）に表したように、ダイサによりダイシングが行われることにより、複数の光半導体装置１Ｇが切り出され、第７実施形態に係る光半導体装置１Ｇが得られる。

以上説明したように、本実施形態によれば、第７実施形態に係る光半導体装置１Ｇを製造することができ、その結果、第７実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、一度の製造工程で多数の光半導体装置１Ｇを製造することが可能であるので、光半導体装置１Ｇの大量生産を実現することができ、その結果、光半導体装置１Ｇのコストを抑えることができる。
（他の実施の形態）
なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、前述の実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。また、前述の実施の形態においては、各種の数値を挙げているが、それらの数値は例示であり、限定されるものではない。

１Ａ〜１Ｇ…光半導体装置、２…発光層、４…蛍光層、５…透光層、７ａ…第１電極、７ｂ…第２電極、８ａ…第１金属ポスト、８ｂ…第２金属ポスト、１０…封止層、１１…基板、１１ａ…第１金属層、１１ｂ…第２金属層、１２…発光層、１２Ａ…発光基材、１４…導電性膜（シード層）、１５…犠牲層（レジスト層）、１６…メッキ層、１７…封止層（熱硬化樹脂層）、１８…透光基材、１９，４１…蛍光層、２１，３３，４３…金属層、４２…透光層、Ｍ１…第１主面、Ｍ２…第２主面

Claims (8)

1. 実装基板に実装される前の光半導体装置であって、
   第１の樹脂の層と、活性層を覆う遮光性の第２の樹脂の層と、が間に成長基板を介することなく積層され、
   前記活性層の１つの面は、前記第１の樹脂の層に面して配置され、
   前記活性層の側面は、前記第２の樹脂の層に包囲され、
   前記第２の樹脂の層は、前記活性層を発光させる電流を流すための導電部であって前記実装基板に接続される端部を有する導電部を取り囲むことを特徴とする光半導体装置。
2. 実装基板に実装される前の光半導体装置であって、
   第１の樹脂の層と、活性層を覆う遮光性の第２の樹脂の層と、が間に成長基板を介することなく積層され、
   前記第１の樹脂の層と前記第２の樹脂の層の積層方向に対して垂直な方向から見たときに、
   前記第１の樹脂の層と前記第２の樹脂の層は、露出し、
   前記第２の樹脂の層は、前記活性層を発光させる電流を流すための導電部であって前記実装基板に接続される端部を有する導電部を取り囲むことを特徴とする光半導体装置。
3. 実装基板に実装される前の光半導体装置であって、
   第１の樹脂の層と、活性層を覆う遮光性の第２の樹脂の層と、が間に成長基板を介することなく積層され、
   前記第１の樹脂の層と前記第２の樹脂の層の積層方向に対して平行な方向から見たときに、
   前記第１の樹脂の層の外形と、前記第２の樹脂の層の外形と、は、同じであり、
   前記第２の樹脂の層は、前記活性層を発光させる電流を流すための導電部であって前記実装基板に接続される端部を有する導電部を取り囲むことを特徴とする光半導体装置。
4. 実装基板に実装される前の光半導体装置であって、
   第１の樹脂の層と、遮光性の第２の樹脂の層と、が間に成長基板を介することなく積層され、
   前記第２の樹脂の層は、活性層を覆い、前記活性層を発光させる電流を流すための導電部であって前記実装基板に接続される端部を有する導電部を取り囲むことを特徴とする光半導体装置。
5. 前記第２の樹脂の層と前記導電部とが露出している面を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光半導体装置。
6. 前記活性層の１つの面は、前記第１の樹脂の層に面して配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の光半導体装置。
7. 前記第１の樹脂の層は、蛍光体を含み、
   前記第２の樹脂の層は、蛍光体を含まないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の光半導体装置。
8. 前記第１の樹脂の層のみが露出している面を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の光半導体装置。

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