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JP6428249B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体発光素子と内部配線を有する樹脂層とを備える発光装置に関する。
発光ダイオード等の半導体発光素子（発光素子）を用いた発光装置は小型化が容易で、かつ高い発光効率が得られることから広く用いられている。
発光素子を用いた発光装置は、大別すると、発光素子にパッド電極を設ける面が、実装基板と反対側の面であるフェイスアップ型と、実装基板と対向する面である発光素子の下面に電極を設けたフェイスダウン型の２種類がある。
フェイスアップ型では発光素子をリード等にマウントし、発光素子とリードとの間をボンディングワイヤ等により接続する。このため、実装基板に実装して同基板の表面に垂直な方から平面視した場合、ボンディングワイヤの一部が発光素子よりも外側に位置する必要があり小型化に限界があった。
一方、フェイスダウン型（フリップチップ型の形態を取ることが多い）では、発光素子の表面に設けたパッド電極と、実装基板上に設けた配線とを、実装基板の表面に垂直な方から平面視した場合に発光素子の内側に位置するバンプ又は金属ピラー等の接続手段により電気的に接続することが可能である。
これにより、発光装置のサイズ（とりわけ実装基板に垂直な方向から平面視したサイズ）を発光素子のチップに近いレベルまで小型化することができる。
そして、最近ではより一層の小型化を進めるため、又は発光効率をより高めるために、サファイア等の成長基板（透光性基板）を除去、又はその厚さを薄くしたフェイスダウン型の発光装置が用いられている。
成長基板は、その上に発光素子を構成するｎ型半導体層及びｐ型半導体層を成長させるために用いる基板であって、厚さが薄く強度の低い発光素子を支持することにより発光装置の強度を向上させる効果も有している。
このため、発光素子を形成した後に、成長基板を除去した発光装置又は成長基板の厚さを薄くした発光装置では、例えば、特許文献１に示されるように、発光素子を支持するために電極側（実装基板と対向する側）に樹脂層を設けるとともに、この樹脂層を貫く金属ピラーを形成して、この金属ピラーにより発光素子の電極と実装基板に設けた配線（配線層）とを電気的に接続している。
そして、この金属ピラーを含む樹脂層を有することで発光装置は十分な強度を確保することができる。
一方、発光素子ではないが、例えば、特許文献２や特許文献３には、実装基板の配線と、外部と接続するために樹脂の表面に設けられた端子とを、金属ワイヤで接続する方法が開示されている。
特開２０１０−１４１１７６号公報 特開平５−２９９５３０号公報 特開２００８−２５１７９４号公報
ここで、発光装置が十分な強度を有するために樹脂層は、例えば数十μｍレベル以上又は１ｍｍ以上のように十分な厚さを有する必要がある。このため、金属ピラーも数十μｍ以上又は１ｍｍ以上というような厚さが必要となる。
一方、特許文献１に記載されたような金属ピラーは、通常、電解メッキ法により形成されるため、このように厚い金属ピラー（金属膜）を形成するためには長い時間を要するため量産性（生産性）が低くなるという問題がある。
更に、厚膜にメッキ層を形成すると、樹脂層との間の応力や内部応力のためにメッキ層に反りが生じやすくなり、その結果、発光素子からメッキ層が剥がれたり、安定した形状で発光装置を作製できなったりする恐れがある。
そこで、特許文献２や特許文献３に開示された方法を適用して、金属ピラーに代えて金属ワイヤを用いることが考えられる。 樹脂層が前記した範囲の厚さであれば、使用する金属ワイヤの長さを変えるだけで、生産性をほとんど変えることなく内部配線を形成することができる。
一方、発光素子は発熱量が多く、温度上昇に伴って発光出力が低下することが知られている。このため、発光素子で発生した熱を迅速に放熱して、過度に温度上昇しないようにする必要がある。ここで、支持体である樹脂層の厚さが厚くなると金属ワイヤも長くなる。しかしながら、一般的に金属ワイヤは、電解メッキ法で形成される金属ピラーに比べて細いため、長さが長くなると金属ワイヤの熱抵抗が大きくなり、金属ワイヤを熱伝導経路とする放熱性が低下することとなる。その結果、発光素子が過度に温度上昇すると、発光装置の発光出力が低下することとなる。
そこで本発明は、生産性と放熱性とのバランスがよい発光装置を提供することを課題とする。
前記した課題を解決するために、本発明に係る一形態の発光装置は、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層を積層してなる半導体積層体を有し、前記半導体積層体の前記ｐ型半導体層が設けられた側又は前記ｎ側半導体層が設けられた側の何れか一方の面側に、前記ｐ型半導体層と電気的に接続されるｐ側電極及び前記ｎ型半導体層と電気的に接続されるｎ側電極を有する半導体発光素子と、
前記半導体積層体の前記一方の面側に設けられる樹脂層と、
前記樹脂層の表面に露出して設けられるｐ側外部接続用電極と、
前記樹脂層の表面に露出して設けられるｎ側外部接続用電極と、
前記樹脂層内に設けられ、前記ｐ側電極と前記ｐ側外部接続用電極との間を電気的に接続するｐ側内部配線と、
前記樹脂層内に設けられ、前記ｎ側電極と前記ｎ側外部接続用電極との間を電気的に接続するｎ側内部配線と、を有し、
前記ｐ側内部配線及びｎ側内部配線はそれぞれ、金属メッキ層と、金属ワイヤ又は金属ワイヤバンプとを含む。
本発明の発光装置によれば、支持体の内部配線において、金属メッキ層と、金属ワイヤ又は金属ワイヤバンプとを組み合わせることにより、金属メッキ層の変形や製造に要する時間の増加を抑えるとともに、金属ワイヤ又は金属ワイヤバンプによる熱抵抗の上昇を抑えることができる。
本発明の第１実施形態に係る発光装置の構成を示す模式的斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の構成を示す模式的平面図である。 図１ＢのＡ−Ａ線における模式的断面図である。 図１ＢのＢ−Ｂ線における模式的断面図である。 本発明の第１実施形態における発光素子の構成の一例を示す模式的平面図である。 図２ＡのＡ−Ａ線における模式的断面図である。 本発明の第１実施形態における発光素子の構成の他の例を示す模式的平面図である。 図３ＡのＡ−Ａ線における模式的断面図である。 図３ＡのＢ−Ｂ線における模式的断面図である。 図３ＡのＣ−Ｃ線における模式的断面図である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す模式的断面図である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す模式的断面図である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す模式的断面図である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す模式的断面図である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す模式的断面図である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す模式的断面図である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す模式的断面図である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す模式的断面図である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す模式的断面図である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す模式的断面図である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す模式的断面図である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す模式的断面図である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す模式的断面図である。 本発明の第１実施形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す模式的断面図である。 本発明の第２実施形態及び第３実施形態に係る発光装置の構成を示す模式的断面図である。 本発明の第２実施形態及び第３実施形態に係る発光装置の構成を示す模式的断面図である。 本発明の第２実施形態に係る発光装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る発光装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。 本発明において、バンプ積層体を形成する様子を示す模式的断面図である。 金属ワイヤを接合する様子を示す模式的断面図である。 本発明の第４実施形態に係る発光装置の構成を示す模式的平面図である。 図１４ＡのＡ−Ａ線における模式的断面図である。 図１４ＡのＢ−Ｂ線における模式的断面図である。 図１４ＡのＣ−Ｃ線における模式的断面図である。 本発明の第４実施形態に係る発光装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る発光装置の製造工程において、半導体発光素子を形成した様子を示す模式的平面図である。 本発明の第４実施形態に係る発光装置の製造工程において、第１樹脂層を形成した様子を示す模式的平面図である。 本発明の第４実施形態に係る発光装置の製造工程において、横配線層を形成した様子を示す模式的平面図である。 本発明の第４実施形態に係る発光装置の製造工程において、第２樹脂層を形成した様子を示す模式的平面図である。 本発明の第４実施形態に係る発光装置の製造工程において、第３樹脂層を形成した様子を示す模式的平面図である。
以下、本発明に係る発光装置及びその製造方法の実施形態について説明する。
なお、以下の説明において参照する図面は、本発明を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、平面図とその断面図において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。
また、本発明の各実施形態に係る発光装置において、「上」、「下」、「左」及び「右」などは、状況に応じて入れ替わるものである。本明細書において、「上」、「下」などは、説明のために参照する図面において構成要素間の相対的な位置を示すものであって、特に断らない限り絶対的な位置を示すことを意図したものではない。
＜第１実施形態＞
［発光装置の構成］
まず、図１Ａから図１Ｄを参照して、本発明の第１実施形態に係る発光装置の構成について説明する。
第１実施形態に係る発光装置１００は、図１Ａから図１Ｄに示すように、成長基板が除去されたＬＥＤ（発光ダイオード）構造を有する半導体発光素子１（以下、適宜に「発光素子」と呼ぶ）と、発光素子１の一方の面側に設けられた支持体３と、発光素子１の他方の面側に設けられた蛍光体層（波長変換層）２とから構成される。発光素子１の一方の面側には、ｎ側電極１３及びｐ側電極１５が設けられ、支持体３内に設けられる内部配線である金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐ及び金属メッキ層３３ｎ，３３ｐを介して、それぞれｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐと電気的に接続されている。また、詳細は後記するが、発光装置１００は、ウエハ状態で作製された後、分割することにより作製される。
また、本実施形態における発光装置１００は、蛍光体層２によって、発光素子１が発光する光の一部又は全部を異なる波長の光に変換し、波長変換した光又は波長変換した光及び発光素子１が発光した光を出力する。例えば、発光素子１が青色光を発光し、蛍光体層２が青色光の一部を吸収して黄色光に波長変換するように構成することで、発光装置１００を、青色光と黄色光とを混色した白色光を出力する白色光源とすることができる。
なお、本実施形態及び後記する他の実施形態において、発光装置１００は蛍光体層２を備えているが、蛍光体層２は必須ではなく、設けないようにしてもよい。
なお、本明細書では、各図に適宜に座標軸を付して示すように、便宜上、発光素子１のｎ側電極１３及びｐ側電極１５が設けられた面の法線方向を「＋Ｚ軸方向」とし、＋Ｚ軸方向から−Ｚ軸方向を観察することを平面視と呼ぶ。また、平面視で長方形の形状を有する発光素子１の、長手方向をＸ軸方向とし、短手方向をＹ軸方向とする。
また、断面図として示した図は、何れもＸＹ平面に垂直な面（ＸＺ平面又はＹＺ平面に平行な面）による断面を示すものである。
次に、発光装置１００の各部の構成について順次に詳細に説明する。
発光素子１は、平面視で略長方形の板状の形状を有しており、一方の面側にｎ側電極１３及びｐ側電極１５を備えたフェイスダウン型のＬＥＤチップである。
（発光素子の例）
ここで、図２Ａ，図２Ｂを参照して、発光素子１の一例について詳細に説明する。
図２Ａ，図２Ｂに示した発光素子１は、ｎ型半導体層１２ｎとｐ型半導体層１２ｐとを積層した半導体積層体１２を備えている。半導体積層体１２は、ｎ側電極１３及びｐ側電極１５間に電流を通電することにより発光するようになっており、ｎ型半導体層１２ｎとｐ型半導体層１２ｐとの間に発光層１２ａを備えることが好ましい。
また、半導体積層体１２のｐ型半導体層１２ｐが設けられた側又はｎ型半導体層１２ｎが設けられた側の何れか一方の面側に、ｐ型半導体層１２ｐと電気的に接続されるｐ側電極１５及びｎ型半導体層１２ｎと電気的に接続されるｎ側電極１３が設けられる。図２Ａ，図２Ｂに示した例では、半導体積層体１２のｐ型半導体層１２ｐが設けられた側の面側（図２Ｂにおいて上面側）に、ｐ側電極１５及びｎ側電極１３が設けられている。
半導体積層体１２には、ｐ型半導体層１２ｐ及び発光層１２ａが部分的に存在しない領域、すなわちｐ型半導体層１２ｐの表面から窪んだ領域（この領域を「段差部１２ｂ」と呼ぶ）が形成されている。段差部１２ｂの底面はｎ型半導体層１２ｎの露出面であり、段差部１２ｂには、ｎ側電極１３が形成されている。また、ｐ型半導体層１２ｐの上面の略全面には、全面電極１４が設けられている。全面電極１４は、良好な反射性を有する反射電極１４ａと、反射電極１４ａの上面及び側面の全体を被覆するカバー電極１４ｂとによって構成されている。また、カバー電極１４ｂの上面の一部にｐ側電極１５が形成されている。
また、発光素子１のパッド電極であるｎ側電極１３及びｐ側電極１５の表面を除き、半導体積層体１２及び全面電極１４の表面は、絶縁性を有する保護層１６で被覆されている。
半導体積層体１２は、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＧａＰ、ＳｉＣ、ＺｎＯのように、半導体発光素子に適した材料を用いることができる。本実施形態においては、発光素子１が発光する光の一部が、蛍光体層２によって異なる波長の光に変換されるため、発光波長の短い青色や紫色に発光する半導体積層体１２が好適である。
ｎ型半導体層１２ｎ、発光層１２ａ及びｐ型半導体層１２ｐは、ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）等のＧａＮ系化合物半導体が好適に用いられる。また、これらの半導体層は、それぞれ単層構造でもよいが、組成及び膜厚等の異なる層の積層構造、超格子構造等であってもよい。特に、発光層１２ａは、量子効果が生ずる薄膜を積層した単一量子井戸又は多重量子井戸構造であることが好ましい。
半導体積層体１２としてＧａＮ系化合物半導体を用いる場合は、半導体層を結晶成長させるのに適した成長基板１１（図６Ａ参照）上に、例えば、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）、ＨＶＰＥ法（ハイドライド気相成長法）、ＭＢＥ法（分子線エピタキシャル成長法）等の公知の技術により形成することができる。また、半導体層の膜厚は特に限定されるものではなく、種々の膜厚のものを適用することができる。
また、半導体積層体１２をエピタキシャル成長させるための成長基板としては、例えば、半導体積層体１２をＧａＮ（窒化ガリウム）などの窒化物半導体を用いて形成する場合には、Ｃ面、Ｒ面、Ａ面の何れかを主面とするサファイアやスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）のような絶縁性基板、また炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ダイヤモンド、及び窒化物半導体と格子接合するニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジム等の酸化物基板が挙げられる。
なお、本実施形態では、発光装置１００の製造過程で、成長基板が半導体積層体１２から剥離して除去されるため、完成した発光装置１００における発光素子１は成長基板を有していない。
また、成長基板が除去された半導体積層体１２の下面、すなわちｎ型半導体層１２ｎの下面は粗面化により凹凸形状１２ｃを有することが好ましい。凹凸形状１２ｃを設けることにより、この面からの光取り出しの効率を向上させることができる。このような凹凸形状１２ｃは、ｎ型半導体層１２ｎの下面をウェットエッチングすることにより形成することができる。
全面電極１４は、電流拡散層及び反射層としての機能を有するものであり、反射電極１４ａとカバー電極１４ｂとを積層して構成されている。
反射電極１４ａは、ｐ型半導体層１２ｐの上面の略全面を覆うように設けられる。また、反射電極１４ａの上面及び側面の全体を被覆するように、カバー電極１４ｂが設けられている。反射電極１４ａは、カバー電極１４ｂ及びカバー電極１４ｂの上面の一部に設けられたｐ側電極１５を介して供給される電流を、ｐ型半導体層１２ｐの全面に均一に拡散するための導体層である。また、反射電極１４ａは良好な反射性を有し、発光素子１が発光する光を、光取り出し面の方向に反射する反射膜としても機能する。ここで、反射性を有するとは、発光素子１が発光する波長の光を良好に反射することをいう。更に、反射電極１４ａは、蛍光体層２によって変換された後の波長の光に対しても良好な反射性を有することが好ましい。
反射電極１４ａは、良好な導電性と反射性とを有する金属材料を用いることができる。特に可視光領域で良好な反射性を有する金属材料としては、Ａｇ、Ａｌ又はこれらの金属を主成分とする合金を好適に用いることができる。また、反射電極１４ａは、これらの金属材料を単層で、又は積層したものが利用できる。
また、カバー電極１４ｂは、反射電極１４ａを構成する金属材料のマイグレーションを防止するためのバリア層である。特に反射電極１４ａとして、マイグレーションし易いＡｇを用いる場合には設けることが好ましい。
カバー電極１４ｂとしては、良好な導電性とバリア性とを有する金属材料を用いることができ、例えば、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ａｕなどを用いることができる。また、カバー電極１４ｂは、これらの金属材料を単層で、又は積層したものが利用できる。
ｎ側電極１３は、ｎ型半導体層１２ｎが露出した半導体積層体１２の段差部１２ｂの底面に設けられている。また、ｐ側電極１５は、カバー電極１４ｂの上面の一部に設けられている。ｎ側電極１３はｎ型半導体層１２ｎに、ｐ側電極１５はカバー電極１４ｂ及び反射電極１４ａを介してｐ型半導体層１２ｐに、それぞれ電気的に接続して、発光素子１に外部からの電流を供給するためのパッド電極である。ｎ側電極１３及びｐ側電極１５には、支持体３（図１Ａ〜図１Ｄ参照）の内部配線である金属ワイヤ３２ｎ及び金属ワイヤ３２ｐ等がそれぞれ接続される。
また、図２に示した例では、ｐ側電極１５は、本来のパッド電極であるパッド電極層１５ａと衝撃吸収層１５ｂとが積層されて構成されている。衝撃吸収層１５ｂは、必須の構成ではないが、金属ワイヤ３２ｐをワイヤボンディングする際の衝撃を緩和して、半導体積層体１２へのダメージを低減するためのものである。図２に示した例において、ｐ側電極１５のように、ワイヤボンディングとしてボールボンディングを行う場合は、接合部に印加される衝撃が比較的大きいため、衝撃吸収層１５ｂを設けることが好ましい。
ｎ側電極１３も、ｐ側電極１５と同様に、衝撃吸収層を設けるようにしてもよい。また、ｐ側電極１５を設けずに、全面電極１４の一部をパッド電極として、金属ワイヤ３２ｐを全面電極１４に直接接続するようにしてもよい。
ｎ側電極１３及びパッド電極層１５ａとしては、金属材料を用いることができ、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗなどの単体金属又はこれらの金属を主成分とする合金などを好適に用いることができる。なお、合金を用いる場合は、例えば、ＡｌＳｉＣｕ合金のように、組成元素としてＳｉなどの非金属元素を含有するものであってもよい。また、ｎ側電極１３及びパッド電極層１５ａは、これらの金属材料を単層で、又は積層したものを利用することができる。
また、衝撃吸収層１５ｂは、例えば、ワイヤーボンディングの際の衝撃を吸収するための層であり、パッド電極層１５ａと同様の材料を用いることができるが、上面に接続される金属ワイヤ３２ｐとの接合性の良好な材料を用いることが好ましい。衝撃吸収層１５ｂは、衝撃を吸収するために、好ましくは、３μｍ以上５０μｍ以下の厚さに形成され、より好ましくは２０μｍ以上３０μｍ以下の厚さに形成する。例えば、金属ワイヤ３２ｐがＣｕである場合、衝撃吸収層１５ｂもＣｕを用いることが好ましい。「衝撃吸収層15ｂとパッド電極層15aとの違いについて少し補足を予定（厚みで規定）。
保護層１６は、絶縁性を有し、ｎ側電極１３及びｐ側電極１５の外部との接続部を除き、発光素子１の上面及び側面の全体を被覆する被膜である。保護層１６は、発光素子１の保護膜及び帯電防止膜として機能する。
また、半導体積層体１２の側面部に設けられる保護層１６の外側に反射層を設ける場合は、保護層１６は、発光素子１が発光した波長の光に対して、良好な透光性を有することが好ましい。更に、保護層１６は、蛍光体層２が波長変換した後の波長の光に対しても良好な透光性を有することが好ましい。
保護層１６としては、金属酸化物や金属窒化物を用いることができ、例えば、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌからなる群より選択された少なくとも一種の酸化物又は窒化物を好適に用いることができる。
また、保護層１６として、屈折率の異なる２種以上の透光性誘電体を用いて積層し、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）膜を構成するようにしてもよい。ＤＢＲ膜によって、発光素子１の上面及び側面から漏出する光を反射して発光素子１内に戻すことで、発光素子１の光取り出し面である下面からの光取り出し効率を向上させることができる。ＤＢＲ膜としては、例えば、ＳｉＯ２とＮｂ２Ｏ５とを交互に積層した多層膜を挙げることができ、少なくとも３ペア以上、好ましくは７ペア以上の多層膜とすることにより、良好な反射率を得ることができる。
（発光素子の他の例）
次に、図３及び図４を参照して、発光素子の他の例について詳細に説明する。
なお、図２に示した例と同一又は対応する構成については、同じ符号を付して説明は適宜省略する。
図３及び図４に示した他の例の発光素子１Ａは、ｐ側のパッド電極であるｐ側電極１５が全面電極１４の上面の一部に形成されているとともに、ｎ側のパッド電極であるｎ側電極１３が、ｐ側電極１５が設けられた領域及びその近傍を除き、半導体積層体１２の上面及び側面の略全面に亘って、絶縁性の保護層１６を介して延在するように設けられている。このように、ｎ側電極１３又はｐ側電極１５を、発光素子１Ａの上面及び側面に広範囲に設けることにより、後記する支持体３の樹脂層３１に対して効率的に熱を伝導させることで放熱性を向上させることがきる。
なお、図３及び図４に示した例では、ｎ側電極１３を半導体積層体１２の上面及び側面の広範囲に延在するように設けたが、ｐ側電極１５を広範囲に設けるようにしてもよい。また、ｎ側電極１３及びｐ側電極１５の両方を、広範囲に相補的に設けるようにしてもよく、例えば、図３Ａにおいて、発光素子１Ａの左半分の広範囲な領域にｐ側電極１５を設け、右半分の広範囲な領域にｎ側電極１３を設けるようにすることもできる。
また、ｎ側電極１３及び／又はｐ側電極１５を、反射電極１４ａが設けられない半導体積層体１２の側面にまで延在するように設け、反射膜として機能させるようにしてもよい。これによって、半導体積層体１２の側面から出射する光を半導体積層体１２内へ反射させ、発光素子１の光取り出し面である下面からの光取り出し効率を向上させることができる。
なお、ｎ側電極１３及び／又はｐ側電極１５を反射膜として機能させる場合は、これらの電極の少なくとも下層側（保護層１６側）に、良好な反射性を有する材料を用いることが好ましい。可視光に対して良好な反射性を有する材料としては、例えば、Ａｇ、Ａｌ又はこれらの金属を主成分とする合金を挙げることができる。
発光素子１Ａでは、半導体積層体１２の外周部の全周に、ｎ型半導体層１２ｎが露出する段差部１２ｂが設けられている。また、半導体積層体１２のｐ型半導体層１２ｐの上面の略全面には、反射電極１４ａ及びカバー電極１４ｂが積層された全面電極１４が設けられている。また、半導体積層体１２の下面の全部と、段差部１２ｂの底面の一部と、全面電極１４の上面の一部とを除き、半導体積層体１２及び全面電極１４の表面は、絶縁性の保護層１６によって被覆されている。また、発光素子１Ａは、発光素子１と同様に、ｎ型半導体層１２ｎの下面の全面に、凹凸形状１２ｃが形成されている。
また、段差部１２ｂの底面において、図３Ｂ、図４に示すように、保護層１６は開口部を有している。すなわち、この開口部がｎ型半導体層１２ｎが保護層１６によって被覆されていない領域であり、ｎ型半導体層１２ｎとｎ側電極１３との接合部１３ａとなっている。本例では、図３Ａに示すように、半導体積層体１２の外周部の全周に亘り、接合部１３ａが設けられている。このように広範囲に亘って接合部１３ａを設けることにより、ｎ側電極１３を介して供給される電流を、ｎ型半導体層１２ｎに均等に拡散できるため、発光効率を向上させることができる。
なお、段差部１２ｂは、半導体積層体１２の外縁部の全周に設けるのではなく、一部に設けるようにしてもよい。段差部１２ｂを設ける領域を低減することにより、ｐ型半導体層１２ｐ及び発光層１２ａを有する領域が広くなり、発光量を増加させることができる。また、段差部１２ｂを、外縁部に代えて又は外縁部に加えて、平面視で半導体積層体１２の内側に設けるようにしてもよい。なお、段差部１２ｂを、半導体積層体１２の一部に偏在して設けずに、広範囲に断続的に設けることにより、段差部１２ｂの領域を過剰に増加させることなく、前記したように、ｎ型半導体層への電流拡散を均等にすることができる。例えば、段差部１２ｂを、図３及び図４に示した例のように半導体積層体１２の外縁部の全周に亘って連続して設けるのではなく、全周に亘って断続的に設けるようにしてもよい。
また、本実施形態における発光装置１００（図１Ａから図１Ｄ参照）では、便宜的に発光素子として発光素子１を用いるものとして説明するが、図２に示した発光素子１、又は図３及び図４に示した発光素子１Ａの何れでも用いることができる。後記する他の実施形態においても同様に、発光素子１又は発光素子１Ａの何れでも用いることができる。
図１Ａから図１Ｄに戻って、発光装置１００の構成について説明を続ける。
蛍光体層（波長変換層）２は、発光素子１が発光する光の一部又は全部を吸収して、発光素子１が発光する波長とは異なる波長の光に変換する。蛍光体層２は、波長変換材料として蛍光体の粒子を含有する樹脂層として形成することができる。また、蛍光体層２は、図１Ｃに示すように、凹凸形状１２ｃ（図２Ｂ参照）が設けられた発光素子１の光取り出し面であるｎ型半導体層１２ｎの下面側に設けられている。
蛍光体層２の膜厚は、蛍光体の含有量や、発光素子１が発光する光と波長変換後の光との混色後の所望する色調などに応じて定めることができるが、例えば、１〜５００μｍとすることができ、５〜２００μｍとすることがより好ましく、１０〜１００μｍとすることが更に好ましい。
また、蛍光体層２における蛍光体の含有量は、単位体積当たりの質量で、０．１〜５０ｍｇ／ｃｍ３となるように調整することが好ましい。蛍光体の含有量をこの範囲にすることにより、色変換を十分に行うことができる。
樹脂材料としては、発光素子１が発光した光及び蛍光体層２が含有する蛍光体が波長変換した後の光に対して良好な透光性を有するものを用いることが好ましい。
このような樹脂材料としては、例えば、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フェノール樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂若しくはこれらの樹脂を少なくとも１種以上含む樹脂、又はハイブリッド樹脂などを好適に用いることができる。
また、蛍光体（波長変換材料）としては、発光素子１が発光する波長の光によって励起されて、この励起光と異なる波長の蛍光を発する蛍光物質であれば特に限定されず、粒状の蛍光体を好適に用いることができる。粒状の蛍光体は、光散乱性及び光反射性を有するため、波長変換機能に加えて光散乱部材としても機能し、光の拡散効果を得ることができる。蛍光体は、樹脂層である蛍光体層２中にほぼ均一の割合で混合することが好ましい。また、蛍光体は、蛍光体層２中に、２種類以上を一様に混在させてもよいし、多層構造となるように分布させてもよい。
蛍光体としては、当該分野で公知のものを使用することができる。例えば、Ｃｅ（セリウム）で賦活されたＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体、Ｃｅで賦活されたＬＡＧ（ルテチウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体、Ｅｕ（ユーロピウム）及び／又はＣｒ（クロム）で賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２）系蛍光体、Ｅｕで賦活されたシリケート（（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４）系蛍光体、βサイアロン蛍光体、ＫＳＦ（Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ）系蛍光体などを挙げることができる。また、量子ドット蛍光体も用いることができる。
また、蛍光体層２に光拡散性を付与するために、透光性の無機化合物粒子、例えばＳｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｙなどの希土類若しくはＺｒ、Ｔｉなどの元素の、酸化物、炭酸塩、硫酸塩若しくは窒化物、又はベントナイト、チタン酸カリウムなどの複合塩などの無機フィラーを添加するようにしてもよい。このような無機フィラーの平均粒径は、前記した蛍光体の平均粒径の範囲と同程度の範囲のものとすることができる。
蛍光体層２は、溶剤に前記した樹脂、蛍光体粒子、その他の無機フィラー粒子を含有するスラリーを調整し、調整したスラリーをスプレー法、キャスト法、ポッティング法などの塗布法を用いて半導体積層体１２の下面に塗布し、その後に硬化させることにより形成することができる。
また、別途に蛍光体粒子を含有する樹脂板を作製し、当該樹脂板を半導体積層体１２の下面に接着することで形成することもできる。
なお、発光装置１００において、蛍光体層２を設けずに、半導体積層体１２の下面を光取り出し面として発光素子１が発光素子した光を直接出力するようにしてもよい。また、蛍光体層２に代えて、蛍光体を含有させずに、透光性の樹脂層を設けるようにしてもよく、光拡散性のフィラーを含有させた光拡散性の樹脂層を設けるようにしてもよい。
支持体３は、平面視で発光素子１の外形を内包する直方体形状をしており、発光素子１のｎ側電極１３及びｐ側電極１５が設けられた面側と接合するように設けられ、成長基板が除去された発光素子１を機械的に保持する。また、支持体３は、平面視で蛍光体層２と略同じ外形形状をしている。
支持体３は、樹脂層３１と、実装基板に実装するための外部接続用電極（ｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐ）と、ｎ側電極１３及びｐ側電極１５を、それぞれ対応する外部接続電極と電気的に接続するための内部配線（金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐ及び金属メッキ層３３ｎ，３３ｐ）とを備えている。
樹脂層３１は、発光素子１の補強部材としての母体である。また、樹脂層３１は、図１Ｃ及び図１Ｄに示すように、支持体３の外形形状と略同じであり、平面視で、発光素子１の外形形状を内包するとともに蛍光体層２と略同じ外形形状をしている。また、樹脂層３１は、発光素子１の上面及び側面を封止する封止樹脂層である。従って、発光素子１は、樹脂層３１と、下面側に設けられた樹脂層である蛍光体層２とによって全面が封止される。
樹脂層３１は、図１Ｃ及び図１Ｄに示すように、厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐが埋設された第１樹脂層（ワイヤ埋設層）３１１と、厚さ方向に貫通する金属メッキ層３３ｎ，３３ｐが埋設された第２樹脂層（メッキ埋設層）３１２とを積層して構成する。また、第１樹脂層３１１及び第２樹脂層３１２は良好に密着して一体化した樹脂層３１を形成している。
第１樹脂層３１１及び第２樹脂層３１２に用いられる樹脂材料は異なる材料を用いてもよいが、より良好な密着性を得るために、同じ樹脂材料を用いて形成することが好ましい。第１樹脂層３１１及び第２樹脂層３１２の樹脂材料としては、前記した蛍光体層２に用いるのと同様の樹脂材料を用いることができる。また、圧縮成型により第１樹脂層３１１及び第２樹脂層３１２を形成する場合は、原料として、例えば、粉状のエポキシ系樹脂であるＥＭＣ（エポキシ・モールド・コンパウンド）や粉状のシリコーン系樹脂であるＳＭＣ（シリコーン・モールド・コンパウンド）などを好適に用いることができる。
また、第１樹脂層３１１及び第２樹脂層３１２には、熱伝導性を高めるため、熱伝導部材を含有させるようにしてもよい。第１樹脂層３１１及び第２樹脂層３１２の熱伝導率を高めることにより、発光素子１が発生した熱を迅速に伝導して外部に放熱させることができる。
熱伝導部材としては、例えば、粒状のカーボンブラックやＡｌＮ（窒化アルミニウム）などを用いることができる。なお、熱伝導部材が導電性を有する材料の場合は、第１樹脂層３１１及び第２樹脂層３１２が導電性を有さない範囲の粒子密度で熱伝導部材を含有させるものとする。
また、第１樹脂層３１１及び第２樹脂層３１２として、透光性の樹脂材料に光反射性のフィラーを含有させた白色樹脂を用いるようにしてもよい。少なくとも、発光素子１の上面に接合する第１樹脂層３１１に白色樹脂を用いて、第１樹脂層３１１を光反射膜として機能させることにより、発光素子１の上面及び側面側から漏出する光を発光素子１内に戻すことができるため、発光素子１の光取り出し面である下面側からの光取り出し効率を向上させることができる。また、第１樹脂層３１１が光反射膜としての機能を有する場合は、発光素子１の全面電極１４を、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）やＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）などの透光性導電材料を用いて形成するようにしてもよい。
樹脂層３１の厚さは、成長基板が剥離された発光素子１の補強部材として十分な強度を有するように下限を定めることができ、金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐ及び金属メッキ層３３ｎ，３３ｐからなる内部配線の熱抵抗、並びに金属メッキ層３３ｎ，３３ｐの生産性を考慮して上限を定めることができる。
例えば、発光素子１の平面視での外形が１０００μｍ×５００μｍ程度の場合で、樹脂層３１の厚さが５０μｍ程度以上とすることができる。また、金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐ及び金属メッキ層３３ｎ，３３ｐからなる内部配線の熱抵抗を考慮して、樹脂層３１の厚さは、１０００μｍ程度以下とすることが好ましく、２５０μｍ程度以下とすることがより好ましい。
金属ワイヤ３２ｎは、第１樹脂層３１１内において厚さ方向に貫通して設けられ、ｎ側電極１３と金属メッキ層３３ｎとの間を電気的に接続する内部配線である。また、金属メッキ層３３ｎは、第２樹脂層３１２内において厚さ方向に貫通して設けられ、金属ワイヤ３２ｎとｎ側外部接続用電極３４ｎとの間を電気的に接続する内部配線である。すなわち、発光素子１のｎ側電極１３は、金属ワイヤ３２ｎ及び金属メッキ層３３ｎが直列に接続されてなる内部配線によって、ｎ側外部接続用電極３４ｎと接続されている。
同様に、金属ワイヤ３２ｐは、第１樹脂層３１１内において厚さ方向に貫通して設けられ、ｐ側電極１５と金属メッキ層３３ｐとの間を電気的に接続する内部配線である。また、金属メッキ層３３ｐは、第２樹脂層３１２内において厚さ方向に貫通して設けられ、金属ワイヤ３２ｐとｐ側外部接続用電極３４ｐとの間を電気的に接続する内部配線である。すなわち、発光素子１のｐ側電極１５は、金属ワイヤ３２ｐ及び金属メッキ層３３ｐが直列に接続されてなる内部配線によって、ｐ側外部接続用電極３４ｐと接続されている。
金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐとしては、良好な電気伝導性及び熱伝導性を有する材料を用いることが好ましく、例えば、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ又はこれらの金属を主成分とする合金などを好適に用いることができる。また、金属ワイヤの表面にコーティングを施したものであってもよい。また、発光素子１が発生する熱を効率よく伝導するために、ワイヤ径は２０μｍ程度以上とすることが好ましく、更に好ましくは３０μｍ程度以上と、太いほど好ましい。
なお、発光素子１のｎ側電極１３及びｐ側電極１５に配線可能なサイズであれば、ワイヤ径の上限は特に限定されるものではないが、ワイヤボンディングの際に、ワイヤボンダから半導体積層体１２にかかる衝撃で、半導体積層体１２にダメージが生じない程度、例えば、３ｍｍ程度以下とすることが好ましく、１ｍｍ程度以下とすることが更に好ましい。
また、安価に、より太いワイヤを利用するために、Ｃｕ、Ａｌ又はこれらを主成分とする合金からなるワイヤを好適に用いることができる。
また、ワイヤの形状は特に限定されず、円形の断面形状を有するワイヤの他に、楕円形や長方形などの断面形状を有するリボン状のワイヤを用いるようにしてもよい。
また、金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐの配線経路は、特に限定されるものではないが、第１樹脂層３１１の厚さ方向に最短経路又はこれに近い経路で貫通するように設けられることが好ましい。また、金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐの熱抵抗と発光素子１の発熱量とを考慮して、発光素子１が過剰に温度上昇しないように、金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐの長さと径とを定めることができる。
また、本実施形態のように、内部配線の第１層として金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐを用いると、配線経路を自由に設定することができるために、発光素子１のｎ側電極１３及びｐ側電極１５がどこに配置されていても、ｎ側電極１３及びｐ側電極１５と容易に接続することができる。
また、第２層となる金属メッキ層３３ｎ，３３ｐと半導体積層体１２との距離が大きくなるため、半導体積層体１２に対する金属メッキ層３３ｎ，３３ｐの内部応力の影響を低減することができる。このため、半導体積層体１２にクラックなどの損傷が起きるリスクを低減することができる。
なお、図１Ｃに示すように、本実施形態における金属ワイヤ３２ｐは、ワイヤの端面が、ワイヤボンディングの際の衝撃を吸収するための衝撃吸収層１５ｂ１５ｂを上層として設けたｐ側電極１５にボールボンディングにより接続されている。そのため、ｐ側電極１５との接合部である金属ワイヤ３２ｐの先端にはバンプ３２ａが形成されている。また、金属ワイヤ３２ｎは、ワイヤ端部の側面がｎ側電極１３とウェッジボンディングにより接続されている。すなわち、金属ワイヤ３２ｎは、一端に楔形状の先端部を有し、その楔形状の先端部でｎ側電極１３に接続されている。なお、図１Ｃに示した例は、ワイヤの接続方法の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。例えば、何れの電極においても、ボールボンディングにより接続するようにしてもよく、ウェッジボンディングにより接続するようにしてもよい。さらに、金属ワイヤ３２ｐの一端に形成された楔形状の先端部でｐ側電極１５に接続するようにしてもよい。特にウェッジボンディングを用いて接続することによって、金属ワイヤ３２を湾曲して配線することができるため、樹脂層３１の内部に占める金属の体積を増やすことができる。このため、発光素子１から生じる熱を更に効率よく伝導することができる。
金属メッキ層３３ｎ，３３ｐは、電解メッキ法により形成することができ、良好な電気伝導性及び熱伝導性を有する金属材料を用いることが好ましい。このような金属材料としては、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｄを挙げることができる。更にこれらの中で、安価で、比較的に高い電気伝導性及び熱伝導性を有するＣｕを好適に用いることができる。
金属メッキ層３３ｎ，３３ｐは、特に金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐよりも良好な熱伝導性を有するように、２つの金属メッキ層３３ｎ，３３ｐ同士が短絡しない程度に離間して、かつ、平面視で第２樹脂層３１２のできる限り広い範囲に設けることが好ましい。また、本例では、内部配線である金属メッキ層３３ｎ，３３ｐは、平面視での形状が略四角形を有する柱状形状を有しているが、これに限定さるものではなく、円柱、多角柱、円錐台、錐台などの形状であってもよい。
金属メッキ層３３ｎ，３３ｐは１回の電解メッキにより形成できる膜厚が、例えばＣｕの場合で、５０〜１５０μｍ程度である。また、メッキ膜の膜厚が厚くなると、樹脂層との間の応力や内部応力により、メッキ膜に反りが生じ易くなる。このため、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐの膜厚は、好ましくは数回、より好ましくは１回の電解メッキで形成可能な膜厚とする。従って、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐの膜厚は、５０〜２００μｍ程度とすることが好ましい。
また、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐの上面は、第２樹脂層３１２の上面と同一面をなすように形成されている。そして、金属メッキ層３３ｎの上面の全面及び金属メッキ層３３ｎの上面に隣接する第２樹脂層３１２の上面の一部にまで延在するように、ｎ側外部接続用電極３４ｎが設けられている。同様に、金属メッキ層３３ｐの上面の全部及び金属メッキ層３３ｎの上面に隣接する第２樹脂層３１２の上面の一部にまで延在するように、ｐ側外部接続用電極３４ｐが設けられている。
ｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐは、発光装置１００を外部の実装基板に接合するためのパッド電極である。ｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐは、樹脂層３１の発光素子１と接合する面と反対側の面、すなわち樹脂層３１の上面に設けられている。発光装置１００は、樹脂層３１の上面側を実装面とし、半田などの導電性の接着材料を用いてｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐが実装基板の配線パターンに接合される。本実施形態では、蛍光体層２が設けられた面が光取り出し面であるから、発光装置１００はトップビュー型の実装に適するように、ｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐが設けられている。
ｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐとしては、例えば、Ａｕ−Ｓｎ共晶半田などのＡｕ合金系の接合材料を用いた実装基板との接合性を高めるため、少なくとも最上層をＡｕで形成することが好ましい。例えば、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐがＣｕ、Ａｌなどの、Ａｕ以外の金属で形成されている場合は、Ａｕとの密着性を高めるために、スパッタリング法により、まず、Ｔｉ及びＮｉの薄膜を順次に形成し、Ｎｉ層の上層にＡｕ層を積層して形成することが好ましい。
また、ｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐは、総膜厚が０．１〜５μｍ程度、更に好ましくは０．５〜４μｍ程度とすることができる。
なお、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐがＡｕで形成されている場合は、ｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐを設けずに、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐがパッド電極を兼ねるようにし、その上面を外部との接続面とするようにしてもよい。
また、ｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐを、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐの上面の全部又は一部にのみ設け、第２樹脂層３１２の上面に延在しないように設けてもよく、反対に第２樹脂層３１２、更には第１樹脂層３１１の側面部にまで延在するように設けてもよい。樹脂層３１の側面（図１Ａ〜図１Ｄにおいて、ＸＺ平面に平行な側面、すなわち、平面視で長手方向の辺を包含する側面）に延在するようにｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐを設けることにより、発光装置１００をサイドビュー型の発光装置として実装基板に実装することができる。
［発光装置の動作］
次に、図１Ａ〜図１Ｄ及び図２を参照して、発光装置１００の動作について説明する。なお、説明の便宜上、発光素子１は青色光を発光し、蛍光体層２は黄色光を発光するものとして説明する。
発光装置１００は、不図示の実装基板を介してｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐ間に外部電源が接続されると、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐ及び金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐを介して、発光素子１のｎ側電極１３及びｐ側電極１５間に電流が供給される。そして、ｎ側電極１３及びｐ側電極１５間に電流が供給されると、発光素子１の発光層１２ａが青色光を発光する。
発光素子１の発光層１２ａが発光した青色光は、半導体積層体１２内を伝播して、発光素子１の下面から出射して、一部は蛍光体層２に含有される蛍光体に吸収され、黄色光に変換されて外部に取り出される。また、青色光の一部は、蛍光体に吸収されずに蛍光体層２を透過して外部に取り出される。
なお、発光素子１内を下方向に伝播する光は、反射電極１４ａによって上方向に反射され、発光素子１の上面から出射する。
そして、発光装置１００の外部に取り出された黄色光及び青色光が混色することにより、白色光が生成される。
［発光装置の製造方法］
次に、図５を参照して、図１Ａ〜図１Ｄに示した発光装置１００の製造方法について説明する。
図５に示すように、発光装置１００の製造方法は、発光素子準備工程Ｓ１０１と、ワイヤ配線工程Ｓ１０２と、第１樹脂層形成工程Ｓ１０３と、第１樹脂層切削工程Ｓ１０４と、メッキ層形成工程Ｓ１０５と、第２樹脂層形成工程Ｓ１０６と、第２樹脂層切削工程Ｓ１０７と、外部接続用電極形成工程Ｓ１０８と、成長基板除去工程Ｓ１０９と、蛍光体層形成工程（波長変換層形成工程）Ｓ１１０と、個片化工程Ｓ１１１と、を含み、この順で各工程が行われる。
以下、図６〜図９を参照（適宜図１Ａ〜図１Ｄ、図２及び図５参照）して、各工程について詳細に説明する。なお、図６〜図９の各図において、発光素子１の詳細な構成（例えば、保護層１６、半導体積層体１２の積層構造など）については、記載を省略している。また、その他の各部材についても、形状、サイズ、位置関係を適宜に簡略化したり、誇張したりしている場合がある。
発光素子準備工程Ｓ１０１は、図２に示した構成の発光素子１を準備する工程である。本実施形態における発光素子準備工程Ｓ１０１では、複数の発光素子１が一枚の成長基板１１上に配列されたウエハ状態で形成する。また、図６〜図９の各図において、座標軸は、図６Ａに示したように、上下方向をＺ軸、左右方向をＸ軸、紙面に垂直方向をＹ軸としている。また、上方向が＋Ｚ軸方向である。従って、図６〜図９の各図は、図１Ｂに示した平面図のＡ−Ａ線における断面に相当する断面図を示したものである。
具体的には、まず、サファイアなどからなる成長基板１１の上面に、前記した半導体材料を用いて、ｎ型半導体層１２ｎ、発光層１２ａ及びｐ型半導体層１２ｐを順次積層して半導体積層体１２を形成する。
半導体積層体１２が形成されると、半導体積層体１２の上面の一部の領域について、ｐ型半導体層１２ｐ、発光層１２ａ及びｎ型半導体層１２ｎの一部をエッチングにより除去してｎ型半導体層１２ｎが底面に露出した段差部１２ｂを形成する。
また、段差部１２ｂの形成と同時に、発光素子１同士の境界領域をエッチングしてｎ型半導体層１２ｎを露出させるようにしてもよい。これによって、発光素子準備工程Ｓ１０１内の後工程で、半導体積層体１２の、少なくとも発光層１２ａが含まれる側面を保護層１６で被覆することができる。
更に、境界領域については、成長基板１１が露出するように、半導体積層体１２をすべて除去するようにしてもよい。これによって、個片化工程Ｓ１１１において、半導体積層体１２をダイシングする必要がなくなるため、樹脂からなる層のみのダイシングにより個片化を容易に行うことができる。なお、図６（ａ）に示した例では、発光素子１の境界領域の半導体積層体１２は完全に除去されている。
次に、段差部１２ｂの底面にパッド電極であるｎ側電極１３を形成する。また、ｐ型半導体層１２ｐ及び発光層１２ａを有する発光領域となる領域には、ｐ型半導体層１２ｐの上面の略全面を被覆する反射電極１４ａと反射電極１４ａの上面及び側面を完全に被覆するカバー電極１４ｂとからなる全面電極１４を形成する。また、カバー電極１４ｂの上面の一部にパッド電極であるｐ側電極１５を形成する。
更に、ｎ側電極１３及びｐ側電極１５の表面を除くウエハの表面全体に、例えば、スパッタリングにより、ＳｉＯ２などの絶縁性材料を用いて、保護層１６を形成する。
以上により、図６Ａに示すように、ウエハ状態の発光素子１が形成される。
次に、ワイヤ配線工程Ｓ１０２において、図６Ｂに示すように、成長基板１１上の各発光素子１について、ｎ側電極１３とｐ側電極１５とを接続するように、ワイヤボンダを用いて金属ワイヤ３２を配線する。配線された金属ワイヤ３２は、図６Ｂに示すように、ｐ側電極１５とはボールボンディングにより接続し、金属ワイヤ３２の先端にはバンプが形成され、ｎ側電極１３とはウェッジボンディングにより接続し、金属ワイヤ３２の一端は楔形状の先端部でｎ側電極１３に接続する。このとき、ｐ側電極１５の金属ワイヤ３２の接合面から垂直方向又は垂直に近い方向に延伸する部分が、少なくとも所定の高さより高くなるように配線する。ここで所定の高さとは、図１Ｃに示した第１樹脂層３１１の上面の高さであり、図６Ｃに破線で示した切削線４１の高さである。
次に、第１樹脂層形成工程Ｓ１０３において、図６Ｃに示すように、発光素子１及び金属ワイヤ３２を完全に封止するように、例えば、金型を用いた圧縮成型により第１樹脂層３１１を形成する。このとき、第１樹脂層３１１は、上面が少なくとも切削線４１の高さよりも高くなるように形成する。
次に、第１樹脂層切削工程Ｓ１０４において、切削装置を用いて、第１樹脂層３１１を上面側から切削線４１の厚さになるまで内在する金属ワイヤ３２とともに切削する。これによって、金属ワイヤ３２は、２本の金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐに分離されるとともに、図６Ｄに示すように、第１樹脂層３１１の上面と同一面となるように、金属ワイヤ３２の横断面が、金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐの上面として露出する。
次に、メッキ層形成工程Ｓ１０５において、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐを形成する。この工程には、５つのサブ工程が含まれる。
まず、第１サブ工程（シード層形成工程）として、ウエハの上面全体、すなわち、第１樹脂層３１１の上面全体及び金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐの上面全体に、スパッタリング法により、Ｎｉ及びＡｕの薄膜を順次に積層することでシード層３３ａを形成する。
次に、第２サブ工程（メッキ層形成工程）として、電解メッキ法により、シード層３３ａを電解メッキの電流経路として用いて、シード層３３ａ上にメッキ層３３ｂを形成する。図７Ａは、シード層３３ａ上にメッキ層３３ｂを形成した様子を示したものである。なお、メッキ層３３ｂは、上面の高さが、少なくとも所定の高さ以上となるように形成する。ここで所定の高さとは、図１Ｃに示した第２樹脂層３１２の上面の高さであり、図８Ａに破線で示した切削線４２の高さである。
次に、第３サブ工程（レジストパターン形成工程）として、図７Ｂに示すように、フォトリソグラフィ法により、メッキ層３３ｂの上面に、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐとなる領域を被覆するレジストパターン６１を形成する。
次に、第４サブ工程（エッチング工程）として、レジストパターン６１をマスクとして、例えば、ウェットエッチングにより、メッキ層３３ｂ及びシード層３３ａを除去する。これによって、図７Ｃに示すように、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐがパターニングされる。
更に、第５サブ工程（レジストパターン除去工程）として、アッシングや薬剤を用いることにより、レジストパターン６１を除去することで、図７Ｄに示すように、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐが完成する。なお、シード層３３ａはメッキ層３３ｂに比べて十分に薄い層であるため、本明細書では、便宜上、シード層３３ａ及びメッキ層３３ｂを合わせて金属メッキ層３３ｎ，３３ｐとして説明している。
なお、第４サブ工程においてウェットエッチングによりメッキ層３３ｂ及びシード層３３ａをエッチングする場合は、厚さ方向だけでなく横方向にも等方的にエッチングが進行する。このため、メッキ層３３ｂ及びシード層３３ａの膜厚と、厚さ方向及び横方向のエッチングレート比とを考慮して、エッチングによるパターニング後の金属メッキ層３３ｎ，３３ｐが、平面視で予め定められた間隔及びサイズとなるように、レジストパターン６１を広く形成することが好ましい。
次に、第２樹脂層形成工程Ｓ１０６において、図８Ａに示すように、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐを封止するように、例えば、金型を用いた圧縮成型により第２樹脂層３１２を形成する。このとき、第２樹脂層３１２は、上面が少なくとも切削線４２の高さよりも高くなるように形成する。
次に、第２樹脂層切削工程Ｓ１０７において、切削装置を用いて、第２樹脂層３１２を上面側から切削線４２の厚さになるまで、内在する金属メッキ層３３ｎ，３３ｐとともに切削する。これによって、図８Ｂに示すように、第２樹脂層３１２の上面と同一面となるように、金属ワイヤ３２ｎと接続された金属メッキ層３３ｎ及び金属ワイヤ３２ｐと接続された金属メッキ層３３ｐの上面が露出する。
次に、外部接続用電極形成工程Ｓ１０８において、図８Ｃに示すように、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐの上面及びその近傍の第２樹脂層３１２の上面に、ｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐを形成する。
ｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐとなる金属膜の成膜は、スパッタリング法を用いることができる。例えば、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐがＣｕで形成されている場合は、Ａｕ層との良好な密着性を得るために、Ｔｉ層及びＮｉ層をこの順で成膜し、最上層にＡｕ層を積層することで金属膜を形成することが好ましい。
また、金属膜のパターニングは、エッチングによるパターン形成法やリフトオフによるパターン形成法を用いることができる。
エッチングによるパターン形成法は、次のような手順で行うことができる。まず、スパッタリング法などにより、ウエハの上面全体に、すなわち、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐの上面及び第２樹脂層３１２の上面の全体に、金属膜を形成する。次に、フォトリソグラフィ法により、ｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐとなる領域を被覆するレジストパターンを形成する。そして、当該レジストパターンをマスクとして不要な金属膜をエッチングにより除去し、その後にレジストパターンを除去する。
また、リフトオフによるパターン形成法は、次のような手順で行うことができる。まず、フォトリソグラフィ法により、ｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐを形成する領域に開口を有するレジストパターンを形成する。次に、スパッタリング法などにより、ウエハ上面の全体に金属膜を成膜する。そして、レジストパターンを除去することにより、レジストパターン上に形成された不要な金属膜を除去する。
なお、ｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐを、第２樹脂層３１２の上面にまで延在させずに、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐの上面のみに形成する場合は、無電解メッキ法によりｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐを形成することもできる。
次に、成長基板除去工程Ｓ１０９において、図８Ｄに示すように、例えば、ＬＬＯ（レーザーリフトオフ法）やケミカルリフトオフ法等により、成長基板１１を剥離して取り除く。このとき、半導体積層体１２は、樹脂層３１を母体とする支持体３により補強されているため、割れやひびなどの損傷を受けない。
また、成長基板１１を剥離後の後工程として、露出した半導体積層体１２の下面を研磨し、例えば、ウェットエッチング法により粗面化することで凹凸形状１２ｃ（図２Ｂ、図３Ｂ参照）を形成するようにしてもよい。
なお、剥離した成長基板１１は、表面を研磨することで、半導体積層体１２を結晶成長させるための成長基板１１として再利用することができる。
次に、蛍光体層形成工程（波長変換層形成工程）Ｓ１１０において、半導体積層体１２の下面側に蛍光体層２を形成する。蛍光体層２は、前記したように、例えば、溶剤に樹脂及び蛍光体粒子を含有させたスラリーをスプレー塗布することにより形成することができる。
また、発光素子準備工程Ｓ１０１において、発光素子１の境界領域の半導体積層体１２を完全に除去しておいた場合は、半導体積層体１２は、樹脂からなる層である蛍光体層２及び第１樹脂層３１１により全面が樹脂封止されることになる。
最後に、個片化工程Ｓ１１１において、各発光装置１００の境界領域に設定された切断線４３に沿ってダイシングすることにより、発光装置１００を個片化する。
なお、発光素子準備工程Ｓ１０１において、発光素子１の境界領域の半導体積層体１２を完全に除去しておいた場合は、切断箇所は樹脂からなる層だけとなるため、ダイシングを容易に行うことができる。
以上の工程により、図１Ａ〜図１Ｄに示した発光装置１００が完成する。
また、本実施形態のように、支持体３を第１樹脂層（ワイヤ埋設層）３１１及び第２樹脂層（メッキ埋設層）３１２の積層構造とすると、各樹脂層（第１樹脂層３１１及び第２樹脂層３１２）の厚さで、内部配線として内在する金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐ及び金属メッキ層３３ｎ，３３ｐの配線長を管理することができる。このため、発光装置１００間の放熱性のばらつきを少なくすることができる。その結果、発光素子１の温度上昇のばらつきが抑制され、温度上昇による発光出力のばらつきを低減することができる。後記する他の実施形態のように、樹脂層の積層順や積層数を変更する場合でも同様である。
＜第２実施形態＞
［発光装置の構成］
次に、図１０Ａを参照して、第２実施形態及び第３実施形態に係る発光装置について説明する。
図１０Ａに示した第２実施形態に係る発光装置１００Ａは、支持体３Ａが、発光素子１側から順に、内部配線として金属メッキ層３３ｎ，３３ｐを内部に有する第１樹脂層（メッキ埋設層）３１１Ａと、内部配線として金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐを内部に有する第２樹脂層（ワイヤ埋設層）３１２Ａとを積層して構成される樹脂層３１Ａを備えている。
すなわち、発光装置１００Ａは、図１Ａ〜図１Ｄに示した発光装置１００に対して、内部配線である金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐと金属メッキ層３３ｎ，３３ｐとを接続する順序を入れ替えて構成したものである。また、本実施形態では、発光素子として、図３及び図４に示した発光素子１Ａを用いており、ｎ側電極１３及びｐ側電極１５が発光素子１Ａの上面側の広範囲に設けられている。
本実施形態のように、第１層目の内部配線として金属メッキ層３３ｎ，３３ｐを用いる場合は、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐを、ｎ側電極１３及びｐ側電極１５の広い範囲と接触するように設けることができる。このため、ｎ側電極１３及びｐ側電極１５を介した熱拡散性が向上し、発光装置１００の温度上昇を効果的に抑制することができる。
特に図３及び図４に示した発光素子１Ａのようにｎ側電極１３及びｐ側電極１５を発光素子１Ａの上面側の広範囲に設け、ｎ側電極１３及びｐ側電極１５と広範囲に接触するように金属メッキ層３３ｎ，３３ｐを設ける場合には、ｎ側電極１３及びｐ側電極１５が、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐによって実質的に厚膜化された構成とすることができる。これによってｎ側電極１３及びｐ側電極１５を介した熱拡散性が更に向上するとともに、パッド電極であるｎ側電極１３及びｐ側電極１５内での電流の拡散性も向上する。
［発光装置の動作］
第２実施形態に係る発光装置１００Ａは、第１実施形態に係る発光装置１００とは、内部配線の構成が異なるだけである。従って、ｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐに外部電源が接続され、内部配線を介して発光素子１のｎ側電極１３及びｐ側電極１５間に電力が供給された後の動作は、発光装置１００と同様であるから、動作についての詳細な説明は省略する。
［発光装置の製造方法］
次に、図１１を参照（適宜図５及び図１０Ａ参照）して、第２実施形態に係る発光装置１００Ａの製造方法について説明する。
図１１に示すように、発光装置１００Ａの製造方法は、発光素子準備工程Ｓ２０１と、メッキ層形成工程Ｓ２０２と、第１樹脂層形成工程Ｓ２０３と、第１樹脂層切削工程Ｓ２０４と、ワイヤ配線工程Ｓ２０５と、第２樹脂層形成工程Ｓ２０６と、第２樹脂層切削工程Ｓ２０７と、外部接続用電極形成工程Ｓ２０８と、成長基板除去工程Ｓ２０９と、蛍光体層形成工程（波長変換層形成工程）Ｓ２１０と、個片化工程Ｓ２１１と、を含み、この順で各工程が行われる。
まず、発光素子準備工程Ｓ２０１において、第１実施形態における発光素子準備工程Ｓ１０１と同様にして、ウエハ状態の発光素子１Ａを準備する。
なお、発光素子１Ａは、発光素子１の形成において、段差部１２ｂを形成する領域を変更するとともに、保護層１６を形成した後で、ｎ側電極１３及びｐ側電極１５が保護層１６の上面にまで延伸するように設ける領域を変更することで形成することができるため、詳細な説明は省略する。
次に、メッキ層形成工程Ｓ２０２において、以下に示す手順で、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐを形成する。
まず、フォトリソグラフィ法により、発光素子１が形成されたウエハの上面に、ｎ側電極１３の上面及びｐ側電極１５の上面に開口を有する第１レジストパターンを形成する。次に、スパッタリング法により、ウエハの上面全体にシード層を形成する。
次に、フォトリソグラフィ法により、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐを形成する領域に開口を有する第２レジストパターンを形成する。この第２レジストパターンは、形成しようとする金属メッキ層３３ｎ，３３ｐの厚さより厚く形成する。次に、シード層を電流経路として電解メッキ法によりメッキ層を形成する。
そして、第２レジストパターンを除去することにより、すなわち、リフトオフ法により、メッキ層をパターニングする。同時に第１レジストパターンも、不要なシード層とともに除去する。
以上の手順により、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐを形成することができる。
次に、第１実施形態における第２樹脂層形成工程Ｓ１０６及び第２樹脂層切削工程Ｓ１０７と同様にして、第１樹脂層形成工程Ｓ２０３及び第１樹脂層切削工程Ｓ２０４を行うことにより、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐの上面が露出するように、第１樹脂層３１１Ａを形成する。
次に、ワイヤ配線工程Ｓ２０５において、第１実施形態におけるワイヤ配線工程Ｓ１０２と同様にして、ワイヤボンダを用いて、金属メッキ層３３ｎの上面と金属メッキ層３３ｐの上面との間に金属ワイヤ３２（図６Ｂ参照）を配線する。金属メッキ層３３ｐの上面とはボールボンディングにより接続し、金属ワイヤ３２の先端にはバンプが形成され、金属メッキ層３３ｎとはウェッジボンディングにより接続し、金属ワイヤ３２の一端は楔形状の先端部で金属メッキ層３３ｎに接続する。
次に、第１実施形態における第１樹脂層形成工程１０３及び第１樹脂層切削工程Ｓ１０４と同様にして、第２樹脂層形成工程Ｓ２０６及び第２樹脂層切削工程Ｓ２０７を行うことにより、金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐの上面が露出するように、第２樹脂層３１２Ａを形成する。
以降の工程である外部接続用電極形成工程Ｓ２０８〜個片化工程Ｓ２１１は、それぞれ第１実施形態における及び外部接続用電極形成工程Ｓ１０８〜個片化工程Ｓ１１１と同様に行うことができるから、詳細な説明は省略する。
以上の工程により、図１０Ａに示した発光装置１００Ａが完成する。
＜第３実施形態＞
［発光装置の構成］
次に、図１０Ｂを参照して、第３実施形態に係る発光装置について説明する。
図１０Ｂに示した第３実施形態に係る発光装置１００Ｂは、支持体３Ｂが、発光素子１側から順に、内部配線として第１金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐを内部に有する第１樹脂層（ワイヤ埋設層）３１１と、内部配線として金属メッキ層３３ｎ，３３ｐを内部に有する第２樹脂層（メッキ埋設層）３１２と、内部配線として第２金属ワイヤ３５ｎ，３５ｐを内部に有する第３樹脂層（ワイヤ埋設層）３１３とを積層して構成される樹脂層３１Ｂを備えている。
すなわち、発光装置１００Ｂは、発光装置１００における内部配線である金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐ及び金属メッキ層３３ｎ，３３ｐに加えて、更に第２金属ワイヤ３５ｎ，３５ｐを接続してなる内部配線を内部に有する樹脂層３１Ｂを、３層で構成したものである。
また、第３実施形態の変形例として、発光素子１側から順に、金属メッキ層、金属ワイヤ及び金属メッキ層をそれぞれ内部に有する樹脂層を積層するようにしてもよい。なお、積層数は２層又は３層に限定されるものではなく、４層以上とすることもできる。
このように、金属ワイヤを内部に有する樹脂層と、金属メッキ層を内部に有する樹脂層とを交互に積層して膜厚の厚い樹脂層を形成することができる。このとき、１層当たりの金属メッキ層の厚さを抑えることで、応力による金属メッキ層の反りや剥がれの発生を防止しつつ、多数の層を積層して膜厚の厚い樹脂層を形成することができる。また、樹脂層全体において、熱伝導性に優れる金属メッキ層による厚さの割合が低下しないため、放熱性に優れた厚い支持体を構成することができる。
［発光装置の動作］
第３実施形態に係る発光装置１００Ｂは、第１実施形態に係る発光装置１００とは、内部配線の構成が異なるだけである。従って、ｎ側外部接続用電極３４ｎ及びｐ側外部接続用電極３４ｐに外部電源が接続され、内部配線を介して発光素子１のｎ側電極１３及びｐ側電極１５間に電力が供給された後の動作は、発光装置１００と同様であるから、動作についての詳細な説明は省略する。
［発光装置の製造方法］
次に、図１２を参照（適宜図５及び図１０Ｂ参照）して、第３実施形態に係る発光装置１００Ｂの製造方法について説明する。
図１２に示すように、発光装置１００Ｂの製造方法は、発光素子準備工程Ｓ３０１と、第１ワイヤ配線工程Ｓ３０２と、第１樹脂層形成工程Ｓ３０３と、第１樹脂層切削工程Ｓ３０４と、メッキ層形成工程Ｓ３０５と、第２樹脂層形成工程Ｓ３０６と、第２樹脂層切削工程Ｓ３０７と、第２ワイヤ配線工程Ｓ３０８と、第３樹脂層形成工程Ｓ３０９と、第３樹脂層切削工程Ｓ３１０と、外部接続用電極形成工程Ｓ３１１と、成長基板除去工程Ｓ３１２と、蛍光体層形成工程（波長変換層形成工程）Ｓ３１３と、個片化工程Ｓ３１４と、を含み、この順で各工程が行われる。
まず、発光素子準備工程Ｓ３０１〜第２樹脂層切削工程Ｓ３０７を、それぞれ第１実施形態における発光素子準備工程Ｓ１０１〜第２樹脂層切削工程Ｓ１０７と同様に行う。これによって、発光素子１上に、第１金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐを内在する第１樹脂層３１１と、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐを内在する第２樹脂層３１２とが積層され、金属メッキ層３３ｎ，３３ｐの上面が露出した、図８Ｂに示した状態となる。
次に、第２ワイヤ配線工程Ｓ３０８において、第１実施形態におけるワイヤ配線工程Ｓ１０２と同様にして、ワイヤボンダを用いて、金属メッキ層３３ｎの上面と金属メッキ層３３ｐの上面との間に金属ワイヤを配線する。
次に、第１実施形態における第１樹脂層形成工程１０３及び第１樹脂層切削工程Ｓ１０４と同様にして、第３樹脂層形成工程Ｓ３０９及び第３樹脂層切削工程Ｓ３１０を行うことにより、第２金属ワイヤ３５ｎ，３５ｐの上面が露出するように、第３樹脂層３１３を形成する。
以降の工程である外部接続用電極形成工程Ｓ３１１〜個片化工程Ｓ３１４は、それぞれ第１実施形態における及び外部接続用電極形成工程Ｓ１０８〜個片化工程Ｓ１１１と同様に行うことができるから、詳細な説明は省略する。
以上の工程により、図１０Ｂに示した発光装置１００Ｂが完成する。
＜変形例＞
次に、図１３を参照して、ワイヤ配線工程（ワイヤ配線工程Ｓ１０２、ワイヤ配線工程Ｓ２０５、第１ワイヤ配線工程Ｓ３０２及び第２ワイヤ配線工程Ｓ３０８）の変形例について説明する。
前記した各実施形態において、金属ワイヤ３２ｎ，３２ｐ，３５ｎ，３５ｐ（以下、金属ワイヤ３２と略す）を形成する際に、金属ワイヤ３２をワイヤボンダ５０を用いて、ｎ側電極１３とｐ側電極１５との間、又は金属メッキ層３３ｎと金属メッキ層３３ｐとの間に、金属ワイヤ３２を配線することを説明した。図１３Ｂに示すように、ワイヤボンダ５０を用いて、金属ワイヤ３２の端部をｎ側電極１３等の上面に加圧するとともに超音波振動を印加するボールボンディングにより、金属ワイヤ３２の端部がｎ側電極１３等に融着する。このとき、融着部には、金属ワイヤ３２のワイヤ径よりも大きなボール状のバンプ３２ａが形成される。
本変形例では、内部配線として金属ワイヤ３２に代えて、図１３Ａに示すように、バンプ３２ａを積層したバンプ積層体３２Ａを用いるものである。前記したように、バンプ積層体３２Ａは、元の金属ワイヤ３２より太く形成される。このため、バンプ積層体３２Ａを用いることにより、金属ワイヤ３２を用いた場合よりも内部配線の熱抵抗が低くなり、その結果、発光装置１００等の放熱性を向上させることができる。
なお、本変形例では、バンプ積層体３２Ａを内部配線として用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、バンプ積層体３２Ａに代えて１つのバンプ３２ａにより内部配線を構成するようにしてもよい。本明細書において、複数のバンプ３２ａを含むバンプ積層体３２Ａからなる内部配線要素と１つのバンプ３２ａからなる内部配線要素を総称して金属ワイヤバンプという。ここでいうバンプ３２ａの積層数は１つの場合とは、第１実施形態等における金属ワイヤの先端にバンプが形成されている形態を含むものではなく、実質的に金属ワイヤより太くなったバンプのみで構成されている場合をいう。
また、バンプ積層体３２Ａは、ワイヤボンダ５０により、バンプ３２ａの形成と当該バンプ３２ａの上端での金属ワイヤ３２の切断とを繰り返すことにより形成することができる。バンプ積層体３２Ａは、金属ワイヤ３２と比較して径が太く、第１樹脂層３１１等を形成する際に倒れない程度の十分な剛性を有するように形成できるため、２つの電極間にΠ字状や逆Ｕ字状などのアーチ状に配線する必要がない。従って、本変形例では、ワイヤ配線工程において、各ｎ側電極１３等の上面に、所定の高さ以上（発光装置１００等が完成時の当該バンプ積層体３２Ａが内在する第１樹脂層３１１等の厚さ以上）となるようにバンプ積層体３２Ａを形成する。
なお、後続の工程である第１樹脂層３１１等を形成する工程及び第１樹脂層３１１等を切削する工程は、金属ワイヤ３２を内部配線として用いる場合と同様に行うことができる。
＜第４実施形態＞
［発光装置の構成］
次に、図１４及び図１５、並びに図１７〜図１９を参照して、第４実施形態に係る発光装置について説明する。
図１４及び図１５に示した第４実施形態に係る発光装置１００Ｃは、支持体３Ｃが、発光素子１Ｃ側から順に、内部配線として第１金属メッキ層３３ｎ，３３ｐが埋設された第１樹脂層（メッキ埋設層）３１１Ｃと、内部配線としてバンプ積層体３２Ａｎ，３２Ａｐ及び横配線層３６ｎ，３６ｐが埋設された第２樹脂層（ワイヤ埋設層）３１２Ｃと、内部配線として第２金属メッキ層３７ｎ，３７ｐが埋設された第３樹脂層（メッキ埋設層）３１３Ｃとを積層して構成される樹脂層３１Ｃを備えている。
また、最上層の樹脂層である第３樹脂層３１３Ｃの上面には、第３樹脂層３１３Ｃの上面と同一面となるように第２金属メッキ層３７ｎ，３７ｐの上面が露出している。本実施形態では、第２金属メッキ層３７ｎ，３７ｐの露出した上面が外部接続用電極を兼ねている。
図１４Ａに示すように、本実施形態において、発光素子１Ｃは、平面視で縦長の矩形状のｐ側電極１５が４個配列されており、４個のｐ側電極１５の間に、それぞれ平面視で円形のｎ側電極１３が縦方向に２個ずつ、合計で６個が配列して設けられている。
発光素子１Ｃは、図２に示した発光素子１において、段差部１２ｂを複数個所に形成し、各段差部１２ｂにｎ側電極１３を設けるとともに、ｐ側電極１５を複数個所に設けることで、外部から供給される電流の拡散性の向上を図るものである。発光素子１Ｃは、電極数が増加したこと以外は、発光素子１と同様であるから、発光素子１Ｃについての詳細な説明は省略する。
第１樹脂層３１１Ｃは、発光素子１Ｃの上面側に設けられ、内部配線として、ｎ側電極１３と電気的に接続される６個の第１金属メッキ層３３ｎ（図１７Ｂ参照）と、ｐ側電極１５を電気的と接続される４個の第１金属メッキ層３３ｐ（図１７Ｂ参照）とを保持するとともに、発光素子１Ｃの上面及び側面を封止している。また、第１樹脂層３１１Ｃは、発光素子１Ｃの外縁部の外側で蛍光体層２と接しており、発光素子１Ｃは、第１樹脂層３１１Ｃ及び蛍光体層２によって、その全面が樹脂封止されている。
第１金属メッキ層３３ｎは、図１７Ｂに示すように、６個のｎ側電極１３の上面にそれぞれ１個ずつ設けられ、図１８Ａに示すように、上面が１つの横配線層３６ｎに接続される。なお、第１金属メッキ層３３ｎは、平面視で円形となる円柱状の金属層である。
第１金属メッキ層３３ｐは、図１７Ｂに示すように、４個のｐ側電極１５の上面にそれぞれ１個ずつ設けられ、図１８Ａに示すように、上面が１つの横配線層３６ｐに接続される。なお、第１金属メッキ層３３ｐは、平面視で縦長の矩形となる四角柱状の金属層である。
第２樹脂層３１２Ｃは、第１樹脂層３１１Ｃの上面に接して設けられ、横配線層３６ｎ，３６ｐとバンプ積層体３２Ａｎ，３２Ａｐとが積層されてなる内部配線を内部に有する。
横配線層３６ｎ及び横配線層３６ｐは、図１８Ａに示すように、平面視で、それぞれ３本の歯を有する櫛歯状及び４本の歯を有する櫛歯状に形成され、上下方向（Ｙ軸方向）に歯が延伸し、互いの歯が嵌り合うように配置されている。なお、横配線層３６ｎ及び横配線層３６ｐは、短絡しないように、互いに離間して配置されている。
なお、横配線層３６ｎ，３６ｐは、下層の第１金属メッキ層３３ｎ，３３ｐと同じ金属材料又は第１金属メッキ層３３ｎ，３３ｐと接合性の良好な金属材料を用いて、スパッタリング法などにより形成することができる。
横配線層３６ｎは、図１８Ａに示すように、下面側が６個の第１金属メッキ層３３ｎと接続され、図１８Ｂに示すように、上面側が９個のバンプ積層体３２Ａｎと接続される。
横配線層３６ｐは、図１８Ａに示すように、下面側が４個の第１金属メッキ層３３ｐと接続され、図１８Ｂに示すように、上面側が１２個のバンプ積層体３２Ａｐと接続される。
図１８Ａと図１８Ｂとを比較すると、平面視で、下層側のｎ側の内部配線である第１金属メッキ層３３ｎは、上層側のｎ側の内部配線であるバンプ積層体３２Ａｎの何れとも重ならないものがある。そこで、横方向（ＸＹ平面内）に延在して設けられた横配線層３６ｎを介して、第１金属メッキ層３３ｎとバンプ積層体３２Ａｎとが電気的に接続されるように構成されている。
また、図１８Ａと図１８Ｂとを比較すると、平面視で、下層側のｐ側の内部配線である第１金属メッキ層３３ｐは、上層側のｐ側の内部配線であるバンプ積層体３２Ａｐの何れかと重なるように配置されている。また、横方向（ＸＹ平面内）に延在して設けられた横配線層３６ｐを介して、第１金属メッキ層３３ｐとバンプ積層体３２Ａｐとが電気的に接続されるように構成されている。そのため、第１金属メッキ層３３ｐとバンプ積層体３２Ａｐとが平面視で重ならないように配置することもできる。
平面視で、９個のバンプ積層体３２Ａｎは、図１８Ｂに示すように、横配線層３６ｎ上であって、図１９に示すように、上層側のｎ側外部配線用電極である第２金属メッキ層３７ｎと重なる領域内に配置されている。
また、平面視で、１２個のバンプ積層体３２Ａｐは、図１８Ｂに示すように、横配線層３６ｐ上であって、図１９に示すように、上層側のｐ側外部配線用電極である第２金属メッキ層３７ｐと重なる領域内に配置されている。
第３樹脂層３１３Ｃは、第２樹脂層３１２Ｃの上面に接して設けられ、第２金属メッキ層３７ｎ，３７ｐを内部配線として内部に有している。
第２金属メッキ層３７ｎ及び第２金属メッキ層３７ｐは、上面が第３樹脂層３１３Ｃから露出しており、それぞれｎ側外部接続用電極及びｐ側外部接続用電極を兼ねるものである。また、第２金属メッキ層３７ｎは、下面側に９個のバンプ積層体３２Ａｎが接続され、第２金属メッキ層３７ｐは、下面側に１２個のバンプ積層体３２Ａｐが接続されている。
なお、第２金属メッキ層３７ｎ，３７ｐは、少なくとも最上層がＡｕ又はＡｕを主成分とする合金とすることが好ましい。また、第２金属メッキ層３７ｎ，３７ｐが外部接続用電極を兼ねないで、第２金属メッキ層３７ｎ，３７ｐの上面に、外部接続用電極を別途に設けるようにしてもよい。
以上説明したように、複数（６個）のｎ側電極１３は、ｎ側の内部配線である第１金属メッキ層３３ｎ、横配線層３６ｎ及びバンプ積層体３２Ａｎによって、外部接続用電極を兼ねる１個の第２金属メッキ層３７ｎに接続される。また、複数（４個）のｐ側電極１５は、ｐ側の内部配線である第１金属メッキ層３３ｐ、横配線層３６ｐ及びバンプ積層体３２Ａｐによって、外部接続用電極を兼ねる１個の第２金属メッキ層３７ｐに接続される。
前記したように、平面視において、ｎ側外部接続用電極である第２金属メッキ層３７ｎは上半分（＋Ｙ軸方向側）の領域に設けられ、ｐ側外部接続用電極である第２金属メッキ層３７ｐは下半分（−Ｙ軸方向側）の領域に設けられている。そのため、ｎ側電極１３及びｐ側電極１５の直上方向に内部配線を積層して、それぞれ第２金属メッキ層３７ｎ及び第２金属メッキ層３７ｐと接続するように設けることができない。
本実施形態では、内部配線を３層構造とし、横配線層３６ｎ，３６ｐを介することで、発光素子１Ｃのｎ側及びｐ側のそれぞれの複数の電極を、単純な２つの矩形領域に区画された１組の外部接続用電極である第２金属メッキ層３７ｎ，３７ｐと接続することができる。すなわち、内部配線を多層構成とすることにより、発光素子のパッド電極が複雑な配置であっても、単純に構成された外部接続用電極と接続することが可能となる。
なお、内部配線の構成は、図３及び図４に示した例に限定されるものではなく、例えば、バンプ積層体３２Ａｎ，３２Ａｐに代えて、金属ワイヤ３２（図１３Ｂ等参照）を用いるようにしてもよい。
［発光装置の動作］
第４実施形態に係る発光装置１００Ｃは、第１実施形態に係る発光装置１００とは、内部配線の構成が異なるだけである。従って、ｎ側外部接続用電極である第２金属メッキ層３７ｎ及びｐ側外部接続用電極である第２金属メッキ層３７ｐに外部電源が接続され、内部配線を介して発光素子１Ｃのｎ側電極１３及びｐ側電極１５間に電力が供給された後の動作は、発光装置１００と同様であるから、動作についての詳細な説明は省略する。
［発光装置の製造方法］
次に、図１６を参照して、図１４及び図１５に示した第４実施形態に係る発光装置１００Ｃの製造方法について説明する。
図１６に示すように、発光装置１００Ｃの製造方法は、発光素子準備工程Ｓ４０１と、第１メッキ層形成工程Ｓ４０２と、第１樹脂層形成工程Ｓ４０３と、第１樹脂層切削工程Ｓ４０４と、横配線層形成工程Ｓ４０５と、ワイヤバンプ形成工程Ｓ４０６と、第２樹脂層形成工程Ｓ４０７と、第２樹脂層切削工程Ｓ４０８と、第２メッキ層形成工程Ｓ４０９と、第３樹脂層形成工程Ｓ４１０と、第３樹脂層切削工程Ｓ４１１と、成長基板除去工程Ｓ４１２と、蛍光体層形成工程（波長変換層形成工程）Ｓ４１３と、個片化工程Ｓ４１４と、を含み、この順で各工程が行われる。
以下、図１７〜図１９を参照（適宜図２及び図１４〜図１６参照）して、発光装置１００Ｃの製造方法の各工程について説明する。なお、図１７〜図１９においては、１個の発光装置１００Ｃについて作製する様子を図示するが、個片化工程Ｓ４１４において個片化するまでは、複数の発光素子１Ｃが配列されたウエハ状態で発光装置１００Ｃが作製される。
まず、発光素子準備工程Ｓ４０１において、第１実施形態における発光素子準備工程Ｓ１０１と同様にして、図１７Ａに示すように、成長基板１１上に発光素子１Ｃが配列されるように形成されたウエハを準備する。
なお、各発光素子１Ｃの上面には、６個のｎ側電極１３と４個のｐ側電極１５とが形成される。
次に、第１メッキ層形成工程Ｓ４０２、第１樹脂層形成工程Ｓ４０３及び第１樹脂層切削工程Ｓ４０４を、それぞれ第２実施形態におけるメッキ層形成工程Ｓ２０２、第１樹脂層形成工程Ｓ２０３及び第１樹脂層切削工程Ｓ２０４と同様にして行うことにより、図１７（ｂ）に示すように、第１金属メッキ層３３ｎ，３３ｐを内在し、その上面が露出した第１樹脂層３１１Ｃが形成される。
なお、各ｎ側電極１３上には１個の第１金属メッキ層３３ｎが形成され、各ｐ側電極１５上には１個の第１金属メッキ層３３ｐが形成される。
次に、横配線層形成工程Ｓ４０５において、スパッタリング法などにより、図１８Ａに示すように、第１樹脂層３１１Ｃの上面に横配線層３６ｎ，３６ｐを形成する。なお、横配線層３６ｎ，３６ｐのパターニングは、エッチングによるパターン形成法又はリフトオフによるパターン形成法で行うことができる。
次に、ワイヤバンプ形成工程Ｓ４０６において、ワイヤボンダを用いて、図１８（ｂ）に示すように、横配線層３６ｎ，３６ｐ上の所定の位置にバンプ積層体３２Ａｎ，３２Ａｐを形成する。このとき、バンプ積層体３２Ａｎ，３２Ａｐの上面は、完成後の第２樹脂層３１２Ｃの上面と同じか、当該上面より高くなるように形成する。
次に、第２樹脂層形成工程Ｓ４０７及び第２樹脂層切削工程Ｓ４０８を、第１実施形態における第２樹脂層形成工程Ｓ１０６及び第２樹脂層切削工程Ｓ１０７と同様に行うことにより、図１８Ｂに示すように、横配線層３６ｎ，３６ｐ及びバンプ積層体３２Ａｎ，３２Ａｐを内在し、バンプ積層体３２Ａｎ，３２Ａｐの上面が露出した第２樹脂層３１２Ｃが形成される。
次に、第２メッキ層形成工程Ｓ４０９、第３樹脂層形成工程Ｓ４１０及び第３樹脂層切削工程Ｓ４１１を、それぞれ第１実施形態におけるメッキ層形成工程Ｓ１０５、第２樹脂層形成工程Ｓ１０６及び第２樹脂層切削工程Ｓ１０７と同様に行うことにより、第２樹脂層３１２Ｃ上に、図１９に示すように、第２金属メッキ層３７ｎ，３７ｐを内在し、第２金属メッキ層３７ｎ，３７ｐの上面が露出した第３樹脂層３１３Ｃが形成される。
次に、成長基板除去工程Ｓ４１２、蛍光体層形成工程Ｓ４１３及び個片化工程Ｓ４１４を、それぞれ第１実施形態における成長基板除去工程Ｓ１０９、蛍光体層形成工程Ｓ１１０及び個片化工程Ｓ１１１と同様に行うことにより、図１４及び図１５に示した発光装置１００Ｃが完成する。
以上、本発明に係る発光装置について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変などしたものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
１，１Ａ，１Ｃ 発光素子（半導体発光素子）
１１ 成長基板
１２ 半導体積層体
１２ｎ ｎ型半導体層
１２ａ 発光層
１２ｐ ｐ型半導体層
１２ｂ 段差部
１２ｃ 凹凸形状
１３ ｎ側電極
１３ａ 接合部
１４ 全面電極
１４ａ 反射電極
１４ｂ カバー電極
１５ ｐ側電極
１５ａ パッド電極層
１５ｂ 衝撃吸収層
１６ 保護層
２ 蛍光体層（波長変換層）
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 支持体
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ 樹脂層
３１１ 第１樹脂層（ワイヤ埋設層）
３１１Ａ 第１樹脂層（メッキ埋設層）
３１２ 第２樹脂層（メッキ埋設層）
３１２Ａ 第２樹脂層（ワイヤ埋設層）
３１３ 第３樹脂層（ワイヤ埋設層）
３１１Ｃ 第１樹脂層（メッキ埋設層）
３１２Ｃ 第２樹脂層（ワイヤ埋設層）
３１３Ｃ 第３樹脂層（メッキ埋設層）
３２ 金属ワイヤ
３２ｎ，３２ｐ 第１金属ワイヤ（内部配線、金属ワイヤ）
３５ｎ，３５ｐ 第２金属ワイヤ（内部配線、金属ワイヤ）
３２Ａ バンプ積層体（内部配線、金属ワイヤバンプ）
３２ａ バンプ
３３ｎ，３３ｐ 第１金属メッキ層（内部配線、金属メッキ層）
３７ｎ 第２金属メッキ層（内部配線、金属メッキ層、ｎ側外部接続用電極）
３７ｐ 第２金属メッキ層（内部配線、金属メッキ層、ｐ側外部接続用電極）
３３ａ シード層
３３ｂ メッキ層
３４ｎ ｎ側外部接続用電極
３４ｐ ｐ側外部接続用電極
４１，４２ 切削線
４３ 切断線
５０ ワイヤボンダ
６１ レジストパターン
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ 発光装置

Claims (7)

  1. ｐ型半導体層及びｎ型半導体層を含む半導体積層体を有し、前記半導体積層体の前記ｐ型半導体層が設けられた側又は前記ｎ側半導体層が設けられた側の何れか一方の面側に、前記ｐ型半導体層と電気的に接続されるｐ側電極及び前記ｎ型半導体層と電気的に接続されるｎ側電極を有する半導体発光素子と、
    前記半導体積層体の前記一方の面側に設けられる樹脂層と、
    前記樹脂層の表面に露出して設けられるｐ側外部接続用電極と、
    前記樹脂層の表面に露出して設けられるｎ側外部接続用電極と、
    前記樹脂層内に設けられ、前記ｐ側電極と前記ｐ側外部接続用電極との間を電気的に接続するｐ側内部配線と、
    前記樹脂層内に設けられ、前記ｎ側電極と前記ｎ側外部接続用電極との間を電気的に接続するｎ側内部配線と、を有し、
    前記ｐ側内部配線及びｎ側内部配線はそれぞれ、第１金属メッキ層と、第１金属ワイヤとを含み、
    前記ｐ側電極に前記第１金属ワイヤが接合され、前記ｎ側電極に前記第１金属ワイヤが接合され、
    前記樹脂層は、前記第１金属ワイヤが埋設された第１ワイヤ埋設層と、前記第１金属メッキ層が埋設された第１メッキ埋設層とが、前記半導体発光素子側からこの順番で積層されてなり、
    前記第１金属メッキ層の厚さが前記第１メッキ埋設層の厚さと等しい、ことを特徴とする発光装置。
  2. 前記樹脂層は、第２金属メッキ層が埋設された第２メッキ埋設層をさらに含み、前記ｐ側内部配線及びｎ側内部配線はそれぞれ前記第２金属メッキ層を含む請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記樹脂層は、第２金属ワイヤが埋設された第２ワイヤ埋設層をさらに含み、前記ｐ側内部配線及びｎ側内部配線はそれぞれ第２金属ワイヤを含む請求項１に記載の発光装置。
  4. 前記ｐ側外部接続用電極及び前記ｎ側外部接続用電極が設けられる前記樹脂層の表面は、前記半導体積層体の前記一方の面と対向する面の反対側の面であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の発光装置。
  5. 前記第１金属ワイヤが前記ｐ側電極及び前記ｎ側電極にそれぞれ接合されており、前記第１金属ワイヤの少なくとも一方は一端に楔形状の先端部を有し、その楔形状の先端部で前記ｐ側電極又は前記ｎ側電極に接続された請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の発光装置。
  6. 前記樹脂層の厚さ方向について、前記第１金属メッキ層の配線長は、前記第１金属ワイヤによる配線長よりも長いことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の発光装置。
  7. 前記半導体積層体の他方の面側に設けられ、前記半導体発光素子が発光する波長の光を異なる波長の光に変換する波長変換層を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の発光装置。
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