半導体発光装置およびその製造方法
【課題】光の取出し効率および量産性に優れ、フリップチップボンディングを容易に行うことが可能な透明絶縁性基板を用いた半導体発光装置およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係る半導体発光装置は、表面側から裏面側に連通する第１切り欠き部（２０）を側面に有する透明絶縁性基板（１２）表面に第１半導体層（１４）、活性層（１６）および第１半導体層と反対の導電型である第２半導体層（１８）が設けられていて、第１半導体層上に設けられたｎ側コンタクト電極（２２）と透明絶縁性基板裏面に設けられた第１電極（３２）とが、第１切り欠き部に設けられた第１接続部（３０）を介して電気的に接続することで、第１半導体層と第１電極とが電気的に接続し、第２半導体層上には第２半導体層と電気的に接続するｐ側コンタクト電極（３４）と第２電極（３６）とが設けられている半導体発光装置である。
【解決手段】本発明に係る半導体発光装置は、表面側から裏面側に連通する第１切り欠き部（２０）を側面に有する透明絶縁性基板（１２）表面に第１半導体層（１４）、活性層（１６）および第１半導体層と反対の導電型である第２半導体層（１８）が設けられていて、第１半導体層上に設けられたｎ側コンタクト電極（２２）と透明絶縁性基板裏面に設けられた第１電極（３２）とが、第１切り欠き部に設けられた第１接続部（３０）を介して電気的に接続することで、第１半導体層と第１電極とが電気的に接続し、第２半導体層上には第２半導体層と電気的に接続するｐ側コンタクト電極（３４）と第２電極（３６）とが設けられている半導体発光装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置およびその製造方法に関し、より詳細にはサファイア等の透明絶縁性基板を用いた半導体発光装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）は青色の光を発する発光ダイオード等の材料として注目を浴びている。このＧａＮ系半導体発光装置は、一般的にサファイア（Ａｌ２Ｏ３）等の絶縁性基板表面にＧａＮ系半導体をエピタキシャル成長させて作製する。このように、ＧａＮ系半導体発光装置では絶縁性基板を使用するため、基板裏面に電極を設けることができず、ｐ側電極およびｎ側電極を共にエピタキシャル成長させた基板表面に設けている。なお、ＧａＮ系半導体とは、ＧａＮやＧａＮとＡｌＮ（窒化アルミニウム）との混晶であるＡｌＧａＮやＧａＮとＩｎＮ（窒化インジウム）との混晶であるＩｎＧａＮ等の半導体のことをいう。
【０００３】
また、ＧａＮ系半導体発光装置の基板裏面から一方の電極を取り出す様々な技術が開発されている。特許文献１には、ＧａＮ系半導体発光装置の側面および裏面に配線膜を設け、この配線膜を介して基板表面に設けられた一方の電極を、基板裏面から取り出す技術が開示されている。特許文献２には、一方の電極はＧａＮ系半導体発光装置の基板表面に設けられ、他方の電極はＧａＮ系半導体発光装置の側面に設けられた技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１６３５３０
【特許文献２】特開平８−３３０６３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高出力なＧａＮ系半導体発光装置では、ＧａＮ系半導体発光装置からの発熱を如何にして逃がすかが課題である。半導体発光装置からの発熱を逃がす一般的な方法として、半導体発光装置の基板表面を熱放散媒体等にフリップチップボンディングさせる方法がある。
【０００５】
しかし、基板表面にｐ側電極およびｎ側電極が設けられているＧａＮ系半導体発光装置において、実装部にフリップチップボンディングをする場合、基板表面のｐ側電極と実装部のｐ側電極および基板表面のｎ側電極と実装部のｎ側電極とを精度良く位置合せし、ｐ側電極とｎ側電極とが短絡することを防止しなければならない。このため、高精度な位置合せ用の装置が必要となり設備投資にコストが掛かるといった課題や、精度良く位置合せを行うために処理時間が長くなるといった課題が生じる。
【０００６】
例えば特許文献１に係るＧａＮ系半導体発光装置は、基板表面から一方の電極が取り出され、他方の電極は基板裏面から取り出される。このため、フリップチップボンディングをする場合、１つの電極のみ位置合せを行えばよいため、フリップチップボンディングを容易に行うことが可能となる。しかし、特許文献１に係るＧａＮ系半導体発光装置は、半導体発光装置の側面および裏面に配線膜を形成するため、チップ化した後でなければ配線膜の形成ができず量産性に乏しい。また、側面発光により光が出射するため、全面発光による光の出射に比べ光の取出し効率が悪いといった課題がある。
【０００７】
また、例えば特許文献２に係るＧａＮ系半導体発光装置は、半導体発光装置の側面に電極を形成するには、サファイア基板に所定の深さの孔部を形成した後に電極の形成を行う。サファイア基板は非常に硬い物質であり、半導体発光装置を構成するサファイア基板の側面の一部が露出するような所定の深さの孔部を形成することは難しい。このように、サファイア基板を貫通させずにエッチングすることや、深さを制御した孔部をサファイア基板に設けることは非常に困難であるといった課題がある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、光の取出し効率および量産性に優れ、フリップチップボンディングを容易に行うことが可能な透明絶縁性基板を用いた半導体発光装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、表面側から裏面側に連通する第１切り欠き部が側面に設けられた透明絶縁性基板と、前記透明絶縁性基板の表面に設けられた第１半導体層と、前記第１半導体層上に設けられた活性層と、前記活性層上に設けられた前記第１半導体層とは反対の導電型である第２半導体層と、前記第１切り欠き部の側面に設けられ、前記第１半導体層と電気的に接続する第１接続部と、前記透明絶縁性基板の裏面に設けられ、前記第１接続部と電気的に接続する第１電極と、前記第２半導体層上に設けられ、前記第２半導体層と電気的に接続する第２電極と、を具備することを特徴とする半導体発光装置である。本発明によれば、光の取出し効率および量産性に優れ、フリップチップボンディングを容易に行うことが可能な透明絶縁性基板を用いた半導体発光装置を提供することができる。
【００１０】
上記構成において、前記第２電極が実装部に電気的に接続されてなり、前記透明絶縁性基板の裏面から光が出射する構成とすることができる。この構成によれば、優れた光の取出し効率を得ることができる。
【００１１】
上記構成において、前記第１切り欠き部および前記第１接続部が２以上設けられてなる構成とすることができる。この構成によれば、電流分布の均一性を向上することができる。
【００１２】
上記構成において、前記第１切り欠き部は前記透明絶縁性基板の２つの側面の両方にまたがって設けられてなる構成とすることができる。この構成によれば、発光領域をより広くでき、また量産性をより向上することができる。
【００１３】
上記構成において、表面側から裏面側に連通する第２切り欠き部が側面に設けられた前記透明絶縁性基板にはさらに、前記第２切り欠き部の側面に設けられ、前記第２半導体層と電気的に接続する第２接続部と、前記透明絶縁性基板の裏面に設けられ、前記第２電極とともに前記第２接続部と電気的に接続する第３電極と、を具備する構成とすることができる。この構成によれば、実装部にフリップチップボンディングを行う前に半導体発光装置のプローブテストを容易に行うことができる。
【００１４】
上記構成において、前記透明絶縁性基板の表面側に形成されている前記第１接続部を覆うように設けられた絶縁層を具備する構成とすることができる。この構成によれば、第１接続部での第１電極と第２電極との短絡を防止することができ、フリップチップボンディングをより容易に行うことができる。
【００１５】
上記構成において、前記第１半導体層および前記第２半導体層はＧａＮ系半導体層である構成とすることができる。この構成によれば、光の取出し効率および量産性に優れ、フリップチップボンディングを容易に行うことが可能な透明絶縁性基板を用いたＧａＮ系半導体発光装置を提供することができる。
【００１６】
上記構成において、前記透明絶縁性基板はサファイア基板である構成とすることができる。この構成によれば、優れた光の取出し効率を得ることができる。
【００１７】
本発明は、透明絶縁性基板の表面に第１半導体層を形成する工程と、前記第１半導体層上に活性層を形成する工程と、前記活性層上に前記第１半導体層とは反対の導電型である第２半導体層を形成する工程と、前記透明絶縁性基板の側面に前記透明絶縁性基板の表面側から裏面側に連通する第１切り欠き部を貫通して形成する工程と、前記第１切り欠き部の側面に前記第１半導体層と電気的に接続する第１接続部を形成する工程と、前記透明絶縁性基板の裏面に前記第１接続部と電気的に接続する第１電極を形成する工程と、前記第２半導体層上に前記第２半導体層と電気的に接続する第２電極を形成する工程と、を具備することを特徴とする半導体発光装置の製造方法である。本発明によると、光の取出し効率および量産性に優れ、フリップチップボンディングを容易に行うことが可能な透明絶縁性基板を用いた半導体発光装置の製造方法を提供することができる。
【００１８】
上記構成において、前記第１切り欠き部を形成する工程は、貫通孔を分割するよう前記透明絶縁性基板を切断する工程である構成とすることができる。この構成によれば、前記第１切り欠き部を歩留まりよく形成することができるため量産性に優れている。
【００１９】
上記構成において、前記貫通孔はレーザーを照射することにより形成される構成とすることができる。
【００２０】
上記構成において、さらに前記透明絶縁性基板の側面に第２切り欠き部を形成する工程と、前記第２切り欠き部の側面に前記第２半導体層と電気的に接続する第２接続部を形成する工程と、前記透明絶縁性基板の裏面に前記第２接続部と電気的に接続する第３電極を形成する工程と、を含む構成とすることができる。この構成によれば、実装部にフリップチップボンディングを行う前に半導体発光装置のプローブテストを容易に行うことができる。
【００２１】
上記構成において、前記第２電極と実装部とをフリップチップボンディングにより電気的に接続する工程と、前記第１電極と前記実装部とをワイヤボンディングにより電気的に接続する工程と、を含む構成とすることができる。この構成によれば、フリップチップボンディングを容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、光の取出し効率および量産性に優れ、フリップチップボンディングを容易に行うことが可能な透明絶縁性基板を用いた半導体発光装置およびその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下図面を参照に本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１（ａ）は実施例１に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図１（ｂ）は実施例１に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。ここで、図１（ｃ）において、半導体発光装置の表面を上にして図示しており、また簡明化のためスケールを図１（ａ）および図１（ｂ）と変えている。（以下、実施例の断面図において同様）また、図１（ａ）において、第１半導体層１４、活性層１６、第２半導体層１８およびｐ側コンタクト電極３４は簡明化のため図示を省略している。
【００２５】
図１（ｃ）を参照に、サファイアからなる透明絶縁性基板１２の表面にｎ型ＧａＮからなる第１半導体層１４、ＩｎＧａＮのＭＱＷ（多重量子井戸構造）からなる活性層１６およびｎ型と反対の導電型であるｐ型ＧａＮからなる第２半導体層１８がこの順に設けられている。透明絶縁性基板１２の側面には第１切り欠き部２０が設けられている。第１切り欠き部２０は透明絶縁性基板１２の表面側から反対側の面である裏面側に連通して設けられている。なお、連通して設けられているとは、透明絶縁性基板１２の表面側から裏面側まで連なって設けられていることをいう。第１半導体層１４上にはＴｉ（チタン）／Ａｌ（アルミニウム）／Ａｕ（金）からなるｎ側コンタクト電極２２とｎ側コンタクト電極２２に電気的に接続しＴｉ／Ａｕからなる表面配線層２４とが設けられている。ｎ側コンタクト電極２２は第１半導体層１４とオーミックコンタクトをとるために設けられている。第１切り欠き部２０の側面には表面配線層２４と電気的に接続しＴｉ／Ａｕからなる側面配線層２６が設けられていて、透明絶縁性基板１２の裏面には側面配線層２６と電気的に接続しＴｉ／Ａｕからなる裏面配線層２８が設けられている。これにより、ｎ側コンタクト電極２２、表面配線層２４、側面配線層２６および裏面配線層２８からなる第１接続部３０が形成される。透明絶縁性基板１２の裏面に第１接続部３０と電気的に接続するｎ側電極である第１電極３２が設けられている。第１電極３２は外部との接続に用いられる。ここで、第１接続部３０は第１半導体層１４と第１電極３２とを電気的に接続させるために設けられており、第１切り欠き部２０は第１接続部３０を形成するために設けられている。第２半導体層１８上にはＮｉ（ニッケル）／Ａｕからなるｐ側コンタクト電極３４が設けられている。ｐ側コンタクト電極３４は第２半導体層１８とオーミックコンタクトをとるために設けられている。ｐ側コンタクト電極３４上に第２半導体層１８と電気的に接続するｐ側電極である第２電極３６が設けられている。第２電極３６は外部との接続に用いられる。
【００２６】
図１（ａ）を参照に、透明絶縁性基板１２表面の発光領域の大部分は第２電極３６で覆われていて、第１切り欠き部２０近傍にｎ側コンタクト電極２２および表面配線層２４が設けられている。図１（ｂ）を参照に、透明絶縁性基板１２裏面は第１切り欠き部２０近傍に裏面配線層２８および第１電極３２が設けられていて、その他の大部分の領域は透明絶縁性基板１２裏面が露出している。
【００２７】
図２（ａ）から図５（ｂ）を参照に、実施例１に係る半導体発光装置の製造方法を説明する。図２（ａ）を参照に、厚さ８０〜１００μｍのサファイアからなる透明絶縁性基板１２上に、ＭＯＣＶＤ法（有機金属化学的気相成長法）により、ｎ型ＧａＮからなる第１半導体層１４、ＩｎＧａＮのＭＱＷからなる活性層１６およびｎ型と反対の導電型であるｐ型ＧａＮからなる第２半導体層１８をこの順に形成する。
【００２８】
図２（ｂ）を参照に、透明絶縁性基板１２表面にフォトレジストでパターンニングを行い、第１半導体層１４、活性層１６および第２半導体層１８をＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法によりエッチングする。
【００２９】
図２（ｃ）を参照に、第２半導体層１８上にｐ側コンタクト電極３４を、第１半導体層１４上にｎ側コンタクト電極２２をリフトオフ法により形成する。ｐ側コンタクト電極３４およびｎ側コンタクト電極２２は、各々Ｎｉ／ＡｕおよびＴｉ／Ａｌ／Ａｕを蒸着することにより形成する。さらに必要に応じ適宜、ｐ側コンタクト電極３４上にメッキ法により厚さ１〜３μｍのＡｕからなる第２電極３６を形成する。
【００３０】
図３（ａ）を参照に、第１半導体層１４の表面にレーザーを照射することにより透明絶縁性基板１２を貫通する直径１００μｍの貫通孔３８を形成する。レーザーは、ＱスイッチＹＡＧレーザーの３倍高周波（波長３５５ｎｍ）を使用する。また、通常のレンズ系を用いたレーザー照射の他に、１００μｍ程度のウォータージェットを貫通孔３８を形成する箇所に当てた上で、ウォータージェットを光導波路としてレーザーを照射して、貫通孔３８を形成することも可能である。図３（ｂ）は図３（ａ）の上視図である。図３（ｂ）のＡ−Ａ間の断面図が図３（ａ）に対応している。
【００３１】
図４（ａ）を参照に、透明絶縁性基板１２裏面および貫通孔３８の側面にスパッタ法によりＴｉ／Ａｕを形成する。その後、透明絶縁性基板１２裏面にフォトレジストでパターンニングを行い、メッキ法によりＡｕをメッキする。メッキされたＡｕをマスクにして、透明絶縁性基板１２裏面のＡｕをエッチングすることで、厚さ０．２μｍの側面配線層２６および裏面配線層２８を形成する。
【００３２】
図４（ｂ）を参照に、透明絶縁性基板１２裏面にフォトレジストでパターンニングを行い、裏面配線層２８の一部にさらにメッキ法により厚さ１〜３μｍのＡｕからなる第１電極３２を形成する。
【００３３】
図４（ｃ）を参照に、第１半導体層１４の表面に、ｎ側コンタクト電極２２と側面配線層２６とを電気的に接続する厚さ０．２μｍのＴｉ／Ａｕからなる表面配線層２４をリフトオフ法により形成する。これにより、ｎ側コンタクト電極２２、表面配線層２４、側面配線層２６および裏面配線層２８からなる第１接続部３０が形成される。
【００３４】
図５（ａ）を参照に、貫通孔３８を分割するように透明絶縁性基板１２を割断することで、透明絶縁性基板１２の表面側から裏面側に連通する第１切り欠き部２０を貫通して形成することができる。これにより、実施例１に係る半導体発光装置が完成する。ここで、割断を行い易くするために、予め分割ラインにレーザースクライバーでスクライブラインを入れておくことが好ましい。また、透明絶縁性基板１２表面から見て、第１切り欠き部２０の面積が貫通孔３８の面積の１／２となるように割断することが好ましい。図５（ｂ）は図５（ａ）の上視図である。図５（ｂ）のＡ−Ａ間の断面図が図５（ａ）に対応している。
【００３５】
図６（ａ）は、実施例１に係る半導体発光装置の第２電極３６が実装部４０に接続した場合の断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の上視図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）の下視図である。図６（ａ）を参照に、第２電極３６は、はんだ４２を用いてフリップチップボンディングによりＣｕからなる放熱板４４に接続する。放熱板４４にはアノード側電極４６が接続している。第１電極３２はワイヤ４８を用いてカソード側電極５０にワイヤボンディングにより接続する。放熱板４４はエポキシからなる樹脂５２で覆われていて、これによりアノード側電極４６とカソード側電極５０とが絶縁している。
【００３６】
実施例１によれば、第２電極３６は放熱板４４にフリップチップボンディングにより接続するが、第２電極３６と放熱板４４とは接していれば良く正確な位置合せは不要である。また、第１電極３２はワイヤ４８を用いカソード側電極５０にワイヤボンディングにより接続する。これらより、第２電極３６のみフリップチップボンディングがされ、その位置合せの正確性は不要なため、フリップチップボンディングを容易に行うことができる。また、第２電極３６と放熱板４４とが接するため、半導体発光装置で発生した熱を放熱板４４を通して効率よく逃がすことができる。
【００３７】
また、実施例１に係る半導体発光装置の第２電極３６はフリップチップボンディングにより実装部４０に接続するため、透明絶縁性基板１２裏面から活性層１６で発生した光を出射することができる。このため、側面から光が出射する特許文献１に係る半導体発光装置に比べ優れた光の取出し効率を得ることができる。ここで、透明絶縁性基板１２表面に形成された第２電極３６は、活性層１６で発光した光を透明絶縁性基板１２裏面方向に反射させる機能も有する。
【００３８】
さらに、実施例１によれば、貫通孔３８を分割するように割断することで第１切り欠き部２０を有する半導体発光装置を形成する。このため、貫通孔３８の近傍を割断して貫通孔３８を有する半導体発光装置を形成する場合に比べ、割断によるクラックの発生が抑えられ歩留まりを向上させることができるため、優れた量産性が得られる。また、透明絶縁性基板１２表面から見た場合の第１切り欠き部２０の面積は貫通孔３８の面積より小さいため、実施例１に係る半導体発光装置は貫通孔３８を有する半導体発光装置に比べ、発光領域を広くとることができる。さらに、１つの貫通孔３８から２つの第１切り欠き部２０が形成できるため、実施例１に係る半導体発光装置は貫通孔３８を有する半導体発光装置に比べ、貫通孔３８を形成する個数が少なくて済む。よって、製造工程を短縮することができ、優れた量産性を得ることができる。
【００３９】
さらに、実施例１によれば、第１半導体層１４と第１電極３２とを電気的に接続する第１接続部３０は第１切り欠き部２０の側面に設けられている。第１切り欠き部２０は貫通孔３８を分割するように割断することで形成される。つまり、貫通孔３８の側面に第１接続部３０を形成すればよい。貫通孔３８の側面に第１接続部３０を形成することはスパッタ法等によりウエハ単位で行うことができる。このように、第１接続部３０はウエハ単位で一括して形成することができるため量産性に優れている。
【００４０】
さらに、実施例１によれば、貫通孔３８をサファイアからなる透明絶縁性基板１２に形成する。サファイアは非常に硬質な物質のため、特許文献２に係る半導体発光装置のように所望の深さの孔を形成することは非常に難しいが、貫通孔３８を形成することは所望の深さの孔を形成する場合に比べると容易である。このため、実施例１に係る半導体発光装置は特許文献２に係る半導体発光装置に比べ容易に製造が行えるため量産性に優れている。
【００４１】
さらに、実施例１によれば、第１切り欠き部２０は凹んでいるため、凹んでいない場合に比べて側面配線層２６の表面積を大きく取ることができる。よって、電流の流せる最大許容量が大きくなるため、高出力な半導体発光装置にも対応することが可能となる。
【００４２】
実施例１において、第１半導体層１４はｎ型ＧａＮ、活性層１６はＩｎＧａＮのＭＱＷ、第２半導体層１８はｐ型ＧａＮである例を示したが、これに限らず、第１半導体層１４がｐ型ＧａＮ、第２半導体層１８がｎ型ＧａＮである場合でもよい。また、第１半導体層１４、活性層１６および第２半導体層１８にその他のＧａＮ系半導体やＧａＮ系半導体以外の半導体を用いても良い。
【００４３】
また、実施例１において、透明絶縁性基板１２はサファイアである例を示したが、これに限らず、透明で絶縁性を有する物質であればその他の物質でもよい。
【００４４】
さらに、実施例１において、貫通孔３８は円の形をしている例を示したが、これに限らず楕円、方形等その他の形でもよい。
【００４５】
さらに、実施例１において、透明絶縁性基板１２を切断する方法として割断を例に示したが、これに限らず、ダイシング等その他の切断方法でもよい。
【実施例２】
【００４６】
図７（ａ）は実施例２に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図７（ｂ）は実施例２に係る半導体装置の裏面側の斜視図であり、図７（ｃ）は図７（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。ここで、図７（ａ）において、第１半導体層１４、活性層１６、第２半導体層１８およびｐ側コンタクト電極３４は簡明化のため図示を省略している。
【００４７】
図７（ａ）を参照に、実施例２に係る半導体発光装置は第１切り欠き部２０が２つ設けられている。図７（ｃ）を参照に、２つの第１切り欠き部２０それぞれに対応して第１接続部３０がそれぞれ設けられている。図７（ｂ）を参照に、２つの第１接続部３０の裏面配線層２８は、透明絶縁性基板１２表面の非発光領域に対応する透明絶縁性基板１２裏面の領域に沿って延伸し互いに接続している。なお、透明絶縁性基板１２表面の発光領域とは第１半導体層１４、活性層１６、第２半導体層１８、ｐ側コンタクト電極３４および第２電極３６が積層して設けられている領域を指し、非発光領域とは発光領域の周囲の領域を指す。その他の構成については、実施例１に係る半導体発光装置と同じであり、図１（ａ）から図１（ｃ）に示しているので説明を省略する。
【００４８】
実施例１に係る半導体発光装置は、半導体発光装置の高出力化に伴い半導体発光装置のサイズが大きくなった場合、電流の分布が偏ってしまう恐れがある。しかし、実施例２によれば、２つの第１切り欠き部２０それぞれに対応して第１接続部３０がそれぞれ設けられ、かつ第１接続部３０同士は互いに透明絶縁性基板１２裏面で接続しているため、電流分布の均一性を向上することができる。
【００４９】
また、実施例２によれば、２つの第１接続部３０のそれぞれの裏面配線層２８を、透明絶縁性基板１２表面の非発光領域に対応する透明絶縁性基板１２裏面の領域に沿って設けている。このため、発光した光が遮光されることなく透明絶縁性基板１２裏面から出射できるため、優れた光の取出し効率を得ることができる。
【実施例３】
【００５０】
図８（ａ）は実施例３に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図８（ｂ）は実施例３に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図８（ｃ）は図８（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。ここで、図８（ａ）において、第１半導体層１４、活性層１６、第２半導体層１８およびｐ側コンタクト電極３４は簡明化のため図示を省略している。
【００５１】
図８（ａ）を参照に、実施例３に係る半導体発光装置は第１切り欠き部２０が２つ設けられている。図８（ｃ）を参照に、２つの第１切り欠き部２０それぞれに対応して第１接続部３０がそれぞれ設けられ、かつ、第１電極３２がそれぞれ設けられている。その他の構成については、実施例１に係る半導体発光装置と同じであり、図１（ａ）から図１（ｃ）に示しているので説明を省略する。
【００５２】
実施例３によれば、半導体発光装置の高出力化に伴い半導体発光装置のサイズが大きくなった場合でも、電流分布の均一性を向上することができる。
【００５３】
また、実施例３によれば、２つの第１切り欠き部２０それぞれに対応して第１電極３２をそれぞれ設けている。このため、２つの第１切り欠き部２０に設けられている第１接続部３０を互いに接続させる必要がない。よって、実施例２のように、透明絶縁性基板１２裏面で裏面配線層２８を延伸させ接続させることは不要となる。
【実施例４】
【００５４】
図９（ａ）は実施例４に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図９（ｂ）は実施例４に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図９（ｃ）は図９（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。ここで、第１半導体層１４および絶縁層５６は簡明化のため図示を省略している。
【００５５】
図９（ａ）を参照に、実施例４に係る半導体発光装置は、透明絶縁性基板１２側面に第１切り欠き部２０および第２切り欠き部６０が設けられている。第１切り欠き部２０および第２切り欠き部６０は透明絶縁性基板１２の表面側から反対側の面である裏面側に連通して設けられている。透明絶縁性基板１２表面の発光領域の大部分は第２電極３６が設けられている。第１切り欠き部２０近傍にｎ側コンタクト電極２２および表面配線層２４が設けられていて、第２切り欠き部６０近傍に表面配線層２４および表面第２配線層５４が設けられている。図９（ｂ）を参照に、透明絶縁性基板１２裏面は第１切り欠き部２０近傍に裏面配線層２８および第１電極３２が設けられていて、第２切り欠き部６０近傍に裏面配線層２８および第３電極５８が設けられている。その他の大部分の領域は透明絶縁性基板１２裏面が露出している。
【００５６】
図９（ｃ）を参照に、第１半導体層１４、活性層１６および第２半導体層１８を有する透明絶縁性基板１２側面の第１切り欠き部２０には第１接続部３０が設けられていて、絶縁層５６が第１接続部３０と第１切り欠き部２０および第１半導体層１４との間に設けられている。第２切り欠き部６０には第２接続部６２が設けられている。第２接続部６２は表面第２配線層５４、表面配線層２４、側面配線層２６および裏面配線層２８で構成される。表面第２配線層５４および表面配線層２４は絶縁層５６表面に設けられ互いに電気的に接続し、表面第２配線層５４はｐ側コンタクト電極３４にも電気的に接続している。側面配線層２６は第２切り欠き部６０側面に設けられ表面配線層２４と電気的に接続している。裏面配線層２８は透明絶縁性基板１２裏面に設けられ側面配線層２６と電気的に接続している。透明絶縁性基板１２裏面には第１接続部３０と電気的に接続するｎ側電極である第１電極３２と、第２接続部６２と電気的に接続するｐ側電極である第３電極５８とが設けられている。第１電極３２および第３電極５８は外部との接続に用いられる。第２接続部６２と第２切り欠き部６０、第１半導体層１４、活性層１６および第２半導体層１８との間には絶縁層５６が設けられている。ここで、第２接続部６２は第２電極３６と第３電極５８との両方に電気的に接続していて、第２半導体層１８と第３電極５８とを電気的に接続させるために設けられており、第２切り欠き部６０は第２接続部６２を形成するために設けられている。また、絶縁層５６は第２電極３６および第３電極５８から第１電極３２へ流れる電流が第１半導体層１４で短絡しないよう設けているため、少なくとも第２接続部６２と第１半導体層１４との間に設けられていればよい。
【００５７】
図１０（ａ）から図１１（ｃ）を参照に、実施例４に係る半導体発光装置の製造方法について説明する。第１半導体層１４、活性層１６および第２半導体層１８の形成方法は実施例１と同じであり、図２（ａ）および図２（ｂ）に示されているので説明を省略する。図１０（ａ）を参照に、第１半導体層１４表面にレーザーを照射することにより貫通孔３８を形成する。図１０（ｂ）を参照に、貫通孔３８側面と第１半導体層１４、活性層１６および第２半導体層１８の表面とにスパッタ法によりＳｉＯ２（酸化シリコン）からなる絶縁層５６を形成する。図１０（ｃ）を参照に、フォトレジストでパターンニングを行い、第１半導体層１４上および第２半導体層１８上の絶縁層５６をＲＩＥ法によりエッチングする。エッチングされた領域に、ｎ側コンタクト電極２２およびｐ側コンタクト電極３４をリフトオフ法により形成する。ｎ側コンタクト電極２２は第１半導体層１４に、ｐ側コンタクト電極３４は第２半導体層１８に電気的に接続している。
【００５８】
図１１（ａ）を参照に、ｐ側コンタクト電極３４に電気的に接続する厚さ０．３〜０．５μｍの表面第２配線層５４をリフトオフ法により形成する。第２電極３６をメッキ法によりｐ側コンタクト電極３４上に形成する。図１１（ｂ）を参照に、貫通孔３８側面および透明絶縁性基板１２裏面にスパッタ法によりＴｉ／Ａｕを形成する。その後、透明絶縁性基板１２裏面にフォトレジストでパターンニングを行い、メッキ法によりＡｕをメッキする。メッキされたＡｕをマスクに透明絶縁性基板１２裏面のＡｕをエッチングすることで、側面配線層２６および裏面配線層２８を形成する。側面配線層２６と裏面配線層２８とは電気的に接続している。裏面配線層２８の一部にメッキ法により厚さ１〜３μｍの第１電極３２および第３電極５８を形成する。図１１（ｃ）を参照に、表面配線層２４をリフトオフ法により形成する。これにより、表面配線層２４、表面第２配線層５４、側面配線層２６および裏面配線層２８が電気的に接続してなる第２接続部６２が形成される。貫通孔３８を分割するように透明絶縁性基板１２を割断することで第１切り欠き部２０および第２切り欠き部６０を有した実施例４に係る半導体発光装置が完成する。ここで、割断を行い易くするために、予め分割ラインにレーザースクライバーでスクライブラインを入れておくことが好ましい。また、透明絶縁性基板１２表面から見て、第１切り欠き部２０の面積が貫通孔３８の面積の１／２となるように割断することが好ましい。
【００５９】
実施例４によれば、透明絶縁性基板１２裏面に第１電極３２および第３電極５８が設けられているため、プローブテストを透明絶縁性基板１２裏面で容易に行える。このため、半導体発光装置の第２電極３６を実装部４０に接続する前にプローブテストによる半導体発光装置の良否選別が容易にできるようになる。したがって、良品の半導体発光装置のみを選別して実装でき、製造コストを削減することができる。
【実施例５】
【００６０】
図１２（ａ）は実施例５に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図１２（ｂ）は実施例５に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図１２（ｃ）は図１２（ａ）Ａ−Ａ間の断面図である。ここで、第１半導体層１４、活性層１６、第２半導体層１８およびｐ側コンタクト電極３４は簡明化のため図示を省略している。
【００６１】
図１２（ａ）および図１２（ｂ）を参照に、実施例５に係る半導体発光装置は第１切り欠き部２０が透明絶縁性基板１２の２つの側面の両方にまたがって（つまり透明絶縁性基板１２の角部に）設けられている。その他の構成については、実施例１に係る半導体装置と同じであり、図１（ａ）から図１（ｃ）に示しているので説明を省略する。ここで、透明絶縁性基板１２表面から見た第１切り欠き部２０の面積が貫通孔３８の面積の１／４になっていることが好ましい。
【００６２】
透明絶縁性基板１２表面から見た実施例５に係る半導体発光装置の第１切り欠き部２０の面積は、実施例１に係る半導体発光装置の第１切り欠き部２０の面積より小さい。よって、実施例５に係る半導体発光装置は実施例１に係る半導体発光装置に比べ発光領域をより広くとることができる。
【００６３】
また、実施例５によれば、１つの貫通孔３８から４つの第１切り欠き部２０を形成することができる。このため、実施例５に係る半導体発光装置は実施例１に係る半導体発光装置に比べ貫通孔３８を形成する個数が少なくて済む。よって、実施例５に係る半導体発光装置は実施例１に係る半導体発光装置に比べ、製造工程をより短縮することでき、より優れた量産性を得ることができる。
【００６４】
実施例５において、第１切り欠き部２０が透明絶縁性基板１２の２つの側面の両方にまたがって設けられている場合を例にとって示したが、第２切り欠き部６０が透明絶縁性基板１２の２つの側面の両方にまたがって設けられている場合でもよく、また、２以上の第１切り欠き部２０および第２切り欠き部６０が透明絶縁性基板１２の２つの側面の両方にまたがって設けられている場合でもよい。
【実施例６】
【００６５】
図１３は実施例６に係る半導体発光装置の断面図である。図１３を参照に、第２電極３６上にＴｉ（チタン）／Ｍｏ（モリブデン）／Ａｕからなるバリアメタル６４が設けられている。バリアメタル６４上にはＴｉ／Ａｕ／Ｓｎ（錫）／Ａｕからなるハンダメタル６６が設けられている。その他の構成については実施例１に係る半導体発光装置と同じであり、図１（ｃ）に示されているので説明を省略する。
【００６６】
実施例６によれば、実装部４０にフリップチップボンディングを行う際、半導体発光装置にハンダメタル６６が設けられているため、容易にフリップチップボンディングを行うことができる。また、バリアメタル６４はハンダメタル６６が溶融した時に、第２電極３６が侵食されることを防止するために設けている。
【実施例７】
【００６７】
図１４は実施例７に係る半導体発光装置の断面図である。図１４を参照に、第２電極３６を除いた半導体発光装置の表面を絶縁層５６が覆っている。その他の構成については実施例１に係る半導体発光装置と同じであり、図１（ｃ）に示されているので説明を省略する。
【００６８】
半導体発光装置を実装部４０にフリップチップボンディングする際、半導体発光装置と実装部４０との位置がずれ、実装部４０に設けられているハンダが第１接続部３０の方にはみ出す場合が考えられる。このような場合でも、実施例７によれば、第１接続部３０が絶縁層５６で覆われていることにより第１電極３２と第２電極３６との短絡を防止することができる。また、これにより、フリップチップボンディングでの位置合せ精度の許容範囲が広がり、より容易にフリップチップボンディングを行うことができる。
【実施例８】
【００６９】
図１５は実施例８に係る半導体発光装置の断面図である。図１５を参照に、第１電極３２および第２電極３６が設けられていない他は実施例１に係る半導体発光装置と同じ構成をしている。実施例１に係る半導体装置は図１（ｃ）で示されているので説明を省略する。
【００７０】
実施例８によれば、裏面配線層２８は第１電極３２の機能を兼ね、ｐ側コンタクト電極３４は第２電極３６の機能を兼ねる。ここで、第１電極３２および第２電極３６の機能とは、外部との接続に用いられる機能をいう。実施例８に係る半導体発光装置は、第１電極３２および第２電極３６を別途形成する必要がないため、製造工程を短縮でき量産性を向上することができる。
【実施例９】
【００７１】
図１６（ａ）は実施例９に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図１６（ｂ）は実施例９に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図１６（ｃ）は図１６（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。ここで、図１６（ａ）において、第１半導体層１４、活性層１６、第２半導体層１８およびｐ側コンタクト電極３４は簡明化のため図示を省略している。
【００７２】
図１６（ｃ）を参照に、実施例９に係る半導体発光装置は、第１接続部３０が形成される第１半導体層１４の一部分が透明絶縁性基板１２の表面が露出するまでエッチングされている。表面配線層２４の一部は透明絶縁性基板１２の表面上に直接形成されている。その他の構成については、実施例１に係る半導体発光装置と同じであり、図１（ａ）から図１（ｃ）に示しているので、説明を省略する。
【００７３】
実施例９によれば、表面配線層２４の一部を透明絶縁性基板１２の表面上に直接形成することができるため、表面配線層２４の密着強度が改善し、半導体発光装置の信頼性が向上する。また、第１切り欠き部２０を形成するためのレーザーによる貫通孔３８の形成を透明絶縁性基板１２のみ行えばよいため、第１半導体層１４と透明絶縁性基板１２とに貫通孔３８を形成する場合に比べて、製造の余裕度を大きくすることができる。
【００７４】
以上、本発明の好ましい実施例について記載したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】図１（ａ）は実施例１に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図１（ｂ）は実施例１に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。
【図２】図２（ａ）から図２（ｃ）は実施例１に係る半導体発光装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図３】図３（ａ）は実施例１に係る半導体発光装置の製造方法を示す断面図（その２）であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の上視図である。
【図４】図４（ａ）から図４（ｃ）は実施例１に係る半導体発光装置の製造方法を示す断面図（その３）である。
【図５】図５（ａ）は実施例１に係る半導体発光装置の製造方法を示す断面図（その４）であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の上視図である。
【図６】図６（ａ）は実施例１に係る半導体発光装置が実装部に接続した場合の断面図である。図６（ｂ）は図６（ａ）の上視図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）の下視図である。
【図７】図７（ａ）は実施例２に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図７（ｂ）は実施例２に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図７（ｃ）は図７（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。
【図８】図８（ａ）は実施例３に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図８（ｂ）は実施例３に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図８（ｃ）は図８（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。
【図９】図９（ａ）は実施例４に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図９（ｂ）は実施例４に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図９（ｃ）は図９（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。
【図１０】図１０（ａ）から図１０（ｃ）は実施例４に係る半導体発光装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図１１】図１１（ａ）から図１１（ｃ）は実施例４に係る半導体発光装置の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図１２】図１２（ａ）は実施例５に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図１２（ｂ）は実施例５に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図１２（ｃ）は図１２（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。
【図１３】図１３は実施例６に係る半導体発光装置の断面図である。
【図１４】図１４は実施例７に係る半導体発光装置の断面図である。
【図１５】図１５は実施例８に係る半導体発光装置の断面図である。
【図１６】図１６（ａ）は実施例９に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図１６（ｂ）は実施例９に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図１６（ｃ）は図１６（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１２ 透明絶縁性基板
１４ 第１半導体層
１６ 活性層
１８ 第２半導体層
２０ 第１切り欠き部
２２ ｎ側コンタクト電極
２４ 表面配線層
２６ 側面配線層
２８ 裏面配線層
３０ 第１接続部
３２ 第１電極
３４ ｐ側コンタクト電極
３６ 第２電極
３８ 貫通孔
４０ 実装部
４２ はんだ
４４ 放熱板
４６ アノード側電極
４８ ワイヤ
５０ カソード側電極
５２ 樹脂
５４ 表面第２配線層
５６ 絶縁層
５８ 第３電極
６０ 第２切り欠き部
６２ 第２接続部
６４ バリアメタル
６６ ハンダメタル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置およびその製造方法に関し、より詳細にはサファイア等の透明絶縁性基板を用いた半導体発光装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）は青色の光を発する発光ダイオード等の材料として注目を浴びている。このＧａＮ系半導体発光装置は、一般的にサファイア（Ａｌ２Ｏ３）等の絶縁性基板表面にＧａＮ系半導体をエピタキシャル成長させて作製する。このように、ＧａＮ系半導体発光装置では絶縁性基板を使用するため、基板裏面に電極を設けることができず、ｐ側電極およびｎ側電極を共にエピタキシャル成長させた基板表面に設けている。なお、ＧａＮ系半導体とは、ＧａＮやＧａＮとＡｌＮ（窒化アルミニウム）との混晶であるＡｌＧａＮやＧａＮとＩｎＮ（窒化インジウム）との混晶であるＩｎＧａＮ等の半導体のことをいう。
【０００３】
また、ＧａＮ系半導体発光装置の基板裏面から一方の電極を取り出す様々な技術が開発されている。特許文献１には、ＧａＮ系半導体発光装置の側面および裏面に配線膜を設け、この配線膜を介して基板表面に設けられた一方の電極を、基板裏面から取り出す技術が開示されている。特許文献２には、一方の電極はＧａＮ系半導体発光装置の基板表面に設けられ、他方の電極はＧａＮ系半導体発光装置の側面に設けられた技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１６３５３０
【特許文献２】特開平８−３３０６３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高出力なＧａＮ系半導体発光装置では、ＧａＮ系半導体発光装置からの発熱を如何にして逃がすかが課題である。半導体発光装置からの発熱を逃がす一般的な方法として、半導体発光装置の基板表面を熱放散媒体等にフリップチップボンディングさせる方法がある。
【０００５】
しかし、基板表面にｐ側電極およびｎ側電極が設けられているＧａＮ系半導体発光装置において、実装部にフリップチップボンディングをする場合、基板表面のｐ側電極と実装部のｐ側電極および基板表面のｎ側電極と実装部のｎ側電極とを精度良く位置合せし、ｐ側電極とｎ側電極とが短絡することを防止しなければならない。このため、高精度な位置合せ用の装置が必要となり設備投資にコストが掛かるといった課題や、精度良く位置合せを行うために処理時間が長くなるといった課題が生じる。
【０００６】
例えば特許文献１に係るＧａＮ系半導体発光装置は、基板表面から一方の電極が取り出され、他方の電極は基板裏面から取り出される。このため、フリップチップボンディングをする場合、１つの電極のみ位置合せを行えばよいため、フリップチップボンディングを容易に行うことが可能となる。しかし、特許文献１に係るＧａＮ系半導体発光装置は、半導体発光装置の側面および裏面に配線膜を形成するため、チップ化した後でなければ配線膜の形成ができず量産性に乏しい。また、側面発光により光が出射するため、全面発光による光の出射に比べ光の取出し効率が悪いといった課題がある。
【０００７】
また、例えば特許文献２に係るＧａＮ系半導体発光装置は、半導体発光装置の側面に電極を形成するには、サファイア基板に所定の深さの孔部を形成した後に電極の形成を行う。サファイア基板は非常に硬い物質であり、半導体発光装置を構成するサファイア基板の側面の一部が露出するような所定の深さの孔部を形成することは難しい。このように、サファイア基板を貫通させずにエッチングすることや、深さを制御した孔部をサファイア基板に設けることは非常に困難であるといった課題がある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、光の取出し効率および量産性に優れ、フリップチップボンディングを容易に行うことが可能な透明絶縁性基板を用いた半導体発光装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、表面側から裏面側に連通する第１切り欠き部が側面に設けられた透明絶縁性基板と、前記透明絶縁性基板の表面に設けられた第１半導体層と、前記第１半導体層上に設けられた活性層と、前記活性層上に設けられた前記第１半導体層とは反対の導電型である第２半導体層と、前記第１切り欠き部の側面に設けられ、前記第１半導体層と電気的に接続する第１接続部と、前記透明絶縁性基板の裏面に設けられ、前記第１接続部と電気的に接続する第１電極と、前記第２半導体層上に設けられ、前記第２半導体層と電気的に接続する第２電極と、を具備することを特徴とする半導体発光装置である。本発明によれば、光の取出し効率および量産性に優れ、フリップチップボンディングを容易に行うことが可能な透明絶縁性基板を用いた半導体発光装置を提供することができる。
【００１０】
上記構成において、前記第２電極が実装部に電気的に接続されてなり、前記透明絶縁性基板の裏面から光が出射する構成とすることができる。この構成によれば、優れた光の取出し効率を得ることができる。
【００１１】
上記構成において、前記第１切り欠き部および前記第１接続部が２以上設けられてなる構成とすることができる。この構成によれば、電流分布の均一性を向上することができる。
【００１２】
上記構成において、前記第１切り欠き部は前記透明絶縁性基板の２つの側面の両方にまたがって設けられてなる構成とすることができる。この構成によれば、発光領域をより広くでき、また量産性をより向上することができる。
【００１３】
上記構成において、表面側から裏面側に連通する第２切り欠き部が側面に設けられた前記透明絶縁性基板にはさらに、前記第２切り欠き部の側面に設けられ、前記第２半導体層と電気的に接続する第２接続部と、前記透明絶縁性基板の裏面に設けられ、前記第２電極とともに前記第２接続部と電気的に接続する第３電極と、を具備する構成とすることができる。この構成によれば、実装部にフリップチップボンディングを行う前に半導体発光装置のプローブテストを容易に行うことができる。
【００１４】
上記構成において、前記透明絶縁性基板の表面側に形成されている前記第１接続部を覆うように設けられた絶縁層を具備する構成とすることができる。この構成によれば、第１接続部での第１電極と第２電極との短絡を防止することができ、フリップチップボンディングをより容易に行うことができる。
【００１５】
上記構成において、前記第１半導体層および前記第２半導体層はＧａＮ系半導体層である構成とすることができる。この構成によれば、光の取出し効率および量産性に優れ、フリップチップボンディングを容易に行うことが可能な透明絶縁性基板を用いたＧａＮ系半導体発光装置を提供することができる。
【００１６】
上記構成において、前記透明絶縁性基板はサファイア基板である構成とすることができる。この構成によれば、優れた光の取出し効率を得ることができる。
【００１７】
本発明は、透明絶縁性基板の表面に第１半導体層を形成する工程と、前記第１半導体層上に活性層を形成する工程と、前記活性層上に前記第１半導体層とは反対の導電型である第２半導体層を形成する工程と、前記透明絶縁性基板の側面に前記透明絶縁性基板の表面側から裏面側に連通する第１切り欠き部を貫通して形成する工程と、前記第１切り欠き部の側面に前記第１半導体層と電気的に接続する第１接続部を形成する工程と、前記透明絶縁性基板の裏面に前記第１接続部と電気的に接続する第１電極を形成する工程と、前記第２半導体層上に前記第２半導体層と電気的に接続する第２電極を形成する工程と、を具備することを特徴とする半導体発光装置の製造方法である。本発明によると、光の取出し効率および量産性に優れ、フリップチップボンディングを容易に行うことが可能な透明絶縁性基板を用いた半導体発光装置の製造方法を提供することができる。
【００１８】
上記構成において、前記第１切り欠き部を形成する工程は、貫通孔を分割するよう前記透明絶縁性基板を切断する工程である構成とすることができる。この構成によれば、前記第１切り欠き部を歩留まりよく形成することができるため量産性に優れている。
【００１９】
上記構成において、前記貫通孔はレーザーを照射することにより形成される構成とすることができる。
【００２０】
上記構成において、さらに前記透明絶縁性基板の側面に第２切り欠き部を形成する工程と、前記第２切り欠き部の側面に前記第２半導体層と電気的に接続する第２接続部を形成する工程と、前記透明絶縁性基板の裏面に前記第２接続部と電気的に接続する第３電極を形成する工程と、を含む構成とすることができる。この構成によれば、実装部にフリップチップボンディングを行う前に半導体発光装置のプローブテストを容易に行うことができる。
【００２１】
上記構成において、前記第２電極と実装部とをフリップチップボンディングにより電気的に接続する工程と、前記第１電極と前記実装部とをワイヤボンディングにより電気的に接続する工程と、を含む構成とすることができる。この構成によれば、フリップチップボンディングを容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、光の取出し効率および量産性に優れ、フリップチップボンディングを容易に行うことが可能な透明絶縁性基板を用いた半導体発光装置およびその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下図面を参照に本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１（ａ）は実施例１に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図１（ｂ）は実施例１に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。ここで、図１（ｃ）において、半導体発光装置の表面を上にして図示しており、また簡明化のためスケールを図１（ａ）および図１（ｂ）と変えている。（以下、実施例の断面図において同様）また、図１（ａ）において、第１半導体層１４、活性層１６、第２半導体層１８およびｐ側コンタクト電極３４は簡明化のため図示を省略している。
【００２５】
図１（ｃ）を参照に、サファイアからなる透明絶縁性基板１２の表面にｎ型ＧａＮからなる第１半導体層１４、ＩｎＧａＮのＭＱＷ（多重量子井戸構造）からなる活性層１６およびｎ型と反対の導電型であるｐ型ＧａＮからなる第２半導体層１８がこの順に設けられている。透明絶縁性基板１２の側面には第１切り欠き部２０が設けられている。第１切り欠き部２０は透明絶縁性基板１２の表面側から反対側の面である裏面側に連通して設けられている。なお、連通して設けられているとは、透明絶縁性基板１２の表面側から裏面側まで連なって設けられていることをいう。第１半導体層１４上にはＴｉ（チタン）／Ａｌ（アルミニウム）／Ａｕ（金）からなるｎ側コンタクト電極２２とｎ側コンタクト電極２２に電気的に接続しＴｉ／Ａｕからなる表面配線層２４とが設けられている。ｎ側コンタクト電極２２は第１半導体層１４とオーミックコンタクトをとるために設けられている。第１切り欠き部２０の側面には表面配線層２４と電気的に接続しＴｉ／Ａｕからなる側面配線層２６が設けられていて、透明絶縁性基板１２の裏面には側面配線層２６と電気的に接続しＴｉ／Ａｕからなる裏面配線層２８が設けられている。これにより、ｎ側コンタクト電極２２、表面配線層２４、側面配線層２６および裏面配線層２８からなる第１接続部３０が形成される。透明絶縁性基板１２の裏面に第１接続部３０と電気的に接続するｎ側電極である第１電極３２が設けられている。第１電極３２は外部との接続に用いられる。ここで、第１接続部３０は第１半導体層１４と第１電極３２とを電気的に接続させるために設けられており、第１切り欠き部２０は第１接続部３０を形成するために設けられている。第２半導体層１８上にはＮｉ（ニッケル）／Ａｕからなるｐ側コンタクト電極３４が設けられている。ｐ側コンタクト電極３４は第２半導体層１８とオーミックコンタクトをとるために設けられている。ｐ側コンタクト電極３４上に第２半導体層１８と電気的に接続するｐ側電極である第２電極３６が設けられている。第２電極３６は外部との接続に用いられる。
【００２６】
図１（ａ）を参照に、透明絶縁性基板１２表面の発光領域の大部分は第２電極３６で覆われていて、第１切り欠き部２０近傍にｎ側コンタクト電極２２および表面配線層２４が設けられている。図１（ｂ）を参照に、透明絶縁性基板１２裏面は第１切り欠き部２０近傍に裏面配線層２８および第１電極３２が設けられていて、その他の大部分の領域は透明絶縁性基板１２裏面が露出している。
【００２７】
図２（ａ）から図５（ｂ）を参照に、実施例１に係る半導体発光装置の製造方法を説明する。図２（ａ）を参照に、厚さ８０〜１００μｍのサファイアからなる透明絶縁性基板１２上に、ＭＯＣＶＤ法（有機金属化学的気相成長法）により、ｎ型ＧａＮからなる第１半導体層１４、ＩｎＧａＮのＭＱＷからなる活性層１６およびｎ型と反対の導電型であるｐ型ＧａＮからなる第２半導体層１８をこの順に形成する。
【００２８】
図２（ｂ）を参照に、透明絶縁性基板１２表面にフォトレジストでパターンニングを行い、第１半導体層１４、活性層１６および第２半導体層１８をＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法によりエッチングする。
【００２９】
図２（ｃ）を参照に、第２半導体層１８上にｐ側コンタクト電極３４を、第１半導体層１４上にｎ側コンタクト電極２２をリフトオフ法により形成する。ｐ側コンタクト電極３４およびｎ側コンタクト電極２２は、各々Ｎｉ／ＡｕおよびＴｉ／Ａｌ／Ａｕを蒸着することにより形成する。さらに必要に応じ適宜、ｐ側コンタクト電極３４上にメッキ法により厚さ１〜３μｍのＡｕからなる第２電極３６を形成する。
【００３０】
図３（ａ）を参照に、第１半導体層１４の表面にレーザーを照射することにより透明絶縁性基板１２を貫通する直径１００μｍの貫通孔３８を形成する。レーザーは、ＱスイッチＹＡＧレーザーの３倍高周波（波長３５５ｎｍ）を使用する。また、通常のレンズ系を用いたレーザー照射の他に、１００μｍ程度のウォータージェットを貫通孔３８を形成する箇所に当てた上で、ウォータージェットを光導波路としてレーザーを照射して、貫通孔３８を形成することも可能である。図３（ｂ）は図３（ａ）の上視図である。図３（ｂ）のＡ−Ａ間の断面図が図３（ａ）に対応している。
【００３１】
図４（ａ）を参照に、透明絶縁性基板１２裏面および貫通孔３８の側面にスパッタ法によりＴｉ／Ａｕを形成する。その後、透明絶縁性基板１２裏面にフォトレジストでパターンニングを行い、メッキ法によりＡｕをメッキする。メッキされたＡｕをマスクにして、透明絶縁性基板１２裏面のＡｕをエッチングすることで、厚さ０．２μｍの側面配線層２６および裏面配線層２８を形成する。
【００３２】
図４（ｂ）を参照に、透明絶縁性基板１２裏面にフォトレジストでパターンニングを行い、裏面配線層２８の一部にさらにメッキ法により厚さ１〜３μｍのＡｕからなる第１電極３２を形成する。
【００３３】
図４（ｃ）を参照に、第１半導体層１４の表面に、ｎ側コンタクト電極２２と側面配線層２６とを電気的に接続する厚さ０．２μｍのＴｉ／Ａｕからなる表面配線層２４をリフトオフ法により形成する。これにより、ｎ側コンタクト電極２２、表面配線層２４、側面配線層２６および裏面配線層２８からなる第１接続部３０が形成される。
【００３４】
図５（ａ）を参照に、貫通孔３８を分割するように透明絶縁性基板１２を割断することで、透明絶縁性基板１２の表面側から裏面側に連通する第１切り欠き部２０を貫通して形成することができる。これにより、実施例１に係る半導体発光装置が完成する。ここで、割断を行い易くするために、予め分割ラインにレーザースクライバーでスクライブラインを入れておくことが好ましい。また、透明絶縁性基板１２表面から見て、第１切り欠き部２０の面積が貫通孔３８の面積の１／２となるように割断することが好ましい。図５（ｂ）は図５（ａ）の上視図である。図５（ｂ）のＡ−Ａ間の断面図が図５（ａ）に対応している。
【００３５】
図６（ａ）は、実施例１に係る半導体発光装置の第２電極３６が実装部４０に接続した場合の断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の上視図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）の下視図である。図６（ａ）を参照に、第２電極３６は、はんだ４２を用いてフリップチップボンディングによりＣｕからなる放熱板４４に接続する。放熱板４４にはアノード側電極４６が接続している。第１電極３２はワイヤ４８を用いてカソード側電極５０にワイヤボンディングにより接続する。放熱板４４はエポキシからなる樹脂５２で覆われていて、これによりアノード側電極４６とカソード側電極５０とが絶縁している。
【００３６】
実施例１によれば、第２電極３６は放熱板４４にフリップチップボンディングにより接続するが、第２電極３６と放熱板４４とは接していれば良く正確な位置合せは不要である。また、第１電極３２はワイヤ４８を用いカソード側電極５０にワイヤボンディングにより接続する。これらより、第２電極３６のみフリップチップボンディングがされ、その位置合せの正確性は不要なため、フリップチップボンディングを容易に行うことができる。また、第２電極３６と放熱板４４とが接するため、半導体発光装置で発生した熱を放熱板４４を通して効率よく逃がすことができる。
【００３７】
また、実施例１に係る半導体発光装置の第２電極３６はフリップチップボンディングにより実装部４０に接続するため、透明絶縁性基板１２裏面から活性層１６で発生した光を出射することができる。このため、側面から光が出射する特許文献１に係る半導体発光装置に比べ優れた光の取出し効率を得ることができる。ここで、透明絶縁性基板１２表面に形成された第２電極３６は、活性層１６で発光した光を透明絶縁性基板１２裏面方向に反射させる機能も有する。
【００３８】
さらに、実施例１によれば、貫通孔３８を分割するように割断することで第１切り欠き部２０を有する半導体発光装置を形成する。このため、貫通孔３８の近傍を割断して貫通孔３８を有する半導体発光装置を形成する場合に比べ、割断によるクラックの発生が抑えられ歩留まりを向上させることができるため、優れた量産性が得られる。また、透明絶縁性基板１２表面から見た場合の第１切り欠き部２０の面積は貫通孔３８の面積より小さいため、実施例１に係る半導体発光装置は貫通孔３８を有する半導体発光装置に比べ、発光領域を広くとることができる。さらに、１つの貫通孔３８から２つの第１切り欠き部２０が形成できるため、実施例１に係る半導体発光装置は貫通孔３８を有する半導体発光装置に比べ、貫通孔３８を形成する個数が少なくて済む。よって、製造工程を短縮することができ、優れた量産性を得ることができる。
【００３９】
さらに、実施例１によれば、第１半導体層１４と第１電極３２とを電気的に接続する第１接続部３０は第１切り欠き部２０の側面に設けられている。第１切り欠き部２０は貫通孔３８を分割するように割断することで形成される。つまり、貫通孔３８の側面に第１接続部３０を形成すればよい。貫通孔３８の側面に第１接続部３０を形成することはスパッタ法等によりウエハ単位で行うことができる。このように、第１接続部３０はウエハ単位で一括して形成することができるため量産性に優れている。
【００４０】
さらに、実施例１によれば、貫通孔３８をサファイアからなる透明絶縁性基板１２に形成する。サファイアは非常に硬質な物質のため、特許文献２に係る半導体発光装置のように所望の深さの孔を形成することは非常に難しいが、貫通孔３８を形成することは所望の深さの孔を形成する場合に比べると容易である。このため、実施例１に係る半導体発光装置は特許文献２に係る半導体発光装置に比べ容易に製造が行えるため量産性に優れている。
【００４１】
さらに、実施例１によれば、第１切り欠き部２０は凹んでいるため、凹んでいない場合に比べて側面配線層２６の表面積を大きく取ることができる。よって、電流の流せる最大許容量が大きくなるため、高出力な半導体発光装置にも対応することが可能となる。
【００４２】
実施例１において、第１半導体層１４はｎ型ＧａＮ、活性層１６はＩｎＧａＮのＭＱＷ、第２半導体層１８はｐ型ＧａＮである例を示したが、これに限らず、第１半導体層１４がｐ型ＧａＮ、第２半導体層１８がｎ型ＧａＮである場合でもよい。また、第１半導体層１４、活性層１６および第２半導体層１８にその他のＧａＮ系半導体やＧａＮ系半導体以外の半導体を用いても良い。
【００４３】
また、実施例１において、透明絶縁性基板１２はサファイアである例を示したが、これに限らず、透明で絶縁性を有する物質であればその他の物質でもよい。
【００４４】
さらに、実施例１において、貫通孔３８は円の形をしている例を示したが、これに限らず楕円、方形等その他の形でもよい。
【００４５】
さらに、実施例１において、透明絶縁性基板１２を切断する方法として割断を例に示したが、これに限らず、ダイシング等その他の切断方法でもよい。
【実施例２】
【００４６】
図７（ａ）は実施例２に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図７（ｂ）は実施例２に係る半導体装置の裏面側の斜視図であり、図７（ｃ）は図７（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。ここで、図７（ａ）において、第１半導体層１４、活性層１６、第２半導体層１８およびｐ側コンタクト電極３４は簡明化のため図示を省略している。
【００４７】
図７（ａ）を参照に、実施例２に係る半導体発光装置は第１切り欠き部２０が２つ設けられている。図７（ｃ）を参照に、２つの第１切り欠き部２０それぞれに対応して第１接続部３０がそれぞれ設けられている。図７（ｂ）を参照に、２つの第１接続部３０の裏面配線層２８は、透明絶縁性基板１２表面の非発光領域に対応する透明絶縁性基板１２裏面の領域に沿って延伸し互いに接続している。なお、透明絶縁性基板１２表面の発光領域とは第１半導体層１４、活性層１６、第２半導体層１８、ｐ側コンタクト電極３４および第２電極３６が積層して設けられている領域を指し、非発光領域とは発光領域の周囲の領域を指す。その他の構成については、実施例１に係る半導体発光装置と同じであり、図１（ａ）から図１（ｃ）に示しているので説明を省略する。
【００４８】
実施例１に係る半導体発光装置は、半導体発光装置の高出力化に伴い半導体発光装置のサイズが大きくなった場合、電流の分布が偏ってしまう恐れがある。しかし、実施例２によれば、２つの第１切り欠き部２０それぞれに対応して第１接続部３０がそれぞれ設けられ、かつ第１接続部３０同士は互いに透明絶縁性基板１２裏面で接続しているため、電流分布の均一性を向上することができる。
【００４９】
また、実施例２によれば、２つの第１接続部３０のそれぞれの裏面配線層２８を、透明絶縁性基板１２表面の非発光領域に対応する透明絶縁性基板１２裏面の領域に沿って設けている。このため、発光した光が遮光されることなく透明絶縁性基板１２裏面から出射できるため、優れた光の取出し効率を得ることができる。
【実施例３】
【００５０】
図８（ａ）は実施例３に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図８（ｂ）は実施例３に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図８（ｃ）は図８（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。ここで、図８（ａ）において、第１半導体層１４、活性層１６、第２半導体層１８およびｐ側コンタクト電極３４は簡明化のため図示を省略している。
【００５１】
図８（ａ）を参照に、実施例３に係る半導体発光装置は第１切り欠き部２０が２つ設けられている。図８（ｃ）を参照に、２つの第１切り欠き部２０それぞれに対応して第１接続部３０がそれぞれ設けられ、かつ、第１電極３２がそれぞれ設けられている。その他の構成については、実施例１に係る半導体発光装置と同じであり、図１（ａ）から図１（ｃ）に示しているので説明を省略する。
【００５２】
実施例３によれば、半導体発光装置の高出力化に伴い半導体発光装置のサイズが大きくなった場合でも、電流分布の均一性を向上することができる。
【００５３】
また、実施例３によれば、２つの第１切り欠き部２０それぞれに対応して第１電極３２をそれぞれ設けている。このため、２つの第１切り欠き部２０に設けられている第１接続部３０を互いに接続させる必要がない。よって、実施例２のように、透明絶縁性基板１２裏面で裏面配線層２８を延伸させ接続させることは不要となる。
【実施例４】
【００５４】
図９（ａ）は実施例４に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図９（ｂ）は実施例４に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図９（ｃ）は図９（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。ここで、第１半導体層１４および絶縁層５６は簡明化のため図示を省略している。
【００５５】
図９（ａ）を参照に、実施例４に係る半導体発光装置は、透明絶縁性基板１２側面に第１切り欠き部２０および第２切り欠き部６０が設けられている。第１切り欠き部２０および第２切り欠き部６０は透明絶縁性基板１２の表面側から反対側の面である裏面側に連通して設けられている。透明絶縁性基板１２表面の発光領域の大部分は第２電極３６が設けられている。第１切り欠き部２０近傍にｎ側コンタクト電極２２および表面配線層２４が設けられていて、第２切り欠き部６０近傍に表面配線層２４および表面第２配線層５４が設けられている。図９（ｂ）を参照に、透明絶縁性基板１２裏面は第１切り欠き部２０近傍に裏面配線層２８および第１電極３２が設けられていて、第２切り欠き部６０近傍に裏面配線層２８および第３電極５８が設けられている。その他の大部分の領域は透明絶縁性基板１２裏面が露出している。
【００５６】
図９（ｃ）を参照に、第１半導体層１４、活性層１６および第２半導体層１８を有する透明絶縁性基板１２側面の第１切り欠き部２０には第１接続部３０が設けられていて、絶縁層５６が第１接続部３０と第１切り欠き部２０および第１半導体層１４との間に設けられている。第２切り欠き部６０には第２接続部６２が設けられている。第２接続部６２は表面第２配線層５４、表面配線層２４、側面配線層２６および裏面配線層２８で構成される。表面第２配線層５４および表面配線層２４は絶縁層５６表面に設けられ互いに電気的に接続し、表面第２配線層５４はｐ側コンタクト電極３４にも電気的に接続している。側面配線層２６は第２切り欠き部６０側面に設けられ表面配線層２４と電気的に接続している。裏面配線層２８は透明絶縁性基板１２裏面に設けられ側面配線層２６と電気的に接続している。透明絶縁性基板１２裏面には第１接続部３０と電気的に接続するｎ側電極である第１電極３２と、第２接続部６２と電気的に接続するｐ側電極である第３電極５８とが設けられている。第１電極３２および第３電極５８は外部との接続に用いられる。第２接続部６２と第２切り欠き部６０、第１半導体層１４、活性層１６および第２半導体層１８との間には絶縁層５６が設けられている。ここで、第２接続部６２は第２電極３６と第３電極５８との両方に電気的に接続していて、第２半導体層１８と第３電極５８とを電気的に接続させるために設けられており、第２切り欠き部６０は第２接続部６２を形成するために設けられている。また、絶縁層５６は第２電極３６および第３電極５８から第１電極３２へ流れる電流が第１半導体層１４で短絡しないよう設けているため、少なくとも第２接続部６２と第１半導体層１４との間に設けられていればよい。
【００５７】
図１０（ａ）から図１１（ｃ）を参照に、実施例４に係る半導体発光装置の製造方法について説明する。第１半導体層１４、活性層１６および第２半導体層１８の形成方法は実施例１と同じであり、図２（ａ）および図２（ｂ）に示されているので説明を省略する。図１０（ａ）を参照に、第１半導体層１４表面にレーザーを照射することにより貫通孔３８を形成する。図１０（ｂ）を参照に、貫通孔３８側面と第１半導体層１４、活性層１６および第２半導体層１８の表面とにスパッタ法によりＳｉＯ２（酸化シリコン）からなる絶縁層５６を形成する。図１０（ｃ）を参照に、フォトレジストでパターンニングを行い、第１半導体層１４上および第２半導体層１８上の絶縁層５６をＲＩＥ法によりエッチングする。エッチングされた領域に、ｎ側コンタクト電極２２およびｐ側コンタクト電極３４をリフトオフ法により形成する。ｎ側コンタクト電極２２は第１半導体層１４に、ｐ側コンタクト電極３４は第２半導体層１８に電気的に接続している。
【００５８】
図１１（ａ）を参照に、ｐ側コンタクト電極３４に電気的に接続する厚さ０．３〜０．５μｍの表面第２配線層５４をリフトオフ法により形成する。第２電極３６をメッキ法によりｐ側コンタクト電極３４上に形成する。図１１（ｂ）を参照に、貫通孔３８側面および透明絶縁性基板１２裏面にスパッタ法によりＴｉ／Ａｕを形成する。その後、透明絶縁性基板１２裏面にフォトレジストでパターンニングを行い、メッキ法によりＡｕをメッキする。メッキされたＡｕをマスクに透明絶縁性基板１２裏面のＡｕをエッチングすることで、側面配線層２６および裏面配線層２８を形成する。側面配線層２６と裏面配線層２８とは電気的に接続している。裏面配線層２８の一部にメッキ法により厚さ１〜３μｍの第１電極３２および第３電極５８を形成する。図１１（ｃ）を参照に、表面配線層２４をリフトオフ法により形成する。これにより、表面配線層２４、表面第２配線層５４、側面配線層２６および裏面配線層２８が電気的に接続してなる第２接続部６２が形成される。貫通孔３８を分割するように透明絶縁性基板１２を割断することで第１切り欠き部２０および第２切り欠き部６０を有した実施例４に係る半導体発光装置が完成する。ここで、割断を行い易くするために、予め分割ラインにレーザースクライバーでスクライブラインを入れておくことが好ましい。また、透明絶縁性基板１２表面から見て、第１切り欠き部２０の面積が貫通孔３８の面積の１／２となるように割断することが好ましい。
【００５９】
実施例４によれば、透明絶縁性基板１２裏面に第１電極３２および第３電極５８が設けられているため、プローブテストを透明絶縁性基板１２裏面で容易に行える。このため、半導体発光装置の第２電極３６を実装部４０に接続する前にプローブテストによる半導体発光装置の良否選別が容易にできるようになる。したがって、良品の半導体発光装置のみを選別して実装でき、製造コストを削減することができる。
【実施例５】
【００６０】
図１２（ａ）は実施例５に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図１２（ｂ）は実施例５に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図１２（ｃ）は図１２（ａ）Ａ−Ａ間の断面図である。ここで、第１半導体層１４、活性層１６、第２半導体層１８およびｐ側コンタクト電極３４は簡明化のため図示を省略している。
【００６１】
図１２（ａ）および図１２（ｂ）を参照に、実施例５に係る半導体発光装置は第１切り欠き部２０が透明絶縁性基板１２の２つの側面の両方にまたがって（つまり透明絶縁性基板１２の角部に）設けられている。その他の構成については、実施例１に係る半導体装置と同じであり、図１（ａ）から図１（ｃ）に示しているので説明を省略する。ここで、透明絶縁性基板１２表面から見た第１切り欠き部２０の面積が貫通孔３８の面積の１／４になっていることが好ましい。
【００６２】
透明絶縁性基板１２表面から見た実施例５に係る半導体発光装置の第１切り欠き部２０の面積は、実施例１に係る半導体発光装置の第１切り欠き部２０の面積より小さい。よって、実施例５に係る半導体発光装置は実施例１に係る半導体発光装置に比べ発光領域をより広くとることができる。
【００６３】
また、実施例５によれば、１つの貫通孔３８から４つの第１切り欠き部２０を形成することができる。このため、実施例５に係る半導体発光装置は実施例１に係る半導体発光装置に比べ貫通孔３８を形成する個数が少なくて済む。よって、実施例５に係る半導体発光装置は実施例１に係る半導体発光装置に比べ、製造工程をより短縮することでき、より優れた量産性を得ることができる。
【００６４】
実施例５において、第１切り欠き部２０が透明絶縁性基板１２の２つの側面の両方にまたがって設けられている場合を例にとって示したが、第２切り欠き部６０が透明絶縁性基板１２の２つの側面の両方にまたがって設けられている場合でもよく、また、２以上の第１切り欠き部２０および第２切り欠き部６０が透明絶縁性基板１２の２つの側面の両方にまたがって設けられている場合でもよい。
【実施例６】
【００６５】
図１３は実施例６に係る半導体発光装置の断面図である。図１３を参照に、第２電極３６上にＴｉ（チタン）／Ｍｏ（モリブデン）／Ａｕからなるバリアメタル６４が設けられている。バリアメタル６４上にはＴｉ／Ａｕ／Ｓｎ（錫）／Ａｕからなるハンダメタル６６が設けられている。その他の構成については実施例１に係る半導体発光装置と同じであり、図１（ｃ）に示されているので説明を省略する。
【００６６】
実施例６によれば、実装部４０にフリップチップボンディングを行う際、半導体発光装置にハンダメタル６６が設けられているため、容易にフリップチップボンディングを行うことができる。また、バリアメタル６４はハンダメタル６６が溶融した時に、第２電極３６が侵食されることを防止するために設けている。
【実施例７】
【００６７】
図１４は実施例７に係る半導体発光装置の断面図である。図１４を参照に、第２電極３６を除いた半導体発光装置の表面を絶縁層５６が覆っている。その他の構成については実施例１に係る半導体発光装置と同じであり、図１（ｃ）に示されているので説明を省略する。
【００６８】
半導体発光装置を実装部４０にフリップチップボンディングする際、半導体発光装置と実装部４０との位置がずれ、実装部４０に設けられているハンダが第１接続部３０の方にはみ出す場合が考えられる。このような場合でも、実施例７によれば、第１接続部３０が絶縁層５６で覆われていることにより第１電極３２と第２電極３６との短絡を防止することができる。また、これにより、フリップチップボンディングでの位置合せ精度の許容範囲が広がり、より容易にフリップチップボンディングを行うことができる。
【実施例８】
【００６９】
図１５は実施例８に係る半導体発光装置の断面図である。図１５を参照に、第１電極３２および第２電極３６が設けられていない他は実施例１に係る半導体発光装置と同じ構成をしている。実施例１に係る半導体装置は図１（ｃ）で示されているので説明を省略する。
【００７０】
実施例８によれば、裏面配線層２８は第１電極３２の機能を兼ね、ｐ側コンタクト電極３４は第２電極３６の機能を兼ねる。ここで、第１電極３２および第２電極３６の機能とは、外部との接続に用いられる機能をいう。実施例８に係る半導体発光装置は、第１電極３２および第２電極３６を別途形成する必要がないため、製造工程を短縮でき量産性を向上することができる。
【実施例９】
【００７１】
図１６（ａ）は実施例９に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図１６（ｂ）は実施例９に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図１６（ｃ）は図１６（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。ここで、図１６（ａ）において、第１半導体層１４、活性層１６、第２半導体層１８およびｐ側コンタクト電極３４は簡明化のため図示を省略している。
【００７２】
図１６（ｃ）を参照に、実施例９に係る半導体発光装置は、第１接続部３０が形成される第１半導体層１４の一部分が透明絶縁性基板１２の表面が露出するまでエッチングされている。表面配線層２４の一部は透明絶縁性基板１２の表面上に直接形成されている。その他の構成については、実施例１に係る半導体発光装置と同じであり、図１（ａ）から図１（ｃ）に示しているので、説明を省略する。
【００７３】
実施例９によれば、表面配線層２４の一部を透明絶縁性基板１２の表面上に直接形成することができるため、表面配線層２４の密着強度が改善し、半導体発光装置の信頼性が向上する。また、第１切り欠き部２０を形成するためのレーザーによる貫通孔３８の形成を透明絶縁性基板１２のみ行えばよいため、第１半導体層１４と透明絶縁性基板１２とに貫通孔３８を形成する場合に比べて、製造の余裕度を大きくすることができる。
【００７４】
以上、本発明の好ましい実施例について記載したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】図１（ａ）は実施例１に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図１（ｂ）は実施例１に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。
【図２】図２（ａ）から図２（ｃ）は実施例１に係る半導体発光装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図３】図３（ａ）は実施例１に係る半導体発光装置の製造方法を示す断面図（その２）であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の上視図である。
【図４】図４（ａ）から図４（ｃ）は実施例１に係る半導体発光装置の製造方法を示す断面図（その３）である。
【図５】図５（ａ）は実施例１に係る半導体発光装置の製造方法を示す断面図（その４）であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の上視図である。
【図６】図６（ａ）は実施例１に係る半導体発光装置が実装部に接続した場合の断面図である。図６（ｂ）は図６（ａ）の上視図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）の下視図である。
【図７】図７（ａ）は実施例２に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図７（ｂ）は実施例２に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図７（ｃ）は図７（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。
【図８】図８（ａ）は実施例３に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図８（ｂ）は実施例３に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図８（ｃ）は図８（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。
【図９】図９（ａ）は実施例４に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図９（ｂ）は実施例４に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図９（ｃ）は図９（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。
【図１０】図１０（ａ）から図１０（ｃ）は実施例４に係る半導体発光装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図１１】図１１（ａ）から図１１（ｃ）は実施例４に係る半導体発光装置の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図１２】図１２（ａ）は実施例５に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図１２（ｂ）は実施例５に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図１２（ｃ）は図１２（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。
【図１３】図１３は実施例６に係る半導体発光装置の断面図である。
【図１４】図１４は実施例７に係る半導体発光装置の断面図である。
【図１５】図１５は実施例８に係る半導体発光装置の断面図である。
【図１６】図１６（ａ）は実施例９に係る半導体発光装置の表面側の斜視図であり、図１６（ｂ）は実施例９に係る半導体発光装置の裏面側の斜視図であり、図１６（ｃ）は図１６（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１２ 透明絶縁性基板
１４ 第１半導体層
１６ 活性層
１８ 第２半導体層
２０ 第１切り欠き部
２２ ｎ側コンタクト電極
２４ 表面配線層
２６ 側面配線層
２８ 裏面配線層
３０ 第１接続部
３２ 第１電極
３４ ｐ側コンタクト電極
３６ 第２電極
３８ 貫通孔
４０ 実装部
４２ はんだ
４４ 放熱板
４６ アノード側電極
４８ ワイヤ
５０ カソード側電極
５２ 樹脂
５４ 表面第２配線層
５６ 絶縁層
５８ 第３電極
６０ 第２切り欠き部
６２ 第２接続部
６４ バリアメタル
６６ ハンダメタル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面側から裏面側に連通する第１切り欠き部が側面に設けられた透明絶縁性基板と、
前記透明絶縁性基板の表面に設けられた第１半導体層と、
前記第１半導体層上に設けられた活性層と、
前記活性層上に設けられた前記第１半導体層とは反対の導電型である第２半導体層と、
前記第１切り欠き部の側面に設けられ、前記第１半導体層と電気的に接続する第１接続部と、
前記透明絶縁性基板の裏面に設けられ、前記第１接続部と電気的に接続する第１電極と、
前記第２半導体層上に設けられ、前記第２半導体層と電気的に接続する第２電極と、を具備することを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記第２電極が実装部に電気的に接続されてなり、前記透明絶縁性基板の裏面から光が出射することを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記第１切り欠き部および前記第１接続部が２以上設けられてなることを特徴とする請求項１または２記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記第１切り欠き部は前記透明絶縁性基板の２つの側面の両方にまたがって設けられてなることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の半導体発光装置。
【請求項５】
表面側から裏面側に連通する第２切り欠き部が側面に設けられた前記透明絶縁性基板にはさらに、前記第２切り欠き部の側面に設けられ、前記第２半導体層と電気的に接続する第２接続部と、
前記透明絶縁性基板の裏面に設けられ、前記第２電極とともに前記第２接続部と電気的に接続する第３電極と、を具備することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記透明絶縁性基板の表面側に形成されている前記第１接続部を覆うように設けられた絶縁層を具備することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記第１半導体層および前記第２半導体層はＧａＮ系半導体層であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記透明絶縁性基板はサファイア基板であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の半導体発光装置。
【請求項９】
透明絶縁性基板の表面に第１半導体層を形成する工程と、
前記第１半導体層上に活性層を形成する工程と、
前記活性層上に前記第１半導体層とは反対の導電型である第２半導体層を形成する工程と、
前記透明絶縁性基板の側面に前記透明絶縁性基板の表面側から裏面側に連通する第１切り欠き部を貫通して形成する工程と、
前記第１切り欠き部の側面に前記第１半導体層と電気的に接続する第１接続部を形成する工程と、
前記透明絶縁性基板の裏面に前記第１接続部と電気的に接続する第１電極を形成する工程と、
前記第２半導体層上に前記第２半導体層と電気的に接続する第２電極を形成する工程と、を具備することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１切り欠き部を形成する工程は、貫通孔を分割するよう前記透明絶縁性基板を切断する工程であることを特徴とする請求項９記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記貫通孔はレーザーを照射することにより形成されることを特徴とする請求項１０記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１２】
さらに前記透明絶縁性基板の側面に第２切り欠き部を形成する工程と、
前記第２切り欠き部の側面に前記第２半導体層と電気的に接続する第２接続部を形成する工程と、
前記透明絶縁性基板の裏面に前記第２接続部と電気的に接続する第３電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第２電極と実装部とをフリップチップボンディングにより電気的に接続する工程と、
前記第１電極と前記実装部とをワイヤボンディングにより電気的に接続する工程と、を含むことを特徴とする請求項９から１２のいずれか一項記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１】
表面側から裏面側に連通する第１切り欠き部が側面に設けられた透明絶縁性基板と、
前記透明絶縁性基板の表面に設けられた第１半導体層と、
前記第１半導体層上に設けられた活性層と、
前記活性層上に設けられた前記第１半導体層とは反対の導電型である第２半導体層と、
前記第１切り欠き部の側面に設けられ、前記第１半導体層と電気的に接続する第１接続部と、
前記透明絶縁性基板の裏面に設けられ、前記第１接続部と電気的に接続する第１電極と、
前記第２半導体層上に設けられ、前記第２半導体層と電気的に接続する第２電極と、を具備することを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記第２電極が実装部に電気的に接続されてなり、前記透明絶縁性基板の裏面から光が出射することを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記第１切り欠き部および前記第１接続部が２以上設けられてなることを特徴とする請求項１または２記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記第１切り欠き部は前記透明絶縁性基板の２つの側面の両方にまたがって設けられてなることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の半導体発光装置。
【請求項５】
表面側から裏面側に連通する第２切り欠き部が側面に設けられた前記透明絶縁性基板にはさらに、前記第２切り欠き部の側面に設けられ、前記第２半導体層と電気的に接続する第２接続部と、
前記透明絶縁性基板の裏面に設けられ、前記第２電極とともに前記第２接続部と電気的に接続する第３電極と、を具備することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記透明絶縁性基板の表面側に形成されている前記第１接続部を覆うように設けられた絶縁層を具備することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記第１半導体層および前記第２半導体層はＧａＮ系半導体層であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記透明絶縁性基板はサファイア基板であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の半導体発光装置。
【請求項９】
透明絶縁性基板の表面に第１半導体層を形成する工程と、
前記第１半導体層上に活性層を形成する工程と、
前記活性層上に前記第１半導体層とは反対の導電型である第２半導体層を形成する工程と、
前記透明絶縁性基板の側面に前記透明絶縁性基板の表面側から裏面側に連通する第１切り欠き部を貫通して形成する工程と、
前記第１切り欠き部の側面に前記第１半導体層と電気的に接続する第１接続部を形成する工程と、
前記透明絶縁性基板の裏面に前記第１接続部と電気的に接続する第１電極を形成する工程と、
前記第２半導体層上に前記第２半導体層と電気的に接続する第２電極を形成する工程と、を具備することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１切り欠き部を形成する工程は、貫通孔を分割するよう前記透明絶縁性基板を切断する工程であることを特徴とする請求項９記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記貫通孔はレーザーを照射することにより形成されることを特徴とする請求項１０記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１２】
さらに前記透明絶縁性基板の側面に第２切り欠き部を形成する工程と、
前記第２切り欠き部の側面に前記第２半導体層と電気的に接続する第２接続部を形成する工程と、
前記透明絶縁性基板の裏面に前記第２接続部と電気的に接続する第３電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第２電極と実装部とをフリップチップボンディングにより電気的に接続する工程と、
前記第１電極と前記実装部とをワイヤボンディングにより電気的に接続する工程と、を含むことを特徴とする請求項９から１２のいずれか一項記載の半導体発光装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−１３０８７５（Ｐ２００８−１３０８７５Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１５２７１（Ｐ２００６−３１５２７１）
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（０００１５４３２５）ユーディナデバイス株式会社 (291)
【復代理人】
【識別番号】１００１３７６１５
【弁理士】
【氏名又は名称】横山 照夫
【復代理人】
【識別番号】１００１３４５１１
【弁理士】
【氏名又は名称】八田 俊之
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（０００１５４３２５）ユーディナデバイス株式会社 (291)
【復代理人】
【識別番号】１００１３７６１５
【弁理士】
【氏名又は名称】横山 照夫
【復代理人】
【識別番号】１００１３４５１１
【弁理士】
【氏名又は名称】八田 俊之
【Ｆターム（参考）】
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