半導体発光装置、照明モジュール、照明装置、表示素子、および半導体発光装置の製造方法
【課題】ベアチップの周囲のみに蛍光体膜を配した状態で、プリント配線板等に設けられた凹部底部に実装可能な半導体発光装置等を提供すること。
【解決手段】ＳｉＣ基板４の上面に結晶成長によって形成された発光層１４を含む半導体多層膜８〜１８からなるＬＥＤ６ａ，６ｂ，…，６ｃ，６ｄがブリッジ配線３０によって直列に接続されてＬＥＤアレイチップが構成されている。各ＬＥＤ６ａ〜６ｄを覆うように蛍光体膜４８が配されている。ＳｉＣ基板４の下面には、電気的に互いに独立した２個の給電端子３６、３８が形成されていて、直列接続されたＬＥＤ６ａ〜６ｄの内の、低電位側末端のＬＥＤ６ａのカソード電極３２と給電端子３６とがブリッジ配線４０およびスルーホール４２によって接続され、高電位側末端のＬＥＤ６ｄのアノード電極３４と給電端子３８とがブリッジ配線４４およびスルーホール４６によって接続されている。
【解決手段】ＳｉＣ基板４の上面に結晶成長によって形成された発光層１４を含む半導体多層膜８〜１８からなるＬＥＤ６ａ，６ｂ，…，６ｃ，６ｄがブリッジ配線３０によって直列に接続されてＬＥＤアレイチップが構成されている。各ＬＥＤ６ａ〜６ｄを覆うように蛍光体膜４８が配されている。ＳｉＣ基板４の下面には、電気的に互いに独立した２個の給電端子３６、３８が形成されていて、直列接続されたＬＥＤ６ａ〜６ｄの内の、低電位側末端のＬＥＤ６ａのカソード電極３２と給電端子３６とがブリッジ配線４０およびスルーホール４２によって接続され、高電位側末端のＬＥＤ６ｄのアノード電極３４と給電端子３８とがブリッジ配線４４およびスルーホール４６によって接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ（Ｌight Ｅmitting Ｄiode）」と言う。）チップ等の半導体発光装置、当該半導体発光装置を用いた照明モジュール、照明装置、および表示素子、並びに半導体発光装置の製造方法に関し、特に、蛍光体によって所望色の可視光を得る半導体発光装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤの分野において、近年、白色ＬＥＤの高輝度化が進むにつれ、当該白色ＬＥＤを照明用途に用いる研究が活発になされている。点光源であるＬＥＤは、中でもその特性から店舗、美術館、ショールームなどのスポット照明として、従来普及しているハロゲン電球等の代替光源としての用途が期待されている。
現在、白色ＬＥＤの主流は、青色光を発するＬＥＤベアチップと当該青色光で励起されて黄色光を発する蛍光体とを組み合わせ、青色光と黄色光との混色によって白色光を得るものである。このような、ベアチップと蛍光体との組合せからなる白色ＬＥＤは、一般的に、ベアチップをリードフレームやプリント配線板等に実装し、その上から蛍光物質を混入した樹脂を滴下してベアチップ周囲に蛍光体を形成している（特許文献１参照）。
【０００３】
また、いくら高輝度化が進んでいるとはいえ、ベアチップ１個の光量は少ないので、プリント配線板にベアチップを多数個実装することで照明装置としての光量を増加させることが行われている。さらには、ベアチップ個々の光量を有効に利用するために、反射板が設けられたプリント配線板（以下、「反射板付きプリント配線板」という。）や絶縁層の一部に反射面が形成されたプリント配線板（以下、「反射面付きプリント配線板という。」が用いられる。
【０００４】
前記反射板は、例えば、アルミニウム板等に逆円錐台形状の孔がベアチップの配置位置に対応して開設されてなるのものである。この反射板は、プリント配線板に接着剤によって貼着されて用いられる。一方、反射面付きプリント配線板は、例えば、２層の絶縁層を有するプリント配線板の上層に逆円錐台形状の孔を開設し、当該孔の側壁にアルミニウムからなる反射膜を形成してなるものであり、前記孔の中心位置に対応する下層の絶縁層上にベアチップが実装されるものである。以下、上記反射板に開設された孔と絶縁層に開設された孔の側壁に反射膜が形成されてなるものとを「反射孔」と総称することとする。
【０００５】
上記いずれのタイプのプリント配線板においても、ベアチップの側方から射出される光を反射孔の反射面で前方へ反射させて集光することにより、ベアチップの光量が有効に利用される。また、照明装置等をできるだけ小型化し集光率をできるだけ高くするためには、前記反射面をベアチップにできるだけ近接させること、すなわち、前記反射孔の孔径をできるだけ小さくすることが望ましい。
【０００６】
ところで、上記のようなプリント配線板にベアチップを実装した後、その上から蛍光物質を混入した樹脂を滴下した場合、当該樹脂は反射孔に充填される形でベアチップ周囲に配されることとなる。すなわち、蛍光体は反射孔の反射面に付着する形で形成されることとなる。この場合、蛍光体が付着している部分の反射面は、光を前方へと反射するための反射面として有効に機能しなくなり、所期の集光率が得られない。
【０００７】
ここで、蛍光物質混入樹脂を滴下するのとは異なる方法で、ベアチップを蛍光体で覆う技術が特許文献２に記載されている。当該技術を図１、図２を参照しながら説明する。
特許文献２の開示によれば、図１に示すように、先ず、ベアチップ９００Ａ〜Ｆを複数個（図示例では６個）整然とプリント配線板９０２にフリップチップ実装する。ベアチップ９００が実装されたプリント配線板９０２に対して、ステンシル９０４を重ねる。ステンシル９０４は、ベアチップ９００よりも少し厚めのステンレス鋼板にベアチップ９００の配列に対応させて、当該ベアチップ９００よりも一回り大きな貫通孔９０６Ａ〜Ｆを開設してなるものである。ステンシル９０４は、各貫通孔９０６が対応するベアチップ９００に嵌るように位置決めしてプリント配線板９０２に重ねる。
【０００８】
重ねた状態の断面図を図２（ａ）に示す。この状態で、各貫通孔９０６に蛍光物質含有材料９０８を充填した（図２（ｂ））後、ステンシル９０４を取り外し（図２（ｃ））、蛍光物質含有材料９０８を硬化させる。これによって、蛍光体（９０８）を有する白色ＬＥＤがプリント配線板９０２に実装することが可能となる。なお、蛍光体（９０８）は、ベアチップ９００の各々の周りに略均一な厚みで配されている
【特許文献１】特許第２９９８６９６号公報
【特許文献２】米国特許第６，６５０，０４４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記特許文献２に記載の技術を用いた場合、上記反射面付きプリント配線板に白色ＬＥＤを実装することは困難であり、上記反射板付きプリント配線板をもちいらざるを得ない。なお、この場合には、プリント配線板に特許文献２の技術を用いて白色ＬＥＤを実装した後で、反射板を当該プリント配線板に貼着することとなる。
ところで、反射板付きプリント配線板は、反射面付きプリント配線板と比べて一般的に以下の点で劣っている。反射板とプリント配線板とを貼着する接着剤層の厚みの制御が困難なので、反射孔の白色ＬＥＤに対する光軸方向の位置にばらつきが生じ、その結果、反射孔による集光性がばらつく。また、ベアチップのプリント配線板に対する位置決め誤差と反射板のプリント配線板に対する位置決め誤差との累積結果が、反射孔とベアチップ（白色ＬＥＤ）の相対的な位置ずれとなって現れる。言うまでも無く、反射孔と白色ＬＥＤとの間の位置ずれは集光性に悪影響を及ぼす。さらに、反射面付きプリント配線板よりも反射板付きプリント配線板では、プリント配線板とは別個に作成した反射板を当該プリント配線板に貼着する工程が増加する。この点、反射孔がプリント配線板の一部として一体的に形成されている反射面付きプリント配線板では、反射板付きプリント配線板の有する上記したような不都合は少ない。
【００１０】
したがって、白色ＬＥＤを実装して照明モジュール等を構成する場合には、反射板付きプリント配線よりも反射面付きプリント配線板を採用することが望まれる。
なお、上記した問題は、白色ＬＥＤに限らず、ベアチップと蛍光体とを組み合わせて所望色の光を得る半導体発光装置全般が有する。
本発明は、上記した課題に鑑み、たとえ上記のような反射面付きプリント配線板であっても実装可能な半導体発光装置およびその製造方法、並びに当該半導体発光装置を用いた照明モジュール、照明装置、および表示素子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】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明に係る半導体発光装置は、基板と、発光層を含み、前記基板の第１の主面に形成された半導体多層構造と、前記半導体多層構造に形成された第１及び第２の電極であって、当該第１及び第２の電極を介して前記半導体多層構造に給電することにより前記発光層から光が射出される第１及び第２の電極と、前記半導体多層構造の、少なくとも、前記基板の前記第１の主面とは反対側の主面を覆う蛍光体膜と、前記基板の第２の主面に形成されている第１及び第２の端子と、前記第１の電極と前記第１の端子とを電気的に接続する第１の導電部材と、前記第２の電極と前記第２の端子とを電気的に接続する第２の導電部材とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成によれば、基板の第１の主面に形成された半導体多層構造の、前記基板の前記第１の主面とは反対側の主面を覆う蛍光体膜を備え、前記基板の第２の主面には第１及び第２の給電端子が形成されているので、例えば、実装基板の有する反射孔の凹部底部に直接実装でき、かつ、当該反射孔の内壁等に蛍光体膜を付着させることなく蛍光体膜を有する半導体発光装置の実装状態を実現することができる。
【００１３】
本発明に係る照明モジュールや照明装置によれば、実装基板を有し、当該基板に上記半導体発光装置を実装した構成としているので、例えば、前記実装基板として上述した反射面付きプリント配線板を用いた照明モジュールや照明装置の実現が可能となる。その結果、半導体発光装置からの射出光を効率的に集光して被照射体を照射できる照明モジュールや照明装置の提供が可能となる。
【００１４】
本発明に係る半導体発光装置の製造方法によれば、上記の効果を奏する構成を有した半導体発光装置の製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図３（ａ）は、半導体発光装置である白色ＬＥＤアレイチップ２（以下、単に「ＬＥＤアレイチップ２」という。）の概略構成を示す外観斜視図であり、図３（ｂ）は、ＬＥＤアレイチップ２の平面図である。なお、図３（ａ）は、後述するＬＥＤ６の配列を主に示す図であり、外形の細かな凹凸などは省略したものである。また、図３（ｂ）では、後述する蛍光体膜４８の図示は省略している。なお、図３を含む全ての図において示している各構成要素間の縮尺は統一していない。
【００１６】
図３に示すように、ＬＥＤアレイチップ２は、半導体基板であるノンドープ（高抵抗）ＳｉＣ基板４（以下、単に「ＳｉＣ基板４」と言う。）上に、発光層を含む半導体多層膜からなる発光素子であるＬＥＤ６が、Ｎ行Ｍ列（本例では、７行５列、合計３５個）のマトリックス状に配列されてなるものである。３５個のＬＥＤ６は、ＳｉＣ基板４の主面上、幅Ｗ４＝５０μｍの周縁部を残した中ほどに結晶成長によって形成されている。すなわち、当該周縁部は、ＳｉＣ基板４の主面の一部が半導体多層膜（３５個のＬＥＤ６）から露出した部分であって、当該半導体多層膜を取り囲むように形成された部分である（以下、当該周縁部を「基板露出部７」と言う。）。
【００１７】
ＬＥＤ６のサイズＬ１×Ｗ１は２８５μｍ×４００μｍであり、ＬＥＤ６形成領域のサイズＬ２×Ｗ２は２ｍｍ×２ｍｍであり、ＬＥＤアレイチップ２のサイズＬ３×Ｗ３は、２．１ｍｍ×２．１ｍｍである。
ＬＥＤアレイチップ２の構成について、断面図を参照しながら、さらに説明する。
図４（ａ）は、図３（ｂ）におけるＡ−Ａ線断面図であり、図４（ｂ）は、同Ｂ−Ｂ線断面図である。すなわち、３５個のＬＥＤ６の内、図４（ａ）では、１行１列目のＬＥＤ６ａと１行２列目のＬＥＤ６ｂが、図４（ｂ）では、７行４列目のＬＥＤ６ｃと７行５列目のＬＥＤ６ｄが表されている。
【００１８】
ＬＥＤ６は、ＳｉＣ基板４上に順次積層されたｎ-ＡｌＧａＮバッファ層８（厚さ３０ｎｍ）、ｎ-ＡｌＧａＮ／ＧａＮ３０周期のＤＢＲ（Ｄistributed Ｂragg Ｒeflector）層１０（合計厚さ３μｍ）、ｎ-ＧａＮクラッド層１２（Ｓｉドープ量３×１０１８ｃｍ−３、厚さ２００ｎｍ）、ＩｎＧａＮ（厚さ２ｎｍ）/ＧａＮ（厚さ８ｎｍ）６周期の多重量子井戸発光層１４、ｐ−ＧａＮクラッド層１６（Ｍｇドープ量１×１０１９ｃｍ−３、厚さ２００ｎｍ）、ｐ-ＧａＮコンタクト層１８（Ｍｇドープ量３×１０１９ｃｍ−３、厚さ２００ｎｍ）の半導体多層膜から成る。すなわち、ＬＥＤ６は、ＳｉＣ基板４側に配された導電型層（ｎ-ＧａＮクラッド層１２）と光取出し側に配された導電型層（ｐ-ＧａＮコンタクト層１８、ｐ−ＧａＮクラッド層１６）とで発光層（多重量子井戸発光層１４）を挟んでなる構成を基本としている。
【００１９】
ｐ-ＧａＮコンタクト層１８上には、Ｎｉ/Ａｕ薄膜２０を介してＩＴＯ透明電極２２が形成されており、ｎ−ＧａＮクラッド層１２上には、ｎ側電極（カソード電極）であるＴｉ/Ａｕ電極２４が形成されている。
上記の構成からなるＬＥＤ６において、ＩＴＯ透明電極２２とＴｉ／Ａｕ電極２４を介して給電することにより、発光層１４から波長４６０ｎｍの青色光が発せられる。なお、本実施の形態で、ｐ側電極（アノード電極）にＮｉ/Ａｕ薄膜２０とＩＴＯ透明電極２２を用いているのは、発光層１４で生じた光を透過し易くするためである。
【００２０】
また、光取出し面となる上記ｐ側電極面には、光取出し効率を改善するために、所定周期の凹凸が形成されている。図５（ａ）は、ＬＥＤ６の平面図である。図５（ａ）に示すように、本例では、ｄ＝１μｍ周期で円形の凹部２５が形成されており、これによってｐ側電極面が凹凸になっている。なお、凹凸面を形成するための凹部２５の横断面形状は、上記した円形に限らず、四角形や六角形としてもよい。あるいは、所定周期で直線状の溝を形成することにより凹凸面を形成することとしてもよい。また、単に表面を不規則に荒らしただけでも同様の効果が得られる。
【００２１】
上記の構成からなる３５個のＬＥＤ６は、ＳｉＣ基板４上で直列に接続されている。
図４に戻って、その接続態様について説明する。
図４に示すように、隣接するＬＥＤ６ａとＬＥＤ６ｂ、ＬＥＤ６ｃとＬＥＤ６ｄとは、ＳｉＣ基板４にまで達する分離溝２６によって分離されている。同様に、隣接する全てのＬＥＤ６間は、分離溝によって分離されている。
【００２２】
また、各ＬＥＤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの側壁や分離溝２６などを覆うように絶縁膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）２８が形成されている。そして、当該絶縁膜２８上には、ＬＥＤ６ａのｐ側電極（Ｎｉ/Ａｕ薄膜２０、ＩＴＯ透明電極２２）とＬＥＤ６ｂのｎ側電極（Ｔｉ/Ａｕ電極２４）を接続するブリッジ配線３０が形成されている。また、ＬＥＤ６ｃのｐ側電極とＬＥＤ６ｄのｎ側電極との間も、絶縁膜２８上に形成されたブリッジ配線３０によって接続されている。そして、第１行第３列目のＬＥＤ６ｅ〜第７行第３列目のＬＥＤ６ｆ間も同様にしてブリッジ配線３０で接続されており、その結果、全てのＬＥＤ６が、図５（ｂ）の接続図に示すように、直列に接続されている。ＬＥＤアレイチップ２において、直列接続された３５個のＬＥＤ６の内、低電位側末端のＬＥＤ６ａのＴｉ／Ａｕ電極２４が当該ＬＥＤアレイチップ２全体のカソード電極３２となる。また、高電位側末端のＬＥＤ６ｄのＮｉ/Ａｕ薄膜２０、ＩＴＯ透明電極２２がＬＥＤアレイチップ２全体のアノード電極３４となる。
【００２３】
図５（ｃ）は、ＬＥＤアレイチップ２の裏面を表した図である。図５（ｃ）に示すように、ＬＥＤ６とは反対側のＳｉＣ基板４表面には、２個の給電端子３６，３８が形成されている。給電端子３６，３８は、いずれも、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜からなる。
そして、図４に示すように、カソード電極３２と給電端子３６とが、ブリッジ配線４０およびＳｉＣ基板４に開設されたスルーホール４２を介して接続されており、アノード電極３４と給電端子３８とが、ブリッジ配線４４およびＳｉＣ基板４に開設されたスルーホール４６を介して接続されている。なお、スルーホール４２，４６は、ＳｉＣ基板４に開設された直径３０μｍの孔にＰｔを充填してなるものである。上記給電端子３６，３８から、直列接続された３５個のＬＥＤ６に、放熱を確保した状態で５０ｍＡの電流を通電した際の動作電圧は１２０Ｖであった。
【００２４】
ＳｉＣ基板４の表面側には、ＬＥＤ６とＳｉＣ基板４の前記基板露出部７部分全面を覆うように蛍光体膜４８が形成されている。蛍光体膜４８は、シリコーンなどの透光性樹脂に（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋の黄色蛍光体粉末とＳｉＯ２の微粒子を分散させたものからなる。蛍光体膜４８の厚みＴ（図４参照）は、５０μｍである。なお、透光性樹脂には、シリコーンに限らず、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂を用いても構わない。
【００２５】
各ＬＥＤ６の発光層１４から放射された青色光の一部は、上記蛍光体膜４８中の蛍光体によって黄色光に変換される。そして、ＬＥＤ６からの青色光と蛍光体からの黄色光が合成されて（混色されて）白色光が発生する。このとき、発光層１４とＳｉＣ基板４の間には光反射層であるＤＢＲ層１０が形成されているため、発光層１４で生じＳｉＣ基板４に向かって放射された青色光の９９パーセント以上が光取り出し面側へと反射される。これにより、各ＬＥＤ６における光取出し効率が向上する。なお、本明細書において、青色光とは、波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の範囲の光をいい、黄色光とは、波長が５５０以上６００ｎｍ未満の範囲の光をいうものとする。したがって、上述した例では、ＬＥＤ６を主発光ピーク波長が４６０ｎｍのものとしたが、これ以外の波長であって、上記波長範囲に主発光ピーク波長を有するＬＥＤを構成することとしても構わない。
【００２６】
以上の構成からなるＬＥＤアレイチップ２の製造方法について、図６〜図９を参照しながら説明する。
なお、図６〜図９では、ＬＥＤアレイチップ２の各構成部分となる素材部分には１００番台の符号付し、その下２桁にはＬＥＤアレイチップ２の対応する構成部分に付した番号を用いることとする。
【００２７】
先ず、有機金属化学気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition Method；ＭＯＣＶＤ法）を用い、図６に示すように、ノンドープＳｉＣ基板１０４上に、ｎ-ＡｌＧａＮバッファ層１０８、ｎ-ＡｌＧａＮ／ＧａＮ３０周期のＤＢＲ層１１０、ｎ-ＧａＮクラッド層１１２、ＩｎＧａＮ/ＧａＮの多重量子井戸発光層１１４、ｐ−ＧａＮクラッド層１１６、ｐ-ＧａＮコンタクト層１１８をこの順に積層する[工程Ａ１]。なお、ノンドープＳｉＣ基板１０４は、直径２インチ、厚さ３００μｍの基板である。
【００２８】
次に、ｎ−ＧａＮコンタクト層１１８表面にマスク５０を施す。マスキング領域は、各ＬＥＤ６におけるＮｉ/Ａｕ薄膜２０（ＩＴＯ透明電極２２）の形成予定領域よりも一回り広い領域である。そして、非マスキング領域に対応する部分を、ｎ−ＧａＮクラッド層１１２の半ばまでエッチングにより除去する[工程Ｂ１]。これにより、Ｔｉ/Ａｕ電極２４接続面（ｎ側電極形成面）５２が形成される。マスク５０は、次工程に行く前に除去される。
【００２９】
続いて、ＳｉＣ基板上の前記基板露出部７と分離溝２６を形成すべく、これらの形成予定領域以外の領域にマスク５４を施す。当該マスキングの後、ＳｉＣ基板１０４が現れるまでエッチングし、基板露出部７と分離溝２６を形成する[工程Ｃ１]。すなわち、基板露出部７は、半導体多層膜を除去することによって創出されるのである（当該半導体多層膜の除去部分を「多層膜除去部」と称することとする。）。エッチング終了後、マスク５４は、次工程に行く前に除去される。
【００３０】
絶縁と表面保護を目的に、スパッタリング等で、絶縁膜であるＳｉ３Ｎ４膜１２８を形成する[工程Ｄ１]。
上記Ｓｉ３Ｎ４膜１２８に対し、マスク５６を施す。マスキング領域は、Ｎｉ/Ａｕ薄膜２０（ＩＴＯ透明電極２２）形成予定領域以外の領域である。そして、非マスキング領域に対応するＳｉ３Ｎ４膜１２８をエッチングにより除去した後、Ｎｉ/Ａｕ薄膜１２０を蒸着によって形成する。これにより、Ｎｉ/Ａｕ薄膜２０が形成される[工程Ｅ１]。マスク５６上に形成されたＮｉ/Ａｕ薄膜１２０（不図示）は、次工程に行く前に、当該マスク５６と一緒に除去される。
【００３１】
上記工程Ｅ１と同様の手法により、Ｔｉ／Ａｕ電極２４を形成する。すなわち、Ｔｉ／Ａｕ電極形成予定領域に対応するＳｉ３Ｎ４膜１２８部分以外にマスク５８を形成し、当該露出したＳｉ３Ｎ４膜部分をエッチングにより除去した後、金属薄膜であるＴｉ／Ａｕ膜１２４を蒸着により形成して、Ｔｉ／Ａｕ電極２４を形成する[工程Ｆ１]。マスク５８上に形成されたＴｉ／Ａｕ膜１２４（不図示）は、次工程に行く前に、当該マスク５８と一緒に除去される。
【００３２】
スルーホール４２およびスルーホール４６を形成すべく、当該スルーホール形成予定領域以外の領域にマスク６０を施す。マスキング後、エッチングによって深さ２００μｍの孔６１を形成し、当該孔に無電解メッキなどでＰｔを充填する[工程Ｇ１]。マスク６０は、次工程行く前に除去される。
前記凹部２５を形成すべく、当該凹部２５形成予定領域以外の領域にマスク６２を施す。マスキング後、エッチングによってｐ−ＧａＮコンタクト層１８まで及ぶ凹部を形成する[工程Ｈ１]。マスク６２は、次工程に行く前に除去される。
【００３３】
ＩＴＯ透明電極２２を形成すべく、当該ＩＴＯ透明電極２２形成予定領域以外の領域にマスク６４を施す。マスキング後、ＩＴＯ膜１２２をスパッタリングによって積層する。これにより、ＩＴＯ透明電極２２が形成される[工程Ｉ１]。マスク６４上に形成されたＩＴＯ膜１２２（不図示）は、次工程に行く前に、当該マスク６４と一緒に除去される。
ブリッジ配線３０，４０，４４を形成する。ブリッジ配線形成予定表面以外の表面にマスク６６形成したのち、金属薄膜であるＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜を蒸着によって形成する。これによって、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜からなるブリッジ配線３０，４０，４４が形成される[工程Ｊ１]。マスク６６上に形成されたＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜（不図示）は、次工程に行く前に、当該マスク６６と一緒に除去される。
【００３４】
ＳｉＣ基板１０４下面を研磨して厚み１５０μｍに調整し、前記スルーホール４２、４６をＳｉＣ基板１０４裏面側から露出させる[工程Ｋ１]。
前工程で研磨した研磨面に、前記給電端子３６，３８を形成すべく、当該給電端子３６，３８形成予定表面以外の表面にマスク（不図示）形成したのち、金属薄膜であるＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜を蒸着によって形成する。これによって、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜からなる給電端子３６，３８が形成される[工程Ｌ１]。前記マスク上に形成されたＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜（いずれも不図示）は、次工程に行く前に、当該マスクと一緒に除去される。
【００３５】
続いて、蛍光体膜４８を形成すべく、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋の黄色蛍光体粉末とＳｉＯ２の微粒子とを分散させたシリコーンを、前記基板露出部７および各ＬＥＤ６を覆うように印刷によって塗布し、加熱硬化させる。加熱硬化の後、当該蛍光体膜を厚みが５０μｍになるまで研磨する[工程Ｍ１]。白色光の色は、青色光と黄色光のバランスで変化する。このバランスは、シリコーン樹脂に含まれる蛍光体の割合や蛍光体膜の厚さで変わる。蛍光体の割合が多いほど、蛍光体膜の厚みが厚いほど、黄色の割合が増えて、色温度が低くなる傾向にある。蛍光体含有シリコーン樹脂を設計膜厚よりも厚く塗付し、研磨により所定の設計膜厚にすることにより、蛍光体膜の厚さを均一に出来るので、色むらを抑制できると同時に確実に所定の色温度に合わせることが可能となる。
最後に、ダイシングによって個々のＬＥＤアレイチップに分離して、ＬＥＤアレイチップ２（図３参照）が完成する。
【００３６】
ここで、単に蛍光体膜を形成するだけであれば、従来のウエハ・プロセスにおいて、メサエッチング工程の後、ダイシング工程の前に蛍光体含有樹脂を塗布することも考えられる。しかしながら、従来メサエッチングで入る溝の幅は、蛍光体粒子が当該溝の幅方向に１〜２個並ぶ程度の大きさしかないので、発光層の側面から射出された青色光のほとんどは、蛍光体を励起することなくそのまま蛍光体層を通過してしまう。その結果、黄色光と混色されない青色光が顕著となって問題となる色むらが発生してしまう。これに対して、本実施の形態では、上述したように、蛍光体の粒径と比較して十分大きな幅を有する基板露出部７の当該幅がそのまま、蛍光体含有樹脂を発光層（半導体多層膜）の側面に塗布するための溝幅となっている。その結果、発光層の側面から射出された青色光は、適度に蛍光体を励起して黄色光に変換されることとなり、上記した色むらが低減されることとなるのである。
【００３７】
色むらは、可視域である３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ（紫〜赤）の波長のスペクトル成分を含む光を発光層が発する場合に生じる。したがって、「近紫外光を励起光源に用いた白色ＬＥＤ」といった場合には、一般的に、色むらが生じないものと思われている。しかしながら、例えば、主要ピーク波長が３７０ｎｍ（紫外域）の場合でも、そのスペクトルは長波長側に裾を引いており、可視域である３８０ｎｍ以上にも波長成分をもっていることから、現実には、色むらが問題となる。したがって、本発明は、近紫外光を発生するように発光層を構成したものに適用しても、上記した理由から、色むらの低減に効果を発揮することとなる。換言すると、本発明は、上記色むらの観点からは、発光層からの出射光が少なくとも３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲の波長成分を含むものに適用可能であって、上記した主発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色光を発する発光層で構成されるＬＥＤに限定されないのである。
（実施の形態２）
図１０は、実施の形態２に係る半導体発光装置であるＬＥＤアレイチップ３０２の概略構成を示す外観斜視図であり、図３（ａ）と同様にＬＥＤアレイチップを表現した図である。
【００３８】
実施の形態２のＬＥＤアレイチップ３０２は、個々のＬＥＤの光取り出し面に設けられた光取り出し効率を改善するための凹凸構造、および、ＳｉＣ基板裏面側の形状が異なる以外は、基本的に実施の形態１のＬＥＤアレイチップ２（図３〜図５）と同じ構成である。したがって、共通部分には実施の形態１と同じ符号を付してその説明は省略するか簡単に言及するにとどめ、上記異なる部分を中心に説明する。
【００３９】
図１０に示すように、ＬＥＤアレイチップ３０２を構成するノンドープ（高抵抗）ＳｉＣ基板３０４（以下、単に「ＳｉＣ基板３０４」と言う。）の下面側において、一組の対辺に沿って、当該ＳｉＣ基板３０４の一部が斜めに切除されている。当該切除部３０４ａ、３０４ｂを設けた目的については後述する。
ＬＥＤアレイチップ３０２の蛍光体膜４８を除いた状態の平面図は、図３（ｂ）に示す実施の形態１のＬＥＤアレイチップ２と略同様である。ここで、図３（ａ）におけるＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に相当する位置で切断したＬＥＤアレイチップ３０２の断面図をそれぞれ、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示す。すなわち、図１０に示す３５個のＬＥＤ３０６の内、図１１（ａ）では、１行１列目のＬＥＤ３０６ａと１行２列目のＬＥＤ３０６ｂが、図１１（ｂ）では、７行４列目のＬＥＤ３０６ｃと７行５列目のＬＥＤ３０６ｄが表されている。
【００４０】
光取り出し効率改善のための凹凸構造に関し、実施の形態１では、基本的に、ＳｉＣ基板４に順次積層した半導体多層膜の内のｐ−ＧａＮコンタクト層１１８（図６（ａ）参照）の一部を除去することにより（図８（ｈ）参照）、当該凹凸構造を形成することとした（図４のｐ−ＧａＮコンタクト層１８）。これに対し、実施の形態２では、基本的に、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、ｐ−ＧａＮコンタクト層３１８はそのままで、当該ｐ−ＧａＮコンタクト層３１８上に設けたタンタルオキサイド（Ｔａ２Ｏ５）膜３２１によって凹凸構造を実現することとしている。そして、実施の形態２では、タンタルオキサイド膜３２１によって創出された凹凸に沿って、ｐ側電極（アノード電極）としてＩＴＯ透明電極３２３が形成されている。したがって、ＬＥＤアレイチップ３０２において、直列接続された３５個のＬＥＤ３０６の内、高電位側末端のＬＥＤ３０６ｄのＩＴＯ透明電極３２３がＬＥＤアレイチップ３０２全体のアノード電極３３４となる。また、低電位側末端のＬＥＤ３０６ａのＴｉ／Ａｕ電極２４が当該ＬＥＤアレイチップ３０２全体のカソード電極３２となるのは、実施の形態１の場合と同様である。
【００４１】
ＳｉＣ基板３０４の下面側（半導体多層膜とは反対側）には、上述したように、切除部３０４ａ、３０４ｂが形成されていて、当該切除部３０４ａ、３０４ｂの斜面にも、給電端子３３６、３３８がそれぞれ形成されている。
切除部３０４ａは、カソード電極３２と接続されたブリッジ配線４０と給電端子３３６とを電気的に接続するスルーホール３４２に対応する位置に形成され、切除部３０４ｂは、アノード電極３３４と接続されたブリッジ配線４４と給電端子３３８とを電気的に接続するスルーホール３４６に対応する位置に形成される。すなわち、切除部３０４ａ、３０４ｂを設ける目的は、スルーホール３４２、３４６を形成する部分のＳｉＣ基板３０４の厚みを他の部分の厚みよりも薄くすることによって、後述する半導体プロセスにおいてスルーホールのために形成する孔３０６１が浅くてすむようにし、当該スルーホール形成工程を時間的に短縮することにある。
【００４２】
上記の構成からなるＬＥＤアレイチップ３０２の製造方法について、図１２〜図１６を参照しながら説明する。なお、実施の形態１のＬＥＤアレイチップ２の製造方法（図６〜図９）と同様な部分についての説明は簡略にするにとどめる。また、図１２〜図１６では、ＬＥＤアレイチップ３０２の各構成部分となる素材部分には３０００番台の符号付し、その下３桁にはＬＥＤアレイチップ３０２の対応する構成部分に付した番号を用いることとする。
【００４３】
先ず、ＭＯＣＶＤ法を用い、図１２に示すように、ノンドープＳｉＣ基板３３０４上に、ｎ-ＡｌＧａＮバッファ層３００８、ｎ-ＡｌＧａＮ／ＧａＮ３０周期のＤＢＲ層３０１０、ｎ-ＧａＮクラッド層３０１２、ＩｎＧａＮ/ＧａＮの多重量子井戸発光層３０１４、ｐ−ＧａＮクラッド層３０１６、ｐ-ＧａＮコンタクト層３３１８をこの順に積層する[工程Ａ２]。なお、ノンドープＳｉＣ基板３３０４は、実施の形態１と同様、直径２インチ、厚さ３００μｍの基板である。
【００４４】
次に、ｐ−ＧａＮコンタクト層３３１８上にスパタッリングまたはゾル・ゲル法によってタンタルオキサイド（Ｔａ２Ｏ５）膜３３２１を積層した後、さらにその上にレジストを塗布し、ステッパ露光を用いて前記レジストの一部を除去してレジストマスク３０５０を形成する[工程Ｂ２]。
そして、レジストマスク３０５０に覆われていない部分のタンタルオキサイド膜３３２１をエッチングによって除去した[工程Ｃ２]後、当該レジストマスク３０５０を除去する[工程Ｄ２]。その上に、スパッタリングによってＩＴＯ膜３３２３を形成する。これによって、光取り出し効率を改善するための凹凸構造が完成する[工程Ｅ２]。
【００４５】
次に、ＩＴＯ膜３３２３表面にマスク３０５２を施す。マスキング領域は、ＩＴＯ膜３３２３をＩＴＯ透明電極３２３（図１１参照）として残す領域である。そして、非マスキング領域に対応する部分を、ｎ−ＧａＮクラッド層３０１２の半ばまでエッチングにより除去する[工程Ｆ２]。これにより、Ｔｉ/Ａｕ電極２４接続面（ｎ側電極形成面）３０５４が形成されると共に、ＩＴＯ透明電極３２３ができる。マスク３０５２は、次工程に行く前に除去される。
【００４６】
続いて、ＳｉＣ基板上の基板露出部７と分離溝２６を形成すべく、これらの形成予定領域以外の領域にマスク３０５６を施す。当該マスキングの後、ＳｉＣ基板３３０４が現れるまでエッチングし、基板露出部７と分離溝２６を形成する[工程Ｇ２]。エッチング終了後、マスク３０５６は、次工程に行く前に除去される。
ＩＴＯ透明電極３２３にマスク３０５７を施した上で、絶縁と表面保護を目的に、スパッタリング等で、絶縁膜であるＳｉ３Ｎ４膜３０２８を形成する[工程Ｈ２]。マスク３０５７上に形成されたＳｉ３Ｎ４膜（不図示）は、次工程の前に当該マスク３０５７といっしょに除去される。
【００４７】
Ｔｉ／Ａｕ電極２４形成予定領域以外の領域にマスク３０５８を施し、非マスキング領域に対応するＳｉ３Ｎ４膜３０２８をエッチングにより除去する[工程Ｉ２]。
次に、金属薄膜であるＴｉ／Ａｕ膜３０２４を蒸着により形成して、Ｔｉ／Ａｕ電極２４を形成する[工程Ｊ２]。マスク３０５８上に形成されたＴｉ／Ａｕ膜３０２４（不図示）は、次工程に行く前に、当該マスク３０５８と一緒に除去される。
【００４８】
スルーホール３４２およびスルーホール３４６を形成すべく、当該スルーホール形成予定領域以外の領域にマスク３０６２を施す。マスキング後、エッチングによって深さ１００μｍの孔３０６１を形成し、当該孔に無電解メッキなどでＰｔを充填する[工程Ｋ２]。マスク３０６２は、次工程行く前に除去される。既述したように、ここで掘り下げる孔３０６１は、実施の形態１の孔６１（図８参照）よりも浅くてよい。その結果、当該エッチング工程の時間的短縮が図られる。
【００４９】
ブリッジ配線３０，４０，４４を形成する。ブリッジ配線形成予定表面以外の表面にマスク３０６４形成したのち、金属薄膜であるＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜を蒸着によって形成する。これによって、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜からなるブリッジ配線３０，４０，４４（４４は不図示）が形成される[工程Ｌ２]。マスク３０６４上に形成されたＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜（不図示）は、次工程に行く前に、当該マスク３０６４と一緒に除去される。
【００５０】
ＳｉＣ基板３３０４下面を研磨して厚み１５０μｍに調整する[工程Ｍ２]。
続いて、蛍光体膜４８を形成すべく、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋の黄色蛍光体粉末とＳｉＯ２の微粒子とを分散させたシリコーンを、前記基板露出部７および各ＬＥＤ３０６を覆うように印刷によって塗布し、加熱硬化させる。加熱硬化の後、当該蛍光体膜３０４８を厚みが５０μｍになるまで研磨する[工程Ｎ２]。研磨による厚み調整の目的は、実施の形態１の場合と同じである。
【００５１】
次に、蛍光体膜３０４８側に高分子フィルムからなるダイシングシート３０６６を貼着する[工程Ｏ２]。
そして、ＳｉＣ基板３３０４裏面をＶ型ブレード（不図示）で研磨して、Ｖ字溝を入れ、前記切除部３０４ａ（３０４ｂ）を創出する[工程Ｐ２]。この際に、前記スルーホール３４２（３４６）がＳｉＣ基板３３０４裏面側から露出する。
ＳｉＣ基板３３０４裏面に、前記給電端子３３６，３３８を形成すべく、当該給電端子３３６，３３８形成予定表面以外のＳｉＣ基板３３０４裏面にマスク（不図示）形成したのち、金属薄膜であるＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜を蒸着によって形成する。これによって、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜からなる給電端子３３６，３３８が形成される。前記マスク上に形成されたＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜（いずれも不図示）を当該マスクと一緒に除去した後、最後に、ダイシングによって個々のＬＥＤアレイチップに分離して[工程Ｑ２]、ＬＥＤアレイチップ３０２（図１０参照）が完成する。
（実施の形態３）
実施の形態１、２では、ＬＥＤアレイチップ全体におけるアノード電極、カソード電極とＳｉＣ基板裏面に形成された一対の給電端子とを電気的に接続する導電部材の一部を、ＳｉＣ基板に形成したスルーホールで構成した。これに対し、実施の形態３では、スルーホールに代えて、ＳｉＣ基板側面に付着させた導電性膜で前記導電部材の一部を構成することとした。この点、および、ＳｉＣ基板における切除部を設けない点以外は、実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップ４０２は、基本的に、実施の形態２のＬＥＤアレイチップ３０２と同じ構成である。したがって、共通部分には実施の形態２と同じ符号を付してその説明は省略するか簡単に言及するにとどめ、上記異なる部分を中心に説明する。
【００５２】
ＬＥＤアレイチップ４０２の平面図を図１７（ａ）に、下面図を図１７（ｂ）に示す。なお、図１７（ａ）も図３（ｂ）と同様、蛍光体膜４８を除去した状態を表している。
図１７（ａ）に示すように、実施の形態１、２と同様、ＳｉＣ基板４０４の上面には、ＬＥＤ３０６が、マトリックス状に形成されている。
図１７（ｂ）に示すように、ＳｉＣ基板４０４の裏面には、給電端子４３６、４３８が形成されている。
【００５３】
図１８（ａ）に、図１７（ａ）におけるＥ−Ｅ線断面図を、図１８（ｂ）に同Ｆ−Ｆ線断面図を示す。
図１８（ａ）に示すように、ＬＥＤアレイチップ４０２では、ＬＥＤアレイチップ４０２全体のカソード電極３２と接続されたブリッジ配線４４０がＳｉＣ基板４０４の端縁４０４ａまで延設されている。また、図１８（ｂ）に示すように、ＬＥＤアレイチップ４０２全体のアノード電極３３４と接続されたブリッジ配線４４４がＳｉＣ基板４０４の端縁４０４ｂまで延設されている。
【００５４】
そして、図１８（ａ）に示すように、ブリッジ配線４４０と給電端子４３６とが、ＳｉＣ基板４０４の側面に形成された導電性膜であるＡｕメッキ膜からなる側面配線４４１によって電気的に接続されている。また、図１８（ｂ）に示すように、ブリッジ配線４４４と給電端子４３８とが、ＳｉＣ基板４０４の側面に形成された導電性膜であるＡｕメッキ膜からなる側面配線４４５によって電気的に接続されている。両側面配線４４１、４４５は、ＳｉＣ基板４０４上面に周り込むように延設されていて、これにより、側面配線４４１・ブリッジ配線４４０間、および側面配線４４５・ブリッジ配線４４４間の電気的な接続をより確実なものとしている。
【００５５】
したがって、給電端子４３６、４３８から、直列接続された３５個のＬＥＤ３０６に給電することができる。
上記の構成からなるＬＥＤアレイチップ４０２の製造方法について、図１９〜図２２を参照しながら説明する。
ＬＥＤアレイチップ４０２の製造方法（製造工程）は、（ｉ）スルーホールを形成しない点、（ｉｉ）ＬＥＤアレイチップ全体のアノード電極、カソード電極と接続される２個のブリッジ配線のパターンが若干異なる点、（ｉｉｉ）少なくとも側面配線４４１、４４５がＳｉＣ基板４０４上面に回り込む領域には蛍光体膜を形成しない点、の３点を除いて、基本的に実施の形態２のＬＥＤアレイチップ３０２の製造方法と図１５に示す工程Ｏ２までは同様である。したがって、それまでの製造工程の説明は省略し、これ以降の工程について説明する。
【００５６】
上記工程Ｏ２に相当する工程の終了時点における断面図を図１９（ａ）に示す。
この時点で、ＳｉＣ基板４４０４の片面（半導体多層膜形成面）上における半導体プロセスは終了しており、各ＬＥＤアレイチップとなる部分（以下、当該部分を「チップ素体」という。）がマトリックス状に形成されている。また、蛍光体膜３０４８には、第１のダイシングシート３０６６が貼着されている。
【００５７】
図２１（ａ）は、ウエハ４０５０をＳｉＣ基板４４０４表面側から見た図である。なお、図２１（ａ）において上記第１のダイシングシート３０６６（図１９（ａ））の図示は省略している。図２１（ａ）において、破線で示すように、チップ素体４０５２がマトリックス状に形成されている。
上記のようなウエハ４０５０から、図２１（ｂ）に示すように、チップ素体４０５２を１列ずつ切り離す。切り離しは、図１９（ｂ）に示すように通常のダイシング工程と同様、ダイシングブレードＤＢを用いて行う。
【００５８】
切り離された１列分（以下、「チップ素体列４０５４」という。）を図２１（ｃ）に示す。チップ素体列４０５４において、各チップ素体４０５２は、そのブリッジ配線４４０、４４４（図１７参照）の一端部が、短冊状をしたチップ素体列４０５４の長辺の端縁側となっている。換言すると、このような位置関係になるような方向でウエハ４０５０からチップ素体列４０５０を切り離す。
【００５９】
切り離したチップ素体列４０５４は、第１のダイシングシート３０６６から剥がして、一本ずつ別のダイシングシート（第２のダイシングシート）４０５６に貼着する。このとき、図２２（ｂ）に示すように、蛍光体膜３０４８側を第２のダイシングシート４０５６に貼着する。なお、図２２（ｂ）は、チップ素体列４０５４の拡大図である図２２（ａ）におけるＧ−Ｇ線に沿って切断した簡略断面図である。
【００６０】
この状態で、ＳｉＣ基板４４０４の基板裏面にマスク４０５８を形成する。形成領域は、給電端子４３６、４３８（図１８参照）形成予定面以外の領域である。したがって、マスク４０５８は、チップ素体列４０５４の長手方向に延びる帯状のものが幅方向中央に形成されることとなる。なお、マスク４０５８は、ウエハ４０５０自体に形成することとしても構わない。すなわち、ウエハ４０５０をチップ素体列４０５４に切り離す前に、当該ウエハ４０５０裏面の所定領域にマスク４０５８をストライプ状に形成することとしても構わない。
【００６１】
上記マスキング後、マスク４０５８から露出した部分のＳｉＣ基板４４０４表面に、電子ビーム蒸着等によりＴｉ／Ａｕ薄膜の下地（不図示）を形成した後、メッキによってＡｕメッキ膜を形成する。これによって、図２０に示すように、給電端子４４３６、４４３８および側面配線４４４１、４４４５が形成される。
マスク４０５８表面に付着したＡｕメッキ膜（不図示）を当該マスク４０５８と一緒に除去した後、ダイシングブレード（不図示）を用い、図２２（ｃ）に示すように、個々のＬＥＤアレイチップに分離して、ＬＥＤアレイチップ４０２（図１７）が完成する。
（実施の形態４）
図２３は、実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップ２を組み込んだ、照明モジュールである白色ＬＥＤモジュール２００（以下、単に「ＬＥＤモジュール２００」と言う。）の外観斜視図である。なお、ＬＥＤのジュール２００に組み込むＬＥＤアレイチップは、実施の形態２に係るＬＥＤアレイチップ３０２（図１０等）でも、実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップ４０２（図１７等）でも構わないのであるが、ここでは、実施の形態１のＬＥＤアレイチップ２を例にして説明する。なお、ＬＥＤモジュール２００は、後述する照明器具２４０（図２６）に装着されて用いられるものである。
【００６２】
ＬＥＤモジュール２００は、直径５ｃｍの円形をしたＡｌＮ（窒化アルミ）からなる、実装基板であるセラミックス基板２０２と３個のガラス製レンズ２０４，２０６，２０８を有している。セラミックス基板２０２には、照明器具２４０に取り付けるためのガイド凹部２１０や、照明器具２４０からの給電を受けるための端子２１２，２１４が設けられている。
【００６３】
図２４（ａ）はＬＥＤモジュール２００の平面図を、図２４（ｂ）は図２４（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図を、図２４（ｃ）は図２４（ｂ）におけるＤ部拡大図をそれぞれ示している。
図２４（ａ），（ｂ）に示すように、セラミックス基板２０２の中央には、照明器具２４０に取り付ける際のガイド孔（貫通孔）２１６が開設されている。また、セラミックス基板２０２の下面には、放熱特性を改善するために金メッキ２１７が施されている。
【００６４】
図２４（ａ）において円形に見える各レンズ２０４，２０６，２０８の中心に対応するセラミックス基板２０２上に、ＬＥＤアレイチップ２が１個ずつ（全部で３個）実装されている。
セラミックス基板２０２は、厚さ０．５ｍｍでＡｌＮを主材料とする２枚のセラミックス基板２０１，２０３が積層されてなるセラミックス基板である。なお、セラミックス基板の材料としては、ＡｌＮ以外に、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ダイヤモンドなどが考えられる。
【００６５】
ＬＥＤアレイチップ２は、下層のセラミックス基板２０１に、前記給電端子３６、３８（図４、図５（ｃ）参照）側を当該基板側に向けて実装されている。上層のセラミックス基板２０３には、ＬＥＤアレイチップ２を実装する空間を創出するテーパー状の貫通孔２１５が開設されている。すなわち、セラミックス基板２０２は、内径が開口部に向かって拡がる凹部を有し、ＬＥＤアレイチップ２は、当該凹部の底部に実装されている。なお、上記凹部を創出する貫通孔の（断面）形状は、上記したテーパー状に限らず、例えば、椀状であってもよい。
【００６６】
また、上層のセラミックス基板２０３に開設された前記貫通孔２１５の側壁および当該セラミックス基板２０３の上面には略一様な厚みのアルミ反射膜２１９が付着されていて、これによって反射鏡（反射孔）が構成されている。なお、前記貫通孔２１５は、ＬＥＤアレイチップ２の側方から発せられた白色光が、貫通孔２１５の側壁部分のアルミ反射膜２１９によってセラミックス基板２０３の主表面と略直交する方向に反射するような形状に形成（設計）されている。
【００６７】
ＬＥＤアレイチップ２の各実装位置に対応するセラミックス基板２０１上面には、図２５（ｂ）に示すような、カソードパッド２１８とアノードパッド２２０とが形成されている。両パッドには、銅（Ｃｕ）の表面に、ニッケル（Ｎｉ）めっき、ついで、金（Ａｕ）めっきを行なったものが用いられている。ＬＥＤアレイチップ２は、上記したようにＳｉＣ基板４を下方に向けた状態で実装される。このとき、給電端子３６とカソードパッド２１８が、給電端子３８とアノードパッド２２０とがハンダによって接合される。なお、ハンダによらず、金バンプや銀ペーストによって接合しても構わない。
【００６８】
ここで、実装されるＬＥＤアレイチップ２は、それ自身が蛍光体膜を有するものであるので、これによれば、実装基板にベアチップを搭載した後に蛍光体膜を付加する前記従来の白色ＬＥＤの有する問題が解消される。すなわち、ＬＥＤアレイチップ２は、既に形成されている反射孔中に実装可能であり、実装状態で、ベアチップの周囲のみに蛍光体が形成されている状態が実現できる。したがって、実装基板として、半導体発光装置と反射孔との相対位置精度を確保しやすい反射面付きプリント配線板を採用することができると共に、反射孔を可能な限り半導体発光装置に近づけたコンパクトなものとすることが可能となる。その結果、半導体発光装置からの光の集光率の向上と、照明モジュールの小型化を図ることができる。
【００６９】
また、実装に供されるＬＥＤアレイチップは、実装前に実施される色むら等の光学的特性検査に合格したものである。すなわち、本実施の形態によれば、ＬＥＤアレイチップ自体が蛍光体膜を有しており、白色光を発することができるので、当該ＬＥＤアレイチップの実装前に上記光学的特性検査を実行することが可能なり、当該光学的特性に起因して、ＬＥＤモジュールが不良品（規格外）となることを未然に防止することができるのである。その結果、完成品（ＬＥＤモジュール）の歩留まりが向上することとなる。
【００７０】
レンズ２０４，２０６，２０８は、セラミックス基板２０３に重ねて接着剤２２１を介して貼着されている。当該接着剤としてはシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などを用いることができる。
３個のＬＥＤアレイチップ２は、セラミックス基板２０１上面に形成された配線パターンによって、並列に接続されている。
【００７１】
図２５（ａ）は、レンズ２０４，２０６，２０８を取り除いた状態のＬＥＤモジュール２００の平面図である。ここで、３個のＬＥＤアレイチップ２を、符号Ａ，Ｂ，Ｃを付して区別することとする。
ＬＥＤアレイチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ各々の実装位置のセラミックス基板２０１表面には、上述したようにアノードパッド２２０とカソードパッド２１８（図２５（ｂ））が配されている。
【００７２】
そして、各ＬＥＤアレイチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃと接続されたアノードパッド２２０は、配線パターン２３６を介して電気的に接続されており、配線パターン２３６の端部は、スルーホール２３７を介して、正極端子２１２と接続されている。一方、各ＬＥＤアレイチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃと接続されたカソードパッド２１８は、配線パターン２３８を介して電気的に接続されており、配線パターン２３８の端部は、スルーホール２３９を介して、負極端子２１４と接続されている。すなわち、配線パターン２３６、２３８によって、ＬＥＤアレイチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、並列に接続されている。
【００７３】
上記のように構成されたＬＥＤモジュール２００は、照明器具２４０に取り付けられて使用される。ＬＥＤモジュール２００と照明器具２４０とで照明装置２４２が構成される。
図２６（ａ）に、照明装置２４２の概略斜視図を、図２６（ｂ）に、照明装置２４２の底面図をそれぞれ示す。
【００７４】
照明器具２４０は、例えば、室内の天井等に固定される。照明器具２４０は、商用電源からの交流電力（例えば、１００Ｖ、５０／６０Ｈｚ）を、ＬＥＤモジュール２００を駆動するのに必要な直流電力に変換する電源回路（不図示）を備えている。
図２７を参照しながら、ＬＥＤモジュール２００の照明器具２４０への取り付け構造について説明する。
【００７５】
照明器具２４０は、ＬＥＤモジュール２００がはめ込まれる円形凹部２４４を有している。円形凹部２４４の底面は、平坦面に仕上げられている。円形凹部２４４の内壁の開口部寄り部分には、雌ねじ（不図示）が切られている。また、当該雌ねじと底面との間における内壁から、フレキシブルな給電端子２４６，２４８と、ガイド片２３０とが突出されている。なお、給電端子２４６が正極、給電端子２４８が負極である。さらに、円形凹部２４４の底面中央にはガイドピンが立設されている。
【００７６】
ＬＥＤモジュール２００を照明器具２４０へ取り付けるための部材として、シリコンゴム製のＯ−リング２５４とリングねじ２５６とが備えられている。リングねじ２５６は略矩形断面を有するリング状をしており、その外周には、不図示の雄ねじが形成されている。また、リングねじ２５６は、その周方向の一部が切り欠かれてなる切欠き部２５８を有している。
【００７７】
続いて、取り付け手順について説明する。
先ず、ＬＥＤモジュール２００を、円形凹部２４４にはめ込む。このとき、ＬＥＤモジュール２００のセラミックス基板２０２が、給電端子２４６，２４８と円形凹部２４４の底面との間に位置すると共に、ガイド孔２１６にガイドピン２５２が挿入され、ガイド凹部２１０とガイド片２３０とが係合するようにはめ込む。ガイド孔２１６とガイドピン２５２とで、ＬＥＤモジュール２００の円形凹部２４４に対するセンターの位置合わせがなされ、ガイド凹部２１０とガイド片２３０とで、正極端子２１２、負極端子２１４と対応する給電端子２４６，２４８との位置合わせがなされる。
【００７８】
ＬＥＤモジュール２００がはめ込まれると、Ｏ−リング２５４を装着した後、リングねじ２５６を円形凹部２４４にねじ込んで固定する。これにより、正極端子２１２と給電端子２４６、負極端子２１４と給電端子２４８とが密着し、電気的に確実に接続されることとなる。また、セラミックス基板２０２のほぼ全面と円形凹部２４４の平坦な底面とが密着することとなり、ＬＥＤモジュール２００で発生した熱を照明器具２４０へ効果的に伝達し、ＬＥＤモジュール２００の冷却効果が向上することとなる。なお、ＬＥＤモジュール２００の照明器具２４０への熱伝達効率をさらに上げるため、セラミックス基板２０２と円形凹部２４４の底面にシリコングリスを塗布することとしてもよい。
【００７９】
上記の構成からなる照明装置２４２において、商用電源から給電がなされると、前述したように、各ＬＥＤアレイチップ２における青色ＬＥＤ６からは青色光が発せられる。青色光の一部は蛍光体膜４８中の蛍光体によって黄色光に変換される。そして青色光と黄色光が混色されて白色光が合成される。合成された白色光は、レンズ２０４，２０６，２０８を介して放射される。
【００８０】
各ＬＥＤモジュール２００に対し１５０ｍＡの電流を流したときの際の全光束は８００ｌｍ、中心光度は１５００ｃｄであった。また、その発光スペクトルは、図２８に示す通りであった。
（実施の形態５）
ここまでは、半導体発光装置を照明モジュールや照明装置等の照明用途に用いる例を紹介してきたが、これに限らず、本発明に係る半導体発光装置は表示用途に用いることができる。すなわち、本発明に係る半導体発光装置を表示素子の光源として利用しても構わない。表示素子としては、例えば、ＬＥＤチップをパッケージングしてなる表面実装型（ＳＭＤ）ＬＥＤが挙げられる。表面実装型ＬＥＤは、例えば、セラミックス基板上に半導体発光装置（ＬＥＤチップ）をマウントし、当該半導体発光装置を透明のエポキシ樹脂で封止した構造を有するものである。
【００８１】
図２９（ａ）に、実施の形態５に係る表面実装型ＬＥＤ５０２（以下、単に「ＬＥＤ５０２」と言う。）の平面図を、図２９（ｂ）に、図２９（ａ）におけるＨ・Ｈ線断面図をそれぞれ示す。
ＬＥＤ５０２を構成する光源には、実施の形態１〜３のいずれのＬＥＤアレイチップを用いても構わないのであるが、ここでは、実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップ２（図３〜５等を参照）を用いた場合を例にして説明する。
【００８２】
図２９（ｂ）に示すように、ＬＥＤ５０２は、２枚のセラミックス基板５０４、５０６が積層されてなるセラミックス基板５０８を有する。上層のセラミックス基板５０６には、ＬＥＤアレイチップ２を実装するための空間を創出するテーパー状の貫通孔５１０が開設されている。すなわち、セラミックス基板５０８は、内径が開口部に向かって拡がる凹部を有し、ＬＥＤアレイチップ２は当該凹部の底部に実装されている。なお、上記凹部を創出する貫通孔の（断面）形状は、前記テーパー状に限らず、例えば、椀状であってもよい。
【００８３】
また、上層のセラミックス基板５０６に開設された前記貫通孔５１０の側壁および当該セラミックス基板５０６の上面には略一様な厚みのアルミ反射膜５１２が形成されていて、これによって反射鏡（反射孔）が構成されている。なお、前記貫通孔５１０は、ＬＥＤアレイチップ２の側方から発せられた白色光が、貫通孔５１０の側壁部分のアルミ反射膜５１２によってセラミックス基板５０６の主表面と略直交する方向に反射するような形状に形成（設計）されている。また、前記貫通孔５１０がエポキシ樹脂で充塞されてレンズ５１３が形成されている。レンズ５１３は、ＬＥＤアレイチップ２を気密封止する封止部材としても機能する。
【００８４】
下層のセラミックス基板５０４の上面には、アノードパッド５１４とカソードパッド５１６が形成されており、ＬＥＤアレイチップ２の給電端子３８、３６（図５（ｃ））がそれぞれ対応するパッド５１４、５１６と接続されている。
セラミックス基板５０４の下面には、ＬＥＤ５０２の端子５１８、５２０が設けられている。端子５１８は、スルーホール５２２を介してアノードパッド５１４と電気的に接続されており、端子５２０はスルーホール５２４を介してカソードパッド５１６と電気的に接続されている。
【００８５】
上記の構成からなるＬＥＤ５０２において、端子５１８、５２０を介して給電すると、ＬＥＤアレイチップ２が発光し、その白色光はレンズ５１３を介して放出される。
なお、表面実装型ＬＥＤは、単体であるいは複数個同時に使用される。単体で使用される例としては、テレビやビデオ、エアコンといった家電製品のリモコンに搭載される場合や、あるいは当該家電製品の電源ランプとして用いられる場合等がある。複数同時に使用される例としては、文字、数字、記号等を表示するドット・マトリックス表示装置の各ドットとして用いられる場合が挙げられる。
【００８６】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下のような形態とすることも可能である。
（１）上記実施の形態では、多層膜除去部は、半導体多層膜を全層に渡って除去してなるものであったが（図６工程Ｃ１参照）、半導体多層膜の除去範囲は、全層に限らない。例えば、実施の形態１でいうと、最外層（ｐ−ＧａＮコンタクト層１１８）から、少なくとも、発光層１１４とＳｉＣ基板１０４との間に存する導電型層（ｎ−ＧａＮクラッド層１１２）までが除去されれば足りるのである。少なくとも上記範囲で除去することにより、前記最外層主面のみならず半導体多層膜の当該多層膜除去部に面した側面にも相当の厚みで蛍光体膜を形成することが可能となり、上述した色むらを抑制することが可能となるからである。
（２）上記実施の形態では、ｎ-ＡｌＧａＮバッファ層〜ｐ-ＧａＮコンタクト層からなる半導体多層膜の結晶成長のベースとなる基板にＳｉＣ基板を用いた。これは、ＳｉＣ基板は、銅やアルミと同等以上の高い熱伝導率を有しているため、発光層で生じた熱を、ＬＥＤアレイチップが実装されているプリント配線板であるセラミックス基板に効果的に放散させることができるからである。したがって、ＳｉＣ基板の代わりに、同様に高い熱伝導率を有するＡｌＮ基板、ＧａＮ基板、ＢＮ基板、Ｓｉ基板、ダイヤモンド基板を用いてもよい。
【００８７】
あるいは、熱伝導率は少し劣るが、本発明を実施する上では、一般的に用いられているサファイヤ基板を用いても構わない。
（３）上記実施の形態では、一のＬＥＤアレイチップを３５個のＬＥＤ（発光素子）で構成し、略２ｍｍ角のサイズにしたが、ＬＥＤアレイチップを構成するＬＥＤ（発光素子）の数と当該ＬＥＤアレイチップのサイズはこれに限定するものではない。任意の個数のＬＥＤ（発光素子）でＬＥＤアレイチップを構成することが可能である。
【００８８】
また、アレイとせずに、１個のＬＥＤ（発光素子）で一のＬＥＤチップを構成することとしても構わない。この場合には、例えば、実施の形態１でいえば、上記した図６に示す製造工程Ｃ１において各ＬＥＤ取り囲むように基板露出部を形成し、ＬＥＤ毎にＳｉＣ基板裏面に２個の給電端子を形成し、ＬＥＤ毎に２個のスルーホールを形成することとなる。
（４）上記実施の形態では、蛍光物質を分散させたシリコーン樹脂によって蛍光体膜を形成することとしたが、シリコーン樹脂に代えて低融点ガラスを用いてもよい。あるいは、蛍光物質を添加したガラスをゾル・ゲル法により合成し、蛍光体膜を形成することとしても構わない。ガラスは一般的に樹脂と比較して熱や紫外線に対して強いので、ガラスを用いることによって、将来におけるＬＥＤ（アレイ）チップのさらなる高出力化への対応を可能にし、実装時の高温プロセスにおける耐熱性を向上させることができる。
（５）上記実施の形態では、照明モジュールを構成する半導体発光装置として、白色ＬＥＤアレイチップ２、３０２または４０２を用いたが、これら以外に、例えば、特許第３３９９４４０号公報に開示されているシリコンサブマウント方式の白色ＬＥＤチップを用いても構わない。この場合、（ｉ）ＬＥＤベアチップよりもシリコンサブマウントの方が大きく、（ｉｉ）実装基板にワイヤーボンディングパッドが必要となるので、上述した実施の形態の場合よりも、反射孔の径が大きくなって集光率が少し下がったり、また、多数個を実装する場合の実装密度が若干低下するといった可能性はあるものの、上述した実施の形態の場合と同様、反射面付きプリント配線板に実装することができる。
（６）上記実施の形態では、ＬＥＤを構成する半導体多層膜は、ＬＥＤアレイチップ（半導体発光装置）の構成要素であるＳｉＣ基板上に結晶成長によって形成したものであった。
【００８９】
しかし、これに限らず、半導体多層膜を、ＳｉＣ基板とは異なる単結晶基板（例えば、サファイア基板）上に結晶成長によって形成した後、ＳｉＣ基板に転写するようにしてもよい。
すなわち、ＬＥＤアレイチップ（半導体発光装置）を構成するベース基板としてのＳｉＣ基板は、半導体多層膜の結晶成長に供された基板であってもよいし、そうでなくてもよいのである。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上説明したように、本発明に係る半導体発光装置は、照明分野などに好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】従来技術を説明するための図である。
【図２】従来技術を説明するための図である。
【図３】（ａ）は、実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップの斜視図である。（ｂ）は、当該ＬＥＤアレイチップの平面図である。
【図４】実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップの一部断面図である。
【図５】（ａ）は実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップにおける一のＬＥＤを示す平面図である。（ｂ）は実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップアレイチップ内の接続図である。（ｃ）は実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップの下面図である。
【図６】実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図７】実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図８】実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図９】実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図１０】実施の形態２に係るＬＥＤアレイチップの斜視図である。
【図１１】実施の形態２に係るＬＥＤアレイチップの一部断面図である。
【図１２】実施の形態２に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図１３】実施の形態２に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図１４】実施の形態２に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図１５】実施の形態２に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図１６】実施の形態２に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図１７】（ａ）は、実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップの平面図である。（ｂ）は実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップの下面図である。
【図１８】実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップの一部断面図である。
【図１９】実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図２０】実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図２１】実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図２２】実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図２３】ＬＥＤモジュールの斜視図である。
【図２４】（ａ）は、ＬＥＤモジュールの平面図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。（ｃ）は、（ｂ）におけるＤ部拡大図である。
【図２５】（ａ）は、ＬＥＤモジュールにおいて、レンズを取り除いた状態を示す図である。（ｂ）は、ＬＥＤモジュールを構成するセラミックス基板上に形成されるパッドパターンを示す図である。
【図２６】（ａ）は、照明装置を示す斜視図である。（ｂ）は、上記照明装置の下面図である。
【図２７】照明装置の分解斜視図である。
【図２８】照明装置の発光スペクトルを示す図である。
【図２９】（ａ）は、表面実装型（ＳＭＤ）ＬＥＤを示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＨ−Ｈ線断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
２、３０２、４０２ ＬＥＤアレイチップ
４、３０４、４０４ ＳｉＣ基板
６、３０６ ＬＥＤ
１４ 発光層
２２、３２３ 各ＬＥＤのアノード電極
２４ 各ＬＥＤのカソード電極
２６ 分割溝
３０ ブリッジ配線
３２ ＬＥＤアレイチップ全体のカソード電極
３４、３３４ ＬＥＤアレイチップ全体のアノード電極
３６、３８、３３６、３３８、４３６、４３８ 給電端子
４０、４４、４４０、４４４ ブリッジ配線
４２、４６、３４２、３４６ スルーホール
４８ 蛍光体膜
２００ 白色ＬＥＤモジュール
２０２ セラミックス基板
２４２ 照明装置
４４１、４４５ 側面配線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ（Ｌight Ｅmitting Ｄiode）」と言う。）チップ等の半導体発光装置、当該半導体発光装置を用いた照明モジュール、照明装置、および表示素子、並びに半導体発光装置の製造方法に関し、特に、蛍光体によって所望色の可視光を得る半導体発光装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤの分野において、近年、白色ＬＥＤの高輝度化が進むにつれ、当該白色ＬＥＤを照明用途に用いる研究が活発になされている。点光源であるＬＥＤは、中でもその特性から店舗、美術館、ショールームなどのスポット照明として、従来普及しているハロゲン電球等の代替光源としての用途が期待されている。
現在、白色ＬＥＤの主流は、青色光を発するＬＥＤベアチップと当該青色光で励起されて黄色光を発する蛍光体とを組み合わせ、青色光と黄色光との混色によって白色光を得るものである。このような、ベアチップと蛍光体との組合せからなる白色ＬＥＤは、一般的に、ベアチップをリードフレームやプリント配線板等に実装し、その上から蛍光物質を混入した樹脂を滴下してベアチップ周囲に蛍光体を形成している（特許文献１参照）。
【０００３】
また、いくら高輝度化が進んでいるとはいえ、ベアチップ１個の光量は少ないので、プリント配線板にベアチップを多数個実装することで照明装置としての光量を増加させることが行われている。さらには、ベアチップ個々の光量を有効に利用するために、反射板が設けられたプリント配線板（以下、「反射板付きプリント配線板」という。）や絶縁層の一部に反射面が形成されたプリント配線板（以下、「反射面付きプリント配線板という。」が用いられる。
【０００４】
前記反射板は、例えば、アルミニウム板等に逆円錐台形状の孔がベアチップの配置位置に対応して開設されてなるのものである。この反射板は、プリント配線板に接着剤によって貼着されて用いられる。一方、反射面付きプリント配線板は、例えば、２層の絶縁層を有するプリント配線板の上層に逆円錐台形状の孔を開設し、当該孔の側壁にアルミニウムからなる反射膜を形成してなるものであり、前記孔の中心位置に対応する下層の絶縁層上にベアチップが実装されるものである。以下、上記反射板に開設された孔と絶縁層に開設された孔の側壁に反射膜が形成されてなるものとを「反射孔」と総称することとする。
【０００５】
上記いずれのタイプのプリント配線板においても、ベアチップの側方から射出される光を反射孔の反射面で前方へ反射させて集光することにより、ベアチップの光量が有効に利用される。また、照明装置等をできるだけ小型化し集光率をできるだけ高くするためには、前記反射面をベアチップにできるだけ近接させること、すなわち、前記反射孔の孔径をできるだけ小さくすることが望ましい。
【０００６】
ところで、上記のようなプリント配線板にベアチップを実装した後、その上から蛍光物質を混入した樹脂を滴下した場合、当該樹脂は反射孔に充填される形でベアチップ周囲に配されることとなる。すなわち、蛍光体は反射孔の反射面に付着する形で形成されることとなる。この場合、蛍光体が付着している部分の反射面は、光を前方へと反射するための反射面として有効に機能しなくなり、所期の集光率が得られない。
【０００７】
ここで、蛍光物質混入樹脂を滴下するのとは異なる方法で、ベアチップを蛍光体で覆う技術が特許文献２に記載されている。当該技術を図１、図２を参照しながら説明する。
特許文献２の開示によれば、図１に示すように、先ず、ベアチップ９００Ａ〜Ｆを複数個（図示例では６個）整然とプリント配線板９０２にフリップチップ実装する。ベアチップ９００が実装されたプリント配線板９０２に対して、ステンシル９０４を重ねる。ステンシル９０４は、ベアチップ９００よりも少し厚めのステンレス鋼板にベアチップ９００の配列に対応させて、当該ベアチップ９００よりも一回り大きな貫通孔９０６Ａ〜Ｆを開設してなるものである。ステンシル９０４は、各貫通孔９０６が対応するベアチップ９００に嵌るように位置決めしてプリント配線板９０２に重ねる。
【０００８】
重ねた状態の断面図を図２（ａ）に示す。この状態で、各貫通孔９０６に蛍光物質含有材料９０８を充填した（図２（ｂ））後、ステンシル９０４を取り外し（図２（ｃ））、蛍光物質含有材料９０８を硬化させる。これによって、蛍光体（９０８）を有する白色ＬＥＤがプリント配線板９０２に実装することが可能となる。なお、蛍光体（９０８）は、ベアチップ９００の各々の周りに略均一な厚みで配されている
【特許文献１】特許第２９９８６９６号公報
【特許文献２】米国特許第６，６５０，０４４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記特許文献２に記載の技術を用いた場合、上記反射面付きプリント配線板に白色ＬＥＤを実装することは困難であり、上記反射板付きプリント配線板をもちいらざるを得ない。なお、この場合には、プリント配線板に特許文献２の技術を用いて白色ＬＥＤを実装した後で、反射板を当該プリント配線板に貼着することとなる。
ところで、反射板付きプリント配線板は、反射面付きプリント配線板と比べて一般的に以下の点で劣っている。反射板とプリント配線板とを貼着する接着剤層の厚みの制御が困難なので、反射孔の白色ＬＥＤに対する光軸方向の位置にばらつきが生じ、その結果、反射孔による集光性がばらつく。また、ベアチップのプリント配線板に対する位置決め誤差と反射板のプリント配線板に対する位置決め誤差との累積結果が、反射孔とベアチップ（白色ＬＥＤ）の相対的な位置ずれとなって現れる。言うまでも無く、反射孔と白色ＬＥＤとの間の位置ずれは集光性に悪影響を及ぼす。さらに、反射面付きプリント配線板よりも反射板付きプリント配線板では、プリント配線板とは別個に作成した反射板を当該プリント配線板に貼着する工程が増加する。この点、反射孔がプリント配線板の一部として一体的に形成されている反射面付きプリント配線板では、反射板付きプリント配線板の有する上記したような不都合は少ない。
【００１０】
したがって、白色ＬＥＤを実装して照明モジュール等を構成する場合には、反射板付きプリント配線よりも反射面付きプリント配線板を採用することが望まれる。
なお、上記した問題は、白色ＬＥＤに限らず、ベアチップと蛍光体とを組み合わせて所望色の光を得る半導体発光装置全般が有する。
本発明は、上記した課題に鑑み、たとえ上記のような反射面付きプリント配線板であっても実装可能な半導体発光装置およびその製造方法、並びに当該半導体発光装置を用いた照明モジュール、照明装置、および表示素子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】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明に係る半導体発光装置は、基板と、発光層を含み、前記基板の第１の主面に形成された半導体多層構造と、前記半導体多層構造に形成された第１及び第２の電極であって、当該第１及び第２の電極を介して前記半導体多層構造に給電することにより前記発光層から光が射出される第１及び第２の電極と、前記半導体多層構造の、少なくとも、前記基板の前記第１の主面とは反対側の主面を覆う蛍光体膜と、前記基板の第２の主面に形成されている第１及び第２の端子と、前記第１の電極と前記第１の端子とを電気的に接続する第１の導電部材と、前記第２の電極と前記第２の端子とを電気的に接続する第２の導電部材とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成によれば、基板の第１の主面に形成された半導体多層構造の、前記基板の前記第１の主面とは反対側の主面を覆う蛍光体膜を備え、前記基板の第２の主面には第１及び第２の給電端子が形成されているので、例えば、実装基板の有する反射孔の凹部底部に直接実装でき、かつ、当該反射孔の内壁等に蛍光体膜を付着させることなく蛍光体膜を有する半導体発光装置の実装状態を実現することができる。
【００１３】
本発明に係る照明モジュールや照明装置によれば、実装基板を有し、当該基板に上記半導体発光装置を実装した構成としているので、例えば、前記実装基板として上述した反射面付きプリント配線板を用いた照明モジュールや照明装置の実現が可能となる。その結果、半導体発光装置からの射出光を効率的に集光して被照射体を照射できる照明モジュールや照明装置の提供が可能となる。
【００１４】
本発明に係る半導体発光装置の製造方法によれば、上記の効果を奏する構成を有した半導体発光装置の製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図３（ａ）は、半導体発光装置である白色ＬＥＤアレイチップ２（以下、単に「ＬＥＤアレイチップ２」という。）の概略構成を示す外観斜視図であり、図３（ｂ）は、ＬＥＤアレイチップ２の平面図である。なお、図３（ａ）は、後述するＬＥＤ６の配列を主に示す図であり、外形の細かな凹凸などは省略したものである。また、図３（ｂ）では、後述する蛍光体膜４８の図示は省略している。なお、図３を含む全ての図において示している各構成要素間の縮尺は統一していない。
【００１６】
図３に示すように、ＬＥＤアレイチップ２は、半導体基板であるノンドープ（高抵抗）ＳｉＣ基板４（以下、単に「ＳｉＣ基板４」と言う。）上に、発光層を含む半導体多層膜からなる発光素子であるＬＥＤ６が、Ｎ行Ｍ列（本例では、７行５列、合計３５個）のマトリックス状に配列されてなるものである。３５個のＬＥＤ６は、ＳｉＣ基板４の主面上、幅Ｗ４＝５０μｍの周縁部を残した中ほどに結晶成長によって形成されている。すなわち、当該周縁部は、ＳｉＣ基板４の主面の一部が半導体多層膜（３５個のＬＥＤ６）から露出した部分であって、当該半導体多層膜を取り囲むように形成された部分である（以下、当該周縁部を「基板露出部７」と言う。）。
【００１７】
ＬＥＤ６のサイズＬ１×Ｗ１は２８５μｍ×４００μｍであり、ＬＥＤ６形成領域のサイズＬ２×Ｗ２は２ｍｍ×２ｍｍであり、ＬＥＤアレイチップ２のサイズＬ３×Ｗ３は、２．１ｍｍ×２．１ｍｍである。
ＬＥＤアレイチップ２の構成について、断面図を参照しながら、さらに説明する。
図４（ａ）は、図３（ｂ）におけるＡ−Ａ線断面図であり、図４（ｂ）は、同Ｂ−Ｂ線断面図である。すなわち、３５個のＬＥＤ６の内、図４（ａ）では、１行１列目のＬＥＤ６ａと１行２列目のＬＥＤ６ｂが、図４（ｂ）では、７行４列目のＬＥＤ６ｃと７行５列目のＬＥＤ６ｄが表されている。
【００１８】
ＬＥＤ６は、ＳｉＣ基板４上に順次積層されたｎ-ＡｌＧａＮバッファ層８（厚さ３０ｎｍ）、ｎ-ＡｌＧａＮ／ＧａＮ３０周期のＤＢＲ（Ｄistributed Ｂragg Ｒeflector）層１０（合計厚さ３μｍ）、ｎ-ＧａＮクラッド層１２（Ｓｉドープ量３×１０１８ｃｍ−３、厚さ２００ｎｍ）、ＩｎＧａＮ（厚さ２ｎｍ）/ＧａＮ（厚さ８ｎｍ）６周期の多重量子井戸発光層１４、ｐ−ＧａＮクラッド層１６（Ｍｇドープ量１×１０１９ｃｍ−３、厚さ２００ｎｍ）、ｐ-ＧａＮコンタクト層１８（Ｍｇドープ量３×１０１９ｃｍ−３、厚さ２００ｎｍ）の半導体多層膜から成る。すなわち、ＬＥＤ６は、ＳｉＣ基板４側に配された導電型層（ｎ-ＧａＮクラッド層１２）と光取出し側に配された導電型層（ｐ-ＧａＮコンタクト層１８、ｐ−ＧａＮクラッド層１６）とで発光層（多重量子井戸発光層１４）を挟んでなる構成を基本としている。
【００１９】
ｐ-ＧａＮコンタクト層１８上には、Ｎｉ/Ａｕ薄膜２０を介してＩＴＯ透明電極２２が形成されており、ｎ−ＧａＮクラッド層１２上には、ｎ側電極（カソード電極）であるＴｉ/Ａｕ電極２４が形成されている。
上記の構成からなるＬＥＤ６において、ＩＴＯ透明電極２２とＴｉ／Ａｕ電極２４を介して給電することにより、発光層１４から波長４６０ｎｍの青色光が発せられる。なお、本実施の形態で、ｐ側電極（アノード電極）にＮｉ/Ａｕ薄膜２０とＩＴＯ透明電極２２を用いているのは、発光層１４で生じた光を透過し易くするためである。
【００２０】
また、光取出し面となる上記ｐ側電極面には、光取出し効率を改善するために、所定周期の凹凸が形成されている。図５（ａ）は、ＬＥＤ６の平面図である。図５（ａ）に示すように、本例では、ｄ＝１μｍ周期で円形の凹部２５が形成されており、これによってｐ側電極面が凹凸になっている。なお、凹凸面を形成するための凹部２５の横断面形状は、上記した円形に限らず、四角形や六角形としてもよい。あるいは、所定周期で直線状の溝を形成することにより凹凸面を形成することとしてもよい。また、単に表面を不規則に荒らしただけでも同様の効果が得られる。
【００２１】
上記の構成からなる３５個のＬＥＤ６は、ＳｉＣ基板４上で直列に接続されている。
図４に戻って、その接続態様について説明する。
図４に示すように、隣接するＬＥＤ６ａとＬＥＤ６ｂ、ＬＥＤ６ｃとＬＥＤ６ｄとは、ＳｉＣ基板４にまで達する分離溝２６によって分離されている。同様に、隣接する全てのＬＥＤ６間は、分離溝によって分離されている。
【００２２】
また、各ＬＥＤ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの側壁や分離溝２６などを覆うように絶縁膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）２８が形成されている。そして、当該絶縁膜２８上には、ＬＥＤ６ａのｐ側電極（Ｎｉ/Ａｕ薄膜２０、ＩＴＯ透明電極２２）とＬＥＤ６ｂのｎ側電極（Ｔｉ/Ａｕ電極２４）を接続するブリッジ配線３０が形成されている。また、ＬＥＤ６ｃのｐ側電極とＬＥＤ６ｄのｎ側電極との間も、絶縁膜２８上に形成されたブリッジ配線３０によって接続されている。そして、第１行第３列目のＬＥＤ６ｅ〜第７行第３列目のＬＥＤ６ｆ間も同様にしてブリッジ配線３０で接続されており、その結果、全てのＬＥＤ６が、図５（ｂ）の接続図に示すように、直列に接続されている。ＬＥＤアレイチップ２において、直列接続された３５個のＬＥＤ６の内、低電位側末端のＬＥＤ６ａのＴｉ／Ａｕ電極２４が当該ＬＥＤアレイチップ２全体のカソード電極３２となる。また、高電位側末端のＬＥＤ６ｄのＮｉ/Ａｕ薄膜２０、ＩＴＯ透明電極２２がＬＥＤアレイチップ２全体のアノード電極３４となる。
【００２３】
図５（ｃ）は、ＬＥＤアレイチップ２の裏面を表した図である。図５（ｃ）に示すように、ＬＥＤ６とは反対側のＳｉＣ基板４表面には、２個の給電端子３６，３８が形成されている。給電端子３６，３８は、いずれも、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜からなる。
そして、図４に示すように、カソード電極３２と給電端子３６とが、ブリッジ配線４０およびＳｉＣ基板４に開設されたスルーホール４２を介して接続されており、アノード電極３４と給電端子３８とが、ブリッジ配線４４およびＳｉＣ基板４に開設されたスルーホール４６を介して接続されている。なお、スルーホール４２，４６は、ＳｉＣ基板４に開設された直径３０μｍの孔にＰｔを充填してなるものである。上記給電端子３６，３８から、直列接続された３５個のＬＥＤ６に、放熱を確保した状態で５０ｍＡの電流を通電した際の動作電圧は１２０Ｖであった。
【００２４】
ＳｉＣ基板４の表面側には、ＬＥＤ６とＳｉＣ基板４の前記基板露出部７部分全面を覆うように蛍光体膜４８が形成されている。蛍光体膜４８は、シリコーンなどの透光性樹脂に（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋の黄色蛍光体粉末とＳｉＯ２の微粒子を分散させたものからなる。蛍光体膜４８の厚みＴ（図４参照）は、５０μｍである。なお、透光性樹脂には、シリコーンに限らず、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂を用いても構わない。
【００２５】
各ＬＥＤ６の発光層１４から放射された青色光の一部は、上記蛍光体膜４８中の蛍光体によって黄色光に変換される。そして、ＬＥＤ６からの青色光と蛍光体からの黄色光が合成されて（混色されて）白色光が発生する。このとき、発光層１４とＳｉＣ基板４の間には光反射層であるＤＢＲ層１０が形成されているため、発光層１４で生じＳｉＣ基板４に向かって放射された青色光の９９パーセント以上が光取り出し面側へと反射される。これにより、各ＬＥＤ６における光取出し効率が向上する。なお、本明細書において、青色光とは、波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の範囲の光をいい、黄色光とは、波長が５５０以上６００ｎｍ未満の範囲の光をいうものとする。したがって、上述した例では、ＬＥＤ６を主発光ピーク波長が４６０ｎｍのものとしたが、これ以外の波長であって、上記波長範囲に主発光ピーク波長を有するＬＥＤを構成することとしても構わない。
【００２６】
以上の構成からなるＬＥＤアレイチップ２の製造方法について、図６〜図９を参照しながら説明する。
なお、図６〜図９では、ＬＥＤアレイチップ２の各構成部分となる素材部分には１００番台の符号付し、その下２桁にはＬＥＤアレイチップ２の対応する構成部分に付した番号を用いることとする。
【００２７】
先ず、有機金属化学気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition Method；ＭＯＣＶＤ法）を用い、図６に示すように、ノンドープＳｉＣ基板１０４上に、ｎ-ＡｌＧａＮバッファ層１０８、ｎ-ＡｌＧａＮ／ＧａＮ３０周期のＤＢＲ層１１０、ｎ-ＧａＮクラッド層１１２、ＩｎＧａＮ/ＧａＮの多重量子井戸発光層１１４、ｐ−ＧａＮクラッド層１１６、ｐ-ＧａＮコンタクト層１１８をこの順に積層する[工程Ａ１]。なお、ノンドープＳｉＣ基板１０４は、直径２インチ、厚さ３００μｍの基板である。
【００２８】
次に、ｎ−ＧａＮコンタクト層１１８表面にマスク５０を施す。マスキング領域は、各ＬＥＤ６におけるＮｉ/Ａｕ薄膜２０（ＩＴＯ透明電極２２）の形成予定領域よりも一回り広い領域である。そして、非マスキング領域に対応する部分を、ｎ−ＧａＮクラッド層１１２の半ばまでエッチングにより除去する[工程Ｂ１]。これにより、Ｔｉ/Ａｕ電極２４接続面（ｎ側電極形成面）５２が形成される。マスク５０は、次工程に行く前に除去される。
【００２９】
続いて、ＳｉＣ基板上の前記基板露出部７と分離溝２６を形成すべく、これらの形成予定領域以外の領域にマスク５４を施す。当該マスキングの後、ＳｉＣ基板１０４が現れるまでエッチングし、基板露出部７と分離溝２６を形成する[工程Ｃ１]。すなわち、基板露出部７は、半導体多層膜を除去することによって創出されるのである（当該半導体多層膜の除去部分を「多層膜除去部」と称することとする。）。エッチング終了後、マスク５４は、次工程に行く前に除去される。
【００３０】
絶縁と表面保護を目的に、スパッタリング等で、絶縁膜であるＳｉ３Ｎ４膜１２８を形成する[工程Ｄ１]。
上記Ｓｉ３Ｎ４膜１２８に対し、マスク５６を施す。マスキング領域は、Ｎｉ/Ａｕ薄膜２０（ＩＴＯ透明電極２２）形成予定領域以外の領域である。そして、非マスキング領域に対応するＳｉ３Ｎ４膜１２８をエッチングにより除去した後、Ｎｉ/Ａｕ薄膜１２０を蒸着によって形成する。これにより、Ｎｉ/Ａｕ薄膜２０が形成される[工程Ｅ１]。マスク５６上に形成されたＮｉ/Ａｕ薄膜１２０（不図示）は、次工程に行く前に、当該マスク５６と一緒に除去される。
【００３１】
上記工程Ｅ１と同様の手法により、Ｔｉ／Ａｕ電極２４を形成する。すなわち、Ｔｉ／Ａｕ電極形成予定領域に対応するＳｉ３Ｎ４膜１２８部分以外にマスク５８を形成し、当該露出したＳｉ３Ｎ４膜部分をエッチングにより除去した後、金属薄膜であるＴｉ／Ａｕ膜１２４を蒸着により形成して、Ｔｉ／Ａｕ電極２４を形成する[工程Ｆ１]。マスク５８上に形成されたＴｉ／Ａｕ膜１２４（不図示）は、次工程に行く前に、当該マスク５８と一緒に除去される。
【００３２】
スルーホール４２およびスルーホール４６を形成すべく、当該スルーホール形成予定領域以外の領域にマスク６０を施す。マスキング後、エッチングによって深さ２００μｍの孔６１を形成し、当該孔に無電解メッキなどでＰｔを充填する[工程Ｇ１]。マスク６０は、次工程行く前に除去される。
前記凹部２５を形成すべく、当該凹部２５形成予定領域以外の領域にマスク６２を施す。マスキング後、エッチングによってｐ−ＧａＮコンタクト層１８まで及ぶ凹部を形成する[工程Ｈ１]。マスク６２は、次工程に行く前に除去される。
【００３３】
ＩＴＯ透明電極２２を形成すべく、当該ＩＴＯ透明電極２２形成予定領域以外の領域にマスク６４を施す。マスキング後、ＩＴＯ膜１２２をスパッタリングによって積層する。これにより、ＩＴＯ透明電極２２が形成される[工程Ｉ１]。マスク６４上に形成されたＩＴＯ膜１２２（不図示）は、次工程に行く前に、当該マスク６４と一緒に除去される。
ブリッジ配線３０，４０，４４を形成する。ブリッジ配線形成予定表面以外の表面にマスク６６形成したのち、金属薄膜であるＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜を蒸着によって形成する。これによって、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜からなるブリッジ配線３０，４０，４４が形成される[工程Ｊ１]。マスク６６上に形成されたＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜（不図示）は、次工程に行く前に、当該マスク６６と一緒に除去される。
【００３４】
ＳｉＣ基板１０４下面を研磨して厚み１５０μｍに調整し、前記スルーホール４２、４６をＳｉＣ基板１０４裏面側から露出させる[工程Ｋ１]。
前工程で研磨した研磨面に、前記給電端子３６，３８を形成すべく、当該給電端子３６，３８形成予定表面以外の表面にマスク（不図示）形成したのち、金属薄膜であるＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜を蒸着によって形成する。これによって、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜からなる給電端子３６，３８が形成される[工程Ｌ１]。前記マスク上に形成されたＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜（いずれも不図示）は、次工程に行く前に、当該マスクと一緒に除去される。
【００３５】
続いて、蛍光体膜４８を形成すべく、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋の黄色蛍光体粉末とＳｉＯ２の微粒子とを分散させたシリコーンを、前記基板露出部７および各ＬＥＤ６を覆うように印刷によって塗布し、加熱硬化させる。加熱硬化の後、当該蛍光体膜を厚みが５０μｍになるまで研磨する[工程Ｍ１]。白色光の色は、青色光と黄色光のバランスで変化する。このバランスは、シリコーン樹脂に含まれる蛍光体の割合や蛍光体膜の厚さで変わる。蛍光体の割合が多いほど、蛍光体膜の厚みが厚いほど、黄色の割合が増えて、色温度が低くなる傾向にある。蛍光体含有シリコーン樹脂を設計膜厚よりも厚く塗付し、研磨により所定の設計膜厚にすることにより、蛍光体膜の厚さを均一に出来るので、色むらを抑制できると同時に確実に所定の色温度に合わせることが可能となる。
最後に、ダイシングによって個々のＬＥＤアレイチップに分離して、ＬＥＤアレイチップ２（図３参照）が完成する。
【００３６】
ここで、単に蛍光体膜を形成するだけであれば、従来のウエハ・プロセスにおいて、メサエッチング工程の後、ダイシング工程の前に蛍光体含有樹脂を塗布することも考えられる。しかしながら、従来メサエッチングで入る溝の幅は、蛍光体粒子が当該溝の幅方向に１〜２個並ぶ程度の大きさしかないので、発光層の側面から射出された青色光のほとんどは、蛍光体を励起することなくそのまま蛍光体層を通過してしまう。その結果、黄色光と混色されない青色光が顕著となって問題となる色むらが発生してしまう。これに対して、本実施の形態では、上述したように、蛍光体の粒径と比較して十分大きな幅を有する基板露出部７の当該幅がそのまま、蛍光体含有樹脂を発光層（半導体多層膜）の側面に塗布するための溝幅となっている。その結果、発光層の側面から射出された青色光は、適度に蛍光体を励起して黄色光に変換されることとなり、上記した色むらが低減されることとなるのである。
【００３７】
色むらは、可視域である３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ（紫〜赤）の波長のスペクトル成分を含む光を発光層が発する場合に生じる。したがって、「近紫外光を励起光源に用いた白色ＬＥＤ」といった場合には、一般的に、色むらが生じないものと思われている。しかしながら、例えば、主要ピーク波長が３７０ｎｍ（紫外域）の場合でも、そのスペクトルは長波長側に裾を引いており、可視域である３８０ｎｍ以上にも波長成分をもっていることから、現実には、色むらが問題となる。したがって、本発明は、近紫外光を発生するように発光層を構成したものに適用しても、上記した理由から、色むらの低減に効果を発揮することとなる。換言すると、本発明は、上記色むらの観点からは、発光層からの出射光が少なくとも３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲の波長成分を含むものに適用可能であって、上記した主発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色光を発する発光層で構成されるＬＥＤに限定されないのである。
（実施の形態２）
図１０は、実施の形態２に係る半導体発光装置であるＬＥＤアレイチップ３０２の概略構成を示す外観斜視図であり、図３（ａ）と同様にＬＥＤアレイチップを表現した図である。
【００３８】
実施の形態２のＬＥＤアレイチップ３０２は、個々のＬＥＤの光取り出し面に設けられた光取り出し効率を改善するための凹凸構造、および、ＳｉＣ基板裏面側の形状が異なる以外は、基本的に実施の形態１のＬＥＤアレイチップ２（図３〜図５）と同じ構成である。したがって、共通部分には実施の形態１と同じ符号を付してその説明は省略するか簡単に言及するにとどめ、上記異なる部分を中心に説明する。
【００３９】
図１０に示すように、ＬＥＤアレイチップ３０２を構成するノンドープ（高抵抗）ＳｉＣ基板３０４（以下、単に「ＳｉＣ基板３０４」と言う。）の下面側において、一組の対辺に沿って、当該ＳｉＣ基板３０４の一部が斜めに切除されている。当該切除部３０４ａ、３０４ｂを設けた目的については後述する。
ＬＥＤアレイチップ３０２の蛍光体膜４８を除いた状態の平面図は、図３（ｂ）に示す実施の形態１のＬＥＤアレイチップ２と略同様である。ここで、図３（ａ）におけるＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に相当する位置で切断したＬＥＤアレイチップ３０２の断面図をそれぞれ、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示す。すなわち、図１０に示す３５個のＬＥＤ３０６の内、図１１（ａ）では、１行１列目のＬＥＤ３０６ａと１行２列目のＬＥＤ３０６ｂが、図１１（ｂ）では、７行４列目のＬＥＤ３０６ｃと７行５列目のＬＥＤ３０６ｄが表されている。
【００４０】
光取り出し効率改善のための凹凸構造に関し、実施の形態１では、基本的に、ＳｉＣ基板４に順次積層した半導体多層膜の内のｐ−ＧａＮコンタクト層１１８（図６（ａ）参照）の一部を除去することにより（図８（ｈ）参照）、当該凹凸構造を形成することとした（図４のｐ−ＧａＮコンタクト層１８）。これに対し、実施の形態２では、基本的に、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、ｐ−ＧａＮコンタクト層３１８はそのままで、当該ｐ−ＧａＮコンタクト層３１８上に設けたタンタルオキサイド（Ｔａ２Ｏ５）膜３２１によって凹凸構造を実現することとしている。そして、実施の形態２では、タンタルオキサイド膜３２１によって創出された凹凸に沿って、ｐ側電極（アノード電極）としてＩＴＯ透明電極３２３が形成されている。したがって、ＬＥＤアレイチップ３０２において、直列接続された３５個のＬＥＤ３０６の内、高電位側末端のＬＥＤ３０６ｄのＩＴＯ透明電極３２３がＬＥＤアレイチップ３０２全体のアノード電極３３４となる。また、低電位側末端のＬＥＤ３０６ａのＴｉ／Ａｕ電極２４が当該ＬＥＤアレイチップ３０２全体のカソード電極３２となるのは、実施の形態１の場合と同様である。
【００４１】
ＳｉＣ基板３０４の下面側（半導体多層膜とは反対側）には、上述したように、切除部３０４ａ、３０４ｂが形成されていて、当該切除部３０４ａ、３０４ｂの斜面にも、給電端子３３６、３３８がそれぞれ形成されている。
切除部３０４ａは、カソード電極３２と接続されたブリッジ配線４０と給電端子３３６とを電気的に接続するスルーホール３４２に対応する位置に形成され、切除部３０４ｂは、アノード電極３３４と接続されたブリッジ配線４４と給電端子３３８とを電気的に接続するスルーホール３４６に対応する位置に形成される。すなわち、切除部３０４ａ、３０４ｂを設ける目的は、スルーホール３４２、３４６を形成する部分のＳｉＣ基板３０４の厚みを他の部分の厚みよりも薄くすることによって、後述する半導体プロセスにおいてスルーホールのために形成する孔３０６１が浅くてすむようにし、当該スルーホール形成工程を時間的に短縮することにある。
【００４２】
上記の構成からなるＬＥＤアレイチップ３０２の製造方法について、図１２〜図１６を参照しながら説明する。なお、実施の形態１のＬＥＤアレイチップ２の製造方法（図６〜図９）と同様な部分についての説明は簡略にするにとどめる。また、図１２〜図１６では、ＬＥＤアレイチップ３０２の各構成部分となる素材部分には３０００番台の符号付し、その下３桁にはＬＥＤアレイチップ３０２の対応する構成部分に付した番号を用いることとする。
【００４３】
先ず、ＭＯＣＶＤ法を用い、図１２に示すように、ノンドープＳｉＣ基板３３０４上に、ｎ-ＡｌＧａＮバッファ層３００８、ｎ-ＡｌＧａＮ／ＧａＮ３０周期のＤＢＲ層３０１０、ｎ-ＧａＮクラッド層３０１２、ＩｎＧａＮ/ＧａＮの多重量子井戸発光層３０１４、ｐ−ＧａＮクラッド層３０１６、ｐ-ＧａＮコンタクト層３３１８をこの順に積層する[工程Ａ２]。なお、ノンドープＳｉＣ基板３３０４は、実施の形態１と同様、直径２インチ、厚さ３００μｍの基板である。
【００４４】
次に、ｐ−ＧａＮコンタクト層３３１８上にスパタッリングまたはゾル・ゲル法によってタンタルオキサイド（Ｔａ２Ｏ５）膜３３２１を積層した後、さらにその上にレジストを塗布し、ステッパ露光を用いて前記レジストの一部を除去してレジストマスク３０５０を形成する[工程Ｂ２]。
そして、レジストマスク３０５０に覆われていない部分のタンタルオキサイド膜３３２１をエッチングによって除去した[工程Ｃ２]後、当該レジストマスク３０５０を除去する[工程Ｄ２]。その上に、スパッタリングによってＩＴＯ膜３３２３を形成する。これによって、光取り出し効率を改善するための凹凸構造が完成する[工程Ｅ２]。
【００４５】
次に、ＩＴＯ膜３３２３表面にマスク３０５２を施す。マスキング領域は、ＩＴＯ膜３３２３をＩＴＯ透明電極３２３（図１１参照）として残す領域である。そして、非マスキング領域に対応する部分を、ｎ−ＧａＮクラッド層３０１２の半ばまでエッチングにより除去する[工程Ｆ２]。これにより、Ｔｉ/Ａｕ電極２４接続面（ｎ側電極形成面）３０５４が形成されると共に、ＩＴＯ透明電極３２３ができる。マスク３０５２は、次工程に行く前に除去される。
【００４６】
続いて、ＳｉＣ基板上の基板露出部７と分離溝２６を形成すべく、これらの形成予定領域以外の領域にマスク３０５６を施す。当該マスキングの後、ＳｉＣ基板３３０４が現れるまでエッチングし、基板露出部７と分離溝２６を形成する[工程Ｇ２]。エッチング終了後、マスク３０５６は、次工程に行く前に除去される。
ＩＴＯ透明電極３２３にマスク３０５７を施した上で、絶縁と表面保護を目的に、スパッタリング等で、絶縁膜であるＳｉ３Ｎ４膜３０２８を形成する[工程Ｈ２]。マスク３０５７上に形成されたＳｉ３Ｎ４膜（不図示）は、次工程の前に当該マスク３０５７といっしょに除去される。
【００４７】
Ｔｉ／Ａｕ電極２４形成予定領域以外の領域にマスク３０５８を施し、非マスキング領域に対応するＳｉ３Ｎ４膜３０２８をエッチングにより除去する[工程Ｉ２]。
次に、金属薄膜であるＴｉ／Ａｕ膜３０２４を蒸着により形成して、Ｔｉ／Ａｕ電極２４を形成する[工程Ｊ２]。マスク３０５８上に形成されたＴｉ／Ａｕ膜３０２４（不図示）は、次工程に行く前に、当該マスク３０５８と一緒に除去される。
【００４８】
スルーホール３４２およびスルーホール３４６を形成すべく、当該スルーホール形成予定領域以外の領域にマスク３０６２を施す。マスキング後、エッチングによって深さ１００μｍの孔３０６１を形成し、当該孔に無電解メッキなどでＰｔを充填する[工程Ｋ２]。マスク３０６２は、次工程行く前に除去される。既述したように、ここで掘り下げる孔３０６１は、実施の形態１の孔６１（図８参照）よりも浅くてよい。その結果、当該エッチング工程の時間的短縮が図られる。
【００４９】
ブリッジ配線３０，４０，４４を形成する。ブリッジ配線形成予定表面以外の表面にマスク３０６４形成したのち、金属薄膜であるＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜を蒸着によって形成する。これによって、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜からなるブリッジ配線３０，４０，４４（４４は不図示）が形成される[工程Ｌ２]。マスク３０６４上に形成されたＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜（不図示）は、次工程に行く前に、当該マスク３０６４と一緒に除去される。
【００５０】
ＳｉＣ基板３３０４下面を研磨して厚み１５０μｍに調整する[工程Ｍ２]。
続いて、蛍光体膜４８を形成すべく、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋の黄色蛍光体粉末とＳｉＯ２の微粒子とを分散させたシリコーンを、前記基板露出部７および各ＬＥＤ３０６を覆うように印刷によって塗布し、加熱硬化させる。加熱硬化の後、当該蛍光体膜３０４８を厚みが５０μｍになるまで研磨する[工程Ｎ２]。研磨による厚み調整の目的は、実施の形態１の場合と同じである。
【００５１】
次に、蛍光体膜３０４８側に高分子フィルムからなるダイシングシート３０６６を貼着する[工程Ｏ２]。
そして、ＳｉＣ基板３３０４裏面をＶ型ブレード（不図示）で研磨して、Ｖ字溝を入れ、前記切除部３０４ａ（３０４ｂ）を創出する[工程Ｐ２]。この際に、前記スルーホール３４２（３４６）がＳｉＣ基板３３０４裏面側から露出する。
ＳｉＣ基板３３０４裏面に、前記給電端子３３６，３３８を形成すべく、当該給電端子３３６，３３８形成予定表面以外のＳｉＣ基板３３０４裏面にマスク（不図示）形成したのち、金属薄膜であるＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜を蒸着によって形成する。これによって、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜からなる給電端子３３６，３３８が形成される。前記マスク上に形成されたＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜（いずれも不図示）を当該マスクと一緒に除去した後、最後に、ダイシングによって個々のＬＥＤアレイチップに分離して[工程Ｑ２]、ＬＥＤアレイチップ３０２（図１０参照）が完成する。
（実施の形態３）
実施の形態１、２では、ＬＥＤアレイチップ全体におけるアノード電極、カソード電極とＳｉＣ基板裏面に形成された一対の給電端子とを電気的に接続する導電部材の一部を、ＳｉＣ基板に形成したスルーホールで構成した。これに対し、実施の形態３では、スルーホールに代えて、ＳｉＣ基板側面に付着させた導電性膜で前記導電部材の一部を構成することとした。この点、および、ＳｉＣ基板における切除部を設けない点以外は、実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップ４０２は、基本的に、実施の形態２のＬＥＤアレイチップ３０２と同じ構成である。したがって、共通部分には実施の形態２と同じ符号を付してその説明は省略するか簡単に言及するにとどめ、上記異なる部分を中心に説明する。
【００５２】
ＬＥＤアレイチップ４０２の平面図を図１７（ａ）に、下面図を図１７（ｂ）に示す。なお、図１７（ａ）も図３（ｂ）と同様、蛍光体膜４８を除去した状態を表している。
図１７（ａ）に示すように、実施の形態１、２と同様、ＳｉＣ基板４０４の上面には、ＬＥＤ３０６が、マトリックス状に形成されている。
図１７（ｂ）に示すように、ＳｉＣ基板４０４の裏面には、給電端子４３６、４３８が形成されている。
【００５３】
図１８（ａ）に、図１７（ａ）におけるＥ−Ｅ線断面図を、図１８（ｂ）に同Ｆ−Ｆ線断面図を示す。
図１８（ａ）に示すように、ＬＥＤアレイチップ４０２では、ＬＥＤアレイチップ４０２全体のカソード電極３２と接続されたブリッジ配線４４０がＳｉＣ基板４０４の端縁４０４ａまで延設されている。また、図１８（ｂ）に示すように、ＬＥＤアレイチップ４０２全体のアノード電極３３４と接続されたブリッジ配線４４４がＳｉＣ基板４０４の端縁４０４ｂまで延設されている。
【００５４】
そして、図１８（ａ）に示すように、ブリッジ配線４４０と給電端子４３６とが、ＳｉＣ基板４０４の側面に形成された導電性膜であるＡｕメッキ膜からなる側面配線４４１によって電気的に接続されている。また、図１８（ｂ）に示すように、ブリッジ配線４４４と給電端子４３８とが、ＳｉＣ基板４０４の側面に形成された導電性膜であるＡｕメッキ膜からなる側面配線４４５によって電気的に接続されている。両側面配線４４１、４４５は、ＳｉＣ基板４０４上面に周り込むように延設されていて、これにより、側面配線４４１・ブリッジ配線４４０間、および側面配線４４５・ブリッジ配線４４４間の電気的な接続をより確実なものとしている。
【００５５】
したがって、給電端子４３６、４３８から、直列接続された３５個のＬＥＤ３０６に給電することができる。
上記の構成からなるＬＥＤアレイチップ４０２の製造方法について、図１９〜図２２を参照しながら説明する。
ＬＥＤアレイチップ４０２の製造方法（製造工程）は、（ｉ）スルーホールを形成しない点、（ｉｉ）ＬＥＤアレイチップ全体のアノード電極、カソード電極と接続される２個のブリッジ配線のパターンが若干異なる点、（ｉｉｉ）少なくとも側面配線４４１、４４５がＳｉＣ基板４０４上面に回り込む領域には蛍光体膜を形成しない点、の３点を除いて、基本的に実施の形態２のＬＥＤアレイチップ３０２の製造方法と図１５に示す工程Ｏ２までは同様である。したがって、それまでの製造工程の説明は省略し、これ以降の工程について説明する。
【００５６】
上記工程Ｏ２に相当する工程の終了時点における断面図を図１９（ａ）に示す。
この時点で、ＳｉＣ基板４４０４の片面（半導体多層膜形成面）上における半導体プロセスは終了しており、各ＬＥＤアレイチップとなる部分（以下、当該部分を「チップ素体」という。）がマトリックス状に形成されている。また、蛍光体膜３０４８には、第１のダイシングシート３０６６が貼着されている。
【００５７】
図２１（ａ）は、ウエハ４０５０をＳｉＣ基板４４０４表面側から見た図である。なお、図２１（ａ）において上記第１のダイシングシート３０６６（図１９（ａ））の図示は省略している。図２１（ａ）において、破線で示すように、チップ素体４０５２がマトリックス状に形成されている。
上記のようなウエハ４０５０から、図２１（ｂ）に示すように、チップ素体４０５２を１列ずつ切り離す。切り離しは、図１９（ｂ）に示すように通常のダイシング工程と同様、ダイシングブレードＤＢを用いて行う。
【００５８】
切り離された１列分（以下、「チップ素体列４０５４」という。）を図２１（ｃ）に示す。チップ素体列４０５４において、各チップ素体４０５２は、そのブリッジ配線４４０、４４４（図１７参照）の一端部が、短冊状をしたチップ素体列４０５４の長辺の端縁側となっている。換言すると、このような位置関係になるような方向でウエハ４０５０からチップ素体列４０５０を切り離す。
【００５９】
切り離したチップ素体列４０５４は、第１のダイシングシート３０６６から剥がして、一本ずつ別のダイシングシート（第２のダイシングシート）４０５６に貼着する。このとき、図２２（ｂ）に示すように、蛍光体膜３０４８側を第２のダイシングシート４０５６に貼着する。なお、図２２（ｂ）は、チップ素体列４０５４の拡大図である図２２（ａ）におけるＧ−Ｇ線に沿って切断した簡略断面図である。
【００６０】
この状態で、ＳｉＣ基板４４０４の基板裏面にマスク４０５８を形成する。形成領域は、給電端子４３６、４３８（図１８参照）形成予定面以外の領域である。したがって、マスク４０５８は、チップ素体列４０５４の長手方向に延びる帯状のものが幅方向中央に形成されることとなる。なお、マスク４０５８は、ウエハ４０５０自体に形成することとしても構わない。すなわち、ウエハ４０５０をチップ素体列４０５４に切り離す前に、当該ウエハ４０５０裏面の所定領域にマスク４０５８をストライプ状に形成することとしても構わない。
【００６１】
上記マスキング後、マスク４０５８から露出した部分のＳｉＣ基板４４０４表面に、電子ビーム蒸着等によりＴｉ／Ａｕ薄膜の下地（不図示）を形成した後、メッキによってＡｕメッキ膜を形成する。これによって、図２０に示すように、給電端子４４３６、４４３８および側面配線４４４１、４４４５が形成される。
マスク４０５８表面に付着したＡｕメッキ膜（不図示）を当該マスク４０５８と一緒に除去した後、ダイシングブレード（不図示）を用い、図２２（ｃ）に示すように、個々のＬＥＤアレイチップに分離して、ＬＥＤアレイチップ４０２（図１７）が完成する。
（実施の形態４）
図２３は、実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップ２を組み込んだ、照明モジュールである白色ＬＥＤモジュール２００（以下、単に「ＬＥＤモジュール２００」と言う。）の外観斜視図である。なお、ＬＥＤのジュール２００に組み込むＬＥＤアレイチップは、実施の形態２に係るＬＥＤアレイチップ３０２（図１０等）でも、実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップ４０２（図１７等）でも構わないのであるが、ここでは、実施の形態１のＬＥＤアレイチップ２を例にして説明する。なお、ＬＥＤモジュール２００は、後述する照明器具２４０（図２６）に装着されて用いられるものである。
【００６２】
ＬＥＤモジュール２００は、直径５ｃｍの円形をしたＡｌＮ（窒化アルミ）からなる、実装基板であるセラミックス基板２０２と３個のガラス製レンズ２０４，２０６，２０８を有している。セラミックス基板２０２には、照明器具２４０に取り付けるためのガイド凹部２１０や、照明器具２４０からの給電を受けるための端子２１２，２１４が設けられている。
【００６３】
図２４（ａ）はＬＥＤモジュール２００の平面図を、図２４（ｂ）は図２４（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図を、図２４（ｃ）は図２４（ｂ）におけるＤ部拡大図をそれぞれ示している。
図２４（ａ），（ｂ）に示すように、セラミックス基板２０２の中央には、照明器具２４０に取り付ける際のガイド孔（貫通孔）２１６が開設されている。また、セラミックス基板２０２の下面には、放熱特性を改善するために金メッキ２１７が施されている。
【００６４】
図２４（ａ）において円形に見える各レンズ２０４，２０６，２０８の中心に対応するセラミックス基板２０２上に、ＬＥＤアレイチップ２が１個ずつ（全部で３個）実装されている。
セラミックス基板２０２は、厚さ０．５ｍｍでＡｌＮを主材料とする２枚のセラミックス基板２０１，２０３が積層されてなるセラミックス基板である。なお、セラミックス基板の材料としては、ＡｌＮ以外に、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ダイヤモンドなどが考えられる。
【００６５】
ＬＥＤアレイチップ２は、下層のセラミックス基板２０１に、前記給電端子３６、３８（図４、図５（ｃ）参照）側を当該基板側に向けて実装されている。上層のセラミックス基板２０３には、ＬＥＤアレイチップ２を実装する空間を創出するテーパー状の貫通孔２１５が開設されている。すなわち、セラミックス基板２０２は、内径が開口部に向かって拡がる凹部を有し、ＬＥＤアレイチップ２は、当該凹部の底部に実装されている。なお、上記凹部を創出する貫通孔の（断面）形状は、上記したテーパー状に限らず、例えば、椀状であってもよい。
【００６６】
また、上層のセラミックス基板２０３に開設された前記貫通孔２１５の側壁および当該セラミックス基板２０３の上面には略一様な厚みのアルミ反射膜２１９が付着されていて、これによって反射鏡（反射孔）が構成されている。なお、前記貫通孔２１５は、ＬＥＤアレイチップ２の側方から発せられた白色光が、貫通孔２１５の側壁部分のアルミ反射膜２１９によってセラミックス基板２０３の主表面と略直交する方向に反射するような形状に形成（設計）されている。
【００６７】
ＬＥＤアレイチップ２の各実装位置に対応するセラミックス基板２０１上面には、図２５（ｂ）に示すような、カソードパッド２１８とアノードパッド２２０とが形成されている。両パッドには、銅（Ｃｕ）の表面に、ニッケル（Ｎｉ）めっき、ついで、金（Ａｕ）めっきを行なったものが用いられている。ＬＥＤアレイチップ２は、上記したようにＳｉＣ基板４を下方に向けた状態で実装される。このとき、給電端子３６とカソードパッド２１８が、給電端子３８とアノードパッド２２０とがハンダによって接合される。なお、ハンダによらず、金バンプや銀ペーストによって接合しても構わない。
【００６８】
ここで、実装されるＬＥＤアレイチップ２は、それ自身が蛍光体膜を有するものであるので、これによれば、実装基板にベアチップを搭載した後に蛍光体膜を付加する前記従来の白色ＬＥＤの有する問題が解消される。すなわち、ＬＥＤアレイチップ２は、既に形成されている反射孔中に実装可能であり、実装状態で、ベアチップの周囲のみに蛍光体が形成されている状態が実現できる。したがって、実装基板として、半導体発光装置と反射孔との相対位置精度を確保しやすい反射面付きプリント配線板を採用することができると共に、反射孔を可能な限り半導体発光装置に近づけたコンパクトなものとすることが可能となる。その結果、半導体発光装置からの光の集光率の向上と、照明モジュールの小型化を図ることができる。
【００６９】
また、実装に供されるＬＥＤアレイチップは、実装前に実施される色むら等の光学的特性検査に合格したものである。すなわち、本実施の形態によれば、ＬＥＤアレイチップ自体が蛍光体膜を有しており、白色光を発することができるので、当該ＬＥＤアレイチップの実装前に上記光学的特性検査を実行することが可能なり、当該光学的特性に起因して、ＬＥＤモジュールが不良品（規格外）となることを未然に防止することができるのである。その結果、完成品（ＬＥＤモジュール）の歩留まりが向上することとなる。
【００７０】
レンズ２０４，２０６，２０８は、セラミックス基板２０３に重ねて接着剤２２１を介して貼着されている。当該接着剤としてはシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などを用いることができる。
３個のＬＥＤアレイチップ２は、セラミックス基板２０１上面に形成された配線パターンによって、並列に接続されている。
【００７１】
図２５（ａ）は、レンズ２０４，２０６，２０８を取り除いた状態のＬＥＤモジュール２００の平面図である。ここで、３個のＬＥＤアレイチップ２を、符号Ａ，Ｂ，Ｃを付して区別することとする。
ＬＥＤアレイチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ各々の実装位置のセラミックス基板２０１表面には、上述したようにアノードパッド２２０とカソードパッド２１８（図２５（ｂ））が配されている。
【００７２】
そして、各ＬＥＤアレイチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃと接続されたアノードパッド２２０は、配線パターン２３６を介して電気的に接続されており、配線パターン２３６の端部は、スルーホール２３７を介して、正極端子２１２と接続されている。一方、各ＬＥＤアレイチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃと接続されたカソードパッド２１８は、配線パターン２３８を介して電気的に接続されており、配線パターン２３８の端部は、スルーホール２３９を介して、負極端子２１４と接続されている。すなわち、配線パターン２３６、２３８によって、ＬＥＤアレイチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、並列に接続されている。
【００７３】
上記のように構成されたＬＥＤモジュール２００は、照明器具２４０に取り付けられて使用される。ＬＥＤモジュール２００と照明器具２４０とで照明装置２４２が構成される。
図２６（ａ）に、照明装置２４２の概略斜視図を、図２６（ｂ）に、照明装置２４２の底面図をそれぞれ示す。
【００７４】
照明器具２４０は、例えば、室内の天井等に固定される。照明器具２４０は、商用電源からの交流電力（例えば、１００Ｖ、５０／６０Ｈｚ）を、ＬＥＤモジュール２００を駆動するのに必要な直流電力に変換する電源回路（不図示）を備えている。
図２７を参照しながら、ＬＥＤモジュール２００の照明器具２４０への取り付け構造について説明する。
【００７５】
照明器具２４０は、ＬＥＤモジュール２００がはめ込まれる円形凹部２４４を有している。円形凹部２４４の底面は、平坦面に仕上げられている。円形凹部２４４の内壁の開口部寄り部分には、雌ねじ（不図示）が切られている。また、当該雌ねじと底面との間における内壁から、フレキシブルな給電端子２４６，２４８と、ガイド片２３０とが突出されている。なお、給電端子２４６が正極、給電端子２４８が負極である。さらに、円形凹部２４４の底面中央にはガイドピンが立設されている。
【００７６】
ＬＥＤモジュール２００を照明器具２４０へ取り付けるための部材として、シリコンゴム製のＯ−リング２５４とリングねじ２５６とが備えられている。リングねじ２５６は略矩形断面を有するリング状をしており、その外周には、不図示の雄ねじが形成されている。また、リングねじ２５６は、その周方向の一部が切り欠かれてなる切欠き部２５８を有している。
【００７７】
続いて、取り付け手順について説明する。
先ず、ＬＥＤモジュール２００を、円形凹部２４４にはめ込む。このとき、ＬＥＤモジュール２００のセラミックス基板２０２が、給電端子２４６，２４８と円形凹部２４４の底面との間に位置すると共に、ガイド孔２１６にガイドピン２５２が挿入され、ガイド凹部２１０とガイド片２３０とが係合するようにはめ込む。ガイド孔２１６とガイドピン２５２とで、ＬＥＤモジュール２００の円形凹部２４４に対するセンターの位置合わせがなされ、ガイド凹部２１０とガイド片２３０とで、正極端子２１２、負極端子２１４と対応する給電端子２４６，２４８との位置合わせがなされる。
【００７８】
ＬＥＤモジュール２００がはめ込まれると、Ｏ−リング２５４を装着した後、リングねじ２５６を円形凹部２４４にねじ込んで固定する。これにより、正極端子２１２と給電端子２４６、負極端子２１４と給電端子２４８とが密着し、電気的に確実に接続されることとなる。また、セラミックス基板２０２のほぼ全面と円形凹部２４４の平坦な底面とが密着することとなり、ＬＥＤモジュール２００で発生した熱を照明器具２４０へ効果的に伝達し、ＬＥＤモジュール２００の冷却効果が向上することとなる。なお、ＬＥＤモジュール２００の照明器具２４０への熱伝達効率をさらに上げるため、セラミックス基板２０２と円形凹部２４４の底面にシリコングリスを塗布することとしてもよい。
【００７９】
上記の構成からなる照明装置２４２において、商用電源から給電がなされると、前述したように、各ＬＥＤアレイチップ２における青色ＬＥＤ６からは青色光が発せられる。青色光の一部は蛍光体膜４８中の蛍光体によって黄色光に変換される。そして青色光と黄色光が混色されて白色光が合成される。合成された白色光は、レンズ２０４，２０６，２０８を介して放射される。
【００８０】
各ＬＥＤモジュール２００に対し１５０ｍＡの電流を流したときの際の全光束は８００ｌｍ、中心光度は１５００ｃｄであった。また、その発光スペクトルは、図２８に示す通りであった。
（実施の形態５）
ここまでは、半導体発光装置を照明モジュールや照明装置等の照明用途に用いる例を紹介してきたが、これに限らず、本発明に係る半導体発光装置は表示用途に用いることができる。すなわち、本発明に係る半導体発光装置を表示素子の光源として利用しても構わない。表示素子としては、例えば、ＬＥＤチップをパッケージングしてなる表面実装型（ＳＭＤ）ＬＥＤが挙げられる。表面実装型ＬＥＤは、例えば、セラミックス基板上に半導体発光装置（ＬＥＤチップ）をマウントし、当該半導体発光装置を透明のエポキシ樹脂で封止した構造を有するものである。
【００８１】
図２９（ａ）に、実施の形態５に係る表面実装型ＬＥＤ５０２（以下、単に「ＬＥＤ５０２」と言う。）の平面図を、図２９（ｂ）に、図２９（ａ）におけるＨ・Ｈ線断面図をそれぞれ示す。
ＬＥＤ５０２を構成する光源には、実施の形態１〜３のいずれのＬＥＤアレイチップを用いても構わないのであるが、ここでは、実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップ２（図３〜５等を参照）を用いた場合を例にして説明する。
【００８２】
図２９（ｂ）に示すように、ＬＥＤ５０２は、２枚のセラミックス基板５０４、５０６が積層されてなるセラミックス基板５０８を有する。上層のセラミックス基板５０６には、ＬＥＤアレイチップ２を実装するための空間を創出するテーパー状の貫通孔５１０が開設されている。すなわち、セラミックス基板５０８は、内径が開口部に向かって拡がる凹部を有し、ＬＥＤアレイチップ２は当該凹部の底部に実装されている。なお、上記凹部を創出する貫通孔の（断面）形状は、前記テーパー状に限らず、例えば、椀状であってもよい。
【００８３】
また、上層のセラミックス基板５０６に開設された前記貫通孔５１０の側壁および当該セラミックス基板５０６の上面には略一様な厚みのアルミ反射膜５１２が形成されていて、これによって反射鏡（反射孔）が構成されている。なお、前記貫通孔５１０は、ＬＥＤアレイチップ２の側方から発せられた白色光が、貫通孔５１０の側壁部分のアルミ反射膜５１２によってセラミックス基板５０６の主表面と略直交する方向に反射するような形状に形成（設計）されている。また、前記貫通孔５１０がエポキシ樹脂で充塞されてレンズ５１３が形成されている。レンズ５１３は、ＬＥＤアレイチップ２を気密封止する封止部材としても機能する。
【００８４】
下層のセラミックス基板５０４の上面には、アノードパッド５１４とカソードパッド５１６が形成されており、ＬＥＤアレイチップ２の給電端子３８、３６（図５（ｃ））がそれぞれ対応するパッド５１４、５１６と接続されている。
セラミックス基板５０４の下面には、ＬＥＤ５０２の端子５１８、５２０が設けられている。端子５１８は、スルーホール５２２を介してアノードパッド５１４と電気的に接続されており、端子５２０はスルーホール５２４を介してカソードパッド５１６と電気的に接続されている。
【００８５】
上記の構成からなるＬＥＤ５０２において、端子５１８、５２０を介して給電すると、ＬＥＤアレイチップ２が発光し、その白色光はレンズ５１３を介して放出される。
なお、表面実装型ＬＥＤは、単体であるいは複数個同時に使用される。単体で使用される例としては、テレビやビデオ、エアコンといった家電製品のリモコンに搭載される場合や、あるいは当該家電製品の電源ランプとして用いられる場合等がある。複数同時に使用される例としては、文字、数字、記号等を表示するドット・マトリックス表示装置の各ドットとして用いられる場合が挙げられる。
【００８６】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下のような形態とすることも可能である。
（１）上記実施の形態では、多層膜除去部は、半導体多層膜を全層に渡って除去してなるものであったが（図６工程Ｃ１参照）、半導体多層膜の除去範囲は、全層に限らない。例えば、実施の形態１でいうと、最外層（ｐ−ＧａＮコンタクト層１１８）から、少なくとも、発光層１１４とＳｉＣ基板１０４との間に存する導電型層（ｎ−ＧａＮクラッド層１１２）までが除去されれば足りるのである。少なくとも上記範囲で除去することにより、前記最外層主面のみならず半導体多層膜の当該多層膜除去部に面した側面にも相当の厚みで蛍光体膜を形成することが可能となり、上述した色むらを抑制することが可能となるからである。
（２）上記実施の形態では、ｎ-ＡｌＧａＮバッファ層〜ｐ-ＧａＮコンタクト層からなる半導体多層膜の結晶成長のベースとなる基板にＳｉＣ基板を用いた。これは、ＳｉＣ基板は、銅やアルミと同等以上の高い熱伝導率を有しているため、発光層で生じた熱を、ＬＥＤアレイチップが実装されているプリント配線板であるセラミックス基板に効果的に放散させることができるからである。したがって、ＳｉＣ基板の代わりに、同様に高い熱伝導率を有するＡｌＮ基板、ＧａＮ基板、ＢＮ基板、Ｓｉ基板、ダイヤモンド基板を用いてもよい。
【００８７】
あるいは、熱伝導率は少し劣るが、本発明を実施する上では、一般的に用いられているサファイヤ基板を用いても構わない。
（３）上記実施の形態では、一のＬＥＤアレイチップを３５個のＬＥＤ（発光素子）で構成し、略２ｍｍ角のサイズにしたが、ＬＥＤアレイチップを構成するＬＥＤ（発光素子）の数と当該ＬＥＤアレイチップのサイズはこれに限定するものではない。任意の個数のＬＥＤ（発光素子）でＬＥＤアレイチップを構成することが可能である。
【００８８】
また、アレイとせずに、１個のＬＥＤ（発光素子）で一のＬＥＤチップを構成することとしても構わない。この場合には、例えば、実施の形態１でいえば、上記した図６に示す製造工程Ｃ１において各ＬＥＤ取り囲むように基板露出部を形成し、ＬＥＤ毎にＳｉＣ基板裏面に２個の給電端子を形成し、ＬＥＤ毎に２個のスルーホールを形成することとなる。
（４）上記実施の形態では、蛍光物質を分散させたシリコーン樹脂によって蛍光体膜を形成することとしたが、シリコーン樹脂に代えて低融点ガラスを用いてもよい。あるいは、蛍光物質を添加したガラスをゾル・ゲル法により合成し、蛍光体膜を形成することとしても構わない。ガラスは一般的に樹脂と比較して熱や紫外線に対して強いので、ガラスを用いることによって、将来におけるＬＥＤ（アレイ）チップのさらなる高出力化への対応を可能にし、実装時の高温プロセスにおける耐熱性を向上させることができる。
（５）上記実施の形態では、照明モジュールを構成する半導体発光装置として、白色ＬＥＤアレイチップ２、３０２または４０２を用いたが、これら以外に、例えば、特許第３３９９４４０号公報に開示されているシリコンサブマウント方式の白色ＬＥＤチップを用いても構わない。この場合、（ｉ）ＬＥＤベアチップよりもシリコンサブマウントの方が大きく、（ｉｉ）実装基板にワイヤーボンディングパッドが必要となるので、上述した実施の形態の場合よりも、反射孔の径が大きくなって集光率が少し下がったり、また、多数個を実装する場合の実装密度が若干低下するといった可能性はあるものの、上述した実施の形態の場合と同様、反射面付きプリント配線板に実装することができる。
（６）上記実施の形態では、ＬＥＤを構成する半導体多層膜は、ＬＥＤアレイチップ（半導体発光装置）の構成要素であるＳｉＣ基板上に結晶成長によって形成したものであった。
【００８９】
しかし、これに限らず、半導体多層膜を、ＳｉＣ基板とは異なる単結晶基板（例えば、サファイア基板）上に結晶成長によって形成した後、ＳｉＣ基板に転写するようにしてもよい。
すなわち、ＬＥＤアレイチップ（半導体発光装置）を構成するベース基板としてのＳｉＣ基板は、半導体多層膜の結晶成長に供された基板であってもよいし、そうでなくてもよいのである。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上説明したように、本発明に係る半導体発光装置は、照明分野などに好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】従来技術を説明するための図である。
【図２】従来技術を説明するための図である。
【図３】（ａ）は、実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップの斜視図である。（ｂ）は、当該ＬＥＤアレイチップの平面図である。
【図４】実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップの一部断面図である。
【図５】（ａ）は実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップにおける一のＬＥＤを示す平面図である。（ｂ）は実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップアレイチップ内の接続図である。（ｃ）は実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップの下面図である。
【図６】実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図７】実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図８】実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図９】実施の形態１に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図１０】実施の形態２に係るＬＥＤアレイチップの斜視図である。
【図１１】実施の形態２に係るＬＥＤアレイチップの一部断面図である。
【図１２】実施の形態２に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図１３】実施の形態２に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図１４】実施の形態２に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図１５】実施の形態２に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図１６】実施の形態２に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図１７】（ａ）は、実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップの平面図である。（ｂ）は実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップの下面図である。
【図１８】実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップの一部断面図である。
【図１９】実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図２０】実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図２１】実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図２２】実施の形態３に係るＬＥＤアレイチップの製造方法を説明するための図である。
【図２３】ＬＥＤモジュールの斜視図である。
【図２４】（ａ）は、ＬＥＤモジュールの平面図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。（ｃ）は、（ｂ）におけるＤ部拡大図である。
【図２５】（ａ）は、ＬＥＤモジュールにおいて、レンズを取り除いた状態を示す図である。（ｂ）は、ＬＥＤモジュールを構成するセラミックス基板上に形成されるパッドパターンを示す図である。
【図２６】（ａ）は、照明装置を示す斜視図である。（ｂ）は、上記照明装置の下面図である。
【図２７】照明装置の分解斜視図である。
【図２８】照明装置の発光スペクトルを示す図である。
【図２９】（ａ）は、表面実装型（ＳＭＤ）ＬＥＤを示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＨ−Ｈ線断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
２、３０２、４０２ ＬＥＤアレイチップ
４、３０４、４０４ ＳｉＣ基板
６、３０６ ＬＥＤ
１４ 発光層
２２、３２３ 各ＬＥＤのアノード電極
２４ 各ＬＥＤのカソード電極
２６ 分割溝
３０ ブリッジ配線
３２ ＬＥＤアレイチップ全体のカソード電極
３４、３３４ ＬＥＤアレイチップ全体のアノード電極
３６、３８、３３６、３３８、４３６、４３８ 給電端子
４０、４４、４４０、４４４ ブリッジ配線
４２、４６、３４２、３４６ スルーホール
４８ 蛍光体膜
２００ 白色ＬＥＤモジュール
２０２ セラミックス基板
２４２ 照明装置
４４１、４４５ 側面配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
発光層を含み、前記基板の第１の主面に形成された半導体多層構造と、
前記半導体多層構造に形成された第１及び第２の電極であって、当該第１及び第２の電極を介して前記半導体多層構造に給電することにより前記発光層から光が射出される第１及び第２の電極と、
前記半導体多層構造の、少なくとも、前記基板の前記第１の主面とは反対側の主面を覆う蛍光体膜と、
前記基板の第２の主面に形成されている第１及び第２の端子と、
前記第１の電極と前記第１の端子とを電気的に接続する第１の導電部材と、
前記第２の電極と前記第２の端子とを電気的に接続する第２の導電部材と、
を備える半導体発光装置。
【請求項２】
前記第１の導電部材と前記第２の導電部材の各々の少なくとも一部が、前記基板に形成されたスルーホールで構成されている請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記半導体多層構造は、前記基板までに至る分割溝によって複数の部分に分割され、各部分が独立した発光素子として構成されている請求項２記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記各発光素子はダイオード構造をなしていて、アノード電極とカソード電極を含み、
各発光素子が、一の発光素子のカソード電極とこれとは別の一の発光素子のアノード電極とが、金属薄膜からなる配線によって順次接続される形で、直列に接続されていて、
直列接続された発光素子列における高電位側末端の発光素子のアノード電極が前記第１の電極として構成され、低電位側末端の発光素子のカソード電極が前記第２の電極として構成されている請求項３記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記第１の導電部材と前記第２の導電部材の各々の少なくとも一部が、前記基板の側面に形成された導電性膜で構成されている請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記半導体多層構造は、前記基板までに至る分割溝によって複数の部分に分割され、各部分が独立した発光素子として構成されている請求項５記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記各発光素子はダイオード構造をなしていて、アノード電極とカソード電極を含み、
各発光素子が、一の発光素子のカソード電極とこれとは別の一の発光素子のアノード電極とが、金属薄膜からなる配線によって順次接続される形で、直列に接続されていて、
直列接続された発光素子列における高電位側末端の発光素子のアノード電極が前記第１の電極として構成され、低電位側末端の発光素子のカソード電極が前記第２の電極として構成されている請求項６記載の半導体発光装置。
【請求項８】
実装基板と、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体発光装置と、
を有し、
前記半導体発光装置が前記実装基板に前記第１および第２の端子側を当該実装基板に向けて実装されている照明モジュール。
【請求項９】
前記半導体多層構造の側方を囲って、当該半導体多層構造の側方から発せられる光を前記基板の主表面と略直交する方向に反射する反射鏡をさらに有する請求項８記載の照明モジュール。
【請求項１０】
前記実装基板は、内径が底部から開口部に向かって拡がる凹部を有し、
前記反射鏡は、前記凹部側壁に形成された反射膜で構成され、
前記半導体発光装置は、前記凹部の前記底部に実装されている請求項９記載の照明モジュール。
【請求項１１】
光源として、クレーム８に従う照明モジュールを含む照明装置。
【請求項１２】
光源として、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体発光装置を含む表示素子。
【請求項１３】
半導体発光装置の製造方法であって、
基板の一方の主表面上に、発光層を含む半導体多層構造を形成する工程と、
前記半導体多層構造を、前記半導体発光装置単位で複数の部分に分割する工程と、
前記半導体多層構造の前記複数の部分の各々の周囲に蛍光体膜を形成する工程と、
前記基板を前記複数の部分の各々に対応させて分離する工程と、
を有する半導体発光装置の製造方法。
【請求項１】
基板と、
発光層を含み、前記基板の第１の主面に形成された半導体多層構造と、
前記半導体多層構造に形成された第１及び第２の電極であって、当該第１及び第２の電極を介して前記半導体多層構造に給電することにより前記発光層から光が射出される第１及び第２の電極と、
前記半導体多層構造の、少なくとも、前記基板の前記第１の主面とは反対側の主面を覆う蛍光体膜と、
前記基板の第２の主面に形成されている第１及び第２の端子と、
前記第１の電極と前記第１の端子とを電気的に接続する第１の導電部材と、
前記第２の電極と前記第２の端子とを電気的に接続する第２の導電部材と、
を備える半導体発光装置。
【請求項２】
前記第１の導電部材と前記第２の導電部材の各々の少なくとも一部が、前記基板に形成されたスルーホールで構成されている請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記半導体多層構造は、前記基板までに至る分割溝によって複数の部分に分割され、各部分が独立した発光素子として構成されている請求項２記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記各発光素子はダイオード構造をなしていて、アノード電極とカソード電極を含み、
各発光素子が、一の発光素子のカソード電極とこれとは別の一の発光素子のアノード電極とが、金属薄膜からなる配線によって順次接続される形で、直列に接続されていて、
直列接続された発光素子列における高電位側末端の発光素子のアノード電極が前記第１の電極として構成され、低電位側末端の発光素子のカソード電極が前記第２の電極として構成されている請求項３記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記第１の導電部材と前記第２の導電部材の各々の少なくとも一部が、前記基板の側面に形成された導電性膜で構成されている請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記半導体多層構造は、前記基板までに至る分割溝によって複数の部分に分割され、各部分が独立した発光素子として構成されている請求項５記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記各発光素子はダイオード構造をなしていて、アノード電極とカソード電極を含み、
各発光素子が、一の発光素子のカソード電極とこれとは別の一の発光素子のアノード電極とが、金属薄膜からなる配線によって順次接続される形で、直列に接続されていて、
直列接続された発光素子列における高電位側末端の発光素子のアノード電極が前記第１の電極として構成され、低電位側末端の発光素子のカソード電極が前記第２の電極として構成されている請求項６記載の半導体発光装置。
【請求項８】
実装基板と、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体発光装置と、
を有し、
前記半導体発光装置が前記実装基板に前記第１および第２の端子側を当該実装基板に向けて実装されている照明モジュール。
【請求項９】
前記半導体多層構造の側方を囲って、当該半導体多層構造の側方から発せられる光を前記基板の主表面と略直交する方向に反射する反射鏡をさらに有する請求項８記載の照明モジュール。
【請求項１０】
前記実装基板は、内径が底部から開口部に向かって拡がる凹部を有し、
前記反射鏡は、前記凹部側壁に形成された反射膜で構成され、
前記半導体発光装置は、前記凹部の前記底部に実装されている請求項９記載の照明モジュール。
【請求項１１】
光源として、クレーム８に従う照明モジュールを含む照明装置。
【請求項１２】
光源として、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体発光装置を含む表示素子。
【請求項１３】
半導体発光装置の製造方法であって、
基板の一方の主表面上に、発光層を含む半導体多層構造を形成する工程と、
前記半導体多層構造を、前記半導体発光装置単位で複数の部分に分割する工程と、
前記半導体多層構造の前記複数の部分の各々の周囲に蛍光体膜を形成する工程と、
前記基板を前記複数の部分の各々に対応させて分離する工程と、
を有する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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公表番号】特表２００７−５１７３７８（Ｐ２００７−５１７３７８Ａ）
【公表日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２０４９９（Ｐ２００６−５２０４９９）
【出願日】平成１６年１２月１７日（２００４．１２．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１９４５７
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０６２３８９
【国際公開日】平成１７年７月７日（２００５．７．７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１７日（２００４．１２．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１９４５７
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０６２３８９
【国際公開日】平成１７年７月７日（２００５．７．７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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