半導体発光装置とその製造方法、照明装置および表示装置
【課題】本発明は、発光効率を高く維持しながら、基板に対して優れた接合性を有する半導体発光装置とその製造方法、およびこれを備える照明装置、さらには表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】このために、本発明に係る半導体発光装置は、発光層を有するものであって、その発光層の出射側に、表面に凹凸構造が設けられた光透過部が形成されているとともに、当該凹凸構造の上にさらに透光性を有した被膜が形成された構成を有することを特徴とする。
【解決手段】このために、本発明に係る半導体発光装置は、発光層を有するものであって、その発光層の出射側に、表面に凹凸構造が設けられた光透過部が形成されているとともに、当該凹凸構造の上にさらに透光性を有した被膜が形成された構成を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置とその製造方法、照明装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）を用いた照明装置は、発光効率および寿命などの面から従来の白熱電球、ハロゲン電球などに比べて優れた特性を有することから、新しい光源として期待されている。より照明装置の高光束化を図ろうとするとき、高密度にＬＥＤを実装することが考えられるが、この場合には、駆動時における放熱の問題やコスト面で現状ではあまり現実的ではない。そこで、照明装置の高光束化を図るためには、ＬＥＤの発光効率をできる限り高めるという方策が現実的である。このために、種々の取り組みがなされているが、その際には、内部量子効率と外部量子効率という２つのパラメータが重要である。
【０００３】
２つのパラメータの内、内部量子効率は、供給された電力に対してＬＥＤにおける発光層でどれだけ光に変換できるかを示すパラメータであり、ＬＥＤを構成する半導体の結晶性や層の構成に影響を受ける。
一方、外部量子効率は、供給された電力に対して発光層からの光の内のどれだけの光がＬＥＤ外方に取り出せるかを示すパラメータであり、内部量子効率と発光層で発生した光がＬＥＤ外方に取り出される割合（光取り出し効率）との積で表される。そして、外部量子効率を左右する光取り出し効率は、ＬＥＤベアチップの形状、ＬＥＤベアチップを覆う材料およびその形状などに影響を受ける。そこで、光取り出し効率の向上を図る一方法として、ベアチップを樹脂などで覆うことにより、光取り出し側におけるベアチップとそれに接する外界との界面における屈折率の差をできるだけ小さくするということが行われる。
【０００４】
また、ＬＥＤを用いた照明装置では、ベアチップの光取り出し側の面に凹凸を設けることによって、取り出し側の面で光の入射角が一義的に決まらないようにし、光取り出し効率の向上が図られることもある（特許文献１、非特許文献１）。
ところで、ベアチップを実装基板に実装する方法として、図２０に示すようなフリップチップ実装法が用いられることがある。図２０に示すように、フリップチップ実装法を用いた場合には、真空コレット１３００でベアチップ１１００における光取り出し側の面を吸着し、これを実装基板１２００における配線層１２１０に対して超音波で接合する。このようにベアチップ１１００を実装することにより、ベアチップ１１００の発光層と実装基板１２００との距離を短いものとすることができ、発光層で生じた熱を効率よく基板に逃がすことができる。つまり、フリップチップ実装法は、ベアチップの高密度実装を必要とする照明装置において、放熱性を確保するという点から有効な技術であるといえる。
【特許文献１】特許第２８３６６８７号公報
【非特許文献１】Compound Semiconductor,Vol.8,No.1,pp.39-42,2002
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フリップチップ実装法を用いて上記光取り出し側の面に凹凸形成されたベアチップを実装する場合には、凹凸によって実装に係る位置精度や接合強度の低下、および凹凸構造の破壊などを生じてしまうことがある。即ち、図２０の拡大部分に示すように、ベアチップ１１００を実装する場合には、凹凸１１１１の存在によって真空コレット１３００でベアチップ１１００を確実に真空吸着することができず、また真空コレット１３００からベアチップ１１００に対して接合に十分な超音波を伝搬し難くなる。また、このような問題は、ベアチップを有する表示装置などにおいても同様に生じる。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決しようとなされたものであって、発光効率を高く維持しながら、基板に対して優れた接合性を有する半導体発光装置とその製造方法、照明装置および表示装置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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、発光層を備える半導体発光装置において、発光層の出射側には、表面に凹凸構造が設けられた光透過部が形成されているとともに、当該凹凸構造の上に（凹凸構造の表面を覆う状態に）更に透光性を有した被膜が形成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る半導体発光装置の製造方法は、間に発光層を介した状態で複数の層が積層された積層体に対し、発光層の出射側に表面に凹凸構造を有した光透過部を形成するステップと、凹凸構造の上に、これを覆う状態で透光性を有した被膜を形成するステップとを有することを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明に係る照明装置は、上記本発明に係る半導体発光装置を、実装基板上に実装された状態で備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記本発明に係る半導体発光装置では、出射側に光透過部の凹凸構造が設けられているので、発光層から出射された光が凹凸構造で散乱あるいは効率よく透過され、高い光取り出し効率が維持されている。よって、高い発光効率が維持される。そして、本発明に係る半導体発光装置では、この凹凸構造が被膜によって被覆されているので、これを実装基板に実装する際に、出射側の表面から超音波を印加するときにも凹凸構造の破壊が抑制される。これからも、本発明に係る半導体発光装置では、高い発光効率が得られる。
【００１０】
また、本発明に係る半導体発光装置では、上記被膜が形成されていることにより、実装基板に対して実装する際にも、凹凸構造で超音波を大きくロスしないので、実装基板との優れた接合性が確保される。
従って、本発明に係る半導体発光装置は、発光効率を高く維持しながら、（実装）基板に対する優れた接合性が確保されるという優位性を有する。
【００１１】
なお、上記実装の形態については、所謂、フリップチップ実装も含む。
また、上記密に被覆するとは、表面における凹凸構造に対して、その凹部の底も含めて表面との間に隙間が生じないように被膜が形成されている状態をいう。
また、半導体発光装置においては、通常、基板上に複数の層が積層された構成を有するが、上記凹凸構造とは、これら積層された層の内の一の層に形成された構造だけをさすものではない。例えば、光が基板側から出射される形態の半導体発光装置では、基板の表面に凹凸構造が設けられることがある。
【００１２】
ここで、上記凹凸構造は、不規則な凹凸の場合には上述のように光の散乱機能を果たすものであり、周期構造をとる場合にはフォトニッククリスタル（ＰＣ）構造あるいはフォトニックバンドギャップ（ＰＢＧ）構造と呼ばれるものをも含んでいる。ここで、ＰＣ構造およびＰＢＧ構造は、一般に、面方向に凹凸がミクロンオーダーからλ／４オーダー（λ；媒質中の波長）の間隔で現れる周期構造で特定の波長を選択的に反射・透過する機能を有している。従って、本発明に係る半導体発光装置が光透過部の凹凸構造としてＰＣ構造あるいはＰＢＧ構造を有する場合には、光の透過がしやすくなるという機能を有することになる。
【００１３】
上記半導体発光装置においては、被膜が光透過部の凹凸構造に沿ったかたち（凹凸状態）で形成されていてもよいが、その外表面が略平坦となるように形成されていることが望ましい。すなわち、半導体発光装置を実装基板などに実装する際には、上述のように、真空コレットなどで装置の光出射側の表面を吸着するが、このとき吸着対象面となる表面が略平坦であれば、より確実な吸着力が確保できる。よって、この半導体発光装置では、実装基板に対して、より高い位置精度をもって実装することができる。
【００１４】
上記半導体発光装置における被膜では、ポリイミドまたはエポキシまたはシリコーンまたはガラスなどの材料を構成上の主な要素とすることができる。ここで、被膜を構成するのに用いることができる材料の内、ガラスについては、例えば、ゾルゲル法によるガラスや低融点ガラスなどを採用することができる。具体的なガラス材料としては、例えば、次のようなものなどを採用することが可能である。
（１）金属アルコキシド（テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランなど）を出発原料とするガラス材料
（２）セラミック前駆体ポリマー（ペルヒドロポリシラサンなど）からなるガラス材料
（３）酸化燐、酸化ボロンなどからなるガラス材料
また、被膜中に発光層からの光によって励起する発光物質を含有させておくことが望ましい。特に、被膜中の発光物質が、発光層からの光を白色光に変換できる物質（蛍光物質など）とすれば、本発明に係る半導体発光装置を照明装置などに用いるのに望ましい。
【００１５】
上記半導体発光装置において、発光層から出射される光の波長をλとするとき、光透過部における凹凸構造をλ／４以上の周期をもって形成しておくことが、光取り出し効率を高く維持するという点で望ましい。
半導体発光装置における発光層は、一般に、複数の構成層（クラッド層、コンタクト層、バッファ層など）に挟まれた状態で、透光性基板の上に設けられているが、透光性基板の表面に凹凸構造を設け、これをもって光透過部の凹凸構造とすることもできる。即ち、光透過部の凹凸構造を透光性基板の表面に形成しておくことができる。ここで、透光性基板には、発光層および上記複数の構成層と略同一の屈折率を有するものを採用することが望ましい。これは、光取り出し効率を高く維持するのに有効であるからである。具体的な透光性基板の構成材料としては、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮなどから選択されたものを採用することができる。
【００１６】
なお、本発明が特徴とする上記構成については、発光ダイオード装置の他に、垂直面発光レーザ装置、共振面発光ダイオード装置、表面実装型デバイス、所謂ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｅｃｅ）などに適用することもできる。
上記本発明に係る半導体発光装置の製造方法では、表面に凹凸構造を有した光透過部を形成することから、高い光取り出し効率が確保された半導体発光装置を得ることができる。また、この製造方法では、上記光透過部の形成後に、凹凸構造を覆うように、透光性を有した被膜を形成するので、得られた半導体発光装置を実装により実装基板に対して実装する場合にも、光透過部における凹凸構造の保護を図りながら確実な接合をなし得る。即ち、上記製造方法では、凹凸構造の上を被膜で保護することによって、実装時に真空コレットなどを用いて吸着する際の確実性が増し、また、超音波印加に際して、凹凸での超音波エネルギのロスを低減することができる。
【００１７】
従って、上記本発明に係る半導体発光装置の製造方法では、発光効率が高く維持され、基板に対して優れた接合性を有する半導体発光装置を製造することができる。
なお、上記表面の凹凸構造については、上述と同様に、その形成形態によって果たす機能を変えることができる。即ち、不規則な凹凸の場合には上述のように光の散乱機能を果たすものであり、周期構造をとる場合にはフォトニッククリスタル（ＰＣ）構造あるいはフォトニックバンドギャップ（ＰＢＧ）構造と呼ばれるものである。
【００１８】
上記本発明に係る半導体発光装置の製造方法においては、被膜の材料に、発光層からの光によって励起される発光物質を含有させておくことが望ましい。特に、装置からの出射光が所望の（波長を有した）白色となるように、形成後の被膜を所要の厚みまで研磨することが望ましい。
上記本発明に係る照明装置では、凹凸構造を表面に有する光透過部と、この上を被覆する被膜とを有する半導体発光装置を有するので、高い発光効率が維持され、且つ、半導体発光装置と実装基板との間における確実な接合を確保することができる。
【００１９】
従って、本発明に係る照明装置は、高い発光効率と品質安定性を兼ね備える。
上述のように、本発明に係る半導体発光装置は、表面に凹凸構造を有した光透過部が出射側に形成されていることから高い光取り出し効率が確保され、高い発光効率が得られる。また、その凹凸構造を覆うように被膜が形成されているので、この装置を実装基板に対して実装する際にも、凹凸構造が破壊されることがなく、高い接合性が確保できる。
【００２０】
また、本発明に係る半導体発光装置の製造方法では、発光層の出射側に表面に凹凸構造を有する光透過部を形成し、その後に、この凹凸構造を覆うように被膜を形成することによって、上記優位性を有した半導体発光装置を容易に製造することができる。
さらに、本発明に係る照明装置では、上記半導体発光装置が実装基板上に実装されているので、高い発光効率と品質安定性を有する。
【００２１】
なお、被膜の構成材料としては、例えば、ポリイミド、エポキシ、シリコーンなどの樹脂材料や、ゾルゲル法によるガラスや低融点ガラスなどを用いることができる。具体的なガラス材料としては、例えば、以下のようなものを採用することができる。
（１）金属アルコキシド（テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランなど）を出発原料とするガラス材料
（２）セラミック前駆体ポリマー（ペルヒドロポリシラサンなど）からなるガラス材料
（３）酸化燐、酸化ボロンなどからなるガラス材料
なお、何れのガラス材料を用いる場合においても、凹凸構造上に材料を塗布（ポッティングやスピンコーティングなど）し、乾燥した後に、数百（℃）の温度で焼成することで、凹凸構造上に平坦な表面を有するガラス層（被膜）を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１では、ＬＥＤベアチップ（以下、単に「ＬＥＤチップ」という。）１を半導体発光装置の一例として用いる。
（ＬＥＤチップ１の構成）
ＬＥＤチップ１について、図１および図２を用いて説明する。図１にＬＥＤチップ１の外観斜視図、図２（ａ）にその一部断面図、図２（ｂ）にＬＥＤチップ１の回路構成図を示す。
【００２３】
図１に示すように、ＬＥＤチップ１は、ノンドープＧａＮ基板１０を共通のベースとして、複数の発光素子部２０が形成されている。チップ基板１０上における発光素子部２０は、本実施の形態ではｘｙ方向に７×５のマトリクス状に配され、計３５の領域が存在する。ここで、各発光素子部２０のサイズは、例えば、ｘ方向に２８５（μｍ）、ｙ方向に４００（μｍ）であり、ＬＥＤチップ１全体のサイズは、例えば、２（ｍｍ）×２（ｍｍ）である。
【００２４】
ＬＥＤチップ１における各発光素子部２０は、それぞれ一組のダイオード構造を有しており、各間が分離溝３０で分離されているとともに、ブリッジ配線４０で電気的に接合されて３５のダイオード構造が直列接続されている。
図１に示すように、ＬＥＤチップ１における対角のコーナには、外部からの電力供給用の接続端子として、一方にカソード電極５０、他方にアノード電極６０が配されている。これら電極５０、６０は、ブリッジ配線４０により直列接続された３５の発光素子部２０の両端に位置する発光素子部２０の各々におけるｎ側電極およびｐ側電極である。
【００２５】
また、図１の拡大部分に示すように、ノンドープＧａＮ基板１０における下面は、複数の凹部１１が形成されており、その上を被膜７０で被覆されている。被膜７０とノンドープＧａＮ基板１０との間には、凹部１１の底部分も含めて隙間を有さない。即ち、ノンドープＧａＮ１０における凹凸形成面は、被膜７０によって密に被覆されている。
なお、ＬＥＤチップ１では、図１におけるｚ方向下向き（−ｚ方向）が光の出射方向であり、チップ基板１０における凹部１１は、出射光を散乱あるいは透過しやすくすることで、擬似的に界面（出射面）の屈折率差を低くするのと同じ効果を得るために形成されているものである。これについては、上記特許文献１および非特許文献１に詳しいので、ここでの説明は省略する。
【００２６】
次に、図２（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ１を断面方向にみると、ノンドープＧａＮ基板１０の上に、ＧａＮバッファ層２１（厚さ３０ｎｍ）、ｎ−ＧａＮクラッド層２２（Ｓｉドープ量３×１０１８ｃｍ−３、厚さ２μｍ）、（ＩｎＧａＮ（厚さ２ｎｍ）／ＧａＮ（８ｎｍ））×６発光層２３、ｐ−ＧａＮクラッド層２４（Ｍｇドープ量３×１０１９ｃｍ−３、厚さ２００ｎｍ）、ｐ−ＧａＮコンタクト層２５（Ｍｇドープ量３×１０１９ｃｍ−３、厚さ５０ｎｍ）が順に積層され、さらにその上にＲｈ／Ｐｔ／Ａｕからなるｐ側電極２６が形成されている。
【００２７】
なお、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３とは、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ６周期の多重量子井戸発光層を意味し、ＬＥＤチップ１の発光駆動時において、波長４６０（ｎｍ）の青色光を出射する。
また、ノンドープＧａＮ基板１０は、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３とほぼ同等の２．５前後の屈折率を有する。これは、従来のＬＥＤチップにおけるサファイヤ（屈折率；１．７）を用いる場合に比べて、光取り出し効率の向上を果たすのに有効である。
【００２８】
分離溝３０の形成領域においては、ノンドープＧａＮ基板１０にまで掘り下げられており、表面が絶縁膜としてのＳｉ３Ｎ４膜２８で被覆されている。発光素子部２０における分離溝３０との境界部分には、棚状になったｎ−ＧａＮクラッド層２２の上にＴｉ／Ａｕからなるｎ側電極２７が形成されている。そして、ｎ型電極２７と隣り合う発光素子部２０におけるｐ型電極２６との間は、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるブリッジ配線４０によって接続されている。
【００２９】
一方、ノンドープＧａＮ基板１０の下面には、微少な四角断面の凹部１１（例えば、１μｍ周期で形成された凹部）が表面全体にわたって形成されている。このようにノンドープＧａＮ基板１０における凹部１１が形成された表面は、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３からの出射光を散乱あるいは透過しやすくする機能を果たす。そして、上述のように、ノンドープＧａＮ基板１０の表面上には、凹部１１を埋めるように被膜７０が形成されている。この被膜７０は、透光性を有するポリイミド樹脂を主成分として形成されており、中に（Ｓｒ、Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋などの黄色蛍光体とＳｉＯ２などの超微粒子が分散した状態で含有されている。被膜７０は、薄い部分（凹部１１のない部分）での厚みが８０（μｍ）となるように、且つ、表面が略平坦となるように形成されている。
【００３０】
なお、上記凹部１１については、その形成形態によっては、フォトニッククリスタル（ＰＣ構造）あるいはフォトニックバンドギャップ（ＰＢＧ）構造と呼ばれるものとなり、光散乱機能とは異なる機能を果たすことにもなる。即ち、これらの構成をとることで、光を透過し易くする機能を果たし得る。
本実施の形態で被膜７０の厚みを８０（μｍ）に設定したのは、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３から発する青色の励起光（ピーク波長範囲：４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長範囲に主発光ピーク）と、これの一部を被膜７０が受けることにより励起発光する黄色光（ピーク波長範囲：５５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲に主発光ピーク）とが混色されることによって、ＬＥＤチップ１として白色光を得ることができるようにするためである。
【００３１】
なお、ノンドープＧａＮ基板１０における凹部１１については、上述のように、本実施の形態では四角の凹部としたが、光取り出し効率の向上が図れる範囲であれば、形状およびサイズに限定を受けるものではない。例えば、丸状、ハニカム状、直線状などの凹部あるいは溝などを採用することもできる。ただし、凹部１１の形成に当たっては、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３からの光の波長をλとするとき、λ／４以上の周期で凹部１１を形成しておくことが、光取り出し効率という観点から望ましい。
【００３２】
図２（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ１は、各発光素子部２０間がブリッジ配線４０で接続されることによって、３５の発光素子部２０が直列接続されている。カソード電極５０とアノード電極６０とを介して、ＬＥＤチップ１に５０（ｍＡ）の電流を流したとき、その動作電圧は、１２０（Ｖ）となる。なお、ＬＥＤチップ１への電力供給に際しては、実装基板などへの接続等によりＬＥＤチップ１で生じる熱の排出路を確保しておくことが望ましい。
【００３３】
なお、本実施の形態に係るＬＥＤチップ１では、複数の発光素子部２０を有する構成を採用したが、１チップに１の発光素子部を有する構成とすることも勿論可能である。
（ＬＥＤチップ１の製造方法）
次に、ＬＥＤチップ１の製造方法について、図３〜図４を用いて説明する。
図３（ａ）に示すように、有機金属気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition；ＭＯＣＶＤ法）を用いて、φ５（ｃｍ）、厚さ３００（μｍ）のノンドープＧａＮ基板１０上にＧａＮバッファ層２１、ｎ−ＧａＮクラッド層２２、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３、ｐ−ＧａＮクラッド層２４、ｐ−ＧａＮコンタクト層２５の各層を順に積層する。
【００３４】
次に、図３（ｂ）に示すように、分離溝３０を形成しようとする領域およびｎ型電極２７を形成しようとする領域に相当する部分に、エッチングにより溝３１を形成する。溝３１は、ｎ−ＧａＮクラッド層２２に到達する深さを有する。なお、図示はしていないが、溝３１の形成にあたっては、その他の領域にマスクを配してエッチングを実施し、溝３１の形成完了後にマスクを除去している。
【００３５】
図３（ｃ）に示すように、溝３１の底面の一部領域をエッチングによってさらに掘り進む。そして、形成される溝３２は、ｎ−ＧａＮバッファ層２１を貫き、ノンドープＧａＮ基板１０にまで達する深さを有する。この溝３２が分離溝３０の元となる部分である。なお、溝３２の形成には、エッチングに限らず、レーザ加工を用いることも可能である。
図３（ｄ）に示すように、溝３２の壁面を含めた表面を覆うように、Ｓｉ３Ｎ４膜２８を形成する。Ｓｉ３Ｎ４膜２８は、絶縁と表面保護という２つの目的から形成されるもので、スパッタ法などを用いて形成される。ここで、溝３２においても、その側面および底面がＳｉ３Ｎ４膜２８で覆われるにいたり、溝３３が形成される。そして、この分離溝３２については、基板１０への切り込み深さが極めて浅く、表面的な形成であるので、基板１０を折損することがない。
【００３６】
次に、図４（ｅ）に示すように、ｐ型電極２６を形成しようとする部分のＳｉ３Ｎ４膜２８をエッチングにより除去した後、蒸着法を用いてＲｈ／Ｐｔ／Ａｕの膜を蒸着し、ｐ型電極２６を形成する。
図４（ｆ）に示すように、分離溝３０に隣り合う棚部分であるｎ型電極２７を形成しようとする領域のＳｉ３Ｎ４膜２８をエッチングで除去した後、蒸着法を用いてＴｉ／Ａｕの膜を蒸着し、ｎ型電極２７を形成する。同様に、隣り合う発光素子部２０のｐ型電極２６とｎ型電極２７とを接続するように、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるブリッジ配線４０を形成する。
【００３７】
ここから以降の工程が本実施の形態の最も特徴的な部分である。
図４（ｇ）に示すように、ノンドープＧａＮ基板１０に対し、例えば、その厚みが１５０（μｍ）になるまで、ラップ・ポリッシュで裏面（図面での下面）を研磨する。その後に、図４（ｇ）の拡大部分に示すように、エッチングによりノンドープＧａＮ基板１０の裏面に複数の凹部１１を形成する。凹部１１は、上述のように、１（μｍ）周期で形成され、各々の開口形状が四角形である。
【００３８】
図４（ｈ）に示すように、凹部１１を形成したノンドープＧａＮ基板１０の裏面に対し、（Ｓｒ、Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋などの黄色蛍光体およびＳｉＯ２などの微粒子が分散状態で含有されたポリイミド酸溶液を塗布する。この際、凹部１１の内方にも溶液が確実に充填され、気泡などを間に抱かないようにする。そして、これを３５０（℃）で加熱硬化させることで、膜形成が行われる。
【００３９】
形成された膜については、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３から出射される光と、膜中の蛍光物質によって励起発光される光との混合により、最終的にＬＥＤチップ１から白色光が出射されるように、膜の研磨を実施する。研磨には、ラップ・ポリッシュを用い、例えば、厚みが８０（μｍ）となるまで実施する。これにより、被膜７０の形成が完了する。
【００４０】
なお、被膜７０の主な構成要素としては、上記のポリイミド以外にも、エポキシ樹脂あるいは硬質シリコーン樹脂などを用いることもできる。その場合、１５０（℃）程度の加熱を実施することで硬化する。また、被膜７０の厚みについては、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３から出射される青色光との関係、および被膜７０の中における黄色蛍光体の含有率などによっても変わってくる。これを利用して、研磨の段階では、確実に所定の色温度が得られる厚みまで実施する。
【００４１】
最後に、図示していないが、ダイシングにより個々のＬＥＤチップ１を切り出して完成する。
なお、本実施の形態では、基板としてノンドープＧａＮ基板１０を用いたが、これの代わりに、より安価な、ｎ−ＧａＮ基板上にＡｌＧａＮ層などの高抵抗層を形成した基板を用いてもよい。その際には、分離溝については高抵抗層が残るように形成することが必要となる。
【００４２】
（ＬＥＤモジュール１００の構成）
上記ＬＥＤチップ１を有したＬＥＤモジュール１００について、図５を用いて説明する。
図５（ａ）に示すように、ＬＥＤモジュール１００は、直径φ５（ｃｍ）の円盤形をしたコンポジット基板１１０と、この上に設けられた３つの発光部１２０とから構成されている。この内、コンポジット基板１１０には、後述する照明装置２００への取り付けのための切り欠き部１１０ａ、および照明装置２００からの電力の供給を受けるための端子１３０、１４０が設けられている。また、図示は省略しているが、コンポジット基板１１０の略中央には、照明装置２００への取り付け時の操作性を向上させるのにガイド孔が開設されている。
【００４３】
コンポジット基板１１０上における３つの発光部１２０の各々には、ＬＥＤチップ１が各１個実装されている。これについて、図５（ｂ）の部分断面図を用いて説明する。
図５（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ１は、コンポジット基板１１０における凹部１１１の底面に実装されている。ＬＥＤチップ１は、コンポジット基板１０に対してフリップチップ実装されており、放熱性に優れている。そして、ＬＥＤチップ１が実装された凹部１１１の周囲には、これを取り囲むようにアルミ製の反射ミラー１５０が形成されている。反射ミラー１５０で囲まれた凹部１１１の内方には、樹脂層１６０が充填され、これによってＬＥＤチップ１が封止されている。樹脂層１６０の構成材料としては、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。
【００４４】
また、反射ミラー１５０およびＬＥＤチップ１を覆う樹脂層１６０は、その全体がレンズ層１７０により被覆されている。レンズ層１７０には、モールドによる一体成形が可能な樹脂材料や、あるいはガラス材料を用いることができる。ＬＥＤモジュール１００の内部構造について、図５（ａ）のＡ−Ａ断面である図５（ｂ）を用いて説明する。
図５（ｂ）の拡大部分に示すように、ＬＥＤチップ１は、そのｐ型電極２６およびｎ型電極２７がコンポジット基板１１０における配線層１１４に接続されている。配線層１１４の表面は、Ａｕメッキが施されているとともに、各電極２６、２７と配線層１１４との間には、Ａｕ層１８０が介挿されているが、これは、ＬＥＤチップ１をコンポジット基板１１０にフリップチップ実装する際に配線層１１４の上に配したＡｕバンプである。
【００４５】
図５（ｂ）の拡大部分に示すように、コンポジット基板１１０は、厚さ１（ｍｍ）のアルミ層１１２と、その上に順に積層されたアルミナコンポジット絶縁層１１３、銅の配線層１１４から構成されている。また、図５では、図示していないが、配線層１１４の上にアルミナコンポジット絶縁層１１５が積層されている（図６参照。）。
アルミナコンポジット絶縁層１１３、１１５の層厚さは、１００（μｍ）であり、配線層１１４の層厚さは、２５（μｍ）である。
【００４６】
ＬＥＤチップ１におけるｐ型電極２６およびｐ型電極２７は、上記配線層１１４にフリップチップ実装されている。この内、上記図１におけるカソード電極５０とアノード電極６０とが接続される配線層１１４の所定のパッドは、それぞれ端子１３０、１４０に電気的に繋がっている。これより、ＬＥＤモジュール１００の駆動時においては、配線層１１４を介してＬＥＤチップ１に電力が供給される。
【００４７】
本発明の実施の形態に係るＬＥＤモジュール１００には、３つの発光部１２０を備えるが、全てが上述のような構造を有する。
なお、隣り合う発光素子部２０におけるｐ型電極２６とｎ型電極２７との間は、上述のようにブリッジ配線４０により接続されているが、コンポジット基板１１０への実装によっても接続されるようになっている。これは、ＬＥＤチップ１内における接続の確実性を向上させる目的と、発光駆動時にＬＥＤチップ１で生じた熱を確実にコンポジット基板１１０の側に逃がすためである。
【００４８】
（コンポジット基板１１０へのＬＥＤチップ１の実装）
次に、コンポジット基板１１０に対してＬＥＤチップ１を実装する方法について、図６および図７を用いて説明する。
図６に示すように、コンポジット基板１１０には、ＬＥＤチップ１を実装しようとする領域において、最上層のアルミナコンポジット絶縁層１１５が除去されている。実装される側のコンポジット基板１１０は、図７（ａ）に示すように、３つのＬＥＤチップ１ａ、１ｂ、１ｃが実装され得る領域を有し、配線層１１４により各々の正負極が端子１３０および端子１４０に接続されるようになっている。
【００４９】
図７（ｂ）に示すように、各ＬＥＤチップ１ａ、１ｂ、１ｃが実装される領域における配線層１１４は、ＬＥＤチップ１の３５の発光素子部２０に対応するカソードパッド１１５１、アノードパッド１１５２、アイランドパッド１１５３にパターニングされている。この内、カソードパッド１１５１、アノードパッド１１５２が上述のように端子１３０、１４０に接続されている。また、それぞれのパッド１１５１〜１１５３上には、Ａｕバンプ１８０が打たれている。
【００５０】
なお、アイランドパッド１１５３は、上述のように、隣り合う発光素子部２０におけるｐ型電極２６とｎ型電極２７との接続性を高める役割と、高い効率をもってＬＥＤチップ１で生じた熱をコンポジット基板１１０に逃がすという役割を担う。コンポジット基板１１０に伝達された熱は、配線層１１４およびアルミナコンポジット絶縁層１１３を介して、アルミ層１１２から放熱される。即ち、アイランドパッド１１５３は、それぞれが独立して形成されているものであるが、上記の２つの重要な役割を担うものである。
【００５１】
図６に戻って、コンポジット基板１１０にＬＥＤチップ１をフリップチップ実装する場合には、真空コレット５００でＬＥＤチップ１における被膜７０が形成された面を吸着し、ＬＥＤチップ１をコンポジット基板１の配線層１１４上におけるＡｕバンプ１８０に電極２６、２７が接触するまで下降させる。次に、電極２６、２７がＡｕバンプ１８０に押しつけられた状態を維持しながら、真空コレット５００から超音波を印加する。この超音波の印加を受けて、Ａｕバンプ１８０が軟かい状態となり、超音波の印加を停止することで実装が完了する。
【００５２】
ここで、図６の拡大部分に示すように、ＬＥＤチップ１における真空コレット５００が吸着する面には、被膜７０が形成されている。上記のように吸着面である被膜７０表面は、略平坦であるので、真空コレット５００による確実な吸着が可能であり、また、この面を介しての真空コレット５００からの超音波印加に際しても、そのエネルギロスが少ない。
【００５３】
さらに、被膜７０は、超音波印加時におけるノンドープＧａＮ基板１０の凹部１１を破壊から保護するという機能も果たす。
（ＬＥＤモジュール１００を備える照明装置２００）
次に、ＬＥＤモジュール１００を備える照明装置２００について、図８および図９を用いて説明する。図８は、照明装置２００の外観斜視図および下面図を示し、図９は、ＬＥＤモジュール１００の取り付けに係る展開図を示す。
【００５４】
図８（ａ）に示すように、ラッパ状の器具２１０と、その内方に取り付けられるＬＥＤモジュール１００とから構成されている。器具２１０には、商用電源から供給された交流電力（例えば、１００Ｖ、５０／６０Ｈｚ）をＬＥＤモジュール１００を発光駆動するのに必要とされる直流電力に変換する電力変換回路（不図示）を備えている。
図８（ｂ）に示すように、照明装置２００におけるＬＥＤモジュール１００は、器具２１０の内方の取り付け面にコンポジット基板１１０のアルミ層１１２が密着する状態に配されている。
【００５５】
次に、図９に示すように、器具２１０におけるＬＥＤモジュール１００の取り付け面には、ＬＥＤモジュール１００のコンポジット基板１１０の形状に合わせた円形の凹部２１１が形成されている。凹部２１１は、その底面が略平坦になっており、内側壁の開口部よりの部分には雌ネジ（不図示）が設けられている。また、この雌ネジと底面との間における内側壁からはガイド２１２およびフレキシブル端子２１３、２１４が突設されている。これらのガイド２１２、フレキシブル端子２１３、２１４の配置は、ＬＥＤモジュール１００における切り欠き部１１０ａおよび端子１３０、１４０の位置に対応している。また、器具２１０の凹部２１１の底面中央には、ガイドピン２１５が立設されている。
【００５６】
なお、フレキシブル端子２１３、２１４については、器具２１０における凹部２１１の底面には接合されておらず、また、折り曲げ自由な構成を有する。そして、凹部２１１に対してＬＥＤモジュール１００を挿入する際には、前もって両フレキシブル端子２１３、２１４を、ＬＥＤモジュール１００をはめ込む前に凹部２１１の内側壁に沿うように折り曲げておく。
【００５７】
このような構造の器具２１０に対してＬＥＤモジュール１００を装着するには、まずガイド２１２をＬＥＤモジュール１００のガイド孔に挿入し、且つガイドピン２１５に切り欠き部１１０ａを沿わせて、ＬＥＤモジュール１００を器具２１０の底面に向けてはめ込んでゆく。そして、器具２１０の凹部２１１の底面にＬＥＤモジュール１００が載置されたところで、先に凹部２１１の内側壁に沿うように折り曲げたフレキシブル端子２１３、２１４を、ＬＥＤモジュール１００の端子１３０、１４０の各々と接続されるようにクランク状に折り返す。その後、ＬＥＤモジュール１００の外周縁にＯ−リング２２０を載置し、これを挟み込むようにリング状ネジ２３０を凹部２１１の内周壁に設けられた雌ネジに螺合させる。リング状ネジ２３０が完全に螺合しきった時点で、器具２１０へのＬＥＤモジュール１００の装着が完了する。
【００５８】
なお、本実施の形態に係る照明装置２００では、放熱効果を高めるために、ＬＥＤモジュール１００の裏面と器具２１０における凹部２１１の底面との間にシリコングリスを塗布している。また、器具２１０の笠部分における内壁面には、ＬＥＤモジュール１００からの光を高い効率で外部に取り出すために、高反射加工が施されている。
上記のように構成された照明装置２００では、商用電源から供給された交流電力が器具内の電力変換回路で直流電力に変換された後、端子１３０、１４０を通してＬＥＤモジュール１００に電流１５０（ｍＡ）が供給される。供給されたＬＥＤモジュール１００では、３つの発光部１２０がそれぞれ白色光を発する。そして、このときＬＥＤチップ１で生じる熱は、コンポジット基板１１０におけるアルミ層１１２を介して器具２１０に逃がされる。よって、この照明器具２００では、発光駆動を長時間持続した場合にも、ＬＥＤチップ１の劣化が抑制され、またその発光効率も高く維持される。
【００５９】
また、器具２１０の笠部分に施された高反射加工によって、照明装置２００からは、ＬＥＤモジュール１００から出射された白色光の内の９０（％）以上の光が取り出される。
本実施の形態に係る照明装置２００が出射する白色光のスペクトル分布を、図１０に示す。図１０に示すように、本実施の形態に係る照明装置２００は、色温度５４００（Ｋ）、平均演色７０のスペクトルの白色光を出射し、発光スペクトルは、波長４６０（ｎｍ）近傍および５６０（ｎｍ）近傍で相対強度のピークを示す。この内、波長４６０（ｎｍ）近傍では、鋭いピークを示す。また、全光束１０００（ｌｍ）、中心光度２０００（ｃｄ）であった。
【００６０】
なお、本実施の形態に係る照明装置２００では、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３から出射される青色光と被膜７０で励起発光する黄色光とを合成して白色光を得ているために、平均演色評価数が７０程度であるが、例えば、赤色光を出射するＣａーＡｌーＳｉーＯ−Ｎ系オキシナイトライド蛍光ガラスなどを被膜７０に含有させれば、平均演色評価数を改善することも可能である。
【００６１】
（ＬＥＤチップ１およびこれを備えるＬＥＤモジュール１００、照明装置２００の優位性）
上記のように本実施の形態に係るＬＥＤチップ１は、光の出射側であるノンドープＧａＮ基板１０の表面に凹部１１が形成され、さらにこれを覆うように被膜７０が形成されている。よって、上記図６のように、コンポジット基板１１０に対してＬＥＤチップ１をフリップチップ実装する際に、ノンドープＧａＮ基板１０の凹部１１が確実に保護される。また、フリップチップ実装時において、真空コレット５００でＬＥＤチップ１を確実に吸着することができ、実装時の位置ずれを生じにくい。さらに、被膜７０によって真空コレット５００からの超音波の印加に際しても、印加した超音波エネルギが真空コレット５００とＬＥＤチップ１との間で弱められることがなく、確実な実装が実現される。
【００６２】
このようなＬＥＤチップ１を備えるＬＥＤモジュール１００、さらには照明装置２００では、ＬＥＤチップ１におけるノンドープＧａＮ基板１０の凹部１１が確実に保護されていることから高い光取り出し効率が得られ、且つ実装に際しての確実な接合性が得られることから、高い発光効率を有する。
なお、本実施の形態に係るＬＥＤチップ１は、出射側に電極などの光を遮るものがないので、照射面に障害物の影が現れるようなことがないという優位性も備える。
（実施の形態２）
実施の形態２においても、半導体発光装置としてのＬＥＤチップ３を一例に説明を進めてゆく。
【００６３】
（ＬＥＤチップ３の構成）
本実施の形態に係るＬＥＤチップ３は、上記図１で示したＬＥＤチップ１と類似した外観形状を有する。即ち、各々が２８５（μｍ）×４００（μｍ）の発光素子部３２０が７×５のマトリクス状に配され、ＬＥＤチップ３全体のサイズが２（ｍｍ）×２（ｍｍ）である。以下では、ＬＥＤチップ３の構成について、ＬＥＤチップ１との相違点を主におき、図１１を用いて説明する。図１１では、（ａ）にＬＥＤチップ３の一部断面を示し、（ｂ）に後述する被膜３７０を除去した状態でのＬＥＤチップ３の上面図を示す。
【００６４】
図１１（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ３は、ノンドープ４Ｈ−ＳｉＣ基板３１０の上に、ＡｌＧａＮバッファ層３２１（厚さ３０ｎｍ）、ｎ−Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層３２２（Ｓｉドープ量３×１０１８ｃｍ−３、厚さ１．５μｍ）、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ（３ｎｍ）／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ（５ｎｍ）×５発光層３２３、ｐ−Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層３２４（Ｍｇドープ量３×１０１９ｃｍ−３、厚さ２００ｎｍ）、ｐ−ＧａＮコンタクト層３２５（Ｍｇドープ量３×１０１９ｃｍ−３、厚さ５００ｎｍ）が順に積層され構成されている。この内、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ×５発光層３２３は、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ５周期の多重量子井戸発光層を意味し、ＬＥＤチップ３の発光駆動時において、波長３８０（ｎｍ）の近紫外光を出射する。
【００６５】
また、ノンドープ４ＨーＳｉＣ基板３１０は、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ×５発光層３２３と略同等の２．３前後の屈折率を有する。
分離溝３３０、ｎ型電極３２７、Ｓｉ３Ｎ４膜３２８およびブリッジ配線３４０などの構成については、上記ＬＥＤチップ１と同様であるので、説明を省略する。
図１１（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ３におけるノンドープ４ＨーＳｉＣ基板３１０の下面には、凹部が形成されておらず、Ｎｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕ層３８０が形成されている。また、ｐ−ＧａＮコンタクト層３２５の上には、Ｎｉ／Ａｕからなるｐ型電極３２６が形成されているが、これらｐ−ＧａＮコンタクト層３２５の層表面からｐ型電極３２６を貫く複数の凹部３２６ａが形成されている。これについて、図１１（ｂ）を用いて説明する。
【００６６】
図１１（ｂ）に示すように、凹部３２６ａは、１（μｍ）周期を有して形成された円形状を有するものであり、上述の通り、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ×５発光層３２３からの出射光を散乱あるいは透過し易くする機能を果たす。この凹部３２６ａは、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ×５発光層３２３から出射された近紫外光の出射領域であるｐ型電極３２６の形成領域全体にわたる。
【００６７】
図１１（ａ）に戻って、ＬＥＤチップ３における上面（電極３２６、３２７形成側表面）は、透光性を有する被膜３７０で全体が覆われている。ただし、図示はしていないが、上記図１のカソード電極５０およびアノード電極６０に相当する部分には、被膜３７０の形成はない。
被膜３７０は、透光性を有する硬質シリコーン樹脂を主成分とし、凹部３２６ａを完全に埋め込み、且つ表面が略平坦となるように形成されており、膜厚さ５０（μｍ）を有している。また、被膜３７０の中には、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ×５発光層３２３から出射される近紫外光で励起発光する蛍光体や、ＳｉＯ２の微粒子などが分散された状態で含有されている。この蛍光体の選択については、上記近紫外光により励起され、結果的にＬＥＤチップ３から白色光が出射されるようなものとすればよく、例えば、以下のような組み合わせを採用することができる。
（例１）近紫外光で励起され青色光を放つ青色蛍光体＋近紫外光で励起され緑色光を放つ緑色蛍光体＋近紫外光で励起され赤色光を放つ赤色蛍光体
（例２）（上記例１の組み合わせ）＋近紫外光で励起され黄色光を放つ黄色蛍光体
（例３）近紫外光で励起され青色光を放つ青色蛍光体＋近紫外光で励起され黄色光を放つ黄色蛍光体
（例４）（上記例３の組み合わせ）＋近紫外光で励起され赤色光を放つ赤色蛍光体
（例５）近紫外光で励起され青色光を放つ青色蛍光体＋青色蛍光体が放つ青色光で励起され緑色光を放つ緑色蛍光体＋青色蛍光体が放つ青色光で励起され赤色光を放つ赤色蛍光体
（例６）近紫外光で励起され青色光を放つ青色蛍光体＋青色蛍光体が放つ青色光で励起され緑色光を放つ緑色蛍光体＋緑色蛍光体が放つ緑色光で励起され赤色光を放つ赤色蛍光体
なお、上記については、あくまでも例示であり、最終的にＬＥＤチップ３から白色光が得られる組み合わせであれば、これに限定を受けるものではない。
【００６８】
また、上記例示においては、青色光は、４００（ｎｍ）以上５００（ｎｍ）以下の範囲の波長領域に主発光ピークを有する光、緑色光は、５００（ｎｍ）以上５５０（ｎｍ）以下の範囲の波長領域に主発光ピークを有する光、赤色光は、６００（ｎｍ）以上６８０（ｎｍ）以下の範囲の波長領域に主発光ピークを有する光、黄色光は、５５０（ｎｍ）以上６００（ｎｍ）以下の範囲の波長領域に主発光ピークを有する光を示すものである。
【００６９】
具体的には、以下のような蛍光体を用いることができる。
青色蛍光体；（Ｂａ、Ｓｒ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋
（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）１０Ｍｇ（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋
緑色蛍光体；ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、Ｍｎ２＋
（Ｂａ、Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
Ｙ３（Ａｌ、Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋
黄色蛍光体；（Ｙ、Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋
（Ｓｒ、Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
赤色蛍光体；Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋
ＣａＳ：Ｅｕ２＋
また、被膜３７０に含有される物質の内、ＳｉＯ２は、中心粒径が数１０（ｎｍ）〜数１００（ｎｍ）の超微粒子である。含有する微粒子については、上記で示したＳｉＯ２以外に、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＳｎＯ２、Ｔａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ３、ＢａＳＯ４、ＺｎＳ、Ｖ２Ｏ５などや、あるいはこれらを混合したものを用いることもできる。
【００７０】
このような構成を有するＬＥＤチップ３では、上記図２（ｂ）と同様に、３５の発光素子部３２０が直列接続された回路構成を有し、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ×５発光層３２３からの近紫外光が被膜３７０で白色光に変換され、図１１（ａ）における上面側より出射される。ＬＥＤチップ３の動作電圧は、放熱を確保した状態で５０（ｍＡ）の電流を供給したとき、１２０（Ｖ）である。
【００７１】
（ＬＥＤチップ３の製造方法）
次に、ＬＥＤチップ３の製造方法について、図１２を用いて説明する。なお、ＬＥＤチップ３の製造にあっては、使用材料の違いはあるものの、上記図４（ｆ）の段階まで、ＬＥＤチップ１の製造方法と重複するので、以下では、それ以降の部分について説明する。
図１２（ａ）には、ｐ型電極３２６、ｎ型電極３２７の形成までが完了した状態を示す。
【００７２】
次に、図１２（ｂ）に示すように、ノンドープ４ＨーＳｉＣ基板３１０の下面側を、厚さが１５０（μｍ）となるまで研磨し、その免状に蒸着方を用いて、Ｎｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕ層３８０を形成する。
図１２（ｃ）に示すように、ｐ型電極３２６の形成領域に対して、エッチングによって、上記図１１（ｂ）に示すパターンで凹部３２６ａを形成する。このとき、凹部３２６ａの底面は、ｐ−ＧａＮコンタクト層３２５の層表面である。凹部３２６ａは、上述のように、周期が１（μｍ）で、開口形状が円形である。
【００７３】
そして、チップの上面の全体に蛍光体を含有するシリコーン樹脂を塗布し、これを１５０（℃）の温度で加熱硬化させることで被膜３７０が形成される。なお、シリコーン樹脂の塗布にあたっては、凹部３２６ａの内方に気泡などが残らないようにする。なお、カソード電極およびアノード電極に相当する箇所については、シリコーン樹脂が塗布されないようにマスクしておく。
【００７４】
最後に、ラップ・ポリッシュを用いて、厚みが５０（μｍ）となるまで研磨した後、ダイシングにより、個々のＬＥＤチップ３を切り出して製造が完了する。
（ＬＥＤモジュールの構成）
ＬＥＤチップ３を備えるＬＥＤモジュールの構成について、図１３を用いて説明する。図１３では、（ａ）に当該ＬＥＤモジュールの一部断面図、（ｂ）にＬＥＤチップ３と配線層４１４との接続状態図を示す。
【００７５】
図１３（ａ）に示すように、ＬＥＤモジュールは、凹部４１１（開口径：φ３ｍｍ）が設けられたセラミックス基板４１０と、この凹部４１１の底面に接合されたＬＥＤチップ３とを主な要素として構成され、セラミック基板４１０の上であって、凹部４１１を取り囲むようにアルミ製の反射ミラー４５０（厚さ：０．５ｍｍ、上部開口径：４ｍｍ）が取り付けられている。そして、反射ミラー４５０で取り囲まれた凹部４１１の内部には、ＬＥＤチップ３の固定を確実にするための樹脂層４６０が充填されている。樹脂層４６０の上面は、反射ミラー４５０の上面と略面一となっており、これらの上面を覆うようにレンズ層４７０が形成されている。
【００７６】
図１３（ａ）に示すように、セラミックス基板４１０は、積層構造を有した直径φ５（ｃｍ）の基板であり、下から順に、厚さ０．５（ｍｍ）のＡｌＮ層４１２、厚さ２５（μｍ）の銅あるいはタングステンからなる配線層４１４、さらにその上にセラミックス層４１５が積層された形態を有する。そして、凹部４１１においては、一番上層のセラミックス層４１５が除去されており、配線層４１４は、カソード電極側とアノード電極側とに二分するようにパターニングされている。そして、凹部４１１により露出された配線層４１４の部分（パッド部）では、その表面にＡｕメッキが施されている。また、図示はしていないが、セラミックス基板４１０の下面は、放熱特性を向上させるためにＡｕメッキが施されている。
【００７７】
なお、セラミックス基板４１０には、ＡｌＮ層４１２の代わりとして、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ダイヤモンドなどを材料とする層が形成されたものを用いることもできる。
ＬＥＤチップ３は、セラミックス基板４１０の凹部４１１の底面に載置されているが、Ｎｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕ層３８０とセラミックス基板４１０の配線層４１４との間にはＡｕ層４８０が介挿されている。これは、上述の通り、チップ実装の際にあらかじめ配線層４１４に設けたＡｕバンプである。図１３（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ３は、凹部４１１の内側壁の対向する二方から延出された２つの舌状のパッド（カソードパッド４１４ａ、アノードパッド４１４ｂ）の内、大きな面積を有するカソードパッド４１４ａの上に接続されている。そして、ＬＥＤチップ３におけるカソード電極３５０、アノード電極３６０は、それぞれカソードパッド４１４ａ、アノードパッド４１４ｂとボンディングワイヤ４８１、４８２で接続されている。
【００７８】
なお、本実施の形態においては、ワイヤーボンディングによってＬＥＤチップ３とセラミックス基板４１０上の各パッド４１４ａ、４１４ｂとを接続しているが、ワイヤーボンディングで電気的に接続する代わりに、ＬＥＤチップ３に貫通孔を設け、そこに金属を埋め込み、ＬＥＤチップ３の裏面に電極を設けて、バンプやハンダなどでパッドと接続してもよい。
【００７９】
反射ミラー４５０、樹脂層４６０、レンズ層４７０などについては、上記ＬＥＤチップ１と同一の構成をとるので、説明を省略する。
また、図では示していないが、本実施の形態に係るＬＥＤモジュールは、ＬＥＤチップ３の構成および接続形態を除き、上記図５と同一の構成を有する。そして、これを備える照明器具については、上記図８と同一の構成を有してもよいし、その他の構成とすることもできる。
【００８０】
本実施の形態に係るＬＥＤチップ３を備える照明装置では、ＬＥＤモジュールに１５０（ｍＡ）の直流電力が供給されることによって、色温度４６００（Ｋ）、平均演色評価数９０の白色光を出射する。この照明装置における全光束は１０００（ｌｍ）であり、中心光度は２０００（ｃｄ）である。本実施の形態に係る照明装置の出射する白色光の発光スペクトルを図１４に示す。
【００８１】
図１４に示すように、６２０（ｎｍ）あたりの波長領域において、相対強度の鋭いピークを有する。また、４５０（ｎｍ）〜６２０（ｎｍ）にかけての波長領域では、比較的高い相対強度を有する。
（ＬＥＤチップ３およびこれを備えるＬＥＤモジュール、照明装置の優位性）
本実施の形態に係るＬＥＤチップ３は、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ×５発光層３２３から出射された近紫外光の出射側となるｐ型電極３２６側に凹部３２６ａが設けられており、これを覆うように被膜３７０が形成されている。このＬＥＤチップ３をセラミックス基板４１０にチップ実装する際には、被膜３７０の表面を真空コレットで吸着し、これをセラミックス基板４１０に押しつけた後に、超音波を印加するのであるが、被膜３７０の形成により真空コレットによる吸着が確実に行え、また超音波印加の際にそのエネルギがｐ型電極３２６の凹部３２６ａでロスすることがなく、確実な接合を実施できる。また、凹部３２６ａでの超音波のロスが少なく、また、凹部３２６ａの表面が被膜３７０によって保護されていることから、チップ実装時における超音波の印加により凹部３２６ａが破壊されることもない。これらの事柄については、上記実施の形態１と同様である。
【００８２】
以上のような優位性をＬＥＤチップ３は有しているので、これを備えるＬＥＤモジュールおよび照明装置では、上記実施の形態１と同様に、高い光取り出し効率が得られ、且つ、実装に際して確実な接合性が得られることから優れた放熱性を有する。よって、ＬＥＤモジュールおよび照明器具では、高い発光効率と長寿命という優位性を有する。
また、一般に、本実施の形態のＬＥＤチップ３のように片面にｐ型電極３２６、ｎ型電極３２７を配するような場合には、ｎ型電極３２７部分の発光層を除去する必要があるために、その分だけ発光面積が狭くなることが避けられない。しかし、本実施の形態のＬＥＤチップ３では、ＬＥＤチップ３内でブリッジ配線３８０を用いて個々の発光素子部間を接続しているので、ボンディングワイヤやバンプを用いて個々の発光素子部間を接続する場合に比べて、ｎ型電極３２７の面積を十分狭くすることができる（例えば、１００μｍ角程度に対して、１０μｍ角程度まで可能。）。よって、ＬＥＤチップ３では、ｎ型電極３２７の面積を狭くした分、発光層が下層に形成されているｐ型電極３２６の面積を広くとることができ、発光面積を広くすることができる。
【００８３】
例えば、ＬＥＤチップにおける個々の発光素子部の面積が２８５（μｍ）×４００（μｍ）であり、接合代が周囲２５（μｍ）の範囲とした場合には、その実効面積は、８２２５０（μｍ２）となる。そして、ｎ型電極の面積が１０×１０（μｍ２）の本実施の形態に係るＬＥＤチップ３の発光素子部１個あたりの発光面積は、８２２５０−１０×１０＝８２１５０（μｍ２）となる。同様に計算すると、上記１００×１００（μｍ２）の面積のｎ型電極を有する従来のＬＥＤチップにおける発光素子部１個あたりの発光面積は、７２２５０（μｍ２）となる。これらを比較すると、本実施の形態に係るＬＥＤチップ３では、従来のものに比べて、その発光面積を１．１３倍とすることができる。
【００８４】
また、発光面積を広くすると、チップに同じ電流を流した場合に電流密度を減らすことができるので、発熱を抑制することができるし、同じ電流密度になるまで電流を増加させれば、光量を増加させることができる。
以上のことから、本実施の形態に係るＬＥＤチップ３のように、チップ上において、ブリッジ配線を用いて発光素子間を接続する場合には、発光素子１個からなるＬＥＤチップをワイヤボンディングやバンプで接続する場合に比べて、トータルとしてのチップ面積を同一とした場合にも発光面積を増やすことができるという優位性を有する。
【００８５】
なお、本実施の形態に係るＬＥＤチップ３においては、基板としてノンドープ４Ｈ−ＳｉＣ基板３１０を用いたが、これの代わりに、ｎ−ＳｉＣ基板上にＡｌＧａＮ層などの高抵抗層を形成した基板を用いることもできる。その場合には、高抵抗層が残るように分離溝を形成する必要がある。
また、ＬＥＤチップ３の内部において、カソード電極をｎ−ＳｉＣ基板に接続しておくようにすれば、カソードパッドとの間におけるボンディングワイヤを省略することができる。
【００８６】
このようにノンドープ４Ｈ−ＳｉＣ基板の代わりにｎ−ＳＩＣ基板を用いた場合には、ｎ−ＳｉＣ基板が金属並みの高い熱伝導性を有していることから、発光層を上にして実装した場合にも、発生した熱を実装基板に放熱させることができる。
また、熱伝導性では劣るものの、サファイア、ＡｌＮ、Ｓｉなどを基板に用いることも可能である。
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係るＬＥＤ表示装置６の構成について、図１５を用いて説明する。
【００８７】
図１５（ａ）に示すように、本実施の形態に係るＬＥＤ表示装置６は、コンポジット基板６１の主表面上の一部領域に、反射ミラー６２、レンズ６３が順に積層され、この領域に１６行１６列の合計２５６個の発光部６６が形成された構成を有している。また、コンポジット基板６１の主表面上における他の領域には、当該ＬＥＤ表示装置６とこれを駆動するための駆動回路との接続のための接続端子６４、６５が形成されている。これら接続端子６４、６５の各々は、コンポジット基板６１の内層に形成された配線層６１５、６１６によって、各発光部６６を構成するＬＥＤチップ６７に接続されている（図１５（ｂ）参照）。
【００８８】
図１５（ｂ）に示すように、ＬＥＤ表示装置６における各発光部６６は、コンポジット基板６１の主表面上に配された導電ランド６１７にＬＥＤチップ６７がバンプ６８をもって接合された構成、所謂、ＬＥＤチップ６７がコンポジット基板６１にフリップチップ実装された構成を有している。そして、ＬＥＤチップ６７を取り囲むように反射ミラー６２が配置され、これら全体を覆うようにレンズ６３が形成されている。
【００８９】
コンポジット基板６１は、１層の金属層６１１とこれに積層された３層の絶縁層６１２〜６１４とからなり、絶縁層６１２、６１３間に配線層６１６、絶縁層６１３、６１４間に配線層６１５がそれぞれ形成された構成を有している。なお、導電ランド６１７と各配線層６１５、６１６との間は、ビアホールで接続されている。
図１５（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ６７は、図２に示すＬＥＤチップ１における各発光素子部２０と同一の構造を有している。そして、図１５（ｂ）の拡大部分に示すように、ノンドープＧａＮ基板６７１の光取り出し面側（図では、上面側）には、微少な四角断面の凹部６７１１（例えば、１μｍ周期で形成された凹部）が表面全体にわたって形成されている。
【００９０】
ノンドープＧａＮ基板６７１の表面上には、凹部６７１１を埋めるように被膜６７２が形成されている。この被膜６７２は、上記実施の形態１と同様に、透光性を有するポリイミド樹脂を主成分として形成されており、中に（Ｓｒ、Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋などの黄色蛍光体とＳｉＯ２などの超微粒子が分散した状態で含有されており、薄い部分（凹部６７１１のない部分）での厚みが８０（μｍ）となるように、且つ、表面が略平坦となるように形成されている。これらの被膜６７２の構成などについては、上記実施の形態１と同様である。
【００９１】
本実施の形態３に係るＬＥＤ表示装置６では、上記実施の形態１と同様に、コンポジット基板６１に対してＬＥＤチップ６７をフリップチップ実装する際の凹部６７１１の確実な保護、また、ＬＥＤチップ６７を実装する際の位置ずれを生じ難くすることができる。さらに、被膜６７２によって真空コレットからの超音波の印加に際しても、印加した超音波エネルギが真空コレットとＬＥＤチップ６７との間で弱められることがなく、確実な実装が実現される。
【００９２】
このような構成を有するＬＥＤ表示装置６では、ＬＥＤチップ６７におけるノンドープＧａＮ基板６７１の凹部６７１１が確実に保護されていることから高い光取り出し効率が得られ、且つ実装に際しての確実な接合性が得られることから、高い発光効率を有する。
なお、本実施の形態に係るＬＥＤ表示装置６は、一例を示すものであって、本発明がこれに限定されるものでない。例えば、コンポジット基板６１の代わりに、ＴＦＴ基板などを用いることもできる。
（実施の形態４）
以下では、実施の形態４について、図１６を用いてその構成を説明する。本実施の形態では、垂直面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ；Vertical Cavity Surface Emitting Laser）装置を一例として用い説明する。
【００９３】
図１６（ａ）に示すように、本実施の形態に係る垂直面発光レーザ装置（以下では、「ＶＣＳＥＬ装置」と記載する。）７は、ＳｉＣ基板７１の一方の主面（図１６（ａ）での下面）に、カソード電極７２が配され、他方の主面上（図１６（ａ）での上面）の一部領域に蛍光体層７４が形成され、同じ主面上の残りの領域にはアノード電極７５が配されている。この内、ＳｉＣ基板７１における蛍光体層７４で覆われた部分には、合計３６箇所の垂直面発光レーザ（以下では、ＶＣＳＥＬ）セル部７３が形成されている。そして、一部切り欠き部分に示すように、各ＶＣＳＥＬセル部７３のアノード電極部７３８（図１６（ｂ）参照）とＳｉＣ基板７１の主面上に配されたアノード電極７５とは、Ａｌブリッジ配線７６によって接続されている。
【００９４】
図１６（ｂ）に示すように、ＶＣＳＥＬ装置７のＣ−Ｃ断面では、６つのＶＣＳＥＬセル部７３が形成されている。同図の拡大部分に示すように、ＶＣＳＥＬセル領域７３は、ＳｉＣ器板７１をベースとして蛍光体層７４が形成されたのとは反対側の主面に配されたカソード電極７２と、蛍光体層７４が形成された側の主面上に次のような層が積層され構成されている。ＳｉＣ基板７１上には、半導体ＤＢＲ層７３１、ｎクラッド層７３２、多重量子井戸構造の活性層（以下では、「ＭＱＷ層」と記載する。）７３３、ｐクラッド層７３４が順に積層され、これらの積層構造部分を取り囲むように、ＳｉＮパッシべーション膜７３５およびアノード電極部７３６が形成されている。そして、ｐクラッド層７３４の表面上であってアノード電極部７３６で取り囲まれた領域には、ＩＴＯ層７３７、誘電体ＤＢＲ層７３８が順に積層されている。
【００９５】
このようにＶＣＳＥＬ装置７における各ＶＣＳＥＬセル部７３は、ＳｉＣ基板７１、カソード電極７２および上記複数の構成要素７３１〜７３８により構成される。また、上述のように、本実施の形態に係るＶＣＳＥＬ装置７では、ＶＣＳＥＬセル部７３が形成された部分全体が蛍光体層７４で覆われた構成を有するところに特徴を有する。即ち、上記実施の形態１〜３と同様に、ＶＣＳＥＬセル部７３の全体を蛍光体層７４で被覆することによって、当該ＶＣＳＥＬ装置７を実装しようとする際に、各ＶＣＳＥＬセル部７３のアノード電極部７３６などがダメージを受けることがなく、また、実装の確実性も高いものである。また、その他にも、上記実施の形態１、２と同様の効果を得ることができる。
【００９６】
次に、本実施の形態に係るＶＣＳＥＬ装置７の製造方法について、図１７および図１８を用いて説明する。なお、図１７および図１８では、便宜上、１つのＶＣＳＥＬセル部７３について図示している。
図１７（ａ）に示すように、ＳｉＣ基板７１の一方の主表面上に、半導体ＤＢＲ層７３１、ｎクラッド層７３２、ＭＱＷ層７３３、ｐクラッド層７３４を順に積層する。
【００９７】
図１７（ｂ）に示すように、ｐクラッド層７３４の表面上における一部領域、具体的にはＶＣＳＥＬセル部７３を形成しようとする領域にマスク（不図示）を形成し、ｎクラッド層７３２をストッパ層とするエッチングを行う。これにより、ｎクラッド層７３２の表面の一部領域において、凸状にＭＱＷ層７３３およびｐクラッド層７３４が残る。
図１７（ｃ）に示すように、半導体ＤＢＲ層７３１とｎクラッド層７３２とを上記エッチングに残ったＭＱＷ層７３２およびｐクラッド層７３４よりもやや断面サイズが大きくなるようにエッチングする。この後に、図１７（ｄ）に示すように、ＳｉＣ基板７１の表面上からｎクラッド層７３４の表面上における一部にまで続く状態で、Ａｌブリッジ配線７６を形成する。
【００９８】
図１８（ｅ）に示すように、Ａｌブリッジ配線７６およびｎクラッド層７３２の残る表面、さらにはｐクラッド層７３４の表面の一部領域までを覆うように、ＳｉＮパッシベーション膜７３５を形成する。
次に、図１８（ｆ）に示すように、ＳｉＮパッシベーション膜７３５の表面上の一部領域およびｐクラッド層７３４の一部領域に対してアノード電極部７３６の形成を行う。
【００９９】
図１８（ｇ）に示すように、ｐクラッド層７３４の表面上におけるアノード電極部７３６で取り囲まれた領域にＩＴＯ層７３７および誘電体ＤＢＲ層７３８を順に積層する。そして、図１８（ｈ）に示すように、ＳｉＣ基板７１のもう一方の主表面全体にカソード電極７２を形成する。
なお、図示を省略するが、図１８（ｈ）に示す工程の後に、上記各構成要素７３１〜７３８が形成されたＳｉＣ基板７１の表面上における所要部分に蛍光体層７４の形成を行う。最後に、図１６に示す単位にＳｉＣ基板７１を切り分けることで、ＶＣＳＥＬ装置７におけるＶＣＳＥＬセル部７３の形成が完了する。
【０１００】
ここで、上述のように、ＶＣＳＥＬ装置７の製造においては、ＶＣＳＥＬセル部７３の形成領域全体を覆うように、蛍光体層７４の形成を行う。蛍光体層７４の形成においては、その表面が略平坦となるようにする。このため、ＶＣＳＥＬ装置７については、上述のように、基板等に別途実装するのであるが、その際にも蛍光体層７４の表面を用いてチップ実装等を実施することができるので、上記優位性を有する。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、ＶＣＳＥＬ装置を一例としたが、略同一構成を有する共鳴共振型面発光ダイオード（ＲＣ−ＬＥＤ）装置などに適用しても同様の効果を奏することができる。
（その他の事項）
上記実施の形態１〜４は、本発明の構成および作用における特徴を説明するために、その一例として用いたものであり、本発明は、これらに何ら限定を受けるものではない。例えば、本実施の形態１、２では、発光層からの出射光とこれによって励起する蛍光体の励起光との合成によって、各々の発光部１２０から白色光を出射する構成としたが、単色のＬＥＤモジュール、あるいは単色のＬＥＤ光を合成して白色光を得るようにしてもよい。また、出射するのは、必ずしも白色光だけに限定されるものではなく、単色光でもよい。
【０１０２】
また、ＬＥＤチップ１、３における各被膜７０、３７０には、蛍光体などを含有することとしたが、蛍光体などについては必ずしも含有されていなくてもよい。基本として、これら被膜は、ＬＥＤチップ１、３をフリップチップ実装あるいはチップ実装する際に、真空コレットでの吸着性の向上および超音波のエネルギロスの低減を目的として形成されているものであり、蛍光体の含有については必須要件ではない。
【０１０３】
また、上記実施の形態１では、被膜７０を構成する材料として、ポリイミド、エポキシ、シリコーンなどの有機樹脂をあげたが、この代わりとしてゾルゲル法によるガラスや低融点ガラスなどを用いることもできる。具体的なガラス材料としては、例えば、以下のようなものを採用することができる。
（１）金属アルコキシド（テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランなど）を出発原料とするガラス材料
（２）セラミック前駆体ポリマー（ペルヒドロポリシラサンなど）からなるガラス材料
（３）酸化燐、酸化ボロンなどからなるガラス材料
なお、何れのガラス材料を用いる場合においても、凹凸構造上に材料を塗布（ポッティングやスピンコーティングなど）し、乾燥した後に、数百（℃）の温度で焼成することで、凹凸構造上に平坦な表面を有するガラス層（被膜）を形成することができる。
【０１０４】
また、上記実施の形態に係る各半導体発光装置については、実装時に必ずしも超音波の印加を伴うものでなくても、真空コレットなどでの吸着時における優位性を奏することができる。
また、上記実施の形態３、４で一例として用いた表示装置６やＶＣＳＥＬ装置７の各構成についても、本発明が有する特徴を奏しうる範囲内で適宜変更が可能である。
【０１０５】
さらに、本発明は、図１９に示すような、所謂、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｅｃｅ）に適用することも可能である。図１９に示すように、本発明を適用したＳＭＤ８は、実装基板８１の表面上に形成された一対の外部電極８２ａ、８２ｂに対して、ＬＥＤチップ８３が間にバンプ８４を介してフリップチップ実装され構成されている。そして、実装基板８１上の外部電極８２ａ、８２ｂの一部領域およびＬＥＤチップ８３は、樹脂パッケージ８５により覆われている。
【０１０６】
図１９の拡大部分に示すように、ＳＭＤ８におけるＬＥＤチップ８３は、上記実施の形態２などに示すＬＥＤチップ６７と同様に、チップ基板８３１の表面上に凹部８３１１が存在し、この凹部８３１１を埋めるように被膜８３２２が形成されている。このような構成を有するＳＭＤ８においても、ＬＥＤチップ８３を実装基板８１に実装する際のダメージなどを低減することが可能となり、上記実施の形態１〜４と同様の効果を得ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、高出力で、且つ、高光束を得ることができる半導体発光装置、照明装置および表示装置などを実現するのに有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＬＥＤチップ１の外観斜視図である。
【図２】（ａ）は、ＬＥＤチップ１の一部断面図であり、（ｂ）は、ＬＥＤチップ１における回路配線図である。
【図３】ＬＥＤチップ１の製造過程を示す工程図である。
【図４】ＬＥＤチップ１の製造過程を示す工程図である。
【図５】（ａ）は、ＬＥＤモジュール１００の外観斜視図であり、（ｂ）は、その一部断面図である。
【図６】ＬＥＤチップ１を実装基板１１０に対してフリップチップ実装する際の工程を示す概略図である。
【図７】（ａ）は、実装基板１１０の正面図であり、（ｂ）は、ＬＥＤチップ実装部１ａにおけるパッドの配置図である。
【図８】（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る照明装置２００の外観斜視図であり、（ｂ）は、その下面図である。
【図９】照明装置２００におけるソケット２１０に対するＬＥＤモジュール１００の取り付け方法を示す工程図である。
【図１０】照明装置２００における発光スペクトルを示す特性図である。
【図１１】（ａ）は、本発明の実施の形態２に係るＬＥＤチップ３の一部断面図であり、（ｂ）は、その凹部３２６ａの配置図である。
【図１２】ＬＥＤチップ３の製造過程を示す工程図である。
【図１３】（ａ）は、ＬＥＤチップ３が実装されてなる実装基板４１０の一部断面図であり、（ｂ）は、ＬＥＤチップ３の実装箇所を示す上面図である。
【図１４】ＬＥＤチップ３を備える照明装置における発光スペクトルを示す特性図である。
【図１５】（ａ）は、本発明の実施の形態３に係るＬＥＤ表示装置６の斜視図であり、（ｂ）は、そのＢ部を示す断面図である。
【図１６】（ａ）は、本発明の実施の形態４に係る垂直面発光レーザ装置７の斜視図（一部切り欠き）であり、（ｂ）は、その一部断面図である。
【図１７】垂直面発光レーザ装置７の製造方法を示す工程図である。
【図１８】垂直面発光レーザ装置７の製造方法を示す工程図である。
【図１９】変形例としてのＳＭＤを示す断面図である。
【図２０】従来構造のＬＥＤチップ１１００を実装基板１２１０に実装する際の工程を示す概略図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置とその製造方法、照明装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）を用いた照明装置は、発光効率および寿命などの面から従来の白熱電球、ハロゲン電球などに比べて優れた特性を有することから、新しい光源として期待されている。より照明装置の高光束化を図ろうとするとき、高密度にＬＥＤを実装することが考えられるが、この場合には、駆動時における放熱の問題やコスト面で現状ではあまり現実的ではない。そこで、照明装置の高光束化を図るためには、ＬＥＤの発光効率をできる限り高めるという方策が現実的である。このために、種々の取り組みがなされているが、その際には、内部量子効率と外部量子効率という２つのパラメータが重要である。
【０００３】
２つのパラメータの内、内部量子効率は、供給された電力に対してＬＥＤにおける発光層でどれだけ光に変換できるかを示すパラメータであり、ＬＥＤを構成する半導体の結晶性や層の構成に影響を受ける。
一方、外部量子効率は、供給された電力に対して発光層からの光の内のどれだけの光がＬＥＤ外方に取り出せるかを示すパラメータであり、内部量子効率と発光層で発生した光がＬＥＤ外方に取り出される割合（光取り出し効率）との積で表される。そして、外部量子効率を左右する光取り出し効率は、ＬＥＤベアチップの形状、ＬＥＤベアチップを覆う材料およびその形状などに影響を受ける。そこで、光取り出し効率の向上を図る一方法として、ベアチップを樹脂などで覆うことにより、光取り出し側におけるベアチップとそれに接する外界との界面における屈折率の差をできるだけ小さくするということが行われる。
【０００４】
また、ＬＥＤを用いた照明装置では、ベアチップの光取り出し側の面に凹凸を設けることによって、取り出し側の面で光の入射角が一義的に決まらないようにし、光取り出し効率の向上が図られることもある（特許文献１、非特許文献１）。
ところで、ベアチップを実装基板に実装する方法として、図２０に示すようなフリップチップ実装法が用いられることがある。図２０に示すように、フリップチップ実装法を用いた場合には、真空コレット１３００でベアチップ１１００における光取り出し側の面を吸着し、これを実装基板１２００における配線層１２１０に対して超音波で接合する。このようにベアチップ１１００を実装することにより、ベアチップ１１００の発光層と実装基板１２００との距離を短いものとすることができ、発光層で生じた熱を効率よく基板に逃がすことができる。つまり、フリップチップ実装法は、ベアチップの高密度実装を必要とする照明装置において、放熱性を確保するという点から有効な技術であるといえる。
【特許文献１】特許第２８３６６８７号公報
【非特許文献１】Compound Semiconductor,Vol.8,No.1,pp.39-42,2002
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フリップチップ実装法を用いて上記光取り出し側の面に凹凸形成されたベアチップを実装する場合には、凹凸によって実装に係る位置精度や接合強度の低下、および凹凸構造の破壊などを生じてしまうことがある。即ち、図２０の拡大部分に示すように、ベアチップ１１００を実装する場合には、凹凸１１１１の存在によって真空コレット１３００でベアチップ１１００を確実に真空吸着することができず、また真空コレット１３００からベアチップ１１００に対して接合に十分な超音波を伝搬し難くなる。また、このような問題は、ベアチップを有する表示装置などにおいても同様に生じる。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決しようとなされたものであって、発光効率を高く維持しながら、基板に対して優れた接合性を有する半導体発光装置とその製造方法、照明装置および表示装置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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、発光層を備える半導体発光装置において、発光層の出射側には、表面に凹凸構造が設けられた光透過部が形成されているとともに、当該凹凸構造の上に（凹凸構造の表面を覆う状態に）更に透光性を有した被膜が形成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る半導体発光装置の製造方法は、間に発光層を介した状態で複数の層が積層された積層体に対し、発光層の出射側に表面に凹凸構造を有した光透過部を形成するステップと、凹凸構造の上に、これを覆う状態で透光性を有した被膜を形成するステップとを有することを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明に係る照明装置は、上記本発明に係る半導体発光装置を、実装基板上に実装された状態で備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記本発明に係る半導体発光装置では、出射側に光透過部の凹凸構造が設けられているので、発光層から出射された光が凹凸構造で散乱あるいは効率よく透過され、高い光取り出し効率が維持されている。よって、高い発光効率が維持される。そして、本発明に係る半導体発光装置では、この凹凸構造が被膜によって被覆されているので、これを実装基板に実装する際に、出射側の表面から超音波を印加するときにも凹凸構造の破壊が抑制される。これからも、本発明に係る半導体発光装置では、高い発光効率が得られる。
【００１０】
また、本発明に係る半導体発光装置では、上記被膜が形成されていることにより、実装基板に対して実装する際にも、凹凸構造で超音波を大きくロスしないので、実装基板との優れた接合性が確保される。
従って、本発明に係る半導体発光装置は、発光効率を高く維持しながら、（実装）基板に対する優れた接合性が確保されるという優位性を有する。
【００１１】
なお、上記実装の形態については、所謂、フリップチップ実装も含む。
また、上記密に被覆するとは、表面における凹凸構造に対して、その凹部の底も含めて表面との間に隙間が生じないように被膜が形成されている状態をいう。
また、半導体発光装置においては、通常、基板上に複数の層が積層された構成を有するが、上記凹凸構造とは、これら積層された層の内の一の層に形成された構造だけをさすものではない。例えば、光が基板側から出射される形態の半導体発光装置では、基板の表面に凹凸構造が設けられることがある。
【００１２】
ここで、上記凹凸構造は、不規則な凹凸の場合には上述のように光の散乱機能を果たすものであり、周期構造をとる場合にはフォトニッククリスタル（ＰＣ）構造あるいはフォトニックバンドギャップ（ＰＢＧ）構造と呼ばれるものをも含んでいる。ここで、ＰＣ構造およびＰＢＧ構造は、一般に、面方向に凹凸がミクロンオーダーからλ／４オーダー（λ；媒質中の波長）の間隔で現れる周期構造で特定の波長を選択的に反射・透過する機能を有している。従って、本発明に係る半導体発光装置が光透過部の凹凸構造としてＰＣ構造あるいはＰＢＧ構造を有する場合には、光の透過がしやすくなるという機能を有することになる。
【００１３】
上記半導体発光装置においては、被膜が光透過部の凹凸構造に沿ったかたち（凹凸状態）で形成されていてもよいが、その外表面が略平坦となるように形成されていることが望ましい。すなわち、半導体発光装置を実装基板などに実装する際には、上述のように、真空コレットなどで装置の光出射側の表面を吸着するが、このとき吸着対象面となる表面が略平坦であれば、より確実な吸着力が確保できる。よって、この半導体発光装置では、実装基板に対して、より高い位置精度をもって実装することができる。
【００１４】
上記半導体発光装置における被膜では、ポリイミドまたはエポキシまたはシリコーンまたはガラスなどの材料を構成上の主な要素とすることができる。ここで、被膜を構成するのに用いることができる材料の内、ガラスについては、例えば、ゾルゲル法によるガラスや低融点ガラスなどを採用することができる。具体的なガラス材料としては、例えば、次のようなものなどを採用することが可能である。
（１）金属アルコキシド（テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランなど）を出発原料とするガラス材料
（２）セラミック前駆体ポリマー（ペルヒドロポリシラサンなど）からなるガラス材料
（３）酸化燐、酸化ボロンなどからなるガラス材料
また、被膜中に発光層からの光によって励起する発光物質を含有させておくことが望ましい。特に、被膜中の発光物質が、発光層からの光を白色光に変換できる物質（蛍光物質など）とすれば、本発明に係る半導体発光装置を照明装置などに用いるのに望ましい。
【００１５】
上記半導体発光装置において、発光層から出射される光の波長をλとするとき、光透過部における凹凸構造をλ／４以上の周期をもって形成しておくことが、光取り出し効率を高く維持するという点で望ましい。
半導体発光装置における発光層は、一般に、複数の構成層（クラッド層、コンタクト層、バッファ層など）に挟まれた状態で、透光性基板の上に設けられているが、透光性基板の表面に凹凸構造を設け、これをもって光透過部の凹凸構造とすることもできる。即ち、光透過部の凹凸構造を透光性基板の表面に形成しておくことができる。ここで、透光性基板には、発光層および上記複数の構成層と略同一の屈折率を有するものを採用することが望ましい。これは、光取り出し効率を高く維持するのに有効であるからである。具体的な透光性基板の構成材料としては、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮなどから選択されたものを採用することができる。
【００１６】
なお、本発明が特徴とする上記構成については、発光ダイオード装置の他に、垂直面発光レーザ装置、共振面発光ダイオード装置、表面実装型デバイス、所謂ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｅｃｅ）などに適用することもできる。
上記本発明に係る半導体発光装置の製造方法では、表面に凹凸構造を有した光透過部を形成することから、高い光取り出し効率が確保された半導体発光装置を得ることができる。また、この製造方法では、上記光透過部の形成後に、凹凸構造を覆うように、透光性を有した被膜を形成するので、得られた半導体発光装置を実装により実装基板に対して実装する場合にも、光透過部における凹凸構造の保護を図りながら確実な接合をなし得る。即ち、上記製造方法では、凹凸構造の上を被膜で保護することによって、実装時に真空コレットなどを用いて吸着する際の確実性が増し、また、超音波印加に際して、凹凸での超音波エネルギのロスを低減することができる。
【００１７】
従って、上記本発明に係る半導体発光装置の製造方法では、発光効率が高く維持され、基板に対して優れた接合性を有する半導体発光装置を製造することができる。
なお、上記表面の凹凸構造については、上述と同様に、その形成形態によって果たす機能を変えることができる。即ち、不規則な凹凸の場合には上述のように光の散乱機能を果たすものであり、周期構造をとる場合にはフォトニッククリスタル（ＰＣ）構造あるいはフォトニックバンドギャップ（ＰＢＧ）構造と呼ばれるものである。
【００１８】
上記本発明に係る半導体発光装置の製造方法においては、被膜の材料に、発光層からの光によって励起される発光物質を含有させておくことが望ましい。特に、装置からの出射光が所望の（波長を有した）白色となるように、形成後の被膜を所要の厚みまで研磨することが望ましい。
上記本発明に係る照明装置では、凹凸構造を表面に有する光透過部と、この上を被覆する被膜とを有する半導体発光装置を有するので、高い発光効率が維持され、且つ、半導体発光装置と実装基板との間における確実な接合を確保することができる。
【００１９】
従って、本発明に係る照明装置は、高い発光効率と品質安定性を兼ね備える。
上述のように、本発明に係る半導体発光装置は、表面に凹凸構造を有した光透過部が出射側に形成されていることから高い光取り出し効率が確保され、高い発光効率が得られる。また、その凹凸構造を覆うように被膜が形成されているので、この装置を実装基板に対して実装する際にも、凹凸構造が破壊されることがなく、高い接合性が確保できる。
【００２０】
また、本発明に係る半導体発光装置の製造方法では、発光層の出射側に表面に凹凸構造を有する光透過部を形成し、その後に、この凹凸構造を覆うように被膜を形成することによって、上記優位性を有した半導体発光装置を容易に製造することができる。
さらに、本発明に係る照明装置では、上記半導体発光装置が実装基板上に実装されているので、高い発光効率と品質安定性を有する。
【００２１】
なお、被膜の構成材料としては、例えば、ポリイミド、エポキシ、シリコーンなどの樹脂材料や、ゾルゲル法によるガラスや低融点ガラスなどを用いることができる。具体的なガラス材料としては、例えば、以下のようなものを採用することができる。
（１）金属アルコキシド（テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランなど）を出発原料とするガラス材料
（２）セラミック前駆体ポリマー（ペルヒドロポリシラサンなど）からなるガラス材料
（３）酸化燐、酸化ボロンなどからなるガラス材料
なお、何れのガラス材料を用いる場合においても、凹凸構造上に材料を塗布（ポッティングやスピンコーティングなど）し、乾燥した後に、数百（℃）の温度で焼成することで、凹凸構造上に平坦な表面を有するガラス層（被膜）を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１では、ＬＥＤベアチップ（以下、単に「ＬＥＤチップ」という。）１を半導体発光装置の一例として用いる。
（ＬＥＤチップ１の構成）
ＬＥＤチップ１について、図１および図２を用いて説明する。図１にＬＥＤチップ１の外観斜視図、図２（ａ）にその一部断面図、図２（ｂ）にＬＥＤチップ１の回路構成図を示す。
【００２３】
図１に示すように、ＬＥＤチップ１は、ノンドープＧａＮ基板１０を共通のベースとして、複数の発光素子部２０が形成されている。チップ基板１０上における発光素子部２０は、本実施の形態ではｘｙ方向に７×５のマトリクス状に配され、計３５の領域が存在する。ここで、各発光素子部２０のサイズは、例えば、ｘ方向に２８５（μｍ）、ｙ方向に４００（μｍ）であり、ＬＥＤチップ１全体のサイズは、例えば、２（ｍｍ）×２（ｍｍ）である。
【００２４】
ＬＥＤチップ１における各発光素子部２０は、それぞれ一組のダイオード構造を有しており、各間が分離溝３０で分離されているとともに、ブリッジ配線４０で電気的に接合されて３５のダイオード構造が直列接続されている。
図１に示すように、ＬＥＤチップ１における対角のコーナには、外部からの電力供給用の接続端子として、一方にカソード電極５０、他方にアノード電極６０が配されている。これら電極５０、６０は、ブリッジ配線４０により直列接続された３５の発光素子部２０の両端に位置する発光素子部２０の各々におけるｎ側電極およびｐ側電極である。
【００２５】
また、図１の拡大部分に示すように、ノンドープＧａＮ基板１０における下面は、複数の凹部１１が形成されており、その上を被膜７０で被覆されている。被膜７０とノンドープＧａＮ基板１０との間には、凹部１１の底部分も含めて隙間を有さない。即ち、ノンドープＧａＮ１０における凹凸形成面は、被膜７０によって密に被覆されている。
なお、ＬＥＤチップ１では、図１におけるｚ方向下向き（−ｚ方向）が光の出射方向であり、チップ基板１０における凹部１１は、出射光を散乱あるいは透過しやすくすることで、擬似的に界面（出射面）の屈折率差を低くするのと同じ効果を得るために形成されているものである。これについては、上記特許文献１および非特許文献１に詳しいので、ここでの説明は省略する。
【００２６】
次に、図２（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ１を断面方向にみると、ノンドープＧａＮ基板１０の上に、ＧａＮバッファ層２１（厚さ３０ｎｍ）、ｎ−ＧａＮクラッド層２２（Ｓｉドープ量３×１０１８ｃｍ−３、厚さ２μｍ）、（ＩｎＧａＮ（厚さ２ｎｍ）／ＧａＮ（８ｎｍ））×６発光層２３、ｐ−ＧａＮクラッド層２４（Ｍｇドープ量３×１０１９ｃｍ−３、厚さ２００ｎｍ）、ｐ−ＧａＮコンタクト層２５（Ｍｇドープ量３×１０１９ｃｍ−３、厚さ５０ｎｍ）が順に積層され、さらにその上にＲｈ／Ｐｔ／Ａｕからなるｐ側電極２６が形成されている。
【００２７】
なお、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３とは、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ６周期の多重量子井戸発光層を意味し、ＬＥＤチップ１の発光駆動時において、波長４６０（ｎｍ）の青色光を出射する。
また、ノンドープＧａＮ基板１０は、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３とほぼ同等の２．５前後の屈折率を有する。これは、従来のＬＥＤチップにおけるサファイヤ（屈折率；１．７）を用いる場合に比べて、光取り出し効率の向上を果たすのに有効である。
【００２８】
分離溝３０の形成領域においては、ノンドープＧａＮ基板１０にまで掘り下げられており、表面が絶縁膜としてのＳｉ３Ｎ４膜２８で被覆されている。発光素子部２０における分離溝３０との境界部分には、棚状になったｎ−ＧａＮクラッド層２２の上にＴｉ／Ａｕからなるｎ側電極２７が形成されている。そして、ｎ型電極２７と隣り合う発光素子部２０におけるｐ型電極２６との間は、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるブリッジ配線４０によって接続されている。
【００２９】
一方、ノンドープＧａＮ基板１０の下面には、微少な四角断面の凹部１１（例えば、１μｍ周期で形成された凹部）が表面全体にわたって形成されている。このようにノンドープＧａＮ基板１０における凹部１１が形成された表面は、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３からの出射光を散乱あるいは透過しやすくする機能を果たす。そして、上述のように、ノンドープＧａＮ基板１０の表面上には、凹部１１を埋めるように被膜７０が形成されている。この被膜７０は、透光性を有するポリイミド樹脂を主成分として形成されており、中に（Ｓｒ、Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋などの黄色蛍光体とＳｉＯ２などの超微粒子が分散した状態で含有されている。被膜７０は、薄い部分（凹部１１のない部分）での厚みが８０（μｍ）となるように、且つ、表面が略平坦となるように形成されている。
【００３０】
なお、上記凹部１１については、その形成形態によっては、フォトニッククリスタル（ＰＣ構造）あるいはフォトニックバンドギャップ（ＰＢＧ）構造と呼ばれるものとなり、光散乱機能とは異なる機能を果たすことにもなる。即ち、これらの構成をとることで、光を透過し易くする機能を果たし得る。
本実施の形態で被膜７０の厚みを８０（μｍ）に設定したのは、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３から発する青色の励起光（ピーク波長範囲：４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長範囲に主発光ピーク）と、これの一部を被膜７０が受けることにより励起発光する黄色光（ピーク波長範囲：５５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲に主発光ピーク）とが混色されることによって、ＬＥＤチップ１として白色光を得ることができるようにするためである。
【００３１】
なお、ノンドープＧａＮ基板１０における凹部１１については、上述のように、本実施の形態では四角の凹部としたが、光取り出し効率の向上が図れる範囲であれば、形状およびサイズに限定を受けるものではない。例えば、丸状、ハニカム状、直線状などの凹部あるいは溝などを採用することもできる。ただし、凹部１１の形成に当たっては、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３からの光の波長をλとするとき、λ／４以上の周期で凹部１１を形成しておくことが、光取り出し効率という観点から望ましい。
【００３２】
図２（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ１は、各発光素子部２０間がブリッジ配線４０で接続されることによって、３５の発光素子部２０が直列接続されている。カソード電極５０とアノード電極６０とを介して、ＬＥＤチップ１に５０（ｍＡ）の電流を流したとき、その動作電圧は、１２０（Ｖ）となる。なお、ＬＥＤチップ１への電力供給に際しては、実装基板などへの接続等によりＬＥＤチップ１で生じる熱の排出路を確保しておくことが望ましい。
【００３３】
なお、本実施の形態に係るＬＥＤチップ１では、複数の発光素子部２０を有する構成を採用したが、１チップに１の発光素子部を有する構成とすることも勿論可能である。
（ＬＥＤチップ１の製造方法）
次に、ＬＥＤチップ１の製造方法について、図３〜図４を用いて説明する。
図３（ａ）に示すように、有機金属気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition；ＭＯＣＶＤ法）を用いて、φ５（ｃｍ）、厚さ３００（μｍ）のノンドープＧａＮ基板１０上にＧａＮバッファ層２１、ｎ−ＧａＮクラッド層２２、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３、ｐ−ＧａＮクラッド層２４、ｐ−ＧａＮコンタクト層２５の各層を順に積層する。
【００３４】
次に、図３（ｂ）に示すように、分離溝３０を形成しようとする領域およびｎ型電極２７を形成しようとする領域に相当する部分に、エッチングにより溝３１を形成する。溝３１は、ｎ−ＧａＮクラッド層２２に到達する深さを有する。なお、図示はしていないが、溝３１の形成にあたっては、その他の領域にマスクを配してエッチングを実施し、溝３１の形成完了後にマスクを除去している。
【００３５】
図３（ｃ）に示すように、溝３１の底面の一部領域をエッチングによってさらに掘り進む。そして、形成される溝３２は、ｎ−ＧａＮバッファ層２１を貫き、ノンドープＧａＮ基板１０にまで達する深さを有する。この溝３２が分離溝３０の元となる部分である。なお、溝３２の形成には、エッチングに限らず、レーザ加工を用いることも可能である。
図３（ｄ）に示すように、溝３２の壁面を含めた表面を覆うように、Ｓｉ３Ｎ４膜２８を形成する。Ｓｉ３Ｎ４膜２８は、絶縁と表面保護という２つの目的から形成されるもので、スパッタ法などを用いて形成される。ここで、溝３２においても、その側面および底面がＳｉ３Ｎ４膜２８で覆われるにいたり、溝３３が形成される。そして、この分離溝３２については、基板１０への切り込み深さが極めて浅く、表面的な形成であるので、基板１０を折損することがない。
【００３６】
次に、図４（ｅ）に示すように、ｐ型電極２６を形成しようとする部分のＳｉ３Ｎ４膜２８をエッチングにより除去した後、蒸着法を用いてＲｈ／Ｐｔ／Ａｕの膜を蒸着し、ｐ型電極２６を形成する。
図４（ｆ）に示すように、分離溝３０に隣り合う棚部分であるｎ型電極２７を形成しようとする領域のＳｉ３Ｎ４膜２８をエッチングで除去した後、蒸着法を用いてＴｉ／Ａｕの膜を蒸着し、ｎ型電極２７を形成する。同様に、隣り合う発光素子部２０のｐ型電極２６とｎ型電極２７とを接続するように、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるブリッジ配線４０を形成する。
【００３７】
ここから以降の工程が本実施の形態の最も特徴的な部分である。
図４（ｇ）に示すように、ノンドープＧａＮ基板１０に対し、例えば、その厚みが１５０（μｍ）になるまで、ラップ・ポリッシュで裏面（図面での下面）を研磨する。その後に、図４（ｇ）の拡大部分に示すように、エッチングによりノンドープＧａＮ基板１０の裏面に複数の凹部１１を形成する。凹部１１は、上述のように、１（μｍ）周期で形成され、各々の開口形状が四角形である。
【００３８】
図４（ｈ）に示すように、凹部１１を形成したノンドープＧａＮ基板１０の裏面に対し、（Ｓｒ、Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋などの黄色蛍光体およびＳｉＯ２などの微粒子が分散状態で含有されたポリイミド酸溶液を塗布する。この際、凹部１１の内方にも溶液が確実に充填され、気泡などを間に抱かないようにする。そして、これを３５０（℃）で加熱硬化させることで、膜形成が行われる。
【００３９】
形成された膜については、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３から出射される光と、膜中の蛍光物質によって励起発光される光との混合により、最終的にＬＥＤチップ１から白色光が出射されるように、膜の研磨を実施する。研磨には、ラップ・ポリッシュを用い、例えば、厚みが８０（μｍ）となるまで実施する。これにより、被膜７０の形成が完了する。
【００４０】
なお、被膜７０の主な構成要素としては、上記のポリイミド以外にも、エポキシ樹脂あるいは硬質シリコーン樹脂などを用いることもできる。その場合、１５０（℃）程度の加熱を実施することで硬化する。また、被膜７０の厚みについては、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３から出射される青色光との関係、および被膜７０の中における黄色蛍光体の含有率などによっても変わってくる。これを利用して、研磨の段階では、確実に所定の色温度が得られる厚みまで実施する。
【００４１】
最後に、図示していないが、ダイシングにより個々のＬＥＤチップ１を切り出して完成する。
なお、本実施の形態では、基板としてノンドープＧａＮ基板１０を用いたが、これの代わりに、より安価な、ｎ−ＧａＮ基板上にＡｌＧａＮ層などの高抵抗層を形成した基板を用いてもよい。その際には、分離溝については高抵抗層が残るように形成することが必要となる。
【００４２】
（ＬＥＤモジュール１００の構成）
上記ＬＥＤチップ１を有したＬＥＤモジュール１００について、図５を用いて説明する。
図５（ａ）に示すように、ＬＥＤモジュール１００は、直径φ５（ｃｍ）の円盤形をしたコンポジット基板１１０と、この上に設けられた３つの発光部１２０とから構成されている。この内、コンポジット基板１１０には、後述する照明装置２００への取り付けのための切り欠き部１１０ａ、および照明装置２００からの電力の供給を受けるための端子１３０、１４０が設けられている。また、図示は省略しているが、コンポジット基板１１０の略中央には、照明装置２００への取り付け時の操作性を向上させるのにガイド孔が開設されている。
【００４３】
コンポジット基板１１０上における３つの発光部１２０の各々には、ＬＥＤチップ１が各１個実装されている。これについて、図５（ｂ）の部分断面図を用いて説明する。
図５（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ１は、コンポジット基板１１０における凹部１１１の底面に実装されている。ＬＥＤチップ１は、コンポジット基板１０に対してフリップチップ実装されており、放熱性に優れている。そして、ＬＥＤチップ１が実装された凹部１１１の周囲には、これを取り囲むようにアルミ製の反射ミラー１５０が形成されている。反射ミラー１５０で囲まれた凹部１１１の内方には、樹脂層１６０が充填され、これによってＬＥＤチップ１が封止されている。樹脂層１６０の構成材料としては、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。
【００４４】
また、反射ミラー１５０およびＬＥＤチップ１を覆う樹脂層１６０は、その全体がレンズ層１７０により被覆されている。レンズ層１７０には、モールドによる一体成形が可能な樹脂材料や、あるいはガラス材料を用いることができる。ＬＥＤモジュール１００の内部構造について、図５（ａ）のＡ−Ａ断面である図５（ｂ）を用いて説明する。
図５（ｂ）の拡大部分に示すように、ＬＥＤチップ１は、そのｐ型電極２６およびｎ型電極２７がコンポジット基板１１０における配線層１１４に接続されている。配線層１１４の表面は、Ａｕメッキが施されているとともに、各電極２６、２７と配線層１１４との間には、Ａｕ層１８０が介挿されているが、これは、ＬＥＤチップ１をコンポジット基板１１０にフリップチップ実装する際に配線層１１４の上に配したＡｕバンプである。
【００４５】
図５（ｂ）の拡大部分に示すように、コンポジット基板１１０は、厚さ１（ｍｍ）のアルミ層１１２と、その上に順に積層されたアルミナコンポジット絶縁層１１３、銅の配線層１１４から構成されている。また、図５では、図示していないが、配線層１１４の上にアルミナコンポジット絶縁層１１５が積層されている（図６参照。）。
アルミナコンポジット絶縁層１１３、１１５の層厚さは、１００（μｍ）であり、配線層１１４の層厚さは、２５（μｍ）である。
【００４６】
ＬＥＤチップ１におけるｐ型電極２６およびｐ型電極２７は、上記配線層１１４にフリップチップ実装されている。この内、上記図１におけるカソード電極５０とアノード電極６０とが接続される配線層１１４の所定のパッドは、それぞれ端子１３０、１４０に電気的に繋がっている。これより、ＬＥＤモジュール１００の駆動時においては、配線層１１４を介してＬＥＤチップ１に電力が供給される。
【００４７】
本発明の実施の形態に係るＬＥＤモジュール１００には、３つの発光部１２０を備えるが、全てが上述のような構造を有する。
なお、隣り合う発光素子部２０におけるｐ型電極２６とｎ型電極２７との間は、上述のようにブリッジ配線４０により接続されているが、コンポジット基板１１０への実装によっても接続されるようになっている。これは、ＬＥＤチップ１内における接続の確実性を向上させる目的と、発光駆動時にＬＥＤチップ１で生じた熱を確実にコンポジット基板１１０の側に逃がすためである。
【００４８】
（コンポジット基板１１０へのＬＥＤチップ１の実装）
次に、コンポジット基板１１０に対してＬＥＤチップ１を実装する方法について、図６および図７を用いて説明する。
図６に示すように、コンポジット基板１１０には、ＬＥＤチップ１を実装しようとする領域において、最上層のアルミナコンポジット絶縁層１１５が除去されている。実装される側のコンポジット基板１１０は、図７（ａ）に示すように、３つのＬＥＤチップ１ａ、１ｂ、１ｃが実装され得る領域を有し、配線層１１４により各々の正負極が端子１３０および端子１４０に接続されるようになっている。
【００４９】
図７（ｂ）に示すように、各ＬＥＤチップ１ａ、１ｂ、１ｃが実装される領域における配線層１１４は、ＬＥＤチップ１の３５の発光素子部２０に対応するカソードパッド１１５１、アノードパッド１１５２、アイランドパッド１１５３にパターニングされている。この内、カソードパッド１１５１、アノードパッド１１５２が上述のように端子１３０、１４０に接続されている。また、それぞれのパッド１１５１〜１１５３上には、Ａｕバンプ１８０が打たれている。
【００５０】
なお、アイランドパッド１１５３は、上述のように、隣り合う発光素子部２０におけるｐ型電極２６とｎ型電極２７との接続性を高める役割と、高い効率をもってＬＥＤチップ１で生じた熱をコンポジット基板１１０に逃がすという役割を担う。コンポジット基板１１０に伝達された熱は、配線層１１４およびアルミナコンポジット絶縁層１１３を介して、アルミ層１１２から放熱される。即ち、アイランドパッド１１５３は、それぞれが独立して形成されているものであるが、上記の２つの重要な役割を担うものである。
【００５１】
図６に戻って、コンポジット基板１１０にＬＥＤチップ１をフリップチップ実装する場合には、真空コレット５００でＬＥＤチップ１における被膜７０が形成された面を吸着し、ＬＥＤチップ１をコンポジット基板１の配線層１１４上におけるＡｕバンプ１８０に電極２６、２７が接触するまで下降させる。次に、電極２６、２７がＡｕバンプ１８０に押しつけられた状態を維持しながら、真空コレット５００から超音波を印加する。この超音波の印加を受けて、Ａｕバンプ１８０が軟かい状態となり、超音波の印加を停止することで実装が完了する。
【００５２】
ここで、図６の拡大部分に示すように、ＬＥＤチップ１における真空コレット５００が吸着する面には、被膜７０が形成されている。上記のように吸着面である被膜７０表面は、略平坦であるので、真空コレット５００による確実な吸着が可能であり、また、この面を介しての真空コレット５００からの超音波印加に際しても、そのエネルギロスが少ない。
【００５３】
さらに、被膜７０は、超音波印加時におけるノンドープＧａＮ基板１０の凹部１１を破壊から保護するという機能も果たす。
（ＬＥＤモジュール１００を備える照明装置２００）
次に、ＬＥＤモジュール１００を備える照明装置２００について、図８および図９を用いて説明する。図８は、照明装置２００の外観斜視図および下面図を示し、図９は、ＬＥＤモジュール１００の取り付けに係る展開図を示す。
【００５４】
図８（ａ）に示すように、ラッパ状の器具２１０と、その内方に取り付けられるＬＥＤモジュール１００とから構成されている。器具２１０には、商用電源から供給された交流電力（例えば、１００Ｖ、５０／６０Ｈｚ）をＬＥＤモジュール１００を発光駆動するのに必要とされる直流電力に変換する電力変換回路（不図示）を備えている。
図８（ｂ）に示すように、照明装置２００におけるＬＥＤモジュール１００は、器具２１０の内方の取り付け面にコンポジット基板１１０のアルミ層１１２が密着する状態に配されている。
【００５５】
次に、図９に示すように、器具２１０におけるＬＥＤモジュール１００の取り付け面には、ＬＥＤモジュール１００のコンポジット基板１１０の形状に合わせた円形の凹部２１１が形成されている。凹部２１１は、その底面が略平坦になっており、内側壁の開口部よりの部分には雌ネジ（不図示）が設けられている。また、この雌ネジと底面との間における内側壁からはガイド２１２およびフレキシブル端子２１３、２１４が突設されている。これらのガイド２１２、フレキシブル端子２１３、２１４の配置は、ＬＥＤモジュール１００における切り欠き部１１０ａおよび端子１３０、１４０の位置に対応している。また、器具２１０の凹部２１１の底面中央には、ガイドピン２１５が立設されている。
【００５６】
なお、フレキシブル端子２１３、２１４については、器具２１０における凹部２１１の底面には接合されておらず、また、折り曲げ自由な構成を有する。そして、凹部２１１に対してＬＥＤモジュール１００を挿入する際には、前もって両フレキシブル端子２１３、２１４を、ＬＥＤモジュール１００をはめ込む前に凹部２１１の内側壁に沿うように折り曲げておく。
【００５７】
このような構造の器具２１０に対してＬＥＤモジュール１００を装着するには、まずガイド２１２をＬＥＤモジュール１００のガイド孔に挿入し、且つガイドピン２１５に切り欠き部１１０ａを沿わせて、ＬＥＤモジュール１００を器具２１０の底面に向けてはめ込んでゆく。そして、器具２１０の凹部２１１の底面にＬＥＤモジュール１００が載置されたところで、先に凹部２１１の内側壁に沿うように折り曲げたフレキシブル端子２１３、２１４を、ＬＥＤモジュール１００の端子１３０、１４０の各々と接続されるようにクランク状に折り返す。その後、ＬＥＤモジュール１００の外周縁にＯ−リング２２０を載置し、これを挟み込むようにリング状ネジ２３０を凹部２１１の内周壁に設けられた雌ネジに螺合させる。リング状ネジ２３０が完全に螺合しきった時点で、器具２１０へのＬＥＤモジュール１００の装着が完了する。
【００５８】
なお、本実施の形態に係る照明装置２００では、放熱効果を高めるために、ＬＥＤモジュール１００の裏面と器具２１０における凹部２１１の底面との間にシリコングリスを塗布している。また、器具２１０の笠部分における内壁面には、ＬＥＤモジュール１００からの光を高い効率で外部に取り出すために、高反射加工が施されている。
上記のように構成された照明装置２００では、商用電源から供給された交流電力が器具内の電力変換回路で直流電力に変換された後、端子１３０、１４０を通してＬＥＤモジュール１００に電流１５０（ｍＡ）が供給される。供給されたＬＥＤモジュール１００では、３つの発光部１２０がそれぞれ白色光を発する。そして、このときＬＥＤチップ１で生じる熱は、コンポジット基板１１０におけるアルミ層１１２を介して器具２１０に逃がされる。よって、この照明器具２００では、発光駆動を長時間持続した場合にも、ＬＥＤチップ１の劣化が抑制され、またその発光効率も高く維持される。
【００５９】
また、器具２１０の笠部分に施された高反射加工によって、照明装置２００からは、ＬＥＤモジュール１００から出射された白色光の内の９０（％）以上の光が取り出される。
本実施の形態に係る照明装置２００が出射する白色光のスペクトル分布を、図１０に示す。図１０に示すように、本実施の形態に係る照明装置２００は、色温度５４００（Ｋ）、平均演色７０のスペクトルの白色光を出射し、発光スペクトルは、波長４６０（ｎｍ）近傍および５６０（ｎｍ）近傍で相対強度のピークを示す。この内、波長４６０（ｎｍ）近傍では、鋭いピークを示す。また、全光束１０００（ｌｍ）、中心光度２０００（ｃｄ）であった。
【００６０】
なお、本実施の形態に係る照明装置２００では、（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ）×６発光層２３から出射される青色光と被膜７０で励起発光する黄色光とを合成して白色光を得ているために、平均演色評価数が７０程度であるが、例えば、赤色光を出射するＣａーＡｌーＳｉーＯ−Ｎ系オキシナイトライド蛍光ガラスなどを被膜７０に含有させれば、平均演色評価数を改善することも可能である。
【００６１】
（ＬＥＤチップ１およびこれを備えるＬＥＤモジュール１００、照明装置２００の優位性）
上記のように本実施の形態に係るＬＥＤチップ１は、光の出射側であるノンドープＧａＮ基板１０の表面に凹部１１が形成され、さらにこれを覆うように被膜７０が形成されている。よって、上記図６のように、コンポジット基板１１０に対してＬＥＤチップ１をフリップチップ実装する際に、ノンドープＧａＮ基板１０の凹部１１が確実に保護される。また、フリップチップ実装時において、真空コレット５００でＬＥＤチップ１を確実に吸着することができ、実装時の位置ずれを生じにくい。さらに、被膜７０によって真空コレット５００からの超音波の印加に際しても、印加した超音波エネルギが真空コレット５００とＬＥＤチップ１との間で弱められることがなく、確実な実装が実現される。
【００６２】
このようなＬＥＤチップ１を備えるＬＥＤモジュール１００、さらには照明装置２００では、ＬＥＤチップ１におけるノンドープＧａＮ基板１０の凹部１１が確実に保護されていることから高い光取り出し効率が得られ、且つ実装に際しての確実な接合性が得られることから、高い発光効率を有する。
なお、本実施の形態に係るＬＥＤチップ１は、出射側に電極などの光を遮るものがないので、照射面に障害物の影が現れるようなことがないという優位性も備える。
（実施の形態２）
実施の形態２においても、半導体発光装置としてのＬＥＤチップ３を一例に説明を進めてゆく。
【００６３】
（ＬＥＤチップ３の構成）
本実施の形態に係るＬＥＤチップ３は、上記図１で示したＬＥＤチップ１と類似した外観形状を有する。即ち、各々が２８５（μｍ）×４００（μｍ）の発光素子部３２０が７×５のマトリクス状に配され、ＬＥＤチップ３全体のサイズが２（ｍｍ）×２（ｍｍ）である。以下では、ＬＥＤチップ３の構成について、ＬＥＤチップ１との相違点を主におき、図１１を用いて説明する。図１１では、（ａ）にＬＥＤチップ３の一部断面を示し、（ｂ）に後述する被膜３７０を除去した状態でのＬＥＤチップ３の上面図を示す。
【００６４】
図１１（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ３は、ノンドープ４Ｈ−ＳｉＣ基板３１０の上に、ＡｌＧａＮバッファ層３２１（厚さ３０ｎｍ）、ｎ−Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層３２２（Ｓｉドープ量３×１０１８ｃｍ−３、厚さ１．５μｍ）、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ（３ｎｍ）／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ（５ｎｍ）×５発光層３２３、ｐ−Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層３２４（Ｍｇドープ量３×１０１９ｃｍ−３、厚さ２００ｎｍ）、ｐ−ＧａＮコンタクト層３２５（Ｍｇドープ量３×１０１９ｃｍ−３、厚さ５００ｎｍ）が順に積層され構成されている。この内、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ×５発光層３２３は、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ５周期の多重量子井戸発光層を意味し、ＬＥＤチップ３の発光駆動時において、波長３８０（ｎｍ）の近紫外光を出射する。
【００６５】
また、ノンドープ４ＨーＳｉＣ基板３１０は、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ×５発光層３２３と略同等の２．３前後の屈折率を有する。
分離溝３３０、ｎ型電極３２７、Ｓｉ３Ｎ４膜３２８およびブリッジ配線３４０などの構成については、上記ＬＥＤチップ１と同様であるので、説明を省略する。
図１１（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ３におけるノンドープ４ＨーＳｉＣ基板３１０の下面には、凹部が形成されておらず、Ｎｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕ層３８０が形成されている。また、ｐ−ＧａＮコンタクト層３２５の上には、Ｎｉ／Ａｕからなるｐ型電極３２６が形成されているが、これらｐ−ＧａＮコンタクト層３２５の層表面からｐ型電極３２６を貫く複数の凹部３２６ａが形成されている。これについて、図１１（ｂ）を用いて説明する。
【００６６】
図１１（ｂ）に示すように、凹部３２６ａは、１（μｍ）周期を有して形成された円形状を有するものであり、上述の通り、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ×５発光層３２３からの出射光を散乱あるいは透過し易くする機能を果たす。この凹部３２６ａは、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ×５発光層３２３から出射された近紫外光の出射領域であるｐ型電極３２６の形成領域全体にわたる。
【００６７】
図１１（ａ）に戻って、ＬＥＤチップ３における上面（電極３２６、３２７形成側表面）は、透光性を有する被膜３７０で全体が覆われている。ただし、図示はしていないが、上記図１のカソード電極５０およびアノード電極６０に相当する部分には、被膜３７０の形成はない。
被膜３７０は、透光性を有する硬質シリコーン樹脂を主成分とし、凹部３２６ａを完全に埋め込み、且つ表面が略平坦となるように形成されており、膜厚さ５０（μｍ）を有している。また、被膜３７０の中には、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ×５発光層３２３から出射される近紫外光で励起発光する蛍光体や、ＳｉＯ２の微粒子などが分散された状態で含有されている。この蛍光体の選択については、上記近紫外光により励起され、結果的にＬＥＤチップ３から白色光が出射されるようなものとすればよく、例えば、以下のような組み合わせを採用することができる。
（例１）近紫外光で励起され青色光を放つ青色蛍光体＋近紫外光で励起され緑色光を放つ緑色蛍光体＋近紫外光で励起され赤色光を放つ赤色蛍光体
（例２）（上記例１の組み合わせ）＋近紫外光で励起され黄色光を放つ黄色蛍光体
（例３）近紫外光で励起され青色光を放つ青色蛍光体＋近紫外光で励起され黄色光を放つ黄色蛍光体
（例４）（上記例３の組み合わせ）＋近紫外光で励起され赤色光を放つ赤色蛍光体
（例５）近紫外光で励起され青色光を放つ青色蛍光体＋青色蛍光体が放つ青色光で励起され緑色光を放つ緑色蛍光体＋青色蛍光体が放つ青色光で励起され赤色光を放つ赤色蛍光体
（例６）近紫外光で励起され青色光を放つ青色蛍光体＋青色蛍光体が放つ青色光で励起され緑色光を放つ緑色蛍光体＋緑色蛍光体が放つ緑色光で励起され赤色光を放つ赤色蛍光体
なお、上記については、あくまでも例示であり、最終的にＬＥＤチップ３から白色光が得られる組み合わせであれば、これに限定を受けるものではない。
【００６８】
また、上記例示においては、青色光は、４００（ｎｍ）以上５００（ｎｍ）以下の範囲の波長領域に主発光ピークを有する光、緑色光は、５００（ｎｍ）以上５５０（ｎｍ）以下の範囲の波長領域に主発光ピークを有する光、赤色光は、６００（ｎｍ）以上６８０（ｎｍ）以下の範囲の波長領域に主発光ピークを有する光、黄色光は、５５０（ｎｍ）以上６００（ｎｍ）以下の範囲の波長領域に主発光ピークを有する光を示すものである。
【００６９】
具体的には、以下のような蛍光体を用いることができる。
青色蛍光体；（Ｂａ、Ｓｒ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋
（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）１０Ｍｇ（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋
緑色蛍光体；ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、Ｍｎ２＋
（Ｂａ、Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
Ｙ３（Ａｌ、Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋
黄色蛍光体；（Ｙ、Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋
（Ｓｒ、Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
赤色蛍光体；Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋
ＣａＳ：Ｅｕ２＋
また、被膜３７０に含有される物質の内、ＳｉＯ２は、中心粒径が数１０（ｎｍ）〜数１００（ｎｍ）の超微粒子である。含有する微粒子については、上記で示したＳｉＯ２以外に、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＳｎＯ２、Ｔａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ３、ＢａＳＯ４、ＺｎＳ、Ｖ２Ｏ５などや、あるいはこれらを混合したものを用いることもできる。
【００７０】
このような構成を有するＬＥＤチップ３では、上記図２（ｂ）と同様に、３５の発光素子部３２０が直列接続された回路構成を有し、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ×５発光層３２３からの近紫外光が被膜３７０で白色光に変換され、図１１（ａ）における上面側より出射される。ＬＥＤチップ３の動作電圧は、放熱を確保した状態で５０（ｍＡ）の電流を供給したとき、１２０（Ｖ）である。
【００７１】
（ＬＥＤチップ３の製造方法）
次に、ＬＥＤチップ３の製造方法について、図１２を用いて説明する。なお、ＬＥＤチップ３の製造にあっては、使用材料の違いはあるものの、上記図４（ｆ）の段階まで、ＬＥＤチップ１の製造方法と重複するので、以下では、それ以降の部分について説明する。
図１２（ａ）には、ｐ型電極３２６、ｎ型電極３２７の形成までが完了した状態を示す。
【００７２】
次に、図１２（ｂ）に示すように、ノンドープ４ＨーＳｉＣ基板３１０の下面側を、厚さが１５０（μｍ）となるまで研磨し、その免状に蒸着方を用いて、Ｎｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕ層３８０を形成する。
図１２（ｃ）に示すように、ｐ型電極３２６の形成領域に対して、エッチングによって、上記図１１（ｂ）に示すパターンで凹部３２６ａを形成する。このとき、凹部３２６ａの底面は、ｐ−ＧａＮコンタクト層３２５の層表面である。凹部３２６ａは、上述のように、周期が１（μｍ）で、開口形状が円形である。
【００７３】
そして、チップの上面の全体に蛍光体を含有するシリコーン樹脂を塗布し、これを１５０（℃）の温度で加熱硬化させることで被膜３７０が形成される。なお、シリコーン樹脂の塗布にあたっては、凹部３２６ａの内方に気泡などが残らないようにする。なお、カソード電極およびアノード電極に相当する箇所については、シリコーン樹脂が塗布されないようにマスクしておく。
【００７４】
最後に、ラップ・ポリッシュを用いて、厚みが５０（μｍ）となるまで研磨した後、ダイシングにより、個々のＬＥＤチップ３を切り出して製造が完了する。
（ＬＥＤモジュールの構成）
ＬＥＤチップ３を備えるＬＥＤモジュールの構成について、図１３を用いて説明する。図１３では、（ａ）に当該ＬＥＤモジュールの一部断面図、（ｂ）にＬＥＤチップ３と配線層４１４との接続状態図を示す。
【００７５】
図１３（ａ）に示すように、ＬＥＤモジュールは、凹部４１１（開口径：φ３ｍｍ）が設けられたセラミックス基板４１０と、この凹部４１１の底面に接合されたＬＥＤチップ３とを主な要素として構成され、セラミック基板４１０の上であって、凹部４１１を取り囲むようにアルミ製の反射ミラー４５０（厚さ：０．５ｍｍ、上部開口径：４ｍｍ）が取り付けられている。そして、反射ミラー４５０で取り囲まれた凹部４１１の内部には、ＬＥＤチップ３の固定を確実にするための樹脂層４６０が充填されている。樹脂層４６０の上面は、反射ミラー４５０の上面と略面一となっており、これらの上面を覆うようにレンズ層４７０が形成されている。
【００７６】
図１３（ａ）に示すように、セラミックス基板４１０は、積層構造を有した直径φ５（ｃｍ）の基板であり、下から順に、厚さ０．５（ｍｍ）のＡｌＮ層４１２、厚さ２５（μｍ）の銅あるいはタングステンからなる配線層４１４、さらにその上にセラミックス層４１５が積層された形態を有する。そして、凹部４１１においては、一番上層のセラミックス層４１５が除去されており、配線層４１４は、カソード電極側とアノード電極側とに二分するようにパターニングされている。そして、凹部４１１により露出された配線層４１４の部分（パッド部）では、その表面にＡｕメッキが施されている。また、図示はしていないが、セラミックス基板４１０の下面は、放熱特性を向上させるためにＡｕメッキが施されている。
【００７７】
なお、セラミックス基板４１０には、ＡｌＮ層４１２の代わりとして、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ダイヤモンドなどを材料とする層が形成されたものを用いることもできる。
ＬＥＤチップ３は、セラミックス基板４１０の凹部４１１の底面に載置されているが、Ｎｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕ層３８０とセラミックス基板４１０の配線層４１４との間にはＡｕ層４８０が介挿されている。これは、上述の通り、チップ実装の際にあらかじめ配線層４１４に設けたＡｕバンプである。図１３（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ３は、凹部４１１の内側壁の対向する二方から延出された２つの舌状のパッド（カソードパッド４１４ａ、アノードパッド４１４ｂ）の内、大きな面積を有するカソードパッド４１４ａの上に接続されている。そして、ＬＥＤチップ３におけるカソード電極３５０、アノード電極３６０は、それぞれカソードパッド４１４ａ、アノードパッド４１４ｂとボンディングワイヤ４８１、４８２で接続されている。
【００７８】
なお、本実施の形態においては、ワイヤーボンディングによってＬＥＤチップ３とセラミックス基板４１０上の各パッド４１４ａ、４１４ｂとを接続しているが、ワイヤーボンディングで電気的に接続する代わりに、ＬＥＤチップ３に貫通孔を設け、そこに金属を埋め込み、ＬＥＤチップ３の裏面に電極を設けて、バンプやハンダなどでパッドと接続してもよい。
【００７９】
反射ミラー４５０、樹脂層４６０、レンズ層４７０などについては、上記ＬＥＤチップ１と同一の構成をとるので、説明を省略する。
また、図では示していないが、本実施の形態に係るＬＥＤモジュールは、ＬＥＤチップ３の構成および接続形態を除き、上記図５と同一の構成を有する。そして、これを備える照明器具については、上記図８と同一の構成を有してもよいし、その他の構成とすることもできる。
【００８０】
本実施の形態に係るＬＥＤチップ３を備える照明装置では、ＬＥＤモジュールに１５０（ｍＡ）の直流電力が供給されることによって、色温度４６００（Ｋ）、平均演色評価数９０の白色光を出射する。この照明装置における全光束は１０００（ｌｍ）であり、中心光度は２０００（ｃｄ）である。本実施の形態に係る照明装置の出射する白色光の発光スペクトルを図１４に示す。
【００８１】
図１４に示すように、６２０（ｎｍ）あたりの波長領域において、相対強度の鋭いピークを有する。また、４５０（ｎｍ）〜６２０（ｎｍ）にかけての波長領域では、比較的高い相対強度を有する。
（ＬＥＤチップ３およびこれを備えるＬＥＤモジュール、照明装置の優位性）
本実施の形態に係るＬＥＤチップ３は、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ／Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ×５発光層３２３から出射された近紫外光の出射側となるｐ型電極３２６側に凹部３２６ａが設けられており、これを覆うように被膜３７０が形成されている。このＬＥＤチップ３をセラミックス基板４１０にチップ実装する際には、被膜３７０の表面を真空コレットで吸着し、これをセラミックス基板４１０に押しつけた後に、超音波を印加するのであるが、被膜３７０の形成により真空コレットによる吸着が確実に行え、また超音波印加の際にそのエネルギがｐ型電極３２６の凹部３２６ａでロスすることがなく、確実な接合を実施できる。また、凹部３２６ａでの超音波のロスが少なく、また、凹部３２６ａの表面が被膜３７０によって保護されていることから、チップ実装時における超音波の印加により凹部３２６ａが破壊されることもない。これらの事柄については、上記実施の形態１と同様である。
【００８２】
以上のような優位性をＬＥＤチップ３は有しているので、これを備えるＬＥＤモジュールおよび照明装置では、上記実施の形態１と同様に、高い光取り出し効率が得られ、且つ、実装に際して確実な接合性が得られることから優れた放熱性を有する。よって、ＬＥＤモジュールおよび照明器具では、高い発光効率と長寿命という優位性を有する。
また、一般に、本実施の形態のＬＥＤチップ３のように片面にｐ型電極３２６、ｎ型電極３２７を配するような場合には、ｎ型電極３２７部分の発光層を除去する必要があるために、その分だけ発光面積が狭くなることが避けられない。しかし、本実施の形態のＬＥＤチップ３では、ＬＥＤチップ３内でブリッジ配線３８０を用いて個々の発光素子部間を接続しているので、ボンディングワイヤやバンプを用いて個々の発光素子部間を接続する場合に比べて、ｎ型電極３２７の面積を十分狭くすることができる（例えば、１００μｍ角程度に対して、１０μｍ角程度まで可能。）。よって、ＬＥＤチップ３では、ｎ型電極３２７の面積を狭くした分、発光層が下層に形成されているｐ型電極３２６の面積を広くとることができ、発光面積を広くすることができる。
【００８３】
例えば、ＬＥＤチップにおける個々の発光素子部の面積が２８５（μｍ）×４００（μｍ）であり、接合代が周囲２５（μｍ）の範囲とした場合には、その実効面積は、８２２５０（μｍ２）となる。そして、ｎ型電極の面積が１０×１０（μｍ２）の本実施の形態に係るＬＥＤチップ３の発光素子部１個あたりの発光面積は、８２２５０−１０×１０＝８２１５０（μｍ２）となる。同様に計算すると、上記１００×１００（μｍ２）の面積のｎ型電極を有する従来のＬＥＤチップにおける発光素子部１個あたりの発光面積は、７２２５０（μｍ２）となる。これらを比較すると、本実施の形態に係るＬＥＤチップ３では、従来のものに比べて、その発光面積を１．１３倍とすることができる。
【００８４】
また、発光面積を広くすると、チップに同じ電流を流した場合に電流密度を減らすことができるので、発熱を抑制することができるし、同じ電流密度になるまで電流を増加させれば、光量を増加させることができる。
以上のことから、本実施の形態に係るＬＥＤチップ３のように、チップ上において、ブリッジ配線を用いて発光素子間を接続する場合には、発光素子１個からなるＬＥＤチップをワイヤボンディングやバンプで接続する場合に比べて、トータルとしてのチップ面積を同一とした場合にも発光面積を増やすことができるという優位性を有する。
【００８５】
なお、本実施の形態に係るＬＥＤチップ３においては、基板としてノンドープ４Ｈ−ＳｉＣ基板３１０を用いたが、これの代わりに、ｎ−ＳｉＣ基板上にＡｌＧａＮ層などの高抵抗層を形成した基板を用いることもできる。その場合には、高抵抗層が残るように分離溝を形成する必要がある。
また、ＬＥＤチップ３の内部において、カソード電極をｎ−ＳｉＣ基板に接続しておくようにすれば、カソードパッドとの間におけるボンディングワイヤを省略することができる。
【００８６】
このようにノンドープ４Ｈ−ＳｉＣ基板の代わりにｎ−ＳＩＣ基板を用いた場合には、ｎ−ＳｉＣ基板が金属並みの高い熱伝導性を有していることから、発光層を上にして実装した場合にも、発生した熱を実装基板に放熱させることができる。
また、熱伝導性では劣るものの、サファイア、ＡｌＮ、Ｓｉなどを基板に用いることも可能である。
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係るＬＥＤ表示装置６の構成について、図１５を用いて説明する。
【００８７】
図１５（ａ）に示すように、本実施の形態に係るＬＥＤ表示装置６は、コンポジット基板６１の主表面上の一部領域に、反射ミラー６２、レンズ６３が順に積層され、この領域に１６行１６列の合計２５６個の発光部６６が形成された構成を有している。また、コンポジット基板６１の主表面上における他の領域には、当該ＬＥＤ表示装置６とこれを駆動するための駆動回路との接続のための接続端子６４、６５が形成されている。これら接続端子６４、６５の各々は、コンポジット基板６１の内層に形成された配線層６１５、６１６によって、各発光部６６を構成するＬＥＤチップ６７に接続されている（図１５（ｂ）参照）。
【００８８】
図１５（ｂ）に示すように、ＬＥＤ表示装置６における各発光部６６は、コンポジット基板６１の主表面上に配された導電ランド６１７にＬＥＤチップ６７がバンプ６８をもって接合された構成、所謂、ＬＥＤチップ６７がコンポジット基板６１にフリップチップ実装された構成を有している。そして、ＬＥＤチップ６７を取り囲むように反射ミラー６２が配置され、これら全体を覆うようにレンズ６３が形成されている。
【００８９】
コンポジット基板６１は、１層の金属層６１１とこれに積層された３層の絶縁層６１２〜６１４とからなり、絶縁層６１２、６１３間に配線層６１６、絶縁層６１３、６１４間に配線層６１５がそれぞれ形成された構成を有している。なお、導電ランド６１７と各配線層６１５、６１６との間は、ビアホールで接続されている。
図１５（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ６７は、図２に示すＬＥＤチップ１における各発光素子部２０と同一の構造を有している。そして、図１５（ｂ）の拡大部分に示すように、ノンドープＧａＮ基板６７１の光取り出し面側（図では、上面側）には、微少な四角断面の凹部６７１１（例えば、１μｍ周期で形成された凹部）が表面全体にわたって形成されている。
【００９０】
ノンドープＧａＮ基板６７１の表面上には、凹部６７１１を埋めるように被膜６７２が形成されている。この被膜６７２は、上記実施の形態１と同様に、透光性を有するポリイミド樹脂を主成分として形成されており、中に（Ｓｒ、Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋などの黄色蛍光体とＳｉＯ２などの超微粒子が分散した状態で含有されており、薄い部分（凹部６７１１のない部分）での厚みが８０（μｍ）となるように、且つ、表面が略平坦となるように形成されている。これらの被膜６７２の構成などについては、上記実施の形態１と同様である。
【００９１】
本実施の形態３に係るＬＥＤ表示装置６では、上記実施の形態１と同様に、コンポジット基板６１に対してＬＥＤチップ６７をフリップチップ実装する際の凹部６７１１の確実な保護、また、ＬＥＤチップ６７を実装する際の位置ずれを生じ難くすることができる。さらに、被膜６７２によって真空コレットからの超音波の印加に際しても、印加した超音波エネルギが真空コレットとＬＥＤチップ６７との間で弱められることがなく、確実な実装が実現される。
【００９２】
このような構成を有するＬＥＤ表示装置６では、ＬＥＤチップ６７におけるノンドープＧａＮ基板６７１の凹部６７１１が確実に保護されていることから高い光取り出し効率が得られ、且つ実装に際しての確実な接合性が得られることから、高い発光効率を有する。
なお、本実施の形態に係るＬＥＤ表示装置６は、一例を示すものであって、本発明がこれに限定されるものでない。例えば、コンポジット基板６１の代わりに、ＴＦＴ基板などを用いることもできる。
（実施の形態４）
以下では、実施の形態４について、図１６を用いてその構成を説明する。本実施の形態では、垂直面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ；Vertical Cavity Surface Emitting Laser）装置を一例として用い説明する。
【００９３】
図１６（ａ）に示すように、本実施の形態に係る垂直面発光レーザ装置（以下では、「ＶＣＳＥＬ装置」と記載する。）７は、ＳｉＣ基板７１の一方の主面（図１６（ａ）での下面）に、カソード電極７２が配され、他方の主面上（図１６（ａ）での上面）の一部領域に蛍光体層７４が形成され、同じ主面上の残りの領域にはアノード電極７５が配されている。この内、ＳｉＣ基板７１における蛍光体層７４で覆われた部分には、合計３６箇所の垂直面発光レーザ（以下では、ＶＣＳＥＬ）セル部７３が形成されている。そして、一部切り欠き部分に示すように、各ＶＣＳＥＬセル部７３のアノード電極部７３８（図１６（ｂ）参照）とＳｉＣ基板７１の主面上に配されたアノード電極７５とは、Ａｌブリッジ配線７６によって接続されている。
【００９４】
図１６（ｂ）に示すように、ＶＣＳＥＬ装置７のＣ−Ｃ断面では、６つのＶＣＳＥＬセル部７３が形成されている。同図の拡大部分に示すように、ＶＣＳＥＬセル領域７３は、ＳｉＣ器板７１をベースとして蛍光体層７４が形成されたのとは反対側の主面に配されたカソード電極７２と、蛍光体層７４が形成された側の主面上に次のような層が積層され構成されている。ＳｉＣ基板７１上には、半導体ＤＢＲ層７３１、ｎクラッド層７３２、多重量子井戸構造の活性層（以下では、「ＭＱＷ層」と記載する。）７３３、ｐクラッド層７３４が順に積層され、これらの積層構造部分を取り囲むように、ＳｉＮパッシべーション膜７３５およびアノード電極部７３６が形成されている。そして、ｐクラッド層７３４の表面上であってアノード電極部７３６で取り囲まれた領域には、ＩＴＯ層７３７、誘電体ＤＢＲ層７３８が順に積層されている。
【００９５】
このようにＶＣＳＥＬ装置７における各ＶＣＳＥＬセル部７３は、ＳｉＣ基板７１、カソード電極７２および上記複数の構成要素７３１〜７３８により構成される。また、上述のように、本実施の形態に係るＶＣＳＥＬ装置７では、ＶＣＳＥＬセル部７３が形成された部分全体が蛍光体層７４で覆われた構成を有するところに特徴を有する。即ち、上記実施の形態１〜３と同様に、ＶＣＳＥＬセル部７３の全体を蛍光体層７４で被覆することによって、当該ＶＣＳＥＬ装置７を実装しようとする際に、各ＶＣＳＥＬセル部７３のアノード電極部７３６などがダメージを受けることがなく、また、実装の確実性も高いものである。また、その他にも、上記実施の形態１、２と同様の効果を得ることができる。
【００９６】
次に、本実施の形態に係るＶＣＳＥＬ装置７の製造方法について、図１７および図１８を用いて説明する。なお、図１７および図１８では、便宜上、１つのＶＣＳＥＬセル部７３について図示している。
図１７（ａ）に示すように、ＳｉＣ基板７１の一方の主表面上に、半導体ＤＢＲ層７３１、ｎクラッド層７３２、ＭＱＷ層７３３、ｐクラッド層７３４を順に積層する。
【００９７】
図１７（ｂ）に示すように、ｐクラッド層７３４の表面上における一部領域、具体的にはＶＣＳＥＬセル部７３を形成しようとする領域にマスク（不図示）を形成し、ｎクラッド層７３２をストッパ層とするエッチングを行う。これにより、ｎクラッド層７３２の表面の一部領域において、凸状にＭＱＷ層７３３およびｐクラッド層７３４が残る。
図１７（ｃ）に示すように、半導体ＤＢＲ層７３１とｎクラッド層７３２とを上記エッチングに残ったＭＱＷ層７３２およびｐクラッド層７３４よりもやや断面サイズが大きくなるようにエッチングする。この後に、図１７（ｄ）に示すように、ＳｉＣ基板７１の表面上からｎクラッド層７３４の表面上における一部にまで続く状態で、Ａｌブリッジ配線７６を形成する。
【００９８】
図１８（ｅ）に示すように、Ａｌブリッジ配線７６およびｎクラッド層７３２の残る表面、さらにはｐクラッド層７３４の表面の一部領域までを覆うように、ＳｉＮパッシベーション膜７３５を形成する。
次に、図１８（ｆ）に示すように、ＳｉＮパッシベーション膜７３５の表面上の一部領域およびｐクラッド層７３４の一部領域に対してアノード電極部７３６の形成を行う。
【００９９】
図１８（ｇ）に示すように、ｐクラッド層７３４の表面上におけるアノード電極部７３６で取り囲まれた領域にＩＴＯ層７３７および誘電体ＤＢＲ層７３８を順に積層する。そして、図１８（ｈ）に示すように、ＳｉＣ基板７１のもう一方の主表面全体にカソード電極７２を形成する。
なお、図示を省略するが、図１８（ｈ）に示す工程の後に、上記各構成要素７３１〜７３８が形成されたＳｉＣ基板７１の表面上における所要部分に蛍光体層７４の形成を行う。最後に、図１６に示す単位にＳｉＣ基板７１を切り分けることで、ＶＣＳＥＬ装置７におけるＶＣＳＥＬセル部７３の形成が完了する。
【０１００】
ここで、上述のように、ＶＣＳＥＬ装置７の製造においては、ＶＣＳＥＬセル部７３の形成領域全体を覆うように、蛍光体層７４の形成を行う。蛍光体層７４の形成においては、その表面が略平坦となるようにする。このため、ＶＣＳＥＬ装置７については、上述のように、基板等に別途実装するのであるが、その際にも蛍光体層７４の表面を用いてチップ実装等を実施することができるので、上記優位性を有する。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、ＶＣＳＥＬ装置を一例としたが、略同一構成を有する共鳴共振型面発光ダイオード（ＲＣ−ＬＥＤ）装置などに適用しても同様の効果を奏することができる。
（その他の事項）
上記実施の形態１〜４は、本発明の構成および作用における特徴を説明するために、その一例として用いたものであり、本発明は、これらに何ら限定を受けるものではない。例えば、本実施の形態１、２では、発光層からの出射光とこれによって励起する蛍光体の励起光との合成によって、各々の発光部１２０から白色光を出射する構成としたが、単色のＬＥＤモジュール、あるいは単色のＬＥＤ光を合成して白色光を得るようにしてもよい。また、出射するのは、必ずしも白色光だけに限定されるものではなく、単色光でもよい。
【０１０２】
また、ＬＥＤチップ１、３における各被膜７０、３７０には、蛍光体などを含有することとしたが、蛍光体などについては必ずしも含有されていなくてもよい。基本として、これら被膜は、ＬＥＤチップ１、３をフリップチップ実装あるいはチップ実装する際に、真空コレットでの吸着性の向上および超音波のエネルギロスの低減を目的として形成されているものであり、蛍光体の含有については必須要件ではない。
【０１０３】
また、上記実施の形態１では、被膜７０を構成する材料として、ポリイミド、エポキシ、シリコーンなどの有機樹脂をあげたが、この代わりとしてゾルゲル法によるガラスや低融点ガラスなどを用いることもできる。具体的なガラス材料としては、例えば、以下のようなものを採用することができる。
（１）金属アルコキシド（テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランなど）を出発原料とするガラス材料
（２）セラミック前駆体ポリマー（ペルヒドロポリシラサンなど）からなるガラス材料
（３）酸化燐、酸化ボロンなどからなるガラス材料
なお、何れのガラス材料を用いる場合においても、凹凸構造上に材料を塗布（ポッティングやスピンコーティングなど）し、乾燥した後に、数百（℃）の温度で焼成することで、凹凸構造上に平坦な表面を有するガラス層（被膜）を形成することができる。
【０１０４】
また、上記実施の形態に係る各半導体発光装置については、実装時に必ずしも超音波の印加を伴うものでなくても、真空コレットなどでの吸着時における優位性を奏することができる。
また、上記実施の形態３、４で一例として用いた表示装置６やＶＣＳＥＬ装置７の各構成についても、本発明が有する特徴を奏しうる範囲内で適宜変更が可能である。
【０１０５】
さらに、本発明は、図１９に示すような、所謂、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｅｃｅ）に適用することも可能である。図１９に示すように、本発明を適用したＳＭＤ８は、実装基板８１の表面上に形成された一対の外部電極８２ａ、８２ｂに対して、ＬＥＤチップ８３が間にバンプ８４を介してフリップチップ実装され構成されている。そして、実装基板８１上の外部電極８２ａ、８２ｂの一部領域およびＬＥＤチップ８３は、樹脂パッケージ８５により覆われている。
【０１０６】
図１９の拡大部分に示すように、ＳＭＤ８におけるＬＥＤチップ８３は、上記実施の形態２などに示すＬＥＤチップ６７と同様に、チップ基板８３１の表面上に凹部８３１１が存在し、この凹部８３１１を埋めるように被膜８３２２が形成されている。このような構成を有するＳＭＤ８においても、ＬＥＤチップ８３を実装基板８１に実装する際のダメージなどを低減することが可能となり、上記実施の形態１〜４と同様の効果を得ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、高出力で、且つ、高光束を得ることができる半導体発光装置、照明装置および表示装置などを実現するのに有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＬＥＤチップ１の外観斜視図である。
【図２】（ａ）は、ＬＥＤチップ１の一部断面図であり、（ｂ）は、ＬＥＤチップ１における回路配線図である。
【図３】ＬＥＤチップ１の製造過程を示す工程図である。
【図４】ＬＥＤチップ１の製造過程を示す工程図である。
【図５】（ａ）は、ＬＥＤモジュール１００の外観斜視図であり、（ｂ）は、その一部断面図である。
【図６】ＬＥＤチップ１を実装基板１１０に対してフリップチップ実装する際の工程を示す概略図である。
【図７】（ａ）は、実装基板１１０の正面図であり、（ｂ）は、ＬＥＤチップ実装部１ａにおけるパッドの配置図である。
【図８】（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る照明装置２００の外観斜視図であり、（ｂ）は、その下面図である。
【図９】照明装置２００におけるソケット２１０に対するＬＥＤモジュール１００の取り付け方法を示す工程図である。
【図１０】照明装置２００における発光スペクトルを示す特性図である。
【図１１】（ａ）は、本発明の実施の形態２に係るＬＥＤチップ３の一部断面図であり、（ｂ）は、その凹部３２６ａの配置図である。
【図１２】ＬＥＤチップ３の製造過程を示す工程図である。
【図１３】（ａ）は、ＬＥＤチップ３が実装されてなる実装基板４１０の一部断面図であり、（ｂ）は、ＬＥＤチップ３の実装箇所を示す上面図である。
【図１４】ＬＥＤチップ３を備える照明装置における発光スペクトルを示す特性図である。
【図１５】（ａ）は、本発明の実施の形態３に係るＬＥＤ表示装置６の斜視図であり、（ｂ）は、そのＢ部を示す断面図である。
【図１６】（ａ）は、本発明の実施の形態４に係る垂直面発光レーザ装置７の斜視図（一部切り欠き）であり、（ｂ）は、その一部断面図である。
【図１７】垂直面発光レーザ装置７の製造方法を示す工程図である。
【図１８】垂直面発光レーザ装置７の製造方法を示す工程図である。
【図１９】変形例としてのＳＭＤを示す断面図である。
【図２０】従来構造のＬＥＤチップ１１００を実装基板１２１０に実装する際の工程を示す概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層を備える半導体発光装置であって、
前記発光層の出射側には、表面に凹凸構造が設けられた光透過部が形成されているとともに、当該凹凸構造の上に更に透光性を有した被膜が形成されている
ことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記被膜は、その外表面が略平坦となる状態に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記被膜は、ポリイミドまたはエポキシまたはシリコーンを主な要素として構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記被膜は、ガラスを主な要素として構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記被膜には、前記発光層からの光によって励起する発光物質が含有されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記被膜では、前記発光層から出射された光を白色光に変換する
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記表面からは、前記発光層からの光と、前記発光物質の励起により得られる光との合成による白色光が出射される
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記発光層からの光の波長をλとするとき、前記凹凸構造は、λ／４以上の周期をもって形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記発光層は、複数の構成層に挟まれた状態で、透光性基板の上に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１０】
前記凹凸構造は、前記透光性基板の出射側主面に形成されている
ことを特徴とする請求項９に記載の半導体発光装置。
【請求項１１】
前記透光性基板は、前記発光層と略同一の屈折率を有する材料から構成されている
ことを特徴とする請求項９に記載の半導体発光装置。
【請求項１２】
前記透光性基板を構成する材料は、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮの中から選択されるものである
ことを特徴とする請求項１１に記載の半導体発光装置。
【請求項１３】
前記出射側と反対側の表面には、光を反射する反射層が形成されている
ことを特徴とする請求項９に記載の半導体発光装置。
【請求項１４】
当該半導体発光装置は、発光ダイオード装置である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１５】
当該半導体発光装置は、垂直面発光レーザ装置である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１６】
当該半導体発光装置は、共振面発光ダイオード装置である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１７】
当該半導体発光装置は、表面実装型デバイスである
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１８】
実装基板と当該実装基板の表面上におけるパッドに実装されてなる半導体発光素子とを有する照明装置であって、
前記半導体発光素子は、発光層を備え、
前記発光層の出射側に、表面に凹凸構造が設けられた光透過部が形成されているとともに、当該凹凸構造の上に更に透光性を有した被膜が形成されてなる構成を有する
ことを特徴とする照明装置。
【請求項１９】
前記被膜は、その外表面が略平坦となる状態に形成されている
ことを特徴とする請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記被膜には、前記発光層からの光によって励起する発光物質が含有されている
ことを特徴とする請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２１】
実装基板と当該実装基板の表面上におけるパッドに実装されてなる複数の半導体発光素子とを有する表示装置であって、
前記半導体発光素子の各々は、発光層を備え、
前記発光層の出射側に、表面に凹凸構造が設けられた光透過部が形成されているとともに、当該凹凸構造の上に更に透光性を有した被膜が形成されてなる構成を有する
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２２】
前記被膜は、その外表面が略平坦となる状態に形成されている
ことを特徴とする請求項２１に記載の表示装置。
【請求項２３】
前記被膜には、前記発光層からの光によって励起する発光物質が含有されている
ことを特徴とする請求項２１に記載の表示装置。
【請求項２４】
発光層を介した状態で複数の層が積層された積層体に対し、前記発光層の出射側に表面に凹凸構造を有した光透過部を形成するステップと、
前記凹凸構造の上に、これを覆う状態で透光性を有した被膜を形成するステップと
を有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２５】
前記被膜の材料には、前記発光層からの光によって励起される発光物質が含有されている
ことを特徴とする請求項２４に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項２６】
前記被覆するステップの後に、出射光が所望の白色となるのに相当する厚みまで、前記被膜を研磨するステップを有する
ことを特徴とする請求項２５に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項２７】
前記被膜の材料には、ポリイミドまたはエポキシまたはシリコーンを含む
ことを特徴とする請求項２４に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項２８】
前記被膜の材料には、ガラスを含む
ことを特徴とする請求項２４に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項２９】
前記凹凸構造は、透光性基板における出射側表面に形成される
ことを特徴とする請求項２４に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項３０】
前記透光性基板は、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮの中から選択される材料から構成される
ことを特徴とする請求項２９に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１】
発光層を備える半導体発光装置であって、
前記発光層の出射側には、表面に凹凸構造が設けられた光透過部が形成されているとともに、当該凹凸構造の上に更に透光性を有した被膜が形成されている
ことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記被膜は、その外表面が略平坦となる状態に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記被膜は、ポリイミドまたはエポキシまたはシリコーンを主な要素として構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記被膜は、ガラスを主な要素として構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記被膜には、前記発光層からの光によって励起する発光物質が含有されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記被膜では、前記発光層から出射された光を白色光に変換する
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記表面からは、前記発光層からの光と、前記発光物質の励起により得られる光との合成による白色光が出射される
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記発光層からの光の波長をλとするとき、前記凹凸構造は、λ／４以上の周期をもって形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記発光層は、複数の構成層に挟まれた状態で、透光性基板の上に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１０】
前記凹凸構造は、前記透光性基板の出射側主面に形成されている
ことを特徴とする請求項９に記載の半導体発光装置。
【請求項１１】
前記透光性基板は、前記発光層と略同一の屈折率を有する材料から構成されている
ことを特徴とする請求項９に記載の半導体発光装置。
【請求項１２】
前記透光性基板を構成する材料は、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮの中から選択されるものである
ことを特徴とする請求項１１に記載の半導体発光装置。
【請求項１３】
前記出射側と反対側の表面には、光を反射する反射層が形成されている
ことを特徴とする請求項９に記載の半導体発光装置。
【請求項１４】
当該半導体発光装置は、発光ダイオード装置である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１５】
当該半導体発光装置は、垂直面発光レーザ装置である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１６】
当該半導体発光装置は、共振面発光ダイオード装置である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１７】
当該半導体発光装置は、表面実装型デバイスである
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項１８】
実装基板と当該実装基板の表面上におけるパッドに実装されてなる半導体発光素子とを有する照明装置であって、
前記半導体発光素子は、発光層を備え、
前記発光層の出射側に、表面に凹凸構造が設けられた光透過部が形成されているとともに、当該凹凸構造の上に更に透光性を有した被膜が形成されてなる構成を有する
ことを特徴とする照明装置。
【請求項１９】
前記被膜は、その外表面が略平坦となる状態に形成されている
ことを特徴とする請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記被膜には、前記発光層からの光によって励起する発光物質が含有されている
ことを特徴とする請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２１】
実装基板と当該実装基板の表面上におけるパッドに実装されてなる複数の半導体発光素子とを有する表示装置であって、
前記半導体発光素子の各々は、発光層を備え、
前記発光層の出射側に、表面に凹凸構造が設けられた光透過部が形成されているとともに、当該凹凸構造の上に更に透光性を有した被膜が形成されてなる構成を有する
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２２】
前記被膜は、その外表面が略平坦となる状態に形成されている
ことを特徴とする請求項２１に記載の表示装置。
【請求項２３】
前記被膜には、前記発光層からの光によって励起する発光物質が含有されている
ことを特徴とする請求項２１に記載の表示装置。
【請求項２４】
発光層を介した状態で複数の層が積層された積層体に対し、前記発光層の出射側に表面に凹凸構造を有した光透過部を形成するステップと、
前記凹凸構造の上に、これを覆う状態で透光性を有した被膜を形成するステップと
を有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２５】
前記被膜の材料には、前記発光層からの光によって励起される発光物質が含有されている
ことを特徴とする請求項２４に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項２６】
前記被覆するステップの後に、出射光が所望の白色となるのに相当する厚みまで、前記被膜を研磨するステップを有する
ことを特徴とする請求項２５に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項２７】
前記被膜の材料には、ポリイミドまたはエポキシまたはシリコーンを含む
ことを特徴とする請求項２４に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項２８】
前記被膜の材料には、ガラスを含む
ことを特徴とする請求項２４に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項２９】
前記凹凸構造は、透光性基板における出射側表面に形成される
ことを特徴とする請求項２４に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項３０】
前記透光性基板は、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮの中から選択される材料から構成される
ことを特徴とする請求項２９に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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【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】
【公表番号】特表２００７−５２９１０５（Ｐ２００７−５２９１０５Ａ）
【公表日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５１９２２４（Ｐ２００６−５１９２２４）
【出願日】平成１６年７月１２日（２００４．７．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１０２４４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／００８７９１
【国際公開日】平成１７年１月２７日（２００５．１．２７）
【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１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１２日（２００４．７．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１０２４４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／００８７９１
【国際公開日】平成１７年１月２７日（２００５．１．２７）
【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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