特許 6269901 発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6269901

(24)【登録日】2018年1月12日

(45)【発行日】2018年1月31日

(54)【発明の名称】発光装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/48 20100101AFI20180122BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/48

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-529105(P2017-529105)

(86)(22)【出願日】2016年5月31日

(86)【国際出願番号】JP2016065966

【審査請求日】2017年5月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】000106276

【氏名又は名称】サンケン電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】松尾 哲二

【審査官】 吉野 三寛

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１４１１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１３７３５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−２２３３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−１０６６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１７３１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１８１９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０３６４６３９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のセラミック層と、前記第１のセラミック層よりも線膨張係数の大きい第２のセラミック層とを積層した構造を有する支持基板と、
第１の半導体層の上方に第２の半導体層を配置した積層構造を有し、前記支持基板の上に配置された発光素子と、
前記第１の半導体層と電気的に接続する第１の電極と、
前記第２の半導体層と電気的に接続する第２の電極と
を備えることを特徴とする発光装置。

【請求項2】

前記発光素子の少なくとも一部を覆う保護膜を更に備え、
前記支持基板が、前記発光素子と前記保護膜の少なくともいずれかと接触していることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。

【請求項3】

平面視で、前記発光素子の下面の全体が前記支持基板に覆われていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。

【請求項4】

前記第１の電極は、前記支持基板の第１の側面上から前記発光素子の第１の側面上に亘り連続的に配置され、
前記第２の電極は、前記支持基板の第２の側面上から前記発光素子の第２の側面上に亘り連続的に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。

【請求項5】

前記第１の電極の下面及び前記第２の電極の下面が、前記支持基板の下面よりも下方に位置することを特徴とする請求項１又は４に記載の発光装置。

【請求項6】

前記第１のセラミック層の上に前記発光素子が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。

【請求項7】

前記発光素子の上方に配置された光透過性基板を更に備え、
前記第１の電極及び前記第２の電極の外側の側面と、前記光透過性基板の側面とが同一平面レベルであることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チップサイズパッケージの技術を適用した発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子を光源に用いる発光装置の発光効率向上や小型化のために、チップサイズパッケージ（Chip Size Package：ＣＳＰ）が、発光装置に適用されている（例えば特許文献１参照。）。さらに極小サイズの半導体発光装置を実現するために、発光素子を構成する半導体層の形成に使用された半導体基板を半導体層から分離し、半導体層を樹脂などのパッケージに封入した構造の開発が進められている。

【0003】

ＣＳＰを適用した発光装置では、発光素子に接続する電極が、光取り出し面とは反対の面に配置される。このため、光取り出し面の方向に発光素子の出射光を遮蔽する物がなく、発光装置の発光効率が向上する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−１５０１９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、材料が異なる支持基板と電極とが混在する面の上方に発光素子が配置されるため、これらの材料の線膨張係数などの差異によって、発光素子に歪みが発生する。その結果、発光装置が破損したり、発光装置の性能や製品寿命が低下したりするなどの問題が生じる。

【0006】

上記問題点に鑑み、本発明は、ＣＳＰを適用し、且つ発光素子に生じる歪みを抑制できる発光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】

本発明の一態様によれば、第１のセラミック層と、前記第１のセラミック層よりも線膨張係数の大きい第２のセラミック層とを積層した構造を有する支持基板と、第１の半導体層の上方に第２の半導体層を配置した積層構造を有し、支持基板の上に配置された発光素子と、第１の半導体層と電気的に接続する第１の電極と、第２の半導体層と電気的に接続する第２の電極とを備える発光装置が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ＣＳＰを適用し、且つ発光素子に生じる歪みを抑制できる発光装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係る発光装置の構造を示す模式的な断面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る発光装置の構造を示す模式的な平面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る発光装置の構造を示す他の模式的な平面図である。

【図4】本発明の実施形態に係る発光装置の構造を示す他の模式的な平面図である。

【図5】比較例の発光装置の構造を示す模式的な断面図である。

【図6】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である（その１）。

【図7】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である（その２）。

【図8】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である（その３）。

【図9】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である（その４）。

【図10】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である（その５）。

【図11】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である（その６）。

【図12】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である（その７）。

【図13】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための工程断面図である（その８）。

【図14】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法におけるダイシング方法を説明するための模式的な断面図である。

【図15】本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法におけるダイシング方法を説明するための模式的な平面図である。

【図16】本発明の実施形態の変形例に係る発光装置の構造を示す模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。また、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

【0011】

（実施形態）
本発明の実施形態に係る発光装置は、図１に示すように、支持基板１０と、第１の半導体層２１の上方に第２の半導体層２３を配置した積層構造を有し、支持基板１０の上に配置された発光素子２０と、第１の半導体層２１と電気的に接続する第１の電極４１と、第２の半導体層２３と電気的に接続する第２の電極４２とを備える。

【0012】

第１の電極４１は、支持基板１０の第１の側面１０１上から発光素子２０の第１の側面２０１上に亘り連続的に配置されている。第２の電極４２は、第１の電極４１と離間して、支持基板１０の第２の側面１０２上から発光素子２０の第２の側面２０２上に亘り連続的に配置されている。以下において、第１の電極４１と第２の電極４２を総称して、「電極領域」という。

【0013】

図１に示した発光装置では、発光素子２０に電流を供給する電極領域が、発光素子２０の側面上に配置されている。そして、発光素子２０の下方には、第１の電極４１と第２の電極４２とに挟まれて支持基板１０が配置されており、発光素子２０の下方において、支持基板１０と電極領域との境界がない。

【0014】

発光素子２０は、第１導電型の第１の半導体層２１と第２導電型の第２の半導体層２３を有する積層構造である。第１導電型と第２導電型とは互いに反対導電型である。即ち、第１導電型がＰ型であれば、第２導電型はＮ型であり、第１導電型がＮ型であれば、第２導電型はＰ型である。以下では、第１導電型がＰ型であり、第２導電型がＮ型である場合を例示的に説明する。例えば、発光素子２０は、第１の半導体層２１をＰ型クラッド層、第２の半導体層２３をＮ型クラッド層とするＬＥＤ素子である。図１に示した例では、第１の半導体層２１、発光層２２、第２の半導体層２３が積層されたダブルヘテロ構造を発光素子２０に採用している。

【0015】

第１の電極４１から第１の半導体層２１に正孔が供給され、第２の電極４２から第２の半導体層２３に電子が供給される。そして、発光層２２に、第１の半導体層２１から正孔が注入され、第２の半導体層２３から電子が注入される。注入された正孔と電子が発光層２２で再結合することにより、発光層２２で光が発生する。

【0016】

発光素子２０は、第２の半導体層２３の主面を光取り出し面としている。発光素子２０の出射光は、第２の半導体層２３の上方に配置された光透過性基板７０を透過して、発光装置から出力光Ｌとして出力される。なお、発光素子２０の側面に露出して電極領域が配置され、光透過性基板７０の側面も露出している。即ち、第１の電極４１及び第２の電極４２の外側の側面と、光透過性基板７０の側面とは、同一平面レベルである。

【0017】

発光素子２０の第１の半導体層２１と第１の電極４１とを接続する第１の引き出し電極５１が、第１の半導体層２１の下面と電気的に接続されている。なお、第１の半導体層２１の下面には、反射金属層３０が配置されており、第１の引き出し電極５１は、反射金属層３０を介して、第１の半導体層２１と電気的に接続している。第１の引き出し電極５１は、膜厚方向に垂直な方向に延伸して、第１の電極４１に接続している。

【0018】

発光素子２０から第１の半導体層２１の方向に進行した出射光は、反射金属層３０の表面において反射する。即ち、反射金属層３０によって、光取り出し面とは逆方向に進行する発光素子２０の出射光を、光取り出し面に向けて反射させることができる。このため、出力光Ｌの輝度を向上することができる。反射金属層３０には、発光素子２０の出射光に対する反射率が高く、且つ、第１の半導体層２１とオーミック接触の可能な導電性材料が使用される。例えば、銀パラジウム合金などの銀系合金などの白色系の金属膜が、反射金属層３０の材料に好適に使用される。

【0019】

発光素子２０の第２の半導体層２３と第２の電極４２とを接続する第２の引き出し電極５２が、第２の半導体層２３の下面と電気的に接続されている。図１に示すように、第２の半導体層２３は、平面視で第１の半導体層２１及び発光層２２の配置されていない領域まで水平方向に延伸する領域（以下において、「延伸領域」という。）を有する。第２の引き出し電極５２は、第２の半導体層２３の延伸領域の下面に接続している。第２の引き出し電極５２は、膜厚方向に垂直な方向に延伸して、第２の電極４２に接続している。

【0020】

なお、発光素子２０の側面及び下面を覆って配置された保護膜６０によって、発光素子２０、電極領域、第１の引き出し電極５１及び第２の引き出し電極５２が絶縁分離されている。保護膜６０には、例えば酸化シリコン膜や窒化シリコン膜などを採用可能である。保護膜６０は、外部から発光素子２０への水分の浸入の抑制や、発光装置の機械的強度の向上に寄与する。

【0021】

図２に、図１のＩＩ−ＩＩ方向に沿った断面の平面図を示す。発光素子２０は矩形状であり、第１の側面２０１と第２の側面２０２とは対向する。発光素子２０と電極領域とは、保護膜６０によって絶縁分離されている。発光素子２０の他の対向する一対の側面上には、支持基板１０が形成されている。即ち、発光素子２０は、支持基板１０の上部と電極領域の上部によって構成される凹部に配置されている。

【0022】

図３に、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向に沿った平面図を示す。第１の引き出し電極５１と第２の引き出し電極５２は、支持基板１０及び保護膜６０によって分離されている。

【0023】

図４は、図１のＩＶ−ＩＶ方向に沿った平面図である。発光装置の下部は、矩形状の支持基板１０の互いに対向する第１の側面１０１と第２の側面１０２とが、電極領域によって覆われた構造である。

【0024】

支持基板１０には、フィラー入りのエポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂などを採用可能である。また、これらの樹脂に白色顔料を加えることによって、白色の支持基板１０を実現できる。白色の支持基板１０によれば、支持基板１０での反射率を向上させることができる。その結果、発光装置の輝度が向上する。

【0025】

また、詳細は後述するが、樹脂よりも機械的強度の高い材料を支持基板１０に使用してもよい。例えば、セラミック基板を支持基板１０に使用する。支持基板１０に機械的強度の高いセラミック基板を使用することによって、発光装置のパッケージとしての機械的強度を向上できる。

【0026】

光透過性基板７０は、発光素子２０の封止材及び発光装置のレンズとして機能する。例えば、発光素子２０の出射光が透過する樹脂基板として、光透過性基板７０に熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を使用できる。光透過性基板７０に透明樹脂を使用することによって、発光素子２０の出射光と同色の出力光Ｌを発光装置から出力できる。

【0027】

或いは、発光素子２０の出射光によって励起されて励起光を放射する蛍光体を含有する蛍光体樹脂を光透過性基板７０に採用してもよい。光透過性基板７０に蛍光体樹脂を採用することにより、所望の色の出力光Ｌを発光装置から出力できる。また、発光装置から、発光素子２０の出射光と励起光とが混色された出力光Ｌを出力させることも可能である。例えば、出射光が青色光の発光素子２０を使用した場合に、青色光に励起されて黄色光を放射するイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）などを光透過性基板７０に含まれる蛍光体として用いる。このとき、発光素子２０から出射された青色光の一部が蛍光体を励起することにより、黄色光に波長変換される。蛍光体から放射された黄色光と発光素子２０から出射された青色光とが混合されることにより、白色の出力光Ｌが発光装置から出力される。なお、発光装置の出力光Ｌが白色光以外の場合にも、発光素子２０の出射光と蛍光体との種々の組み合わせを採用可能である。

【0028】

光透過性基板７０に使用する透明樹脂として、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂などを採用可能である。例えば、照明用途などの大電力の発光装置では、耐熱性が高いシリコーン系の樹脂が使用される。また、蛍光体樹脂として前記の透明樹脂に蛍光材料を混合したものなどを使用できる。

【0029】

ところで、ＣＳＰは、発光素子２０に接続された電極領域の配置されていない方向から光を取り出す構造である。このため、光取り出し面の方向に発光素子からの光を遮蔽する物がないため、発光装置の発光効率が向上する。また、電極の電気配線にワイヤボンディングを使用しないため、ワイヤの断線やワイヤを介しての短絡などの不具合を抑制することができる。したがって、発光装置の信頼性が向上する。

【0030】

図５は、ＣＳＰを適用した比較例の発光装置である。図５に示した発光装置では、上部に凹部が設けられた支持基板１０Ａと、支持基板１０Ａの凹部内に配置された発光素子２０と、発光素子２０の上方に配置された光透過性基板７０とを備える。即ち、発光素子２０の下面及び側面は、支持基板１０によって囲まれている。

【0031】

図５に示すように、第１の電極４１Ａは、支持基板１０Ａの下部を貫通して、支持基板１０Ａの凹部内で反射金属層３０を介して第１の半導体層２１に接続する。第２の電極４２Ａは、第１の電極４１Ａの支持基板１０Ａを貫通する位置と離間した位置で支持基板１０Ａの下部を貫通して、支持基板１０Ａの凹部内で第２の半導体層２３の延伸領域と接続している。支持基板１０Ａの凹部の内部の残余の領域には、保護膜６０が配置されている。

【0032】

図５に示した発光装置では、支持基板１０Ａと第１の電極４１Ａ及び第２の電極４２Ａによって、発光素子２０が下方から支持されている。このため、支持基板１０Ａと第１の電極４１Ａ及び第２の電極４２Ａとの線膨張係数の差などによって、発光素子２０に歪みが発生する。

【0033】

これに対し、図１に示した発光装置では、発光素子２０の下方に、支持基板１０と電極領域との境界がない。したがって、図１に示した発光装置によれば、支持基板１０と電極領域との線膨張係数の違いに起因して発光素子２０に歪みが発生することが抑制される。

【0034】

以上に説明したように、本発明の実施形態に係る発光装置では、電極領域が発光素子２０の側面上に配置され、発光素子２０は支持基板１０によって下方から支持されている。発光素子２０が均一な材料によって下方から支持されるため、発光素子２０に歪みによる応力が加わることが抑制される。このため、発光装置の破損が防止され、発光装置の性能の低下や製品寿命の低下が抑制される。その結果、実施形態に係る発光装置によれば、ＣＳＰを適用し、且つ発光素子２０に生じる歪みを抑制できる発光装置を提供することができる。なお、上記の効果を奏するためには、平面視で、発光素子２０の下面の全体が支持基板１０に覆われていることが好ましい。

【0035】

以下に、図６〜図１３を参照して、本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明する。なお、以下に述べる発光装置の製造方法は一例であり、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により実現可能であることはもちろんである。

【0036】

先ず、図６に示すように、厚さ７００μｍ程度の半導体基板１００上に発光素子２０を構成する各層をエピタキシャル成長法などによって形成する。具体的には、Ｎ型半導体膜２３０、発光領域膜２２０及びＰ型半導体膜２１０を半導体基板１００上に順次積層する。Ｎ型半導体膜２３０、発光領域膜２２０及びＰ型半導体膜２１０には、窒化ガリウムなどの窒化物系化合物半導体層などが使用される。その後、ドライエッチングによってＮ型半導体膜２３０、発光領域膜２２０及びＰ型半導体膜２１０をパターニングして、第２の半導体層２３、発光層２２及び第１の半導体層２１を形成する。

【0037】

次に、ドライエッチング法などによって、第１の半導体層２１及び発光層２２の一部を除去して、第２の半導体層２３の一部を露出させる。この露出された部分が、第２の引き出し電極５２が接続される延伸領域である。次いで、露出している第１の半導体層２１、第２の半導体層２３の延伸領域及び発光素子２０を覆うように保護膜６０を形成する。

【0038】

その後、図７に示すように、第１の半導体層２１の上で保護膜６０の開口部を形成し、この開口部で第１の半導体層２１と接続するように反射金属層３０を形成する。そして、反射金属層３０と接続するように、第１の引き出し電極５１を形成する。また、第２の半導体層２３の延伸領域の上で保護膜６０の開口部を形成し、この開口部で第２の半導体層２３と接続するように第２の引き出し電極５２を形成する。なお、第１の引き出し電極５１と第２の引き出し電極５２には、金（Ａｕ）膜などを使用するが、発光素子２０からの出射光を反射する材料を使用することが好ましい。例えば、アルミニウム（Ａｌ）膜や銀（Ａｇ）膜も使用される。

【0039】

次いで、図８に示すように、発光素子２０の第１の側面２０１側に、第１の引き出し電極５１と電気的に接続するように、第１の電極４１を形成する。同時に、発光素子２０の第２の側面２０２側に、第２の引き出し電極５２と電気的に接続するように、第２の電極４２を形成する。第１の電極４１及び第２の電極４２は、例えば、銅（Ｃｕ）メッキによって形成する。なお、電極領域の材料は、発光装置の全体の強度などを考慮して選択される。Ｃｕメッキ以外にも、Ａｌ材などを電極領域に使用してもよい。

【0040】

その後、図９に示すように、第１の電極４１と第２の電極４２との間を埋め込むようにして、保護膜６０や第１の引き出し電極５１及び第２の引き出し電極５２を覆って、支持基板１０を形成する。支持基板１０の形成には、例えばトランスファーモールド（ＴＲＭ）法などを採用可能である。なお、支持基板１０の厚みが所定値になるまで、支持基板１０の表面を膜厚方向にバックグラインド工程によってエッチングする。これにより、図９に示すように、第１の電極４１及び第２の電極４２の下面が、支持基板１０の下面よりも下方に露出する。

【0041】

次いで、第１の電極４１の下面を覆うように第１の接続用電極８１を形成し、第２の電極４２の下面を覆うように第２の接続用電極８２を形成する。第１の接続用電極８１及び第２の接続用電極８２（以下、総称して「接続用電極」という。）は、例えばプリント基板などの実装基板に発光装置を取り付ける場合に、実装基板に配置された配線パターンと発光装置の電極領域とを接続するために使用される。接続用電極には、半田電極などが好適に使用される。

【0042】

その後、図１０に示すように、支持基板１０及び接続用電極の下面を覆うようにサポート基板１１０を形成する。サポート基板１１０は、発光素子２０と支持基板１０を重ねた基体の厚みが数十μｍしかないため、半導体基板１００を削除した後の基体の強度を補強するために形成される。例えば、厚みが１ｍｍ程度のシリコン基板やセラミック基板を、サポート基板１１０として基体に接着する。

【0043】

その後、図１１に示すように、基体から半導体基板１００を削除する。例えば、半導体基板１００がシリコン基板である場合には、フッ硝酸を用いたウェットエッチングによって半導体基板１００を削除する。半導体基板１００がサファイア基板である場合には、レーザリフトオフ法などを使用する。

【0044】

なお、図１２に示すように、半導体基板１００の削除により露出した第２の半導体層２３の主面に凹凸構造を形成してもよい。このように発光素子２０の光取り出し面の表面を粗面化することにより、発光素子２０の出射光が散乱され、出力光Ｌの輝度を向上させることができる。凹凸構造は、例えば、フォトマスクやナノインプリントにより形成したパターンを用いたドライエッチング加工によって形成される。

【0045】

その後、図１３に示すように、第２の半導体層２３上に光透過性基板７０を形成する。そして、ダイシングによって発光装置を個々に分離する個片化処理の後、サポート基板１１０を除去する。以上により、図１に示す発光装置が完成する。

【0046】

上記のような本発明の実施形態に係る発光装置の製造方法によれば、電極領域が発光素子２０の側面上に形成され、下方から支持基板１０によって発光素子２０の全体が支持される構造を実現できる。このため、発光素子２０に歪みによる応力が加わることが抑制される。

【0047】

ＣＳＰではない従来のパッケージを使用する発光装置では、半導体基板に半導体層を積層して発光素子２０を形成し、半導体基板が支持基板として使用される。これに対し、ＣＳＰを適用した発光装置では、発光素子２０を形成したウェハに樹脂などを塗布して支持基板１０を形成する。このようにウェハ状態でパッケージを形成することによって、低コストで発光装置を製造できる。このため、一般的にウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）とも呼ばれる。

【0048】

発光素子２０に直接に接するように、若しくは、発光素子２０に形成された保護膜６０や電極領域と直接に接するように、支持基板１０が形成されることが、ＷＬＰの構造的特徴である。パッケージが発光素子２０と接しているため、発光素子２０の機械的強度を補強して、信頼性の高い発光装置を実現できる。また、半導体基板が除去されるため、発光装置の高さを低くできる。更に、半導体基板の除去によって、発光素子２０からの光取り出し効率が向上する。

【0049】

＜変形例＞
上記では、支持基板１０が樹脂である例を記載したが、支持基板１０に樹脂よりも機械的強度の高い材料を使用することが好ましい。なぜなら、ＣＳＰを適用した発光装置では、半導体基板が削除され、且つ、光取り出し面にエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの機械的強度の低い透明樹脂を使用するため、パッケージ全体の機械的強度が低い。このため、支持基板１０に機械的強度の高い材料を使用することによって、パッケージ全体の機械的強度を高くすることが好ましい。これに対し、パッケージの機械的強度が低いと、発光装置を製品基板に組み込む際や、組み込んだ後に破損する危険がある。また、発光装置が破損しないように、組み込み装置の構成を工夫したり、組み込み速度を遅くしたりするなどの対応が必要である。

【0050】

このため、例えば支持基板１０にセラミック基板を使用することが、発光装置の機械的強度を高める上で有効である。支持基板１０をセラミック基板とするためには、図９を参照して説明した支持基板１０を形成する工程において、液状にしたセラミック材料を所定の形状に形成した後に、高温で焼き固める。

【0051】

支持基板１０にセラミック基板を使用することによって、発光装置の機械的強度が向上する。更に、セラミック基板は発光素子２０の下面の略全面を支持するように配置されるため、半導体基板１００を削除する工程などにおける製造時の歪みにより発光素子２０が破損することを抑制できる。また、製品組み立て時や取り扱い時に発光装置に加わる衝撃によって発光素子２０がダメージを受けることを防止できる。このように、支持基板１０をセラミック基板にすることによって、発光装置の破損や信頼性の低下を抑制することができる。また、製品組み立て時での半田熱処理などにより発生する熱歪みによるダメージを抑制できる。

【0052】

ただし、セラミック基板の場合、セラミック基板を形成した後の研磨処理（バックグラインド）が、樹脂基板に比べて困難である。このため、支持基板１０を形成する工程において、第１の電極４１の下面及び第２の電極４２の下面が、支持基板１０の下面よりも下方に位置するように、支持基板１０を形成する。例えば、支持基板１０の下面と電極領域の下面との段差を、１０μｍ程度に設定する。これにより、支持基板１０としてセラミック基板を形成した後の、セラミック基板の研磨処理が不要になる。このため、研磨処理が支持基板１０や発光素子２０に与えるダメージを小さくすることができる。その結果、発光装置の歩留まりの低下や信頼性の低下を抑制できる。

【0053】

図１に示した発光装置では電極領域が発光素子２０の側面上に形成されているため、個片化処理するダイシングでは、図１４や図１５に示すように、ダイシングブレード２００によって切断される領域は、支持基板１０よりも電極領域が主に切断される。このため、セラミック基板を使用した場合などの、支持基板１０が電極領域よりも硬い材料である場合に、ダイシングの処理時間が減少する。また、ダイシングブレードの寿命が延びるため、製造コストを低減することができる。

【0054】

なお、発光素子２０に加わる応力が、発光装置の特性に大きく影響する。特に、ＣＳＰを適用した発光装置は、発光素子２０がパッケージ材料と密着する構造であるため、パッケージ材料との線膨張係数との違いや加工時の変形によって、発光素子２０に応力が加わりやすい。

【0055】

このため、図１６に示すように、支持基板１０に、第１のセラミック層１１と、第１のセラミック層１１よりも密度が高く、線膨張係数の大きい第２のセラミック層１２とを積層した構造を有するセラミック基板を使用してもよい。図１６に示すように、線膨張係数の小さい第１のセラミック層１１の上に、発光素子２０が配置される。このように、発光素子２０を構成する半導体層と線膨張係数の近い第１のセラミック層１１を密着させることによって、セラミックを硬化させるときの歪みが緩和され、発光素子２０に加わる応力を低下させることができる。また、支持基板１０の発光素子２０から遠い側を、線膨張係数の大きい第２のセラミック層１２にすることによって、支持基板１０の反りが抑制され、パッケージ全体としての強度が低下することを防止できる。したがって、図１６に示した構造の支持基板１０を使用することによって、信頼性の高い、高効率の発光装置を実現できる。第１のセラミック層１１の線膨張係数や弾性係数を低くするには、例えば空孔率を高くする方法などがある。

【0056】

また、光透過性基板７０にガラス基板を使用した場合、ガラス基板は弾性係数が高く、線膨張係数が大きく異なるため、発光素子２０に大きな応力が発生する。この場合は、第１のセラミック層１１の線膨張係数を第２のセラミック層１２の線膨張係数よりも小さくすることで、第１のセラミック層１１の線膨張係数をガラスに近づけることができ、発光素子２０に加わる応力を低下させることができる。

【0057】

（その他の実施形態）
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

【0058】

例えば、発光素子２０の下面の外縁部が電極領域と重なっている部分が多少あってもよい。つまり、発光素子２０を破壊したり性能を低下させたりするほどの応力が発光素子２０に加わらない範囲で、平面視で発光素子２０の外縁部が電極領域と重なってもよい。

【0059】

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことはもちろんである。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

【産業上の利用可能性】

【0060】

本発明の半導体装置は、ＣＳＰを適用した発光装置の用途に利用可能である。

【要約】

支持基板１０と、第１の半導体層２１の上方に第２の半導体層２３を配置した積層構造を有し、支持基板１０の上に配置された発光素子２０と、支持基板１０の第１の側面１０１上から発光素子２０の第１の側面２０１上に亘り連続的に配置され、第１の半導体層２１と電気的に接続する第１の電極４１と、支持基板１０の第２の側面１０２上から発光素子２０の第２の側面２０２上に亘り連続的に配置され、第２の半導体層２３と電気的に接続する第２の電極４２とを備える。

【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】