特許 6361308 発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6361308

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】発光装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/38 20100101AFI20180712BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/38

【請求項の数】4

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-126033(P2014-126033)

(22)【出願日】2014年6月19日

(65)【公開番号】特開2016-4959(P2016-4959A)

(43)【公開日】2016年1月12日

【審査請求日】2017年5月24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】100100712

【弁理士】

【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦

(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】加藤 隆志

【審査官】 吉野 三寛

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２５８６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２７４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３４７５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０９８４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１９１９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２４０９３４（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】

上部に凹部が設けられた支持樹脂と、
第１の半導体層を最下層とし第２の半導体層を最上層とする積層構造を有し、前記第１の半導体層が前記凹部の底面と対向して前記凹部内に埋め込まれた発光素子と、
前記第１の半導体層の前記凹部の底面と対向する主面に配置された、前記第１の半導体層とオーミック接触し且つ前記発光素子からの出射光を反射する導電性を有する第１の反射層と、
前記支持樹脂の下部側から前記支持樹脂を貫通し、前記第１の反射層を介して前記第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、
前記第１の反射層が、前記第１の半導体層の前記主面の法線方向から見て櫛形状に配置されていることを特徴とする発光装置。

【請求項2】

前記第２の電極が、前記支持樹脂の下部側から前記支持樹脂を貫通し、前記凹部内で前記第２の半導体層と接続することを特徴とする請求項１記載の発光装置。

【請求項3】

前記第２の電極の前記発光素子と対向する主面に接して配置され、前記第２の半導体層とオーミック接触し且つ前記発光素子からの出射光を反射する導電性を有する第２の反射層を更に備えることを特徴とする請求項１又は２記載の発光装置。

【請求項4】

前記発光素子の前記第２の半導体層の上方に配置された透光性樹脂を更に備え、前記透光性樹脂が透明樹脂であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フリップチップ実装された発光素子を有する発光装置に関する。

【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、種々の構造が提案されている。例えば、シリコン（Ｓｉ）基板などの支持基板を使用しない発光装置が提案されている（例えば特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２５８６６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、発光素子から出射される光がパッケージの電極に吸収されるなどして発光効率が低下するという問題があった。上記問題点に鑑み、本発明は、小型化が容易であり、且つ発光効率の低下が抑制された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】

【0005】

本発明の一態様によれば、（ア）上部に凹部が設けられた支持樹脂と、（イ）第１の半導体層を最下層とし第２の半導体層を最上層とする積層構造を有し、第１の半導体層が凹部の底面と対向して凹部内に埋め込まれた発光素子と、（ウ）第１の半導体層の凹部の底面と対向する主面に配置された、第１の半導体層とオーミック接触し且つ発光素子からの出射光を反射する導電性を有する第１の反射層と、（エ）支持樹脂の下部側から支持樹脂を貫通し、第１の反射層を介して第１の半導体層と電気的に接続する第１の電極と、（オ）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、前記第１の反射層が、前記第１の半導体層の前記主面の法線方向から見て櫛形状に配置されている発光装置が提供される。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、小型化が容易であり、且つ発光効率の低下が抑制された発光装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の第１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】本発明の第１の実施形態に係る発光装置の第１の反射層の配置を示す、第１の電極側から見た模式的な底面図である。

【図3】本発明の第１の実施形態の透光性樹脂の構造例を示す模式的な断面図である。

【図4】本発明の第１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模式的な断面図である（その１）。

【図5】本発明の第１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模式的な断面図である（その２）。

【図6】本発明の第１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模式的な断面図である（その３）。

【図7】本発明の第１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模式的な断面図である（その４）。

【図8】本発明の第１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模式的な断面図である（その５）。

【図9】本発明の第１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模式的な断面図である（その６）。

【図10】本発明の第１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模式的な断面図である（その７）。

【図11】本発明の第１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模式的な断面図である（その８）。

【図12】本発明の第１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模式的な断面図である（その９）。

【図13】本発明の第１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模式的な断面図である（その１０）。

【図14】本発明の第１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模式的な断面図である（その１１）。

【図15】本発明の第１の実施形態の第１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。

【図16】本発明の第１の実施形態の第２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。

【図17】本発明の第１の実施形態の第３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。

【図18】本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る発光装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。

【図19】本発明の第２の実施形態に係る発光装置の構造を示す、第１の電極側から見た模式的な底面図である。

【図20】本発明の第２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21】本発明の第３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22】本発明の第３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模式的な断面図である（その１）。

【図23】本発明の第３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模式的な断面図である（その２）。

【図24】本発明の第３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模式的な断面図である（その３）。

【図25】本発明の第３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模式的な断面図である（その４）。

【図26】本発明の第３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模式的な断面図である（その５）。

【図27】本発明のその他の実施形態に係る発光装置の構造を示す、発光素子の主面と垂直な方向に沿った模式的な断面図である。

【図28】本発明のその他の実施形態に係る発光装置の構造を示す、発光素子の主面と垂直な方向に沿った模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

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。又、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、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

【0009】

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る発光装置１は、図１に示すように、上部に凹部が設けられた支持樹脂１０と、第１の半導体層２１を最下層とし第２の半導体層２３を最上層とする積層構造を有し、支持樹脂１０の凹部内に埋め込まれた発光素子２０と、第１の半導体層２１の凹部の底面と対向する主面に接して配置された、発光素子からの出射光を反射する第１の反射層３１とを備える。図１に示した第１の反射層３１は、導電性を有し、且つ、第１の半導体層２１と低抵抗のオーミック接触をしている。第１の反射層３１は、図２に示すように、支持樹脂１０の凹部の底面と対向する第１の半導体層２１の主面の略全体にわたって配置されている。

【0010】

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り、この積層構造の側面は支持樹脂１０の凹部の側壁面と対向している。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。つまり、第１の半導体層２１がｐ型半導体層であり、第２の半導体層２３がｎ型半導体層である。

【0011】

発光素子２０は、例えば、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へテロ構造を発光素子２０に採用している。例えば、薄いＧａＡｓ層からなる発光層２２を、発光層２２よりもバンドギャップエネルギーの大きなＡｌＧａＡｓ層からなる第１の半導体層２１と第２の半導体層２３とで挟んだ構造などを採用可能である。

【0012】

発光装置１は、発光素子２０に電流を供給する第１の電極４１及び第２の電極４２を備える。更に、発光装置１は、発光素子２０の第２の半導体層２３の上方に配置された透光性樹脂６０を備える。透光性樹脂６０は、支持樹脂１０の凹部の開口部に蓋をするように配置されている。

【0013】

第１の半導体層２１に接続するため、第１の電極４１の一部は支持樹脂１０の凹部の内部に配置されている。即ち、図１に示すように、第１の電極４１は、支持樹脂１０の下部側から支持樹脂１０を貫通して、支持樹脂１０の凹部内で第１の反射層３１を介して第１の半導体層２１と電気的に接続する。

【0014】

第２の電極４２は、支持樹脂１０の下部側から支持樹脂１０を貫通し、支持樹脂１０の凹部の内部で第２の半導体層２３と電気的に接続する。より具体的には、第２の半導体層２３が、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凹部内を水平方向に延伸する延伸領域２３１を有する。そして、第２の電極４２が、第１の電極４１が支持樹脂１０を貫通する位置と離間した位置で支持樹脂１０の下部側から支持樹脂１０を貫通して、支持樹脂１０の凹部内で第２の半導体層２３の延伸領域２３１と接続している。

【0015】

なお、支持樹脂１０の凹部の内部では、絶縁膜５０によって、第２の電極４２と、発光層２２、第１の半導体層２１、第１の反射層３１及び第１の電極４１とが絶縁分離されている。絶縁膜５０には、例えば酸化シリコン（ＳｉＯｘ）膜などを採用可能である。

【0016】

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。

【0017】

なお、図１に示した発光装置１では、第１の電極４１が第１の半導体層２１と接触する面積は、第２の電極４２が第２の半導体層２３と接触する面積よりも広い。つまり、ｎ型半導体層よりも電気抵抗の大きいｐ型半導体層の第１の半導体層２１において、電極との接触面積を大きくしている。これにより、第１の半導体層２１と第１の電極４１間の電気抵抗が低減され、発光素子２０の順方向電圧Ｖｆを小さくできる。更に、発光素子２０で発生する熱を第１の電極４１を介して効率よく放熱することができる。

【0018】

発光素子２０は、第２の半導体層２３の主面を光取り出し面２００としている。つまり、発光素子２０からの出射光は、透光性樹脂６０を透過して発光装置１から出力光Ｌとして出力される。このように、発光装置１は面実装型発光装置である。

【0019】

図１に示した発光装置１では、第１の電極４１及び第２の電極４２が共に支持樹脂１０の下部側に配置され、光取り出し面２００が定義された第２の半導体層２３側には電極が配置されていない。このため、発光装置１では、光取り出し面２００の面積を広く確保できる。

【0020】

発光素子２０の底面及び側面は、支持樹脂１０によって囲まれている。このように支持樹脂１０によって発光素子２０の光取り出し面２００以外を覆うことにより、発光素子２０から出射された光は、発光素子２０の上方に配置された一定の厚みを有する透光性樹脂６０を通過する。このため、出力光Ｌの色安定性が向上する。更に、支持樹脂１０には、白色樹脂を使用することが好ましい。白色の支持樹脂１０によれば、支持樹脂１０での反射効率を向上させることができる。その結果、発光装置１の輝度が向上する。

【0021】

支持樹脂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、白色の支持樹脂１０を実現できる。

【0022】

なお、第２の半導体層２３の光取り出し面２００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。ただし、色安定性のために、光取り出し面２００の粗面化を実施しなくてもよい。

【0023】

更に、図１に示した発光装置１では、第１の半導体層２１の主面に第１の反射層３１が配置されている。このため、発光素子２０から出射されて光取り出し面２００とは逆方向に進行する出射光を、光取出し面２００方向に反射させることができる。例えば、発光素子２０から第１の電極４１方向に進行した出射光や、光取り出し面２００から第１の半導体層２１側に反射された出射光を、第１の電極４１の表面において反射する。

【0024】

このため、発光装置１によれば、出力光Ｌの輝度を向上することができる。特に、図１に示した発光装置１では、第１の反射層３１が第１の半導体層２１の主面の略全体にわたって配置され、第１の電極４１の第１の半導体層２１と接続する面全体が第１の反射層３１によって覆われている。このため、第１の電極４１で出射光が吸収されず、発光効率の低下を抑制できる。

【0025】

第１の反射層３１には、発光素子２０から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、白色系の金属膜が第１の反射層３１の材料に好適に使用される。

【0026】

透光性樹脂６０は、発光素子２０の封止材及び発光装置１のレンズとして機能する。発光素子２０の出射光を透過する樹脂であれば、透光性樹脂６０に熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を採用可能である。透光性樹脂６０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１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透光性樹脂６０に採用してもよい。透光性樹脂６０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１から出力できる。また、発光装置１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。なお、図３に示すように、蛍光体樹脂６１と透明樹脂６２とを積層して透光性樹脂６０を構成してもよい。

【0028】

上記のように、発光装置１の出力光Ｌに対する所望の色に応じて、透光性樹脂６０の構造、材料を任意に選択可能である。

【0029】

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）などを透光性樹脂６０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１から出力される。

【0030】

なお、白色の出力光Ｌを得るための発光素子２０の出射光と蛍光体との組み合わせはこれに限られるものではない。例えば、近紫外光を出射する発光素子２０と、近紫外光によって励起されて赤色光、緑色光、及び青色光を放射する蛍光体を透光性樹脂６０に含有させてもよい。もちろん、発光装置１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。透明樹脂として、例えば、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。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採用可能である。

【0031】

また、透光性樹脂６０の各層に散乱剤を混入させてもよい。これにより透光性樹脂６０内で光が散乱され、出力光Ｌの輝度が向上する。また、透光性樹脂６０に蛍光体が含有される場合に、透光性樹脂６０に散乱剤を混入することによって効率よく蛍光体を励起させることができる。

【0032】

本発明の第１の実施形態に係る発光装置１では、図１に示すように、側面及び底面を覆う支持樹脂１０によって、発光素子２０を構成する半導体層からなる積層構造体が支持されている。つまり、シリコン基板などの支持基板によって発光素子２０を支持する必要がない。このため、発光素子２０からの出射光を吸収する支持基板を備えない発光装置１の出力光Ｌの輝度は、支持基板を有する発光装置と比べて高い。

【0033】

また、発光装置１では、支持基板を介さずに第１の電極４１と第１の半導体層２１とを接続することにより、第１の電極４１と第１の半導体層２１間の電気抵抗を低減することができる。このため、発光素子２０の順方向電圧Ｖｆの低減が可能である。更に、ｐ型半導体層である第１の半導体層２１の面積を広くすることにより、電気抵抗が更に低減される。

【0034】

また、発光装置１では、発光素子２０の半導体層で発生した熱を支持基板を介さずに効率よく外部に放熱できる。これにより、発光装置１の特性の劣化が抑制され、信頼性が向上する。

【0035】

以上に説明したように、本発明の第１の実施形態に係る発光装置１では支持樹脂１０によって発光素子２０が支持されるため、支持基板のない発光素子２０を使用可能である。このため、発光装置１は小型化が容易である。また、発光素子２０からの出射光が支持基板によって吸収されず、更に、第１の反射層３１によって反射されて第１の電極４１での出射光の吸収が抑制される。その結果、発光装置１によれば、小型化が容易であり、且つ発光効率の低下が抑制された発光装置を提供できる。本発明者らの検討によれば、支持基板を有し、且つ第１の反射層３１が第１の半導体層２１上に配置されない発光装置と比べて、図１に示した発光装置１の輝度は２倍程度に向上する。

【0036】

以下に、図４〜図１４を参照して、本発明の第１の実施形態に係る発光装置１の製造方法を説明する。なお、以下に述べる発光装置１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。

【0037】

まず、図４に示すように、犠牲基板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、第２の半導体層２３、発光層２２及び第１の半導体層２１を犠牲基板１００上に順次積層する。

【0038】

次に、図５に示すように、第２の半導体層２３、発光層２２及び第１の半導体層２１を貫通し、先端が犠牲基板１００に達する分離溝１１０を形成する。この分離溝１１０は、後述するように発光装置１の素子分離に利用される。次いで、図６に示すように、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延伸領域２３１である。そして、第１の半導体層２１の主面の略全域に、第１の反射層３１を形成する。次いで、第１の反射層３１の上面に第１の電極４１の接続部４１１を形成する。また、延伸領域２３１上に第２の電極４２の接続部４２１を形成する。

【0039】

接続部４１１及び接続部４２１には、例えば、ニッケル（Ｎｉ）層と金（Ａｕ）層を積層したＮｉ−Ａｕ膜などを採用可能である。或いは、接続部４１１及び接続部４２１の半導体層と接触する部分のみにＮｉ−Ａｕ膜などを使用し、他の部分を銅（Ｃｕ）膜としてもよい。Ｎｉ−Ａｕ膜のＮｉ層は発光素子２０の素子電極との接合に寄与し、Ａｕ層は第１の電極４１及び第２の電極４２の酸化防止に寄与する。

【0040】

その後、図７に示すように、第２の半導体層２３の延伸領域２３１上及び第１の半導体層２１上に、接続部４１１及び接続部４２１を覆って絶縁膜５０を形成する。

【0041】

そして、図８に示すように、絶縁膜５０の一部を選択的に除去して、接続部４１１が底部に露出したコンタクト孔５０１と、接続部４２１が底部に露出したコンタクト孔５０２を形成する。そして、図９に示すように、コンタクト孔５０１及びコンタクト孔５０２を埋め込むようにして、第１の電極４１と第２の電極４２それぞれの絶縁膜５０を貫通する部分である貫通部４１２と貫通部４２２を形成する。貫通部４１２及び貫通部４２２には、例えば銅（Ｃｕ）材などが使用される。例えば、貫通部４１２及び貫通部４２２に膜厚の厚い銅めっきを採用することによって、発光素子２０で発生する熱の放熱性が向上する。

【0042】

次いで、図１０に示すように、分離溝１１０を埋め込むようにして、絶縁膜５０や貫通部４１２、貫通部４２２を覆って支持樹脂１０を形成する。支持樹脂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、支持樹脂１０と発光素子２０との密着性を向上させるために、半導体層の表面に薄く有機膜や無機膜をコーティングする表面処理を行ってもよい。

【0043】

その後、図１１に示すように、支持樹脂１０の厚みが所定値になるまで、支持樹脂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。

【0044】

更に、支持樹脂１０の表面の一部を選択的にエッチング除去して、貫通部４１２と貫通部４２２の上面を露出させる。そして、図１２に示すように、貫通部４１２と接続する露出部４１３と、貫通部４２２に接続する露出部４２３を形成する。露出部４１３及び露出部４２３は、発光装置１の実装時に外部電極として使用される。この外部電極は、例えばプリント基板などに発光装置１を実装する場合などに、プリント基板の電極と発光装置１との電気的な接続に使用される。

【0045】

その後、図１３に示すように、犠牲基板１００を除去する。なお、図１３〜図１４では、図１２までとは図面の向きを上下反転している。例えばバックグラインド工程によって、犠牲基板１００を除去する。これにより、第２の半導体層２３の表面が露出する。この後、露出した第２の半導体層２３の表面を粗面化してもよい。

【0046】

次いで、図１４に示すように、第２の半導体層２３上に透光性樹脂６０を形成する。透光性樹脂６０の形成には、ＴＲＭ法などを採用可能である。その後、図１４に破線で示したように、ダイス分離工程において分離溝１１０に形成された支持樹脂１０を垂直方向に切断する。以上により、図１に示す発光装置１が完成する。

【0047】

上記のような本発明の第１の実施形態に係る発光装置１の製造方法によれば、発光素子２０が支持樹脂１０によって支持され、第１の半導体層２１上に第１の反射層３１が配置された発光装置１が製造される。これにより、支持基板がなく小型化が容易で、且つ、第１の反射層３１での出射光の反射によって発光効率の低下が抑制された発光装置１を提供することができる。

【0048】

なお、シリコン基板を発光装置の支持基板に使用した場合、シリコン基板による光吸収によって発光効率が低下する。しかし、発光装置１では安価なシリコン基板を犠牲基板１００に使用することによって製造コストを下げつつ、シリコン基板を除去した構造によって発光効率を向上できる。シリコン基板を犠牲基板１００に使用した場合、エッチングや研磨などによって、容易に犠牲基板１００を除去できる。

【0049】

＜第１の変形例＞
本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る発光装置１を、図１５に示す。図１５に示した発光装置１は、第２の電極４２の第２の半導体層２３と対向する主面に配置され、発光素子２０からの出射光を反射する第２の反射層３２を更に備える。第２の反射層３２は、第２の半導体層とオーミック接触し、且つ導電性を有する材料が使用される。したがって、第２の半導体層２３がｎ型半導体層である場合には、ｎ型半導体層とオーミック接触する金属膜などが第２の反射層３２に使用される。

【0050】

図１５に示した発光装置１によれば、発光素子２０からの出射光が、第１の反射層３１と共に第２の反射層３２によって反射される。例えば、光取り出し面２００から第２の半導体層２３側に反射された出射光を、第２の電極４２の表面において反射する。これにより、出射光が第２の電極４２に吸収されることが防止され、発光装置１の発光効率を更に向上できる。

【0051】

第２の電極４２の主面上に第２の反射層３２を配置するためには、例えば図６を参照して説明した工程において、延伸領域２３１上に第２の電極４２の接続部４２１を形成する前に延伸領域２３１上に第２の反射層３２を形成する。その後、第２の反射層３２上に接続部４２１を形成する。第１の反射層３１と第２の反射層３２とが同一材料である場合には、第１の反射層３１と同時に第２の反射層３２を形成できる。

【0052】

＜第２の変形例＞
図１６に、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る発光装置１を示す。図１６に示した発光装置１では、支持樹脂１０の凹部の内壁面に側壁反射膜３５が配置されている。これにより、発光素子２０から出射された光が支持樹脂１０の凹部の内壁面においても反射する。その結果、発光装置１の出力光Ｌを更に明るくすることができる。

【0053】

支持樹脂１０の凹部の内壁面に側壁反射膜３５を配置するためには、例えば図１０に示した分離溝１１０を支持樹脂１０で埋め込む工程の前に、分離溝１１０の側面に露出した発光素子２０の側面及び絶縁膜５０の側面に側壁反射膜３５を形成する工程を追加する。このとき、発光素子２０の側面と側壁反射膜３５との間に、絶縁ために絶縁膜５０を形成しておく。側壁反射膜３５には、例えばＡｌ膜、Ａｌ合金膜、Ａｇ膜、Ａｇ合金膜などを採用可能である。なお、図１５に示した発光装置１と同様に、第２の電極４２上に第２の反射層３２を配置してもよい。

【0054】

＜第３の変形例＞
図１７に、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る発光装置１を示す。図１７に示した発光装置１では、支持樹脂１０の凹部の側壁面が底面に対して傾斜している。つまり、支持樹脂１０の凹部が、底部で狭く開口部で広いテーパ形状である。これにより、発光素子２０から凹部の側壁面方向に出射された光が、光取り出し面２００に向けて効率的に反射される。なお、図１５に示した発光装置１と同様に第２の電極４２上に第２の反射層３２を配置してもよいし、図１６に示した発光装置１と同様に凹部の内壁面に側壁反射膜３５を配置してもよい。

【0055】

支持樹脂１０の凹部の側壁面を傾斜させるためには、例えば図５に示した分離溝１１０の形成工程において、図１８に示すように開口部で広く底部で狭いように分離溝１１０を台形状に形成する。

【0056】

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る発光装置１は、図１９に示すように、第１の半導体層２１の主面の法線方向から見て第１の反射層３１が櫛形状である。即ち、第１の半導体層２１の主面の略前面に第１の反射層３１が配置された第１の実施形態と比べて、第１の半導体層２１の主面が第１の反射層３１を介さずに支持樹脂１０の凹部底面と対向する領域が広い。

【0057】

図１９に示した発光装置１では、櫛形状の第１の反射層３１において発光素子２０からの出射光が反射されると共に、第１の反射層３１の櫛の歯部分を通過した出射光が支持樹脂１０の内壁面で反射される。なお、第１の反射層３１の櫛の柄部分に形成されたコンタクト領域３１１おいて、第１の電極４１と第１の半導体層２１とが電気的に接続される。

【0058】

第１の電極４１の接続部４１１は、第１の反射層３１の形状に合わせて櫛形状に形成してもよい。図２０に、図１９のＩＩ−ＩＩ方向に沿った第１の電極４１及び第１の反射層３１の断面形状を示す。一方、図１９のＩ−Ｉ方向に沿った第１の反射層３１及び第１の電極４１の断面構造は、図１と同様である。

【0059】

第２の実施形態に係る発光装置１は、例えば以下のようにして製造される。即ち、図６を参照して説明した第１の反射層３１及び第１の電極４１の接続部４１１を形成する工程において、フォトリソグラフィ技術などを用いて第１の反射層３１及び接続部４１１を櫛形状にパターニングする。そして、図９に示した第１の電極４１の貫通部４１２をコンタクト領域３１１上に形成する。これにより、櫛形状の第１の反射層３１を有する発光装置１が製造される。

【0060】

なお、第２の反射層３２も第１の反射層３１と同様に形成可能である。図１９は第２の反射層３２を配置した例である。図９に示した第２の電極４２の貫通部４２２をコンタクト領域３２１上に形成することによって、第２の電極４２と第２の半導体層２３とが電気的に接続される。

【0061】

第１の実施形態のように第１の反射層３１によって第１の半導体層２１の主面の実質的に全面を覆った場合、発光装置１の出力光Ｌの輝度を高くすることができる。しかしながら、出力光Ｌの照射によって茶色や黄色に変色するなどの光劣化が支持樹脂１０に発生する場合がある。その場合、支持樹脂１０の反射率の低下が進むなどの信頼性の問題が生じる。

【0062】

これに対し、図１９に示した櫛形状の第１の反射層３１を有する発光装置１では、第１の実施形態に係る発光装置１ほどは輝度が高くならない。このため、支持樹脂１０の光劣化が抑制される。したがって、輝度の低い低パワー系の発光装置１には、櫛形状の第１の反射層３１が好適に使用される。なお、第１の反射層３１の配置されていない領域を進行した出射光は、支持樹脂１０の凹部の内壁面で反射される。このため、第１の反射層３１が櫛形状の場合にも出力光Ｌの輝度が著しく低下することはなく、一定の輝度を確保できる。

【0063】

一方、輝度の高い高パワー系の発光装置１の場合には、第１の実施形態のように第１の反射層３１によって第１の半導体層２１の主面の全面を覆うことが好ましい。

【0064】

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る発光装置１は、図２１に示すように、第２の電極４２が、発光素子２０を挟んで第１の電極４１に対向して配置されている。即ち、第２の電極４２が発光装置１の光取り出し面２００側に配置されていることが第１の実施形態と異なる点である。

【0065】

具体的には、図２１に示した発光装置１では、支持樹脂１０の上部に設けられた凹部に、第１の半導体層２１、発光層２２及び第２の半導体層２３が順に積層されている。そして、第１の半導体層２１の底面上に第１の反射層３１が配置され、第１の電極４１が支持樹脂１０の凹部の下部に埋め込まれて第１の反射層３１に接続している。一方、第２の半導体層２３上に、支持樹脂１０の凹部に蓋をするように透光性樹脂６０が配置されている。そして、透光性樹脂６０に設けられた開口部において、透光性樹脂６０上に配置された第２の電極４２と第２の半導体層２３とが接続されている。

【0066】

図２１に示した発光装置１では、図１に示した発光装置１に比べて第１の電極４１の面積を広くすることができる。このため、第１の半導体層２１がｐ型半導体層である場合に、第１の半導体層２１と第１の電極４１間の電気抵抗が低減され、発光素子２０の順方向電圧Ｖｆを小さくできる。更に、発光素子２０で発生する熱の放熱性が向上する。

【0067】

図２２〜図２６を参照して、図２１に示した発光装置１の製造方法を説明する。なお、以下に述べる発光装置１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。

【0068】

図４〜図６を参照して説明した方法と同様にして、犠牲基板１００上に第２の半導体層２３、発光層２２及び第１の半導体層２１を順次積層した後、分離溝１１０を形成する。その後、図２２に示すように、第１の半導体層２１上に第１の反射層３１を形成し、第１の反射層３１上に第１の電極４１を形成する。第１の電極４１の材料は、例えば第１の反射層３１と接触する部分をＮｉ−Ａｕ膜とし、他の部分を銅膜とする。

【0069】

次いで、図２３に示すように、分離溝１１０を埋め込むようにして、第１の電極４１を覆って支持樹脂１０を形成する。そして、図２４に示すように、第１の電極４１の表面が露出するまで、支持樹脂１０の表面をバックグラインド工程によってエッチングする。

【0070】

その後、図２５に示すように、犠牲基板１００を除去する。なお、図２５〜図２６では、図２４までとは図面の向きを上下反転している。例えばバックグラインド工程によって犠牲基板１００を除去して、第２の半導体層２３の表面を露出させる。この後、露出した第２の半導体層２３の表面を粗面化してもよい。

【0071】

次に、第２の半導体層２３上に透光性樹脂６０を形成する。そして、図２６に示すように、透光性樹脂６０の一部を選択的に除去して開口部６００を設け、第２の半導体層２３の表面の一部を露出させる。そして、透光性樹脂６０の開口部６００を埋め込んで第２の電極４２を形成する。第２の電極４２の材料は、例えば第１の反射層３１と接触する部分をＮｉ−Ａｕ膜とし、他の部分を銅膜とする。次いで、図２６に破線で示したように、ダイス分離工程において分離溝１１０に形成された支持樹脂１０を垂直方向に切断する。

【0072】

以上により、第２の電極４２が第２の半導体層２３上に配置され、第１の電極４１と第２の電極４２とが発光素子２０を挟んで配置された、図２１に示した発光装置１が完成する。

【0073】

本発明の第３の実施形態に係る発光装置１によれば、第１及び第２の実施形態に係る発光装置１よりも製造工程を削減することができる。つまり、支持基板がなく小型化が容易で、且つ発光効率の向上した発光装置１を容易に製造することができる。他は、第１及び第２の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。

【0074】

例えば、第２の電極４２の発光素子２０と対向する主面に、発光素子２０からの出射光を反射する第２の反射層３２を配置してもよい。第２の反射層３２は第２の半導体層２３とオーミック接触し、且つ導電性を有する材料を選択する。第２の反射層３２により、第２の電極４２の表面に進行した光は、第２の電極４２で吸収されずに反射される。第２の反射層３２で反射された光は、例えば第１の反射層３１によって更に反射されて発光装置１の外部に出力される。このようにして、発光装置１の輝度の低下が抑制される。

【0075】

また、図１６に示した発光装置１と同様に、支持樹脂１０の凹部の内壁面に側壁反射膜３５を配置してもよい。更に、図１７に示した発光装置１と同様に、支持樹脂１０の凹部をテーパ形状にしてもよい。また、第２の実施形態と同様に、第１の反射層３１を櫛形状に形成してもよい。

【0076】

（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。

【0077】

例えば、支持樹脂１０の凹部に埋め込まれた発光素子２０が１つである例を示したが、発光装置１が複数の発光素子２０を備えてもよい。

【0078】

また、図１では透光性樹脂６０が平板形状の角型である例を示したが、透光性樹脂６０の形状は角型に限られない。発光装置１に要求される配光特性に応じて、透光性樹脂６０の形状を任意に設定できる。例えば、透光性樹脂６０の形状が図２７に示すように逆円錐型であったり、図２８に示すようにドーム型であったりしてもよい。

【0079】

なお、透光性樹脂６０の形状が角型の場合には、図１に示すように出力光Ｌは発光装置１の上方に放射状に出力される。これに対し、透光性樹脂６０の形状が逆円錐型の場合には、図２７に示したように、出力光Ｌは発光装置１の上方に更に放射状に広がって出力される。また、透光性樹脂６０の形状がドーム型の場合には、図２８に示したように、出力光Ｌは透光性樹脂６０の頂点方向に出力される。

【0080】

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特許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。

【符号の説明】

【0081】

１…発光装置
１０…支持樹脂
２０…発光素子
２１…第１の半導体層
２２…発光層
２３…第２の半導体層
３１…第１の反射層
３２…第２の反射層
３５…側壁反射膜
４１…第１の電極
４２…第２の電極
５０…絶縁膜
６０…透光性樹脂
１００…犠牲基板
２００…光取り出し面

【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】