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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024177944
(43)【公開日】2024-12-24
(54)【発明の名称】発光装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 33/20 20100101AFI20241217BHJP
H01L 33/50 20100101ALI20241217BHJP
【ＦＩ】
H01L33/20
H01L33/50
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023096368
(22)【出願日】2023-06-12
(71)【出願人】
【識別番号】000226057
【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110004026
【氏名又は名称】弁理士法人ｉＸ
(72)【発明者】
【氏名】松下 良樹
【テーマコード（参考）】
5F142
5F241
【Ｆターム（参考）】
5F142AA66
5F142DA14
5F142FA28
5F142FA46
5F142FA50
5F241AA43
5F241CA05
5F241CA13
5F241CA22
5F241CA40
5F241CA74
5F241CA76
5F241CB11
(57)【要約】
【課題】積層体へのダメージを低減しつつ容易に個片化することができる発光装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】発光装置の製造方法は、波長変換層と、前記波長変換層上に配置された透光層と、前記透光層上に配置された半導体層と、を有する積層体を準備する工程と、前記半導体層の一部を除去することにより、前記波長変換層上において前記半導体層を複数の半導体部に分離する工程と、前記半導体層の一部が除去された部分に沿って前記波長変換層を割断して、前記積層体を複数の発光装置に個片化する工程と、備える。
【選択図】図１Ｌ
【解決手段】発光装置の製造方法は、波長変換層と、前記波長変換層上に配置された透光層と、前記透光層上に配置された半導体層と、を有する積層体を準備する工程と、前記半導体層の一部を除去することにより、前記波長変換層上において前記半導体層を複数の半導体部に分離する工程と、前記半導体層の一部が除去された部分に沿って前記波長変換層を割断して、前記積層体を複数の発光装置に個片化する工程と、備える。
【選択図】図１Ｌ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
波長変換層と、前記波長変換層上に配置された透光層と、前記透光層上に配置された半導体層と、を有する積層体を準備する工程と、
前記半導体層の一部を除去することにより、前記波長変換層上において前記半導体層を複数の半導体部に分離する工程と、
前記半導体層の一部が除去された部分に沿って前記波長変換層を割断して、前記積層体を複数の発光装置に個片化する工程と、
備える発光装置の製造方法。
前記半導体層の一部を除去することにより、前記波長変換層上において前記半導体層を複数の半導体部に分離する工程と、
前記半導体層の一部が除去された部分に沿って前記波長変換層を割断して、前記積層体を複数の発光装置に個片化する工程と、
備える発光装置の製造方法。
【請求項2】
前記半導体層を複数の前記半導体部に分離する工程において、前記半導体層の前記一部をエッチングにより除去する請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項3】
前記半導体層を複数の前記半導体部に分離する工程において、前記透光層の一部も除去し、前記半導体層の一部が除去された部分において前記波長変換層を前記半導体層及び前記透光性から露出させる請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項4】
前記半導体層を複数の前記半導体部に分離する工程において、前記半導体層の一部が除去された部分において前記透光層を前記半導体層から露出させて、
前記積層体を複数の発光装置に個片化する工程において、前記半導体層の一部が除去された部分に沿って前記透光層と前記波長変換層とを割断する請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
前記積層体を複数の発光装置に個片化する工程において、前記半導体層の一部が除去された部分に沿って前記透光層と前記波長変換層とを割断する請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項5】
前記積層体を準備する工程において、前記透光層は、前記波長変換層上に配置され、複数の誘電体層を有する第１透光層と、前記第１透光層上に配置された第２透光層とを有し、
前記半導体層を複数の前記半導体部に分離する工程において、前記半導体層の一部が除去された部分において前記第１透光層を前記半導体層及び前記第２透光層から露出させ、
前記積層体を複数の前記発光装置に個片化する工程において、前記半導体層の一部が除去された部分に沿って前記第１透光層と前記波長変換層とを割断する請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
前記半導体層を複数の前記半導体部に分離する工程において、前記半導体層の一部が除去された部分において前記第１透光層を前記半導体層及び前記第２透光層から露出させ、
前記積層体を複数の前記発光装置に個片化する工程において、前記半導体層の一部が除去された部分に沿って前記第１透光層と前記波長変換層とを割断する請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項6】
前記積層体を準備する工程において、前記複数の誘電体層のうち前記第２透光層に接する誘電体層の厚さを、前記複数の誘電体層のうち前記誘電体層以外の他の誘電体層のそれぞれの厚さよりも厚くする請求項５に記載の発光装置の製造方法。
【請求項7】
前記半導体層を複数の前記半導体部に分離する工程において除去される前記半導体層の前記一部の厚さは、前記透光層の厚さよりも厚い請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項8】
前記積層体を準備する工程は、
第１基板と、前記第１基板上に配置された前記半導体層とを有するウェハを準備する工程と、
前記ウェハの前記第１基板を除去し、前記半導体層の第１面を露出させる工程と、
前記第１面上に前記透光層を形成する工程と、
前記透光層に前記波長変換層を接合する工程と、
を有する請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
第１基板と、前記第１基板上に配置された前記半導体層とを有するウェハを準備する工程と、
前記ウェハの前記第１基板を除去し、前記半導体層の第１面を露出させる工程と、
前記第１面上に前記透光層を形成する工程と、
前記透光層に前記波長変換層を接合する工程と、
を有する請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項9】
前記積層体を準備する工程は、前記ウェハにおける前記第１基板の反対側に位置する面側を第２基板に接合する工程をさらに有し、
前記ウェハと前記第２基板とを接合した後に、前記第１基板を除去する請求項８に記載の発光装置の製造方法。
前記ウェハと前記第２基板とを接合した後に、前記第１基板を除去する請求項８に記載の発光装置の製造方法。
【請求項10】
前記積層体を準備する工程は、前記半導体層の前記第１面を粗面化する工程をさらに有する請求項８に記載の発光装置の製造方法。
【請求項11】
前記透光層を形成する工程において、前記透光層は粗面化された前記第１面上に形成され、
前記積層体を準備する工程は、前記透光層における前記波長変換層が接合される面を化学的機械的研磨により研磨する工程をさらに有する請求項１０に記載の発光装置の製造方法。
前記積層体を準備する工程は、前記透光層における前記波長変換層が接合される面を化学的機械的研磨により研磨する工程をさらに有する請求項１０に記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、半導体積層体を成長させた基板を剥離して半導体積層体の第１の面を露出させる工程と、露出した第１の面に蛍光体層を形成する工程と、第１の面に蛍光体層を形成した後に個片化する工程とを有する発光装置の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１０－１４１１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、積層体へのダメージを低減しつつ容易に個片化することができる発光装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様によれば、発光装置の製造方法は、波長変換層と、前記波長変換層上に配置された透光層と、前記透光層上に配置された半導体層と、を有する積層体を準備する工程と、前記半導体層の一部を除去することにより、前記波長変換層上において前記半導体層を複数の半導体部に分離する工程と、前記半導体層の一部が除去された部分に沿って前記波長変換層を割断して、前記積層体を複数の発光装置に個片化する工程と、備える。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、積層体へのダメージを低減しつつ容易に個片化することができる発光装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1A】第１実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
【図1B】第１実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
【図1C】第１実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
【図1D】第１実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
【図1E】第１実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
【図1F】第１実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
【図1G】第１実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
【図1H】第１実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
【図1I】第１実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
【図1J】第１実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
【図1K】第１実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
【図1L】第１実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
【図2A】第２実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
【図2B】第２実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
【図3A】第３実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
【図3C】第３実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
【図3D】第３実施形態に係る発光装置の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。各図面中、同じ構成には同じ符号を付している。なお、各図面は、実施形態を模式的に示したものであるため、各部材のスケール、間隔若しくは位置関係などが誇張、又は部材の一部の図示を省略する場合がある。また、断面図として、切断面のみを示す端面図を示す場合がある。また、断面図において、半導体層の各層の境界を見やすくするために、半導体層の断面にはハッチングを付していない。
【0009】
以下の説明において、実質的に同じ機能を有する構成要素は共通の参照符号で示し、説明を省略することがある。また、特定の方向又は位置を示す用語（例えば、「上」、「下」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いる場合がある。しかしながら、それらの用語は、参照した図面における相対的な方向又は位置を分かり易さのために用いているに過ぎない。参照した図面における「上」、「下」等の用語による相対的な方向又は位置の関係が同一であれば、本開示以外の図面、実際の製品等において、参照した図面と同一の配置でなくてもよい。本明細書において「上」と表現する位置関係は、接している場合と、接していないが上方に位置している場合も含む。また、本明細書において、特定的な記載がない限り、部材が被覆対象を覆うとは、部材が被覆対象に接して被覆対象を直接覆う場合と、部材が被覆対象に非接触で被覆対象を間接的に覆う場合を含む。また、「平面視」とは、波長変換層上の半導体層を上から見た平面視をいうものとする。
【0010】
【0011】
第１実施形態に係る発光装置の製造方法は、波長変換層３０と透光層２０と半導体層１０とを有する積層体１０１を準備する工程と、波長変換層３０上において半導体層１０を複数の半導体部６０に分離する工程と、波長変換層３０を割断して、積層体１０１を複数の発光装置１に個片化する工程と備える。
【0012】
＜積層体を準備する工程＞
図１Ｆに示すように、積層体１０１は、波長変換層３０と、波長変換層３０上に配置された透光層２０と、透光層２０上に配置された半導体層１０とを有する。
図１Ｆに示すように、積層体１０１は、波長変換層３０と、波長変換層３０上に配置された透光層２０と、透光層２０上に配置された半導体層１０とを有する。
【0013】
（半導体層）
半導体層１０は、ｎ側半導体層１１と、ｐ側半導体層１３と、ｎ側半導体層１１とｐ側半導体層１３との間に位置する活性層１２とを有する。活性層１２は、光を発する発光層であり、例えば、発光ピーク波長が２１０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の光を発する。活性層１２は、例えば、複数の障壁層と、複数の井戸層を含むＭＱＷ（Multiple Quantum well）構造を有することができる。ｎ側半導体層１１は、ｎ型不純物を含む半導体層を有する。ｐ側半導体層１３は、ｐ型不純物を含む半導体層を有する。
半導体層１０は、ｎ側半導体層１１と、ｐ側半導体層１３と、ｎ側半導体層１１とｐ側半導体層１３との間に位置する活性層１２とを有する。活性層１２は、光を発する発光層であり、例えば、発光ピーク波長が２１０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の光を発する。活性層１２は、例えば、複数の障壁層と、複数の井戸層を含むＭＱＷ（Multiple Quantum well）構造を有することができる。ｎ側半導体層１１は、ｎ型不純物を含む半導体層を有する。ｐ側半導体層１３は、ｐ型不純物を含む半導体層を有する。
【0014】
半導体層１０は、活性層１２及びｐ側半導体層１３が配置された側の面の反対側に位置する第１面１０ａを有する。活性層１２が発する光は、主に第１面１０ａから半導体層１０の外部に取り出される。
【0015】
ｎ側半導体層１１は、第１面１０ａの反対側に位置し、活性層１２及びｐ側半導体層１３から露出する第１ｎ側露出面１１ａ及び第２ｎ側露出面１１ｂを有する。
【0016】
半導体層１０は、窒化物半導体からなる。本明細書において「窒化物半導体」とは、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）なる化学式において組成比ｘ及びｙをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含むものとする。また、上記化学式において、Ｎ（窒素）以外のＶ族元素もさらに含むもの、導電型などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むものも「窒化物半導体」に含まれるものとする。
【0017】
（波長変換層）
波長変換層３０は、活性層１２が発する光の少なくとも一部を波長変換する。波長変換層３０として、蛍光体の粉末を焼結させることにより形成される実質的に蛍光体のみからなる焼結体を用いることができる。または、波長変換層３０として、透光性材料に蛍光体を含有させたものを用いることができる。透光性材料として、例えば、セラミックス、樹脂、またはガラスを用いることができる。蛍光体として、例えば、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、Ｌｕ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）等を用いることができる。波長変換層３０の厚さは、例えば、３０μｍ以上５００μｍ以下にすることができる。
波長変換層３０は、活性層１２が発する光の少なくとも一部を波長変換する。波長変換層３０として、蛍光体の粉末を焼結させることにより形成される実質的に蛍光体のみからなる焼結体を用いることができる。または、波長変換層３０として、透光性材料に蛍光体を含有させたものを用いることができる。透光性材料として、例えば、セラミックス、樹脂、またはガラスを用いることができる。蛍光体として、例えば、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、Ｌｕ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）等を用いることができる。波長変換層３０の厚さは、例えば、３０μｍ以上５００μｍ以下にすることができる。
【0018】
（透光層）
透光層２０は、半導体層１０と波長変換層３０との間に位置する。半導体層１０と波長変換層３０との間に透光層２０が位置することで、半導体層１０と波長変換層３０とを直接接合する場合に比べて、半導体層１０と波長変換層３０との間の結合力を高くしやすくできる。
透光層２０は、半導体層１０と波長変換層３０との間に位置する。半導体層１０と波長変換層３０との間に透光層２０が位置することで、半導体層１０と波長変換層３０とを直接接合する場合に比べて、半導体層１０と波長変換層３０との間の結合力を高くしやすくできる。
【0019】
透光層２０は、活性層１２が発する光に対して高い透光性を有する。透光層２０が高い透光性を有するとは、活性層１２が発する光の発光ピーク波長に対して、５０％以上、好ましくは６０％以上、さらに好ましくは８０％以上の透光率を有することである。
【0020】
また、透光層２０は、半導体層１０の屈折率と波長変換層３０の屈折率との間の屈折率を有することが好ましい。これにより、半導体層１０と波長変換層３０との間の屈折率差を低減でき、活性層１２が発する光の、半導体層１０と波長変換層３０との間における反射を低減できる。例えば、半導体層１０の屈折率は２．３以上２．６以下、波長変換層３０の屈折率は１．７以上１．９以下、透光層２０の屈折率は１．６以上２．４以下の範囲からそれぞれ適宜選択することができる。
【0021】
透光層２０の材料として、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５又はＴｉＯ２等を用いることができる。透光層２０の厚さは、例えば、２μｍ以上５０μｍ以下にすることができる。
【0022】
＜半導体層を複数の半導体部に分離する工程＞
積層体１０１を準備した後、半導体層１０の一部を除去することにより、図１Ｇに示すように、波長変換層３０上において半導体層１０を複数の半導体部６０に分離する。半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａは、互いに分離された隣り合う半導体部６０間の隙間となり、平面視において例えば格子状に形成されている。
積層体１０１を準備した後、半導体層１０の一部を除去することにより、図１Ｇに示すように、波長変換層３０上において半導体層１０を複数の半導体部６０に分離する。半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａは、互いに分離された隣り合う半導体部６０間の隙間となり、平面視において例えば格子状に形成されている。
【0023】
ｎ側半導体層１１の第２ｎ側露出面１１ｂの下方の一部が除去され、半導体層１０は複数の半導体部６０に分離される。半導体層１０を複数の半導体部６０に分離する工程において、半導体層１０の一部をエッチングにより除去することが好ましい。これにより、半導体層１０の一部をブレードを用いて除去する場合に比べて、半導体層１０の欠けを生じにくくできる。
【0024】
例えば、積層体１０１における第２ｎ側露出面１１ｂの一部以外の部分をマスクで覆い、塩素を含むガスを用いたＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法により、窒化物半導体からなる半導体層１０の一部を除去することができる。マスクから露出する第２ｎ側露出面１１ｂから第１面１０ａに向かって半導体層１０の厚さ方向にエッチングが進行する。マスクとして、例えばレジストマスクを用いることができる。
【0025】
図１Ｇに示す例では、半導体層１０を複数の半導体部６０に分離する工程において、透光層２０の一部も除去し、半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａにおいて波長変換層３０を半導体層１０及び透光層２０から露出させている。半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａの下方に、透光層２０の一部が除去された部分２０Ａが位置する。半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａ及び透光層２０の一部が除去された部分２０Ａは、図１Ｇにおいて紙面を貫く方向に延びる隙間である。それぞれの半導体部６０の下に位置する透光層２０は、透光層２０の一部が除去された部分２０Ａによって複数に分離している。
【0026】
例えば、透光層２０が酸化シリコンを含む場合、フッ素を含むガスを用いたＲＩＥ法により、透光層２０の一部を除去することができる。ＲＩＥ法の場合、半導体層１０の一部と透光層２０の一部とを、ガスの種類を切り換えることで連続して除去することができる。
【0027】
＜積層体を複数の発光装置に個片化する工程＞
半導体層１０を複数の半導体部６０に分離した後、半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａに沿って波長変換層３０を割断して、図１Ｌに示すように、積層体１０１を複数の発光装置１に個片化する。
半導体層１０を複数の半導体部６０に分離した後、半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａに沿って波長変換層３０を割断して、図１Ｌに示すように、積層体１０１を複数の発光装置１に個片化する。
【0028】
例えば、波長変換層３０に対するレーザ光の照射と押圧力の付与により、波長変換層３０を割断することができる。
【0029】
図１Ｊに示すように、波長変換層３０における透光層２０及び半導体部６０が配置された側の第２面３０ａの反対側の第３面３０ｂからレーザ光Ｌを波長変換層３０の内部に照射する。または、レーザ光Ｌは、第２面３０ａから波長変換層３０の内部に照射してもよい。レーザ光Ｌを第３面３０ｂから照射すると、第２面３０ａから照射する場合に比べて、半導体部６０がレーザ光Ｌによりダメージを受けにくくできる。
【0030】
レーザ光Ｌは、波長変換層３０の内部の特定の深さの位置において集光され、その位置にレーザ光Ｌのエネルギーが集中し、波長変換層３０の内部に改質部２００が形成される。改質部２００は、レーザ光Ｌが集光されていない部分よりも脆化した部分である。レーザ光Ｌは半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａに沿って走査され、複数の改質部２００が半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａに沿って形成される。レーザ光Ｌの照射で形成された改質部２００は応力を発生させ、その応力により波長変換層３０の内部に亀裂が生じる。改質部２００から波長変換層３０の厚さ方向に亀裂が伸展する。
【0031】
レーザ光Ｌの照射により改質部２００を形成した後、図１Ｋに示すように、押圧部材３００を用いて波長変換層３０に力を加え、半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａに沿って波長変換層３０を割断する。押圧部材３００は、半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａに沿って延びる。例えば、第２面３０ａ側から押圧部材３００による押圧力を波長変換層３０に加える。第２面３０ａ側から押圧力を受けた波長変換層３０は、改質部２００から伸展し第３面３０ｂに達するまたは第３面３０ｂの近くに達する亀裂を起点として第３面３０ｂ側から割れ始める。第３面３０ｂに開口する断面Ｖ字状の溝３０ｃが半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａに沿って形成され、この溝３０ｃが第２面３０ａまで到達し、波長変換層３０は割断される。または、第３面３０ｂ側から押圧部材３００による押圧力を波長変換層３０に加えてもよい。
【0032】
積層体１０１を複数の発光装置１に個片化するにあたって、半導体層１０と波長変換層３０とを同じ方法で一括して割断、切断、またはエッチングする方法が考えられる。半導体層１０と波長変換層３０とを一括して割断する方法においては、半導体層１０が割断されにくい。また、ブレードを用いて半導体層１０と波長変換層３０とを一括して切断する方法においては、波長変換層３０よりも硬い半導体層１０に欠けが生じやすい。また、半導体層１０と波長変換層３０とを一括してエッチングする方法においては、半導体層１０よりも厚い波長変換層３０のエッチングに時間がかかり、発光装置の製造効率を低下させ得る。
【0033】
本実施形態によれば、波長変換層３０上において半導体層１０を複数の半導体部６０に分離した後、波長変換層３０を割断して積層体１０１を複数の発光装置１に個片化するため、半導体層１０の半導体部６０への分離と、波長変換層３０の割断とにそれぞれ適した方法を選択できる。これにより、積層体１０１へのダメージを低減しつつ容易に積層体１０１を複数の発光装置１に個片化することができる。
【0034】
発光装置１における波長変換層３０の第３面３０ｂが、光の主な取り出し面となる。なお、発光装置１において、光は、半導体層１０の側面、透光層２０の側面、及び波長変換層３０の側面からも取り出され得る。
【0035】
図１Ｇに示すように、半導体層１０を複数の半導体部６０に分離する工程において透光層２０の一部も除去することで、波長変換層３０の割断による積層体１０１の発光装置１への個片化が容易になる。また、半導体層１０を複数の半導体部６０に分離する工程において、半導体層１０の一部及び透光層２０の一部が除去された部分の下方に位置する波長変換層３０の一部も除去して、波長変換層３０の厚さを薄くしてもよい。この場合、波長変換層３０の割断がさらに容易になる。
【0036】
半導体層１０の一部及び透光層２０の一部が除去された部分の下方に位置する波長変換層３０の第２面３０ａの一部は、図１Ｌに示すように、個片化された発光装置１において透光層２０及び半導体層１０から露出する外周部３０ａ１となる。
【0037】
図１Ｆに示す積層体１０１を準備する工程において、積層体１０１は、導電層４０と、第１絶縁膜５１と、第２絶縁膜５２とをさらに有してよい。
【0038】
導電層４０は、ｐ側半導体層１３上に配置され、ｐ側半導体層１３と電気的に接続されている。導電層４０は、後述するｐ側電極から供給される電流を、ｐ側半導体層１３の面方向に拡散させる機能を有する。
【0039】
また、導電層４０は、活性層１２が発する光に対して高い反射性を有することができる。導電層４０が高い反射性を有するとは、導電層４０が、活性層１２が発する光の発光ピーク波長に対して、５０％以上、好ましくは６０％以上の反射率を有することを表す。導電層４０の材料として、例えば、銀またはアルミニウムを用いることができる。
【0040】
第１絶縁膜５１は、ｐ側半導体層１３の上面及び導電層４０を覆っている。第１絶縁膜５１が導電層４０を覆っていることで、水分等による導電層４０への影響を低減し、導電層４０のマイグレーションの発生を低減できる。第１絶縁膜５１として、例えば、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜を用いることができる。
【0041】
第２絶縁膜５２は、第１絶縁膜５１を覆っている。また、第２絶縁膜５２は、第１ｎ側露出面１１ａの一部及び第２ｎ側露出面１１ｂの一部を覆っている。また、第２絶縁膜５２は、第１ｎ側露出面１１ａとｐ側半導体層１３の上面とに連続する半導体層１０の側面、及び第２ｎ側露出面１１ｂとｐ側半導体層１３の上面とに連続する半導体層１０の側面を覆っている。
【0042】
【0043】
積層体１０１を準備する工程は、ウェハＷを準備する工程と、ウェハＷの第１基板９１を除去し、半導体層１０の第１面１０ａを露出させる工程と、第１面１０ａ上に透光層２０を形成する工程と、透光層２０に波長変換層３０を接合する工程とを有することができる。
【0044】
ウェハＷを準備する工程において、図１Ａに示すように、ウェハＷは、第１基板９１と、第１基板９１上に配置された半導体層１０とを有する。また、ウェハＷは、前述した導電層４０、第１絶縁膜５１、及び第２絶縁膜５２をさらに有してもよい。
【0045】
第１基板９１は、例えば、ＭＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor deposition）法による半導体層１０の形成に用いた基板である。第１基板９１として、例えば、サファイア基板を用いることができる。
【0046】
ウェハＷの第１基板９１を除去する工程において、例えば、レーザリフトオフ法により、第１基板９１を除去することができる。ウェハＷにおいて第１基板９１が除去され、図１Ｃに示すように、半導体層１０の第１面１０ａが露出する。
【0047】
露出された第１面１０ａ上には、図１Ｅに示すように、透光層２０が形成される。透光層２０は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、第１面１０ａ上に形成することができる。
【0048】
透光層２０には、図１Ｆに示すように、波長変換層３０が接合され、積層体１０１が準備される。透光層２０と波長変換層３０とは、押圧力及び熱を加えた状態で直接接合することができる。
【0049】
積層体１０１を準備する工程は、図１Ｂに示すように、ウェハＷにおける第１基板９１の反対側に位置する面側を第２基板９２に接合する工程を有することが好ましい。ウェハＷと第２基板９２とを接合した後に、第１基板９１を除去する。これにより、第１基板９１が除去されても、第２基板９２により半導体層１０を安定して支持した状態で、透光層２０の形成及び波長変換層３０の接合を行いやすい。
【0050】
第２基板９２として、第１基板９１と同じ材料の基板を用いることができる。ウェハＷにおける第１基板９１の反対側に位置する面側は、接合部材９３によって第２基板９２と接合される。接合部材９３の材料として、例えば、樹脂を用いることができる。
【0051】
積層体を準備する工程は、第１基板９１を除去して半導体層１０の第１面１０ａを露出させた後、図１Ｄに示すように、第１面１０ａを粗面化する工程をさらに有することが好ましい。これにより、第１面１０ａからの光取り出し効率を向上できる。
【0052】
例えば、ＴＭＡＨ（Tetramethylammonium hydroxide）等のアルカリ溶液を使用したウェットエッチング、または塩素を含むガスによるドライエッチングにより、第１面１０ａを粗面化することができる。
【0053】
第１面１０ａを粗面化した場合、図１Ｅに示すように、透光層２０は粗面化された第１面１０ａ上に形成される。透光層２０と波長変換層３０との直接接合には、接合面における平坦性が求められる。透光層２０を粗面化した第１面１０ａ上に形成した場合には、積層体１０１を準備する工程は、透光層２０における波長変換層３０が接合される面を化学的機械的研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）により研磨する工程をさらに有することが好ましい。これにより、透光層２０における波長変換層３０が接合される面の平坦性を高めて、透光層２０と波長変換層３０との接合強度を高くすることができる。透光層２０における波長変換層３０が接合される面の表面粗さ（算術平均粗さ）は、例えば、０．２ｎｍ以下が好ましい。
【0054】
透光層２０に波長変換層３０を接合した後、第２基板９２は除去される。例えば、第２基板９２と接合部材９３との界面にレーザ光を照射して、その界面に位置する接合部材９３を蒸発させることで第２基板９２を接合部材９３から剥離することができる。この後、接合部材９３は、例えば、薬液を使って溶解させて半導体層１０から除去することができる。
【0055】
半導体層１０を複数の半導体部６０に分離する工程において除去される半導体層１０の一部の厚さは、透光層２０の厚さよりも厚いことが好ましい。これにより、半導体層１０の第１面１０ａ上に形成された透光層２０の内部応力により半導体層１０に亀裂が生じにくくできる。
【0056】
第１実施形態に係る発光装置の製造方法は、図１Ｈに示すように、第２絶縁膜５２上にｐ側電極７１及びｎ側電極７２を形成する工程をさらに備えることができる。
【0057】
ｐ側電極７１は、第２絶縁膜５２に形成された開口及び第１絶縁膜５１に形成された開口において導電層４０の上面に接する。ｐ側電極７１は、導電層４０を介して、ｐ側半導体層１３と電気的に接続される。ｎ側電極７２は、第１ｎ側露出面１１ａに接し、第１ｎ側半導体層１１と電気的に接続される。
【0058】
ｐ側電極７１及びｎ側電極７２の材料として、例えば、Ａｇ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｕ等の金属材料又はそれらの合金を用いることができる。ｐ側電極７１及びｎ側電極７２は、上記の金属材料の単層としてもよいし、複数の金属層を有する積層構造としてもよい。
【0059】
第１実施形態に係る発光装置の製造方法は、図１Ｉに示すように、ｐ側外部接続電極８１及びｎ側外部接続電極８２を形成する工程をさらに備えることができる。
【0060】
ｐ側外部接続電極８１は、ｐ側電極７１上に形成され、ｐ側電極７１と電気的に接続される。ｎ側外部接続電極８２は、ｎ側電極７２上に形成され、ｎ側電極７２と電気的に接続される。ｐ側外部接続電極８１の厚さ及びｎ側外部接続電極８２の厚さは、ｐ側電極７１の厚さ及びｎ側電極７２の厚さよりも厚い。
【0061】
ｐ側外部接続電極８１及びｎ側外部接続電極８２の材料として、例えば、Ａｇ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｕ等の金属材料又はそれらの合金を用いることができる。ｐ側外部接続電極８１及びｎ側外部接続電極８２は、上記の金属材料の単層としてもよいし、複数の金属層を有する積層構造としてもよい。
【0062】
ｐ側電極７１、ｎ側電極７２、ｐ側外部接続電極８１、及びｎ側外部接続電極８２を形成する各工程は、波長変換層３０を割断する前であればどのタイミングで行ってよい。なお、半導体層１０をエッチングして一部を除去する工程においてレジストマスクを使う場合には、ｐ側外部接続電極８１及びｎ側外部接続電極８２を形成する前の積層体１０１上にレジスマスクを配置することが好ましい。これにより、ｐ側外部接続電極８１及びｎ側外部接続電極８２を形成した状態の積層体１０１よりも厚さが薄い状態の積層体１０１上にレジストマスクを配置でき、露光及び現像によるレジストマスクのパターニング精度を向上しやすくできる。
【0063】
【0064】
第２実施形態によれば、図２Ａに示すように、半導体層１０を複数の半導体部６０に分離する工程において、半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａにおいて透光層２０を半導体層１０から露出させる。半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａの下方における波長変換層３０の第２面３０ａ上に透光層２０が残る。この透光層２０により、波長変換層３０をエッチングから保護することができ、波長変換層３０の変質を防ぐことができる。
【0065】
そして、積層体１０１を複数の発光装置２に個片化する工程において、半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａに沿って透光層２０と波長変換層３０とを割断する。前述した波長変換層３０の割断に伴って透光層２０も割断される。
【0066】
第２実施形態によれば、図２Ｂに示すように、個片化された発光装置２において、波長変換層３０の第２面３０ａの外周部３０ａ１上に透光層２０が配置される。これにより、半導体層１０からの光が波長変換層３０全体に導光され、波長変換層３０から出射される光の輝度ムラが低減された発光装置２にすることができる。
【0067】
【0068】
第３実施形態によれば、図３Ａに示すように、積層体１０２を準備する工程において、透光層１２０は、波長変換層３０上に配置された第１透光層１２１と、第１透光層１２１上に配置された第２透光層１２２とを有する。第２透光層１２２は、第１透光層１２１と半導体層１０との間に位置する。第２透光層１２２の材料として、第１及び第２実施形態における透光層２０と同じ材料を用いることができる。
【0069】
図３ＡにおけるＡ部の拡大断面図である図３Ｂに示すように、第１透光層１２１は、複数の誘電体層を有する。複数の誘電体層は、波長変換層３０と第２透光層１２２との間に交互に積層された第１誘電体層１２１ａ及び第２誘電体層１２１ｂを含む。第１誘電体層１２１ａ及び第２誘電体層１２１ｂの積層ペア数は、図３Ｂに示すペア数に限らない。
【0070】
複数の誘電体層を有する第１透光層１２１は、活性層１２が発する光の波長域の光は透過させやすく、波長変換層３０で波長変換された光の波長域の光は反射しやすい特性を持つ。このような特性を持つ第１透光層１２１により、発光装置３における波長変換層３０の第３面３０ｂからの光取り出し効率を向上させることができる。
【0071】
例えば、第１誘電体層１２１ａ及び第２誘電体層１２１ｂのうちの一方の材料として酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）を、他方の材料として酸化シリコン（ＳｉＯ２）を用いることができる。
【0072】
第３実施形態によれば、図３Ｃに示すように、半導体層１０を複数の半導体部６０に分離する工程において、半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａにおいて第１透光層１２１を半導体層１０及び第２透光層１２２から露出させる。半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａの下方における波長変換層３０の第２面３０ａ上に第１透光層１２１が残る。この第１透光層１２１により、波長変換層３０をエッチングから保護することができ、波長変換層３０の変質を防ぐことができる。
【0073】
そして、積層体１０２を複数の発光装置３に個片化する工程において、半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａに沿って第１透光層１２１と波長変換層３０とを割断する。前述した波長変換層３０の割断に伴って第１透光層１２１も割断される。
【0074】
第３実施形態によれば、図３Ｄに示すように、個片化された発光装置３において、波長変換層３０の第２面３０ａの外周部３０ａ１上に第１透光層１２１が配置される。
【0075】
第３実施形態の積層体１０２を準備する工程において、図３Ｂに示すように、第１透光層１２１の複数の誘電体層のうち第２透光層１２２に接する誘電体層（第２誘電体層１２１ｂ１）の厚さを、複数の誘電体層のうち第２透光層１２２に接する誘電体層（第２誘電体層１２１ｂ１）以外の他の誘電体層のそれぞれの厚さよりも厚くすることが好ましい。これにより、半導体層１０を複数の半導体部６０に分離する工程のエッチングにおいて、所定のペア数の第１誘電体層１２１ａ及び第２誘電体層１２１ｂを、半導体層１０の一部が除去された部分１０Ａの下方における波長変換層３０の第２面３０ａ上に残しやすくできる。換言すると、個片化された発光装置３において、波長変換層３０の第２面３０ａの外周部３０ａ１上に、所定のペア数の第１誘電体層１２１ａ及び第２誘電体層１２１ｂを残しやすくできる。これにより、波長変換層３０で波長変換され外周部３０ａ１に向かう光を第１透光層１２１で反射させて、第３面３０ｂからの光取り出し効率を向上させることができる。
【0076】
本発明の実施形態は、以下の発光装置の製造方法を含むことができる。
【0077】
［項１］
波長変換層と、前記波長変換層上に配置された透光層と、前記透光層上に配置された半導体層と、を有する積層体を準備する工程と、
前記半導体層の一部を除去することにより、前記波長変換層上において前記半導体層を複数の半導体部に分離する工程と、
前記半導体層の一部が除去された部分に沿って前記波長変換層を割断して、前記積層体を複数の発光装置に個片化する工程と、
備える発光装置の製造方法。
［項２］
前記半導体層を複数の前記半導体部に分離する工程において、前記半導体層の前記一部をエッチングにより除去する項１に記載の発光装置の製造方法。
［項３］
前記半導体層を複数の前記半導体部に分離する工程において、前記透光層の一部も除去し、前記半導体層の一部が除去された部分において前記波長変換層を前記半導体層及び前記透光性から露出させる項１または２に記載の発光装置の製造方法。
［項４］
前記半導体層を複数の前記半導体部に分離する工程において、前記半導体層の一部が除去された部分において前記透光層を前記半導体層から露出させて、
前記積層体を複数の発光装置に個片化する工程において、前記半導体層の一部が除去された部分に沿って前記透光層と前記波長変換層とを割断する項１または２に記載の発光装置の製造方法。
［項５］
前記積層体を準備する工程において、前記透光層は、前記波長変換層上に配置され、複数の誘電体層を有する第１透光層と、前記第１透光層上に配置された第２透光層とを有し、
前記半導体層を複数の前記半導体部に分離する工程において、前記半導体層の一部が除去された部分において前記第１透光層を前記半導体層及び前記第２透光層から露出させ、
前記積層体を複数の前記発光装置に個片化する工程において、前記半導体層の一部が除去された部分に沿って前記第１透光層と前記波長変換層とを割断する項１または２に記載の発光装置の製造方法。
［項６］
前記積層体を準備する工程において、前記複数の誘電体層のうち前記第２透光層に接する誘電体層の厚さを、前記複数の誘電体層のうち前記誘電体層以外の他の誘電体層のそれぞれの厚さよりも厚くする項５に記載の発光装置の製造方法。
［項７］
前記半導体層を複数の前記半導体部に分離する工程において除去される前記半導体層の前記一部の厚さは、前記透光層の厚さよりも厚い項１～６のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
［項８］
前記積層体を準備する工程は、
第１基板と、前記第１基板上に配置された前記半導体層とを有するウェハを準備する工程と、
前記ウェハの前記第１基板を除去し、前記半導体層の第１面を露出させる工程と、
前記第１面上に前記透光層を形成する工程と、
前記透光層に前記波長変換層を接合する工程と、
を有する項１～７のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
［項９］
前記積層体を準備する工程は、前記ウェハにおける前記第１基板の反対側に位置する面側を第２基板に接合する工程をさらに有し、
前記ウェハと前記第２基板とを接合した後に、前記第１基板を除去する項８に記載の発光装置の製造方法。
［項１０］
前記積層体を準備する工程は、前記半導体層の前記第１面を粗面化する工程をさらに有する項８または９に記載の発光装置の製造方法。
［項１１］
前記透光層を形成する工程において、前記透光層は粗面化された前記第１面上に形成され、
前記積層体を準備する工程は、前記透光層における前記波長変換層が接合される面を化学的機械的研磨により研磨する工程をさらに有する項１０に記載の発光装置の製造方法。
波長変換層と、前記波長変換層上に配置された透光層と、前記透光層上に配置された半導体層と、を有する積層体を準備する工程と、
前記半導体層の一部を除去することにより、前記波長変換層上において前記半導体層を複数の半導体部に分離する工程と、
前記半導体層の一部が除去された部分に沿って前記波長変換層を割断して、前記積層体を複数の発光装置に個片化する工程と、
備える発光装置の製造方法。
［項２］
前記半導体層を複数の前記半導体部に分離する工程において、前記半導体層の前記一部をエッチングにより除去する項１に記載の発光装置の製造方法。
［項３］
前記半導体層を複数の前記半導体部に分離する工程において、前記透光層の一部も除去し、前記半導体層の一部が除去された部分において前記波長変換層を前記半導体層及び前記透光性から露出させる項１または２に記載の発光装置の製造方法。
［項４］
前記半導体層を複数の前記半導体部に分離する工程において、前記半導体層の一部が除去された部分において前記透光層を前記半導体層から露出させて、
前記積層体を複数の発光装置に個片化する工程において、前記半導体層の一部が除去された部分に沿って前記透光層と前記波長変換層とを割断する項１または２に記載の発光装置の製造方法。
［項５］
前記積層体を準備する工程において、前記透光層は、前記波長変換層上に配置され、複数の誘電体層を有する第１透光層と、前記第１透光層上に配置された第２透光層とを有し、
前記半導体層を複数の前記半導体部に分離する工程において、前記半導体層の一部が除去された部分において前記第１透光層を前記半導体層及び前記第２透光層から露出させ、
前記積層体を複数の前記発光装置に個片化する工程において、前記半導体層の一部が除去された部分に沿って前記第１透光層と前記波長変換層とを割断する項１または２に記載の発光装置の製造方法。
［項６］
前記積層体を準備する工程において、前記複数の誘電体層のうち前記第２透光層に接する誘電体層の厚さを、前記複数の誘電体層のうち前記誘電体層以外の他の誘電体層のそれぞれの厚さよりも厚くする項５に記載の発光装置の製造方法。
［項７］
前記半導体層を複数の前記半導体部に分離する工程において除去される前記半導体層の前記一部の厚さは、前記透光層の厚さよりも厚い項１～６のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
［項８］
前記積層体を準備する工程は、
第１基板と、前記第１基板上に配置された前記半導体層とを有するウェハを準備する工程と、
前記ウェハの前記第１基板を除去し、前記半導体層の第１面を露出させる工程と、
前記第１面上に前記透光層を形成する工程と、
前記透光層に前記波長変換層を接合する工程と、
を有する項１～７のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。
［項９］
前記積層体を準備する工程は、前記ウェハにおける前記第１基板の反対側に位置する面側を第２基板に接合する工程をさらに有し、
前記ウェハと前記第２基板とを接合した後に、前記第１基板を除去する項８に記載の発光装置の製造方法。
［項１０］
前記積層体を準備する工程は、前記半導体層の前記第１面を粗面化する工程をさらに有する項８または９に記載の発光装置の製造方法。
［項１１］
前記透光層を形成する工程において、前記透光層は粗面化された前記第１面上に形成され、
前記積層体を準備する工程は、前記透光層における前記波長変換層が接合される面を化学的機械的研磨により研磨する工程をさらに有する項１０に記載の発光装置の製造方法。
【0078】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。本発明の上述した実施形態を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての形態も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものである。
【符号の説明】
【0079】
１～３…発光装置、１０…半導体層、１０ａ…第１面、１１…ｎ側半導体層、１１ａ…第１ｎ側露出面、１１ｂ…第２ｎ側露出面、１２…活性層、１３…ｐ側半導体層、２０…透光層、３０…波長変換層、３０ａ…第２面、３０ｂ…第３面、３０ｃ…溝、４０…導電層、５１…第１絶縁膜、５２…第２絶縁膜、６０…半導体部、７１…ｐ側電極、７２…ｎ側電極、８１…ｐ側外部接続電極、８２…ｎ側外部接続電極、９１…第１基板、９２…第２基板、９３…接合部材、１０１～１０２…積層体、１２０…透光層、１２１…第１透光層、１２１ａ…第１誘電体層、１２１ｂ（１２１ｂ１）…第２誘電体層、１２２…第２透光層、２００…改質部、３００…押圧部材、Ｗ…ウェハ、Ｌ…レーザ光
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図1I】
【図1J】
【図1K】
【図1L】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】