CN104966777A - 半导体发光装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式提供一种可靠性高的半导体发光装置及其制造方法。实施方式的半导体发光装置中，第一电极及第二电极在半导体层的第二侧的半导体层。第一绝缘膜覆盖着半导体层的第二侧。在第一绝缘膜与第一配线部之间，设置着第一配线部与第二配线部之间所设置的第二绝缘膜的一部分。

Description

半导体发光装置及其制造方法
[相关申请案]
本申请案享有以日本专利申请案2014-65822号(申请日：2014年3月27日)作为基础申请案的优先权。本申请案通过参照该基础申请案而包含基础申请案的所有内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及一种半导体发光装置及其制造方法。
背景技术
提出一种在包含发光层的半导体层的一侧设置着荧光体层、在另一侧设置着电极、配线层及树脂层的芯片尺寸封装(Chip Scale Package)构造的半导体发光装置，在实用化方面要求较高的可靠性。
发明内容
本发明的实施方式提供一种可靠性较高的半导体发光装置及其制造方法。
根据实施方式，半导体发光装置包括：半导体层，包含：第一侧、第二侧、及设置在所述第一侧与所述第二侧之间的发光层；第一电极，在所述半导体层的所述第二侧设置在所述半导体层；第二电极，在所述半导体层的所述第二侧设置在所述半导体层；第一绝缘膜，覆盖所述半导体层的所述第二侧；第一配线部，设置在所述第一绝缘膜上，并且连接于所述第一电极；第二配线部，设置在所述第一绝缘膜上，并且连接于所述第二电极；及第二绝缘膜，设置在所述第一配线部与所述第二配线部之间。在所述第一绝缘膜与所述第一配线部之间，设置着所述第二绝缘膜的一部分。
附图说明
图1是实施方式的半导体发光装置的示意剖视图。
图2(a)及(b)是实施方式的半导体发光装置的示意俯视图。
图3(a)是图3(b)中的A部的示意放大剖视图，图3(b)是实施方式的半导体发光装置的局部截面的电子显微镜图像。
图4(a)及(b)、图5(a)及(b)、图6(a)及(b)、图7(a)及(b)、图8(a)及(b)、图9(a)、(b)及(c)、图10(a)及(b)、图11(a)及(b)是表示实施方式的半导体发光装置的制造方法的示意剖视图。
图12(a)及(b)是实施方式的半导体发光装置的示意剖视图。
图13(a)是实施方式的半导体发光装置的示意剖视图，图13(b)是参照例的半导体发光装置的示意剖视图。
图14是另一实施方式的半导体发光装置的示意剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对实施方式进行说明。另外，在各附图中，对相同要素标示着相同的符号。
图1是实施方式的半导体发光装置的示意剖视图。
图2(a)是表示实施方式的半导体发光装置中的p侧电极16与n侧电极17的平面布局的一例的示意俯视图。图1与图2(a)中的A-A′截面对应。图2(a)与去掉图1中的配线部41、43、树脂层25、绝缘膜18、及反射膜51而观察半导体层15的第二面侧的图对应。而且，图2(a)与图5(b)的积层体(除基板10以外)的俯视图对应。
图2(b)是实施方式的半导体发光装置的安装面(图1的半导体发光装置的下表面)的示意俯视图。
实施方式的半导体发光装置包括具有发光层13的半导体层15。半导体层15具有作为光提取侧的第一面(第一侧)15a、及第一面15a的相反侧的第二面(第二侧)15b(参照图4(a))。
如图5(a)所示，半导体层15的第二面15b具有包含发光层13的部分(发光区域)15e、及不包含发光层13的部分(非发光区域)15f。包含发光层13的部分15e是在半导体层15中积层着发光层13的部分。不包含发光层13的部分15f是在半导体层15中未积层发光层13的部分。包含发光层13的部分15e表示成为能够将发光层13发出的光提取到外部的积层构造的区域。
在第二面侧，在包含发光层13的部分15e上，设置着p侧电极16作为第一电极，在不包含发光层的部分15f上，设置着n侧电极17作为第二电极。
在图2(a)所示的例子中，不包含发光层13的部分15f包围着包含发光层13的部分15e，n侧电极17包围着p侧电极16。
通过p侧电极16与n侧电极17对发光层13供给电流，从而发光层13发光。然后，从发光层13放射的光从第一面15a侧向半导体发光装置的外部出射。
如图1所示，在半导体层15的第二面侧设置着支撑体100。包含半导体层15、p侧电极16及n侧电极17的发光元件由设置在第二面侧的支撑体100支撑。
在半导体层15的第一面15a侧，设置着荧光体层30作为对半导体发光装置的发射光赋予所需的光学特性的光学层。荧光体层30包含多个粒子状的荧光体31。荧光体31由发光层13的放射光激发，而放射与该放射光为不同波长的光。
多个荧光体31由结合材料32一体化。结合材料32使发光层13的放射光及荧光体31的放射光透过。此处，所谓「透过」并不限定于透过率为100％的情况，还包含吸收光的一部分的情况。
半导体层15具有第一半导体层11、第二半导体层12、及发光层13。发光层13设置在第一半导体层11与第二半导体层12之间。第一半导体层11及第二半导体层12例如含有氮化镓。
第一半导体层11例如包含基底缓冲层、n型GaN层。第二半导体层12例如包含p型GaN层。发光层13包含发出蓝、紫、蓝紫、紫外光等的材料。发光层13的发光峰值波长例如为430～470nm。
半导体层15的第二面被加工成凹凸形状。其凸部为包含发光层13的部分15e，凹部为不包含发光层13的部分15f。包含发光层13的部分15e的表面为第二半导体层12的表面，在第二半导体层12的表面设置着p侧电极16。不包含发光层13的部分15f的表面为第一半导体层11的表面，在第一半导体层11的表面设置着n侧电极17。
在半导体层15的第二面，包含发光层13的部分15e的面积比不包含发光层13的部分15f的面积大。而且，设置在包含发光层13的部分15e的表面的p侧电极16的面积比设置在不包含发光层13的部分15f的表面的n侧电极17的面积大。由此，可获得较宽的发光面，而能够使光输出较高。
如图2(a)所示，n侧电极17具有例如四条直线部，在其中的一条直线部，设置着在该直线部的宽度方向上突出的接触部17c。如图1所示，在该接触部17c的表面，连接n侧配线层22的通孔22a。
如图1所示，半导体层15的第二面、p侧电极16及n侧电极17由绝缘膜(第一绝缘膜)18覆盖。绝缘膜18例如为氧化硅膜等无机绝缘膜。绝缘膜18还设置在发光层13的侧面及第二半导体层12的侧面，并覆盖这些侧面。
而且，绝缘膜18还设置在半导体层15的从第一面15a连续的侧面(第一半导体层 11的侧面)15c，并覆盖该侧面15c。
进而，绝缘膜18还设置在半导体层15的侧面15c周围的芯片外区域。设置在芯片外区域的绝缘膜18在第一面15a侧向远离侧面15c的方向延伸。
在绝缘膜18上，相互分离地设置着作为第一配线层的p侧配线层21、及作为第二配线层的n侧配线层22。如图6(b)所示，在绝缘膜18，形成通向p侧电极16的多个第一开口18a、及通向n侧电极17的接触部17c的第二开口18b。另外，第一开口18a也可以是更大的一个开口。
p侧配线层21设置在绝缘膜18上及第一开口18a的内部。p侧配线层21经由设置在第一开口18a内的通孔21a而与p侧电极16电连接。
n侧配线层22设置在绝缘膜18上及第二开口18b的内部。n侧配线层22经由设置在第二开口18b内的通孔22a而与n侧电极17的接触部17c电连接。
p侧配线层21及n侧配线层22占据第二面侧的区域的大部分并在绝缘膜18上扩展。p侧配线层21经由多个通孔21a与p侧电极16连接。
而且，反射膜51隔着绝缘膜18覆盖半导体层15的侧面15c。反射膜51不与侧面15c相接，而不相对于半导体层15电连接。反射膜51相对于p侧配线层21及n侧配线层22分离。反射膜51对发光层13的放射光及荧光体31的放射光具有反射性。
反射膜51、p侧配线层21、及n侧配线层22包含通过例如镀敷法而同时形成在图7(a)所示的共用的金属膜60上的铜膜。 
构成反射膜51、p侧配线层21及n侧配线层22的例如铜膜是通过镀敷法而形成在绝缘膜18上所形成的金属膜60上。反射膜51、p侧配线层21及n侧配线层22各自的厚度比金属膜60的厚度厚。
金属膜60具有从绝缘膜18侧起依次积层的基底金属膜61、密接层62、及籽晶层63。
基底金属膜61为对发光层13的放射光具有较高的反射性的例如铝膜。
籽晶层63为用来通过镀敷而使铜析出的铜膜。密接层62为相对于铝及铜的两者的润湿性优异的例如钛膜。
另外，在半导体层15的侧面15c周围的芯片外区域，也可以不在金属膜60上形成镀敷膜(铜膜)，而由金属膜60形成反射膜51。反射膜51至少包含铝膜61，由此对发光层13的放射光及荧光体31的放射光具有较高的反射率。
而且，在p侧配线层21及n侧配线层22的下方也残留基底金属膜(铝膜)61，因此铝膜61在第二面侧的大部分区域扩展而形成。由此，可增大朝向荧光体层30侧的光的 量。
在p侧配线层21的与半导体层15为相反侧的面，设置着作为第一金属支柱的p侧金属支柱23。p侧配线层21及p侧金属支柱23形成p侧配线部(第一配线部)41。
在n侧配线层22的与半导体层15为相反侧的面，设置着作为第二金属支柱的n侧金属支柱24。n侧配线层22及n侧金属支柱24形成n侧配线部(第二配线部)43。
在p侧配线部41与n侧配线部43之间，设置着树脂层25作为第二绝缘膜。树脂层25以与p侧金属支柱23的侧面及n侧金属支柱24的侧面相接的方式，设置在p侧金属支柱23与n侧金属支柱24之间。即，在p侧金属支柱23与n侧金属支柱24之间，填充着树脂层25。
而且，树脂层25设置在p侧配线层21与n侧配线层22之间、p侧配线层21与反射膜51之间、及n侧配线层22与反射膜51之间。
树脂层25设置在p侧金属支柱23的周围及n侧金属支柱24的周围，覆盖着p侧金属支柱23的侧面及n侧金属支柱24的侧面。
而且，树脂层25还设置在半导体层15的侧面15c周围的芯片外区域，并覆盖着反射膜51。
p侧金属支柱23的与p侧配线层21为相反侧的端部(面)从树脂层25露出，作为可与安装基板等的外部电路连接的p侧外部端子23a而发挥功能。n侧金属支柱24的与n侧配线层22为相反侧的端部(面)从树脂层25露出，作为可与安装基板等的外部电路连接的n侧外部端子24a而发挥功能。p侧外部端子23a及n侧外部端子24a经由例如焊料、或导电性接合材料而接合于安装基板的焊盘图案。
如图2(b)所示，p侧外部端子23a及n侧外部端子24a在树脂层25的相同面内相隔且并列地形成。p侧外部端子23a形成为例如矩形状，n侧外部端子24a形成为切除与p侧外部端子23a的矩形为相同尺寸的矩形中的两个角所得的形状。由此，可辨别外部端子的极性。当然，也可以将n侧外部端子24a设为矩形状，将p侧外部端子23a设为切除矩形的角所得的形状。
p侧外部端子23a与n侧外部端子24a的间隔比绝缘膜18上的p侧配线层21与n侧配线层22的间隔宽。p侧外部端子23a与n侧外部端子24a的间隔大于安装时的焊料的扩展宽度。由此，可防止通过焊料的p侧外部端子23a与n侧外部端子24a之间的短路。
相对于此，p侧配线层21与n侧配线层22的间隔可缩窄到工艺上的极限。因此，可谋求p侧配线层21的面积、及p侧配线层21与p侧金属支柱23的接触面积的扩大。 由此，可促进发光层13的热的释放。
而且，p侧配线层21通过多个通孔21a而与p侧电极16相接的面积比n侧配线层22通过通孔22a而与n侧电极17相接的面积大。由此，可使在发光层13中流通的电流的分布均匀化。
在绝缘膜18上扩展的n侧配线层22的面积可大于n侧电极17的面积。并且，可使设置在n侧配线层22上的n侧金属支柱24的面积(n侧外部端子24a的面积)大于n侧电极17。由此，可确保可靠性较高且对安装来说充分的n侧外部端子24a的面积，并且可使n侧电极17的面积缩小。即，可缩小半导体层15中的不包含发光层13的部分(非发光区域)15f的面积，扩大包含发光层13的部分(发光区域)15e的面积而提高光输出。
第一半导体层11经由n侧电极17及n侧配线层22而与n侧金属支柱24电连接。第二半导体层12经由p侧电极16及p侧配线层21而与p侧金属支柱23电连接。
p侧金属支柱23的厚度(将p侧配线层21与p侧外部端子23a连结的方向的厚度)比p侧配线层21的厚度厚。n侧金属支柱24的厚度(将n侧配线层22与n侧外部端子24a连结的方向的厚度)比n侧配线层22的厚度厚。p侧金属支柱23、n侧金属支柱24及树脂层25各自的厚度比半导体层15厚。
金属支柱23、24的纵横比(厚度相对于平面尺寸的比)既可大于等于1，也可以小于1。即，金属支柱23、24既可比其平面尺寸厚，也可以比其平面尺寸薄。
包含p侧配线层21、n侧配线层22、p侧金属支柱23、n侧金属支柱24及树脂层25的支撑体100的厚度比包含半导体层15、p侧电极16及n侧电极17的发光元件(LED(Light Emitting Diode，发光二极管)芯片)的厚度厚。
如下所述，半导体层15是通过磊晶成长法而形成在基板上。该基板在形成支撑体100后被去除，从而半导体层15在第一面15a侧不包含基板。半导体层15并非由刚直的板状的基板支撑，而是由包含金属支柱23、24与树脂层25的复合体的支撑体100支撑。
作为p侧配线部41及n侧配线部43的材料，例如可使用铜、金、镍、银等。如果使用这些材料中的铜，那么可提高良好的导热性、较高的迁移耐性及相对于绝缘材料的密接性。
树脂层25加强p侧金属支柱23及n侧金属支柱24。树脂层25较理想的是使用热膨胀率与安装基板相同或接近的树脂层。作为这种树脂层25，例如可列举主要包含环氧树脂的树脂、主要包含硅酮树脂的树脂、主要包含氟树脂的树脂。
而且，在成为树脂层25中的基底的树脂中包含遮光材料(光吸收剂、光反射剂、光 散射剂等)，从而树脂层25对发光层13发出的光具有遮光性。由此，可抑制自支撑体100的侧面及安装面侧的漏光。
因安装半导体发光装置时的热循环，而将使p侧外部端子23a及n侧外部端子24a接合于安装基板的焊盘的焊料等所引起的应力施加到半导体层15。p侧金属支柱23、n侧金属支柱24及树脂层25吸收缓和该应力。尤其是通过将比半导体层15柔软的树脂层25用作支撑体100的一部分，可提高应力缓和效果。
反射膜51相对于p侧配线部41及n侧配线部43分离。因此，在安装时施加到p侧金属支柱23及n侧金属支柱24的应力不会传递给反射膜51。因此，可抑制反射膜51的剥离。而且，可抑制施加到半导体层15的侧面15c侧的应力。
如下所述，用于形成半导体层15的基板从半导体层15被去除。由此，半导体发光装置低背化。而且，通过去除基板，可在半导体层15的第一面15a形成微小凹凸，从而可谋求光提取效率的提高。
例如，对第一面15a进行使用碱系溶液的湿式蚀刻而形成微小凹凸。由此，减少第一面15a中的全反射成分，从而可提高光提取效率。
在去除基板后，在第一面15a上隔着绝缘膜19而形成荧光体层30。绝缘膜19作为提高半导体层15与荧光体层30的密接性的密接层而发挥功能，例如为氧化硅膜、氮化硅膜。
荧光体层30具有在结合材料32中分散着多个粒子状的荧光体31的构造。对于结合材料32，例如可使用硅酮树脂。
荧光体层30还形成在半导体层15的侧面15c周围的芯片外区域上。因此，荧光体层30的平面尺寸大于半导体层15的平面尺寸。在芯片外区域内，在绝缘膜18上设置着荧光体层30。
荧光体层30被限定在半导体层15的第一面15a上、及邻接于半导体层15的侧面15c的区域上，并未包围半导体层15的第二面侧、金属支柱23、24的周围、及支撑体100的侧面而形成。荧光体层30的侧面与支撑体100的侧面(树脂层25的侧面)对齐。
即，实施方式的半导体发光装置为芯片尺寸封装构造的非常小型的半导体发光装置。因此，在应用于例如照明用灯具等时，灯具设计的自由度变高。
而且，在不将光提取到外部的安装面侧未多余地形成荧光体层30，从而可谋求降低成本。而且，即使在第一面15a侧不存在基板，也能够经由在第二面侧扩展的p侧配线层21及n侧配线层22使发光层13的热向安装基板侧释放，尽管为小型，散热性仍优异。
在普通的倒装芯片安装时，在经由凸块等将LED芯片安装在安装基板之后，以覆盖芯片整体的方式形成荧光体层。或者，在凸块间底填充树脂。
相对于此，根据实施方式，在安装前的状态下，在p侧金属支柱23的周围及n侧金属支柱24的周围设置与荧光体层30不同的树脂层25，从而可对安装面侧赋予适于应力缓和的特性。而且，因为已在安装面侧设置着树脂层25，所以无需安装后的底填充。
在第一面15a侧，设置以光提取效率、色转换效率、配光特性等优先而设计的层，在安装面侧，设置以安装时的应力缓和、或作为取代基板的支撑体的特性优先的层。例如，树脂层25具有在成为基底的树脂中高密度地填充着二氧化硅粒子等填料的构造，且调整为作为支撑体适当的硬度。
从发光层13向第一面15a侧放射的光入射至荧光体层30，一部分光激发荧光体31，作为发光层13的光与荧光体31的光的混合光而获得例如白色光。
此处，如果在第一面15a上存在基板，那么会产生不入射至荧光体层30而从基板的侧面向外部泄漏的光。即，发光层13的光的色彩较强的光从基板的侧面泄漏，而可能导致在从上表面观察荧光体层30的情况下可在外缘侧看到蓝色光环的现象等色分离或色不均。
相对于此，根据实施方式，因为在第一面15a与荧光体层30之间不存在基板，所以可防止因发光层13的光的色彩较强的光从基板侧面泄漏而引起的色分离或色不均。
进而，根据实施方式，在半导体层15的侧面15c，隔着绝缘膜18而设置着反射膜51。从发光层13朝向半导体层15的侧面15c的光在反射膜51反射而不向外部泄漏。因此，与在第一面15a侧不存在基板的特征相辅相成，可防止因来自半导体发光装置的侧面侧的漏光而引起的色分离或色不均。
设置在反射膜51与半导体层15的侧面15c之间的绝缘膜18防止反射膜51中所包含的金属向半导体层15扩散。由此，可防止半导体层15的例如GaN的金属污染，从而可防止半导体层15的劣化。
而且，设置在反射膜51与荧光体层30之间、及树脂层25与荧光体层30之间的绝缘膜18提高反射膜51与荧光体层30的密接性、及树脂层25与荧光体层30的密接性。 
绝缘膜18例如为氧化硅膜、氮化硅膜等无机绝缘膜。即，半导体层15的第一面15a、第二面、第一半导体层11的侧面15c、第二半导体层12的侧面、发光层13的侧面由无机绝缘膜覆盖。无机绝缘膜包围半导体层15，将半导体层15封闭使其免受金属或水分等的影响。
此处，图3(b)表示实施方式的半导体发光装置的局部截面的电子显微镜图像。图3(b) 表示n侧配线层22的靠近p侧配线层21的端部附近。
而且，图3(a)是图3(b)中的A部的放大示意剖视图。
如上文中参照图7(a)所叙述股，在绝缘膜18上，依次形成基底金属膜(铝膜)61、密接层(钛膜)62、及籽晶层(铜膜)63。然后，通过镀敷法在籽晶层(铜膜)63上形成铜配线层21、22。
因为籽晶层63与配线层21、22为相同的铜膜，所以在图3(a)中，将籽晶层与n侧配线层22一体化来表示。即，籽晶层也作为配线层21、22的一部分而包含。
另外，密接层(钛膜)62设置在配线层21、22的整个面。因此，也可包含密接层62在内称为配线层21、22。
根据实施方式，如图3(a)所示，在n侧配线层22与绝缘膜18之间存在未设置基底金属膜(铝膜)61的区域。在n侧配线层22的端部22b与绝缘膜18之间，埋入有树脂层25的一部分25a。
此处，图13(b)表示参照例中的配线层22的端部附近的示意剖视图。该参照例中，在n侧配线层22与绝缘膜18之间的区域的整个面设置着基底金属膜61。因此，n侧配线层22的边缘(侧面)、密接层62的边缘、及基底金属膜61的边缘对齐。
有如下倾向：对无机膜与金属膜的界面施加比无机膜与树脂的界面强的应力。在图13(b)的构造中，应力尤其易于集中在金属膜80的边缘附近的端部与绝缘膜18的界面，从而有可能在金属膜80的边缘附近的绝缘膜18产生龟裂c。
并且，如果水分从n侧外部端子24a与树脂层25的界面浸入，那么有可能该水分会通过n侧金属支柱24的侧面与树脂层25的界面、及n侧配线层22与树脂层25的界面而到达至产生于绝缘膜18的龟裂c。根据图13(b)的参照例，成为水分的浸入路径的金属膜80的侧面(边缘)与树脂层25的界面易于朝向龟裂c呈直线状相连，从而易于容许水分向龟裂c浸入。
如果水分通过绝缘膜18的龟裂c到达至电极16、17或半导体层15，那么可能成为使可靠性下降的主要原因。
相对于此，根据实施方式，如图3(a)所示，与绝缘膜18相接的(n侧)基底金属膜61的边缘61a比n侧配线层22的边缘(侧面)22c更后退，且在n侧配线层22的端部22b与绝缘膜18之间设置着树脂层25的一部分25a。
即，成为水分的浸入路径的金属与树脂层25的界面在朝向绝缘膜18侧的中途沿横向弯曲。
在图3(a)的构造中，应力易于集中在基底金属膜61的边缘61a附近的端部与绝缘膜 18的界面，从而易于在与基底金属膜61的边缘61a附近相接的绝缘膜18产生龟裂。
然而，根据实施方式，即使在绝缘膜18产生龟裂，朝向该龟裂侧的水分的浸入路径也会在中途弯曲，与图13(b)所示的参照例相比，到龟裂为止的水分的浸入路径较长，从而水分变得难以到达至龟裂。因此，可抑制水分向电极16、17或半导体层15浸入，从而能够提供可靠性较高的半导体发光装置。
设置在n侧配线层22的端部22b(密接层62的端部)与绝缘膜18之间的树脂层25的一部分25a的膜厚t与基底金属膜61的膜厚相等。作为基底金属膜61的铝膜在厚度小于40nm时，反射率与膜厚成比例地增大，在膜厚为40nm以上时，反射率不会再进一步变高。因此，所述膜厚t为40nm以上，例如为100nm左右。
而且，与绝缘膜18相接的基底金属膜61的边缘61a距n侧配线层22的边缘22c的后退量、即n侧配线层22的端部22b与绝缘膜18之间的树脂层25a的长度L较长时，从水分的浸入路径(树脂层25与n侧配线层22的边缘22c的界面)到绝缘膜18中易于产生龟裂的位置为止的距离变长。
为了抑制水分向龟裂浸入，所述长度L较理想的是例如为2～3μm以上。如果长度L相对于所述膜厚t的比为10以上，那么即使在基底金属膜61的边缘61a附近的绝缘膜18产生龟裂，仍能够充分地抑制水分到达至龟裂。
在图3(a)中，表示了n侧配线层22的端部22b附近的构造，但如图13(a)所示，在p侧配线层21的端部21b附近，也使基底金属膜61的边缘61a后退。
在p侧配线层21与绝缘膜18之间存在未设置基底金属膜(铝膜)61的区域。并且，在p侧配线层21的端部21b与绝缘膜18之间，埋入有树脂层25的一部分25a。
在图13(a)的构成中，即使在(p侧)基底金属膜61的边缘61a附近的绝缘膜18产生了龟裂，水分朝向该龟裂的浸入路径也会在中途弯曲，与图13(b)所示的参照例相比，到龟裂为止的水分的浸入路径较长，从而水分变得不易到达至龟裂。因此，可抑制水分向电极16、17或半导体层15浸入，从而能够提供可靠性较高的半导体发光装置。
设置在p侧配线层21的端部21b(密接层62的端部)与绝缘膜18之间的树脂层25的一部分25a的膜厚t与基底金属膜61的膜厚相等。如上所述，膜厚t为40nm以上，例如为100nm左右。
而且，与绝缘膜18相接的基底金属膜61的边缘61a距p侧配线层21的边缘21c的后退量、即p侧配线层21的端部21b与绝缘膜18之间的树脂层25a的长度L较长时，从水分的浸入路径(树脂层25与p侧配线层21的边缘21c的界面)到绝缘膜18中易于产生龟裂的位置为止的距离变长。
为了抑制水分向龟裂浸入，所述长度L较理想的是例如为2～3μm以上。如果长度L相对于所述膜厚t的比为10以上，那么即使在基底金属膜61的边缘61a附近的绝缘膜18产生龟裂，仍能够充分地抑制水分到达至龟裂。
另外，在n侧配线层22的与p侧配线层21为相反侧的端部22b附近，与图3(a)同样地，基底金属膜61的边缘61a也从n侧配线层22的边缘22c后退，且在该后退的区域设置着树脂层25的一部分25a。
同样地，在p侧配线层21的与n侧配线层22为相反侧的端部21b附近，与图13(a)同样地，基底金属膜61的边缘61a也从p侧配线层21的边缘21c后退，且在该后退的区域设置着树脂层25的一部分25a。
接着，参照图4(a)～图11(b)，对半导体发光装置的制造方法进行说明。
如图4(a)所示，例如利用MOCVD(metal organic chemical vapor deposition，金属有机化学气相沉积)法，在基板10的主面上，依次磊晶成长第一半导体层11、发光层13及第二半导体层12。
在半导体层15中，基板10侧的面为第一面15a，基板10的相反侧的面为第二面15b。
基板10例如为硅基板。或者，基板10也可以是蓝宝石基板。半导体层15例如为含有氮化镓(GaN)的氮化物半导体层。
第一半导体层11例如具有设置在基板10的主面上的缓冲层、及设置在缓冲层上的n型GaN层。第二半导体层12例如具有设置在发光层13上的p型AlGaN层、及设置在该p型AlGaN层上的p型GaN层。发光层13例如具有MQW(Multiple Quantum well，多量子阱)构造。
图4(b)表示选择性地去除第二半导体层12及发光层13后的状态。例如，利用RIE(Reactive Ion Etching，反应性离子蚀刻)法，选择性地蚀刻第二半导体层12及发光层13而使第一半导体层11露出。
接着，如图5(a)所示，选择性地去除第一半导体层11而形成沟槽90。在基板10的主面上，半导体层15由沟槽90分离成多个。沟槽90以例如格子状图案形成在晶片状的基板10上。
沟槽90贯通半导体层15，到达至基板10。根据蚀刻条件，还存在如下情况：基板10的主面也被略微蚀刻，从而沟槽90的底面比基板10与半导体层15的界面更向下方后退。另外，沟槽90也可以在形成p侧电极16及n侧电极17之后形成。
接着，如图5(b)所示，在第二半导体层12的表面形成p侧电极16。而且，在第二 半导体层12及发光层13被选择性地去除后的区域的第一半导体层11的表面，形成n侧电极17。
形成在积层着发光层13的区域的p侧电极16包含反射发光层13的放射光的反射膜。例如，p侧电极16含有银、银合金、铝、铝合金等。而且，为了防止反射膜的硫化、氧化，p侧电极16包含金属保护膜(阻隔金属)。
接着，如图6(a)所示，以覆盖设置在基板10上的积层体的方式形成绝缘膜18。绝缘膜18覆盖半导体层15的第二面、p侧电极16及n侧电极17。而且，绝缘膜18覆盖半导体层15的与第一面15a连续的侧面15c。进而，绝缘膜18还形成在沟槽90的底面的基板10的表面。
绝缘膜18是例如通过CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)法而形成的氧化硅膜或氮化硅膜。在绝缘膜18，例如通过使用抗蚀剂遮罩的湿式蚀刻，而如图6(b)所示股形成第一开口18a与第二开口18b。第一开口18a到达至p侧电极16，第二开口18b到达至n侧电极17的接触部17c。
接着，如图6(b)所示，在绝缘膜18的表面、第一开口18a的内壁(侧壁及底面)、及第二开口18b的内壁(侧壁及底面)，形成金属膜60。如图7(a)所示，金属膜60具有基底金属膜(铝膜)61、密接层(钛膜)62、及籽晶层(铜膜)63。金属膜60例如通过溅镀法而形成。
接着，在金属膜60上选择性地形成图7(b)所示的抗蚀剂遮罩91后，通过将金属膜60的铜膜63用作籽晶层的电解铜镀敷法，形成p侧配线层21、n侧配线层22及反射膜51。
p侧配线层21还形成在第一开口18a内，而与p侧电极16电连接。n侧配线层22还形成在第二开口18b内，而与n侧电极17的接触部17c电连接。
接着，在使用例如溶剂或者氧等离子体去除抗蚀剂遮罩91后，选择性地形成图8(a)所示的抗蚀剂遮罩92。或者，也可以不去除抗蚀剂遮罩91而形成抗蚀剂遮罩92。
在形成抗蚀剂遮罩92后，通过将p侧配线层21及n侧配线层22用作籽晶层的电解铜镀敷法，形成p侧金属支柱23及n侧金属支柱24。
p侧金属支柱23形成在p侧配线层21上。p侧配线层21与p侧金属支柱23以相同的铜材料一体化。n侧金属支柱24形成在n侧配线层22上。n侧配线层22与n侧金属支柱24以相同的铜材料一体化。
抗蚀剂遮罩92使用例如溶剂或者氧等离子体被去除。在该时点，p侧配线层21与n侧配线层22经由金属膜60相连。而且，p侧配线层21与反射膜51也经由金属膜60 相连，n侧配线层22与反射膜51也经由金属膜60相连。
因此，通过蚀刻去除p侧配线层21与n侧配线层22之间的金属膜60、p侧配线层21与反射膜51之间的金属膜60、及n侧配线层22与反射膜51之间的金属膜60。此时，充分厚于金属膜60的p侧配线层21、n侧配线层22、p侧金属支柱23、及n侧金属支柱24被用作遮罩。
籽晶层(铜膜)63、密接层(钛膜)62、及基底金属膜(铝膜)61分别使用不同的蚀刻液选择性地被蚀刻。
如图9(a)到图9(b)所示，首先，蚀刻籽晶层(铜膜)63，接着，蚀刻密接层(钛膜)62。其后，蚀刻基底金属膜(铝膜)61。
由此，切断经由金属膜60的p侧配线层21与n侧配线层22的电连接、p侧配线层21与反射膜51的电连接、及n侧配线层22与反射膜51的电连接(图8(b))。
而且，在蚀刻基底金属膜(铝膜)61时，在去除未设置n侧配线层22的部分的基底金属膜61后仍进行蚀刻，从而如图9(c)所示，使基底金属膜61的边缘61a比n侧配线层22的边缘(侧面)22c更后退。由此，在n侧配线层22的端部22b(密接层62的端部)与绝缘膜18之间形成空隙70。在p侧配线层21的端部也相同。
在作为铝膜的基底金属膜61的湿式蚀刻中，使用例如TMAH(氢氧化四甲基铵)水溶液、混酸(硝酸与硫酸的混合物)水溶液等碱系药液。对于该药液，铜膜及钛膜几乎不会被蚀刻。
接着，在图8(b)所示的积层体上，形成图10(a)所示的树脂层25。树脂层25覆盖p侧配线部41及n侧配线部43。而且，树脂层25覆盖反射膜51。
作为加强配线部的第二绝缘膜的树脂层25以具有流动性的液状的状态涂布，且进入到配线层的端部与绝缘膜18之间的空隙70。其后，使树脂层25硬化。或者，也可以通过涂布液状玻璃并使其硬化而形成第二绝缘膜。
树脂层25与p侧配线部41及n侧配线部43一同构成支撑体100。在该支撑体100支撑着半导体层15的状态下，去除基板10。
例如，作为硅基板的基板10通过干式蚀刻被去除。而且，也可以通过湿式蚀刻去除基板(硅基板)10。或者，在基板10为蓝宝石基板的情况下，可通过激光剥离(laser lift off)法去除。
磊晶成长在基板10上的半导体层15存在包含较大的内部应力的情况。而且，p侧金属支柱23、n侧金属支柱24及树脂层25例如为比GaN系材料的半导体层15柔软的材料。因此，即使磊晶成长时的内部应力在剥离基板10时瞬间释放，p侧金属支柱23、 n侧金属支柱24及树脂层25也会吸收该应力。因此，可避免半导体层15在去除基板10的过程中破损。
通过去除基板10，如图10(b)所示，半导体层15的第一面15a露出。在露出的第一面15a，形成微小凹凸。例如，利用KOH(氢氧化钾)水溶液或TMAH等对第一面15a进行湿式蚀刻。在该蚀刻中，产生依存于结晶面方位的蚀刻速度的差异。因此，可在第一面15a形成凹凸。通过在第一面15a形成微小凹凸，可提高发光层13的放射光的提取效率。
如图11(a)所示，在第一面15a上，隔着绝缘膜19而形成荧光体层30。荧光体层30例如通过印刷、灌注、模塑、压缩成形等方法形成。绝缘膜19提高半导体层15与荧光体层30的密接性。
而且，作为荧光体层30，也可以将介隔结合材料烧结荧光体而成的烧结荧光体隔着绝缘膜19接着于荧光体层30。
而且，荧光体层30还形成在半导体层15的侧面15c周围的芯片外区域上。在该芯片外区域也设置着树脂层25，在该树脂层25上，隔着绝缘膜18而形成荧光体层30。
在形成荧光体层30后，研磨树脂层25的表面(图11(a)中的下表面)，从而如图11(b)所示，p侧金属支柱23及n侧金属支柱24从树脂层25露出。p侧金属支柱23的露出面成为p侧外部端子23a，n侧金属支柱24的露出面成为n侧外部端子24a。
接着，在形成着将多个半导体层15分离的所述沟槽90的区域，切断图11(b)所示的构造体。即，切断荧光体层30、绝缘膜18、及树脂层25。这些荧光体层30、绝缘膜18、及树脂层25例如利用切割刀片或激光切断。半导体层15因为不存在于切割区域，所以不会受到因切割所导致的损伤。
单片化前的所述各步骤是以包含多个半导体层15的晶片状态进行。晶片被单片化为包含至少一个半导体层15的半导体发光装置。另外，半导体发光装置既可为包含一个半导体层15的单芯片构造，也可以为包含多个半导体层15的多芯片构造。
单片化前的所述各步骤是以晶片状态总括地进行，因此无需针对单片化后的各个器件进行配线层的形成、支柱的形成、树脂层的封装、及荧光体层的形成，从而可大幅地降低成本。
在以晶片状态形成支撑体100及荧光体层30后，将它们切断，因此荧光体层30的侧面与支撑体100的侧面(树脂层25的侧面)对齐，这些侧面形成经单片化所得的半导体发光装置的侧面。因此，也和不存在基板10的情况相辅相成，从而可提供一种芯片尺寸封装构造的小型的半导体发光装置。
在去除未设置配线层21、22的部分的金属膜60时，如图12(a)所示，也可以使密接层(钛膜)62的边缘62a相对于配线层22的边缘22c后退。
根据该构造，因为在从配线层22的边缘22c与树脂层25的界面到易于产生龟裂的基底金属膜61的边缘附近的路径形成多个弯曲部(阶差)，所以通过配线层22的边缘22c与树脂层25的界面浸入而来的水分更难以到达至龟裂。
而且，如图12(b)所示，配线层22的端部22b(密接层62的端部)与绝缘膜18之间的树脂25a的膜厚也可以小于基底金属膜61的膜厚。
然而，担心如下可能性：在密接层62中，形成在与基底金属膜61的端部相接的部位的如图12(b)所示的阶差阻碍浸入到绝缘膜18侧的水分在加热步骤中向外部脱离。
因此，配线层22的端部22b与绝缘膜18之间的树脂25a的膜厚较理想的是大于等于基底金属膜61的膜厚。
图14是另一实施方式的半导体发光装置的示意剖视图。
如图14所示，在半导体层15的第一面15a上，隔着绝缘膜19而设置着透明层35(光学层)。在透明层35的上表面、透明层35的侧面及支撑体100的侧面设置着荧光体层30。
透明层35使发光层13的放射光及荧光体31的放射光透过。作为透明层35，使用例如与结合材料32相同的材料。作为透明层35，也可以使用例如与结合材料32不同的材料。 
透明层35还形成在半导体层15的侧面15c周边的芯片外区域上。因此，透明层35的平面尺寸大于半导体层15的平面尺寸。在芯片外区域，在绝缘膜18上设置着透明层35。
荧光体层30设置在透明层35的周围、半导体层15的周围、及支撑体100的周围，而形成半导体发光装置的侧面。透明层35的侧面及支撑体100的侧面被荧光体层30覆盖。由此，可防止支撑体100的侧面的龟裂。
而且，通过荧光体层30与树脂层25的边界的水分的浸入路径变长，从而水分不易到达至芯片。因此，可抑制水分向电极16、17或半导体层15侵入，从而能够提供可靠性较高的半导体发光装置。
在半导体层15的上表面15a与荧光体层30之间，设置着透明层35。由此，半导体层15所包含的发光面、与荧光体层30所包含的荧光体31之间的距离变远。因此，荧光体31的温度上升得到抑制，从而荧光体31的波长转换效率的下降得到抑制。
除所述内容以外，对透明层35，例如使用折射率高于荧光体层30的折射率的材料。 透明层35具有半导体层15的折射率与荧光体层30的折射率之间的折射率。由此，存在于光提取方向的介质间的折射率差变小，从而发光层13的放射光变得易于向荧光体层30的外部(空气)放射。即，发光层13的放射光的提取效率提高。
进而，发光层13被透明层35覆盖的面积扩大。由此，通过透明层35使荧光体层30接收发光层13的光(例如蓝色光)的入射的面积增大，从而可提高转换效率。
而且，根据本实施方式，可实现光学匹配调整的高精度化。由此，光学特性提高。
在所述实施方式中，作为设置在半导体层15的第一面15a侧的光学层，并不限定于荧光体层，也可以是散射层。散射层包含使发光层13的放射光散射的多个粒子状的散射材料(例如钛化合物)、及与多个散射材料一体化且使发光层13的放射光透过的结合材料(例如树脂层)。除所述内容以外，透明层35也可以包含荧光体及散射材料中的至少任一种。
已对本发明的若干个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为示例而提出的，并非意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式能以其他各种形态实施，且可在不脱离发明主旨的范围内，进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变化包含在发明的范围或主旨内，并且包含在权利要求书中所记载的发明及其均等的范围内。
[符号的说明]
15 半导体层
18 绝缘膜
21 p侧配线层
22 n侧配线层
23 p侧金属支柱 
24 n侧金属支柱 
25 树脂层
61 基底金属膜 

Claims (17)

1.一种半导体发光装置，其特征在于包括：
半导体层，包含：第一侧、第二侧、及设置在所述第一侧与所述第二侧之间的发光层；
第一电极，在所述半导体层的所述第二侧，设置在所述半导体层；
第二电极，在所述半导体层的所述第二侧，设置在所述半导体层；
第一绝缘膜，覆盖所述半导体层的所述第二侧；
第一配线部，设置在所述第一绝缘膜上，并且连接于所述第一电极；
第二配线部，设置在所述第一绝缘膜上，并且连接于所述第二电极；及
第二绝缘膜，设置在所述第一配线部与所述第二配线部之间；且
在所述第一绝缘膜与所述第一配线部之间，设置着所述第二绝缘膜的一部分。
2.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于：
在所述第一绝缘膜与所述第二配线部之间，设置着所述第二绝缘膜的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的半导体发光装置，其特征在于：
所述第一配线部包含：与所述第一绝缘膜相接的第一基底金属膜、及设置在所述第一基底金属膜上的第一配线层，
所述第二配线部包含：与所述第一绝缘膜相接的第二基底金属膜、及设置在所述第二基底金属膜上的第二配线层，
在所述第一配线层的端部与所述第一绝缘膜之间，不隔着所述第一基底金属膜而设置着所述第二绝缘膜的一部分，
在所述第二配线层的端部与所述第一绝缘膜之间，不隔着所述第二基底金属膜而设置着所述第二绝缘膜的一部分。
4.根据权利要求3所述的半导体发光装置，其特征在于：
所述第一基底金属膜及所述第二基底金属膜为铝膜。
5.根据权利要求1或2所述的半导体发光装置，其特征在于：
所述第二绝缘膜为树脂。
6.根据权利要求3所述的半导体发光装置，其特征在于：
所述第一配线层的所述端部与所述第一绝缘膜之间的所述第二绝缘膜的膜厚与所述第一基底金属膜的膜厚相等，所述第二配线层的所述端部与所述第一绝缘膜之间的所述第二绝缘膜的膜厚与所述第二基底金属膜的膜厚相等。
7.根据权利要求3所述的半导体发光装置，其特征在于：
所述第一配线层的所述端部与所述第一绝缘膜之间的所述第二绝缘膜的长度相对于所述一部分的膜厚的比为10以上，
所述第二配线层的所述端部与所述第一绝缘膜之间的所述第二绝缘膜的长度相对于所述一部分的膜厚的比为10以上。
8.根据权利要求3所述的半导体发光装置，其特征在于：
所述第一配线层比所述第一基底金属膜厚，所述第二配线层比所述第二基底金属膜厚。
9.根据权利要求3所述的半导体发光装置，其特征在于：
所述第一配线部还包含第一金属支柱，所述第一金属支柱设置在所述第一配线层上，且比所述第一配线层厚，
所述第二配线部还具有第二金属支柱，所述第二金属支柱设置在所述第二配线层上，且比所述第二配线层厚。
10.根据权利要求1或2所述的半导体发光装置，其特征在于：
还包括光学层，所述光学层设置在所述半导体层的所述第一侧，对所述发光层的放射光具有透过性。
11.根据权利要求10所述的半导体发光装置，其特征在于：
所述光学层为荧光体层，所述荧光体层包含：
多个荧光体，由所述发光层的放射光激发，放射与所述发光层的放射光为不同波长的光，
结合材料，将所述多个荧光体一体化，且使所述发光层的放射光及所述荧光体的放射光透过。
12.根据权利要求11所述的半导体发光装置，其特征在于：
所述第二绝缘膜还设置在所述第一配线部的侧面及所述第二配线部的侧面，
所述荧光体层还设置在所述半导体层的周围及所述第二绝缘膜的周围，而形成所述半导体发光装置的侧面。
13.根据权利要求11所述的半导体发光装置，其特征在于：
所述光学层还包含透明层，所述透明层设置在所述半导体层的所述第一侧与所述荧光体层之间。
14.根据权利要求1或2所述的半导体发光装置，其特征在于：
所述第一绝缘膜还设置在所述半导体层的与所述第一侧连续的侧面。
15.根据权利要求14所述的半导体发光装置，其特征在于：
在所述半导体层的所述侧面，隔着所述第一绝缘膜而设置着反射膜。
16.一种半导体发光装置的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
在包含包括发光层的半导体层、以及设置在所述半导体层的第一电极及第二电极的积层体上形成第一绝缘膜，所述第一绝缘膜具有到达至所述第一电极的第一开口及到达至所述第二电极的第二开口；
在所述第一绝缘膜上，形成基底金属膜；
在所述基底金属膜上，形成经由所述第一开口而与所述第一电极连接的第一配线层、及经由所述第二开口而与所述第二电极连接的第二配线层；
将所述第一配线层的端部与所述第二配线层的端部之间的区域的所述第一绝缘膜上形成的所述基底金属膜去除，并且使所述基底金属膜的端部比所述第一配线层的所述端部及所述第二配线层的所述端部后退，从而在所述第一配线层的所述端部与所述第一绝缘膜之间、及所述第二配线层的所述端部与所述第一绝缘膜之间形成空隙；以及
在所述空隙形成第二绝缘膜。
17.根据权利要求16所述的半导体发光装置的制造方法，其特征在于：
通过湿式蚀刻使所述基底金属膜后退而形成所述空隙。
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