JP7502658B2 - 発光素子の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子の製造方法に関する。
例えば、特許文献１には、移載基板に支持されたＬＥＤ半導体層の側面に第１絶縁層が形成され、さらにＬＥＤ半導体層の上面及び第１絶縁層の上面に第２絶縁層が形成された構造体における第２絶縁層上にフォトレジスト層を形成するステップと、フォトレジスト層をマスクとして第２絶縁層をエッチングし、第２絶縁層にスルーホールを形成するステップとが開示されている。
本発明は、半導体構造体を覆う絶縁膜の欠けを低減することができる発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、発光素子の製造方法は、第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続する側面と、を有する半導体構造体と、前記側面を覆う第１絶縁膜と、前記第１面及び前記第１絶縁膜における前記第１面側の上面を覆う第２絶縁膜と、前記第２面と対向する基板と、を有する構造体を準備する工程と、前記第１面の上方に位置する前記第２絶縁膜上にマスクを形成する工程と、上面視において前記マスクの周囲に位置し、前記マスクから露出した前記第２絶縁膜の一部を除去する工程と、を備え、前記第２絶縁膜の前記一部を除去する工程において、前記第２絶縁膜の外縁が、上面視において、前記第１面の外側に位置する前記第１絶縁膜の領域内に位置するように、前記第２絶縁膜の前記一部を除去する。
本発明によれば、半導体構造体を覆う絶縁膜の欠けを低減することができる発光素子の製造方法を提供することができる。
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。
本発明の実施形態の発光素子の製造方法は、図７及び図８に示す第２構造体１００を準備する工程を有する。第２構造体１００を準備する工程は、図１に示す第１構造体１１０を準備する工程を有する。
第１構造体１１０を準備する工程は、成長基板１０２上に半導体構造体１０を形成する工程を有する。成長基板１０２として、例えば、Ｃ面、Ｒ面、及びＡ面のいずれかを主面とするサファイアやスピネル（ＭｇＡ１２Ｏ４）のような絶縁性基板を用いることができる。また、成長基板１０２として、ＳｉＣ（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃを含む）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、Ｓｉなどの導電性の基板を用いても良い。
半導体構造体１０は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）などの窒化物半導体を含む。半導体構造体１０は、第１半導体層１１と、第２半導体層１２と、第１半導体層１１と第２半導体層１２との間に位置する活性層１３とを有する。例えば、第１半導体層１１は、ｎ型半導体層を含むｎ側半導体層であり、第２半導体層１２は、ｐ型半導体層を含むｐ側半導体層である。活性層１３は、光を発する発光層である。例えば、活性層１３は、複数の障壁層と複数の井戸層とを含み、障壁層と井戸層とが交互に積層された多重量子井戸構造とすることができる。
例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法により、成長基板１０２上に、第１半導体層１１、活性層１３、及び第２半導体層１２が順に形成される。
半導体構造体１０は、第１面１０ａと、第１面１０ａの反対側に位置する第２面１０ｂとを有する。また、半導体構造体１０に溝８０が形成されており、半導体構造体１０には溝８０に露出する側面１０ｃが形成される。溝８０は、第２半導体層１２側から半導体構造体１０の一部を除去することで形成される。図１に示すように、溝８０は、第１面１０ａには達しないように形成される。なお、溝８０は、第１面１０ａには達するように形成してもよい。半導体構造体１０は、例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法などのドライエッチングやウェットエッチングにより除去することができる。
半導体構造体１０の第２面１０ｂは、第１部分１０ｂ１と第２部分１０ｂ２とを有する。第１部分１０ｂ１は、第２面１０ｂにおける第２半導体層１２の表面（図１において第２半導体層１２の上面）である。第２部分１０ｂ２は、第２面１０ｂにおける第１半導体層１１の表面（図１において第１半導体層１１の上面）である。なお、半導体構造体１０の第２面１０ｂは、第１部分１０ｂ１と第２部分１０ｂ２とを接続する面も有し、第１部分１０ｂ１と第２部分１０ｂ２とを接続する面は、第１半導体層１１の側面、第２半導体層１２の側面、及び、活性層１３の側面からなる。
第１構造体１１０を準備する工程は、電流拡散層１５を形成する工程をさらに有する。電流拡散層１５は、例えば、スパッタ法、蒸着法などの方法で形成することができる。電流拡散層１５は、半導体構造体１０の第２面１０ｂの第１部分１０ｂ１上に配置される。電流拡散層１５は、導電性を有する。電流拡散層１５の材料として、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum Zinc Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、Ｇａ２Ｏ３などの酸化膜を用いることができる。電流拡散層１５は、後述する第２電極３２を通じて供給される電流を第２半導体層１２の面方向に拡散させる。
第１構造体１１０を準備する工程は、第１電極３１及び第２電極３２を形成する工程をさらに有する。第１電極３１及び第２電極３２は、例えば、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などの方法で形成することができる。第１電極３１は、半導体構造体１０の第２面１０ｂの第２部分１０ｂ２上に配置され、第１半導体層１１と電気的に接続される。第２電極３２は、電流拡散層１５上に配置され、電流拡散層１５を通じて第２半導体層１２と電気的に接続される。なお、電流拡散層１５のみを第２電極３２として用いてもよい。第１電極３１及び第２電極３２は、例えば、Ｔｉ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｇ、ＲｈまたはＲｕを含む単層の金属層、または、これら金属層のうち少なくとも２つを含む積層構造である。
第１構造体１１０を準備する工程は、第１反射層４０を形成する工程をさらに有する。第１反射層４０は、例えば、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法などの方法で形成することができる。第１反射層４０は、半導体構造体１０の第２面１０ｂ、電流拡散層１５、第１電極３１、及び第２電極３２を覆う。
第１反射層４０は、活性層１３からの光に対して高い光反射性を有する。第１反射層４０は、例えば、活性層１３からの光のピーク波長に対して７０％以上、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上の光反射性を有する。第１反射層４０は、例えば、誘電体多層膜を含む。誘電体多層膜は、例えば、交互に積層されたＳｉＯ２層とＮｂ２Ｏ５層とを含む。第１反射層４０は、例えば、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下のＳｉＯ２層を形成した後、この上に誘電体多層膜として、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のＮｂ２Ｏ５層と１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のＳｉＯ２層のペアを２以上６以下のペア数で形成することが好ましい。第１反射層４０の各層の膜厚および各層の積層数を、このように設定することで、活性層１３からの光に対して高い光反射性を有する第１反射層４０とすることができる。例えば、第１反射層４０は、３００ｎｍのＳｉＯ２層を形成した後、この上に５２ｎｍのＮｂ２Ｏ５層と８３ｎｍのＳｉＯ２層のペアを３ペア形成することができる。第１反射層４０として、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの材料を用いることができる。
第１構造体１１０を準備する工程は、第２反射層５０を形成する工程をさらに有する。第２反射層５０は、例えば、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法などの方法で形成することができる。第２反射層５０は、第１反射層４０の表面（図１において第１反射層４０の上面）に配置される。第２反射層５０は、例えば金属層である。第２反射層５０は、例えば、Ａｌ層、Ｔｉ層、またはこれらの積層構造を含む。
第１構造体１１０を準備する工程は、第１絶縁膜６１を形成する工程をさらに有する。第１絶縁膜６１は、例えば、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法などの方法で形成することができる。第１絶縁膜６１は、半導体構造体１０の側面１０ｃ及び第２面１０ｂを覆う。また、第１絶縁膜６１は、溝８０の底部に露出する第１半導体層１１の上面を覆う。また、第１絶縁膜６１は、第２面１０ｂ側に配置された電流拡散層１５、第１電極３１、第２電極３２、第１反射層４０、及び第２反射層５０を覆う。第１絶縁膜６１は、活性層１３からの光に対する透過性を有する。第１絶縁膜６１は、例えば、シリコン酸化膜である。図１に示す例においては、第１反射層４０に、第１電極３１を露出させる開口と、第２電極３２を露出させる開口と、が設けられた状態で、第１絶縁膜６１を形成している。
第１構造体１１０を準備する工程は、第１絶縁膜６１に、第１電極３１の一部を第１絶縁膜６１から露出させる第１開口部４１と、第２電極３２の一部を第１絶縁膜６１から露出させる第２開口部４２とを形成する工程をさらに有する。第１開口部４１は、第１反射層４０の第１電極３１を露出させる開口と重なる位置に形成される。第２開口部４２は、第１反射層４０の第２電極３２を露出させる開口と重なる位置に形成される。
第１構造体１１０を準備する工程は、第１導電部材７１及び第２導電部材７２を形成する工程をさらに有する。第１導電部材７１及び第２導電部材７２は、第１絶縁膜６１の表面（図１において第１絶縁膜６１の上面）において、互いに離隔して配置される。
第１導電部材７１の一部は、第１開口部４１を通じて、第１電極３１と電気的に接続される。第２導電部材７２の一部は、第２開口部４２を通じて、第２電極３２と電気的に接続される。第１導電部材７１及び第２導電部材７２は、例えば、Ｔｉ層、Ｒｈ層、Ｒｕ層、Ｐｔ層、Ａｕ層、またはこれらの金属層のうち少なくとも２つの金属層を含む積層構造を含む。
以上の工程により、第１構造体１１０が準備される。次に、図２に示すように、樹脂部材７０を介して半導体構造体１０と基板１０１とを接合する。樹脂部材７０は、基板１０１と複数の半導体構造体１０との間、及び複数の半導体構造体１０の間（溝８０内）に配置される。樹脂部材７０は、第１導電部材７１、第２導電部材７２、及び第１絶縁膜６１を覆う。複数の半導体構造体１０は、樹脂部材７０を介して、基板１０１上に支持される。樹脂部材７０は、例えば、主成分として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はポリイミド樹脂を含むことができる。
基板１０１は、半導体構造体１０の第２面１０ｂと対向する。基板１０１の材料として、例えば、サファイア、スピネル、ガラス、ＳｉＣ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、Ｓｉなどを用いることができる。
半導体構造体１０と基板１０１とを接合した後、成長基板１０２を除去して、図３に示すように、半導体構造体１０の第１面１０ａを露出させる。本明細書内において、成長基板１０２を除去することにより、第１面１０ａを構成する半導体構造体１０の一部が除去された場合においても、半導体構造体１０の第２面１０ｂと反対側の面を第１面１０ａと称する。成長基板１０２は、ＬＬＯ（Laser Lift Off）法、研削、研磨、エッチング等の方法によって除去することができる。
第１面１０ａは例えば窒化ガリウム（ＧａＮ）の表面であり、ＬＬＯに用いるレーザー光は例えば深紫外光である。レーザー光を第１面１０ａに対して照射することにより窒化ガリウムのＧａが昇華することで、成長基板１０２が第１面１０ａから剥離する。溝８０を形成する工程において、溝８０の底面と成長基板１０２との間に半導体構造体１０の一部を残すことで、ＬＬＯの際に成長基板１０２の全面にわたって第１面１０ａが存在する。これにより、ＬＬＯ法による成長基板１０２の剥離が容易になる。
成長基板１０２を除去した後、例えば、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法や、ＲＩＥ法などのエッチングにより第１半導体層１１を除去することで、第１面１０ａの平坦性を向上させる。本明細書内において、平坦性を向上させた第１面１０ａについても、第１面１０ａと称する。図４に示すように、第１面１０ａの平坦性を向上させる際に、溝８０の底部を画定していた半導体構造体１０の表面に達するように、第１半導体層１１を除去する。その結果、半導体構造体１０は複数の部分に分離される。また、隣り合う半導体構造体１０の間において、樹脂部材７０の上面７０ａ、及び第１絶縁膜６１における第１面１０ａ側の上面６１ａが露出する。また、第１面１０ａに、側面１０ｃと接続する外縁１０ａ１が形成される。外縁１０ａ１は、半導体構造体１０を分離した後の上面視における第１面１０ａの外縁である。側面１０ｃは、第１面１０ａと第２面１０ｂとを接続する。
次に、第２絶縁膜６２を形成する工程が行われる。第２絶縁膜６２を形成する工程は、図５に示すように、第１膜６２ａを形成する工程を有する。第１膜６２ａは、第１面１０ａの外縁１０ａ１の近傍の領域の第１面１０ａを覆う。第１膜６２ａは、隣り合う半導体構造体１０間における第１絶縁膜６１の上面６１ａ及び樹脂部材７０の上面７０ａも覆う。第１膜６２ａは、活性層１３からの光に対する透過性を有する。第１膜６２ａは、例えば、シリコン酸化膜である。第１膜６２ａが例えばスパッタ法やＣＶＤ法で第１面１０ａの全面に形成された後、レジストマスクを用いたＲＩＥ法により、第１面１０ａの外縁１０ａ１の近傍の領域以外の第１膜６２ａが除去される。
第１膜６２ａを形成した後、図６に示すように、第１面１０ａにおける第１膜６２ａから露出している領域を粗面化する工程が行われる。第１面１０ａは、発光素子における光の主な取り出し面であり、第１面１０ａを粗面とすることで、発光素子の光取り出し効率を向上させることができる。
第１面１０ａを粗面化する工程において、第１面１０ａのうち第１膜６２ａで保護された第１面１０ａの外縁１０ａ１の近傍の領域は粗面化しない。第１面１０ａの全面を粗面化した場合、第１面１０ａの外縁１０ａ１の近傍の領域において第１半導体層１１の欠けが発生しやすくなる。そこで、第１面１０ａの外縁１０ａ１の近傍の領域を粗面化しないことにより第１面１０ａの外縁１０ａ１の近傍の領域において生じやすい第１半導体層１１の欠けを低減することができる。第１面１０ａの外縁１０ａ１の近傍の領域を第１膜６２ａで覆った状態で、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を行う。これにより、第１面１０ａの外縁１０ａ１の近傍の領域を粗面化せず、第１面１０ａの外縁１０ａ１の近傍の領域よりも内側の領域を粗面化することができる。ここで、第１面１０ａの外縁１０ａ１の近傍の領域は、例えば、上面視において、第１面１０ａのうち第１面１０ａの外縁１０ａ１から１０μｍ以内の範囲の領域とすることが好ましく、５μｍ以内の範囲の領域とすることがさらに好ましい。また、例えば、塩素を含むガスによるＲＩＥ（Reactive Ion Etching）により、第１面１０ａの外縁１０ａ１の近傍の領域よりも内側の領域を粗面化してもよい。その場合、第１面１０ａの外縁１０ａ１の近傍の領域よりも内側の領域に、開口を有するマスクを形成した後、マスクから露出した第１半導体層１１をＲＩＥにより除去することで、第１面１０ａの外縁１０ａ１の近傍の領域よりも内側の領域を粗面化することができる。
第２絶縁膜６２を形成する工程は、第１面１０ａを粗面化する工程の後、第２膜６２ｂを形成する工程を有する。図８に示すように、第２膜６２ｂは、第１面１０ａの粗面化された領域及び第１膜６２ａを覆う。第２膜６２ｂは、活性層１３からの光に対する透過性を有する。第２膜６２ｂは、例えば、シリコン酸化膜である。第１膜６２ａ及び第２膜６２ｂからなる第２絶縁膜６２が、半導体構造体１０の第１面１０ａ、第１膜６２ａ、隣り合う半導体構造体１０間の第１絶縁膜６１の上面６１ａ、及び隣り合う半導体構造体１０間の樹脂部材７０の上面７０ａを連続して覆う。
以上のようにして、図７及び図８に示す第２構造体１００が準備される。第２構造体１００は、１又は複数の半導体構造体１０を有する。図７の上面図においては、例えば、４つの半導体構造体１０を示す。図７のＶIII-ＶIII線における断面図である図８においては、隣り合う２つの半導体構造体１０を示す。複数の半導体構造体１０は、互いに分離している。
第２構造体１００を準備した後、実施形態の発光素子の製造方法は、図９及び図１０に示すように、第１面１０ａの上方に位置する第２絶縁膜６２上にマスク２００を形成する工程をさらに備える。
マスク２００は、例えば、レジスト層を用いることができる。そのレジスト層を第２構造体１００の第２絶縁膜６２の全面に形成した後、露光及び現像処理により、レジスト層の一部を除去してマスク２００を形成する。図９に示すように、それぞれの半導体構造体１０の第１面１０ａを覆うように、マスク２００が形成される。従って、図９に示すように、上面視において、複数のマスク２００同士の隙間が格子状になるようにマスク２００が形成される。マスク２００は、第２絶縁膜６２を介して、それぞれの半導体構造体１０の第１面１０ａの全面を覆う。
半導体構造体１０の側面１０ｃを覆う第１絶縁膜６１の上面６１ａは、第１端６１ａ１と、第２端６１ａ２とを有する。上面視において、第２端６１ａ２は、第１端６１ａ１と、第１面１０ａの外縁１０ａ１との間に位置する。図９において、第２端６１ａ２と第１面１０ａの外縁１０ａ１は、同じ線で示している。上面視において、第２端６１ａ２は、第１端６１ａ１よりも、第１面１０ａに近い側に位置する。上面視において、第２端６１ａ２は、第１面１０ａを取り囲む。
マスク２００を形成する工程において、それぞれの半導体構造体１０の上方に位置するそれぞれのマスク２００の上面視における外縁２００ａを、それぞれの半導体構造体１０の側面１０ｃを覆う第１絶縁膜６１の上面６１ａの第１端６１ａ１と第２端６１ａ２との間に位置させる。上面視において、マスク２００の周囲に位置する第２絶縁膜６２の一部は、マスク２００から露出する。換言すると、上面視において、隣り合う半導体構造体１０の間に位置する第２絶縁膜６２の一部は、マスク２００から露出する。
マスク２００を形成する工程の後、実施形態の発光素子の製造方法は、マスク２００から露出した第２絶縁膜６２の一部を除去する工程をさらに備える。例えば、第２絶縁膜６２をフッ素を含むガスを用いてエッチングすることで、第２絶縁膜６２の一部を除去する。
図１１は、第２絶縁膜６２の一部を除去した後の第２構造体１００の上面図であり、図１２は、図１１のＸII-ＸII線における断面図である。
第２絶縁膜６２の一部を除去する工程において、第２絶縁膜６２の外縁６２ｃが、上面視において、半導体構造体１０の第１面１０ａの外側に位置する第１絶縁膜６１の領域内に位置するように、第２絶縁膜６２の一部を除去する。「第２絶縁膜６２の外縁６２ｃが、上面視において、半導体構造体１０の第１面１０ａの外側に位置する第１絶縁膜６１の領域内に位置する」、とは、上面視において、第２絶縁膜６２の外縁６２ｃが、第１絶縁膜６１の外縁と一致している場合を含む。上面視において、第２絶縁膜６２の外縁６２ｃが、第１面１０ａの外縁１０ａ１の外側及び側面１０ｃの外側に位置し、半導体構造体１０の第１面１０ａ及び側面１０ｃが第２絶縁膜６２から露出しないように、第２絶縁膜６２の一部を除去する。第２絶縁膜６２の一部が除去され、隣り合う半導体構造体１０間に位置する第１絶縁膜６１の一部及び樹脂部材７０の上面７０ａが第２絶縁膜６２から露出する。
図１２に示す例では、第２絶縁膜６２の一部を除去した後、第２絶縁膜６２の下に位置する第１絶縁膜６１も除去し、第２絶縁膜６２の一部が除去された領域の下に第１絶縁膜６１が残らないようにする。第１絶縁膜６１は、第２絶縁膜６２と同じ材料の膜（例えば、シリコン酸化膜）であるので、フッ素を含むガスを用いて、第２絶縁膜６２と第１絶縁膜６１を続けてエッチングすることができる。第２絶縁膜６２の一部を除去するエッチング条件においては、樹脂部材７０はほとんどエッチングされない。
第２絶縁膜６２の一部を除去する工程の後、実施形態の発光素子の製造方法は、第２絶縁膜６２から露出した樹脂部材７０の上面７０ａ側から樹脂部材７０を除去する工程をさらに備える。樹脂部材７０は、例えば、エッチングにより除去される。樹脂部材７０のエッチングは、マスク２００も同時に除去することができるガスを用いることができる。例えば、酸素を含むガスを用いて、樹脂部材７０をエッチングする。樹脂部材７０を除去するエッチング条件においては、第１絶縁膜６１及び第２絶縁膜６２はほとんどエッチングされない。
隣り合う半導体構造体１０間に位置する樹脂部材７０の一部をエッチングにより除去する。これにより、図１３に示すように、基板１０１上において隣の発光素子と空間を隔てて分離された複数の発光素子１が得られる。図１３には、２つの発光素子１を示す。基板１０１と半導体構造体１０との間の樹脂部材７０は残される。発光素子１は、他の発光素子１と分離されつつ、樹脂部材７０を介して基板１０１上に支持されている。図１４は、図１３に示す１つの発光素子１の下面図である。
例えば、基板１０１側からレーザー光を樹脂部材７０に対して照射することで、基板１０１と半導体構造体１０との間の樹脂部材７０が一部除去され、発光素子１を基板１０１から取り外すことができる。基板１０１から取り外された発光素子１の第２絶縁膜６２側の面が、粘着性のある別の支持基板に接合される。発光素子１を別の支持基板に接合した後、レーザー光を照射し発光素子１を基板１０１から取り外してもよい。
その後、発光素子１に残った樹脂部材７０を除去し第１導電部材７１及び第２導電部材７２を露出させる。発光素子１に残った樹脂部材７０は、例えば、ＲＩＥ法により除去することができる。樹脂部材７０の除去により露出した第１導電部材７１及び第２導電部材７２は、実装基板に接合される外部接続端子として機能する。実施形態の発光素子１は、例えば、発光ダイオード（Light Emitting Diode）である。
実施形態の発光素子１によれば、活性層１３からの光は、第１面１０ａから主に外部に取り出される。さらに、活性層１３からの光は、第１半導体層１１の側面１０ｃからも外部に取り出される。実施形態によれば、第１面１０ａの反対側に位置する第２面１０ｂ側には第１反射層４０を配置し、側面１０ｃには反射層を配置しないことで、発光素子１から外部への光取り出し効率を高くすることができる。なお、発光素子１のサイズが小さくなると、発光素子１の光取り出し面を側面１０ｃが占める割合が大きくなるため側面１０ｃから取り出される光の割合が大きくなる。従って、側面１０ｃに反射層を配置しない構造は、発光素子１の一辺の大きさが１００μｍ以下の場合において効果が大きく、発光素子１の一辺の大きさが６０μｍ以下の場合においてさらに効果が大きい。
第１反射層４０として誘電体多層膜を形成することで、第１反射層４０を金属層にする場合と比べて反射率を高くすることができる。また、第２面１０ｂ側にさらに第２反射層５０を配置することで、反射率をより高くすることができる。
ここで、比較例による発光素子の製造方法について説明する。
比較例においては、図１０に示すマスク２００を形成する工程において、マスク２００の上面視における外縁２００ａを、第１絶縁膜６１の上面６１ａの第１端６１ａ１よりも外側に位置させる。すなわち、マスク２００の上面視における外縁２００ａを、隣り合う半導体構造体１０の間の樹脂部材７０の上面７０ａの上方に位置させる。
このマスク２００を用いて第２絶縁膜６２の一部を除去し、さらに、第２絶縁膜６２の一部の除去により第２絶縁膜６２から露出した樹脂部材７０の上面７０ａから隣り合う半導体構造体１０間の樹脂部材７０を除去する。この比較例の製造方法により得られた発光素子においては、図１７に示すように、第２絶縁膜６２の一部が第１絶縁膜６１の外側に位置する。この第１絶縁膜６１の外側に位置する第２絶縁膜６２の一部は、製造工程中において欠けやすい。第２絶縁膜６２の欠けた部分は、発光素子を実装基板に実装する際に、実装基板と第１導電部材７１との間、及び／又は実装基板と第２導電部材７２との間に介在することで、接合不良の原因となり得る。
実施形態によれば、図１０に示すように、マスク２００を形成する工程において、マスク２００の上面視における外縁２００ａを、第１絶縁膜６１の上面６１ａの第１端６１ａ１と第２端６１ａ２との間に位置させる。このマスク２００を用いて第２絶縁膜６２の一部を除去すると、図１２に示すように、第２絶縁膜６２が第１絶縁膜６１の外側に形成されにくい。これにより、第２絶縁膜６２の欠けを低減でき、発光素子１を実装基板に実装する際の接合を良好に行える。
また、図１２に示すように、第２絶縁膜６２の一部が除去された領域の下に第１絶縁膜６１が残らないように、第１絶縁膜６１を除去することで、第２絶縁膜６２の外縁６２ｃと第１絶縁膜６１の外縁が、上面視において一致する。これにより、第１絶縁膜６１の欠けも低減でき、発光素子１を実装基板に実装する際の接合を良好に行える。
第１絶縁膜６１の膜厚は、第２絶縁膜６２の膜厚よりも厚くすることが好ましい。これにより、マスク２００を形成する工程において、マスク２００の上面視における外縁２００ａを、第１絶縁膜６１の上面６１ａの第１端６１ａ１と第２端６１ａ２との間に位置させやすくなる。第１絶縁膜６１の膜厚が厚くすることで、マスク２００の外縁２００ａを第１絶縁膜６１の上面６１ａ上に位置させやすくなる。一方で、第１絶縁膜６１の膜厚の増大は、第１絶縁膜６１の成膜時間が長くなることによる製造効率の低下をまねく。そのため、第１絶縁膜６１の膜厚は、半導体構造体１０の側面１０ｃにおいて１００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下が好ましく、４００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下がより好ましく、５００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下がさらに好ましい。また、第２絶縁膜６２の膜厚は、例えば、５０ｎｍ以上２５００ｎｍ以下が好ましく、２００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下がより好ましく、４００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下がさらに好ましい。第２絶縁膜６２をこのような膜厚にすることで、第１面１０ａからの光の取り出し効率の悪化を低減しつつ、第１面１０ａを保護することができる。また、第１膜６２ａの膜厚は、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。第１膜６２ａをこのような厚さにすることで、第１面１０ａからの光の取り出し効率の悪化を低減しつつ、第１面１０ａの外縁１０ａ１の近傍の領域を保護することができる。第２膜６２ｂの膜厚は、例えば、１ｎｍ以上２３００ｎｍ以下が好ましく、１５０ｎｍ以上１３００ｎｍ以下がより好ましく、３５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下がさらに好ましい。
実施形態の発光素子の製造方法の変形例を図１５及び図１６を参照して説明する。変形例においては、図１５に示すように、第２絶縁膜６２の一部を除去する工程において、第２絶縁膜６２の一部を除去した後、第２絶縁膜６２の下に位置する第１絶縁膜６１を除去する際、第２絶縁膜６２の一部が除去された領域の下に第１絶縁膜６１の一部６１ｂが残るようにする。これにより、第２絶縁膜６２の一部が除去された領域の下に第１絶縁膜６１が残らないようにする場合に比べて、エッチング時間を短くできる。
図１６は、図１５に示す工程により得られた発光素子１の断面図である。第１絶縁膜６１の一部６１ｂは、第２絶縁膜６２の外縁６２ｃよりも外側に位置する。第２絶縁膜６２は、第１絶縁膜６１の外縁よりも外側に位置する部分において、欠け易い傾向がある。一方、第１絶縁膜６１の一部６１ｂは、図１７に示される第１絶縁膜６１の外縁よりも外側に位置する第２絶縁膜６２の一部と比較して、製造工程中において欠けにくい。従って、本実施形態の製造方法においても、第２絶縁膜６２の欠けの発生が低減された発光素子１を製造することができる。発光素子１を実装基板に実装した後、実装基板上の発光素子１の側面を、例えば樹脂などの保護部材で覆う際に、第１絶縁膜６１の一部６１ｂがあることにより、第１絶縁膜６１の一部６１ｂがない場合と比較して、第１絶縁膜６１と保護部材の接触面積が増えるため、発光素子１と保護部材との密着力を高めることができる。
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。
１…発光素子、１０…半導体構造体、１０ａ…第１面、１０ａ１…第１面の外縁、１０ｂ…第２面、１０ｃ…側面、６１…第１絶縁膜、６１ａ…第１絶縁膜の上面、６１ａ１…第１端、６１ａ２…第２端、６２…第２絶縁膜、６２ａ…第１膜、６２ｂ…第２膜、６２ｃ…第２絶縁膜の外縁、７０…樹脂部材、７０ａ…樹脂部材の上面、８０…溝、１００…第２構造体、１０１…基板、１０２…成長基板、１１０…第１構造体、２００…マスク、２００ａ…マスクの外縁
Claims (7)
- 第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続する側面と、を有する半導体構造体と、前記側面を覆う第１絶縁膜と、前記第１面及び前記第１絶縁膜における前記第１面側の上面を覆う第２絶縁膜と、前記第２面と対向する基板と、を有する構造体を準備する工程と、
前記第１面の上方に位置する前記第２絶縁膜上にマスクを形成する工程と、
上面視において前記マスクの周囲に位置し、前記マスクから露出した前記第２絶縁膜の一部を除去する工程と、
を備え、
前記第２絶縁膜の前記一部を除去する工程において、前記第２絶縁膜の外縁が、上面視において、前記第１面の外側に位置する前記第１絶縁膜の領域内に位置するように、前記第２絶縁膜の前記一部を除去する発光素子の製造方法。 - 前記第１絶縁膜の前記上面は、第１端と、上面視において前記第１端と前記第１面の外縁との間に位置する第２端と、を有し、
前記マスクを形成する工程において、上面視における前記マスクの外縁を、前記第１端と前記第２端との間に位置させる請求項１に記載の発光素子の製造方法。 - 前記第２絶縁膜の前記一部を除去する工程において、前記第２絶縁膜の前記一部及び前記第２絶縁膜の下に位置する前記第１絶縁膜を除去し、前記第２絶縁膜の前記一部が除去された領域の下に前記第１絶縁膜が残らないようにする請求項１または２に記載の発光素子の製造方法。
- 前記第２絶縁膜の前記一部を除去する工程において、前記第２絶縁膜の前記一部及び前記第２絶縁膜の下に位置する前記第１絶縁膜を除去し、前記第２絶縁膜の前記一部が除去された領域の下に前記第１絶縁膜の一部が残るようにする請求項１または２に記載の発光素子の製造方法。
- 前記第１絶縁膜の膜厚を前記第２絶縁膜の膜厚よりも厚くする請求項１～４のいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
- 前記構造体は、前記基板と複数の前記半導体構造体との間、及び複数の前記半導体構造体の間に配置された樹脂部材をさらに有し、
前記第２絶縁膜は、複数の前記半導体構造体の前記第１面と、複数の前記半導体構造体の前記第１絶縁膜の前記上面と、前記樹脂部材の上面と、を覆い、
前記第２絶縁膜の前記一部を除去する工程において、前記樹脂部材の前記上面を前記第２絶縁膜から露出させ、
前記第２絶縁膜から露出した前記樹脂部材の前記上面側から前記樹脂部材を除去する工程をさらに備える請求項１～５のいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。 - 前記第２絶縁膜は、シリコン酸化膜であり、
前記第２絶縁膜の前記一部を除去する工程において、前記第２絶縁膜をフッ素を含むガスを用いてエッチングし、
前記樹脂部材を除去する工程において、前記樹脂部材を酸素を含むガスを用いてエッチングする請求項６に記載の発光素子の製造方法。
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