氮化物半导体紫外线发光装置及其制造方法与流程

本发明涉及氮化物半导体紫外线发光装置，尤其涉及通过非晶态氟树脂而被密封的由基板背面侧取出发光中心波长为约350nm以下的发光的背面出射型的氮化物半导体紫外线发光装置。

背景技术：

以往，led(发光二极管)或半导体激光等氮化物半导体发光元件多数存在为在蓝宝石等基板上通过外延生长形成的由多个氮化物半导体层构成的发光元件结构(例如，参照下述非专利文献1、非专利文献2)。氮化物半导体层以通式al1-x-ygaxinyn(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)表示。

发光元件结构具有在n型氮化物半导体层与p型氮化物半导体层之间夹着由单一量子阱结构(sqw：single-quantum-well)或多重量子阱结构(mqw：multi-quantum-well)的氮化物半导体层构成的活性层的双重混杂结构。若活性层为algan系半导体层，通过调整aln摩尔分率(也称为al组成比)，可以在将gan与aln可取得的带隙能(约3.4ev与约6.2ev)分别设为下限及上限的范围内调整带隙能，可以得到发光波长为约200nm至约365nm的紫外线发光元件。具体而言，由p型氮化物半导体层向n型氮化物半导体层流通顺方向电流，由此在活性层产生对应于上述带隙能的发光。

另一方面，作为氮化物半导体紫外线发光元件的安装形态，一般采用倒装芯片安装(例如，参照下述专利文献1的图4等)。在倒装芯片安装中，来自活性层的发光透过带隙能大于活性层的algan系氮化物半导体及蓝宝石基板等而被取出至元件外。因此，在倒装芯片安装中，蓝宝石基板朝上，朝向芯片上表面侧所形成的p侧和n侧的各电极面朝下，芯片侧的各电极面与副基座等封装体部件侧的电极焊垫经由形成在各电极面上的金属凸块进行电性和物理性接合。

氮化物半导体紫外线发光元件通常如下述专利文献2的图4、6和7等、或下述专利文献3的图2、4和6等所公开的那样，通过氟系树脂或有机硅树脂等紫外线透过性的树脂进行密封从而供至实用。该密封树脂保护内部的紫外线发光元件免受外部气氛影响，从而防止因水分浸入、氧化等导致的发光元件的劣化。此外，该密封树脂也有作为用于缓和因聚光透镜与紫外线发光元件之间的折射率差、或紫外线的照射对象空间与紫外线发光元件之间的折射率差而引起的光的反射损失从而实现光的取出效率的提升的折射率差缓和材料而设置的情况。另外，也可将该密封树脂的表面成形于球面等聚旋光性曲面，从而提高照射效率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/178288号

专利文献2：日本特开2007-311707号公报

专利文献3：美国专利申请公开第2006/0138443号说明书

专利文献4：日本特开2006-348088号公报

非专利文献

非专利文献1：kentaronagamatsu，etal.，“high-efficiencyalgan-baseduvlight-emittingdiodeonlaterallyovergrownaln”，journalofcrystalgrowth，2008，310，pp.2326-2329

非专利文献2：shigeakisumiya，etal.，“algan-baseddeepultravioletlight-emittingdiodesgrownonepitaxialaln/sapphiretemplates”，japanesejournalofappliedphysics，vol.47，no.1，2008，pp.43-46

非专利文献3：kihoyamada，etal.，“developmentofunderfillingandencapsulationfordeep-ultravioletleds”，appliedphysicsexpress，8，012101，2015

技术实现要素：

发明要解决的课题

如上所述，提出使用氟系树脂及有机硅树脂等作为紫外线发光元件的密封树脂，但是已知有机硅树脂若被照射大量高能量的紫外线，则劣化会进展。尤其，随着紫外线发光元件的低波长化以及高输出化，被照射紫外线导致的劣化有加速的倾向，另外，伴随高输出化的消耗电力的增加导致发热也增加，该发热导致的密封树脂劣化也成为问题。

另外，已知氟系树脂耐热性优异，紫外线抗性也高，但是聚四氟乙烯等一般的氟树脂为不透明。该氟系树脂的高分子链为直线形且刚硬，容易结晶化，因此结晶质部分与非晶态部分混合存在，光在其界面发生散射从而成为不透明。

因此，例如，在上述专利文献4中提出通过使用非晶态的氟树脂作为紫外线发光元件的密封树脂来提高对紫外线的透明性。作为非晶态的氟树脂，可列举出：将结晶性高分子的氟树脂共聚化从而使其非晶态化为高分子合金、全氟二氧杂环戊烯的共聚物(杜邦公司制的商品名特氟隆af(注册商标))、全氟丁烯基乙烯基醚的环化聚合物(旭硝子公司制的商品名cytop(注册商标))。后者的环化聚合物的氟树脂在主链具有环状结构，因此容易成为非晶态，透明性高。

非晶态氟树脂大致有：具有羧基等可对金属键合的反应性官能团的键合性的非晶态氟树脂，以及具有全氟烷基等对金属难键合性的官能团的非键合性的非晶态氟树脂等2类。在覆盖搭载led芯片的基台表面及led芯片的部分，使用键合性的非晶态氟树脂，可提高基台等与氟树脂之间的键合性。需要说明的是，在本发明中，所谓“键合性”的用语包含与金属等界面具有亲和性的涵义内容。同样地，所谓“非键合性”的用语包含与金属等界面不具有亲和性或该亲和性极小的涵义内容。

另一方面，在上述专利文献1和上述非专利文献3中，已有报道：若将末端官能团具有对金属呈现键合性的反应性官能团的键合性的非晶态氟树脂，用于被覆发出发光中心波长为300nm以下的远紫外线的氮化物半导体紫外线发光元件的焊垫电极的部位时，若在与紫外线发光元件的p电极和n电极分别连接的金属电极配线间施加顺方向电压从而进行紫外线发光行为，则紫外线发光元件的电气特性会产生劣化。具体而言，确认了在紫外线发光元件的p电极和n电极间形成有电阻性的漏电流路径。根据上述专利文献1，若非晶态氟树脂为键合性的非晶态氟树脂，则在被照射高能量的远紫外线的该键合性的非晶态氟树脂中，通过光化学反应，反应性的末端官能团发生分离而自由基化，与构成焊垫电极的金属原子发生配位键合，该金属原子被认为会由焊垫电极分离，此外，发光行为中对焊垫电极间施加电场，结果，被认为该金属原子发生迁移，形成电阻性的漏电流路径，紫外线发光元件的p电极和n电极间发生短路。

此外，在上述非专利文献3中，已有报道：在使用了键合性的非晶态氟树脂的情况下，若继续施加通过远紫外线的发光行为所造成的应力，则发生因该非晶态氟树脂的光化学反应所造成的分解，在被覆基台侧的金属电极配线的非晶态氟树脂与该金属电极配线之间产生气泡。

在上述专利文献1和上述非专利文献3中，对于发出远紫外线的氮化物半导体紫外线发光元件，为了避免因光化学反应而引起的上述紫外线发光元件的p电极和n电极间的短路、以及非晶态氟树脂与金属电极配线间产生气泡，推荐使用上述非键合性氟树脂。

然而，上述非键合性的非晶态氟树脂如上所述，对金属呈现难键合性，对在倒装芯片安装时与非键合性的非晶态氟树脂直接相接的蓝宝石基板的背面和侧面也呈现难键合性。即，由于非键合性的非晶态氟树脂与蓝宝石基板的背面和侧面的界面处通过范德华力(vanderwaalsforce)导致的结合较弱，因此基于某些原因而在该界面产生大于该范德华力的斥力时，非晶态氟树脂的一部分由蓝宝石基板的背面或侧面剥离，无法否定在该剥离部分产生空隙的可能性。万一在蓝宝石基板的背面或侧面产生上述空隙，若空气等低折射率的气体浸入，则紫外线由蓝宝石基板透过至非晶态氟树脂侧受到阻碍，紫外线向元件外部的取出效率可能会降低。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于通过使用非键合性的非晶态氟树脂来防止因光化学反应而引起的电气特性的劣化及非晶态氟树脂的分解等，此外，防止该非晶态氟树脂剥离，提供高品质、高可靠度的紫外线发光装置。

解决课题的手段

为达成上述目的，本发明提供一种氮化物半导体紫外线发光装置，其特征在于，其具备：基台；在上述基台上安装了倒装芯片的氮化物半导体紫外线发光元件；以及直接接触上述氮化物半导体紫外线发光元件并进行被覆的非晶态氟树脂，上述氮化物半导体紫外线发光元件具备：蓝宝石基板；层叠在上述蓝宝石基板的主面上的多个algan系半导体层；包含1或多个金属层的n电极；以及包含1或多个金属层的p电极，上述非晶态氟树脂的末端官能团为全氟烷基，上述非晶态氟树脂进入至形成在上述蓝宝石基板的侧面的凹部的内部。

需要说明的是，在本发明中，algan系半导体是以通式alxga1-xn(x为aln摩尔分率、0≤x≤1)表示的3元(或2元)加工物为基础，且其带隙能为gan(x＝0)的带隙能(约3.4ev)以上的3族氮化物半导体，只要满足关于该带隙能的条件，也包含含有微量in的情况。

在上述特征的氮化物半导体紫外线发光装置中，首先，由于使用末端官能团为全氟烷基的非键合性的非晶态氟树脂作为密封氮化物半导体紫外线发光元件的树脂，因此可以防止使用伴随上述紫外线发光行为的键合性的非晶态氟树脂时因光化学反应而引起的电气特性的劣化和非晶态氟树脂的分解等的发生。

另外，在该氮化物半导体紫外线发光装置中，由于非晶态氟树脂进入至形成在蓝宝石基板的侧面的凹部的内部，因此可通过锚定效应使蓝宝石基板的侧面与非晶态氟树脂的密合性和键合力提升从而防止剥离。接着，通过提高蓝宝石基板的侧面与非晶态氟树脂的密合性和键合力来防止剥离，由此也可以一并防止蓝宝石基板的背面与非晶态氟树脂的剥离。因此，通过防止在安装了倒装芯片的氮化物半导体紫外线发光元件中的光(紫外线)的出射面即蓝宝石基板的侧面和背面的非晶态氟树脂的剥离，可使光的取出效率提升。

此外，上述特征的氮化物半导体紫外线发光装置优选在上述蓝宝石基板的侧面形成有上述凹部断续性或连续性相连而成的粗面带。通过该适当的方式，使粗面带中蓝宝石基板的侧面与非晶态氟树脂的密合性和键合力集中提升，由此可有效地防止非晶态氟树脂的剥离。

此外，上述特征的氮化物半导体紫外线发光装置优选形成在上述蓝宝石基板的侧面的上述粗面带沿着具有与上述蓝宝石基板的主面平行的成分的方向延伸。通过该适当的方式，利用进行一般的隐形切割(スラルスダイシング，注册商标，以下省略)时所形成的粗面带，可使蓝宝石基板的侧面与非晶态氟树脂的密合性和键合力提升。需要说明的是，隐形切割是指使透过基板的波长的激光在基板内部聚光，由此对预定切割面造成损伤从而对晶片进行切割的手法，通过对沿着具有与基板的主面平行的成分的方向延伸的区域造成损伤，可以沿着与基板的主面平行的方向容易地切割晶片。

此外，上述特征的氮化物半导体紫外线发光装置优选在上述蓝宝石基板的侧面形成有多条上述粗面带。通过该适当的方式，将粗面带的条数增加为2条、3条，由此可将非晶态氟树脂进入至形成在蓝宝石基板的侧面的凹部的内部的场所增加为2倍、3倍，因此可使蓝宝石基板的侧面与非晶态氟树脂的密合性和键合力提升。

需要说明的是，上述特征的氮化物半导体紫外线发光装置中，形成在上述蓝宝石基板的侧面的上述粗面带也可以偏向分布在上述蓝宝石基板的主面侧。在该方式中，利用进行通过提高形成algan系半导体层的蓝宝石基板的主面中的切割位置的精度来抑制algan系半导体层的破裂或切口(崩裂不良)的隐形切割时所形成的粗面带，可使蓝宝石基板的侧面与非晶态氟树脂的密合性和键合力提升。

此外，上述特征的氮化物半导体紫外线发光装置中，形成在上述蓝宝石基板的侧面的上述粗面带也可以偏向分布在上述蓝宝石基板的主面的相反侧。在该方式中，利用进行聚光的激光的热不易对形成在蓝宝石基板的主面的algan系半导体层造成影响的隐形切割时所形成的粗面带，可使蓝宝石基板的侧面与非晶态氟树脂的密合性和键合力提升。

此外，在该方式中，粗面带偏向分布在蓝宝石基板的主面的相反侧(即，背面侧)，可在蓝宝石基板的背面附近使其发挥强力的锚定效应。因此，可有效防止安装了倒装芯片的氮化物半导体紫外线发光元件中的光(紫外线)的主要出射面即蓝宝石基板的背面中的非晶态氟树脂的剥离。

此外，上述特征的氮化物半导体紫外线发光装置中，形成在上述蓝宝石基板的侧面的上述粗面带也可以相对于与上述蓝宝石基板的主面垂直的方向均匀地分布。在该方式中，利用进行可相对于与蓝宝石基板的主面垂直的方向将晶片均匀地切割的隐形切割时所形成的粗面带，可使蓝宝石基板的侧面与非晶态氟树脂的密合性和键合力提升。

此外，上述特征的氮化物半导体紫外线发光装置中，将上述蓝宝石基板的厚度设为xμm时，形成在上述蓝宝石基板的侧面的上述粗面带的条数优选为x/200条以上。通过该适当的方式，利用以为了通过隐形切割以一定程度确实地沿着预定切割面来切割晶片所需的密度所形成的粗面带，可使蓝宝石基板的侧面与非晶态氟树脂的密合性和键合力提升。

此外，上述特征的氮化物半导体紫外线发光装置中，将上述蓝宝石基板的厚度设为xμm时，形成在上述蓝宝石基板的侧面的上述粗面带的条数优选为x/150条以上。通过该适当的方式，利用以用于进行崩裂不良等不良发生率低于1％的极为良好的隐形切割所需的密度所形成的粗面带，可使蓝宝石基板的侧面与非晶态氟树脂的密合性和键合力提升。

此外，本发明提供一种氮化物半导体紫外线发光装置的制造方法，其特征在于，其为上述特征的氮化物半导体紫外线发光装置的制造方法，其具有：第1工序，使透过上述蓝宝石基板的波长的激光由上述蓝宝石基板的主面的相反侧入射，且在上述蓝宝石基板的内部聚光，由此对上述蓝宝石基板的内部的预定切割面造成损伤；第2工序，通过在上述预定切割面切割上述蓝宝石基板，获得上述凹部表露出的上述蓝宝石基板的侧面；第3工序，以被覆上述氮化物半导体紫外线发光元件与上述基台的各露出表面，且填充上述氮化物半导体紫外线发光元件与上述基台的间隙部的方式涂布将上述非晶态氟树脂溶解于预定的溶剂而成的涂布液；以及第4工序，使上述溶剂蒸发，从而形成被覆上述氮化物半导体紫外线发光元件与上述基台的各露出表面，且填充上述氮化物半导体紫外线发光元件与上述基台的间隙部，并且进入至形成在上述蓝宝石基板的侧面的上述凹部的内部的上述非晶态氟树脂的层。

根据上述特征的氮化物半导体紫外线发光装置的制造方法，制造出一种使非晶态氟树脂进入至因进行隐形切割而在蓝宝石基板的侧面产生的凹部的内部，并通过锚定效应使蓝宝石基板的侧面与非晶态氟树脂的密合性和键合力提升从而防止剥离的氮化物半导体紫外线发光装置。因此，并不需要另有在蓝宝石基板的侧面形成凹部的工序，仅以隐形切割进行芯片的量产所需的晶片的切割，就能制造防止非晶态氟树脂剥离的氮化物半导体紫外线发光装置。

发明效果

根据上述特征的氮化物半导体紫外线发光装置，通过使用非键合性的非晶态氟树脂，防止因光化学反应而引起的电气特性的劣化和非晶态氟树脂的分解等，此外，可防止该非晶态氟树脂的剥离，并提供高品质、高可靠度的紫外线发光装置。

附图说明

图1是示意性示出本发明的氮化物半导体紫外线发光元件的一个实施方式中的元件结构的一例的截面图。

图2是示意性示出由p电极和n电极侧观察图1所示的氮化物半导体紫外线发光元件时的形状的俯视图。

图3是示意性示出本发明的氮化物半导体紫外线发光装置的一个实施方式中的截面构造的一例的截面图。

图4是将图3所示的氮化物半导体紫外线发光装置中的基板和密封树脂的接触部分放大而示意性示出的截面图。

图5是示意性示出在图3所示的氮化物半导体紫外线发光装置中所使用的副基座的俯视形状与截面形状的俯视图与截面图。

图6是示意性示出基板的侧面的俯视图。

图7是显示图6所示的基板的侧面的一部分(粗面带附近)的照片。

图8是示意性示出切割工序前的晶片的形状的俯视图。

图9是示意性示出本发明的氮化物半导体紫外线发光装置的制造方法的一例的工序截面图。

图10是示意性示出相对于图9(b)所示的截面垂直的截面的工序截面图。

图11是示意性示出本发明的氮化物半导体紫外线发光装置的制造方法的一例的工序截面图。

图12是示意性示出形成在基板的侧面的凹部和粗面带的变形例的俯视图。

图13是示意性示出形成在基板的侧面的凹部和粗面带的变形例的俯视图。

图14是示意性示出形成在基板的侧面的凹部的变形例的俯视图。

具体实施方式

基于附图对本发明的氮化物半导体紫外线发光装置及其制造方法的实施形态进行说明。需要说明的是，在以下说明中所使用的附图中，为易于理解说明，强调主要部位而示意性示出发明内容，因此各部的尺寸比并不一定为与实际元件和所使用的部件相同的尺寸比。以下分别适当地将本发明的氮化物半导体紫外线发光装置称为“本发光装置”，将其制造方法称为“本制造方法”，将本发光装置所使用的氮化物半导体紫外线发光元件称为“本发光元件”。此外，在以下说明中，假设本发光元件为发光二极管的情况。

[本发光元件的元件结构的一例]

首先，说明本发光元件10的元件结构。图1是示意性示出本发明的氮化物半导体紫外线发光元件的一个实施方式中的元件结构的一例的截面图。如图1所示，本发光元件10的基本的元件结构构成为在蓝宝石基板11的主面111上，具备由多个algan系半导体层构成的半导体层叠部12、n电极13、以及p电极14。

作为一个例子，半导体层叠部12由在蓝宝石基板11侧依次层叠aln层20、algan层21、由n型algan构成的n型包覆层22、活性层23、p型algan的电子阻挡层24、p型algan的p型包覆层25、p型gan的p型接触层26所构成。通过n型包覆层22至p型接触层26而形成发光二极管结构。蓝宝石基板11与aln层20与algan层21作为用于在其上形成发光二极管结构的模板来发挥功能。比n型包覆层22更为上部的活性层23、电子阻挡层24、p型包覆层25、以及p型接触层26的一部分通过反应性离子蚀刻等被去除直到n型包覆层22的一部分表面露出为止。为方便起见，将从比该去除后的n型包覆层22的露出面更为上部的活性层23至p型接触层26为止的半导体层称为“台面(mesa)部分”。作为一个例子，活性层23成为由n型algan的阻挡层与algan或gan的井层构成的单层的量子阱结构。活性层23只要是被aln摩尔分率大的n型和p型algan层夹持在下侧层与上侧层的双异质结型结构即可，另外，也可以是将上述单层的量子阱结构多层化的多重量子阱结构。

各algan层通过有机金属化合物气相成长(movpe)法、或分子束外延(mbe)法等公知的外延生长法所形成，使用例如si作为n型层的供体杂质，使用例如mg作为p型层的受体杂质。

在n型包覆层22所露出的表面形成有例如ti/al/ti/au的n电极13，在p型接触层26的表面形成有例如ni/au的p电极14。需要说明的是，构成n电极13和p电极14的金属层的层数、材质并不限定于上述例示的层数、材质。

图2是示意性示出由p电极14和n电极13侧观察图1所示的本发光元件10时的形状的俯视图。如图2所示，在本实施形态中，假设本发光元件10的俯视的形状为正方形，在上表面形成有p电极14的台面部分位于中央，在上表面形成有n电极13的n型包覆层22的露出面包围该台面部分的构成例。需要说明的是，本发光元件10的俯视的形状、台面部分的俯视的形状、n电极13和p电极14的形状和形成位置并不限定于图2例示的形状和形成位置。

详细内容在以下的[本发光装置的构成的一例]中进行说明，具备本发光元件10的本发光装置的特征在于，在蓝宝石基板11的侧面形成有凹部，并且作为密封树脂的非晶态氟树脂进入至该凹部的内部。因此，形成在蓝宝石基板11的主面111侧的半导体层叠部12、n电极13、和p电极14并不限定于上述例示的构成和构造，可采用各种公知构成和构造。另外，本发光元件10也可具备有半导体层叠部12、n电极13、和p电极14以外的构成要素，例如绝缘性的保护膜等，因此，各algan层20～26、各电极13、14的膜厚等详细说明不再赘述。但是，各algan层21～25的aln摩尔分率以本发光元件10的发光中心波长为约350nm以下，且通过蓝宝石基板11而被出射的方式适当地进行设定。

[本发光装置的构成的一例]

接着，参照图3～图5，说明将本发光元件10通过倒装芯片安装方法载置在倒装芯片安装用基台即副基座30而成的本发光装置1。图3是示意性示出本发光装置1的一个构成例的概略的截面构造的截面图。图4是将图3所示的本发光装置1的基板11和密封树脂40的接触部分放大而示意性示出的截面图。在图3和图4中，本发光元件10中，将蓝宝石基板11的主面111侧朝下，将与主面111为相反侧的面即背面112侧朝上来进行图示。在参照图3和图4的以下说明中，上方向是以副基座30的载置面为基准，本发光元件10的方向。

图5是示出副基座30的俯视形状的俯视图(a)、以及示出该俯视图(a)中通过副基座30的中心与副基座30的表面垂直的截面中的截面形状的截面图(b)。副基座30的一边长度搭载本发光元件10，只要有可在其周围形成密封树脂的余裕，就不限定为特定的值。作为一个例子，俯视正方形的副基座30的一边长度优选为例如搭载相同的俯视正方形的本发光元件10的芯片尺寸(一边长度)的1.5～2倍左右以上。需要说明的是，副基座30的俯视形状并不限定于正方形。

副基座30具备由绝缘性陶瓷等绝缘材料构成的平板状的基材31，在基材31的表面侧分别形成有阳极侧的第1金属电极配线32与阴极侧的第2金属电极配线33，在基材31的背面侧形成有引线端子34、35。基材31的表面侧的第1和第2金属电极配线32、33经由设在上述基材31的贯穿电极(未图示)，与基材31的背面侧的引线端子34、35分别连接。将副基座30载置于其他配线基板等之上时，在该配线基板上的金属配线与引线端子34、35之间形成电连接。另外，引线端子34、35覆盖基材31的背面的大致整面，发挥散热片的功能。

第1和第2金属电极配线32、33如图5所示，形成在搭载基材31的中央部分的本发光元件10的部位及其周围，彼此分离地配置，且电分离。第1金属电极配线32由第1电极焊垫320和与其相连接的第1配线部321构成。另外，第2金属电极配线33由4个第2电极焊垫330和与它们相连接的第2配线部331构成。第1电极焊垫320具有比本发光元件10的p电极14的俯视形状稍大的俯视形状，位于基材31的中央部分的中心。第2电极焊垫330的俯视形状、个数、以及配置以本发光元件10的p电极14与第1电极焊垫320对置的方式配置本发光元件10时，以n电极13与第2电极焊垫330分别对置的方式进行设定。在图5(a)中，在第1电极焊垫320与第2电极焊垫330分别标注阴影线。需要说明的是，第1和第2金属电极配线32、33的俯视形状并不限定于图5(a)所示的形状，只要是p电极14可与第1电极焊垫320对置，且n电极13可与第2电极焊垫330对置的俯视形状即可，可以是各种变形。

在本实施形态中，副基座30的基材31用氮化铝(aln)等不会因被紫外线照射而劣化的绝缘材料形成。需要说明的是，基材31从放热性的观点来看优选aln，但是也可以是碳化硅(sic)、氮化硅(sin)、或氮化硼(bn)，另外，也可以是氧化铝(al2o3)等陶瓷。另外，基材31并不限于上述绝缘材料的实体件，也可以是将二氧化硅玻璃作为粘合剂而使上述绝缘材料的粒子紧密地结合的烧结体，此外，也可以是类金刚石碳(dlc)薄膜、工业用钻石薄膜等。

需要说明的是，副基座30为在基材31的背面侧未设置引线端子34、35的构成的情况下，基材31并非仅以绝缘材料构成，也可以设为由金属膜(例如cu、al等)与上述绝缘材料构成的绝缘层的层叠结构。

作为一个例子，第1和第2金属电极配线32、33由铜的厚膜镀膜、以及被覆该厚膜镀膜的表面(上表面和侧壁面)的1层或多层的表面金属膜所构成。该表面金属膜的最外层由离子化倾向小于构成厚膜镀膜的铜的金属(例如金(au)或铂族金属(ru、rh、pd、os、ir、pt、或它们当中的2种以上的合金)或金与铂族金属的合金)所构成。

本发光元件10将n电极13与p电极14朝下，p电极14与第1电极焊垫320、4个n电极13与4个第2电极焊垫330分别相对而经由金凸块等(键合材料)进行电性和物理性连接，从而载置于基材31的中央部分上并进行固定。如图3所示，被安装在副基座30上的本发光元件10通过密封树脂40进行了密封。具体而言，在本发光元件10的上表面与侧面(基板11的背面112和侧面、半导体层叠部12的侧面、n电极13和p电极14的侧面)、以及副基座30的上表面(第1和第2金属电极配线32、33的上表面和侧面、第1和第2金属电极配线32、33间露出的基材31的表面)，密封树脂40直接接触而将其被覆，此外，在副基座30与本发光元件10之间的间隙部填充有密封树脂40。

在本发光装置1中，如图4所示，密封树脂40进入至形成在基板11的侧面的凹部50的内部。由此，通过锚定效应，可使基板11的侧面与密封树脂40的密合性和键合力提升从而防止剥离。接着，通过提高基板11的侧面与密封树脂40的密合性和键合力来防止剥离，也可以一并防止基板11的背面112与密封树脂40的剥离。因此，通过防止在安装了倒装芯片的本发光元件10中的光(紫外线)的出射面即基板11的侧面和背面112的密封树脂40的剥离，可使光的取出效率提升。

在本实施形态中，如图3所示，作为一个例子，密封树脂40的上表面用与密封树脂40相同的氟树脂制的聚光性的透镜41进行覆盖。另外，透镜41并不限于氟树脂制，也可以是具有适合本发光元件10的发光波长的紫外线透过性的其他材料，优选与密封树脂40的折射率差较小的材料，但即使是例如石英玻璃制，也可以使用。透镜41除了聚光性透镜以外，也可以是根据使用目的而使光扩散的透镜，另外，并不是必须设置透镜41。

在本实施形态中，作为密封树脂40，使用耐热性、紫外线抗性、以及紫外线透过性优异的非键合性的非晶态氟树脂。如上所述，作为非晶态的氟树脂，可列举出：将结晶性高分子的氟树脂共聚化而使其非晶态化为高分子合金的形式、全氟二氧杂环戊烯的共聚物(杜邦公司制的商品名特氟隆af(注册商标))和全氟丁烯基乙烯基醚的环化聚合物(旭硝子公司制的商品名cytop(注册商标))，在本实施形态中，作为一个例子，使用构成聚合物或共聚物的结构单元具有含氟脂肪族环结构、末端官能团为cf3等的全氟烷基即非键合性的非晶态氟树脂。全氟烷基对金属等呈现难键合性。即，非键合性的非晶态氟树脂并未具有对金属呈现键合性的反应性的末端官能团。另一方面，键合性的非晶态氟树脂在构成聚合物或共聚物的结构单元方面与非键合性的非晶态氟树脂不同，即使具有相同的含氟脂肪族环结构，也具有可对金属键合的反应性官能团作为末端官能团。作为一个例子，该反应性的官能团为羧基(cooh)或酯基(coor)。其中，r表示烷基。

另外，作为具有含氟脂肪族环结构的结构单元，优选基于环状含氟单体的单元(以下称为“单元a”)、或通过二烯系含氟单体的环化聚合而形成的单元(以下称为“单元b”)。需要说明的是，非晶态氟树脂的组成和结构并非为本案发明的要旨，因此不赘述关于该单元a和单元b的详细说明，关于该单元a和单元b，在与本案相同的申请人所提出的专利文献1的段落[0031]～[0062]中已详细说明，请参考。

作为非键合性的非晶态氟树脂的市售品的一例，可列举出cytop(旭硝子公司制)等。需要说明的是，末端官能团为cf3的cytop是下述化1所示的上述单元b的聚合物。

【化1】

在本发光装置1中，这样的非键合性的非晶态氟树脂进入至形成在基板11的侧面的凹部50的内部。由此，如上所述，通过锚定效应，基板11的侧面与密封树脂40的密合性和键合力提升，由此防止剥离。接着，基板11的侧面与密封树脂40的密合性和键合力得以提高从而防止剥离，由此也一并防止基板11的背面112与密封树脂40的剥离。

如以上所示，在本发光装置1中，使用非键合性的非晶态氟树脂作为密封树脂40，由此可防止因光化学反应而引起的电气特性劣化和非晶态氟树脂分解等。接着，因通过密封树脂40进入至形成在基板11的侧面的凹部50的内部而得的锚定效应，可防止在使用非键合性的非晶态氟树脂时会造成问题的非晶态氟树脂由基板11的背面112和侧面的剥离，因此可防止紫外线向元件外部的取出效率降低。

[形成在基板侧面的凹部的一例]

接着，参照附图，说明本发光装置1中形成在基板11的侧面的凹部。图6是示意性示出基板11的侧面的俯视图。图7是示出图6所示的基板11的侧面的一部分(粗面带51a、51b附近)的照片。需要说明的是，图6和图7的上下方向与图3和图4的上下方向相同。

图6(a)和(b)显示不同的2种凹部50a、50b。图6(a)例示出形成在基板11的侧面的多个凹部50a断续相连而形成粗面带51a(换言之，在相邻的凹部50a分离的状态下排列成一列，由此形成粗面带51a)，且在基板11的侧面形成有4条粗面带51a的情况。另外，图6(b)例示出形成在基板11的侧面的多个凹部50b连续相连而形成粗面带51b(换言之，在相邻的凹部50b的端部相结合的状态下排列成一列，由此形成粗面带51b)，且在基板11的侧面形成有4条粗面带51b的情况。需要说明的是，图6(a)和(b)所例示的粗面带51a、51b也可以说仅有相邻的凹部50a、50b的间隔不同。

图7(a)和(b)所示的粗面带51c、51d与图6(a)的粗面带51a同样地，是凹部50c、50d断续相连而成的。但是，图7(b)的凹部50d比图7(a)的凹部50c更细，相比于图7(a)的凹部50c，相邻的间隔更窄。另外，图7(c)所示的粗面带51e与图6(b)的粗面带51b同样地，是凹部50e连续相连而成的。

图6和图7所示的凹部50a～50e也可以通过将晶片切割而获得本发光元件10(芯片)的切割工序，在基板11的侧面露出之后，对基板11的侧面进行喷砂处理(例如，喷吹金刚石等与蓝宝石为同等以上的硬度的粒子的处理)等而形成。但是，只要能与切割工序同时形成该凹部50a～50e，就可以防止工时增加，故而优选。因此，在以下的[本发光装置的制造方法]中，说明与切割工序同时对基板11的侧面形成凹部50a～50e的方法。

[本发光装置的制造方法]

参照附图，说明本发光装置10的制造方法。首先，在晶片状态(被切割成芯片之前的状态)的蓝宝石基板11的主面111上，通过公知的氮化物半导体的制造工序，形成半导体层叠部12、n电极13、p电极14、以及保护膜等。由此，获得如图8所示的晶片60。需要说明的是，图8是示意性示出切割工序前的晶片60的形状的俯视图，是由p电极14和n电极13侧观察晶片60时的俯视图。

如图8所示，晶片60以矩阵状配置有在晶片60切割后成为芯片(本发光元件10)的芯片区域61。在该晶片60中，成为芯片区域61的边界的面是应通过切割工序切割的面即预定切割面62。需要说明的是，在图8所示的晶片60中，芯片区域61的边界(预定切割面62)的附近的最外表面是为了形成n电极13而露出的n型包覆层22，但是也可以进一步去除该n型包覆层22从而使基板11露出。

在本制造方法中，在切割工序中进行隐形切割。隐形切割是指使透过基板11的波长的激光在基板11的内部聚光，由此对预定切割面61造成损伤，从而对晶片60进行切割的手法。

在图9～图11中示出隐形切割的工序的一例。图9～图11是示意性示出本制造方法的一例的工序截面图。在本制造方法中，以图9(a)、图9(b)和图10、图9(c)、图11(a)、图11(b)、图11(c)的顺序进行各自的工序。需要说明的是，图10是示出与图9(b)相同的工序的工序截面图，示出相对图9(b)垂直的截面。另外，图9～图11的上下方向也与图3和图4的上下方向相同。

最初，如图9(a)所示，对第1薄片70粘贴晶片60中的基板11的主面111侧(以下，简称为“主面侧”)。

接着，如图9(b)所示，对晶片60中的基板11的背面112侧(以下，简称为“背面侧”)照射激光71。此时，使用聚光透镜72，使由基板11的背面112入射至内部的激光71聚光于预定切割面62。例如，激光71为透过蓝宝石基板11的波长(具体而言，例如作为nd-yag激光的第2高次谐波的532nm或作为第3高次谐波的355nm等)，以脉冲的方式对晶片60进行照射。若在基板11的内部将激光71进行聚光，则在聚光区域73中产生光吸收从而温度局部上升，由此该聚光区域73发生熔融或膨胀等而受到损伤。接着，如图10所示，一边使聚光区域73的位置沿着对基板11的主面111平行的方向(图中涂黑箭号的方向)移动，一边照射激光71，由此形成带状的改质层510(晶片60切割后成为粗面带51的部分)。此外，在改变相对基板11的主面111垂直的方向(图中的上下方向)中的聚光区域73的位置之后，再次一边使聚光区域73的位置沿着对基板11的主面111平行的方向移动，一边照射激光71，由此在基板11的预定切割面62形成多个改质层510。需要说明的是，聚光区域73的位置可以通过驱动晶片60和光学系统(激光71的光源、聚光透镜72等)的至少一者而使其移动。

图9(b)和图10的工序结束时，如图9(c)所示，成为在晶片60中的预定切割面62(参照图8)的整体形成有改质层510的状态。接着，如图11(a)所示，在晶片60的背面侧(基板11的背面)粘贴第2薄片74。接着，如图11(b)所示，在晶片60的主面侧的避开预定切割面62的位置配置区块75，并且在成为晶片60的背面侧的预定切割面62的正上方的位置抵压刀刃76，由此切割晶片60。此时，晶片60(基板11)的预定切割面62形成受到损伤的改质层510而容易被切割，因此晶片60沿着预定切割面62被切割。接着，在通过该晶片60的切割所得的基板11的侧面，通过切割改质层510而使凹部50和粗面带51露出。需要说明的是，为了在图9(b)和图10的工序中形成改质层510，露出在基板11的侧面的凹部50和粗面带51的形状根据入射至基板11的激光的特性(强度、脉冲宽度、脉冲间隔等)来决定。例如，越加大激光的强度和脉冲宽度，可以形成越大的凹部50，且越减小激光的脉冲宽度和脉冲间隔，可以形成越为细小且高密度的凹部50。

图11(b)的工序结束时，如图11(c)所示，成为从晶片60切出的全部芯片(本发光元件10)的状态。其后，例如将由第1薄片70和第2薄片74剥离而拾取的本发光元件10，通过公知的倒装芯片安装固定在副基座30的第1和第2金属电极配线32、33上。具体而言，p电极14与第1金属电极配线32经由金凸块等进行物理性和电性连接，n电极13与第2金属电极配线33经由金凸块等进行物理性和电性连接(参照图3)。

接着，使用剥离性佳的特氟隆针等，在副基座30和本发光元件10上注入将非键合性的非晶态氟树脂溶解在含氟溶剂，优选非质子性含氟溶剂的涂布液之后，一边将涂布液慢慢加热一边使溶剂蒸发，从而在本发光元件10的上表面与侧面(基板11的背面112和侧面、半导体层叠部12的侧面、n电极13和p电极14的侧面)、副基座30的上表面(第1和第2金属电极配线32、33的上表面和侧面、第1和第2金属电极配线32、33间露出的基材31的表面)、副基座30与本发光元件10之间的间隙部形成非键合性的非晶态氟树脂的密封树脂40(参照图3)。此时，成为密封树脂40进入至形成在基板11的侧面的凹部50的内部的状态(参照图4)。需要说明的是，在该工序中的溶剂蒸发时，以气泡不残留在密封树脂40内的方式，由溶剂的沸点以下的低温区域(例如室温附近)慢慢加热至溶剂的沸点以上的高温区域(例如200℃附近)，从而使溶剂蒸发。

接着，在密封树脂40的上部，将与密封树脂40相同的非键合性的非晶态氟树脂制的透镜41，通过例如注射成形、传递成形、压缩成形等，形成为覆盖本发光元件10的状态(参照图3)。该各成形用的成形模具可以使用金属模具、有机硅树脂模具、或它们的组合。

如以上所示，在本制造方法中，制造使作为非晶态氟树脂的密封树脂40进入至因进行隐形切割而在基板11的侧面所产生的凹部50的内部，并通过锚定效应使基板11的侧面与密封树脂40的密合性和键合力提升从而防止剥离的本发光装置1。因此，不需要另有在基板11的侧面形成凹部50的工序，仅以隐形切割进行芯片量产所需的晶片60的切割，就能制造防止密封树脂40剥离的本发光装置1。

需要说明的是，也可以在密封树脂40形成后，在非键合性的非晶态氟树脂的分解开始的温度(约350℃)以下的温度范围，例如150℃～300℃，优选200℃～300℃的温度范围，将密封树脂40加热而使其软化，并将本发光元件10的侧面(或侧面和上表面)的密封树脂40朝向本发光元件10侧按压。由此，密封树脂40在被压缩的状态下，密集地填充至凹部50的内部。其结果，填充在凹部50的内部的密封树脂40更难脱落，作为定锚而确实地发挥功能。该密封树脂40的加热处理和按压处理也可以与透镜41的形成同时进行。或者，电可以先仅进行加热处理，并且在与透镜41的形成同时进行按压处理。另外，也可以仅进行加热处理和按压处理的一者。

[其他实施形态]

以下说明上述实施形态的变形例。

<1>在上述实施形态中，作为将本发光元件10倒装芯片安装在副基座30的一个方式，说明了将p电极14与第1金属电极配线32、n电极13与第2金属电极配线33，经由金凸块进行连接的情况，但是也可以在以p电极14与n电极13的各上表面成为同一平面的方式使高度对齐而形成的情况等中，用回流焊接方式等公知的焊接方法，将p电极14与第1金属电极配线32、n电极13与第2金属电极配线33，经由焊材材料(键合材料)进行物理性和电性连接。需要说明的是，作为p电极14与n电极13的各上表面成为同一平面的方式使高度对齐的方法，例如，考虑如下方法：与p电极14进行电连接，经由绝缘保护膜，以覆盖上述台面部分的上表面和侧面的方式形成p侧的镀敷电极，由该p侧的镀敷电极进行分离，将与n电极13进行电连接的n侧的镀敷电极，通过电解镀敷法等而形成为与p侧的镀敷电极相同的高度。需要说明的是，关于该镀敷电极的详细内容，参考国际申请(pct/jp2015/060588)的说明书等的记载。

<2>在上述实施形态中，说明了将1个本发光元件10载置于副基座30上的本发光装置1，但是本发光装置1也可以在副基座或印刷基板等基台上载置多个本发光元件10而构成。此时，可以将多个本发光元件10用密封树脂40一起密封，另外，也可以1个1个地分别密封。此时，例如，在基台的表面，形成包围密封的单位的1或多个本发光元件1的周围的树脂坝，在用该树脂坝包围的区域，例如以上述实施形态中所说明的要领，形成密封树脂40。需要说明的是，载置本发光元件10的基台并不限定于副基座和印刷基板。

另外，也可以如下制造本发光装置1：在将1个本发光元件10载置于副基座30上的情况下，也在1片基材31的表面侧，形成多个副基座30的第1和第2金属电极配线32、33，在1片基材31的背面侧，形成多个副基座30的引线端子34、35，在将多个副基座30配置成矩阵状的副基座板，将多个本发光元件10分别倒装芯片安装在各副基座30上，对多个本发光元件10分别形成密封树脂40或密封树脂40与透镜41之后，将该副基座板分割成各个副基座30，将1个本发光元件10载置于副基座30上而成。

<3>在上述实施形态中，例示了在基板11的侧面中，相对于基板11的主面111平行的多条(4条)粗面带51，相对于与基板11的主面111呈垂直的方向均一地分散而形成的情况(例如，参照图6(a)和(b))，但是粗面带51的方式并不限于该例。以下，参照附图说明粗面带51的变形例。需要说明的是，以下参照的示意性示出凹部50和粗面带51的变形例的俯视图，即图12和图13，示出了与图6(a)和(b)所示的俯视图同样的基板11的平面。

图12(a)所示的粗面带51f如上述实施形态所示，相对于与基板11的主面111垂直的方向未均匀地分散，偏向分布在基板11的主面111侧。另一方面，图12(b)所示的粗面带51g偏向分布在与基板11的主面111为相反侧(即，基板11的背面112侧)。如上所述，粗面带51形成在晶片60的形成改质层510的位置。另外，在基板11的主面111上形成有半导体层叠部12(参照图9～11)。

如图12(a)所示，粗面带51f偏向分布在基板11的主面111侧的情况下，晶片60的改质层510偏向形成在基板11的主面111侧，因此提高基板11的主面111附近的切割位置的精度从而抑制半导体层叠部12的破裂或缺口(崩裂不良)的隐形切割得以进行。另一方面，如图12(b)所示，粗面带51g偏向分布在基板11的背面112侧的情况下，晶片60的改质层510偏向形成在基板11的背面112侧，因此所聚光的激光71的热不易对半导体层叠部12造成影响的隐形切割得以进行。另外，图6(a)和(b)所示的粗面带51a、51b相对于与基板11的主面111垂直的方向均匀地分布的情况下，晶片60的改质层510相对于与基板11的主面111垂直的方向均匀地分布而形成，因此可对该方向的晶片60均匀切割的隐形切割得以进行。

需要说明的是，如图12(b)所示，粗面带51g偏向分布在基板11的背面112侧时，在基板11的背面112附近可以发挥出强力的锚定效应。因此，可有效防止安装了倒装芯片的本发光元件10中的光(紫外线)的主要出射面即基板11的背面112中的密封树脂40的剥离。

另外，图13(a)～(c)所示的粗面带51h～51j相对于基板11的主面111不平行。尤其，图13(a)所示的粗面带51h为全部平行，但是图13(b)所示的粗面带51i的一部分不平行，图13(c)所示的粗面带51j呈弯曲。其中，粗面带51h～51j均沿着具有相对于基板11的主面111平行的成分的方向延伸。因此，即使在形成这样的粗面带51h～51j的情况下，也在晶片60形成沿着具有对基板11的主面111平行的成分的方向延伸的改质层510，因此可以沿着与基板11的主面111平行的方向容易地切割晶片60。

<4>在上述实施形态中，即使将应对晶片60形成的改质层510设为1个，也可以进行隐形切割，并且也可以获得使基板11的侧面与密封树脂40的密合性和键合力提升的效果。但是，在本发光装置1中，为了使光(紫外线)的取出效率提升，有加大基板11的厚度(例如，400μm左右)的情况(例如，参照国际公开第2015/111134号)。此时，若改质层510的数量相对于基板11的厚度不足，则难以沿着预定切割面62进行切割。

这点，将基板11的厚度设为xμm时，只要将改质层510的条数(粗面带51的条数)设为x/200条以上，就可以通过隐形切割在一定程度上确实地沿着预定切割面62来切割晶片60。此外，只要将改质层510的条数(粗面带51的条数)设为x/150个以上，就可以进行崩裂不良等不良的发生率低于1％的极为良好的隐形切割。

<5〉在上述实施形态中，例示有在本发光元件10中的基板11的侧面中，形成凹部50相连而成的粗面带51的情况，但是若在基板11的侧面形成有凹部50，也可以不一定形成有粗面带51。参照附图，说明此时的一例。图14是示意性示出形成在基板11的侧面的凹部的变形例的俯视图。需要说明的是，图14示出了与图6(a)和(b)所示的俯视图同样的基板11的平面。

图14(a)所示的凹部50k是对基板11的侧面随机地分散而形成的。这样的凹部50k也可以通过例如使进行隐形切割时的激光71的聚光区域73的位置随机移动来形成(参照图9(b)和图10)，但是也可以利用在通过公知或新颖的切割技术切割晶片60之后，对基板11的侧面进行喷砂处理等来形成。另外，图14(b)所示的凹部50l是对基板11的侧面规则地分散而形成的。这样的凹部50l也可以通过例如使进行隐形切割时的激光71的聚光区域73的位置规则移动来形成。

即使在形成这样的凹部50k、50l的情况下，也可以通过锚定效应使基板11的侧面与密封树脂40的密合性和键合力提升从而防止剥离，并且也可以进行隐形切割。

<6>在上述实施形态中，在密封树脂40的上部形成了与密封树脂40相同的非键合性的非晶态氟树脂制的透镜41，但是也可以不形成透镜41，而进行其他树脂部分的形成等。例如，也可以在倒装芯片安装中所使用的基台并非图5例示的副基座30，而是在基材31的外周部分设有高于倒装芯片安装后的本发光元件10的上表面且包围本发光元件10的侧壁的情况下，在密封树脂40上的该侧壁所包围的空间内，放入固体状的非键合性的非晶态氟树脂，例如，以250℃～300℃的高温使其熔融，其后慢慢冷却而形成第2密封树脂层。另外，也可以根据需要，在该第2密封树脂膜上形成透镜41。

产业上可利用性

本发明的氮化物半导体紫外线发光装置可利用于发光中心波长为约350nm以下的背面出射型的发光二极管。

符号说明

1：氮化物半导体紫外线发光装置

10：氮化物半导体紫外线发光元件

11：蓝宝石基板

111：主面

112：背面

12：半导体层叠部(algan系半导体层)

13：n电极

14：p电极

20：aln层

21：algan层

22：n型包覆层

23：活性层

24：电子阻挡层

25：p型包覆层

26：p接触层

30：副基座(基台)

31：基材

32：第1金属电极配线

320：第1电极焊垫

321：第1配线部

33：第2金属电极配线

330：第2电极焊垫

331：第2配线部

34、35：引线端子

40：密封树脂(非晶态氟树脂)

41：透镜

50、50a～50l：凹部

51、51a～51j：粗面带

510：改质层

60：晶片

61：芯片区域

62：预定切割面

70：第1薄片

71：激光

72：聚光透镜

73：聚光区域

74：第2薄片

75：区块

76：刀刃