CN101315966A - 光半导体器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光半导体器件，其中，半导体发光元件被收纳在具有凹坑的容器的上述凹坑内，在上述凹坑内，第一荧光体层的至少一部分被设置在上述半导体发光元件与上述凹坑的开口之间。在上述凹坑内，设置有具有比上述半导体发光元件还要位于上述凹坑的底面侧的第一部分以及位于上述凹坑的侧面侧的第二部分的第二荧光体层。上述第一荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励，并发出比上述半导体发光元件的发光波长还长的第一波长的光。上述第二荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励，并发出比上述第一波长还长的第二波长的光。

Description

光半导体器件
技术领域
本发明涉及从半导体发光元件借助于光使荧光体发光的光半导体器件。
背景技术
作为小型且低消耗电力的照明光源，众所周知的有将半导体发光元件和荧光体组合起来发出白色系的混色光的光源。例如，在日本专利公开特开2004-179644号公报及特开2001-210874号公报中公开了这种光源。
前者的专利公报所公开的光半导体器件是在半导体发光元件上层叠第一荧光体层、和含有发出比第一荧光体层中的荧光体的波长还短的荧光的荧光体的第二荧光体层。
在前者的专利公报所公开的光半导体器件中，由于第一荧光体层通过来自半导体发光元件的光直接激励，所以能够使其高效率地发光。但是，在来自半导体发光元件的光中包含直接激励第二荧光体层的光线、和被第一荧光体反射的光线。从而，就有第二荧光体层的亮度按第一荧光体中的反射损失部分相应地降低的问题。
后者的专利公报所公开的光半导体器件是在半导体发光元件的衬底的下表面设置有使荧光体均匀地经过分散的第一荧光体层。在包含半导体发光元件的侧面的表面整体上形成发光波长不同于被设置在上述衬底的下表面的荧光体层的第二荧光体层。上述半导体发光元件的发光层被上述第一以及第二荧光体层完全包覆。
在后者的专利公报所公开的光半导体器件中，在来自处于下部的上述第一荧光体层的发光为黄色，来自处于上部的上述第二荧光体层的发光为红色的情况下，由于来自上述第一荧光体层的黄色光的一部分被上述第二荧光体层所吸收，所以就有上述第二荧光体层所产生的黄色亮度降低的问题。
进而，在来自第一荧光体层的发光为红色，来自第二荧光体层的发光为黄色的情况下，就有因从半导体发光元件的侧面所放出的黄色光而使封装发生变色劣化，光半导体器件的可靠性受损的担心。
发明内容
根据本发明的一个技术方案，提供一种光半导体器件，具备：具有凹坑的容器，上述凹坑具有开口、底面以及侧面，并反射光；被收纳在上述容器的上述凹坑中的半导体发光元件，该半导体发光元件产生光；至少一部分被设置在上述半导体发光元件与上述凹坑的开口之间的第一荧光体层，该第一荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励、并发出比上述半导体发光元件的发光波长还长的第一波长的光；以及具有被设置在上述半导体发光元件与上述凹坑的底面之间的第一部分、以及被设置在上述半导体发光元件与上述凹坑的侧面之间的第二部分的第二荧光体层，该第二荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励、并发出比上述第一波长还长的第二波长的光。
根据本发明的另一技术方案，提供一种光半导体器件，具备：具有凹坑的容器，上述凹坑具有开口、底面以及侧面，并反射光；被收纳在上述容器的上述凹坑中的半导体发光元件，该半导体发光元件产生光；至少一部分被设置在上述半导体发光元件与上述凹坑的开口之间的第一荧光体层，该第一荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励、并发出比上述半导体发光元件的发光波长还长的第一波长的光；被设置在上述半导体发光元件与上述凹坑的底面之间的第二荧光体层，该第二荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励、并发出比上述第一波长还长的第二波长的光；以及被设置在上述半导体发光元件与上述凹坑的侧面之间的第三荧光体层，该第三荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励、并发出比上述第一波长还长的第二波长的光。
根据本发明的又一技术方案，提供一种光半导体器件，包括：具有第一凹坑的容器，上述第一凹坑具有开口、底面以及侧面，并反射光；被收纳在上述容器的上述第一凹坑中的半导体发光元件，该半导体发光元件具有形成了第二凹坑的衬底，且产生光；至少一部分被设置在上述半导体发光元件与上述凹坑的开口之间的第一荧光体层，该第一荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励、并发出比上述半导体发光元件的发光波长还长的第一波长的光；被设置在上述半导体发光元件的上述衬底的上述第二凹坑中的第二荧光体层，该第二荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励、并发出比上述第一波长还长的第二波长的光；以及被设置在上述半导体发光元件与上述第一凹坑的侧面之间的第三荧光体层，该第三荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励、并发出比上述第一波长还长的第二波长的光。
附图说明
图1是表示根据本发明的第一实施例的光半导体器件的截面图。
图2A以及图2B是将第一实施例的发光强度(相对值)分别与比较例1以及比较例2的发光强度(相对值)进行对比来表示的图。
图3是表示由根据第一实施例的光半导体器件所生成的(多个)光的方向与强度的图。
图4A～4H是表示根据第一实施例的光半导体器件的制造工序的一例的截面图。
图5是表示根据本发明的第：实施例的光半导体器件的截面图。
图6是表示根据本发明的第三实施例的光半导体器件的截面图。
图7是表示根据本发明的第四实施例的光半导体器件的截面图。
图8是表示根据本发明的第五实施例的光半导体器件的截面图。
图9A～9D是用于说明根据第五实施例的光半导体器件的制造工序的截面图。
图10是表示根据本发明的第六实施例的光半导体器件的截面图。
图11是表示根据本发明的第七实施例的光半导体器件的截面图。
图12是表示根据本发明的第八实施例的光半导体器件的截面图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边就本发明的(多个)实施例进行说明。在各图中，同一部分用同一附图标记来表示。
参照图1～图3以及图4A～图4H就根据本发明的第一实施例的光半导体器件进行说明。图1是表示根据第一实施例的光半导体器件的截面图。图2A以及图2B是将本发明的实施例的发光强度(相对值)分别与比较例1以及比较例2的发光强度(相对值)进行对比来表示的图。图3是表示由图1的光半导体器件所生成的(多个)光的输出方向的图，以将图1进行了放大的尺度来表示。图4A～图4H是表示第一实施例的光半导体器件的制造工序的一例的截面图。图4A～图4H以缩小的比例来表示图1。
如图1所示那样，第一实施例的光半导体器件10具有半导体发光元件11，将此半导体发光元件11安装于长方体形状的容器13中央的凹坑12上。半导体发光元件11发出发光波长λ0～460nm的蓝色光。容器13由通过例如传递模塑法(transfer molding)而形成的白色系的聚碳酸酯树脂所构成。凹坑12是用于将从半导体发光元件11所放出的光朝向其开口侧的反射杯，呈研磨钵状。
光半导体器件10进一步具备第一荧光体层14以及第二荧光体层14a。
第一荧光体层14被形成在半导体发光元件11中的凹坑12的开口侧的表面上。第一荧光体层14借助于来自半导体发光元件11的光而被激励，并发出比半导体发光元件11的发光波长λ0还长的第一波长λ1～590nm的黄色荧光。
第二荧光体层14a具有部分15以及部分16。部分15被形成在半导体发光元件11的凹坑12的底面侧的表面上。部分16被形成在半导体发光元件11的侧面上。第二荧光体层14a借助于来自半导体发光元件11的光而被激励，并发出比第一波长λ1还长的第二波长λ2～650nm的红色荧光。
半导体发光元件11具备相对于波长λ0～λ2为透明的衬底11a、例如厚度为100μm左右的蓝宝石衬底。在透明的衬底11a上形成了由N型氮化物半导体构成的半导体层11d。在半导体层11d上形成了由氮化物半导体构成的发光层11b。在发光层11b上形成了由P型氮化物半导体构成的半导体层11e。在半导体层11d、11e的一部分上分别设置有电极11c、11c。通过对电极11c、11c给予电压以对发光层11b通电，半导体发光元件11发出发光波长λ0～460nm的蓝色光。
第二荧光体层14a的部分15经粘结材料17，例如，银(Ag)浆料而被粘结到凹坑12的底面。半导体发光元件11经电极11c、11c、金属球11f、11f、金属线18、18而被连接到贯通容器13的壁的引线端子18a、18a上。
第一荧光体层14以覆盖电极11c、11c以及线18的方式被形成在半导体发光元件11中的凹坑12开口侧的表面上。
第一荧光体层14是涂敷了含有例如(Me1-yEuy)2SiO4:Eu2+(Me是从Ba，Sr，Ca，Mg中选择的至少一种碱土类金属元素，0＜y≤1)或者(Y，Cd)3(Al，Ga)5O12:Ce3+的黄色荧光体、和扩散剂的树脂的黄色荧光体层。
第二荧光体层14a是通过含有(Me1-yEuy)2Si5N8(Me是从Ba，Sr，Ca中选择的至少一种碱土类金属元素，0＜y≤1)或者(Me1-yEuy)AlSiN3(Me是从Ba，Sr，Ca中选择的至少一种碱土类金属元素，0＜y≤1)的红色荧光体、和扩散剂的树脂的涂敷而形成的红色荧光体层。
借助于从半导体发光元件11所放出的蓝色光，第一荧光体层14被直接激励而发出黄色的荧光。同样，第二荧光体层14a也借助于蓝色光被直接激励而发出红色的荧光。这些蓝色光、黄色光、红色光被混合而获得白色系的混合光。
图2A是将本实施例的发光强度(相对值)与比较例1的发光强度(相对值)进行对比来表示的图。图2B是将本发明的上述实施例的发光强度(相对值)与比较例2的发光强度(相对值)进行对比来表示的图。在图2A、图2B中，实线的长条表示本实施例的发光强度。在图2A、图2B中，虚线的长条分别表示比较例1和比较例2的发光强度。箭头21～27分别表示终点所表示的光借助于其起点所表示的光而被激励。
比较例1是在半导体发光元件的上表面形成红色荧光体层、并在此红色荧光体层上层叠了黄色荧光体层的构造的光半导体器件的例子。比较例2是在半导体发光元件的上表面形成红色荧光体层、并在下表面形成了黄色荧光体层的情况。
如图2A所示那样，在本实施例中，黄色荧光体以及红色荧光体借助于从半导体发光元件11所发出的上述蓝色光而被激励。由于此蓝色光在上下方向上被发出，且上下方向的光强度相等，所以黄色荧光体和红色荧光体能够平衡良好地发出荧光。
另一方面，在比较例1中，上述红色荧光体借助于从上述半导体发光元件所发出的蓝色光而被激励，上述黄色荧光体借助于通过了上述红色荧光体的蓝色光而被激励。
本实施例和比较例1中，由于蓝色光的强度大致相等，所以红色光的强度也大致相等。比较例1的蓝色光因上述红色荧光体而被吸收以及反射。从而，由于通过上述红色荧光体而被照射到上述黄色荧光体的蓝色光的强度变小，所以黄色光的强度相应地减小ΔP2。其结果就是，黄色光和红色光的强度变得不平衡，红色光的比例相对地变大。
如图2B所示那样，在比较例2中，上述黄色荧光体借助于从上述半导体发光元件发出的蓝色光而被激励，上述红色荧光体借助于上述蓝色光以及由上述黄色荧光体激励的黄色光27而被激励。
由于上述蓝色光在上下方向上被发出，且上下方向的强度相等，所以基于上述蓝色光自身的上述黄色荧光体和上述红色荧光体的发光强度平衡。
但是，由于在基于上述蓝色光的上述红色荧光体的发光中被加上基于上述黄色光的上述红色荧光体的激励部分，所以红色光的强度相应地增大ΔP3。由于上述黄色光因上述红色荧光体而被吸收以及反射，所以上述黄色的强度相应地减小ΔP4。
其结果就是，黄色光和红色光的强度变得不平衡，红色光的比例相对地变大。
另一方面，在本实施例中，能够降低因红色荧光体造成的黄色光的吸收以及因反射造成的损失，所以可以使白色系的混合光变亮。
图3是表示由根据上述第一实施例的光半导体器件所生成的(多个)光的方向与强度的图。B是上述蓝色光、Y是上述黄色光、R是上述红色光。箭头指各光的方向，箭头的宽度表示光的强度。
在本实施例中，由发出红色光的荧光体构成的第二荧光体层14a不仅形成在半导体发光元件11的下表面的部分15上，还形成在侧面的部分16上。从而，从半导体发光元件11的内部至侧面的蓝色光Bi以及黄色光Yi通过红色荧光体而被吸收以及反射。
根据这一构成，就能够降低比照射构成封装的容器13的凹坑12的倾斜侧面的红色更短波长的一侧的光。为此，就可以防止因比红色更短波长的一侧的光所造成的容器13的变色及劣化。
其次，就光半导体器件10的制造方法进行说明。
在进入图4A的工序以前，预先将形成了多个半导体发光元件11、...、11的晶片(wafer)30粘贴在切片薄板(dicing sheet)31上。
然后，如图4A所示那样，使用切割刀32来切割晶片30，将晶片30分割成分别构成上述各半导体发光元件11、...、11的多个宽度W的芯片33。进而，将切片薄板31进行拉伸，以扩宽芯片33彼此的间隔L。
如图4B所示那样，将粘接片34贴在半导体发光元件11的电极侧的一面上并使其粘着。将上述切片薄板31剥下来，使透明的衬底11a的一侧朝向上方向。
如图4C所示那样，从贮存了含有红色荧光体和扩散剂的液状树脂35的分配器(dispenser)36，通过喷嘴37向半导体发光元件11、...、11的衬底11a上滴下上述液状树脂35。
上述液状树脂35在衬底11a的正面上扩展，进而沿半导体发光元件11的侧面流向下方。由此，从半导体发光元件11的上表面到侧面用液状树脂35进行覆盖。
上述液状树脂35有必要预先调整粘性以使得从半导体发光元件11的上表面到侧面被充分地覆盖。
这一理由是，若粘性过高则难以用液状树脂35完全覆盖上述侧面，若粘性过低则树脂35就会流动到粘接片34上，其结果就是，液状树脂35将与覆盖邻接的半导体发光元件11的树脂35合为一体。
从而，考虑液状树脂35的扩展程度以及作业的难易度等，希望芯片33、...、33彼此的间隔L为例如芯片33、...、33的宽度W的3～5倍左右。
如图4D所示那样，将粘接片34载置在热板38上，以固化覆盖半导体发光元件11的表面的上述液状树脂35。
由此，从半导体发光元件11的上表面到侧面形成由部分15、16组成的第二荧光体层14a。
如图4E所示那样，在容器13的凹坑12底面涂敷粘结材料17。使一个半导体发光元件11以其透明的衬底11a侧朝下的方式粘结到粘结材料17上。如图4F所示那样，将线18、18键合于电极11c、11c和引线端子18a、18a上，将半导体发光元件11和引线端子电连接。
如图4G所示那样，从贮存了含有黄色荧光体和扩散剂的液状树脂40的分配器41，通过喷嘴42向半导体发光元件11的电极11c、11c侧的上表面滴下上述液状树脂40。
液状树脂40在半导体发光元件11的上表面上扩展，半导体发光元件11的上表面由该液状树脂40进行覆盖。
需要使液状树脂40的粘性高于上述液状树脂35，以使得不从半导体发光元件11的上表面下垂到侧面。
其理由是若粘性过高则难以完全覆盖半导体发光元件11的上表面，若粘性过低就会流动，而与第二荧光体层14a重叠。
其次，如图4H所示那样，将安装了半导体发光元件11的容器13收纳在干燥机43中，以固化覆盖半导体发光元件11的上表面的液状树脂40。由此，第一荧光体层14被形成在半导体发光元件11的上表面上。
将安装了半导体发光元件11的容器13从干燥机43取出。通过在容器13的凹坑12中填充透明树脂19，而得到图1所示的光半导体器件10。
如以上所说明那样，本实施例的光半导体器件10在半导体发光元件11的上表面形成有发出黄色光的第一荧光体层14。在半导体发光元件11的下表面和侧面形成有发出红色光的第二荧光体层14a。
其结果就是，能够减少在容器的凹坑12的开口侧，蓝色光以及黄色光由红色荧光体进行吸收以及反射所造成的损失。
进而，从半导体发光元件11的内侧至侧面的蓝色光以及黄色光由发出红色光的荧光体进行吸收以及反射。从而，就能够抑制比红色光更短波长的一侧的光对容器13的凹坑12的倾斜侧面的照射。
从而，就得到能够使第一荧光体层14以及第二荧光体层14a高效率地发光，且因发出的光所造成的容器13的劣化较少的光半导体器件10。
虽然在本实施例中，使第二荧光体层2含有发出一个种类的红色光的荧光体，但也可以使第二荧光体层2含有发出波长不同的多种红色光的荧光体。
或者，还可以准备含有发出波长不同的红色光的荧光体的多种液状树脂，并将这些树脂涂敷重叠2层以上。在此情况下，还可以在靠近半导体发光元件11的表面一侧涂敷含有发出长波长侧的红色光的荧光体的液状树脂。
根据这种构成，由于发出红色光的第二荧光体层14a的荧光光谱宽度变宽，所以就有可获得色调更为暖色系的白色光的优点。
在上述的制造方法中，通过将含有发出红色光的荧光体的液状树脂35涂敷在半导体发光元件11上，并进行固化，而形成第二荧光体层14a。还能够取代这一方法，通过准备使红色荧光体粉末分散在固体中的片，并将其粘贴在半导体发光元件11的下表面以及侧面上而形成。作为上述片，例如能够将发出红色光的荧光体粉末与粘接剂树脂进行混炼压缩，并对所获得的成形体进行烧结来制作。
进而，还可以如图5所示的第二实施例那样，在容器13的凹坑12的倾斜侧面上形成发出红色光的荧光体层51。由此，虽然光输出稍低，但容器13的劣化防止效果提高。
作为荧光体层51，能够使用与第二荧光体层14a相同的荧光体。
荧光体层51能够通过例如借助于喷雾法将液状树脂35涂敷在容器13的凹坑12的倾斜侧面上，并进行固化而形成。
在本实施例中，半导体发光元件11为长方体形状。还可以取代它，而采用如图6所示的第三实施例那样，使光半导体器件55的透明衬底11g、和半导体发光元件56的N型氮化物半导体构成的半导体层11h的侧面倾斜，并将半导体发光元件56的侧面57从衬底11g向发光层11b侧呈扇形状地进行了倾斜的形状。由发出红色光的部分15a、15b所构成的第二荧光体层14b成为根据上述光半导体器件55的形状而形成的形状。
由此，来自半导体发光元件56的光取出效率将会提高，所以比第一以及第二实施例白色系的混合光的输出进一步增加。
另外，与如第一以及第二实施例那样形成了垂直于半导体发光元件11的侧面的情况相比，在第三实施例中，能够用液状树脂35容易地覆盖呈扇状倾斜的侧面57。
图7是表示根据本发明的第四实施例的光半导体器件的截面图。
如图7所示那样，本实施例的光半导体器件60是将第一荧光体层61填充在容器13的凹坑12中。第一荧光体层61通过在凹坑12中填充使发出黄色光的荧光体和扩散剂混合于透明树脂中而形成的材料，并用干燥机进行固化而形成。
由此，如图1、图5或图6所示那样，与在半导体发光元件11上形成了发出黄色光的第一荧光体层14以后，在容器13的凹坑12中填充透明树脂19的情况相比，可以简化制造工序。
进而，还可以与图5同样地，在容器13的凹坑12的倾斜侧面上形成发出红色光的荧光体层51。
由此，能够抑制由来自第一荧光体层61的黄色光照射容器13的凹坑12的倾斜侧面而发生的变色劣化。
利用图8以及图9A～图9D就根据本发明的第五实施例的光半导体器件进行说明。图8是表示第五实施例的光半导体器件的截面图。图9A～图9D是用于说明第五实施例的光半导体器件的制造工序的截面图。图9A～图9C为将图8缩小了的尺度，图9D为与图8大致相同的尺度。
如图8所示那样，在本实施例的光半导体器件70中，半导体发光元件11被收纳在容器13的凹坑12中。与第1实施例同样在半导体发光元件11的上表面形成有发出黄色光的荧光体层14。
在容器13的凹坑12的底面形成有比较浅且面积较小的凹坑71。在此凹坑71内取代图1的第二荧光体层14a的下侧的部分17而埋入发出红色光的第二荧光体层72。第二荧光体层72通过将包含液状荧光体的树脂填充在上述容器13底部的凹坑71中并进行固化而形成。在半导体发光元件11的侧面取代图1的第二荧光体层14a的侧面侧的部分16而形成有发出红色光的第三荧光体层16a。
半导体发光元件11的透明衬底11a的底面与第二荧光体层72之间形成空隙。还可以在该空隙中填充透明树脂。在容器13的底部处的、第二荧光体层72周围的部分与透明衬底11a的底面之间形成有粘结材料17a，将容器13的底部的上述部分与透明衬底11a粘结起来。在粘结材料17a为透明的情况下，还可以将该粘结材料17a形成在上述空隙中。
凹坑71的图中横方向的面积在可确保粘结材料17a的面积以使得利用粘结材料17a的半导体发光元件11在容器13上的粘合强度足够强的范围内适宜确定即可。例如在半导体发光元件11的上述横方向的面积为300μm2的情况下，希望凹坑71的上述横方向的面积为150μm2左右。
其次，就光半导体器件70的制造工序中在半导体发光元件11的侧面形成第三荧光体层16a的方法进行说明。
如图9A所示那样，准备具有比半导体发光元件11大一圈的方形状的凹坑73a的第一模具73。
如图9B所示那样，在具有螺孔73b、73b、73c、73c的第一模具73的凹坑73a中涂敷了脱模剂以后，注入预定量的含有荧光体的树脂(浆液)74。
其次，如图9C所示那样，准备在与螺孔73b、73b、73c、73c相对应的位置分别设置了螺孔75a、75a、75b、75b的聚四氟乙烯的垫片75。垫片75具有比凹坑73a大一圈的贯通孔75a。在第一模具73上载置上述垫片75。对第一模具73和垫片75进行定位以使得凹坑73a和贯通孔75a同心状地进行重合，并通过螺钉76、76对两者进行固定。
其次，准备具有与半导体发光元件11相同尺寸的凸部77b的第二模具77。第二模具77在与垫片75上所设置的螺孔73b、73b、73c、73c相对应的位置具有螺孔77a、77a。在第二模具77的凸部77b上事先涂敷脱模剂。
在垫片75上载置第二模具77，以凹坑73a和凸部77b呈同心状地重合的方式进行定位，并通过螺钉78、78拧紧而进行固定。
由此，第二模具77的凸部77b的前端部被推压到第一模具73的凹坑73a的底部。树脂74从凹坑73a的底向凸部77b的侧周挤出并隆起。
之后，将已被拧紧并一体化的第一模具73、垫片75以及第二模具77收纳在干燥机中，使树脂74固化并凝固。
卸下螺钉78并将第二模具77拆卸下来，取出已经凝固的含荧光体的树脂74。该已经凝固的树脂74成为上下端开口的四方且中空的形状。
如图9D所示那样，通过在已经凝固的树脂74的内侧涂敷与树脂74相同的树脂(浆液)，嵌入半导体发光元件11，并用干燥机进行固化，将已经凝固的树脂74和半导体发光元件11进行固定粘合。树脂74成为图8的第三荧光体层16a。
在上述的图9c的工序中，如果进行控制以使第二模具77的凸部77b的前端部与第一模具73的凹坑73a的底部不接触，则作为荧光体层的树脂74就成为仅上端开口且与图1的第二荧光体层14a同样地具有下侧部分和侧面部的形状。还能够使用这种形状的荧光体层。
进而，在半导体发光元件11的下侧的荧光体层与侧面部的荧光体层为不同材料的情况下，改变例如包含发出进入第一模具73的红色光的荧光体的树脂74的量以及垫片75的厚度。由此分别形成上述下侧的荧光体层与上述侧面部的荧光体层，并将它们分别粘结到半导体发光元件11上即可。
通过分别形成半导体发光元件11的上述下侧的荧光体层与上述侧面部的荧光体层，就可以对上述下侧的荧光体层与上述侧面部的荧光体层分别使用红色且特性不同的荧光体。
例如，通过在比红色更短的波长区域，使上述侧面部的荧光体层的光吸收率大于上述下侧的荧光体层的光吸收率，就可以使容器13的劣化防止效果提高而不会损害作为容器13的反射杯的功能。
为提高荧光体的光吸收率，能够通过提高作为荧光体的活化剂的铕(Eu)的浓度来进行。若提高光吸收率，就能够使荧光体的膜厚变薄，所以能够防止因热应力等而在荧光体上发生裂纹。
虽然在以上说明的第五实施例中，被设置在容器13的凹坑19的底部的凹坑71的形状是长方体形状。但也可以取代长方体形状而采用向下方弯曲的形状。
通过使用向下方弯曲的形状，就具有能够将来自荧光体层72的红色光聚集到容器13的凹坑12的开口侧的优点。
在第五实施例中，通过将包含液状荧光体的树脂填充在上述容器13底部的凹坑71中，并进行固化，形成第二荧光体层72。也可以取代它，而将使红色荧光体粉末分散在固体中的片嵌入凹坑71。上述片例如是对将红色荧光体粉末与胶合物混炼并进行了压缩的成形体进一步进行了烧结的陶瓷。
在上述陶瓷中，由于荧光体粒子被压缩/烧结从而没有隙间地接触，并以光学方式一体化，所以与荧光体分散在树脂中的情况相比，激励光的散射得以抑制。其结果就是可以获得更高的荧光。
图10是表示根据本发明的第六实施例的光半导体器件的截面图。
在此实施例中，在构成半导体发光元件11的透明衬底11a的底部设置有凹坑81。在此凹坑81内埋入发出红色光的第二荧光体层82。在半导体发光元件11的侧面形成有发出红色光的第三荧光体层16a。透明衬底11a的底部以及第二荧光体层82、与容器13的凹坑12的底部通过粘结材料17粘结起来。
其他的构成与图1的第一实施例相同。根据这种构造，就能够充分地确保半导体发光元件11与粘结材料17的接触面积，机械强度变高。
图11是表示根据本发明的第七实施例的光半导体器件的截面图。
在图11所示的光半导体器件85中，半导体发光元件11与引线端子18b、18b的连接通过倒装片键合(flip-chip bonding)来进行。半导体发光元件11的朝向与图8的第五实施例的情况上下相反。发出红色光的第二荧光体层72和第三荧光体层16a，与图8的第五实施例同样地分别被形成在半导体发光元件11的侧面以及容器13的底部的凹坑71内。发出黄色光的第一荧光体层14b被形成在半导体发光元件11的透明衬底11a上。
如图11所示那样，在电极11c、11c上形成有凸点电极(bumpelectrode)86、86。凸点电极86、86被连接到贯通容器13的引线端子18b、18b上。根据这种构成，如图8的第五实施例那样，不需要线18、18。从而，就没有起因于透明树脂19的应力等的线18、18的断线不良的问题。
图12是表示根据本发明的第八实施例的光半导体器件的截面图。
图12的光半导体器件90在容器13的凹坑12的底面上粘结有齐纳二极管92。在半导体发光元件11的电极11c、11c上形成有凸点电极86、86。凸点电极86、86被连接到齐纳二极管92上的电极86、86。
在半导体发光元件11的P型氮化物半导体构成的半导体层11e和齐纳二极管92的上表面间设置有发出红色光的第二荧光体层94。荧光体层94通过后面将说明的方法被固定到半导体层11e和齐纳二极管92上。齐纳二极管92和半导体发光元件11反方向并联地电连接。
齐纳二极管92上的电极93a、93a经线91、91被连接到引线端子18b、18b上。齐纳二极管92以防止半导体发光元件11的静电破坏的方式发挥作用。
第二荧光体层94能够将液状的包含发出红色光的荧光体的树脂涂敷在齐纳二极管92上并用干燥机进行固化而形成。或者，第二荧光体层94能够在齐纳二极管92的上部形成凹坑，并在该凹坑中填充液状的包含发出红色光的荧光体的树脂，用干燥机进行固化而形成。
还可以将使发出红色光的荧光体粉末分散在固体中的片夹在齐纳二极管92和半导体发光元件11之间，并通过粘结材料来进行固定。上述片例如是对将发出红色光的荧光体粉末与粘接剂混炼并经过压缩的成形体进行了烧结的陶瓷。
在上述的图7所示的第四实施例中，将第一荧光体层61的至少一部分设置在半导体发光元件11与凹坑12的开口之间。在其他实施例中也可以同样地将第一荧光体层61的至少一部分设置在半导体发光元件11与凹坑12的开口之间。
本发明并不限定于上述的各实施例，可以进行各种变形。

Claims (20)

1.一种光半导体器件，其特征在于，包括：
具有凹坑的容器，上述凹坑具有开口、底面以及侧面，并反射光；
被收纳在上述容器的上述凹坑中的半导体发光元件，该半导体发光元件产生光；
至少一部分被设置在上述半导体发光元件与上述凹坑的开口之间的第一荧光体层，该第一荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励并发出比上述半导体发光元件的发光波长还长的第一波长的光；以及
具有被设置在上述半导体发光元件与上述凹坑的底面之间的第一部分、以及被设置在上述半导体发光元件与上述凹坑的侧面之间的第二部分的第二荧光体层，该第二荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励并发出比上述第一波长还长的第二波长的光。
2.按照权利要求1所记载的光半导体器件，其特征在于：
上述半导体发光元件发出蓝色光，上述第一荧光体层发出黄色光，上述第二荧光体层发出红色光。
3.按照权利要求1所记载的光半导体器件，其特征在于：
上述第二荧光体层的上述第一部分以及上述第二部分覆盖上述半导体发光元件中的上述凹坑的底面侧的表面以及侧面侧的表面。
4.按照权利要求1所记载的光半导体器件，其特征在于：
在上述凹坑的内侧面上形成了发出第二波长的光的荧光体层。
5.按照权利要求1所记载的光半导体器件，其特征在于：
上述半导体发光元件具有倾斜的侧面，上述第二荧光体层的上述第二部分沿着该侧面被覆盖。
6.按照权利要求5所记载的光半导体器件，其特征在于：
上述第二荧光体层的上述第二部分通过粘结材料被粘结到上述容器的上述凹坑上。
7.按照权利要求1所记载的光半导体器件，其特征在于：
上述第一荧光体层以掩埋上述半导体发光元件以及上述第二荧光体层的方式被形成在凹坑内。
8.按照权利要求1所记载的光半导体器件，其特征在于：
上述第一以及第二荧光体层分别由分散有发出上述第一波长以及上述第二波长的荧光的荧光体的树脂构成。
9.一种光半导体器件，其特征在于，包括：
具有凹坑的容器，上述凹坑具有开口、底面以及侧面，并反射光；
被收纳在上述容器的上述凹坑中的半导体发光元件，该半导体发光元件产生光；
至少一部分被设置在上述半导体发光元件与上述凹坑的开口之间的第一荧光体层，该第一荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励并发出比上述半导体发光元件的发光波长还长的第一波长的光；
被设置在上述半导体发光元件与上述凹坑的底面之间的第二荧光体层，该第二荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励并发出比上述第一波长还长的第二波长的光；以及
被设置在上述半导体发光元件与上述凹坑的侧面之间的第三荧光体层，该第三荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励并发出比上述第一波长还长的第二波长的光。
10.按照权利要求9所记载的光半导体器件，其特征在于：
上述半导体发光元件发出蓝色光，上述第一荧光体层发出黄色光，上述第二以及第三荧光体层发出红色光。
11.按照权利要求9所记载的光半导体器件，其特征在于：
上述第二以及第三荧光体层分离地形成。
12.按照权利要求9所记载的光半导体器件，其特征在于：
上述第一荧光体层、第二荧光体层以及上述第三荧光体层分别由分散有荧光体的树脂构成。
13.按照权利要求9所记载的光半导体器件，其特征在于：
上述第二荧光体层由含有荧光体的陶瓷构成。
14.按照权利要求9所记载的光半导体器件，其特征在于：
上述第二荧光体层被埋在设置于上述容器的凹坑的底部的其他凹坑中。
15.按照权利要求9所记载的光半导体器件，其特征在于：
进而，上述容器具有(多个)引线端子，且上述半导体发光元件具有(多个)电极，电极经凸点电极被分别连接到上述(多个)引线端子上。
16.按照权利要求9所记载的光半导体器件，其特征在于：
进而，上述容器具有(多个)引线端子，上述半导体发光元件具有(多个)电极，且在上述半导体发光元件与上述容器的上述凹坑底部之间具备具有(多个)电极的齐纳二极管，上述(多个)电极经(多个)凸点电极被连接到上述齐纳二极管的(多个)电极上，上述半导体发光元件和上述齐纳二极管在反方向上并联地电连接，上述齐纳二极管被分别连接到上述(多个)引线端子上。
17.一种光半导体器件，其特征在于，包括：
具有第一凹坑的容器，上述第一凹坑具有开口、底面以及侧面，并反射光；
被收纳在上述容器的上述第一凹坑中的半导体发光元件，该半导体发光元件具有形成了第二凹坑的衬底，且产生光；
至少一部分被设置在上述半导体发光元件与上述第一凹坑的开口之间的第一荧光体层，该第一荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励并发出比上述半导体发光元件的发光波长还长的第一波长的光；
被设置在上述半导体发光元件的上述衬底的上述第二凹坑中的第二荧光体层，该第二荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励并发出比上述第一波长还长的第二波长的光；以及
被设置在上述半导体发光元件与上述第一凹坑的侧面之间的第三荧光体层，该第三荧光体层借助于来自上述半导体发光元件的光而被激励并发出比上述第一波长还长的第二波长的光。
18.按照权利要求17所记载的光半导体器件，其特征在于：
上述半导体发光元件发出蓝色光，上述第一荧光体层发出黄色光，上述第二以及第三荧光体层发出红色光。
19.按照权利要求17所记载的光半导体器件，其特征在于：
上述第二荧光体层通过粘结材料被粘结到上述半导体发光元件的上述衬底的上述第二凹坑上。
20.按照权利要求17所记载的光半导体器件，其特征在于：
上述第二以及第三荧光体层分离地形成。
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