CN110036493A - 具备放射深紫外光的半导体发光元件的发光组件 - Google Patents
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Abstract
本发明的发光组件(1)具备：放射深紫外光(18)的半导体发光元件(10)、密封半导体发光元件(10)的液体(50)、以及容纳半导体发光元件(10)和液体(50)的封装件(30、40)。液体(50)对深紫外光(18)是透明的。封装件(30、40)具有对深紫外光(18)为透明的透明构件(40)。因此，可提供一种具备放射深紫外光(18)的半导体发光元件(10)的、可靠性高的发光组件(1)。
Description
技术领域
本发明涉及具备放射深紫外光的半导体发光元件的发光组件。
背景技术
以往，已知放射红外光、蓝光的半导体发光元件是被固化的树脂密封的发光组件(参照专利文献1)。另外，还已知放射深紫外光的半导体发光元件(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-217459号公报
专利文献2：国际公开第2015/016150号
发明内容
发明要解决的问题
但是，用对红外光、蓝光具有高透射率的树脂密封放射深紫外光的半导体发光元件时，从发光组件输出的深紫外光的强度会随着发光时间的推移而迅速降低。因此，存在具备放射深紫外光的半导体发光元件的发光组件的可靠性明显较低的问题。这一发光组件的可靠性的明显降低是半导体发光元件所放射的光为深紫外光的情况下所伴有的特有的问题。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种具备放射深紫外光的半导体发光元件的、可靠性高的发光组件。
用于解决问题的方案
本发明的深紫外发光组件具备：放射深紫外光的半导体发光元件、密封半导体发光元件的液体、以及收容半导体发光元件和液体的封装件。液体对从半导体发光元件放射的深紫外光是透明的。封装件具有对从半导体发光元件放射的深紫外光为透明的透明构件。
发明的效果
根据本发明的发光组件，可以提供一种具备放射深紫外光的半导体发光元件的、可靠性高的发光组件。
附图说明
图1为实施方式1的发光组件的截面示意图。
图2的(A)为示出实施方式1的发光组件的制造方法的流程的图。(B)为示出准备实施方式1的发光组件所具备的半导体发光元件的工序的流程的图。
图3的(A)为示出实施方式1的发光组件的制造方法中某一工序的部分截面示意图。(B)为示出实施方式1的发光组件的制造方法中(A)的下一工序的部分截面示意图。(C)为示出实施方式1的发光组件的制造方法中(B)的下一工序的部分截面示意图。
图4的(A)为示出实施方式1的发光组件和比较例的发光组件的光输出相对于运行时间的变化率的图。(B)为示出实施方式1的发光组件和比较例的发光组件的光输出相对于供应电流大小的变化的图。
图5为实施方式2的发光组件的截面示意图。
图6的(A)为示出实施方式2的发光组件所具备的半导体发光元件的制造方法的流程的图。(B)为示出在实施方式2的发光组件所具备的半导体发光元件上形成凹凸结构的工序的流程的图。
图7的(A)为示出实施方式2的发光组件所具备的凹凸结构的截面SEM图像的图。(B)为实施方式2的发光组件所具备的凹凸结构的截面SEM图像的局部放大图。(C)为实施方式2的发光组件所具备的凹凸结构的截面SEM图像的另一局部放大图。
图8为实施方式3的发光组件的截面示意图。
图9为实施方式4的发光组件的截面示意图。
图10为实施方式5的发光组件的截面示意图。
图11为实施方式6的发光组件的截面示意图。
图12为实施方式7的发光组件的截面示意图。
图13为实施方式8的发光组件的截面示意图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。只要没有特别说明，则对同一结构标记同一附图标记，不再重复说明。
(实施方式1)
参照图1，实施方式1的发光组件1主要具备：放射深紫外光18的半导体发光元件10、密封半导体发光元件10的液体50、以及容纳半导体发光元件10和液体50的封装件(30、40)。
封装件(30、40)容纳半导体发光元件10和液体50。封装件主要包括基座30和透明构件40。
基座30载置半导体发光元件10。本实施方式中，半导体发光元件10夹着衬底(submount)20载置在基座30上。作为用于基座30的材料，可以例示出金属、树脂、陶瓷。本说明书中，将包含由金属形成的基座30的封装件(30、40)称为金属封装件，将包含由树脂形成的基座30的封装件(30、40)称为树脂封装件，将包含由陶瓷形成的基座30的封装件(30、40)称为陶瓷封装件。本实施方式的封装件(30、40)可以是金属封装件、树脂封装件、陶瓷封装件中的任意者。基座30也可以由具有高导热性的材料构成，从而作为散热器而发挥作用。
封装件还可以包含衬底20。衬底20载置半导体发光元件10。作为衬底20的材料，可以例示出氮化铝(AlN)、氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)、金刚石、硅(Si)。衬底20优选由具有高导热性的材料构成。因此，衬底20也可以优选由具有160～250W/(m·K)的热导率的氮化铝(AlN)构成。载置有半导体发光元件10的衬底的表面可以是平坦面，也可以是曲面。为了反射来自半导体发光元件10的深紫外光18，可以在载置半导体发光元件10的衬底的表面设置由铝(Al)、钛(Ti)、镍(Ni)、金(Au)或银(Ag)等形成的反射层。
载置半导体发光元件10的衬底的表面可以设有第1导电焊盘21和第2导电焊盘22。使用具有导电性的接合部件25将半导体发光元件10的n型电极15与衬底20的第1导电焊盘21电连接和机械连接，半导体发光元件10的p型电极16与衬底20的第2导电焊盘22电连接和机械连接。作为接合部件25，可以例示出由金-锡(AuSn)、银-锡(AgSn)等形成的焊料、由金(Au)、铜(Cu)等形成的金属凸块、银糊剂等导电性糊剂。
本实施方式中，半导体发光元件10可以倒装芯片键合于衬底20上。即，可以使半导体发光元件10的基板11侧的一面朝向与衬底20和基座30相反的一侧，并使半导体发光元件10的半导体层(n型半导体层12、活性层13、p型半导体层14)侧的一面朝向衬底20和基座30一侧，从而将半导体发光元件10载置于衬底20上。半导体发光元件10倒装芯片键合于衬底20上时，可以抑制从活性层13放射的深紫外光18被p型半导体层14吸收，并且将从活性层13放射的深紫外光18提取到半导体发光元件10的外部。
衬底20使用由金-锡(AuSn)等形成的共晶焊料、银糊剂等导电性糊剂或者粘接剂固定于基座30。为了高效地将从半导体发光元件10放射的深紫外光18提取到封装件(30、40)的外部，半导体发光元件10优选载置于基座30的主面30a的中央附近。
本实施方式的封装件还可以包含引脚31和导电引线33。引脚31可以固定于基座30。导电引线33将引脚31与第1导电焊盘21和第2导电焊盘22电连接。作为导电引线33，可以例示出金(Au)线。通过引脚31、第1导电焊盘21、第2导电焊盘22、接合部件25从未图示的外部电源向半导体发光元件10供给电流，半导体发光元件10放射深紫外光18。
透明构件40可以以覆盖半导体发光元件10的方式设置于基座30上。基座30与透明构件40可以通过粘接剂42等接合。
透明构件40对从半导体发光元件10放射的深紫外光18是透明的。本说明书中，透明构件40对从半导体发光元件10放射的深紫外光18透明是指：透明构件40在从半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下具有60％以上的透射率。透明构件40在从半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下可以优选具有75％以上、进一步优选90％以上的透射率。这里，每单位长度的透明构件40的透射率越高，则透明构件40的透射率越高，透明构件40越厚，则透明构件40的透射率越低。透明构件40可以对具有190nm以上且350nm以下、优选200nm以上且320nm以下、进一步优选220nm以上且300nm以下的波长的深紫外光18具有低吸光率和高透光率。透明构件40可以由如下材料构成：所述材料在半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下，平均每100μm路径长度具有80％以上、优选90％以上、进一步优选95％以上的透射率。
透明构件40可以具有在一侧具有开口、在内部具有空间的凹形。透明构件40可以是罩。在本说明书中，罩是指具备在一侧具有开口、在内部具有空间的壳形状的物体。本实施方式中，作为罩的透明构件40可以具备在一侧具有开口、在内部具有空间的半球壳的形状。通过利用具有半球壳的形状的罩来构成透明构件40，可以使从半导体发光元件10放射的深紫外光18对透明构件40的入射角接近垂直。
透明构件40可以由合成石英、石英玻璃、无碱玻璃、蓝宝石、萤石(CaF)等无机化合物和树脂中的任意者构成。表1中，对于可用于透明构件40的一部分材料，示出了在265nm的波长下平均每100μm路径长度(厚度)的透射率的一个例子。
[表1]
作为可用于透明构件40的树脂，可以例示出不具有芳香环的有机硅树脂、非晶质的含氟树脂、聚酰亚胺、环氧树脂、聚烯烃、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯、聚砜系树脂、聚硅烷、聚乙烯醚、添加有无机化合物的树脂。
作为不具有芳香环的有机硅树脂，可以例示出属于聚二甲基硅氧烷的JCR6122(Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)、JCR6140(Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)、HE59(日本山村硝子制造)、HE60(日本山村硝子制造)、HE61(日本山村硝子制造)、KER2910(信越化学工业制造)、属于含氟系有机聚硅氧烷的FER7061(信越化学工业制造)。
作为非晶质的含氟树脂，可以例示出全氟(4-乙烯氧基-1-丁烯)聚合物(CYTOP(注册商标)、旭硝子制造)、2,2-双三氟甲基-4,5-二氟-1,3-二氧杂环戊烯聚合物(Teflon(注册商标)AF、DuPont制造)。
作为聚酰亚胺，优选芳香族化合物被脂环式化合物取代而成的聚酰亚胺。作为脂环式聚酰亚胺，可以例示出脂环式酸二酐与脂环式二胺的反应产物。作为脂环式酸二酐，可以例示出双环[2.2.1]庚-2-内型,3-内型,5-外型,6-外型-四羧酸-2,3:5,6-二酐、双环[2.2.1]庚-2-外型,3-外型,5-外型,6-外型-四羧酸-2,3:5,6-二酐、双环[2.2.2]辛-2-内型,3-内型,5-外型,6-外型-四羧酸2,3:5,6-二酐、双环[2.2.2]辛-2-外型,3-外型,5-外型,6-外型-四羧酸2,3:5,6-二酐、(4arH，8acH)-十氢-1t,4t:5c,8c-二甲基萘2c,3c,6c,7c-四羧酸-2,3:6,7-二酐。作为脂环式二胺，可以例示出双(氨基甲基)双环[2.2.1]庚烷。
作为环氧树脂，优选芳香环变为脂环式化合物而成的环氧树脂。作为芳香环变为脂环式化合物而成的环氧树脂，可以例示出3’,4’-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯(CELLOXIDE2021P、日本大赛璐制造)、ε-己内酯改性3’,4’-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯(CELLOXIDE2081、日本大赛璐制造)、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷(CELLOXIDE2000、日本大赛璐制造)。
作为聚烯烃，可以例示出聚乙烯、聚丙烯、甲基戊烯等链状烯烃的聚合物、降冰片烯等环状烯烃的聚合物、TPX(三井化学制造)、APEL(三井化学制造)、ARTON(JSR制造)、ZEONOR(日本瑞翁制造)、ZEONEX(日本瑞翁制造)、TOPAS(宝理塑料制造)。
作为添加有无机化合物的树脂，可以例示出在上述树脂中添加有氧化镁、氧化锆、氧化铪、α-氧化铝、γ-氧化铝、氮化铝、氟化钙、镥铝石榴石(lutetium aluminum garnet)、二氧化硅、铝酸镁、蓝宝石、金刚石等无机化合物而成的物质。
液体50填充于封装件(30、40)的内部空间从而密封半导体发光元件10。具体而言，液体50填充于基座30与透明构件40之间的空间从而密封半导体发光元件10。液体50可以至少密封半导体发光元件10的出射面(基板11的第2面11b)。
液体50对从半导体发光元件10放射的深紫外光18是透明的。本说明书中，液体50对从半导体发光元件10放射的深紫外光18透明是指：液体50在从半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下具有60％以上的透射率。液体50在从半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下可以优选具有75％以上、进一步优选90％以上的透射率。此处，每单位长度的液体50的透射率越高，则液体50的透射率越高，液体50越厚，则液体50的透射率越低。液体50对具有190nm以上且350nm以下、优选200nm以上且320nm以下、进一步优选220nm以上且300nm以下的波长的深紫外光18具有低吸光率和高透光率。液体50可以由如下材料构成：所述材料在从半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下，平均每100μm路径长度具有80％以上、优选90％以上、进一步优选95％以上的透射率。
液体50可以由纯水、液体有机化合物、盐溶液和微粒分散液中的任意者构成。表2至表10中，对于可用于液体50的一部分材料示出了在193nm、248nm、265nm或300nm的波长下平均每100μm路径长度(厚度)的透射率的一个例子、以及在193nm、248nm、265nm或300nm的波长下的折射率的一个例子。
表2中示出了纯水在193nm、248nm和265nm的波长下平均每100μm路径长度(厚度)的透射率、以及在193nm、248nm和265nm的波长下的折射率。
[表2]
液体有机化合物可以由饱和烃化合物、不具有芳香环的有机溶剂、有机卤化物、硅树脂、硅油中的任意者构成。表3至表6中，对于可用于液体50的一部分液体有机化合物示出了在193nm、248nm或265nm的波长下平均每100μm路径长度(厚度)的透射率的一个例子、以及在193nm、248nm或265nm的波长下的折射率的一个例子。
表3中，对于可用于液体50的一部分饱和烃化合物，示出了在193nm或265nm的波长下平均每100μm路径长度(厚度)的透射率、以及在193nm或265nm的波长下的折射率。
[表3]
作为饱和烃化合物，可以例示出链式饱和烃化合物和环式饱和烃化合物。作为链式饱和烃化合物，可以例示出正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、正十一烷、正十二烷、正十三烷、正十四烷、正十五烷、正十六烷、正十七烷、正十八烷、2,2-二甲基丁烷、2-甲基戊烷。作为环式饱和烃化合物，可以例示出环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷、环壬烷、环癸烷、甲基环己烷、乙基环己烷、丙基环己烷、丁基环己烷、甲基立方烷、甲基二降冰片烯、八氢茚、2-乙基降冰片烯、1,1’-双环己烷、反式-十氢化萘、顺式-十氢化萘、外型-四氢双环戊二烯、三环[6.2.1.02,7]十一烷、全氢化芴、3-甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]十二烷、1,3-二甲基金刚烷、十四氢菲、十六氢芘。作为饱和烃化合物，还可以例示出IF131(DuPont制造)、IF132(DuPont制造)、IF138(DuPont制造)、IF169(DuPont制造)、HIL-001(JSR制造)、HIL-002(JSR制造)、HIL-203(JSR制造)、HIL-204(JSR制造)、Delphi(三井化学制造)、Babylon(三井化学制造)。
表4中，对于可用于液体50的一部分不具有芳香环的有机溶剂，示出了在193nm、248nm或265nm的波长下平均每100μm路径长度(厚度)的透射率、以及在193nm、248nm或265nm的波长下的折射率。
[表4]
作为不具有芳香环的有机溶剂，可以例示出具有羟基的化合物、具有羰基的化合物、具有亚磺酰基的化合物、具有醚键的化合物、具有腈基的化合物、具有氨基的化合物、以及含硫化合物。作为具有羟基的化合物，可以例示出异丙醇、异丁醇、甘油、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇。作为具有羰基的化合物，可以例示出N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、环己酮、环戊酮、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯。作为具有亚磺酰基的化合物，可以例示出二甲基亚砜。作为具有醚键的化合物，可以例示出四氢呋喃、1,8-桉叶素(1,8-cineole)。作为具有腈基的化合物，可以例示出乙腈。作为具有氨基的化合物，可以例示出三乙胺、甲酰胺。作为含硫化合物，可以列举出二硫化碳。
表5中，对于可用于液体50的一部分有机卤化物，示出了在265nm的波长下平均每100μm路径长度(厚度)的透射率、以及在265nm的波长下的折射率。
[表5]
作为有机卤化物，可以例示出氟化合物、氯化合物、溴化合物和碘化合物。作为氟化合物，可以例示出全氟(4-乙烯氧基-1-丁烯)聚合物(CYTOP)(注册商标)、2,2-双三氟甲基-4,5-二氟-1,3-二氧杂环戊烯聚合物(Teflon(注册商标)AF、DuPont制造)。作为氯化合物，可以例示出二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、五氯乙烷、氯丙烷、二氯丙烷、三氯丙烷、四氯丙烷、五氯丙烷、六氯丙烷、氯己醇、三氯乙酰氯、四氯化碳、氯丙酮、1-氯丁烷、氯代环己烷、氯仿、氯乙醇、氯己烷、氯己酮、环氧氯丙烷。作为溴化合物，可以例示出溴乙烷、溴乙醇、二溴甲烷、二溴乙烷、二溴丙烷、溴仿、三溴乙烷、三溴丙烷、四溴乙烷、1-溴丙烷。作为碘化合物，可以例示出碘甲烷、碘乙烷、碘丙烷、二碘甲烷、二碘丙烷等碘化合物。
表6中，对于可用于液体50的一部分硅树脂或硅油，示出了在265nm的波长下平均每100μm路径长度(厚度)的透射率、以及265nm的波长下的折射率。
[表6]
硅树脂或硅油以有机聚硅氧烷为主链，在Si原子上键合有有机基团。作为有机基团，可以例示出包括含碳原子的官能基团、含氟原子的官能基团、含氯原子的官能基团、含溴原子的官能基团、含碘原子的官能基团、含氮原子的官能基团、含氧原子的官能基团、含硫原子的官能基团中的任意1种以上的官能基团。作为含碳原子的官能基团，可以例示出甲基、乙基、丙基。作为含氟原子的官能基团，可以例示出三氟甲基、三氟乙基、三氟丙基。作为含氯原子的官能基团，可以例示出三氯甲基、三氯乙基、三氯丙基。作为含溴原子的官能基团，可以例示出三溴甲基、三溴乙基、三溴丙基。作为含碘原子的官能基团，可以例示出三碘甲基、三碘乙基、三碘丙基。作为含氮原子的官能基团，可以例示出氨基、腈基、异氰酸酯基、脲基。作为含氧原子的官能基团，可以例示出环氧基、甲基丙烯酸基、醚基。作为含硫原子的官能基团，可以例示出巯基、亚磺酰基。作为硅树脂或硅油，还可以例示出JCR6122(DowCorning Toray Co.,Ltd.制造)、JCR6140(Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)、HE59(日本山村硝子制造)、HE60(日本山村硝子制造)、HE61(日本山村硝子制造)、KER2910(信越化学工业制造)、FER7061(信越化学工业制造)。这些材料之中包含可通过照射深紫外光以外的光或加热而固化的材料，但在本实施方式中，这些材料不进行固化处理，利用液体状态的物质作为液体50。
盐溶液可以由酸溶液、无机盐溶液、有机盐溶液中的任意者构成。表7至表9中，对于可用于液体50的一部分盐溶液，示出了在193nm或248nm的波长下平均每100μm路径长度(厚度)的透射率的一个例子、以及在193nm或248nm的波长下的折射率的一个例子。
表7中，对于可用于液体50的一部分酸溶液，示出了在193nm或248nm的波长下平均每100μm路径长度(厚度)的透射率、以及在193nm或248nm的波长下的折射率。
[表7]
作为酸，可以例示出磷酸、硫酸、盐酸、氢溴酸、硝酸、柠檬酸、甲磺酸、甲基丙烯酸、丁酸、异丁酸、己酸、辛酸、月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸。
表8中，对于可用于液体50的一部分无机盐溶液，示出了在193nm的波长下平均每100μm路径长度(厚度)的透射率、以及在193nm的波长下的折射率。
[表8]
作为无机盐，可以例示出氯化钠、氯化钾、氯化铯、氯化铵、氯化钙、氯化锂、氯化铷、四甲基氯化铵、氯化铝六水合物、溴化钠、溴化锌、溴化锂、溴化钾、溴化铷、溴化铯、溴化铵、硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铷、硫酸铯、硫酸镁、硫酸钆、硫酸锌、明矾、铵矾(ammoniumalum)、硫酸氢钠、亚硫酸氢钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、高氯酸钠、硫氰酸钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠。
表9中，对于可用于液体50的一部分有机盐溶液，示出了在193nm波长下平均每100μm路径长度(厚度)的透射率、以及在193nm的波长下的折射率。
[表9]
作为有机盐，可以例示出乙酸锂、乙酸钠、乙酸钾、乙酸铷、乙酸铯、四甲基乙酸铵、四乙基乙酸铵、四丙基乙酸铵、三乙基乙酸铵、二乙基二甲基乙酸铵、四丁基乙酸铵、四甲基氯化铵、四甲基溴化铵、甲磺酸钡、甲磺酸镧、甲磺酸铯、甲磺酸环己基三甲铵、环己烷磺酸钠、环己基甲磺酸钠、十氢化萘-2-磺酸钠、1-金刚烷甲磺酸钾、1-金刚烷磺酸钾、癸基三甲基甲磺酸铵、十六烷基三甲基甲磺酸铵、金刚烷三甲基甲磺酸铵、环己基三甲基甲磺酸铵、1,1’-二甲基哌啶鎓甲磺酸盐、1-甲基奎宁环鎓甲磺酸盐(methanesulfonic acid 1-methyl quinuclidinium)、1,1-二甲基十氢喹啉鎓甲磺酸盐、1,1,4,4-四甲基哌嗪-1,4-二鎓甲磺酸盐、1,4-二甲基1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷。
作为盐溶液中使用的溶剂，可以例示出水、有机溶剂、以及溶解于硅树脂或硅油而成的溶液，但不限于这些。作为有机溶剂，可以例示出环己烷、癸烷、十氢化萘等饱和烃化合物溶液、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正甲酯、四氢呋喃、氯仿、甲乙酮、甲基丙烯酸甲酯、二氯甲烷、二甲基硅油。
表10中，对于可用于液体50的一部分微粒分散液，示出了在248nm或300nm的波长下平均每100μm路径长度(厚度)的透射率、以及在193nm、248nm或300nm的波长下的折射率。
[表10]
作为微粒分散液的微粒，可以例示出氧化镁、氧化锆、氧化铪、α-氧化铝、γ-氧化铝、氮化铝、氟化钙、镥铝石榴石(lutetium aluminum garnet)、二氧化硅(silica)、铝酸镁、蓝宝石、金刚石等无机化合物。微粒可以像表面修饰氧化锆那样利用其它材料对其表面进行改性。
作为分散微粒的溶剂，可以例示出水、有机溶剂、以及溶解于硅树脂或硅油而成的溶液，但不限于这些。作为有机溶剂，可以例示出环己烷、癸烷、十氢化萘等饱和烃化合物溶液、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正甲酯、四氢呋喃、氯仿、甲乙酮、甲基丙烯酸甲酯、二氯甲烷、二甲基硅油。
液体50在从半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下可以具有1.32以上、优选1.40以上、进一步优选1.45以上的折射率。液体50还可以具有优选1.50以上、进一步优选1.55以上的折射率。由于液体50在从半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下具有1.32以上的折射率，因此，可以使在从半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下的液体50的折射率更进一步接近于在深紫外光18的波长下的半导体发光元件10的出射面(第2面11b)的折射率(基板11的折射率)。
液体50在从半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下可以具有比半导体发光元件10的出射面(第2面11b)小的折射率，且具有比透明构件40大的折射率。因此，可以降低半导体发光元件10的出射面(第2面11b)与液体50的界面的反射率以及液体50与透明构件40的界面的反射率。
液体50优选具有绝缘性。本实施方式中，液体50与n型电极15、p型电极16、第1导电焊盘21、第2导电焊盘22、接合部件25、引脚31以及导电引线33接触。若液体50具有绝缘性，则可以防止n型电极15和p型电极16短路。在液体50具有导电性的情况下，可以在半导体发光元件10的表面、第1导电焊盘21的表面、第2导电焊盘22的表面、接合部件25的表面、引脚31的表面和导电引线33的表面设置薄的绝缘膜。
半导体发光元件10包含基板11、n型半导体层12、活性层13、p型半导体层14、n型电极15和p型电极16。
基板11具有第1面11a和与第1面11a相反一侧的第2面11b。第2面11b可以是出射面。基板11优选具有对于半导体发光元件10发出的深紫外光18的波长为例如50％以上这样的高透射率。作为基板11的材料，可以例示出氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)、蓝宝石、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga2O3)、硅(Si)。作为基板11，可以使用在由蓝宝石、SiC等构成的基板上形成有由氮化铝(AlN)、氮化铝镓(AlGaN)等构成的基底层而成的模板基板。
基板11的第1面11a上设有n型半导体层12。n型半导体层12可以由包含AlInGaN的氮化物半导体构成。更特定的是，n型半导体层12可以由Alx1Iny1Gaz1N(x1、y1、z1为满足0≤x1≤1.0、0≤y1≤0.1、0≤z1≤1.0的有理数，x1+y1+z1＝1.0)构成。n型半导体层12优选包含硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、氧(O)、碳(C)这样的n型杂质。n型半导体层12中的n型杂质的浓度可以为1.0×1017cm-3以上且1.0×1020cm-3以下、优选为1.0×1018cm-3以上且1.0×1019cm-3以下。n型半导体层12可以具有100～10000nm、优选500～3000nm的膜厚。
为了利用n型半导体层12将电子和空穴封入活性层13中，并抑制从活性层13放射的深紫外光18被第1p型半导体层14a吸收，n型半导体层12优选具有比从活性层13放射的深紫外光18的能量大的带隙能量。n型半导体层12可以具有比活性层13低的折射率，作为包覆层而发挥功能。n型半导体层12可以由单层构成，也可以由Al组分、In组分或Ga组分彼此不同的多个层构成。Al组分、In组分或Ga组分彼此不同的多个层可以具有超晶格结构、或者其组分逐渐变化的梯度组分结构。
n型半导体层12上设有活性层13。活性层13以从活性层13放射出具有190～350nm、优选200～320nm、更优选220～300nm的波长的深紫外光18的方式构成。从半导体发光元件10放射的深紫外光18具有190～350nm、优选200～320nm、更优选220～300nm的波长。
活性层13可以由包含AlInGaN的氮化物半导体构成。更特定的是，活性层13可以具有多量子阱(MQW)结构，所述结构包含由Alx2Iny2Gaz2N(x2、y2、z2为满足0≤x2≤1.0、0≤y2≤0.1、0≤z2≤1.0的有理数，x2+y2+z2＝1.0)构成的阱层、以及由带隙能量比该阱层大的Alx3Iny3Gaz3N(x3、y3、z3为满足0≤x3≤1.0、0≤y3≤0.1、0≤z3≤1.0的有理数，x3+y3+z3＝1.0)构成的势垒层。为了利用n型半导体层12和p型半导体层14将电子和空穴封入活性层13中，活性层13优选具有比n型半导体层12和p型半导体层14小的带隙能量。活性层13可以具有比n型半导体层12和p型半导体层14高的折射率。
活性层13上设有p型半导体层14。p型半导体层可以由位于活性层13侧的第1p型半导体层14a以及位于与活性层13相反一侧的第2p型半导体层14b构成。
第1p型半导体层14a可以由包含AlInGaN的氮化物半导体构成。更特定的是，第1p型半导体层14a可以由Alx4Iny4Gaz4N(x4、y4、z4为满足0≤x4≤1.0、0≤y4≤0.1、0≤z4≤1.0的有理数，x4+y4+z4＝1.0)构成。第1p型半导体层14a优选包含镁(Mg)、锌(Zn)、铍(Be)这样的p型杂质。第1p型半导体层14a中的p型杂质的浓度可以为1.0×1017cm-3以上、优选为1.0×1018cm-3以上。第1p型半导体层14a可以具有5～1000nm、优选10～500nm以下的膜厚。
为了利用第1p型半导体层14a将电子和空穴封入活性层13中，并抑制从活性层13放射的深紫外光18被第1p型半导体层14a吸收，第1p型半导体层14a可以具有比从活性层13放射的深紫外光18的能量大的带隙能量。为了更均匀地将空穴从第1p型半导体层14a注入至活性层13中，第1p型半导体层14a可以具有小的Al组分比。第1p型半导体层14a可以具有比活性层13低的折射率，作为包覆层而发挥功能。第1p型半导体层14a可以由单层构成，也可以由Al组分、In组分或Ga组分彼此不同的多个层构成。Al组分、In组分或Ga组分彼此不同的多个层可以具有超晶格结构、或者其组分逐渐变化的梯度组分结构。
第2p型半导体层14b可以由包含AlInGaN的氮化物半导体构成。更特定的是，第2p型半导体层14b可以由Alx5Iny5Gaz5N(x5、y5、z5为满足0≤x5≤1.0、0≤y5≤0.1、0≤z5≤1.0的有理数，x5+y5+z5＝1.0)构成。第2p型半导体层14b优选包含镁(Mg)、锌(Zn)、铍(Be)这样的p型杂质。第2p型半导体层14b可以具有比第1p型半导体层14a高的p型电导率，作为p型接触层而发挥功能。第2p型半导体层14b中的p型杂质的浓度可以为1.0×1017cm-3以上、优选为1.0×1018cm-3以上。为了抑制从活性层13放射的深紫外光18被第2p型半导体层14b吸收、以及为了在第2p型半导体层14b中获得良好的p型接触，第2p型半导体层14b可以具有1～500nm的膜厚。
在第1p型半导体层14a和第2p型半导体层14b由氮化物半导体构成的情况下，氮化物半导体的Al组分越小、带隙越小，则越可以更均匀地将空穴从第2p型半导体层14b注入至活性层13中，越可以获得良好的p型接触特性。因此，第2p型半导体层14b可以具有小的Al组分比。为了抑制从活性层13放射的深紫外光18被第2p型半导体层14b吸收，第2p型半导体层14b可以具有比从活性层13放射的深紫外光18的能量大的带隙能量。
n型电极15设置在n型半导体层12的露出面上。n型半导体层12的露出面是指：在基板11上层叠n型半导体层12、活性层13和p型半导体层14之后，将n型半导体层12的一部分、活性层13以及p型半导体层14部分去除，从而n型半导体层12露出的面。p型电极16设置于p型半导体层14的表面，更特定的是，设置于可作为p型接触层而发挥功能的第2p型半导体层14b的表面。
参照图2的(A)至图3的(C)对本实施方式的发光组件1的制造方法进行说明。本实施方式的发光组件1的制造方法的一个例子可以具备以下的工序。
准备半导体发光元件10(S10)。将半导体发光元件10载置于基座30上(S20)。参照图3的(A)，从喷嘴52喷出液体50，从而在透明构件40的内部填充液体50(S30)。参照图3的(B)，将载置有半导体发光元件10的基座30盖在填充有液体50的透明构件40的开口部(S40)。其结果，半导体发光元件10被插入填充有液体50的透明构件40的内部，且基座30与透明构件40接触。参照图3的(C)，透明构件40与基座30通过粘接剂42粘接(S50)。
准备半导体发光元件10的工序可以具备以下的工序。
利用有机金属化学气相沉积法(MOCVD法)、有机金属气相外延法(MOVPE法)、分子束外延法(MBE法)、氢化物气相外延法(HVPE法)等方法，在晶圆的第1面上层叠包含n型半导体层12、活性层13以及p型半导体层14的半导体层(S12)。晶圆在后续的切割工序之后成为基板11，晶圆的第1面在后续的切割工序之后成为基板11的第1面11a。通过蚀刻等部分去除包含n型半导体层12、活性层13以及p型半导体层14的半导体层的一部分，形成台面结构(S13)。在通过该蚀刻而形成的n型半导体层12的露出面上，利用真空蒸镀法等方法形成n型电极15(S14)。为了提高n型半导体层12与n型电极15之间的电接触，优选在300℃以上且1100℃以下的温度下，以30秒以上且3分钟以下的时间进行退火。这之后，在p型半导体层14上利用真空蒸镀法等方法形成p型电极16(S16)。为了提高p型半导体层14与p型电极16之间的电接触，优选在200℃以上且800℃以下的温度，以30秒以上且3分钟以下的时间进行退火。这之后，切割晶圆(S18)，从而获得单片化的半导体发光元件10。
对本实施方式的发光组件1的作用和效果进行说明。
本实施方式的发光组件1具备：放射深紫外光18的半导体发光元件10、密封半导体发光元件10的液体50、以及容纳半导体发光元件10和液体50的封装件(30、40)。液体50对从半导体发光元件10放射的深紫外光18是透明的。封装件(30、40)具有对从半导体发光元件10放射的深紫外光18为透明的透明构件40。
由于透明构件40和液体50对从半导体发光元件10放射的深紫外光18是透明的，因此，透明构件40和液体50在深紫外光18的波长下具有低吸光率。因而，可以将从半导体发光元件10放射的深紫外光18高效地提取到封装件(30、40)的外部。另外，由于透明构件40和液体50在深紫外光18的波长下为透明且具有低吸光率，因此，即使透明构件40和液体50长时间暴露于深紫外光18下，也可以防止在深紫外光18的波长下透明构件40和液体50的透光率降低。其结果，根据本实施方式的发光组件1，可以提供具备放射深紫外光18的半导体发光元件10的、可靠性高的发光组件。
液体50具有流动性，因此，液体50因半导体发光元件10产生的热而在封装件(30、40)的内部空间对流。由于液体50在封装件(30、40)的内部空间对流，因此，液体50的特定的一部分不会一直存在于深紫外光18的光密度高的半导体发光元件10附近。因此，只有液体50的特定的一部分被持续照射从半导体发光元件10放射的高光密度的深紫外光18，可以防止液体50劣化以及在深紫外光18的波长下液体50的透光率降低。另外，由于液体50位于透明构件40与放射深紫外光18的半导体发光元件10之间，因此，透明构件40的深紫外光18的光密度足够小于半导体发光元件10附近的深紫外光18的光密度。因此，即使属于固体的透明构件40对深紫外光18具有比液体50更高的吸光率，也可以充分地抑制因被深紫外光18照射而导致透明构件40劣化。其结果，根据本实施方式的发光组件1，可以提供具备放射深紫外光18的半导体发光元件10的、可靠性高的发光组件。
与此相对的，在用固化树脂密封放射深紫外光18的半导体发光元件10的比较例中，固化树脂与液体50不同，其是不流动的。因此，位于半导体发光元件10附近的固化树脂持续被高光密度的深紫外光18照射而迅速地劣化。在深紫外光18的波长区域中固化树脂对深紫外光18具有比液体50高的吸光率也进一步促进了位于半导体发光元件10附近的固化树脂的劣化。因此，在用固化树脂密封放射深紫外光18的半导体发光元件10的比较例中，无法提供可靠性高的发光组件。上述内容也可以通过以下的实验例来证明。
参照图4的(A)，实线表示本实施方式的实验例的发光组件1的光输出相对于运行时间的变化率。虚线表示不具有液体50的第1比较例的发光组件的光输出相对于运行时间的变化率。第1比较例中，半导体发光元件被空气覆盖。点划线表示利用固化氟系硅树脂FER7061(信越化学工业制造)代替液体50来密封放射深紫外光18的半导体发光元件10的第2比较例的发光组件的光输出相对于运行时间的变化率。发光组件的光输出相对于运行时间的变化率通过如下得到的值来定义，所述值是用刚运行之后来自发光组件的光输出对经过一段时间后来自发光组件的光输出进行标准化而得到的。本实施方式的实验例的发光组件1中，透明构件40是由合成石英构成且具有厚度1.5mm的半球壳形状的罩。本实施方式的实验例的发光组件1中，液体50为1,1’-双环己烷。本实施方式的实验例的发光组件1中，半导体发光元件10以具有265nm的发光波长的方式构成。
半导体发光元件10被液体50密封的本实施方式的发光组件1具有与半导体发光元件被空气覆盖的第1比较例相同的光输出相对于运行时间的变化率。因此可知，即使发光组件1的运行时间长，液体50也与空气一样不会劣化，透射率也没有降低。需要说明的是，可认为本实施方式的发光组件1的光输出相对于运行时间的变化源自半导体发光元件10本身的光输出的变化。
与此相对，半导体发光元件10被固化树脂密封的第2比较例的发光组件的光输出会随着运行时间变长而大幅低于本实施方式的发光组件1的光输出。可认为第2比较例的发光组件的光输出如此大幅降低的原因在于，密封半导体发光元件10的固化树脂因从半导体发光元件10放射的深紫外光18而劣化，在从半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下，固化树脂的透射率迅速降低。根据本实施方式的发光组件1，可以提供具备放射深紫外光18的半导体发光元件10的、可靠性高的发光组件，而半导体发光元件10被固化树脂密封的第2比较例的发光组件则无法提供可靠性高的发光组件。
参照图4的(B)，实线表示本实施方式的实验例的发光组件1的光输出相对于供给至本实施方式的发光组件1的电流的变化。虚线表示不具有液体50的第1比较例的发光组件1的光输出相对于供给至第1比较例的发光组件的电流的变化。本实施方式的发光组件1具有比第1比较例的发光组件1大2倍的光输出。
在具有液体50的本实施方式的发光组件1中，半导体发光元件10被液体50密封。通常，液体50的折射率比空气的折射率大。可以使深紫外光18的波长下的液体50的折射率与半导体发光元件10的出射面(第2面11b)的折射率(基板11的折射率)之差小于深紫外光18的波长下的空气的折射率与半导体发光元件10的出射面(第2面11b)的折射率(基板11的折射率)之差。因此，根据本实施方式的发光组件1，可以减少从半导体发光元件10的活性层13放射的深紫外光18被半导体发光元件10的出射面(第2面11b)全反射，并将从半导体发光元件10的活性层13放射的深紫外光18高效地提取到半导体发光元件10的出射面(第2面11b)的外部。其结果，根据本实施方式的发光组件1，可以提供具有高的光输出的发光组件。
与此相对，在半导体发光元件10被空气覆盖的第1比较例的发光组件中，深紫外光18的波长下的空气的折射率与半导体发光元件10的出射面(第2面11b)的折射率(基板11的折射率)之差较大。因此，在第1比较例的发光组件中，从半导体发光元件10的活性层13放射的深紫外光18大多被半导体发光元件10的出射面(第2面11b)全反射，从半导体发光元件10的活性层13放射的深紫外光18难以提取到半导体发光元件10的外部。
进而，在深紫外光18的波长区域中，液体50具有比对深紫外光18的波长具有较高透射率的固化树脂更高的折射率。因此，可以使深紫外光18的波长下的液体50的折射率与半导体发光元件10的出射面(第2面11b)的折射率(基板11的折射率)之差小于深紫外光18的波长下的固化树脂的折射率与半导体发光元件10的出射面(第2面11b)的折射率(基板11的折射率)之差。因此，根据半导体发光元件10被液体50密封的本实施方式的发光组件1，与半导体发光元件10被固化树脂密封的第2比较例的发光组件相比，可以进一步减少从半导体发光元件10的活性层13放射的深紫外光18被半导体发光元件10的出射面(第2面11b)全反射，并将从半导体发光元件10的活性层13放射的深紫外光18高效地提取到半导体发光元件10的出射面(第2面11b)的外部。其结果，根据本实施方式的发光组件1，可以提供具有比第2比较例的发光组件高的光输出的发光组件。
本实施方式的发光组件1中，透明构件40容纳着液体50，透明构件40与液体50接触。液体50的折射率通常大于空气的折射率。可以使深紫外光18的波长下的液体50的折射率与透明构件40的折射率之差小于第1比较例中深紫外光18的波长下的空气的折射率与透明构件40的折射率之差。因此，根据本实施方式的发光组件1，可以减少从半导体发光元件10放射的深紫外光18被透明构件40反射，并将从半导体发光元件10放射的深紫外光18高效地提取到发光组件1的外部。其结果，根据本实施方式的发光组件1，可以提供具有高的光输出的发光组件。
如上所述，本实施方式的发光组件1能够以高效率将从半导体发光元件10放射的深紫外光18提取到发光组件1的外部。可以减少从半导体发光元件10放射的深紫外光18在发光组件1内转化为热的情况。因此，根据本实施方式的发光组件1，可以延长放射深紫外光18的半导体发光元件10的寿命，并且可以提供具备放射深紫外光18的半导体发光元件10的、可靠性高的发光组件。
液体50具有流动性，因此，只要向封装件(30、40)的内部空间注入液体50就可以对放射深紫外光18的半导体发光元件10进行密封。因此，根据本实施方式的发光组件1，能够以低成本提供可靠性高且具有高的光输出的发光组件。
液体50具有流动性，因此，液体50的形状会随着封装件(30、40)的内部空间的形状而变化。因此，根据本实施方式的发光组件1，可以容易且廉价地对具有各种内部空间形状的封装件(30、40)的各种类型发光组件所具备的半导体发光元件10进行密封。
本实施方式的发光组件1中，液体50可以由纯水、液体有机化合物、盐溶液以及微粒分散液中的任意者构成。因此，根据本实施方式的发光组件1，可以提供具备放射深紫外光18的半导体发光元件10的、可靠性高且具有高的光输出的发光组件。
本实施方式的发光组件1中，液体有机化合物可以由饱和烃化合物、不具有芳香环的有机溶剂、有机卤化物、硅树脂、硅油中的任意者构成。因此，根据本实施方式的发光组件1，可以提供具备放射深紫外光18的半导体发光元件10的、可靠性高且具有高的光输出的发光组件。
本实施方式的发光组件1中，盐溶液可以由酸溶液、无机盐溶液、有机盐溶液中的任意者构成。因此，根据本实施方式的发光组件1，可以提供具备放射深紫外光18的半导体发光元件10的、可靠性高且具有高的光输出的发光组件。
本实施方式的发光组件1中，液体50在从半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下可以具有1.32以上、优选1.40以上、进一步优选1.45以上的折射率。因此，可以使在从半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下的液体50的折射率进一步接近于在深紫外光18的波长下的半导体发光元件10的出射面(第2面11b)的折射率(基板11的折射率)。因此，可以进一步减少从半导体发光元件10的活性层13放射的深紫外光18被半导体发光元件10的出射面(第2面11b)全反射，并将从半导体发光元件10的活性层13放射的深紫外光18更高效地提取到半导体发光元件10的出射面(第2面11b)的外部。其结果，根据本实施方式的发光组件1，可以提供具有更高的光输出的发光组件。
本实施方式的发光组件1中，液体50在从半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下可以具有比半导体发光元件10的出射面(第2面11b)小的折射率、且具有比透明构件40大的折射率。根据本实施方式的发光组件1，可以降低半导体发光元件10的出射面(第2面11b)与液体50的界面的反射率以及液体50与透明构件40的界面的反射率。因此，根据本实施方式的发光组件1，可以将从半导体发光元件10放射的深紫外光18高效地提取到封装件(30，40)的外部，从而可以提供具有更高的光输出的发光组件。
本实施方式的发光组件1中，液体50可以由如下材料构成：在半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下，平均每100μm路径长度具有80％以上的透射率。因此，根据本实施方式的发光组件1，可以提供具备放射深紫外光18的半导体发光元件10的、可靠性高且具有高的光输出的发光组件。
本实施方式的发光组件1中，液体50在从半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下可以具有60％以上、优选75％、进一步优选90％以上的透射率。因此，根据本实施方式的发光组件1，可以提供具备放射深紫外光18的半导体发光元件10的、可靠性高且具有高的光输出的发光组件。
本实施方式的发光组件1中，透明构件40可以是罩。罩是具备在一侧具有开口、在内部具有空间的壳形状的物体，与板相比具有足够薄的厚度。本实施方式的发光组件1中的作为罩的透明构件40的厚度与第2比较例的发光组件中密封半导体发光元件10的固化树脂的厚度相比足够薄。本实施方式的发光组件1中，可以使作为罩的透明构件40处的深紫外光18的吸收小于第2比较例的发光组件中固化树脂处的深紫外光18的吸收。因此，根据本实施方式的发光组件1，可以提高从封装件(30、40)提取深紫外光18的效率。
与此相对，第2比较例的发光组件中用于密封半导体发光元件10的固化树脂的厚度远厚于本实施方式的发光组件1中作为罩的透明构件40的厚度。第2比较例的发光组件的固化树脂处的深紫外光18的吸收大于本实施方式的发光组件1的作为罩的透明构件40对深紫外光18的吸收。因此，难以提高从第2比较例的发光组件提取深紫外光18的效率。
另外，作为罩的透明构件40厚度薄。因此，可以容易且低成本地改变作为罩的透明构件40的形状。进而，液体50的形状会随着封装件(30、40)的内部空间的形状而自由地变化。因此，根据本实施方式的发光组件1，通过使用作为罩的透明构件40以及液体50，可以容易且低价格地制造具有各种内部空间形状的封装件(30、40)的各种类型的发光组件。
与此相对，在半导体发光元件10被固化树脂密封的第2比较例的发光组件中，密封半导体发光元件10的固化树脂是通过向半导体发光元件10灌封树脂后使树脂固化而制造的。因此，固化树脂的外表面的形状难以成形为任意的形状。另外，在半导体发光元件10被固化树脂密封的第2比较例的发光组件中，密封半导体发光元件10的固化树脂可以通过在使树脂流入模具的基础上进行固化来制造。但是，对应于具备具有各种内部空间形状的封装件(30、40)的各种类型的发光组件，必须准备具有各种形状的模具。其结果，凭借半导体发光元件10被固化树脂密封的第2比较例的发光组件难以容易且低价格地制造具有各种内部空间形状的封装件的各种类型的发光组件。
本实施方式的发光组件1中，透明构件40可以具有半球壳。利用具有半球壳的透明构件40，可以使从半导体发光元件10放射的深紫外光18入射至透明构件40的入射角接近垂直。因此，可以抑制从半导体发光元件10放射的深紫外光18被透明构件40反射，可以提高从封装件(30、40)提取深紫外光18的效率。
与此相对，在半导体发光元件10被固化树脂密封的第2比较例的发光组件中，由于向半导体发光元件10灌封树脂后使树脂固化，因而固化树脂的外表面的形状难以成形为半球状。因此，在半导体发光元件10被固化树脂密封的第2比较例的发光组件中，难以有效地抑制从半导体发光元件10放射的深紫外光18被固化树脂的外表面反射。
本实施方式的发光组件1中，透明构件40可以由合成石英、石英玻璃、无碱玻璃、蓝宝石、萤石和树脂中的任意者构成。合成石英、石英玻璃、无碱玻璃、蓝宝石、萤石和树脂均对具有190nm以上且350nm以下、优选200nm以上且320nm以下、进一步优选220nm以上且300nm以下的波长的深紫外光18具有低吸光率和高透光率。因此，根据本实施方式的发光组件1，可以提供具备放射深紫外光18的半导体发光元件10的、可靠性高且具有高的光输出的发光组件。
本实施方式的发光组件1中，透明构件40可以由如下材料构成：在从半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下，平均每100μm路径长度具有80％以上的透射率。因此，根据本实施方式的发光组件1，可以提供具备放射深紫外光18的半导体发光元件10的、可靠性高且具有高的光输出的发光组件。
本实施方式的发光组件1中，透明构件40在从半导体发光元件10放射的深紫外光18的波长下可以具有60％以上、优选75％、进一步优选90％以上的透射率。因此，根据本实施方式的发光组件1，可以提供具备放射深紫外光18的半导体发光元件10的、可靠性高且具有高的光输出的发光组件。
(实施方式2)
参照图5对实施方式2的发光组件1a进行说明。本实施方式的发光组件1a基本上具备与图1所示的实施方式1的发光组件1同样的结构，可以得到同样的效果，但主要在以下方面不同。
本实施方式的发光组件1a中，半导体发光元件10a包含凹凸结构17，所述凹凸结构17可提高将从半导体发光元件10a的活性层13放射的深紫外光18提取到半导体发光元件10a外部的效率。更具体而言，用于提高将深紫外光18提取到半导体发光元件10a外部的效率的凹凸结构17可以包括在半导体发光元件10a的出射面(第2面11b)中。在半导体发光元件10a的出射面(第2面11b)处，凹凸结构17可以减少从半导体发光元件10a的活性层13放射的深紫外光18被全反射的情况。因此，通过在半导体发光元件10a中设置凹凸结构17，可以提高将深紫外光18提取到半导体发光元件10a外部的效率。根据本实施方式的发光组件1a，可以提供具备放射深紫外光18的半导体发光元件10a的、可靠性高且具有更高的光输出的发光组件。
凹凸结构17的凹部和凸部可以随机排列。凹凸结构17的凹部和凸部也可以呈周期性地排列。凹凸结构17可以以三角格、正方格或六方格的方式排列。凹凸结构17优选排列成填充因子最大的三角格。凹凸结构17的凹部或凸部的形状可以具有棱柱、圆柱、圆锥、棱锥、球或半椭圆球的形状。
参照图6的(A)对本实施方式的发光组件1a的半导体发光元件10a的制造方法进行说明。本实施方式的发光组件1a的半导体发光元件10a的制造方法的一个例子与图2的(B)所示的制造方法基本相同，但不同之处在于，包括：在形成p型电极16(S16)之后，在与晶圆的第1面相反一侧的第2面上形成凹凸结构17的工序(S17)。晶圆的第2面在后续的切割工序之后成为基板11的第2面11b。
参照图6的(B)，在晶圆的第2面形成凹凸结构17的工序(S17)可以具备以下的工序。在与形成有包含n型半导体层12、活性层13以及p型半导体层14的半导体层的第1面相反一侧的晶圆的第2面上，形成图案化的抗蚀掩模(S171)。使用图案化的抗蚀掩模对晶圆的第2面进行蚀刻(S172)。最后，去除抗蚀掩模(S173)。
对于形成图案化的抗蚀掩模(S171)，可以通过电子束描绘、光刻、纳米压印等进行。对于使用图案化的抗蚀掩模对基板11的第2面11b进行蚀刻(S172)，可以通过电感耦合等离子体(ICP)蚀刻或反应性离子蚀刻(RIE)等干式蚀刻、或者使用酸性溶液或碱性溶液作为蚀刻液的湿式蚀刻等来进行。
本实施方式的发光组件1a除了实施方式1的发光组件1所具有的作用和效果以外，对以下的作用和效果进行说明。
本实施方式的发光组件1a中，半导体发光元件10a可以包含凹凸结构17，所述凹凸结构17可提高将从半导体发光元件10a的活性层13放射的深紫外光18提取到半导体发光元件10a外部的效率。在半导体发光元件10a的出射面(第2面11b)处，凹凸结构17可以减少从半导体发光元件10a的活性层13放射的深紫外光18被全反射。因此，通过在半导体发光元件10a中设置凹凸结构17，可以提高将深紫外光18提取到半导体发光元件10a外部的效率。根据本实施方式的发光组件1a，可以提供具备放射深紫外光18的半导体发光元件10a的、可靠性高且具有更高的光输出的发光组件。
本实施方式的发光组件1a具备半导体发光元件10a和密封半导体发光元件10a的液体50，半导体发光元件10a可以包含凹凸结构17，所述凹凸结构17可提高将从半导体发光元件10a的活性层13放射的深紫外光18提取到半导体发光元件10a外部的效率。液体50具有比固化树脂更高的流动性，因此，液体50可以无缝隙地填充至凹凸结构17的凹部。通常，液体50的折射率大于空气的折射率。因此，可以减小深紫外光18的波长下的液体50的折射率与深紫外光18的波长下的半导体发光元件10a的形成有凹凸结构17的面的折射率之差。根据本实施方式的发光组件1a，可以利用凹凸结构17和液体50减少从半导体发光元件10a的活性层13放射的深紫外光18被半导体发光元件10的出射面(第2面11b)全反射，将从半导体发光元件10a的活性层13放射的深紫外光18高效地提取到半导体发光元件10的外部。其结果，根据本实施方式的发光组件1a，可以提供可靠性高且具有高的光输出的发光组件。
与此相对，参照图7的(A)至图7的(C)，用固化树脂对形成有凹凸结构17的半导体发光元件10a进行密封时，固化树脂在凹凸结构17的一部分凹部产生空隙。可认为该空隙是由于固化前的树脂未进入凹凸结构17的一部分凹部、或者由于将树脂固化时树脂发生热收缩而产生的。在凹凸结构17的空隙处，半导体发光元件10a与具有低折射率的空气、气体或真空接触。因此，难以从与该空隙接触的半导体发光元件10的出射面以高效率将从半导体发光元件10a的活性层13放射的深紫外光18提取到半导体发光元件10a的外部。其结果，用固化树脂对形成有凹凸结构17的半导体发光元件10a进行密封时，由于该空隙，即使在半导体发光元件10a中引入凹凸结构17，也只能限制性地提高将深紫外光18提取到半导体发光元件10a外部的效率。
(实施方式3)
参照图8对实施方式3的发光组件1b进行说明。本实施方式的发光组件1b基本上具备与图5所示的实施方式2的发光组件1a同样的结构，可以得到同样的效果，但主要在以下方面不同。
本实施方式的发光组件1b具备包含基座60和透明构件40的封装件(40、60)。本实施方式的封装件(40、60)包含基座60来代替实施方式1的基座30。作为用于基座60的材料，可以例示出金属、树脂、陶瓷。本说明书中，将包含由金属形成的基座60的封装件(40、60)称为金属封装件，将包含由树脂形成的基座60的封装件(40、60)称为树脂封装件，将包含由陶瓷形成的基座60的封装件(40、60)称为陶瓷封装件。本实施方式的封装件(40、60)可以是金属封装件、树脂封装件、陶瓷封装件中的任意者。基座60也可以由具有高导热性的材料构成，从而作为散热器而发挥作用。本实施方式中，作为基座60的材料，可以使用氮化铝(AlN)。
基座60在其周围设有侧壁61。侧壁61的内部形成有容纳半导体发光元件10a的凹部62。侧壁61具有面向凹部62的侧面63。在基座60的凹部62的底面设有第1导电焊盘65和第2导电焊盘66。基座60具有与凹部62相反一侧的表面67。基座60的表面67上设有第3导电焊盘68和第4导电焊盘69。为了提高从本实施方式的发光组件1b提取深紫外光18的效率，可以在基座60的凹部62的底面和侧面63设置反射膜。
基座60设有第1通孔71和第2通孔72。第1通孔71和第2通孔72与凹部62和表面67相连接。第1通孔71和第2通孔72中设有导电部件74。导电部件74与凹部62和表面67相连接。
半导体发光元件10a可以载置于基座60上。使用具有导电性的接合部件25，使得半导体发光元件10a的n型电极15与基座60的第1导电焊盘65电连接和机械连接，半导体发光元件10a的p型电极16与基座60的第2导电焊盘66电连接和机械连接。本实施方式中，通过接合部件25、第1导电焊盘65、第2导电焊盘66、导电部件74、第3导电焊盘68和第4导电焊盘69从未图示的外部电源向半导体发光元件10a供给电流，半导体发光元件10a放射深紫外光18。
本实施方式的发光组件1b除了实施方式2的发光组件1a所具有的作用和效果以外，对以下的作用和效果进行说明。
本实施方式的发光组件1b未使用用于从外部电源向半导体发光元件10a供给电流的导电引线，因此可以省略引线键合工序。因此，根据本实施方式的发光组件1b，可以提高发光组件的生成率，降低生产成本。
液体50具有流动性，因此，液体50的形状会随着封装件(40、60)的内部空间的形状而变化。因此，即使是具有与实施方式1的封装件(30、40)不同的内部空间形状的本实施方式的封装件(40、60)，也可以容易且低价格地利用液体50密封半导体发光元件10a。
(实施方式4)
参照图9对实施方式4的发光组件1c进行说明。本实施方式的发光组件1c基本上具备与图8所示的实施方式3的发光组件1b同样的结构，可以得到同样的效果，但主要在以下方面不同。
本实施方式的发光组件1c具备包含基座60和透明构件40c的封装件(40c、60)。透明构件40c可以是具有半椭圆球壳和具有炮弹形状的壳中的任意形状的罩。由于作为罩的透明构件40c，从半导体发光元件10a放射的深紫外光18会发生折射。因此，通过使作为罩的透明构件40c具备半椭圆球壳和具有炮弹形状的壳中的任意形状，可以使从半导体发光元件10a放射的深紫外光18的配光特性发生多样的变化。
液体50具有流动性，因此，液体50的形状会随着封装件(40c、60)的内部空间的形状而变化。因此，即使是具有与实施方式3的封装件(40、60)不同的内部空间形状的本实施方式的封装件(40c、60)，也可以容易且低价格地利用液体50密封半导体发光元件10a。
(实施方式5)
参照图10对实施方式5的发光组件1d进行说明。本实施方式的发光组件1d基本上具备与图5所示的实施方式2的发光组件1a同样的结构，可以得到同样的效果，但主要在以下方面不同。
本实施方式的发光组件1d具备包含基座30、透明构件40d以及罩44的封装件(40d、44、60)。本实施方式中，透明构件40d为平板。罩44机械地支撑透明构件40d。作为用于罩44的材料，可以例示出金属或树脂。罩44可以通过粘接剂42或焊接等固定于基座30。
透明构件40d与实施方式1的透明构件40同样地可以由合成石英、石英玻璃、无碱玻璃、蓝宝石、萤石和树脂中的任意者构成。
液体50具有流动性，因此，液体50的形状会随着封装件(40d、44、30)的内部空间的形状而变化。因此，即使是具有与实施方式1的封装件(30、40)不同的内部空间形状的本实施方式的封装件(40d、44、30)，也可以容易且低价格地利用液体50密封半导体发光元件10a。
(实施方式6)
参照图11对实施方式6的发光组件1e进行说明。本实施方式的发光组件1e基本上具备与图10所示的实施方式5的发光组件1d同样的结构，可以得到同样的效果，但主要在以下方面不同。
本实施方式的发光组件1e具备包含基座30、透明构件40e以及罩44的封装件(40e、44、60)。本实施方式的发光组件1e中，封装件(40e、44、30)包含透明构件40e来代替实施方式5的透明构件40d。透明构件40e为透镜。
本实施方式的发光组件1e中，透明构件40e为透镜。由于作为透镜的透明构件40d，从半导体发光元件10a放射的深紫外光18会发生折射。因此，通过作为透镜的透明构件40e，可以对从半导体发光元件10a放射的深紫外光18的配光特性进行各种改变。
(实施方式7)
参照图12对实施方式7的发光组件1f进行说明。本实施方式的发光组件1f基本上具备与图10所示的实施方式5的发光组件1d同样的结构，可以得到同样的效果，但主要在以下方面不同。
本实施方式的发光组件1f具备包含基座60和透明构件40d的封装件(40d、60)。本实施方式的发光组件1f中，封装件(40d、60)包含实施方式3的基座60来代替实施方式5的基座30。透明构件40d的周缘部载置于基座60的侧壁61的顶部，透明构件40d由基座60的侧壁61机械地支撑。透明构件40d的周缘部用粘接剂42等固定于基座60的侧壁61上。
本实施方式的发光组件1f的制造方法的一个例子可以具备以下的制造方法。准备半导体发光元件10a。将半导体发光元件10a载置于基座60的凹部62的底面上。从喷嘴喷出液体，从而在基座60的凹部62的内部填充液体50。将作为平板的透明构件40d盖在填充有液体50的基座60的凹部62的开口部。透明构件40d的周缘部用粘接剂42等固定于基座60的侧壁61上。
本实施方式的发光组件1f除了实施方式5的发光组件1f所具有的作用和效果以外，还具有实施方式3的基座60的作用和效果。
(实施方式8)
参照图13对实施方式8的发光组件1g进行说明。本实施方式的发光组件1g基本上具备与图12所示的实施方式7的发光组件1f同样的结构，可以得到同样的效果，但主要在以下方面存在不同。
本实施方式的发光组件1g具备包含基座60和透明构件40g的封装件(40g、60)。本实施方式的发光组件1g中，封装件(40g、60)包含透明构件40g来代替实施方式8的透明构件40d。透明构件40g为表面形成有透镜的透明板。透明构件40g的周缘部载置于基座60的侧壁61的顶部，透明构件40g由基座60的侧壁61机械地支撑。透明构件40g用粘接剂42等固定于基座60的侧壁61上。
本实施方式的发光组件1g中，透明构件40g为表面形成有透镜的透明板。由于透明构件40g的透镜，半导体发光元件10a放射的深紫外光18会发生折射。因此，通过透明构件40g，可以对从半导体发光元件10a放射的深紫外光18的配光特性进行各种改变。
应该理解的是，本次公开的实施方式中的所有内容均为例示，并不是限制性的。本发明的范围由权利要求的保护范围示出，而不是由上述的说明示出，并旨在包含与权利要求的保护范围等同的意义和范围内的全部变更。
附图标记说明
1，1a，1b，1c，1d，1e，1f，1g 发光组件、4，40，40d，40e，40g 透明构件、10，10a 半导体发光元件、11 基板、11a 第1面、11b 第2面、12 n型半导体层、13 活性层、14 p型半导体层、14a 第1p型半导体层、14b 第2p型半导体层、15 n型电极、16 p型电极、17 凹凸结构、18紫外光、20 衬底、21 第1导电焊盘、22 第2导电焊盘、25 接合部件、30 基座、30a 主面、31引脚、33 导电引线、42 粘接剂、44 罩、50 液体、52 喷嘴、60 基座、61 侧壁、62 凹部、63侧面、65 第1导电焊盘、66 第2导电焊盘、67 表面、68 第3导电焊盘、69 第4导电焊盘、71第1通孔、72 第2通孔、74 导电部件。
Claims (20)
1.一种发光组件，其具备：放射深紫外光的半导体发光元件、以及密封所述半导体发光元件的液体，
所述液体对从所述半导体发光元件放射的所述深紫外光是透明的，
所述发光组件还具备容纳所述半导体发光元件和所述液体的封装件，所述封装件具有对从所述半导体发光元件放射的所述深紫外光为透明的透明构件。
2.根据权利要求1所述的发光组件，其中，所述液体由纯水、液体有机化合物、盐溶液和微粒分散液中的任意者构成。
3.根据权利要求2所述的发光组件，其中，所述液体有机化合物由饱和烃化合物、不具有芳香环的有机溶剂、有机卤化物、硅树脂、硅油中的任意者构成。
4.根据权利要求2所述的发光组件，其中，所述盐溶液由酸溶液、无机盐溶液、有机盐溶液中的任意者构成。
5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的发光组件，其中，所述液体在从所述半导体发光元件放射的所述深紫外光的波长下具有1.32以上的折射率。
6.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的发光组件，其中，所述液体在从所述半导体发光元件放射的所述深紫外光的波长下具有1.40以上的折射率。
7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的发光组件，其中，所述液体在从所述半导体发光元件放射的所述深紫外光的波长下具有比所述半导体发光元件的出射面小的折射率、且具有比所述透明构件大的折射率。
8.根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的发光组件，其中，所述液体由如下材料构成：所述材料在从所述半导体发光元件放射的所述深紫外光的波长下，平均每100μm路径长度具有80％以上的透射率。
9.根据权利要求1至权利要求8中任一项所述的发光组件，其中，所述液体在从所述半导体发光元件放射的所述深紫外光的波长下具有60％以上的透射率。
10.根据权利要求1至权利要求8中任一项所述的发光组件，其中，所述液体在从所述半导体发光元件放射的所述深紫外光的波长下具有75％以上的透射率。
11.根据权利要求1至权利要求10中任一项所述的发光组件，其中，所述半导体发光元件包含凹凸结构，所述凹凸结构提高将从所述半导体发光元件的活性层放射的所述深紫外光提取到所述半导体发光元件的外部的效率。
12.根据权利要求1至权利要求11中任一项所述的发光组件，其中，所述透明构件为罩。
13.根据权利要求1至权利要求12中任一项所述的发光组件，其中，所述透明构件具有半球壳、半椭圆球壳和具有炮弹形状的壳中的任意形状。
14.根据权利要求1至权利要求11中任一项所述的发光组件，其中，所述透明构件为平板、透镜、或者在表面形成有透镜的透明板。
15.根据权利要求1至权利要求14中任一项所述的发光组件，其中，所述透明构件由合成石英、石英玻璃、无碱玻璃、蓝宝石、萤石和树脂中的任意者制成。
16.根据权利要求1至权利要求15中任一项所述的发光组件，其中，所述透明构件由如下材料构成：所述材料在从所述半导体发光元件放射的所述深紫外光的波长下，平均每100μm路径长度具有80％以上的透射率。
17.根据权利要求1至权利要求16中任一项所述的发光组件，其中，所述透明构件在从所述半导体发光元件放射的所述深紫外光的波长下具有60％以上的透射率。
18.根据权利要求1至权利要求17中任一项所述的发光组件，其中，所述封装件为金属封装件、树脂封装件、陶瓷封装件中的任意者。
19.根据权利要求1至权利要求18中任一项所述的发光组件，其中，从所述半导体发光元件放射的所述深紫外光具有190～350nm之间的波长。
20.根据权利要求1至权利要求18中任一项所述的发光组件，其中，从所述半导体发光元件放射的所述深紫外光具有200～320nm之间的波长。
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