CN110611021A - 发光装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供发光装置及其制造方法，发光元件与波长转换部件的接合部中的光的损失较少。发光装置包含发光元件、以及与该发光元件的发光面接合的透光性部件，在上述发光装置中，上述发光元件与上述透光性部件经由接合区域接合，上述接合区域由上述发光元件的一部分以及上述透光性部件的一部分构成，且包含从由He、Ne、Ar以及Kr构成的组中选择的至少一种稀有气体元素，在上述发光元件以及上述透光性部件中的至少一方，上述稀有气体元素的分布在远离上述发光面的位置具有峰值。

Description

发光装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及发光装置及其制造方法。
背景技术
使用有以下这种发光装置，即、具备发光二极管等发光元件、和被来自发光元件的光激发而发出与来自发光元件的光不同波长的光的波长转换部件。例如，在专利文献1中公开有通过表面活性化接合法来接合发光元件与波长转换部件亦即荧光部而得的发光装置。通过那样的发光装置的制造方法能够以低成本制成，且能够获得良好的发光特性。
专利文献1：日本特开2012-142326号公报
然而，近年，发光装置的高亮度化在推进，要求发光元件与波长转换部件的接合部中的光的损失较少的发光装置。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供发光元件与透光性部件的接合部中的光的损失较少的发光装置及其制造方法。
为了实现以上目的，本发明所涉及的一个实施方式的发光装置包含发光元件、以及与该发光元件的发光面接合的透光性部件，在上述发光装置中，上述发光元件与上述透光性部件经由接合区域接合，上述接合区域由上述发光元件的一部分以及上述透光性部件的一部分构成，且包含从由He、Ne、Ar、以及Kr构成的组中选择的至少一种稀有气体元素，在上述发光元件以及上述透光性部件中的至少一方，上述稀有气体元素的分布在远离上述发光面的位置具有峰值。
本发明所涉及的一个实施方式的发光装置的制造方法的特征在于，包含：
发光元件准备工序，准备发光元件；
透光性部件准备工序，准备透光性部件；以及
接合工序，通过表面活性化接合法，将上述发光元件与上述透光性部件接合，
上述接合工序包含：
第一表面活性化工序，通过照射从由He、Ne、Ar以及Kr构成的组中选择的至少一种稀有气体元素的离子束，来使上述发光元件的供上述透光性部件接合的第一接合面的表面活性化；
第二表面活性化工序，通过照射从由He、Ne、Ar以及Kr构成的组中选择的至少一种稀有气体元素的离子束，来使上述透光性部件的供上述发光元件接合的第二接合面的表面活性化；以及
接触工序，通过使表面被活性化了的上述第一接合面与表面被活性化了的上述第二接合面接触，来将上述发光元件与上述透光性部件接合，
在上述第一表面活性化工序以及上述第二表面活性化工序中的至少一个工序中，针对上述第一接合面的表面或者上述第二接合面的表面按照规定的角度以使比该表面附近深的位置的稀有气体元素的分布密度变高的方式照射上述稀有气体元素的离子束。
根据以上这样构成的本发明所涉及的一个实施方式的发光装置，能够提供发光元件与透光性部件的接合部中的光的损失较少的发光装置。
另外，根据本发明所涉及的一个实施方式的发光装置的制造方法，能够制造发光元件与透光性部件的接合部中的光的损失较少的发光装置。
附图说明
图1A是表示实施方式的发光装置的一个具体例的剖视图。
图1B是将图1A的一部分放大来表示的剖视图。
图2A是实施方式的发光装置的制造方法的工序流程图。
图2B是实施方式的发光装置的制造方法中的接合工序的工序流程图。
图3(A)-图3(C)是实施方式的发光装置的制造方法中的接合工序的示意图。
图4是实施例的包含蓝宝石基板和YAG陶瓷的各自的一部分的区域的剖面的透射电子显微镜图像。
图5(a)-图5(d)是在图4的TEM像中以NBD1、NBD2、NBD3、以及NBD4的符号表示的各区域的电子衍射图像。
图6(a)是实施例的包含蓝宝石基板与YAG陶瓷的各自的一部分的区域的剖面的高角度散射环状暗场扫描透射显微镜像，图6(b)是同一区域的ArK线的EDX分布图，图6(c)是图6(b)所示的剖面的ArK线的谱线轮廓。
附图标记说明
10…发光元件；11…基板；11a…第一接合区域；12a…n侧半导体层；12b…活性层；12c…p侧半导体层；12…半导体层叠部；13…n电极；14…p电极；14a…扩散电极；14b…p垫片电极；20…透光性部件；20a…第二接合区域；21…透光性部件板；30…接合区域；40…中继基板；41…基板；42…硅树脂；51…第一高速离子束枪；52…第二高速离子束枪。
具体实施方式
本发明所涉及的实施方式的发光装置包含发光元件和透光性部件，且是透光性部件通过表面活性化接合而接合于发光元件的发光面的发光装置，发光元件与透光性部件经由接合区域接合。这里，接合区域是指在接合后位于发光元件的发光面的两侧的由发光元件的一部分与透光性部件的一部分构成的区域，以下这样规定。构成接合区域的发光元件的一部分是包含用于使发光元件的发光面活性化的离子束照射中所使用的稀有气体元素的自发光面规定深度的区域。构成接合区域的透光性部件的一部分是包含用于使透光性部件的接合表面活性化的离子束照射中所使用的稀有气体元素的自接合表面规定深度的区域。另外，离子束照射中使用的稀有气体元素是He、Ne、Ar、以及Kr中的至少一种。
而且，在实施方式的发光装置中，特别是，将接合区域的发光元件的一部分的表面活性化时的稀有气体元素以在远离发光面的位置具有峰值的方式分布。
以上这样构成的实施方式的发光装置能够减少发光元件与透光性部件的接合部中的光的损失。另外，能够进一步提高接合强度。
有时照射了离子束的面及其附近的结晶的排列相比原本的发光元件以及透光性部件的结晶的排列紊乱、产生变形，即便是通过离子束照射引起所含有的稀有气体元素的密度较高也可能引起这些现象发生。在实施方式的发光装置中，稀有气体元素的分布的峰值位于远离发光面的位置，因此能够在发光面及其附近抑制稀有气体元素存在所导致的结晶的紊乱等，能够相对地维持结晶性。另外，能够在远离发光面的位置配置结晶已经变形的区域。
即、首先，能够认为因在发光元件以及/或者透光性部件的发光面及其附近没有稀有气体元素的分布的峰值，发光面及其附近的发光元件的一部分以及/或者透光性部件的一部分的结晶的取向难以相对紊乱。因此，能够减小发光元件与透光性部件的接合区域的光的损失。即、若接合界面附近例如是非晶质(非晶体)等、结晶的取向紊乱，则光容易散射，但能够通过使接合区域的结晶的取向相对地一致从而抑制光的散射。若散射被抑制，则多重散射导致的光吸收被抑制，因此能够使光提取效率提高。
另外，对实施方式的发光装置而言，稀有气体元素以在远离发光面的位置具有峰值的方式分布，通过含有该稀有气体元素能够使结晶变形。由此，即便在元件的发热或者环境温度的变化引起接合部中热变形的应力反复作用的情况下也能够维持较高的接合强度。
即、若结晶的排列紊乱的区域仅集中于紧靠接合界面(发光面)的附近(例如，自接合界面±2nm左右的厚度的部分)，则能够认为外力或者热应力集中于该较薄的区域。相对于此，若像实施方式的发光装置这样，使稀有气体元素以在远离发光面的位置具有峰值的方式分布，则因为含有位于远离发光面的位置的稀有气体元素而能够形成结晶变形的区域。由此，能够使应力不仅分散于紧靠接合界面(发光面)的附近也分散于该变形区域。因此，能够提高接合强度。
在以上的实施方式的发光装置中，透光性部件例如能够通过蓝宝石、GaN等构成。通过这些材料构成的透光性部件容易使表面平滑，因此能够更容易地进行表面活性化接合。另外，若使透光性部件与构成发光元件侧的接合面的材料是相同的材料，则能够实质上消除折射率差引起的界面反射，因此能够使光提取效率提高。另外，若使接合区域的构成要素在透光性部件侧与发光元件侧相同，则能够进一步增强两者的接合强度。
另外，如以下的具体例所示，透光性部件也可以含有荧光体而具有波长转换功能。
以下，通过更具体的例子，参照附图对实施方式的发光装置及其制造方法进行说明。
图1A是表示实施方式的发光装置的一个具体例的剖视图。
图1B是将图1A的A部放大来表示的放大剖视图。
在图1A所示的实施方式的发光装置中，发光元件10例如具备：基板11；具有n侧半导体层12a、活性层12b及p侧半导体层12c的半导体层叠部12；与n侧半导体层12a连接的n电极13；以及与p侧半导体层12c连接的p电极14。n电极13是将p侧半导体层12c和活性层12b的一部分除去使n侧半导体层12a露出而形成于该露出的n侧半导体层12a的表面。p电极14包含形成于p侧半导体层12c表面的几乎整个面的电流扩散用的扩散电极14a和形成于扩散电极14a上的p垫片电极14b。
在本实施方式所涉及的发光装置中，发光元件10能够使用公知的各种发光元件。在使用氮化物半导体构成的发光元件中，例如，作为基板11，能够使用蓝宝石、GaN等。n侧半导体层12a、活性层12b、以及p侧半导体层12c能够根据用途从二元的GaN、三元的GaInN、AlGaN、以及四元的AlInGaN等氮化物半导体中进行各种选择来形成。
在本具体例的发光装置中，透光性部件20是由荧光体构成或者包含荧光体的波长转换部件。
本具体例的透光性部件20是被发光元件10的光(以下，称为第一光。)激发而发出与第一光不同波长的光的波长转换部件，例如能够通过由荧光体构成的多晶或单晶、荧光体与粘合剂的复合体、以及将荧光体的粉末与粘合剂的粉末成型且烧制而得的烧结体构成。作为粘合剂，例如能够使用氧化铝、氮化铝、YAG(不含有活化剂因此不发光)、以及氧化钇等。
荧光体能够使用各种材料的荧光体。作为荧光体，例如若使用YAG(钇/铝/石榴石)系荧光体、TAG(铽/铝/石榴石)系荧光体，则通过与发蓝色光的发光元件10组合，能够发白色光。作为发蓝色光的发光元件10，例如能够使用包含氮化物半导体的氮化物半导体发光元件。
在作为透光性部件20使用荧光体与粘合剂的复合体例如使用荧光体与粘合剂的烧结体的情况下，优选荧光体的母材与粘合剂是同一材料。由此，能够实质上消除荧光体与粘合剂的折射率差，能够减轻粘合剂与荧光体的界面处的光的反射。例如，作为粘合剂能够使用YAG(不包含活化剂因此不发光)，作为荧光体能够使用活化剂为铈且基体为YAG的所谓的YAG系荧光体。另外，波长转换部件也可以包含散射材料。作为能够转换波长的透光性部件20，例如能够使用YAG陶瓷。作为YAG陶瓷，能够举出将YAG荧光体与粘合剂烧结而得的烧结体、或者实质上不使用粘合剂而将YAG荧光体烧结而得的烧结体。
在图1A所示的发光装置中，发光元件10的发光面(基板11的与形成有半导体层叠部12的面相反侧的面)与透光性部件20经由接合区域30接合。如图1B所示，接合区域30由发光元件10(基板11)的一部分亦即第一接合区域11a与透光性部件20的一部分亦即第二接合区域20a构成。如上所述，第一接合区域11a与第二接合区域20a分别是包含通过离子束照射使接合的面活性化时使用的稀有气体元素的区域。另外，第一接合区域11a处于能够确认结晶构造的状态且维持着结晶性，并且活性化时使用的稀有气体元素以在从接合界面(发光面)远离的位置具有峰值的方式分布。此外，是否维持着结晶构造，即、是否不是非晶质例如能够通过利用衍射实验是否观测到衍射斑来判断。此外，在本实施方式中作为透光性部件20使用YAG陶瓷，透光性部件20整体不是单晶。在该情况下，透光性部件20的结晶的排列因离子束照射而紊乱的区域是指通过利用TEM(透射电子显微镜图像)的剖面观察发现对比度在变化的区域。这样，在利用TEM的剖面观察下对比度在接合界面及其附近与比它们靠外侧的位置不同的情况下，能够认为结晶在接合界面及其附近变形，因此将该区域称为变形层。
在作为基板11使用蓝宝石的情况下，第一接合区域11a例如形成于基板11的相距发光元件10的发光面(接合界面)10nm～40nm的厚度的部分。接合区域也可以在接合界面的附近具有实质上不包含稀有气体元素的部分。例如，作为第一接合区域11a的稀有气体元素的分布，能够是在接合界面或者其附近极小，在比它们更远离接合界面的位置极大。变形层的稀有气体元素的含量优选在其整体中少于峰值部分的含量。由此，可认为能够抑制变形层的原子排列的不规则化。
在作为透光性部件20使用YAG陶瓷的情况下，第二接合区域20a例如形成于透光性部件20的相距发光元件10的发光面(接合界面)5nm～20nm的厚度的部分。第二接合区域20a的稀有气体元素的分布的峰值可以配置于与接合界面几乎一致的位置。与接合界面几乎一致的位置是指相距接合界面的距离是2nm以下的位置。接合界面能够通过TEM像、TEM像与EDX分析(能量分散型X射线分析)的并用等确定。在基板11与透光性部件20的边界模糊而难以进行明确的确定的情况下，基于在推断为接合界面的区域内存在稀有气体元素的分布的峰值，可以认为该峰值的位置与接合界面几乎一致。形成第一接合区域11a以及第二接合区域20a的范围能够通过离子束照射的条件来调整。因此，能够通过考虑基板11的材料、透光性部件20的材料、以及所要求的接合强度以及光的吸收量而适当地设定离子束照射的条件，由此最佳化接合区域30的厚度以及稀有气体元素的分布。
以上，在参照图1A与图1B说明的一个具体例中，通过使用具备基板11的发光元件10且将基板11与透光性部件20直接接合的例子进行了说明。然而，在本实施方式的发光装置中，可以是将包含基板11的发光元件10的半导体层叠部12与透光性部件20直接接合，也可以是使用不包含基板11的发光元件10而将半导体层叠部12直接与透光性部件20接合。即、无论有无基板，都能够将半导体层叠部12与透光性部件20接合。在将半导体层叠部12与透光性部件20接合的情况下，通过透光性部件20的一部分与半导体层叠部12的最外侧的半导体层的一部分构成接合区域。此外，作为发光元件10，也能够当在基板11上形成半导体层叠部12后，在半导体层叠部12上贴合Si等的贴合基板，其后除去原本的基板，将贴合基板与透光性部件20接合。
接下来，对实施方式的发光装置的制造方法进行说明。
如图2A所示，实施方式的发光装置的制造方法包含发光元件准备工序、波长转换部件准备工序、接合工序、以及单片化工序。另外，如图2B所示，接合工序包含表面活性化步骤和接合步骤。以下，对各工序详细地进行说明。
1.发光元件准备工序
在发光元件准备工序中，准备发光元件。在发光元件准备工序中，优选将供透光性部件接合的表面研磨为表面粗糙度(Ra)例如是10nm以下，优选是5nm以下，更优选是1nm以下的平滑的面。由此能够容易并且牢固地接合发光元件10以及透光性部件20。
例如，在准备图1A所示的发光元件10的情况下，像以下这样进行。
首先，对单片化后成为多个基板11的部件一体化而得的晶片进行准备。在准备氮化物半导体发光元件的情况下，准备的晶片例如是蓝宝石晶片。
接下来，在晶片的上表面使构成半导体层叠部12的n侧半导体层12a、活性层12b、以及p侧半导体层12c成长。n侧半导体层包含n侧半导体。另外，p侧半导体层包含p侧半导体。
接下来，在与各个发光元件10对应的区域中分别将p侧半导体层12c和活性层12b的一部分除去而使n侧半导体层12a露出。
然后，在该露出了的n侧半导体层12a的表面分别形成n电极13。
进而，在各区域中分别在p侧半导体层12c的表面形成p电极14。
p电极14包含形成于各区域的p侧半导体层12c表面的几乎整个面的电流扩散用的扩散电极14a、和形成于该扩散电极上的一部分的p垫片电极14b。
接下来，将晶片的下表面例如通过机械研磨或者化学机械研磨(CMP：ChemicalMechanical Polishing)研磨为表面粗糙度(Ra)例如是10nm以下，优选是5nm以下，更优选是1nm以下的平滑的面。也可以包含对晶片的下表面进行化学机械研磨前例如将晶片的厚度调整为所希望的厚度的工序。
在对由多个材料构成的部件进行研磨的情况下，存在不优选使用CMP而优选使用机械研磨的情况。例如，在YAG陶瓷中包含有扩散材料的情况下，扩散材料的蚀刻速率与YAG荧光体的蚀刻速率的差容易变大。因此，优选通过机械研磨来平坦化。由此，与CMP相比能够获得更平滑的面。
进行了研磨后，分割成各个发光元件10。
像以上这样对进行了研磨以便基板11的接合面(发光面)变得平滑的发光元件10进行准备。
2.透光性部件准备工序
在透光性部件准备工序中，对透光性部件20一体化而得的透光性部件板进行准备。在透光性部件准备工序中，优选将透光性部件板的供发光元件接合的表面研磨为表面粗糙度(Ra)例如是10nm以下，优选是5nm以下，更优选是1nm以下的平滑的面。由此，能够容易并且牢固地接合发光元件10以及透光性部件20。
例如，在对参照图1A例示的由包含YAG(荧光体)的蓝宝石(支承体)构成的透光性部件20进行准备的情况下，例如，通过单向凝固法制成单片化后会成为多个透光性部件20的部件一体化而得的透光性部件板。在透光性部件准备工序中，也可以包含通过磨削以及研磨使透光性部件板的厚度为所希望的厚度以便从发光装置出射所希望的色度的光的的工序。在透光性部件准备工序中，也可以将透光性部件板单片化为多个透光性部件。此外，发光元件准备工序与透光性部件准备工序的顺序也可以是相反的。
3.接合工序
在接合工序中，通过分别对发光元件的接合面和透光性部件的接合面照射稀有气体元素的离子束来使表面活性化(表面活性化步骤)，使被活性化了的接合面彼此接触而接合(接触步骤)。
这里，在正式接合工序中特别是在表面活性化步骤中，像后述中详细地说明的那样，针对发光元件的接合面的表面与透光性部件的接合面的表面中的至少一方按照规定的角度照射稀有气体元素的离子束，且以使比表面附近深的位置的稀有气体元素的分布密度变高的方式进行照射。
(表面活性化步骤)
首先，如图3(A)所示，将多个发光元件10排列于中继基板40之上，上述中继基板40包含基板和在该基板41上涂覆硅树脂42且使其固化而得的部件。此时，发光元件10利用硅树脂42的粘性保持。发光元件10在发光元件10的与发光面(接合面)相反侧的面处被中继基板40保持。例如，在图1A所示的发光元件10中，形成有p电极14和n电极13的面保持于中继基板40上。
接下来，如图3(B)所示，在接合室的内部，将排列于中继基板40的多个发光元件10与透光性部件板21对置配置。例如，以将各发光元件10的发光面朝下的方式将排列有发光元件10的中继基板40配置于接合室的上部，以将透光性部件板21的接合面朝上的方式将透光性部件板21配置于接合室的下部。在接合室内配置了发光元件10和透光性部件板21后，进行排气以便使接合室内例如为1×10-5Pa以下，优选是5×10-6Pa以下。
在接合室的内部且在中央部(被排列有多个发光元件的中继基板40与透光性部件板21夹住的位置)，设置有对发光元件10的发光面照射离子束的第一高速离子束枪51、和对透光性部件板的接合面照射离子束的第二高速离子束枪52。在第一高速离子束枪51与第二高速离子束枪52之间优选设置有遮光板，以便从第一高速离子束枪51照射的离子束不会照射到透光性部件板并且从第二高速离子束枪52照射的离子束不会照射到发光元件。
另外，第一高速离子束枪51以及第二高速离子束枪52优选分别以如下方式构成，即、能够调整照射方向以便能够分别将离子束以规定的角度照射到发光元件10的发光面以及透光性部件板21的接合面。由此，能够使稀有气体元素侵入到所希望的深度。并且，第一高速离子束枪51以及第二高速离子束枪52优选分别以针对发光元件10的发光面以及透光性部件板21的接合面按照恒定的照射角度照射离子束的方式构成(第一表面活性化步骤以及第二表面活性化步骤)。但是，对于第一表面活性化步骤以及第二表面活性化步骤而言，先进行哪个都可以，另外，同时进行也可以。若针对发光元件的发光面以及/或者透光性部件板的接合面以恒定的照射角度照射离子束，则能够使离子束照射中使用的稀有气体元素稳定地较高密度地分布于远离接合面(发光面)的所希望的深度的位置。即、本发明的发明人确认了：在进行离子束照射时，稀有气体元素所侵入的深度依存于离子束的相对于接合面(发光面)的结晶面的照射角度而变化。因此，若离子束的相对于接合面(发光面)的照射角度变化则稀有气体元素所侵入的深度变化，而难以使稀有气体稳定地分布于所希望的深度的位置。例如，在对蓝宝石照射离子束时，离子束的入射角优选为相对于蓝宝石的C面是从40度到50度的范围，更优选是45度±1度左右。离子束的入射角是指离子照射口的法线与接合面的法线所成的角。例如在图3(B)所示的第一高速离子束枪51的情况下，离子照射口是指发光元件10的朝向接合面侧的面。
考虑以上的情况，在本实施方式的发光装置的制造方法中，优选通过从第一高速离子束枪51以及第二高速离子束枪52分别将离子束限制在较窄的照射范围以规定的照射角度进行照射，且遍及照射范围整体地进行扫描，从而照射接合面整体。与不扫描的情况相比，通过扫描能够减小离子束的扩展，因此能够减小从离子束的照射角度的偏离。即、能够在表面活性化步骤，在第一表面活性化工序以及第二表面活性化工序中的至少一个工序中，将稀有气体元素的离子束针对第一接合面的表面或者第二接合面的表面按照规定的角度边扫描边照射。
(接触步骤)
如图3(C)所示，通过使表面被活性化了的发光元件的发光面(第一接合面)与表面被活性化了的透光性部件板的接合面(第二接合面)接触来将发光元件与透光性部件板接合。此时，在发光元件与透光性部件板之间不夹有粘合剂。在使它们接触时也可以加压。临时保持发光元件的硅树脂是柔软的，因此即便在接合时加压从而发光元件的厚度产生偏差，也能够进一步紧贴性良好地接合。此时，优选经由通过比较低的压力预备接合的临时接合以比临时接合更高的加压力进行接合(正式接合)。加压工序也可以不进行。
4.单片化工序
在单片化工序中，从接合室取出透光性部件板，且例如像以下这样以各个发光装置为单位将透光性部件板切断而单片化。
首先，将在透光性部件板之上接合多个发光元件而得的接合体从接合室取出，从该接合体除去中继基板。
接下来，以各个发光装置为单位将透光性部件板以包含至少一个发光元件的方式例如通过切割来分离。
单片化后，例如将发光装置倒装安装于形成有布线电极的基板，去除成为发光装置的发光面的透光性部件的上表面，例如也可以通过使二氧化钛粒子分散于硅树脂而得的白树脂覆盖上述上表面。
像以上这样，能够制造实施方式的发光装置。
即、根据以上说明的实施方式的发光装置的制造方法，能够制造发光元件与透光性部件经由稀有气体以在远离接合界面(发光面)的位置具有峰值的方式分布的接合区域直接接合而得的发光装置。
实施例
在本实施例中，首先，对在蓝宝石基板之上形成有半导体层叠部的发光元件和作为透光性部件包含YAG荧光体的YAG陶瓷进行准备。
蓝宝石基板的接合面与YAG陶瓷的接合面分别研磨成了表面粗糙度Ra为1nm。
接下来，将发光元件与YAG陶瓷以各自的接合面对置的方式配设于接合室内，进行了排气以使得极限真空度为2×10-6Pa。
而且，分别将Ar离子束以规定的角度照射到发光元件的发光面亦即蓝宝石基板的表面(接合面)和YAG陶瓷的表面(接合面)，从而将各自的表面进行了活性化。在本实施例中，作为发光面即接合面的蓝宝石的表面是C面，以离子束源的离子照射口与该C面所成的角是45度的方式照射了Ar离子束。另外，Ar离子束的流量为20sccm(相当于加速电压大约是1keV)，加速电流为100mA。将离子束的大小被缩小成窄于YAG陶瓷的表面的程度的离子束针对各接合面以照射角度恒定的方式边扫描边照射。离子束反复边扫描边照射。通过该反复扫描的离子束照射，离子束的照射时间大约是300秒。
接下来，在将对表面进行了活性化的蓝宝石表面(接合面)与YAG陶瓷表面(接合面)临时接合后，进行了正式接合。
根据以上这样接合而得的蓝宝石与YAG陶瓷的接合区域及其两侧的蓝宝石与YAG陶瓷的剖面对结晶性以及Ar的分布进行了评价。
在图4中表示接合区域和其两侧的包含蓝宝石与YAG陶瓷的各自的一部分的区域的剖面的高分辨率TEM像。在图5(a)-图5(d)中表示在图4的剖面图像中以NBD1、NBD2、NBD3、以及NBD4的符号表示的各区域的电子衍射图像。
图5(a)是NBD1的蓝宝石单晶的电子衍射图像。图5(b)是在蓝宝石侧构成接合区域的一部分的NBD2的电子衍射图像。图5(c)是在YAG陶瓷侧构成接合区域的一部分的NBD3的电子衍射图像。图5(d)是NBD4的YAG陶瓷的电子衍射图像。如图5(a)-图5(d)所示，在任一区域中均观测到衍射斑，可知维持着结晶性。此外，图5(c)的衍射图像与图5(a)以及图5(b)相似能够想到如下可能性，即、在NBD3的区域中存在蓝宝石的可能性以及电子束的尺寸大于图示的NBD3的区域而也反映了蓝宝石侧的信息。另外，在图4中，在蓝宝石以及YAG陶瓷双方中，直至自接合界面几nm左右的深度为止，对比度与比其深的部分不同。因此，直至自接合界面几nm左右的深度为止的部分是上述变形层。这样的变形层沿着接合界面配置为层状。
在图6(a)-图6(c)中，图6(a)是通过高角度散射环状暗场扫描透射显微镜观察到的接合区域和其两侧的包含蓝宝石基板与YAG陶瓷的各一部分的区域的剖视图。图6(a)的上侧的黑色区域表示蓝宝石，下侧的白色区域表示YAG陶瓷。图6(b)是表示与图6(a)相同的区域的基于EDX的Ar的K线的分布的强度分布图。图6(c)是图6(b)的图中上下方向的谱线轮廓，纵轴表示自图6(b)的图像上端的距离。即、以自蓝宝石内部的发光面(接合面)大约50nm的深度的位置为原点来表示。自该原点的距离是50nm的部位是发光面，即、接合界面，距离大概为50nm以下的部分是蓝宝石侧，距离大概为50nm以上的部分是YAG陶瓷侧。
自蓝宝石侧的原点的距离为15nm为止的区域观测到背景的强度，能够认为该区域中实质上不包含有Ar。即、在本实施例中，构成接合区域的蓝宝石侧的第一接合区域是自原点的距离为15nm～50nm的区域，是自接合界面的深度为35nm左右为止的部分。此外，自原点的距离大约为45nm～50nm的区域，即、自接合界面的深度为5nm左右为止的部分的计数值与自原点的距离为15nm的部分几乎相同，因此能够认为实质上不含有Ar，或Ar含量少到与其接近的程度。这样，蓝宝石侧的第一接合区域的Ar含量的分布在接合界面及其附近极小，在比其远离接合界面的位置极大。
在本实施例中，构成接合区域的YAG陶瓷侧的第二接合区域是自原点的距离为50nm～60nm的区域，自接合界面的深度为10nm为止的部分。透光性部件侧的自原点的距离为60nm以上的部分是不包含Ar的背景区域。此外，背景的计数值在蓝宝石侧与YAG陶瓷侧不同是因材质的不同。
如以上的图6(a)-图6(c)所示，可知蓝宝石侧的Ar的分布在远离接合界面的位置具有峰值。
此外，在Ar离子束相对于蓝宝石表面垂直地入射的情况下，若离子束的加速电压为大约1keV，则根据计算，Ar离子能够侵入到蓝宝石的深度大概是5nm左右。在斜入射的情况下，能够进一步侵入的深度应该变短。但是，从图6(c)确认了：无论Ar离子是否斜入射，Ar也注入到更深的位置。能够认为这是由于产生了沟道效应现象。即、推测是由于离子穿过蓝宝石的晶格之间，散射的离子的数量减少。
另外，YAG陶瓷侧的Ar的分布是在推断为接合界面的区域内具有峰值，即在与接合界面几乎一致的位置具有峰值。

Claims (13)

1.一种发光装置，包含发光元件、以及与该发光元件的发光面接合的透光性部件，
其中，
所述发光元件与所述透光性部件经由接合区域接合，所述接合区域由所述发光元件的一部分以及所述透光性部件的一部分构成，且包含从由He、Ne、Ar以及Kr构成的组中选择的至少一种稀有气体元素，
在所述发光元件以及所述透光性部件中的至少一方，所述稀有气体元素的分布在远离所述发光面的位置具有峰值。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，
在所述接合区域，在发光元件侧以及透光性部件侧分别包含变形层。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其中，
所述发光元件包含基板和层叠于所述基板上的半导体层叠部，所述发光元件侧的接合区域由所述基板的一部分构成。
4.根据权利要求3所述的发光装置，其中，
所述基板由蓝宝石构成。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的发光装置，其中，
所述透光性部件具有荧光体。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的发光装置，其中，
所述透光性部件是YAG陶瓷。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的发光装置，其中，
所述稀有气体元素是Ar。
8.一种发光装置的制造方法，其特征在于，包含：
发光元件准备工序，准备发光元件；
透光性部件准备工序，准备透光性部件；以及
接合工序，通过表面活性化接合法，将所述发光元件与所述透光性部件接合，
所述接合工序包含：
第一表面活性化工序，通过照射从由He、Ne、Ar以及Kr构成的组中选择的至少一种稀有气体元素的离子束，来使所述发光元件的供所述透光性部件接合的第一接合面的表面活性化；
第二表面活性化工序，通过照射从由He、Ne、Ar以及Kr构成的组中选择的至少一种稀有气体元素的离子束，来使所述透光性部件的供所述发光元件接合的第二接合面的表面活性化；以及
接触工序，通过使表面被活性化了的所述第一接合面与表面被活性化了的所述第二接合面接触，来将所述发光元件与所述透光性部件接合，
在所述第一表面活性化工序以及所述第二表面活性化工序中的至少一个工序中，针对所述第一接合面的表面或者所述第二接合面的表面按照规定的角度以使比该表面附近深的位置的稀有气体元素的分布密度变高的方式照射所述稀有气体元素的离子束。
9.根据权利要求8所示的发光装置的制造方法，其特征在于，
在所述第一表面活性化工序中，针对所述第一接合面的表面按照规定的角度照射所述稀有气体元素的离子束，且以使比该表面附近深的位置的稀有气体元素的分布密度变高的方式进行照射。
10.根据权利要求8或9所述的发光装置的制造方法，其中，
所述发光元件包含基板和层叠于所述基板上的半导体层叠部，所述第一接合面是所述基板的表面。
11.根据权利要求10所述的发光装置的制造方法，其中，
所述基板由蓝宝石构成。
12.根据权利要求8～11中的任一项所述的发光装置的制造方法，其中，
所述稀有气体元素是Ar。
13.根据权利要求8～12中的任一项所述的发光装置的制造方法，其特征在于，
在所述第一表面活性化工序以及所述第二表面活性化工序中的至少一个工序中，针对所述第一接合面的表面或者所述第二接合面的表面按照所述规定的角度边扫描边照射所述稀有气体元素的离子束。
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