CN113972310A - 半导体发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半导体发光装置。该装置具备：半导体发光元件；基板，其供半导体发光元件搭载且具备基板接合面，该基板接合面上固接有具有环形形状的基板金属层；透光盖，其由玻璃构成并具备窗部和凸缘，其中，窗部供半导体发光元件的放射光透过，凸缘在其底面固接具有环形形状的凸缘固接层，该凸缘固接层具有与基板金属层对应的大小，凸缘固接层与基板金属层接合而具有收纳半导体发光元件的空间，透光盖与基板密封接合。凸缘固接层由熔接于凸缘的陶瓷层和在陶瓷层上形成的金属层构成。

Description

半导体发光装置

技术领域

本发明涉及半导体发光装置、特别是涉及在内部封入有放射紫外光的半导体发光元件的半导体发光装置。

背景技术

以往，已知有将半导体元件封入半导体封装件(package)内部的一种半导体装置。在半导体装置是半导体发光模块的情况下，在载置有半导体发光元件的支承体上接合有供发光元件的光透过的玻璃等透明窗部件并被气密密封。

例如，在专利文献1和专利文献2中公开了一种半导体发光模块，在该半导体发光模块上，基板和窗部件接合，其中，基板上设置有收容半导体发光元件的凹部。

另外，在专利文献3和专利文献4中公开了一种紫外线发光装置，在该紫外线发光装置上，搭载有紫外线发光元件的安装基板、间隔件和由玻璃形成的外罩接合。

另外，在专利文献5中公开了用陶瓷喷镀覆膜包覆表面的石英玻璃及陶瓷上的喷镀覆膜的附着性。

另外，在非专利文献1和非专利文献2中公开了陶瓷的喷镀技术。在非专利文献3中公开了黑色色调的氧化铝系陶瓷“黑氧化铝(AR(B))”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-18873号公报

专利文献2：日本特开2018-93137号公报

专利文献3：日本特开2016-127255号公报

专利文献4：日本特开2016-127249号公报

专利文献5：日本特开2003-212598号公报

非专利文献

非专利文献1：日本喷镀学会，http://www.jtss.or.jp/about_ts-j.htm

非专利文献2：上野和夫，2014年修改“JIS H8304陶瓷喷镀”，http://www.jtss.or.jp/journal/8304review.pdf

非专利文献3：ASUZAC株式会社，

http://www.asuzac-ceramics.jp/technology/tech15.htm

发明内容

发明要解决的课题

然而，对基板与窗部件之间的密封性、接合可靠性被要求进一步得到提高。放射紫外光的半导体发光元件、特别是AlGaN系的半导体发光元件在气密不充分时容易产生劣化，因而对搭载有该半导体发光元件的半导体装置要求高气密性。

另外，AlGaN系结晶会因水分而发生劣化。特别是，发光波长越短，Al组成增加而容易产生劣化。因此，为了形成水分不会进入到收纳有发光元件的封装件内部的气密构造，采用金属接合材料使基板与玻璃盖形成气密的构造。但是，在多湿环境下或用水场所进行使用时，依然存在气密不充分的问题。

另外，特别是还存在透过紫外光或深紫外光的石英等玻璃的玻璃纯度及硬度高、与金属的密合性差的问题。

本发明鉴于上述问题而完成，目的在于提供一种即使在长期使用中也能够维持高气密性的具有高可靠性以及高耐湿性、高耐腐蚀性等高耐环境性的半导体发光装置。

用于解决课题的手段

本发明的第一实施方式的半导体发光装置具有：

半导体发光元件；

基板，其供所述半导体发光元件搭载且具备基板接合面，该基板接合面上固接有具有环形形状的基板金属层；以及

透光盖，其由玻璃构成并具备窗部和凸缘，其中，所述窗部供所述半导体发光元件的放射光透过，所述凸缘在其底面固接具有环形形状的凸缘固接层，该凸缘固接层具有与所述基板金属层对应的大小，所述凸缘固接层与所述基板金属层接合而具有收纳所述半导体发光元件的空间，所述透光盖与所述基板密封接合；

所述凸缘固接层由熔接于所述凸缘的陶瓷层和在所述陶瓷层上形成的金属层构成。

附图说明

图1A是示意性地表示第一实施方式的半导体发光装置10的上表面的平面图。

图1B是示意性地表示半导体发光装置10的侧面的图。

图1C是示意性地表示半导体发光装置10的背面的平面图。

图1D是示意性地表示半导体发光装置10的内部构造的图。

图1E是示意性地表示第一实施方式的透光盖13的1/4局部的立体图。

图2A是示意性地表示沿图1A的A-A线的半导体发光装置10的截面的截面图。

图2B是放大表示图2A的接合部(W部)的截面的局部放大截面图。

图3A是将使用白氧化铝层作为陶瓷层21C的情况下的凸缘13B及凸缘固接层21的局部进行放大表示的局部放大截面图。

图3B是将使用黑氧化铝作为陶瓷层21C的情况下的凸缘13B及凸缘固接层21的局部进行放大表示的局部放大截面图。

图4A是示意性地表示本发明的第二实施方式的半导体发光装置30的截面的截面图。

图4B是放大表示图4A的接合部(W部)的局部放大截面图。

图5A是表示陶瓷层21C是反光性陶瓷层21C(W)的情况下的局部放大截面图。

图5B是表示陶瓷层21C是吸光性陶瓷层21C(B)的情况下的局部放大截面图。

图5C是表示陶瓷层21C是由吸光性陶瓷层21C(B)和反光性陶瓷层21C(W)构成的情况(2层构造)下的局部放大截面图。

图6是示意性地表示陶瓷层内周部21P的顶面高度高于凸缘13B的上表面13F的高度的情况下的局部放大截面图。

图7是放大表示第二实施方式的变形例中的凸缘13B及凸缘固接层21的局部的截面的示意性的局部放大截面图。

符号说明

10、30：半导体发光装置；

11：基板；

12：基板金属层；

12S：基板接合面；

13：透光盖；

13A：窗部；

13B：凸缘；

15：半导体发光元件；

21：凸缘固接层；

21C、21C(W)、21C(B)：陶瓷层；

21M：金属层(凸缘金属层)；

21P：陶瓷层内周部。

具体实施方式

[第一实施方式]

图1A是示意性地表示本发明的第一实施方式中的半导体发光装置10的上表面的平面图。图1B是示意性地表示半导体发光装置10的侧面的图。图1C是示意性地表示半导体发光装置10的背面的平面图。图1D是示意性地表示半导体发光装置10的内部构造的图。图1E是示意性地表示透光盖13的1/4局部的立体图。

另外，图2是示意性地表示沿着图1A的A-A线剖开后的半导体发光装置10的截面。图2B是将图2A的接合部(W部)的截面放大表示的局部放大截面图。

如图1A及图1B所示，半导体发光装置10通过矩形板形状的基板11与透光盖13接合而构成，其中，透光盖13为透光性窗，该透光性窗由半球状的玻璃构成。更详细而言，在基板11的上表面上形成有圆环状的金属层12(以下，也称为基板金属层12)，金属层12与透光盖13接合。

需要说明的是，以基板11的侧面与x方向及y方向平行且基板11的上表面与xy平面平行的方式示出了半导体发光装置10。

如图1E及图2A所示，透光盖13由作为窗部的半球状的穹顶部13A和设置在穹顶部13A的底部的端部的凸缘部(以下简称为凸缘)13B构成。即，透光盖13由穹顶部13A(窗部)与凸缘13B气密地相接合而构成。

在图2B中，放大表示了凸缘13B、熔接于凸缘13B的陶瓷层21C以及固接在陶瓷层21C上的金属层(凸缘金属层)21M。在本说明书中，在不对这些层作特殊区分的情况下，将由陶瓷层21C和金属层21M构成的层统称为凸缘固接层21。凸缘13B具有圆环板形状。

基板11是气体等不会透过的陶瓷基板。基板11例如使用具有高热传导率且气密性优异的氮化铝(AlN)。AlN陶瓷的热传导率为150～170(W/m·K)，且热膨胀系数为4.5～4.6(10^-6·K^-1)。

需要说明的是，作为基板11的基材，有热传导率高的碳化硅(SiC)、反射率高的白氧化铝(Al₂O₃)等。SiC的热传导率为200(W/m·K)，热膨胀系数为4.4(10^-6·K^-1)；Al₂O₃的热传导率为29～32(W/m·K)，热膨胀系数为7.7～8(10^-6·K^-1)。

透光盖13由透光性的玻璃构成，供配置于半导体发光装置10内的发光元件15发出的放射光透过。透光盖13例如可以适当地采用石英玻璃或硼硅酸玻璃。

作为半导体发光装置10内的封入气体，可以采用干燥氮气、含氧比率低的空气等，或者也可以将内部设为真空。

如图1D所示，在基板11上具备作为半导体发光装置10内的布线电极的第一布线电极(例如，阳极电极)14A和第二布线电极(例如，阴极电极)14B(以下，在不作特别区分的情况下，统称为布线电极14)。发光二极管(LED)或半导体激光器等半导体发光元件15通过金属接合层15A被接合到第一布线电极14A上。发光元件15的焊盘15B经由焊线18C而与第二布线电极14B电连接。

发光元件15是氮化镓铝(AlGaN)系的半导体发光元件(LED)，该发光元件15形成为包含n型半导体层、发光层及p型半导体层的半导体结构层。另外，发光元件15的半导体结构层经由反射层而形成于导电性的支承基板(硅：Si)上。

发光元件15在与支承基板的接合有半导体结构层的面相反的面(也称发光元件15的背面)上具备阳极电极(未图示)，并与基板11上的第一布线电极14A电连接。另外，发光元件15在与半导体结构层的接合了支承基板的面的相反面(也称为发光元件15的表面)上具备阴极电极(焊盘15B)，并经由焊线与第二布线电极14B电连接。

发光元件15可以适当地采用发出波长为265～415nm的紫外光的氮化铝系的发光元件。具体而言，发光元件15采用了发光中心波长为265nm、275nm、355nm、365nm、385nm、405nm或415nm的发光元件。

构成放射氮化铝系的紫外线的发光元件(UV-LED元件)的半导体结晶的Al组成高，容易被氧(O₂)、水分(H₂O)所氧化而产生劣化。需要说明的是，在将第一布线电极14A接合到发光元件15上时使用含有助熔剂等有机物的接合部件的情况下，虽然会因为接合部件的残留助焊剂(有机物)而在发光元件表面上产生碳化物的堆积，但是能够通过在封入气体中混合若干O₂来防止上述情况发生。这时，O₂由于会在发光元件15发生劣化前被不活性化，因此不存在问题。

另外，在基板11上设置有保护元件16，该保护元件16是与第一布线电极14A和第二布线电极14B连接的齐纳二极管(ZD)，用于防止发光元件15的静电破坏。

如图1C所示，在基板11的背面设置有第一安装电极17A和第二安装电极17B(在下述说明中不作特别区分时，统称为安装电极17。)，第一安装电极17A与第一布线电极14A连接，第二安装电极17B与第二布线电极14连接。具体而言，第一布线电极14A和第二布线电极14分别经由金属过孔18A、18B(在下述说明中不作特别区分时，统称为金属过孔18。)与第一安装电极17A和第二安装电极17B连接。

布线电极14、安装电极17以及金属过孔18例如分别是钨/镍/金(W/Ni/Au)、或是镍铬合金/金/镍/金(NiCr/Au/Ni/Au)。

参照图2A，半导体发光装置10以被安装在布线电路基板(未图示)上的方式构成。通过对第一安装电极17A和第二安装电极17B施加电压，发光元件15发光，从发光元件15的表面(光导出面)发出的放射光LE经过透光盖被放射向外部。

接着，对基板11与透光盖13的凸缘13B的接合进行说明。

(透光盖13及凸缘13B)

另外，如图1A、图1B及图1E所示，透光盖13由作为窗部的半球状的穹顶部13A和从穹顶部13A的底部(端部)延伸设置的凸缘13B构成。凸缘13B具有圆柱状外形。更详细而言，凸缘13B的底面具有与穹顶部13A的中心同心的圆环形状(中心：C)。即，凸缘13B的外缘(外周)与凸缘13B的内缘(内周)同心。

(凸缘固接层21)

图2B是示意性地表示基板11与透光盖13的接合前的状态的截面图。另外，如上所述，凸缘13B具有熔接于凸缘13B的底面(凸缘接合面)13S的陶瓷层21C以及固接于陶瓷层21C的金属层21M。

通过利用盖接合层22将凸缘固接层21接合于基板金属层12上而形成接合部24(参照图2A)，从而维持基板11与透光盖13的气密性。

凸缘13B的底面13S为平面，但也可以对其进行粗糙面加工、或者使该平面上形成槽等，来提供陶瓷层21C的固接性。

更详细而言，陶瓷层21C可以使用白氧化铝、黑氧化铝。作为黑氧化铝的例子，例如有具有黑色色调的黑氧化铝(AR(B))(ASUZAC株式会社制)，能够在维持作为精细陶瓷的优点的强度、耐久性的同时抑制表面反射。(反射率在波长240～2600nm下为5.1～15.3％)。另外，白氧化铝是在半导体、液晶的制造装置中被使用的氧化铝系精细陶瓷，具有白色或象牙色的色调。

玻璃的主要成分为氧化硅(SiO₂)，因此与除了含有氧化铝之外还含有氧化锆、氧化镁等氧(O)元素的陶瓷、以及含有碳化硅、氮化硅等硅(Si)元素的陶瓷具有较高的固接性。另外，这些陶瓷也可以作为单一体或复合体进行使用。

可以对陶瓷层21C使用具有对光进行漫反射的反光性、或者吸收光的吸光性的陶瓷。另一方面，金属会进入到由作为多晶体的陶瓷的微细晶界构成的表面的凹凸部中，因此通过夹设陶瓷层21C，能够防止金属层21M从凸缘13B上剥离。另外，通过选择铬(Cr)、钛(Ti)、镍(Ni)等易被氧化的金属用于金属层21M的与陶瓷层21C接触的氧化物的金属，该金属的一部分与陶瓷结合，因而能够获得较高的固接性。同样，通过选择铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)等易被氮化的金属用于金属层21M的与陶瓷层21C接触的氮化物的金属，该金属的一部分与陶瓷结合，因而能够获得较高的固接性。

金属层21M例如可以采用铬/镍/金(Cr/Ni/Au)层或是钛/钯/铜/镍/金(Ti/Pd/Cu/Ni/Au)层(Au层为最表面层)等。

上述陶瓷层21C例如可以通过下述方式形成：在高温且高速的等离子体射流中投入陶瓷粉末等，将其作为高速的熔融颗粒而喷吹向玻璃(等离子体喷镀法)。另外，也可以通过采用相同的等离子体喷镀法、电子束蒸镀法(Electron Beam Evaporation)等来形成金属层21M。

(基板金属层12)

如图1A及图1D所示，基板11上固接了具有圆环形状的金属环体、即基板金属层12，并形成基板接合面12S(基板金属层12的表面)。更详细而言，固接有基板金属层12的基板11的接合区域形成平坦，基板金属层12具有与凸缘13B的底面13S对应的形状(即圆环形状)及大小。或者，基板金属层12具有包含凸缘13B的底面13S的整体凸缘固接层21的大小。需要说明的是，与上述说明相同，选择易于氮化(采用氧化物陶瓷的情况下为易于氧化)的金属用于基板11的与基材陶瓷接触的金属。因而能够获得较高的固接性。

基板金属层12在基板11上具有依次层叠钨、镍、金的结构(W/Ni/Au)、或者依次层叠镍铬合金、金、镍、金的结构(NiCr/Au/Ni/Au)。

基板金属层12与第一配线电极14A、第二配线电极14B、发光元件15及保护元件16电绝缘，并形成为包围第一配线电极14A、第二配线电极14B、发光元件15及保护元件16。

在圆环状的基板金属层12上载置圆环状的接合材，在加热的同时对透光盖13施加力F对其进行按压，从而如图2A所示在基板11上形成接合了透光盖13的圆环状的盖接合层22。

构成盖接合层22的接合材例如是不含助焊剂的圆环状的AuSn(金锡)片，使用了含有20wt％的Sn的合金材料(熔融温度：约280℃)。也可以在金锡合金片的两表面上具备Au(10～30nm)层。这样，能够防止AuSn合金的氧化，在后述的盖接合工序中能够实现均匀的熔融，因而能够提高气密性。另外，该Au层在熔融固化(接合)时，熔解于盖接合层22中。

[发光装置10的制造方法]

以下，对发光装置10的制造方法进行详细且具体的说明。

(元件接合工序)

首先，在基板11的第一布线电极14A上涂布用于元件接合的挥发性焊膏涂布焊料。作为挥发性焊膏，采用了具有熔点附近的沸点的助焊剂和金锡合金(Au-Sn)的微粒构成的挥发性焊膏焊料。金锡合金的组成使用熔融温度为约280℃的Au-Sn：20wt％的合金材料。颗粒尺寸为数nm～数十μm。助熔剂例如是在发光元件15的光(365nm)下发生碳化的松香类、醇类、糖类、酯类、脂肪酸类、油脂类、聚合油类、表面活性剂、有机酸等。

接着，将发光元件15载置于挥发性焊膏上，将基板加热至300℃。并且，使AuSn熔融、固化而将发光元件15接合到第一布线电极14A上。需要说明的是，在搭载保护元件16的情况下则同时进行该接合。这时，挥发性焊膏中含有的焊剂几乎全部挥发。

接着，利用焊线18C(Au线)对发光元件15的上部电极的接合焊盘15B和第二布线电极14B之间实施电连接。

(盖接合工序)

将经准分子光清洗工序后的基板11和透光盖13设置到盖接合装置上。接着，将基板11和透光盖13的气氛设定成真空状态，在温度275℃下实施15分钟加热处理(退火处理)。

接着，用干燥的氮气(N2)气体将基板11和透光盖13的气氛充满，使其形成1个大气压(101.3kPa)。然后，如图2B所示，在基板11的基板金属层12上载置环状AuSn片(盖接合层22的接合材)，进一步将透光盖13载置到该环状AuSn片上并进行按压。

一边将透光盖13按压到环状AuSn片，一边加热至300℃。AuSn片因加热而熔融，使金属层12和金属层21M的金熔融若干量，并通过冷却进行固化。如上所述，基板11与透光盖13接合，完成半导体发光装置10的制作。

[凸缘13B的陶瓷层21C]

图3A是将具有反光性的陶瓷(白氧化铝)用作陶瓷层21C的情况下的凸缘13B及凸缘固接层21的局部进行放大表示的局部放大截面图。将该情况下的陶瓷层21C标记成陶瓷层21C(W)。

另外，图3B是将具有吸光性的陶瓷(黑氧化铝)用作陶瓷层21C的情况下的凸缘13B及凸缘固接层21的局部进行放大表示的局部放大截面图。将该情况下的陶瓷层21C标记成陶瓷层21C(B)。

需要说明的是，在本说明书中，对反光性的陶瓷层21C(W)和吸光性的陶瓷层21C(B)不作特别区分的情况下，将这两者标记为陶瓷层21C。

需要说明的是，凸缘13B利用盖接合层22与基板11(基板金属层12)接合，但是针对该部分，省略了其图示。

参照图3A进行说明，从发光元件15入射到凸缘13B的光La经凸缘13B反射，主要向发光装置10的侧方被放射出。另外，从作为窗部的穹顶部13A内被导波到凸缘13B的光Lb经陶瓷层21C(W)被漫反射，并主要向发光装置10的前方被放射出。

因此，通过使用具有反光性的陶瓷层21C(W)，能够提高发光装置10的光输出。例如，能够在具备覆盖发光装置10的外周的反射器(reflector)的装置等上高效地利用射出光。

参照图3B进行说明，从发光元件15入射到凸缘13B的光La经凸缘13B反射而被放射向发光装置10的外部。另外，从作为窗部的穹顶部13A内被导波到凸缘13B的光Lb被陶瓷层21C(B)吸收。

因此，通过使用具有吸光性的陶瓷层21C(B)，能够抑制主要被放射向发光装置10的前方的杂散光。在例如在发光装置10的前方具备聚光透镜等的装置上能够防止杂散光的光入射。

需要说明的是，例如以基板11的上表面为高度基准进行测量时，在凸缘13B的上表面(与底面相向的面)13F的高度FL比发光元件15的光出射面15S的高度EL高(参照图2A)的情况下，会产生从发光元件15入射到凸缘13B的光La。即，通过使凸缘13B的上表面13F位于比发光元件15的光出射面15S要靠光出射方向的后方的位置，能够使从发光元件15入射到凸缘13B的光La衰减(或消失)。

如上所述，在本实施方式的发光装置10中，由陶瓷层21C/金属层21M构成的凸缘固接层21与透光盖13的凸缘13B固接。隔着陶瓷层的金属化层对石英玻璃等玻璃的密合强度强，因此能够防止该金属化层从玻璃上剥离。所以，透光盖13与基板11的接合强度强，能够实现具有优异的气密性的密封结构。

[第二实施方式]

图4A是示意性地表示本发明的第二实施方式的半导体发光装置30的截面的截面图。图4B是放大表示图4A的接合部(W部)的局部放大截面图。

本实施方式的半导体发光装置30在陶瓷层21C以从凸缘13B的底面13S延伸到透光盖13的内侧面的方式形成这一点上与上述的第一实施方式的半导体发光装置10不同。

更详细而言，如图4A及图4B所示，陶瓷层21C形成为从凸缘13B的底面13S延伸到透光盖13的内侧面并遍及于凸缘13B的内周面整周。在本实施方式中，在凸缘13B的内周部设置有凹部，陶瓷熔接于该凹部中。

即，陶瓷层21C由陶瓷熔接于凸缘13B的底面的部分和陶瓷熔接于该凹部中的部分(陶瓷层内周部21P)构成。陶瓷层21C在与基板11垂直的截面上具有L字形状。

陶瓷层内周部21P在与基板11垂直的截面中具有高度HC(距陶瓷层21C的底面的高度)。并且，例如将基板11的上表面作为基准面时，陶瓷层内周部21P的顶面的高度(水平高度)CL比发光元件15的光出射面15S相对于基板11的上表面的高度(水平高度)EL要高。需要说明的是，这里以基板11的上表面为高度基准进行了说明，也能够以与发光元件15的光出射面15S平行的面为基准面而在发光元件15的光出射方向(与光出射面15S垂直的方向)上测得的高度。

接着，参照图5A、图5B及图5C，说明自发光元件15发出的光入射到凸缘13B时的入射光的反射及吸收。

图5A是表示陶瓷层21C为反光性的陶瓷层21C(W)的情况下、图5B表示陶瓷层21C为吸光性的陶瓷层21C(B)的情况下的局部进行放大的截面图。另外，图5C是表示陶瓷层21C由吸光性的陶瓷层21C(B)和反光性的陶瓷层21C(W)构成的情况(两层构造)下的局部放大截面图，其中，陶瓷层21C(B)熔接于凸缘13B；在陶瓷层21C(B)上形成陶瓷层21C(W)。

参照图5A进行说明，自发光元件15入射到凸缘13B的光La经具有反射性的陶瓷层21C(W)的内周部21P而被漫反射，从而被遮蔽。并且，被反射的光转换为发光装置的出射光。另外，从作为窗部的穹顶部13A被导波至凸缘13B的光Lb经陶瓷层21C(W)而被漫反射，并主要被放射向发光装置10的前方。

因此，能够在抑制从发光装置10的凸缘部13B的外侧面出射的光的同时提高光输出。

另外，参照图5B进行说明，从发光元件15入射到凸缘13B的光La以及从穹顶部13A被导波到凸缘13B的光Lb被陶瓷层21C(B)所吸收。

因此，能够防止紫外光、红外光等无法被视觉辨认的光从发光装置10的周边部被输出的情况。

另外，参照图5C进行说明，从发光元件15入射到凸缘13B的光La经陶瓷层21C(W)而被漫反射，从而被遮蔽。并且，被反射的光转换为发光装置的出射光。经凸缘13B被导波的光Lb被陶瓷层21C(B)所吸收，因而能够防止该光Lb从发光装置10被出射。

因此，能够在抑制紫外光、红外光等无法被视觉辨认的光从发光装置10的周边部被输出的光的同时提高光输出。

需要说明的是，从对自发光元件15的侧面(凸缘13B的侧面)射出的光进行遮蔽的观点出发，优选的是，陶瓷层内周部21P的高度CL与凸缘13B的上表面13F的高度相同；或者如图6所示，内周部21P的顶面到达穹顶部13A内且内周部21P(顶面的高度CL)具有超过凸缘13B的上表面13F(高度FL)的高度(CL＞FL)。

另外，在第一实施方式中所说明的那样，例如以基板11的上表面为高度基准进行测量时，在凸缘13B的上表面(与底面相向的面)13F的高度FL比发光元件15的光出射面15S的高度EL高(参照图2A)的情况下，会产生从发光元件15入射到凸缘13B的光La。即，通过使凸缘13B的上表面13F位于比发光元件15的光出射面15S要靠光出射方向的后方的位置，从而能够使从发光元件15入射到凸缘13B的光La衰减(或消失)。

[变形例]

图7是示意性地放大表示第二实施方式的变形例中的凸缘13B及凸缘固接层21的局部的截面的局部放大截面图。

在本变形例中，至少在凸缘13B的上表面上设置了由陶瓷构成的遮光层27。凸缘13B利用遮光层27能够对被出射到半导体发光装置30的前方的光进行遮光。可以适当地采用具有吸光性的陶瓷、例如黑氧化铝来形成遮光层27。

如上所述，陶瓷相对于玻璃的密合强度强，且耐候性高，因而即使设置在穹顶部13A及凸缘部13B的表面上也不会产生劣化，因此能够实现使用寿命长的半导体发光装置30。

需要说明的是，在上述的第二实施方式中，以在凸缘13B的内周部设置凹部并将陶瓷熔接于该凹部的情况为例进行了说明，但并不限定于此。例如也可以不在透光盖13上设置该凹部，而是采用将陶瓷层熔接于第一实施方式的凸缘13B的内侧面上的构造。

如上所述，在本实施方式的发光装置30中，陶瓷层不仅固接在凸缘13B的底面，并以遍及凸缘13B的内周面整周的方式固接于上述内周面。因此，相对于石英玻璃的密合强度进一步增强，从而能够防止从玻璃上剥离。所以，透光盖13与基板11的接合强度较强，能够实现气密性优异的密封构造。

如上述详细说明，根据本实施方式的半导体发光装置，能够提供一种即使在长期使用下也能够维持高气密性的具有高可靠性及高耐湿性、高耐腐蚀性等高耐环境性的半导体装置。

Claims (13)

1.一种半导体发光装置，其特征在于，具有：

半导体发光元件；

基板，其供所述半导体发光元件搭载且具备基板接合面，该基板接合面上固接有具有环形形状的基板金属层；以及

透光盖，其由玻璃构成并具备窗部和凸缘，其中，所述窗部供所述半导体发光元件的放射光透过，所述凸缘在其底面固接具有环形形状的凸缘固接层，该凸缘固接层具有与所述基板金属层对应的大小，所述凸缘固接层与所述基板金属层接合而具有收纳所述半导体发光元件的空间，所述透光盖与所述基板密封接合；

所述凸缘固接层由熔接于所述凸缘的陶瓷层和在所述陶瓷层上形成的金属层构成。

2.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述陶瓷层具有陶瓷层内周部，该陶瓷层内周部从所述凸缘的底面延伸到所述透光盖的内侧面，并以遍及所述凸缘的内周面整周的方式固接于该内周面上。

3.根据权利要求2所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述凸缘在内周部上具有凹部，所述陶瓷层内周部形成为陶瓷熔接于所述凹部。

4.根据权利要求2所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述凸缘的上表面在所述半导体发光元件的光出射方向上位于比所述半导体发光元件的光出射面靠后方的位置。

5.根据权利要求2所述的半导体发光装置，其特征在于，

在沿所述半导体发光元件的光出射方向进行测量时，所述陶瓷层内周部的顶面的高度比所述半导体发光元件的光出射面的高度高。

6.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述陶瓷层为黑氧化铝层。

7.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述陶瓷层由熔接于所述凸缘的黑氧化铝层和熔接于所述黑氧化铝层上的白氧化铝层构成。

8.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述陶瓷层由氧化铝、碳化硅、氮化硅、氮化铝和氧化锆中的至少一种材料构成。

9.根据权利要求3所述的半导体发光装置，其特征在于，

在沿所述半导体发光元件的光出射方向进行测量时，所述陶瓷层内周部的顶面的高度比所述半导体发光元件的光出射面的高度高。

10.根据权利要求2所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述陶瓷层为黑氧化铝层。

11.根据权利要求5所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述陶瓷层为黑氧化铝层。

12.根据权利要求2所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述陶瓷层由熔接于所述凸缘的黑氧化铝层和熔接于所述黑氧化铝层上的白氧化铝层构成。

13.根据权利要求5所述的半导体发光装置，其特征在于，

所述陶瓷层由熔接于所述凸缘的黑氧化铝层和熔接于所述黑氧化铝层上的白氧化铝层构成。

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