JP2006156506A - 半導体発光装置、照明装置、携帯通信機器、カメラ、及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 サブマウント130と、前記サブマウント130の上に配置された半導体発光素子110とを備え、前記サブマウント130は、基板131と、前記基板131の上面上に配置され、前記半導体発光素子110と直接接触している電極部(正電極134、負電極135、バンプ140〜144)と、前記基板131の上面上に配置され、前記半導体発光素子110及び前記電極部と直接接触していない反射部132とを有する構成の半導体発光装置100。
【選択図】 図1
Description
上記半導体発光装置において、サブマウントの電極を、前記半導体発光素子の外形よりも大きく形成して、反射膜としての機能を持たせる方法が考えられる。この場合、前記電極は、光の反射率の高い金属で形成することが好ましい。
本発明は、反射率が高い材料が電極として適しているか否かにかかわらず、これを用いて、半導体発光素子が発光する青色光や蛍光物質により変換された黄緑色光等の出力光を効率良く外部に出力した半導体発光装置、当該半導体発光装置を備えた照明装置、携帯通信機器及びカメラ、並びに、当該半導体発光装置の製造方法を提供することを目的とする。
従って、電極に反射膜としての機能を持たせる方法よりも、より効果的に半導体発光素子が発光する出力光を外部に出力することができる。
これにより、サブマウント上の配線パターン等の電極と半導体発光素子とが、バンプやボンディングワイヤー等の接続部によって接続される。
これにより、反射部の反射率が電極よりも高いので、電極を反射膜として用いるよりも、半導体発光素子が発光する光をより多く反射することができる。
従って、半導体発光装置の発光効率を向上させることができる。
これにより、電極が反射部よりもエレクトロマイグレーションが起こりにくい金属なので、電極として反射部よりも適した材質であり、エレクトロマイグレーションによる電極間の短絡故障の発生を抑制することができる。
ここで、半導体発光装置において、前記反射部は、Ag、Agを含む合金、AgとBiとNdとを含む合金、AgとAuとSnとを含む合金、Al、Alを含む合金、又はAlとNdとを含む合金により形成されていることを特徴とすることもできる。
ここで、半導体発光装置において、前記反射部はAg又はこれを含む合金により形成されており、前記電極が、Au、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記半導体発光素子が発光する光の波長帯は、略340nm以上略800nm以下であり、前記電極が、Pt、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略350nm以上略800nm以下であり、前記電極が、Cu、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略350nm以上略800nm以下であり、前記電極が、Ni、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略340nm以上略800nm以下であり、前記電極が、Rh、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略370nm以上略800nm以下であり、前記電極が、Al、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略460nm以上略800nm以下であることを特徴とすることもできる。
ここで、半導体発光装置において、前記反射部はAl又はこれを含む合金により形成されており、前記電極が、Au、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記半導体発光素子が発光する光の波長帯は、略200nm以上略600nm以下であり、前記電極が、Pt、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略200nm以上略800nm以下であり、前記電極が、Cu、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略200nm以上略630nm以下であり、前記電極が、Ni、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略200nm以上略800nm以下であり、前記電極が、Rh、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略200nm以上略800nm以下であることを特徴とすることもできる。
ここで、半導体発光装置において、前記基板は、Siを含むことを特徴とすることもできる。
ここで、半導体発光装置において、前記反射部は、上から見て、前記半導体発光素子により遮蔽されていない開放部分を有することを特徴とすることもできる。
ここで、半導体発光装置において、前記反射部は、前記半導体発光素子から遠い部分が、近い部分よりも上方向に高いことを特徴とすることもできる。
ここで、半導体発光装置において、前記半導体発光装置は、前記半導体発光素子の発光部分の一部又は全部と、前記反射部の一部又は全部とを覆う透光変換部を備えることを特徴とすることもできる。
これにより、半導体発光素子から遠くなる程減衰して弱くなる光を、遠い部分程多く反射させることにより、輝度むらや色むらを抑えることができる。
これにより、凹凸によって表面積が増え第1波長帯の光を乱反射させることができるので、蛍光物質による変換率を向上させることができる。
ここで、半導体発光装置において、前記反射部は、前記半導体発光素子から遠い部分が、近い部分よりも、凹凸が大きいことを特徴とすることもできる。
ここで、半導体発光装置において、前記反射部は、一部又は全部に、球面を有することを特徴とすることもできる。
ここで、半導体発光装置において、前記反射部における前記球面は、前記半導体発光素子から遠い部分が、近い部分よりも、曲率が小さいことを特徴とすることもできる。
これにより、半導体発光素子から遠くなる程減衰して弱くなる光を、遠い部分程曲面の曲率を小さくすることによって、遠い部分程より表面積を増やし、より多く乱反射させることにより、輝度むらや色むらを抑えることができる。
これにより、反射部に流れる電流を確実に遮断でき、反射部によるエレクトロマイグレーションの発生を確実に防止できる。
ここで、半導体発光装置において、前記半導体発光素子には、一方の主面側に、第1素子電極と、第2素子電極とが設けられ、前記サブマウントには、前記電極として、第1基板電極と、第2基板電極とが設けられ、前記第1素子電極と、前記第1基板電極とが、前記接続部の1つである第1マイクロバンプによって電気的に接続され、前記第2素子電極と、前記第2基板電極とが、前記接続部の1つである第2マイクロバンプによって電気的に接続されていることを特徴とすることもできる。
上記目的を達成するために、本発明に係る照明装置は、上記半導体発光装置と、前記半導体発光装置の主発光方向に配置されるレンズ部とを備えたことを特徴とする。
これにより、上記半導体発光装置を複数用いたシーリングライトやダウンライト等の室内用照明を始め、スタンド等の卓上用照明、懐中電灯等の携帯用照明、カメラのストロボ等の撮影用照明等の各種照明装置の発光効率が向上する。そして、室内用照明や卓上用照明においては、高輝度化や省エネ効果が期待でき、また、携帯用照明においては、高輝度化や連続点灯時間の延び等が期待できる。
これにより、携帯通信機器の液晶画面のバックライト、内蔵のデジタルカメラの静止画用のストロボや動画用の照明等の発光効率が向上する。さらに、携帯通信機器において、操作性向上、バッテリーの持続時間の伸張、及び軽量化等が期待できる。
これにより、デジタルスチルカメラや銀鉛カメラ用のストロボ、ビデオカメラ用の照明等の発光効率が向上する。これにより、各種カメラにおいて、従来よりも低いEV値における撮影、バッテリーの持続時間の伸張、及び軽量化等が期待できる。
また、蒸着する反射部用メタルは水平面に比べ垂直面が皮膜され難いため、膜厚を必要とする反射部には一定以上の皮膜膜厚を形成しつつ、同時に、垂直面すなわち側面には反射部が形成されていない不連続な薄膜を形成できる。
<構成>
本発明の実施の形態は、サブマウントの上面を半導体発光素子の外形よりも一回り大きくし、前記上面上に、Au(金)やAl(アルミニウム)等の電極とは別に、電極よりも反射率の高いAg(銀)等の金属により反射部を設けることにより、反射率が高い材料が電極として適しているか否かにかかわらず、これを用いて、半導体発光素子が発光する青色光や紫外光、及び、蛍光物質により変換された黄緑色光等の出力光を効率良く外部に出力する半導体発光装置である。
図1(b)は、半導体発光装置100を、上側(前記Z軸方向+側)から見た平面図である。
図1(a)に示すように、本発明の実施の形態における半導体発光装置100は、白色光を出力するデバイスであって、半導体発光素子110、透光変換部の1例としての透光性樹脂120、及びサブマウント130を備える。
半導体発光素子110は、例えば、光透過性の基板上にGaN系化合物半導体層が形成された青色光を発する発光ダイオードであり、サブマウント130に面した一方の主面に負電極111と正電極112とを備えて、もう一方の主面に主に光を発する主発光部がある。半導体発光素子110の外形は、ここでは主面が0.3mm角の正方形で、厚さが0.1mm程度の直方体形状であって、サブマウント130上に図1に示すように配置されるものとする。
透光性樹脂120は、図1に示すように、半導体発光素子110の全部とその周辺を覆うように、サブマウント130上に配置されている。また、透光性樹脂120は、反射部132の一部を覆うように配置されている。
図3(a)は、組立前のサブマウント130を、上側(前記Z軸方向+側)、即ち半導体発光素子110を配置する上面側から見た平面図であり、図3(b)は、図3(a)に示したサブマウント130のA−A'線断面を、右側(前記Y軸方向−側)から見たA−A'線縦断面図である。
サブマウント130は、基板の1例としてのシリコン基板131と、前記シリコン基板131の上面に設けられた電極部及び反射部132と、前記シリコン基板131の下面に設けられた裏面電極133とを備えている。
電極部は、正電極134、負電極135、及び接続部の1例としてのマイクロバンプ140〜144からなる。正電極134は、サブマウント130のp型半導体領域の上面上に配置され、負電極135と反射部132とは、サブマウントのn型半導体領域の上面上に配置されている。なお、反射部132は、サブマウントのp型半導体領域の上面上に配置されていてもよい。
サブマウント130は、図1(a)に示すように、主面が0.5×0.8mmの長方形で厚さ0.2mm程度の直方体形状である。したがって、図1(b)に示すように、平面視においてサブマウント130は半導体発光素子110よりも一回り大きい。
なお、サブマウント130には、ツェナーダイオード、pnダイオード、pinダイオード、ショットキーバリアダイオード、トンネルダイオード、及びガンダイオード等の各種ダイオードを用いることができる。
またここで正電極134、及び負電極135の材質は、エレクトロマイグレーションが起こりにくい等の電極として適している特性を持つ金属であり、例えば、図4に示す表の最左欄に示すような、Au、Pt(白金)、Cu(銅)、Ni(ニッケル)、Rh(ロジウム)、Alのうちの何れか1つ、複数の組み合わせ、又はこれらを含む合金等である。
反射部132は、正電極134、負電極135及び半導体発光素子110のいずれとも直接接触しないように設けられている。ここで直接接触しないとは、物理的に接していない状態をいい、他のものを介して接続されていてもよく、また電気的に接続されていてもよい。
反射部132の材質としては、例えば、図4に示す表の最上欄に示すように、Au、Pt、Cu、Ni、Rh、Alが考えられる他、エレクトロマイグレーションが起こりやすいAgも考えられ、更にはそれらの内の複数の組み合わせ、又はそれらを含む合金等であってもよい。半導体発光素子110により発せられる光の波長に応じて、Ag、又はAgを含む合金(Ag−Bi,Ag−Bi−Nd)や、Al、又はAlを含む合金等を使い分けるとよい。
さらに、反射部132は、半導体発光素子110により発せられる波長帯の光、及び、透光性樹脂120中の蛍光物質により変換される波長帯の光に対する反射率が、正電極134及び負電極135よりも高い。
以下に、出力する光の波長の範囲、電極の材質、及び反射部の材質の適切な組み合わせについて説明する。
図4には、反射部の反射率が電極よりも高く、電極を反射膜として用いるよりも、半導体発光素子が発光する図中に記載された波長域の光をより多く反射することができ、かつ、電極がエレクトロマイグレーションが起こりにくい金属である組み合わせを示している。
なお、本発明の半導体発光素子は、青色光を発する素子に限られず、例えば、紫外光を発する素子でもよく、この様な場合には、透光性樹脂は、半導体発光素子により発せられる紫外光から、青色光と、赤色光と、緑色光とを励起させる蛍光物質を含み、この蛍光物質により励起された青色光と、赤色光と、緑色光とを透過する樹脂材料からなる透光性を備えた蛍光体となる。
半導体発光装置100の製造方法のうち、反射部を備えない従来のサブマウントの製造方法と異なるのはサブマウント130の製造方法だけなので、ここではサブマウント130の製造方法について説明し、他の製造方法については簡単に説明する。
図5は、サブマウント130の製造方法の概略を示す図である。
なお、ステップS1からS7、及び、S12からS15は、反射部を備えない従来のサブマウントの製造方法と同様であり、ステップS8からS11が、従来のサブマウントの製造方法と異なる。
(ステップS1)酸化工程において、加工前のn型のSiを含む基板131のウエハ表面を酸化させる。
(ステップS3)拡散工程において、ウエハ表面上のPN接合形成用窓の部分に対して選択的にp型の不純物を拡散することにより、PN接合を形成する。
(ステップS5)ウエハ表面上の、正電極134、及び、負電極135の形成予定部分の一部又は全部の絶縁部を除去することにより、電極コンタクト窓を形成する。
(ステップS7)蒸着したAlの不要な部分を除去することにより、正電極134、及び、負電極135のパターンを形成する。
図6は、反射部形成工程におけるサブマウント130の断面の概略を示す図である。
(ステップS8)反射部132を形成する際の電極への悪影響を防止する為に、プラズマCVD装置等を用いて、ウエハ表面上に、シリコン窒化膜を4000から5000Å(オングストロ−ム)形成する。なお、シリコン窒化膜の代わりに、シリコン酸化膜を用いてもよい。
シリコン窒化膜は、プラズマCVDにより250〜400℃の比較的低温で形成するためAl電極表面に凝集などの変化を生じることがなく、正電極134及び負電極135の表面を光沢がある状態に維持することができる。特にシリコン窒化膜は耐湿性に優れる。
(ステップS9)反射部用メタルを1000Å(オングストロ−ム)以上、ウエハ表面上に蒸着する。ここではAg合金を蒸着する。またAg合金を蒸着する方法としては、例えば電子ビーム方式、抵抗加熱方式、及びスパッタ方式等がある。
(ステップS10)反射部用メタルの、反射部132と電極とを分離する領域と、電極表面の不要な部分とを除去することにより、反射部132のパターンを形成する。ここで、Ag合金はウエットエッチングを用いて、シリコン窒化膜はプラズマによるドライエッチングを用いて除去し、反射部132のパターンを形成する。
またここでは、電極表面の周縁部分を覆うようにシリコン窒化膜を形成することによって、前記電極と絶縁部との界面を保護し、接着力の弱い前記電極が前記絶縁部からの剥離するのを防止している。
(ステップS11)正電極134、及び、負電極135上のマイクロバンプ140〜144の形成予定部分及びその周辺部分のシリコン窒化膜をドライエッチング等を用いて除去することにより、シリコン窒化膜のパターンを形成する。
図6に示す805は、ステップS11の工程により処理が施された状態を示す。
(ステップS13)裏面電極用のAuやAg等のメタルをウエハ表面上に、電子ビーム、スパッタ、抵抗加熱等の蒸着法で蒸着して、裏面電極133を形成する。
(ステップS14)特性検査を行い、スペックを満たさない不良素子の位置情報を記憶する。ここで記憶された不良素子の位置情報は、ダイボンディングの際に不良素子を破棄する為に用いられる。
以上のような方法によって、サブマウント130を製造することができる。
なお、上記製造方法の場合は、不要な反射部を除去する際に用いるウエットエッチングや、不要なシリコン窒化膜を除去する際に用いるドライエッチング等のように、不要な部分を除去するためには煩雑な工程を経る必要がある。そこで、不要な部分を除去する際の工程(ステップS8〜ステップS11)を、より簡略化した以下のような工程(ステップS21〜ステップS23)に置き換えることも可能である。
図8は、反射部の形成工程におけるサブマウント130の断面の概略を示す図である。
図8に示す901は、反射部の形成工程投入前のサブマウント130の断面の状態を示す。
(ステップS21)反射部132を形成する際の電極への悪影響を防止する為に、スピンコーターを用いて、ウエハ表面上の正電極134、及び、負電極135が配置されている領域、及びその領域に隣接する周囲の領域に、保護膜の1例としてのレジスト膜を2〜3μm選択形成する。
図8に示す902は、ステップS21の工程により処理が施された状態を示す。
このとき、蒸着するメタルは1000〜4000Å(オングストロ−ム)の範囲で形成することが好ましい。なぜなら、1000Å(オングストロ−ム)以下の膜厚では反射膜としての機能を果たすことが出来ず、また4000Å以下であれば、保護膜の垂直方向に延在する側面の一部に開口部を形成することが可能となり、保護膜のリフトオフ作用により、保護膜の除去を簡単に行う事が出来る。さらに、有機系のレジストを用いれば、有機溶剤で比較的短時間で保護膜を除去することが出来るため、電極表面の光沢に影響を及ぼす酸を用いる必要がなくなる。
図8に示す903は、ステップS22の工程により処理が施された状態を示す。
(ステップS23)保護膜を、前記保護膜上に形成された反射部用皮膜と共に、溶剤浸漬法等により除去することによって、正電極134、及び、負電極135を露出させると同時に、反射部用皮膜を各電極と離れている領域のみに残して反射部のパターンを形成する。
以上のように、ステップS21で保護膜を電極及び電極周囲の分離領域に形成することにより、電極保護と分離領域形成とを同時に行う事が可能となった。
また、蒸着する反射部用メタルは水平面に比べ垂直面が皮膜され難いため、膜厚を必要とする反射部132には一定以上の皮膜膜厚を形成しつつ、同時に、垂直面すなわち側面には前記反射部132が形成されていない不連続な薄膜を形成できる。
以下に図9を用いて、半導体発光装置100の製造方法を説明する。
(ステップS31)サブマウント130をダイボンディング機の所定位置に固定する。
(ステップS32)半導体発光素子110を、ダイボンディング機の所定位置に固定する。
(ステップS34)半導体発光素子110を1チップずつピックアップし、サブマウント130に半導体発光素子110をバンプ接続する。
(ステップS35)サブマウント130に半導体発光素子110をバンプ接続したら、これをメタル版による蛍光体印刷機へ移送する。
(ステップS37)以上により、半導体発光装置100が完成する。
<まとめ>
本発明の実施の形態の半導体発光装置によれば、電極とは別に電界の影響を受けないように、反射率が高い材料で反射部を設けることによって、反射率が高い材料がエレクトロマイグレーションが起こり易いか否かにかかわらず、これを用いて、半導体発光素子が発光する青色光や紫外光、及び、蛍光物質により変換された黄緑色光等の出力光を効率良く外部に出力することができるという優れた効果が得られる。
<構成>
本発明の変形例1は、実施の形態の半導体発光装置を改良したものであり、反射部等の形状を、半導体発光素子から遠い部分が近い部分よりも、発光方向側に対して高くなるように傾斜させ、半導体発光素子から遠くなる程減衰して弱くなる光を、効率よく回収することにより輝度むらや色むらを抑える半導体発光装置である。
図10(a)は、組立前のサブマウント510の平面図であり、図10(b)は、半導体発光装置500を、図10(a)に示したサブマウント510のA−A'線縦断面図であり、図10(c)は、半導体発光装置500を、図10(a)に示したサブマウント510の、B−B'線縦断面図である。なお、図10におけるX軸、Y軸及びZ軸が示す方向は、図1(a)における各軸の定義に準ずる。
サブマウント510の上面に傾斜を付けるには、例えばポジ型のフォトレジストを基板上に塗布し、グラデーションマスクを介して露光し、フォトレジストを現像及びリンスすることにより、フォトレジストによる傾斜のある表面形状パターンを基板上に形成した後、これをマスクとしてフォトレジストと基板に対して異方性ドライエッチングやサンドブラスト等を行い、フォトレジストの表面形状パターンを基板表面に掘り写して転写すればよい。
以上のように、本発明の変形例1によれば、正電極及び反射部の形状を、少なくとも透光性樹脂に覆われている部分において、半導体発光素子から遠い部分が近い部分よりも、発光方向側に対して高くなるように傾斜させたので、半導体発光素子から遠くなる程減衰して弱くなる光を、効率よく回収することができ、輝度むらや色むらを抑えることができる。
<構成>
本発明の変形例2は、実施の形態の半導体発光装置を改良したものであり、反射部の表面に凹凸を設け、表面積を増やすことにより反射効率を向上させ、また乱反射させることにより波長の変換効率を向上させ、さらに、半導体発光素子から遠い部分の凹凸を近い部分の凹凸よりも大きくして、半導体発光素子から遠くなる程減衰して弱くなる光を、遠い部分程多く乱反射させることにより、輝度むらや色むらを抑える半導体発光装置である。
図11(a)は、組立前のサブマウント610を、半導体発光素子110を配置する上面側から見た平面図であり、図11(b)は、半導体発光装置600を、図11(a)に示したサブマウント610のA−A'線縦断面図である。なお、図11におけるX軸、Y軸及びZ軸が示す方向は、図1(a)における各軸の定義に準ずる。
ここで正電極には凹凸を設けていないが、反射部611と同様に、凹凸を設けてもよい。
サブマウント610の上面に凹凸を付けるには、例えばポジ型のフォトレジストを基板上に塗布し、グラデーションマスクを介して露光し、フォトレジストを現像及びリンスすることにより、フォトレジストによる凹凸のある表面形状パターンを基板上に形成した後、これをマスクとしてフォトレジストと基板に対して異方性ドライエッチングやサンドブラスト等を行い、フォトレジストの表面形状パターンを基板表面に掘り写して転写すればよい。
以上のように、本発明の変形例2によれば、反射部の表面に凹凸を設けたので、表面積が増え反射効率が向上し、また乱反射することにより波長の変換効率が向上する。
さらに、半導体発光素子から遠い部分の凹凸を近い部分の凹凸よりも大きくしたので、半導体発光素子から遠くなる程減衰して弱くなる光を、遠い部分程多く乱反射させることにより、輝度むらや色むらを抑えることができる。
(変形例3)
<構成>
本発明の変形例3は、実施の形態の半導体発光装置を改良したものであり、反射部の表面に球面を設け、表面積を増やすことにより反射効率を向上させ、また乱反射させることにより波長の変換効率を向上させ、さらに、半導体発光素子から遠い部分の球面の曲率を近い部分よりも小さくして、半導体発光素子から遠くなる程減衰して弱くなる光を、遠い部分程多く乱反射させることにより、輝度むらや色むらを抑える半導体発光装置である。
図12(a)は、組立前のサブマウント710の平面図であり、図12(b)は、半導体発光装置700を、図12(a)に示したサブマウント710のA−A'線縦断面図である。なお、図12におけるX軸、Y軸及びZ軸が示す方向は、図1(a)における各軸の定義に準ずる。
ここで正電極には球面を設けていないが、反射部711と同様に、球面を設けてもよい。
サブマウント710に球面を設けるには、例えば、従来のバンプを形成する方法により加工すればよい。
また、サブマウント710の上面に半球の形状を設けるのであれば、例えばポジ型のフォトレジストを基板上に塗布し、グラデーションマスクを介して露光し、フォトレジストを現像及びリンスすることにより、フォトレジストによる半球の形状のある表面形状パターンを基板上に形成した後、これをマスクとしてフォトレジストと基板に対して異方性ドライエッチングやサンドブラスト等を行い、フォトレジストの表面形状パターンを基板表面に掘り写して転写すればよい。
以上のように、本発明の変形例3によれば、反射部の表面に球面を設けたので、表面積が増え反射効率が向上し、また乱反射することにより波長の変換効率が向上する。
さらに、半導体発光素子から遠い部分の球面の曲率を近い部分よりも小さくしたので、半導体発光素子から遠くなる程減衰して弱くなる光を、遠い部分程多く乱反射させることにより、輝度むらや色むらを抑えることができる。
(照明装置)
図13は、半導体発光装置100を光源とする照明装置200を示す図である。
以上のように、本発明の実施の形態の照明装置によれば、上記半導体発光装置の効果と同様の効果が得られる。特に発光効率が向上することにより、室内用照明や卓上用照明においては高輝度化や省エネ効果が期待でき、また、携帯用照明においては高輝度化や連続点灯時間の延び等が期待できる。
図14は、照明装置200を写真撮影用のストロボとして搭載する携帯通信機器300である。
なお、半導体発光装置100を搭載する携帯通信機器は、図14に示した携帯通信機器300に限られず、例えば、半導体発光装置100を、携帯通信機器の液晶画面のバックライト、内蔵のデジタルカメラの静止画用のストロボや動画用の照明等のいかなる用途に用いた携帯通信機器であってもよい。
(カメラ)
図15は、照明装置200を写真撮影用のストロボとして搭載するカメラ400である。
以上のように、本発明の実施の形態のカメラによれば、上記半導体発光装置の効果と同様の効果が得られる。特に発光効率が向上することにより、各種カメラにおいて、従来よりも低いEV値における撮影、バッテリーの持続時間の伸張、及び軽量化等が期待できる。
(c)は、半導体発光装置500を、(a)に示したサブマウント510のB−B'線縦断面図である。
110 半導体発光素子
111 負電極
112 正電極
120 透光性樹脂
130 サブマウント
131 シリコン基板
132 反射部
133 裏面電極
134 正電極
135 負電極
136 ボンディングパッド
140〜144 マイクロバンプ
200 照明装置
201〜204 リードフレーム
205 Agペースト
206、207 Au線
208 透明エポキシ樹脂
209 マイクロレンズ
300 携帯通信機器
400 カメラ
500 半導体発光装置
510 サブマウント
511 正電極
512 反射部
513 シリコン基板
600 半導体発光装置
610 サブマウント
611 反射部
612 シリコン基板
700 半導体発光装置
710 サブマウント
711 反射部
712 シリコン基板
Claims (22)
- サブマウントと、
前記サブマウントの上に配置された半導体発光素子とを備え、
前記サブマウントは、
基板と、
前記基板の上面上に配置され、前記半導体発光素子と直接接触している電極部と、
前記基板の上面上に配置され、前記半導体発光素子及び前記電極部と直接接触していな い反射部と
を有することを特徴とする半導体発光装置。 - 前記電極部は、
前記基板の前記上面上に形成された電極と、
前記半導体発光素子と前記電極とを電気的に接続する接続部と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。 - 前記反射部は、光の反射率が前記電極よりも高いことを特徴とする請求項2に記載の半導体発光装置。
- 前記反射部は、金属により形成され、
前記電極は、前記反射部を形成する金属よりも、エレクトロマイグレーションが起こりにくいことを特徴とする請求項3に記載の半導体発光装置。 - 前記反射部は、
Ag、Agを含む合金、AgとBiとNdとを含む合金、AgとAuとSnとを含む合金、Al、Alを含む合金、又はAlとNdとを含む合金により形成されていること
を特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の半導体発光装置。 - 前記反射部は、
Ag、又はこれを含む合金により形成されており、
前記電極が、Au、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記半導体発光素子が発光する光の波長帯は、略340nm以上略800nm以下であり、
前記電極が、Pt、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略350nm以上略800nm以下であり、
前記電極が、Cu、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略350nm以上略800nm以下であり、
前記電極が、Ni、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略340nm以上略800nm以下であり、
前記電極が、Rh、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略370nm以上略800nm以下であり、
前記電極が、Al、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略460nm以上略800nm以下であること
を特徴とする請求項2から4の何れか1項に記載の半導体発光装置。 - 前記反射部は、
Al、又はこれを含む合金により形成されており、
前記電極が、Au、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記半導体発光素子が発光する光の波長帯は、略200nm以上略600nm以下であり、
前記電極が、Pt、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略200nm以上略800nm以下であり、
前記電極が、Cu、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略200nm以上略630nm以下であり、
前記電極が、Ni、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略200nm以上略800nm以下であり、
前記電極が、Rh、又はこれを主成分とする合金により形成されているときには、前記波長帯は、略200nm以上略800nm以下であること
を特徴とする請求項2から4の何れか1項に記載の半導体発光装置。 - 前記基板は、Siを含むことを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の半導体発光装置。
- 前記反射部は、上から見て、前記半導体発光素子により遮蔽されていない開放部分を有することを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の半導体発光装置。
- 前記反射部は、前記半導体発光素子から遠い部分が、近い部分よりも上方向に高いことを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の半導体発光装置。
- 前記半導体発光装置は、
前記半導体発光素子の発光部分の一部又は全部と、前記反射部の一部又は全部とを覆う透光変換部を備えることを特徴とする請求項1から10の何れか1項に記載の半導体発光装置。 - 前記反射部は、前記半導体発光素子から遠い部分が、近い部分よりも、前記半導体発光素子からの光を反射する割合が高いことを特徴とする請求項1から11の何れか1項に記載の半導体発光装置。
- 前記反射部は、一部又は全部に、凹凸を有することを特徴とする請求項1から12の何れか1項に記載の半導体発光装置。
- 前記反射部は、前記半導体発光素子から遠い部分が、近い部分よりも、凹凸が大きいことを特徴とする請求項13に記載の半導体発光装置。
- 前記反射部は、一部又は全部に、球面を有することを特徴とする請求項1から12の何れか1項に記載の半導体発光装置。
- 前記反射部における前記球面は、前記半導体発光素子から遠い部分が、近い部分よりも、曲率が小さいことを特徴とする請求項15に記載の半導体発光装置。
- 前記反射部と前記基板との間に、絶縁部が設けられていることを特徴とする請求項1から16の何れか1項に記載の半導体発光装置。
- 前記半導体発光素子には、一方の主面側に、第1素子電極と、第2素子電極とが設けられ、
前記サブマウントには、前記電極として、第1基板電極と、第2基板電極とが設けられ、
前記第1素子電極と、前記第1基板電極とが、前記接続部の1つである第1マイクロバンプによって電気的に接続され、
前記第2素子電極と、前記第2基板電極とが、前記接続部の1つである第2マイクロバンプによって電気的に接続されていること
を特徴とする請求項2から11の何れか1項に記載の半導体発光装置。 - 請求項1から18の何れか1項に記載の半導体発光装置と、前記半導体発光装置の主発光方向に配置されるレンズ部とを備えた照明装置。
- 請求項1から18の何れか1項に記載の半導体発光装置、又は、請求項19に記載の照明装置を備えた携帯通信機器。
- 請求項1から18の何れか1項に記載の半導体発光装置、又は、請求項19に記載の照明装置を備えたカメラ。
- 請求項1から18の何れか1項に記載の半導体発光装置の製造方法であって、
前記基板の前記上面上に、前記電極部を形成するステップと、
前記電極部及び前記電極部に隣接する領域に保護膜を形成するステップと、
前記保護膜が形成された領域、及び前記反射部を形成すべき領域からなる、前記基板の 前記上面上の略全体に、反射部用皮膜を形成するステップと、
前記保護膜と、前記保護膜上に形成された反射部用皮膜とを除去するステップとを含むことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
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