JP2008108952A - 半導体発光装置および半導体発光装置の製造方法 - Google Patents

半導体発光装置および半導体発光装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】半導体発光装置を照明のアプリケーションとして利用するためには放射角度をある程度絞れた方が光の利用効率を高くできる。しかし、半導体発光装置はもともと光が広角度に拡散してしまうという課題があった。
【解決手段】蛍光体層を有する半導体発光装置1であって、蛍光体層50の高さHと幅Lの比を0.15以下にする。このようにすることで、蛍光体層の側面から放出される光が減少し、放射光の半値幅を狭くすることができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、レンズを用いた照明の光源に用いる、半導体発光素子の周囲に蛍光体層を配した半導体発光装置において、光源からの光をレンズで扱いやすくするために半導体発光装置の放射光の半値幅を狭くする半導体発光装置及びその製造方法に関するものである。
発光ダイオードやレーザーダイオードなどの半導体発光装置は、光変換効率が高くまた寿命も長いため、さまざまなアプリケーションへの応用が期待されている。例えば、特許文献1には、自動車のテールランプ、交通信号灯、移動式メッセージ表示装置などへのアプリケーションへの期待が紹介されており、また、特許文献2では、プロジェクターの光源としてのアプリケーションが言及されている。
このような発光装置を光源として用いるアプリケーションでは、元来広角度に拡散する半導体発光装置の光をある程度狭い角度に制限する必要がある。
このために、半導体発光装置の前面に放物面を有する反射壁とレンズを配置する構成(特許文献1参照)や、コリメーター光学系を配置する構成(特許文献2参照)が提案されている。
特開平9−167515号公報 特開2005−208571号公報
これらの構成は、上述のように半導体発光装置の配光の特殊性にあり、元々広角度に拡散したり、半円球状の樹脂パッケージによって広い角度に配光される点にある。広角度に拡散した放射光を集光させるには、反射壁や焦点距離の短いレンズが必要になる。焦点距離の短いレンズは収差が大きく、また色ずれも発生する。
従って、半導体発光装置を上述のようなアプリケーションに用いるためには、光の拡散する角度を狭くして集光させやすくし、面発光に近い配光性を有する半導体発光装置が必要となる。
上記課題を解決するために本発明は、半導体発光素子の周囲に蛍光体層を配した半導体発光装置において、蛍光体層が露出している発光露出部の高さと幅の比を一定割合以下にする。また、そのような半導体発光装置の製造方法を提供する。
本発明の半導体発光装置は、蛍光体層の発光露出部の高さと幅の比を一定割合以下にすることによって、側面が天面に比べ十分狭くなるので、半導体発光装置の側面からの光が減少し、放射光の半値幅を狭くすることができる。また、天面からの面発光に近い配光性を得る事ができる。
(実施の形態1)
図1に本発明の半導体発光装置1を示す。半導体発光装置1は、サブマウント21上に形成された引出電極22、23とバンプ24、25を含む支持部20と、基板11とn型層12と活性層13とp型層14と電極15、16とを含む半導体発光素子10と、半導体発光素子10の周囲に配置された蛍光体層50を有する。
サブマウント21は、半導体発光素子10を支持し、ハウジングやリードフレームなどへの取り付けを容易にする。サブマウント21は、シリコンツェナーダイオード、シリコンダイオード、シリコン、窒化アルミニウム、アルミナ、その他のセラミック等を用いることができる。また、サブマウント21には、スルーホール28およびスルーホール28を通じてプリント基板に接合する端子電極29を設けてもよい。スルーホールはサブマウントに穿たれた貫通孔で、内部に銅、アルミニウム、金等の導電材料を含む。端子電極29は、スルーホールと電気的に接合しており、銅、銀、金などの導電材料で作製される。
引出電極は、外部からの電流を半導体発光素子10に与えるための端子である。従って、n側引出電極22とp側引出電極23からなる。引出電極は、銅、アルミニウム、金、銀といった導電性の材料を用いる。引出電極は、半導体発光素子10と比較しても大きな面積で作製することができるため、外部からの電流供給線(図示せず)と半田付けなどで接合することができ、大電流の印加による繰り返しヒートショックにも耐えられる。なお、サブマウントがスルーホールを有する場合は、引出電極に外部からの電流供給線を半田付けする必要はない。スルーホールを通じて、外部の電極もしくはリードフレームといった、電流供給線に接続できるからである。ただし、スルーホールと引き出し電極は電気的に導通状態になっている必要がある。
バンプは半導体発光素子10をサブマウント21上に固定し、また引出電極22、23との間を電気的に結合させる役割を有する。引出電極22、23に対応してn極バンプ24とp極バンプ25がある。また、バンプは半導体発光素子10に設けられた電極に応じて設けられるので、それぞれ複数個あってもよい。
バンプと半導体発光素子の電極との接触面積は、半導体発光素子からサブマウントへの放熱を促進するために、n側電極15およびp側電極16が形成されている半導体発光素子10の一面の20%以上であることが望ましく、好ましくは50%以上である。
材料としては、金、金−錫、半田、インジウム合金、導電性ポリマーなどを用いることができるが、特に金や金を主成分とする材料が好ましい。これらの材料を用いて、メッキ法、真空蒸着法、スクリーン印刷法、液滴射出法、ワイヤーバンプ法等を用いて形成することができる。
例えば、ワイヤーバンプ法で金ワイヤーを作製し、その一端をボンダーにてサブマウント上の引出電極に接着した後、ワイヤーを切断することで金バンプを形成する。また、金などの微粒ナノ粒子を揮発性溶剤に分散した液をインクジェット印刷と同様な手法で印刷し、溶剤を揮発除去してナノ粒子の集合体としてのバンプを形成する液滴射出法を用いることもできる。
サブマウントに引出電極とバンプを形成した状態のものを支持部20と呼ぶ。支持部20には上記説明で明らかなようにスルーホールがあってもよい。
基板11は、発光する部分を保持する役目を負う。材質としては、絶縁性のサファイアを用いることができる。しかし、発光効率や発光する部分が窒化ガリウム(GaN)を母材とすることから、発光層、より具体的にはn型層12と基板11との界面での光の反射を少なくするために発光層と同等の屈折率を有するGaNやSiC、AlGaN、AlNを用いるのが好適である。
発光層となるn型層12と活性層13とp型層14は基板11上に順次積層される。材質は特に制限はないが、窒化ガリウム系化合物であれば好ましい。具体的には、それぞれ、GaNのn型層12、InGaNの活性層13、GaNのp型層14である。なお、n型層12やp型層14としては、AlGaNやInGaNを用いてもよいし、n型層12と、基板11との間に、GaNやInGaNで構成したバッファ層を用いることも可能である。また、例えば、活性層13は、InGaNとGaNが交互に積層した多層構造(量子井戸構造)としてもよい。
このように基板11上に積層したn型層12と活性層13とp型層14の一部から、活性層13とp型層14を除去し、n型層12を露出させる。この露出させたn型層12上に形成されたのが、n側電極15である。また、p型層14上に同じくp側電極16が形成される。つまり、活性層13とp型層14を除去し、n型層12を露出させることで、発光層とp側電極およびn側電極は基板に対して同じ側の面に形成することができる。
p側電極16は発光層で発した光を基板11の側に反射するために反射率の高いAgやAl、Rh等の第1の電極を用いる。p型層14とp側電極16のオーミック接触抵抗を小さくするためにp型層14と第1の電極の間にPtやNi、Co、ITO等の第2の電極を用いることが望ましい。また、n側電極15はAlやTi等を用いることができる。p側電極16およびn側電極15の表面にはバンプとの接着強度を高めるためにAuやAlを用いることが望ましい。これらの電極は真空蒸着法、スパッタリング法などによって、形成することができる。
半導体発光素子10のサイズは、特に限定はないが、光量が大きく面発光に近い光源とするには、全面積が広い方がよく、好ましくは一辺が500μm以上であることが望ましい。
蛍光体層50は、無機若しくは有機の蛍光体粒子を樹脂もしくはガラスといった透明媒体中に分散したものである。
例えば、半導体発光素子10が青色を発光し、半導体発光装置1自体の発光色を白色にする場合は、半導体発光素子10からの青色の光を受けて、黄色に波長を変換し放出する蛍光体である。このような蛍光体材料としては、希土類ドープ窒化物系、または、希土類ドープ酸化物系の蛍光体が好ましい。より具体的には、希土類ドープアルカリ土類金属硫化物希土類ドープガーネットの(Y・Sm)3(Al・Ga)512:Ceや(Y0.39Gd0.57Ce0.03Sm0.013Al512、希土類ドープアルカリ土類金属オルソ珪酸塩、希土類ドープチオガレート、希土類ドープアルミン酸塩等を好適に用いることができる。また、珪酸塩蛍光体(Sr1-a1-b2-xBaa1Cab2Eux)2SiO4やアルファサイアロン(α−sialon:Eu)Mx(Si,Al)12(O,N)16を黄色発光の蛍光体として用いても良い。
なお、Yはイットリウム、Smはサマリウム、Ceはセリウム、Srはストロンチウム、Baはバリウム、Caはカルシウム、Euはユウロピウム、MxのMはLi(リチウム)、Mg(マグネシウム)、Ca(カルシウム)等の金属イオンで、xは固溶量を表す。
媒体としては、シリコン樹脂、エポキシ樹脂及びフッ素樹脂を主成分とする樹脂を用いることができる。特に非シリコン樹脂としては、シロキサン系の樹脂やポリオレフィン、シリコン・エポキシハイブリッド樹脂などが好適である。
なお、樹脂の代わりにゾルゲル法で作製されるガラス材料を用いることもできる。具体的には、一般式Si(X)n(R)4-n (n=1〜3)で表される化合物である。ここで、Rはアルキル基であり、Xはハロゲン(Cl、F、Br、I)、ヒドロキシ基(−OH)、アルコキシ基(−OR)から選ばれる。このガラス材の中にも蛍光体や一般式がM(OR)で表されるアルコキシドを添加することもできる。アルコキシドを添加することによって凹凸構造の屈折率を変えることができる。
また、これらのガラス材料は硬化反応温度が摂氏200度程度のものもあり、バンプや電極各部に用いる材料の耐熱性を考慮しても好適な材料と言える。
蛍光体層50は、半導体発光素子10の周囲に配される。蛍光体層50の配置に特に限定はなく、図1のごとく半導体発光素子を取り囲むように立方体形に配しても良いし、半導体発光素子に滴下したままの形状であってもよい。また、半導体発光素子の周囲に反射壁などを施し、そこに流し込んでも良い。いずれにしても、蛍光体層が空間と接している部分を発光露出部と呼ぶ。発光露出部の高さをH、幅をLとする。幅は、最も短い部分の幅であってよい。
図1の場合は、サブマウント上部に蛍光体層を形成しており、サブマウントと接している以外の蛍光体層の面は全部空間と接しているので、蛍光体層全体が発光露出部となる。また、サブマウントからの高さがH、幅がLとなる。
側面52から放出される光は半導体発光装置1としては、配光方向を分散する成分となる。この側面から放出される光は、反射によって上面51の方向に反射させるにしても、レンズによって集光するにしても、扱いにくく有効な光成分となりにくい。従って、半導体発光装置1として、できるだけ側面52から放出される光は少なくなるようにする。そこで、発光露出部の高さHと幅Lの比率を変えることで側面52から放出される光を少なくする。
図2は、HとLの比率によって、半導体発光装置1からの放射光の配光性の変化を示す。横軸はH/Lを表し、縦軸は放射光の半値角を表す。丸印72は、半導体発光素子10の天面18が平坦に形成されている場合であり、四角印74は天面18に全反射防止処理が施されている場合である。天面18に全反射防止処理を施すことによって、半導体発光素子10から蛍光体層50に取り出される光のうち、天面18を通して取り出される光の割合が増加し、結果として蛍光体層50の上面51からの放射光が増加することによって、放射角度をより狭く保つことができる。この具体例は実施の形態2で説明する。
図3には、図2の測定方法と測定値を例示する。図3(a)には測定方法を示す。半導体発光装置1を中心にして、その円周上を光強度測定器60が、半導体発光装置1とのなす角度θ61を変えながら光強度を測定する。光強度は光量であってもよい。図3(b)に測定結果の例を示す。横軸は角度θ61であり、縦軸は光強度(任意軸)を示す。最も強度の強い値を1.0として、光強度が0.5の部分の幅62を放射光の半値幅とする。また、放射光の半値幅を「半値角」と呼ぶ。
図2に戻って、H/Lが大きくなるに従って、半値角も大きくなる。つまり、半値角は、蛍光体層の発光露出部の高さと幅の比、より本質的には発光露出部の上面と側面の面積比に依存すると考えられる。
半導体発光装置1の放射光をレンズなどで収束させる場合は、半値角は狭くなる方がよい。その半値角は面発光で得られる半値角である120度に近いほど好ましい。従って、H/Lは0.15以下であるのが好ましく、より好ましくは0.1以下であるのがよい。H/Lは理想的にはHがゼロの場合で、面発光となり半導体発光装置単体としてはH/Lがマイナスは無意味となるため、H/Lはゼロ以上である。
図4に本発明の半導体発光装置1の製造方法を示す。上記で説明したように、サブマウント上に引出電極、バンプを形成した支持部20を用意する。サブマウントは、所定の材料の表面を研磨し、半導体発光装置より大きい面積を有するものを使う。生産性を高めるためである。
さらに、基板上にn型層、活性層、p型層とn側電極、p側電極を形成した半導体発光素子10を乗せ、超音波振動によって溶着する。溶着は支持部20若しくは半導体発光素子10側を固定しておき、他方を超音波溶着装置のチャックで固定し、超音波振動を与えることによって行なう。この時、支持部20若しくは半導体発光素子10側から加熱することにより、加熱しない場合に比べて低い超音波出力でバンプとn側電極15およびp側電極16の溶着を行なうことができるので、半導体発光素子10へのダメージを低減することができる。加熱温度は100〜400℃が好ましい。
図4(A)は、バンプとn側電極およびp側電極が溶着された状態を示している。この時、基板は厚さが0.2mmから1mm程度の厚さである。なお、基板厚さが200μm程度までは超音波溶着による振動にも耐えうるが、150μm程度になるとGaNやSiCといった脆性の大きな基板には割れが生じることがある。
次にこれを充填材3で埋める。この状態を図4(B)に示す。充填材としては、フォトレジスト、エポキシ、シリコン、各種ワックスを用いることができる。この充填材は、基板を研削する際に、n側電極やp側電極とバンプとの間、若しくはバンプと引出電極の間の接着を補強するためのものである。基板の研削後は除去する場合もあるので、除去可能なリムーバー(除去液)若しくは除去方法が用意できるものが好適である。
このように充填材で補強した状態にして、上方から研削していく。図4(C)は、研削を行なった状態を示す。研削は、各種の研磨機を用いることができる。具体的には、研削盤、ラップ盤といった装置を利用することができる。研削後の基板の厚みは、150μm以下が望ましい。150μmより厚い基板でよければ、研削をしなくても、バンプ形成ができるからである。特に脆性の高いGaN系やSiC系の基板の場合はこのように充填材を施した上で研削を行なう事で、加工時の割れなどのダメージを防ぐ事ができる。
例えば基板は、正方形もしく長方形で少なくとも短い方の1辺が500μm以上にし、研削後の素子の高さHdvを100μm以下にする。
なお、基板厚みが1mmから数μmまで研削するため、研削は複数の工程に分けて行なうのが好ましい。すなわち、目標厚みまでの研削量が多いうちは、研削レートの高い研削方法を行ない、目標厚みに近づいたら、研削レートの低い研削方法で削る。例えば、研削盤やラップ盤では、砥石の粒度を変える事で研削レートを変えることができる。
図5(D)には、その後の充填材を除去した状態を示す。図5(E)は、充填材を除去したのち、蛍光体層50を半導体発光素子の周囲に配した状態を示す。これは蛍光体層を印刷法で塗布して形成する。幅が500μm以上の基板を研削し、半導体発光素子の厚みHdvを100μm以下にまで薄くしたので、蛍光体層の高さHと幅Lの比率を0.15以下にすることができる。例えば、半導体発光素子の周囲に20μmの厚みで蛍光体層を形成したとすると、半導体発光素子10の幅が1000μmで、厚みHdvを80μmにした場合に、Lが1040μmでHが100μmとなり、H/Lは0.096となる。このとき、図2に示すように、半導体発光装置の半値角を約120度にすることができる。
なお、蛍光体層は適正な厚さよりやや厚めに形成した後、上面を研削盤等で平面状に研削して蛍光体層の厚みを調整することで白色の色度を所望の値に合わせることができる。また、このように蛍光体層の上面を平面に形成した場合、蛍光体層の上面からの白色放射光を増加させるために、蛍光体層の上面に蛍光体層を構成する透明媒体と同様な樹脂もしくはガラスからなる凹凸構造を形成することが効果的である。この凹凸構造は、ナノインプリント技術やインクジェット印刷法で形成することができる。
図5(F)は、蛍光体層を塗布した後、それぞれの半導体発光装置を切り出した工程を示す。すでに基板の厚みが薄くて表面に凹凸構造を持ち、バンプによって電流が供給される半導体発光装置がサブマウント上に出来上がっているので、これを1つ1つに切断する。これは、マイクロスライサなどを用いることによって、切り取るのが好適であるが、この方法に限定するものではない。また、予め複数の半導体発光装置を1つのサブマウント上に並べて作製する場合などは、複数個まとめて切り出してもよい。
(実施の形態2)
本実施の形態では、半導体発光素子10の天面に全反射防止処理を行なう。全反射防止処理を行なった場合は、H/Lに対して半値角を狭くできるという効果を図2で示した。図6には本実施の形態の半導体発光装置2を示す。本実施の形態の半導体発光素子10の天面18に全反射防止処理42を有する。
半導体発光装置2の構成要素の材料や製造方法は実施の形態とほぼ同じである。すなわち、サブマウント上に半導体発光素子を接合し、充填材で充填した後、基板を研削する。図4(A)から(C)で示した工程と同じである。図7(C)は図4(C)を再掲した。
次に基板表面に全反射防止処理として凹凸構造を形成する。図7(C1)に凹凸構造を形成した状態を示す。凹凸構造のパターンには特に限定はない。ナノインプリント技術を用いた微細加工を用いれば、光の波長と同程度若しくは、使う光の波長によっては、それ以下のスケールの微細パターンを形成することもできる。また形状も溝形状、錘状、半円球状など、さまざまなパターンの形成が可能である。なお、ナノインプリントを行なう面は平坦であることが必要であるが、半導体発光素子10と充填材3からなる研削面は非常に平坦に形成されるので、精度良く微細パターンを形成することができる。
エッチングによる表面の凹凸形状の形成は、工程が簡単であり、また光取り出し効果も向上する。しかし、凹凸形状の正確な制御が困難であり、また全く同じ凹凸形状を多くの基板表面上に形成できないという特性がある。
また、研削する工程の最後に用いる砥石の粒度を調節して、研削が終わった状態で、ある範囲の表面粗さに仕上げ、基板表面の凹凸構造とすることもできる。
また、インクジェット印刷法により基板表面に凹凸構造を作製することもできる。この方法は基板をエッチングする工程を含まないので簡便に行なうことができる。作製する凹凸構造自体の屈折率を調整することで、光取り出し効果を得る事ができる。
充填材で固めて基板を所定の厚みに研削した後(図7(C)の状態)、表面にレジストを塗布する。レジストは、PMMA(ポリメチルメタクリレート)などのポリマーレジストや、シリコン系有機溶剤などを用いることができる。これらを基板表面に塗布したのち、プリベークをしてレジストを硬化させ、それから予めパターンを形成したモールドを押し付けて、モールド表面に形成された微細凹凸パターンをレジストに転写させる。
凹凸構造のパターンは、ドットパターンや溝パターンなどが考えられるが、特に限定しない。また、基板上面について全て同一のパターンでなくてもよい。パターンの大きさは使う光の波長にもよるが、1μm以下のサブミクロンの大きさのパターンが好ましい。例えば、幅がサブミクロンの長さの溝パターンなどである。
モールドの転写には大きな力がかかるので、充填材を強いものとするか、若しくはそれほど大きな力でなくてもパターンが転写できるレジストを選択する。
次にこれをエッチングする。エッチングはウェットエッチングでもドライエッチングでも利用する事ができる。ドライエッチングでは、イオンミリング法や塩素ガス法などがある。ウェットエッチングでは、酸を主体としたエッチャントを用いてエッチングを行なうことができる。
図7(C1)には、エッチングを行なった状態を示している。図7(E1)には、その後充填材を除去し、蛍光体層を塗布した状態を示す。蛍光体層の塗布は実施の形態1と同様に印刷法で形成する。このように形成した半導体発光装置を個別に切り分けた状態が図6に示した半導体発光素子である。なお、図6にはサブマウントにスルーホールと接続端子が施された状態で示した。
なお、全反射防止処理の凹凸構造は、ウェットエッチングでも形成することもできる。ウェットエッチでの形成を簡単に説明する。図7(C)の基板の表面が露出した状態から
これをそのまま水酸化カリウム(KOH)の水溶液中に浸す。水酸化カリウムの濃度、温度、浸食時間などの条件を適宜決めてやると、大きさが、サブミクロンから数μの大きさの凹凸構造を基板表面に形成させることができる。
また、凹凸構造は、インクジェット印刷法によって凹凸構造を形成してもよい。すなわち、インクジェット印刷法によって樹脂を所定のパターンで印刷する。パターンとしては、ドットパターン、溝パターン、ドットと溝の混合パターンなどが考えられるが、特に限定するものではない。インクジェット印刷法では、サブミクロン大のインクを噴射させながら基板表面に印刷を行なうので、溝パターンもドットの連続体として形成される。
本実施の形態では、蛍光体層の発光露出部の高さHと幅Lの比を0.15以下にしたので、半値角を狭く絞る事ができ、また半導体発光素子の天面に全反射防止処理を施したので、光取出し効率も向上する。例えば、半導体発光素子の周囲に20μmの厚みで蛍光体層を形成したとすると、半導体発光素子10の幅が1000μmで、厚みHdvを130μmにした場合に、Lが1040μmでHが150μmとなり、H/Lは0.144となる。このとき、図2に示すように、半導体発光装置の半値角を約120度にすることができ、発光出力も天面に全反射防止処理を施さない場合に比較して約1.3倍に向上することができる。
本発明は、半導体発光装置特に高輝度出力を目的とした半導体発光装置に利用する事が出来る。
本発明の半導体発光装置の構成を表す図 本発明の半導体発光装置の半値角とH/Lの関係を示す図 放射角度の測定方法を示す図 本発明の半導体発光装置の製造方法を説明する図 本発明の半導体発光装置の製造方法を説明する図 本発明の第2の実施の形態の半導体発光装置の構造を示す図 第2の実施の形態の半導体発光装置の製造方法を説明する図
符号の説明
1、2 半導体発光装置
3 充填材
10 半導体発光素子
11 基板
12 n型層
13 活性層
14 p型層
15 n側電極
16 p側電極
18 表面凹凸構造
20 支持部
21 サブマウント
22 n側引出電極
23 p側引出電極
24 n極バンプ
25 p極バンプ

Claims (9)

  1. 半導体発光素子と、
    前記半導体発光素子の周囲に配された蛍光体層とを含み、
    前記蛍光体層の発光露出部の高さをHとし、
    前記蛍光体層の発光露出部の最も短い幅をLとしたときに、
    H/Lが0.15以下0以上である半導体発光装置。
  2. H/Lが0.1以下0以上である請求項1記載の半導体発光装置。
  3. 前記半導体発光装置は、
    引出電極が形成されたサブマウントをさらに有し、
    前記半導体発光素子は前記サブマウントの前記引出電極と電気接続された請求項1および2のいずれかに記載の半導体発光装置。
  4. 前記半導体発光素子はGaN系若しくはSiC系の基板を含む請求項1および2のいずれかに記載の半導体発光装置。
  5. 前記半導体発光素子の発光層が形成された反対側の基板の表面には、全反射防止処理が施されている請求項1および2のいずれかに記載の半導体発光装置。
  6. 前記発光露出部の上部が平面である請求項1および2のいずれかに記載の半導体発光装置。
  7. 引出電極を施したサブマウント基板上に半導体発光素子を接続する工程と、
    前記サブマウント基板と前記発光素子の間に充填材を充填する工程と、
    前記基板の発光体層を形成した面の反対側の面を研削する工程と、
    前記充填材を除去する工程と、
    前記半導体発光素子の周囲に蛍光体層を形成する工程とを含む半導体発光装置の製造方法。
  8. 前記充填材を除去する工程の前に、前記研削工程で研削した面に全反射防止処理を施す工程を含む請求項7記載の半導体発光装置の製造方法。
  9. 前記蛍光体を形成する工程の後に、
    前記サブマウント基板を切断する工程を含む請求項7記載の半導体発光装置の製造方法。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011171476A (ja) * 2010-02-18 2011-09-01 Konica Minolta Opto Inc 発光ダイオードユニットの製造方法
JP2011181834A (ja) * 2010-03-03 2011-09-15 Toshiba Corp 半導体発光素子およびその製造方法
JP2012044131A (ja) * 2010-08-23 2012-03-01 ▲さん▼圓光電股▲ふん▼有限公司 発光装置の製造方法
US8179938B2 (en) 2008-09-16 2012-05-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Light-emitting element capable of increasing amount of light emitted, light-emitting device including the same, and method of manufacturing light-emitting element and light-emitting device
JP2012528473A (ja) * 2009-05-26 2012-11-12 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 発光ダイオードの製造方法
WO2013046292A1 (ja) * 2011-09-26 2013-04-04 東芝ライテック株式会社 発光モジュール、および照明器具
JP2014078678A (ja) * 2012-09-18 2014-05-01 Toyoda Gosei Co Ltd 半導体発光装置の製造方法
JP2015220392A (ja) * 2014-05-20 2015-12-07 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP2016143735A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP2018067573A (ja) * 2016-10-17 2018-04-26 パナソニックIpマネジメント株式会社 発光モジュール及び照明器具
JP2018107371A (ja) * 2016-12-28 2018-07-05 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
JP2018117138A (ja) * 2018-03-01 2018-07-26 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001015817A (ja) * 1999-04-26 2001-01-19 Matsushita Electronics Industry Corp 複合発光素子と発光装置及びその製造方法
JP2001168383A (ja) * 1999-12-03 2001-06-22 Matsushita Electronics Industry Corp 複合発光素子の製造方法
JP2002185048A (ja) * 2000-10-13 2002-06-28 Lumileds Lighting Us Llc 発光ダイオードのステンシル蛍光体層
WO2003034508A1 (en) * 2001-10-12 2003-04-24 Nichia Corporation Light emitting device and method for manufacture thereof
JP2005079202A (ja) * 2003-08-28 2005-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光装置、発光モジュール、照明装置、および半導体発光装置の製造方法
JP2005191514A (ja) * 2003-10-31 2005-07-14 Toyoda Gosei Co Ltd 発光素子および発光装置
WO2005091388A1 (en) * 2004-03-18 2005-09-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Nitride based led with a p-type injection region
JP2006049524A (ja) * 2004-08-03 2006-02-16 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置の製造方法及び発光装置
JP2006100787A (ja) * 2004-08-31 2006-04-13 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置および発光素子
JP2006156837A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光装置、発光モジュール、および照明装置
JP2006210490A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光装置および発光装置の製造方法
JP2007273506A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Sumitomo Chemical Co Ltd 化合物半導体発光素子

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001015817A (ja) * 1999-04-26 2001-01-19 Matsushita Electronics Industry Corp 複合発光素子と発光装置及びその製造方法
JP2001168383A (ja) * 1999-12-03 2001-06-22 Matsushita Electronics Industry Corp 複合発光素子の製造方法
JP2002185048A (ja) * 2000-10-13 2002-06-28 Lumileds Lighting Us Llc 発光ダイオードのステンシル蛍光体層
WO2003034508A1 (en) * 2001-10-12 2003-04-24 Nichia Corporation Light emitting device and method for manufacture thereof
JP2005079202A (ja) * 2003-08-28 2005-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光装置、発光モジュール、照明装置、および半導体発光装置の製造方法
JP2005191514A (ja) * 2003-10-31 2005-07-14 Toyoda Gosei Co Ltd 発光素子および発光装置
WO2005091388A1 (en) * 2004-03-18 2005-09-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Nitride based led with a p-type injection region
JP2006049524A (ja) * 2004-08-03 2006-02-16 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置の製造方法及び発光装置
JP2006100787A (ja) * 2004-08-31 2006-04-13 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置および発光素子
JP2006156837A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光装置、発光モジュール、および照明装置
JP2006210490A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光装置および発光装置の製造方法
JP2007273506A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Sumitomo Chemical Co Ltd 化合物半導体発光素子

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8179938B2 (en) 2008-09-16 2012-05-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Light-emitting element capable of increasing amount of light emitted, light-emitting device including the same, and method of manufacturing light-emitting element and light-emitting device
US8268653B2 (en) 2008-09-16 2012-09-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Light-emitting element capable of increasing amount of light emitted, light-emitting device including the same, and method of manufacturing light-emitting element and light-emitting device
JP2012528473A (ja) * 2009-05-26 2012-11-12 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 発光ダイオードの製造方法
US9806237B2 (en) 2009-05-26 2017-10-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing a light-emitting diode
JP2011171476A (ja) * 2010-02-18 2011-09-01 Konica Minolta Opto Inc 発光ダイオードユニットの製造方法
US8822250B2 (en) 2010-03-03 2014-09-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
US8314437B2 (en) 2010-03-03 2012-11-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
JP2011181834A (ja) * 2010-03-03 2011-09-15 Toshiba Corp 半導体発光素子およびその製造方法
US9018665B2 (en) 2010-03-03 2015-04-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
US8809833B2 (en) 2010-03-03 2014-08-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
JP2012044131A (ja) * 2010-08-23 2012-03-01 ▲さん▼圓光電股▲ふん▼有限公司 発光装置の製造方法
WO2013046292A1 (ja) * 2011-09-26 2013-04-04 東芝ライテック株式会社 発光モジュール、および照明器具
JP2014078678A (ja) * 2012-09-18 2014-05-01 Toyoda Gosei Co Ltd 半導体発光装置の製造方法
JP2015220392A (ja) * 2014-05-20 2015-12-07 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP2016143735A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP2018067573A (ja) * 2016-10-17 2018-04-26 パナソニックIpマネジメント株式会社 発光モジュール及び照明器具
JP2018107371A (ja) * 2016-12-28 2018-07-05 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
CN108269900A (zh) * 2016-12-28 2018-07-10 日亚化学工业株式会社 发光装置及其制造方法
US10243106B2 (en) 2016-12-28 2019-03-26 Nichia Corporation Light emitting device and method for manufacturing the same
US10615310B2 (en) 2016-12-28 2020-04-07 Nichia Corporation Light emitting device
US11024771B2 (en) 2016-12-28 2021-06-01 Nichia Corporation Method for manufacturing light emitting device
CN108269900B (zh) * 2016-12-28 2022-06-03 日亚化学工业株式会社 发光装置及其制造方法
JP2018117138A (ja) * 2018-03-01 2018-07-26 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法

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