JP2010050235A - 半導体発光装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光取り出し効率を向上させる透光性被覆層を、より簡易に形成できるようにする。
【解決手段】半導体発光装置１は、サブマウント２、サブマウント２上に搭載された半導体発光素子３、および半導体発光素子３を完全に被覆した透光性被覆層４を有する。透光性被覆層４は、サブマウント２との接触部の外側境界線Ｌb上の任意の接触点Ｐe1、Ｐe2におけるサブマウント２に対する接触角度θが、サブマウント２上の場所で異なるように形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、支持体上に搭載された半導体発光素子を透光性被覆層で覆った半導体発光装置およびその製造方法に関する。

発光ダイオード等の半導体発光素子を用いた半導体発光装置は、小型でかつ低消費電力であるため、表示用途としてだけでなく照明用途としても市場が拡大してきている。この種の半導体発光装置は一般に、配線が設けられた支持体と、支持体上に搭載された半導体発光素子と、半導体発光素子を覆った透光性被覆層とを有している。透光性被覆層は、半導体発光素子、および半導体発光素子と配線との接続部を保護し得るものであるが、半導体発光素子からの光によって励起される所望の蛍光体を透光性被覆層に含有させることで、発光光の波長変換を行なうこともできる。さらに、透光性被覆層をドーム状に形成するなど透光性被覆層の形状を工夫することによって、光取り出し効率を向上させることもできる。

このように半導体発光素子を透光性被覆層で被覆することの利点の１つとして光取り出し効率の向上が挙げられる。この場合、透光性被覆層の形状を適切に形成することが重要であり、形状のばらつきが抑制された透光性被覆層の形成方法として、成形型を用いた射出成形による方法がある。しかし、射出成形によって透光性被覆層を形成するには射出成型機といった設備が必要であり、そのため、より簡易な方法が望まれている。

成形型を用いずに透光性被覆層を形成する方法の一例として、特許文献１に、半導体発光素子の上面に、樹脂をその外周端部が半導体発光素子の発光観測面（上面）の外周端部と実質的に一致するように塗布し、これを硬化させることによって透光性被覆層を球状に形成することが開示されている。特許文献１に開示された半導体発光装置では、半導体発光素子の側面は、少なくとも半導体発光素子の側面と透光性被覆層の外周端部の近傍を含むように、半導体発光素子の周りに形成された遮光膜で覆われる。遮光膜は、半導体発光素子からの光を反射散乱させるものであり、例えばＴｉＯ₂からなる。

また、特許文献２には、絶縁基板に設けられた導電パターンの上に半導体発光素子を搭載した半導体発光装置において、導体パターンの一部を他の部分よりも厚く形成した突出部とし、その突出部上に半導体発光素子を搭載することが開示されている。透光性被覆層は、突出部の上面において半導体発光素子を覆い、かつ略半球状に盛り上がるように形成される。このような透光性被覆層は、例えばエポキシ樹脂を、突出部の上面に所定量滴下し、それを硬化させることで形成することができる。また特許文献２には、透光性被覆層から略均一な光が出射されるようにするために、突出部の好ましい形状は、上面が円形である円柱状であることが記載されている。
特開２００２−３０５３２８号公報 特開２００５−１２３５５７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された半導体発光装置では、半導体発光素子を被覆するために複数の工程、すなわち透光性被覆層を形成する工程および遮光膜を形成する工程が必要となる。また、特許文献２に開示された半導体発光装置では、半導体発光素子を被覆する工程は簡単であるが、支持体上への配線の形成工程が複雑になる。さらに、従来の半導体発光装置では、透光性被覆層を、半導体発光素子を中心としてできるだけ対称な形状に形成するこことに主眼が置かれていた。つまり、透光性被覆層は、半導体発光素子を上側から見た場合には円形であり、側面側から見た場合には左右対称であるような形状が好ましいとされてきた。そのため、半導体発光装置の製造に際しては様々な制約を受けることとなっていた。

本発明の目的は、光取り出し効率を向上させる透光性被覆層をより簡易に形成し得る半導体発光装置およびその製造方法を提供することである。

半導体発光装置の光取り出し効率を向上させるべく本発明者らが鋭意検討してきた結果、透光性被覆層の対称性はそれほど重要ではないことが分ってきた。そもそも、被覆層を平面視円形に形成したとしても、発光素子そのものが矩形であることが多いからである。そこで本発明者らは、支持体上面との関係において透光性被覆層の立体形状に着目し、本発明を完成するに至った。

本発明は、下記の特徴を有する半導体発光装置およびその製造方法に存する。

［１］ コア材、配線層およびコート層のうち少なくともコア材および配線層を有する第一支持体と、
前記第一支持体の上面に搭載された少なくとも１つの半導体発光素子と、
前記半導体発光素子が前記第一支持体と接合されている部分を除いて前記半導体発光素子を完全に被覆して形成された透光性被覆層と、
を有し、
前記透光性被覆層は、前記第一支持体との接触領域と非接触領域との境界である外側境界線上の任意の接触点における前記第一支持体に対する接触角度θが、前記第一支持体上の場所で異なるように形成されている半導体発光装置。

［２］ 前記接触角度θは、
前記第一支持体の側面側の任意の方向から投影した場合において、
前記透光性被覆層を投影して得られる外側輪郭曲線上の任意の２つの点を直線で結んだとき、これら２つの点を前記第一支持体と前記透光性被覆層との接触点に限りなく近接させることで得られる直線を被覆層投影直線とし、
前記第一支持体のコア材を投影して得られるコア材輪郭曲線上の、前記透光性被覆層に被覆されている部分での任意の２つの点を直線で結んだとき、これら２つの点を前記接触点に限りなく近接させることで得られる直線をコア材投影直線とし、
前記被覆層投影直線と前記コア材投影直線とがなす角度のうち、前記第一支持体および前記透光性被覆層の外側の部分に形成される角度で定義される、上記［１］に記載の半導体発光装置。

［３］ 前記接触角度θは、前記第一支持体の全周にわたって３０°≦θ≦１６５°の範囲で変化している、上記［１］または［２］に記載の半導体発光装置。

［４］ 前記接触角度θは、前記外側境界線上の任意の２つの場所での接触角度θの差をΔθとしたとき、１０°≦Δθ≦１３０°の範囲で変化している、上記［１］から［３］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［５］ 前記透光性被覆層は、前記第一支持体の外縁に接して形成されている上記［１］から［４］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［６］ 前記第一支持体の上面は、少なくとも前記コア材が略平坦である上記［１］から［５］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［７］ 前記第一支持体は、上面側から見た形状が非円形である上記［１］から［６］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［８］ 前記第一支持体は、上面側から見た形状がｎ角形（ただし、ｎは、３≦ｎ≦１０を満たす整数である。）である上記［７］に記載の半導体発光装置。

［９］ 前記第一支持体は、上面側から見た形状が、三角形、四角形、六角形または八角形である上記［８］に記載の半導体発光装置。

［１０］ 前記第一支持体は、上面側から見た形状が正多角形である上記［７］から［９］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［１１］ 前記第一支持体は、前記透光性被覆層との接触性を抑制する接触性抑制構造を、前記第一支持体の外縁よりも内側に有し、前記透光性被覆層は、前記接触性抑制構造の内側領域に形成されている上記［１］から［４］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［１２］ 前記接触性抑制構造は、前記第一支持体の上面に形成された、溝、段差、または異種材料部分によって構成されている上記［１１］に記載の半導体発光装置。

［１３］ 前記接触性抑制構造の内側領域は、前記第一支持体の上面側から見た形状が非円形である上記［１１］または［１２］に記載の半導体発光装置。

［１４］ 前記接触性抑制構造の内側領域は、前記第一支持体の上面側から見た形状がｍ角形（ただし、ｍは、３≦ｎ≦１０を満たす整数である。）である上記［１３］に記載の半導体発光装置。

［１５］ 前記接触性抑制構造の内側領域は、前記第一支持体の上面側から見た形状が三角形、四角形、六角形または八角形である上記［１４］に記載の半導体発光装置。

［１６］ 前記接触性抑制構造の内側領域は、前記第一支持体の上面側から見た形状が正多角形である上記［１３］から［１５］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［１７］ 前記第一支持体を上面側から見たときの、前記外側境界線で囲まれた領域の形状は、前記第一支持体上の半導体発光素子を前記第一支持体の上面側から見たときの形状と相似でない上記［１］から［１６］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［１８］ 前記半導体発光素子は、金属ハンダまたは金属バンプを用いたフリップチップ実装によって、金属ワイヤを用いることなく前記第一支持体の上面に接合されている上記［１］から［１７］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［１９］ 前記半導体発光装置を前記第一支持体の側面側の任意の方向δから投影した場合において、
前記第一支持体の上面に対して前記透光性被覆層が前記第一支持体の厚み方向に最も突出している頂部から前記第一支持体の上面に垂直に下ろした直線の距離をｄとし、かつ
前記透光性被覆層を投影して得られる前記透光性被覆層の外側輪郭曲線において前記頂部の近傍を円近似した際の曲率半径をＲ（δ）としたとき、
０．５≦ｄ／Ｒ（δ）≦１．７
を常に満たしている上記［１］から［１８］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［２０］ 前記透光性被覆層の表面は、前記半導体発光素子の発光波長と同程度の微細な凹凸を有する上記［１］から［１９］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［２１］ 前記第一支持体を搭載する第二支持体と、前記第一支持体の配線層と前記第二支持体の配線層とを結線する立体配線と、をさらに有し、
前記立体配線は、前記透光性被覆層に覆われている部分と、前記透光性被覆層の外側に存在している部分とを有する上記［１］から［２０］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［２２］ 前記第一支持体の上面側の配線層は、少なくともＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕの中から選択される少なくとも１種の材料を含み、かつＡｇを含まない上記［１］から［２１］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［２３］ 前記第一支持体は前記コート層を有し、該コート層は、絶縁層を含んでおり、かつ、少なくともＳｉＯ_x、ＡｌＯ_x、ＴｉＯ_x、ＴａＯ_x、ＨｆＯ_x、ＺｒＯ_x、ＳｉＮ_x、ＡｌＮ_x、ＡｌＦ_x、ＢａＦ_x、ＣａＦ_x、ＳｒＦ_x、ＭｇＦ_xから選択される１つもしくは複数の層を有する上記［１］から［２２］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［２４］ 前記半導体発光素子は、Ｉｎ、ＩｎＳｂ、ＩｎＳｎ、ＰｂＳｎ、ＡｕＳｂ、ＡｕＳｎ、ＡｕＧｅおよびＡｕＳｉから選択され、かつＡｇを含まないハンダを用いて前記第一支持体と接合されている上記［１］から［２３］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［２５］ 前記半導体発光素子は、ＡｕもしくはＡｌを含むバンプを用いて前記第一支持体と接合されている上記［１］から［２３］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［２６］ 前記半導体発光素子は、少なくともＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕの中から選択される少なくとも１種を含み、かつＡｇを含まない電極を有している上記［１］から［２５］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［２７］ 前記半導体発光素子は、３８５ｎｍ以上４２５ｎｍ以下の波長領域にピーク発光波長を有する上記［１］から［２６］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［２８］ 前記透光性被覆層は、ケイ素含有化合物を有する上記［１］から［２７］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［２９］ 前記ケイ素含有化合物はシリコーン系材料である上記［２８］に記載の半導体発光装置。

［３０］ 前記シリコーン系材料は縮合型シリコーン系材料である上記［２９］に記載の半導体発光装置。

［３１］ 前記ケイ素含有化合物はガラス材料である上記［２８］に記載の半導体発光装置。

［３２］ 前記透光性被覆層は、前記半導体発光素子から発せられる光で励起される蛍光体を含有する上記［１］から［３１］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［３３］ 前記透光性被覆層の外側に、前記透光性被覆層全体を覆うように前記透光性被覆層に接して設けられた、透光性を有する第二被覆層をさらに有する上記［１］から［３２］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［３４］ 前記第二被覆層は、
前記透光性被覆層と異種のホスト材料からなるか、
前記透光性被覆層と同種のホスト材料からなり、かつ前記透光性被覆層と異なる材料を含むか、あるいは
前記透光性被覆層と異種のホスト材料からなり、かつ前記透光性被覆層と異なる材料をさらに含むか、
のいずれかの構成を有する上記［３３］に記載の半導体発光装置。

［３５］ 前記第二被覆層は、酸素、窒素、二酸化炭素、１８族の元素、もしくはこれらの混合ガスからなる層を含む上記［３３］または［３４］に記載の半導体発光装置。

［３６］ 前記第二被覆層は、複数の層を有する上記［３３］から［３５］のいずれかに記載の半導体発光装置。

［３７］ 半導体発光装置の製造方法であって、
コア材、配線層およびコート層のうち少なくともコア材および金属配線層を有する第一支持体、半導体発光素子および透光性被覆材を準備する準備工程と、
前記第一支持体の上面に前記半導体発光素子を接合する接合工程と、
前記半導体発光素子が前記第一支持体と接合されている部分を除いて完全に前記半導体発光素子を被覆するように、成形型を用いることなく、前記透光性被覆材からなる透光性被覆層を、前記第一支持体との接触部の外側境界線上の任意の接触点における前記第一支持体に対する接触角度θが前記第一支持体上の場所で異なるように、形成する被覆層形成工程と、
を有する半導体発光装置の製造方法。

［３８］ 前記接触角度θは、
前記第一支持体の側面側の任意の方向から投影した場合において、
前記透光性被覆層を投影して得られる外側輪郭曲線上の任意の２つの点を直線で結んだとき、これら２つの点を前記第一支持体と前記透光性被覆層との接触点に限りなく近接させることで得られる直線を被覆層投影直線とし、
前記第一支持体のコア材を投影して得られるコア材輪郭曲線上の、前記透光性被覆層に被覆されている部分での任意の２つの点を直線で結んだとき、これら２つの点を前記接触点に限りなく近接させることで得られる直線をコア材投影直線とし、
前記被覆層投影直線と前記コア材投影直線とがなす角度のうち、前記第一支持体および前記透光性被覆層の外側の部分に形成される角度である、上記［３７］に記載の半導体発光装置の製造方法。

［３９］ 前記被覆層形成工程では、前記前記接触角度θが、前記第一支持体の全周にわたって３０°≦θ≦１６５°の範囲で変化するように前記透光性被覆層を形成する上記［３７］または［３８］に記載の半導体発光装置の製造方法。

［４０］ 前記被覆層形成工程では、前記接触角度θが、前記外側境界線上の任意の２つの場所での接触角度θの差をΔθとしたとき、１０°≦Δθ≦１３０°の範囲で変化するように前記透光性被覆層を形成する上記［３７］から［３９］のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。

［４１］ 前記準備工程は、前記透光性被覆材の準備において、前記透光性被覆材を下記の物性規定試験で測定される最大高さ／接触線幅の値が０．００１５以上となるように調整することを含む上記［３７］から［４０］のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。
＜物性規定試験＞
（手順１）ガラス平滑面に、内径１．５２ｍｍのニードルからその内径と同じ太さになるように前記透光性被覆材にて直線を描画する。
（手順２）前記（手順１）の直後に前記透光性被覆材を硬化させる。
（手順３）硬化後のガラスに接触している透光性被覆材の線幅とガラス面からの最大高さを測定し、その比（最大高さ/接触線幅）を算出する。

［４２］ 前記準備工程は、前記透光性被覆材の準備において、前記透光性被覆材の中に蛍光体を含むように調製することを含む上記［３７］から［４１］のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。

［４３］ 前記準備工程は、前記透光性被覆材の準備において、真空度をＰ_1L（Ｐａ）、温度をＴ_1L（℃）、時間をｔ_1L（ｈ）としたとき、これらが
１０^−２＜Ｐ_1L＜１０^２、
１０＜Ｔ_1L＜５０、および
０．１＜ｔ_1L＜２４、
の範囲内である条件で前記透光性被覆材を脱気することを含む上記［３７］から［４２］のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。

［４４］ 前記接合工程は、前記第一支持体と前記半導体発光素子との接合を、少なくとも酸素、窒素、二酸化炭素および１８族の元素から選ばれる１つのガス、もしくはこれらの混合ガスの雰囲気中で行ない、かつ、接合温度Ｔ_2L（℃）を、２０＜Ｔ_2L＜４５０の範囲内の温度で行なうことを含む上記［３７］から［４３］のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。

［４５］ 前記被覆層形成工程は、
流動性を有する前記透光性被覆材を、前記半導体発光素子が接合された前記第一支持体の上面の前記透光性被覆層を形成すべき領域全体に広がるように滴下する工程と、
前記透光性被覆材が滴下された前記第一支持体を真空装置内で脱気する工程と、
脱気中または脱気後に、前記透光性被覆材を硬化させる工程と、
を有する上記［３７］から［４４］のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。

［４６］ 前記透光性被覆材は熱硬化性材料であり、前記透光性被覆材を硬化させる工程は、前記透光性被覆材を加熱することを含む上記［４５］に記載の半導体発光装置の製造方法。

［４７］ 前記透光性被覆材の加熱は、酸素、窒素、二酸化炭素および１８族の元素から選ばれる１つのガス、もしくはこれらの混合ガスの雰囲気中で行ない、かつ、
加熱温度をＴ₃₃（℃）、加熱時間をｔ₃₃（ｈ）としたとき、これらを
１０＜Ｔ₃₃＜２５０、
０．５＜ｔ₃₃＜５０
の範囲内の条件とすることを含む上記［４６］に記載の半導体発光装置の製造方法。

［４８］ 前記透光性被覆材の加熱を段階的に行なう上記［４６］または［４７］に記載の半導体発光装置の製造方法。

［４９］ 前記透光性被覆材の加熱を、前記第一支持体の下面を重力方向に向けた姿勢で行なう上記［４６］から［４８］のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。

［５０］ 前記透光性被覆材の加熱を、前記第一支持体の上面を重力方向に向けた姿勢で行なう上記［４６］から［４８］のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。

［５１］ 前記透光性被覆材の加熱を、前記第一支持体の側面を重力方向に向けた姿勢で行なう上記［４６］から［４８］のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。

［５２］
前記被覆層形成工程における脱気の工程は、真空度をＰ₃₂（Ｐａ）、温度をＴ₃₂（℃）、時間をｔ₃₂（ｈ）としたとき、これらが
１０^−２＜Ｐ₃₂＜１０^２、
１０＜Ｔ₃₂＜５０、および
０．００１＜ｔ₃₂＜２４、
の範囲内である条件で脱気することを含む上記［４５］から［５１］のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。

［５３］ 前記被覆層形成工程における脱気の工程は、圧力変動を導入しながら脱気することを含む上記［３０］から［５２］のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。

［５４］ 前記準備工程は、前記第一支持体を搭載する第二支持体を準備する工程をさらに有し、
前記接合工程は、前記第一支持体の上面に形成された配線層と前記第二支持体に形成された配線層とを立体配線で結線する工程をさらに有し、
前記被覆層形成工程は、前記立体配線が、前記透光性被覆材に覆われる部分と前記透光性被覆材の外側に存在している部分とを有するように、前記透光性被覆材を形成することを含む上記［３７］から［５３］のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。

［５５］ 前記透光性被覆層の形成後、前記透光性被覆層の表面に、前記半導体発光素子の発光波長と同程度の微細な凹凸を形成する工程をさらに有する上記［３７］から［５４］のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。

［５６］ 前記透光性被覆層の外側に、前記透光性被覆層全体を覆うように前記透光性被覆層に接して、透光性を有する第二被覆層を形成する工程をさらに有する上記［３７］から［５５］のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。

本発明によれば、光取り出し効率を向上させる透光性被覆層を、成形型を用いることなく極めて簡単に製造することができ、結果的に、光取り出し効率に優れた半導体発光装置を安価に提供することができる。

以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲であれば種々に変更して実施することができる。

図１および図２を参照すると、本発明の一実施形態による半導体発光装置１が示されている。半導体発光装置１は、第一支持体であるサブマウント２と、サブマウント２上にフリップチップマウントされた半導体発光素子３と、サブマウント２の上面に半導体発光素子３を覆って形成された透光性被覆層４とを有する。これらサブマウント２、半導体発光素子３および透光性被覆層４について以下に詳細に説明する。

［１］サブマウント
サブマウント２は、コア材と、半導体発光素子３との接合のためにコア材の表面の一部に形成された配線層とを有し、搭載された半導体発光素子３への電流注入と放熱の機能を併せ持つ。サブマウント２のコア材は、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ダイヤモンド、ＢＮ、ＣｕＷ、Ａｌのいずれかであることが望ましい。これら材料は、放熱性に優れ、半導体発光素子３の発熱の問題を効率よく抑制できる。また、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｓｉ、ガラス等も、安価でありサブマウント２のコア材として好ましく利用できる。なお、サブマウント２のコア材を金属とした場合は、その表面の一部または全体を耐エッチング性のある誘電体等からなるコート層でコートすることが望ましいが、コア材が金属でない場合であってもコート層を設けることができる。

配線層は、金属、導電性樹脂、導電性酸化物など、導電性を有するものであれば特に限定されないが、中でも、金属によって形成されているものが好ましく、さらに多層構造を有しているものが好ましい。配線層は、コア材の表面に形成されていても良いが、コート層上に形成することも好ましい。

なお、サブマウント２の表面は半導体発光素子３の発光波長領域の光に対して高反射特性となっていることが好ましい。

サブマウント２の上面側の配線層は、金属によって形成されている場合は、少なくともＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕの中から選択される少なくとも１種の材料を含むものであることが好ましい。さらに、光学変質を抑制する観点から、配線層はＡｇを含まないことが好ましく、これは、半導体発光素子３が近紫外から紫外領域の光を発するものである場合に特に好ましい。

また、サブマウント２に必要に応じて設けられるコート層は、絶縁層を含んでおり、少なくともＳｉＯ_x、ＡｌＯ_x、ＴｉＯ_x、ＴａＯ_x、ＨｆＯ_x、ＺｒＯ_x、ＳｉＮ_x、ＡｌＮ_x、ＡｌＦ_x、ＢａＦ_x、ＣａＦ_x、ＳｒＦ_x、ＭｇＦ_xから選択される１つもしくは複数の層を有することが好ましい。

［２］半導体発光素子
半導体発光素子３の発光波長は特に制限されず、半導体発光装置１の用途に応じて幅広い発光波長領域の半導体発光素子３を使用することができる。特に、半導体発光素子３が蛍光体と組み合わせて使用される場合は、蛍光体を励起する光を発光する半導体発光素子３が用いられる。その場合の半導体発光素子３の発光波長領域は、紫外から近紫外領域までの範囲が好ましく、ピーク発光波長の具体的な数値としては、通常３５０ｎｍ以上、好ましくは３８５ｎｍ以上、また、通常４３０ｎｍ以下、好ましくは４２５ｎｍ以下である。このような半導体発光素子３としては、具体的には発光ダイオード（以下、適宜「ＬＥＤ」という。）や半導体レーザダイオード（以下、適宜「ＬＤ」という。）等が使用できる。

これらＬＥＤやＬＤの中でも、基板上に窒化物半導体層、特にＧａＮ系化合物半導体層が形成されたＧａＮ系ＬＥＤやＬＤが好ましい。なぜなら、ＧａＮ系ＬＥＤやＬＤは、上記の領域の光を発するＳｉＣ系ＬＥＤ等に比べて、発光出力や外部量子効率が格段に大きく、蛍光体と組み合わせることによって、非常に低電力で非常に明るい発光が得られるからである。例えば、２０ｍＡの電流注入時に、通常、ＧａＮ系ＬＥＤやＬＤはＳｉＣ系のＬＥＤ等の１００倍以上の発光強度を有する。ＧａＮ系ＬＥＤやＬＤにおいては、Ａｌ_XＧａ_YＮ発光層、ＧａＮ発光層、Ｉｎ_XＧａ_YＮ発光層、またはＩｎ_XＡｌ_YＧａ_(1-X-Y)Ｎ発光層を有しているものが好ましい。ＧａＮ系ＬＥＤにおいては、それらの中でもＩｎ_XＧａ_YＮ発光層を有するものが、発光強度が非常に強いので特に好ましい。ＧａＮ系ＬＤにおいては、Ｉｎ_XＧａ_YＮ層とＧａＮ層の多重量子井戸構造のものが、発光強度が非常に強いので特に好ましい。

ＧａＮ系ＬＥＤはこれら発光層、ｐ層、ｎ層、電極、および基板を基本構成要素としたものであり、発光層をｎ型とｐ型のＡｌ_XＧａ_YＮ層、ＧａＮ層、またはＩｎ_XＧａ_YＮ層などでサンドイッチにしたヘテロ構造を有しているものが、発光効率が高いため好ましく、さらにヘテロ構造を量子井戸構造にしたものが、発光効率がさらに高く、より好ましい。

また、発光層で発生した光をより多く外部に取り出すための種々の構造（電極構造、反射層構造、上下を逆に実装し得るフリップチップ構造など）などを適宜設けることが好ましい。

半導体発光素子３を構成する基板は、種々の基板を用いることができるが、中でも特に、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬｉＧａＯ₂、ＺｎＯ、ＳｃＡｌＭｇＯ₄、ＮｄＧａＯ₃およびＭｇＯからなる群から選ばれた基板を好ましく用いることができる。中でも、ホモエピタキシャル成長により低転位密度化ができるＧａＮ基板を用いるのが好ましい。また、半導体発光素子３に形成される電極は、少なくともＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕの中から選択される少なくとも１種の材料を含むものであることが好ましい。さらに、光学変質を抑制する観点から、電極はＡｇを含まないことが好ましく、これは、半導体発光素子３が近紫外から紫外領域の光を発するもにである場合に特に好ましい。

半導体発光素子３は、各種ハンダ材、ペースト材または金属バンプによって、金属ワイヤを用いることなくサブマウント２上の金属層に接合することができる。半導体発光素子３の高出力動作と高効率な発光のために放熱性を十分に確保するためには、特に金属ハンダによって接合されることが望ましい。好ましい金属ハンダとしては、Ｉｎ、ＩｎＳｂ、ＩｎＳｎ、ＰｂＳｎ、ＡｕＳｂ、ＡｕＳｎ、ＡｕＧｅおよびＡｕＳｉから選択されるハンダを挙げることができる。さらに、ハンダは、光学変質を抑制する観点から、Ａｇを含まないことが好ましく、これは、半導体発光素子３が近紫外から紫外領域の光を発するものである場合に特に好ましい。これらハンダは安定であって、使用温度環境等に照らして適宜選択可能である。また、半導体発光素子３とサブマウント２との接合に用いられるバンプとしては、ＡｕもしくはＡｌを含むバンプであることが好ましい。

半導体発光素子３のサイズは、半導体発光素子３がサブマウント２に搭載された状態でサブマウント２の半導体発光素子３が搭載された面である上面側から見た場合に、半導体発光素子３の外縁がサブマウント２の外縁に接しないようなサイズであり、半導体発光素子３は、サブマウント２の外縁に接することなくサブマウント２の上面に搭載される。これにより、半導体発光素子３はサブマウント２上で透光性被覆層４によって確実に被覆される。

［３］透光性被覆層
透光性被覆層４は、半導体発光素子３がサブマウント２と接合されている部分を除いて完全に半導体発光素子３を被覆しており、少なくとも半導体発光素子３を保護する機能と、半導体発光素子３からの光の取り出し効率を向上させる機能を併せ持つ。ここで透光性とは、その材料が完全に光を吸収または遮蔽しない性質をいい、透過の度合によらないが、材料の消衰係数ｋが、半導体発光素子３の発光波長において、通常１×１０^-3以下、好ましくは１×１０^-4以下、さらに好ましくは１×１０^-5以下、特に好ましくは１×１０^-6以下である。

透光性被覆層４のこれらの機能を効果的に発揮させるため、本形態では、透光性被覆層４のサブマウント２との接触領域と非接触領域との境界で形成される外側境界線Ｌb（図２において太線で示される線）上の任意の接触点におけるサブマウント２に対する接触角度θが、サブマウント２上の場所で異なっている。これは、例えば、外側境界線Ｌb上の２つの接触点Ｐe1、Ｐe2を考え、それら接触点Ｐe1、Ｐe2での接触角度をそれぞれθ1、θ2としたとき、θ１≠θ2であるということを意味する。

ここで、透光性被覆層４の接触角度θは、次のように定義される。

図３に示すように、サブマウント２の側面側の任意の方向から半導体発光装置を投影した場合を考える。このとき、透光性被覆層４を投影して得られる被覆層投影外側輪郭曲線Ｃc上の任意の２点Ｐc1、Ｐc2を結ぶ直線を考え、この２点を限りなく接触点Ｐeに近接させたときに得られる直線を、被覆層投影直線Ｌcとする。一方、サブマウント２のコア材を投影して得られるコア材投影輪郭曲線Ｃs上の、透光性被覆層４に被覆されている部分での任意の２点Ｐs1、Ｐs2を結ぶ直線を考え、この２点を限りなく接触点Ｐeに近接させたときに得られる直線をコア材投影直線Ｌsとする。そして、被覆層投影直線Ｌcとコア材投影直線Ｌsとがなす角度のうち、サブマウント２および透光性被覆層４の外側の部分に形成される角度を接触角度θとする。接触角度θは、別の言い方をすれば、接触点Ｐeにおけるサブマウント２からの透光性被覆層４の立ち上がり角度と言うこともできる。

接触角度θは、サブマウント２の全周にわたって３０°≦θ≦１６５°の範囲で変化していることが望ましい。また、その変化の範囲は、外側境界線Ｌb上の任意の２つの場所での接触角度θの差をΔθとしたとき、１０°≦Δθ≦１３０°の範囲であることが望ましい。

透光性被覆層４に用いる材料は、通常は、成形型を用いずにサブマウント２上に半導体発光素子３を覆ってドーム状に盛り上げることのできる、硬化性材料を用いる。

硬化性材料とは、流動性を有する材料であって、何らかの硬化処理を施すことにより硬化する材料のことをいう。ここで、流動性を有するとは、通常、液状又はゲル状のことをいう。ただし、本発明においては、透光性被覆層４の形状を保持させる観点から、後述する超微粒子状シリカなどの無機粒子を含有し、チクソトロピック性を高めることが好ましいため、ゲル状、クリーム状、またはペースト状を呈するものが好ましい。

透光性被覆層４は、半導体発光素子３を保護し、かつ半導体発光素子３からの光を透過させる役割を担保するものであれば具体的な種類に制限は無いが、透光性被覆層４を構成する材料にかかわらず、下記に示す特性を有することが好ましい。

１）他の層との界面に、極性基を含有すること、
２）硬度が、ショアＡで５以上１００以下、または、ショアＤで０以上８５以下であること、および
３）シロキサン結合を有すること。

以下、これらの特性１）〜３）について説明する。

［３−１Ａ］特性１）：極性基
透光性被覆層４は、光・熱・物理的作用などで、サブマウント２や半導体発光素子３の間で剥離を生ずると、半導体発光装置の光維持率が低下する。従って、透光性被覆層４は、サブマウント２や半導体発光素子３と強く密着していることが重要である。

また、本発明の半導体発光装置１は、半導体発光素子３からの光をそのまま利用するものもあるが、半導体発光素子３からの光で励起される蛍光体と組み合わせて半導体発光素子３からの光を波長変換し、所望の波長領域の光を発するように構成されていてもよい。その場合は、透光性被覆層４の中に蛍光体を含有させることも考えられるが、透光性被覆層４を複数の層で構成し、その複数の層の少なくとも１つの層に蛍光体を含有させることも考えられる。あるいは、透光性被覆層４の外側をさらに別の層で覆うこともある。

このように、透光性被覆層４は、サブマウント２や半導体発光素子３との強固な密着性を担保する必要がある。また、透光性被覆層４を複数の層で構成する場合や透光性被覆層４の外側に他の層を形成する場合、各層が強く密着していることが重要である。そこで、透光性被覆層４は、隣接する層との界面に、極性基を含有することが好ましい。すなわち、透光性被覆層４は、隣接するサブマウント２、半導体発光素子３、および他の層との界面に極性基を有するよう、当該極性基を有する化合物を含有する。このような極性基の種類に制限は無いが、例えば、シラノール基、アミノ基及びその誘導基、アルコキシシリル基、カルボニル基、エポキシ基、カルボキシ基、カルビノール基（−ＣＯＨ）、メタクリル基、シアノ基、スルホン基などが挙げられる。なお、透光性被覆層４は、いずれか１種の極性基のみを含有していてもよく、２種以上の極性基を任意の組み合わせ及び比率で含有していても良い。

このように、透光性被覆層４が隣接する他の層との界面に極性基を有することにより、サブマウント２、半導体発光素子３と強固に密着し、長時間の使用によっても剥離などの問題を抑制することができる。また、他の層を形成する場合は二層が強く密着し、重ね塗りによる積層が可能となる。

透光性被覆層４に含まれる極性基は、また、ポリフタルアミドなどの樹脂、セラミック又は金属の表面に存在する所定の官能基（例えば、水酸基、メタロキサン結合中の酸素など）と水素結合が可能であり、高い密着性を発現する。透光性被覆層４が形成されるサブマウント２や、さらにそのサブマウント２が搭載される実装基板（パッケージ）は、通常、樹脂、セラミック又は金属で形成されている。また、セラミックや金属の表面には、通常は水酸基が存在する。一方、透光性被覆層４は、通常、当該水酸基と水素結合可能な官能基を有している。したがって、水素結合により、透光性被覆層４は、サブマウント２や実装基板に対する密着性に優れている。

なお、透光性被覆層４における実質的な極性基の有無は、ＩＲ（赤外分光）分析及びＮＭＲ（核磁気共鳴）により確認することができる。

ところで、これらの極性基は、透光性被覆層４の中にはじめから含まれていても良く、プライマーの塗布や表面処理などにより透光性被覆層４の表面に後から付加されたものでもよい。したがって、この観点からいえば、透光性被覆層４およびそれに隣接する他の層の関係について具体例を挙げると、図１０（ａ）〜（ｆ）のような構成が挙げられる。ただし、透光性被覆層４およびそれに隣接する他の層の関係は、以下の具体例に限定されるものではない。

例えば図１０（ａ）に模式的に示すように、積層された２層が共に、はじめから極性基を含有する層Ｓで形成されている構成が挙げられる。この場合、両層Ｓ、Ｓが含有する極性基により両層Ｓ、Ｓは良好に密着する。

また、例えば図１０（ｂ）に模式的に示すように、積層された２層のうち一方がはじめから極性基を含有する層Ｓであり、他方が、極性基を含有しない層Ｏで形成されている構成が挙げられる。この場合でも、層Ｓが含有する極性基により密着性は従来よりも向上する。

さらに、例えば図１０（ｃ）に模式的に示すように、積層された２層が共に、はじめは極性基を含有しない層Ｏで形成され、且つ、両層Ｏ，Ｏの間にプライマーＰが塗布されている構成が挙げられる。この場合、プライマーＰにより両層Ｏ，Ｏの表面には極性基が付与される。これにより、密着性が向上する。また、この場合、極性基を含む部分が２層の界面のみとなり、実質的に薄膜となるため、光や熱により着色しやすい極性基を導入しても、透光機能への影響が生じにくい。なお、層Ｏが特性２）及び特性３）を満たしている場合には、これらの層Ｏ、はプライマーＰにより極性基を有することになるため、特性１）を有する層として機能することになる。

また、例えば図１０（ｄ）に模式的に示すように、積層された２層が共に、はじめから極性基を含有する層Ｓで形成され、且つ、両層Ｓ，Ｓの間にプライマーＰが塗布されている構成が挙げられる。この場合、プライマーＰにより両層Ｓ，Ｓの間の密着性が特に優れる。

さらに、例えば図１０（ｅ）に模式的に示すように、積層された２層のうち一方がはじめから極性基を含有する層Ｓであり、他方が、はじめは極性基を含有しない層Ｏで形成され、さらに、極性基を含有する層Ｓと含有しない層Ｏとの間にプライマーＰが塗布されている構成が挙げられる。この場合、プライマーＰにより層Ｓと層Ｏとの間の密着性は、図１０（ｂ）で説明した場合よりも向上する。なお、この場合においても、層Ｏが特性２）及び特性３）を満たしている場合には、その層Ｏは、プライマーＰにより極性基を有することになるため、特性１）を有する層として機能することになる。

また、例えば図１０（ｆ）に模式的に示すように、はじめは極性基を含有しない層Ｏの上に、はじめから極性基を含有する層Ｓを積層し、層Ｓの成分の一部が層Ｏにしみ込んで密着性を補助している構成が挙げられる。このような成分のしみ込みは、上層である層Ｓの形成液が下層である層Ｏにしみ込むことにより行なわれる。

［３−１Ｂ］特性２）：硬度測定値
硬度測定値は、本発明で用いる透光性被覆層４の硬度を評価する指標であり、以下の硬度測定方法により測定される。

本発明で用いる透光性被覆層４は、比較的硬度の低い部材、好ましくはエラストマー状を呈する部材であることが好ましい。すなわち、本発明では、サブマウント２および半導体発光素子３など、熱膨張係数の異なる複数種の部材を使用することになるが、透光性被覆層４が比較的低硬度であり、好ましくはエラストマー状を呈することにより、透光性被覆層４および当該透光性被覆層４を有する本発明の半導体発光装置１が上記の各部材の伸縮による応力を緩和することができる。したがって、使用中に剥離、クラック、断線などを起こしにくく、耐リフロー性および耐温度サイクル性に優れる半導体発光装置１を提供することができる。

具体的には、透光性被覆層４は、デュロメータタイプＡによる硬度測定値（ショアＡ）が、５以上、好ましくは７以上、より好ましくは１０以上、また、通常１００以下、好ましくは８０以下、より好ましくは７０以下である。または、デュロメータタイプＤによる硬度測定値（ショアＤ）が、０以上、また、通常８５以下、好ましくは８０以下、より好ましくは７５以下である。上記範囲の硬度測定値を有することにより、透光性被覆層４および当該透光性被覆層４を有する本発明の半導体発光装置１は、クラックが発生しにくく、耐リフロー性および耐温度サイクル性に優れるという利点を得ることができる。また、透光性被覆層４を塗布する対象が例えばフレキシブル基板等の薄手の基板である場合には、透光性被覆層４の積層により硬化収縮応力がかかって基板および透光性被覆層４が反る可能性がある。このため、透光性被覆層４は、ショアＡが５以上８０以下のゴム弾性を有する材料で形成されていることが好ましい。

〔硬度測定方法〕
硬度測定値（ショアＡ）は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に記載の方法により測定することができる。具体的には、古里精機製作所製のＡ型ゴム硬度計を用いて測定を行なうことができる。

一方、硬度測定値（ショアＤ）は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に記載の方法により測定することができる。具体的には、古里精機製作所製のＤ型プラスチック硬度計を用いて測定を行なうことができる。

［３−１Ｃ］特性３）：シロキサン結合
本発明の半導体発光装置において、透光性被覆層４は、シロキサン結合を含有することが好ましい。すなわち、透光性被覆層４は、シロキサン結合を有する化合物を含んで形成されていることが好ましい。

シロキサン結合を有する化合物としては、後述のケイ素含有化合物などが挙げられる。

以上、透光性被覆層４の望ましい特性について述べたが、これらの特性を得るうえで好適に用いられるのは上述の硬化性材料である。また、透光性被覆層４を形成するにあたって、上述の硬化性材料は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。硬化性材料としては、無機系材料及び有機系材料並びに両者の混合物のいずれを用いることも可能である。

無機系材料としては、例えば、金属アルコキシド、セラミック前駆体ポリマー若しくは金属アルコキシドを含有する溶液をゾル−ゲル法により加水分解重合して成る溶液、またはこれらの組み合わせを固化した無機系材料（例えばシロキサン結合を有する無機系材料）等を挙げることができる。

一方、有機系材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等が挙げられる。具体例を挙げると、ポリ（メタ）アクリル酸メチル等の（メタ）アクリル樹脂；ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリエステル樹脂；フェノキシ樹脂；ブチラール樹脂；ポリビニルアルコール；エチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート等のセルロース系樹脂；エポキシ樹脂；フェノール樹脂；シリコーン樹脂等が挙げられる。

従来、半導体発光装置用の蛍光体分散材料としては、一般的にエポキシ樹脂が用いられてきたが、本発明におけるように、大出力の大型発光素子を用いる場合、特に、半導体発光素子３からの発光に対して劣化が少なく、耐熱性にも優れるケイ素含有化合物を使用することが好ましい。

ケイ素含有化合物とは分子中にケイ素原子を有する化合物をいい、ポリオルガノシロキサン等の有機材料（シリコーン系材料）、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素等の無機材料、及びホウケイ酸塩、ホスホケイ酸塩、アルカリケイ酸塩等のガラス材料を挙げることができる。中でも、透明性、接着性、ハンドリングの容易さや、硬化物が応力緩和力を有する点から、シリコーン系材料が好ましい。半導体発光装置用のシリコーン樹脂に関しては例えば特開平１０−２２８２４９号公報や特許２９２７２７９号公報、特開２００１−３６１４７号公報などで封止剤への使用、特開２０００−１２３９８１号公報において波長調整コーティングへの使用が試みられている。

［３−２−１］シリコーン系材料
シリコーン系材料とは、通常、シロキサン結合を主鎖とする有機重合体をいい、例えば、下記の一般組成式（１）で表わされる化合物及び／又はそれらの混合物が挙げられる。
（Ｒ¹Ｒ²Ｒ³ＳｉＯ_1/2）_M（Ｒ⁴Ｒ⁵ＳｉＯ_2/2）_D（Ｒ⁶ＳｉＯ_3/2）_T（ＳｉＯ_4/2）_Q・・・式（１）

一般組成式（１）において、Ｒ¹からＲ⁶は、有機官能基、水酸基及び水素原子よりなる群から選択されるものを表わす。なお、Ｒ¹からＲ⁶は、同じであってもよく、異なってもよい。

また、一般組成式（１）において、Ｍ、Ｄ、Ｔ及びＱは、０以上１未満の数を表わす。ただし、Ｍ＋Ｄ＋Ｔ＋Ｑ＝１を満足する数である。

なお、シリコーン系材料を硬化性材料として用いる場合、その塗設に際しては、液状のシリコーン系材料を用いて半導体発光素子３を被覆した後、熱や光によって硬化させればよい。

［３−２−２］シリコーン系材料の種類
シリコーン系材料を硬化のメカニズムにより分類すると、通常、付加重合硬化タイプ、縮重合硬化タイプ、紫外線硬化タイプ、パーオキサイド架硫タイプなどのシリコーン系材料を挙げることができる。これらの中では、付加重合硬化タイプ（付加型シリコーン樹脂）、縮合硬化タイプ（縮合型シリコーン樹脂）、紫外線硬化タイプが好適である。以下、付加型シリコーン系材料、及び縮合型シリコーン系材料について説明する。

［３−２−２−１］付加型シリコーン系材料
付加型シリコーン系材料とは、ポリオルガノシロキサン鎖が、有機付加結合により架橋されたものをいう。代表的なものとしては、例えばビニルシランとヒドロシランとをＰｔ触媒などの付加型触媒の存在下反応させて得られる、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合を架橋点に有する化合物等を挙げることができる。これらは市販のものを使用することができ、例えば付加重合硬化タイプの具体的商品名としては信越化学工業社製「ＬＰＳ−１４００」「ＬＰＳ−２４１０」「ＬＰＳ−３４００」等が挙げられる。

上記付加型シリコーン系材料は、具体的には、例えば下記平均組成式（１ａ）で表されるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン（Ａ）と下記平均組成式（２ａ）で表されるヒドロシリル基含有オルガノポリシロキサン（Ｂ）を（Ａ）の総アルケニル基に対して（Ｂ）の総ヒドロシリル基量が０．５〜２．０倍となる量比で混合し、触媒量の付加反応触媒（Ｃ）の存在下反応させて得ることが出来る。

（Ａ）アルケニル基含有オルガノポリシロキサン
Ｒ_nＳｉＯ_{〔（4-n）/2〕} （１ａ）
（但し、式中Ｒは同一又は異種の置換又は非置換の１価炭化水素基、アルコキシ基、又は水酸基で、ｎは１≦ｎ＜２を満たす正数である。）で示される１分子中に少なくとも２個のケイ素原子に結合したアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンである。
（Ｂ）ヒドロシリル基含有ポリオルガノシロキサン
Ｒ’_aＨ_bＳｉＯ_{〔(4-a-b)/2〕} （２ａ）
（但し式中Ｒ’は脂肪族不飽和炭化水素基を除く同一又は異種の置換又は非置換の１価炭化水素基、ａ、ｂは０．７≦ａ≦２．１、０．００１≦ｂ≦１．０かつ、０．８≦ａ＋ｂ≦２．６を満たす正数である。）で示される１分子中に少なくとも２個のケイ素原子に結合した水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。
（Ｃ）付加反応触媒

付加型シリコーン系材料には、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分に加え、任意成分として硬化性、ポットライフを与えるために付加反応制御剤、硬度・粘度を調節するために例えばアルケニル基を有する直鎖状のジオルガノポリシロキサンの他にも直鎖状の非反応性オルガノポリシロキサン、ケイ素原子数が２〜１０個程度の直鎖状又は環状の低分子オルガノポリシロキサンなどを本発明の効果を損なわない範囲で添加してもよい。

なお、上記組成物の硬化条件は特に制限されないが、１２０〜１８０℃、３０〜１８０分の条件とすることが好ましい。得られる硬化物が硬化後にも柔らかいゲル状である場合には、ゴム状や硬質プラスチック状のシリコーン樹脂と比較して線膨張係数大きいため、室温付近の低温にて１０〜３０時間硬化することにより内部応力の発生を抑制することができる。

付加型シリコーン系材料は公知のものを使用することができ、さらには金属やセラミックスへの密着性を向上させる添加剤や有機基を導入しても良い。例えば、特許３９０９８２６号公報、特許３９１００８０号公報、特開２００３−１２８９２２号公報、特開２００４−２２１３０８号公報、特開２００４−１８６１６８号公報に記載のシリコーン材料が好適である。

［３−２−２−２］縮合型シリコーン系材料
縮合型シリコーン系材料とは、例えば、アルキルアルコキシシランの加水分解・重縮合で得られるＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を架橋点に有する化合物を挙げることができる。具体的には、下記一般式（２）及び／又は（３）で表わされる化合物、及び／又はそのオリゴマーを加水分解・重縮合して得られる重縮合物が挙げられる。

Ｍ^m+Ｘ_nＹ¹ _m-n （２）
（式（２）中、Ｍは、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、及びチタンからなる群より選択される少なくとも１種の元素を表わし、Ｘは、加水分解性基を表わし、Ｙ¹は、１価の有機基を表わし、ｍは、Ｍの価数を表わす１以上の整数を表わし、ｎは、Ｘ基の数を表わす１以上の整数を表わす。但し、ｍ≧ｎである。）
（Ｍ^s+Ｘ_tＹ¹ _s-t-1）_uＹ² （３）
（式（３）中、Ｍは、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、及びチタンからなる群より選択される少なくとも１種の元素を表わし、Ｘは、加水分解性基を表わし、Ｙ¹は、１価の有機基を表わし、Ｙ²は、ｕ価の有機基を表わし、ｓは、Ｍの価数を表わす１以上の整数を表わし、ｔは、１以上、ｓ−１以下の整数を表わし、ｕは、２以上の整数を表わす。）

また、縮合型シリコーン系材料には、硬化触媒を含有させておいても良い。硬化触媒としては、本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを用いることができ、例えば、金属キレート化合物などを好適に用いることができる。金属キレート化合物は、アルミニウム、ジルコニウム、スズ、亜鉛、チタン、ハフニウム及びタンタルからなる群より選ばれるいずれか１以上を含むものが好ましく、Ｚｒを含むものがさらに好ましい。なお、硬化触媒は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。

このような縮合型シリコーン系材料としては、例えば、特開２００６−７７２３４号公報、特開２００６−２９１０１８号公報、特開２００６−３１６２６４号公報、特開２００６−３３６０１０号公報、特開２００６−３４８２８４号公報、および国際公開２００６／０９０８０４号パンフレットに記載の半導体発光デバイス用部材が好適である。

本発明に係る硬化性材料として好適なシリコーン系材料は、シラノール含有率が、通常０．０１重量％以上、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．３重量％以上、また、通常１０重量％以下、好ましくは８重量％以下、更に好ましくは５重量％以下の範囲である。シラノール含有率を低くすることにより、シラノール系材料は経時変化が少なく、長期の性能安定性に優れ、吸湿・透湿性何れも低い優れた性能を有する。但し、シラノールが全く含まれない部材は密着性に劣るため、シラノール含有率に上記のごとく最適な範囲が存在する。

シリコーン系材料のシラノール含有率は、例えば、前記の［固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定］の項で説明した方法を用いて固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定を行ない、全ピーク面積に対するシラノール由来のピーク面積の比率より、全ケイ素原子中のシラノールとなっているケイ素原子の比率（％）を求め、別に分析したケイ素含有率と比較することにより算出することができる。

また、本発明に係る硬化性材料として好適なシリコーン系材料は、適当量のシラノールを含有しているため、発光素子やパッケージの表面に存在する極性部分にシラノールが水素結合し、密着性が発現する。極性部分としては、例えば、水酸基やメタロキサン結合の酸素等が挙げられる。

さらに、本発明に係る硬化性材料として好適なシリコーン系材料は、適切な触媒の存在下で加熱することにより、発光素子やパッケージの表面の水酸基との間に脱水縮合による共有結合を形成し、更に強固な密着性を発現することができる。

一方、シラノールが多過ぎると、系内が増粘して塗布が困難になったり、活性が高くなり加熱により軽沸分が揮発する前に固化したりすることによって、発泡や内部応力の増大が生じ、クラックなどを誘起する場合がある。

［３−２−３］ガラス材料
本発明において透光性被覆層４にガラス材料を用いる場合、粉砕ガラスを溶融、硬化することにより製造することができる。

ガラス材料としては、屈伏点が通常７００℃以下、好ましくは６００℃以下、更に好ましくは５００℃以下であり、通常２００℃以上、好ましくは２５０℃以上である。屈伏点が大きすぎると焼結する際に高温になり過ぎ、半導体発光素子の劣化を招く恐れがある。また、蛍光体を混ぜて用いる場合に、蛍光体の劣化あるいは、蛍光体とガラス組成物との反応により蛍光体の発光特性の低下が起こる場合がある。屈伏点が小さすぎると被覆の安定性が低下し、製品の使用時に軟化するという不具合を生じる場合がある。

本発明に用いられるガラスの炭素成分は通常１００ｐｐｍ以下、好ましくは６０ｐｐｍ以下、更に好ましくは３０ｐｐｍ以下、特に好ましくは１０ｐｐｍ以下である。炭素成分が多すぎると無色透明性を十分担保できなくなるおそれがあるため、炭素成分は少ない程好ましい。炭素成分を減少させる方法としては、予め溶融、硬化、粉砕工程を経て得られたガラスを用いる方法が好ましい。

本発明に用いられるガラスとしては、アルカリ金属、アルカリ土類金属およびＺｎから選択される１以上を含有するガラス組成物（以下、単に「ガラス組成物」と称する。）が好ましい。好ましくは下記（Ｉ）および（ＩＩ）の化合物を含有する。
（Ｉ）ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、Ｐ₂Ｏ₅、ＧｅＯ₂、ＴｅＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｇａ₂Ｏ₃、およびＢｉ₂Ｏ₃から選択される１以上を含む、Ｚａｃｈａｒｉａｓｅｎによるガラス形成酸化物。
（ＩＩ）アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、およびＺｎから選択される１以上を含む網目修飾酸化物。

前記（Ｉ）成分における「Ｚａｃｈａｒｉａｓｅｎによるガラス形成酸化物」とは、非特許文献Ｗ.Ｈ. Ｚａｃｈａｒｉａｓｅｎ, Ｊ. Ａｍ. Ｃｈｅｍ. Ｓｏｃ. , ５４, ３８４１−３８５１（１９３２）において提唱された概念である、ガラスの基本骨格であるガラス形成酸化物をいう。これらの中では、ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、Ｐ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃を含むガラス形成酸化物が好ましく、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｐ₂Ｏ₅を含むガラス形成酸化物が特に好ましく、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｐ₂Ｏ₅をともに含むものが最も好ましい。

前記（Ｉ）成分の配合量は、ガラス組成物全体に対して、通常２０重量％以上、好ましくは３０重量％以上、さらに好ましくは３３重量％以上であり、通常９０重量％以下、好ましくは８０重量％以下、さらに好ましくは７０重量％以下である。前記（Ｉ）成分の配合量が少なすぎると機械的強度が低下したり、耐水性が劣ったりする場合がある、多すぎると、屈伏点が高くなる場合がある。

また、本発明において、（ＩＩ）アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、およびＺｎから選択される１以上を含む網目修飾酸化物とは、屈伏点を低下させたり、耐久性を向上させたりするはたらきがある。これらの中ではＢａＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯ、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、ＭｇＯを含む網目修飾酸化物が好ましく、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、ＺｎＯ、ＣａＯを含む網目修飾酸化物が特に好ましい。

前記（ＩＩ）成分の配合量は、ガラス組成物全体に対して、通常１０重量％以上、好ましくは２０重量％以上、さらに好ましくは３０重量％以上であり、通常８０重量％以下、好ましくは７０重量％以下、さらに好ましくは６７重量％以下である。前記（ＩＩ）成分の配合量が多すぎると耐久性が低下する場合があり、少なすぎると、屈伏点が高くなる場合がある。

（Ｉ）および（ＩＩ）の組み合わせとしては、例えばＰ₂Ｏ₅を含むガラス形成酸化物およびＮａ₂Ｏを含む網目修飾酸化物の組み合わせを挙げることができる。

また、（Ｉ）および（ＩＩ）の重量比としては、通常９０：１０〜２０：８０好ましくは８０：２０〜２０：８０である。

［３−２−４］その他の成分
硬化性材料には、本発明の効果を著しく損なわない限り、上記の無機系材料及び／又は有機系材料などに、更にその他の成分を混合して用いることも可能である。なお、その他の成分は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。

［３−２−５］無機粒子
硬化性材料には、光学的特性や作業性を向上させるため、また、以下の〔１〕〜〔５〕の何れかの効果を得ることを目的として、更に無機粒子を含有させても良い。なお、無機粒子は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
〔１〕硬化性材料に無機粒子を光散乱剤として含有させることにより、当該硬化性材料で形成された層を散乱層とする。これにより、光源から伝送された光を散乱層において散乱させることができ、導光部材から外部に放射される光の指向角を広げることが可能となる。また、特に蛍光体を含まない透光性被覆層４に光散乱剤を含有させることで、その外側に蛍光体を含有する層を配置した場合に発光素子からの照射が緩和されるので、蛍光体の劣化を抑制することができる。
〔２〕硬化性材料に無機粒子を結合剤として含有させることにより、当該硬化性材料で形成された層においてクラックの発生を防止することができる。
〔３〕硬化性材料に無機粒子を粘度調整剤として含有させることにより、当該硬化性材料の粘度を高くすることができる。
〔４〕硬化性材料に無機粒子を含有させることにより、当該硬化性材料で形成された層の収縮を低減することができる。
〔５〕硬化性材料に無機粒子を含有させることにより、当該硬化性材料で形成された層の屈折率を調整して、光取り出し効率を向上させることができる。

ただし、硬化性材料に無機粒子を含有させる場合、その無機粒子の種類及び量によって得られる効果が異なる。

例えば、無機粒子が粒径約１０ｎｍの超微粒子状シリカ、ヒュームドシリカ（乾式シリカ。例えば、「日本アエロジル株式会社製、商品名：ＡＥＲＯＳＩＬ＃２００」、「トクヤマ社製、商品名：レオロシール」等）の場合、硬化性材料のチクソトロピック性が増大するため、上記〔３〕の効果が大きい。

また、例えば、無機粒子が粒径約数μｍの破砕シリカ若しくは真球状シリカの場合、チクソトロピック性の増加はほとんど無く、当該無機粒子を含む層の骨材としての働きが中心となるので、上記〔２〕及び〔４〕の効果が大きい。

また、例えば、硬化性材料に用いられる他の化合物（前記の無機系材料及び／又は有機系材料など）とは屈折率が異なる粒径約１μｍの無機粒子を用いると、前記化合物と無機粒子との界面における光散乱が大きくなるので、上記〔１〕の効果が大きい。

また、例えば、硬化性材料に用いられる他の化合物より屈折率の大きな、中央粒径が通常１ｎｍ以上、好ましくは３ｎｍ以上、また、通常１０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下、具体的には発光波長以下の粒径をもつ無機粒子を用いると、当該無機粒子を含む層の透明性を保ったまま屈折率を向上させることができるので、上記〔５〕の効果が大きい。

従って、混合する無機粒子の種類は目的に応じて選択すれば良い。また、その種類は単一でも良く、複数種を組み合わせてもよい。また、分散性を改善するためにシランカップリング剤などの表面処理剤で表面処理されていても良い。

本発明においては、透光性被覆層の形状を保持させる観点から、チクソトロピック性を高めることが好ましいため、粒径約１０ｎｍの超微粒子状シリカ、ヒュームドシリカを含有することが好ましい。

［３−２−５−１］無機粒子の種類
使用する無機粒子の種類としては、例えば、シリカ、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化イットリウムなどの無機酸化物粒子やダイヤモンド粒子が挙げられるが、目的に応じて他の物質を選択することもでき、これらに限定されるものではない。

無機粒子の形態は粉体状、スラリー状等、目的に応じいかなる形態でもよいが、透明性を保つ必要がある場合は、当該無機粒子を含有させる層に含有されるその他の材料と屈折率を同等としたり、水系・溶媒系の透明ゾルとして硬化性材料に加えたりすることが好ましい。

［３−２−５−２］無機粒子の中央粒径
これらの無機粒子（一次粒子）の中央粒径は特に限定されないが、通常、蛍光体粒子の１／１０以下程度である。具体的には、目的に応じて以下の中央粒径のものが用いられる。例えば、無機粒子を光散乱材として用いるのであれば、その中央粒径は通常０．０５μｍ以上、好ましくは０．１μｍ以上、また、通常５０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下である。また、例えば、無機粒子を骨材として用いるのであれば、その中央粒径は１μｍ〜１０μｍが好適である。また、例えば、無機粒子を増粘剤（チクソ剤）として用いるのであれば、その中央粒径は１０〜１００ｎｍが好適である。また、例えば、無機粒子を屈折率調整剤として用いるのであれば、その中央粒径は１〜１０ｎｍが好適である。

［３−２−５−３］無機粒子の混合方法
無機粒子を混合する方法は特に制限されない。通常は、蛍光体と同様に遊星攪拌ミキサー等を用いて脱泡しつつ混合することが推奨される。例えばアエロジルのような凝集しやすい小粒子を混合する場合には、粒子混合後必要に応じビーズミルや三本ロールなどを用いて凝集粒子の解砕を行なってから蛍光体等の混合容易な大粒子成分を混合しても良い。

［３−２−５−４］無機粒子の含有率
硬化性材料中における無機粒子の含有率は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であり、その適用形態により自由に選定できる。ただし、当該無機粒子を含有する層における無機粒子の含有率は、その適用形態により選定することが好ましい。例えば、無機粒子を光散乱剤として用いる場合は、その層内における含有率は０．０１〜１０重量％が好適である。また、例えば、無機粒子を骨材として用いる場合は、その層内における含有率は１〜５０重量％が好適である。また、例えば、無機粒子を屈折率調整剤として用いる場合は、その層内における含有率は１０〜８０重量％が好適である。無機粒子の量が少なすぎると所望の効果が得られなくなる可能性があり、多すぎると硬化物の密着性、透明性、硬度等の諸特性に悪影響を及ぼす可能性がある。

本発明においては、前述の通り、透光性被覆層の形状を保持させる観点から、チクソトロピック性を制御することが好ましい。超微粒子状シリカ、ヒュームドシリカの含有量は、含有させる前の硬化性材料の粘度との関係で適宜調節することにより設定されるが、硬化性材料全体に対して、通常５重量％以上、好ましくは１０重量％以上であり、通常４０重量％以下、好ましくは３０重量％以下である。超微粒子状シリカ、ヒュームドシリカの含有量が多すぎると、粘度が高くなり過ぎるため、透光性被覆層４の形状の制御が困難になる。

また、硬化性材料における無機粒子の含有率は、各層における無機粒子の含有率が前記範囲に収まるように設定すればよい。したがって、硬化性材料が乾燥工程において重量変化しない場合は硬化性材料における無機粒子の含有率は形成される各層における無機粒子の含有率と同様になる。また、硬化性材料が溶媒等を含有している場合など、当該硬化性材料が乾燥工程において重量変化する場合は、その溶媒等を除いた硬化性材料における無機粒子の含有率が、形成される各層における無機粒子の含有率と同様になるようにすればよい。

さらに、硬化性材料として前記のアルキルアルコキシシランの加水分解・重縮合物を用いる場合には、当該加水分解・重縮合物はエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの他の硬化性材料と比較して低粘度であり、かつ蛍光体や無機粒子とのなじみが良く、高濃度の無機粒子を分散しても十分に塗布性能を維持することが出来る利点を有する。また、必要に応じて重合度の調整やアエロジル等のチクソ材を含有させることにより高粘度にすることも可能であり、目的の無機粒子含有量に応じた粘度の調整幅が大きく、塗布対象物の種類や形状さらにはポッティング、スピンコート、印刷などの各種塗布方法に柔軟に対応できる塗布液を提供することが出来る。

上述の観点から、硬化性材料の物性は、下記の物性規定試験で測定される最大高さ／接触線幅が０．００１５以上であることが好ましい。
＜物性規定試験＞
（手順１）ガラス平滑面に、内径１．５２ｍｍのニードルからその内径と同じ太さになるように硬化性材料（透光性被覆材）にて直線を描画する。
（手順２）前記（手順１）の直後に硬化性材料を硬化させる。
（手順３）硬化後のガラスに接触している硬化性材料の線幅とガラス面からの最大高さを測定し、その比（最大高さ/接触線幅）を算出する。

最大高さ／接触線幅は、より好ましくは０．００５以上、さらに好ましくは０．０１以上である。また、最大高さ／接触線幅は、好ましくは７０以下、より好ましくは２０以下、さらに好ましくは１０以下である。最大高さ／接触線幅が小さすぎると、レベリングし過ぎて硬化性材料をドーム状に盛ることが困難になる。逆に、最大高さ／接触線幅が大き過ぎると、レベリングし難く、硬化性材料を塗布した際にできる角が残り、硬化後にきれいなドーム状とならないことがある。

なお、（手順２）において、硬化性材料の硬化条件は材料により異なるが、速やかに完全に硬化させることが好ましい。例えば熱硬化性のシリコーン系材料の場合は、１５０℃の通風オーブンで１時間保持するなどの条件により硬化させる。

また、硬化性材料が熱硬化性のシリコーン系材料の場合は、下記の粘度測定条件にて粘度を測定しながら硬化させた際の粘度ηの逆数の積分値が０．００１以上、５００００以下となるような物性を有していることも好ましい。

＜粘度測定条件＞
直径２５ｍｍで傾斜角１度のコーンプレートを使用するレオメーターにおいて、せん断速度１（１／ｓ）にて、２５℃から１４５℃まで５℃/分で昇温し、その後１４５℃にて１時間保持した場合の粘度ηをプロファイルする。

透光性被覆層４が所望のドーム形状を保つためには、硬化性材料が硬化（加熱）の過程でレベリングして角や凹みがなくなるほど粘度の低い材料である必要がある。一方、軟化等により粘度が下がって液が周囲に広がってしまわない程度に粘度（チキソ性）が高い材料である必要もある。

非揮発系材料のレベリングの理論としては、Orchardの理論が最も一般的に使用されており、その理論式は以下の通りである。

ここで、材料の特性としてはγとηが関係する。

シリコーン系材料を想定した場合には、表面張力は材料間で大きな差が無いと推定されるので、その場合にもっとも影響が大きいのは必然的にηの値となる。

さらに、硬化の過程における

が直接的にレベリングの度合いa/a₀に影響を及ぼすことがわかるので、所望の形状の透光性被覆層４を作成するためには、「粘度の逆数の積分値」が上記範囲内におさまることが好ましい条件となる。粘度ηの逆数の積分値は、より好ましくは１００００以下、特に好ましくは１０００以下である。また、粘度ηの逆数の積分値は、より好ましくは０．０１以上、さらに好ましくは０．１以上である。

粘度ηの逆数の積分値が大きすぎると、レベリングし過ぎて硬化性材料をドーム状に盛ることが困難になる。その逆に、粘度ηの逆数の積分値が小さ過ぎると、レベリングし難く、硬化性材料を塗布した際にできる角が残り、硬化後にきれいなドーム状とならないことがある。

［３−３］蛍光体
透光性被覆層４には蛍光体を含有させることができる。

本発明の半導体発光装置に用いられる蛍光体は、紫外線〜青色光により励起される赤色、黄色、緑色、および青色蛍光体が挙げられる。

蛍光体の組成には特に制限はないが、結晶母体であるＹ₂Ｏ₃、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄等に代表される金属酸化物、Ｃａ₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ等に代表されるリン酸塩及びＺｎＳ、ＳｒＳ、ＣａＳ等に代表される硫化物に、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ等の希土類金属のイオンやＡｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｓｂ等の金属のイオンを付活剤または共付活剤として組み合わせたものが好ましい。

結晶母体の好ましい例としては、例えば、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ、ＳｒＧａ₂Ｓ₄、ＳｒＳ、ＺｎＳ等の硫化物、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ等の酸硫化物、（Ｙ，Ｇｄ）₃Ａｌ₅Ｏ₁₂、ＹＡｌＯ₃、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇、（Ｂａ，Ｓｒ）（Ｍｇ，Ｍｎ）Ａｌ₁₀Ｏ₁₇、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｍｇ，Ｚｎ，Ｍｎ）Ａｌ₁₀Ｏ₁₇、ＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉、ＣｅＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃、ＢａＡｌ₂Ｓｉ₂Ｏ₈、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄、Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂等のアルミン酸塩、Ｙ₂ＳｉＯ₅、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄等の珪酸塩、ＳｎＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃等の酸化物、ＧｄＭｇＢ₅Ｏ₁₀、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃等の硼酸塩、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆（Ｆ，Ｃｌ）₂、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂等のハロリン酸塩、Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇、（Ｌａ，Ｃｅ）ＰＯ₄等のリン酸塩等を挙げることができる。

ただし、上記の結晶母体及び付活剤または共付活剤は、元素組成には特に制限はなく、同族の元素と一部置き換えることもでき、得られた蛍光体は近紫外から可視領域の光を吸収して可視光を発するものであれば用いることが可能である。

［３−３−１］蛍光体の含有率
硬化性材料中における蛍光体の含有率は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であり、その適用形態により自由に選定できる。ただし、透光性被覆層４中の蛍光体総量として、通常１５重量％以上、好ましくは１８重量％以上、より好ましくは２０重量％以上、また、通常３０重量％以下、好ましくは２８重量％以下、より好ましくは２５重量％以下である。また、流体状の硬化性材料における蛍光体の含有率は、透光性被覆層４における蛍光体の含有率が前記範囲に収まるように設定すればよい。したがって、流体状の硬化性材料が硬化性材料硬化工程において重量変化しない場合は硬化性材料における蛍光体の含有率は透光性被覆層４における蛍光体の含有率と同様になる。また、流体状の硬化性材料が溶媒等を含有している場合など、硬化性材料が硬化性材料硬化工程において重量変化する場合は、その溶媒等を除いた硬化性材料における蛍光体の含有率が透光性被覆層４における蛍光体の含有率と同様になるようにすればよい。

ただし、前記の蛍光体の含有率は、特に白色の光を得る場合に好適なものである。したがって、具体的な蛍光体含有率は目的色、蛍光体の発光効率、混色形式、蛍光体比重、塗布膜厚、光学部材の形状により多様であり、この限りではない。

［３−３―２］層構造
透光性被覆層４が蛍光体を含有する場合、透光性被覆層４は単層であってもよいし、青色蛍光体を含有することによって青色に発光する蛍光層（第１の蛍光層）と、青色蛍光体以外の蛍光体（すなわち、黄色蛍光体、緑色蛍光体および赤色蛍光体の少なくとも１種）を含有することによって青色以外の色に発光する蛍光層（第２の蛍光層）と、の２層構造とすることもできる。青色蛍光体には、紫外から近紫外領域の光によって励起される蛍光体が用いられる。青色蛍光体以外の蛍光体には、青色光によって励起される蛍光体、または紫外から近紫外の領域の光によって励起される蛍光体が用いられる。

このように、透光性被覆層４を第１の蛍光層および第２の蛍光層の２層構造とすることで、半導体発光素子３側からより離れた蛍光層に含有される蛍光体の劣化をより抑制することができる。

半導体発光素子３側からの第１の蛍光層および第２の蛍光層の積層順は、第２の蛍光層が含有する蛍光体がどの波長領域で励起されるかに応じて適宜定めることができる。

第２の蛍光層に含有される蛍光体が青色光によって励起される場合は、第１の蛍光層および第２の蛍光層をこの順番に積層することが好ましい。これにより、第２の蛍光層に含有される蛍光体として、従来の青色光によって励起されて発光し青色光と混色することによって白色光を取り出す発光装置に用いられていた蛍光体を用いることができる。このような発光装置は、従来公知の青色発光素子の発光色と青励起の黄色蛍光体、もしくは青励起の赤・緑蛍光体の発光色を組み合わせて白色とする発光装置と比較して、発光装置の温度環境による色ずれが少なく安定した色度の白色光を提供することができる。これは青色発光素子の温度による発光波長や輝度の変化が大きく、発光素子からの透過光を直接利用し白色を得る発光装置にもこの影響が出るためである。本形態では、赤・緑・青の光は全て温度により発光波長変化しにくい蛍光体由来であり、温度変化により励起光の波長や輝度が多少変化しても色ずれが起きにくい。

一方、第２の蛍光層に含有される蛍光体が紫外から近紫外光によって励起される場合は、第２の蛍光層および第１の蛍光層をこの順番に積層することが好ましい。このように、第１および第２の蛍光層に含有される蛍光体は紫外から近紫外領域の光で励起されるものとし、かつ上記の順番で第１の蛍光層および第２の蛍光層を積層することで、半導体発光素子３から発せられる励起光の利用効率を向上させることができる。

紫外から近紫外光により励起されて緑色や赤色光を発する蛍光体は、通常青色領域にも吸収端を有し、紫外〜近紫外光により励起された青色光蛍光体の発する青色光を吸収してしまう。このため、青色蛍光体を半導体発光素子３の直近に配置して、白色光を発する半導体発光装置１を構成すると、青色光を緑色や赤色蛍光体が吸収し青色光成分が減少し、青色の蛍光体を余分に配合する必要が生じ、蛍光体の利用効率が低下する。そこで、青色蛍光体を半導体発光素子３から最も離れた位置に配置することにより、青色光の吸収が起きにくく、さらに青色蛍光体使用量も減るため、得られる白色光の輝度が高くなる。

透光性被覆層４を２層構造とする場合、半導体発光素子３に近い側の蛍光層に含有される蛍光体の粒径を、半導体発光素子３から離れた側の蛍光層に含有される蛍光体の粒径よりも小さくすることが好ましい。このように蛍光体の粒径を調整することで、半導体発光素子３から発せられた光を効率よく各蛍光層へ伝達することができる。その結果、各蛍光層に含有される蛍光体を効率よく励起させることができ、半導体発光装置１から取り出される光の輝度をより向上させることができる。なお、蛍光体の粒径は、中央粒径（Ｄ₅₀）で規定することができる。

以下、各蛍光層に含有される蛍光体についてより詳しく説明する。

［３−３−２Ａ］第１の蛍光層
第１の蛍光層に含有される青色蛍光体を励起可能な具体的な波長範囲は、通常３５０ｎｍ以上、好ましくは３８０ｎｍ以上、また、通常４３０ｎｍ以下、好ましくは４２０ｎｍ以下の波長範囲である。励起可能な波長が、上記範囲より長い場合は発光装置や照明装置が暗くなる虞があり、また、短い場合は蛍光体が励起し難くなる虞がある。

かかる蛍光体として好ましくは、酸化物系蛍光体、塩化物系蛍光体等の青色系蛍光体を用いることができる。さらに好ましくは、Ｅｕ付活アルミン酸塩蛍光体、Ｅｕ付活シリケート系蛍光体、Ｅｕ付活アパタイト系蛍光体等が好適に用いられる。また、六方晶系の結晶構造を持つものが好適に用いられる。

特に好ましい蛍光体としては、例えば、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ、Ｍ_ｘ（Ｓｉ，Ａｌ）_１２（Ｎ，Ｏ）_１６等が挙げられるが、特に（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕが好ましい。

これらは１種を単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。

［３−３−２Ｂ］第２の蛍光層（青色光励起）
第２の蛍光層が青色光で励起される蛍光体を含有する場合、その蛍光体を励起可能な具体的な波長範囲は、通常４３０ｎｍ以上、好ましくは４４０ｎｍ以上であり、また、通常５００ｎｍ以下、好ましくは４８０ｎｍ以下、特に好ましくは４６０ｎｍ以下の波長範囲である。励起可能な波長が、上記範囲より長い場合は発光装置や照明装置が暗くなる虞があり、また、短い場合は蛍光体が励起し難くなる虞がある。

かかる蛍光体としては、以下に述べる赤色蛍光体、緑色蛍光体および黄色蛍光体を挙げることができる。

［３−３−２Ｂ−１］赤色蛍光体
赤色蛍光体としては、例えば、赤色破断面を有する破断粒子から構成され、赤色領域の発光を行なう（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）₂Ｓｉ₅Ｎ₈：Ｅｕで表わされるユウロピウム付活アルカリ土類シリコンナイトライド系蛍光体、規則的な結晶成長形状としてほぼ球形状を有する成長粒子から構成され、赤色領域の発光を行なう（Ｙ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｌｕ）₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕで表わされるユウロピウム付活希土類オキシカルコゲナイド系蛍光体等が挙げられる。

さらに、特開２００４−３００２４７号公報に記載された、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、及びＭｏよりなる群から選ばれる少なくも１種の元素を含有する酸窒化物及び／又は酸硫化物を含有する蛍光体であって、Ａｌ元素の一部又は全てがＧａ元素で置換されたアルファサイアロン構造をもつ酸窒化物を含有する蛍光体も用いることができる。なお、これらは酸窒化物及び／又は酸硫化物を含有する蛍光体である。

［３−３−２Ｂ−２］緑色蛍光体
緑色蛍光体として、例えば、破断面を有する破断粒子から構成され、緑色領域の発光を行なう（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓｉ₂Ｏ₂Ｎ₂：Ｅｕで表わされるユウロピウム付活アルカリ土類シリコンオキシナイトライド系蛍光体、破断面を有する破断粒子から構成され、緑色領域の発光を行なう（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕで表わされるユウロピウム付活アルカリ土類シリケート系蛍光体等が挙げられる。

［３−３−２Ｂ−３］黄色蛍光体
黄色蛍光体としては、例えば、各種の酸化物系、窒化物系、酸窒化物系、硫化物系、酸硫化物系等の蛍光体が挙げられる。特に、ＲＥ₃Ｍ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ（ここで、ＲＥは、Ｙ，Ｔｂ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｓｍの少なくとも１種類の元素を表わし、Ｍは、Ａｌ，Ｇａ，Ｓｃの少なくとも１種類の元素を表わす。）やＭ² ₃Ｍ³ ₂Ｍ⁴ ₃Ｏ₁₂：Ｃｅ（ここで、Ｍ²は２価の金属元素、Ｍ³は３価の金属元素、Ｍ⁴は４価の金属元素）等で表わされるガーネット構造を有するガーネット系蛍光体、ＡＥ₂Ｍ⁵Ｏ₄：Ｅｕ（ここで、ＡＥは、Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｚｎの少なくとも１種類の元素を表わし、Ｍ⁵は、Ｓｉ，Ｇｅの少なくとも１種類の元素を表わす。）等で表わされるオルソシリケート系蛍光体、これらの系の蛍光体の構成元素の酸素の一部を窒素で置換した酸窒化物系蛍光体、ＡＥＡｌＳｉＮ₃：Ｃｅ（ここで、ＡＥは、Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｚｎの少なくとも１種類の元素を表わす。）等のＣａＡｌＳｉＮ₃構造を有する窒化物系蛍光体等のＣｅで付活した蛍光体などが挙げられる。

［３−３−２Ｃ］第２の蛍光層（紫外光励起）
第２の蛍光層が、紫外から近紫外領域の光で励起される蛍光体を含む場合、その蛍光体を励起可能な具体的な波長範囲は、通常３５０ｎｍ以上、好ましくは３８０ｎｍ以上、また、通常４３０ｎｍ以下、好ましくは４２０ｎｍ以下の波長範囲である。励起可能な波長が、上記範囲より長い場合は発光装置や照明装置が暗くなる虞があり、また、短い場合は蛍光体が励起し難くなる虞がある。

かかる蛍光体としては、前述の赤色蛍光体、緑色蛍光体および黄色蛍光体を挙げることができる。

上記の中で好ましい緑色蛍光体としては、例えば、酸化物系蛍光体、酸窒化物系蛍光体、窒化物系蛍光体、硫化物系蛍光体等の緑色系蛍光体を挙げることができる。さらに好ましくは、Ｅｕ付活シリケート系蛍光体、Ｃｅ付活ガーネット系蛍光体、Ｅｕ，Ｍｎ共付活アルミン酸塩蛍光体、Ｅｕ付活βサイアロン系蛍光体、Ｃｅ付活酸化スカンジウム系蛍光体、Ｅｕ付活オキシナイトライド系蛍光体等が好適に用いられる。また、立方晶系、斜方晶系または六方晶系の結晶構造を持つものが好適に用いられる。

特に好ましい緑色蛍光体としては、例えば、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｃａ_３（Ｓｃ，Ｍｇ）_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｍｇを添加したＣａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｃ_２Ｏ_４：Ｃｅ、（Ｃａ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ_２：Ｅｕ、Ｓｉ_６−ｚＡｌ_ｚＯ_ｚＮ_８−ｚ：Ｅｕ等を挙げることができる。

特に、本発明においては、蛍光体の劣化抑制の効果が高いという点で、以下の蛍光体を好ましいものとして挙げることができる。

（ｉ）（Ｍ^Ｉ（_１−γ）Ｍ^ＩＩ _γ）_αＳｉＯ_β：Ｅｕで表されるＥｕ付活シリケート系蛍光体
（ここで、Ｍ^Ｉは、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｚｎ及びＭｇからなる群より選ばれる１種以上の元素を表し、Ｍ^ＩＩは、２価及び３価の原子価を取りうる１種以上の金属元素を表わす。但し、Ｍ^ＩＩ全体に対する２価の元素のモル比が０．５以上、１以下である。γ、α及びβは各々、０．０１≦γ＜０．３、１．５≦α≦２．５、及び、３．５≦β≦４．５を満たす数を表わす。）その中でも、（Ｂａ，Ｓｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕが特に好ましい。

（ｉｉ）Ｍ１_xＢａ_yＭ２_zＬ_uＯ_vＮ_wで表される蛍光体
（ここで、Ｍ１はＣｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ及びＹｂからなる群より選ばれる少なくとも１種類の付活元素を示し、Ｍ２はＳｒ、Ｃａ、Ｍｇ及びＺｎから選ばれる少なくとも１種類の二価の金属元素を示し、Ｌは周期律表第４族又は１４族に属する金属元素から選ばれる金属元素を示し、ｘ、ｙ、ｚ、ｕ、ｖ及びｗは、それぞれ以下の範囲の数値である。
０．００００１≦ｘ≦３
０≦ｙ≦２．９９９９９
２．６≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦３
０＜ｕ≦１１
６＜ｖ≦２５
０＜ｗ≦１７）

上記緑色蛍光体は１種を単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。

また、上記の中で好ましい赤色蛍光体としては、窒化物系蛍光体、硫化物系蛍光体、酸硫化物系蛍光体、酸窒化物系蛍光体等の赤色系蛍光体を挙げることができる。さらに好ましくは、Ｅｕ付活シリコンナイトライド系蛍光体、Ｅｕ付活アルカリ土類金属硫化物系蛍光体、Ｅｕ付活αサイアロン系蛍光体、Ｅｕ付活希土類酸硫化物系蛍光体等が好適に用いられる。また、斜方晶系または六方晶系の結晶構造を持つものが好適に用いられる。

特に好ましい蛍光体としては、例えば、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ、Ｍ^’ _ｐＳｉ_{１２−（ｍ＋ｎ）}Ａｌ（ｍ＋ｎ）ＯｎＮ_１６−ｎ：Ｅｕ（ただし、Ｍ^’はＣａ、Ｓｒ及び／又はＹを表し、０＜ｐ≦２、０＜ｍ≦６、０≦ｎ≦３である。）等を挙げることができるが、特にＭ^１ _ａＭ^２ _ｂＭ^３ _ｃＭ^４ _ｄＮ_ｅＯ_ｆで表される蛍光体が好ましい。ここで、０．００００１≦ａ≦０．１５、ａ＋ｂ＝１、０．５≦ｃ≦１．５、０．５≦ｄ≦１．５、２．５≦ｅ≦３．５、０≦ｆ≦０．５である。また、Ｍ^１は付活元素であり、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、及びＹｂよりなる群から選ばれる１種以上の元素である。Ｍ^２は２価の金属元素であり、Ｍ^２の５０モル％以上がＣａ及び／又はＳｒであることが好ましい。Ｍ^３は３価の金属元素であり、Ｍ^３の５０モル％以上がＡｌであることが発光特性の高い蛍光体が得られるので好ましいが、Ｍ^３の８０モル％以上をＡｌとするのが好ましく、９０モル％以上をＡｌとするのがより好ましく、Ｍ^３の全てをＡｌとするのが最も好ましい。Ｍ^４は、少なくともＳｉを含む４価の金属元素であり、Ｍ^４の５０モル％以上がＳｉであることが好ましい。その中でも（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕが特に好ましい。

上記赤色蛍光体は１種を単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。

［３−３−３］各色蛍光体の好ましい組み合わせ
以上のように、透光性被覆層４は、単層構造の場合と２層構造の場合があり、さらに２層構造の場合には各層に異なる蛍光体を含有する。それぞれの場合に、各色蛍光体の好ましい組み合わせがある。以下に、各色蛍光体の好ましい組み合わせを例示する。

［３−３―３−１］単層構造の場合
透光性被覆層４が単層構造の場合は、紫外から近紫外領域の光で励起される、蛍光体含有層は青色蛍光体、緑色蛍光体および赤色蛍光体を含有することが好ましい。表１に、具体的な各色蛍光体の好ましい組み合わせを示す。

表１では３色の蛍光体のみを含有する例を示したが、組み合わせ例１−１から１−６のそれぞれに、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ_２・ＧｅＯ_２：Ｍｎで表される深赤色蛍光体を加えて４色の蛍光体の組み合わせとすることも好ましい。

［３−３―３−２］２層構造（第２の蛍光層が青色光励起）の場合
この層構造において白色光を取り出す場合、第２の蛍光層が含有する蛍光体の組み合わせとして好ましいのは、黄色蛍光体および赤色蛍光体の組み合わせ、または緑色蛍光体および赤色蛍光体の組み合わせである。

表２に、第２の蛍光層が黄色蛍光体および赤色蛍光体を含有する場合の、透光性被覆層４における具体的な各色蛍光体の好ましい組み合わせ例を示す。また、表３に、第２の蛍光層が緑色蛍光体および赤色蛍光体を含有する場合の、透光性被覆層４における具体的な各色蛍光体の好ましい組み合わせ例を示す。なお、表２および表３に示すのは、第１の蛍光層および第２の蛍光層をこの順番で積層した場合の好ましい組み合わせ例である。

表２では３色の蛍光体のみを含有する例を示したが、組み合わせ例２Ｂ−１から２Ｂ−５のそれぞれに、(Ｃａ,Ｍｇ)ＡｌＳｉＮｉ_３：Ｅｕ、またはＣａＡｌＳｉＮｉ_３：Ｅｕで表される深赤色蛍光体を加えて４色の蛍光体の組み合わせとすることも好ましい。

［３−３―３−３］２層構造（第２の蛍光層が紫外から近紫外光励起）の場合
この層構造において白色光を取り出す場合、第２の蛍光層が含有する蛍光体の組み合わせとして好ましいのは、緑色蛍光体および赤色蛍光体の組み合わせである。表４に、その場合の透光性被覆層４における具体的な各色蛍光体の好ましい組み合わせ例を示す。なお、表４に示すのは、第２の蛍光層および第１の蛍光層をこの順番で積層した場合の好ましい組み合わせ例である。

表４では３色の蛍光体のみを含有する例を示したが、組み合わせ例３−１から３−６のそれぞれに、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ_２・ＧｅＯ_２：Ｍｎで表される深赤色蛍光体を加えて４色の蛍光体の組み合わせとすることも好ましい。

以上の好ましい組み合わせ例で述べた、「深赤色蛍光体」とは、波長６３０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に発光ピーク波長を有する蛍光体である。

また、本実施形態において、透光性被覆層４における蛍光層は３層以上の積層構造を有していてもよい。

積層構造における各々の蛍光層はそれぞれ赤色、緑色、青色蛍光体を含有する蛍光層から形成されている。しかして、各々蛍光層の各色蛍光体が励起されてそれぞれが固有の発光を呈し、その合成光として、例えば白色光が得られることになる。

ここで、蛍光層の積層の順序は、特に限定されず、蛍光体の特性、その他の要因を検討して、適宜配置される。例えば、半導体発光素子３に近い程、短波長の蛍光色を有するように配置すれば、励起光、蛍光体の発光の利用効率の観点からは好ましい。積層の順序を、半導体発光素子３に近い程、含有する蛍光体の平均粒子径が小さくなるように配置すれば、励起光を効率的に散乱させる効果を期待する観点からは好ましい。蛍光体の劣化防止の観点からは、以下の配置とすることが好ましい。
（ｉ）光劣化しやすい蛍光体を半導体発光素子３に最も遠くなるように上面の層に配置する。
（ｉｉ）水分により劣化しやすい蛍光体を半導体発光素子３に最も近くなるように下面の層に配置する。これにより蛍光体を外気から遠ざけ、水分劣化を抑制する。
（ｉｉｉ）硫黄成分を含有する蛍光体を積層の中間に配置する。これにより外気の水分劣化を抑制し、半導体発光素子３の硫黄成分による黒変などを抑制する。

［４］半導体発光装置
以上、サブマウント２、半導体発光素子３および透光性被覆層４について説明した。本形態では、上述したように、外側境界線Ｌb上の任意の接触点におけるサブマウント２に対する透光性被覆層４の接触角度θが、場所によって異なっている。このように透光性被覆層４を形成することで、成形型を用いることなく、例えば上述した硬化性材料を、半導体発光素子３が搭載されたサブマウント２の上面に、半導体発光素子３を被覆するように滴下し、それを硬化させるだけで極めて簡単に透光性被覆層４を形成することができる。その結果、光取り出し効率に優れた半導体発光装置を安価に提供することができるようになる。特に、接触角度θが、外側境界線Ｌb上の全周にわたって３０°≦θ≦１６５°の範囲で変化していることにより、光取り出し効率がより優れた透光性被覆層４の形状が得やすくなる。

ここで重要なのは、サブマウント２上での硬化性材料の広がりが、サブマウント２上のある領域内で規制され、その状態でさらに硬化性材料をサブマウント２の上面に供給することによって、硬化性材料がサブマウント２上でドーム状に盛り上がった形状となることである。図１および図２に示す形態では、サブマウント２の上面に供給された硬化性材料がサブマウント２の外縁全周まで広がり、そこで広がりが規制された状態でさらに硬化性材料をサブマウント２の上面に供給することによって、サブマウント２の外縁全周に接し、かつ、ドーム状に盛り上がった透光性被覆層４を形成している。これによって、透光性被覆層４は、サブマウント２の上面側から見るとサブマウント２の平面形状に略等しいが、サブマウント２の側面側から見るとドーム状に形成される。

ここで、透光性被覆層４がサブマウント２の外縁に接しているとは、図４Ａに示すように、透光性被覆層４のサブマウント２との外側境界線Ｌbがサブマウント２の外縁２eと一致しており、透光性被覆層４がサブマウント２の側面２１に達していない場合だけでなく、図４Ｂに示すように、透光性被覆層４のサブマウント２との外側境界線Ｌbがサブマウント２の側面２１上に位置している場合も含む。

サブマウント２の半導体発光素子３が搭載される面である上面は、少なくともコア材が略平坦であることが好ましい。また、サブマウント２を上面側から見たときのサブマウント２の形状は、矩形、多角形、楕円形など任意の形状とすることができるが、サブマウント２を加工する際の容易性の観点からは、非円形であることが好ましく、より好ましくは、ｎ角形（ただし、ｎは、３≦ｎ≦１０を満たす整数である。）であり、特に好ましくは、三角形、四角形、六角形または八角形である。また、サブマウント２の形状が多角形である場合、正多角形であることが好ましい。

さらに、サブマウント２を上面側から見たときのサブマウント２の形状は、サブマウント２上の半導体発光素子３をサブマウント２の上面側から見たときの形状と相似でないことが好ましい。これにより、上述した、透光性被覆層４のサブマウント２に対する接触角度θが場所によって異なっている半導体発光装置１をより簡単に製造することができるようになる。また、複数の半導体発光素子３を一つのサブマウント２に配列する際には、たとえ半導体発光素子３の上面側から見た形状が、通常よく見られる正方形であっても、その配列の自由度から、サブマウント２の上面側から見たときの形状とは相似でないことが多い。本発明においては、このような形状であっても半導体発光装置を容易に製造することができる。

上述した形態では、透光性被覆層４の外側境界線Ｌbがサブマウント２の外縁全周に接しており、透光性被覆層４がサブマウント２の上面全域に広がっている例を示したが、透光性被覆層４は、サブマウント２上の半導体発光素子３を覆うことができれば、透光性被覆層４の外側境界線Ｌbはサブマウント２の外縁よりも内側に位置していてもよい。その場合、透光性被覆層４を良好なドーム形状とするためには、サブマウント２は、透光性被覆層４との接触性を抑制する接触性抑制構造を、サブマウント２の上面の外縁よりも内側に有することが好ましい。

接触性抑制構造のいくつかの例を図５Ａ〜図５Ｃに示す。図５Ａに示す例では、接触性抑制構造は、サブマウント２の上面において半導体発光素子３の外周全周にわたって形成された溝２ａによって形成されている。図５Ｂに示す例では、接触性抑制構造は、サブマウント２の上面において透光性被覆層４を形成すべき領域よりも高さが低くなるように形成された段差２ｂによって形成されている。図５Ｃに示す例では、接触性抑制構造は、サブマウント２の上面に露出した異種材料部２ｃで形成されている。異種材料部２ｃは、サブマウント２の上面において、透光性被覆層４を形成すべき領域を構成する材料に比べて透光性被覆層４が接触しにくい性質を有する材料で構成され、例えば、サブマウント２のコア材そのものの材料を変えたり、コア材と配線層との上記の性質の違いを利用したり、コート層が設けられている場合はコート層と配線層との上記の性質の違いを利用したり、あるいはこれらの複合的な上記の性質の違いを利用したりすることができる。

以上のような接触性抑制構造を設けることによって、上述の硬化性材料を用いて透光性被覆層４を形成する際、サブマウント２の上面での硬化性材料の広がりが、溝２ａの内縁、段差２ｂ、あるいは異種材料部２ｃによって規制され、透光性被覆層４を接触性抑制構造の内側の領域のみにドーム状に形成することができる。このように、接触性抑制構造によって、サブマウント２の上面において透光性被覆層２が形成される領域が規制される。本発明では、サブマウント２の上面における、接触性抑制構造で囲まれた領域を、接触性抑制構造で規制されることによって透光性被覆層４が形成される領域という意味で、透光性被覆層形成領域という。また、サブマウント２の上面側から見たとき、透光性被覆層形成領域の形状は、外側境界線Ｌbで囲まれた領域の形状と等しい。

透光性被覆層形成領域は、半導体発光素子３が搭載される領域を含むような位置およびサイズであれば任意の位置およびサイズとすることができる。また、サブマウント２の上面側から見た透光性被覆層形成領域の形状も、矩形、多角形、楕円形など任意の形状とすることができるが、接触性抑制構造を形成する際の容易性の観点からは、非円形であることが好ましく、より好ましくは、ｍ角形（ただし、ｍは、３≦ｎ≦１０を満たす整数である。）であり、特に好ましくは、三角形、四角形、六角形または八角形である。また、透光性被覆層形成領域の形状が多角形である場合、正多角形であることが好ましい。

さらに、サブマウント２を上面側から見たときの、外側境界線Ｌbで囲まれた領域の形状は、サブマウント２上の半導体発光素子３をサブマウント２の上面側から見たときの形状と相似でないことが好ましい。これにより、上述した、透光性被覆層４のサブマウント２に対する接触角度θが場所によって異なっている半導体発光装置１をより簡単に製造することができるようになる。また、複数の半導体発光素子３を一つのサブマウント２に配列する際には、たとえ半導体発光素子３の上面側から見た形状が、通常よく見られる正方形であっても、その配列の自由度から、サブマウント２の上面側から見たときの外側境界線Ｌbで囲まれた領域の形状とは相似でないことが多い。本発明においては、このような形状であっても半導体発光装置を容易に製造することができる。

透光性被覆層４のドームの具体的な立体形状は、特に制限されるものではないが、光取り出し効率向上という観点からは、以下のような立体形状とすることが好ましい。

図６に示すように、半導体発光装置１をサブマウント２の側面側の任意の方向δから投影した場合を考える。そのとき、サブマウント２の上面に対して透光性被覆層４がサブマウント２の厚み方向に最も突出している頂部Ｔからサブマウント２の上面に垂直に下ろした直線の距離をｄとする。また、透光性被覆層４を投影して得られる前述の被覆層投影外側輪郭曲線Ｃcにおいて頂部Ｔの近傍を円近似した際の曲率半径をＲ（δ）とする。ここで、透光性被覆層４の頂部Ｔからサブマウント２の上面までの直線距離ｄと、透光性被覆層４の頂部Ｔでの曲率半径Ｒ（δ）との比ｄ／Ｒ（δ）は、以下の式
０．５≦ｄ／Ｒ（δ）≦１．７
を常に満たすことが望ましい。ここで、「常に満たす」とは、半導体発光装置１をサブマウント２の側面側のどの方向から投影した場合においても上記の式を満たすということである。

以上のようにｄ／Ｒ（δ）の範囲を定めることで、半導体発光素子３からの光を透光性被覆層４の外側へ効率よく取り出すことができる。ｄ／Ｒ（δ）の値が小さいと、半導体発光素子３から出射した光は、透光性被覆層４と周辺媒質の界面に臨界角以上の入射角度で入射する割合が多くなる。臨界角以上の入射角で入射した光は全反射し、全反射した光は、サブマウント２等に一部が吸収され、結果的に光取り出し効率が低下することになる。ｄ／Ｒ（δ）の値が０．５未満では、その傾向がより顕著に現れるため好ましくない（たとえば、図６Ａの透光性被覆層４ａにおける入射角θａ）。一方、ｄ／Ｒ（δ）の値が大きくなると光取り出し効率は向上するが（たとえば、図６Ａの透光性被覆層４ｂにおける入射角θｂ）、ｄ／Ｒ（δ）の値が１．７を超えると、透光性被覆層４と周辺媒質の界面に臨界角以上の入射角度で入射する割合が再度多くなる（たとえば、図６Ａの透光性被覆層４ｃにおける入射角θｃ）。よって、ｄ／Ｒ（δ）の値は１．７以下であることが好ましい。

また、上記ｄ／Ｒ（δ）の好ましい数値範囲を裏付けるために、以下のシミュレーションを行った。

即ち、ＡｌＮ製のサブマウント２、およびケイ素含有化合物からなる透光性被覆層４を用いた半導体発光装置を仮定した場合に、透光性被覆層４の形状について、図６Ａに示す直線距離ｄと曲率半径Ｒを変化させ、全放射束がどのように変化するかをシミュレーションによって調べた。この結果を図６Ａ−１のグラフに示す。ここで、全放射束は、透光性被覆層４の外側に設定した評価面において取り出される全放射束を、半導体発光素子３の内部発光を１とした場合の比で表している。図６Ａ−１より、ｄ／Ｒ＝１．７を超える付近から評価面での全放射束の値が下がり始めることが確認された。

また、光取り出し効率をより向上させるためには、透光性被覆層４の表面が、半導体発光素子３の発光波長と同じ程度の微細な凹凸を有することも好ましい。

半導体発光装置１は、第二支持体をさらに有することもできる。第二支持体は、第一支持体を搭載するものであり、第一支持体と電気的に接続される。図７に、第二支持体を有する半導体発光装置の一例を示す。図７に示す半導体発光装置１は、第一支持体であるサブマウント２、半導体発光素子３および透光性被覆層４の他にさらに、第二支持体である実装基板５を有している。サブマウント２、半導体発光素子３および透光性被覆層４は、前述したものと同様のものでよいので、ここではそれらの説明は省略する。

実装基板５は、配線層５ａを有しており、この配線層５ａとサブマウント２の上面に設けられた配線層とが、立体配線である金属ワイヤ６を介して接続されている。サブマウント２の上面は透光性被覆層４で覆われており、よって、金属ワイヤ６は、透光性被覆層４に覆われている部分と、透光性被覆層４の外側に存在している部分とを有する。

図７では、金属ワイヤ６によって実装基板５とサブマウント２とを接合した例を示したが、実装基板５とサブマウント２との接合方法は、両者の配線の配置や構造等に応じて任意に変更することができる。例えば、サブマウント２の、実装基板５との接合のための配線がサブマウント２の下面に設けられている場合は、実装基板５とサブマウント２との接合を、金属ハンダ、ペースト材または金属バンプによって、金属ワイヤを用いることなく接合することができる。

本発明の半導体発光装置は、透光性被覆層４の外側に、透光性を有する第二被覆層を有することができる。第二被覆層を有する半導体発光装置の一例を図８Ａに示す。図８Ａに示すように、第二被覆層７は、透光性被覆層４の外側に、透光性被覆層４全体を覆うように透光性被覆層４に接して設けられている。

第二被覆層７は、
（ｉ）透光性被覆層４と異種のホスト材料からなる、
（ｉｉ）透光性被覆層４と同種のホスト材料からなり、かつ透光性被覆層４と異なる材料を含む、あるいは
（ｉｉｉ）透光性被覆層４と異種のホスト材料からなり、かつ透光性被覆層４と異なる材料をも含む、
構成を有することができる。

構成（ｉ）の例としては、透光性被覆層４をガラス材料で構成し、第二被覆層７を上述したシリコーン系材料で構成したものが挙げられる。構成（ｉｉ）の例としては、透光性被覆層４および第二被覆層７はどちらも上述したシリコーン系材料で構成しているが、透光性被覆層４には蛍光体を含有させず、第二被覆層７に蛍光体を含有させたものが挙げられる。この場合は、透光性被覆層４に蛍光体を含有させたものに比べて、蛍光体を半導体発光素子３から離して配置することができるため、半導体発光素子３からの光による蛍光体の劣化を抑制することができる。構成（ｉｉｉ）の例としては、透光性被覆層４を、蛍光体を含有させないガラス材料で構成し、第二被覆層７を、蛍光体を含有させた上述のシリコーン系材料で構成したものが挙げられる。

第二被覆層７に蛍光体を含有させる場合、含有させる蛍光体としては、透光性被覆層４の説明において前述した各色蛍光体を挙げることができる。また、透光性被覆層４に蛍光体を含有させる場合と同様、複数の蛍光体層を有するように第二被覆層を形成することもできる。この場合も、各蛍光体層に含有させる蛍光体は、透光性被覆層４において説明したのと同様でよい。なお、第二被覆層７に蛍光体を含有させる場合は、透光性被覆層４には蛍光体を含有させる必要はないが、前述した各色蛍光体の組み合せを、透光性被覆層４および第二被覆層７の組み合わせで達成することもできる。

第二被覆層７は、複数の層で構成することもできる。図８Ｂに示す例では、第二被覆層７は、内側層７ａおよび外側層７ｂの二層構造を有している。第二被覆層７を複数の層で構成する場合、各層の材料は、上記の透光性被覆層４との関係における第二被覆層７の構成（ｉ）〜（ｉｉｉ）をそのまま当てはめることができる。また特に、内側層７ａについてはガス層とすることもできる。このように、被覆層としてガス層を介在させることで、半導体発光素子３からの熱をより外部へ逃がす構成とするか、あるいは逃がさない構成とするかに応じて、半導体発光装置１の熱伝導特性を調整することができる。ガス層を構成する元素としては、酸素、窒素、二酸化炭素、１８族の元素、もしくはこれらの混合ガスが挙げられる。これらの中でも、空気よりも熱伝導率を高くした場合はＨｅやＮｅが最も好ましく、その逆に熱伝導率を低くしたい場合は、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、または二酸化炭素が好ましい。

ガスによる熱伝導特性の調整については、第二被覆層７を有しない構成の場合においても、半導体発光装置１そのものを、ここで例示したガスの雰囲気中に置くことで、第二被覆層７の内側層７ａをガス層とした場合と同様に達成することができる。また、ガス層の熱伝導率を高く、または低くするためには、ガス層をそれぞれ加圧、または減圧にしてもよい。

上述した各種形態では、サブマウント２上に１つの半導体発光素子３を搭載した半導体発光装置１を示したが、サブマウント２上に搭載する半導体発光素子３の数は複数とすることができる。その一例として図９に示す半導体発光装置では、細長いサブマウント２の上面に、３つの半導体発光素子３が、サブマウント２の長手方向に沿って１列に並んで搭載されている。このように複数の半導体発光素子３を搭載することで、半導体発光装置を任意の形状で構成することができる。

次に、本発明の半導体発光装置の製造方法について、図１および図２に示した半導体発光装置１を製造する場合を例に挙げて説明する。

半導体発光装置１は、大きく分けて以下の３つの工程を経て製造することができる。
（準備工程）サブマウント２、半導体発光素子３、および透光性被覆材を準備する。
（接合工程）サブマウント２と半導体発光素子３とを接合する。
（被覆層形成工程）半導体発光素子３がサブマウント２と接合されている部分を除いて完全に半導体発光素子３を被覆するように、成形型を用いることなく、透光性被覆材からなる透光性被覆層４を、前述したように定義される接触角度θがサブマウント２上の場所で異なるように所望の形状に形成する。

被覆層形成工程においては、半導体発光装置１の全周にわたって３０°≦θ≦１６５°の範囲で変化していることが望ましい。また、その変化の範囲は、任意の２つの場所での接触角度θの差をΔθとしたとき、１０°≦Δθ≦１３０°の範囲であることが望ましい。

被覆層形成工程で成形型を用いることなく透光性被覆層４を所望の形状に形成するためには、準備工程における透光性被覆材の準備では、透光性被覆材が、下記の物性規定試験で測定される最大高さ／接触線幅の値が好ましくは０．００１５以上、より好ましくは０．００５以上、さらに好ましくは０．０１以上となるように調整するのが望ましい。
＜物性規定試験＞
（手順１）ガラス平滑面に、内径１．５２ｍｍのニードルからその内径と同じ太さになるように前記透光性被覆材にて直線を描画する。
（手順２）前記（手順１）の直後に前記透光性被覆材を硬化させる。
（手順３）硬化後のガラスに接触している透光性被覆材の線幅とガラス面からの最大高さを測定し、その比（最大高さ/接触線幅）を算出する。

ここで、（手順２）において、透光性被覆材の硬化条件は材料により異なるが、速やかに完全に硬化させることが好ましい。例えば熱硬化性のシリコーン系材料の場合は、１５０℃の通風オーブンで１時間保持するなどの条件により硬化させる。

透光性被覆材は、最大高さ/接触線幅が大きすぎると、被覆層形成工程において透光性被覆層４を所望の形状に形成するのに長時間を要し、逆に、最大高さ/接触線幅が小さすぎると、上述したｄ／Ｒ（δ）の値を大きくするのが困難になり結果的に高い光取り出し効率が得られにくくなる。

また、準備工程における透光性被覆材の準備では、透光性被覆材の中に蛍光体を含むように調製してもよい。

さらに、透光性被覆材は、予め脱気を行なっておくことが好ましく、その脱気の条件としては、真空度をＰ_1L（Ｐａ）、温度をＴ_1L（℃）、時間をｔ_1L（ｈ）としたとき、これらが
１０^−２＜Ｐ_1L＜１０^２、
１０＜Ｔ_1L＜５０、および
０．１＜ｔ_1L＜２４、
の範囲内であることが好ましい。

上記の接合工程においては、サブマウント２と半導体発光素子３との接合を、少なくとも酸素、窒素、二酸化炭素および１８族の元素から選ばれる１つのガス、もしくはこれらの混合ガスの雰囲気中で行ない、かつ、接合温度Ｔ_2L（℃）を、２０＜Ｔ_2L＜４５０の範囲内の温度で行なうことが好ましい。接合温度Ｔ_2Lが高すぎると、半導体発光素子３が劣化する場合がある。また、接合温度Ｔ_２Ｌが低すぎると、あらゆる接合材において、接合が難しくなる。

被覆層形成工程では、成形型を用いることなく透光性被覆層４を所望の形状に形成する方法としていくつかの方法が考えられるが、最も簡単な方法は、流動性を有する透光性被覆材をサブマウント２の上面に滴下し、それを硬化させる方法である。この場合、被覆層形成工程は、流動性を有する透光性被覆材を、半導体発光素子３が接合されたサブマウント２の上面に滴下する工程と、透光性被覆材が滴下されたサブマウント２を真空装置内で脱気する工程と、脱気中または脱気後に、滴下した透光性被覆材を硬化させる工程とを有することによって、透光性被覆層４を所望の形状に形成することができる。液体状の透光性被覆材を、熱硬化性の材料とすれば、透光性被覆材の硬化は、透光性被覆材をサブマウント２および半導体発光素子３とともに加熱することで行なうことができる。

透光性被覆材を滴下する工程では、サブマウント２の上面の透光性被覆層４を形成すべき領域全体に透光性被覆材が広がるように透光性被覆材を滴下する。このとき、透光性被覆層４がサブマウント２の外縁に接している構成である場合は、透光性被覆材は、サブマウント２の外縁全周に接するようにサブマウント２の上面全体に滴下される。一方、図５Ａ〜図５Ｃに示したように、サブマウント２の上面に接触性抑制構造を有し、その内側の領域のみに透光性被覆層４が形成される構成である場合は、透光性被覆材は、サブマウント２の上面の、接触性抑制構造の内側の領域全体に滴下される。

被覆層形成工程における透光性被覆材の脱気の工程では、透光性被覆材を固化させない程度に脱気することが重要である。そのため、この工程での脱気の条件は、真空度をＰ₃₂（Ｐａ）、温度をＴ₃₂（℃）、時間をｔ₃₂（ｈ）としたとき、これらが
１０^−２＜Ｐ₃₂＜１０^２、
１０＜Ｔ₃₂＜５０、および
０．００１＜ｔ₃₂＜２４、
の範囲内であることが好ましい。

また、本発明で用いる透光性被覆材は、比較的粘度が高く、半導体発光素子３を搭載したサブマウント２上に滴下した後の脱気では、半導体発光素子３とサブマウント２との間の脱気が十分に行なわれないことがある。そこで、被覆層形成工程における透光性被覆材の脱気では、意図的な圧力変動を導入しながら脱気することが好ましい。具体的には、真空装置内に間欠的に大気、窒素ガス等を導入して圧力変動を起こす、真空引きを間欠的に行う、間欠的に大気解放、脱気を繰り返す、などの方法が挙げられる。これにより透光性被覆材中の気泡がはじけやすくなり、脱気が促進される。

透光性被覆材を加熱により硬化させる場合、その硬化を、酸素、窒素、二酸化炭素および１８族の元素から選ばれる１つのガス、もしくはこれらの混合ガスの雰囲気中で行ない、かつ、加熱温度をＴ₃₃（℃）、加熱時間をｔ₃₃（ｈ）としたとき、これらが
１０＜Ｔ₃₃＜２５０、
０．５＜ｔ₃₃＜５０
の範囲内であることが好ましい。このような条件で透光性被覆材を硬化させることにより、透光性被覆材は、その粘度の変化および表面張力の相互作用により所望の形状で硬化し易くなる。なお、加熱温度が高すぎると、透光性被覆材が硬化することによって形成された透光性被覆層４がサブマウント２から剥がれることがある。また、加熱温度が低すぎると、硬化不十分となる。

透光性被覆材の硬化のための加熱工程においては、加熱温度は一定でなくてもよく、段階的に上昇させてもよい。また、加熱中のサブマウント２の姿勢は、形成すべき透光性被覆層４の最終的な形状に応じて任意の姿勢とすることができ、例えば、サブマウント２の下面を重力方向に向けた姿勢で透光性被覆材を加熱してもよいし、その逆に、サブマウント２の上面を重力方向に向けた姿勢で透光性被覆材を加熱してもよいし、あるいはサブマウント２の側面を重力方向に向けた姿勢で透光性被覆材を加熱してもよい。

なお、透光性被覆層４が多層構造である場合は、上述した被覆層形成工程において、透光性被覆材の滴下、脱気および硬化を層毎に繰り返し、最終的に、接触角度θがサブマウント２上の場所で異なるように形成する。また、透光性被覆層４が前述したような微細な凹凸を有している場合は、透光性被覆材の硬化後に、その硬化によって形成された透光性被覆層４の表面に凹凸を形成する。

以上、図１および図２に示した半導体発光装置１の製造方法について説明したが、図７に示すように、金属ワイヤ６によってサブマウント２と電気的に接続された第二支持体である実装基板５をさらに有する場合は、上述した各工程に加えて以下の工程を有する。

まず、準備工程では、サブマウント２を搭載する実装基板５を準備する工程をさらに有する。また、接合工程においては、サブマウント２の上面に形成された配線層と実装基板５に形成された配線層５ａとを、立体配線である金属ワイヤ６で結線する工程をさらに有する。そして被覆層形成工程では、金属ワイヤ６が、透光性被覆材に覆われる部分と透光性被覆材の外側に存在している部分とを有するように、透光性被覆材を形成することを含む。

また、図８Ａおよび図８Ｂに示したように、透光性被覆層４の外側にさらに第二被覆層７を有する半導体発光装置１を製造する場合は、前述した被覆層形成工程の後に、第二被覆層７を、透光性被覆層４の外側に、透光性被覆層４全体を覆うように透光性被覆層４に接して形成する工程をさらに有する。

以下に実験例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。また、以下の実施例において参照している図面は、構造を把握しやすくするために敢えて寸法を変えている部分があるが、実際の寸法は以下の文中に記載されるとおりである。

［Ａ］サブマウント（第一支持体）の製造
［サブマウント１］
サブマウントのコア材として厚み０．２０ｍｍのＡｌＮを用意し、その上面に、ＴｉおよびＡｕをこの順に蒸着して積層し、リフトオフ法によりパターニングして必要な金属配線層を形成した。これをダイシングにより分割し、上面が一辺１０．０ｍｍの正三角形のサブマウントを作製した。

［サブマウント２］
サブマウントのコア材として厚み０．２０ｍｍのＡｌＮを用意し、その上面に、プラズマＣＶＤによりＳｉＯ_２を製膜した。次に、Ｔｉ、Ｐｔ、ＡｕおよびＡｕＳｎをこの順に蒸着して積層し、リフトオフ法によりパターニングして必要な金属配線層を形成した。これをダイシングにより分割し、上面が一辺２．２ｍｍの正方形のサブマウントを作製した。

［サブマウント３］
サブマウントのコア材として厚み０．２０ｍｍのＡｌＮを用意し、その上面に、プラズマＣＶＤによりＳｉＯ_２を製膜した。次に、Ｔｉ、ＰｔおよびＡｕをこの順に蒸着して積層し、リフトオフ法によりパターニングして必要な金属配線層を形成した。これをダイシングにより分割し、上面が一辺２．２ｍｍの正方形のサブマウントを作製した。

［サブマウント４］
サブマウントのコア材として厚み０．２０ｍｍのＡｌＮを用意し、その上面に、ＴｉおよびＡｕをこの順に蒸着して積層し、リフトオフ法によりパターニングして必要な金属配線層を形成した。これをダイシングにより分割し、上面が一辺２．２ｍｍの正方形のサブマウントを作製した。

［サブマウント５］
サブマウントのコア材として厚み０．２０ｍｍのＡｌＮを用意し、その上面に、Ｔｉ、Ｐｔ、ＡｕおよびＡｕＳｎをこの順に蒸着して積層し、リフトオフ法によりパターニングして必要な金属配線層を形成した。これをダイシングにより分割し、上面が一辺２．２ｍｍの正方形のサブマウントを作製した。

［サブマウント６］
サブマウントのコア材として厚み０．４０ｍｍのＡｌＮを用意し、その上面に、Ｔｉ、Ｐｔ、ＡｕおよびＡｕＳｎをこの順に蒸着して積層し、リフトオフ法によりパターニングして必要な金属配線層を形成した。これをダイシングにより分割し、上面が一辺４．５ｍｍの正方形のサブマウントを作製した。

［サブマウント７］
サブマウントのコア材として、鏡面仕上げされた厚み０．４３ｍｍのサファイアを用意し、その上面にＴｉ、ＰｔおよびＡｕをこの順に蒸着して積層し、リフトオフ法によりパターニングして必要な金属配線層を形成した。これをダイシングにより分割し、上面が図１１に示される形状および寸法のサブマウントを作製した。

［サブマウント８］
サブマウントのコア材として厚み１．００ｍｍのＡｌＮを用意し、その上面に、Ｔｉ、Ｐｔ、ＡｕおよびＡｕＳｎをこの順に蒸着して積層し、リフトオフ法によりパターニングして必要な金属配線層を形成した。これをダイシングにより分割し、上面が図１２に示される形状および寸法のサブマウントを作製した。

［サブマウント９］
サブマウントのコア材として、直径９．０ｍｍ、厚み１．００ｍｍの円柱形状に焼結形成されたＡｌＮを用意し、その上面に、ＴｉおよびＡｕをこの順に蒸着して積層し、リフトオフ法によりパターニングして必要な金属配線層を形成し、サブマウントを作製した。

［Ｂ］ＬＥＤチップ（半導体発光素子）の製造
［チップ１］
サファイア基板上に、ＭＯＣＶＤ法により、近紫外ＬＥＤ構造を有するエピタキシャル層を形成した。次に、ドライエッチング法を用いて一部にｎ型電極を形成させるためのｎ−ＧａＮ層を露出させた。次に、リフトオフ法によりパターニングした電極を形成した。ｎ側電極用金属としては、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｕを用い、ｐ側電極用金属としては、Ｎｉ，Ａｕを用いて、真空蒸着法により積層した。次に、上面が一辺０．８９５ｍｍの正六角形になるように、ブレーキングによりＧａＮ系ＬＥＤチップを作製した。

完成したＬＥＤチップをサブマウントに搭載し、ステムに搭載して初期特性を測定したところ、ピーク発光波長は４０６．９ｎｍであった。

［チップ２］
ＧａＮ基板を用いたこと以外は、チップ１と同様にして、ＧａＮ系ＬＥＤチップを作製した。完成したＬＥＤチップの初期特性をチップ１と同様の方法により測定したところ、ピーク発光波長は４０６．９ｎｍであった。

［チップ３］
上面が一辺３．０ｍｍの正方形になるように、ブレーキングしたこと以外は、チップ２と同様にして、ＧａＮ系ＬＥＤチップを作製した。完成したＬＥＤチップの初期特性をチップ１と同様の方法により測定したところ、ピーク発光波長は４０８．３ｎｍであった。

［チップ４］
上面が一辺３．０ｍｍの正方形になるように、ブレーキングしたこと以外は、チップ１と同様にして、ＧａＮＬＥＤチップを作製した。完成したＬＥＤチップの初期特性をチップ１と同様の方法により測定したところ、ピーク発光波長は４５６．５ｎｍであった。

［Ｃ］透光性被覆層形成液の製造
下記の方法により、透光性被覆材として透光性被覆層形成液を製造し、後述する［Ｄ］で使用に供するまで−１５℃の雰囲気中にて冷凍保管した。なお、これら透光性被覆層形成液は、いずれも［３−２−５−４］項「無機粒子の含有率」に記載の物性規定試験で測定される最大高さ／接触線幅が０．０１以上、１０以下となるように調節されている。また、いずれも［３−２−５−４］項「無機粒子の含有率」に記載の粘度測定条件にて粘度を測定しながら硬化させた際の粘度ηの逆数の積分値が１０００以下、０．１以上となるように調節されている。

［被覆層形成液１］
モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製両末端シラノールジメチルシリコーンオイルＸＣ９６−７２３を３９０．１１ｇ、メチルトリメトキシシランを１０．４４ｇ、及び、触媒としてジルコニウムテトラアセチルアセトネート粉末０．２８０ｇを、攪拌翼と、分留管、ジムロートコンデンサ及びリービッヒコンデンサとを取り付けた５００ｍｌ三つ口コルベン中に計量し、室温にて１５分触媒の粗大粒子が溶解するまで攪拌した。この後、反応液を１００℃まで昇温して触媒を完全溶解し、１００℃全還流下で３０分間６５０ｒｐｍで攪拌しつつ初期加水分解を行った。

続いて、留出をリービッヒコンデンサ側に接続し、窒素をＳＶ２０で液中に吹き込み生成メタノール及び水分、副生物の低沸ケイ素成分を窒素に随伴させて留去しつつ１００℃、５００ｒｐｍにて１時間攪拌した。この後窒素をＳＶ４０で液中に吹き込みながらさらに１３０℃に昇温、保持しつつ５．１時間重合反応を継続し、粘度３３６ｍＰａ・ｓの反応液を得た。なお、ここで「ＳＶ」とは「Ｓｐａｃｅ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ」の略称であり、単位時間当たりの吹き込み体積量を指す。よって、ＳＶ２０とは、１時間に反応液の２０倍の体積のＮ₂を吹き込むことをいう。

窒素の吹き込みを停止し反応液をいったん室温まで冷却した後、ナス型フラスコに反応液を移し、ロータリーエバポレーターを用いてオイルバス上１１０℃、１ｋＰａで２０分間微量に残留しているメタノール及び水分、低沸ケイ素成分を留去し、粘度５０１ｍＰａ・ｓの無溶剤の液を得た（これを適宜「透光性被覆層形成液Ａ」という）。

透光性被覆層形成液Ａ２．００ｇ、日本アエロジル株式会社製ヒュームドシリカ「アエロジルＲＸ２００」０．４６６ｇを軟膏つぼに計量し、株式会社シンキー製の自転公転式ミキサー「あわとり練太郎ＡＲ−１００」を用いて均一に分散し、被覆層形成液１を得た。

［被覆層形成液２］
モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製両末端シラノールジメチルシリコーンオイルＸＣ９６−７２３を１５６０．０９ｇ、メチルトリメトキシシランを４１．７１ｇ、及び、触媒としてジルコニウムテトラアセチルアセトネート粉末１．１１９ｇを、攪拌翼と、分留管、ジムロートコンデンサ及びリービッヒコンデンサとを取り付けた２Ｌ三つ口コルベン中に計量し、室温にて１５分触媒の粗大粒子が溶解するまで攪拌した。この後、反応液を１００℃まで昇温して触媒を完全溶解し、１００℃全還流下で３０分間４００ｒｐｍで攪拌しつつ初期加水分解を行った。

続いて、留出をリービッヒコンデンサ側に接続し、窒素をＳＶ２０で液中に吹き込み生成メタノール及び水分、副生物の低沸ケイ素成分を窒素に随伴させて留去しつつ１００℃、５００ｒｐｍにて１時間攪拌した。この後窒素をＳＶ２０で液中に吹き込みながらさらに１３０℃に昇温、４時間保持し、さらにＳＶ４０として０．８時間重合反応を継続し、粘度１１９ｍＰａ・ｓの反応液を得た。

窒素の吹き込みを停止し反応液をいったん室温まで冷却した後、ナス型フラスコに反応液を移し、ロータリーエバポレーターを用いてオイルバス上１１０℃、１ｋＰａで２０分間微量に残留しているメタノール及び水分、低沸ケイ素成分を留去し、粘度２００ｍＰａ・ｓの無溶剤の液を得た（これを適宜「透光性被覆層形成液Ｂ」という）。

透光性被覆層形成液Ｂ２．００ｇ、日本アエロジル株式会社製ヒュームドシリカ「アエロジルＲＸ２００」０．３８８ｇを軟膏つぼに計量し、株式会社シンキー製の自転公転式ミキサー「あわとり練太郎ＡＲ−１００」を用いて均一に分散し、被覆層形成液２を得た。

［被覆層形成液３］
上記の透光性被覆層形成液Ａ２．００ｇ、日本アエロジル株式会社製ヒュームドシリカ「アエロジルＲＸ２００」０．３４９ｇを軟膏つぼに計量し、株式会社シンキー製の自転公転式ミキサー「あわとり練太郎ＡＲ−１００」を用いて均一に分散し、被覆層形成液３を得た。

［被覆層形成液４］
東レダウコーニング株式会社製シリコーン樹脂ＯＥ６３３６の主剤１ｇと硬化剤１ｇ、及び日本アエロジル株式会社製ヒュームドシリカ「アエロジルＲＸ２００」０．２３４ｇを容器に計量し、株式会社シンキー製の自転公転式ミキサー「あわとり練太郎ＡＲ−１００」を用いて均一に分散し、被覆層形成液４を得た。

［被覆層形成液５］
モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製両末端シラノールジメチルシリコーンオイルＸＣ９６−７２３を１４５ｇ、フェニルトリメトキシシランを１４．５ｇ、及び、触媒としてジルコニウムテトラアセチルアセトネート粉末を０．６３８ｇ用意し、これを攪拌翼とコンデンサとを取り付けた三つ口コルベン中に計量し、室温にて１５分触媒が十分溶解するまで攪拌した。この後、反応液を１２０度まで昇温し、１２０度全還流下で３０分間攪拌しつつ初期加水分解を行った。

続いて窒素をＳＶ２０で吹き込み生成メタノール及び水分、副生物の低沸ケイ素成分を留去しつつ１２０℃で攪拌し、さらに４．７５時間重合反応を継続し、粘度１８９ｍＰａ・ｓの反応液を得た。

窒素の吹き込みを停止し反応液をいったん室温まで冷却した後、ナス型フラスコに反応液を移し、ロータリーエバポレーターを用いてオイルバス上１２０℃、０．８ｋＰａで２０分間微量に残留しているメタノール及び水分、低沸ケイ素成分を留去し、粘度３７６ｍＰａ・ｓの無溶剤の液を得た（これを適宜「透光性被覆層形成液Ｃ」という）。

透光性被覆層形成液Ｃ２．００ｇ、日本アエロジル株式会社製ヒュームドシリカ「アエロジルＲＸ２００」０．３１０ｇを軟膏つぼに計量し、株式会社シンキー製の自転公転式ミキサー「あわとり練太郎ＡＲ−１００」を用いて均一に分散し、被覆層形成液５を得た。

［被覆層形成液６］
モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製両末端シラノールジメチルシリコーンオイルＸＣ９６−７２３を１６００ｇ、フェニルトリメトキシシランを１６０ｇ、及び、触媒としてジルコニウムテトラアセチルアセトネート粉末を３．５２ｇ用意し、これを攪拌翼とコンデンサとを取り付けた三つ口コルベン中に計量し、室温にて１５分触媒が十分溶解するまで攪拌した。この後、反応液を１２０度まで昇温し、１２０度全還流下で３０分間攪拌しつつ初期加水分解を行った。

続いて窒素をＳＶ２０で吹き込み生成メタノール及び水分、副生物の低沸ケイ素成分を留去しつつ１２０℃で攪拌し、さらに５．８３時間重合反応を進めた。窒素の吹き込みを停止し反応液をいったん室温まで冷却した後、ナス型フラスコに反応液を移し、ロータリーエバポレーターを用いてオイルバス上１２０℃、１ｋＰａで２０分間微量に残留しているメタノール及び水分、低沸ケイ素成分を留去し、粘度５６０ｍＰａ・ｓの無溶剤の液を得た（これを適宜「透光性被覆層形成液Ｄ」という）。

ＸＣ９６−７２３を１４０ｇ、ＰＴＭＳ１４ｇ、触媒としてジルコニウムテトラアセチルアセトネート粉末を０．３０８ｇ使用し、窒素吹き込み下の反応継続時間を４時間とした他は透光性被覆層形成液Ｃの製造法と同様にして、粘度１１７ｍＰａ・ｓの無溶剤の液を得た（これを適宜「透光性被覆層形成液Ｅ」という）。

前記透光性被覆層形成液Ｄを１００重量部、および透光性被覆層形成液Ｅを２重量部、添加、均一に混合し、透明無溶剤の液を得た（これを適宜「透光性被覆層形成液Ｆ」という）。

透光性被覆層形成液Ｆを２．００ｇ、日本アエロジル株式会社製ヒュームドシリカ「アエロジルＲＸ２００」を０．２９１ｇ、それぞれ軟膏つぼに計量し、株式会社シンキー製の自転公転式ミキサー「あわとり練太郎ＡＲ−１００」を用いて均一に分散し、被覆層形成液６を得た。

［被覆層形成液７］
透光性被覆層形成液Ｆを２．００ｇ、日本アエロジル株式会社製ヒュームドシリカ「アエロジルＲＸ２００」を０．１９４ｇ、それぞれ軟膏つぼに計量し、株式会社シンキー製の自転公転式ミキサー「あわとり練太郎ＡＲ−１００」を用いて均一に分散し、被覆層形成液６を得た。

［被覆層形成液８］
透光性被覆層形成液Ｆを１．５ｇ、黄色蛍光体Ｙ_２．８６Ｌｕ_０．０６Ｃｅ_０．０８Ａｌ_５Ｏ_１２（重量中央粒径ｄ５０＝２０．７μｍ）を０．０４ｇ、日本アエロジル株式会社製ヒュームドシリカ「アエロジルＲＸ２００」を０．２１８ｇ、それぞれ軟膏つぼに計量し、株式会社シンキー製の自転公転式ミキサー「あわとり練太郎ＡＲ−１００」を用いて均一に分散し、被覆層形成液８を得た。

［Ｄ］半導体発光装置の製造（実施例１〜１７、参考例１〜５）
［Ｄ−１］透光性被覆層形成液の調製
上記にて製造し、冷凍保管した被覆層形成液１〜７を室温（２５℃前後）で０．５時間静置した。静置後、被覆層形成液１〜７をそれぞれシリンジに入れ、脱気を行った。脱気は１．３×１０^-１Ｐａ、室温（２５℃前後）で１時間行なった。脱気後、被覆層形成液１〜７の入った各シリンジをディスペンサーに入れ、シリンジ内気圧を０．３４ＭＰａとした。

なお、以下の予備試験を行ない、後述する評価を行なったが、後述の実施例と同様の結果が得られた。

［Ｄ−１−１］予備試験１
室温に静置する時間を５日間とした以外は、前記［Ａ−１］と同様の方法で被覆層形成液１〜７の調製、および半導体発光装置の作製を行なった。

［Ｄ−１−２］予備試験２
脱気時間を１２時間とした以外は、前記［Ａ−１］と同様の方法で被覆層形成液１〜７の調製、および半導体発光装置の作製を行った。

［Ｄ−２］サブマウントとＬＥＤチップの結合
下記表５の組み合わせにより、サブマウントの配線上にＬＥＤチップをフリップチップボンディングにより結合した。結合は、窒素ガスを２Ｌ／分で導入する雰囲気下、設定温度３００℃でＡｕＳｎハンダをメルトするか、または２００℃のステージ温度でＡｕバンプで接合することにより行なった。次に、一部の半導体発光装置を除いて、サブマウントの配線にＡｕワイヤーを超音波によりボンディングした。

［Ｄ−２］透光性被覆層の形成
［Ｄ−２−１］滴下工程
上記の実施例１〜１７および参考例１〜５のサブマウントの上面に、前述の［Ｃ］により製造した透光性被覆層形成液をサブマウントの外縁全周に接するように滴下した。各実施例および参考例と透光性被覆層形成液との組み合せを表６に示す。

［Ｄ−２−２］脱気工程
滴下工程を経た半導体発光装置を真空脱気装置の中に入れ、真空脱気装置の大気解放用コックが閉まっていることを確認した上で、到達真空度が１．３×１０^-1Ｐａの真空ポンプを作動し、下記表７に示す時間、および温度にて脱気を行った。

この際、実施例３、１４では、１２時間（７２０分）脱気を連続して行った。実施例３、１４以外の実施例、および参考例では、圧力変動を導入して脱気を行ない、脱気、大気解放を交互に計４回行った。すなわち、第一の脱気では、真空引き開始から表７に示した時間を経過後、脱気装置の大気解放用コックを開き、空気を入れ、大気圧になったら、再度コックを閉め、真空引きを行った。同様に第二の脱気、第三の脱気を表７に示す時間行った。第四の脱気で、表７に示す時間の経過後、透光性被覆層形成液からの気泡の発生がなくなったのを確認した後、真空ポンプを停止し、大気解放用コックを開き、大気圧に戻した。

［Ｄ−２−３］加熱工程
脱気工程を経た半導体発光装置を下記表８に示す姿勢にて加熱処理を行ない、透光性被覆層形成液を硬化させた。この際、実施例１３および１４は、サブマウントの上面が重力方向を向くように、すなわち透光性被覆層が下向きとなるように半導体発光装置を乾燥機内に静置した（表８では「下向き」と記載）。実施例１３、１４以外の実施例では、その逆に、サブマウントの下面が重力方向を向くように、すなわち透光性被覆層が上向きとなるように半導体発光装置を乾燥機内に静置した（表８では「上向き」と記載）。

加熱は、表８に示すとおり、各実施例、参考例について、１段階のキュア（硬化処理）若しくは二段階または三段階のステップキュアにより行なった。また、参考例５については、加熱後、さらに、２００℃、２７５℃、３５０℃の追加加熱処理を行なった。第三段階の加熱後、乾燥機内の気温が室温になるまで十分冷却を行ない、透光性被覆層を有する実施例１〜１７、および参考例１〜５の半導体発光装置を得た。

［Ｅ］半導体発光装置の評価
［Ｅ−１］接触角度
実施例１〜１７の半導体発光装置を、図１３Ａ〜図１３Ｅにそれぞれ示す複数の測定ポイントにおいてサブマウントの側面から写真撮影した。実施例２〜１８については半導体発光素子全体を撮影することができたが、実施例１については、サブマウントのサイズが大きく、撮影視野内に半導体発光素子全体が入らなかったため、右側の外縁部または左側の外縁部のいずれか一方のみを撮影した。

撮影した写真から、図３を用いて説明した前述の方法に従って被覆層投影直線Ｌcおよびコア材投影直線Ｌsを求め、それらがなす角度のうちサブマウントおよび透光性被覆層の外側に形成される接触角度θを、測定ポイントごとに測定した。さらに、各測定ポイントでの接触角度θ、接触角度の最大値θmax、最小値θmin、最大値θmaxと最小値θminの差Δθ、平均値θAVG、および標準偏差θSTDを算出した。

［Ｅ−２］曲率半径
接触角度θの測定に用いた写真から、図６を用いて説明した前述の方法に従って、各測定ポイントについて透光性被覆層の頂部からサブマウントの上面までの直線距離ｄおよび透光性被覆層の頂部での曲率半径Ｒを測定し、ｄ／Ｒ、最大値ｄ／Ｒmax、最小値ｄ／Ｒmin、平均値ｄ／ＲAVG、および標準偏差ｄ／ＲSTDを算出した。

［Ｅ−３］全放射束
実施例２、３、５〜８、１１および１２の半導体発光装置について、８００ｍＡの電流を注入した際の全放射束を、積分球を用いて測定し、透光性被覆層形成前の、サブマウントに搭載された半導体発光素子の全放射束を除した値である全放射束上昇率Ｇrを算出した。

表９に、上記で求めた、サブマウントに対する透光性被覆層の接触角度θ、接触角度の最大値θmax、最小値θmin、最大値θmaxと最小値θminの差Δθ、平均値θAVG、および標準偏差θSTDを示す。また、表１０に、上記で求めた、透光性被覆層の頂部からサブマウントの上面までの直線距離ｄと曲率半径Ｒとの比ｄ／Ｒ、最大値ｄ／Ｒmax、最小値ｄ／Ｒmin、平均値ｄ／ＲAVG、標準偏差ｄ／ＲSTD、および全放射束上昇率Ｇｒを示す。

［Ｆ］透光性被覆層の表面処理
［Ｆ−１］実施例１８（ＨＦによるウェットエッチング処理）
青色半導体発光素子を準備し、これをＡｌＮ基板を有するサブマウントにフリップチップボンドして搭載し、半導体発光装置とした。この後に積分球をもちいて全放射束を測定した。この結果、８００ｍＡ電流注入時の全放射束は２０２．０ｍＷであり、ピーク発光波長は４６６．５ｎｍであった。

次に、被覆層形成液６の透光性被覆層形成液を用いて、実施例１と同様の条件で脱気および加熱を行い、透光性被覆層を形成した。この透光性被覆層を形成した半導体発光装置について、前記の通りに全放射束を測定した。

次に透光性被覆層表面に凹凸加工を施すために、フッ化水素４９重量％含有フッ酸水溶液に３分間、透光性被覆層部分を浸漬した。浸漬後の半導体発光装置を前記の方法で、全放射束を測定した。この結果、透光性被覆層表面を上記のウェットエッチング処理により凹凸加工することにより、２％の全放射束向上が確認された。

［Ｆ−２］実施例１９（ＢＨＦによるウェットエッチング処理）
青色半導体発光素子を準備し、これをＡｌＮ基板を有するサブマウントにフリップチップボンドして搭載し、半導体発光装置とした。この後に積分球をもちいて全放射束を測定した。この結果、８００ｍＡ電流注入時の全放射束は１９５．８ｍＷであり、ピーク発光波長は４６７．９ｎｍであった。

次に、被覆層形成液６の透光性被覆層形成液を用いて、実施例１と同様の条件で脱気および加熱を行い、透光性被覆層を形成した。この透光性被覆層を形成した半導体発光装置について、前記の通りに全放射束を測定した。

次に透光性被覆層表面に凹凸加工を施すために、フッ化水素４９重量％含有フッ酸水溶液および４０重量％フッ化アンモニウム水溶液の比が１：１（重量比）の溶液に３分間、透光性被覆層部分を浸漬した。浸漬後の半導体発光装置を前記の方法で、全放射束を測定した。この結果、透光性被覆層表面を上記のウェットエッチング処理により凹凸加工することにより、４％の全放射束向上が確認された。

［Ｆ−３］実施例２０（ドライエッチング処理）
青色半導体発光素子を準備し、これをＡｌＮ基板を有するサブマウントにフリップチップボンドして搭載し、半導体発光装置とした。この後に積分球をもちいて全放射束を測定した。この結果、８００ｍＡ電流注入時の全放射束は２０６．０ｍＷであり、ピーク発光波長は４６７．９ｎｍであった。

次に、被覆層形成液６の透光性被覆層形成液を用いて、実施例１と同様の条件で脱気および加熱を行い、透光性被覆層を形成した。この透光性被覆層を形成した半導体発光装置について、前記の通りに全放射束を測定した。

次に透光性被覆層表面に凹凸加工を施すために、反応性イオンエッチング装置に半導体発光装置を導入した。酸素導入量を２５ｃｃ、プロセス圧力を６ｍＴｏｒｒとして、ＲＦパワー２３５Ｗを印加し酸素プラズマを励起した。この際のＶｄｃは−１１０Ｖであった。この条件において１０分間、透光性被覆層の表面加工を行った。加工終了後、当該、半導体発光装置を反応性イオンエッチング装置から取り出し、前記の方法で、全放射束を測定した。この結果、透光性被覆層表面を上記のいわゆるドライエッチング処理により凹凸加工することにより、０．６％の全放射束向上が確認された。

［Ｇ］まとめ
以上より、本発明の半導体発光装置は、簡便に製造することができ、発光効率を効果的に向上することが確認された。すなわち、様々な形状の第一支持体上に、適切な透光性被覆層形成液を塗布し、脱気、加熱処理を行うことで、発光効率を向上させる透光性被覆層を形成することができた。

［Ｇ−１］透光性被覆層の形成条件
透光性被覆層を形成する際の脱気・加熱条件は、比較的広範囲に設定することが可能であることが実施例、および参考例から確認された。すなわち、予備試験１、２より、透光性被覆層形成液の脱気等の前処理は、十分に行えば、透光性被覆層の形成に影響しないことが確認された。

また、実施例２、３および実施例１３、１４より、塗布後の脱気、加熱処理においても、十分な脱気、および十分な効果処理を行えば、透光性被覆層の形成に影響しないことが確認された。すなわち、連続して７２０分間脱気を行った実施例３、１４と、４段階の脱気・大気解放を行う処理をしたその他の実施例のいずれも、透光性被覆層を形成することができた。

また、加熱処理を一段階のキュアのみで実施する参考例１、２および加熱処理後、さらに追加加熱した参考例５においても、透光性被覆層を形成することができた。なお、加熱温度を高温とした場合、すなわち、２００℃または２７５℃で硬化させた場合は、特に問題なかった。一方、加熱温度を２８０℃、５分間とした参考例３、および加熱温度を３５０℃、５分間とした参考例４においても透光性被覆層を形成することができたが、参考例３では、第一支持体（サブマウント）と透光性被覆層の間に剥離が観察され、参考例４では、半導体発光素子と透光性被覆層の間に剥離が観察され、いずれも硬化が不十分であった。

［Ｇ−２］透光性被覆層の形状
透光性被覆層の形状としては、前述のシミュレーション結果より、透光性被覆層の頂部からサブマウントの上面までの直線距離ｄと曲率半径Ｒとの関係で、０．５≦ｄ／Ｒ≦１．７とすることが重要であると考えられる。

［Ｇ−３］透光性被覆層の表面処理
透光性被覆層は表面処理によりさらに、全放射束を向上することができた。その際、ドライエッチング処理よりもフッ酸などによるウェットエッチング処理の方が、効果的であることが確認された。これは、ドライエッチング処理による表面粗さは、半導体発光素子の発光波長よりも小さいため、光取り出し効果が得られにくいのに対し、ウェットエッチング処理による表面粗さは、半導体発光素子の発光波長に近似するため、光取り出し効率が高くなるためと考えられる。

［Ｇ−４］その他の実施態様
また、被覆層形成液１〜８は各種蛍光体を混合することができることが確認されている。従って、蛍光体を適宜混合することにより、半導体発光装置の発光色を白色などに適宜設定することも可能である。

また、本実施例においては、周辺媒質を空気としているが、これを空気以外の物質に置き換えて所望の効果を得ることも可能である。すなわち、周辺媒質に熱伝導率の高いヘリウムを用いてカプセル構造とした場合は、半導体発光装置の冷却効果を期待することができる。また、周辺媒質を樹脂、ガラスに置き換えて光取り出し効果を期待することができる。

本発明の一実施形態による半導体発光装置の模式的断面図である。 本発明の一実施形態による半導体発光装置の概略斜視図である。 本発明における接触角度θの求め方を説明する図である。 本発明における、第一支持体の外縁と透光性被覆層との関係の一例を示す図である。 本発明における、第一支持体の外縁と透光性被覆層との関係の他の例を示す図である。 本発明の任意の構成である接触性抑制構造の一例を示す図である。 本発明の任意の構成である接触性抑制構造の他の例を示す図である。 本発明の任意の構成である接触性抑制構造のさらに他の例を示す図である。 本発明における、透光性被覆層の頂部からサブマウントの上面までの直線距離ｄと、透光性被覆層の頂部での曲率半径との比ｄ／Ｒの求め方を説明する図である。 ｄ／Ｒによる光取り出し効率の違いを説明する図である。 シミュレーションによって求められた、ｄ／Ｒと全放射束との関係を示すグラフである。 第二支持体を有する本発明の半導体発光装置の模式的断面図である。 単層の第二被覆層を有する本発明の半導体発光装置の模式的断面図である。 ２層の第二被覆層を有する本発明の半導体発光装置の模式的断面図である。 第一支持体上に複数の半導体発光素子を搭載した本発明の半導体発光装置の概略斜視図である。 （ａ）〜（ｆ）は、透光性被覆層に関して隣接する２つの層の関係の具体例について模式的に示す図である。 本発明の実施例において作製したサブマウント５の上面図である。 本発明の実施例において作製したサブマウント６の上面図である。 本発明の実施例において、正三角形のサブマウントについて接触角度θおよびｄ／Ｒを求めた際の測定ポイントを示す図である。 本発明の実施例において、正方形のサブマウントについて接触角度θおよびｄ／Ｒを求めた際の測定ポイントを示す図である。 本発明の実施例において、五角形のサブマウントについて接触角度θおよびｄ／Ｒを求めた際の測定ポイントを示す図である。 本発明の実施例において、八角形のサブマウントについて接触角度θおよびｄ／Ｒを求めた際の測定ポイントを示す図である。 本発明の実施例において、円形のサブマウントについて接触角度θおよびｄ／Ｒを求めた際の測定ポイントを示す図である。

符号の説明

１ 半導体発光装置
２ サブマウント
３ 半導体発光素子
４ 透光性被覆層
５ 実装基板
６ 金属ワイヤ
７ 第二被覆層

Claims (56)

1. コア材、配線層およびコート層のうち少なくともコア材および配線層を有する第一支持体と、
   前記第一支持体の上面に搭載された少なくとも１つの半導体発光素子と、
   前記半導体発光素子が前記第一支持体と接合されている部分を除いて前記半導体発光素子を完全に被覆して形成された透光性被覆層と、
   を有し、
   前記透光性被覆層は、前記第一支持体との接触領域と非接触領域との境界である外側境界線上の任意の接触点における前記第一支持体に対する接触角度θが、前記第一支持体上の場所で異なるように形成されている半導体発光装置。
2. 前記接触角度θは、
   前記第一支持体の側面側の任意の方向から投影した場合において、
   前記透光性被覆層を投影して得られる外側輪郭曲線上の任意の２つの点を直線で結んだとき、これら２つの点を前記第一支持体と前記透光性被覆層との接触点に限りなく近接させることで得られる直線を被覆層投影直線とし、
   前記第一支持体のコア材を投影して得られるコア材輪郭曲線上の、前記透光性被覆層に被覆されている部分での任意の２つの点を直線で結んだとき、これら２つの点を前記接触点に限りなく近接させることで得られる直線をコア材投影直線とし、
   前記被覆層投影直線と前記コア材投影直線とがなす角度のうち、前記第一支持体および前記透光性被覆層の外側の部分に形成される角度で定義される、請求項１に記載の半導体発光装置。
3. 前記接触角度θは、前記第一支持体の全周にわたって３０°≦θ≦１６５°の範囲で変化している、請求項１または２に記載の半導体発光装置。
4. 前記接触角度θは、前記外側境界線上の任意の２つの場所での接触角度θの差をΔθとしたとき、１０°≦Δθ≦１３０°の範囲で変化している、請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
5. 前記透光性被覆層は、前記第一支持体の外縁に接して形成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
6. 前記第一支持体の上面は、少なくとも前記コア材が略平坦である請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
7. 前記第一支持体は、上面側から見た形状が非円形である請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
8. 前記第一支持体は、上面側から見た形状がｎ角形（ただし、ｎは、３≦ｎ≦１０を満たす整数である。）である請求項７に記載の半導体発光装置。
9. 前記第一支持体は、上面側から見た形状が、三角形、四角形、六角形または八角形である請求項８に記載の半導体発光装置。
10. 前記第一支持体は、上面側から見た形状が正多角形である請求項７から９のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
11. 前記第一支持体は、前記透光性被覆層との接触性を抑制する接触性抑制構造を、前記第一支持体の外縁よりも内側に有し、前記透光性被覆層は、前記接触性抑制構造の内側領域に形成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
12. 前記接触性抑制構造は、前記第一支持体の上面に形成された、溝、段差、または異種材料部分によって構成されている請求項１１に記載の半導体発光装置。
13. 前記接触性抑制構造の内側領域は、前記第一支持体の上面側から見た形状が非円形である請求項１１または１２に記載の半導体発光装置。
14. 前記接触性抑制構造の内側領域は、前記第一支持体の上面側から見た形状がｍ角形（ただし、ｍは、３≦ｎ≦１０を満たす整数である。）である請求項１３に記載の半導体発光装置。
15. 前記接触性抑制構造の内側領域は、前記第一支持体の上面側から見た形状が三角形、四角形、六角形または八角形である請求項１４に記載の半導体発光装置。
16. 前記接触性抑制構造の内側領域は、前記第一支持体の上面側から見た形状が正多角形である請求項１３から１５のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
17. 前記第一支持体を上面側から見たときの、前記外側境界線で囲まれた領域の形状は、前記第一支持体上の半導体発光素子を前記第一支持体の上面側から見たときの形状と相似でない請求項１から１６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
18. 前記半導体発光素子は、金属ハンダまたは金属バンプを用いたフリップチップ実装によって、金属ワイヤを用いることなく前記第一支持体の上面に接合されている請求項１から１７のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
19. 前記半導体発光装置を前記第一支持体の側面側の任意の方向δから投影した場合において、
    前記第一支持体の上面に対して前記透光性被覆層が前記第一支持体の厚み方向に最も突出している頂部から前記第一支持体の上面に垂直に下ろした直線の距離をｄとし、かつ
    前記透光性被覆層を投影して得られる前記透光性被覆層の外側輪郭曲線において前記頂部の近傍を円近似した際の曲率半径をＲ（δ）としたとき、
    ０．５≦ｄ／Ｒ（δ）≦１．７
    を常に満たしている請求項１から１８のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
20. 前記透光性被覆層の表面は、前記半導体発光素子の発光波長と同程度の微細な凹凸を有する請求項１から１９のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
21. 前記第一支持体を搭載する第二支持体と、前記第一支持体の配線層と前記第二支持体の配線層とを結線する立体配線と、をさらに有し、
    前記立体配線は、前記透光性被覆層に覆われている部分と、前記透光性被覆層の外側に存在している部分とを有する請求項１から２０のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
22. 前記第一支持体の上面側の配線層は、少なくともＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕの中から選択される少なくとも１種の材料を含み、かつＡｇを含まない請求項１から２１のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
23. 前記第一支持体は前記コート層を有し、該コート層は、絶縁層を含んでおり、かつ、少なくともＳｉＯ_x、ＡｌＯ_x、ＴｉＯ_x、ＴａＯ_x、ＨｆＯ_x、ＺｒＯ_x、ＳｉＮ_x、ＡｌＮ_x、ＡｌＦ_x、ＢａＦ_x、ＣａＦ_x、ＳｒＦ_x、ＭｇＦ_xから選択される１つもしくは複数の層を有する請求項１から２２のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
24. 前記半導体発光素子は、Ｉｎ、ＩｎＳｂ、ＩｎＳｎ、ＰｂＳｎ、ＡｕＳｂ、ＡｕＳｎ、ＡｕＧｅおよびＡｕＳｉから選択され、かつＡｇを含まないハンダを用いて前記第一支持体と接合されている請求項１から２３のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
25. 前記半導体発光素子は、ＡｕもしくはＡｌを含むバンプを用いて前記第一支持体と接合されている請求項１から２３のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
26. 前記半導体発光素子は、少なくともＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕの中から選択される少なくとも１種を含み、かつＡｇを含まない電極を有している請求項１から２５のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
27. 前記半導体発光素子は、３８５ｎｍ以上４２５ｎｍ以下の波長領域にピーク発光波長を有する請求項１から２６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
28. 前記透光性被覆層は、ケイ素含有化合物を有する請求項１から２７のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
29. 前記ケイ素含有化合物はシリコーン系材料である請求項２８に記載の半導体発光装置。
30. 前記シリコーン系材料は縮合型シリコーン系材料である請求項２９に記載の半導体発光装置。
31. 前記ケイ素含有化合物はガラス材料である請求項２８に記載の半導体発光装置。
32. 前記透光性被覆層は、前記半導体発光素子から発せられる光で励起される蛍光体を含有する請求項１から３１のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
33. 前記透光性被覆層の外側に、前記透光性被覆層全体を覆うように前記透光性被覆層に接して設けられた、透光性を有する第二被覆層をさらに有する請求項１から３２のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
34. 前記第二被覆層は、
    前記透光性被覆層と異種のホスト材料からなるか、
    前記透光性被覆層と同種のホスト材料からなり、かつ前記透光性被覆層と異なる材料を含むか、あるいは
    前記透光性被覆層と異種のホスト材料からなり、かつ前記透光性被覆層と異なる材料をさらに含むか、
    のいずれかの構成を有する請求項３３に記載の半導体発光装置。
35. 前記第二被覆層は、酸素、窒素、二酸化炭素、１８族の元素、もしくはこれらの混合ガスからなる層を含む請求項３３または３４に記載の半導体発光装置。
36. 前記第二被覆層は、複数の層を有する請求項３３から３５のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
37. 半導体発光装置の製造方法であって、
    コア材、配線層およびコート層のうち少なくともコア材および金属配線層を有する第一支持体、半導体発光素子および透光性被覆材を準備する準備工程と、
    前記第一支持体の上面に前記半導体発光素子を接合する接合工程と、
    前記半導体発光素子が前記第一支持体と接合されている部分を除いて完全に前記半導体発光素子を被覆するように、成形型を用いることなく、前記透光性被覆材からなる透光性被覆層を、前記第一支持体との接触部の外側境界線上の任意の接触点における前記第一支持体に対する接触角度θが前記第一支持体上の場所で異なるように、形成する被覆層形成工程と、
    を有する半導体発光装置の製造方法。
38. 前記接触角度θは、
    前記第一支持体の側面側の任意の方向から投影した場合において、
    前記透光性被覆層を投影して得られる外側輪郭曲線上の任意の２つの点を直線で結んだとき、これら２つの点を前記第一支持体と前記透光性被覆層との接触点に限りなく近接させることで得られる直線を被覆層投影直線とし、
    前記第一支持体のコア材を投影して得られるコア材輪郭曲線上の、前記透光性被覆層に被覆されている部分での任意の２つの点を直線で結んだとき、これら２つの点を前記接触点に限りなく近接させることで得られる直線をコア材投影直線とし、
    前記被覆層投影直線と前記コア材投影直線とがなす角度のうち、前記第一支持体および前記透光性被覆層の外側の部分に形成される角度である、請求項３７に記載の半導体発光装置の製造方法。
39. 前記被覆層形成工程では、前記前記接触角度θが、前記第一支持体の全周にわたって３０°≦θ≦１６５°の範囲で変化するように前記透光性被覆層を形成する請求項３７または３８に記載の半導体発光装置の製造方法。
40. 前記被覆層形成工程では、前記接触角度θが、前記外側境界線上の任意の２つの場所での接触角度θの差をΔθとしたとき、１０°≦Δθ≦１３０°の範囲で変化するように前記透光性被覆層を形成する請求項３７から３９のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
41. 前記準備工程は、前記透光性被覆材の準備において、前記透光性被覆材を下記の物性規定試験で測定される最大高さ／接触線幅の値が０．００１５以上となるように調整することを含む請求項３７から４０のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
    ＜物性規定試験＞
    （手順１）ガラス平滑面に、内径１．５２ｍｍのニードルからその内径と同じ太さになるように前記透光性被覆材にて直線を描画する。
    （手順２）前記（手順１）の直後に前記透光性被覆材を硬化させる。
    （手順３）硬化後のガラスに接触している透光性被覆材の線幅とガラス面からの最大高さを測定し、その比（最大高さ/接触線幅）を算出する。
42. 前記準備工程は、前記透光性被覆材の準備において、前記透光性被覆材の中に蛍光体を含むように調製することを含む請求項３７から４１のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
43. 前記準備工程は、前記透光性被覆材の準備において、真空度をＰ_1L（Ｐａ）、温度をＴ_1L（℃）、時間をｔ_1L（ｈ）としたとき、これらが
    １０^−２＜Ｐ_1L＜１０^２、
    １０＜Ｔ_1L＜５０、および
    ０．１＜ｔ_1L＜２４、
    の範囲内である条件で前記透光性被覆材を脱気することを含む請求項３７から４２のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
44. 前記接合工程は、前記第一支持体と前記半導体発光素子との接合を、少なくとも酸素、窒素、二酸化炭素および１８族の元素から選ばれる１つのガス、もしくはこれらの混合ガスの雰囲気中で行ない、かつ、接合温度Ｔ_2L（℃）を、２０＜Ｔ_2L＜４５０の範囲内の温度で行なうことを含む請求項３７から４３のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
45. 前記被覆層形成工程は、
    流動性を有する前記透光性被覆材を、前記半導体発光素子が接合された前記第一支持体の上面の前記透光性被覆層を形成すべき領域全体に広がるように滴下する工程と、
    前記透光性被覆材が滴下された前記第一支持体を真空装置内で脱気する工程と、
    脱気中または脱気後に、前記透光性被覆材を硬化させる工程と、
    を有する請求項３７から４４のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
46. 前記透光性被覆材は熱硬化性材料であり、前記透光性被覆材を硬化させる工程は、前記透光性被覆材を加熱することを含む請求項４５に記載の半導体発光装置の製造方法。
47. 前記透光性被覆材の加熱は、酸素、窒素、二酸化炭素および１８族の元素から選ばれる１つのガス、もしくはこれらの混合ガスの雰囲気中で行ない、かつ、
    加熱温度をＴ₃₃（℃）、加熱時間をｔ₃₃（ｈ）としたとき、これらを
    １０＜Ｔ₃₃＜２５０、
    ０．５＜ｔ₃₃＜５０
    の範囲内の条件とすることを含む請求項４６に記載の半導体発光装置の製造方法。
48. 前記透光性被覆材の加熱を段階的に行なう請求項４６または４７に記載の半導体発光装置の製造方法。
49. 前記透光性被覆材の加熱を、前記第一支持体の下面を重力方向に向けた姿勢で行なう請求項４６から４８のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
50. 前記透光性被覆材の加熱を、前記第一支持体の上面を重力方向に向けた姿勢で行なう請求項４６から４８のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
51. 前記透光性被覆材の加熱を、前記第一支持体の側面を重力方向に向けた姿勢で行なう請求項４６から４８のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
52. 前記被覆層形成工程における脱気の工程は、真空度をＰ₃₂（Ｐａ）、温度をＴ₃₂（℃）、時間をｔ₃₂（ｈ）としたとき、これらが
    １０^−２＜Ｐ₃₂＜１０^２、
    １０＜Ｔ₃₂＜５０、および
    ０．００１＜ｔ₃₂＜２４、
    の範囲内である条件で脱気することを含む請求項４５から５１のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
53. 前記被覆層形成工程における脱気の工程は、圧力変動を導入しながら脱気することを含む請求項３０から５２のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
54. 前記準備工程は、前記第一支持体を搭載する第二支持体を準備する工程をさらに有し、
    前記接合工程は、前記第一支持体の上面に形成された配線層と前記第二支持体に形成された配線層とを立体配線で結線する工程をさらに有し、
    前記被覆層形成工程は、前記立体配線が、前記透光性被覆材に覆われる部分と前記透光性被覆材の外側に存在している部分とを有するように、前記透光性被覆材を形成することを含む請求項３７から５３のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
55. 前記透光性被覆層の形成後、前記透光性被覆層の表面に、前記半導体発光素子の発光波長と同程度の微細な凹凸を形成する工程をさらに有する請求項３７から５４のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
56. 前記透光性被覆層の外側に、前記透光性被覆層全体を覆うように前記透光性被覆層に接して、透光性を有する第二被覆層を形成する工程をさらに有する請求項３７から５５のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。

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