JP2012080146A - 光半導体装置 - Google Patents

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一昭 大塚
Toshihiro Kuroki
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Abstract

【課題】複数の蛍光体を効率よく発光させ、且つ発光した光によるパッケージの劣化の少
ない光半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体発光素子１１と、凹部１２を有し、凹部１２に半導体発光素子１１を
収納するパッケージ１３と、半導体発光素子１１の凹部１２の開口側に形成され、半導体
発光素子１１からの光により励起され、半導体発光素子１１の発光波長より長い第１の波
長の蛍光を発する第１蛍光体層１４と、半導体発光素子１１の凹部１２の底面側に形成さ
れ、半導体発光素子１１からの光により励起され、第１の波長より長い第２の波長の蛍光
を発する第２蛍光体層１５と、半導体発光素子１１の側面に形成され、半導体発光素子１
１からの光により励起され、第１の波長より長い第３の波長の蛍光を発する第３蛍光体層
１６と、を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光半導体装置に関する。
小型で低消費電力の照明光源として、半導体発光素子と蛍光体とを組み合わせて白色系の混色光を発する光源が知られている（例えば特許文献１または特許文献２参照。）。
特許文献１に開示された光半導体装置は、半導体発光素子上に、第１の蛍光体層と、第１の蛍光体層中の蛍光体の波長より短い蛍光を発する蛍光体を含有する第２の蛍光体層とを少なくとも積層してなる蛍光体積層構造を有し、第１の蛍光体層を第２の蛍光体層よりも半導体発光素子に近い方に配置している。
然しながら、特許文献１に開示された光半導体装置は、第１の蛍光体層は半導体発光素
子からの光で直接励起されるので、効率よく発光させることができるが、第２の蛍光体層
は半導体発光素子からの光で直接励起される場合と、第１の蛍光体で反射された光で励起
される場合があるので、第１の蛍光体での反射ロス分だけ第２の蛍光体層の明るさが低減
する問題がある。
特許文献２に開示された光半導体装置は、半導体発光素子の基板の下面に、蛍光体を均一に分散させた蛍光体層を予め設け、リードフレームへのダイボンドやワイヤーボンドを行った後、半導体発光素子の表面に基板の下面に設けた蛍光体層とは発光波長が異なる蛍光体を塗布し、半導体発光素子の発光層を完全に包み込んでいる。
然しながら、特許文献２に開示された光半導体装置は、下部蛍光体層からの発光が黄色で上部蛍光体塗布層からの発光が赤色の場合に、下部蛍光体層からの黄色光が上部蛍光体塗布層に吸収されるので、下部蛍光体層の明るさが低減する問題がある。
更に、下部蛍光体層からの発光が赤色で上部蛍光体塗布層からの発光が黄色の場合に、半導体発光素子の側面から放出される黄色光によりパッケージが変色劣化し、光半導体装置の信頼性が損なわれる恐れがある。
特開２００４−１７９６４４号公報 特開２００１−２１０８７４号公報
本発明は、複数の蛍光体を効率よく発光させ、且つ発光した光によるパッケージの劣化の少ない光半導体装置を提供する。
本発明の一態様の光半導体装置は、半導体発光素子と、凹部を有し、前記凹部に前記半導体発光素子を収納するパッケージと、前記半導体発光素子に対して前記凹部の開口側に形成され、前記半導体発光素子からの光により励起され、前記半導体発光素子の発光波長より長い第１の波長の蛍光を発する第１蛍光体層と、前記半導体発光素子に対して前記凹部の底面側に形成され、前記半導体発光素子からの光により励起され、前記第１の波長より長い第２の波長の蛍光を発する第２蛍光体層と、前記半導体発光素子の側面に形成され、前記半導体発光素子からの光により励起され、前記第１の波長より長い第３の波長の蛍光を発する第３蛍光体層と、を具備することを特徴としている。
本発明によれば、複数の蛍光体を効率よく発光させ、且つ発光した光によるパッケージの劣化が少ない光半導体装置が得られる。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施例１に係る光半導体装置について、図１乃至図５を用いて説明する。図１は光半導体装置を示す断面図、図２は光半導体装置の蛍光体層の光出力を比較例と対比して示す図、図３は光半導体装置の蛍光体層の光出力分布を示す図、図４および図５は光半導体装置の製造工程を順に示す断面図である。
図１に示すように、本実施例の光半導体装置１０は、半導体発光素子１１と、凹部１２を有し、凹部１２に半導体発光素子１１を収納するパッケージ１３と、半導体発光素子１１に対して凹部１２の開口側に形成され、半導体発光素子１１からの光により励起され、半導体発光素子１１の発光波長λ０より長い第１の波長λ１の蛍光を発する第１蛍光体層１４と、半導体発光素子１１に対して凹部１２の底面側に形成され、半導体発光素子１１からの光により励起され、第１の波長λ１より長い第２の波長λ２の蛍光を発する第２蛍光体層１５と、半導体発光素子１１の側面に形成され、半導体発光素子１１からの光により励起され、第１の波長λ１より長い第３の波長λ３の蛍光を発する第３蛍光体層１６と、を具備している。
半導体発光素子１１は、波長λ０〜λ３に対して透明な基板１１ａ、例えば厚さ１００μｍ程度のサファイア基板と、透明な基板１１ａ上に形成された窒化物半導体の発光層１１ｂと、発光層１１ｂに電気的接続を取るための電極１１ｃとを具備している。
発光層１１ｂに通電することにより、半導体発光素子１１は発光波長λ０〜４６０ｎｍの青色光を放出する。
パッケージ１３は、例えばトランスファーモールド法により形成された白色系のポリカーボネイト樹脂で、中央に半導体発光素子１１から放出された光を開口側に向けるための反射カップとなるすり鉢状の凹部１２が形成されている。
凹部１２の底面に接着材１７、例えば銀（Ａｇ）ペーストを介して半導体発光素子１１が載置されている。半導体発光素子１１は、ワイヤ１８を介してリード端子（図示せず）に接続されている。
第１蛍光体層１４は、半導体発光素子１１に対して凹部１２の開口側にあり、電極１１ｃおよびワイヤ１８を覆うように半導体発光素子１１の上面に形成されている。
第１蛍光体層１４は、半導体発光素子１１からの青色光により励起され、発光波長λ０より長い第１の波長λ１〜５９０ｎｍの黄色の蛍光を発する。
第１蛍光体層１４は、例えば（Ｍｅ１−ｙＥｕｙ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋（ＭｅはＢａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇから選ばれる少なくとも一つのアルカリ土類金属元素、０＜ｙ≦１）または（Ｙ，Ｃｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋の黄色蛍光体と、拡散材とを含有する樹脂が塗布された黄色蛍光体層である。
第２蛍光体層１５は、半導体発光素子１１に対して凹部１２の底面側にあり、半導体発光素子１１の下面に形成されている。
第２蛍光体層１５は、半導体発光素子１１からの青紫色光により励起され、発光波長λ０より長い第２の波長λ２〜６５０ｎｍの赤色の蛍光を発する。
第２蛍光体層１５は、（Ｍｅ１−ｙＥｕｙ）２Ｓｉ５Ｎ８（ＭｅはＢａ，Ｓｒ，Ｃａから選ばれる少なくとも一つのアルカリ土類金属元素，０＜ｙ≦１）または（Ｍｅ１−ｙＥｕｙ）ＡｌＳｉＮ３（ＭｅはＢａ，Ｓｒ，Ｃａから選ばれる少なくとも一つのアルカリ土類金属元素，０＜ｙ≦１）の赤色蛍光体と、拡散材とを含有する樹脂が塗布された赤色蛍光体層である。
第３蛍光体層１６は、半導体発光素子１１の側面側にあり、半導体発光素子１１の側面に形成されている。
第３蛍光体層１６は、半導体発光素子１１からの青色光により励起され、発光波長λ０より長い第３の波長λ３〜６５０ｎｍの赤色の蛍光を発する。ここでは、第３蛍光体層１６は、第２蛍光体層１５と同じ赤色蛍光体層である。
半導体発光素子１１から放出された青色光により、第１蛍光体層１４が直接励起されて黄色の蛍光を発する。同様に、第２蛍光体層１５および第３蛍光体層１６も青色光により直接励起されて赤色の蛍光を発する。この青色光、黄色光、赤色光が混合されて白色系の混合光が得られる。
図２は第１蛍光体層１４、第２および第３蛍光体層１５、１６の光出力を比較例と対比して示す図である。
ここでは、比較例１とは半導体発光素子の上面に赤色蛍光体層と黄色蛍光体層を順に積層した場合を意味し、比較例２とは半導体発光素子の上面に赤色蛍光体層を形成し、下面に黄色蛍光体層を形成した場合を意味している。
図２（ａ）に示すように、本実施例では黄色蛍光体は黄色蛍光体を励起する青色光２１によって励起され、赤色蛍光体は赤色蛍光体を励起する青色光２２により励起される。
青色光２１と青色光２２は互いに反対方向に放出され、光強度が等しいので、黄色蛍光体と赤色蛍光体はバランスよく蛍光を発することができる。
一方、比較例１では、始めに赤色蛍光体が赤色蛍光体を励起する青色光２３によって励起され、赤色蛍光体を励起した後に黄色蛍光体が黄色蛍光体を励起する青色光２４により励起される。
青色光２３は青色光２２と光強度がほぼ等しいので、赤色光の強度もほぼ等しくなる。青色光２４は赤色蛍光体により吸収、反射ロスを受けて、青色光２１より光強度が小さくなるので、黄色光の強度はΔＰ２だけ小さくなる。
その結果、黄色光と赤色光とのバランスが変化し、相対的に赤色光の割合が増加する。
図２（ｂ）に示すように、比較例２では、黄色蛍光体は黄色蛍光体を励起する青色光２５によって励起され、赤色蛍光体は赤色蛍光体を励起する青色光２６および赤色蛍光体を励起する黄色光２７により励起される。
青色光２５と青色光２６とは互いに反対方向に放出され、光強度が等しいので、黄色蛍光体と赤色蛍光体はバランスよく蛍光を発する。
然し、赤色光は黄色光２７による励起が加算されるので、赤色光の強度はΔＰ３だけ大きくなる。黄色光は赤色蛍光体により吸収、反射ロスを受けるので、強度はΔＰ４だけ小さくなる。
その結果、黄色光と赤色光とのバランスが変化し、相対的に赤色光の割合が増加する。
従って、本実施例では、赤色蛍光体による黄色光の吸収、反射ロスを低減することができるので、白色系の混合光を明るくすることが可能である。
且つ、図３に示すように、赤色の第３蛍光体層１６が半導体発光素子１１の側面に形成されているので、半導体発光素子１１の内側から側面に至る青色光Ｂｉおよび黄色光Ｙｉが赤色蛍光体により吸収、反射される。
これにより、パッケージ１３の凹部１２の傾斜側面を照射する赤色より短波長側の光が低減し、赤色より短波長側の光によるパッケージ１３の変色劣化を防止することが可能である。
次に、光半導体装置１０の製造方法について説明する。
図４（ａ）に示すように、複数の半導体発光素子１１が形成されたウェーハ３０をダイシングシート３１に貼り付ける。
次に、ダイシングブレード３２を用いてウェーハ３０をダイシングし、ウェーハ３０を複数のチップ３３に分離する。
次に、図４（ｂ）に示すように、ダイシングシート３１を引き伸ばし、チップ３３同士の間隔Ｌを広げ、転写シート３４に転写することにより、半導体発光素子１１の基板１１ａ側を上向きにする。
次に、図４（ｃ）に示すように、赤色蛍光体と、拡散材とを含有する液状の第１蛍光体樹脂３５を貯留したディスペンサー３６から、ノズル３７を介して半導体発光素子１１の基板１１ａ上に液状の第１蛍光体樹脂３５を滴下する。
液状の第１蛍光体樹脂３５は、基板１１ａ上を広がり、半導体発光素子１１の側面に沿って垂下する。これにより、半導体発光素子１１の基板面および側面が液状の第１蛍光体樹脂３５で覆われる。
液状の第１蛍光体樹脂３５は、半導体発光素子１１の基板面および側面が過不足なく覆われる程度に粘性を調整しておくことが必要である。
粘性が高すぎると側面を完全に覆うことが難しくなり、粘性が低すぎると転写シート３４上を広がり、隣接する半導体発光素子１１を覆う液状の第１蛍光体樹脂３５と合体してしまうためである。
従って、チップ３３同士の間隔Ｌは、液状の第１蛍光体樹脂３５の広がり具合および作業のし易さなどを考慮し、例えばチップ３３の幅Ｗの３〜５倍程度が適当である。
次に、図４（ｄ）に示すように、転写シート３４をホットプレート３８上に載置し、半導体発光素子１１の基板面および側面を覆う液状の第１蛍光体樹脂３５をキュアする。
これにより、半導体発光素子１１の基板面に第２蛍光体層１５が形成され、側面に第２蛍光体層１５と同じ第３蛍光体層１６が形成される。
次に、図５（ａ）に示すように、接着材１７を介して半導体発光素子１１をパッケージ１３の開口１２の底面に載置する。
次に、図５（ｂ）に示すように、電極１１ｃにワイヤ１８をボンディングし、半導体発光素子１１をリード端子に電気的に接続する。
次に、図５（ｃ）に示すように、黄色蛍光体と、拡散材とを含有する液状の第２蛍光体樹脂４０を貯留したディスペンサー４１から、ノズル４２を介して半導体発光素子１１の上面に液状の第２蛍光体樹脂４０を滴下する。
液状の第２蛍光体樹脂４０は、半導体発光素子１１上に広がり、半導体発光素子１１の上面が液状の第２蛍光体樹脂４０で覆われる。
液状の第２蛍光体樹脂４０は、液状の第１蛍光体樹脂３５より粘性を高くし、半導体発光素子１１の上面から側面に垂れ下がらないようにすることが必要である。
粘性が高すぎると半導体発光素子１１の上面を完全に覆うことが難しくなり、粘性が低すぎると側、第３蛍光体層１６と重なってしまうからである。
次に、図５（ｄ）に示すように、パッケージ１３をオーブン４３に収納し、半導体発光素子１１の上面を覆う液状の第２蛍光体樹脂４０をキュアする。これにより、半導体発光素子１１の上面に第１蛍光体層１４が形成される。
次に、パッケージ１３の凹部１２に、透明樹脂１９を充填することにより、図１に示す光半導体装置１０が得られる。
以上説明したように、本実施例の光半導体装置１０は、半導体発光素子１１の上面に黄色の第１蛍光体層１４を形成し、半導体発光素子１１の下面に赤色の第２蛍光体層１５を形成し、半導体発光素子１１の側面に赤色第３蛍光体層１６を形成している。
その結果、凹部１２の開口側においては、青色光、黄色光が赤色蛍光体により吸収、反射されるロスをなくすことができる。
且つ、半導体発光素子１１の内側から側面に至る青色光、黄色光が赤色蛍光体により吸収、反射されるので、赤色光より短波長側の光がパッケージ１３の凹部１２の傾斜側面を照射するのを低減することができる。
従って、複数の蛍光体を効率よく発光させ、且つ発光した光によるパッケージ１３の劣化が少ない光半導体装置１０が得られる。
ここでは、液状の第１蛍光体樹脂３５が１種類の赤色蛍光体を含有する場合について説明したが、波長が異なる複数の赤色蛍光体を含有していても構わない。
または、波長の異なる赤色蛍光体を含有する液状の複数の第１蛍光体樹脂３５を用意し、塗り重ねることにより２層以上に積層しても構わない。２層以上に積層する場合は、半導体発光素子１１に近い側に長波長側の赤色蛍光体を塗布する。
これにより、赤色の第２および第３蛍光体層１５、１６の蛍光スペクトルの幅が広がるので、色調がより暖色系の白色光が得られる利点がある。
液状の第１および第２蛍光体樹脂３５、４０を半導体発光素子１１に塗布し、キュアすることにより、第１乃至第３蛍光体層１４、１５、１６を形成する場合について説明したが、予め赤色蛍光体粉末を固体中に分散させたシート、例えば赤色蛍光体粉末をバインダ樹脂と混練し圧縮した成形体を焼結したセラミックスのシートを、半導体発光素子１１に貼り付けることにより形成することもできる。
更に、パッケージ１３の凹部１２の傾斜した側面に、赤色蛍光体層を形成しても構わない。
即ち、図６に示すように、光半導体装置５０は、パッケージ１３の傾斜した側面に形成された赤色の第４蛍光体層５１を具備している。
これにより、反射カップとしての機能が損なわれるので光出力が低下するが、パッケージ１３の劣化防止効果が高められる利点がある。
第４蛍光体層５１は、第２蛍光体層１５または第３蛍光体層１６と同じ蛍光体を使用することができる。
第４蛍光体層５１は、例えばスプレー法により液状の第１蛍光体樹脂３５をパッケージ１３の凹部１２の傾斜した側面に塗布し、キュアすることにより形成することができる。
半導体発光素子１１が直方体状である場合について説明したが、側面が末広がり状に傾斜した半導体発光素子としても構わない。
即ち、図７に示すように、光半導体装置５５の半導体発光素子５６は、側面が基板１１ａから発光層１１ｂ側に向かって末広がり状に傾斜した側面５７を具備している。
これにより、半導体発光素子５６からの光取り出し効率が向上するので、更に白色系の混合光の出力が増加する利点がある。
また、垂直な側面に比べて、末広がり状に傾斜した側面５７を液状の第１蛍光体樹脂３５で覆う工程が容易になる利点がある。
図８は本発明の実施例２に係る光半導体装置を示す断面図である。本実施例において、上記実施例１と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
本実施例が実施例１と異なる点は、第１蛍光体層がパッケージの凹部に充填されていることにある。
即ち、図８に示すように、本実施例の光半導体装置６０は、パッケージ１３の凹部１２に充填された第１蛍光体層６１を具備している。
第１蛍光体層６１は、予め黄色蛍光体と、拡散材とを透明樹脂１９に混ぜ合わせたものを、パッケージ１３の凹部１２に充填し、オーブンでキュアすることにより形成される。
これにより、半導体発光素子１１上に第１蛍光体層１４を形成してから、パッケージ１３の凹部１２に透明樹脂１９を充填する場合に比べて、製造工程を簡略化することが可能である。
以上説明したように、本実施例の光半導体装置６０は、パッケージ１３の凹部１２に充填された第１蛍光体層６１を具備しているので、半導体発光素子１１上に第１蛍光体層１４を形成する工程が不要になる利点がある。
更に、図６と同様にして、パッケージ１３の凹部１２の傾斜した側面に、赤色蛍光体層を形成しても構わない。
これにより、第１蛍光体層６１からの黄色光がパッケージ１３の凹部１２の傾斜した側面を照射するのを防止できる利である。
本発明の実施例３に係る光半導体装置について、図９および図１０を用いて説明する。図９は本実施例の光半導体装置を示す断面図、図１０は光半導体装置の製造工程の要部を示す断面図である。
本実施例において、上記実施例１と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
本実施例が実施例１と異なる点は、第２蛍光体層がパッケージの凹部の底面に形成された凹部に埋め込まれていることにある。
即ち、図９に示すように、本実施例の光半導体装置７０は、半導体発光素子１１に対して凹部１２の底面側にあり、パッケージ１３の凹部１２の底面に形成された凹部７１に埋め込まれた第２蛍光体層７２を具備している。
凹部７１に液状の第１蛍光体樹脂３５を充填し、キュアすることにより、第２蛍光体層７２が凹部７１に埋め込まれる。
凹部７１のサイズは、接着材１７による半導体発光素子１１の固着強度が実用上問題ない範囲で定めればよく、例えば、半導体発光素子１１のサイズが３００μｍ□の場合、１５０μｍ□程度が適当である。
次に、半導体発光素子１１の側面に第３蛍光体樹脂１６を形成する方法について、説明する。
図１０（ａ）に示すように、半導体発光素子１１より一回り大きい方形状の凹部７３ａを有する第１金型７３を用意する。
次に、図１０（ｂ）に示すように、第１金型７３の凹部７３ａに、離型剤を塗布した後、所定の量の蛍光体入り樹脂（スラリー）７４を注入する。
次に、図１０（ｃ）に示すように、第１金型７３上に、凹部７３ａより一回り大きい貫通孔７５ａを有するテフロン（登録商標）のスペーサ７５を載置し、凹部７３ａと貫通孔７５ａとを同心状に重ね合わせ、ネジ７６により固定する。
次に、スペーサ７５上に、半導体発光素子１１と同じサイズの凸部７７ａを有する第２金型７７を載置し、凹部７３ａと凸部７７ａとを同心状に重ね合わせ、ネジ７８により締め付けて固定する。
スペーサ７５が押圧されて、凸部７７ａの先端部が凹部７３ａの底部と接触することにより、樹脂７４が凹部７３ａの底面から凸部７７ａの周りに押し出され、盛り上がる。このとき、第２金型７７の凸部７７ａにも、離型剤を塗布しておく。
次に、第１および第２金型７３、７７をオーブンに収納し、樹脂７４をキュアして固める。
次に、ネジ７８をはずして第２金型７７を取り外し、固まった蛍光体入り樹脂７４を取り出すことにより、底のない枡状の樹脂７４が得られる。
次に、図１０（ｄ）に示すように、固まった蛍光体入り樹脂７４に、樹脂７４と同じ樹脂（スラリー）を接着剤（図示せず）として、半導体発光素子１１をはめ込み、オーブンでキュアすることにより、固まった蛍光体入り樹脂７４と半導体発光素子１１とを固着する。固着された蛍光体入り樹脂７４が、第３蛍光体樹脂１６となる。
ちなみに、凸部７７ａの先端部が凹部７３ａの底部と接触しないようにすると、枡状の樹脂７４が得られるので、図１に示す第２蛍光体層１５、および第３蛍光体層１６として使用することができる。
尚、第２蛍光体層１５と、第３蛍光体層１６とが異なる材料の場合は、最初に第１金型７３に入れる樹脂の量及びスペーサ７５の厚さを変えることなどで、別々に形成した後、別々に接着すればよい。
これにより、半導体発光素子１１の側面に形成される第３蛍光体樹脂１６と、パッケージ１３の凹部１２の底面に形成された凹部７１に埋め込まれた第２蛍光体層７２とは別工程で形成されるので、第２蛍光体層７２と第３蛍光体樹脂１６とで、赤色で且つ特性の異なる蛍光体を使用することが可能になる。
例えば、赤色より短波長領域において、第３蛍光体層１６の光吸収率を第２蛍光体層７２の光吸収率より大きくすることにより、図６に示すパッケージ１３の傾斜した側面に形成された赤色の第４蛍光体層５１に比べて、反射カップとしての機能を損なうことと無く、パッケージ１３の劣化防止効果が高められる利点がある。
蛍光体の吸収率を上げるには、蛍光体の賦活剤であるユーロピューム（Ｅｕ）の濃度を上げることにより行う。
吸収率を上げると、蛍光体の膜厚を薄くすることができるので、熱ストレスなどにより、蛍光体にクラックが生じるのを防止することができる利点がある。
以上説明したように、本実施例の光半導体装置６０は、パッケージ１３の凹部１２の底面に埋め込まれた第２蛍光体層７２を具備しているので、第２蛍光体層７２と第３蛍光体樹脂１６とで、赤色で且つ特性の異なる蛍光体を使用できる利点がある。
ここでは、凹部７１の形状は直方体状である場合について説明したが、下凸状に湾曲した形状としても構わない。下凸状であれば、第２蛍光体層７２からの赤色光を凹部１２の開口側に集光することができる利点がある。
液状の第１蛍光体樹脂３５を凹部７１に充填し、キュアして第２蛍光体層７２を形成する場合について説明したが、予め赤色蛍光体粉末を固体中に分散させたシート、例えば赤色蛍光体粉末をバインダと混練し圧縮した成形体を焼結したセラミックスを、凹部７１にはめ込むようにしてもよい。
セラミックスでは、蛍光体粒子が圧縮・焼結されて隙間なく接触し、光学的に一体化しているので、蛍光体が樹脂中に分散している場合に比べて、励起光の散乱が抑えられる利点がある。その結果、より高い蛍光を得ることが可能である。
第２蛍光体層７２を埋め込む凹部７１をパッケージ１３の凹部１２の底面に形成する場合について説明したが、半導体発光素子１１の基板１１ａに形成することもできる。即ち、図１１に示すように、光半導体装置８０は、パッケージ１３の凹部１２の底面に対向する面、即ち半導体発光素子１１の基板１１ａに形成された凹部８１に埋め込まれた第２蛍光体層８２を具備している。
これにより、半導体発光素子１１と、接着材１７との接触面積を減じる必要がないので、十分な固着強度が維持できる利点がある。
半導体発光素子１１をワイヤ１８でリード端子に接続する場合について説明したが、半導体発光素子がフリップチップであっても構わない。
即ち、図１２に示すように、光半導体装置８５は、電極１１ｃ上に形成されたバンプ８６を有し、リード端子（図示せず）にフリップチップ接続された半導体発光素子８７を具備している。
これにより、ワイヤ１８が不要になるので、透明樹脂１９の応力などに起因するワイヤ１８の断線不良がなくなる利点がある。
更に、半導体発光素子８７に静電破壊防止のためのツェナーダイオードを接続してもよい。
即ち、図１３に示すように、光半導体装置９０は、パッケージ１３の凹部１２の底面に載置され、ワイヤ９１を介してリード端子（図示せず）に接続されたツェナーダイオード９２を具備している。
ツェナーダイオード９２に形成されたパッド９３に半導体発光素子８７がバンプ８６を介して載置され、ツェナーダイオード９２と半導体発光素子８７は逆方向に並列接続されている。
第２蛍光体層９４は、ツェナーダイオード９２と半導体発光素子８７の間に形成されている。
第２蛍光体層９４は、液状の第１蛍光体樹脂３５をツェナーダイオード９２の上面に塗布し、または上面に形成された凹部（図示せず）に充填し、オーブンでキュアして予め形成しておくことができる。
予め、赤色蛍光体粉末を固体中に分散させたシート、例えば赤色蛍光体粉末をバインダと混練し圧縮した成形体を焼結したセラミックスを、ツェナーダイオード９２と半導体発光素子８７の間に挟みこむようにしてもよい。
本発明の実施例１に係る光半導体装置を示す断面図。 本発明の実施例１に係る光半導体装置の蛍光体層の発光強度を比較例と対比して示す図。 本発明の実施例１に係る光半導体装置の蛍光体層の光出力分布を示す図。 本発明の実施例１に係る光半導体装置の製造工程を順に示す断面図。 本発明の実施例１に係る光半導体装置の製造工程を順に示す断面図。 本発明の実施例１に係る他の光半導体装置を示す断面図。 本発明の実施例１に係る他の光半導体装置を示す断面図。 本発明の実施例２に係る光半導体装置を示す断面図。 本発明の実施例３に係る光半導体装置を示す断面図。 本発明の実施例３に係る光半導体装置の製造工程の要部を示す断面図。 本発明の実施例３に係る他の光半導体装置を示す断面図。 本発明の実施例３に係る他の光半導体装置を示す断面図。 本発明の実施例３に係る他の光半導体装置を示す断面図。
１０、５０、５５、６０、７０、８０、８５、９０ 光半導体装置
１１、５６、８７ 半導体発光素子
１２、７１、７３ａ、８１ 凹部
１３ パッケージ
１４、６１ 第１蛍光体層
１５、７２、８２、９４ 第２蛍光体層
１６ 第３蛍光体層
１７ 接着材
１８、９１ ワイヤ
１９ 透明樹脂
２１、２４、２５ 黄色蛍光体を励起する青色光
２２、２３、２６ 赤色蛍光体を励起する青色光
２７ 赤色蛍光体を励起する黄色光
３０ ウェーハ
３１ ダイシングシート
３２ ダイシングブレード
３３ チップ
３４ 転写シート
３５ 液状第１蛍光体樹脂
３６、４１ ディスペンサー
３７、４２ ノズル
３８ ホットプレート
４０ 液状第２蛍光体樹脂
４３ オーブン
５１ 第４蛍光体層
５７ 傾斜側面
７３ 第１金型
７４ 樹脂
７５ スベーサ
７６、７８ ネジ
７７ 第２金型
７７ａ 凸部
８６ バンプ
９２ ツェナーダイオード
９３ パッド

Claims (5)

  1. 第１の電極を有する半導体発光素子と、
    第１の凹部とこの第1の凹部の底面と対抗する面に形成された第２の凹部とリード端子とを有し、前記第1の凹部に前記半導体発光素子を収納する容器と、
    前記半導体発光素子に対して前記第1の凹部の開口側に形成され、前記半導体発光素子からの光により励起され、前記半導体発光素子の発光波長より長い第１の波長の蛍光を発する第１蛍光体層と、
    前記第１の凹部の底面または第2の凹部に埋め込まれ、前記半導体発光素子からの光により励起され、前記第１の波長より長い第２の波長の蛍光を発する第２蛍光体層と、
    前記半導体発光素子の側面に形成され、前記半導体発光素子からの光により励起され、前記第１の波長より長い第３の波長の蛍光を発する第３蛍光体層と、
    前記第１の電極と前記リード端子とを接続するバンプ電極と、
    を具備することを特徴とする光半導体装置。
  2. 前記第２蛍光体層が、前記容器の前記第2の凹部に充填され、前記第２の波長の蛍光を発する蛍光体を分散させた樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置。
  3. 前記第１蛍光体層が、前記第１の凹部の開口側の表面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載の光半導体装置。
  4. 前記第２の波長より短い波長領域において、前記第３蛍光体層の光吸収率が、前記第２蛍光体層の光吸収率と同等または大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光半導体装置。
  5. 前記第１乃至第３蛍光体層の少なくともいずれかが、セラミックスであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光半導体装置。
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