JP2014187323A - 半導体発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体発光装置1は、III族窒化物半導体を含む半導体膜10と、半導体膜10の第1の面10bに接続された電極12と、第1の面10bにおける電極12以外の領域及び半導体膜10の端面10cを覆うパッシベーション膜13と、半導体膜10の第1の面10b及び電極12の側面を覆い、半導体膜10の第2の面10aを露出させる封止樹脂体15と、パッシベーション膜13と封止樹脂体15との間に設けられた中間膜14と、を備える。中間膜14の内部応力と封止樹脂体15の内部応力の差の絶対値は、パッシベーション膜13の内部応力と封止樹脂体15の内部応力の差の絶対値よりも小さい。
【選択図】図1
Description
先ず、第1の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る半導体発光装置を例示する断面図である。
対象膜の熱膨張係数:αn(1/K)
封止樹脂体の熱膨張係数:α0(1/K)
対象膜のヤング率:En(Pa)
対象膜のポアソン比の差:vn
図2(a)〜(d)及び図3(a)〜(d)は、本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
なお、説明の便宜上、図2(a)〜(d)及び図3(a)〜(d)においては、上下方向が図1の上下方向とは逆になっている。
本実施形態においては、パッシベーション膜13と封止樹脂体15との間に中間膜14を設けている。中間膜14の内部応力と封止樹脂体15の内部応力との差の絶対値は、パッシベーション膜13の内部応力と封止樹脂体15の内部応力との差の絶対値よりも小さい。このため、中間膜14は、パッシベーション膜13と封止樹脂体15との間の応力緩和膜として機能し、封止樹脂体15から印加される応力により、パッシベーション膜13にクラックが生じることを防止できる。
図4は、本実施形態に係る半導体発光装置の中間膜を例示する断面図である。
図4に示すように、本実施形態においては、中間膜14を、パッシベーション膜13から封止樹脂体15に向かって、2層の部分層14a及び14bがこの順に積層された2層膜とする。
すなわち、パッシベーション膜13の内部応力と封止樹脂体15の内部応力との差の絶対値を|σ13|とし、部分層14aの内部応力と封止樹脂体15の内部応力との差の絶対値を|σ14a|とし、部分層14bの内部応力と封止樹脂体15の内部応力との差の絶対値を|σ14b|としたとき、下記数式2が成立する。なお、各層の内部応力は、上記数式1により求めることができる。
図5は、本実施形態に係る半導体発光装置の中間膜を例示する断面図である。
図5に示すように、本実施形態においては、中間膜14を、パッシベーション膜13から封止樹脂体15に向かって、3層の部分層14a、14b及び14cがこの順に積層された3層膜とする。
すなわち、パッシベーション膜13の内部応力と封止樹脂体15の内部応力との差の絶対値を|σ13|とし、部分層14aの内部応力と封止樹脂体15の内部応力との差の絶対値を|σ14a|とし、部分層14bの内部応力と封止樹脂体15の内部応力との差の絶対値を|σ14b|とし、部分層14cの内部応力と封止樹脂体15の内部応力との差の絶対値を|σ14c|としたとき、下記数式3が成立する。なお、各層の内部応力は、上記数式1により求めることができる。
すなわち、中間膜を構成する複数の部分層のうち、最もパッシベーション膜13側に配置された部分層の内部応力と封止樹脂体15の内部応力の差の絶対値は、パッシベーション膜13の内部応力と封止樹脂体15の内部応力の差の絶対値よりも小さく、相対的に封止樹脂体15側に配置された部分層の内部応力と封止樹脂体15の内部応力の差の絶対値は、相対的にパッシベーション膜13側に配置された部分層の内部応力と封止樹脂体15の内部応力の差の絶対値よりも小さい。
前述の第1の実施形態において説明した方法により、半導体発光装置を実際に作製し、その製造プロセスにおいて、パッシベーション膜13にクラックが発生したか否かを評価した。評価したサンプルは、下記(1)〜(6)の6種類とした。但し、いずれのサンプルも、パッシベーション膜13は、シリコン酸化物(SiO2)からなる厚さが400nmの膜とし、封止樹脂体15は、エポキシ樹脂からなる厚さが1mmの膜とした。すなわち、下記(1)〜(6)において、「SiO2(400nm)」はパッシベーション膜13を示し、「エポキシ樹脂(1mm)」は封止樹脂体15を示す。
SiO2(400nm)/Cr(100nm)/エポキシ樹脂(1mm)
(2)実施例2
SiO2(400nm)/Ni(100nm)/エポキシ樹脂(1mm)
(3)実施例3
SiO2(400nm)/Ti(100nm)/エポキシ樹脂(1mm)
(4)実施例4
SiO2(400nm)/Ni(100nm)/Cr(100nm)/エポキシ樹脂(1mm)
(5)実施例5
SiO2(400nm)/Ni(100nm)/Cr(100nm)/Ti(100nm)/エポキシ樹脂(1mm)
(6)比較例1
SiO2(400nm)/(中間膜なし)/エポキシ樹脂(1mm)
Claims (8)
- III族窒化物半導体を含む半導体膜と、
前記半導体膜の第1の面に接続された電極と、
前記第1の面における前記電極以外の領域及び前記半導体膜の端面を覆い、シリコン酸化物を含むパッシベーション膜と、
前記半導体膜の前記第1の面及び前記電極の側面を覆い、前記半導体膜の第2の面を露出させ、エポキシ樹脂を含む封止樹脂体と、
前記パッシベーション膜と前記封止樹脂体との間に設けられ、クロム、ニッケル及びチタンからな群より選択された1以上の金属を含む中間膜と、
前記第2の面を覆う蛍光体膜と、
を備え、
前記中間膜は、前記パッシベーション膜から前記封止樹脂体に向かって積層された複数の部分層を有し、
前記複数の部分層のうち、
最も前記パッシベーション膜に配置された前記部分層の内部応力と前記封止樹脂体の内部応力の差の絶対値は、前記パッシベーション膜の内部応力と前記封止樹脂体の内部応力の差の絶対値よりも小さく、
相対的に前記封止樹脂体側に配置された前記部分層の内部応力と前記封止樹脂体の内部応力の差の絶対値は、相対的に前記パッシベーション膜側に配置された前記部分層の内部応力と前記封止樹脂体の内部応力の差の絶対値よりも小さく、
前記パッシベーション膜は、前記半導体膜の端面に沿って前記第2の面を越える位置まで延出している半導体発光装置。 - III族窒化物半導体を含む半導体膜と、
前記半導体膜の第1の面に接続された電極と、
前記第1の面における前記電極以外の領域及び前記半導体膜の端面を覆うパッシベーション膜と、
前記半導体膜の前記第1の面及び前記電極の側面を覆い、前記半導体膜の第2の面を露出させる封止樹脂体と、
前記パッシベーション膜と前記封止樹脂体との間に設けられた中間膜と、
を備え、
前記中間膜の内部応力と前記封止樹脂体の内部応力の差の絶対値は、前記パッシベーション膜の内部応力と前記封止樹脂体の内部応力の差の絶対値よりも小さい半導体発光装置。 - 前記中間膜は、前記パッシベーション膜から前記封止樹脂体に向かって積層された複数の部分層を有し、
前記複数の部分層のうち、
最も前記パッシベーション膜に配置された前記部分層の内部応力と前記封止樹脂体の内部応力の差の絶対値は、前記パッシベーション膜の内部応力と前記封止樹脂体の内部応力の差の絶対値よりも小さく、
相対的に前記封止樹脂体側に配置された前記部分層の内部応力と前記封止樹脂体の内部応力の差の絶対値は、相対的に前記パッシベーション膜側に配置された前記部分層の内部応力と前記封止樹脂体の内部応力の差の絶対値よりも小さい請求項2記載の半導体発光装置。 - 前記パッシベーション膜は、前記半導体膜の端面に沿って前記第2の面を越える位置まで延出している請求項2または3に記載の半導体発光装置。
- 前記中間膜は金属からなり、前記電極に接しないように配置されている請求項2〜4のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
- 前記中間膜は、クロム、ニッケル及びチタンからな群より選択された1以上の金属を含む請求項5記載の半導体発光装置。
- 前記パッシベーション膜はシリコン酸化物を含み、前記封止樹脂体はエポキシ樹脂を含む請求項2〜6のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
- 前記第2の面を覆う蛍光体膜をさらに備えた請求項2〜7のいずれか1つに記載の半導体発光装置。
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