JP2015050270A - 半導体発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】小型で調色が可能な半導体発光装置を提供する。【解決手段】実施形態に係る半導体発光装置は、第１導電形クラッド層、活性層及び第２導電形クラッド層が積層された第１の半導体層と、第１導電形クラッド層、活性層及び第２導電形クラッド層が積層された第２の半導体層と、前記第１の半導体層の側面及び下面、並びに、前記第２の半導体層の側面及び下面を覆う単一の絶縁層と、前記第１の半導体層の上面を覆う第１の蛍光体層と、前記第２の半導体層の上面を覆う第２の蛍光体層と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、半導体発光装置に関する。
従来より、ウェーハ上に半導体層を結晶成長させ、この半導体層上に電極を形成し、樹脂体によって封止した後、ウェーハを除去して、半導体発光装置を製造する方法が提案されている。この方法によれば、ウェーハ上に形成した微細な構造体をそのままパッケージ化することができ、微細な半導体発光装置を効率よく製造することができる。
特開２０１２−１９５３５６号公報
本発明の目的は、小型で調色が可能な半導体発光装置を提供することである。
実施形態に係る半導体発光装置は、第１導電形クラッド層、活性層及び第２導電形クラッド層が積層された第１の半導体層と、第１導電形クラッド層、活性層及び第２導電形クラッド層が積層された第２の半導体層と、前記第１の半導体層の側面及び下面、並びに、前記第２の半導体層の側面及び下面を覆う単一の絶縁層と、前記第１の半導体層の上面を覆う第１の蛍光体層と、前記第２の半導体層の上面を覆う第２の蛍光体層と、を備える。
（ａ）は第１の実施形態に係る半導体発光装置を例示する平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ’線による断面図である。 (ａ）は第１の実施形態に係る半導体発光装置における半導体層の配置を例示する図であり、（ｂ）は半導体層と配線層の接続関係を例示するイメージ図である。 （ａ）は第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ’線による断面図である。 （ａ）は第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ’線による断面図である。 （ａ）は第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ’線による断面図である。 図５（ａ）に図２（ｂ）を重ねた図である。 （ａ）は第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ’線による断面図である。 （ａ）は第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ’線による断面図である。 （ａ）は第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ’線による断面図である。 （ａ）は第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ’線による断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の動作を例示する模式的断面図である。 第１の実施形態に係る半導体発光装置が出射する光の色を示すｘｙ色度図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第２の実施形態に係る半導体発光装置の動作を例示する模式的断面図である。 第２の実施形態に係る半導体発光装置が出射する光の色を示すｘｙ色度図である。 第３の実施形態に係る半導体発光装置の動作を例示する模式的断面図である。 第４の実施形態に係る半導体発光装置の動作を例示する模式的断面図である。 第５の実施形態に係る半導体発光装置のピラーの配置を例示する平面図である。 第６の実施形態に係る半導体発光装置のピラーの配置を例示する平面図である。 第６の実施形態に係る半導体発光装置における半導体層と配線層の接続関係を例示するイメージ図である。 第７の実施形態に係る半導体発光装置のピラーの配置を例示する平面図である。 第８の実施形態に係る半導体発光装置のピラーの配置を例示する平面図である。 第８の実施形態に係る半導体発光装置における半導体層と配線層の接続関係を例示するイメージ図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、第１の実施形態について説明する。
図１（ａ）は本実施形態に係る半導体発光装置を例示する平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ’線による断面図である。
図２(ａ）は本実施形態に係る半導体発光装置における半導体層の配置を例示する図であり、（ｂ）は半導体層と配線層の接続関係を例示するイメージ図である。
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置１においては、絶縁層１１、絶縁層１２、絶縁層１３、蛍光体層１５がこの順に積層されている。なお、図１（ａ）においては、図示の便宜上、蛍光体層１５を省略している。以下、説明の便宜上、絶縁層１１側を「下」といい、蛍光体層１５側を「上」というが、この表記は重力の方向とは無関係である。
絶縁層１１〜１３は、絶縁性材料により形成されている。絶縁層１１は、例えば、不透明な樹脂材料により形成されている。絶縁層１２及び絶縁層１３は、例えば、シリコン酸化物により形成されている。絶縁層１１内には、例えば銅（Ｃｕ）等の導電性材料からなるピラー１７ａ〜１７ｄが設けられている。ピラー１７ａ〜１７ｄの形状は、例えば四角柱状である。ピラー１７ａ〜１７ｄは絶縁層１１を上下方向に貫通し、その下面が絶縁層１１の下面において露出している。なお、本明細書において「覆う」とは、覆うものが覆われるものに接触している状態と接触していない状態の双方を指す。
絶縁層１２内には、例えば各２個のビア１８ａ〜１８ｄ（図８（ａ）参照）が設けられている。ビア１８ａ〜１８ｄはそれぞれピラー１７ａ〜１７ｄの直上域に配置されており、絶縁層１２を上下方向に貫通し、それぞれ、ピラー１７ａ〜１７ｄに接続されている。なお、本明細書において「接続」とは、電気的に接続されていることをいう。絶縁層１２はピラー１７ａ〜１７ｄの上面を覆っている。絶縁層１１及び絶縁層１２により、絶縁膜１６が構成されている。従って、絶縁膜１６はピラー１７ａ〜１７ｄの側面及び上面を覆っている。
絶縁層１２の上部内及び絶縁層１３の下部内には、例えば銅等の導電性材料からなる配線層２０が設けられている。配線層２０の下部は、絶縁層１２の上部内に位置し、配線状に成形されている。配線層２０の上部は、絶縁層１３の下部内に位置し、ビア状に成形されている。配線層２０は複数の部分に分かれており、各部分は配線層２０ａ〜２０ｄのいずれかに分類される。配線層２０ａ〜２０ｄは、それぞれビア１８ａ〜１８ｄに接続されている。
絶縁層１３の上部内には、それぞれ複数の半導体層２１及び半導体層２２が相互に離隔して設けられている。半導体層２１及び２２の形状は、例えばハイメサ加工が施された正方形の板状である。後述するように、半導体層２１及び２２は、１枚の半導体層がパターニングされて複数の部分に分割されたものであり、例えばガリウム窒化物（ＧａＮ）を含むＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）層であり、例えば青色の光を出射する。半導体層２１及び２２の下面及び側面は絶縁層１３によって覆われており、上面は絶縁層１３の上面に露出している。絶縁層１３は、全ての半導体層２１の側面及び下面、並びに、全ての半導体層２２の側面及び下面を覆う単一の絶縁層である。
図１（ｂ）に示すように、半導体層２１においては、下方から順に、ｐ形クラッド層２１ｐ、活性層２１ａ及びｎ形クラッド層２１ｎが積層されている。半導体層２１の４カ所の角部においてはｐ形クラッド層２１ｐ及び活性層２１ａが除去されており、半導体層２１の下面においてｎ形クラッド層２１ｎが露出している。すなわち、下方から見て、ｐ形クラッド層２１ｐは十字形状にハイメサ加工されている。そして、ｐ形クラッド層２１ｐの下面上には十字形状のｐ側電極２３ｐが設けられており、ｐ形クラッド層２１ｐに接続されている。また、ｎ形クラッド層２１ｎの下面の露出面上には、それぞれ矩形のｎ側電極２３ｎが設けられており、ｎ形クラッド層２１ｎに接続されている。
同様に、半導体層２２においては、下方から順に、ｐ形クラッド層２２ｐ、活性層２２ａ及びｎ形クラッド層２２ｎが積層されている。半導体層２２の４カ所の角部においてはｐ形クラッド層２２ｐ及び活性層２２ａが除去されており、半導体層２２の下面においてｎ形クラッド層２２ｎが露出している。そして、ｐ形クラッド層２２ｐの下面上には、ｐ形クラッド層２２ｐに接続された十字形状のｐ側電極２４ｐが設けられており、ｎ形クラッド層２２ｎの下面の露出面上には、ｎ形クラッド層２２ｎに接続された矩形のｎ側電極２４ｎがそれぞれ設けられている。
図２（ａ）に示すように、上方から見て、半導体層２１及び半導体層２２はそれぞれ千鳥状に配列されており、全体としてマトリクス状に配列されている。本実施形態においては、半導体層２１及び２２は、例えば５行５列のマトリクス状に配列されている。
図２（ｂ）においては、配線層２０ａ〜２０ｄを直線によって模式的に表している。図１（ａ）、図１（ｂ）、図２（ｂ）に示すように、半導体層２１のｐ形クラッド層２１ｐ同士は、配線層２０ａによって相互に接続されており、ビア１８ａを介してピラー１７ａに接続されている。半導体層２１のｎ形クラッド層２１ｎ同士は、配線層２０ｂによって相互に接続されており、ビア１８ｂを介してピラー１７ｂに接続されている。半導体層２２のｐ形クラッド層２２ｐ同士は、配線層２０ｃによって相互に接続されており、ビア１８ｃを介してピラー１７ｃに接続されている。半導体層２２のｎ形クラッド層２２ｎ同士は、配線層２０ｄによって相互に接続されており、ビア１８ｄを介してピラー１７ｄに接続されている。
これにより、ピラー１７ａとピラー１７ｂとの間には、（ピラー１７ａ−ビア１８ａ−配線層２０ａ−ｐ側電極２３ｐ−ｐ形クラッド層２１ｐ−活性層２１ａ−ｎ形クラッド層２１ｎ−ｎ側電極２３ｎ−配線層２０ｂ−ビア１８ｂ−ピラー１７ｂ）からなる回路ブロックが形成され、複数の半導体層２１が相互に並列に接続されている。また、ピラー１７ｃとピラー１７ｄとの間には、（ピラー１７ｃ−ビア１８ｃ−配線層２０ｃ−ｐ側電極２４ｐ−ｐ形クラッド層２２ｐ−活性層２２ａ−ｎ形クラッド層２２ｎ−ｎ側電極２４ｎ−配線層２０ｄ−ビア１８ｄ−ピラー１７ｄ）からなる回路ブロックが形成され、複数の半導体層２２が相互に並列に接続されている。
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、各半導体層２１の上面上には、蛍光体層１４が設けられており、半導体層２１の上面を覆っている。すなわち、蛍光体層１４は半導体層２１と同じ数だけ設けられており、半導体層２１毎に配置されている。上方から見て、各蛍光体層１４の形状は、例えば、角部が丸められた正方形である。蛍光体層１４においては、透明樹脂層内に所定の蛍光体（図示せず）が分散されており、半導体層２１から出射された青色の光が入射されると赤色の光を出射する。
また、蛍光体層１５は、全ての蛍光体層１４を覆うように、絶縁層１３上の全面に設けられている。これにより、１枚の蛍光体層１５が半導体層２１の上面及び半導体層２２の上面の双方を覆っている。蛍光体層１５においては、透明樹脂層内に所定の蛍光体（図示せず）が分散されており、半導体層２１及び２２から出射された青色の光が入射されると黄色の光を出射する。
半導体発光装置１の形状は例えば直方体であり、例えば、上方から見て正方形の直方体である。そして、半導体発光装置１の外面は、蛍光体層１５、絶縁層１３、絶縁膜１６、ピラー１７ａ〜１７ｄによって構成されている。これにより、全ての半導体層２１及び半導体層２２が、単一のパッケージ内に封止されている。
次に、本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法について説明する。
図３（ａ）及び（ｂ）〜図５（ａ）及び（ｂ）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図である。
図６は、図５（ａ）に図２（ｂ）を重ねた図である。但し、図２（ｂ）に対して、左右が逆になっている。
図７（ａ）及び（ｂ）〜図１０（ａ）及び（ｂ）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図である。
なお、以下の説明において、図３（ａ）及び（ｂ）に示す工程から図８（ａ）及び（ｂ）に示す工程までは、「上」及び「下」の表記が、上述の図１（ａ）及び（ｂ）並びに図２（ａ）及び（ｂ）に示す構成の説明とは逆になっている。
先ず、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、結晶成長用基板１００を用意する。結晶成長用基板１００は、例えば、単結晶のサファイア（Ａｌ２Ｏ３）、シリコン炭化物（ＳｉＣ）又はシリコン（Ｓｉ）等により形成する。以下の説明では、１個の半導体発光装置１となる構造に着目して説明するが、結晶成長用基板１００としてウェーハを使用し、１枚のウェーハ上に複数個の半導体発光装置１となる構造を同時に作り込み、その後ダイシングにより個片化してもよい。
結晶成長用基板１００上に、例えばガリウム窒化物（ＧａＮ）をエピタキシャル成長させて、ｎ形クラッド層、活性層及びｐ形クラッド層がこの順に積層された半導体層を形成する。次に、この半導体層を加工し、マトリクス状に配列された複数の正方形の部分に分割すると共に、各部分の角部からｐ形クラッド層及び活性層を除去して、ｎ形クラッド層を露出させる。
このようにして、結晶成長用基板１００上に、マトリクス状に配列され、相互に離隔し、上方から見て例えば正方形であり、ｎ形クラッド層、活性層及びｐ形クラッド層がこの順に積層され、角部にハイメサ加工が施された複数の半導体層が形成される。これらの半導体層のうち、１つおきに千鳥状に配置された半導体層を半導体層２１とし、残りの半導体層を半導体層２２とする。半導体層２１の構成と半導体層２２の構成は同一である。
次に、半導体層２１のｐ形クラック層２１ｐ上にｐ側電極２３ｐを形成し、ｎ形クラック層２１ｎの露出面上にｎ側電極２３ｎを形成し、半導体層２２のｐ形クラック層２２ｐ上にｐ側電極２４ｐを形成し、ｎ形クラック層２２ｎの露出面上にｎ側電極２４ｎを形成する。
次に、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、結晶成長用基板１００上に、半導体層２１及び２２を覆うように絶縁層１３を形成し、ｐ側電極２３ｐの直上域の一部、ｎ側電極２３ｎの直上域の一部、ｐ側電極２４ｐの直上域の一部、ｎ側電極２４ｎの直上域の一部に、それぞれ、ビアホール１３ｈを形成する。
次に、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、絶縁層１３上にシード層（図示せず）を形成する。次に、レジスト膜を形成し、これをパターニングして、レジストパターン（図示せず）を形成する。次に、銅を電解めっきし、その後、レジストパターンを除去する。これにより、配線層２０が形成される。配線層２０の一部はビアホール１３ｈ内に埋め込まれてビア状に成形され、ｐ側電極２３ｐ、ｎ側電極２３ｎ、ｐ側電極２４ｐ、ｎ側電極２４ｎに接続される。
図６に示すように、配線層２０の各部分は、ｐ側電極２３ｐ同士を接続する配線層２０ａ、ｎ側電極２３ｎ同士を接続する配線層２０ｂ、ｐ側電極２４ｐ同士を接続する配線層２０ｃ、ｎ側電極２４ｎ同士を接続する配線層２０ｄに分類され、相互に離隔される。
次に、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、絶縁層１３及び配線層２０の上方に、絶縁層１３及び配線層２０を覆うように、絶縁層１２を形成する。次に、絶縁層１２における配線層２０ａの直上域の一部、配線層２０ｂの直上域の一部、配線層２０ｃの直上域の一部、配線層２０ｄの直上域の一部に、それぞれ、例えば２ヶ所ずつ、ビアホール１２ａ〜１２ｄを形成する。
次に、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、絶縁層１２上にシード層（図示せず）を形成する。次に、レジスト膜を形成し、これをパターニングして、レジストパターン（図示せず）を形成する。次に、銅を電解めっきし、その後、レジストパターンを除去する。これにより、ビア１８ａ〜１８ｄ及びピラー１７ａ〜１７ｄが形成される。すなわち、電解めっきにより堆積された銅膜のうち、ビアホール１２ａ〜１２ｄ内に埋め込まれた部分が、それぞれ、ビア１８ａ〜１８ｄとなる。また、絶縁層１２上に、ビア１８ａ〜１８ｄにそれぞれ接続されるように、四角柱形のピラー１７ａ〜１７ｄが形成される。次に、絶縁性の樹脂材料を塗布して、ピラー１７ａ〜１７ｄの相互間の埋め込むように、絶縁層１１を形成する。
次に、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、作製途中の構造体の上下を反転させる。以後、上下の表記が図３（ａ）及び（ｂ）〜図８（ａ）及び（ｂ）の説明とは逆転し、図１（ａ）及び（ｂ）並びに図２（ａ）及び（ｂ）の説明と一致する。
次に、レーザーリフトオフ、機械研削又はエッチング等の手法により、結晶成長用基板１００を除去する。これにより、絶縁層１３の上面、すなわち、結晶成長用基板１００に接していた面において、半導体層２１及び２２の上面が露出する。なお、図９（ａ）においては、結晶成長用基板１００の図示を省略している。
次に、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、絶縁層１３上であって半導体層２１の直上域を含む領域に、半導体層２１の上面を覆うように、複数の蛍光体層１４を形成する。複数の蛍光体層１４は、千鳥状に配列される。
次に、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、絶縁層１３上の全面に、１枚の蛍光体層１５を形成する。蛍光体層１５は、半導体層２１、半導体層２２及び蛍光体層１４を覆う。その後、必要に応じてダイシングして個片化する。これにより、本実施形態に係る半導体発光装置１が製造される。
次に、本実施形態の動作及び効果について説明する。
図１１（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る半導体発光装置の動作を例示する模式的断面図である。
図１２は、本実施形態に係る半導体発光装置が出射する光の色を示すｘｙ色度図である。
図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、半導体層２１及び２２は青色の光を出射する。また、蛍光体層１４は青色の光が入射されると赤色の光を出射し、蛍光体層１５は青色の光が入射されると黄色の光を出射する。
図１１（ａ）に示すように、ピラー１７ａ（図１（ａ）参照）とピラー１７ｂとの間には電圧を印加せずに、ピラー１７ｃとピラー１７ｄとの間のみに電圧を印加することにより、半導体層２１は発光させずに半導体層２２のみを発光させると、半導体層２２から出射した光は実質的に蛍光体層１５のみを通過する。このため、半導体層２２から出射された青色光の一部は蛍光体層１５によって黄色光に変換され、青色光の残部は蛍光体層１５によって吸収されずにそのまま透過する。この結果、半導体発光装置１からは、青色光及び黄色光が出射され、出射光全体の色味は、白色、例えば、色温度が５０００Ｋの昼白色となる。
一方、図１１（ｂ）に示すように、ピラー１７ｃとピラー１７ｄとの間には電圧を印加せずに、ピラー１７ａとピラー１７ｂとの間のみに電圧を印加することにより、半導体層２２は発光させずに半導体層２１のみを発光させると、半導体層２１から出射した光は蛍光体層１４及び蛍光体層１５の双方を通過する。これにより、半導体発光装置１からは、青色光及び黄色光に加えて赤色光が出射される。この結果、半導体発光装置１の出射光の色味は、全体として桜色になる。
そして、図１２に示すように、ピラー１７ａとピラー１７ｂとの間に印加する電圧と、ピラー１７ｃとピラー１７ｄとの間に印加する電圧とをそれぞれ制御することにより、半導体発光装置１から出射される光の色味を、昼白色と桜色との間で調整することができる。例えば、出射光の色味を、昼白色と桜色の中間の色味とすることも可能である。このように、本実施形態に係る半導体発光装置によれば、４端子、すなわち、ピラー１７ａ〜１７ｄの電位を制御するだけで、簡単に出射光の色味を調整することができる。
なお、半導体層２１の負極端子であるピラー１７ｂと、半導体層２２の負極端子であるピラー１７ｄとは、相互に接続されていてもよい。この場合は３端子の電位を制御することで、出射光の色味を調整することができる。また、ピラー１７ｂ及びピラー１７ｄは、接地電位に共通接続してもよい。この場合は、実質的に２端子の電位を制御することで、出射光の色味を調整することができる。なお、半導体層２１の正極端子であるピラー１７ａと、半導体層２２の正極端子であるピラー１７ｃとを相互に接続してもよく、ピラー１７ａとピラー１７ｄとを相互に接続してもよく、又は、ピラー１７ｂとピラー１７ｃとを相互に接続してもよい。
また、本実施形態によれば、結晶成長用基板１００上に一括して半導体層を形成し、それを分割することにより複数の半導体層２１及び２２を形成しているため、微小な領域に複数の半導体層を同時に形成することができる。また、配線層２０ａ〜２０ｄ、ビア１８ａ〜１８ｄ、ピラー１７ａ〜１７ｄも、それぞれ同一の工程で形成することができる。この結果、本実施形態によれば、簡便な工程により、小型で調色が可能な半導体発光装置を製造することができる。
更に、本実施形態によれば、それぞれ複数の半導体層２１及び半導体層２２を千鳥状に配列させることにより、色割れ、すなわち、出射光の色味の角度依存性を抑制することができる。
次に、第２の実施形態について説明する。
図１３（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る半導体発光装置の動作を例示する模式的断面図である。
図１４は、本実施形態に係る半導体発光装置が出射する光の色を示すｘｙ色度図である。
図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置２は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置１（図１１（ａ）及び（ｂ）参照）と比較して、蛍光体層１４の代わりに蛍光体層３４が設けられている点が異なっている。蛍光体層３４は、半導体層２１から出射された青色光が入射されると、赤よりの黄色、例えば、橙色の光を出射する。
これにより、図１３（ａ）に示すように、半導体層２２のみを発光させたときは、前述の第１の実施形態と同様に、半導体発光装置２から青色光及び黄色光が出射し、出射光全体の色味は例えば色温度が５０００Ｋの昼白色となる。一方、図１３（ｂ）に示すように、半導体層２１のみを発光させたときは、半導体発光装置２から青色光、橙色光及び黄色光が出射し、出射光全体の色味は例えば色温度が２７００Ｋの電球色となる。従って、図１４に示すように、半導体発光装置１から出射される光の色味を、昼白色と電球色との間で任意に調整することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、第３の実施形態について説明する。
図１５は、本実施形態に係る半導体発光装置の動作を例示する模式的断面図である。
図１５に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置３においては、蛍光体層１４と蛍光体層１５との間に、透明な樹脂材料からなる透明層３６が設けられている。なお、本明細書において、「透明」には半透明も含まれる。これにより、蛍光体層１４と蛍光体層１５とを熱的に分離することができ、より安定した動作が可能となる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、第４の実施形態について説明する。
図１６は、本実施形態に係る半導体発光装置の動作を例示する模式的断面図である。
図１６に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置４は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置１（図１１（ａ）及び（ｂ）参照）と比較して、蛍光体層１５が半導体層２２の上面のみを覆うように配置されていて、蛍光体層１４は覆っていない点が異なっている。また、蛍光体層１４及び蛍光体層１５は、透明層３７によって覆われている。
本実施形態によれば、半導体層２１から出射された光は、蛍光体層１４のみを通過し、蛍光体層１５は通過しない。これにより、前述の第１の実施形態と比較して、ｘｙ色度図におけるより広い範囲で、出射光の色味を調整することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、第５の実施形態について説明する。
図１７は、本実施形態に係る半導体発光装置のピラーの配置を例示する平面図である。
図１７に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置５は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置１（図８（ａ）及び（ｂ）参照）と比較して、半導体層２１の負極端子であるピラー１７ｂ及び半導体層２２の負極端子であるピラー１７ｄの代わりに、１本の共通のピラー１７ｅが設けられている点が異なっている。ピラー１７ｅは、ビア１８ｂを介して配線層２０ｂに接続されると共に、ビア１８ｄを介して配線層２０ｄに接続されている。これにより、３端子の電位を制御することで、出射光の色味を調整することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、第６の実施形態について説明する。
図１８は、本実施形態に係る半導体発光装置のピラーの配置を例示する平面図である。
図１９は、本実施形態に係る半導体発光装置における半導体層と配線層の接続関係を例示するイメージ図である。
図１８に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置６は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置１（図２（ｂ）及び図８（ａ）参照）と比較して、ピラー１７ｄ及びビア１８ｄが設けられていない点が異なっている。また、図１９に示すように、配線層２０ｄは、配線２５を介して、配線層２０ｂに接続されている。従って、ピラー１７ｂは、配線層２０ｂ及び配線層２０ｄの双方に接続され、半導体層２１の負極端子及び半導体層２２の負極端子の双方に接続されている。これにより、本実施形態によっても、第５の実施形態と同様に、３端子の電位を制御することで、出射光の色味を調整することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、第７の実施形態について説明する。
図２０は、本実施形態に係る半導体発光装置のピラーの配置を例示する平面図である。
図２０に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置７は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置１（図８（ａ）及び（ｂ）参照）と比較して、半導体層２１の正極端子であるピラー１７ａ及び半導体層２２の正極端子であるピラー１７ｃの代わりに、１本の共通のピラー１７ｆが設けられている点が異なっている。ピラー１７ｆは、ビア１８ａを介して配線層２０ａに接続されると共に、ビア１８ｃを介して配線層２０ｃに接続されている。これにより、３端子の電位を制御することで、出射光の色味を調整することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、第８の実施形態について説明する。
図２１は、本実施形態に係る半導体発光装置のピラーの配置を例示する平面図である。
図２２は、本実施形態に係る半導体発光装置における半導体層と配線層の接続関係を例示するイメージ図である。
図２１に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置８は、前述の第１の実施形態に係る半導体発光装置１（図２（ｂ）及び図８（ａ）参照）と比較して、ピラー１７ｃ及びビア１８ｃが設けられていない点が異なっている。また、図２２に示すように、配線層２０ｃは、配線２６を介して、配線層２０ａに接続されている。従って、ピラー１７ａは、配線層２０ａ及び配線層２０ｃの双方に接続され、半導体層２１の正極端子及び半導体層２２の正極端子の双方に接続されている。これにより、本実施形態によっても、３端子の電位を制御することで、出射光の色味を調整することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法、動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
以上説明した実施形態によれば、小型で調色が可能な半導体発光装置を実現することができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明及びその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
１〜８：半導体発光装置、１１：絶縁層、１２：絶縁層、１２ａ〜１２ｄ：ビアホール、１３：絶縁層、１３ｈ：ビアホール、１４：蛍光体層、１５：蛍光体層、１６：絶縁層、１７ａ〜１７ｆ：ピラー、１８ａ〜１８ｄ：ビア、２０、２０ａ〜２０ｄ：配線層、２１：半導体層、２１ａ：活性層、２１ｎ：ｎ形クラッド層、２１ｐ：ｐ形クラッド層、２２：半導体層、２２ａ：活性層、２２ｎ：ｎ形クラッド層、２２ｐ：ｐ形クラッド層、２３ｎ：ｎ側電極、２３ｐ：ｐ側電極、２４ｎ：ｎ側電極、２４ｐ：ｐ側電極、２５、２６：配線、３４：蛍光体層、３６：透明層、３７：透明層、１００：結晶成長用基板

Claims (12)

  1. ｐ形クラッド層、活性層及びｎ形クラッド層が積層された第１の半導体層と、
    ｐ形クラッド層、活性層及びｎ形クラッド層が積層された第２の半導体層と、
    ｐ形クラッド層、活性層及びｎ形クラッド層が積層された第３の半導体層と、
    ｐ形クラッド層、活性層及びｎ形クラッド層が積層された第４の半導体層と、
    前記第１の半導体層の側面及び下面、前記第２の半導体層の側面及び下面、前記第３の半導体層の側面及び下面、並びに、前記第４の半導体層の側面及び下面を覆う単一の絶縁層と、
    前記第１の半導体層の前記ｐ形クラッド層と前記第３の半導体層の前記ｐ形クラッド層とを相互に接続する第１の配線層と、
    前記第１の半導体層の前記ｎ形クラッド層と前記第３の半導体層の前記ｎ形クラッド層とを相互に接続する第２の配線層と、
    前記第２の半導体層の前記ｐ形クラッド層と前記第４の半導体層の前記ｐ形クラッド層とを相互に接続する第３の配線層と、
    前記第２の半導体層の前記ｎ形クラッド層と前記第４の半導体層の前記ｎ形クラッド層とを相互に接続する第４の配線層と、
    前記第１の配線層に接続された第１のピラーと、
    前記第２の配線層に接続された第２のピラーと、
    前記第３の配線層に接続された第３のピラーと、
    前記第４の配線層に接続された第４のピラーと、
    前記第１乃至第４のピラーの側面及び上面を覆う絶縁膜と、
    前記第１の半導体層の上面及び前記第３の半導体層の上面を覆う第１の蛍光体層と、
    前記第２の半導体層の上面及び前記第４の半導体層の上面、並びに前記第１の蛍光体層を覆う第２の蛍光体層と、
    を備え、
    外面が、前記第２の蛍光体層、前記絶縁層、前記絶縁膜、及び前記第１乃至第４のピラーによって構成されている半導体発光装置。
  2. 第１導電形クラッド層、活性層及び第２導電形クラッド層が積層された第１の半導体層と、
    第１導電形クラッド層、活性層及び第２導電形クラッド層が積層された第２の半導体層と、
    前記第１の半導体層の側面及び下面、並びに、前記第２の半導体層の側面及び下面を覆う単一の絶縁層と、
    前記第１の半導体層の上面を覆う第１の蛍光体層と、
    前記第２の半導体層の上面を覆う第２の蛍光体層と、
    を備えた半導体発光装置。
  3. 前記第２の蛍光体層は、前記第１の蛍光体層を覆う請求項２記載の半導体発光装置。
  4. 第１導電形クラッド層、活性層及び第２導電形クラッド層が積層された第３の半導体層と、
    第１導電形クラッド層、活性層及び第２導電形クラッド層が積層された第４の半導体層と、
    前記第１の半導体層の前記第１導電形クラッド層と前記第３の半導体層の前記第２導電形クラッド層とを相互に接続する第１の配線層と、
    前記第１の半導体層の前記第２導電形クラッド層と前記第３の半導体層の前記第２導電形クラッド層とを相互に接続する第２の配線層と、
    前記第２の半導体層の前記第１導電形クラッド層と前記第４の半導体層の前記第１導電形クラッド層とを相互に接続する第３の配線層と、
    前記第２の半導体層の前記第２導電形クラッド層と前記第４の半導体層の前記第２導電形クラッド層とを相互に接続する第４の配線層と、
    をさらに備え、
    前記絶縁層は、前記第３の半導体層の側面及び下面、並びに、前記第４の半導体層の側面及び下面も覆い、
    前記第１の蛍光体層は前記第３の半導体層の上面も覆い、
    前記第２の蛍光体層は前記第４の半導体層の上面も覆う請求項２記載の半導体発光装置。
  5. 前記第２の蛍光体層は、前記第１の蛍光体層を覆う請求項４記載の半導体発光装置。
  6. 前記第１の配線層に接続された第１のピラーと、
    前記第２の配線層に接続された第２のピラーと、
    前記第３の配線層に接続された第３のピラーと、
    前記第４の配線層に接続された第４のピラーと、
    前記第１乃至第４のピラーの側面及び上面を覆う絶縁膜と、
    をさらに備えた請求項４または５に記載の半導体発光装置。
  7. 前記第２の蛍光体層は、前記第１の蛍光体層を覆い、
    外面が、前記第２の蛍光体層、前記絶縁層、前記絶縁膜、及び前記第１乃至第４のピラーによって構成されている請求項６記載の半導体発光装置。
  8. 前記第１の配線層に接続された第１のピラーと、
    前記第２の配線層に接続された第２のピラーと、
    前記第３の配線層に接続された第３のピラーと、
    前記第１乃至第３のピラーの側面及び上面を覆う絶縁膜と、
    をさらに備え、
    前記第４の配線層は前記第２の配線層に接続されている請求項４または５に記載の半導体発光装置。
  9. 前記第１の配線層に接続された第１のピラーと、
    前記第２の配線層に接続された第２のピラーと、
    前記第４の配線層に接続された第３のピラーと、
    前記第１乃至第３のピラーの側面及び上面を覆う絶縁膜と、
    をさらに備え、
    前記第３の配線層は前記第１の配線層に接続されている請求項４または５に記載の半導体発光装置。
  10. 前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層は青色の光を出射し、
    前記第１の蛍光体層は、前記青色の光が入射されると赤色の光を出射し、
    前記第２の蛍光体層は、前記青色の光が入射されると黄色の光を出射する請求項１〜９のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
  11. 前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層は青色の光を出射し、
    前記第１の蛍光体層は、前記青色の光が入射されると橙色の光を出射し、
    前記第２の蛍光体層は、前記青色の光が入射されると黄色の光を出射する請求項１〜９のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
  12. 前記第１の蛍光体層と前記第２の蛍光体層との間に配置された透明層をさらに備えた請求項１〜１１のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
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