JP4160881B2 - 半導体発光装置、発光モジュール、照明装置、および半導体発光装置の製造方法 - Google Patents
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Description
また、前記多層膜除去部は、前記基板が露出するように、前記半導体多層膜の全層に渡って除去されてなり、前記第1および第2のスルーホールは、前記基板の前記多層膜除去部に対応する部分に開設されていることを特徴とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係る半導体発光装置の製造方法は、結晶成長により、基板の一方の主面上に発光層を含む半導体多層膜を形成する第1の工程と、前記半導体多層膜の一部を除去して前記一方の主面を露出させ、当該半導体多層膜を複数の領域に分割する第2の工程と、前記露出した主面部分と前記分割された半導体多層膜の各領域を覆うように蛍光体膜を形成する第3の工程と、前記基板を前記領域ごとにダイシングする第4の工程とを有することを特徴とする。
LED6のサイズL1×W1は285μm×400μmであり、LED6形成領域のサイズL2×W2は2mm×2mmであり、LEDアレイチップ2のサイズL3×L4は、2.1mm×2.1mmである。
p-GaNコンタクト層18上には、Ni/Au薄膜20を介してITO透明電極22が形成されており、n−GaNクラッド層12上には、n側電極であるTi/Au電極24が形成されている。ここで、図2(a)(b)、図4(b)(c)、図5(d)(e)(f)、図6(g)(h)(i)、図7(j)(k)(l)(m)、図9(b)(c)に記載の基板や半導体多層膜、及び蛍光体層を含んだ断面図に関しては、発光層の部分を明確にするため、実際の縦横の縮尺と異なった記載となっている。
SiC基板104下面を研磨して厚み150μmに調整し、前記スルーホール42、46をSiC基板104裏面側から露出させる[工程(k)]。
前工程で研磨した研磨面に、前記給電端子36,38を形成すべく、当該給電端子36,38形成予定表面以外の表面にマスク(不図示)形成したのち、金属薄膜であるTi/Pt/Au膜を蒸着によって形成する。これによって、Ti/Pt/Au膜からなる給電端子36,38が形成される[工程(l)]。前記マスク上に形成されたTi/Pt/Au膜(いずれも不図示)は、次工程に行く前に、当該マスクと一緒に除去される。
続いて、蛍光体膜48を形成すべく、(Sr,Ba)2SiO4:Eu2+の黄色蛍光体粉末とSiO2の微粒子とを分散させたシリコーンを、前記基板露出部7および各LED6を覆うように印刷によって塗布し、加熱硬化させる。加熱硬化の後、当該蛍光体膜を厚みが50μmになるまで研磨する[工程(m)]。白色光の色は、青色光と黄色光のバランスで変化する。このバランスは、シリコーン樹脂に含まれる蛍光体の割合や蛍光体膜の厚さで変わる。蛍光体の割合が多いほど、蛍光体膜の厚みが厚いほど、黄色の割合が増えて、色温度が低くなる傾向にある。蛍光体含有シリコーン樹脂を設計膜厚よりも厚く塗付し、研磨により所定の設計膜厚にすることにより、蛍光体膜の厚さを均一に出来るので、色むらを抑制できると同時に確実に所定の色温度に合わせることが可能となる。
最後に、ダイシングによって個々のLEDアレイチップに分離して、LEDアレイチップ2(図1参照)が完成する。
各LEDモジュール200に対し150mAの電流を流したときの際の全光束は800lm、中心光度は1500cdであった。また、その発光スペクトルは、図13に示す通りであった。
(1)上記実施の形態では、多層膜除去部は、半導体多層膜を全層に渡って除去してなるものであったが(図4工程(c)参照)、半導体多層膜の除去範囲は、全層に限らない。最外層(n−GaNコンタクト層118)から、少なくとも、発光層114とSiC基板104との間に存する導電型層(n−GaNクラッド層112)までが除去されれば足りるのである。少なくとも上記範囲で除去することにより、前記最外層主面のみならず半導体多層膜の当該多層膜除去部に面した側面にも相当の厚みで蛍光体膜を形成することが可能となり、上述した色むらを抑制することが可能となるからである。
(2)上記実施の形態では、n-AlGaNバッファ層〜p-GaNコンタクト層からなる半導体多層膜の結晶成長のベースとなる基板にSiC基板を用いた。これは、SiC基板は、銅やアルミと同等以上の高い熱伝導率を有しているため、発光層で生じた熱を、LEDアレイチップが実装されているプリント配線板であるセラミックス基板に効果的に放散させることができるからである。したがって、SiC基板の代わりに、同様に高い熱伝導率を有するAlN基板、GaN基板、BN基板、Si基板を用いてもよい。
(3)上記実施の形態では、一のLEDアレイチップを35個のLED(発光素子)で構成し、略2mm角のサイズにしたが、LEDアレイチップを構成するLED(発光素子)の数と当該LEDアレイチップのサイズはこれに限定するものではない。任意の個数のLED(発光素子)でLEDアレイチップを構成することが可能である。
7 基板露出部
10 n-AlGaN/GaN30周期のDBR層
14 InGaN/GaN6周期の多重量子井戸発光層
48 蛍光体膜
Claims (10)
- 基板と、前記基板の主面上に結晶成長によって形成された半導体多層膜とを有し、
前記半導体多層膜は、第1の導電型層、発光層、第2の導電型層を、前記基板側から
この順に含み、
前記半導体多層膜の最外層から少なくとも第1の導電型層までが除去された多層膜除
去部が、少なくとも前記主面外周に沿った基板周縁部に形成されていて、
前記基板周縁部を含めた多層膜除去部と前記半導体多層膜を全てを覆うひとつの連続体の蛍光体膜を積載された構成の半導体発光装置であって、
前記ひとつの連続体の蛍光体膜は、基板周縁部の前記半導体多層膜除去部で囲まれた前記半導体多層膜主面直上においては、当該半導体多層膜主面から蛍光体膜の最表面までの一定な深さを保ちながら、平坦な一平面状に設けられ、且つ基板周縁部の前記半導体多層膜除去部に面する前記半導体多層膜側面側においても、当該半導体多層膜側面から蛍光体膜の側面側の最表面までの厚さが、前記半導体多層膜主面からの蛍光体膜の最表面までの一定な深さと略同一な厚さの蛍光体膜を有することを特徴とする半導体発光装置。 - 前記半導体多層膜は、前記基板と前記第1の導電型層との間に形成された反射層を含むことを特徴とする請求項1記載の半導体発光装置。
- 前記反射層は、AlGaN系半導体からなることを特徴とする請求項2記載の半導体発光装置。
- 前記第1の導電型層上に形成された第1の電極と、
前記第2の導電型層上に形成された第2の電極と、
前記半導体多層膜とは反対側の前記基板主面上に形成された、第1の給電端子と第2の給電端子とを有し、
前記第1の電極と前記第1の給電端子とが、前記基板に開設された第1のスルーホールを含む第1の導電部材を介して接続され、
前記第2の電極と前記第2の給電端子とが、前記基板に開設された第2のスルーホールを含む第2の導電部材を介して接続されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体発光装置。 - 前記多層膜除去部は、前記基板が露出するように、前記半導体多層膜の全層に渡って除去されてなり、
前記第1および第2のスルーホールは、前記基板の前記多層膜除去部に対応する部分に開設されていることを特徴とする請求項4記載の半導体発光装置。 - 前記基板が、SiC、AlN、GaN、BN、Siの内のいずれか一の材料で形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体発光装置。
- 前記半導体多層膜における、前記発光層からの光の取出し側表面に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体発光装置。
- 前記発光層からの出射光が少なくとも380nm以上780nm以下の範囲の波長成分を含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体発光装置。
- プリント配線板と、
前記プリント配線板に実装された、請求項1〜8のいずれか1項に記載の半導体発光装置とを有することを特徴とする発光モジュール。 - 請求項9の発光モジュールを備えたことを特徴とする照明装置。
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