JP6720747B2 - 半導体装置、基台及びそれらの製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、半導体装置、基台及びその製造方法に関する。

近年、ＬＥＤ等の半導体発光素子を用いた発光装置は、用途がますます広がり、更なる発光効率の向上等が要求されている。このような発光装置は、主として、半導体発光素子が、リードフレームを支持する樹脂ケース内に収容され、樹脂により封止されて形成されている。そして、リードフレームは、光を効率良く反射させるために、表面に反射膜である銀膜が形成されている。しかし、銀は、反射率が高いものの、反射の際に数％の光が吸収されてしまう。更に樹脂ケースの内部で光は多重反射するために、より多くの光が吸収されてしまうことになる。

発光効率を向上させる方法として、例えば、特許文献１には、外囲器の凹部内に、光反射部材として、樹脂フィルムと樹脂フィルムの一方の面に積層された屈折率の異なる複数の誘電体膜とからなる積層シートを設けた光半導体装置が開示されている。
また、特許文献２には、基材上に、金属と金属上に積層された１層以上の誘電体とからなる反射鏡から構成される遮光層を設けた発光素子支持部材が開示されている。

特開２００８−１８６９４６号公報 特開２０１１−２３３５５５号公報

しかしながら、反射膜として銀膜を用いた場合、反射膜上に誘電体多層膜を形成すると、誘電体多層膜と反射膜との密着力が弱く、誘電体多層膜と反射膜との界面において、誘電体多層膜の剥れ等が生じやすくなる。

本開示に係る実施形態は、発光効率に優れると共に、反射膜と、誘電体多層膜との密着性が高い半導体装置、基台及びそれらの製造方法を提供することを課題とする。

本開示の実施形態に係る半導体装置は、基材、酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも１種の粒子を含有する銀を主成分とする反射膜、誘電体多層膜、がこの順に配置される基台と、前記基台上に配置される半導体素子と、を備える。

本開示の実施形態に係る基台は、基材、酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも１種の粒子を含有する銀を主成分とする反射膜、誘電体多層膜、がこの順に配置される。

本開示の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、基材上に、酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも１種の粒子を含有する銀を主成分とする反射膜を形成する工程と、前記反射膜上に誘電体多層膜を形成し、基台を形成する工程と、前記基台上に半導体素子を載置する工程と、を含む。

本開示の実施形態に係る基台の製造方法は、基材上に、酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも１種の粒子を含有する銀を主成分とする反射膜を形成する工程と、
前記反射膜上に誘電体多層膜を形成する工程と、を含む。

本開示に係る半導体装置及び基台は、発光効率に優れると共に、反射膜と、誘電体多層膜との密着性が高い。また、本開示に係る半導体装置の製造方法によれば、発光効率に優れると共に、反射膜と、誘電体多層膜との密着性が高い半導体装置を製造することができる。また、本開示に係る基台の製造方法によれば、発光効率に優れると共に、反射膜と、誘電体多層膜との密着性が高い基台を製造することができる。

実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す平面図である。 実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す断面図であり、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線における断面を示す。 実施形態に係る発光装置の反射膜と誘電体多層膜との界面及び酸化物の状態を模式的に示す断面図である。 実施形態に係る発光装置の反射膜と誘電体多層膜との界面及び酸化物の状態を模式的に示す断面図である。 参考例に係る発光装置の反射膜と誘電体多層膜との界面の状態を模式的に示す断面図である。 参考例に係る発光装置の反射膜と誘電体多層膜との界面及び層状の酸化物の状態を模式的に示す断面図である。 実施形態に係る発光装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。 実施例及び比較例における光学シミュレーションモデルである。 実施例及び比較例における発光装置の発光パワー及び光束を比較したグラフである。 実施例及び比較例における色度ｘと光束の相関を表すグラフである。 実施例及び比較例における反射膜／誘電体多層膜構造の界面反射率を説明する模式図である。 実施例及び比較例における各種反射膜の界面反射率を示すグラフである。

＜実施形態＞
実施形態を、以下に図面を参照しながら説明する。但し、以下に示す形態は、本実施形態の技術思想を具現化するための半導体装置を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさ、位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。また、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており詳細説明を適宜省略する。

［基台及び半導体装置］
まず、本実施形態に係る基台及び半導体装置について説明する。本実施形態に係る半導体装置は、半導体素子として半導体発光素子（以下、発光素子という）を用いた半導体発光装置（以下、発光装置という）である。
図１Ａは、実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す平面図である。図１Ｂは、実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す断面図であり、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線における断面を示す。図２Ａ、図２Ｂは、実施形態に係る発光装置の反射膜と誘電体多層膜との
界面及び酸化物の状態を模式的に示す断面図である。図３Ａは、参考例に係る発光装置の反射膜と誘電体多層膜との界面の状態を模式的に示す断面図である。図３Ｂは、参考例に係る発光装置の反射膜と誘電体多層膜との界面及び層状の酸化物の状態を模式的に示す断面図である。なお、図２Ａ、図２Ｂでは、反射層中の酸化物の状態をわかりやすいように模式的に図示している。

発光装置１０は、基台１５と、発光素子１７と、ワイヤ１８と、透光性部材１９と、を備えている。
基台１５は、発光素子１７を収容するための凹部（キャビティ）５０を備え、カップ状に形成されている。基台１５は、凹部５０を備えるように、導電部材１３（１３ａ，１３ｂ）と、樹脂成形体１４（１４ａ，１４ｂ）とが一体的に形成されている。基台１５は、反射膜１１と基材１２とを有する導電部材１３と、樹脂成形体１４と、誘電体多層膜１６と、を備えている。
以下、各部材について説明する。

（導電部材）
導電部材１３は、一対となる導電部材１３ａ，１３ｂを備えている。そして、導電部材１３ａは、基材１２ａと、基材１２ａの表面に形成された反射膜１１ａと、を有する。また、導電部材１３ｂは、基材１２ｂと、基材１２ｂの表面に形成された反射膜１１ｂと、を有する。なお、導電部材１３ａ，１３ｂは、平面視において、樹脂成形体１４の側壁部よりも外側にそれぞれ矩形で突出する部分（図面では全部で４つ）を外部接続端子として備えている。導電部材１３ａと導電部材１３ｂとは離間して配置され、凹部５０の底部の一部及び基台１５の底部の一部を構成している。

（基材）
基材１２としては、リードフレーム又は配線を有する基板（配線基板）を持つ部材を用いることができる。基材１２がリードフレームの場合には、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン等の金属又はこれらの合金、或いは、燐青銅、鉄入り銅等の単層、又はこれらの材料の積層体とすることができる。
基材１２が配線基板の場合には、配線基板の基板材料としては、セラミック、金属、樹脂（繊維強化樹脂を含む）等が挙げられる。セラミック基板としては、アルミナ、窒化アルミニウム等が挙げられる。金属基板としては、アルミニウム、銅等が挙げられる。樹脂としては、ガラスエポキシ、ＢＴレジン、ポリイミド等が挙げられる。配線基板は、リジッド基板でも、フレキシブル基板でもよい。配線基板の配線としては、例えば、銅、ニッケル、パラジウム、ロジウム、タングステン、クロム、チタン、アルミニウム、銀、金又はこれらの合金等の単層、又はこれらの材料の積層体とすることができる。

（反射膜）
反射膜１１は誘電体多層膜１６を透過した光を反射するものである。更に、反射膜１１は、発光装置１０に外部から電流を供給するための電極としての機能を有する部材である。反射膜１１は、導電部材１３の表面を形成している。
反射膜１１は、銀（Ａｇ）を主成分とし酸化物１２０を含有する銀合金層であり、酸化物１２０は、反射膜１１中にほぼ均一に分散されている。
反射膜１１が酸化物１２０を含むことにより、図２Ａに示すように、反射膜１１と誘電体多層膜１６との界面において、酸化物１２０と、反射膜１１中の銀とが並存する擬似的な遷移層が形成される。このような擬似的な遷移層が形成されることにより、反射膜１１の誘電体多層膜１６との密着性を高めることができ、信頼性の高い発光装置１０が得られる。なお、図２Ａ中、符号Ａは擬似的な遷移層を概略的に示したものである。遷移層は銀と酸化物１２０との銀合金層であり、遷移層全体を符号Ａとして図示している。

すなわち、酸化物１２０の一部は、誘電体多層膜１６と接しているか、又は、誘電体多層膜１６に近い側に配置されている。なお、「誘電体多層膜１６に近い側に配置されている」とは、誘電体多層膜１６と接してはいないが、反射膜１１と誘電体多層膜１６との界面において、酸化物１２０の一部が接しているような効果を奏する擬似的な遷移層が形成される程度に、誘電体多層膜１６に近接して配置されていることを意味する。具体的には、例えば、粒子の先端が、反射膜１１と誘電体多層膜１６との界面から２０ｎｍ以内に配置されていればよい。

更に、発光装置１０は、反射膜１１と誘電体多層膜１６との密着性が高まるため、誘電体多層膜１６の剥がれが生じにくい。このため、反射膜１１と誘電体多層膜１６との間に密着層が不要となり、密着層による光の吸収を無くすことができる。
また、発光装置１０は、導電部材１３の表面である反射膜１１に誘電体多層膜１６が形成されており、反射膜１１と誘電体多層膜１６により、発光効率を向上させることができる。

ここで、反射膜１１と誘電体多層膜１６との界面において、酸化物１２０と、反射膜１１中の銀とが並存するとは、酸化物１２０の一部が界面に存在し、酸化物１２０が銀と共に誘電体多層膜１６に接しているか、又は、誘電体多層膜１６に近い側に配置されている状態をいう。また、擬似的な遷移層とは、実際には層を形成しているものではないが、界面での酸化物１２０と銀との存在により、これらが界面において層状になっているものと擬似できる状態であることをいう。

また、反射膜１１中に酸化物１２０が存在することにより、ピンニング効果を発現し、反射膜１１中の主成分となる銀の結晶粒の成長を抑制することができる。これにより、半導体装置のアッセンブリ工程の熱履歴による結晶粒の成長が抑えられ、反射膜１１の表面の平滑性を維持したり、反射膜１１内の空隙（ボイド）の発生を抑えたりすることができる。したがって、反射膜１１は、高い反射率や放熱性を維持しやすいものとなる。

なお、図２Ａにおいて、酸化物１２０ｂは、反射膜１１中に粒状の形態で分散された酸化物１２０を示したものであり、酸化物１２０ａは反射膜１１と誘電体多層膜１６との界面に付着した酸化物１２０を示したものである。ここで、酸化物１２０ａが反射膜１１と誘電体多層膜１６との界面に付着している場合、酸化物１２０ａが、酸化物１２０ａのみで層状とならず、銀の一部が誘電体多層膜１６に接していることが必要である。但し、銀の一部が誘電体多層膜１６に接していれば、酸化物１２０ａが繋がって網目状になっていてもよい。なお、酸化物１２０の添加量が少ない場合は、界面における酸化物１２０の付着量あるいは存在量が少なく、酸化物１２０ａが島状に形成された擬似的な遷移層となりやすい。島状とは、酸化物１２０ａが繋がらず、酸化物１２０ａが点在したような状態をいう。この場合も、酸化物１２０ａと銀とが並存しているため、擬似的な遷移層を形成しているといえる。

反射膜１１中の酸化物１２０は、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＮｉＯ、ＨｆＯ_２から選択される少なくとも１種の物質であることが好ましい。反射膜１１中の酸化物１２０は、誘電体多層膜１６との密着性の観点からは、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＨｆＯ_２から選択される少なくとも１種の物質であることがより好ましい。このように酸化物として金属酸化物を使用することで誘電体多層膜との密着性を向上させることができる。

ここで、図２Ａでは、酸化物１２０が、反射膜１１中に粒状の形態で分散された形態としたが、図２Ｂに示すように、酸化物が、反射膜１１中に粒状の形態で分散されておらず、酸化物１２０が、誘電体多層膜１６側に偏在していてもよい。すなわち、酸化物１２０が、誘電体多層膜１６と接しているか、又は、誘電体多層膜１６に近い側に配置されているもののみであってもよい。なお、酸化物１２０が、反射膜１１中に分散されている場合であっても、酸化物１２０が誘電体多層膜１６側に偏在していてもよい。酸化物１２０が、誘電体多層膜１６側に偏在している場合であっても、反射膜１１中にほぼ均一に分散されている場合と同様の効果を得ることができる。
なお、図３Ａに示すように、酸化物を含まず、反射膜が純銀膜である形態や、図３Ｂに示すように、酸化物のみの酸化物層１３０により層状となる形態では、本実施形態に係る、基台１５及び発光装置１０の効果が得られない。

反射膜１１ａ中の酸化物１２０の含有量は、反射膜１１ａ全質量に対し、０．０１質量％より多いことが好ましく、反射膜１１ｂ中の酸化物１２０の含有量は、反射膜１１ｂ全質量に対し、０．０１質量％より多いことが好ましい。

含まれる酸化物１２０が０．０１質量％を超えることで、反射膜１１と誘電体多層膜１６との密着性が向上する。反射膜１１中の酸化物１２０の含有量は、誘電体多層膜１６との密着性の観点からは、より好ましくは０．０２質量％以上、更に好ましくは０．０３質量％以上である。また、反射膜１１中の酸化物１２０の含有量は、反射膜１１の反射率（初期反射率）の観点からは、好ましくは５質量％以下、より好ましくは４質量％以下、更に好ましくは２．５質量％以下である。

なお、反射膜１１は、含有する酸化物１２０の透明度が高いほど反射率が高くなるため、酸化物１２０の透明度が高いほど、酸化物１２０の含有量は多くてもよい。
反射膜１１中の酸化物１２０の含有量の測定は、誘導結合プラズマ発光分析法（Inductively coupled plasma atomic emission spectrometry;ＩＣＰ−ＡＥＳ）等により行うことができる。
反射膜１１は、電解めっき、無電解めっき、スパッタ、蒸着等により形成することができる。反射膜１１の厚さは、任意に選択できるが、例えば０．０２μｍ以上５．０μｍ以下であり、好ましくは０．０５μｍ以上３．０μｍ以下である。

（誘電体多層膜）
誘電体多層膜１６は、分布ブラッグ反射膜（ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector））の一種であり、低屈折率層と高屈折率層とからなる１組の誘電体を、複数組にわたって積層させた膜であり、所定の波長光を選択的に反射するものである。具体的には屈折率の異なる２種以上の膜を波長／４ｎ（ｎは屈折率）の厚みで交互に積層した膜であり、所定の波長の光を高効率に反射できる。

誘電体多層膜１６は、凹部５０の底面及び側面と、樹脂成形体１４ａの表面に設けられている。具体的には、導電部材１３上における、ワイヤ１８を接続する部位を除く部位と、導電部材１３上に設けられた樹脂成形体１４ａの表面全体に設けられている。

誘電体材料としては、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌから選択される少なくとも１種の元素の酸化物、又は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌから選択される少なくとも１種の元素の窒化物が好ましく、誘電体多層膜１６は、この酸化物又は窒化物を主成分として含むことが好ましい。
なお、「主成分として含む」とは、これらの酸化物又は窒化物のみからなるものであってもよく、これらの酸化物又は窒化物の他、例えば、微量の不純物や、その他の微量の元素が、実施形態の効果を損なうことのない範囲で含まれていてもよいことを意味する。

（樹脂成形体）
樹脂成形体１４ａは、基台１５の側壁部を構成している。樹脂成形体１４ｂは、導電部材１３ａと導電部材１３ｂとの間に設けられて、導電部材１３ａの一部及び導電部材１３ｂの一部を固定すると共に、導電部材１３ａ，１３ｂの下面に設けられている。また、樹脂成形体１４ｂは、導電部材１３と共に、基台１５の底部を構成している。樹脂成形体１４ａ，１４ｂは、導電部材１３と併せて、基台１５をカップ状に形成するためのベースである。樹脂成形体１４ａと１４ｂは別々の部材で形成することができる他、同一部材で形成することもできる。同一部材であっても、かならずしも同時に成形する場合だけでなく、一方を成形後、他方を成形することもできる。例えば、基材１２と樹脂成形体１４ｂとを成形後、反射膜１１を設け、その後、樹脂成形体１４ａを成形することもできる。

樹脂成形体１４は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、これらの変性樹脂又はこれらの樹脂を１種以上含むハイブリッド樹脂等によって形成することができる。熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリフタルアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリシクロヘキサンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー等が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ユリア樹脂、フェノール樹脂、ＢＴレジン、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。また、これらの母材には、当該分野で公知の着色剤、充填剤、強化繊維、後述する蛍光物質等を含有させてもよい。特に、着色剤は、反射率の良好な材料が好ましく、酸化チタン、酸化亜鉛等の白色のものが好ましい。充填剤としては、シリカ、アルミナ等が挙げられる。強化繊維としては、ガラス、珪酸カルシウム、チタン酸カリウム等が挙げられる。

（発光素子）
発光素子１７は、凹部５０の底面の反射膜１１上に誘電体多層膜１６が配置されており、この誘電体多層膜１６上に接着剤２０を介して接着されている。発光素子１７は、正負一対の電極が同一面側（上面側）に設けられており、各電極をワイヤ１８で反射膜１１ａ，１１ｂと電気的に接続している。

発光素子１７は、ＬＥＤ素子等の半導体発光素子を用いることができる。発光素子１７は、種々の半導体で構成される素子構造に正負一対の電極が設けられたものであればよい。特に、蛍光体を効率良く励起可能な窒化物半導体（Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ＜１）の発光素子が好ましい。このほか、ガリウム砒素系、ガリウム燐系半導体の発光素子でもよい。

（接着剤）
接着剤２０は、発光素子１７を誘電体多層膜１６に接着する部材である。絶縁性接着剤としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、又はこれらの変性樹脂やハイブリッド樹脂等を用いることができる。導電性接着剤としては、銀、金、パラジウム等の導電性ペーストや、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系等のはんだ、低融点金属等のろう材を用いることができる。

（ワイヤ）
ワイヤ１８は、発光素子１７が有する電極と、反射膜１１と、を接続する導線である。ワイヤ１８としては、具体的には、金、銅、銀、白金、アルミニウム又はこれらの合金の金属線を用いることができる。特に、透光性部材１９からの応力による破断が生じにくく、熱抵抗等に優れる金線が好ましい。また、光反射性を高めるために、ワイヤ１８の表面を銀で覆ってもよい。

（透光性部材）
透光性部材１９は、基台１５の凹部５０内に設けられている。透光性部材１９は基台１５の誘電体多層膜１６と接触している。また、透光性部材１９は、発光素子１７を被覆する。より具体的には、透光性部材１９は、発光素子１７上においては、発光素子１７の上面の略全面（好ましくは、ワイヤが存在する場合には、ワイヤの接続部位も含めて）に接触するように配置されていることが好ましく、発光素子１７の側面にも接触するように配置されていることがより好ましい。
ここで、透光とは、発光素子１７から出射された光を例えば７０％程度以上、好ましくは８０％程度以上、より好ましくは９０％程度以上、最も好ましくは９５％程度以上透過させる性質を意味する。

透光性部材１９は、透光性の樹脂によって形成されていることが好ましい。ここでの樹脂は、例えば、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ＴＰＸ樹脂、ポリノルボルネン樹脂、又はこれらの変性樹脂やこれらの樹脂を１種以上含むハイブリッド樹脂が挙げられる。なかでも、シリコーン樹脂又はその変性樹脂は、耐熱性や耐光性に優れ、固化後の体積収縮が少ないため、好ましい。更に、透光性部材１９は、樹脂の他、セラミック又はガラスによって形成されてもよい。

透光性部材１９には、拡散剤、蛍光物質等を含有させてもよい。拡散剤は、光を拡散させるものであり、発光素子１７からの光の指向性を緩和させ又は視野角を増大させることができる。拡散剤は、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン等が挙げられる。
蛍光物質は、発光素子１７からの光を変換させるものであり、透光性部材１９を通して外部へ出射される光の色度を変えることができる。蛍光物質は、例えば、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット、ユウロピウム及びクロムのうちのいずれか１つ又は２つで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム、ユウロピウムで賦活されたサイアロン、ユウロピウムで賦活されたシリケート、マンガンで賦活されたフッ化珪酸カリウム等が挙げられる。

＜発光装置の動作＞
次に、発光装置の動作について説明する。
発光装置１０を駆動すると、反射膜１１を介して外部電源から発光素子１７に電流が供給され、発光素子１７が発光する。発光素子１７が発光した光は、上方へ進む光は、発光装置１０の上方の外部に取り出される。また、下方や横方向等に進む光は、反射膜１１の表面の誘電体多層膜１６や、側壁部を形成する樹脂成形体１４ａの表面の誘電体多層膜１６等で反射・散乱して、発光装置１０の上方の外部に取り出される。発光装置１０が動作しているとき、反射膜１１と誘電体多層膜１６との密着性が高いため、誘電体多層膜１６の剥がれが生じにくい。また、発光装置１０は凹部５０の内面に誘電体多層膜１６を備えるため、発光素子１７や蛍光体からの光を効率よく反射し発光効率が向上する。

［基台及び発光装置の製造方法］
次に、本発明の実施形態に係る基台及び発光装置の製造方法の一例について、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、図４を参照しながら説明する。図４は、実施形態に係る発光装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。なお、発光装置の製造方法における基台作成工程において、実施形態における基台が製造される。

基台１５の製造方法は、導電部材作成工程Ｓ１０１と、樹脂成形体形成工程Ｓ１０２と、誘電体多層膜形成工程Ｓ１０３と、をこの順に含む。これらの工程は、基台作成工程を構成する。
発光装置１０の製造方法は、導電部材作成工程Ｓ１０１と、樹脂成形体形成工程Ｓ１０２と、誘電体多層膜形成工程Ｓ１０３と、ダイボンディング工程Ｓ１０４と、ワイヤボンディング工程Ｓ１０５と、透光性部材形成工程Ｓ１０６と、個片化工程Ｓ１０７と、をこの順に含む。
以下、各工程について説明する。なお、基台１５及び発光装置１０の各部材の詳細については、前記したとおりであるので、ここでは適宜説明を省略する。

＜基台作成工程＞
基台作成工程は、発光素子１７を収容する凹部５０を有する基台１５を作成する工程である。
ここで、基台作成工程では、１つの基台１５を個別に作成してもよいし、複数の基台１５が連続した集合体を作成してもよい。集合体は、縦横各々、所定の間隔及び所定の行列数からなるマトリックス状に設けられている。

（導電部材作成工程）
導電部材作成工程Ｓ１０１は、基材１２上に反射膜１１を形成し、導電部材１３を作成する工程である。
導電部材作成工程Ｓ１０１では、まず、基材１２ａの一方の端と基材１２ｂの一方の端とが一体となって連続した状態の基材１２ａ，１２ｂが複数形成された板状のリードフレームを形成する。リードフレームの形成は、従来公知の方法で行えばよく、例えば、プレスによる形成や、板状の金属をエッチングして形成することもできる。また、基材１２ａ，１２ｂとして配線基板を用いる場合にも、従来公知の方法で作成することができる。

次に、基材１２の表面に、銀を主成分とし酸化物１２０を含有する反射膜１１を形成する。反射膜１１は、例えば、電解めっき法、無電解めっき法、スパッタリング法、又は、蒸着法により形成することができる。具体的には、電解めっき法又は無電解めっき法を用いる場合には、反射膜１１は、溶液中に酸化物を含有させることで、反射膜１１中に酸化物１２０が分散された反射膜１１を形成することができる。電解めっき法や無電解めっき法のその他の条件や手順等は、公知の方法で行うことができる。

また、スパッタリング法や蒸着法を用いる場合には、反射膜１１は、例えば、銀（純銀を含む）ターゲットと酸化物ターゲットとを用いた同時スパッタリング法、銀及び酸化物を含む合金ターゲットを用いたスパッタリング法、又は、銀及び酸化物１２０を含む合金蒸着材料を用いた蒸着法により形成することができる。これらのスパッタリング法や蒸着法を用いることで、反射膜１１中に酸化物１２０が分散された反射膜１１を形成することができる。

合金ターゲットや合金蒸着材料に用いる合金は、銀を主成分とし、銀中に酸化物１２０を含むことで合金としたものである。ここでは、酸化物１２０は、ナノサイズで銀中に分散させている。また、蒸着法としては、合金蒸着材料を用いる場合の他、銀（純銀を含む）からなる蒸着材料と、酸化物１２０からなる蒸着材料とを用いて、これらの蒸着材料を同時に蒸着させて反射膜１１を形成する方法を用いることもできる。
スパッタリング法や蒸着法のその他の条件や手順等は、公知の方法で行うことができる。

（樹脂成形体形成工程）
樹脂成形体形成工程Ｓ１０２は、側壁部を形成する樹脂成形体１４ａと、導電部材１３の下面及び一対の導電部材１３ａ，１３ｂの間に設けられた樹脂成形体１４ｂと、を形成する工程である。
樹脂成形体形成工程Ｓ１０２では、成形金型に樹脂を注入し、注入した樹脂を硬化して樹脂成形体１４を形成する。ここでは、樹脂として、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を注入した場合、金型を加熱して樹脂を所定の時間加熱して硬化させる。なお、例えばポリアミド樹脂のような熱可塑性樹脂を注入する場合、射出成形で成形することができる。この場合、熱可塑性樹脂を高温にして溶融させ、低温の金型に入れて冷却により固化させればよい。

（誘電体多層膜形成工程）
誘電体多層膜形成工程Ｓ１０３は、反射膜１１上に誘電体多層膜１６を形成し、基台１５を形成する工程である。ここでは、誘電体多層膜形成工程Ｓ１０３は、反射膜１１の上面側の表面及び樹脂成形体１４ａの表面に誘電体多層膜１６を形成する。但し、反射膜１１の表面のワイヤ１８を接続する部位には、誘電体多層膜１６は設けない。
誘電体多層膜１６は、誘電体材料を、スパッタリング法や蒸着法等により、反射膜１１の上面側の表面及び樹脂成形体１４ａの表面に積層することで形成することができる。この際、屈折率が大きく異なる誘電体材料を組み合わせて、交互に積層することで形成することができる。例えば、誘電体多層膜は、ＳｉＯ_２とＺｒＯ_２との組み合わせ、ＳｉＯ_２とＮｂ_２Ｏ_５との組み合わせ等である。なお、誘電体多層膜１６を設けない領域は、フォトレジストを用いてマスクし、リフトオフ法で形成すればよい。

（ダイボンディング工程）
ダイボンディング工程Ｓ１０４は、基台１５上に発光素子１７を載置する工程である。ダイボンディング工程Ｓ１０４では、接着剤２０により、凹部５０の底面の反射膜１１ａの上面に誘電体多層膜１６を介して発光素子１７を載置する。

(ワイヤボンディング工程)
ワイヤボンディング工程Ｓ１０５は、発光素子１７と、導電部材１３ａ，１３ｂの反射膜１１ａ，１１ｂと、をワイヤ１８で接続する工程である。ワイヤボンディング工程Ｓ１０５では、一方のワイヤ１８を反射膜１１ａに接続し、他方のワイヤ１８を反射膜１１ｂに接続することで、発光素子１７と導電部材１３ａ，１３ｂとを電気的に接続する。ワイヤ１８の接続方法は、特に限定されるものではなく、通常用いられる方法で行えばよい。

（透光性部材形成工程）
透光性部材形成工程Ｓ１０６は、発光素子１７が収容された凹部５０内に透光性部材１９を設ける工程である。透光性部材形成工程Ｓ１０６では、まず、発光素子１７を被覆するように透光性部材１９となる部材を基台１５の凹部５０内に充填する。その後、加熱や光照射等によってこの部材を硬化する。このようにして、発光素子１７を被覆する透光性部材１９を形成する。

（個片化工程）
個片化工程Ｓ１０７は、基台作成工程で複数の基台１５が連続した集合体を作成した場合に、集合体を個片化する工程である。
集合体の個片化は、集合体を分割するラインに沿って、ブレードで切断するダイシング方法、又は、集合体を分割するラインに沿って、集合体を割るスクライブ方法等、従来公知の方法により行なうことができる。
そして、この集合体の個片化により、複数の発光装置１０が得られる。

＜変形例＞
前記した発光装置１０では、反射膜１１は、酸化物１２０を含有するものとしたが、酸化物１２０の代わりに、窒化物又は炭化物を用いてもよい。窒化物又は炭化物を用いた場合でも、酸化物１２０を用いた場合と同様の効果が得られる。反射膜１１に含有させる粒子としては、酸化物１２０、窒化物、及び、炭化物から選択されるいずれか１種でもよく、これらのうちの２種以上であってもよい。すなわち、酸化物１２０、窒化物、炭化物から選択される少なくとも１種の粒子を用いることができる。なお、前述した酸化物１２０について説明した事項については、酸化物１２０、窒化物、及び、炭化物から選択される少なくとも１種の粒子を用いる場合においても同様である。

また、酸化物１２０、窒化物、炭化物から選択される少なくとも１種の粒子を用いる場合、反射膜１１は、例えば、前記少なくとも１種を含有させた溶液を用いた電解めっき法、又は、前記少なくとも１種を含有させた溶液を用いた無電解めっき法により形成することができる。また、反射膜１１は、例えば、銀（純銀を含む）ターゲットと前記少なくとも１種のターゲットとを用いた同時スパッタリング法、銀及び前記少なくとも１種を含むターゲットを用いたスパッタリング法、又は、銀及び前記少なくとも１種を含む蒸着材料を用いた蒸着法により形成することができる。

また、前記した発光装置１０では、透光性部材１９を設けるものとしたが、透光性部材１９を設けない形態であってもよい。また、前記した発光装置１０では、発光素子はフェースアップ素子（ＦＵ素子）とし、正負一対の電極を同一面側（上面側）に設け、各電極をワイヤ１８で反射膜１１と接続する形態としたが、正負一対の電極を互いに反対の面に各々設け、下面電極が導電性接着剤で反射膜１１に接着し、上面電極がワイヤ１８で反射膜１１と接続する形態であってもよい。また、発光素子は、フェースダウン素子（ＦＤ素子）とし、正負一対の電極を導電性接着剤で反射膜１１と接続する発光装置であってもよい。
また、前記した発光装置１０では、発光素子１７の個数は１つとしたが、１つの発光装置に搭載される発光素子１７の個数は複数でもよい。複数の発光素子は、直列又は並列に接続することができる。
また、前記した発光装置１０では、基台１５は凹部５０を有するものとしたが、凹部５０を有さない基台を用いたものであってもよい。例えば、基材と、反射膜と、誘電体多層膜と、がこの順に配置された、平板の基台を用いたものであってもよい。

以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
図５は、実施例及び比較例における光学シミュレーションモデルである。

＜実施例１＞
実施例１として、市販ソフトＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ（登録商標）（Ｓｙｎｏｐｓｙｓ社製：バージョン８．４．０）を用いて光学シミュレーションを行って、発光パワー及び光束を算出した。発光素子１７は、窒化物系半導体とした。発光素子１７のサイズは６５０μｍ角、厚さ１５０μｍであり、発光素子１７の発光ピーク波長は４５０ｎｍである。透光性部材１９は、フェニルシリコーンとし、発光素子１７の接着剤２０は、ジメチルシリコーンとしたとした。蛍光体は、ＹＡＧ：Ｃｅとした。蛍光体密度は、発光パワー用としては、蛍光体無しで計算し、光束用としては、３．５０×１０^５／ｍｍ^３、４．２５×１０^５／ｍｍ^３、５.００×１０^５／ｍｍ^３の３通りで計算した。誘電体多層膜１６は、反射膜１１又は樹脂成形体１４側からＳｉＯ_２／Ｎｂ_２Ｏ_５の３ペアとした。なお、膜厚は４６ｎｍ／７７ｎｍである。また、その狙い波長は４５０ｎｍである。
また、反射膜１１としては、後述する界面反射率評価の結果において、酸化物を添加したものは純銀と同等の反射率であることから、計算には純銀の反射率を用いた。
表１に、実施例１、実施例２に用いた誘電体多層膜１６の材質と膜厚を示す。

＜実施例２＞
実施例２は、誘電体多層膜１６のＳｉＯ_２／Ｎｂ_２Ｏ_５の膜厚を５９ｎｍ／９５ｎｍとした以外、実施例１と同じとした。なお狙い波長は５５５ｎｍである。

＜比較例１＞
比較例１は、誘電体多層膜１６を無くした以外、実施例１と同じとした。

＜発光パワー及び光束評価＞
実施例１及び実施例２、比較例１について発光パワー及び光束評価を行った。図６は、実施例及び比較例における発光装置の発光パワー及び光束を比較したグラフである。図７は、実施例及び比較例における色度ｘと光束の相関を表すグラフである。図６は発光パワー及び色度ｘ＝０．３４における光束を比較したものである。また、図７は実施例１，２及び比較例１の各サンプルについて、色度ｘと光束の相関を示したものである。図８は、実施例及び比較例における反射膜／誘電体多層膜構造の界面反射率を説明する模式図である。なお、図８の縦軸は、界面反射率（Ｒ）である。

実施例１及び実施例２は、比較例１より８〜９％程度発光パワーが大きく、４％程度光束が大きかった。これらの結果から、誘電体多層膜１６の利用により目的どおり発光パワー及び光束が増大することが分かった。

また、実施例１は、実施例２や比較例１より色度ｘが小さく青色方向にシフトを起こしていた。このため、実施例１では、比較例１と同等の色度ｘのものを得るためには、蛍光体を増量する必要がある。これに対して実施例２では比較例１と同等の色度ｘであるため、蛍光体の増量を必要とせずコスト面で有利である。

前記の結果に関して、実施例１では発光素子の光を選択的に反射しているので青色方向にシフトが起こるのに対して、実施例２ではこれを避けているので、青色方向にシフトが起こらない。また、実施例２では視感度のピークを利用しているので光束の低下もほとんど無い。

＜界面反射率評価＞
また、ＨｆＯ_２を含有する反射膜、Ｎｂ_２Ｏ_５を含有する反射膜、Ｇａ_２Ｏ_３を含有する反射膜、純銀の反射膜について、誘電体多層膜との界面の反射率について調べた。図９は、実施例及び比較例における各種反射膜の界面反射率を示すグラフである。
具体的には、各反射膜を市販のスライドガラス上に成膜し、株式会社日立ハイテクノロジーズ社製のＵ−３０１０形の分光光度計（ＲＯＭ Ｖｅｒ：２５２０ １０）を用いて、スライドガラス越しに各反射膜の界面反射率を調べた。
銀膜への酸化物添加は、純銀ターゲットと酸化物ターゲットを用いた同時スパッタにより行った。それぞれの添加量はＩＣＰ−ＡＥＳ分析により、０．２４質量％、０．０３質量％、０．０７質量％であった。
ＨｆＯ_２添加銀膜、ＮＢ_２Ｏ_５添加銀膜、Ｇａ_２Ｏ_３添加銀膜の反射率は、純銀膜とほぼ同等であった。このことから、反射膜に、前記の割合で酸化物を添加させても、純銀膜と同等の反射率を維持できることがわかる。

＜剥がれ率評価＞
ＨｆＯ_２を含有する反射膜、Ｎｂ_２Ｏ_５を含有する反射膜、Ｇａ_２Ｏ_３を含有する反射膜、純銀の反射膜について、テープ試験により、誘電体多層膜との界面の剥がれ率について調べた。具体的には、まず、サファイア基板上にパターンなしの誘電体多層膜を成膜した。次に、その誘電体多層膜上にフォトリソグラフィを行い、成膜し、リフトオフにより所定の構造の電極パターンを形成した。電極パターンの成膜は、それぞれ１００００個とした。次に、この電極パターンを形成したものにＵＶシートを貼り付けた後、ＵＶシートを剥がして、誘電体多層膜の剥がれの発生したパターン数を数え、剥がれ率を算出した。
表２に下地膜と膜の構造、膜厚、テープ試験における剥がれ率を示す。
なお、銀膜への酸化物の添加方法及び酸化物の含有量は、前記した界面反射率評価の場合と同様である。

表２に示すように、酸化物を含有する反射膜は、純銀の反射膜と比べて反射膜の剥がれがほとんどなかった。

本発明に係る基台及び発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト光源、各種照明器具、大型ディスプレイ、広告や行き先案内等の各種表示装置、更には、デジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナ等における画像読取装置、プロジェクタ装置等に利用することができる。

１０ 発光装置
１１、１１ａ、１１ｂ 反射膜
１２、１２ａ、１２ｂ 基材
１３、１３ａ、１３ｂ 導電部材
１４、１４ａ、１４ｂ 樹脂成形体
１５ 基台
１６ 誘電体多層膜
１７ 発光素子
１８ ワイヤ
１９ 透光性部材
２０ 接着剤
５０ 凹部
１２０、１２０ａ、１２０ｂ 酸化物
１３０ 酸化物層
Ａ 擬似的な遷移層

Claims (22)

1. 基材、
   酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも１種の粒子を含有する銀を主成分とする反射膜、
   誘電体多層膜、がこの順に配置される基台と、
   前記基台上に配置される半導体素子と、
   を備える半導体装置。
2. 前記反射膜における前記粒子の含有量は、前記反射膜全質量に対し、０．０１質量％以上５質量％以下である請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記粒子は、前記誘電体多層膜と接し、又は、前記誘電体多層膜に近い側に配置されている請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記粒子は、前記反射膜中に分散されている請求項１から請求項３の何れか１項に記載の半導体装置。
5. 前記粒子は、前記誘電体多層膜側に偏在している請求項１から請求項４の何れか１項に記載の半導体装置。
6. 前記反射膜は、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＨｆＯ_２から選択される少なくとも１種である前記粒子を含有する請求項１から請求項５の何れか１項に記載の半導体装置。
7. 前記誘電体多層膜は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌから選択される少なくとも１種の元素の酸化物を主成分として含む互いに屈折率の異なる２種以上の膜を積層してなる請求項１から請求項６の何れか１項に記載の半導体装置。
8. 前記誘電体多層膜は、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）膜である請求項１から請求項７の何れか１項に記載の半導体装置。
9. 前記半導体素子は、半導体発光素子である請求項１から請求項８の何れか１項に記載の半導体装置。
10. 基材、
    酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも１種の粒子を含有する銀を主成分とする反射膜、
    誘電体多層膜、がこの順に配置される基台。
11. 基材上に、酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも１種の粒子を含有する銀を主成分とする反射膜を形成する工程と、
    前記反射膜上に誘電体多層膜を形成し、基台を形成する工程と、
    前記基台上に半導体素子を載置する工程と、を含む半導体装置の製造方法。
12. 前記反射膜を形成する工程は、電解めっき法、無電解めっき法、スパッタリング法、又は、蒸着法により行う請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
13. 前記反射膜を形成する工程は、銀ターゲットと、酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも１種のターゲットとを用いた同時スパッタリング法、銀と、酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも１種とを含む合金ターゲットを用いたスパッタリング法、又は、銀と、酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも１種とを含む合金蒸着材料を用いた蒸着法により行う請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
14. 前記反射膜を形成する工程は、前記粒子を、前記反射膜の上面に露出するように、又は、前記反射膜の上面に近い側に配置する請求項１１から請求項１３の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
15. 前記粒子は、前記反射膜中に分散されている請求項１１から請求項１４の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
16. 前記粒子は、前記誘電体多層膜側に偏在している請求項１１から請求項１５の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
17. 前記反射膜における前記粒子の含有量は、前記反射膜全質量に対し、０．０１質量％以上５質量％以下である請求項１１から請求項１６の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
18. 前記反射膜は、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＨｆＯ_２から選択される少なくとも１種である前記粒子を含有する請求項１１から請求項１７の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
19. 前記誘電体多層膜は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌから選択される少なくとも１種の元素の酸化物を主成分とする材料を用いて互いに屈折率の異なる２種以上の膜を積層して形成される請求項１１から請求項１８の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
20. 前記誘電体多層膜は、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）膜である請求項１１から請求項１９の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
21. 前記半導体素子は、半導体発光素子である請求項１１から請求項２０の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
22. 基材上に、酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも１種の粒子を含有する銀を主成分とする反射膜を形成する工程と、
    前記反射膜上に誘電体多層膜を形成する工程と、を含む基台の製造方法。

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