TW201434184A - 半導體發光裝置及發光裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種半導體發光裝置及發光裝置，如根據實施形態，半導體發光裝置係具備半導體層，和第1電極，和第2電極，和第1絕緣膜，和第1配線層，和第2配線層，和第1金屬柱，和第2金屬柱，和第2絕緣膜，和螢光體層。第1電極係設置於半導體層之發光範圍上。第1電極，第1絕緣膜，第1配線層，第2配線層，及第2絕緣膜係使發光層的放射光透過。

Description

半導體發光裝置及發光裝置
實施形態係有關半導體發光裝置及發光裝置。
組合半導體發光元件與螢光體，放射白色光等之可視光或其他的波長帶的光線之半導體發光裝置係小型，作為容易處理之光源，其用途則日益變廣。
本發明之實施形態係提供可從半導體層之第1的面及其相反側的第2的面進行光放射的半導體發光裝置及發光裝置。
實施形態之半導體發光裝置係具備半導體層，和第1電極，和第2電極，和第1絕緣膜，和第1配線層，和第2配線層，和第1金屬柱，和第2金屬柱，和第2絕緣膜，和螢光體層。前述半導體層擁有第1的面，與其相反側之第2的面，具有發光層。前述第1電極係在前述第2的面側中設置於前述半導體層之發光範圍，使前述發光層之放射光透過。前述第2電極係在前述第2的面側中設置 於前述半導體層之非發光範圍。前述第1絕緣膜係設置於前述第2的面側，使前述發光層之放射光透過。前述第1配線層係設置於前述第1絕緣膜上之同時，連接於前述第1電極，使前述發光層之放射光透過。前述第2配線層係設置於前述第1絕緣膜上之同時，連接於前述第2電極，使前述發光層之放射光透過。前述第1金屬柱係設置於前述第1配線層上，具有外部連接可能之端部。前述第2金屬柱係設置於前述第2配線層上，具有外部連接可能之端部。前述第2絕緣膜係於前述第1金屬柱與前述第2金屬柱之間，呈接觸於前述第1金屬柱之側面與前述第2金屬柱之側面地加以設置，使前述發光層之放射光透過。前述螢光體層係包含：設置於前述第1的面側，放射經由前述發光層的放射光所激發，與前述發光層之放射光不同波長的光之複數之螢光體，和將前述複數之螢光體作為一體化，使前述發光層之放射光及前述螢光體的放射光透過的結合材。
如根據實施形態，可提供可從半導體層之兩面進行光放射之半導體發光裝置及發光裝置。
1‧‧‧半導體發光裝置
3‧‧‧半導體發光裝置
5‧‧‧半導體發光裝置
10‧‧‧基板
310‧‧‧安裝基板
11‧‧‧第1半導體層
12‧‧‧第2半導體層
13‧‧‧發光層
15‧‧‧半導體層
15a‧‧‧第1的面
16‧‧‧p側電極
17‧‧‧n側電極
18‧‧‧絕緣膜
25‧‧‧絕緣膜
18a‧‧‧第1開口
18b‧‧‧第2開口
21‧‧‧p側配線層
21a‧‧‧貫孔
22‧‧‧n側配線層
23‧‧‧p側金屬柱
23a‧‧‧p側外部端子
23b‧‧‧p側外部端子
24‧‧‧n側金屬柱
24a‧‧‧n側外部端子
24b‧‧‧n側外部端子
30‧‧‧螢光體層
31‧‧‧螢光體
61‧‧‧螢光體
33‧‧‧結合材
41‧‧‧p側配線部
43‧‧‧n側配線部
92a‧‧‧開口
92b‧‧‧開口
80‧‧‧溝
92‧‧‧光阻劑光罩
302‧‧‧墊片
303‧‧‧焊錫
圖1係第1實施形態的半導體發光裝置之模式剖面圖。
圖2係表示包含第1實施形態的半導體發光裝置之發光裝置的模式剖面圖。
圖3係包含第1實施形態的半導體發光裝置之發光裝置的模式剖面圖。
圖4A~圖11B係顯示第1實施形態的半導體發光裝置之製造方法的模式圖。
圖12A~C係第2實施形態的半導體發光裝置之模式圖。
圖13係包含第2實施形態的半導體發光裝置之發光裝置的模式剖面圖。
圖14係第3實施形態的半導體發光裝置之模式剖面圖。
以下，對於實施形態，參照圖面同時加以說明。然而，對於圖面中的同一部分係附上同一符號，其詳細說明係適宜省略，對於不同的部分加以說明。
(第1實施形態)
圖1係第1實施形態的半導體發光裝置1之模式剖面圖。
半導體發光裝置1係具備具有發光層13之半導體層15。半導體層15係具有第1的面15a，和其相反側之第2的面15b(參照圖5A)。另外，半導體層15係具有包含發光層13之部分(發光範圍)15e，和未包含發光層13之部分(非發光範圍)15f。包含發光層13之部分15e係 在半導體層15之中，層積有發光層13之部分。未包含發光層13之部分15f係在半導體層15之中，未層積有發光層13之部分。包含發光層13之部分係顯示發光範圍，具有發光層13之同時，顯示成為可取出發光層13之發光光於外部之層積構造的範圍。
在第2的面15b側中，於包含發光層13之部分15e上，作為第1電極而設置有p側電極16，於未包含發光層之部分15f上，作為第2電極而設置有n側電極17。通過p側電極16與n側電極17而供給電流至發光層13，發光層13係產生發光。
在第2的面側中設置於半導體層15之發光範圍的p側電極16係對於發光層13之放射光而言，具有透過性之透明電極。p側電極16係例如由ITO(Indium Tin Oxide)所成。在此「透過」，「透明」係亦指包含吸收光的一部分之情況。
另外，對於半導體層15之第2的面側係設置有後述之支持體。包含半導體層15，p側電極16及n側電極17之發光元件係經由設置於第2的面側之支持體所支持。
對於半導體層15之第1的面15a上係設置有螢光體層30。螢光體層30係包含複數之螢光體31。螢光體31係經由發光層13的放射光所激發，放射與其放射光不同波長的光。
複數之螢光體31係經由結合材33而加以一體化。結合材33係透過發光層13的放射光及螢光體31之放射 光。
半導體層15係具有第1半導體層11，與第2半導體層12，與發光層13。發光層13係設置於第1半導體層11與第2半導體層12之間。第1半導體層11及第2半導體層12係例如含有氮化鎵。
第1半導體層11係例如，包含基底緩衝層，n型GaN層。第2半導體層12係例如包含p型GaN層。發光層13係含有發光成藍，紫，藍紫，紫外線光等之材料。發光層13的發光波長係例如為430~470nm。
半導體層15之第2的面係加工成凹凸形狀。其凸部係含有發光層13的部分15e，而凹部係未含有發光層13的部分15f。含有發光層13的部分15e之第2的面係第2半導體層12的表面，於其表面設置有p側電極16。未含有發光層13的部分15f之第2的面係第1半導體層11的表面，於其表面設置有n側電極17。
例如，在半導體層15之第2的面中，含有發光層13的部分15e的面積係較未含有發光層13的部分15f之面積為寬。另外，設置於含有發光層13的部分15e上之p側電極16的面積係較設置於未含有發光層13的部分上之n側電極17的面積為寬。由此，得到廣的發光面，可提高光輸出。
對於半導體層15之第2的面側係作為第1絕緣膜而設置有絕緣膜18。絕緣膜18係被覆保護半導體層15之第2的面，p側電極16及n側電極17。
絕緣膜18係亦設置於發光層13的側面及第2半導體層12的側面，被覆此等側面。另外，絕緣膜18係亦設置於從在半導體層15之第1的面15a持續的側面(第1半導體層11之側面)15c，被覆其側面15c。絕緣膜18係未設置於半導體層15之第1的面15a上。
絕緣膜18係對於發光層13之放射光而言具有透過性之無機透明絕緣膜。絕緣膜18係例如為矽氧化膜，矽氮化膜。
對於與在絕緣膜18之半導體層15相反側的面上，作為第1配線層之p側配線層21與作為第2配線層之n側配線層22則相互間隔加以設置。絕緣膜18係包含連通於p側電極16之第1開口18a，及連通於n側電極17之第2開口18b。在圖1所示的例中，絕緣膜18係含有複數之第1開口18a，但亦可為含有1個之第1開口18a的形態。
p側配線層21係亦加以設置於絕緣膜18上及第1開口18a之內部。p側配線層21係藉由設置於第1開口18a內之貫孔21a，與p側電極16加以電性連接。n側配線層22係設置於絕緣膜18上及第2開口18b之內部。n側配線層22係藉由設置於第2開口18b內之貫孔，與n側電極17加以電性連接。
p側配線層21及n側配線層22係對於發光層13之放射光而言具有透過性的透明導電膜。p側配線層21及n側配線層22係例如由ITO(Indium Tin Oxide)所成。
對於與在p側配線層21之p側電極16相反側的面上，係作為第1金屬柱而設置有p側金屬柱23。作為第1配線部之p側配線部41係包含p側配線層21及p側金屬柱23。
對於與在n側配線層22之n側電極17相反側的面上，係作為第2金屬柱而設置有n側金屬柱24。作為第2配線部之n側配線部43係包含n側配線層22及n側金屬柱24。
對於p側配線部41與n側配線部43之間係作為第2絕緣膜而設置有絕緣膜25。絕緣膜25係呈接觸於p側配線層21之側面與n側配線層22之側面地，加以設置於p側配線層21與n側配線層22之間。另外，絕緣膜25係呈接觸於p側金屬柱23之側面與n側金屬柱24之側面地，加以設置於p側金屬柱23與n側金屬柱24之間。即，絕緣膜25係充填於p側配線層21與n側配線層22之間，及p側金屬柱23與n側金屬柱24之間。
絕緣膜25係被覆p側配線層21之側面，n側配線層22之側面，p側金屬柱23之側面，及n側金屬柱24之側面。絕緣膜25係設置於p側金屬柱23之周圍及n側金屬柱24之周圍。
與在p側金屬柱23之p側配線層21相反側的端部(面)係從絕緣膜25露出，作為可與安裝基板等之外部電路連接之p側外部端子(第1外部端子)23a而發揮機能。與在n側金屬柱24之n側配線層22相反側的端部 (面)係從絕緣膜25露出，作為可與安裝基板等之外部電路連接之n側外部端子(第2外部端子)24a而發揮機能。
p側外部端子23a與n側外部端子24a係露出於絕緣膜25之相同的面(在圖1之下面)。p側外部端子23a與n側外部端子24a的間隔係較在絕緣膜18上的p側配線層21與n側配線層22之間隔為寬。p側外部端子23a與n側外部端子24a之間隔係作為較安裝時之焊錫的擴張為大。由此，可通過焊錫防止p側外部端子23a與n側外部端子24a之間的短路者。
對此，p側配線層21與n側配線層22之間隔係可縮小至處理上之界限者。因此，謀求p側配線層21之面積，及p側配線層21與p側金屬柱23之接觸面積的擴大。由此，可促進發光層13之熱的散熱。
另外，通過複數之第1開口18a而p側配線層21則與p側電極16接合的面積係較通過第2開口18b而n側配線層22則與n側電極17接合的面積為大。由此，可均一化流動於發光層13之電流的分布。
n側配線層22係延伸存在於設置於p側電極16上之絕緣膜18。即，n側配線層22係延伸存在於設置有發光層13及p側電極16之發光範圍上。
擴散在絕緣膜18上之n側配線層22的面積係較n側配線層22則與n側電極17接觸面積為大。n側配線層22與n側金屬柱24之接觸面積係較n側配線層22與n側電 極17之接觸面積為大。
在絕緣膜18上擴張之n側配線層22的面積係可作為較n側電極17的面積為寬者。更且，可將設置於n側配線層22上之n側金屬柱24的面積(即，n側外部端子24a之面積)，作為較n側電極17為寬。由此，成為可確保對於信賴性高之安裝充分之n側外部端子24a的面積同時，可縮小n側電極17之面積。即，成為可縮小在半導體層15之未含有發光層13的部分(非發光範圍)15f之面積，而擴大含有發光層13的部分(發光範圍)15e之面積而使發光輸出提昇者。
第1半導體層11係藉由n側電極17及n側配線層22，與n側金屬柱24加以電性連接。第2半導體層12係藉由p側電極16及p側配線層21，與p側金屬柱23加以電性連接。
p側金屬柱23係較p側配線層21為厚，n側金屬柱24係較n側配線層22為厚。p側金屬柱23，n側金屬柱24及絕緣膜25之各厚度係較半導體層15為厚。然而，在此所稱之「厚度」係指在圖1之上下方向的各層之寬度。
各金屬柱23，24之深寬比(對於平面尺寸而言之厚度比)係亦可為1以上，而較1為小亦可。即，金屬柱23，24係亦可較其平面尺寸為厚或薄。
包含p側配線層21，n側配線層22，p側金屬柱23及n側金屬柱24及絕緣膜25之支持體的厚度係較包含半 導體層15，p側電極16及n側電極17之發光元件的厚度為厚。
半導體層15係如後述，於基板上經由磊晶成長法加以形成。其基板係在形成包含n側配線層22，p側金屬柱23，n側金屬柱24及絕緣膜25之支持體之後加以除去，半導體層15係未含有基板於第1的面15a側。半導體層15係並非由剛直的基板，而經由包含較半導體層15柔軟之絕緣膜25的支持體加以支持。
作為p側金屬柱23及n側金屬柱24之材料，例如，可使用銅，金，鎳，銀等。此等之中，當使用銅時，可使良好的熱傳導性，高位移耐性及對於絕緣材料而言之密著性提升。
絕緣膜25係補強p側金屬柱23及n側金屬柱24。絕緣膜25係對於發光層13之放射光而言具有透過性之透明絕緣材料所成。絕緣膜25係例如，聚矽氧樹脂，環氧樹脂等之透明樹脂，或玻璃所成。
在半導體發光裝置1之安裝過程中，因使p側外部端子23a及n側外部端子24a接合於安裝基板的端子區域之焊錫等引起之應力則加上於半導體層15。p側金屬柱23，n側金屬柱24及絕緣膜25係吸收而緩和其應力。特別是由作為支持體之一部分而使用較半導體層15柔軟之絕緣膜25者，可提高應力緩和效果。
含有p側配線層21及p側金屬柱23的p側配線部41係藉由設置於複數之第1開口18a內部而相互加以間 隔的複數之貫孔21a而連接於p側電極16。此情況，藉由具有配合複數之貫孔21a的接觸面積之面積的1個貫孔，可較將p側配線部41連接於p側電極16之情況，降低加上於半導體層15的應力。
另一方面，p側配線層21係藉由設置於1個大的開口內部，較貫孔21a平面尺寸大的柱體而連接於p側電極16亦可。由此，可謀求藉由p側電極16，p側配線層21及p側金屬柱23之散熱性的提升。
如後述，使用於半導體層15之形成的基板係從半導體層15加以除去。由此，將半導體發光裝置1加以低背化。另外，經由基板的除去，可形成凹凸於半導體層15之第1的面15a，而謀求光取出效率之提升。
例如，對於第1的面15a而言，進行使用鹼性系溶液之濕蝕刻(粗糙處理)，形成微小凹凸。由此，成為可未使發光層13的放射光進行全反射，而從第1的面15a取出於外側者。
在除去基板之後，於半導體層15之第1的面15a上形成有螢光體層30。即，螢光體層30係未於半導體層15之第1的面15a間介於基板而設置於第1的面15a上。
螢光體層30係具有分散有複數之粒子狀的螢光體31於結合材33中之構造。螢光體31係例如，含有經由發光層13之放射光所激發而放射成黃色光的黃色螢光體，放射成紅色光的紅色螢光體，及放射成綠色光的綠色螢光體之至少1種類之螢光體。另外，螢光體31係為陶瓷系之 微粒子亦可。對於結合材33係例如，可使用聚矽氧樹脂者。
螢光體層30係包含1種類之螢光體(例如黃色螢光體)。或者，螢光體層30係包含複數種類之螢光體(例如紅色螢光體與綠色螢光體)。
實施形態之半導體發光裝置1係具有接近於晶片尺寸之構造。螢光體層30係限定於第1的面15a上及支持體之一部分的絕緣膜18上，未環繞形成於半導體層15之第2的面側或支持體之側面。
發光層13的放射光係藉由第1的面15a而進入至螢光體層30，激發螢光體31。即，從螢光體層30側，得到發光層13的放射光與螢光體31之混合色的光。
另外，發光層13的放射光係亦放射至半導體層15之第2的面側。並且，如根據實施形態，在第2的面側中設置於發光範圍之p側電極16係對於發光層13的放射光而言為透明。更且，設置於第2的面側之絕緣膜18，p側配線層21，n側配線層22及絕緣膜25亦對於發光層13的放射光而言為透明。
隨之，放射至第2的面側之發光層13的放射光係透過p側電極16，絕緣膜18，p側配線層21及n側配線層22，更且，透過p側金屬柱23與n側金屬柱24之間的絕緣膜25，放射至半導體發光裝置1之外部。
即，如根據實施形態，在晶片尺寸封裝構造之半導體發光裝置1中，從夾持發光層13而位置於相反側之2個 相異的面放射光。
圖2係包含實施形態的半導體發光裝置1之發光裝置的模式剖面圖。
實施形態之發光裝置係具備安裝基板310，和安裝於安裝基板310上之半導體發光裝置1。
安裝基板310係對於發光層13之放射光而言具有透過性之透明絕緣基板。安裝基板310係例如為玻璃基板，或透明樹脂基板。另外，安裝基板310係亦可為具有可繞性之可繞性基板。
安裝基板310之一方的面(安裝面)係形成有墊片302，和與墊片302連接之配線圖案(未圖示)。
半導體發光裝置1之外形形狀係例如形成為長方體形狀。半導體發光裝置1係具有在相同面所露出之p側外部端子23a及n側外部端子24a。半導體發光裝置1係將p側外部端子23a及n側外部端子24a所露出的面朝向安裝基板310之安裝面，將螢光體層30，以朝向於安裝基板310之安裝面的相反側的姿勢加以安裝於安裝基板310上。
p側外部端子23a與n側外部端子24a則例如，藉由焊錫303等之導電接合材而接合於墊片302。
如前述，在半導體發光裝置1中，從夾持發光層13而位置於相反側之2個不同面(在圖2中為上面及下面)放射光。放射於螢光體層30之相反側(第2的面側)的光係透過透明之安裝基板310。隨之，對於安裝基板310 的背面側亦放射光，可擴大發光裝置之應用範圍者。
圖3係包含複數實施形態的半導體發光裝置1之發光裝置的模式剖面圖。
圖3所示之發光裝置係具備安裝基板310，和安裝於安裝基板310上之複數的半導體發光裝置1。複數的半導體發光裝置1係安裝於安裝基板310之兩面。
安裝基板310係對於發光層13之放射光而言具有透過性之透明絕緣基板。安裝基板310係例如為玻璃基板，或透明樹脂基板。另外，安裝基板310係亦可為具有可繞性之可繞性基板。
對於安裝基板310之兩面係形成有墊片302，和與墊片302連接之配線圖案(未圖示)。
另外，兩面的墊片302或配線圖案之間係藉由貫通安裝基板310所設置之貫孔304而加以電性連接。
半導體發光裝置1之外形形狀係例如形成為長方體形狀。半導體發光裝置1係具有在相同面所露出之p側外部端子23a及n側外部端子24a。半導體發光裝置1係將p側外部端子23a及n側外部端子24a所露出的面朝向安裝基板310之安裝面，將螢光體層30，以朝向於安裝基板310之安裝面的相反側的姿勢加以安裝於安裝基板310上。
p側外部端子23a與n側外部端子24a則例如，藉由焊錫303等之導電接合材而接合於墊片302。
在半導體發光裝置1中，從夾持發光層13而位置於 相反側之2個相異的面放射光。放射於螢光體層30之相反側(第2的面側)的光係透過透明之安裝基板310。隨之，對於安裝基板310的背面側亦放射光，可擴大發光裝置之應用範圍者。實施形態之發光裝置係例如，可應用於防照燈絲的構成，可作為具有如燈泡之廣配光性的照明裝置而利用者。
安裝於安裝基板310之一方的面之半導體發光裝置1，和安裝於安裝基板310之另一方的面之半導體發光裝置1係安裝於夾持安裝基板相互未重疊之位置。即，在圖3的剖面視中，千鳥配列有複數之半導體發光裝置1。
在圖3中，對於安裝於上側之安裝面之半導體發光裝置1下係未位置有其他的半導體發光裝置1，而對於安裝於下側之安裝面之半導體發光裝置1上係未位置有其他的半導體發光裝置1。
隨之，可將從半導體發光裝置1之發光層13放射至第2的面側的光，未被其他半導體發光裝置1而阻礙，放射至安裝有本身的面之相反面側者。
在僅單面安裝有半導體發光裝置1之構成中，在鄰接在其單面上之半導體發光裝置1之間，相對發光強度變弱。即，在發光裝置全體而視時產生有發光不均。
作為改善其發光不均之一的方法，考量有提高半導體發光裝置1之安裝密度，縮窄鄰接之半導體發光裝置1間的間隔的方法。但半導體發光裝置1間的間隔變窄時，擔心有散熱性的下降。
如根據實施形態，將兩面發光之半導體發光裝置1，安裝於透明之安裝基板310的兩面。因此，可將在一方的安裝面側之半導體發光裝置1間的發光強度的下降，以對於安裝於另一方之安裝面的半導體發光裝置1之第2的面側之放射光補足。
隨之，如根據實施形態，可抑制在各安裝面上之半導體發光裝置1的安裝密度同時，可實現安裝基板310之兩面的發光均一性。
接著，參照圖4A~圖11B，對於實施形態之半導體發光裝置1之製造方法加以說明。
圖4A係顯示形成於基板10之主面上的含有第1半導體層11，發光層13及第2半導體層12之半導體層15的剖面圖。例如，使用MOCVD(metal organic chemical vapor deposition)法，於基板10上依序使第1半導體層11，發光層13及第2半導體層12成長。
基板10係例如為矽基板或藍寶石基板。半導體層15係例如，含有氮化鎵(GaN)之氮化物半導體。
第1半導體層11係例如為n型GaN層。另外，第1半導體層11係具有包含設置於基板10上之緩衝層，和設置於緩衝層上之n型GaN層之層積構造亦可。第2半導體層12係例如，含有設置於發光層13上之p形AlGaN層，和設置於其上方之p形GaN層。發光層13係例如具有MQW(Multiple Quantum well)構造。
圖4B及圖4C係顯示選擇性地除去第2半導體層12 及發光層13之狀態。圖4B係剖面圖，圖4C係顯示基板10之上面側(半導體層15之第2的面側)之平面圖。
例如，使用RIE(Reactive Ion Etching)法，選擇性地蝕刻第2半導體層12及發光層13，使第1半導體層11露出。
如圖4C所示，半導體層12及發光層13係在第1半導體層11上圖案化成島狀，於基板10上形成有複數之發光範圍(包含發光層13之部分15e)。
接著，如圖5A及圖5B所示，選擇性地除去第1半導體層11。於基板10上，形成有相互分離之複數之半導體層15。
圖5A係顯示基板10及形成於其上方之半導體層15的剖面。例如，將被覆第2半導體層12及發光層13之蝕刻光罩(未圖示)設置於第1半導體層11上。接著，使用RIE法而蝕刻第1半導體層11，形成至基板10之深度的溝80。
圖5B係顯示圖5A之上面。溝80係於基板10上設置成格子狀，將第1半導體層11分離。
半導體層15之第1的面15a係接觸於基板10的面，第2的面15b係第1半導體層11及第2半導體層12的表面。
例如，稍微蝕刻矽基板之基板10的上面，溝80係較第1的面15a為深地加以形成。
溝80係在形成後述之p側電極16及n側電極17之 後形成亦可。
接著，如圖6A及圖6B所示，於半導體層15之第2的面15b，形成p側電極16與n側電極17。圖6A係剖面圖，圖6B係顯示圖4A之上面。
p側電極16係形成於第2半導體層12上(發光範圍上)。n側電極17係形成於第1半導體層11上(非發光範圍上)。p側電極16係具有較n側電極17為寬的面積。
p側電極16及n側電極17係例如，以濺鍍法，蒸鍍法等而加以形成。p側電極16與n側電極17係先形成任一均可，亦可以相同材料同時形成。p側電極16係使發光層13的放射光透過的透明電極，例如由ITO所成。
接著，如圖7A所示，於基板10上形成絕緣膜18。圖7A係顯示基板10及基板10上之構造體之剖面的模式圖。
絕緣膜18係被覆設置於基板10上之構造體，具有第1開口18a及第2開口18b。
絕緣膜18係例如，矽氧化膜或矽氮化膜，可使用CVD(Chemical Vapor Deposition)法而形成。開口18a及18b係例如，經由使用光阻劑光罩之濕蝕刻而形成。第1開口18a係通到至p側電極16。第2開口18b係通到至n側電極17。
接著，圖7B，7C係顯示p側配線層21及n側配線層22之形成過程。圖7B係顯示基板10及基板10上之構 造體之剖面的模式圖，圖7C係顯示圖7B之上面。
p側配線層21及n側配線層22係例如經由濺鍍法而加以形成。p側配線層21係加以形成於絕緣膜18上及第1開口18a之內部。p側配線層21係電性連接於p側電極16。n側配線層22係形成於絕緣膜18上及第2開口18b之內部。n側配線層22係電性連接於n側電極17。
接著，圖8A~8C係顯示p側金屬柱23及n側金屬柱24之形成過程。圖8A及圖8B係顯示基板10及基板10上之構造體之剖面的模式圖，圖8C係顯示圖8B之上面。
如圖8A所示，形成具有開口92a與開口92b之光阻劑光罩92。例如，使用光微影法而形成光阻劑光罩92。
接著，如圖8B所示，於開口92a與92b之內部各形成p側金屬柱23及n側金屬柱24。p側金屬柱23及n側金屬柱24係例如，使用電解Cu電鍍法而加以形成。
如圖8C所示，p側金屬柱23及n側金屬柱24係夾持光阻劑光罩92g而相向。p側金屬柱23及n側金屬柱24之間隔係為了防止安裝時之短路，作為較p側配線層21及n側配線層22之間隔為寬。
光阻劑光罩92係例如，使用溶劑或氧電漿而如圖9A所示地加以除去。接著，如圖9B所示，於絕緣膜18上，作為第2絕緣膜而層積絕緣膜25。絕緣膜25係被覆p側配線層21，n側配線層22，p側金屬柱23及n側金屬柱24。
絕緣膜25係將含有p側配線層21及p側金屬柱23之p側配線部41，和含有n側配線層22及n側金屬柱24的n側配線部43之間作為絕緣。
接著，如圖10A所示，從半導體層15除去基板10。基板10為矽基板之情況，例如，可經由濕蝕刻而選擇性地除去基板10。對於基板10為藍寶石基板之情況，例如，可經由雷射剝離法而除去基板10。
在經由含有p側金屬柱23，n側金屬柱24及絕緣膜25支持體，支持含有半導體層15，p側電極16及n側電極17的發光元件之狀態，除去基板10。發光元件係在除去基板10之後，亦保持經由含有p側金屬柱23，n側金屬柱24及絕緣膜25支持體所支持之狀態。
於基板10上加以磊晶成長之半導體層15係有含有大的內部應力之情況。另外，p側金屬柱23，n側金屬柱24及絕緣膜25係例如，比較於GaN系材料之半導體層15為柔軟之材料。隨之，即使作為磊晶成長時之內部應力於基板10之剝離時一口氣加以開放，p側金屬柱23，n側金屬柱24及絕緣膜25係吸收其應力。因此，可迴避在除去基板10之過程的半導體層15之破損。
在除去基板10之後，於半導體層15之第1的面15a形成細微的凹凸。例如，以KOH(氫氧化鉀)水溶液或TMAH(氫氧化四甲基銨)等，濕蝕刻第1的面15a。在此蝕刻中，產生有依存於結晶面方位之蝕刻速度之不同。因此，如圖10A所示，可於第1的面15a形成凹凸者。另 外，於第1的面15a上形成光阻劑光罩，選擇性地蝕刻第1的面15a亦可。經由於第1的面15a形成凹凸之時，可使發光層13之放射光的取出效率提升。
接著，如圖10B所示，於第1的面15a上形成螢光體層30。螢光體層30係含有螢光體31與結合材33，例如，使用印刷，鑄封，鑄模，壓縮成形等之方法而加以形成。
另外，作為螢光體層30，將藉由結合材33而燒結螢光體31之燒結螢光體，接著於第1的面15a亦可。例如，於第1的面15a塗佈含有環氧樹脂等之接著材(接著層)，壓著燒結螢光體31之薄板於其接著層。由此，螢光體層30係藉由接著層而接著於第1的面15a。
結合材33係例如為聚矽氧樹脂，丙烯酸樹脂，苯基樹脂等之樹脂。另外，作為結合材33，亦可使用玻璃材料。
研削絕緣膜25的表面(在圖10B之下面)，露出有p側金屬柱23及n側金屬柱24。p側金屬柱23之露出面係成為p側外部端子23a，而n側金屬柱24之露出面係成為n側外部端子24a。
接著，如圖11A及圖11B所示，在鄰接之半導體層15間的範圍之切割範圍之位置，切斷螢光體層30，絕緣膜18及絕緣膜25。螢光體層30，絕緣膜18及絕緣膜25之切斷係例如，使用切割刀而進行。另外，經由雷射照射而切斷亦可。
晶圓係作為包含至少1個之半導體層15之半導體發光裝置1而加以個片化。圖11A係顯示半導體發光裝置1之剖面，圖11B係顯示圖11A之下面，表示p側外部端子23a及n側外部端子24a所露出之半導體發光裝置1的安裝面。
半導體層15係因未存在於切割範圍而未受到經由切割之損傷者。另外，在加以個片化之時點，得到以絕緣膜18被覆保護半導體層15之側面的構造。
然而，半導體發光裝置1係均可為含有一個的半導體層15之單晶片構造，以及含有複數之半導體層15多晶片構造。
切割之前的工程係在晶圓狀態一次加以進行之故，於加以個片化之各個裝置，無需進行配線及封裝，而可成為減低大幅的成本。即，在加以個片化之狀態，既已施以配線及封裝。因此，如根據實施形態，可提高生產性，可降低製造成本。
螢光體層30係在晶圓狀態加以形成之故，螢光體層30係限定於半導體層15之第1的面15a上及支持體上，未環繞於半導體層15之第2的面，或支持體的側面(絕緣膜18的側面，絕緣膜25的側面)加以形成。
在晶圓狀態，形成支持體及螢光體層30之後，因切斷有此等之故，形成螢光體層30之側面，和構成支持體的側面之絕緣膜18，25的側面加以個片化之半導體發光裝置1之側面。
隨之，螢光體層30之側面，絕緣膜18之側面，及絕緣膜25之側面係成對，可提供晶片尺寸封裝構造之小型的半導體發光裝置1。
(第2實施形態)
圖12A係第2實施形態的半導體發光裝置5之模式斜視圖。
圖12B係在圖12A之A-A剖面圖。
圖12C係在圖12A之B-B剖面圖。
圖13係第2實施形態的發光裝置之模式剖面圖。
如圖12A及圖12C所示，p側金屬柱23之一部分的側面係在與半導體層15之第1的面15a及其相反側之第2的面不同之面方位之第3的面25b，從絕緣膜25露出。其露出面係作為為了安裝於圖13所示之安裝基板320的p側外部端子23b而發揮機能。
例如，第3的面25b係對於半導體層15之第1的面15a及第2的面而言為略垂直的面。絕緣膜25係例如具有矩形狀之4個側面，其中一個側面則成為第3的面25b。
在其相同第3的面25b中，n側金屬柱24之一部分的側面則從絕緣膜25露出。其露出面係作為為了安裝於外部之安裝基板310的n側外部端子24b而發揮機能。
另外，如圖12A所示，p側配線層21之一部分的側面21b亦在第3的面25b，從絕緣膜25露出，作為p側 外部端子而發揮機能。同樣地，n側配線層22之一部分的側面22b亦在第3的面25b，從絕緣膜25露出，作為n側外部端子而發揮機能。
在p側金屬柱23中，露出於第3的面25b之p側外部端子23b以外的部分係由絕緣膜25加以被覆。另外，在n側金屬柱24中，露出於第3的面25b露出之n側外部端子24b以外的部分係由絕緣膜25加以被覆。
另外，在p側配線層21中，在第3的面25b露出之側面21b以外的部分係由絕緣膜25加以被覆。更且，在n側配線層22中，露出於第3的面25b之側面22b以外的部分係由絕緣膜25加以被覆。
如圖13所示，半導體發光裝置5係以將第3的面25b朝向安裝基板320之安裝面301的姿勢加以安裝。露出於第3的面25b之p側外部端子23b及n側外部端子24b係各對於設置於安裝面301之墊片302而言，藉由焊錫303而加以接合。對於安裝基板320之安裝面301係例如設置有連結於外部電路之配線圖案，墊片302係連接於其配線圖案。在第2實施形態中，安裝基板320並非透明亦可。例如，作為安裝基板320，可使用樹脂基板，陶瓷基板。
第3的面25b係對於第1的面15a而言為略垂直。隨之，以將第3的面25b朝向安裝面301側的姿勢，第1的面15a係對於安裝面301而言，而朝向平行之橫方向或傾斜方向。即，半導體發光裝置5係側視形式之半導體發光 裝置，於安裝面301釋放光於平行之橫方向或傾斜方向。
另外，發光層13的放射光係亦放射至半導體層15之第2的面側。並且，在第2實施形態中，亦在第2的面側中設置於發光範圍之p側電極16係對於發光層13的放射光而言為透明。更且，設置於第2的面側之絕緣膜18，p側配線層21，n側配線層22及絕緣膜25亦對於發光層13的放射光而言為透明。
隨之，放射至第2的面側之發光層13的放射光係透過p側電極16，絕緣膜18，p側配線層21及n側配線層22，更且，透過p側金屬柱23與n側金屬柱24之間的絕緣膜25，放射至半導體發光裝置5之外部。
即，如根據第2實施形態，提供從由夾持發光層13而位置於相反側之2個不同面放射光之側視形式之發光裝置。
(第3實施形態)
圖14係第3實施形態的半導體發光裝置3之模式剖面圖。
在第3實施形態中，在第2的面側中設置於發光範圍之p側電極16係對於發光層13的放射光而言為透明。更且，設置於第2的面側之絕緣膜18，p側配線層21，n側配線層22及絕緣膜25亦對於發光層13的放射光而言為透明。
隨之，放射至第2的面側之發光層13的放射光係透 過p側電極16，絕緣膜18，p側配線層21及n側配線層22，更且，透過p側金屬柱23與n側金屬柱24之間的絕緣膜25，放射至半導體發光裝置3之外部。
另外，在第3實施形態中，於絕緣膜25分散有複數之螢光體61。絕緣膜25係作為將複數之粒子狀的螢光體61作為一體化之接合材而發揮機能。螢光體61係經由發光層13的放射光所激發，放射與發光層13之放射光不同波長的光。螢光體61係例如，黃色螢光體，紅色螢光體，綠色螢光體。絕緣膜25係具有對於發光層13之放射光及螢光體61之放射光而言之透過性。
隨之，如根據第3實施形態，從半導體發光裝置3的兩面，得到發光層13之放射光與螢光體之放射光的混合色的發光。
第3實施形態之半導體發光裝置3亦如圖2，3所示，安裝於透明之安裝基板310，可作為具有廣配光性之發光裝置而構成。
另外，使螢光體分散於圖13所示之斜視形式之半導體發光裝置之絕緣膜25亦可。
如根據實施形態，前述第1絕緣膜上之前述第2配線層之面積係較前述第2配線層與前述第2電極之接觸面積為大。
另外，如根據實施形態，前述第1金屬柱係較前述第1配線層為厚，前述第2金屬柱係較前述第2配線層為厚。
另外，如根據實施形態，前述第2絕緣膜係設置於前述第1金屬柱之周圍及前述第2金屬柱之周圍。
另外，如根據實施形態，前述螢光體層之側面及前述第2絕緣膜之側面則形成前述半導體發光裝置之側面。
另外，如根據實施形態，前述螢光體層係設置於前述第1的面上及前述第2絕緣膜上，未設置於前述第2絕緣膜之側面。
另外，如根據實施形態，前述第2絕緣膜係包含放射經由前述發光層之放射光所激發，與前述發光層之放射光不同波長的光之複數之螢光體。
另外，如根據實施形態，安裝於前述安裝基板之一方的面之半導體發光裝置，和安裝於前述安裝基板之另一方的面之半導體發光裝置係安裝於夾持前述安裝基板相互未重疊之位置。
雖說明過本發明之幾個實施形態，但此等實施形態係作為例而提示之構成，未意圖限定發明之範圍。此等新穎的實施形態係可以其他種種形態而實施，在不脫離發明之內容範圍，可進行種種省略，置換，變更。此等實施形態或其變形係含於發明之範圍或內容同時，含於記載於申請專利範圍之發明與其均等之範圍。
1‧‧‧半導體發光裝置
11‧‧‧第1半導體層
12‧‧‧第2半導體層
13‧‧‧發光層
15‧‧‧半導體層
15a‧‧‧第1的面
15c‧‧‧被覆其側面
15e‧‧‧包含發光層13之部分
15f‧‧‧未包含發光層13之部分
16‧‧‧p側電極
17‧‧‧n側電極
18‧‧‧絕緣膜
25‧‧‧絕緣膜
18a‧‧‧第1開口
18b‧‧‧第2開口
21‧‧‧p側配線層
21a‧‧‧貫孔
22‧‧‧n側配線層
23‧‧‧p側金屬柱
23a‧‧‧p側外部端子
24‧‧‧n側金屬柱
24a‧‧‧n側外部端子
30‧‧‧螢光體層
31‧‧‧螢光體
33‧‧‧結合材
41‧‧‧p側配線部
43‧‧‧n側配線部

Claims (20)

  1. 一種半導體發光裝置，其特徵為具備：擁有第1的面，與其相反側之第2的面，具有發光層之半導體層，和在前述第2的面側中設置於前述半導體層之發光範圍，使前述發光層之放射光透過之第1電極，和在前述第2的面側中設置於前述半導體層之非發光範圍之第2電極，和設置於前述第2的面側，使前述發光層之放射光透過之第1絕緣膜，和設置於前述第1絕緣膜上之同時，連接於前述第1電極，使前述發光層之放射光透過之第1配線層，和設置於前述第1絕緣膜上之同時，連接於前述第2電極，使前述發光層之放射光透過之第2配線層，和設置於前述第1配線層上，具有外部連接可能之端部的第1金屬柱，和設置於前述第2配線層上，具有外部連接可能之端部的第2金屬柱，和於前述第1金屬柱與前述第2金屬柱之間，呈接觸於前述第1金屬柱之側面與前述第2金屬柱之側面之方式加以設置，使前述發光層之放射光透過之第2絕緣膜，和包含設置於前述第1的面側，放射經由前述發光層的放射光所激發，與前述發光層之放射光不同波長的光之複數之螢光體，和將前述複數之螢光體作為一體化，使前述發光層之放射光及前述螢光體的放射光透過的結合材之 螢光體層。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光裝置，其中，前述第1電極之面積係較前述第2電極之面積為大。
  3. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光裝置，其中，前述第2配線層係延伸存在於前述發光範圍上。
  4. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光裝置，其中，前述第1絕緣膜上之前述第2配線層之面積係較前述第2配線層與前述第2電極之接觸面積為大。
  5. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光裝置，其中，前述第2配線層與前述第2金屬柱之接觸面積係較前述第2配線層與前述第2電極之接觸面積為大。
  6. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光裝置，其中，前述第1金屬柱係較前述第1配線層為厚，前述第2金屬柱係較前述第2配線層為厚。
  7. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光裝置，其中，前述半導體層係於前述第1的面側未含有基板，前述螢光體層係於與前述半導體層之間未介於基板而加以設置於前述第1的主面上。
  8. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光裝置，其中，前述第2絕緣膜係設置於前述第1金屬柱之周圍及前述第2金屬柱之周圍。
  9. 如申請專利範圍第8項記載之半導體發光裝置，其中，前述螢光體層之側面與前述第2絕緣膜之側面則為成對。
  10. 如申請專利範圍第8項記載之半導體發光裝置，其中，前述螢光體層之側面及前述第2絕緣膜之側面則形成有前述半導體發光裝置之側面。
  11. 如申請專利範圍第8項記載之半導體發光裝置，其中，前述螢光體層係設置於前述第1的面上及前述第2絕緣膜上，未設置於前述第2絕緣膜之側面。
  12. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光裝置，其中，前述第2絕緣膜係包含放射經由前述發光層之放射光所激發，與前述發光層之放射光不同波長的光之複數之螢光體。
  13. 一種發光裝置，其特徵為具備：安裝基板和安裝於前述安裝基板之半導體發光裝置，前述半導體發光裝置係具有：擁有第1的面，與其相反側之第2的面，具有發光層之半導體層，和在前述第2的面側中設置於前述半導體層之發光範圍，使前述發光層之放射光透過之第1電極，和在前述第2的面側中設置於前述半導體層之非發光範圍之第2電極，和設置於前述第2的面側，使前述發光層之放射光透過之第1絕緣膜，和設置於前述第1絕緣膜上之同時，連接於前述第1電極，使前述發光層之放射光透過之第1配線層，和設置於前述第1絕緣膜上之同時，連接於前述第2 電極，使前述發光層之放射光透過之第2配線層，和設置於前述第1配線層上，連接於前述安裝基板之第1金屬柱，和設置於前述第2配線層上，連接於前述安裝基板之第2金屬柱，於前述第1金屬柱與前述第2金屬柱之間，呈接觸於前述第1金屬柱之側面與前述第2金屬柱之側面之方式加以設置，使前述發光層之放射光透過之第2絕緣膜，和包含設置於前述第1的面側，放射經由前述發光層的放射光所激發，與前述發光層之放射光不同波長的光之複數之螢光體，和將前述複數之螢光體作為一體化，使前述發光層之放射光及前述螢光體的放射光透過的結合材之螢光體層。
  14. 如申請專利範圍第13項記載之發光裝置，其中，前述安裝基板係使前述發光層之放射光透過。
  15. 如申請專利範圍第14項記載之發光裝置，其中，複數之前述半導體發光裝置則安裝於前述安裝基板的兩面。
  16. 如申請專利範圍第15項記載之發光裝置，其中，安裝於前述安裝基板之一方的面之半導體發光裝置，和安裝於前述安裝基板之另一方的面之半導體發光裝置係安裝於夾持前述安裝基板相互未重疊之位置。
  17. 如申請專利範圍第13項記載之發光裝置，其中，前述第2配線層係延伸存在於前述發光範圍上。
  18. 如申請專利範圍第13項記載之發光裝置，其中，前述半導體層係於前述第1的面側未含有基板，前述螢光體層係於與前述半導體層之間未介於基板而加以設置於前述第1的主面上。
  19. 如申請專利範圍第13項記載之發光裝置，其中，前述第2絕緣膜係設置於前述第1金屬柱之周圍及前述第2金屬柱之周圍。
  20. 如申請專利範圍第19項記載之發光裝置，其中，前述螢光體層之側面與前述第2絕緣膜之側面則為成對。
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