TWI500186B - 波長變換體及半導體發光裝置 - Google Patents

Description

波長變換體及半導體發光裝置

本發明之實施形態是有關波長變換體及半導體發光裝置。

組合半導體發光元件與螢光體，放射白色光等之可視光和其他波長帶之光的半導體發光裝置，必須作為小型且處理容易的光源，其用途廣泛還具有半導體發光裝置的光輸出與配光性和色分離等的光學特性的半導體發光裝置。

本發明的實施形態，提供一種可不讓半導體發光裝置的光輸出下降，提升配光性和色分離等的光學特性的波長變換體及半導體發光裝置。

有關實施形態的波長變換體具備：穿透來自光源的放射光的樹脂；分散於前述樹脂的複數個粒子狀的螢光體；和分散於前述樹脂且粒徑比前述螢光體還小的填充物。前述螢光體是吸收前述放射光且放射與前述放射光不同波長的螢光。前述填充物，具有前述螢光體附近的密度比相鄰的前述螢光體之中間位置的密度還高的分佈。

若藉由實施形態的波長變換體及半導體發光裝置，就可不讓光輸出下降，提升配光性和色分離等的光學特性。

以下針對本發明之實施形態一面參照圖面、一面做說明。又於圖面中的相同部分附上相同符號，其詳細說明做適當省略，針對不同的部分做說明。

(第1實施形態)

第1圖是第1實施形態的半導體發光裝置100的模式剖面圖。半導體發光裝置100具備：光源的發光層13、和螢光體層30。螢光體層30，是波長變換體，用來變換由光源(發光層13)放射的光之波長。亦即，螢光體層30包含：穿透來自發光層13之放射光的樹脂31(以下稱透明樹脂31)、吸收發光層13的放射光，且放射與該波長相異之螢光的複數個粒子狀的螢光體32、和填充物35。並且，本實施形態的填充物35，具有相鄰的前述螢光體之中間位置的密度比前述螢光體附近的密還低的分佈。以下參照第1圖，詳細說明發光裝置100的構造。

半導體發光裝置100具有；包含發光層13的半導體層15。又，半導體層15具有：第1面15a、和其相反側的第2面。於第2面側設有電極及配線部，光主要由未設電極及配線部的第1面15a射出外部。

半導體層15具有：第1半導體層11與第2半導體層12。第1半導體層11及第2半導體層12，例如：含氮化鎵。第1半導體層11例如包含：基礎緩衝層、n型GaN(氮化鎵)層等。第2半導體層12包含：p型層GaN (氮化鎵)層、發光層(活性層)13等。發光層13可使用發出藍光、紫光、紫藍光、紫外光等的材料。半導體層15具有：含發光層13的區域、和不含發光層13的區域。

半導體層15的第2面加工成凹凸形狀。第1區域的凸部，含發光層13。在該凸部之表面的第2半導體層12的表面，設有p側電極16。亦即，p側電極16，設於含發光層13之第1區域的第2面。

於半導體層15的第2面，在凸部的橫向設有不含發光層13的第2區域。在該區域第1半導體層11的表面，設有n側電極17。亦即，n側電極17，設於不含發光層13之第2區域的第2面。

如第6B圖所示，於半導體層15的第2面，含發光層13的第2半導體層12的面積，比不含發光層13的第1半導體層11的面積還寬。

又，如第7B圖所示，於半導體層15，設於含發光層13之區域的p側電極16，面積比設於不含發光層13之區域的n側電極17還寬。藉此，得到廣大的發光區域。又，第7B圖所示的p側電極16及n側電極17的佈置為其中一例，不限於此。

在半導體層15的第2面側，設有第1絕緣膜(以下簡稱絕緣膜)18。絕緣膜18覆蓋著半導體層15、p側電極16及n側電極17。並且絕緣膜18還覆蓋保護發光層13及第2半導體層12的側面。

而在絕緣膜18與半導體層15之間亦設有別的絕緣膜(例如矽氧化膜)。絕緣層18例如為微細開口之圖案化性優的聚醯亞胺等的樹脂。或者，作為絕緣層18也可使用矽氧化膜或矽氮化膜等的無機膜。

絕緣膜18並未設在半導體層15的第1面15a上。絕緣膜18是接續半導體層15之第1面15a覆蓋保護側面15c。

在與絕緣膜18之半導體層15的第2面相反側的面上，互相分離的設有p側層線層21與n側配線層22。

p側配線層21，也設於到達p側電極16形成在絕緣膜18的複數個第1開口18a內，與p側電極16電性連接。n側配線層22，也設於到達n側電極17形成在絕緣膜18的複數個第2開口18b內，與n側電極17電性連接。

在位於與p側配線層21的p側電極16相反側的面，設有p側金屬柱(pillar)23。p側配線層21、p側金屬柱23、及作為後述之薄片層使用的金屬膜19，是構成本實施形態的p側配線部。

在位於與n側配線層22的n側電極17相反側的面，設有n側金屬柱24。n側配線層22、n側金屬柱24、及作為後述之薄片層使用的金屬膜19，是構成本實施形態的n側配線部。

在絕緣膜18層積有作為第2絕緣膜例如樹脂層25。樹脂層25，覆蓋p側配線部的周圍及n側配線部的周 圍。並且樹脂層25，還填充在p側金屬柱23與n側金屬柱24之間。

p側金屬柱23的側面與n側金屬柱24的側面，以樹脂層25覆蓋。位於與p側金屬柱23的p側配線層21相反側的面，是露出樹脂層25，作為p側外部端子23a的功能。位於與n側金屬柱24的n側配線層22相反側的面，是露出樹脂層25，作為n側外部端子24a的功能。

p側外部端子23a及n側外部端子24a，在形成於安裝基板的墊片(pad)，中介著銲料、其他金屬、導電性材料等的接合材被接合。

露出於樹脂層25之同面(第1圖的下面)的p側外部端子23a與n側外部端子24a之間的距離，比在絕緣膜18上的p側配線層21與n側配線層22之間的距離還大。p側外部端子23a與n側外部端子24a，在對安裝基板安裝時，利用銲糊相互隔著不會形成短路的距離設置。

p側配線層21，p側配線層21的面積可靠近n側配線層22擴大至製程上的界限。此結果，可達到擴大p側配線層21與p側電極16的接觸面積，提升電流分佈及散熱性。

p側配線層21通過複數個第1開口18a與p側電極16接觸的面積，比n側配線層22通過複數個第2開口18b與n側電極17接觸的面積還大。因而，對發光層13的電流分佈提升，且使發光層13的散熱性提升。

於絕緣膜18上擴大的n側配線層22的面積，比n側 配線層22與n側電極17接觸的面積還大。

若藉由實施形態，可藉由遍及於比n側電極17還廣的區域所形成的發光層13得到高光輸出。並且，設於比含發光層13之區域還窄的區域的n側面極17，作為更大面積的n側配線層22被拉出到安裝面側。

第1半導體層11，中介著n側電極17、金屬膜19及n側配線層22，與具有n側外部端子24a的n側金屬柱24電性連接。在含發光層13的第2半導體層12，中介著p側電極16、金屬膜19及p側配線層21，與具有p側外部端子23a的p側金屬柱23電性連接。

p側金屬柱23比p側配線層21還厚，n側金屬柱24比n側配線層22還厚。p側金屬柱23、n側金屬柱24及樹脂層25的各個厚度，均比半導體15還厚。又，在此的「厚度」表示第1圖上下方向的厚度。

且p側金屬柱23及n側金屬柱24的各個厚度，比包含半導體層15、p側電極16、n側電極17及絕緣膜18的層積體的厚度還厚。又，各金屬柱23、24的縱橫比(對平面尺寸的厚度比)不限於1以上，其比可小於1。亦即，金屬柱23、24，可以比該平面尺寸更薄。

若藉由實施形態，除去用來形成半導體層15所使用的後述的基板10，仍可藉由p側金屬柱23、n側金屬柱24及樹脂層25，穩定支撐半導體層15，提高半導體發光裝置100的機械強度。

作為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的材料，可使用銅、金、鎳、銀等。該些之中，若用銅，可得到良好熱傳導性、高遷移耐性及與絕緣材料之優異的密著性。

樹脂層25是補強p側金屬柱23及n側金屬柱24。樹脂層25，希望使用熱膨脹率與安裝基板相同或接近者。作為此類的樹脂層25，例如：可列舉環氧樹脂、矽樹脂、氟樹脂等為一例示。

又，中介著p側外部端子23a及n側外部端子24a，將半導體發光裝置100安裝在安裝基板的狀態，將經由銲糊等施加在半導體層15的應力，由p側金屬柱23與n側金屬柱24來吸收緩和。

包含p側配線層21及p側金屬柱23的p側配線部，是設於複數個第1開口18a內中介著相互分斷的複數個貫孔(via)21a連接於p側電極16。因此，可得到p側配線部的高應力緩和效果。

或者，可以如第16圖的變形例所示，設於一個大的第1開口18a內，中介著平面尺寸比盲孔21a還大的柱(post)21c，使p側配線層21連接到p側電極16。藉此，可經由任一金屬的p側電極16、p側配線層21及p側金屬柱23，達到提升發光層13的散熱性。

如後所述，形成半導體層15時使用的基板10，由第1面15a上除去。因此，可令半導體發光裝置100低背化。

在半導體層15的第1面15a，形成微小的凹凸。對 第1面15a，進行使用例如鹼性溶液的濕式蝕刻(磨砂(frosted)處理)，形成凹凸。在發光層13之發光的主取出面的第1面15a設凹凸，以各種角度不讓射入到第1面15a的光全反射就能取出到第1面15a的外側。

在第1面15a上，設有螢光體層30。螢光體層30，包含：透明樹脂31、分散於透明樹脂31中的複數個粒子狀或粉末線的螢光體32、和填充物。

透明樹脂31，具有對發光層13的發光及螢光體32的發光之透過性，例如可使用矽樹脂、丙烯酸酯樹脂、苯基樹脂等。

螢光體32，可吸收發光層13的發光(激勵光)，發出波長變換光。因此，半導體發光裝置100，可射出發光層13的發光與螢光體32的波長變換光的混合光。

一旦螢光體32為放射黃色光的黃色螢光體，就可作為GaN系材料的發光層13的藍色光、和螢光體32的波長變換光的黃色光的混合光，得到白色或燈泡色等。又，螢光體層30，也可包含複數個螢光體(例如發出紅色光的紅色螢光體、和發出綠色光的綠色螢光體)的構成。

填充物，是為了調整成形前液狀的透明樹脂31的黏度分散在第1面15a之上。作為填充物，例如可使用粒子狀的二氧化矽。

第2圖是表示有關第1實施形態的螢光體層30之斷面的SEM圖像。第2A圖是表示螢光體層30之部分斷面的SEM圖像，第2B圖是放大第2A圖中所示的區域A的 SEM圖像。

如第2A圖所示，螢光體層30包含：透明樹脂31、和分散於透明樹脂31的複數個螢光體32。螢光體32之粒徑，例如數微米(μm)~20μm。

第2B圖是放大螢光體32與透明樹脂31之邊界附近的區域A的SEM圖像。在第2B圖，分散於透明樹脂31的填充物35，具有淡淡的可視對比。可知填充物35，具有數10奈米(nm)粒徑的二氧化矽，偏及螢光體32附近。而且，填充物35，穿透由發光層13放射的激勵光，因此即使填充物35偏及周圍仍不妨礙螢光體32之激勵光的吸收。

例如：第2A圖中所示的螢光體32附近的區域B₁ 及B₂ 的填充物35的密度，比相鄰接的螢光體32之中間的區域C的填充物35的密度還高。藉此，由螢光體32放射出的螢光會產生散射，改變由半導體發光裝置所放出的光之分佈。此時，光吸收不起作用，光主力就不會下降。

第3A圖是表示有關第1實施形態的螢光體層30之特性的座標圖。縱軸是填充物35的數量與螢光體32的數量之比。橫軸是螢光體32的粒徑。

例如：使填充物35偏及於螢光體32的周圍，形成覆蓋螢光體32的狀態，藉此就能提升發光效率。第3A圖是表示例如：如第3B圖所示，附著在螢光體32，可覆蓋其全表面的填充物35的數量與螢光體32的粒徑之關係。又，第3B圖所示的螢光體32與填充物35之大小的比 例，與實際不同。

亦即，縱軸是附著在一個螢光體32的表面，可覆蓋其全體的填充物35的數N_S 。第3圖中的座標R₁ 是表示對填充物35的粒徑為7nm時的螢光體32之粒徑的N_S 之依存性。並且分別表示R₂ 為20nm、R₃ 為30nm、R₄ 為40nm的情形。如第3圖所示，隨著螢光體32粒徑加大，覆蓋其表面的填充物35的數N_S 增加。而且填充物35的粒徑愈大N_S 愈小。

分散於透明樹脂31的填充物35的量，比覆蓋螢光體32的表面全體的填充物35的數N_S 更多為佳，例如希望為N_S 的2×10⁶ 倍~2×10⁹ 倍。一旦填充物35的分散量比N_S 的2×10⁹ 倍還大，填充物35即不偏向於螢光體32的附近，會均等的分散於透明樹脂31的全體。另一方面，一旦填充物35的分散量比N_S 的2×10⁶ 倍還小，液狀的透明樹脂31的粒度太高，螢光體32就不會均勻的分散。

例如：一旦填充物35的分散量為N_S 的1×10⁷ 倍，由半導體發光裝置100之側面射出的黃色光的強度下降50%，且一旦填充物35的分散量為N_S 的1×10⁸ 倍，由半導體發光裝置100之側面射出的黃色光的強度下降10%。

藉由此種構成，如第3B圖所示，至少一個螢光體32的表面可得到以填充物35覆蓋的螢光體層30。又，第螢光體32與填充物35之大小的比例，與實際不同。並且可在螢光體32的表面層狀形成填充物35。以填充物35覆蓋的至少一個螢光體32，例如包含具有比平均粒徑還要 小的粒徑的螢光體32。並且可得到具有向著離開螢光體32附近的方向填充物密度減低的區域的螢光體層30。例如：也可以具有層狀形成在螢光體32的表面的填充物35的密度向著離開螢光體32附近之方向減低的區域。在此，螢光體32，並非全為球狀，因此也可為在螢光體32的表面全體未形成填充物35的區域。

在此，螢光體32的粒徑、及填充物35的粒徑，分別為平均粒徑，例如螢光體32的平均粒徑，可由該SEM圖像求得。並且填充物35的平均粒徑，可利用透射電子顯微術(Transmission Electron Microscopy：TEM)求得。

其次，參照第4A圖~第15B圖，針對實施形態的半導體發光裝置100之製造方法做說明。第4A圖~第15B圖是表示晶圓狀態的一部分的區域。

第4A圖是表示在基板10的主面上(第4A圖的下面)，形成第1半導體層11及第2半導體層12的層積體。第4B圖是對應第4A圖的底視圖。

在基板10的主面上形成有第1半導體層11，在其上形成含發光層13的第2半導體層12。氮化鎵的第1半導體層11及第2半導體層12，例如：可在藍寶石基板上以有機金屬化學氣相沉積(metal organic chemical vapor deposition：MOCVD)法使其磊晶成長。或者，作為基板10也可使用矽基板。

接觸第1半導體層11的基板10的面，是半導體層15的第1面15a，第2半導體層12的表面是半導體層15 的第2面15b。

其次，如第5A圖及其底視圖的第5B圖所示，使用圖未示的光阻遮罩之例如藉由反應性離子蝕刻(Reactive Ion Etching：RIE)法貫通半導體層15形成到達基板10的溝槽80。溝槽80是在晶圓狀態的基板10上例如形成格子狀，將半導體層15在基板10上分離成複數個晶片。

又，將半導體層15分離成複數個的工程，可在後述的第2半導體層12選擇性除去後，或者電極形成後進行。

其次，如第6A圖及其底視圖的第6B圖所示，使用圖未示的光阻遮罩之例如藉由反應性離子蝕刻(RIE)法除去第2半導體層12的一部分露出第1半導體層11的一部分。露出第1半導體層11的區域不含發光層13。

其次，如第7A圖及其底視圖的第7B圖所示，在半導體層15的第2面形成p側電極16和n側電極17。p側電極16形成在第2半導體層12的表面。n側電極17形成在第1半導體層11的露出面。

p側電極16及n側電極17例如：以濺鍍法、蒸鍍法等形成。p側電極16與n側電極17可先形成任一個電極，或者可利用相同材料同時形成。

p側電極16含有對發光層13的發光具有反射性之例如：銀、銀合金、鋁、鋁合金等。而p側電極16為防硫化、氧化，可為含金屬保護膜(Barrier metal：障壁金屬)的構成。

而在p側電極16與n側電極17之間或發光層13的端面(側面)作為鈍化膜例如：可利用化學氣相沉積(chemical vapor deposition：CVD)法形成矽氮化膜或矽氧化膜。並且配合需要實施用以取得與各電極和半導體層的歐姆接觸的熱處理等。

其次，將基板20之主面上露出的部分全部以第8圖所示的絕緣膜18覆蓋之後，例如藉由濕式蝕刻使絕緣膜18圖案化。接著，在絕緣膜18選擇性形成第1開口18a與第2開口18b。第1開口18a形成複數個，各個第1開口18a達到p側電極16。第2開口18b達到n側電極17。

絕緣膜18例如可使用感光性聚醯亞胺、苯環丁烯(Benzocyclobutene)等的有機材料。此時可不使用光阻劑直接對絕緣膜18曝光及顯像。

或者，矽氧化膜或矽氮化膜等的無機膜可作為絕緣膜18使用。絕緣膜18為無機膜時，使形成在絕緣膜18上的光阻劑圖案化，藉由利用光阻遮罩的選擇蝕刻形成第1開口18a及第2開口18b。

其次，在絕緣膜18的表面、第1開口18a的內壁(側壁及底部)、及第2開口18b的內壁(側壁及底部)，如第8B圖所示，形成金屬膜19。金屬膜19於後述的電鍍工程作為薄片金屬使用。

金屬膜19例如以濺鍍法形成。金屬膜19例如：包含由絕緣膜18側依序層積的鈦(Ti)與銅(Cu)的層積膜 。或者可使用鋁膜取代鈦膜。

其次，如第8C圖所示，在金屬膜19上選擇性形成光阻劑91，進行以金屬膜19作為電流路徑的Cu電解電鍍。

藉此，如第9A圖及其底視圖的第9B圖所示，在金屬膜19上選擇性形成p側配線層21和n側配線層22。p側配線層21及n側配線層22藉由電鍍法同時形成，例如由銅材料製成。

p側配線層21，也形成於第1開口18a內，中介著金屬膜19與p側電極16電性連接。p側配線層22，也形成於第2開口18b內，中介著金屬膜19與n側電極17電性連接。

使用於p側配線層21及n側配線層22之電鍍的光阻劑91，使用溶劑或氧離子除去。

其次，如第10A圖及其底視圖的第10B圖所示，形成金屬柱形成用的光阻劑92。光阻劑92比前述光阻劑91還厚。又，在前一工程，光阻劑91不必除去，留下來，將光阻劑92重疊形成在該光阻劑91亦可。在光阻劑92形成第1開口92a與第2開口92b。

而且，將光阻劑92應用於遮罩，進行以金屬膜19為電流路徑的Cu電解電鍍。藉此，如第11A圖及其底視圖的第11B圖所示，形成p側金屬柱23與n側金屬柱24。

p側金屬柱23，是形成在光阻劑92的第1開口92a內，形成在p側配線層21的表面上。n側金屬柱24，是 形成在光阻劑92的第2開口92b內，形成在n側配線層22的表面上。p側金屬柱23及n側金屬柱24藉由電鍍法同時形成，例如由銅材料製成。

光阻劑92，如第12A圖所示，例如使用溶劑或氧離子除去。此後，以金屬柱23、n側金屬柱24、p側配線層21及n側配線層22作為遮罩，將金屬膜19露出的部分利用濕性蝕刻除去。藉此，如第12B圖所示，阻斷中介著p側配線層21與n側配線層22之的金屬膜19的電性連接。

其次，如第13A圖所示，對絕緣膜18層積樹脂層25。樹脂層25是覆蓋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。

樹脂層25具有絕緣性。並且可在樹脂層25例如：含有碳黑，對發光層13的發光賦予遮光性。

其次，如第13B圖所示，除去基板10。基板10為藍寶石基板的情形下，例如可利用雷射提離法除去基板10。具體上是由基板10的背面側向著第1半導體層11照射雷射光。雷射光穿透基板10，被第1半導體層11吸收的波長區域的光。

一旦雷射光到達基板10與第1半導體層11的界面，該界面附近的第1半導體層11會吸收雷射光的光能予以分解。第1半導體層11分解成鎵(Ga)與氮氣。藉由該分解反應，在基板10與第1半導體層11之間形成微小的間隙。而且將雷射光分複數次照射到每一個設定的區域遍 及於晶圓全體進行，將基板10與第1半導體層11分離。

並且在基板10為矽基板的情形下，利用蝕刻就能從半導體層11除去。

形成在基板10之主面上的層積體，是藉由比半導體層15還厚的p側金屬柱23、n側金屬柱24及樹脂層25補強，因此即使沒有基板10，仍可保持晶圓狀態。

又，樹脂層25，或構成p側金屬柱23及n側金屬柱24的金屬，都是比半導體層15柔軟的材料。半導體層15被此種柔軟的支撐體所支撐。因此，產生於半導體層15磊晶成長在基板10上時的甚大內部應力，即使在基板10之剝離時暫時釋放，仍無法使半導體層15避免被破壞。

其次，洗淨已除去基板10的半導體層15的第1面15a。例如：利用稀氟酸等除去附著在第1面15a的鎵(Ga)。

然後，例如：利用KOH(氫氧化鉀)水溶液和TMAH(氫氧化四甲銨)等，濕式蝕刻第1面15a。在該蝕刻會產生依存於結晶取向的蝕刻速度之差別。藉此，如第14A圖所示，可第1面15a形成凹凸。或者，在以光阻劑圖案化之後，進行蝕刻，在第1面15a形成凹凸。在第1面15a形成凹凸，可藉此提升光取出效率。

其次，如第14B圖所示，可第1面15a上形成螢光體層30。螢光體層30，也形成在相鄰的半導體層15間的絕緣膜18上。具體上，將已分散螢光體32的液狀透明樹脂31，例如：利用印刷、膠黏劑、塑模、壓縮成型等的方法 供給到第1面15a上之後，使其熱硬化。

在透明樹脂31，例如使用矽樹脂、丙烯酸酯樹脂、苯基樹脂。分散於透明樹脂31的螢光體32，為例如：發出黃色光的黃色螢光體、發出紅色紅的紅色螢光體、發出綠色光的綠色螢光體、或該些的混合。螢光體32的平均粒徑，例如5μm~20μm。並且在填充物35，例如使用粒徑10~50nm的二氧化矽。螢光體32的分散量例如30~50重量%(wt%)，填充物35的分散量例如6~20wt%。藉此，N_S 的2×10⁶ 倍~2×10⁹ 倍的填充物35被分散。

接著，研磨樹脂層25的表面(第14B圖的下面)，如第15A圖及其底視圖的第15B圖所示，露出p側外部端子23a及n側外部端子24a。

然後，在前述的溝槽80的位置，切斷螢光體層30、絕緣膜18及樹脂層25，單片化成複數個半導體發光裝置100。例如利用切割刀(dicing blade)進行切斷。或者也可以利用雷射照射進行切斷。

切割時，基板10已被除去。並且在溝槽80不具有半導體層15，因此可避免切割時半導體層15受到損傷。又沒有單片化後的追加工程，因此可得到半導體層15之端部(側面)以絕緣膜18覆蓋被保護的構造。

又單片化的半導體發光裝置100，可為包含一個半導體層15的單晶片構造，也可為包含複數個半導體層15的多晶片構造。

切割前的各工程，以晶圓狀態一併進行，因此單片化的每一個裝置，不必進行配線及封裝，就能減低大幅的生產成本。亦即，單片化的狀態下，已經完成配線及封裝。因此，可提高生產性，其結果很容易減低價格。

第17圖是表示有關第1實施形態之變形例的半導體發光裝置200的模式剖面圖。在半導體發光裝置200，在p側電極16的表面及側面，設有覆蓋p側電極16的p側墊片51。p側電極16包含：可形成與包含於半導體層15的鎵(Ga)合金之例如：鎳(Ni)、金(Au)及銠(Rh)中的至少一種。p側墊片51，是對發光層13所發出之光的反射率比p側電極16還高，主成份例如含銀(Ag)。

又在n側電極17的表面及側面，設有覆蓋n側電極17的p側墊片52。n側電極17包含：可形成與包含於半導體層15的鎵(Ga)合金之例如：鎳(Ni)、金(Au)及銠(Rh)中的至少一種。n側墊片52，是對發光層13所發出之光的反射率比n側電極17還高，主成份例如含銀(Ag)。

在半導體層15的第2面的p側電極16的周圍及n側電極17的周圍，例如：設有矽酸膜、矽氮化膜等的絕緣膜53。絕緣膜53，設在p側電極16與n側電極17之間、及p側墊片51與n側墊片52之間。

在絕緣膜53上、p側墊片51上及n側墊片52上，例如：設有矽酸膜、矽氮化膜等的絕緣膜54。並且絕緣 膜54也設在半導體層15的側面15c，覆蓋側面15c。

在絕緣膜54上，設有p側配線層21與n側配線層22。p側配線層21，是通過形成在絕緣膜54的第1開口54a，連接在p側墊片51。n側配線層22，是通過形成在絕緣膜54的第2開口54b，連接在n側墊片52。

即使有關該構造，p側配線層21，如圖所示，可中介著複數個貫孔21a連接到p側墊片51，或者也可中介著平面尺寸貫孔21a更大的一個通孔，連接到p側墊片51。

在p側配線層21上，設有比p側配線層21還厚的p側金屬柱23。在n側配線層22上，設有比n側配線層22還厚的n側金屬柱24。

對絕緣膜54層積樹脂層25。樹脂層25是覆蓋含p側配線層21及p側金屬柱23的p側配線部、和含n側配線層22及n側金屬柱24的n側配線部。但位於與p側金屬柱23的p側配線層21相反側的面(圖中的下面)，是露出樹脂層25，作為p側外部端子23a的功能。同樣的，位於與n側金屬柱24的n側配線層22相反側的面(圖中的下面)，是露出樹脂層25，作為n側外部端子24a的功能。

或者，如後述，也可露出p側金屬柱23的側面、和n側金屬柱24的側面，作為側視型的半導體發光裝置。

樹脂層25，在基板10上，中介著絕緣膜54填充在將半導體層15分離成複數個的前述之溝槽80內。因而， 半導體層15的側面15c，以無機膜的絕緣膜54和樹脂層25覆蓋保護。

又在第1面15a上，設有螢光體層30。螢光體層30包含：透明樹脂31、分散於透明樹脂31的螢光體32及填充物35。填充物35用於分散覆蓋螢光體32之表面全體的數N_S 的2×10⁶ 倍~2×10⁹ 倍的量。藉此可不讓半導體發光裝置200的光輸出下降，提升配光性和色分離等的光學特性。

本實施形態的又一變形例，可以不設p側金屬柱23及n側金屬柱24，就對安裝基板的墊片接合p側配線層21及n側配線層22。並且不限於與p側配線層21和p側金屬柱23為另一體的情形，可在同一工程一體形成p側配線層21和p側金屬柱23，藉此設置p側配線部。同樣的，不限於與n側配線層22和n側金屬柱24為另一體的情形，可在同一工程形成n側配線層22和n側金屬柱24，藉此一體設置n側配線部。

(第2實施形態)

第18A圖是第1實施形態之變形例的半導體發光裝置300的模式剖面圖。第18B圖是第18A圖之A-A剖面圖。第18C圖是第18A圖之B-B剖面圖。而且第19圖是具有在安裝基板310上安裝半導體發光裝置300之構成的發光模組之模式剖面圖。

如第18A圖及第18C圖所示，p側金屬柱23的一部 分的側面，在半導體層15的第1面15a及與第2面不同的方位的第3面25b，露出樹脂層25。該露出面作為用於安裝在外部的安裝基板的p側外部端子23b的功能。

第3面25b是對半導體層15的第1面15a及第2面略垂直的面。樹脂層25例如具有矩形狀的四個側面，其中之一的側面成為第3面25b。

其同樣的在第3面25b，n側金屬柱24的一部分的側面露出樹脂層25。該露出面作為用於安裝在外部的安裝基板的n側外部端子24b的功能。

並且如第18A圖所示，p側配線層21的一部分的側面21b，亦在第3面25b露出樹脂層25，作為p側外部端子功能。同樣的，n側配線層22的一部分的側面22b，亦在第3面25b露出樹脂層25，作為n側外部端子功能。

在p側金屬柱23，除了在第3面25b露出的p側外部端子23b以外的部分，皆以樹脂層25覆蓋。在n側金屬柱24，除了在第3面25b露出的n側外部端子24b以外的部分，皆以樹脂層25覆蓋。

並且在p側配線層21，除了在第3面25b露出的側面21b以外的部分，皆以樹脂層25覆蓋。又在n側配線層22，除了在第3面25b露出的側面22b以外的部分，皆以樹脂層25覆蓋。

另一方面，在第1面15a與螢光體層30之間設有透鏡36。透鏡36會將發光層13的發光進行聚光，提高配光。又，亦可為不設透鏡36的構成。

該半導體發光裝置300，如第19圖所示，將第3面25b以向著安裝基板310的安裝面301的姿態安裝。在第3面25b露出的p側外部端子23b及n側外部端子24b，分別對形成在安裝面310的墊片302，中介著銲料303接合。在安裝基板310的安裝面301也形成配線圖案，墊片302與該配線圖案連接。

第3面25b是對光的主要射出面的第1面15a略為垂直。因而，以第3面25b向著下方的安裝面301側的姿勢，第1面15a不是在安裝面301的上方，而是向著橫方向。亦即，半導體發光裝置300，是在安裝面301為水平面的情形下，光朝橫方向放射之所謂側視型的半導體發光裝置。

即使此種的側視型半導體發光裝置300，分散於螢光體層30的填充物35的量，為覆蓋螢光體層32的表面全體的數N_S 的2×10⁶ 倍~2×10⁹ 倍，藉此可不讓光輸出下降，提高配光性和色分離等的光學特性。

雖說明本發明之幾個實施形態，但該些實施形態，是作為舉例提示，意不在限定發明的範圍。該些創新的實施形態，能以其它各式各樣的形態實施，且可在不脫離發明主旨的範圍，施行各種的省略、置換、變更。該些實施形態或其變形，包含發明之範圍或主旨，並且包含申請專利範圍記載的發明及其等值的範圍。

100、200、300‧‧‧半導體發光裝置

10‧‧‧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面

15b‧‧‧第2面

15c、21b‧‧‧側面

16‧‧‧p側電極

17‧‧‧n側電極

18‧‧‧絕緣膜

18a‧‧‧第1開口

18b‧‧‧第2開口

19‧‧‧金屬膜

21‧‧‧p側配線層

21a‧‧‧貫孔

22‧‧‧n側配線層

23‧‧‧p側金屬柱

23a、23b‧‧‧p側外部端子

24‧‧‧n側金屬柱

24a、24b‧‧‧n側外部端子

25‧‧‧樹脂層

25b‧‧‧第3面

30‧‧‧螢光體層

31‧‧‧樹脂(透明樹脂)

32‧‧‧螢光體

35‧‧‧填充物

36‧‧‧透鏡

51‧‧‧p側墊片

52‧‧‧n側墊片

53、54‧‧‧絕緣膜

54a‧‧‧第1開口

80‧‧‧溝槽

310‧‧‧安裝基板

302‧‧‧墊片

303‧‧‧銲料

第1圖是有關第1實施形態的半導體發光裝置的模式剖面圖。

第2A圖、第2B圖是表示有關第1實施形態的螢光體層之斷面的掃描式電子顯微鏡圖像(SEM：Scanning Electron Microscope image)。

第3A圖、第3B圖是表示有關第1實施形態的螢光體層之特性的座標圖。

第4A圖、第4B圖是表示有關第1實施形態的半導體發光裝置之製造過程的模式圖。

第5A圖、第5B圖是接續第4A圖、第4B圖表示製造過程的模式圖。

第6A圖、第6B圖是接續第5A圖、第5B圖表示製造過程的模式圖。

第7A圖、第7B圖是接續第6A圖、第6B圖表示製造過程的模式圖。

第8A圖、第8B圖、第8C圖是接續第7A圖、第7B圖表示製造過程的模式圖。

第9A圖、第9B圖是接續第8A圖、第8B圖、第8C圖表示製造過程的模式圖。

第10A圖、第10B圖是接續第9A圖、第9B圖表示製造過程的模式圖。

第11A圖、第11B圖是接續第10A圖、第10B圖表示製造過程的模式圖。

第12A圖、第12B圖是接續第11A圖、第11B圖表 示製造過程的模式圖。

第13A圖、第13B圖是接續第12A圖、第12B圖表示製造過程的模式圖。

第14A圖、第14B圖是接續第13A圖、第13B圖表示製造過程的模式圖。

第15A圖、第15B圖是接續第14A圖、第14B圖表示製造過程的模式圖。

第16圖是有關第1實施形態的變形例的半導體發光裝置的模式剖面圖。

第17圖是有關第1實施形態的另一變形例的半導體發光裝置的模式剖面圖。

第18A圖、第18B圖、第18C圖是有關第2實施形態的半導體發光裝置的模式剖面圖。

第19圖是第18A圖、第18B圖、第18C圖所示的半導體發光裝置安裝在安裝基板之狀態的模式剖面圖。

100‧‧‧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面

15c‧‧‧側面

16‧‧‧p側電極

17‧‧‧n側電極

18‧‧‧絕緣膜

18a‧‧‧第1開口

18b‧‧‧第2開口

19‧‧‧金屬膜

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

25‧‧‧樹脂層

30‧‧‧螢光體層

31‧‧‧樹脂(透明樹脂)

32‧‧‧螢光體

Claims (16)

1. 一種波長變換體，其具備：穿透來自光源之放射光的樹脂；分散於前述樹脂的複數個粒子狀的螢光體，吸收前述放射光且放射與前述放射光不同波長的螢光的螢光體；分散於前述樹脂且粒徑比前述螢光體還小的填充物，具有前述螢光體附近的密度比相鄰的前述螢光體的中間位置的密度還高的分佈的填充物。
2. 如申請專利範圍第1項所記載的波長變換體，其中，前述填充物的密度，在前述螢光體附近甚高，愈離開前述螢光體愈低。
3. 如申請專利範圍第1項所記載的波長變換體，其中，前述填充物，比覆蓋前述複數個螢光體的各個全表面的數更多且分散於前述樹脂。
4. 如申請專利範圍第3項所記載的波長變換體，其中，前述填充物的數，為覆蓋前述螢光體的各個全表面之數的2×10⁶ 倍~2×10⁹ 倍。
5. 如申請專利範圍第1項所記載的波長變換體，其中，前述填充物含二氧化矽粒子。
6. 一種半導體發光裝置，其具備：具有：第1面、其相反側的第2面、及發光層的半導體層，並具有：含前述發光層的區域與不含前述發光層的區域的半導體層；設於含前述半導體層的前述發光層的區域的前述第2面的p側電極；設於不含前述半導體層的前述發光層的區域的前述第2面的n側電極；和設於前述第1面上，具有：透明 樹脂、分散於前述透明樹脂中的複數個螢光體、及分散於前述透明樹脂中的填充物的螢光體層，為前述螢光體附近的前述填充物的密度，比相鄰的前述螢光體的中間位置的前述填充物的密度還高的螢光體層。
7. 如申請專利範圍第6項所記載的半導體發光裝置，其中，前述填充物的密度，在前述螢光體附近甚高，愈離開前述螢光體愈低。
8. 如申請專利範圍第6項所記載的半導體發光裝置，其中，前述填充物穿透前述光源的放射光。
9. 如申請專利範圍第6項所記載的半導體發光裝置，其中，前述填充物的數，為覆蓋前述螢光體的各個全表面之數的2×10⁶ 倍~2×10⁹ 倍。
10. 如申請專利範圍第6項所記載的半導體發光裝置，其中，前述填充物，比覆蓋前述複數個螢光體的各個全表面的數更多且分散於前述樹脂。
11. 如申請專利範圍第6項所記載的半導體發光裝置，其中，前述填充物含二氧化矽粒子。
12. 如申請專利範圍第6項所記載的半導體發光裝置，其中，在前述第1面設有凹凸，前述螢光體層被覆前述凹凸。
13. 如申請專利範圍第6項所記載的半導體發光裝置，其中，還具備：設於前述第2面側，具有：通到前述p側電極的第1開口與通到前述n側電極的第2開口的第1絕緣膜；設於前述第1絕緣膜上，通過前述第1開口與 前述p側電極電性連接的p側配線部；和設於前述第1絕緣膜上，通過前述第2開口與前述n側電極電性連接的n側配線部。
14. 如申請專利範圍第13項所記載的半導體發光裝置，其中，還具備：設於前述p側配線部與前述n側配線部之間的第2絕緣膜。
15. 如申請專利範圍第14項所記載的半導體發光裝置，其中，前述p側配線部具有：設於前述第1開口內及前述第1絕緣膜上的p側配線層、及設於前述p側配線層上，比前述p側配線層還厚的p側金屬柱，前述n側配線部具有：設於前述第2開口內及前述第1絕緣層上的n側配線層、及設於前述n側配線層上，比前述n側配線層還厚的n側金屬柱。
16. 如申請專利範圍第15項所記載的半導體發光裝置，其中，前述第2絕緣膜為覆蓋前述p側金屬柱的周圍及前述n側金屬柱的周圍。