TWI504023B - 半導體發光裝置 - Google Patents

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TWI504023B
TWI504023B TW101146858A TW101146858A TWI504023B TW I504023 B TWI504023 B TW I504023B TW 101146858 A TW101146858 A TW 101146858A TW 101146858 A TW101146858 A TW 101146858A TW I504023 B TWI504023 B TW I504023B
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Hideto Furuyama
Miyoko Shimada
Yosuke Akimoto
Hideyuki Tomizawa
Yoshiaki Sugizaki
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Toshiba Kk
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Description

半導體發光裝置
本發明之實施形態係有關半導體發光裝置。
在對於光取出面上係未設置電極，而於光取出面的相反側設置p側電極及n側電極之構造的半導體發光裝置中，對於光取出面上的構造係要求不損及光取出效率及處理性的構造。
本發明之實施形態係使半導體發光裝置之光取出效率及處理性提升。
如根據實施形態，半導體發光裝置係具備：具有第1的面，與其相反側之第2的面，與發光層的半導體層，和設置於在包含前述發光層之範圍的前述第2的面之p側電極，和設置於在未包含前述發光層之範圍的前述第2的面之n側電極，和設置於前述第1的面上，具有透明樹脂，與分散於前述透明樹脂中之螢光體的螢光體層，和設置於前述螢光體層上，黏著性則較前述透明樹脂為低之透明膜。
如根據實施形態，半導體發光裝置之光取出效率及處理性則提升。
以下，參照圖面，對於實施形態加以說明。然而，各圖面中，對於相同的要素附上相同符號。
(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係具有包含發光層13的半導體層15。另外，半導體層15係具有第1的面15a，和其相反側之第2的面。於第2的面側設置有電極及配線部，從未設置有電極及配線部之第1的面15a，作為主要將光射出至外部。
半導體層15係具有第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層等。第2之半導體層12係包含p型GaN層，發光層(活性層)13等。發光層13係可使用將藍，紫，藍紫，紫外線光等發光的材料者。
半導體層15之第2的面係加工為凹凸形狀，凸部係包含發光層13。對於其凸部表面之第2半導體層12的表面係設置有p側電極16。即，p側電極16係設置於在具有發光層13之範圍之第2的面。
在半導體層15之第2的面，對於凸部的橫向係設置有未包含發光層13之範圍，於其範圍之第1半導體層11 的表面設置有n側電極17。即，n側電極17係設置於在未包含發光層13之範圍之第2的面。
如圖4B所示，在半導體層15之第2的面中，含有發光層13之第2半導體層12的面積係較未含有發光層13之第1半導體層11的面積為寬。
另外，如圖5B所示，在半導體層15中，設置於含有發光層13之範圍的p側電極16者則較設置於未含有發光層13之範圍的n側電極17面積為寬。由此，得到寬的發光範圍。然而，圖5B所示之p側電極16及n側電極17的佈局係為一例，並不限於此等。
對於半導體層15之第2的面側係設置有第1絕緣膜(以下，單稱作絕緣膜)18。絕緣膜18係被覆半導體層15，p側電極16及n側電極17。另外，絕緣膜18係被覆保護發光層13及第2半導體層12之側面。
然而，亦有對於絕緣膜18與半導體層15之間設置其他絕緣膜(例如矽氧化膜)之情況。絕緣膜18係例如，對於細微開口之圖案化性優越之聚醯亞胺等之樹脂。或者，作為絕緣膜18而使用矽氧化膜或矽氮化膜等之無機膜亦可。
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係被覆保護從在半導體層15之第1的面15a持續之側面15c。
在絕緣膜18，於與半導體層15之第2的面相反側的面上，p側配線層21與n側配線層22則相互離間加以設 置。
p側配線層21係亦設置於到達至p側電極16而形成於絕緣膜18之複數的第1開口18a內，與p側電極16加以電性連接。n側配線層22係亦設置於到達至n側電極17而形成於絕緣膜18之第2開口18b內，與n側電極17加以電性連接。
在p側配線層21中，對於對p側電極16而言之相反側的面，係設置有p側金屬柱23。p側配線層21，p側金屬柱23，及作為後述之種子層所使用之金屬膜19係構成本實施形態之p側配線部。
在n側配線層22中，對於對n側電極17而言之相反側的面，係設置有n側金屬柱24。n側配線層22，n側金屬柱24，及作為後述之種子層所使用之金屬膜19係構成本實施形態之n側配線部。
對於絕緣膜18係作為第2絕緣膜而例如層積有樹脂層25。樹脂層25係被覆p側配線部之周圍及n側配線部之周圍。另外，樹脂層25係填充於p側金屬柱23與n側金屬柱24之間。
p側金屬柱23之側面及n側金屬柱24之側面係由樹脂層25所被覆。對於在p側金屬柱23之p側配線層21而言之相反側的面係從樹脂層25露出，作為p側外部端子23a而發揮機能。對於在n側金屬柱24之n側配線層22而言之相反側的面係從樹脂層25露出，作為n側外部端子24a而發揮機能。
p側外部端子23a及n側外部端子24a係於形成於安裝基板之墊片，藉由焊錫，其他的金屬，導電性材料等之接合材而加以接合。
在樹脂層25之相同面(在圖1之下面)露出之p側外部端子23a與n側外部端子24a之間的距離係較在絕緣膜18上之p側配線層21與n側配線層22之間的距離為大。p側外部端子23a與n側外部端子24a係對於安裝基板之安裝時，經由焊錫等而將相互未短路的距離隔離開。
p側配線層21係至處理上之界限為止，可接近於n側配線層22，可擴大p側配線層21之面積。其結果，可謀求p側配線層21與p側電極16之接觸面積的擴大，而提升電流分布及散熱性。
p側配線層21則通過複數之第1開口18a而與p側電極16接合的面積係較n側配線層22則通過第2開口18b而與n側電極17接合的面積為大。因而，對於發光層13之電流分布則提升，且發光層13的熱之散熱性可提升。
擴散於絕緣膜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接合之面積為大。
如根據實施形態，可經由遍佈於較n側電極17為寬的範圍所形成之發光層13而得到高的光輸出者。並且，設置於較包含發光層13之範圍為窄的範圍之n側電極17則作為更大面積之n側配線層22而導出於安裝面側。
第1半導體層11係藉由n側電極17，金屬膜19及n側配線層22而與具有n側外部端子24a之n側金屬柱24 加以電性連接。包含發光層13之第2半導體層12係藉由p側電極16，金屬膜19及p側配線層21而與具有p側外部端子23a之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及樹脂層25之各厚度係較半導體層15為厚。然而，在此之「厚度」係表示在圖1中上下方向的厚度。
另外，p側金屬柱23及n側金屬柱24之各厚度係較包含半導體層15，p側電極16，n側電極17及絕緣膜18之層積體的厚度為厚。然而，各金屬柱23，24的深寬比(對於平面尺寸而言之厚度比)係未限定為1以上者，而此比係亦可較1為小。即，金屬柱23，24係亦可較其平面尺寸厚度為小。
如根據實施形態，即使除去為了形成半導體層15而使用之後述之基板10，經由p側金屬柱23，n側金屬柱24及樹脂層25，亦可安定支持半導體層15，提高半導體發光裝置1之機械強度者。
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之材料，係可使用銅，金，鎳，銀等。此等之中，當使用銅時，可得到良好的熱傳導性，高位移耐性及與絕緣材料之優越的密著性。
樹脂層25係補強p側金屬柱23及n側金屬柱24。樹脂層25係使用與安裝基板熱膨脹率相同或接近之構成為佳。作為如此之樹脂層25，例如可將環氧樹脂，聚矽氧樹 脂，氟素樹脂等作為一例而舉出者。
另外，藉由p側外部端子23a及n側外部端子24a而安裝半導體發光裝置1於安裝基板之狀態中，p側金屬柱23及n側金屬柱24則可吸收藉由焊錫等而加上於半導體層15之應力而緩和。
含有p側配線層21及p側金屬柱23的p側配線部係藉由設置於複數之第1開口18a內而相互加以分斷的複數之貫孔21a而連接於p側電極16。因此，得到經由p側配線部之高的應力緩和效果。
或者，如圖15B所示，藉由設置於1個大的第1開口18a內，較貫孔21a平面尺寸大之柱體21c，使p側配線層21接觸於p側電極16亦可，此情況，通過均為金屬之p側電極16，p側配線層21及p側金屬柱23，可提昇發光層13之散熱性。
如後述，在形成半導體層15時使用之基板10係從第1的面15a上除去。因此，可將半導體發光裝置1作為低背化。
對於半導體層15之第1的面15a係形成有微小的凹凸。對於第1的面15a而言，進行例如使用鹼性系溶液之濕蝕刻(粗糙處理)，形成凹凸。以於發光層13之發光光的主要取出面之第1的面15a設置凹凸者，成為未以各種角度使入射於第1的面15a的光進行全反射，而可取出於第1的面15a之外側者。
對於第1的面15a上係設置有螢光體層30。螢光體層 30係包含透明樹脂31，和分散於透明樹脂31中之複數之粒子狀或粉末狀之螢光體32。
透明樹脂31係具有對於發光層13之發光光及螢光體32之發光光而言的透過性，例如，可使用聚矽氧樹脂，丙烯酸樹脂，苯基樹脂等。
螢光體32係可吸收發光層13的發光光(激發光)而將波長變換光發光。因此，半導體發光裝置1係可射出發光層13的發光光，和與螢光體32的波長變換光之混合光。
例如，螢光體32作為發光成黃色光的黃色螢光體時，作為GaN系材料之發光層13的藍色光，與在螢光體32之波長變換光之黃色光之混合色，可得到白色或燈泡色等者。然而，螢光體層30係亦可為包含複數種之螢光體(例如，發光成紅色光之紅色螢光體，和發光成綠色光的綠色螢光體)之構成。
對於螢光體層30之上面係設置有透明膜35。透明膜35係具有對於發光層13之發光光及螢光體32之發光光而言之透過性。例如，透明膜35係矽氧化膜，矽氮化膜，矽氧氮化膜，丙烯酸樹脂膜。
透明膜35係黏著性(黏性)較螢光體層30之透明樹脂31為低。隨之，如後述，對於從透明膜35以一定的速度剝離貼合於透明膜35之圖14A所示之覆蓋膠帶85所需的力係較對於從透明樹脂31以一定的速度剝離貼合於螢光體層30之透明樹脂31的覆蓋膠帶85所需的力為小。
另外，透明膜35係較螢光體層30為薄。因此，抑制在透明膜35中之橫方向的光擴散，對於光取出面而言可加強對於垂直方向之光的指向性。
另外，將透明膜35之厚度作為在透明膜35中之光的波長之1/4以下時，可抑制在螢光體層30與透明膜35之界面，及透明膜35與空氣層之界面的光反射，而得到高的光取出效率。
接著，參照圖2A~圖13B，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2A~圖13B係表示在晶圓狀態之一部分的範圍。
圖2A係顯示於基板10的主面(在圖2A之下面)，形成第1半導體層11及第2半導體層12之層積體。圖2B係對應於圖2A之下面圖。
於基板10的主面上形成有第1半導體層11，並於其上方形成有包含發光層13之第2半導體層12。含有氮化鎵之第1半導體層11及第2半導體層12係例如，可於藍寶石基板上，以metal organic chemical vapor deposition(MOCVD)法使其結晶成長者。或者，作為基板10而使用矽基板亦可。
接合於在第1半導體層11之基板10的面則為半導體層15之第1的面15a，而第2半導體層12的表面則為半導體層15之第2的面15b。
接著，使用未圖示之光阻劑，例如經由reactive ion etching(RIE)法，如圖3A及其下面圖之圖3B所示，形 成貫通半導體層15而到達至基板10的溝80。溝80係在晶圓狀態之基板10上，例如形成為晶格狀，再將半導體層15，在基板10上分離成複數的晶片。
然而，將半導體層15分離成複數之工程係在後述之第2半導體層12之選擇性除去後，或者電極之形成後進行亦可。
接著，使用未圖示之光阻劑，例如以RIE法，如圖4A及其下面圖之圖4B所示，除去第2半導體層12之一部分，使第1半導體層11之一部分露出。露出有第1半導體層11之範圍係未含有發光層13。
接著，如圖5A及其下面圖之圖5B所示，於半導體層15之第2的面，形成p側電極16與n側電極17。p側電極16係形成於第2半導體層12的表面。n側電極17係形成於第1半導體層11的露出面。
p側電極16及n側電極17係例如以濺鍍法，蒸鍍法等而形成。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係對於發光層13之發光光而言具有反射性，例如，包含銀，銀合金，鋁，鋁合金等。另外，為了p側電極16之硫化，氧化防止，亦可為含有金屬保護膜(阻障金屬)的構成。
另外，於p側電極16與n側電極17之間，或發光層13之端面(側面)，作為鈍化膜，例如以CVD(chemical vapor deposition)法形成矽氮化膜或矽氧化膜亦可。另 外，為了取得各電極與半導體層之電阻接觸之活性化退火等係因應必要而實施。
接著，以圖6A所示之絕緣膜18被覆基板10之主面上之露出的部份所有之後，例如經由濕蝕刻而將絕緣膜18圖案化，選擇性地形成第1開口18a與第2開口18b於絕緣膜18。第1開口18a係加以複數形成，各第1開口18a係到達至p側電極16。第2開口18b係到達至n側電極17。
作為絕緣膜18係例如，可使用感光性聚醯亞胺，苯并環丁烯(Benzocyclobutene)等之有機材料者。此情況，未使用光阻劑而對於絕緣膜18而言，可直接曝光及顯像。
或者，將矽氮化膜或矽氧化膜等之無機膜作為絕緣膜18而使用亦可。絕緣膜18為無機膜之情況，經由將形成於絕緣膜18上之光阻劑進行圖案化之後的蝕刻，而形成第1開口18a及第2開口18b。
接著，於絕緣膜18的表面，第1開口18a之內壁(側壁及底部)，及第2開口18b之內壁(側壁及底部)，如圖6B所示，形成金屬膜19。金屬膜19係作為後述之電鍍之金屬種而使用。
金屬膜19係例如以濺鍍法而形成。金屬膜19係有例如，包含從絕緣膜18側依序加以層積之鈦(Ti)與銅(Cu)之層積膜。或者，取代鈦膜而使用鋁膜亦可。
接著，如圖6C所示，於金屬膜19上選擇性地形成光 阻劑91，進行將金屬膜19作為電流路徑之Cu電解電鍍。
由此，如圖7A及其下面圖之圖7B所示，於金屬膜19上，選擇性地形成p側配線層21與n側配線層22。p側配線層21及n側配線層22係經由電鍍法而同時加以形成之例如銅材料所成。
p側配線層21係亦形成於第1開口18a內，藉由金屬膜19而與p側電極16加以電性連接。n側配線層22係亦形成於第2開口18b內，藉由金屬膜19而與n側電極17加以電性連接。
使用於p側配線層21及n側配線層22之電鍍的光阻劑91係使用溶劑或氧電漿而除去。
接著，如圖8A及其下面圖之圖8B所示，形成金屬柱形成用的光阻劑92。光阻劑92係較前述之光阻劑91為厚。然而，在前工程，光阻劑91係未除去而殘留，重疊光阻劑92於其光阻劑91而形成亦可。對於光阻劑92係形成第1之開口92a與第2之開口92b。
並且，將光阻劑92使用於光罩，進行將金屬膜19作為電流路徑之Cu電解電鍍。由此，如圖9A及其下面圖之圖9B所示，形成p側金屬柱23與n側金屬柱24。
p側金屬柱23係在形成於光阻劑92之第1開口92a內，形成於p側配線層21之表面上。n側金屬柱24係在形成於光阻劑92之第2開口92b內，形成於n側配線層22之表面上。p側金屬柱23及n側金屬柱24係經由電鍍 法而同時加以形成之例如銅材料所成。
光阻劑92係如圖10A所示，例如使用溶劑或氧電漿而除去。之後，將金屬柱23，n側金屬柱24，p側配線層21及n側配線層22作為光罩，經由濕蝕刻而除去金屬膜19之露出的部分。由此，如圖10B所示，分斷藉由p側配線層21及n側配線層22之間的金屬膜19之電性連接。
接著，如圖11A所示，對於絕緣膜18而言層積樹脂層25。樹脂層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。
樹脂層25係具有絕緣性。另外，對於樹脂層25，例如含有碳黑，對於發光層13之發光光而言賦予遮光性亦可。
接著，如圖11B所示，除去基板10。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。具體而言，從基板10之背面側朝向第1半導體層11而照射雷射光。雷射光係對於基板10而言具有透過性，對於第1半導體層11而言係具有成為吸收範圍之波長。
雷射光則到達至基板10與第1之半導體層11之界面時，其界面附近的第1半導體層11係吸收雷射光的能量而進行分解。第1半導體層11係分解為鎵(Ga)與氮氣。經由此分解反應，於基板10與第1半導體層11之間形成有微小之間隙，基板10與第1半導體層11則產生分離。
將雷射光的照射，對於各所設定之範圍分為複數次遍佈晶圓全體而進行，除去基板10。
對於基板10為矽基板之情況，可經由蝕刻而除去基板10。
形成於基板10之主面上的前述層積體係經由較半導體層15為厚之p側金屬柱23，n側金屬柱24及樹脂層25加以補強之故，即使未有基板10而亦可保持晶圓狀態者。
另外，樹脂層25，構成p側金屬柱23及n側金屬柱24之金屬，均比較於半導體層15而為柔軟的材料。於如此之柔軟之支持體支持有半導體層15。因此，在使半導體層15磊晶成長於基板10上時產生之大的內部應力，即使在基板10的剝離時一口氣加以開放，亦可回避破壞有半導體層15之情況。
接著，洗淨去除基板10之半導體層15之第1的面15a。例如，以希氟酸等，除去附著於第1的面15a的鎵(Ga)。
之後，例如，以氫氧化鉀(KOH)水溶液或氫氧化四甲基銨(TMAH)等，濕蝕刻第1的面15a。經由此，經由依存於結晶面方位之蝕刻速度的不同，如圖12A所示，形成有凹凸於第1的面15a。或者，以光阻劑進行圖案化之後，進行蝕刻，於第1的面15a形成凹凸亦可。由形成凹凸於第1的面15a之時，可提升光取出效率。
接著，如圖12B所示，於第1的面15a上形成螢光體 層30。螢光體層30係亦形成於鄰接之半導體層15間的絕緣膜18上。
將分散有螢光體32之液狀的透明樹脂31，例如經由印刷，裝填，鑄模，壓縮成形等之方法而供給至第1的面15a上之後，使其熱硬化。
更且，對於螢光體層30之上面上係形成有透明膜35。透明膜35則為矽氧化膜，矽氮化膜，矽氧氮化膜等之無機膜之情況，例如可以CVD法而形成透明膜35。透明膜35為樹脂材料的情況，在供給液狀樹脂於螢光體層30上之後，由使其硬化者，可形成透明膜35。或者，亦可將薄膜狀之透明膜35接著於螢光體層30上。
接著，研削樹脂層25之表面(在圖12B的下面)，如圖13A及其下面圖之圖13B所示，使p側外部端子23a及n側外部端子24a露出。
之後，在前述之溝80的位置，切斷透明膜35，螢光體層30，絕緣膜18及樹脂層25，個片化成複數之半導體發光裝置1。例如，使用切割刀片而加以切斷。或者經由雷射照射而進行切斷亦可。
切割時，既已除去基板10。更且，對於溝80係未存在有半導體層15之故，在切割時可回避半導體層15所受到之損傷。另外，由未有個片化後之追加工程，得到以絕緣膜18被覆保護半導體層15之端部(側面)的構造。
然而，加以個片化之半導體發光裝置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。
至切割之前的前述各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，而成為減低大幅的之生產成本。即，在加以個片化之狀態，既已完成配線及封裝。因此，可提高生產性，作為其結果而價格減低則變為容易。
半導體發光裝置1係如圖14A所示，在貼合透明膜35於覆蓋膠帶85之狀態，從樹脂層25側加以切斷。
並且，加以個片化之半導體發光裝置1係從覆蓋膠帶85加以剝離，如圖14B所示，在將樹脂層25，金屬柱23及24朝向下方之狀態，收納於殼體100之凹部101內。
如根據實施形態，半導體發光裝置1係藉由黏著性較螢光體層30之透明樹脂31為低之透明膜35而貼合於覆蓋膠帶85。因此，可未使螢光體層30損傷，而容易從覆蓋膠帶85使半導體發光裝置1剝離者。即，如根據實施形態，可提升個片化後之半導體發光裝置1的處理性。
然而，透明膜35係如圖15A所示，設置於半導體發光裝置之側面(螢光體層30之側面，絕緣膜18之側面及樹脂層25之側面)。
於螢光體層30上未形成透明膜35而切割，對於加以個片化之各個半導體發光裝置之上面及側面而言，例如由噴塗法而形成透明膜35者，可得到圖15A之構造。
對於半導體發光裝置之側面亦設置有低黏著性之透明膜35者，如圖14B所示，在收容有半導體發光裝置於殼 體100之凹部101內之狀態，半導體發光裝置之側面即使接合於凹部101之側壁，亦可對於凹部101之側壁容易使半導體發光裝置之側面分離，為妨礙自半導體發光裝置之殼體100的取出。
另外，對於第1的面15a上係如圖16A~C及圖17所示之半導體發光裝置2，設置透鏡36亦可。透鏡36係不限於凹形狀，而凸形狀亦可。
圖16A係第1實施形態之變形例的半導體發光裝置2之模式斜視圖。圖16B係在圖16A之A-A剖面圖。圖16C係在圖16A之B-B剖面圖。
圖17係具有安裝半導體發光裝置2於安裝基板200上之構成的發光模組的模式剖面圖。
如圖16A及C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及第2的面不同之面方位之第3的面25b，從樹脂層25露出。其露出面係作為為了安裝於外部之安裝基板的p側外部端子23b而發揮機能。
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。樹脂層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，n側金屬柱24之一部分的側面則從樹脂層25露出。其露出面係作為為了安裝於外部之安裝基板的n側外部端子24b而發揮機能。
另外，如圖16A所示，p側配線層21之一部分的側 面21b亦在第3的面25b，從樹脂層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，從樹脂層25露出，作為n側外部端子而發揮機能。
在p側金屬柱23中，在第3的面25b露出之p側外部端子23b以外的部分係由樹脂層25加以被覆。另外，在n側金屬柱24中，在第3的面25b露出之n側外部端子24b以外的部分係由樹脂層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以外的部分係由樹脂層25加以被覆。更且，在n側配線層22中，在第3的面25b露出之側面22b以外的部分係由樹脂層25加以被覆。
此半導體發光裝置2係如圖17所示，以將第3的面25b朝向安裝基板200之安裝面201的姿勢加以安裝。在第3的面25b露出之p側外部端子23b及n側外部端子24b係各對於形成於安裝面201之墊片202而言，藉由焊錫203而加以接合。對於安裝基板200之安裝面201係亦形成有配線圖案，墊片202係與其配線圖案加以連接。
第3的面25b係對於光的主要出射面之第1的面15a而言為略垂直。隨之，以將第3的面25b朝向下方之安裝面201側的姿勢，第1的面15a係並非安裝面201之上方，而朝向橫方向。即，半導體發光裝置2係於將安裝面201作為水平面之情況，釋放光於橫方向，所謂側視形式之半導體發光裝置。
在如此之側視形式之半導體發光裝置2，由設置低黏著性之透明膜35於螢光體層30上者，亦可容易進行對於覆蓋膠帶85而言之半導體發光裝置2的剝離，而提升處理性。
(第2實施形態)
圖18係第2實施形態的半導體發光裝置3之模式剖面圖。
第2實施形態的半導體發光裝置3係第1的面15a上的構成則與第1實施形態的半導體發光裝置1不同。包含半導體層15，p側電極16，n側電極17，絕緣膜18，p側配線層21，n側配線層22，p側金屬柱23，n側金屬柱24，及樹脂層25，第1的面15a之相反側的構成係與第1實施形態相同。
如根據第2實施形態的半導體發光裝置3，於第1的面15a上設置有透明層積膜40。透明層積膜40係未含有螢光體，而對於發光層13之發光光而言具有透過性。
半導體層15係包含氮化鎵。並且，透明層積膜40係具有氮化鎵之折射率(約2.4)，和空氣的折射率(1.0)之間的折射率。
透明層積膜40係包含接合於第1的面15a所設置之有機膜41，和設置於有機膜41上，折射率較有機膜41為小之1層以上的透明膜42。
有機膜41係含有碳之化合物，而對於發光層13之發 光光而言具有透過性。有機膜41之折射率係較氮化鎵的折射率為低，較空氣的折射率為高。有機膜41係例如可使用折射率為1.50~1.65之環氧樹脂，或折射率為1.60~1.75之甲醛樹脂等之熱可塑性樹脂。另外，有機膜41係以可使用混合環氧樹脂與聚矽氧樹脂之混合材料。
有機膜41係被覆第1的面15a之凹凸，有機膜41之上面係為平坦。有機膜41係較無機膜容易確保平坦性，容易進行光學設計，處理性，安裝性。
設置於有機膜41上之透明膜42，亦對於發光層13之發光光而言具有透過性。透明膜42折射率係較有機膜41的折射率為低，較空氣的折射率為高。透明膜42係例如可使用折射率為1.45~1.60之聚矽氧樹脂，折射率為1.40~1.60之聚碳酸酯樹脂等。或者，透明膜42係亦可使用可經由CVD法或濺鍍法而成膜之矽氧化膜，矽氮化膜。
在圖18中，透明膜42係只表示1層，而透明膜42係亦可設置複數。此情況，複數之透明膜42係作為折射率則誠如設置於有機膜41側的膜為高，折射率則誠如設置於空氣層側的膜為低。
如根據第2實施形態，於包含氮化鎵之第1的面15a上，設置具有氮化鎵與空氣之間的折射率，折射率則誠如第1的面15a側為高，折射率則誠如空氣層側為低之複數的膜之層積膜之透明層積膜40。經由此，防止在通過第1的面15a之光的取出方向，媒質之折射率產生大的變化， 而可提升光取出效率。
然而，在第2實施形態的半導體發光裝置3，未限制於複數之貫孔21a，如圖15B所示，藉由較貫孔21a平面尺寸大之1個柱體21c，使p側配線層21接觸於p側電極16亦可，此情況，通過均為金屬之p側電極16，p側配線層21及p側金屬柱23，可提昇發光層13之散熱性。
另外，在第2實施形態的半導體發光裝置3中，並非p側金屬柱23之下面而使側面露出作為p側外部端子，並非n側金屬柱24之下面而使側面露出作為n側外部端子，可作為側視形式之半導體發光裝置。
圖19A係表示第1實施形態的半導體發光裝置之變形例的模式剖面圖。
在圖19A所示之半導體發光裝置中，於p側電極16的表面及側面，設置有被覆p側電極16之p側墊片51。p側電極16係含有可與含於半導體層15的鎵(Ga)形成合金之例如，鎳(Ni)，金(Au)及銠(Rh)之中的至少1個。p側墊片51係較p側電極16對於發光層13之發光光而言之反射率為高，而作為主成分，例如含有銀(Ag)。另外，p側墊片51係從氧化或腐蝕保護p側電極16。
另外，於n側電極17的表面及側面，設置有被覆n側電極17之n側墊片52。n側電極17係含有可與含於半導體層15的鎵(Ga)形成合金之例如，鎳(Ni)，金(Au)及銠(Rh)之中的至少1個。n側墊片52係較n側電極17對於發光層13之發光光而言之反射率為高，而 作為主成分，例如含有銀(Ag)。另外，n側墊片52係從氧化或腐蝕保護n側電極17。
對於在半導體層15之第2的面之p側電極16之周圍及n側電極17之周圍，係例如設置有矽氧化膜，矽氮化膜等之絕緣膜53。絕緣膜53係設置於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。
對於絕緣膜53上，p側墊片51上及n側墊片52上，係例如設置有矽氧化膜，矽氮化膜等之絕緣膜54。另外，絕緣膜54係亦設置於半導體層15之側面15c，被覆側面15c。
對於絕緣膜54上係設置有p側配線層21與n側配線層22。p側配線層21係通過形成於絕緣膜54之第1開口54a而連接於p側墊片51。n側配線層22係通過形成於絕緣膜54之第2開口54b而連接於n側墊片52。
在此構造中，p側配線層21係如圖所示，藉由複數之貫孔21a而連接於p側墊片51亦可，而或者，亦可藉由較貫孔21a平面尺寸大之1個柱體而連接於p側墊片51。
對於p側配線層21上係設置有較p側配線層21為厚之p側金屬柱23。對於n側配線層22上係設置有較n側配線層22為厚之n側金屬柱24。
對於絕緣膜54而言層積有樹脂層25。樹脂層25係被覆含有p側配線層21及p側金屬柱23之p側配線部，和含有n側配線層22及n側金屬柱24的n側配線部。但對於在p側金屬柱23之p側配線層21而言之相反側的面 (在圖下面)係從樹脂層25露出，作為p側外部端子23a而發揮機能。同樣地對於在n側金屬柱24之n側配線層22而言之相反側的面(在圖下面)係從樹脂層25露出，作為n側外部端子24a而發揮機能。
或者，亦可使p側金屬柱23之側面，和n側金屬柱24之側面露出，作為側視形式之半導體發光裝置。
樹脂層25係於在基板10上將半導體層15分離成複數之前述的溝80內，藉由絕緣膜54加以充填。隨之，半導體層15之側面15c係由無機膜之絕緣膜54，和樹脂層25加以被覆而保護。
在由如圖19A所示之第1的面15a以下的構造中，於第1的面15a上，如圖19B所示，設置透明層積膜40亦可。透明多層膜40之構成及機能係與第2實施形態相同。
在前述之實施形態中，未設置p側金屬柱23及n側金屬柱24，而使p側配線層21及n側配線層22對於安裝基板的墊片而言接合亦可。
另外，p側配線層21與p側金屬柱23係不限於各自獨立體，而以相同工程一體形成p側配線層21與p側金屬柱23而構成p側配線部亦可。同樣地，n側配線層22與n側金屬柱24係不限於各自獨立體，而以相同工程而一體地設置n側配線層22與n側金屬柱24，而構成n側配線部亦可。
在第1實施形態之半導體發光裝置1中，透明膜35 係不限於作為連續膜而形成於螢光體層30之上面情況，如圖20A所示，即使為島狀，或部分地加以形成，於螢光體層30上亦存在有低黏著性之透明膜35之故，可容易地進行對於覆蓋膠帶85而言之半導體發光裝置1之剝離，而可提升處理性。另外，對於形成於半導體發光裝置之側面的透明膜35，亦如圖20B所示，為島狀，或部分地加以形成亦可。
(第3實施形態)
圖21A係第3實施形態的半導體發光裝置之模式剖面圖。
第3實施形態的半導體發光裝置係具有設置於半導體層15之第1的面15a與螢光體層30之間的密著層37。密著層37係未含有螢光體，而對於發光層13之發光光而言具有透過性。
密著層37係沿著第1的面15a之凹凸而形成為一致性，較螢光體層30為薄。對於密著層37之上面，亦形成有反映第1的面15a之凹凸的凹凸。於其密著層37之凹凸面上設置有螢光體層30。
密著層37係例如，含有矽氧化膜(SiO2 )，矽氮化膜(SiN)，以旋塗法形成之玻璃膜(spin on glass(SOG)膜)，矽氧氮化膜(SiON)膜，碳化矽膜(SiC膜)，碳含有矽氧化膜(SiOC膜)之至少1個。
密著層37係較半導體層15，對於螢光體層30而言之 密著力為高。即，對於將接著於密著層37之螢光體層30，從密著層37剝離所需的力係較對於將接著於半導體層15之螢光體層30，從半導體層15剝離所需的力為大。因此，可防止對於半導體層15而言之螢光體層30的剝離而提升信賴性。
圖28係密著層37之有無，又比較經由密著層37之材料的螢光體層30之密著強度(MPa)的圖表。密著強度係以垂直拉伸法(拉伸試驗)求得的值。
無密著層係表示未設置密著層37而於第1的面15a上直接設置螢光體層30之構造。此情況，對於第1的面15a而言之螢光體層30的密著強度係約2.0(MPa)。
作為密著層37而設置SOG膜之情況，螢光體層30之密著強度係約3.0(MPa)。作為密著層37而設置SiO2 膜之情況，螢光體層30之密著強度係約3.5(MPa)。作為密著層37而設置SiN膜之情況，螢光體層30之密著強度係約4.7(MPa)。
由此圖28的圖表，設置密著層37之構造係較未設置密著層37之構造，可提高螢光體層30之密著強度。更且，作為密著層30之材料，較SOG膜，SiO2 膜則與螢光體層30之密著強度為高，較SiO2 膜，SiN膜則與螢光體層30之密著強度為高。
另外，於含有氮化鎵之第1的面15a上，設置有具有氮化鎵之折射率與空氣的折射率之間的折射率之密著層37。因此，防止在通過第1的面15a之光的取出方向，媒 質之折射率產生大的變化，而可提升光取出效率。
圖23A係表示在於螢光體層30之上面設置前述之透明膜35之圖1的構造中，於第1的面15a與螢光體層30之間設置密著層37之構造。
作為成為經由密著層37而提高與半導體層15之密著性之對象的第1的面15a上之透明體，係不限於螢光體層30，而如圖23B所示，亦可為前述第2實施形態之透明層積膜40。
即，密著層37係設置於第1的面15a與透明層積膜40之有機膜41之間，較半導體層15，對於有機膜41而言之密著力為高。即，對於將接著於密著層37之有機膜41，從密著層37剝離所需的力係較對於將接著於半導體層15之有機膜41，從半導體層15剝離所需的力為大。因此，可防止對於半導體層15而言之有機膜41，進而透明層積膜40的剝離而提升信賴性。
另外，在圖23B所示之半導體發光裝置中，於透明層積膜40之透明膜42的上面，設置透明膜35。
透明膜35係黏著性(黏性)較透明膜42為低。隨之，對於從透明膜35以一定的速度剝離貼合於透明膜35之圖14A所示之覆蓋膠帶85所需的力係較對於從透明膜42以一定的速度剝離貼合於透明膜42之覆蓋膠帶85所需的力為小。
即，圖23B之半導體發光裝置係藉由黏著性較透明膜42為低之透明膜35而貼合於覆蓋膠帶85。因此，可未使 透明層積膜40損傷而容易從覆蓋膠帶85剝離半導體發光裝置，而可提升個片化後之半導體發光裝置之處理性。
圖24A係表示在圖15A之構造中，於第1的面15a與螢光體層30之間設置密著層37之構造。圖24B係表示在圖15B之構造中，於第1的面15a與螢光體層30之間設置密著層37之構造。在圖24B的構造中，如圖21B所示，未有螢光體層30上之透明膜35亦可。
圖25係表示在如圖17所示之側視形式之構造中，於第1的面15a與螢光體層30之間設置密著層37之構造。然而，在圖25之構造中，未設置有圖17所示之透鏡36，但於密著層37上設置透鏡36亦可。在圖25之構造中，如圖22A所示，未有對於在螢光體層30之第1的面15a而言之相反側的面上之透明膜35亦可。
圖26A係表示在圖19A之構造中，於第1的面15a與螢光體層30之間設置密著層37之構造。在此圖26A的構造中，如圖22B所示，未有螢光體層30上之透明膜35亦可。
圖26B係表示在圖19B之構造中，於第1的面15a與螢光體層30之間設置密著層37之構造。更且，在圖26B之構造中，於螢光體層30上設置有透明膜35。
圖27A係表示在圖20A之構造中，於第1的面15a與螢光體層30之間設置密著層37之構造。圖27B係表示在圖20B之構造中，於第1的面15a與螢光體層30之間設置密著層37之構造。
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，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
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的面
15c‧‧‧側面
16‧‧‧p側電極
17‧‧‧n側電極
18‧‧‧絕緣膜
19‧‧‧金屬膜
18a‧‧‧第1的開口
21‧‧‧p側配線層
21a‧‧‧貫孔
21b‧‧‧側面
21c‧‧‧柱體
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
25‧‧‧樹脂層
25b‧‧‧第3的面
30‧‧‧螢光體層
31‧‧‧透明樹脂
32‧‧‧螢光體
35‧‧‧透明膜
36‧‧‧透鏡
37‧‧‧密著層
40‧‧‧透明層積膜
41‧‧‧有機膜
42‧‧‧透明膜
51‧‧‧p側墊片
52‧‧‧n側墊片
53‧‧‧絕緣膜
54‧‧‧絕緣膜
80‧‧‧溝
85‧‧‧覆蓋膠帶
91‧‧‧光阻劑
92‧‧‧光阻劑
92a‧‧‧第1的開口
92b‧‧‧第2的開口
圖1係第1實施形態的半導體發光裝置之模式剖面圖。
圖2A~圖14B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15A及B係第1實施形態的半導體發光裝置之變形例之模式剖面圖。
圖16A~C係第1實施形態之半導體發光裝置之其他變形例之模式圖。
圖17係安裝圖16所示之半導體發光裝置於安裝基板的狀態之模式剖面圖。
圖18係第2實施形態的半導體發光裝置之模式剖面圖。
圖19A係第1實施形態的半導體發光裝置之變形例之模式剖面圖，圖19B係第2實施形態的半導體發光裝置之變形例之模式剖面圖。
圖20A及B係第1實施形態的半導體發光裝置之又其 他變形例之模式圖。
圖21A及B係第3實施形態的半導體發光裝置之模式剖面圖。
圖22A及B係第3實施形態的半導體發光裝置之變形例之模式剖面圖。
圖23A及B係第3實施形態的半導體發光裝置之其他變形例之模式剖面圖。
圖24A~圖27B係第3實施形態的半導體發光裝置之又其他變形例之模式剖面圖。
圖28係比較密著層之密著強度的圖表。
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‧‧‧側面
16‧‧‧p側電極
17‧‧‧n側電極
18‧‧‧絕緣膜
18a‧‧‧第1的開口
18b‧‧‧第2的開口
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‧‧‧透明樹脂
32‧‧‧螢光體
35‧‧‧透明膜

Claims (27)

  1. 一種半導體發光裝置，其特徵為具備：具有第1的面，與其相反側之第2的面，與發光層之半導體層，設置於在包含前述發光層的區域之前述第2的面之p側電極，設置於在未包含前述發光層的區域之前述第2的面之n側電極，設置於前述第1的面上，具有透明樹脂，與分散於前述透明樹脂中之螢光體的螢光體層，和設置於前述螢光體層之外部的面上，且在其外部的面之黏著性較前述透明樹脂之前述外部的面之黏著性為低之透明膜者。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光裝置，其中，前述透明膜係較前述螢光體層為薄。
  3. 如申請專利範圍第2項記載之半導體發光裝置，其中，前述透明膜可被波長的光穿透，且前述透明膜之厚度係在前述波長之1/4或以下。
  4. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光裝置，其中，前述透明膜係亦對於前述螢光體層之側面加以設置。
  5. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光裝置，其中，更具備：設置於前述第2的面側，具有至前述p側電極之第1的開口，與至前述n側電極之第2的開口之第1絕緣膜，和設置於前述第1絕緣膜上，通過前述第1的開口而 與前述p側電極加以電性連接之p側配線部，和設置於前述第1絕緣膜上，通過前述第2的開口而與前述n側電極加以電性連接之n側配線部者。
  6. 如申請專利範圍第5項記載之半導體發光裝置，其中，前述第1絕緣膜係被覆從前述半導體層之前述第1的面持續之側面。
  7. 如申請專利範圍第5項記載之半導體發光裝置，其中，更具備：設置於前述p側配線部與前述n側配線部之間的第2絕緣膜。
  8. 如申請專利範圍第7項記載之半導體發光裝置，其中，前述第2絕緣膜係被覆前述p側配線部之周圍及前述n側配線部之周圍。
  9. 如申請專利範圍第5項記載之半導體發光裝置，其中，前述p側配線部係具有：設置於前述第1的開口內及前述第1絕緣膜上之p側配線層，和設置於前述p側配線層上，較前述p側配線層為厚之p側金屬柱，前述n側配線部係具有：設置於前述第2的開口內及前述第1絕緣膜上之n側配線層，和設置於前述n側配線層上，較前述n側配線層為厚之n側金屬柱者。
  10. 一種半導體發光裝置，其特徵為具備：具有第1 的面，與其相反側之第2的面，與發光層之半導體層，前述半導體層含有氮化鎵；設置於在包含前述發光層的區域之前述第2的面之p側電極；設置於在未包含前述發光層的區域之前述第2的面之n側電極；設置於前述第1的面上，且具有氮化鎵之折射率與空氣的折射率之間的折射率之透明層積膜，前述透明層積膜未含有螢光體；設置於前述第2的面側，具有至前述p側電極之第1的開口，與至前述n側電極之第2的開口之第1絕緣膜，前述第1絕緣膜的一部份被設置在前述半導體層從前述第1的面延伸之側面上；經由前述第1的開口而與前述p側電極電性連接之p側配線部；設置於前述第1絕緣膜上，且經由前述第2的開口而與前述n側電極電性連接之n側配線部；和設置於前述p側配線部與前述n側配線部之間的第2絕緣膜，前述第2絕緣膜的一部份被設置在前述半導體層的前述側面上，其中前述透明層積膜係具有：接合於前述第1的面而加以設置之有機膜；和設置於前述有機膜上，之1層以上的透明膜，前述透明膜的折射率較前述有機膜的折射率為低，和 前述透明層積膜設置在前述半導體層之前述側面上的前述第一和第二絕緣膜的前述部份上。
  11. 如申請專利範圍第10項記載之半導體發光裝置，其中，於前述第1的面設置有凹凸，被覆前述凹凸之前述有機膜的上面係為平坦。
  12. 如申請專利範圍第10項記載之半導體發光裝置，更具備：設置於前述第2的面側，具有至前述第p側電極之第1的開口，與至前述n側電極之第2的開口之第1絕緣膜，和設置於前述第1絕緣膜上，通過前述第1的開口而與前述p側電極加以電性連接之p側配線部，和設置於前述第1絕緣膜上，通過前述第2的開口而與前述n側電極加以電性連接之n側配線部者。
  13. 如申請專利範圍第12項記載之半導體發光裝置，其中，前述第1絕緣膜係被覆從前述半導體層之前述第1的面持續之前述側面。
  14. 如申請專利範圍第12項記載之半導體發光裝置，其中，更具備：設置於前述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項記載之半導體發光裝置，其中，前述第2絕緣膜係被覆前述p側配線部之周圍及前述n側配線部之周圍。
  16. 如申請專利範圍第12項記載之半導體發光裝置，其中，前述p側配線部係具有： 設置於前述第1的開口內及前述第1絕緣膜上之p側配線層，和設置於前述p側配線層上，較前述p側配線層為厚之p側金屬柱，前述n側配線部係具有：設置於前述第2的開口內及前述第1絕緣膜上之n側配線層，和設置於前述n側配線層上，較前述n側配線層為厚之n側金屬柱者。
  17. 一種半導體發光裝置，其特徵為具備：具有第1的面，與其相反側之第2的面，與發光層之半導體層，設置於在包含前述發光層的區域之前述第2的面之p側電極，設置於在未包含前述發光層的區域之前述第2的面之n側電極，設置於前述第1的面上之透明體，設置於前述第1的面與前述透明體之間，且對於前述透明體而言之密著性較前述半導體層對於前述透明體之密著性為高之密著層；設置於前述第2的面側，具有至前述p側電極之第1的開口，與至前述n側電極之第2的開口之第1絕緣膜，前述第1絕緣膜的一部份被設置在前述半導體層從前述第1的面延伸之側面上；經由前述第1的開口而與前述p側電極電性連接之p 側配線部；設置於前述第1絕緣膜上，且經由前述第2的開口而與前述n側電極電性連接之n側配線部；和設置於前述p側配線部與前述n側配線部之間的第2絕緣膜，前述第2絕緣膜的一部份被設置在前述半導體層的前述側面上；其中前述透明體設置在前述半導體層之前述側面上的前述第一和第二絕緣膜的前述部份上。
  18. 如申請專利範圍第17項記載之半導體發光裝置，其中，前述第1絕緣膜係被覆從前述半導體層之前述第1的面持續之前述側面。
  19. 如申請專利範圍第17項記載之半導體發光裝置，其中，前述第2絕緣膜係被覆前述p側配線部之周圍及前述n側配線部之周圍。
  20. 如申請專利範圍第17項記載之半導體發光裝置，其中，前述p側配線部係具有：設置於前述第1的開口內及前述第1絕緣膜上之p側配線層，和設置於前述p側配線層上，較前述p側配線層為厚之p側金屬柱，前述n側配線部係具有：設置於前述第2的開口內及前述第1絕緣膜上之n側配線層，和設置於前述n側配線層上，較前述n側配線層為厚 之n側金屬柱者。
  21. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光裝置，另外包含：設置於前述第2的面側，具有至前述p側電極之第1的開口，與至前述n側電極之第2的開口之第1絕緣膜；經由前述第1的開口而與前述p側電極電性連接之p側配線部；經由前述第2的開口而與前述n側電極電性連接之n側配線部；和設置於前述p側配線部與前述n側配線部之間的第2絕緣膜。
  22. 如申請專利範圍第21項記載之半導體發光裝置，其中前述n側配線部設置在前述第1絕緣膜上。
  23. 如申請專利範圍第21項記載之半導體發光裝置，其中前述第1絕緣膜和前述第2絕緣膜也被設置在前述半導體層之側面的外側上。
  24. 如申請專利範圍第23項記載之半導體發光裝置，其中前述螢光體層設置在前述半導體層之前述側面上的第一和第二絕緣膜的前述部份上。
  25. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光裝置，其中前述透明膜被暴露在前述裝置的前述外側上。
  26. 如申請專利範圍第1項記載之半導體發光裝置，其中前述透明膜形成在前述裝置的外部表面上。
  27. 如申請專利範圍第10項記載之半導體發光裝置， 其中前述透明膜包括二或更多層，且前述透明膜的每一個別層之折射率小於前述透明膜在前述各別層和前述有機膜之間任一其它層的折射率。
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