TWI663751B - Semiconductor light emitting device - Google Patents

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小串昌弘
田村一博
江越秀徳
黑木敏宏
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Abstract

本發明之實施形態提供一種使光之提取效率提高之半導體發光裝置。
根據實施形態，半導體發光裝置包含：半導體發光晶片，其包含半導體層；透明膜，其設置於上述半導體層上；及螢光體樹脂層，其設置於上述透明膜上且包含樹脂與螢光體。上述透明膜之折射率較上述半導體層之折射率高。

Description

半導體發光裝置
[相關申請案]
本申請案享有以日本專利申請案2015-153665號(申請日：2015年8月3日)及日本專利申請案2015-237219號(申請日：2015年12月4日)為基礎申請案之優先權。本申請案藉由參照該等基礎申請案而包含基礎申請案之全部內容。
本發明之實施形態係關於一種半導體發光裝置。
半導體發光裝置具有於平板狀之框架上配置有半導體發光元件，且於半導體發光元件上配置有螢光體層之構造。自半導體發光元件出射之光經由螢光體層而向外部出射。此時，光之一部分於螢光體層與外部之界面等反射之後，入射至半導體發光元件表面及框架。半導體發光元件表面及框架表面之光反射率較低，吸收所入射之光之大部分。於半導體發光裝置中，人們期望使自半導體發光元件出射之光高效率地向外部出射。
本發明之實施形態提供一種提高光之提取效率之半導體發光裝置。
根據實施形態，半導體發光裝置包含：半導體發光晶片，其包含半導體層；透明膜，其設置於上述半導體層上；及螢光體樹脂層，其設置於上述透明膜上且包含樹脂與螢光體。上述透明膜之折射率較 上述半導體層之折射率高。
1‧‧‧半導體發光裝置
2‧‧‧半導體發光裝置
3‧‧‧半導體發光裝置
4‧‧‧半導體發光裝置
5‧‧‧半導體發光裝置
6‧‧‧半導體發光裝置
7‧‧‧半導體發光裝置
8‧‧‧半導體發光裝置
10‧‧‧框架
11a‧‧‧電極
11b‧‧‧電極
12‧‧‧絕緣構件
13‧‧‧LED晶片
16‧‧‧安裝材
17‧‧‧晶片
20‧‧‧晶片
21‧‧‧導線
22‧‧‧導線
23‧‧‧導線
24‧‧‧導線
31‧‧‧外圍器
41‧‧‧高反射層
42‧‧‧透明膜
43‧‧‧螢光體樹脂層
44‧‧‧螢光體
45‧‧‧樹脂
45a‧‧‧樹脂
45b‧‧‧透明樹脂
46‧‧‧高散熱構件
47‧‧‧螢光體膜
48‧‧‧透明樹脂層
49‧‧‧透明透鏡樹脂
50‧‧‧外殼主體
51‧‧‧凹部
52‧‧‧模具
53‧‧‧構造體
55‧‧‧擋塊
56‧‧‧高反射樹脂層
57‧‧‧螢光體構件
59‧‧‧螢光體透鏡樹脂
63‧‧‧螢光體粒子
71‧‧‧矽基板
72‧‧‧p型半導體層
73‧‧‧發光層
74‧‧‧n型半導體層
75‧‧‧金屬層
76‧‧‧成長用基板
A1‧‧‧陽極電極
A2‧‧‧陽極電極
B‧‧‧區域
C1‧‧‧陰極電極
C2‧‧‧陰極電極
圖1係例示第1實施形態之半導體發光裝置之立體圖。
圖2(a)係例示第1實施形態之半導體發光裝置之模式性俯視圖。 (b)係例示第1實施形態之半導體發光裝置之模式性透視圖。
圖3(a)至(d)係例示第1實施形態之半導體發光裝置之晶片之形成方法之模式性剖視圖。
圖4(a)至(c)係例示第1實施形態之半導體發光裝置之製造方法之模式性透視圖。
圖5係例示第1實施形態之比較例之半導體發光裝置之模式性透視圖。
圖6係例示第2實施形態之半導體發光裝置之模式性透視圖。
圖7係例示第2實施形態之半導體發光裝置之製造方法之模式性透視圖。
圖8係例示第3實施形態之半導體發光裝置之模式性透視圖。
圖9係例示第4實施形態之半導體發光裝置之製造方法之模式性透視圖。
圖10(a)及(b)係例示第4實施形態之半導體發光裝置之晶片之形成方法之模式性剖視圖。
圖11(a)及(b)係例示第4實施形態之半導體發光裝置之製造方法之模式性透視圖。
圖12係例示第4實施形態之半導體發光裝置之製造方法之模式性透視圖。
圖13係例示第5實施形態之半導體發光裝置之模式性透視圖。
圖14(a)及(b)係例示第5實施形態之半導體發光裝置之製造方法之模式性透視圖。
圖15(a)及(b)係例示第5實施形態之半導體發光裝置之製造方法之模式性透視圖。
圖16係例示第6實施形態之半導體發光裝置之模式性透視圖。
圖17(a)及(b)係例示第7實施形態之半導體發光裝置之製造方法之模式性透視圖。
圖18係例示第7實施形態之半導體發光裝置之模式性透視圖。
圖19係例示第7實施形態之半導體發光裝置之製造方法之模式性透視圖。
以下，一面參照附圖一面對本發明之實施形態進行說明。
再者，附圖係模式性或概念性之圖，各部分之厚度與寬度之關係、部分間之大小之比率等未必與現實情形相同。另外，即便於表示相同部分之情形時，亦存在根據附圖而相互之尺寸或比率不同地表示之情形。
再者，於本案說明書與各圖中，對與於已出現之圖中所述者相同之要素，標註相同符號並適當省略詳細之說明。
(第1實施形態)
對本實施形態之半導體發光裝置之構成進行說明。
圖1係例示本實施形態之半導體發光裝置之立體圖。
如圖1所示，於本實施形態之半導體發光裝置1中，設置有平板狀之框架10。於框架10設置有相互隔離之2片電極11a及電極11b，於電極11a與電極11b之間例如設置有包含樹脂材料之絕緣構件12。電極11a之上表面、絕緣構件12之上表面及電極11b之上表面形成同一平面。另外，自上方，即自與板面垂直之方向觀察，電極11a較電極11b更寬。而且，於電極11a之絕緣構件12側之端部上搭載有晶片17。
於框架10上例如設置有包含白色樹脂之外圍器31。將包含框架 10及外圍器31之構造體稱為外殼主體50。外圍器31為以長方體之中央部分自上表面朝向底面而開口面積慢慢變小之方式挖通之形狀。外圍器31之內側成為研缽狀。於框架10之上表面，將周圍被外圍器31包圍之區域稱為區域B。
圖2(a)係例示第1實施形態之半導體發光裝置之模式性俯視圖。
如圖2(a)所示，於晶片17之四隅設置有LED(Light Emitting Diode，發光二極體)晶片13之陰極電極C1、陽極電極A1、陰極電極C2及陽極電極A2。陰極電極C1與電極11b藉由導線21連接。陽極電極A1與電極11a藉由導線22連接。陰極電極C2與電極11b藉由導線23連接。陽極電極A2與電極11a藉由導線24連接。導線21至24例如由金(Au)形成。
圖2(b)係例示第1實施形態之半導體發光裝置之模式性透視圖。
如圖2(a)及圖2(b)所示，外殼主體50係外圍器31設置於區域B之周圍而形成凹部51。於該凹部51內設置有螢光體樹脂層43。螢光體樹脂層43係將螢光體44混入至樹脂45而形成。樹脂45例如為苯基系矽酮樹脂。螢光體樹脂層43包含樹脂45與螢光體44。
晶片17設置於外殼主體50之區域B上。晶片17由LED晶片13及設置於LED晶片13上之透明膜42而形成。晶片17隔著安裝材16而接著於電極11a上。透明膜42較佳為導熱率較高、透明、且折射率較高之材料。透明膜42例如由碳化矽(SiC)而形成。
於本實施形態之半導體發光裝置1中，使用在LED晶片13上形成有透明膜42之具有透明膜之LED晶片即晶片17。晶片17有於形成LED晶片13之後，於LED晶片13上成膜透明膜42而形成之情形。因此，對於本實施形態之半導體發光裝置中所使用之晶片17之形成方法進行說明。
圖3(a)至圖3(d)係例示本實施形態之半導體發光裝置之晶片之形 成方法之模式性剖視圖。
如圖3(a)所示，於成長用基板76上，例如藉由MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，金屬有機化學氣相沈積)法而磊晶生長來形成n型半導體層74及p型半導體層72。於n型半導體層74與p型半導體層72之間形成有發光層13。於p型半導體層72上，例如藉由PVD(Physical Vapor Deposition，物理氣相沈積)法而形成金屬層75。於金屬層75上貼附矽基板71。
如圖3(b)所示，藉由濕式蝕刻而將成長用基板76去除。將n型半導體層74、發光層73及p型半導體層72之一部分藉由蝕刻而去除。其結果，金屬層75之表面之一部分露出。圖3(b)係為了方便說明而使圖3(a)之上下反轉。
如圖3(c)所示，於n型半導體層74上塗佈碳化矽而形成透明膜42。此時，於配置n型半導體層74及金屬層75上之陰極電極C1、陰極電極C2、陽極電極A1及陽極電極A2之部分，以不形成透明膜42之方式進行遮蔽。
再者，代替塗佈碳化矽而形成透明膜42，亦可預先將配合LED晶片13之大小而形成之透明膜42配置於n型半導體層74上。
如圖3(d)所示，於n型半導體層74上形成陰極電極C1及陰極電極C2。於露出之金屬層75上形成陽極電極A1及A2，從而形成具有透明膜之LED晶片即晶片17。
對本實施形態之半導體發光裝置之製造方法進行說明。
圖4(a)至圖4(c)係例示本實施形態之半導體發光裝置之製造方法之模式性透視圖。
如圖4(a)所示，於區域B之一部分塗佈安裝材16。安裝材16為接著劑。
如圖4(b)所示，於安裝材16上安裝LED晶片13。藉由安裝材16使 LED晶片13接著並固定於外殼主體50。
如圖4(c)所示，藉由打線接合而利用導線21連接陰極電極C1與電極11b。利用導線22連接陽極電極A1與電極11a。利用導線23連接陰極電極C2與電極11b。利用導線24連接陽極電極A2與電極11a。
如圖2(b)所示，於外殼主體50之凹部51填充有於樹脂45中混入有螢光體44之螢光體材料而形成螢光體樹脂層43。樹脂45例如為苯基系矽酮樹脂。外殼主體50之凹部51全體被螢光體材料填埋。
對本實施形態之效果進行說明。
於本實施形態之半導體發光裝置1中，使用在LED晶片13上設置有透明膜42之晶片17。透明膜42例如由碳化矽而形成。碳化矽之折射率與形成LED晶片13之材料之折射率相比較高。於光向折射率更高之材料內前進之情形時，於前進起始處與前進目的地之界面上，出射角小於入射角而難以反射。反之，於光向折射率更低之材料內前進之情形時，於前進起始處與前進目的地之界面上，出射角大於入射角而容易反射。因此，於透明膜42使用如碳化矽般折射率較高之材料之情形時，自LED晶片13出射之光不易在LED晶片13與透明膜42之界面反射。另外，於螢光體樹脂層43與外部之界面等反射之光容易於LED晶片13與透明膜42之界面反射。
由此，與不設置透明膜42之情形相比，能夠減少自LED晶片13出射且返回至LED晶片13之光之量。能夠增加自LED晶片13出射且經由透明膜42及螢光體樹脂層43而向外部出射之光之量。其結果，能夠提供使光之提取效率提高之半導體發光裝置。
於螢光體樹脂層43中，進行從自LED晶片13出射之藍色之光向波長更長之黃色之光轉換之光轉換。於該光轉換中產生損耗，損耗量轉換為熱而發熱。
螢光體樹脂層43之導熱率例如為0.200W/mK(瓦特每米每凱文)。 形成透明膜42之碳化矽之導熱率例如為100W/mK。由於透明膜42之導熱率較螢光體樹脂層43更高，因此能夠使於螢光體樹脂層43產生之熱經由透明膜42而散熱至LED晶片13。
透明膜42亦可由鋁氧化物(Al2O3)形成。鋁氧化物之導熱率例如為30W/mK，較螢光體樹脂層43更高。因此，能夠使於螢光體樹脂層43產生之熱散熱至LED晶片13。
(第1實施形態之比較例)
對本比較例進行說明。
圖5係例示第1實施形態之比較例之半導體發光裝置之模式性透視圖。
如圖5所示，本比較例之半導體發光裝置2與上述第1實施形態之半導體發光裝置(參照圖2(b))相比，不於LED晶片13上設置透明膜42之點不同。
由於不於LED晶片13上設置折射率較高之透明膜42，因此與上述第1實施形態相比，自LED晶片13輸出之光容易於LED晶片13與螢光體樹脂層43之界面反射。另外，於螢光體樹脂層43與外部之界面等反射之光不易在LED晶片13與透明膜42之界面反射。其結果，本比較例之半導體發光裝置2之光之提取效率較低。
另外，由於不於LED晶片13上設置導熱率較高之透明膜42，因此於螢光體樹脂層43中，難以使由光轉換之損耗引起產生之熱經由透明膜42而散熱至LED晶片13。
(第2實施形態)
對本實施形態之半導體發光裝置之構成進行說明。
圖6係例示本實施形態之半導體發光裝置之模式性透視圖。
如圖6所示，本實施形態之半導體發光裝置3與上述第1實施形態之半導體發光裝置1(參照圖2(b))相比，於螢光體樹脂層43之下方設置 有高反射層41之點不同。高反射層41不設置於LED晶片13之上表面上及透明膜42之表面上。
高反射層41係用以使自LED晶片13出射之後於螢光體樹脂層43與外部之界面等反射之光再次反射並向外部出射之層。
對本實施形態之半導體發光裝置之製造方法進行說明。
圖7係例示本實施形態之半導體發光裝置3之製造方法之模式性透視圖。
直至藉由打線接合形成導線21至24為止之製造方法，與上述第1實施形態之半導體發光裝置1之製造方法(參照圖4(c))相同。
如圖7所示，於外殼主體50之凹部51內，例如填充有於樹脂中混入有氧化鈦之微粒子而成之高反射材料而形成高反射層41。此時，不使外殼主體50之凹部51內全體被高反射材料填埋。高反射材料填充至較透明膜42更靠下之部分而使透明膜42露出。
如圖6所示，例如，使於樹脂45中混入有螢光體44而成之螢光體材料填充至高反射層41上及透明膜42上而形成螢光體樹脂層43。樹脂45例如為苯基系矽酮樹脂。使外殼主體50之凹部51內全體被螢光體材料填埋。
對本實施形態之效果進行說明。
於本實施形態中，藉由設置高反射層41，能夠使於螢光體樹脂層43與外部之界面等反射之光再次反射並向外部出射。其結果，與上述第1實施形態相比，光之提取效率變高。
本實施形態中之除上述以外之構成、製造方法及效果與上述第1實施形態相同。
(第3實施形態)
對本實施形態之半導體發光裝置之構成進行說明。
圖8係例示本實施形態之半導體發光裝置之模式性透視圖。
如圖8所示，本實施形態之半導體發光裝置4與上述第3實施形態之半導體發光裝置3(參照圖6)相比，於螢光體樹脂層43上設置有高散熱構件46之點不同。
對本實施形態之半導體發光裝置之製造方法進行說明。
如圖8所示，形成上述第3實施形態之半導體發光裝置3(參照圖6)之後，於螢光體樹脂層43上，例如利用接著劑等接著由碳化矽形成之高散熱構件46。
再者，高散熱構件46亦可由鋁氧化物而形成。
對本實施形態之效果進行說明。
於本實施形態之半導體發光裝置中，於螢光體樹脂層43上設置有導熱率高之高散熱構件46。由此，能夠使螢光體樹脂層43之熱經由高散熱構件46而散熱至外部。
本實施形態中之除上述以外之構成、製造方法及效果與上述第3實施形態相同。
(第4實施形態)
對本實施形態之半導體發光裝置之構成進行說明。
圖9係例示本實施形態之半導體發光裝置之模式性透視圖。
如圖9所示，本實施形態之半導體發光裝置5與上述第2實施形態之半導體發光裝置3(圖6參照)相比，下述(a1)及(a2)之點不同。
(a1)於透明膜42上設置有螢光體膜47。螢光體膜47包含樹脂45a與螢光體44。
(a2)於外殼主體50之凹部內設置有透明樹脂層48。
於螢光體膜47中，進行從自LED晶片13出射之藍色之光向波長更長之黃色之光轉換之光轉換。
於本實施形態之半導體發光裝置5中，使用在LED晶片13上設置有透明膜42且於透明膜42上設置有螢光體膜47之晶片20。對晶片20之 形成方法進行說明。
圖10(a)及圖10(b)係例示本實施形態之半導體發光裝置之晶片之形成方法之模式性剖視圖。
直至形成透明膜42為止與上述第1實施形態之半導體發光裝置中所使用之晶片17之形成方法(參照圖3(c))相同。
如圖10(a)所示，於透明膜42上塗佈有於樹脂45a中混入有螢光體44而成之螢光體材料而形成螢光體膜47。樹脂45a例如為苯基系矽酮樹脂。此時，於配置LED晶片13上之陰極電極C1及陰極電極C2之部分，不形成透明膜42及螢光體膜47而使n型半導體層74露出。
如圖10(b)所示，於n型半導體層74上形成陰極電極C1及陰極電極C2。於露出之金屬層75上形成陽極電極A1及陽極電極A2。以此方式形成晶片20。
對本實施形態之半導體發光裝置之製造方法進行說明。
圖11(a)及圖11(b)係例示本實施形態之半導體發光裝置之製造方法之模式性透視圖。
圖12係例示本實施形態之半導體發光裝置之製造方法之模式性透視圖。
直至塗佈安裝材16為止與上述第2實施形態之半導體發光裝置之製造方法(參照圖4(a))相同。
如圖11(a)所示，於安裝材16上安裝晶片20。藉由安裝材16使晶片20接著並固定於外殼主體50。
如圖11(b)所示，藉由打線接合而利用導線21連接陰極電極C1與電極11b。利用導線22連接陽極電極A1與電極11a。利用導線23連接陰極電極C2與電極11b。利用導線24連接陽極電極A2與電極11a。
如圖12所示，於外殼主體50之凹部51內，例如填充有於樹脂中混入有氧化鈦之微粒子而成之高反射材料而形成高反射層41。此時， 不使外殼主體50之凹部51內全體被高反射材料填埋。高反射材料填充至較透明膜42更靠下之部分而使透明膜42及螢光體膜47露出。
如圖9所示，例如，填充苯基系矽酮樹脂來將外殼主體50之凹部51內全體填埋而形成透明樹脂層48。
對本實施形態之效果進行說明。
於螢光體膜47，進行從自LED晶片13出射之藍色之光向波長更長之黃色之光轉換之光轉換。該光轉換係藉由藍色之光入射至螢光體膜47內之螢光體44而進行。隨著藍色之光通過螢光體膜47之距離變大，而藍色之光入射至較多之螢光體44。若入射至較多之螢光體，則相應地進行較多之光轉換。於光通過之距離根據其方向而存在差之情形時，螢光體44之數量改變，因此被轉換之藍色之光之量不同。其結果，根據光通過之方向，顏色之勻稱失衡而產生色不均。較佳為於自全方位觀察半導體發光裝置時保持顏色之勻稱而不產生色不均。
因此，於本實施形態之半導體發光裝置5中，將螢光體44混入之區域限定為螢光體膜47。螢光體膜47與上述第2實施形態之螢光體樹脂層43相比較薄且較小。由此，光通過螢光體膜47之距離之由方向所致之差與圖6所示之螢光體樹脂層43之情形相比較小。其結果，與上述第2實施形態相比，保持顏色之勻稱而不產生色不均。
本實施形態中之除上述以外之構成、製造方法及效果與上述第1實施形態相同。
(第5實施形態)
對本實施形態之半導體發光裝置6之構成進行說明。
圖13係例示第5實施形態之半導體發光裝置之模式性透視圖。
如圖13所示，於本實施形態之半導體發光裝置6中，與上述第1實施形態之半導體發光裝置1(參照圖2(b))相比，下述(b1)至(b4)之點不同。
(b1)於透明膜42上設置有螢光體膜47。螢光體膜47包含樹脂45a(未圖示)與螢光體粒子63(未圖示)。
(b2)於晶片17之周邊部分設置有螢光體構件57。
(b3)於框架10之上表面上、晶片17之表面上及螢光體膜47之表面上設置有透明透鏡樹脂49。
(b4)不設置螢光體樹脂層43及外圍器31。
透明透鏡樹脂49形成螢光體膜47之上方部分較周圍更厚之圓頂形，例如，由苯基系矽酮樹脂而形成。透明透鏡樹脂49具有透明樹脂，於上表面形成有凸透鏡形狀之凸部。
對本實施形態之半導體發光裝置之製造方法進行說明。
圖14(a)及圖14(b)係例示本實施形態之半導體發光裝置之製造方法之模式性透視圖。
圖15(a)及圖15(b)係例示本實施形態之半導體發光裝置之製造方法之模式性透視圖。
如圖14(a)所示，於框架10上之一部分塗佈安裝材16。安裝材16為接著劑。
如圖14(b)所示，於安裝材16上安裝晶片17。藉由安裝材16使晶片17接著並固定於框架10。藉由打線接合而利用導線21連接陰極電極C1與電極11b。利用導線22連接陽極電極A1與電極11a。利用導線23連接陰極電極C2與電極11b。利用導線24連接陽極電極A2與電極11a。
如圖15(a)所示，將螢光體粒子63吹送至晶片17而於晶片17上形成螢光體膜47。此時，螢光體粒子63亦被吹送至晶片17之周邊，由此形成螢光體構件57。將包含框架10、晶片17、螢光體膜47及螢光體構件57之構造體稱為構造體53。
如圖15(b)所示，於使構造體53上下反轉之後置入至模具52。此 時，使框架10與模具52之擋塊55接觸，以使構造體53不致過度進入至模具52內。於模具52內填充透明透鏡樹脂材料。藉由透明透鏡樹脂材料之固形化而形成透明透鏡樹脂49。將構造體53自模具52取出。
對本實施形態之效果進行說明。
於本實施形態之半導體發光裝置6中，與上述第4實施形態之半導體發光裝置(參照圖9)相同，於晶片17上設置有螢光體膜47。螢光體膜47與上述第1實施形態之螢光體樹脂層43相比較薄且較小。因此，與上述第1實施形態相比，保持顏色之勻稱而不產生色不均。
另外，藉由設置透明透鏡樹脂49而自LED晶片13出射之光之配光性提高。
本實施形態中之除上述以外之構成、製造方法及效果與上述第1實施形態相同。
(第6實施形態)
對本實施形態之半導體發光裝置7之構成進行說明。
圖16係例示本實施形態之半導體發光裝置之模式性透視圖。
如圖16所示，本實施形態之半導體發光裝置7與上述第5實施形態之半導體發光裝置6(參照圖13)相比，下述(c1)及(c2)之點不同。
(c1)於除安裝有LED晶片13之區域以外之框架10之上表面設置有高反射樹脂層56。
(c2)不設置螢光體構件57。
對本實施形態之半導體發光裝置之製造方法進行說明。
圖17(a)及圖17(b)係例示本實施形態之半導體發光裝置之製造方法之模式性透視圖。
直至藉由打線接合而形成導線21至24為止，與上述第5實施形態之半導體發光裝置之製造方法(參照圖14(b))相同。
如圖17(a)所示，將螢光體粒子63吹送至晶片17而於晶片17上形 成螢光體膜47。此時，以不使螢光體粒子63吹送至晶片17之周邊之方式將晶片17之周圍遮蔽(未圖示)。
如圖17(b)所示，例如將於樹脂中混入有氧化鈦而成之高反射材料以成為均勻之膜厚之方式填充於框架10上而形成高反射樹脂層56。此時，將高反射材料填充至框架10之上表面，且不填充至較晶片17之下表面更靠上方。
透明透鏡樹脂49之形成與上述第5實施形態之半導體發光裝置之製造方法(參照圖15(b))相同。
對本實施形態之半導體發光裝置之效果進行說明。
藉由設置圖16所示之高反射樹脂層56，能夠使於透明透鏡樹脂49與外部之界面等反射之光再次反射並向外部出射。其結果，與上述第5實施形態相比，能夠使光之提取效率變高。
本實施形態中之除上述以外之構成、製造方法及效果與上述第5實施形態相同。
(第7實施形態)
對本實施形態之半導體發光裝置8之構成進行說明。
圖18係例示本實施形態之半導體發光裝置之模式性透視圖。
如圖18所示，本實施形態之半導體發光裝置8與上述第5實施形態之半導體發光裝置6(參照圖13)相比，下述(d1)及(d2)不同。
(d1)於框架10之上表面上、LED晶片13之側面上及透明膜42之表面上設置有螢光體透鏡樹脂59。
(d2)不設置圖13所示之螢光體膜47、螢光體構件57及透明透鏡樹脂49。
螢光體透鏡樹脂59係於圖13所示之透明透鏡樹脂49中混入有螢光體44而形成。螢光體透鏡樹脂59具有於透明樹脂45b中分散有螢光體44而成之材料，且於上表面形成有凸透鏡形狀之凸部。螢光體透鏡 樹脂59包含透明樹脂45b與螢光體44。
對本實施形態之半導體發光裝置之製造方法進行說明。
圖19係例示本實施形態之半導體發光裝置之製造方法之模式性透視圖。
直至藉由打線接合而形成導線21至24為止，與上述第5實施形態之半導體發光裝置之製造方法(參照圖14(b))相同。
如圖19所示，使構造體53上下反轉之後放入至模具52。於模具52內填充螢光體透鏡樹脂材料。螢光體透鏡樹脂材料為於透明樹脂45b中混入有螢光體44而成之材料。透明樹脂45b例如為苯基系矽酮樹脂。藉由將螢光體透鏡樹脂材料固形化而形成螢光體透鏡樹脂59，從而形成半導體發光裝置8。
本實施形態中之除上述以外之構成、製造方法及效果與上述第5實施形態相同。
如圖2(b)所示，實施形態之半導體發光裝置1包含第1電極11a、LED晶片13(半導體發光晶片)、透明膜42、及螢光體樹脂層43。LED晶片13設置於第1電極11a上。
如圖3(d)所示，LED晶片13包含p型半導體層72、發光層73及n型半導體層74。透明膜42設置於n型半導體層74上。於實施形態中，例如透明膜42與n型半導體層74接觸。於實施形態中，例如，亦可於n型半導體層74之上表面設置有介電膜(例如為鈍化膜，例如包含氧化矽等)。亦可於該介電膜上設置有透明膜42。螢光體樹脂層43設置於透明膜42上。螢光體樹脂層43包含樹脂45與螢光體44。
於實施形態中，透明膜42之折射率較上述半導體層(例如n型半導體層74)之折射率更高。
上述半導體層(例如n型半導體層74)例如包含氮化物半導體。實施形態之氮化物半導體包含有於BxInyAlzGa1-x-y-zN(0≦x≦1、0≦y≦ 1、0≦z≦1、x+y+z≦1)之化學式中使組成比x、y及z於各自之範圍內變化所得之所有組成之半導體。實施形態之氮化物半導體包含有於上述化學式中亦還包含除N(氮)以外之V族元素之半導體、還包含用於控制導電型等各種物性而添加之各種元素之半導體、及還包含意外所含之各種元素之半導體。
上述半導體層(例如n型半導體層74)例如包含氮化鎵(GaN)。氮化鎵之折射率例如為約2.4。
透明膜42例如包含碳化矽、氧化鈦(TiO2)及磷化鎵(GaP)之至少任一者。碳化矽之折射率例如為2.64。氧化鈦例如亦可為金紅石單晶。氧化鈦之折射率例如為約2.72。氧化鈦例如為金紅石單晶。磷化鎵之折射率例如為約3.3。
透明膜42之折射率較上述半導體層(例如n型半導體層74)之折射率更高。例如，抑制自LED晶片13(發光層73)出射之光於上述半導體層與透明膜42之間之界面之反射。
氧化鈦之導熱率為約6W/mK。磷化鎵之導熱率為約77W/mK。另一方面，螢光體樹脂層43之導熱率例如為0.200W/mK。氧化鈦之導熱率、及磷化鎵之導熱率較螢光體樹脂層43之導熱率更高。能夠使於螢光體樹脂層43產生之熱散熱至LED晶片13。
上述半導體層(例如n型半導體層74)之導電型為任意。上述半導體層之雜質濃度例如亦可為1×10-17cm-3以下。於LED晶片13包含p型半導體層12、發光層73及n型半導體層74時，於n型半導體層74與透明膜42之間設置有其他半導體層，該半導體層亦可與透明膜42接觸。於n型半導體層74包含GaN時，上述半導體層例如亦可包含AlN及AlGaN之至少任一者。
如圖6所示，於實施形態中，半導體發光裝置3除包含第1電極11a、LED晶片13(半導體發光晶片)、透明膜42、及螢光體樹脂層43以 外，還包含第2電極11b及反射層(高反射層41)。第2電極11b於與自第1電極11a朝向透明膜42之第1方向正交之方向上與第1電極11a隔離。螢光體樹脂層43包含有於該第1方向上不與半導體發光晶片(LED晶片13)重疊之部分。反射層(高反射層41)設置於螢光體樹脂層43之上述不重疊之部分之一部分與第1電極11a之間，及螢光體樹脂層43之上述不重疊之部分之其他部分與第2電極11b之間。
例如，於自發光層73放出之光(發光光)之峰值波長中，反射層(高反射層41)之反射率例如較導線(導線21~24之至少任一者)之反射率更高。反射層(高反射層41)之反射率例如較外圍器31之反射率更高。於不設置反射層(高反射層41)之情形時，光入射至導線或外圍器31而產生損耗。藉由設置反射層(高反射層41)，能夠高效率地提取此種光。反射層(高反射層41)例如包含氧化鈦。
如圖8所示，於實施形態中，半導體發光裝置4除包含第1電極11a、LED晶片13(半導體發光晶片)、透明膜42、及螢光體樹脂層43以外，還包含散熱構件(高散熱構件46)。該散熱構件設置於螢光體樹脂層43上。該散熱構件之導熱率較螢光體樹脂層43之導熱率更高。該散熱構件例如包含鋁氧化物。鋁氧化物之導熱率例如為30W/mK。螢光體樹脂層43之熱經由散熱構件(高散熱構件46)而散熱至外部。
如圖9所示，於實施形態中，半導體發光裝置5除包含第1電極11a、LED晶片13(半導體發光晶片)、透明膜42、及螢光體樹脂層43以外，還包含第2電極11b、反射層(高反射層41)、及透明樹脂層48。第2電極11b於與自第1電極11a朝向透明膜42之第1方向正交之方向上與第1電極11a隔離。透明樹脂層48設置於螢光體樹脂層43上。
透明樹脂層48包含有於第1方向上不與半導體發光晶片(LED晶片13)重疊之部分。反射層(高反射層41)設置於透明樹脂層48之上述不重疊之部分之一部分與第1電極11a之間，及透明樹脂層48之上述不重疊 之部分之其他部分與上述第2電極11b之間。
如圖13所示，於實施形態中，半導體發光裝置6除包含第1電極11a、LED晶片13(半導體發光晶片)、透明膜42、及螢光體樹脂層(螢光體膜47)以外，還包含第2電極11b及透明透鏡樹脂49。透明透鏡樹脂49設置於第1電極11a上、第2電極11b上、半導體發光晶片(LED晶片13)之側面上、透明膜42之側面上、及螢光體樹脂層(螢光體膜47)之表面上(例如上表面上及側面上)。半導體發光晶片(LED晶片13)之側面、透明膜42之側面、及螢光體樹脂層(螢光體膜47)之側面與垂直於第1方向之方向交叉。
透明透鏡樹脂49包含有於第1方向上不與半導體發光晶片(LED晶片13)重疊之部分。透明透鏡樹脂49之上表面為凸透鏡形狀。透明透鏡樹脂49例如包含苯基系矽酮樹脂。
透明透鏡樹脂49亦可還包含有於第1方向上與半導體發光晶片(LED晶片13)重疊之部分。此時，例如透明透鏡樹脂49之上述不重疊之部分之沿著第1方向的厚度較透明透鏡樹脂49之上述重疊之部分之沿著第1方向之厚度更薄。
如圖16所示，於實施形態中，半導體發光裝置7除包含第1電極11a、LED晶片13(半導體發光晶片)、透明膜42、及螢光體樹脂層(螢光體膜47)以外，還包含反射樹脂層56(高反射樹脂層56)。反射樹脂層(高反射樹脂層56)設置於透明透鏡樹脂49之上述不重疊之部分之一部分與第1電極11a之間，及透明透鏡樹脂49之上述不重疊之部分之其他部分與第2電極11b之間。反射樹脂層56(高反射樹脂層56)例如包含氧化鈦。
如圖18所示，於實施形態中，半導體發光裝置8除包含第1電極11a、LED晶片13(半導體發光晶片)、透明膜42、及螢光體樹脂層(螢光體膜47)以外，還包含第2電極11b。螢光體樹脂層(螢光體膜47)包含 有於第1方向上不與LED晶片13(半導體發光晶片)重疊之部分、及於第1方向上與LED晶片13(半導體發光晶片)重疊之部分。螢光體樹脂層(螢光體膜47)之上述不重疊之部分之沿著第1方向的厚度較螢光體樹脂層(螢光體膜47)之上述重疊之部分之沿著第1方向之厚度更薄。
以上，根據已說明之實施形態，能夠提供使光之提取效率提高之半導體發光裝置。
以上，對本發明之若干實施形態進行了說明，但該等實施形態係作為例子而提出者，並不意圖限定發明之範圍。該等新穎之實施形態能夠以其他各種形態實施，且能夠於不脫離發明之主旨之範圍內進行各種省略、替換、變更。該等實施形態及其變化包含於發明之範圍或主旨中，並且包含於申請專利範圍所記載之發明及其均等之範圍中。

Claims (16)

  1. 一種半導體發光裝置，其以如下之順序包括：半導體發光晶片，其包含半導體層；透明膜，其設置於上述半導體層上；及螢光體樹脂層，其設置於上述透明膜上且包含樹脂與螢光體；且進而包括：第1電極，其載置上述半導體發光晶片；第2電極，其於與自上述第1電極朝向上述透明膜之第1方向正交之方向上與上述第1電極隔離，且未載置上述半導體發光晶片；及反射層，其設置於上述第1電極上及上述第2電極上，位於上述螢光體樹脂層之下方；其中上述透明膜之折射率較上述半導體層之折射率高；上述透明膜之形狀係於俯視時，為了進行打線接合(wire bonding)而欠缺四隅的四角形。
  2. 如請求項1之半導體發光裝置，其中上述透明膜包含碳化矽、氧化鈦及磷化鎵之至少任一者。
  3. 如請求項1或2之半導體發光裝置，其中上述螢光體樹脂層包含於上述第1方向上與上述半導體發光晶片不重疊之部分；上述反射層設置於上述螢光體樹脂層之上述不重疊之上述部分之一部分與上述第1電極之間，及上述螢光體樹脂層之上述不重疊之上述部分之其他部分與上述第2電極之間。
  4. 如請求項1或2之半導體發光裝置，其中上述反射層包含氧化鈦。
  5. 如請求項1或2之半導體發光裝置，其進而包括：散熱構件，其設置於上述螢光體樹脂層上；且上述散熱構件之導熱率較上述螢光體樹脂層之導熱率高。
  6. 如請求項5之半導體發光裝置，其中上述散熱構件包含鋁氧化物。
  7. 如請求項1或2之半導體發光裝置，其進而包括：透明樹脂層，其設置於上述螢光體樹脂層上；且上述透明樹脂層包含於上述第1方向上與上述半導體發光晶片不重疊之部分；上述反射層設置於上述透明樹脂層之上述不重疊之上述部分之一部分與上述第1電極之間，及上述透明樹脂層之上述不重疊之上述部分之其他部分與上述第2電極之間。
  8. 如請求項1或2之半導體發光裝置，其進而包括：透明透鏡樹脂，其設置於上述第1電極之上、上述第2電極之上、上述半導體發光晶片之側面上、上述透明膜之側面上、及上述螢光體樹脂層之表面上；且上述透明透鏡樹脂包含於上述第1方向上與上述半導體發光晶片不重疊之部分；上述透明透鏡樹脂之上表面為凸透鏡形狀。
  9. 如請求項8之半導體發光裝置，其中上述透明透鏡樹脂包含苯基系矽酮樹脂。
  10. 如請求項8之半導體發光裝置，其中上述透明透鏡樹脂之上述不重疊之上述部分之沿著上述第1方向之厚度較於上述透明透鏡樹脂之上述第1方向與上述半導體晶片重疊之部分之沿著上述第1方向之厚度薄。
  11. 如請求項8之半導體發光裝置，其進而包括：反射樹脂層，其設置於上述透明透鏡樹脂之上述不重疊之上述部分之一部分與上述第1電極之間，及上述透明透鏡樹脂之上述不重疊之上述部分之其他部分與上述第2電極之間，且包含氧化鈦。
  12. 如請求項1或2之半導體發光裝置，其中上述螢光體樹脂層包含於上述第1方向上與上述半導體發光晶片不重疊之部分、及於上述第1方向上與上述半導體晶片重疊之部分；上述螢光體樹脂層之上述不重疊之上述部分之沿著上述第1方向之厚度較上述螢光體樹脂層之上述重疊之上述部分之沿著上述第1方向之厚度薄。
  13. 如請求項1或2之半導體發光裝置，其中上述反射層與上述半導體發光晶片之側面相接。
  14. 如請求項1或2之半導體發光裝置，其進而包括：外圍器，其設置於上述第1電極上及上述第2電極上，且圍著上述半導體發光晶片及上述反射層；上述反射層與上述外圍器之內側面相接。
  15. 如請求項14之半導體發光裝置，其中上述反射層之上述外圍器側之上表面位於較上述反射層之上述半導體發光晶片側之上表面更上方。
  16. 如請求項1或2之半導體發光裝置，其中上述反射層之上表面朝下方彎曲成凸狀。
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