TWI802708B - 半導體發光裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明所欲解決的問題是要提供一種半導體發光裝置，其即便不施加應力緩和處理，半導體發光元件也不易自構裝基板剝落。為了解決上述問題，本發明的半導體發光裝置1，具備：半導體發光元件2，其具有支持基板20與密封構件，該密封構件位於支持基板20的上側；構裝基板3，其以與密封構件相對向的方式來構裝半導體發光元件2；及，封合部26，其一體地披覆支持基板20的一部分與密封構件的側面，以封合半導體發光元件2與構裝基板3。

Description

半導體發光裝置
本發明關於半導體發光裝置。
已知有一種發光裝置，其可緩和因玻璃蓋的凹部加工變形或焊接加工變形而發生的內部應力，且抑制因LED(發光二極體)元件的接觸不良或封合不良所造成的可靠性降低的情形(參照專利文獻1)。
專利文獻1所述的發光裝置，是藉由一種發光裝置的製造方法來提供，該製造方法在無機材質基板上構裝LED元件，並將玻璃蓋覆蓋在前述無機材質基板上的LED元件構裝區域的周圍，且藉由金屬焊接來封合，其中該玻璃蓋是在平板玻璃中形成凹部而成，並且在該製造方法中，作為應力緩和處理而進行了熱處理加工，該應力緩和處理是用來緩和因前述發光裝置的組裝加工而產生的應力。
[先前技術文獻] (專利文獻) 專利文獻1：日本特開2011－40577號公報。
(發明所欲解決的問題) 本發明的目的是要提供一種半導體發光裝置，其即便不施加應力緩和處理，半導體發光元件也不易自構裝基板剝落。
(用來解決問題的手段) 根據本發明的一實施態樣的半導體發光裝置，具備：半導體發光元件，其具有支持基板與密封構件，該密封構件位於前述支持基板的上側；構裝基板，其以與前述密封構件相對向的方式來構裝前述半導體發光元件；及，封合部，其一體地披覆前述支持基板的一部分與前述密封構件的側面，以封合前述半導體發光元件與前述構裝基板。
(發明的功效) 根據本發明的一實施型態，能夠提供一種半導體發光裝置，其即便不施加應力緩和處理，亦可抑制半導體發光元件自構裝基板剝落的情形。
[實施型態] 針對本發明的實施型態，參照第1圖至第6圖來加以說明。此外，以下所說明的實施型態，是作為要實施本發明時的適合具體例來加以表示，且具體例示了技術上較佳的各種技術事項，但本發明的技術範圍並不限定於該具體態樣。又，各圖式中的各構成要素的尺寸比例，並不一定與實際的尺寸比例一致。
[第1實施型態] 第1圖是概略性表示本發明的第1實施型態之半導體發光裝置的構成的一例的斜視圖。如第1圖所示，半導體發光裝置1，具備下述構件而構成：半導體發光元件2，其發出紫外線等規定波長域的光；定電壓元件5，其不受電流值影響地保持恆定的電壓值；及，構裝基板3，其構裝該等半導體發光元件2和定電壓元件5。關於半導體發光元件2和構裝基板3的詳細內容在之後描述。在定電壓元件5中，例如能夠使用齊納二極體。
第2圖是沿第1圖的A－A線的縱剖面圖。如第2圖所示，半導體發光裝置1，更具備：封合部26與接合部27，該等連接半導體發光元件2與構裝基板3。針對各構成要素，以下加以說明。
(半導體發光元件2) 在半導體發光元件2中，例如包含：電晶體、雷射二極體(Laser Diode：LD)、發光二極體(Light Emitting Diode：LED)等。本實施型態中，是舉出以發出紫外區域波長的光(特別是中心波長在230nm～360nm的深紫外光)的發光二極體作為半導體發光元件2的例子來加以說明。
半導體發光元件2，將支持基板20側朝上(自構裝基板3側朝向半導體發光元件2側的方向)，將第1電極23和第2電極24側朝下(自半導體發光元件2側朝向構裝基板3側的方向)來覆晶構裝於構裝基板3的基體部31。換言之，構裝基板3，以與第1電極23和第2電極24相對向的方式來構裝半導體發光元件2。
此外，在以下的說明中，僅有在對半導體發光元件2的各層加以說明時，所謂「下」(例如「下表面」、「下側」、「朝下」等)是指支持基板20側(圖中表示為上側)，且「上」(例如「上表面」、「上側」、「朝上」等)是指第1電極23和第2電極24側(圖中表示為下側)。又，在對半導體發光元件2以外的構成要素加以說明時，是遵照圖中所示的方向。又，所謂「上」或「下」，是表示一個對象物與另一對象物的相對位置關係，不僅包含該一個對象物以未隔著第三對象物的方式被配置於該另一對象物之上或之下的狀態，亦包含該一個對象物隔著第三對象物的方式被配置於該另一對象物之上或之下的狀態。
半導體發光元件2，在俯視圖中例如具有大約正方形或大約長方形等的矩形形狀。此外，第2圖所示的半導體發光元件2的構成為一例，半導體發光元件2並不限定於第2圖所示的構成，例如亦可適當追加屬於習知技術事項的其他半導體層。
如第2圖所示，半導體發光元件2，例如具有：支持基板20、形成於支持基板20上之AlGaN系的氮化物半導體層21、第1電極23、第2電極24及絕緣層25。
又，氮化物半導體層21，被構成為自支持基板20側起依序形成以下各層：緩衝層21a，其包含AlN；n型包覆層21b，其包含n型的AlGaN(以下亦簡稱為「n型AlGaN」)；活性層21c，其包含AlGaN；及，p型包覆層21d，其包含p型的AlGaN(以下亦簡稱為「p型AlGaN」)。又，亦可在p型包覆層21d上設置由p型GaN所形成的p型接觸層(未圖示)、或是由具有規定值以上的Al組成比之p型AlGaN所形成的電子阻擋層(未圖示)。
在構成氮化物半導體層21之AlGaN系的氮化物半導體中，例如能夠使用以Alx Gay In1-x-y N(0≦x≦1，0≦y≦1，0≦x+y≦1)來表示的2元系、3元系或4元系的III族氮化物半導體。又，該等III族元素的一部分亦可置換成硼(B)、鉈(Tl)等，又，N的一部分亦可置換成磷(P)、砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi)等。
以下，對構成氮化物半導體層21的各層的概要加以說明。此外，在以下說明中，將支持基板20的俯視圖中形成有活性層21c之中央區域稱為內側區域60，將具有第1寬度d之外緣區域稱為外緣區域61，並將內側區域60與外緣區域61之間的區域稱為中央區域62。
支持基板20，對於半導體發光元件2所發出的紫外光(特別是深紫外光)具有透光性。支持基板20，例如為藍寶石(Al2 O3 )基板。又，對於支持基板20，除了藍寶石(Al2 O3 )基板以外，例如亦可使用氮化鋁(AlN)基板或氮化鋁鎵(AlGaN)基板。
支持基板20，具有：第1主面20a，其構成上表面；及，第2主面20b，其位於第1主面20a的相反側且構成下表面。第1主面20a，是成為結晶成長面的一主面，該結晶成長面用來成長出自緩衝層21a起的上側各層。第2主面20b，是成為光取出面的一主面，該光取出面用來將活性層21c所發出的紫外光(特別是深紫外光)取出至外部。
在支持基板20的第1主面20a側的寬度方向的兩端部，設有段差部20c，該段差部20c被構成為具有底面20ca與壁面20cb，該底面ca具有與外緣區域61的寬度對應的第1寬度d，且該壁面20cb具有高度H(參照第3圖)。該段差部20c，例如是自支持基板20的第1主面20a側的兩端角部朝向內側切除掉第1寬度d而形成。此外，H較佳為1nm以上，更佳為10nm～100nm，最佳為20±10nm。第1寬度d，例如是5μm～35μm。
緩衝層21a是基底層(模板層)，其用來形成自n型包覆層21b起的上側各層，可包含未經摻雜的AlN層。緩衝層21a，並未形成在支持基板20的整面上，而是僅形成在比支持基板20的外緣區域61更偏內側的區域上。
n型包覆層21b，是由n型AlGaN所形成的層，例如是摻雜有矽(Si)來作為n型雜質之Alp Ga1-p N層(0≦p≦1)。此外，作為n型雜質，亦可使用鍺(Ge)、硒(Se)、碲(Te)、碳(C)等。n型包覆層21b，具有1μm～3μm程度的厚度，例如具有2μm程度的厚度。此外，n型包覆層21b，與緩衝層21a同樣地僅形成在比支持基板20的外緣區域61更偏內側的區域上。
活性層21c，是由障壁層(未圖示)與井層(未圖示)交互積層而成的多重量子井層，該障壁層被構成為包含Alr Ga1-r N，且該井層被構成為包含Als Ga1-s N(0≦r≦1，0≦s≦1，r＞s)。活性層21c，為了輸出中心波長在360nm以下的深紫外光，例如被構成為使能隙在3.4eV以上。活性層21c，並未形成在n型包覆層21b的整面上，而是僅形成在n型包覆層21b的內側區域60上。內側區域60，是具有第2寬度D的區域。第2寬度D，例如是750nm～1200nm。此外，第2寬度D，與活性層21c的寬度和p型包覆層21d的寬度對應。
p型包覆層21d，是由p型AlGaN所形成的層，例如是摻雜有鎂(Mg)來作為p型雜質之Alq Ga1-q N包覆層(0≦q≦1)。此外，作為p型雜質，亦可使用鋅(Zn)、鈹(Be)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)等。p型包覆層21d，具有300nm～700nm程度的厚度，例如具有400nm～600nm程度的厚度。p型包覆層21d，與活性層21c同樣地僅形成在活性層21c的內側區域60上。
第1電極23，是形成在n型包覆層21b上之陰極側電極(n電極)。具體而言，第1電極23，是在n型包覆層21b的中間區域62上，以包圍住形成有活性層21c和p型包覆層21d之內側區域60的周圍的方式，形成為框狀(參照第1圖和第2圖)。第1電極23，是形成在n型包覆層21b上且依序積層鈦(Ti)／鉑(Pt)／金(Au)或是鉻(Cr)／Pt／Au而成之多層膜。
第1電極23，是兼作為密封構件之電極，且設置於中間區域62上，該密封構件用來將半導體發光裝置1的內部結構進行封合。與中間區域62的寬度對應之第1電極23的寬度(以下稱為「第3寬度W」)較佳為100μm以上，且第3寬度W更佳為200μm以上。
第2電極24，是形成在p型包覆層21d上之陽極側電極(p電極)。具體而言，第2電極24，是形成在p型包覆層21d上且依序積層鎳(Ni)／金(Au)而成之多層膜。
絕緣層25，是對各層的露出部分及第1電極23和第2電極24的露出部分加以披覆而保護之鈍化層。絕緣層25，例如是以氧化矽(SiO2 )或氮化矽(SiN)等來形成。
絕緣層25，在外緣區域61和中間區域62中，披覆支持基板20的段差部20c的底面20ca和壁面20cb(以下亦簡稱為「段差部20c的表面」)、緩衝層21a的側面、n型包覆層21b的側面和上表面、以及第1電極23的側面。
又，絕緣層25，在內側區域60中，披層活性層21c的側面、p型包覆層21d的側面及第2電極24的側面。絕緣層25，亦可更披覆第1電極23和第2電極24的上表面的一部分。此外，並不一定需要設置絕緣層25。
半導體發光元件2，可藉由在支持基板20上使用有機金屬化學氣相成長(MOVPE)法或分子束磊晶(MBE)法等的習知磊晶成長法形成各層而製造出來。又，支持基板20的寬度方向的兩端角部、緩衝層21a、n型包覆層21b、活性層21c及p型包覆層21d的除去，可藉由使用反應性離子蝕刻或電漿等的乾蝕刻等習知技術來實現。
(構裝基板3) 構裝基板3，是具有平板狀形狀的封裝體的一例。構裝基板3，被構成為具有：基體部31；第1下部電極311和第2下部電極312，其設置於該基體部31的下表面31b；及，第1上部電極313和第2上部電極314，其設置於該基體部31的上表面31a。
基體部31，是具有上表面31a與下表面31b之板狀構件。基體部31，是包含氧化鋁(Al2 O3 )或氮化鋁(AlN)等之陶瓷基板，例如是高溫共燒多層陶瓷基板(HTCC、High Temperature Co-fired Ceramic)。
第1下部電極311和第2下部電極312，是用來將半導體發光裝置1構裝於外部基板等之上的電極。第1下部電極311和第2下部電極312，成為半導體發光裝置1的陰極電極或是陽極電極。
第1上部電極313，是與半導體發光元件2的第1電極23接合之電極部分，具有與第1電極23對應的框狀形狀(參照第1圖)。較佳為第1上部電極313以無接縫的方式來配置。第1下部電極311，在基體部31的內部中與第1上部電極313電性連接。
第2上部電極314，是與半導體發光元件2的第2電極24接合之電極部分，設置於第1上部電極313的內側，且為在俯視圖中具有大約正方形狀的島狀電極(參照第1圖)。第2下部電極312，在基體部31的內部中與第2上部電極314電性連接。
第1上部電極313和第2上部電極314，皆是在包含鎢(W)或鉬(Mo)等之基材上鍍敷鎳(Ni)或金(Au)等而形成，例如具有W／Ni／Au的積層結構。
(封合部26) 第3圖是將封合部擴大表示的擴大圖。此外，在第3圖中，為了方便說明而省略掉絕緣層25的顯示。又，需留意在第3圖中，為了方便說明而將構成的一部分在圖示的上下方向中加以壓縮描繪，構成要素的厚度尺寸比例在第2圖和第3圖之間並不一定一致。如第3圖所示，封合部26，將亦作為密封構件的第1電極23與構裝基板3之間接合而封合。封合部26，包含金錫(AuSn)，例如被構成為錫(Sn)的含有量為20～30重量%之金錫合金。
封合部26，具有自支持基板20側朝向構裝基板3側延伸的大約長方形錐狀平台且寬度漸增(逐漸擴展)的形狀。具體而言，封合部26，在半導體發光元件2的外側中，以支持基板20的段差部20c的底面20ca為起點，並以第1上部電極313的上表面為終點，自支持基板20側朝向第1上部電極313側延伸。較佳為封合部26填充於段差部20c的全部區域中。
又，封合部26，在半導體發光元件2的內側中，以n型包覆層21b的上表面，更具體來說是n型包覆層21b的上表面與第1電極23的側面交叉的線為起點，並以第1上部電極313的上表面為終點，自n型包覆層21b側朝向第1上部電極313側延伸。
又，封合部26，具有裙擺部260，其隨著往構裝基板3側(第1上部電極313側)靠近而擴展成裙擺狀。具體而言，封合部26，具有裙擺部260，其在半導體發光元件2的外側中，隨著往第1上部電極313側靠近而向半導體發光元件2的外側方向擴張，並且在半導體發光元件2的內側中，隨著往第1上部電極313側靠近而向半導體發光元件2的內側方向擴張。又，裙擺部260的外表面260a，較佳為具有曲面狀的形狀。
裙擺部260在半導體發光元件2的外側方向中的前端部的位置，比支持基板20在半導體發光元件2的外側方向中的前端部更向外側突出。較佳為，裙擺部260在半導體發光元件2的外側方向中的前端部的位置，與第1上部電極313在半導體發光元件2的外側方向中的前端部的位置大約一致。又，較佳為，裙擺部260在半導體發光元件2的內側方向中的前端部的位置，與第1上部電極313在半導體發光元件2的內側方向中的前端部的位置大約一致。
封合部26的外側面的高度，較佳為3μm～8μm。封合部26的內側面的高度，較佳為1μm～3μm。
封合部26，以披覆絕緣層25的表面的方式來設置。亦即，封合部26，隔著絕緣層25(在第3圖中省略其圖示)來一體地披覆支持基板20的一部分(具體而言，段差部20c的表面)、緩衝層21a的側面、n型包覆層21b的側面和上表面、以及第1電極23的側面。
(接合部27) 接合部27，將第2電極24與構裝基板3之間接合。接合部27，與封合部26同樣地包含金錫(AuSn)，例如被構成為錫(Sn)的含有量為20～30重量%的金錫合金。
(製造方法) 接著，對半導體發光裝置1的製造方法的一例說明其概要。半導體發光裝置1，例如能夠以下述手法來製造。 ＜半導體發光元件2的準備＞ (1)將第2上部電極314配置於半導體發光元件2(由支持基板20和氮化物半導體層21所構成)的內側區域60內，並一邊包圍該第2上部電極314，一邊以無接縫的方式來配置第1上部電極313。 (2)以不使氮化物半導體層21露出於第1上部電極313的外側的方式來進行加工。例如，可在氮化物半導體層21的表面上形成絕緣層25。 (3)在半導體發光元件2的第1電極23和第2電極24的表面上形成AuSn焊料。
＜構裝至構裝基板3＞ (4)在構裝基板3上形成用來承載定電壓元件5之Au柱形凸塊(stud bump，未圖示)。 (5)經由Au柱形凸塊將定電壓元件5承載至構裝基板3。 (6)將構裝基板3設置於構裝裝置(未圖示)中，該構裝裝置中填充有乾氮氣氣氛或是乾空氣氣氛(氧濃度3%～20%範圍的混合氣體)。 (7)將構裝裝置的內部溫度昇溫至280℃～308℃的範圍中、或是311℃～330℃的範圍中。此處，280℃～308℃是AuSn的熔融溫度。此外，較佳為使構裝時的溫度不要成為309℃～310℃。此外，該309℃～310℃的溫度，是要藉由先前製造方法來對由石英玻璃等所形成的蓋構件進行封接時，在使AuSn熔化時石英玻璃容易自封裝體構件剝落的溫度。 (8)一邊確認要承載半導體發光元件2的位置，一邊承載至構裝基板3。要進行承載時，荷重設在10g～100g的範圍中。
(第1實施型態的作用和功效) 若作成如上述的型態，由於封合部26形成為自支持基板20延續至第1電極23，能夠實現將封合效果加以提高且可靠性高的氣密封合結構，並且例如即便未經過應力緩和處理的步驟，也能夠抑制半導體發光元件2自構裝基板3剝離的情形。藉此，能夠對形成n型包覆層21b的n型AlGaN與外氣接觸的情形加以抑制，並且能夠進一步提高活性層21c的外側區域等容易開始發生劣化的部分的氣密性，以抑制半導體發光元件2的劣化。
又，若作成如上述的型態，相較於採用附有蓋構件之封裝體來作為構裝基板3之先前半導體發光裝置，能夠縮減組裝封裝體所需的組裝構件和組裝工時。結果，能夠減低製品的成本。
又，藉由將半導體發光元件2的一部分也就是支持基板20用來作為窗構件來進行氣密封合，能夠在不使用先前半導體發光元件中所使用來使光透過的蓋構件的情況下，對半導體發光元件2進行封合。藉由這樣不具備對自半導體發光元件2出射的光加以遮蔽的蓋構件之構成，相較於採用蓋構件之先前結構更能夠提高光的輸出。
又，相較於例如使用石英玻璃等與構裝基板3的熱膨脹係數差較大的蓋構件之先前技術，根據不使用蓋構件之構成，由於不需要擔心蓋構件會自構裝基板3剝離，因此能夠提高良率。
進一步，藉由以藍寶石來形成支持基板20，能夠提高機械性強度與化學穩定性，而能夠保證與先前的半導體發光元件同等的強度與穩定性，該先前半導體發光元件具有藉由先前的封裝體來進行封合之結構。
更進一步，將半導體發光元件2密封於構裝基板3上時，能夠將乾氮氣氣氛或乾空氣氣氛封入其中，結果能夠提高半導體發光元件2的發光特性並延長其壽命。綜上所述，根據本發明，能夠提供可滿足高可靠性、高光輸出特性的半導體發光裝置1。
＜變化例1＞ 半導體發光元件2，在俯視圖中，並不一定要是矩形形狀，亦可具有圓形或多邊形的形狀。成為內側區域60與中間區域62之境界的線、以及成為中間區域62與外側區域61之境界的線，分別在俯視圖中可為圓形，亦可為三角形或六邊形等與矩形不同的多邊形，又亦可為不規則形狀的環路。又，各種電極的形狀亦可適當加以調整。
＜變化例2＞ 半導體發光裝置1的內部中，在形成於半導體發光元件2與構裝基板3之間的間隙區域(參照第2圖的「R」)中，亦可更設置反射膜或反射電極(未圖示)，其在各層的露出部分具有規定的厚度。使用反射膜的情況下，在間隙區域R中，可披覆封合部26或絕緣層25的表面。如此可進一步發揮以下的功效：能夠藉由反射膜或反射電極的反射來更提高光的輸出(取出率)，並且藉由減低照射至定電壓元件5的光量，來抑制定電壓元件5的劣化。此外，形成反射膜或反射電極的步驟，例如可設置於上述製造方法的(1)與(2)之間。
[第2實施型態] 接著，參照第4圖來對本發明的第2實施型態加以說明。第4圖是概略性表示本發明的第2實施型態之半導體發光裝置1的構成的一例的縱剖面圖。第2實施型態中，與上述實施型態相異的點在於：在半導體發光元件2的第1電極23和第2電極24之外，另外設有框狀的密封構件28。以下，針對第2實施型態，以與上述實施型態的相異點為中心來加以說明。
(半導體發光元件2) 在緩衝層21a之中的中間區域62上，設有框狀的密封構件28。該密封構件28，例如是形成在緩衝層21a上且依序積層Ti／Pt／Au或是Cr／Pt／Au而成之多層膜。
n型包覆層21b，僅設置於緩衝層21a之中的內側區域60上。第1電極23，設置於n型包覆層21b之中的第1內側區域601上。此外，藉由設置上述密封構件28，第1電極23亦可不具有密封功能。第2實施型態中，第2寬度D較佳為1630nm～2395nm，第3寬度W較佳為5μm～35μm。
活性層21c、p型包覆層21d及第2電極24，被設置成依序形成於內側區域60之中的第1內側區域601以外的第2內側區域602上。此處，第1內側區域601的寬度D1，例如是430nm～695nm。又，第2內側區域602的寬度D1，例如是1200nm～1700nm。
絕緣層25，除了上述實施型態中說明過的披覆對象之外，更披覆密封構件28的側面。構裝基板3，以與密封構件28相對向的方式來構裝半導體發光元件2。
(構裝基板3) 構裝基板3的第1上部電極313，在基體部31的上表面31a內，設置於與第1電極23對應的位置。第2上部電極314，在基體部31的上表面31a內，設置於與第2電極24對應的位置。又，基體部31的上表面31a內，在與密封構件28對應的位置處，設置有封合金屬層315。封合金屬層315，例如是在包含鎢(W)或鉬(Mo)等之基材上鍍敷鎳(Ni)或金(Au)等而形成。
(封合部26) 封合部26，具有自支持基板20側朝向封合金屬層315側延伸的大約長方形錐狀平台且寬度漸增的形狀。具體而言，封合部26，在半導體發光元件2的外側中，以支持基板20的段差部20c的底面20ca為起點，並以封合金屬層315的上表面為終點，自支持基板20側朝向封合金屬層315側延伸。
又，封合部26，在半導體發光元件2的內側中，以緩衝層21a的上表面，更具體來說是緩衝層21a的上表面與第1電極23的側面交叉的線為起點，並以封合金屬層315的上表面為終點，自緩衝層21a側朝向封合金屬層315側延伸。
又，封合部26，具有裙擺部260，其隨著往構裝基板側(封合金屬層315側)靠近而擴展成裙擺狀。具體而言，封合部26，具有裙擺部260，其在半導體發光元件2的外側中，隨著往封合金屬層315側靠近而向半導體發光元件2的外側方向擴張，並且在半導體發光元件2的內側中，隨著往封合金屬層315側靠近而向半導體發光元件2的內側方向擴張。
較佳為，裙擺部260在半導體發光元件2的外側方向中的前端部的位置，與封合金屬層315在半導體發光元件2的外側方向中的前端部的位置大約一致。又，較佳為，裙擺部260在半導體發光元件2的內側方向中的前端部的位置，與封合金屬層315在半導體發光元件2的內側方向中的前端部的位置大約一致。
封合部26的外側面的高度，較佳為3μm～8μm。封合部26的內側面的高度，較佳為1μm～3μm。
封合部26，以披覆絕緣層25的表面的方式來設置。亦即，封合部26，隔著絕緣層25來一體地披覆支持基板20的一部分(具體而言，段差部20c的表面)、緩衝層21a的側面、密封構件28的側面、以及第1電極23的側面。
(接合部27、29) 在將上述實施型態中所說明過的接合部27作為第1接合部27的情況下，更具備第2接合部29，其將第1電極23與第1上部電極313之間加以接合。第2接合部29，與第1接合部27同樣地包含金錫(AuSn)，例如被構成為錫(Sn)的含有量為20～30重量%的金錫合金。
(第2實施型態的作用及功效) 根據第2實施型態，也能夠與第1實施型態同樣地實現將封合效果加以提高且可靠性高的氣密封合結構，並且即便未經過應力緩和處理的步驟，也能夠抑制半導體發光元件2自構裝基板3剝離的情形。
[第3實施型態] 接著，參照第5圖來對本發明的第3實施型態加以說明。第5圖是概略性表示本發明的第3實施型態之半導體發光裝置1的構成的一例的縱剖面圖。第3實施型態中，與上述實施型態相異的點在於：在半導體發光元件2的周圍設置有樹脂保護層10。以下，針對第3實施型態，以與上述實施型態的相異點為中心來加以說明。
樹脂保護層10，對被構裝於構裝基板3上的半導體發光元件2的露出部分加以披覆，來保護半導體發光元件2。樹脂保護層10，是由具有透光性的樹脂材料所構成。樹脂保護層10，為了要提高光的取出效率，較佳為折射率比要成為光取出面的支持基板20更低的材料。作為樹脂保護層10，例如能夠使用氟系樹脂、矽氧樹脂、環氧樹脂等。樹脂保護層10，亦可藉由具有如圖示的圓頂形狀而發揮作為透鏡的功能。
(第3實施型態的作用和功效) 根據第3實施型態，也能夠與第1實施型態同樣地實現將封合效果加以提高且可靠性高的氣密封合結構，並且即便未經過應力緩和處理的步驟，也能夠抑制半導體發光元件2自構裝基板3剝離的情形。又，由於在半導體發光裝置1的內部中，構成樹脂保護層10的樹脂材料不容易進入到被形成於半導體發光元件2與構裝基板3之間的間隙區域R中，因此可進一步發揮抑制鹵酸發生而抑制劣化的功效。
[第4實施型態] 接著，參照第6圖來對本發明的第4實施型態加以說明。第6圖是概略性表示本發明的第4實施型態之半導體發光裝置1的構成的一例的縱剖面圖。第4實施型態中，與上述實施型態相異的點在於：更具備封裝體4，其具有封裝體基板41與蓋體42，該封裝體基板41收容半導體發光元件2，且該蓋體42以覆蓋於該封裝體基板41上的方式來設置。以下，針對第4實施型態，以與上述實施型態的相異點為中心來加以說明。
(封裝體4) 封裝體4，被構成為具有：封裝體基板41，其構成基底部；蓋體42，其與該封裝體基板41接合；及，黏接層43，其將封裝體基板41和蓋體42彼此接合。具體而言，蓋體42隔著黏接層43被安裝於封裝體基板41的上表面41c。藉此，蓋體42與封裝體基板41接合而一體化，以相對於外部氣密的方式來封裝由蓋體42和封裝體基板41所形成的內部空間。
黏接層43的材料，例如能夠使用：環氧樹脂、丙烯酸樹脂、矽氧樹脂、胺基甲酸脂樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚酯樹脂、三聚氰胺樹脂、苯酚樹脂、氟樹脂等。
封裝體基板41，承載半導體發光元件2。封裝體基板41，是構裝基板的一例。封裝體基板41，被形成為大約長方體形狀，並且在其上表面中形成有承載半導體發光元件2的凹部41a。封裝體基板41，是包含陶瓷之無機材質基板。具體而言，封裝體基板41，側如是由高溫共燒多層陶瓷基板(HTCC、High Temperature Co-fired Ceramic)所形成。
蓋體42，是使深紫外光透過之板狀的窗構件。蓋體42，以覆蓋封裝體基板41的凹部41a的方式來配置。蓋體42，例如是包含石英(SiO2 )玻璃或藍寶石(Al2 O3 )之玻璃蓋。
在封裝體基板41的下表面41d，設置有第1下部電極411和第2下部電極412。又，在封裝體基板41的凹部41a的底面41b，設置有第1上部電極413與第2上部電極414，該第1上部電極413設置於與第1電極23對應的位置處，且該第2上部電極414設置於與第2電極24對應的位置處。
(第4實施型態的作用和功效) 根據第4實施型態，在上述各實施型態所發揮的功效之外，能夠實現將封合功效進一步加以提高且可靠性高的氣密封合結構。
＜變化例3＞ 參照第7圖對變化例加以說明。第7圖是概略性表示變化例之半導體發光裝置的構成的一例的斜視圖。第7圖中，以省略掉蓋體42的方式來表示。上述實施型態中，是以與封裝體基板41的凹部41a的內壁分離的方式來將第2上部電極414配置於半導體發光元件2的中心部，但如第7圖所示，亦可配置成與構成封裝體基板41的凹部41a的4個內壁中的任何一個接觸。
較佳為設置成：在構成凹部41a的4個內壁之中與內壁41e接觸，該內壁41e是以將第2上部電極414夾在中間的方式來與定電壓元件5相對向。若作成這樣的型態，便能夠使用先前的方法，亦即積層薄片狀的陶瓷構件來形成封裝體基板41的方法，來形成本發明的封裝體基板41。
[第5實施型態] 接著，參照第8圖～第12圖來對本發明的第5實施型態加以說明。如第8圖～第12圖所示，亦可在構裝基板3的基體部31的上表面形成用以收容定電壓元件5的收容孔310。換言之，構裝基板3，亦可具備用以收容定電壓元件5之凹腔結構。
又，為了要讓因為對半導體發光元件2通電時產生的自體發熱而發生的熱量，效率良好地移動到基體部31的下表面部，前述收容孔310，是沿著大約正方形狀的第2上部電極314的一邊來平行配置，且具有長方體形狀。藉由該形狀，能夠增加熱量移動的路徑。並且，由於在運作時能夠充分進行散熱，因此能夠抑制半導體發光元件2因熱而劣化的情形，而更提高半導體發光裝置1的可靠性。
此外，在第8圖～第12圖中雖然省略其記載，在第5實施型態之半導體發光裝置1中，封合部26亦具有隨著往構裝基板3側靠近而擴展成裙擺狀的裙擺部260。又，為了將封合部26作成裙擺狀，在支持基體20的第1主面側的寬度方向的兩端部，設有如第3圖所示的段差部20c。
(實施型態的總結) 接著，針對自以上已說明過的實施型態所掌握的技術思想，引用實施型態中的元件符號等來加以記載。但是，以下記載中的各元件符號等，並不將申請專利範圍中的構成要素限定於實施型態中已具體表示過的構件等。
[1] 一種半導體發光裝置(1)，具備：半導體發光元件(2)，其具有支持基板(20)與密封構件，該密封構件位於前述支持基板(20)的上側；構裝基板(3)，其以與前述密封構件相對向的方式來構裝前述半導體發光元件(2)；及，封合部(26)，其一體地披覆前述支持基板(20)的一部分與前述密封構件的側面，以封合前述半導體發光元件(2)與前述構裝基板(3)。 [2] 如前述[1]所述之半導體發光裝置(1)，其中，前述支持基板(20)，具備段差部(20c)，該段差部(20c)形成在寬度方向中的兩端部；前述封合部(26)，填充在前述段差部(20c)，並且具有寬度漸增的形狀，該形狀隨著往前述構裝基板(3)側靠近而向前述半導體發光元件(2)的外側方向和內側方向擴張。 [3] 如前述[1]或[2]所述之半導體發光裝置(1)，其中，前述半導體發光元件(2)，更具備n型包覆層(21b)，該n型包覆層(21b)設置於前述支持基板(20)與前述密封構件之間；前述封合部(26)，進一步一體地披覆前述n型包覆層(21b)。 [4] 如前述[1]或[2]所述之半導體發光裝置(1)，其中，更具備反射膜，該反射膜在形成於前述半導體發光元件(2)與前述構裝基板(3)之間的間隙中，被前述封合部(26)所披覆。 [5] 如前述[3]所述之半導體發光裝置(1)，其中，更具備反射膜，該反射膜在形成於前述半導體發光元件(2)與前述構裝基板(3)之間的間隙中，被前述封合部(26)所披覆。 [6] 如前述[1]或[2]所述之半導體發光裝置(1)，其中，更具備樹脂保護層(10)，該樹脂保護層(10)由樹脂所形成，且披覆前述半導體發光元件(2)來保護該半導體發光元件(2)。 [7] 如前述[3]所述之半導體發光裝置(1)，其中，更具備樹脂保護層(10)，該樹脂保護層(10)由樹脂所形成，且披覆前述半導體發光元件(2)來保護該半導體發光元件(2)。 [8] 如前述[4]所述之半導體發光裝置(1)，其中，更具備樹脂保護層(10)，該樹脂保護層(10)由樹脂所形成，且披覆前述半導體發光元件(2)來保護該半導體發光元件(2)。 [9] 如前述[5]所述之半導體發光裝置(1)，其中，更具備樹脂保護層(10)，該樹脂保護層(10)由樹脂所形成，且披覆前述半導體發光元件(2)來保護該半導體發光元件(2)。
(產業上的可利用性) 本發明提供一種半導體發光裝置，其即便不施加應力緩和處理，亦可抑制半導體發光元件自構裝基板剝落的情形。
1:半導體發光裝置 2:半導體發光元件 3:構裝基板 4:封裝體 5:定電壓元件 10:樹脂保護層 20:支持基板 20a:第1主面 20b:第2主面 20c:段差部 20ca:底面 20cb:壁面 21:氮化物半導體層 21a:緩衝層 21b:n型包覆層 21c:活性層 21d:p型包覆層 23:第1電極 24:第2電極 25:絕緣層 26:封合部 27:接合部(第1接合部) 28:密封構件 29:第2接合部 31:基體部 31a:上表面 31b:下表面 41:封裝體基板 41a:凹部 41b:底面 41c:上表面 41d:下表面 41e:內壁 42:蓋體 43:黏接層 60:內側區域 61:外緣區域 62:中間區域 260:裙擺部 260a:外表面 310:收容孔 311:第1下部電極 312:第2下部電極 313:第1上部電極 314:第2上部電極 315:封合金屬層 411:第1下部電極 412:第2下部電極 413:第1上部電極 414:第2上部電極 601:第1內側區域 602:第2內側區域 d:第1寬度 D:第2寬度 D1:第1內側區域的寬度 D2:第2內側區域的寬度 H:高度 W:第3寬度 R:間隙區域
第1圖是概略性表示本發明的第1實施型態之半導體發光裝置的構成的一例的斜視圖。 第2圖是沿第1圖的A－A線的縱剖面圖。 第3圖是將封合部擴大表示的擴大圖。 第4圖是概略性表示本發明的第2實施型態之半導體發光裝置的構成的一例的縱剖面圖。 第5圖是概略性表示本發明的第3實施型態之半導體發光裝置的構成的一例的縱剖面圖。 第6圖是概略性表示本發明的第4實施型態之半導體發光裝置的構成的一例的縱剖面圖。 第7圖是概略性表示變化例之半導體發光裝置的構成的一例的斜視圖。 第8圖是概略性表示本發明的第5實施型態之半導體發光裝置的構成的一例的斜視圖。 第9圖是第8圖所示的半導體發光裝置的平面圖。 第10圖是自第8圖所示的半導體發光裝置將半導體發光元件單獨取出來表示的斜視圖。 第11圖是自第8圖所示的半導體發光裝置將構裝基板單獨取出來表示的斜視圖。 第12圖是第11圖所示的構裝基板的平面圖。
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國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
1:半導體發光裝置
2:半導體發光元件
3:構裝基板
5:定電壓元件
31:基體部
313:第1上部電極
314:第2上部電極

Claims (9)

  1. 一種半導體發光裝置，具備：半導體發光元件，其具有支持基板與密封構件，該密封構件位於前述支持基板的上側；構裝基板，其以與前述密封構件相對向的方式來構裝前述半導體發光元件；及，封合部，其一體地披覆前述支持基板的一部分與前述密封構件的側面，以封合前述半導體發光元件與前述構裝基板；其中，前述封合部電性連接前述半導體發光元件與前述構裝基板。
  2. 如請求項1所述之半導體發光裝置，其中，前述支持基板，具備段差部，該段差部形成在寬度方向中的兩端部；前述封合部，填充在前述段差部，並且具有寬度漸增的形狀，該形狀隨著往前述構裝基板側靠近而向前述半導體發光元件的外側方向和內側方向擴張。
  3. 如請求項1或2所述之半導體發光裝置，其中，前述半導體發光元件，更具備n型包覆層，該n型包覆層設置於前述支持基板與前述密封構件之間；前述封合部，進一步一體地披覆前述n型包覆層。
  4. 如請求項1或2所述之半導體發光裝置，其 中，更具備反射膜，該反射膜在形成於前述半導體發光元件與前述構裝基板之間的間隙中，被前述封合部所披覆。
  5. 如請求項3所述之半導體發光裝置，其中，更具備反射膜，該反射膜在形成於前述半導體發光元件與前述構裝基板之間的間隙中，被前述封合部所披覆。
  6. 如請求項1或2所述之半導體發光裝置，其中，更具備樹脂保護層，該樹脂保護層由樹脂所形成，且披覆前述半導體發光元件來保護該半導體發光元件。
  7. 如請求項3所述之半導體發光裝置，其中，更具備樹脂保護層，該樹脂保護層由樹脂所形成，且披覆前述半導體發光元件來保護該半導體發光元件。
  8. 如請求項4所述之半導體發光裝置，其中，更具備樹脂保護層，該樹脂保護層由樹脂所形成，且披覆前述半導體發光元件來保護該半導體發光元件。
  9. 如請求項5所述之半導體發光裝置，其中，更具備樹脂保護層，該樹脂保護層由樹脂所形成，且披覆前述半導體發光元件來保護該半導體發光元件。
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