半导体发光装置制造方法

半导体发光装置制造方法
【专利摘要】一种半导体发光装置(50)，其包含：包含透明基板(110)的半导体发光元件(100)；搭载有半导体发光元件(100)的反射基板(60)；具有透光性的粘接层(70)，其包含荧光体(72)，且将半导体发光元件(100)固定在反射基板(60)上；密封部件(80)，其包含荧光体(82)，且密封半导体发光元件(100)。在该半导体发光装置(50)中，粘接层(70)具有密封部件(80)所包含的荧光体(82)的平均粒径以下的厚度。
【专利说明】半导体发光装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种作为光源具有半导体发光元件的半导体发光装置。
【背景技术】
[0002]以往，作为光源具有半导体发光元件的半导体发光装置已被人所知。这样的半导体发光装置通常搭载有利用氮化物类半导体的发光元件(发光二级管元件)。作为利用氮化物类半导体的发光元件，已知的是利用了蓝宝石基板等透明基板的半导体发光元件。在如上所述的半导体发光元件中，在透明基板上形成有包含发光层的氮化物类半导体的多层膜。在多层膜上通常形成有透光性电极和焊盘电极等电极层。
[0003]在半导体发光元件中，从发光层向下方出射的光入射到透明基板，在基板背面侧反射。在基板背面侧反射的光返回半导体发光元件的上部，其一部分入射到半导体的多层膜。入射到多层膜的光透过多层膜等向发光元件的外部射出，而一部分的光会被透光性电极、焊盘电极和发光层等吸收。因此，与在基板背面侧反射的光从发光元件的上表面侧(形成有多层膜的一侧)射出的情况相比，从透明基板的侧面射出时的光射出效率更高。
[0004]例如，在使用蓝宝石基板作为透明基板，光从蓝宝石基板的侧面直接出射到空气中时，蓝宝石基板(折射率=1.78)的侧面与空气(折射率=1.0)的界面的全反射角(Θ side是指，相对于与基板侧面垂直的方向，当光以该角度以上的角度入射时，就会发生全反射)为Qs&≥34.18°。即，在从发光层向下方出射并入射到蓝宝石基板的光中，部分光直接或者在蓝宝石基板的背面反射而射向蓝宝石基板的侧面方向，其中，相对于基板侧面的垂直方向以34.18° ( Gside <90°入射到蓝宝石基板侧面的光不会从蓝宝石基板侧面射出，而是返回到形成在蓝宝石基板上的包含发光层的氮化物类半导体的多层膜侧，而另一方面，具有Θ side < 34.18°的入射角的光将从蓝宝石基板的侧面出射到空气中。
[0005]在半导体发光元件被安装到晶体管管座等之后，通常利用折射率为1.4~1.5左右的透明树脂密封。在这种情况下，由于透明基板与透明树脂的折射率差比透明基板与空气的折射率差小，因此与透明基板的侧面与空气接触的情况相比，光不容易在透明基板的侧面发生全反射。因此，使光有效地从透明基板的侧面射出变得容易。
[0006]例如，假设密封树脂的折射率为1.5，在与蓝宝石基板侧面的界面上的全反射角会变成Qside > 57.43°。即，在从发光层向下方出射并入射到蓝宝石基板的光中，部分光直接或者在蓝宝石基板的背面反射而射向蓝宝石基板的侧面方向，其中，相对于基板侧面的垂直方向以57.43° ( Qside <90°入射到蓝宝石基板的侧面的光不会从蓝宝石基板侧面射出，而是返回到形成在蓝宝石基板上的包含发光层的氮化物类半导体的多层膜侧，而另一方面，具有Qside < 57.43°的入射角的光将从蓝宝石基板的侧面出射到透明树脂中。这样，通过利用透明树脂密封半导体发光元件，能够使更多的光从蓝宝石基板的侧面射出，但是由于也会留有一定量的光在蓝宝石基板的侧面发生全反射，因此有必要尽可能地减少全反射光，进一步提高光射出效率。
[0007]针对该问题，后述专利文献I中提出了在透明基板的背面形成凹凸的方法。在专利文献I中，以往从发光层向下方出射并入射到蓝宝石基板，在蓝宝石基板的背面发生镜面反射，再次向发光层侧返回的光，因该凹凸而向与以往不同的角度反射，因此，光变得容易从基板的侧面射出。在专利文献I中，在透明基板的背面与空气接触的情况下，由于其折射率差较大，因此，利用凹凸结构能够获得较强的光散射效果。因此，改善了外部光射出效率。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:(日本)特开2002-368261号公报
【发明内容】

[0011]发明所要解决的课题
[0012]但是，在将发光元件安装到晶体管管座等时，通常使用折射率为1.5左右的透明硅酮树脂等作为贴片接合剂，所以在这种情况下，折射率差会减小，将抑制凹凸结构的光散射效果。因此，在利用专利文献I所记载的发光元件来构成半导体发光装置的情况下，难以提高外部光射出效率。
[0013]本发明是为了解决上述课题而作出的发明，本发明的一个目的在于提供一种能够提高外部光射出效率的半导体发光装置。
[0014]用于解决技术课题的技术方案
[0015]为了达到上述目的，本发明一方面的半导体发光装置包含:包含透明基板的半导体发光元件；搭载有半导体发光元件的基板；具有透光性的粘接层，其包含荧光体，且将半导体发光元件固定在基板上；密封部件，其包含荧光体，且密封半导体发光元件。粘接层具有密封部件所包含的荧光体的平均粒径以下的厚度。
[0016]包含透明基板的半导体发光元件经由具有透光性的粘接层固定在基板上。从半导体发光元件向下方出射的光透过透明基板，入射到粘接层。由于粘接层中包含荧光体，因此，来自半导体发光元件的光暂时被该荧光体吸收，变换成波长更长的光。波长变换后的光作为荧光从荧光体出射。进一步地，由于粘接层所包含的荧光体，光的反射方向(荧光的出射方向)被改变，所以能够容易地从透明基板的侧面射出光。
[0017]从粘接层中的荧光体向上方出射的光，根据其出射角度，到达透明基板的侧面或者半导体发光元件的上部。在此，比从半导体发光元件出射的光波长更长的光在半导体发光元件的再吸收被抑制。从荧光体出射的光，由于波长向长波长侧变换，因此即使到达了半导体发光元件的上部，在半导体发光元件的再吸收也能够被抑制。这样，通过使粘接层包含荧光体，来自透明基板的侧面的光能够容易地射出，并且能够抑制在半导体发光元件的再吸收，所以能够提高外部光射出效率。
[0018]而且，通过使粘接层的厚度在密封部件所包含的荧光体的平均粒径以下，能够抑制粘接层的厚度变得过大。由此，能够抑制因粘接层的厚度变得过大而导致的散热性的降低。其结果是，由于能够抑制因散热性的降低而导致的发光效率的降低，所以能够获得亮度高的半导体发光装置。
[0019]优选地，粘接层所包含的荧光体的平均粒径为200nm以下。
[0020]通过使粘接层所包含的荧光体的平均粒径为200nm以下，能够容易地使粘接层的厚度变成密封部件所包含的荧光体的平均粒径以下。因此，能够容易地抑制因散热性的降低而导致的发光效率的降低。
[0021]在这种情况下，优选地，粘接层所包含的荧光体的平均粒径为IOOnm以下。
[0022]通过使粘接层所包含的荧光体的平均粒径在IOOnm以下，能够更容易地抑制因散热性的降低而导致的发光效率的降低。
[0023]更优选地，基板具有光反射面，半导体发光元件搭载在上述光反射面上。
[0024]通过在基板的光反射面上搭载半导体发光元件，从粘接层中的荧光体向下方(基板侧)出射的光被光反射面向上方(半导体发光元件侧)反射。另外，未入射到粘接层中的荧光体而到达基板的光反射面的光也被光反射面朝向上方(半导体发光元件侧)反射。在光反射面被反射的光从透明基板的侧面以及半导体发光元件的上表面射出。因此，外部光射出效率进一步提高。
[0025]更优选地，与密封部件所包含的荧光体相比，粘接层所包含的荧光体发出发光波长更长的突光。
[0026]与密封部件所包含的荧光体相比，通过使粘接层包含发出发光波长更长的荧光的荧光体，能够抑制从粘接层中的荧光体出射的光(荧光)被密封部件中的荧光体吸收。由此，能够进一步提高外部光射出效率。
[0027]优选地，透明基板为蓝宝石基板、氮化物类半导体基板以及SiC基板中的任一种。
[0028]更优选地，粘接层由硅酮树脂构成。
[0029]硅酮树脂对从半导体发光元件出射的光的透过性高。通过在粘接层使用硅酮树月旨，利用粘接层中的荧光体能够有效地对光进行波长变换。因此，能够更容易地射出来自透明基板的侧面的光。
[0030]发明效果
[0031]以上，根据本发明，能够容易地获得一种提高外部光射出效率的半导体发光装置。【专利附图】

【附图说明】
[0032]图1是表示本发明第一实施方式涉及的半导体发光装置的示意剖视图。
[0033]图2是搭载在图1所示半导体发光装置的半导体发光元件的剖视图。
[0034]图3是表示金属材料反射率的图。
[0035]图4是表示包含在粘接层的荧光体的平均粒径与半导体发光装置的光通量之间的关系的图。
[0036]图5是表示包含在粘接层的荧光体的平均粒径与结区温度(7 \ ^ 3 >温度)之间的关系的图。
[0037]图6是用于说明从半导体发光元件出射的光的光路的图。
【具体实施方式】
[0038]以下，基于附图详细说明本发明的【具体实施方式】。在以下的说明及附图中，对相同部件或者结构标记相同参照符号和名 称。它们的功能也相同。因此，对于它们不重复进行详细说明。
[0039](第一的实施方式)[0040][整体结构]
[0041]参照图1，本实施方式的半导体发光装置50包括:作为光源的半导体发光元件100 ;搭载(安装)有该半导体发光元件100的反射基板60 (封装基体)；密封部件80，其形成在反射基板60的搭载有半导体发光元件100的面上，密封半导体发光元件100。
[0042]半导体发光元件100由利用氮化物半导体形成的发光二级管元件(LED(LightEmitting Diode)芯片)构成。
[0043] 反射基板60例如由金属芯基板构成。金属芯基板由铜基底的金属基板构成，其表面镀有Ag用以提高反射率。该反射基板60包括光反射面62，该光反射面62反射从半导体发光兀件100发出的光。在金属芯基板中，镀Ag等的面为光反射面62。在光反射面62上经由粘接层70固定有上述半导体发光元件100。粘接层70由贴片接合剂形成。在该粘接层70内分散有荧光体72。
[0044]进一步地，在反射基板60上安装有两根引线端子64和66。通过在反射基板60的厚度方向上贯通地安装这些引线端子64和66，一侧的端部在搭载有半导体发光元件100的面侧突出。引线端子64和66相对于反射基板60绝缘固定。引线端子64和66的向搭载有半导体发光元件100的面侧突出的部分，分别经由例如由金线构成的导线90和92与半导体发光元件100电连接。
[0045]密封部件80由具有透光性的透明树脂构成，在反射基板60的光反射面62上以密封半导体发光元件100的方式形成。在密封部件80中分散有荧光体82，该荧光体82被来自半导体发光元件100的光激发而发出荧光。
[0046][半导体发光元件100]
[0047]参照图2，半导体发光元件100包括透明基板110，该透明基板110对自身发出的光具有透光性。透明基板Iio包括主面IlOa和侧面110b。在本实施方式中，透明基板110使用蓝宝石基板。该透明基板110的厚度为例如约120 μ m。在透明基板110的主面IlOa上形成有包含半导体多层膜的多层结构体150。该多层结构体150包括从透明基板110侧依次形成的η型层120、具有MQW(Multiple Quantum Well:多量子阱)结构的MQW发光层130、P 型层 140。
[0048]在透明基板110的主面IlOa上，从主面IlOa侧以缓冲层、衬底层、η型氮化物半导体层、低温η型GaN/InGaN多层结构、作为中间层的超晶格层(以上，均未图示)的顺序形成这些结构，构成η型层120。需要说明的是，在本说明书中，超晶格层是指通过交替层叠非常薄的结晶层，使其周期结构由比基本晶胞长的晶格构成的层。在MQW发光层130上，从MQW发光层130侧以P型AlGaN层、P型GaN层以及高浓度P型GaN层(以上，均未图示)的顺序形成这些结构，构成P型层140。
[0049]缓冲层由例如AlstlGattlN(O ^ SO ^ 1,0 ^ t0 ^ I,s0+t0 Φ O)构成。优选地，缓冲层由AlN层或者GaN层构成。也可以将N(氮)的极少部分(例如0.5%~2%左右)置换成0(氧)。由此，由于缓冲层以向透明基板110的主面IlOa的法线方向延伸的方式形成，因此能够获得由结晶粒聚集而成的柱状结晶集合体构成的缓冲层。缓冲层的厚度不做特别限定，但是优选地，在3nm以上IOOnm以下，更优选地,在5nm以上50nm以下。
[0050]衬底层例如由AlslGatlInulN (OI, sl+tl+ul 幸 O)构成。优选地，衬底层由AlslGatlN(O ^ si ^ 1,0 ^ tl ^ I, sl+tl Φ I)构成,更优选地，衬底层由GaN层构成。优选地，衬底层的厚度在Ιμπι以上8μπι以下。
[0051]η型氮化物半导体层例如由向Als2Gat2Inu2N(O≤s2≤1，O≤t2≤1，O≤u2≤I, sl+tl+ul N I)掺杂η型杂质的层构成。更优选地，η型氮化物半导体层由向Als2Ga1^2N (O≤s2≤1，优选O≤s2≤0.5，更优选O≤s2≤0.1)掺杂η型杂质的层构成。作为η型杂质使用Si。η型掺杂浓度(与载流子浓度不同)不做特别限定，但是优选地，在IXlO19Cm-3 以下。
[0052]低温η型GaN/InGaN多层结构具有缓和对MQW发光层130的来自透明基板110及衬底层的应力的作用。该低温η型GaN/InGaN多层结构由厚度约为7nm的η型InGaN层、厚度约为30nm的η型GaN层、厚度约为7nm的η型InGaN层以及厚度约20nm的η型GaN层交替层叠而成的多层结构构成。
[0053]超晶格层(中间层)具有宽带隙层与窄带隙层交替层叠的超晶格结构。其周期结构比构成宽带隙层的半导体材料的基本晶胞和构成窄带隙层的半导体材料的基本晶胞长。超晶格层的一周期的长度(宽带隙层的厚度与窄带隙层的厚度的总厚度)比MQW发光层130的一周期的长度短。超晶格层的具体的厚度为例如Inm以上IOnm以下。各宽带隙层例如由AlaGabIn(1_a_b)N(0≤a < 1，0 < b≤I)构成。优选地，各宽带隙层由GaN层构成。优选地，各窄带隙层由比宽带隙层带隙小，且比MQW发光层130的各阱层(井戸層、未图示)带隙大的半导体材料构成。各窄带隙层例如由AlaGabIn(1_a_b)N(0≤a < 1，O < b≤I)构成。优选地，各窄带隙层由GabIn(1_b)N(0<b< I)构成。需要说明的是，如果宽带隙层和窄带隙层双方均未掺杂，则驱动电压上升，因此优选地，宽带隙层和窄带隙层中的至少一方掺杂有η型杂质。
[0054]MQff发光层130具有阻挡层(〃 U 7層)和阱层(均未图示)交替层叠的多量子阱结构。MQW发光层130的一周期(阻挡层厚度与阱层厚度的总厚度)的长度为例如5nm以上IOOnm以下。各阱层的组成根据半导体发光元件所需要的发光波长进行调整。例如，各阱层的组成可以是AlfadInfdNO) <c<l，0<d<l)。更优选地，各阱层的组成是不包含Al的IneGa(1_e)N(0<e<l)。优选地，各阱层的组分相同。由此，在各阱层中，通过电子与空穴的再结合而发光的波长能够相同。因此，由于能够使半导体发光兀件的发光光谱宽度变窄，所以是优选的。优选地，各阱层的厚度是Inm以上7nm以下。
[0055]优选地，各阻挡层比各阱层带隙能大。各阻挡层的组成可以是AlfGagIn(1_f_g)N(0≤f< l，0<g< I)。更优选地，各阻挡层的组成是不包含Al的InhGa(1_h)N(0<h< 1)，或者，使与阱层的晶格常数大致一致的AlfGagIn(1_f_g)N(0≤f< l，0<g≤I)。各阻挡层的厚度越小，驱动电压就越低，如果厚度极小，就有发光效率降低的倾向。因此，优选地，各阻挡层的厚度为Inm以上IOnm以下，更优选地,在3nm以上7nm以下。
[0056]在阱层和阻挡层中掺杂有η型杂质。需要说明的是，在阱层和阻挡层中也可以不掺杂η型杂质。
[0057]P 型层 140 由在例如 Als4Gat4Inu4N (O ≤ s4 ≤ 1，O ≤ t4 ≤ 1，O ≤ u4 ≤ 1，s4+t4+u4 ^ O)内掺杂了 P型杂质的层构成。更优选地，P型层140由在AlMGahdNCO< s4 ^ 0.4，优选0.1 < s4 < 0.3)内掺杂了 p型杂质的层构成。优选地，P型层140的载流子浓度为IX IO17CnT3以上。在此，由于P型杂质的活性率为0.01左右，因此优选地，P型层140的P型掺杂浓度(与载流子浓度不同)在IXlO19cnT3以上。需要说明的是，在靠近MQW发光层130的层(例如P型AlGaN层)，P型掺杂浓度可以比上述浓度低。p型层140的厚度(三层的总厚度)没有特别限定，例如可以是50nm以上IOOOnm以下。如果P型层140的厚度小，其沉积时的加热时间能够缩短，因此能够抑制P型杂质向MQW发光层130的扩散。
[0058]上述多层结构体150还包括露出部和台面部，所述露出部是露出η型层120的一部分的区域，所述台面部是露出部的外侧区域。
[0059]在露出部的上表面上(η型层120上)形成有η侧电极160。该η侧电极160包括:焊盘部160a和细长的突出部(分支电极，未图示)，所述焊盘部160a是引线接合区域，所述突出部与该焊盘部160a—体形成，以电流扩散为目的。在η侧电极160 (焊盘部160a)上电连接有导线90。在台面部的上表面上(P型层140上)经由透明电极170形成有P侧电极180。η侧电极160以及P侧电极180是用于向半导体发光元件100提供驱动电力的电极。
[0060]在台面部上，透明电极170在较大的范围以宽面积形成。P侧电极180形成在透明电极170上的一部分区域。该P侧电极180包括焊盘部180a和细长的突出部(分支电极，未图示)，该焊盘部180a是引线接合区域，该突出部与该焊盘部180a形成为一体，以电流扩散为目的。在P侧电极180 (焊盘部180a)上电连接有导线92。
[0061 ] η侧电极160在η型层120上具有例如以钛层、铝层以及金层的顺序层叠的多层结构。η侧电极160的厚度是例如约I μ m。考虑到进行引线接合时的强度，η侧电极160具有I μ m左右的厚度即可。
[0062]透明电极170例如由IT0(Indium Tin Oxide，铟锡氧化物)构成。其厚度为例如20nm以上200nm以下。
[0063]P侧电极180在透明电极170上具有例如以镍层、铝层、钛层以及金层的顺序层叠的多层结构。P侧电极180的厚度是例如约I μ m。在P侧电极180中，也考虑到进行引线接合时的强度，其厚度在I μ m左右即可。
[0064]在半导体发光元件100的上表面设置有由SiO2构成的绝缘性透明保护膜190。该透明保护膜190形成为覆盖半导体发光元件100的上表面的几乎整体。需要说明的是，透明保护膜190被构图为使P侧电极180的焊盘部180a及η侧电极160的焊盘部160a露出。
[0065][粘接层70]
[0066]如上所述，粘接层70由贴片接合剂构成。贴片接合剂由属于热固化性树脂的硅酮树脂构成。贴片接合剂通过固化使半导体发光元件100固定在反射基板60上。该粘接层70在将半导体发光元件100固定在反射基板60上的状态下透明，其内部分散有上述荧光体72。由于构成粘接层70的硅酮树脂对从蓝色到紫外区域的短波长的光的透过性高，因此，在从半导体发光元件100出射的光为这样的短波长的光的情况下，能够利用粘接层70中的荧光体72有效地变换波长。
[0067]在粘接层70所包含的荧光体72使用平均粒径为200nm以下的荧光体。优选地，该荧光体72的平均粒径为IOOnm以下，更优选地，比IOOnm更小。粘接层70的平均粒径的下限值是比O大的值，可以是可制造范围内的最小值。另外，在本说明书中，“平均粒径”是指利用激光衍射、散射法求得的粒度分布的积分值50%的粒径(平均粒径d50)。
[0068]粘接层70的厚度T例如是2 μ m?6 μ m左右。如后所述，分散在密封部件80中的荧光体82使用平均粒径为6 μ m~20 μ m左右的荧光体。因此，粘接层70的厚度T在分散于密封部件80中的荧光体82的平均粒径以下。
[0069]在此，用于贴片接合剂的硅酮树脂等树脂材料通常耐热性非常高。因此，如果粘接层的厚度增大，半导体发光元件100的散热特性就会急剧降低。在分散于粘接层70中的荧光体使用的是与分散于密封部件80中的荧光体82同等程度粒径的荧光体的情况下，由于粘接层70的厚度变得过大，导致半导体发光元件100的散热特性显著降低。因此，在本实施方式中，使比分散于密封部件80中的荧光体82平均粒径小的荧光体72分散在粘接层70中，由此，使粘接层70的厚度T成为分散于密封部件80中的荧光体82的平均粒径以下。由此，即便在粘接层70中分散了荧光体，也能够抑制粘接层70的厚度变得过大。
[0070]如果考虑到热阻的上升等，优选地，荧光体72的含量是重量比0.5%左右~30%左右，更优选地，是0.5%左右~10%左右。
[0071]平均粒径为200nm以下的荧光体，可以使用例如平均粒径为IOOnm以下的纳米荧光体(纳米粒子荧光体)、以及对当前使用的10 μ m左右的粒径的荧光体进行精细加工的荧光体，或者进行粉碎而使粒径减小的荧光体等。
[0072]作为纳米荧光体材料，例如，可以使用ZnS =Mn2+纳米荧光体、ZnGa2O4 =Mn2+纳米荧光体、YAG:Ce3+纳米粒子、LaPO4 =Ln纳米荧光体、染料掺杂二氧化硅纳米荧光体、GaN纳米柱荧光体、TiO2 =Eu3+微球荧光体、ZnS =Mn2VSiO2纳米荧光体、CdSe-ZnS量子点等迄今为止所公知的材料等。
[0073]如今，发出白色光的白色LED经常使用的YAG(钇铝石榴石)荧光体，能够获得IOOnm左右的粒径。因此，作为分散在粘接层70中的荧光体72，可以使用这样的荧光体。
[0074]而且，作为粘接层70所包含的荧光体72，例如，可以使用Ce:YAG(铈活化钇铝石榴石(七>J々Λ賦活4.7卟安二々Λ.方一木'7卜))荧光体(Y3Al5O12:Ce,(Y，GcO3Al5O12:Ce等)，Eu:B0SE(铕活化钡锶原硅酸盐(二一口 CA賦活八'J々Λ.7卜口 > f々Λ.才卟丨J夕一卜))荧光体，Eu:S0SE(铕激活锶钡原硅酸盐(二一口匕。々Λ賦活7卜口 > fA.八'J々A.才卟乂 '> 'J夕一卜))荧光体，铕活化α赛隆(二一口匕。々Λ賦活α寸4 7 口 > )荧光体，Ce:TAG (铈活化铽铝石榴石(七丨J々A附活f >匕'々Λ.务二々Λ.方一木'7卜荧光体(Tb3Al5O12 =Ce等)，碱土类(Eu活化M2Si5N8:Eu, MSi12O2N2:Eu 等，Ce 活化 Ca3Sc2Si3O12)，CASN-Eu (Eu 活化 CaAlSi3N3)，La 氮氧化物-Ce、Ce 活化 LaAl (Si6-ZAl2)Ν1(ι-ζ0, β 赛隆类等。
[0075]而且,也可以使用由(Sr,Ba, Mg)2Si04:Eu、Ca3 (Sc, Mg) 2Si3012:Ce 等组成的绿色突光体、由(Sr7Ca)AlSiN3 =EuXaAlSiN3:Eu 等组成的红色荧光体以及由(Si,Al)6(0,N)8:Eu、(Ba，Sr)2Si04:Eu等组成的黄色荧光体等。
[0076]如上所述，粘接层70所包含的荧光体72可以使用黄色荧光体、红色荧光体以及绿色荧光体等，但荧光体72可以由这些荧光体中的任一种组成，也可以由多种组合构成。作为多种的组合，例如是红色荧光体和绿色荧光体的组合。
[0077]在上述粘接层70中，与荧光体72 —同，还可以包含扩散剂。对于扩散剂没有特别限定，例如，可以适用钛酸钡，酸化钛，氧化铝，氧化硅，碳酸钙以及二氧化硅等。与荧光体72同样地，优选使用平均粒径较小的扩散剂。
[0078]如果荧光体的平均粒径变小，发光效率就有可能降低。因此，考虑到发光效率降低，优选地，分散于粘接层70中的突光体使用具有与分散于密封部件80中的突光体82同等程度的平均粒径的荧光体。另一方面，虽然平均粒径小的荧光体有可能发光效率降低，但是由于能够在粘接层70中填充大量荧光体，因此通过在粘接层70中填充大量的荧光体，能够减小发光效率的降低。进一步地，平均粒径小的荧光体即便在向粘接层70中填充了大量的荧光体的情况下，也能够抑制粘接层70的厚度增加，因此能够最大限度地抑制发光效率的降低，同时能够抑制散热性的降低。
[0079][密封部件80]
[0080]密封部件80由透光性材料构成。密封部件80只要是具有透光性的材料即可，没有特别限定，可以适当使用本领域中现有的公知材料形成。密封部件80的构成材料适合使用例如环氧树脂、脲醛树脂、硅酮树脂等耐老化性优秀的透光性树脂材料，耐光性优秀的硅溶胶、以及玻璃等透光性无机材料。在本实施方式中，密封材料使用硅酮树脂，作为密封部件80的构成材料。
[0081]在密封部件80中分散有平均粒径为6 μ m~20 μ m左右的荧光体82。密封部件80所包含的荧光体82能够使用可作为粘接层70所包含的荧光体72使用的材料。
[0082]在本实施方式中，半导体发光装置50的色度等并不全由粘接层70中的荧光体72确定，而主要由密封部件80中的荧光体82控制。因此，根据与粘接层70所包含的荧光体72的关系，确定密封部件80所包含的荧光体82的种类。例如，在半导体发光元件100的出射光为具有450nm峰值波长的蓝色光，粘接层70包含绿色荧光体的情况下，作为密封部件80的荧光体82，可以使用红色荧光体。由此，可以使半导体发光装置50的发光色成为白色光。另外，粘接层70所包含的荧光体72和密封部件80所包含的荧光体82都可以是黄色荧光体。由此，通过使从半导体发光元件100发出的蓝色系的光与从被来自半导体发光元件100的光激发的荧光体发出的黄色系的光进行混色，从而得到白色光。
[0083][从半导体发光元件100出射的光的路径]
[0084]参照图6，在粘接层中不包含荧光体的情况下，从活性层(发光层130)向下方出射的光入射到透明基板(蓝宝石基板)110，在基板背面反射而向透明基板110的上方(上表面侧)返回。另外，入射到透明基板110的光的一部分向透明基板110的侧面IlOb出射。
[0085]半导体发光元件通常由折射率为1.4~1.5左右的透明树脂(密封部件)密封。例如，在利用折射率为1.5的透明树脂密封半导体发光元件的情况下，在透明基板110(蓝宝石的折射率=1.78)的侧面IlOb与透明树脂的界面，其全反射角为0side> 57.43°。即，假设在透明基板110的背面发生镜面反射，以0° ( θ?ορ^ 32.57°的角度从透明基板110的上表面入射的光不从透明基板110的侧面IlOb射出，而是返回到形成在透明基板110上的多层结构体150。
[0086]另一方面，具有θ_> 32.57°的入射角的光根据入射到透明基板110的位置被分成出射到透明基板110的侧面IlOb的光(参照单点划线箭头)和返回多层结构体150的光。在这种情况下，出射到透明 基板Iio的侧面IlOb的光从透明基板110的侧面IlOb向外部射出。
[0087]在透明基板110的背面为镜面的情况下，具有0° ( θ?ορ^ 32.57°的入射角的光不全从透明基板110射出，而是从透明基板110的底面入射到粘接层(未图示)，在反射基板(未图示)被反射，从而入射到透明基板110，返回到多层结构体150 (参照虚线箭头)。返回到多层结构体150的光，一部分向芯片外(发光元件外)射出，一部分被透明电极170、P侧电极180、活性层(利用发光层130的再吸收)等各种光吸收体吸收。
[0088]参照图1及图2，在粘接层70中包含荧光体72的本实施方式中，来自半导体发光元件100的出射光通过荧光体72进行波长变换，并且，利用荧光体72改变反射角。以下，以来自半导体发光元件100的出射光为具有450nm峰值波长的蓝色光为例进行说明。
[0089]在透明基板110的底面，在从半导体发光元件100出射且入射到透明基板110的光中具有0° ( θ?ορ^ 32.57°的入射角的光，不在透明基板110和粘接层70的界面发生全反射，而是几乎全部入射到粘接层70中。由于菲涅尔反射(7 >彳、&反射)，一部分在界面发生反射，但其反射率相对较低，在入射角0°时为0.73%，入射角32°时为0.91%。
[0090]由于在粘接层70中包含荧光体72，因此入射到粘接层70中的光通过荧光体72进行波长变换。粘接层70中的荧光体72被来自半导体发光元件100的出射光激发，射出比该出射光波长更长的荧光(例如，波长635nm的红色光、波长530nm的绿色光等)。从荧光体72向上方出射的光不利用位于粘接层70下方的反射基板60，而是向上方出射，根据其出射角，向透明基板110的侧面IlOb或者上方射出。从荧光体72向下方出射的光被反射基板60反射，向透明基板110的侧面IlOb或者上方射出。
[0091]由于密封半导体发光元件100的密封部件80(硅酮树脂)的折射率为1.5，因此相对于透明基板110的侧面IlOb的法线以57.4°以下的角度入射的光从透明基板110的侧面IlOb出射。因此，该光出射到半导体发光元件100外，而不会受到因透明电极170 (ITO)等的吸收而导致的损失。
[0092]与半导体发光兀件100的出射光相同波长(450nm)的光,在返回到半导体发光兀件100的上部的情况下，会受到因活性层(发光层130)的再吸收而导致的损失。另一方面，在本实施方式中，由于来自半导体发光元件100的出射光通过粘接层70中的荧光体72向长波长侧进行波长变换，因此能够抑制活性层(发光层130)的再吸收，能够有效地提高光射出效率。
[0093]参照图3，作为反射膜等的构成材料的银(Ag)、金(Au)和铑等金属材料而言，具有光的波长越长，其反射率就变得越闻的倾向。具体地说，Ag的反射率的波长分散为，波长450nm的光是96.6 %，波长550nm的光是97.9%，波长650nm的光是98.3 %，具有波长变得越长，光的反射率就逐渐提高的倾向。对于在电极的表面、导线、球焊(一> F' )等所使用的Au来说，波长450nm的光是38.7%，波长550nm的光是81.7%，波长650nm的光是95.5%，具有波长变长，光的反射率就急剧提高的倾向。进一步地，对于在电极的反射膜等所使用的铑来说，也可以发现其具有长波长的光的反射率高的倾向。
[0094]在本实施方式中，在反射基板60的表面镀有Ag。另外，电连接引线端子64、66和半导体发光元件100的导线90、92使用了金线。这样，在半导体发光装置50中，大量使用了对长波长的光反射率变高的金属。因此，对于从半导体发光元件100出射的光来说，由于及早地变换为长波长的光会提高在这些金属的反射率，因此会提高光射出效率。入射到粘接层70的光，在被反射基板60的Ag (光反射面62)反射前，通过变换为例如绿色光或者红色光等长波长侧的波长，以更高的 反射率反射，因此具有减少损失的优点。因此，通过利用粘接层70中的荧光体72变换波长，能够更有效地提高光射出效率。
[0095]而且，被粘接层70中所包含的荧光体72吸收的激发光(来自半导体发光元件100的出射光)，在被荧光体72吸收而作为荧光再出射时，能够显著改变出射前后的传播方向。因此，以0° ( θ?ορ^ 32.57°的入射角入射到透明基板110中的光通过被荧光体72吸收而大幅度改变角度，因此变得容易从透明基板110的侧面IlOb向密封部件80出射。这样，通过在粘接层70中包含荧光体72，光的传播方向改变，光变得容易从透明基板110的侧面IlOb射出，由此，也会提高光射出效率。
[0096]从半导体发光兀件100出射的光为自然发射光，随着远离兀件向空间扩散。因此，光在远离元件的位置遇到荧光体的情况下，需要大量的荧光体。通过配置成使光在尽可能靠近发光点(半导体发光元件100的位置)的位置遇到荧光体，能够以较少的荧光体量，使从元件出射的光有效地遇到荧光体。因此，通过在半导体发光元件100的正下方的粘接层70中放入荧光体72，使该荧光体72非常接近发光点。此外，由于从透明基板110的背面出射的光量较多，因此通过在粘接层70中放入荧光体72，能够使从半导体发光元件100出射的光非常有效地遇到荧光体72。其结果是，能够利用粘接层70中的荧光体72更有效地进行波长变换。
[0097][制造方法]
[0098]参照图1和图2，说明本实施方式的半导体发光装置50的制造方法。
[0099]<半导体发光元件100〉
[0100]准备具有约400 μ m~约1300 μ m的厚度且由蓝宝石构成的透明基板。通过对该透明基板的主面(形成氮化物半导体层的一侧的面)进行镜面研磨，使该面变成镜面状态(表面粗糙度Ra在Inm以下的程度)。
[0101]接下来，利用MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法、HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy)法及 MBE (Molecular Beam Epitaxy)法等气相沉积法，在透明基板的主面上形成由氮化物半导体构成的多层膜。具体地说，参照图2，在透明基板的主面上以η型层120、MQW发光层130、ρ型层140的顺序形成这些层，所述η型层120由缓冲层、衬底层、η型氮化物半导体层、低温η型GaN/InGaN多层结构以及超晶格层构成。由此，在透明基板上形成包括多层膜的多层结构体150。
[0102]然后，对ρ型层140、MQff发光层130及η型层120的一部分进行蚀刻，使η型层120的一部分露出。在通过该蚀刻而露出的η型层120的上表面上形成η侧电极160。另外，在P型层140的上表面上以透明电极170ρ侧电极180的顺序形成这些层。然后，以覆盖透明电极170以及通过蚀刻而露出的各层的侧面的方式形成透明保护膜190。
[0103]然后，通过对形成有电极的状态下的基板进行热处理，使电极合金化。由此，获得电极与半导体层之间的良好的欧姆接触，并且，能够降低电极与半导体层之间的接触电阻。优选地，热处理温度为200°C~1200°C的范围，更优选地，为300°C~900°C的范围，再优选地，为450°C~650°C的范围。作为除此之外的热处理条件，使环境气体包含氧以及氮的至少一方。另外，也可以在例如含有Ar等惰性气体的环境、以及大气条件下进行热处理。
[0104]然后，对通过上述工序制作的晶片(々工〃一)进行研削、研磨，使透明基板的厚度减小。具体地说，将晶片放置在研削机上，对基板的背面(未形成有半导体层的面)进行研削，直至基板的厚度变成约160μπι。然后，将该晶片放置在研磨机上，以阶段性地改变成更小的研磨剂粒度号的方式进行研磨，直至基板背面的表面成为镜面(光学镜面)，使基板的厚度变成约120 μ m。这样对基板实施镜面处理，是因为如果基板的表面存在凹凸，在划线时(分割时)应力容易分散，成为错误劈裂和碎裂的原因。例如，优选地，实施了镜面研磨后的基板背面的表面，成为均方根粗糙度Rq(旧RMS)在IOnm以下的表面。
[0105]优选地，基板的厚度在20 μ m?500 μ m的范围内，更优选地，在80 μ m?300 μ m的范围内。通过使基板的厚度处于上述的范围内，能够在欲分割的方向上容易地对基板进行分割。
[0106]接下来，在透明基板110中形成用于芯片分割的断裂线(未图示)。为了将芯片(半导体发光元件)分割为规定尺寸，在透明基板110中以直线状形成断裂线。优选地，断裂线通过照射激光束来形成。特别优选地，通过照射透过蓝宝石的激光束来形成。在此，透过是指，在激光束刚照射到透明基板110(蓝宝石基板)之后，即，在蓝宝石尚未改变性质的状态下，透过率在70%以上。优选地，上述透过率在80%以上，更优选地，在90%以上。
[0107]在形成断裂线时的激光束的照射虽然可以从形成有氮化物半导体的一侧(形成有多层结构体150的一侧)进行，但是考虑到在氮化物半导体的吸收，优选地，从透明基板110的背面(未形成有多层结构体150的一侧)进行。通过从透明基板110的背面侧进行激光束的照射，能够降低对活性层等的影响。
[0108]最后，以形成了的断裂线作为起点，将晶片分割成各个芯片(半导体发光元件)。由此，获得半导体发光元件100。
[0109]〈元件的贴片接合〉
[0110]利用贴片接合剂将以上述方式获得的半导体发光元件100安装(固定)在反射基板60 (封装基体)上。
[0111]贴片接合剂使用在透光性的硅酮树脂中混合荧光体的贴片接合剂。荧光体的平均粒径在200nm以下。作为这样的荧光体，例如可以使用平均粒径为IOOnm以下的纳米荧光体(纳米粒子荧光体)、以及对当前使用的10 μ m左右的粒径的荧光体进行精细加工的荧光体，或者进行粉碎而使粒径减小的荧光体等。
[0112]作为纳米荧光体的合成方法，例如可以使用以下方法。
[0113]1.溶胶凝胶法(配位聚合法)
[0114]利用配位聚合法的YVO4 =Eu3+荧光体的合成
[0115]利用PVA法的YNbO4 =Eu3+荧光体的合成
[0116]利用配位均相晶化沉淀法的Y2O2S =Eu3+荧光体的合成
[0117]2.反胶束法和胶体析出法
[0118]利用胶体析出法的CdS纳米形成
[0119]3.热阜(* '7卜乂一 7° )法，超临界水热法，溶剂热法(solvethermal method)(稀土类铝石榴石的合成，复合氧化物的合成，Zn2SiO4:Mn2+纳米荧光体，LaPO4:Ce3+, Tb3+纳米荧光体)，喷雾热分解法，甘油热法(夕-寸一 7斤法)(Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce3+)，MgGa2O4:Mn2+, ZnGa2O4 =Mn2+等氧化物纳米荧光体)，利用多元醇法的Y2O3 =Bi3+, Eu3+等纳米荧光体
[0120]纳米荧光体能够利用如上所述的各种方法合成、形成，无论使用何种方法，都不会有特别的问题。
[0121]将如上所述的贴片接合剂适量涂布在反射基板60的光反射面62上，贴片接合半导体发光元件100。然后，利用烤炉在150°C下加热三小时，使贴片接合剂固化。由此，形成包含有荧光体72的粘接层70，经由该粘接层70，使半导体发光元件100固定在反射基板60上。粘接层70例如以2μπι~6μπι左右的厚度形成。
[0122]在使用未包含荧光体的贴片接合剂的情况下，粘接层的厚度通常是2 μ m~6 μ m左右。另一方面，如果放入贴片接合剂中的荧光体的粒径变大，在固定了半导体发光元件100的状态下，贴片接合剂(粘接层)的厚度有增大的倾向。例如，通常用于白色LED等的荧光体的平均粒径非常大，在ΙΟμL?~20μπ?左右。在使用了这样大粒径的荧光体的情况下，贴片接合剂(粘接层)的厚度变得很大，在20μπ?~40μπ?左右。由于贴片接合剂的热传导率非常低，如果粘接层的厚度增大，散热特性将显著降低。
[0123]另一方面，通过向贴片接合剂中放入平均粒径在200nm以下的荧光体，能够抑制粘接层70的厚度T增大。因此，能够使粘接层70的厚度T变得与使用未包含荧光体的贴片接合剂时的粘接层的厚度大致相同。
[0124]接下来，参照图1，使固定在反射基板60上的半导体发光元件100经由导线90及92与引线端子64及66电连接。
[0125]<利用密封部件80密封半导体发光元件100〉
[0126]利用密封部件80密封安装在反射基板60上的半导体发光元件100。密封部件80使用在透光性的硅酮树脂中混合有荧光体72的密封部件。荧光体72的平均粒径在例如
6μ m ~ 20 μ m IxJa。
[0127]利用包含荧光体72的硅酮树脂，密封半导体发光元件100、导线90及92、一部分的引线端子64和66，通过烤炉在150°C下加热三小时，使硅酮树脂固化。由此，形成密封部件80，利用该密封部件80来密封半导体发光元件100。
[0128]以上述方式来制造本实施方式的半导体发光装置50。
[0129][本实施方式的效果]
[0130]通过以上说明可以清楚地知道，本实施方式的半导体发光装置50具有下述的效
果O
[0131]包含透明基板110的半导体发光元件100经由具有透光性的粘接层70固定在反射基板60上。从半导体发光元件100向下方出射的光透过透明基板110入射到粘接层70。由于在粘接层70中包含有荧光体72，因此，来自半导体发光元件100的光被该荧光体72暂时吸收，被变换成波长更长的光。波长变换的光作为荧光从荧光体72出射。而且，通过粘接层70所包含的荧光体72，光的反射方向(荧光的出射方向)被改变，因此，光能够容易地从透明基板110的侧面IlOb射出。
[0132]从粘接层70中的荧光体72向上方出射的光，根据其出射角度，到达透明基板110的侧面IlOb或者半导体发光元件100的上部。在此，比从半导体发光元件100出射的光波长更长的光在半导体发光元件100的再吸收会被抑制。由于从荧光体72出射的光向长波长侧进行了波长变换，因此，即便在到达半导体发光元件100的上部的情况下，在半导体发光元件100的再吸收也能 够被抑制。这样，粘接层70所包含的荧光体72具有使从半导体发光元件100出射的光进行波长变换的功能和使从半导体发光元件100出射的光发生散射的功能。因此，通过使粘接层70包含荧光体72，能够使光容易地从透明基板110的侧面IlOb射出，并且，能够抑制在半导体发光元件100的再吸收，所以能够提高外部光射出效率。
[0133]如上所述，由于贴片接合剂的热传导率非常低，如果粘接层70的厚度T变得过大，散热特性将会降低，从而使发光效率降低。在粘接层中包含具有与密封部件80所包含的荧光体82同等程度的平均粒径的荧光体的情况下，由于上述荧光体82的平均粒径非常大，因此，粘接层的厚度将会变大，散热特性会显著降低。
[0134]粘接层70中包含平均粒径比密封部件80所包含的荧光体82小的荧光体72，由此，能够使粘接层70的厚度在密封部件80所包含的荧光体82的平均粒径以下。由此，能够抑制粘接层70的厚度变得过大，所以能够抑制因粘接层70的厚度变得过大而导致的散热特性的降低。其结果是，能够抑制因散热特性的降低而导致的发光效率的降低，所以能够获得亮度高的半导体发光装置50。
[0135]通过使粘接层70所包含的荧光体72的平均粒径在200nm以下，能够容易地使粘接层70的厚度T变成密封部件80所包含的荧光体82的平均粒径以下。因此，能够容易地抑制因散热特性的降低而导致的发光效率的降低。
[0136]通过使粘接层70所包含的荧光体72的平均粒径在IOOnm以下，能够更容易地抑制因散热性的降低而导致的发光效率的降低。优选地，上述荧光体72的平均粒径小于IOOnm0
[0137]进一步地，通过在反射基板60的光反射面62上搭载半导体发光元件100，从粘接层70中的突光体72向下方(基板侧)出射的光被光反射面62向上方(半导体发光兀件100侧)反射。另外，不入射到粘接层70中的荧光体72而到达反射基板60的光反射面62的光，也能够被光反射面62向上方(半导体发光兀件100侧)反射。在光反射面62反射的光从透明基板110的侧面IlOb以及半导体发光元件100的上表面射出。因此，外部光射出效率进一步提闻。
[0138]硅酮树脂对从半导体发光元件100出射的光的透过性高，因此，通过粘接层70的构成材料使用硅酮树脂，能够利用粘接层70中的荧光体72有效地对光进行波长变换。因此，能够使光更加容易地从透明基板110的侧面IlOb射出。
[0139][评价]
[0140]制作粘接层中包含有平均粒径不同的YAG荧光体的多个半导体发光装置，测定了从这些半导体发光装置出射的光的光通量(Im)。半导体发光装置的色度特性可以通过采用了 d.8(扩散照明.8°受光方式)光学系统的测定装置来进行测定，该光学系统遵照JIS28722的条件C、DIN5033teil7、IS0k772411。使用以2:100的重量比混合放入密封材料(硅酮树脂)的荧光体与密封部件(硅酮树脂)的材料，从而在CIE的色度表中发出X，Y= (0.259,0.225)的光。此时，通过调节放入密封部(硅酮树脂)中的荧光体与放入粘接层(贴片接合剂)的荧光体的量，能够实现上述色度。
[0141]参照图4，图4的横轴表示粘接层所包含的荧光体的平均粒径，图4的纵轴表示半导体发光装置的光通量。由图4可知，随着荧光体的平均粒径变得比200nm大，光通量有降低的倾向。由此确认了通过使粘接层所包含的荧光体的平均粒径在200nm以下，能够抑制光通量的降低，提高光射出效率。如果荧光体的平均粒径在IOOnm以下，光通量的降低会变得更小，如果荧光体的平均粒径比IOOnm小，光通量的降低进一步变小。因此，优选地，荧光体的平均粒径在IOOnm以下,更优选地，比IOOnm小。
[0142]接下来，使用与测定光通量的半导体发光装置相同的半导体发光装置来测定结区温度。其结果如图5所示。图5的横轴与图4的横轴相同，表示粘接层所包含的荧光体的平均粒径。图5的纵轴以使用了平均粒径为IOnm的荧光体的半导体发光装置的结区温度为基准温度，将结区温度比该温度上升了多大程度作为结区温度上升量来进行表示。
[0143]由图5可知，随着荧光体的平均粒径变得比200nm大，结区温度的上升量有增大的倾向。这被认为是，如果粘接层所包含的荧光体的平均粒径比200nm大，随着平均粒径的增力口，粘接层的厚度增大，散热性将会恶化，因此导致结区温度上升。因此，在图4中，随着荧光体的平均粒径变得比200nm大，光通量具有降低倾向的原因被认为是:由于粘接层的厚度增大，导致散热性恶化，从而使发光效率降低。
[0144]通过使粘接层所包含的荧光体的平均粒径减小到200nm以下，能够抑制散热特性的降低，改善发光效率和光射出效率，所以光通量增加。
[0145]〈实施例1>
[0146]作为实施例1的半导体发光装置，制作了具有与上述实施方式所示的半导体发光装置50相同结构的半导体发光装置。实施例1的半导体发光装置是发出白色光的半导体发光装置。所搭载的半导体发光元件射出具有450nm峰值波长的蓝色光。
[0147]粘接层使用由硅酮树脂构成的贴片接合剂。未放入荧光体的贴片接合剂的耐热性为0.3K 粘接层所包含的荧光体使用绿色荧光体，密封部件所包含的荧光体使用红色荧光体。
[0148]〈实施例2>
[0149]作为实施例2的半导体发光装置，制作了与上述实施例1相同的半导体发光装置。只是在实施例2中，粘接层所包含的荧光体及密封部件所包含的荧光体均使用YAG荧光体(黄色荧光体)。粘接层所包含的荧光体的平均粒径在50nm以下。
[0150](第二实施方式)
[0151]在本实施方式的半导体发光装置中，粘接层中包含荧光体，该荧光体射出比密封部件所包含的荧光体波长长的荧光。其他结构与上述第一实施方式的半导体发光装置50相同。
[0152]与密封部件所包含的荧光体相比，通过在粘接层中包含发出发光波长更长的荧光的荧光体，能够抑制从粘接层中的荧光体出射的光(荧光)被密封部件中的荧光体吸收。由此，能够进一步提高外部光射出效率。
[0153]如上所述，优选地，在粘接层中包含发出比密封部件所包含的荧光体的发光波长更长波长的荧光的至少一种荧光体。粘接层包含发出与密封部件所包含的荧光体的发光波长同等程度的波长的荧光的至少一种荧光体，这也是一种优选的结构。
[0154]〈实施例3>
[0155]实施例3的半导体发光装置是发出白色光的半导体发光装置。所搭载的半导体发光元件发射具有450nm峰值波长的蓝色光。在实施例3中，密封部件所包含的荧光体为绿色荧光体，粘接层所包含的荧光体为红色荧光体。其余结构与上述实施例1的半导体发光装置相同。
[0156]在实施例3的半导体发光装置中，被粘接层中的红色荧光体变换为红色的光在反射基板(封装)的表面反射，从半导体发光元件的表面和透明基板的侧面等出射，出射到密封部件中。由于出射到密封部件中的红色光是长波长，因此被密封部件中的绿色荧光体再吸收的可能性低。因此，能够进一步提高光射出效率。[0157]〈实施例4>
[0158]实施例4的半导体发光装置与实施例3的半导体发光装置大致相同。实施例4与实施例3的不同之处只在于，粘接层所包含的荧光体为黄色荧光体(YAG荧光体)。
[0159]如上所述，基于上述理由，粘接层所包含的荧光体使用黄色荧光体，由于被密封部件所包含的绿色荧光体再吸收的可能性小，因此也是优选的。
[0160](第三实施方式)
[0161]本实施方式的半导体发光装置与上述第一实施方式的不同之处在于，作为光源的半导体发光元件使用由氮化物半导体构成的透明基板。由氮化物半导体构成的透明基板使用c面GaN基板。其余结构与上述第一实施方式相同。
[0162]在本实施方式中，表示了与第一实施方式相同的倾向。而且，通过减小粘接层所包含的荧光体的平均粒径而获得的光通量的提高效果，与使用蓝宝石基板的情况相比，具有进一步提高数％左右的倾向。在使用GaN基板作为透明基板的半导体发光元件中，由于基板的折射率为2.5，比蓝宝石基板的1.78大，因此，来自基板侧面的光射出效率比使用了蓝宝石基板的半导体发光元件低。因此，关于来自侧面的光射出效率，由于本结构有效地起到作用，所以可以被认为是提高了光通量(光输出)。另外，由于GaN基板的热传导率比蓝宝石基板高，因此，也被认为是结区温度上升量被抑制为较低的原因之一。
[0163]在透明基板使用SiC基板的情况下，也能够获得与透明基板使用GaN基板的情况相同的的结果。认为这是由于SiC基板与GaN基板同样地具有大折射率，从而起到有效的改善效果。由此可知，使用SiC基板的情况也是有效的。
[0164](第四实施方式)
[0165]本实施方式的半导体发光装置搭载有发光波长为300nm的紫外光LED (半导体发光元件)。在本实施方式中，调节MQW发光层的组成及厚度等，使其发出发光波长为300nm的紫外光。具体地说，MQff发光层是向AlGaN中添加了 In的InAlGaN四元混晶的发光层。向Al组成比为70%?90%左右的AlGaN中添加了数％的In。也根据发光层(阻挡层、阱层)的厚度改变波长。因此，用于调节波长的组成和厚度被适当调节。
[0166]进一步地，在本实施方式中，通过向密封部件中放入蓝色荧光体，利用RGB三色荧光体来调节色度。本实施方式的半导体发光装置显示出与上述第一实施方式相同的倾向，能够获得相同的效果。
[0167](第五实施方式)
[0168]本实施方式的半导体发光装置具有与上述第一实施方式大致相同的结构。区别只是，在本实施方式中，放入粘接层中的荧光体使用了 CdSe纳米粒子。根据粒子尺寸，CdSe纳米粒子能够改变发光波长。粒径2.5nm时，发出蓝色的波长450nm的荧光，粒径3.3nm时，发出绿色的波长520nm的荧光，粒径5.2nm时，发出红色的波长630nm的荧光。在本实施方式中，使用了平均粒径为3.3nm的荧光体和平均粒径为5.2nm的荧光体。这样，也可以使用材料相同，仅粒径不同，从而发光色不同的荧光体。在这种情况下，与未放入荧光体的情况相比，也未发现结区温度的上升，能够获得发光特性良好的发光装置。
[0169][变形例]
[0170]在上述实施方式中，例示了透明基板使用蓝宝石基板以及c面GaN基板，但本发明不限于这样的实施方式。透明基板只要是对自身发出的光具有透光性的基板即可。作为这样的透明基板，除了上述的基板以外，也可以使用例如氮化物半导体基板、SiC基板以及石英基板等单晶透明基板。作为氣化物半导体基板，可以使用由AlxGayInzN(0 ^ x ^ I,
l,x+y+z = I)构成的基板。在氮化物半导体基板中也可以掺杂S1、0、Cl、S、C、Ge、Zn、Cd、Mg或者Be。作为η型氮化物半导体，在这些掺杂材料中，特别优选S1、O以及Cl。进一步地，氮化物半导体基板也可以使用非极性基板。非极性基板包括无极性基板和半极性基板。无极性基板的主面方位包括A面{11-20}、Μ面{1-100}以及{1-101}面等。半极性基板的主面方位包括在绿色区域等发光效率高的已知的{20-21}等。本发明也能够适用于具有这些主面方位的氮化物半导体基板。
[0171]在透明基板使用蓝宝石基板的情况下，基板的上表面可以是平坦的，也可以如(日本)特开2008-177528号公报所记载的那样，是在上表面形成凹凸形状的PSS (Patterned Sapphire Substrate)。
[0172]在上述实施方式中，说明了使用具有约120 μ m厚度的透明基板的例子，但本发明不限于上述的实施方式。透明基板的厚度没有特别限定，也可以适当使用例如具有20 μ m以上500 μ m以下(优选80 μ m以上300 μ m以下)厚度的透明基板。
[0173]在上述实施方式中，掺杂在η型层的各层的η型杂质没有特别限定，S1、P、As或者Sb等即可，优选Si。另外，超晶格层也可以是与宽带隙层和窄带隙层不同的一层以上的半导体层、宽带隙层、窄带隙层依次层叠而构成的超晶格结构。
[0174]在上述实施方式中，说明了使用由ITO构成的透明电极的例子，但本发明不限于这样的实施方式。透明电极除了 ITO以外，也可以使用例如IZ0(Indium Zinc Oxide)等透明导电膜。另外，η侧电极除了上述材料以外，也可以使用例如W/Al、Ti/Al、Ti/Al/Ni/Au、ff/Al/ff/Pt/Au 以及 Al/Pt/Au 等。
[0175]在上述实施方式中，说明了使用由SiO2构成的透明保护膜的例子，但本发明不限于这样的实施方式。除了 SiO2以外，透明保护膜也可以使用例如Zr02、Ti02、Al203、或者包含从由V、Zr、Nb、Hf、Ta构成的群中选择的至少一种元素的氧化物、SiN, BN、SiC, AIN、AlGaN等。优选地，透明保护膜是具有绝缘性的膜。
[0176]在上述实施方式中，说明了以包含突出部(分支电极)的方式形成η侧电极和ρ侧电极的例子，但本发明不限于这样的实施方式。η侧电极和ρ侧电极也可以是不包含突出部(分支电极)的结构。另外，也可以在P侧电极的正下方区域设置绝缘层，用于在P侧电极的下部防止电流的注入。
[0177]在上述实施方式中，说明了密封部件所包含的荧光体使用平均粒径大的荧光体的例子，但本发明不限于这样的实施方式。例如，密封部件也可以包含具有与粘接层所包含的荧光体同等程度的平均粒径的荧光体。在这种情况下，粘接层的厚度也可能会比密封部件所包含的荧光体的平均粒径大，但是通过使粘接层所包含的荧光体的平均粒径在200nm以下，能够抑制粘接层厚度变大，所以能够抑制因散热特性的降低而导致的发光效率的降低。
[0178]在上述实施方式中，主要说明了利用密封部件中的荧光体控制半导体发光装置的色度等的例子，但本发明不限于这样的实施方式。例如，也可以主要利用粘接层中的荧光体来控制半导体发光装置的色度等。
[0179]在上述实施方式中，作为构成粘接层的贴片接合剂，说明了使用由硅酮树脂构成的贴片接合剂的例子，但本发明不限于这样的实施方式。贴片接合剂除了硅酮树脂以外，也可以使用例如由环氧树脂、丙烯酸树脂及亚胺树脂等热固化树脂构成的贴片接合剂。在上述实施方式中，也可以使用现有的贴片接合剂(树脂)，对半导体发光元件进行贴片接合。
[0180]在上述实施方式中，作为封装基体，说明了使用由金属芯基板构成的反射基板的例子，但本发明不限于这样的实施方式。反射基板也可以使用除了金属芯基板以外的各种反射基板。例如，作为反射基板，也可以使用采用了氧化铝(A1203)、氮化铝(AlN)等的陶瓷基板、米用了 FR-4 (Flame Retardant Type4)、BT 树脂(Bismaleimide-Triazine Resin)等树脂的有机基板、混合有铜/树脂的复合基板等。由于氣化招基体的反射率低，因此有时会施闻反射率的白树脂等的涂料以及锻银等。
[0181]半导体发光装置的封装(PKG)形态也可以是上述实施方式所示的封装形态以外的形态。需要说明的是，在预成型PKG中，作为封装基体(反射基板)的材料，可以使用例如PPO树脂(聚苯醚树脂)，在陶瓷PKG中，可以使用例如氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)等。就烧结陶瓷基板而言，在使用例如氧化铝的情况下，作为具有90%以上高反射率的反射基板可以直接使用。在可见光区域内，考虑到光射出效率，优选地，反射基板的表面(光反射面)反射率为80%以上。
[0182]在上述实施方式中，说明了在半导体发光装置(封装)中搭载有一个半导体发光元件的例子，但本发明不限于这样的实施方式。搭载在半导体发光装置(封装)上的半导体发光元件也可以是多个。在这种情况下，在固定各发光元件的粘接层中可以包含相同种类的荧光体，也可以包含不同种类的荧光体。
[0183]进一步地，在上述实施方式中，粘接层及密封部件所包含的荧光体可以是一种，也可以是多种。
[0184]将以上公开的技术进行适当组合，从而获得的实施方式，也包含在本发明的技术范围内。
[0185]此次公开的实施方式只是例示，本发明不限于上述实施方式。在参照发明的具体说明记载的基础上，本发明的范围由权利要求书中的各项权利要求表示，并包括与所记载的文字等同的意义和范围内的所有变更。
[0186]工业实用性
[0187]根据本发明，能够提供一种使外部光射出效率提高的半导体发光装置。
[0188]附图标记说明
[0189]50 半导体发光装置
[0190]60 反射基板
[0191]62 光反射面
[0192]64,66 引线端子
[0193]70 粘接层
[0194]72、82 荧光体
[0195]80 密封部件
[0196]90,92 导线
[0197]100 半导体发光元件
[0198]110 透明基板
[0199]IlOb 侧面[0200]120η 型层
[0201]130MQW 发光层
[0202]140ρ 型层
[0203]150多层结构体
[0204]160η 侧电极
[0205]180P 侧 电极
【权利要求】
1.一种半导体发光装置，其特征在于，包含: 包含透明基板的半导体发光元件； 搭载有所述半导体发光元件的基板； 具有透光性的粘接层，其包含荧光体，且将所述半导体发光元件固定在所述基板上； 密封部件，其包含荧光体，且密封所述半导体发光元件； 所述粘接层具有所述密封部件所包含的荧光体的平均粒径以下的厚度。
2.如权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于， 所述粘接层所包含的荧光体的平均粒径在200nm以下。
3.如权利要求2所述的半导体发光装置，其特征在于， 所述粘接层所包含的荧光体的平均粒径在IOOnm以下。
4.如权利要求1至3中任一项所述半导体发光装置，其特征在于， 所述基板具有光反射面； 所述半导体发光元件搭载在所述光反射面上。
5.如权利要求1至4中任一项所述半导体发光装置，其特征在于， 与所述密封部件所包含的荧光体相比，所述粘接层所包含的荧光体发出发光波长更长的突光。
6.如权利要求1至5中任一项所述半导体发光装置，其特征在于， 所述透明基板为蓝宝石基板、氮化物类半导体基板以及SiC基板中的任一种基板。
7.如权利要求1至6中任一项所述半导体发光装置，其特征在于， 所述粘接层由硅酮树脂构成。
【文档编号】H01L33/50GK103918093SQ201380003789
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年5月29日 优先权日:2012年6月18日
【发明者】神川刚 申请人:夏普株式会社