半导体发光装置的制作方法

专利名称：半导体发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及发出光的半导体发光装置、以半导体发光装置为光源的照 明装置、便携通信设备及摄像机，特别是涉及用于将输出光高效地输出到 外部或提高荧光物质的变换率的技术。
背景技术：
近年来，随着半导体技术的提高，正在推动普及输出照明用的白色光 的半导体装置。
在上述半导体装置中，考虑将底板(submoimt)的电极形成为比上述 半导体发光元件大来使其具有反射膜的功能的方法。这时，上述电极可以 用光的反射率高的金属形成。
专利文献l (日本)特开2000-286457号公报。
但是，在上述反射率高的金属中，有的金属因容易产生电迁移等而不 适合作为电极。

发明内容
本发明不管反射率高的材料是否适合作为电极，提供用它将半导体元 件发出的蓝色光或由荧光物质变换的黄绿色光等的输出光高效地输出到外 部的半导体装置、具备该半导体装置的照明装置、便携通信设备、及摄像 机、以及该半导体发光装置的制造方法。
为了实现上述目的，本发明的半导体发光装置，具备衬底部件和配置 在上述衬底部件上的半导体发光元件，上述衬底部件具备基板；电极部，配置在上述基板的上表面上，与上述半导体发光元件直接接触；及反射部， 配置在上述基板的上表面上，不与上述半导体发光元件及上述电极部直接 接触。
根据用于解决课题的手段中记载的结构，在衬底部件的上表面上与电 极部分开设置反射部，所以不管该反射部是否适合作为电极，都可以使用 它。
因此，与使电极具有作为反射膜的功能的方法相比，能够将半导体发 光元件发出的输出光更高效地输出到外部。
在此，在半导体发光装置中，其特征在于，上述电极部包括形成在上 述基板的上述上表面上的电极、以及将上述半导体发光元件和上述电极电 连接的连接部。
由此，衬底部件上的布线图案等的电极和半导体发光元件由凸块和接 合线等连接部连接。
在此，在半导体发光装置中，其特征在于，上述反射部的光反射率比 上述电极高。
由此，反射部的反射率比电极高，所以与将电极作为反射膜使用的情 况相比，也能够更多地反射半导体发光元件发出的光。 因此，可以提高半导体发光装置的发光效率。
这里，在半导体发光装置中，其特征在于，上述反射部由金属形成， 上述电极比形成上述反射部的金属难以产生电迁移。
这样，电极与反射部相比，是难以产生电迁移的金属，所以是比反射 部更适合作为电极的材质，能够抑制由电迁移导致的电极间短路故障的发 生。
另一方面，反射部是反射率比电极高的材质，因此，可以容易选择适 合各种用途的材质。
这里，在半导体发光装置中，其特征在于，上述反射部由Ag、包含Ag 的合金、包含Ag、 Bi、 Nd的合金、包含Ag、 Au、 Sn的合金、Al、包含A1 的合金、或包含A1、 Nd的合金形成。
由此，可以提高反射部的反射率。
在此，在半导体发光装置中，其特征在于，上述反射部由Ag或包含Ag的合金形成；在上述电极由Au或以Au为主成分的合金形成时，上述半导体 发光元件发出的光的波长带是大约340mn以上、大约800nm以下；上述电极 由Pt或以Pt为主成分的合金形成时，上述波长带是大约350nm以上、大约 800nm以下；上述电极由Cu或以Cu为主成分的合金形成时，上述波长带是 大约350nm以上、大约800nm以下；上述电极由Ni或以Ni为主成分的合金形 成时，上述波长带是大约340nm以上、大约800nm以下；上述电极由Rh或以 Rh为主成分的合金形成时，上述波长带是大约370nm以上、大约800nm以下； 上述电极由A1或以A1为主成分的合金形成时，上述波长带是大约460nm以 上、大约800nm以下。
由此，Ag或包含它的合金是反射部，Au、 Pt、 Cu、 Ni、 Rh、 Al是各电 极的情况下，在上述波长带中，反射部的反射率比电极的反射率高。
在此，在半导体发光装置中，其特征在于，上述反射部由A1或包含A1 的合金形成；上述电极由Au或以Au为主成分的合金形成时，上述半导体发 光元件发出的光的波长带是大约200nm以上、大约600nm以下；上述电极由 Pt或以Pt为主成分的合金形成时，上述波长带是大约200nm以上、大约800nm 以下；上述电极由Cu或以Cu为主成分的合金形成时，上述波长带是大约 200nm以上、大约630nm以下；上述电极由Ni或以Ni为主成分的合金形成时， 上述波长带是大约200nm以上、大约800nm以下；上述电极由Rh或以Rh为主 成分的合金形成时，上述波长带是大约200nm以上、大约800nm以下。
由此，A1或包含A1的合金是反射部，Au、 Pt、 Cu、 Ni、 Rh是各电极的 情况下，在上述波长带中，反射部的反射率比电极的反射率高。
在此，在半导体发光装置中，其特征在于，上述基板包含Si。
由此， 一般，包含Si的基板的反射率在整个可见光区域较低，所以通过 设置反射部，可以很快地将半导体发光元件发出的输出光高效地输出到外 部。
这里，在半导体发光装置中，其特征在于，上述反射部从上看时具有 未被上述半导体发光元件遮挡的开放部分。
由此，形成在开放部分的反射部能够将从半导体发光元件向与发光方 向相反的方向发出的光高效地进行反射，而使其朝向发光方向，因此，可 以高效地利用从半导体发光元件发出的光。因此，能够提高半导体发光装置的发光效率。
这里，在半导体发光装置中，其特征在于，上述反射部的离上述半导 体发光元件远的部分比近的部分，在上下方向上高。
由此，能够高效回收离半导体发光元件越远则越衰减而变弱的光，所 以能够抑制亮度不均匀或颜色不均匀。
这里，在半导体发光装置中，其特征在于，述半导体发光装置具备透 光变换部，该透光变换部覆盖上述半导体发光元件的发光部分的一部分或 全部、以及上述反射部的一部分或全部。
由此，将半导体发光元件发出的例如蓝色光的第l波长带的光和由荧光
物质变换的例如蓝色光的互补色即黄绿色光的第2波长带的光高效地输出 到外部，例如可以抑制白色光的混合色的光的亮度不均匀和颜色不均匀的 同时进行输出，并且，由于反射部的被透光变换部覆盖的部分至少反射第l 波长带的光，所以可以提高荧光物质的变换率。
这里，在半导体发光装置中，其特征在于，上述反射部的离上述半导 体发光元件远的部分比近的部分，反射来自上述半导体发光元件的光的比例高。
由此，使离半导体发光元件越远就越衰减而减弱的光，越是远的部分 反射越多，从而可以抑制亮度不均匀和颜色不均匀。
在此，在半导体发光装置中，其特征在于，在上述反射部的一部分或 整面上具有凹凸。
由此，因凹凸而增加表面积，可以使第l波长带光的漫反射，所以可以 提高荧光物质的变换率。
在此，在半导体发光装置中，其特征在于，上述反射部的离上述半导 体发光元件远的部分的凹凸比近的部分大。
由此，使离半导体发光元件越远就越衰减而减弱的光，通过越是远的 部分越增大凹凸，由此使越是远的部分漫反射越多，从而可以抑制亮度不 均匀和颜色不均匀。
这里，在半导体发光装置中，其特征在于，述反射部在一部分或全部 具有球面。
由此，通过曲面增加表面积，使第l波长带的光漫反射，从而提高荧光物质的变换率。
在此，在半导体发光装置中，其特征在于，上述反射部的上述球面的 离上述半导体发光元件远的部分的曲率比近的部分小。
由此，使离半导体发光元件越远就越衰减而减弱的光，通过越是远的 部分使曲面的曲率越小，由此使得越是远的部分越增大表面积，并使漫反 射越多，从而可以抑制亮度不均匀和颜色不均匀。
这里，在半导体发光装置中，其特征在于，在上述反射部和上述基板 之间设有绝缘部。
由此，可以可靠地截断在反射部中流动的电流，可以可靠地防止电迁 移的发生。
这里，在半导体发光装置中，其特征在于，在上述半导体发光元件中， 在一方的主面侧设有第1元件电极和第2元件电极，在上述衬底部件上作为
上述电极设有第1基板电极和第2基板电极，上述第l元件电极和上述第l基 板电极由上述连接部中的一个即第l微凸块电连接，上述第2元件电极和上 述第2基板电极由上述连接部中的一个即第2微凸块电连接。
由此，在倒装片安装中，能够使半导体发光元件发出的输出光更高效 地输出到外部，所以，可以得到高亮度。
为了实现上述目的，本发明的照明装置的特征在于，具备上述半导体 发光装置和配置在上述半导体发光装置的主发光方向上的透镜部。
由此，以使用多个上述半导体发光装置的吊灯或筒灯(downlamp)等 室内照明为代表，提高立式桌上用照明、手电筒等便携式照明、摄像机的 闪光灯等摄像用照明等的各种照明装置的发光效率。并且，在室内用照明 或桌上用照明中，可以期待高亮度化及节能效果，并且，在便携用照明中， 可以期待高亮度化及连续点灯时间的延长等。
为了实现上述目的，本发明的便携通信设备的特征在于，具备上述半 导体发光装置或照明装置。
由此，提高便携通信设备的液晶画面的背光源、内置的数码摄像机的 静止像用的闪光灯或动态像用的照明等的发光效率。并且，在便携通信设 备中，可以期待操作性提高，电池续航时间的延长及轻量化等。
为了实现上述目的，本发明的摄像机的特征在于，具备上述半导体发光装置或照明装置。
由此，提高数码静止摄像机或银铅摄像机用的闪光灯、录像摄像机用 的照明等的发光效率提高。由此，在各种摄像机中，可以期待比过去低的
EV值上的摄像、电池续航时间的增长及轻量化。
在此，半导体发光元件的制造方法的特征在于，包括在上述基板的 上述上表面上形成上述电极部的步骤；在上述电极部及与上述电极部邻接 的区域形成保护膜的步骤；在由形成有上述保护膜的区域及要形成上述反 射部的区域构成的上述基板的上述大致整个上表面上形成反射部用被膜的 步骤；以及除去上述保护膜和形成于上述保护膜上的反射部用被膜的步骤。
这样，将保护膜形成在电极部及电极部周围的分离区域，因此，可以 同时进行电极部保护和分离区域形成。
此外，蒸镀的反射部用金属的垂直面与水平面相比难以成膜，因此， 可以在需要膜厚的反射部形成一定膜厚以上的被膜，同时可以形成在垂直 面即侧面没有形成反射部的不连续的薄膜。


图l (a)是表示本发明的实施方式中的半导体发光装置100的外观的立 体图。图l (b)是图l (a)所示的半导体发光装置100的俯视图。图l (c) 是图l (a)所示的半导体发光装置100的A-A'线纵剖视图。
图2是组装前的半导体发光元件110的底视图。
图3 (a)是组装前的底板130的俯视图。图3 (b)是图3 (a)所示的底
板130的A—A'线纵剖视图。
图4是表示输出的光的波长范围、电极的材质、及反射部的材质的适当
的组合的图。
图5是表示底板130的制造方法的概要的图。
图6是反射部形成工序中的底板130的截面的概要的图。
图7是表示底板130的制造方法的概要的图。
图8是表示反射部的形成工序中的底板130的截面的概要的图。
图9是表示半导体发光装置100的制造方法的概要的图。
图IO (a)是组装前的底板510的俯视图。图IO (b)是半导体发光装置500的图10 (a)中表示的底板510的A—A'线纵剖视图。图IO (c)是半导体
发光装置500的图10 (a)中表示的底板510的B—B'线纵剖视图。
图ll (a)是组装前的底板610的俯视图。图ll (b)是半导体发光装置
600的图11 (a)中表示的底板610的A—A'线纵剖视图。
图12 (a)是组装前的底板710的俯视图。图12 (b)是半导体发光装置
700的图12 (a)中表示的底板710的A—A'线纵剖视图。
图13是表示将半导体发光装置100作为光源的照明装置200的图。 图14是将照明装置200作为照相用的闪光灯搭载的便携通信设备300。 图15是将照明装置200作为照相用的闪光灯搭载的摄像机400。 其中，
100半导体发光装置
110半导体发光元件
111负电极
112正电极
120透光性树脂
130底板(衬底部件)
131 硅基板
132反射部
133背面电极
134正电极(电极部)
135负电极(电极部)
136接合焊盘140~144微凸块(电极部)
200照明装置
201~204 引脚框
205 Ag糊料
206、 207 Au线
208透明环氧树脂
209微透镜
300便携通信设备400摄像机
500半导体发光装置
510底板(衬底部件)
511正电极
512反射部
513硅基板
600半导体发光装置
610底板(衬底部件)
611反射部
612硅基板
700半导体发光装置
710底板(衬底部件)
711反射部
712硅基板
具体实施方式
(半导体发光装置) <结构>
本发明的实施方式是如下的半导体发光装置使衬底部件的上表面比
上述半导体发光元件的外形大一圈，在上述上表面上，与Au(金)或AK铝) 等电极分别地用反射率比电极高的Ag (银)等金属设置反射部，从而不管 反射率高的材料是否适合作为电极，用它将半导体发光元件发出的蓝色光 或紫外光、及由荧光物质变换的黄绿色光等输出光高效地输出到外部。
图l (a)是本发明的实施方式中的半导体发光装置100的外观的立体图。 并且，在本实施方式中，将图l (a)所示的X轴方向设为半导体发光装置100 的前后方向(+侧为前侧、 一侧为后侧)，将Y轴方向设为左右方向(+侧为 左侧、 一侧为右侧)，将Z轴方向设为上下方向(+侧为上侧、 一侧为下侧)。 图l (b)是从上侧(上述Z轴方向+侧)看半导体发光装置100的俯视图。 图l (c)是从右侧(上述Y轴方向一侧)看半导体发光装置100的A-A' 线截面的A-A'线纵剖视图。如图l (a)所示，本发明的实施方式的半导体发光装置100是输出白色 光的器件，具备半导体发光元件110、作为透光变换部的一例的透光性树脂 120及作为衬底部件的底板130。
图2是从下侧(上述Z轴方向一侧)即面对底板130的主面侧看组装前的 半导体发光元件110的底视图。
半导体发光元件110例如是在透光性的基板上形成了GaN系化合物半导 体层的发出蓝色光的发光二极管，在面对底板130的一方的主面上具备负电 极111和正电极112，另一方的主面上具有主要发出光的主发光部。半导体发 光元件110的外形在这里是主面为0.3mm见方的正方形、厚度为0.1mm左右 的直方体形状，如图1所示配置在底板130上。
透光性树脂120由包含将从半导体发光元件110发出的蓝色光变换成其 互补色即黄绿色光的荧光物质(未图示)的树脂材料构成，使未由荧光物 质变换的蓝色光和由荧光物质变换的黄绿色光透射。
如图1所示，透光性树脂120配置在底板130上，以覆盖半导体发光元件 IIO的全部和其周边。此外，透光性树脂120配置成覆盖反射部132的一部分。
这里，透光性树脂120覆盖全部半导体发光元件110，并不一定要覆盖全 部，只要至少覆盖发光部分的局部即可。并且，透光性树脂120覆盖反射部 132的一部分，但是也可以覆盖全部。
图3 (a)是从上侧(上述Z轴方向+侧)即配置半导体发光元件110的上 面侧看组装前的底板130的俯视图。图3 (b)是从右侧(上述Y轴方向一侧) 看图3 (a)所示的底板130的A-A'线截面的A-A'线纵剖视图。
如图l (a)及(c)所示，底板130配置在半导体发光元件110及透光性 树脂120的下侧(上述Z轴方向的一侧)。
底板130具有作为基板的一例的硅基板131、设置在上述硅基板131的上 表面的电极部及反射部132、设置在上述硅基板131的下表面的背面电极 133。
硅基板131是包含硅的基板，具体而言，是以硅为基材的齐纳二极管等 保护用二极管。
电极部由正电极134、负电极135及作为连接部的一例的微凸块 (bump)140 144构成。正电极134配置在底板130的p型半导体区域的上表面上，负电极135和反射部132配置在底板的n型半导体区域的上表面上。并且， 反射部132也可以配置在底板的p型半导体区域的上表面上。
背面电极133的材质例如是Au、 Pt (白金)、Cu (铜)、Ni、 Rh (铑)、 Al、 Ag等中的任一种、或多个组合、或者是包含它们的合金。
如图l (a)所示，底板130是主面为0.5x0.8mm的长方形且厚度为0.2mm 左右的直方体形状。因此，如图l (b)所示，在俯视时，底板130比半导体 发光元件110大一圈。
并且，底板130比透光性树脂120大，在开放部分的未被上述透光性树 脂120覆盖的部分，至少配置有正电极134;上述正电极134的未被上述透光 性树脂120覆盖的部分的一部分成为接合焊盘136。
并且，底板130可以使用齐纳二极管、pn二极管、pin二极管、肖特基二 极管、隧道二极管、耿氏二极管等的各种二极管。
这里，保护用二极管即底板130和发光二极管即半导体发光元件110以 相反极性的电极互相连接。在发光二极管上这样连接有保护用二极管，因 此，即使要向发光二极管施加反向电压，电流在保护用二极管中也向顺方 向流动，所以，在发光二极管上几乎不被施加反方向电压，并且，即使要 向发光二极管施加过大的顺方向电压，也不会施加保护用二极管的反方向 击穿电压(齐纳电压)以上的顺方向电压。
将硅二极管用作保护用二极管的情况下， 一般顺方向电压是0.9V左右， 可以将反方向击穿电压设定为10V左右。其结果，GaN系的发光二极管的顺 方向击穿电压是100V左右、反方向击穿电压是30V左右，所以，可以防止 因静电等过大的电压而导致发光二极管被破坏的状况。
特别是，发出蓝色光的发光二极管主要是GaN系，与其它整体(bulk) 化合物半导体(GaP、 GaAlAs等)比较，反静电性能较弱，如上所述由各 种二极管构成底板130的效果较大。但是，从外部实施针对静电的其它对策 的情况下，在如其它整体化合物半导体那样使用反静电性能强的半导体发 光元件的情况等，底板130并不一定是二极管也可以。
正电极134是电极，通过微凸块与半导体发光元件110的负电极111电连 接，同样，负电极135是电极，通过微凸块141 144与半导体发光元件110的 正电极112电连接，在正电极134和负电极135之间施加电压，半导体发光元件110发光。
微凸块140 144是分别将半导体发光元件和电极电连接的导体。
并且，这里正电极134及负电极135的材质是具有难以产生电迁移等的
适合作为电极的特性的金属，例如是如图4所示的表的最左栏所示的Au、 Pt (白金)、Cu (铜)、Ni (镍)、Rh (铑)、Al中的任一种、多个组合、或包
含它们的合金。
此外，电迁移是指由于电场的影响，金属成分在非金属介质上或非金 属介质中横截移动的现像，电极间的绝缘电阻值随着使用时间的经过下降 并导致短路故障。并且，若不存在电场，就不发生电迁移。例如，光的波 长在340nm以上800nm以下，反射率高的Ag，是特别容易引起电子的金属，
不适合作为电极，最终不能使用。
反射部132例如图1 (b)所示，在硅基板131的上表面的未被半导体发 光元件110遮挡的开放部分，除了正电极134及负电极135的部分，配置成大 致遍及整个面。并且，在上述反射部132和硅基板131之间，也可以设有绝 缘部(未图示)。
反射部132设置成不与正电极134、负电极135及半导体发光元件110的 任一个直接接触。这里，所谓直接接触是指物理上不接触的状态，可以隔 着其它物体连接，并且，也可以电连接。
此外，反射部132在发光等时被施加的电压比电极部小。因此，电场的 影响也小，难以引起电迁移。因此，反射部132的材质，可以是具有容易引 起电迁移等的不适合作为电极的特性的金属。
作为反射部132的材质，例如图4所示的表的最上栏所示，除考虑Au、 Pt、 Cu、 Ni、 Rh、 Al以外，还可以考虑容易引起电迁移的Ag，还可以是这 些内的多个组合或包含它们的合金等。根据从半导体发光元件lIO发出的光 的波长，可以分开使用Ag或包含Ag的合金(Ag—Bi， Ag—Bi—Nd)、或A1、 或包含A1的合金。
另一方面，电极部在发光等时被施加的电压较大，因此，电场的影响 也较大，容易引起电迁移，因此，如上所述，最好是难以引起电迁移的金 属。
并且，反射部132对从半导体发光元件110发出的波长带的光、及由透光性树脂120中的荧光物质变换的波长带的光的反射率比正电极134及负电 极135高。
以上，在本发明的实施方式中，以输出照明用的蓝色光和黄绿色光的 混合色即白色光的半导体发光装置为例进行了说明，但是，输出不同组合 的白色光或白色光以外的光的半导体发光装置也同样可以实现，可以期待 同样的效果。
以下，对输出的光的波长范围、电极的材质、及反射部的材质的适当 的组合进行说明。
图4是表示输出的光的波长范围、电极的材质、及反射部的材质的适当 的组合的图。并且，在图4中，记载在电极及反射部的栏中的各元素符号意 味着该元素符号表示的金属。并且，在图4中，波长仅表示了200nm以上 800nm以下，但是不限于此。
在图4中，反射部的反射率比电极高，与将电极用作反射膜相比，能够 更多地反射半导体发光元件发出的图中记载的波长带的光，并且，示出电 极是难以引起电迁移的金属的组合。
特别是，反射部是Ag或包含Ag的合金，电极是Au或以它为主成分的合 金时，半导体发光元件发出的光最好是大约340nm以上、大约800nm以下； 反射部是Ag或包含Ag的合金，电极是Pt或以Pt为主成分的合金时，半导体 发光元件发出的光最好是大约350nm以上、大约800nm以下；反射部是Ag 或包含Ag的合金，电极是Cu或以Cu为主成分的合金时，半导体发光元件发 出的光最好是大约350nm以上、大约800nm以下；反射部是Ag或包含Ag的 合金，电极是Ni或以Ni为主成分的合金时，半导体发光元件发出的光最好 是大约340nm以上、大约800nm以下；反射部是Ag或包含Ag的合金，电极 是Rh或以Rh为主成分的合金时，半导体发光元件发出的光最好是大约 370nm以上、大约800nm以下；反射部是Ag或包含Ag的合金，电极是A1或 以A1为主成分的合金时，半导体发光元件发出的光最好是大约460nm以上、 大约800nm以下。并且，这里合金的主成分是指占该合金的组成的50%以上 的金属。
此外，特别是反射部是A1或包含它的合金，电极是Au或以Au为主成分 的合金时，半导体发光元件发出的光最好是大约200nm以上、大约600nm以下；反射部是A域包含A1的合金，电极是Pt或以Pt为主成分的合金时，半导 体发光元件发出的光最好是大约200nm以上、大约800nm以下；反射部是A1 或包含A1的合金，电极是Cu或以Cu为主成分的合金时，半导体发光元件发 出的光最好是大约200nm以上、大约630nm以下；反射部是A1或包含A1的合 金，电极是Ni或以Ni为主成分的合金时，半导体发光元件发出的光最好是 大约200nm以上、大约800nm以下；反射部是A1或包含A1的合金，电极是Rh 或以Rh为主成分的合金时，半导体发光元件发出的光最好是大约200nm以 上、大约800nm以下。
此外，即使没有电场的影响，Ag或Al也具有由于因热产生结晶粒或卤 素的凝聚而导致反射率下降的性质。为了抑制反射率的下降，与反射部由 Ag单体形成相比，更优选由包含Ag、 Bi、 Nd的合金、或者包含Ag、 Au、 Sn的合金形成，另外，与反射部由A1单体形成相比，更优选由包含A1、 Nd 的合金的合金形成。这些特别是在发热量大的高亮度型的半导体发光装置 中有效。并且，这些合金的重量比优选Ag-Bi (0.35%) -Nd (0.2%)、 Ag— Au (10°/。) —Sn (10%)、 Al—Nd (2%)左右。
此外，特别是，在反射部和基板之间设有绝缘部的情况下，由于Ag或 Al的上述因热产生结晶粒或卤素的凝聚，上述反射部和上述绝缘部的密接 性容易被损坏，如上所述通过将上述反射部不是由金属单体而是由合金形 成，可以抑制上述反射部和上述绝缘部的密接性被损坏。
并且，本发明的半导体发光元件不限于发出蓝色光的元件，例如也可 以是发出紫外光的元件，在这种情况下，透光性树脂包含从半导体发光元 件发出的紫外光中激励蓝色光、红色光、绿色光的荧光物质，成为由使通 过该荧光物质激励的蓝色光、红色光、绿色光透过的树脂材料构成的具有 透光性的荧光体。
<制造方法>
半导体发光装置00的制造方法中，与不具备反射部的以往的底板的制 造方法不同的仅是底板130的制造方法，因此，这里说明底板130的制造方
法，对其它制造方法进行简单说明。
图5是表示底板130的制造方法的概要的图。 首先，用图5说明底板130的制造方法。此外，从S1到S7及从S12到S15与不具备反射部的以往的底板的制造方 法相同，从步骤S8到S11与以往的底板的制造方法不同。
(步骤S1)在氧化工序中，使加工前的n型的包含Si的基板131的晶片表 面氧化。
(步骤S2)在抗蚀剂工序中，除了晶片表面上的正电极134的预定形成 部分和其邻接部分以外形成抗蚀剂膜，从而形成PN结形成用窗。
(步骤S3)在扩散工序中，对晶片表面上的PN结形成用窗的部分选择 性地扩散p型杂质，从而形成PN结。
(歩骤S4)在除去抗蚀剂膜之后、绝缘部形成工序中，利用等离子CVD 装置在晶片表面上形成厚度为5000 6000A (埃)的钝化膜(氧化硅膜和氮 化硅膜)，作为绝缘部的一例。
(步骤S5)通过除去晶片表面上的正电极134及负电极135的预定形成
部分的一部分或全部的绝缘部，来形成电极接触窗。
(步骤S6)将电极用金属蒸镀在晶片表面上。这里蒸镀2 6pm厚的Al。 (步骤S7)通过除去所蒸镀的A1的不需要的部分，形成正电极134及负 电极135的图案。
图6是表示反射部形成工序中的底板130的截面的概要的图。 图6所示的801表示进入反射部形成工序之前的底板130的截面的状态。 (步骤S8)为了防止形成反射部132时的对电极的坏影响，使用等离子 CVD装置，在晶片表面上形成氮化硅膜4000 5000A (埃)。并且，取代氮化
硅膜，也可以使用氧化硅膜。
图6所示的802表示通过步骤S8的工序实施了处理的状态。 氮化硅膜通过等离子CVD以250 40(TC的较低的温度形成，不会在A1
电极表面产生凝聚等变化，可以使正电极134及负电极135的表面维持具有
光泽的状态。特别是，氮化硅膜的耐湿性优良。
(步骤S9)在晶片表面上蒸镀反射部用金属1000A (埃)以上。这里，
蒸镀Ag合金。此外，作为蒸镀Ag合金的方法，例如有电子束方式、电阻加
热方式及溅射方式等。
图6所示的803表示通过步骤S9的工序实施了处理的状态。 (步骤SIO)通过除去反射部用金属的分离反射部132和电极的区域、和电极表面的不需要的部分，来形成反射部132的图案。这里，Ag合金使用 湿法刻蚀，氮化硅膜通过等离子的干法刻蚀除去，来形成反射部132的图案。
这里，通过干法刻蚀除去氮化硅膜，从而在比较低温a00 20(TC)下 进行，并且，可以防止正电极及负电极被酸等污染而降低光泽的状况。
并且，这里通过将氮化硅膜形成为覆盖电极表面的周缘部分，来保护 上述电极和绝缘部的界面，防止粘接力弱的上述电极从上述绝缘部剥离。
图6所示的804表示通过步骤S10的工序实施了处理的状态。 (步骤Sll)将正电极134及负电极135上的微凸块140 144的预定形成 部分及其周边部分的氮化硅膜，利用干法刻蚀除去，从而形成氮化硅膜的 图案。
图6所示的805表示通过步骤S11的工序实施了处理的状态。 (步骤S12)削去晶片背面，将厚度调整为100 200pm。 (步骤S13)将背面电极用的Au和Ag等金属通过电子束、溅射、电阻
加热等的蒸镀法来蒸镀于晶片表面上，来形成背面电极133。
(步骤S14)进行特性检测，存储不符合规格的不合格元件的位置信息。
这里，被存储的不合格元件的位置信息用于在管芯接合(die bonding)时舍
弃不合格元件。
(步骤S15)将晶片粘接在划片带(dicing tape)上，按芯片单位进行划片。
通过如上那样的方法，可以制造底板130。
并且，上述制造方法的情况下，如在除去不需的反射部时使用的湿法 刻蚀和在除去不需要的氮化硅膜时使用的干法刻蚀等那样，为了除去不需 要的部分需要经过复杂的工序。因此，可以将除去不需要的部分时的工序 (步骤S8 步骤S11)置换为更加简化的如下的工序(步骤S21 步骤S23)。 图7是表示底板130的制造方法的概要的图。 图8是表示反射部的形成工序中的底板130的截面的概要的图。 图8所示的901表示进入反射部的形成工序之前的底板130的截面的状态。
(步骤S21)为了防止形成反射部132时的对电极的坏影响，使用磁电 子绝对式编码器(7匕。:/3 —夕一)在晶片表面上的配置有正电极134及负电极135的区域及与该区域邻接的周围的区域有选择地形成2 3pm的抗蚀剂 膜，作为保护膜的一例。
这时，保护膜具备在垂直方向延伸的侧面，其膜厚优选为之后形成的 反射部的10倍左右。这是利用了蒸镀对象面的角度越接近垂直、则形成反 射部的蒸镀速度越慢的特性，可以可靠地进行保护膜的剥离。
图8所示的902表示通过步骤S21的工序实施了处理的状态。 (步骤S22)在由形成有保护膜的区域及要形成反射部132的区域构成 的大致整个晶片表面上(基板的上表面上)，蒸镀反射部用金属，作为反射 部用被膜。
这时，蒸镀的金属以1000 4000 (埃)的范围形成较好。这是因为，以 1000 (埃)以下的膜厚不能发挥作为反射膜的功能，并且，若是4000埃以 下，则可以在沿保护膜的垂直方向延伸的侧面的一部分形成开口部，通过 保护膜的剥离作用，可以简单地进行保护膜的去除。并且，若使用有机类 的抗蚀剂，则可以用有机溶剂以比较短时间去除保护膜，不需要使用对电 极表面的光泽造成影响的酸。
并且，这里，在蒸镀金属时，也可以首先蒸镀钛等难以与晶片表面反 应的金属，在其上蒸镀Ag或Ag合金等反射率高的金属，做成双重结构。
图8所示的903表示通过步骤S22的工序实施了处理的状态。 (歩骤S23)将保护膜与形成在上述保护膜上的反射部用被膜一起通过 溶剂浸渍法除去，从而使正电极134及负电极135露出的同时，仅在与各电 极分离的区域残留反射部用被膜来形成反射部的图案。
图8所示的904表示通过步骤S23的工序实施了处理的状态。
如上所述，在步骤S21中将保护膜形成在电极及电极周围的分离区域， 从而可以同时进行电极保护和分离区域形成。
此外，蒸镀的反射部用金属的垂直面比水平面难以被成膜，可在需要 膜厚的反射部132上形成一定膜厚以上的被膜，同时，在垂直面即侧面可以 形成没有形成上述反射部132的不连续的薄膜。
图9是表示半导体发光装置100的制造方法的概要的图。
以下用图9说明半导体发光装置100的制造方法。 (步骤S31)将底板130固定在管芯接合(diebonding)机的规定位置。(步骤S32)将半导体发光元件110固定在管芯接合机的规定位置。
(步骤S33)在底板130上的要用凸块连接半导体发光元件110的位置， 生成微凸块140 144。
(步骤S34)将半导体发光元件110每次仅拾取一个芯片，在底板130上 凸块连接半导体发光元件IIO。
(步骤S35)当在底板130上用凸块连接半导体发光元件110时，将它传 送到金属版的荧光体印刷机上。
(步骤S36)在荧光体印刷机上，在底板130上的半导体发光元件110和 覆盖其周边的要印刷的位置印刷荧光体。
(步骤S37)通过以上完成半导体发光装置IOO。 <总结>
根据本发明的实施方式的半导体发光装置，通过与电极分开地用反射 率高的材料设置反射部，以便不受电场的影响，从而得到如下的优良效果 不管反射率高的材料是否容易引起电迁移，可以用它将半导体发光元件发 出的蓝色光或紫外光、及由荧光物质变换的黄绿色光等输出光高效地输出 到外部。
(变形例l) <结构>
本发明的变形例l是改良实施方式的半导体发光装置的半导体发光装 置，该半导体发光装置使反射部等的形状倾斜成离半导体发光元件远的部 分比近的部分相对于发光方向侧变高，来高效回收离半导体发光元件越远 就越衰减而减弱的光，从而抑制亮度不均匀或颜色不均匀。
本发明的变形例1的半导体发光装置500是与实施方式的半导体发光装 置100同样地输出白色光的装置，具备半导体发光元件IIO、透光性树脂120 及作为衬底部件的底板510，底板130被置换为底板510。
图IO (a)是组装前的底板510的俯视图。图IO (b)是将半导体发光装 置500的图10 (a)中表示的底板510的A—A'线纵剖视图。图IO (c)是半导 体发光装置500的图10 (a)中表示的底板510的B—B'线纵剖视图。并且， 在图10中的X轴、Y轴及Z轴所示的方向遵照图1 (a)中的各轴的定义。如图IO (a)所示，本发明的变形例1的底板510与实施方式的底板130 同样，也包括例如以硅为基材的齐纳二极管等保护用二极管即硅基板513， 配置在半导体发光元件110和透光性树脂120的下侧，配置有这些的一侧的 硅基板513的表面侧的主面即上表面上设置正电极511、负电极135、反射部 512及微凸块140~144，并且在背侧的主面即下表面设置背面电极133，正电 极133被置换为正电极5U，反射部132被置换为反射部512。
正电极511仅形状与正电极134不同，被透光性树脂120覆盖，并且，在 未配置半导体发光元件110的部分，倾斜成离半导体发光元件远的部分比近 的部分相对于发光方向侧变高，材质等其它特征与正电极134同样。这里， 未被正电极511的透光性树脂120覆盖的部分没有倾斜，但是为了不改变接 合焊盘136的形状，可以使该部分与未被透光性树脂覆盖的部分同样地倾 斜。
反射部512仅形状与反射部132不同，在至少被透光性树脂120覆盖的部
分，倾斜成离半导体发光元件远的部分比近的部分相对于发光方向侧变高， 材质等其它特征与反射部132同样。这里，反射部512的未被透光性树脂120 覆盖的部分没有倾斜，但这是为了与正电极511的形状对齐，也可以与被透 光性树脂覆盖的部分同样地倾斜。 <制造方法>
对底板510的上表面赋予倾斜是如下进行例如将正型光抗蚀剂涂敷在 基板上，隔着光栅掩膜曝光，对光抗蚀剂进行显影及冲洗，从而将具有由 光抗蚀剂产生的倾斜的表面形状图案形成在基板上之后，可以将此作为掩 膜对光抗蚀剂和基板进行各向异性刻蚀或喷砂处理，将光抗蚀剂的表面形 状图案挖入转印在基板表面上。
<总结>
如上所述，根据本发明的变形例l，在至少被透光性树脂覆盖的部分， 使正电极及反射部的形状倾斜成离半导体发光元件远的部分比近的部分相 对于发光方向侧变高，高效回收离半导体发光元件越远就越衰减而减弱的 光，从而抑制亮度不均匀或颜色不均匀。
(变形例2)<结构>
本发明的变形例2是改良实施方式的半导体发光装置的半导体发光装 置，在反射部的表面设置凹凸来增加表面积，从而提高反射效率，并且通 过漫反射来提高波长的变换效率，并且，使离半导体发光元件远的部分的 凹凸比近的部分大，将离半导体发光元件越远就越衰减而减弱的光，越是 远的部分就漫反射越多，从而抑制亮度不均匀或颜色不均匀。
本发明的变形例2的半导体发光装置600是与实施方式的半导体发光装 置100同样地输出白色光的装置，具备半导体发光元件IIO、透光性树脂120 及作为衬底部件的底板610，底板130被置换为底板610。
图ll (a)是将组装前的底板610从配置半导体发光元件110的上表面侧 看的俯视图。图ll (b)是将半导体发光装置600在图11 (a)中表示的底板 610的A—A'线纵剖视图。并且，在图11中的X轴、Y轴及Z轴所示的方向遵 照图l (a)中的各轴的定义。
如图ll (a)所示，本发明的变形例2的底板610与实施方式的底板130 同样，也包括例如以硅为基材的齐纳二极管等保护用二极管即硅基板512， 配置在半导体发光元件110和透光性树脂120之下，在配置有这些的一侧的 硅基板612的表面侧的主面即上表面上设置正电极134、负电极135、反射部 611及微凸块140 144，并且在背侧的主面即下表面设置背面电极133，反射 部132被置换为反射部611。
反射部611仅表面形状与反射部132不同，在表面具有凹凸，离半导体 发光元件远的部分的凹凸比近的部分的凹凸大，材质等其它特征与反射部 132同样。
这里，在正电极没有设置凹凸，也可以与反射部611同样地设置凹凸。 <制造方法>
对底板610的上表面赋予凹凸是如下地进行例如将正型光抗蚀剂涂敷 在基板上，隔着光栅掩膜曝光，对光抗蚀剂进行显影及冲洗，从而将具有 由光抗蚀剂产生的凹凸的表面形状图案形成在基板上之后，可以将此作为 掩膜对光抗蚀剂和基板进行各向异性刻蚀或喷砂处理，将光抗蚀剂的表面 形状图案挖入转印在基板表面上即可。
<总结>如上所述，根据本发明的变形例2，在反射部的表面设置了凹凸，所以 增加表面积并提高反射效率，并且，通过漫反射而提高波长的变换效率。
并且，使离半导体发光元件远的部分的凹凸比近的部分的凹凸大，将 离半导体发光元件越远就越衰减而减弱的光，越是远的部分就漫反射越多， 从而能够抑制亮度不均匀或颜色不均匀。
并且，为了抑制颜色不均匀，至少在被透光性树脂覆盖且未配置半导 体发光元件的部分的反射部设置凹凸即可，此外，至少反射半导体发光元 件发出的蓝色光即可。
(变形例3) <结构>
本发明的变形例3是改良实施方式的半导体发光装置的半导体发光装 置，在反射部的表面设置球面并增加表面积，从而提高反射效率，并且通 过漫反射来提高波长的变换效率，并且，使离半导体发光元件远的部分的 球面的曲率比近的部分小，将离半导体发光元件越远就越衰减而减弱的光， 越是远的部分就漫反射越多，从而抑制亮度不均匀或颜色不均匀。
本发明的变形例3的半导体发光装置700是与实施方式的半导体发光装 置100同样地输出白色光的装置，具备半导体发光元件IIO、透光性树脂120 及作为衬底部件的底板710，底板130被置换为底板710。
图12 (a)是组装前的底板710的俯视图。图12 (b)是将半导体发光装 置700在图12 (a)中表示的底板710的A—A'线纵剖视图。并且，在图12中 的X轴、Y轴及Z轴所示的方向上遵照图1 (a)中的各轴的定义。
如图12 (a)所示，本发明的变形例3的底板710与实施方式的底板130 同样，也包括例如以硅为基材的齐纳二极管等保护用二极管即硅基板712， 配置在半导体发光元件110和透光性树脂120之下，在配置有这些的一侧的 硅基板712的表面侧的主面即上表面上设置正电极134、负电极135、反射部 711及微凸块140 144，并且在背侧的主面即下表面设置背面电极133，反射 部132被置换为反射部711。
反射部711仅表面形状与反射部132不同，在表面具有球面，离半导体 发光元件远的部分的球面的曲率比近的部分小，材质等其它特征与反射部132同样。
这里，在正电极没有设置球面，但也可以与反射部711同样地设置球面。 <制造方法>
对底板710设置球面，例如可以利用形成以往的凸块的方法来进行加工。
按如下方式对底板710设置球面，即，例如将正型光抗蚀剂涂敷在基板 上，隔着光栅掩膜曝光，对光抗蚀剂进行显影及冲洗，从而将具有由光抗 蚀剂产生的半球形状的表面形状图案形成在基板上之后，可以将此作为掩 膜对光抗蚀剂和基板进行各向异性刻蚀或喷砂处理，只要将光抗蚀剂的表 面形状图案挖入转印在基板表面上即可。
<总结>
如上所述，根据本发明的变形例3，在反射部的表面设置了球面，所以 增加表面积并提高反射效率，并且，通过漫反射而提高波长的变换效率。
并且，使离半导体发光元件远的部分的球面的曲率比近的部分小，将 离半导体发光元件越远就越衰减而减弱的光，越是远部分就漫反射越多， 从而抑制亮度不均匀或颜色不均匀。
并且，为了抑制颜色不均匀，只要在至少被透光性树脂覆盖且未配置 半导体发光元件的部分的反射部设置球面即可，并且，只要至少反射半导 体发光元件发出的蓝色光即可。 (照明装置)
图13是表示将半导体发光装置100作为光源的照明装置200的图。
图13所示的照明装置200在引脚框201、 202上，利用Ag糊料205管芯接 合各一个半导体发光装置IOO,将引脚框203、 204和半导体发光装置100上 的接合焊盘136用Au线206、 207进行引线接合，用透明环氧树脂208进行塑 封，来安装具有全反射抛物面的微透镜209。
并且，将半导体发光装置100作为光源的照明装置不限于图13所示的照 明装置200，例如以使用多个上述半导体发光装置100的吊灯(ceilinglight) 或筒灯(down light)等的室内用照明为代表，也可以是立式桌上用照明、 手电筒等便携式照明、摄像机的闪光灯等摄像用照明等的任一种照明装置。
如上所述，根据本发明的实施方式的照明装置，得到与上述半导体发光装置同样的效果。特别是通过提高发光效率，可以期待室内用照明或桌 上用照明中的高亮度化或节能效果，并且，在便携式照明中可以期待高亮 度化及连续点灯时间的延长等。 (便携通信设备)
图14是将照明装置200作为照相用的闪光灯搭载的便携通信设备300。 并且，搭载半导体发光装置100的便携式通信设备，不限于图14所示的 便携通信设备300，例如可以是将半导体发光装置100用于便携通信设备的 液晶画面的背光源、内置的数码摄像机的静止像用的闪光灯或动态像用的 照明等的任一种用途的便携通信设备。
如上所述，根据本发明的实施方式的便携通信设备，得到与上述半导 体发光装置的效果同样的效果，特别是通过提高发光效率，在便携通信设 备中可以期待提高操作性、电池的续航时间的延长及轻量化等。 (摄像机)
图15是将照明装置200作为照相用的闪光灯来搭载的摄像机400。 并且，搭载半导体发光装置100的摄像机不限于图15所示的摄像机400， 例如也可以是在静止像用的闪光灯或动态像用的照明等上使用了半导体发 光装置100的数码静止摄像机或银铅摄像机、录像摄像机等任一种摄像机。
如上所述，根据本发明的实施方式的摄像机。得到与上述半导体发光 装置的效果同样的效果。特别是通过提高发光效率，在各种摄像机中，可 以期待比过去低的EV值的摄像、电池续航时间的增长及轻量化。 (工业利用性)
本发明可以广泛应用于便携通信设备或摄像机等便携设备用的照明中。
权利要求
1.一种半导体发光装置，其特征在于，具备衬底部件和配置在上述衬底部件上的半导体发光元件，上述衬底部件具备基板；电极部，配置在上述基板的上表面上，与上述半导体发光元件直接接触；及反射部，配置在上述基板的上表面上，不与上述半导体发光元件及上述电极部直接接触；上述反射部的离上述半导体发光元件远的部分比近的部分，反射来自上述半导体发光元件的光的比例高。
2. 如权利要求l所述的半导体发光装置，其特征在于， 在上述反射部的一部分或整面上具有凹凸。
3. 如权利要求2所述的半导体发光装置，其特征在于， 上述反射部的离上述半导体发光元件远的部分的凹凸比近的部分大。
4. 如权利要求l所述的半导体发光装置，其特征在于， 在上述反射部的一部分或整面上具有球面。
5. 如权利要求4所述的半导体发光装置，其特征在于， 上述反射部的上述球面的离上述半导体发光元件远的部分的曲率比近的部分小。
全文摘要
本发明的半导体发光装置(100)具有如下结构具备衬底部件(130)和配置在上述衬底部件(130)上的半导体发光元件(110)，上述衬底部件(130)具备基板(131)；电极部(正电极134、负电极135、凸块140～144)，配置在上述基板(131)的上表面上，与上述半导体发光元件(110)直接接触；及反射部(132)，配置在上述基板(131)的上表面上，不与上述半导体发光元件(110)及上述电极部直接接触。从而能够提供一种半导体发光装置，不管反射率高的材料是否适合作为电极，可以用它将输出光高效地输出到外部。
文档编号H01L33/60GK101527344SQ20091013258
公开日2009年9月9日 申请日期2005年11月11日 优先权日2004年11月25日
发明者小屋贤一, 岸本幸男 申请人:松下电器产业株式会社