半导体发光装置及其制造方法
【专利说明】半导体发光装置及其制造方法发明领域
[0001]本发明涉及半导体发光装置和用于制造该半导体发光装置的方法。
【背景技术】
[0002]因为高发光效率、低能量消耗且寿命长，所以发光二极管(以下称为“LED”)被用作照明装置以及多种应用产品如光学通讯装置和便携式电子装置中的光源。在当前主流白色LED中，基于具有在约450nm的波长峰值的蓝色LED和将蓝光的波长转换成约550nm波长的黄色磷光体的组合，获得仅通过单一 LED元件(单芯片)形成的白光。
[0003]近年来，在小型化和性能改进方面，例如，在便携式电子装置中，已经取得了显著的进步。相应地，需要能够安装在这样的装置上的、具有更小的尺寸和更高的亮度的半导体发光装置。小型化的半导体发光装置被广泛用作通常所说的芯片尺寸封装(CSP)。例如，WO 2010/044240公开了一种发光模块,其设置有发光兀件、转换从所述发光兀件发射的光的波长的光波长转换构件(light wavelength convers1n member)、以及导光构件(lightguide member),所述导光构件使已经通过所述光波长转换构件的光的出口面积变窄，以便小于所述发光元件的发光面积。该发光模块能够通过减小光的出口面积来增加亮度
【发明内容】
[0004]一种半导体发光装置，所述半导体发光装置包括:半导体堆叠层(semiconductorstacked layer),其具有垂直于所述半导体堆叠层的堆叠表面(stacked surface)的光提取表面(light extract1n surface);设置在所述半导体堆叠层上的透光的导光构件；设置在所述导光构件上的光反射构件(light reflective member);和光反射包装(lightreflective package),其具有对应于所述光提取表面的开口部(open port1n)并且包围所述半导体堆叠层的外周表面。
[0005]所述半导体发光装置通过采用能够增加发光强度同时不增加光提取表面的面积的结构而实现小型化和高亮度。
【附图说明】
[0006]图1是示意性显示根据本发明的一个实施方案的半导体发光装置的截面的图。
[0007]图2是从光提取表面观察到的图1中所示的半导体发光装置的正视图。
[0008]图3是根据本发明的第一实施方案的半导体发光装置的剖视图。
[0009]图4A至4E是用于解释制造图3中所示的半导体发光装置的方法的图。
[0010]图5是根据本发明的第二实施方案的半导体发光装置的剖视图。
[0011]图6是根据本发明的第三实施方案的半导体发光装置的剖视图。
[0012]图7是根据本发明的第四实施方案的半导体发光装置的剖视图。
[0013]图8是根据本发明的第五实施方案的半导体发光装置的剖视图。
[0014]图9是根据本发明的第六实施方案的半导体发光装置的剖视图。
[0015]图10是根据本发明的第七实施方案的半导体发光装置的剖视图。
[0016]图11是根据本发明的第八实施方案的半导体发光装置的剖视图。
[0017]图12是图11中所示的半导体发光装置的透视图。
【具体实施方式】
[0018]在传统的半导体发光装置中，为了增加发光强度，必需增加光提取表面的面积。因此，使具有高亮度的发光装置小型化被认为是困难的。
[0019]鉴于这样的传统问题，形成了本发明的实施方案，并且本发明的目的在于提供一种半导体发光装置，其通过采用能够增加发光强度同时不增加光提取表面的面积的结构而实现小型化和高亮度，以及提供一种制造该半导体发光装置的方法。本发明包括以下实施方案。
[0020]本发明的实施方案提供了一种半导体发光装置，所述半导体发光装置包括:半导体堆叠层，其具有垂直于所述半导体堆叠层的堆叠表面的光提取表面；设置在所述半导体堆叠层上的透光的导光构件；设置在所述导光构件上的光反射构件；和光反射包装，其具有对应于所述光提取表面的开口部并且包围所述半导体堆叠层的外周表面的至少一部分。
[0021]此外，本实施方案提供了一种用于制造半导体发光装置的方法，所述半导体发光装置包括垂直于半导体堆叠层的堆叠表面的光提取表面。所述方法包括:排布(设置，arrange)多个各自具有半导体层和电极的发光元件，以使所述电极与薄片(薄板，sheet)接触；在所述多个发光元件中的至少两个相邻的发光元件上方并横过(穿过或越过，across)它们(即所述两个相邻的发光元件)，排布导光构件，所述导光构件具有形成在其一个表面上的光反射构件；排布反光绝缘构件以填充在所述多个发光兀件之间的间隙；和在所述至少两个相邻的发光元件之间的位置处切割所述绝缘构件和所述导光构件。
[0022]本发明实施方案使得有可能在半导体发光装置中在没有增加光提取表面的面积的情况下增加发光强度。
[0023]通过采用如上所述的结构，可以实现半导体发光装置的厚度减小以及高亮度。例如，可以在保持半导体发光装置的光提取表面的尺寸的同时，在深度方向上增加半导体发光层的面积，并由此实现高亮度。
[0024]在下文中，将参照附图描述本发明的实施方案。在所参照的全部图中，相同的元件以及具有不同形式但具有对应关系的元件，将由相同的参照标记表示。这些图中的构造仅仅是用于解释本发明的半导体发光装置的实例。此外，所述图是以夸张的方式举例说明半导体发光装置的构件的示意图。因此，本发明不限于这些附图和对实施方案的描述。
[0025]图1是示意性显示根据本发明的一个实施方案的半导体发光装置I的截面的图。图2是从光提取表面观察到的图1中所示的半导体发光装置I的正视图。
[0026]半导体发光装置I包括:半导体堆叠层2，其是LED ;以及光提取表面3a，其用于将从半导体堆叠层2发射的光提取到外部。光提取表面3a可以基本上垂直于半导体堆叠层2。当光提取表面3a至少垂直于作为半导体堆叠层2的中间层的有源层(p-n结层)时，可以将光提取表面3a视作垂直或基本上垂直于半导体堆叠层2。
[0027]例如，由氮化物系化合物半导体(由通式InxAlyGa1HN(O彡χ,Ο彡y,x+y彡I)表示)所构成的GaN系LED可以用作半导体堆叠层2。GaN系LED的实例包括紫外LED、蓝色LED、绿色LED等。构成LED的半导体堆叠层2可以由别的化合物半导体如ZnSe系化合物半导体、InGaAs系化合物半导体和AlInGaP系化合物半导体构成。在这种情况下，从LED发射的光的颜色的波长带可以是从紫外光到可见光的整个区域。
[0028]半导体堆叠层2可以例如通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)法，由在生长衬底如蓝宝石衬底上相继堆叠多个层而形成。此外，半导体堆叠层2也可以通过别的气相或液相沉积法形成。
[0029]此外，半导体发光装置I包括:设置在半导体堆叠层2上的透光的导光构件3 ;设置在导光构件3上的光反射构件4 ;和光反射包装5,其具有对应于光提取表面3a的开口部并且包围半导体堆叠层2的外周表面。所述包装5可以覆盖光反射构件4的上表面。
[0030]透光的导光构件3可以是，例如，玻璃衬底。导光构件3可以具有单层结构，并且也可以具有包括透明部(transparent port1n) 31和波长转换部(wavelength convers1nport1n) 32的多层结构，所述波长转换部32转换从半导体堆叠层2发射的光的波长并且包括例如磷光体，波长转换部32和透明部31是堆叠的。例如，导光构件3可以是具有在其一个表面上形成的磷光体层的玻璃衬底。
[0031]导光构件3可以密封半导体堆叠层2。这样的密封构件优选由含有磷光体的树脂构成。所述密封构件可以不必需地含有磷光体，并且可以是含有扩散材料(填料等)或着色材料(颜料等)的树脂。
[0032]导光构件3可以设置为与半导体堆叠层2接触，并且也可以设置在半导体堆叠层2上，它们之间插入有某种介质层如透明粘合层。此外，导光构件3也可以设置在半导体堆叠层2上，它们之间插入有形成半导体堆叠层2的生长衬底如蓝宝石衬底。
[0033]光反射构件4优选为在导光构件3上形成的DBR(分布式布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector))。DBR是具有λ/2n空间周期的衍射光栅(其中λ表示光在真空中的波长，并且η表示介质(具体地，所述导光构件)的折射率)。作为DBR的光反射构件4具有将从半导体堆叠层2发射的光朝向导光构件3反射的功能。因此，从半导体堆叠层2发射的光通过导光构件3被有效地导向光提取表面3a。
[0034]光反射构件4可以由具有光反射性或光泽度的金属如Ag和Al形成。光反射构件4可以是金属层与DBR层的堆叠体。
[0035]包装5优选由热固性树脂如有机硅树脂和环氧树脂形成。包装5可以由电绝缘材料形成。热固性树脂优选包括选自由以下各项组成的组中的一种氧化物:Ti氧化物、Zr氧化物、Nb氧化物、Al氧化物和Si氧化物，或者选自AlN和MgF中的至少一种。特别地，优选将选自由以下各项组成的组中的至少一种与热固性树脂混合:Ti02、Zr02、Nb205、Al203、MgF、AlN和Si02。通过采用这些材料，可以对包装5赋予优选的电绝缘性、机械强度和光反射性。
[00