半导体发光装置及其制造方法_2

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36]作为包装5,除了上述树脂之外,可以使用能够传递模塑的热塑性树脂。
[0037]具有如上所述的光反射性和电绝缘性二者的包装5可以与绝缘构件集成,所述绝缘构件使连接至半导体堆叠层2的η-电极11和ρ-电极12 二者电绝缘。因此,半导体发光装置I的结构被简化,并且制造过程的数量被减少。
[0038]半导体发光装置I的光提取表面3a包括透明部31的端面和波长转换部32的端面。此外,半导体堆叠层2的端部,即对应于光提取表面3a的端部,被包装5所覆盖。因此,抑制了从对应于光提取表面3a的半导体堆叠层2的端部发射的光。作为结果,可以抑制颜色不均匀性。
[0039]第一实施方案
[0040]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。半导体发光装置I包括:半导体堆叠层2,其构成作为发光元件的LED ;以及η-电极11和ρ-电极12,它们各自形成在半导体堆叠层2的下表面上。η-电极11设置在ρ-电极12的后面,如图2所示。[0041 ] 如图3中所示,半导体发光装置I以如下方式发光:向半导体堆叠层2提供正向电流以将载流子移动至有源层23从而被俘获在其中,并且载流子的重新组合有效地在有源层23中发生。有源层23也称作发光层。在半导体堆叠层2中,η-型半导体层21、有源层23和ρ-型半导体层22以此次序堆叠在生长衬底30上。有源层23具有量子阱结构。在本实施方案中,使用氮化物半导体作为半导体堆叠层2。
[0042]例如,η-型半导体层21包括含有Si的GaN层,并且ρ-型半导体层22包括含有Mg或Zn的GaN层。有源层23包括GaN层或InGaN层。该有源层23发射蓝光。
[0043]作为LED的阴极的η-电极11电接合(join)至n_型半导体层21。另一方面,作为LED的阳极的ρ-电极12电接合至P-型半导体层22。例如,通过溅射等在η-型半导体层21和ρ-型半导体层22各自中的预定位置处形成下阻挡金属(under barrier metal (UBM))膜,并且随后用具有出色润湿性的导电金属例如Au对所形成的UBM膜镀覆,由此获得凸点(bump)形式的η-电极11和ρ-电极12。
[0044]为了实现具有更高亮度的LED,可以在ρ-型半导体层22的下表面上设置光反射层(未显示)。光反射层可以是例如作为P-型半导体的一部分形成的DBR。S卩,由DBR构成的光反射层可以将从有源层23朝向电极11、12发射的光衍射至相反侧,并且向有源层23和n-型半导体层21提供正向电流。此外,具有高反射率的金属层如Ag层和Al层可以用作光反射层。这样的金属层可以充当ρ-电极12的一部分。
[0045]半导体发光装置I的光提取表面3a形成在半导体发光装置I的一个侧表面上,以便垂直于半导体堆叠层2。透光的导光构件3设置在半导体堆叠层2上,其间插入有生长衬底(蓝宝石衬底)30。作为半导体发光装置I的另一种形式,导光构件3可以在通过激光剥离(LLO)法去除生长衬底30之后被设置为与半导体堆叠层2接触。
[0046]导光构件3包括是透明玻璃衬底的透明部31和是磷光体层的波长转换部32。在本实施方案中,磷光体层形成在导光构件3中的玻璃衬底的一个表面上。
[0047]波长转换部32可以含有,例如,由镧系元素如Ce和Eu激活的氮化物系或氧氮化物系磷光体。更具体地,例如,由镧系元素如Ce激活的稀土铝酸盐磷光体可以用作磷光体,并且优选使用YAG系磷光体。在YAG系磷光体中,部分或全部的Y可以被Tb或Lu取代。此夕卜,Ce激活的稀土硅酸盐可以用作磷光体的材料。
[0048]此外,由镧系元素如Eu激活的碱土卤磷灰石、碱土金属硼酸盐卤、碱土金属铝酸盐、碱土金属硫化物、碱土金属硫代镓酸盐(th1gallate)、碱土金属娃氮化物或碱土金属锗酸盐,或者由镧系元素如Eu激活的有机体或有机复合物,可以用作磷光体的材料。红色磷光体的实例包括SCASN系磷光体如(Sr,Ca)AlSiN3:Eu, CASN系磷光体如CaAlSiN3 = Eu,和SrAlSiN3:Eu。除了上述之外,吸收从发光元件发射的蓝色光并发射绿色光的磷光体,例如氯硅酸盐磷光体或硅铝氧氮(β-sialon)磷光体可以用作所述材料。此外,所述材料可以是选自由Mn4+激活的Mg氟锗酸盐磷光体和M12M2F6:Mn4+(M1 = Li, Na, K,Rb,Cs ;Μ2 =Si, Ge, Sn, Ti, Zr)磷光体组成的组中的至少一种。
[0049]半导体发光装置I包括设置在导光构件3上的光反射构件4。光反射构件4是DBR,其形成在导光构件3的波长转换部32的表面上。光反射构件4也可以是具有光反射性或光泽度的金属,如Ag和Al。光反射构件4也可以是金属和DBR的堆叠体。
[0050]半导体发光装置I包括包装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。包装5的材料是电绝缘的热固性树脂,如有机硅树脂和环氧树月旨。包装5的材料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,以使包装5具有光反射白色。特别地,优选将选自由以下各项组成的组中的至少一种与树脂混合:Ti02、Zr02、Nb205、Al203、MgF、AlN和Si02。这些树脂材料可以对包装5赋予优选的电绝缘性、机械强度和光反射性。
[0051]半导体发光装置I包括:设置在导光构件3上的光反射构件4 ;以及光反射包装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。相应地,从半导体堆叠层2发射的光被光反射构件4和包装5反射,并且通过导光构件3被有效地导向至光提取表面3a。作为结果,提供了实现小型化和高亮度的半导体发光装置I。此外,通过在横向(侧向)上增加半导体堆叠层2中的发光面积,可以增加发光强度。因此,可以在没有增加光提取表面3a的面积的情况下增加要发射的光通量。
[0052]在本说明书的实施方案中,使用包括具有2mmXlmm的尺寸和0.3mm的厚度的包装的半导体发光装置。然而,对于包装的尺寸没有特别的限定。
[0053]接下来,将参照图4A至4E,描述用于制造第一实施方案的半导体发光装置的方法。
[0054]首先,准备多个发光元件40。在每个发光元件40中,在生长衬底30上形成是LED的半导体堆叠层2、η-电极11、ρ-电极12、预定的保护膜层等。半导体堆叠层2由氮化物系半导体如GaN形成。蓝宝石单晶衬底用作生长衬底30。
[0055]将所述多个发光元件40置于粘合片(adhesive sheet) 41上,以使生长衬底30朝上,并且η-电极11和ρ-电极12与粘合片41接触(图4Α)。然后,在生长衬底30上设置导光构件3(图4Β)。在导光构件3中,在与其上设置发光元件40的表面相反的表面上,预先形成光反射构件4。在本实施方案的导光构件3中,包括YAG系磷光体的波长转换部32堆叠在是透明玻璃衬底的透明部31上。此外,在波长转换部32的表面上形成作为光反射构件4的DBR。
[0056]在另一个实施方案中,将导光构件在至少两个相邻的发光元件上方并横过它们设置在生长衬底上。
[0057]然后,设置光反射绝缘构件51以填充在多个发光元件40之间的间隙(图4C)。绝缘构件51是包装5的材料。绝缘构件51是与选自由以下各项组成的组中的至少一种混合的有机硅热固性树脂:Ti02、ZrO2, Nb2O5, A1203、MgF、AlN和Si02。为了使发光元件40的电极11、12绝缘,还将绝缘构件51填充至电极11、12之间的间隙中。
[0058]作为用于成型绝缘构件51的方法,可以采用通用的成型方法,如压缩成型方法、转移成型方法和注射成型方法。在通过加热使绝缘构件51固化后,可以任选地形成电连接至发光元件40的电极11、12的焊盘电极(pad electrode) 42 (图4D)。
[0059]然后,在至少两个相邻的发光元件40之间的位置处,切割绝缘构件51和导光构件3(图4E)。作为用于切割绝缘构件51和导光构件3的方法,例如,使用切片或金刚石切割。通过如上所述的制造方法,提供了实现小型化和高亮度的半导体发光装置I。
[0060]半导体发光装置I的光提取表面3a包括透明部31的端面和波长转换部32的端面。此外,在半导体堆叠层2的端部,即对应于光提取表面3a的端部,被绝缘构件51所覆盖的情况下,抑制了从对应于光提取表面3a的半导体堆叠层2的端部发射的光。作为结果,可以抑制颜色不均匀性。
[0061]第二实施方案
[0062]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。半导体发光装置I包括:半导体堆叠层2,其构成作为发光元件的LED ;以及η-电极11和ρ-电极12,它们各自形成在半导体堆叠层2的下表面上。焊盘电极可以与η-电极11和ρ-电极12相接触形成。在图5中,η-电极11设置在ρ-电极12的后面,如图2所示。
[0063]半导体发光装置I的光提取表面形成在半导体发光装置I的一个侧表面上,以便垂直于半导体堆叠层2。包括透明部31和波长转换部32的导光构件3设置在半导体堆叠层2上,其间插入有生长衬底30。透明部31是透明玻璃衬底。波长转换部32是YAG系磷光体。在本实施方案中,如图5中所示,导光构件3的透明部31与生长衬底30接触。
[0064]光反射构件4设置在导光构件3上
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