发光装置及发光装置的制造方法
【专利摘要】本发明的实施方式提供一种能提高良率的发光装置及发光装置的制造方法。本实施方式的发光装置具备框架。发光装置具备发光元件，该发光元件搭载在所述框架上，且具有：衬底，配置在所述框架上；发光层，设置在所述衬底的上方；第一反射层，设置在所述衬底的下表面；第二反射层，设置在所述衬底的侧面；以及电极。发光装置具备键合线，该键合线的一端与电极连接，另一端与框架连接。
【专利说明】发光装置及发光装置的制造方法
[0001][相关申请案]
[0002]本申请案享有以日本专利申请案2014-185985号(申请日:2014年9月12日)作为基础申请案的优先权。本申请案通过参照该基础申请案而包含基础申请案的全部内容。
技术领域
[0003]本发明的实施方式涉及一种发光装置及发光装置的制造方法。
【背景技术】
[0004]—直以来，在制造使用半导体发光元件(下面简称为发光元件)的发光装置时，以覆盖搭载在框架上的发光元件的整个侧面的方式涂布着包含高反射材料的糊料。
[0005]此处，包含高反射材料的糊料使例如从发光元件的发光层向发光元件的光提取面的相反侧射出的光向光提取面侧反射。而且，被反射到光提取面侧的光与从发光层直接到达至光提取面的光一起从发光装置射出，因此发光装置的发光效率提高。
[0006]然而，以往在涂布包含高反射材料的糊料时，存在如下情况:该糊料因爬附到发光元件的上表面而覆盖形成在上表面的垫电极。因像这样糊料覆盖垫电极，而妨碍了键合线向垫电极的连接。即，以往存在因用来提高发光装置的发光效率的糊料，而妨碍经由垫电极的发光元件的打线键合的情况。该打线键合被妨碍的结果是，产生了制造发光装置时的良率下降等问题。
[0007]因此，对发光装置要求提高良率。
【发明内容】
[0008]本发明的实施方式提供一种可提高良率的发光装置及发光装置的制造方法。
[0009]本实施方式的发光装置具备框架。发光装置具备发光元件，该发光元件搭载在所述框架上，且具有:衬底，配置在所述框架上；发光层，设置在所述衬底的上方；第一反射层，设置在所述衬底的下表面；第二反射层，设置在所述衬底的侧面；以及电极。发光装置具备键合线，该键合线的一端与电极连接，另一端与框架连接。
【附图说明】
[0010]图1是表示本实施方式的发光装置I的概略剖视图。
[0011]图2是图1的发光装置I中的发光元件12的概略剖视图。
[0012]图3(A)?图9(E)是示意性地表示本实施方式的发光装置I的制造方法的剖视图。
【具体实施方式】
[0013]下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。本实施方式并不限定本发明。
[0014]图1是表示本实施方式的发光装置I的概略剖视图。图1所示的发光装置I可用作例如照明用光源。
[0015]该发光装置I包括:框架11、发光元件12、接着层13 (即安装材料)、包含高反射材料的糊料14、模塑树脂层15、及荧光体层16。发光元件12的底壁部包含第一反射层121。另外，发光元件12的侧壁部包含第二反射层122。
[0016]框架11是使用Cu等金属材料而形成为板状。在框架11的上表面11a，形成着未图示的Ag镀层。通过形成该Ag镀层，能够确保对从发光元件12射出的光的反射率，且能够确保发光元件12的键合性。
[0017]发光元件12搭载在框架11的上表面11a。另外，发光元件12是使用设置在上表面Ila与第二反射层122之间的接着层13而固定在框架11。发光元件12使用第一键合线Wl与框架11的阴极部分电连接。另外，发光元件12使用第二键合线W2与框架11的阳极部分电连接。
[0018]本实施方式中的接着层13使用例如黑色树脂接着剂等而具有光吸收性。S卩，接着层13的光吸收率大于光反射率。包含高反射材料的糊料14在接着层13的上部与第二反射层122之间被覆接着层13。糊料14通过被覆接着层13，而抑制接着层13对光的吸收。此外，在接着层13为具有光反射性的接着层的情况下，也可以省略糊料14。
[0019]图2是图1的发光装置I中的发光元件12的概略剖视图。如图2所示，发光元件12从下层侧起依序包括第一反射层121、支撑衬底123、接合层124、下部电极层125、p型氮化物半导体层126、p型垫电极1210及保护层1211 (钝化层)、发光层127、n型氮化物半导体层128、及η型垫电极129。另外，发光元件12具备所述第二反射层122。
[0020]另外，在η型氮化物半导体层128的上表面，形成着光提取面1281。光提取面1281提取从发光层127射出的光。具体来说，光提取面1281使从发光层127射出并到达至光提取面1281的光扩散而射出到发光元件12的外部。
[0021]此外，P型氮化物半导体层126是第二氮化物半导体层的一例。另外，η型氮化物半导体层128是第一氮化物半导体层的一例。另外，P型垫电极1210是第二电极的一例。另外，η型垫电极129是第一电极的一例。
[0022]支撑衬底123由Si形成。
[0023]第一反射层121设置在支撑衬底123的下表面123a。第二反射层122设置在支撑衬底123的侧面123b。另外，第二反射层122与第一反射层121连接。
[0024]第一反射层121将从发光层127射出之后入射到第一反射层121的光朝向光提取面1281反射。第二反射层122将从发光层127射出之后入射到第二反射层122的光朝向光提取面1281反射。第一反射层121及第二反射层122的反射光经过例如发光元件12内部的光路而到达至光提取面1281。到达至光提取面1281的来自反射层121、122的反射光与从发光层127直接到达至光提取面1281的光一起被用作发光装置I的照射光。
[0025]第一反射层121及第二反射层122的材料并无特别限定，作为优选的态样的一例，可采用Au、Ag或Al等金属。
[0026]此处，假如在支撑衬底123的侧面123b未设置第二反射层122的情况下，必须在发光元件12的侧面确保从发光层127射出的光的反射率。在该情况下，如果为了确保反射率而将包含高反射材料的糊料14设置成足够高的高度，那么糊料14的使用量会变多。因糊料14的使用量变多，而存在如下情况:糊料14爬附到发光元件12的上表面，覆盖P型垫电极1210及η型垫电极129的至少一个。通常，根据薄型化的要求，发光元件12的厚度形成为100?200 μ m左右的非常薄的厚度。这种发光元件12的厚薄度使糊料14更易爬附。
[0027]而且，在糊料14覆盖P型垫电极1210、n型垫电极129的情况下，无法将第二键合线W2连接于P型垫电极1210。另外，无法将第一键合线Wl连接于η型垫电极129。S卩，无法进行打线键合。
[0028]相对于此，在本实施方式中，利用第二反射层122充分地确保发光元件12的侧面的反射率。因此，使用包含高反射材料的糊料14确保发光元件12侧面的反射率的必要性减少。即便在为了被覆光吸收性的接着层13而设置包含高反射材料的糊料14的情况下，糊料14的使用量也只要为基本上被覆接着层13所需的量便可。被覆接着层13所需的糊料14的量充分少于在确保反射率的情况下所要求的糊料14的量。
[0029]这样一来，能够抑制包含高反射材料的糊料14的使用量，因此，糊料14不会爬附到发光元件12的上表面，而不会覆盖P型垫电极1210及η型垫电极129的至少一个。由此，能将第二键合线W2适当地连接于P型垫电极1210。另外，能将第一键合线Wl适当地连接于η型垫电极129。即，根据本实施方式，能够适当地进行打线键合。而且，能够适当地进行打线键合的结果是，可提高良率。另外，因为能抑制包含一般来说价格高的高反射材料的糊料14的使用量，所以能够削减发光装置I的制造成本。
[0030]接合层124设置在支撑衬底123与下部电极层125之间。接合层124将支撑衬底123与下部电极层125接合。接合层124在接合层124的侧端部具有突出到上方的突壁部1241。
[0031]接合层124为氧化膜即绝缘膜。
[0032]第二反射层122是从支撑衬底123的侧面123b跨及接合层124的侧面124a而设置。进而，第二反射层122延伸到突壁部1241的侧面1241a。这样一来，第二反射层122不仅设置在支撑衬底123的侧面123b，还设置在接合层124的侧面124a及突壁部1241的侧面1241a，因此，能够提高发光元件12的侧面的反射率。
[0033]此处，第二反射层122如下所述那样形成在利用干式蚀刻法而形成的切断面，但为了如上所述那样使第二反射层122跨及接合层124的侧面124a及突壁部1241的侧面1241a，必须进行接合层124的干式蚀刻。在假如接合层124为例如Sn等金属膜的情况下，必须通过干式蚀刻加工接合层124。因此，在接合层124为金属膜的情况下，难以进行接合层124的加工。难以进行接合层124的加工的结果是，难以形成第二反射层122。
[0034]相对于此，在本实施方式中，因为接合层124为比金属膜更易于进行干式蚀刻的氧化膜，所以能够容易地进行使用干式蚀刻的接合层124的加工。能够容易地进行接合层124的加工的结果是，能够容易地形成第二反射层122。
[0035]另外，利用接合层124的绝缘性，能够防止第二反射层122与下部电极层125的导通。
[0036]如上所述，下部电极层125设置在接合层124与p型氮化物半导体层126、p型垫电极1210及保护层1211之间(即，支撑衬底123与发光层127之间)。下部电极层125导通P型垫电极1210与P型氮化物半导体层126。
[0037]另外，下部电极层125将从发光层127向下部电极层125侧射出的光向光提取面1281侧反射。
[0038]这样一来，因为下部电极层125兼用作反射层，所以无需在P型氮化物半导体层126的下层另外设置反射层。下部电极层125可使用例如Ag、Al或Ni等形成。
[0039]P型氮化物半导体层126设置在发光层127与下部电极层125之间。p型氮化物半导体层126可为例如在GaN系半导体层中添加镁或锌等P型杂质而成者。
[0040]发光层127可为例如积层含有InGaN的量子讲层与夹着该量子讲层的障壁层而成的单量子阱构造(SQW，Single Quantum Well)。或者，发光层127也可以是交替地积层量子讲层与障壁层而成的多量子讲构造(MQW，Multiple Quantum Well)。
[0041]η型氮化物半导体层128设置在发光层127的上表面。η型氮化物半导体层128可为例如在GaN系半导体层中添加Si作为杂质而成者。η型氮化物半导体层128的上表面的光提取面1281可为例如粗化面。
[0042]η型垫电极129设置在作为支撑衬底123的上方的η型氮化物半导体层128的上表面。η型垫电极129与η型氮化物半导体层128电连接。η型垫电极129可使用例如Al等形成。
[0043]P型垫电极1210设置在作为支撑衬底123的上方的在下部电极层125的上表面125a上外延到比P型氮化物半导体层126更靠侧方的部位。p型垫电极1210经由下部电极层125而与P型氮化物半导体层126电连接。P型垫电极1210可使用例如Al等形成。
[0044]保护层1211是从下部电极层125的上表面125a跨及p型氮化物半导体层126的侧面、发光层127的侧面、η型氮化物半导体层128的侧面及上表面而设置。保护层1211通过防止导通P型垫电极1210与η型垫电极129的杂质的附着，而防止两电极1210、129的短路。保护层1211可使用例如S12S SiN等形成。
[0045]图3是示意性地表示本实施方式的发光装置I的制造方法的剖视图。图4是继图3之后示意性地表示发光装置I的制造方法的剖视图。图5是继图4之后示意性地表示发光装置I的制造方法的剖视图。图6是继图5之后示意性地表示发光装置I的制造方法的剖视图。图7是继图6之后示意性地表示发光装置I的制造方法的剖视图。图8是继图7之后示意性地表示发光装置I的制造方法的剖视图。图9是继图8之后示意性地表示发光装置I的制造方法的剖视图。下面，使用图3?图9，对本实施方式的发光装置I的制造方法进行说明。
[0046]在本实施方式的发光装置I的制造方法中，首先，如图3(A)所示，准备能形成多个发光元件12的大张衬底2。该衬底2可为例如Si衬底、SiC衬底、蓝宝石衬底等。
[0047]接着，如图3 (B)所示，在衬底2上，依序形成大张的η型氮化物半导体层128、大张的发光层127及大张的P型氮化物半导体层126。各层的形成可利用例如有机金属气相沉积法(MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposit1n，金属有机化学气相沉积)法)等进行O
[0048]接着，如图3(C)所示，在P型氮化物半导体层126上，使用Ag、Ni或Al等图案化形成下部电极层125。下部电极层125的形成可通过例如使用光刻技术的金属薄膜的蚀刻等进行。此外，在图3(C)中，代表性地图示了一个下部电极层125，但实际上在衬底2上同时使各个发光元件12的下部电极层125图案化。
[0049]接着，如图4(A)所示，在各个发光元件12的下部电极层125上，使用例如3102等而成膜大张的接合层124。而且，通过CMP(Chemical Mechanical Polishing，化学机械抛光)使成膜的接合层124平坦化。
[0050]接着，如图4(B)所示，在接合层124上，接合大张的支撑衬底123即基底衬底1230。基底衬底1230的接合可通过例如娃恪融键合(silicon fus1n bonding)等进行。
[0051]接着，如图4(C)所示，去除衬底2。衬底2的去除可通过例如背面研磨或蚀刻进行。
[0052]接着，如图5(A)所示，将大张发光层127图案化成各个发光元件12的发光层127。然后，对各个发光元件12的发光层127，进行光提取面1281的形成等表面加工。各个发光元件12的发光层127的图案化可通过例如使用光刻技术的蚀刻等进行。另外，光提取面1281的加工即粗面化处理可通过例如利用碱性水溶液的湿式蚀刻或干式蚀刻等进行。此夕卜，在图5中，省略了光提取面1281的图示。
[0053]接着，如图5(B)所示，在各个发光元件12的发光层127上，使用例如S12等使保护层1211图案化。保护层1211的图案化可通过例如使用光刻技术的蚀刻等进行。
[0054]接着，如图5(C)所示，使用例如Al等，在下部电极层125上使P型垫电极1210图案化。另外，在η型氮化物半导体层128上使η型垫电极129图案化。P型垫电极1210及η型垫电极129的图案化可通过例如使用光刻技术的蚀刻等进行。
[0055]接着，如图6(A)所示，将在图3?图5的步骤中将各个发光元件12的发光层127图案化后的基底衬底1230从发光层127侧贴附到切割用衬底3。贴附可使用例如接着材料等进行。此外，在图6?图8中，省略了除发光层127及下部电极层125以外的构成部的图不O
[0056]接着，如图6 (B)所示，将基底衬底1230薄化成适于收纳到封装体的厚度。基底衬底1230的薄化可通过例如背面研磨等进行。
[0057]接着，如图6(C)所示，在基底衬底1230上，使表示切割线的抗蚀剂4图案化。抗蚀剂4的图案化可通过例如使用光刻技术的蚀刻等进行。
[0058]接着，如图7(A)所示，利用沿着抗蚀剂4的开口图案(切割线)的干式蚀刻法处理基底衬底1230。利用干式蚀刻法，将基底衬底1230在切割用衬底3上分断(单片化，singulat1n)成各个发光元件12的支撑衬底123。
[0059]接着，如图7⑶所示，将抗蚀剂4剥离。
[0060]接着，如图7(C)所示，在各个发光元件12的支撑衬底123上，使用例如Au、Ag或Al等，同时形成第一反射层121及第二反射层122。第一反射层121及第二反射层122的形成可通过例如溅镀或蒸镀等进行。
[0061]接着，如图8(A)所示，在各个发光元件12的第一反射层121上贴附拾取层压板5。
[0062]接着，如图8(B)所示，将切割用衬底3剥离，并拾取各发光元件12。以如上方式，可制造各发光元件12。
[0063]接着，如图9(A)所示，在框架11上，形成模塑树脂层15。模塑树脂层15的形成可通过例如转注成形工艺等进行。模塑树脂层15可含有1102等高反射材料。
[0064]接着，如图9(B)所示，在框架11上，使用光吸收性的接着层13安装发光元件12。
[0065]接着，如图9 (C)所示，在光吸收性的接着层13的上部，形成包含高反射材料的糊料14。糊料14的形成可通过例如灌注等进行。此时，发光元件12利用第二反射层122确保侧面的反射率，因此，可将糊料14的使用量抑制为足够被覆接着层13的程度的少量。
[0066]接着，如图9 (D)所示，对发光元件12进行打线键合。具体来说，将第一键合线Wl的一端连接于η型垫电极129，将第一键合线Wl的另一端连接于框架11的阴极部分。另夕卜，将第二键合线W2的一端连接于P型垫电极1210，将第二键合线W2的另一端连接于框架11的阳极部分。此时，因为包含尚反射材料的糊料14的使用量被充分地抑制为少量，所以P型垫电极1210及η型垫电极129未被糊料14覆盖。由此，能够适当地进行打线键合。
[0067]接着，如图9(E)所示，利用荧光体层16密封发光元件12。荧光体层16的形成可通过例如灌注等进行。
[0068]根据本实施方式的发光装置I的制造方法，通过使用干式蚀刻法对发光元件12进行单片化，可使切割线的宽度窄小化。因为可使切割线的宽度窄小化，所以能使发光元件12的单位面积获得数量增多。
[0069]另外，与利用刀片进行切割的情况相比，能使支撑衬底123的侧面123b (切断面)平坦。因为能使侧面123b平坦，所以能使成膜第二反射层122时的第二反射层122对侧面123b的包覆性(被覆性或密接性等)良好。能使第二反射层122对侧面123b的包覆性良好的结果是，能进一步提尚良率。
[0070]另外，因为能利用相同材料同时形成第一反射层121与第二反射层122，所以能够抑制材料费及制造步骤数。
[0071]另外，由于第二反射层122确保发光元件12的侧面的反射率，因此，能抑制应配置在发光元件12的侧面的包含高反射材料的糊料14的使用量。由于能以这种方式抑制糊料14的使用量，因此，可避免糊料14覆盖P型垫电极1210及η型垫电极129。而且，因为能够避免糊料14覆盖P型垫电极1210及η型垫电极129，所以能适当地进行经由垫电极129、1210的打线键合。
[0072]这样一来，根据本实施方式的制造方法，由于能够制造适当地进行打线键合的发光装置I，因此能提尚良率。
[0073]已对本发明的若干个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为示例而提出的，并非意图限定发明的范围。这些实施方式能以其他各种方式实施，且可在不脱离发明主旨的范围内，进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变化包含在发明的范围或主旨内，同样地包含在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。
[0074][符号的说明]
[0075]12 发光元件
[0076]121 第一反射层
[0077]122 第二反射层
[0078]123 支撑衬底
【主权项】
1.一种发光装置，其特征在于包括: 框架； 发光元件，搭载在所述框架上，且具有配置在所述框架上的衬底、设置在所述衬底的上方的发光层、设置在所述衬底的下表面的第一反射层、设置在所述衬底的侧面的第二反射层、及电极；以及 键合线，一端与所述电极连接，另一端与所述框架连接。2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于:所述发光元件还包括设置在所述衬底与所述发光层之间的下部电极层， 所述下部电极层反射所述发光层射出的光。3.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于:所述发光元件还包括接合层，该接合层设置在所述衬底与所述下部电极层之间，将所述衬底与所述下部电极层接合， 所述接合层为氧化膜。4.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于:所述第二反射层是从所述衬底的侧面跨及所述接合层的侧面而设置。5.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于:所述接合层在所述接合层的侧端部具有朝上方突出的突壁部， 所述第二反射层延伸到所述突壁部的侧面。6.根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于: 所述发光元件还包括: 第一氮化物半导体层，设置在所述发光层的上表面；以及 第二氮化物半导体层，设置在所述发光层与所述下部电极层之间；且所述电极包含:第一电极，设置在所述第一氮化物半导体层的上表面，且与所述第一氮化物半导体层电连接；以及 第二电极，设置在所述下部电极层的上表面的外延到比所述第二氮化物半导体层更靠侧方的部位，且经由所述下部电极层与所述第二氮化物半导体层电连接；且所述键合线包含: 第一键合线，与所述第一电极连接；以及 第二键合线，与所述第二电极连接。7.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于:所述衬底含有Si。8.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于还包括: 接着层，将所述发光元件接着在所述框架的上表面；以及 包含反射材料的糊料，被覆位于所述框架的上表面与所述第二反射层之间的所述接着层。9.一种发光装置的制造方法，其特征在于: 将切割用衬底贴附到在上方有多个发光层及电极的基底衬底的所述发光层的一侧；将贴附着所述切割用衬底的所述基底衬底在所述切割用衬底上单片化为各个所述发光层的单片后衬底； 在所述单片后衬底的下表面形成第一反射层，并且在所述单片后衬底的切断面形成第二反射层，由此形成发光元件； 利用接着层将所述发光元件接着在框架的上表面；以及 利用键合线将位于所述单片后衬底的上方的所述电极与所述框架连接。10.根据权利要求9所述的发光装置的制造方法，其特征在于还包括: 利用包含反射材料的糊料被覆位于所述框架的上表面与所述第二反射层之间的所述接着层；且 所述接着层具有光吸收性。11.根据权利要求9或10所述的发光装置的制造方法，其特征在于:使用干式蚀刻法切断所述基底衬底。
【文档编号】H01L33/46GK105990489SQ201510093019
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年3月2日
【发明人】松尾美惠
【申请人】株式会社东芝