專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體發(fā)光裝置及半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種為有效地利用從半導(dǎo)體發(fā)光元件的側(cè)面射出的光，在密封材的側(cè) 面設(shè)置了反射層的半導(dǎo)體發(fā)光元件及使用了該半導(dǎo)體發(fā)光元件的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體發(fā)光元件從發(fā)光層射出光，該發(fā)光層是由夾著活性層的p型半導(dǎo)體及n型 半導(dǎo)體形成的。為此，光會(huì)朝四面八方射出。不過(guò)，作為光源來(lái)說(shuō)，大多希望光朝一個(gè)方向 照射。在這種情況下，朝著與照射方向不同的方向行進(jìn)的光就成為無(wú)用光。若考慮到光的 有效利用，則優(yōu)選使這些光朝半導(dǎo)體發(fā)光元件的出光面方向反射。針對(duì)上述問(wèn)題，提出了使半導(dǎo)體發(fā)光元件的側(cè)面朝出光面方向傾斜的方法。例如， 在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了具有在電極上經(jīng)加工而傾斜且設(shè)置有反射層的側(cè)面的半導(dǎo)體發(fā)光 元件。該半導(dǎo)體發(fā)光元件是在發(fā)光層的兩面形成有電極的元件。還有，為了提高來(lái)自發(fā)光 層的光的取出效率，在后面的工序中利用激光剝離掉在形成發(fā)光層時(shí)使用的藍(lán)寶石基板。還有，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，公開(kāi)了下述半導(dǎo)體發(fā)光元件，即在透明基板的一面形成 電極，為了不讓發(fā)光層生成的光照射該電極，在成為出光面相反面的底面形成了具有傾斜 角度的斜面。這些是用蒸鍍膜等金屬薄膜構(gòu)成反射層的示例。不過(guò)，為了用金屬薄膜等構(gòu)成反 射層，而需要在真空室內(nèi)進(jìn)行處理，因此不能稱(chēng)之為適用于批量生產(chǎn)的方法。作為其它的解決方案，存在下述方法，即并不是在半導(dǎo)體發(fā)光元件本身的側(cè)面設(shè) 置反射層，而是在進(jìn)一步包括引線(xiàn)框(lead frame)和密封材而構(gòu)成的發(fā)光器件(下面稱(chēng)作 “發(fā)光裝置”)的側(cè)面形成反射層，使來(lái)自側(cè)面的光射向出光面。作為這樣的解決方案，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中，公開(kāi)了一種在密封半導(dǎo)體發(fā)光元件的密 封樹(shù)脂的側(cè)面具有反射框的半導(dǎo)體發(fā)光元件。圖14是表示該半導(dǎo)體發(fā)光裝置的剖視圖。在引線(xiàn)框90上形成的半導(dǎo)體發(fā)光元件 92經(jīng)由接合線(xiàn)(bonding) 94與另一引線(xiàn)框96電連接。并且，整個(gè)被樹(shù)脂98密封起來(lái)，在其 側(cè)面設(shè)置了反射框100。通過(guò)成為這樣的結(jié)構(gòu)，而構(gòu)成了半導(dǎo)體發(fā)光裝置，使來(lái)自側(cè)面的光 反射，然后從出光面取出該反射光。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本公開(kāi)特許公報(bào)特開(kāi)2006-128659號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本公開(kāi)特許公報(bào)特開(kāi)平6-268252號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)3 日本公開(kāi)特許公報(bào)特開(kāi)2005-26400號(hào)公報(bào)-發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題-如專(zhuān)利文獻(xiàn)1和專(zhuān)利文獻(xiàn)2所示，在半導(dǎo)體發(fā)光元件本身的側(cè)面形成反射層的方 法需要在真空室內(nèi)進(jìn)行成膜處理，因而未必能稱(chēng)其為適合批量生產(chǎn)的方法。另一方面，專(zhuān)利文獻(xiàn)3中的半導(dǎo)體發(fā)光裝置僅經(jīng)由在空氣中進(jìn)行的制造工序就能 制作出來(lái)。不過(guò)，因?yàn)榘雽?dǎo)體發(fā)光元件本身的尺寸為數(shù)百Pm到數(shù)mm左右，所以反射框的 尺寸也就約為數(shù)mm。將這樣大小的反射框安裝到各個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件上并不是一件容易的事情。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而發(fā)明出來(lái)的，其目的在于提供一種在密封材側(cè)面 的整個(gè)面上形成反射層，使發(fā)光效率提高的半導(dǎo)體發(fā)光裝置及其制造方法。-用以解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案_為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種如下所示的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，該半導(dǎo)體發(fā) 光裝置具有半導(dǎo)體發(fā)光元件、載有所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的次載具(submoimt)、在所述次 載具上密封所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的密封材以及在將所述密封材的出光面作為上表面時(shí)設(shè) 置在該密封材側(cè)面的反射層。還有，作為這種半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法，提出了下述方法，S卩該半導(dǎo)體發(fā)光 裝置的制造方法具有在次載具用基板上固定多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的工序、用密封材密封 所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的工序、向所述半導(dǎo)體發(fā)光元件之間填充反射材的工序、研磨所述密 封材表面的工序以及在填充有所述反射材的部分將反射材及次載具用基板切斷的工序。_發(fā)明的效果-本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置因?yàn)樵诿芊獠牡膫?cè)面形成有反射層，所以從設(shè)置在密封 材內(nèi)的半導(dǎo)體發(fā)光元件射出的光由于在密封材和反射層之間的界面形成的反射面而進(jìn)行 反射。為此，從半導(dǎo)體發(fā)光裝置的側(cè)面射出的光減少，能夠獲得接近理想的面發(fā)光的特性。還有，利用在空氣中進(jìn)行的制造工序就能夠制作出本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。而 且，若在次載具用基板上裝載好一個(gè)個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件，便能夠統(tǒng)一地對(duì)次載具用基板形 成密封材和反射層，因而量產(chǎn)性提高。


圖1是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的其它實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的剖視圖。圖4是從出光面一側(cè)所看到的本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的俯視圖。圖5是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的圖。圖6是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法的圖。圖7是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法的圖。圖8是表示在圖7(A)的工序時(shí)從上方觀(guān)察次載具用基板的狀態(tài)的圖。圖9是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的其它制造方法的圖。圖10是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的其它制造方法的圖。圖11是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的其它制造方法的圖。圖12是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的其它結(jié)構(gòu)的圖。圖13是表示圖12中的本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法的圖。圖14是表示現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的剖視圖。-符號(hào)說(shuō)明-1-半導(dǎo)體發(fā)光裝置；10-半導(dǎo)體發(fā)光元件；11-基板；12-n型層；13-活性層；14_p型層；16-n側(cè)電極；17-p側(cè)電極；20-支撐體；21-次載具；22_11側(cè)引出電極；23_p側(cè)引出電 極；24-n側(cè)凸塊；25-p側(cè)凸塊；26、27_通孔；35-熒光體層；36-出光面；38-密封材；40-反 射層；43-反射材；50-槽；57-已施加防反射處理的出光面；210-次載具用基板。
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施方式)在圖1中示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置1。半導(dǎo)體發(fā)光裝置1的結(jié)構(gòu)是在次載 具21上固定有半導(dǎo)體發(fā)光元件10。下面，對(duì)使用了倒裝片(flip chip)型半導(dǎo)體發(fā)光元件的情況進(jìn)行說(shuō)明，不過(guò)本發(fā) 明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置并不依存于半導(dǎo)體發(fā)光元件的類(lèi)型。也就是說(shuō)，即便是使用底面朝上 (face-up)、單面電極及雙面電極等類(lèi)型的半導(dǎo)體發(fā)光元件也無(wú)妨。在次載具21上形成有引出電極22、23。引出電極是用來(lái)向半導(dǎo)體發(fā)光元件10導(dǎo) 通電流的電極，具有與半導(dǎo)體發(fā)光元件的n型層一側(cè)連接的n側(cè)引出電極22及與p型層一 側(cè)連接的P側(cè)引出電極23。而且，在圖1中，引出電極經(jīng)由通孔26、27與背面電極28、29連 接。由此，能夠使電流從背面電極28、29流向半導(dǎo)體發(fā)光元件。此外，背面電極具有n側(cè)背 面電極28和p側(cè)背面電極29。在引出電極上形成有凸塊24、25。與引出電極一樣，凸塊也具有與n型層連接的n 側(cè)凸塊24及與p型層連接的p側(cè)凸塊25。在圖1中存在多個(gè)p側(cè)凸塊，總括起來(lái)用符號(hào) 25來(lái)表示這些p側(cè)凸塊。當(dāng)然也可以具有多個(gè)n側(cè)凸塊。經(jīng)由該凸塊將引出電極和半導(dǎo)體發(fā)光元件直接連接起來(lái)。因此，該凸塊就是連接 線(xiàn)。將包括次載具、引出電極、背面電極、通孔及凸塊的整體稱(chēng)作支撐體20。此外，根據(jù)實(shí)施 方式的情況，有時(shí)也能夠從支撐體20中省略背面電極、通孔、凸塊?？梢栽诎雽?dǎo)體發(fā)光元件10的周?chē)O(shè)置熒光體層35。在熒光體層35中分散著一種 或多種熒光體。并且，使來(lái)自半導(dǎo)體發(fā)光元件10的光進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換后射出。由此，半導(dǎo)體 發(fā)光裝置1能夠射出各種顏色的光。在熒光體層35的周?chē)O(shè)置有透明的密封材38。密封材38是介質(zhì)或者是通過(guò)使功 能性材料分散到介質(zhì)中而得到的。密封材通過(guò)覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光元件，來(lái)保護(hù)半導(dǎo)體發(fā)光裝 置1。能夠用硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂及以氟樹(shù)脂為主要成分的樹(shù)脂作為能用作密封材的介質(zhì)。特 別是，優(yōu)選的硅樹(shù)脂有硅氧烷系樹(shù)脂、聚烯烴、硅-環(huán)氧復(fù)合(silicone-印oxy hybrid)樹(shù)脂等。還有，不僅能用樹(shù)脂作為介質(zhì)，還能夠使用由溶膠凝膠法制得的玻璃材料作為該 介質(zhì)。具體來(lái)說(shuō)，該介質(zhì)是由通式Si(X)n(R)4_n(n= 1 3)表示的化合物。在此，R是烷基， X是從鹵素(Cl、F、Br、I)、羥基(-0H)、烷氧基(-0R)中選出的。在該玻璃材料中還能夠添 加功能性材料或由通式M(0R)n表示的烷氧化物。通過(guò)添加烷氧化物，而能夠改變密封材本 身的折射率。還有，這些玻璃材料中還存在固化反應(yīng)溫度在攝氏200度左右的材料，即使考慮 到用于凸塊或電極各部分的材料的耐熱性時(shí)，也能稱(chēng)其為優(yōu)選的材料。還有，分散在介質(zhì)中的功能性材料并沒(méi)有被特別限定。不過(guò)，因?yàn)槊芊獠拇嬖谟诎?導(dǎo)體發(fā)光元件和密封材的出光面之間，所以使透光率降低的材料及尺寸是不適用的。例如，在一個(gè)優(yōu)選的示例中，若使氧化硅的微粒作為功能性材料分散在介質(zhì)中并以此作密封材的 話(huà)，則能使半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)出的光在密封材內(nèi)均勻地?cái)U(kuò)散開(kāi)，所以能夠使密封材的出光 面呈面狀均勻地發(fā)光。密封材的表面成為半導(dǎo)體發(fā)光裝置1的出光面36。通過(guò)使出光面36成為平坦面， 就能夠獲得面發(fā)光。不過(guò)，由于密封材38和空氣之間的折射率的關(guān)系，若設(shè)為完全鏡面的 話(huà)，有時(shí)會(huì)由于全反射而導(dǎo)致半導(dǎo)體發(fā)光裝置的光取出效率下降。為了避免上述情況，能夠 使出光面36具有微小的凹凸結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，在密封材的側(cè)面進(jìn)一步設(shè)置有反射層40。反射層 40使從半導(dǎo)體發(fā)光元件10射出后朝向側(cè)面的光很難從側(cè)面射出。因此，反射層40也可以 不進(jìn)行鏡面反射。例如，可以將使微細(xì)粉末分散在介質(zhì)中而獲得的材料用于反射層，使得照射到反 射層40的光X成為散射光。能夠適當(dāng)?shù)赜脴?shù)脂、玻璃等作為能用于反射層40的介質(zhì)。具體來(lái)說(shuō)，能夠使用已 作為所述密封材的介質(zhì)介紹過(guò)的材料。還有，能夠適當(dāng)?shù)赜醚趸?、氧化鋁等金屬氧化物、金、銀、鎳等金屬微細(xì)粉末或者 特氟綸(注冊(cè)商標(biāo))等白色系樹(shù)脂微細(xì)粉末作為所能使用的微細(xì)粉末。特別是因?yàn)檠趸伳軌蛱岣叻瓷鋵拥姆瓷渎?，所以?xún)?yōu)選用氧化鈦?zhàn)鳛樵撐⒓?xì)粉 末。通過(guò)將分散在反射層中的氧化鈦的重量濃度設(shè)定在10% 80%的范圍內(nèi)，并適當(dāng)?shù)卣{(diào) 整反射層的厚度，由此能夠保持較高的反射率。為了調(diào)整用于反射層的介質(zhì)的粘度，也可以 使氧化硅、氧化鋁的微細(xì)粉末與氧化鈦同時(shí)分散到介質(zhì)中。因?yàn)榇嬖谒龇瓷鋵?0，所以在從半導(dǎo)體發(fā)光元件射出的光中朝側(cè)面方向行進(jìn)的 光照射到反射層40后，就會(huì)朝大致與入射角相對(duì)應(yīng)的反射角方向反射。反射層40設(shè)置在密封材38的側(cè)面的至少一部分上。當(dāng)然，優(yōu)選的是將反射層40 設(shè)置在側(cè)面的整個(gè)面上。特別是在密封材38的高度方向上都存在反射層為好。這是為了 防止光從側(cè)面漏出。換言之，到與密封材38的一部分即出光面36齊平的位置為止都存在 反射層40。還有，反射層40與密封材38和次載具21都接觸。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)使反射層40與 次載具21接觸，而能夠?qū)⒚芊獠?8的整個(gè)側(cè)面覆蓋起來(lái)。反射層40與密封材38之間的界面就是反射面41。反射面41與次載具21的表 面19之間的關(guān)系并沒(méi)有被特別限定。不過(guò)，若垂直于表面19或與表面19成鈍角的話(huà)，則 能更加容易地使光朝出光面36的方向反射，因此很理想。圖2是表示在反射面41與次載具21的表面19成鈍角42的情況下半導(dǎo)體發(fā)光裝 置的剖視圖。若反射面41與次載具的表面成為圖2所示的角度，則來(lái)自半導(dǎo)體發(fā)光元件10 的光將進(jìn)一步朝出光面36的方向反射，由此使得發(fā)光效率提高。此外，在次載具上還可以載有半導(dǎo)體發(fā)光元件以外的其它元件。例如，在次載具為 氮化鋁等陶瓷的情況下，可以載著例如二極管、電阻器、保護(hù)電路等保護(hù)用元件。下面，對(duì)次載具和半導(dǎo)體發(fā)光元件進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。能夠?qū)⒐璺€(wěn)壓二極管、硅二極管、硅、氮化鋁、氧化鋁及其它陶瓷等作為次載具21。通孔是貫穿次載具的貫通孔，在內(nèi)部包含銅、鋁、金等導(dǎo)電材料。背面電極28、29與通孔電連接，該背面電極28、29是由銅、銀、金等導(dǎo)電材料制成的。引出電極使用銅、鋁、 金、銀等導(dǎo)電性材料。凸塊具有將半導(dǎo)體發(fā)光元件10固定在次載具21上且使該半導(dǎo)體發(fā)光元件10與 引出電極22、23之間電連接起來(lái)的作用。能夠用金、金一錫、焊料、銦合金、導(dǎo)電性聚合物等作凸塊的材料，特別優(yōu)選金或以 金為主要成分的材料。能夠使用這些材料經(jīng)由鍍金屬法、真空蒸鍍法、絲網(wǎng)印刷法、液滴射 出法、打線(xiàn)凸塊(wire bump)法等形成凸塊。例如，在使用打線(xiàn)凸塊法的情況下，先制作金線(xiàn)，用接合器將金線(xiàn)的一端接合在次 載具上的引出電極上，然后切斷金線(xiàn)，形成金凸塊。還能夠使用液滴射出法，即利用與噴墨 印刷相同的方法，用將金等高導(dǎo)電性材料的微粒納米粒子分散在揮發(fā)性溶劑中而得到的液 體進(jìn)行印刷，然后使溶劑揮發(fā)以除去該溶劑，從而形成作為納米粒子聚合體的凸塊。圖3是半導(dǎo)體發(fā)光元件10的剖視圖，圖4是從基板上部方向所看到的俯視圖。半 導(dǎo)體發(fā)光元件10由基板ll、n型層12、活性層13、p型層14、n側(cè)電極16及p側(cè)電極17構(gòu) 成。基板11起保持發(fā)光層的作用。能夠用具有絕緣性的藍(lán)寶石作為該基板11的材料。 不過(guò)，當(dāng)考慮到發(fā)光效率及發(fā)光部分是以氮化鎵(GaN)作基材的情況時(shí)，為了減少在n型層 12和基板11之間的界面的光反射，優(yōu)選使用與發(fā)光層具有相同折射率的GaN、SiC、AlGaN、 A1N。成為發(fā)光層的n型層12、活性層13及p型層14依次疊層在基板11上。并未特別 對(duì)它們的材料加以限制，不過(guò)優(yōu)選的材料為氮化鎵系化合物。具體來(lái)說(shuō)，能夠列舉出GaN的 n型層12、InGaN的活性層13、GaN的p型層14。此外，也可以將AlGaN或InGaN作為n型 層12、p型層14的材料，還能夠在n型層12和基板11之間設(shè)置由GaN或InGaN構(gòu)成的緩 沖層。還有，例如活性層13也可以成為使InGaN和GaN交替疊層起來(lái)的多層結(jié)構(gòu)(量子阱 結(jié)構(gòu))。從這樣疊層在基板11上的n型層12、活性層13及p型層14的一部分中，除去活 性層13和p型層14，使n型層12露出。在該露出的n型層12上形成的就是n側(cè)電極16。 此外，在用導(dǎo)電性材料制作基板11的情況下，也可以連基板都露出來(lái)，在基板上直接形成n 側(cè)電極。還有，在p型層14上同樣形成有p側(cè)電極17。也就是說(shuō)，通過(guò)除去活性層13和p 型層14，使n型層12露出，從而能夠在基板的同一側(cè)的面上形成發(fā)光層、p側(cè)電極及n側(cè)電 極。為了使發(fā)光層發(fā)出的光朝基板11 一側(cè)反射，用反射率較高的Ag、Al、Rh等的第一 電極作P側(cè)電極17。也就是說(shuō)，基板11的頂面一側(cè)成為出光面18。為了降低p型層14和 P側(cè)電極17的歐姆接觸電阻，更優(yōu)選在p型層14和p側(cè)電極17之間設(shè)置Pt、Ni、Co、ITO 等的電極層。還有，能夠?qū)l、Ti等作為n側(cè)電極16的材料。為了提高與凸塊的接合強(qiáng) 度，優(yōu)選將Au或A1用于p側(cè)電極17及n側(cè)電極16的表面。能夠利用真空蒸鍍法、濺射法 等形成這些電極。沒(méi)有特別限定半導(dǎo)體發(fā)光元件10的尺寸，不過(guò)，為了增大光量，使用總面積大的 元件為好，優(yōu)選一邊(8及9)在600 ym以上。還有，半導(dǎo)體發(fā)光元件10的一邊(8或9)也
8可以比其它邊長(zhǎng)。這是因?yàn)樵诎雽?dǎo)體發(fā)光元件的用途中也包括用于手機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)等中 的情況，所以也需要長(zhǎng)方形的發(fā)光裝置。此外，作為半導(dǎo)體發(fā)光元件的示例，對(duì)倒裝片型半導(dǎo)體發(fā)光元件進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō) 明，不過(guò)在本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，半導(dǎo)體發(fā)光元件可以是任意類(lèi)型的元件。下面，對(duì)熒光體層35進(jìn)行說(shuō)明。熒光體層35是使無(wú)機(jī)或有機(jī)熒光體材料的粒子 分散到樹(shù)脂或玻璃等透明介質(zhì)中而制得的。例如，在半導(dǎo)體發(fā)光元件10發(fā)出藍(lán)色光，而要使半導(dǎo)體發(fā)光裝置1本身的發(fā)光色 為白色的情況下，熒光體就會(huì)接收來(lái)自半導(dǎo)體發(fā)光元件10的藍(lán)色光，經(jīng)由波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換讓該藍(lán) 色光成為黃色光后射出。優(yōu)選摻雜稀土元素的氮化物系或摻雜稀土元素的氧化物系熒光體 作這種熒光體材料。更具體地說(shuō)，能夠適當(dāng)?shù)厥褂脫诫s稀土元素的堿土金屬硫化物、摻雜稀 土元素的石榴石的(Y Sm)3(Al Ga)5012:Ce 或(Y^Gd^Ce^Sm^hAlsC^、摻雜稀土元素 的堿土金屬原硅酸鹽、摻雜稀土元素的鎵硫化物、摻雜稀土元素的鋁酸鹽等。還有，也可以 用硅酸鹽熒光體(Sival_b2_xBaalCab2Eux) 2Si04 或 a-賽隆(a-sialon:Eu)Mx (Si, A1)12(0， N)16作黃色光的熒光體材料。作為介質(zhì)，能夠使用已作為所述密封材介紹過(guò)的介質(zhì)。舉例來(lái)說(shuō)，能夠使用硅樹(shù) 脂、環(huán)氧樹(shù)脂及以氟樹(shù)脂為主要成分的樹(shù)脂或者利用溶膠凝膠法制得的玻璃材料。還有，這 些玻璃材料中還存在固化反應(yīng)溫度在攝氏200度左右的材料，即使考慮到用于凸塊或電極 各部分的材料的耐熱性時(shí)，也能稱(chēng)其為優(yōu)選的材料。將熒光體和介質(zhì)混合起來(lái)的混合物稱(chēng) 作熒光體涂料。在圖5中示出了制作本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法。在要成為次載具21 的次載具用基板210上形成引出電極22、23。根據(jù)需要也可以事先形成通孔、背面電極。在 引出電極22、23上形成有凸塊24、25。并且，焊接上半導(dǎo)體發(fā)光元件10 (圖5 (A))。在次載具用基板210上形成有多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件。由此，一次就能夠獲得很多 半導(dǎo)體發(fā)光裝置。接著，形成熒光體層35。熒光體層35是通過(guò)在半導(dǎo)體發(fā)光元件10上涂敷熒光體 涂料而形成的。形成方法并沒(méi)有被特別限定，不過(guò)利用印刷來(lái)涂敷熒光體涂料的方法不僅 簡(jiǎn)單，而且制作時(shí)間短(圖5(B))。在圖6中示出了接下來(lái)的工序。在形成了熒光體層以后，在次載具用基板210的 整個(gè)面上形成密封材38(圖6(A))。在此，對(duì)用樹(shù)脂作密封材的示例進(jìn)行說(shuō)明。密封材的 形成方法并沒(méi)有被特別限定。若使密封樹(shù)脂成為液態(tài)后與溶劑一起進(jìn)行涂敷，并使其干燥 的話(huà)，就能夠以短時(shí)間且高厚度精度進(jìn)行密封樹(shù)脂的涂敷。此外，并不是一定要形成熒光體 層。這是因?yàn)榇嬖谥苯邮褂冒雽?dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光色的情況。接著，進(jìn)行在半導(dǎo)體發(fā)光元件之間形成槽的槽加工(圖6(B))。已形成的槽50就 成為用來(lái)填充反射材的空間。在槽加工的過(guò)程中能夠適當(dāng)?shù)厥褂们懈顧C(jī)等。通過(guò)使次載具 用基板210成為水平狀態(tài)后再進(jìn)行槽加工，便能夠形成與次載具的表面垂直的反射面。另 外，這時(shí)通過(guò)將次載具用基板210設(shè)置成傾斜于切割機(jī)的狀態(tài)，就能夠形成與次載具用基 板210具有角度的反射面。例如，在圖6(A)中，如果使次載具用基板210向左傾斜(抬高右側(cè))后，在各個(gè)半 導(dǎo)體發(fā)光元件的左側(cè)進(jìn)行槽加工，然后再使次載具用基板210向右傾斜后，在各個(gè)半導(dǎo)體
9發(fā)光元件的右側(cè)進(jìn)行槽加工的話(huà)，便能夠形成與次載具表面成鈍角的反射面。圖2中的半 導(dǎo)體發(fā)光裝置就是這樣制成的。不僅使槽50形成在密封材中，還使該槽50形成到次載具用基板210中為好。這 是為了用反射材確實(shí)地將密封材的側(cè)面部分覆蓋起來(lái)。在半導(dǎo)體發(fā)光元件的四條邊進(jìn)行槽 加工。這是為了在密封材的四個(gè)側(cè)面都形成反射面。不過(guò)，在由于其它原因等而有意識(shí)地 不對(duì)某些側(cè)面形成反射面的情況下，也可以不對(duì)該面進(jìn)行槽加工。若槽加工結(jié)束，就向槽50填充反射材43 (圖6 (C))。此外，反射材43固化后，便形 成反射層40。填充方法并沒(méi)有被特別限定。例如，可以通過(guò)在密封材的上表面上整面地涂 敷反射材來(lái)進(jìn)行填充。還能夠利用滴下、印刷、噴涂、旋涂等方法進(jìn)行填充。在圖7中示出了接下來(lái)的工序。在填充了反射材43以后，對(duì)密封材38的上表面 進(jìn)行研磨(圖7(A))。通過(guò)向槽50填充反射材43后再研磨密封材的上表面，使得反射層具 有與密封材的出光面36齊平的面。研磨方法并沒(méi)有被特別限定。能夠適當(dāng)?shù)厥褂醚心C(jī) 等。還有，并不是一次只能用一種大小的研磨粒進(jìn)行研磨，而是可以邊依次改變研磨粒的大 小邊進(jìn)行研磨。在圖8中示出從出光面一側(cè)所看到的狀態(tài)。設(shè)置在次載具用基板210上的半導(dǎo)體 發(fā)光裝置是以上下左右均為等間距的方式設(shè)置好的。能夠看到出光面36，用虛線(xiàn)圍成的四 邊形表示熒光體層35。在各個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光裝置之間填充有反射材43。由此，本發(fā)明的半導(dǎo) 體發(fā)光裝置能夠進(jìn)行面發(fā)光。返回到圖7，接著在反射材43之間進(jìn)行切割，便制成了一個(gè)個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光裝置 1(圖 7(B))。(第二實(shí)施方式)在第一實(shí)施方式中，如圖6(A)及圖6(B)所示，在設(shè)有半導(dǎo)體發(fā)光元件的次載具用 基板210的整個(gè)面上形成了密封材38，然后進(jìn)行了槽加工。該方法是能夠用短時(shí)間進(jìn)行大 量處理的方法。不過(guò)，因?yàn)橐诖屋d具用基板210的整個(gè)面上形成密封材，所以存在密封材 固化時(shí)應(yīng)力增大的情況。若應(yīng)力過(guò)大，就會(huì)出現(xiàn)次載具用基板彎曲或者在形成了密封材的 部分產(chǎn)生裂痕的情況。因此，也可以對(duì)應(yīng)各個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件中的每一個(gè)元件形成密封材。在圖9中示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法的一部分。圖9(A)是與圖 6(A)相對(duì)應(yīng)的圖，圖9(B)與圖6(B)相同。在本實(shí)施方式的制造方法中，除了圖9(A)所示 的密封材的形成方法以外，其余都可以與第一實(shí)施方式的制造方法相同。在本實(shí)施方式中形成了熒光體層35后，對(duì)應(yīng)著各個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件中的每一個(gè) 元件形成密封材?；蛘?，也可以在排列成圖8所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件陣列的情況下，沿橫向 或縱向連續(xù)地形成密封材。這是因?yàn)橹灰灰淮涡纬烧娴拿芊獠?，就能減小樹(shù)脂固化時(shí) 的應(yīng)力。利用本實(shí)施方式的制造方法，便能夠獲得與在第一實(shí)施方式中制作出來(lái)的半導(dǎo)體 發(fā)光裝置一樣的裝置。(第三實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，對(duì)能夠減少工序數(shù)的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。參照?qǐng)D10，在次載具用基板210上形成引出電極22、23后，進(jìn)一步形成凸塊24、 25，然后設(shè)置半導(dǎo)體發(fā)光元件10 (圖10(A))。在半導(dǎo)體發(fā)光元件10的周?chē)残纬捎袩晒怏w層35 (圖10(B))。上述工序與第一實(shí)施方式相同。然后，對(duì)應(yīng)著各個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件中的每一個(gè)元件形成密封材38(圖10(C))。形 成方法并沒(méi)有被特別限定。不過(guò)，利用印刷等形成密封材的方法既簡(jiǎn)便又快捷。在圖11中示出了接下來(lái)的工序。在形成了密封材后，在次載具用基板210的整個(gè) 面上利用涂敷的方法形成反射材43 (圖11(A))。在本實(shí)施方式中沒(méi)有進(jìn)行槽加工。經(jīng)由研磨形成了成為出光面36的面(圖11(B))。這一結(jié)果與圖8相同。接著，切 斷填充有反射材43的部分(圖11(C))。經(jīng)由上述工序，就能夠獲得在側(cè)面形成有反射層的 半導(dǎo)體發(fā)光裝置。在本實(shí)施方式所示的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法中，能夠省去進(jìn)行槽加工的工 序，因此用更短的時(shí)間就能制造出半導(dǎo)體發(fā)光裝置。不過(guò)，反射面41會(huì)直接反映出密封材 形成時(shí)的形狀。為此，存在次載具21與反射面所成的角小于直角的情況。(第四實(shí)施方式)在圖12中示出了本實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。在本實(shí)施方式中，在出光 面36的表面形成有已施加防反射處理的出光面57。通過(guò)施加防反射處理，能夠防止在密封 材38內(nèi)行進(jìn)的光中以小角度入射到出光面的光進(jìn)行全反射，使得來(lái)自半導(dǎo)體發(fā)光裝置的 光的取出效率提高。在圖13中示出了半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法。在次載具用基板210上設(shè)置半導(dǎo) 體發(fā)光元件，并在形成了熒光體層35以后，用密封材進(jìn)行密封。然后，進(jìn)行槽加工，填充反 射材43，直到研磨出光面36為止都與第一實(shí)施方式中的圖7(A)所示的方法相同。根據(jù)本發(fā)明的制造方法，此后在出光面36的整個(gè)面上形成具有微小凹凸結(jié)構(gòu)的 已施加防反射處理的出光面57(圖13(A))。微小凹凸結(jié)構(gòu)能夠防止光在出光面進(jìn)行全反 射，從而使光的取出效率提高。之所以在整個(gè)面形成微小凹凸結(jié)構(gòu)是因?yàn)閷?duì)應(yīng)著各個(gè)半導(dǎo) 體發(fā)光裝置中的每一個(gè)裝置形成該微小凹凸結(jié)構(gòu)是很繁瑣的。若利用應(yīng)用了納米壓印技術(shù)的微細(xì)加工來(lái)形成微小凹凸結(jié)構(gòu)，則能夠形成與光的 波長(zhǎng)大致相等的微細(xì)圖案，或者能夠根據(jù)所使用的光的波長(zhǎng)形成小于光波長(zhǎng)的微細(xì)圖案。 還能夠形成形狀為槽狀、錐狀、半圓球狀等的各種圖案。此外，進(jìn)行納米壓印的面要為平坦 面，由出光面36和反射材43構(gòu)成的研磨面是非常平坦的，因而能夠形成高精度的微細(xì)圖 案。在進(jìn)行納米壓印的情況下，通過(guò)在出光面36上薄薄地涂敷液體狀樹(shù)脂后，將模具按壓 在其上，然后使所涂敷的樹(shù)脂進(jìn)行熱固化或紫外線(xiàn)固化，由此來(lái)轉(zhuǎn)印形成在模具面上的凹 凸形狀。在出光面36是由無(wú)機(jī)密封材形成的情況下，通過(guò)在出光面36上涂敷PMMA(聚甲 基丙烯酸甲酯)等聚合物抗蝕劑，利用納米壓印等形成抗蝕劑的微細(xì)圖案后，以其作掩膜， 用CF4等氣體進(jìn)行蝕刻，由此在出光面36上形成凹凸形狀。利用蝕刻來(lái)形成表面的凹凸形 狀的方法不僅工序簡(jiǎn)單，而且還能夠提高光的取出效果。不過(guò)，很難準(zhǔn)確地控制凹凸形狀， 還具有無(wú)法在多個(gè)基板的表面上形成完全相同的凹凸形狀的特性。也能夠通過(guò)調(diào)節(jié)在研磨工序(圖7(A))的最后所使用的研磨粒的粒度，從而在研 磨結(jié)束的狀態(tài)下，使基板表面具有一定程度的表面粗糙度，以作為基板表面的凹凸結(jié)構(gòu)。還能夠利用噴墨印刷法，在基板表面制作凹凸結(jié)構(gòu)。該方法因?yàn)椴话瑢?duì)基板進(jìn) 行蝕刻的工序，所以很容易就能夠加以使用。通過(guò)對(duì)所制作的凹凸結(jié)構(gòu)本身的折射率進(jìn)行調(diào)整，就能夠獲得光取出效果。并且，在出光面36形成了微小凹凸結(jié)構(gòu)以后，切斷反射材43 的部分，就能獲得本實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光裝置(圖13(B))。此外，由于界面處折射率的關(guān)系而產(chǎn)生全反射，使光取出效率下降的問(wèn)題不僅是 在出光面36與大氣之間存在的問(wèn)題，就是在半導(dǎo)體發(fā)光元件的出光面18和熒光體層35之 間的界面以及熒光體層35和密封材38之間的界面也存在該問(wèn)題。因此，也可以對(duì)半導(dǎo)體 發(fā)光元件的出光面18、熒光體層的出光面施加防反射處理。此外，在本說(shuō)明書(shū)的整個(gè)范圍內(nèi)，C1表示氯，F(xiàn)表示氟，Br表示溴，I表示碘，A1表 示鋁，Ga表示鎵，Si表示硅，In表示銦，N表示氮，0表示氧，Ag表示銀，Rh表示銠，Pt表示 怕，Ni表示銀，Co表示鉆，Ti表示 太，Au表示金，Y表示幸乙，Sm表示衫，Ce表示鋪，Gd表示 軋，Sr表示銀，Ba表示鋇，Ca表示 丐，Eu表示銪。-產(chǎn)業(yè)實(shí)用性-本發(fā)明能夠用于在密封材的側(cè)面形成反射層，發(fā)光效率高的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于具有半導(dǎo)體發(fā)光元件，次載具，載著所述半導(dǎo)體發(fā)光元件，密封材，在所述次載具上對(duì)所述半導(dǎo)體發(fā)光元件進(jìn)行密封，以及反射層，在將所述密封材的出光面作為上表面時(shí)設(shè)置在該密封材的側(cè)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于 所述密封材具有平坦的出光面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于所述反射層具有與所述出光面齊平的面，而且與所述密封材和所述次載具都接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于所述密封材和所述反射層的界面與所述次載具的表面大致垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于 所述密封材和所述反射層的界面與所述次載具的表面成鈍角。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于 在所述出光面具有微小凹凸結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于 在所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的周?chē)哂袩晒怏w層。
8.一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于 包括在次載具用基板上固定多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的工序， 用密封材密封所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的工序， 向所述半導(dǎo)體發(fā)光元件之間填充反射材的工序， 研磨所述密封材的表面的工序，以及在填充有所述反射材的部分，將反射材及次載具用基板切斷的工序。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于用所述密封材密封的工序是對(duì)設(shè)置在所述次載具用基板上的所述半導(dǎo)體發(fā)光元件一 個(gè)個(gè)地進(jìn)行密封的工序。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于 用所述密封材密封的工序是在所述次載具用基板上形成密封材的層的工序。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于 填充所述反射材的工序，包含在所述半導(dǎo)體發(fā)光元件之間形成到達(dá)所述次載具用基板的一部分的槽的工序，和 向所述槽填充反射材的工序。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于 所述槽是與所述次載具用基板的表面大致垂直地形成的。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于 所述槽是相對(duì)于所述次載具用基板的表面斜著形成的。
14.根據(jù)權(quán)利要求8至13中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于在研磨所述密封材表面的工序之后，具有形成微小凹凸結(jié)構(gòu)的工序。
15.根據(jù)權(quán)利要求8至14中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于具有在所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的周?chē)纬蔁晒怏w層的工序。
全文摘要
來(lái)自半導(dǎo)體發(fā)光元件的光朝著各個(gè)方向行進(jìn)。為此，無(wú)法有效地利用朝照明方向以外的方向行進(jìn)的光。雖然提出了將半導(dǎo)體發(fā)光元件的側(cè)面加工成傾斜面并在該側(cè)面上形成反射層的解決方法，但由于是利用蝕刻等方法來(lái)形成傾斜面，因而存在加工費(fèi)時(shí)、難于控制傾斜面的問(wèn)題。為了解決該問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置及半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法。在次載具上設(shè)置半導(dǎo)體發(fā)光元件，用密封材密封后，進(jìn)行在相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件之間形成槽的加工。通過(guò)向已形成的槽中填充反射材，研磨出光面并進(jìn)行切割，便能夠獲得在側(cè)面形成了反射層的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
文檔編號(hào)H01L33/54GK101855735SQ20088011586
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者中原光一, 中津浩二, 井手義行, 前田俊秀, 北園俊郎, 小原邦彥, 小屋賢一, 白幡孝洋, 米倉(cāng)勇, 遠(yuǎn)矢嘉郎, 龜井英德 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社