半導(dǎo)體發(fā)光裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其包括：第1柱部、第2柱部、波長轉(zhuǎn)換層、發(fā)光部、樹脂部和中間層。第1柱部向第1方向延伸，并且為導(dǎo)電性。第2柱部在與第1方向交叉的第2方向上與第1柱部隔開，其向第1方向延伸，并且為導(dǎo)電性。波長轉(zhuǎn)換層在第1方向上與第1柱部及第2柱部隔開。發(fā)光部包括第1導(dǎo)電型的第1半導(dǎo)體層、第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層和發(fā)光層，其中，第1半導(dǎo)體層包括設(shè)置在第1柱部的至少一部分與波長轉(zhuǎn)換層之間的第1半導(dǎo)體部分和設(shè)置在第2柱部與波長轉(zhuǎn)換層之間的第2半導(dǎo)體部分，第2半導(dǎo)體層設(shè)置在第2柱部與第2半導(dǎo)體部分之間，發(fā)光層設(shè)置在第2半導(dǎo)體部分與第2半導(dǎo)體層之間，并放出第1光。
【專利說明】半導(dǎo)體發(fā)光裝置
[0001]本申請基于由2013年3月11日申請的在先日本專利申請第2013-48299號帶來的優(yōu)先權(quán)的利益并主張該利益，在此援引包含其全部內(nèi)容。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光裝置。

【背景技術(shù)】
[0003]例如,存在將藍色LED (Light Emitting D1de:發(fā)光二極管)等半導(dǎo)體發(fā)光元件與含有熒光體的樹脂進行組合從而發(fā)出白色光的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。對于這樣的半導(dǎo)體發(fā)光裝置而言，要求較高的可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供可靠性高的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
[0005]本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其包括第I柱部、第2柱部、波長轉(zhuǎn)換層、發(fā)光部、樹脂部和中間層。
[0006]上述第I柱部向第I方向延伸，并且為導(dǎo)電性。上述第2柱部在與上述第I方向交叉的第2方向上與上述第I柱部隔開，其向上述第I方向延伸，并且為導(dǎo)電性。上述波長轉(zhuǎn)換層在上述第I方向上與上述第I柱部及上述第2柱部隔開。上述發(fā)光部包括第I導(dǎo)電型的第I半導(dǎo)體層、第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層和發(fā)光層，其中，上述第I半導(dǎo)體層包括設(shè)置在上述第I柱部的至少一部與上述波長轉(zhuǎn)換層之間的第I半導(dǎo)體部分和設(shè)置在上述第2柱部與上述波長轉(zhuǎn)換層之間的第2半導(dǎo)體部分，上述第2半導(dǎo)體層設(shè)置在上述第2柱部與上述第2半導(dǎo)體部分之間，上述發(fā)光層設(shè)置在上述第2半導(dǎo)體部分與上述第2半導(dǎo)體層之間，并且放出第I光。上述樹脂部覆蓋上述第I柱部的沿著上述第I方向的側(cè)面、上述第2柱部的沿著上述第I方向的側(cè)面、上述發(fā)光部的側(cè)面和上述發(fā)光部的上述第I柱部及上述第2柱部一側(cè)的面。上述中間層包括與上述第I半導(dǎo)體層和上述波長轉(zhuǎn)換層相接的第I部分以及與上述樹脂部和上述波長轉(zhuǎn)換層相接的第2部分，并且具有比上述第I光的峰波長更薄的厚度且包含與上述波長轉(zhuǎn)換層所含的材料不同的材料。
[0007]根據(jù)上述構(gòu)成，可以得到可靠性高的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1A和圖1B分別是表示第I實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的剖視圖。
[0009]圖2是表示第2實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法的流程圖。
[0010]圖3A?圖3D是表示上述第2實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法中的多個工序的剖視圖。

【具體實施方式】
[0011]以下，參考附圖對多個實施方式進行說明。在附圖中，相同符號表示相同或類似部分。
[0012]各圖為示意性或概念性的圖，各部分的厚度與寬度的關(guān)系、部分之間的大小比率等并不一定與實際相同。此外，即便在表示相同部分的情況下，根據(jù)圖的不同，有時也會以相互不同的尺寸或比率來表示。
[0013]圖1A及圖1B分別是表示第I實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的剖視圖。具體而言，圖1A是表示上述半導(dǎo)體發(fā)光裝置的剖視圖，圖1B是放大表示上述半導(dǎo)體發(fā)光裝置的一部分的剖視圖。
[0014]如圖1A所示，本實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置110包括第I柱部31、第2柱部32、波長轉(zhuǎn)換層60、發(fā)光部10、樹脂部50和中間層70。
[0015]第I柱部31向第I方向延伸，并且為導(dǎo)電性。
[0016]將第I方向設(shè)為Z軸方向。將與第I方向垂直的一個方向設(shè)為X軸方向。將與Z軸方向和X軸方向垂直的方向設(shè)為Y軸方向。
[0017]第2柱部32在第2方向上與第I柱部31隔開。第2柱部32向Z軸方向延伸，并且為導(dǎo)電性。在這個例子中，將X軸方向設(shè)為第2方向。
[0018]波長轉(zhuǎn)換層60與第I柱部31及第2柱部32在Z軸方向上隔開。波長轉(zhuǎn)換層60的厚度例如為80 μ m以上且250 μ m以下。
[0019]發(fā)光部10包括第I導(dǎo)電型的第I半導(dǎo)體層11、第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層12和發(fā)光層13。
[0020]例如，第I導(dǎo)電型為η型，第2導(dǎo)電型為P型。在實施方式中，可以是第I導(dǎo)電型為P型，第2導(dǎo)電型為η型。在以下的例子中，第I導(dǎo)電型為η型，第2導(dǎo)電型設(shè)為ρ型。
[0021]第I半導(dǎo)體層11包括第I半導(dǎo)體部分Ila和第2半導(dǎo)體部分lib。第I半導(dǎo)體部分Ila設(shè)置在第I柱部31的至少一部分與波長轉(zhuǎn)換層60之間。第2半導(dǎo)體部分Ilb設(shè)置在第2柱部32與波長轉(zhuǎn)換層60之間。
[0022]第2半導(dǎo)體層12設(shè)置在第2柱部32與第2半導(dǎo)體部分Ilb之間。發(fā)光層13設(shè)置在第2半導(dǎo)體部分Ilb與第2半導(dǎo)體層12之間。
[0023]第I半導(dǎo)體層11、第2半導(dǎo)體層12及發(fā)光層13包含例如氮化物半導(dǎo)體。發(fā)光部10具有側(cè)面10s。發(fā)光部10的側(cè)面1s為與X-Y平面(與第I方向垂直的平面)交叉的面。發(fā)光部10具有第I柱部31及第2柱部32 —側(cè)的面(第I面1a)和波長轉(zhuǎn)換層60 —側(cè)的面(第2面10b)。
[0024]樹脂部50覆蓋第I柱部31的沿著Z軸方向的側(cè)面31s、第2柱部32的沿著Z軸方向的側(cè)面32s和發(fā)光部10的側(cè)面10s。樹脂部50還覆蓋發(fā)光部10的第I柱部31及第2柱部32 —側(cè)的面(第I面10a)。
[0025]在這個例子中，進一步設(shè)置有第I電極41和第2電極42。第I電極41在第I半導(dǎo)體層11的第I半導(dǎo)體部分Ila與第I柱部31之間與第I半導(dǎo)體部分Ila相接。第2電極42在第2半導(dǎo)體層12與第2柱部32之間與第2半導(dǎo)體層12相接。
[0026]樹脂部50例如包含環(huán)氧樹脂及聚酰亞胺樹脂中的至少任意一種樹脂。可以獲得對熱的穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性及高絕緣性。
[0027]在這個例子中,第I柱部31包括第I金屬柱31a和第I金屬層31b。第I金屬層31b配置在第I金屬柱31a與第I電極41之間。第I金屬層31b與第I電極41相接。第2柱部32包括第2金屬柱32a和第2金屬層32b。第2金屬層32b配置在第2金屬柱32a與第2電極42之間。第2金屬層32b與第2電極42相接。
[0028]在這個例子中，還設(shè)置有絕緣層51。絕緣層51設(shè)置在發(fā)光部10與樹脂部50之間。絕緣層51例如覆蓋發(fā)光部10的側(cè)面(與X-Y平面不平行的面)。絕緣層51例如覆蓋發(fā)光部10的第I面10a。S卩，樹脂部50隔著絕緣層51覆蓋發(fā)光部10的第I面10a。絕緣層51設(shè)置在第I金屬層31b的一部分與第2電極42的一部分之間。由此,將第I柱部31沿X-Y平面截斷時的尺寸大于第I電極41的尺寸。即，第I柱部31的粗細度為較粗。由此，可以獲得經(jīng)由第I柱部31得到的高導(dǎo)熱性。
[0029]絕緣層51例如使用氧化物、氮化物或氮氧化物等。例如，絕緣層51可以使用氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的至少任何一種。
[0030]在這個例子中，還設(shè)置有第I連接部件31c和第2連接部件32c。第I柱部31配置在第I連接部件31c與第I電極41之間。第2柱部32配置在第2連接部件32c與第2電極42之間。第I連接部件31c及第2連接部件32c例如使用焊料球等。
[0031]經(jīng)由第I連接部件31c、第I柱部31、第I電極41、第2連接部件32c、第2柱部32及第2電極42,向發(fā)光部10供給電流，由發(fā)光層13放出光(第I光)。第I光例如為藍色光。
[0032]波長轉(zhuǎn)換層60包括透光性樹脂61和多個顆粒62。多個顆粒62分散在透光性樹脂61中。多個顆粒62吸收由發(fā)光層13放出的第I光的至少一部分，放出具有與第I光的波長(例如峰波長)不同波長(例如峰波長)的第2光。例如，第2光的第2峰波長比第I光的第I峰波長更長。例如，第I光為藍色，第2光包括綠色光、黃色光及紅色光中的至少任意一種。例如，第I光與第2光混合后的光為白色光。
[0033]多個顆粒62例如使用熒光體。透光性樹脂61例如使用有機硅系樹脂(例如甲基苯基硅氧烷)、丙烯酸系樹脂及環(huán)氧系樹脂中的至少任意一種。
[0034]波長轉(zhuǎn)換層60還可以包含分散在透光性樹脂61中的多個波長轉(zhuǎn)換層填料65。波長轉(zhuǎn)換層填料65例如可以使用氧化硅、氧化鋁及氧化鈦中的至少任意一種。
[0035]中間層70包括第I部分pi和第2部分p2。第I部分pi與第I半導(dǎo)體層11和波長轉(zhuǎn)換層60相接。第2部分p2與樹脂部50和波長轉(zhuǎn)換層60相接。在這個例子中，中間層70還包括第3部分p3。第3部分p3與絕緣層51的一部分和波長轉(zhuǎn)換層60相接。
[0036]中間層70具有比第I光的峰波長更薄的厚度70t (參考圖1B)。第I光的峰波長例如為440nm (納米)以上且480nm以下。此時，中間層70的厚度70t例如設(shè)定為小于440nm。中間層70的厚度70t例如可以為20nm以上且150nm以下。
[0037]中間層70包含與波長轉(zhuǎn)換層60所含的材料不同的材料。例如，在使用有機硅系樹脂、丙烯酸系樹脂或環(huán)氧系樹脂作為波長轉(zhuǎn)換層60時，可以使用氧化硅或氮化硅等作為中間層70。中間層70既可以通過干式成膜形成，也可以通過濕式成膜形成。
[0038]中間層70在第I部分pi中例如提高第I半導(dǎo)體層11與波長轉(zhuǎn)換層60的密合性(粘附性)。中間層70在第2部分p2中例如提高樹脂部50與波長轉(zhuǎn)換層60的密合性。中間層70例如在第3部分p3中提高絕緣層51的一部分與波長轉(zhuǎn)換層60的密合性。
[0039]根據(jù)本申請發(fā)明人的研究可知，在不設(shè)置中間層70、且波長轉(zhuǎn)換層60與半導(dǎo)體層相接的構(gòu)成中，有時在波長轉(zhuǎn)換層60與半導(dǎo)體層之間會產(chǎn)生間隙，還有時波長轉(zhuǎn)換層60會從半導(dǎo)體層剝離。這可以認為是因為，當反復(fù)對半導(dǎo)體裝置進行點燈和關(guān)燈時，由于波長轉(zhuǎn)換層60與半導(dǎo)體層之間的熱膨張系數(shù)之差等，造成在波長轉(zhuǎn)換層60與半導(dǎo)體層之間的界面上產(chǎn)生應(yīng)力。
[0040]特別是，在波長轉(zhuǎn)換層60中，當為了在得到高透光率的同時得到熒光體(顆粒62)的高分散性而使用有機硅系樹脂(例如甲基苯基硅氧烷)作為透光性樹脂61時，該剝離容易發(fā)生。
[0041]此外，在不設(shè)置中間層70時，波長轉(zhuǎn)換層60與樹脂部50相接。此時，可知在波長轉(zhuǎn)換層60與樹脂部50之間也有時會發(fā)生剝離。
[0042]在本實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，在第I半導(dǎo)體層11與波長轉(zhuǎn)換層60之間以及樹脂部50與波長轉(zhuǎn)換層60之間，以與它們相接的方式插入薄的中間層70。中間層70包含與波長轉(zhuǎn)換層60所含的材料不同的材料。中間層70例如包含硅烷偶聯(lián)劑。作為中間層70,可以使用氧化娃或氮化娃。
[0043]通過使用中間層70，能夠抑制波長轉(zhuǎn)換層60與半導(dǎo)體層之間發(fā)生剝離以及波長轉(zhuǎn)換層60與樹脂部50之間發(fā)生剝離。此外，在設(shè)置絕緣層51的情況下，能夠抑制波長轉(zhuǎn)換層60與絕緣層51之間發(fā)生剝離。
[0044]根據(jù)本實施方式，能夠提供可靠性高的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
[0045]例如，當使用與波長轉(zhuǎn)換層60中所使用的材料相同的材料(例如有機硅樹脂)作為中間層70時，難以充分抑制剝離。通過使用與波長轉(zhuǎn)換層60中所使用的材料(例如有機硅樹脂)不同的材料作為中間層70，能夠充分抑制剝離。通過使用氧化硅或氮化硅作為中間層70，剝離的抑制尤為顯著。
[0046]例如，在不使用中間層70的情況下，第I半導(dǎo)體層11 (例如GaN層)與波長轉(zhuǎn)換層60 (有機硅樹脂)直接接觸。第I半導(dǎo)體層11與波長轉(zhuǎn)換層60的粘附力的測定值為IMPa (兆帕)?1.5MPa。當使用了干式成膜的氧化硅作為中間層70時，粘附力的測定值為3MPa?4.3MPa。當使用了干式成膜的氮化硅作為中間層70時，粘附力的測定值為
2.5MPa?4.0MPa0當使用了濕式成膜的氧化硅(例如S0G)作為中間層70時，粘附力的測定值為2MPa?4.3MPa。如上所述，通過使用中間層70，能夠獲得高粘附力，其結(jié)果是，能夠抑制第I半導(dǎo)體層11與波長轉(zhuǎn)換層60之間發(fā)生剝離。
[0047]中間層70的透光率優(yōu)選為高。例如，第I光的峰波長處的中間層70的透過率優(yōu)選為 90% 以上。例如，中間層 70 可以使用例如 Si02、Ti02、Zr02、Zn0、KTa03、Al203、Mg0、Y203、CuSrO2, AIN、SiC、CaC2, BaF2 及 CaF2 中的至少任意一種。
[0048]特別是，作為中間層70，也可以使用硅烷偶聯(lián)劑。中間層70例如可以與波長轉(zhuǎn)換層60化學鍵合。
[0049]例如，中間層70含有有機硅化合物。例如，中間層70含有硅原子和與硅原子鍵合的官能團。該官能團為反應(yīng)性的官能團。該官能團例如包括環(huán)氧基、氨基、甲基丙烯?；⒁蚁┗皫€基中的至少任意一種。
[0050]此時，也能夠抑制波長轉(zhuǎn)換層60與半導(dǎo)體層之間發(fā)生剝離、波長轉(zhuǎn)換層60與樹脂部50之間發(fā)生剝離以及波長轉(zhuǎn)換層60與絕緣層51之間發(fā)生剝離。
[0051]如圖1B所示，中間層70也可以含有填料72。例如，中間層70能夠包括偶聯(lián)膜71(例如硅烷偶聯(lián)劑的膜)和分散在偶聯(lián)膜71中的多個填料72。
[0052]偶聯(lián)膜71例如含有硅原子和與硅原子鍵合的官能團。該官能團包括環(huán)氧基、氨基、甲基丙烯?；⒁蚁┗皫€基中的至少任意一種。
[0053]通過使用含有填料72的偶聯(lián)膜71作為中間層70，能夠進一步提高粘附力。即，偶聯(lián)膜71中的化學鍵合借助填料72進行。由此，粘附力進一步提高。由半導(dǎo)體層與波長轉(zhuǎn)換層60之間的熱膨張系數(shù)之差帶來的應(yīng)力變得易于緩和。
[0054]例如，中間層70的線膨張系數(shù)能夠設(shè)定得大于第I半導(dǎo)體層11的線膨張系數(shù)且小于波長轉(zhuǎn)換層60的線膨張系數(shù)。例如，第I半導(dǎo)體層11 (例如GaN)的線膨張系數(shù)約為5X 10_6/K。波長轉(zhuǎn)換層60中所使用的有機硅樹脂的線膨張系數(shù)為66X 10_6/Κ。中間層70的線膨張系數(shù)能夠設(shè)定在這些值之間。由此，就更容易抑制剝離。
[0055]多個填料72例如含有S12及ZrO2中的至少任意一種。由此，可以得到高透光率。而且，能夠?qū)⒅虚g層70的折射率調(diào)節(jié)為所期望的值。
[0056]多個填料72也可以為導(dǎo)電性的。多個填料72例如能夠含有銻摻雜氧化錫(ΑΤ0)、氧化錫摻雜氧化銦(ΙΤ0)、五氧化銻、磷摻雜氧化錫(PTO)及鋁摻雜氧化鋅(AZO)中的至少任意一種。通過使用這些材料，可以獲得高透光率和導(dǎo)電性。
[0057]填料72也可以具有中空形狀。例如，如圖1B所示，多個填料72中的至少任意一個具有中心部72a和中心部72a周圍的外殼72b。中心部72a的密度低于外殼72b的密度。多個填料72分別包含中空的二氧化硅。此時，外殼72b含有二氧化硅。
[0058]通過填料72具有中空形狀，能夠控制填料72的折射率，控制中間層70的折射率。此外，通過使填料72具有中空形狀，能夠控制填料72的密度，提高填料72的分布均勻性。
[0059]在使用偶聯(lián)膜71 (例如硅烷偶聯(lián)劑的膜)作為中間層70的情況下，涂布硅烷偶聯(lián)劑的溶液，并且進行熱處理，由此形成中間層70。在硅烷偶聯(lián)劑的溶液中，例如使用包含醇的水溶液。此外，優(yōu)選中間層70的厚度70t為薄。因此，硅烷偶聯(lián)劑的溶液的粘度設(shè)定得低。此時，如果填料72的密度高，則填料72在溶液中沉降，填料72的濃度容易變得不均勻。
[0060]通過使用中空形狀的填料72，填料72的密度降低，其結(jié)果是，容易使溶液中的填料72的濃度變均勻。
[0061]多個填料72的直徑優(yōu)選分別為5nm以上。多個填料72的直徑分別為中間層70的厚度70t以下。
[0062]可以將中間層70的折射率設(shè)定為在半導(dǎo)體層的折射率與波長轉(zhuǎn)換層的折射率之間的值。由此，易于提高取光效率。例如，第I半導(dǎo)體層11對于第I光的折射率高于波長轉(zhuǎn)換層60對于第I光的折射率。第I半導(dǎo)體層11 (例如GaN)對于第I光的折射率約為2.4。在使用了有機硅樹脂作為波長轉(zhuǎn)換層60的透光性樹脂61的情況下，透光性樹脂61對于第I光的折射率約為1.5。
[0063]此時，中間層70對于第I光的折射率能夠設(shè)定為高于1.5且小于2.4。S卩，能夠?qū)⒅虚g層70對于第I光的折射率設(shè)定得低于第I半導(dǎo)體層11對于第I光的折射率且高于波長轉(zhuǎn)換層60對于第I光的折射率。由此，能夠抑制在界面發(fā)生反射，易于提高取光效率。
[0064]在本實施方式中，中間層70的厚度70t能夠設(shè)定得比第I光的峰波長更短，即能夠設(shè)定得較薄。由此，能夠抑制光在中間層70中沿著X-Y平面?zhèn)鞑ザ鴱闹虚g層70的側(cè)面射出光。如果光在中間層70中傳播而從中間層70的側(cè)面射出光,貝U在與側(cè)面相對的方向上，不通過波長轉(zhuǎn)換層60而射出的第I光(例如藍色光)的比例增多。因此，顏色會根據(jù)射出角度而發(fā)生變化。
[0065]在本實施方式中，中間層70的厚度70t設(shè)定得薄，因此能夠抑制從中間層70的側(cè)面射出光。由此，顏色的均勻性提高。
[0066]在中間層70的厚度70t充分小于波長的情況下，中間層70的折射率也可以不為半導(dǎo)體層的折射率與波長轉(zhuǎn)換層的折射率之間的值，取光效率的降低較小。即，在中間層70的厚度70t充分小于波長的情況下，從半導(dǎo)體層射入中間層70的光與中間層70的折射率無關(guān)，沒有大的損失，易于通過中間層70而到達波長轉(zhuǎn)換層60。
[0067]這樣，在中間層70的厚度70t充分小于波長的情況下，也可以不從折射率的值的觀點而從其他觀點考慮，優(yōu)化作為中間層70使用的材料。例如，作為中間層70所含的填料72,即便使用折射率小的中空的二氧化硅，也可以得到較高的取光效率。由此，能夠穩(wěn)定得到填料72的濃度均勻的中間層70。
[0068]多個填料72對于第I光的反射率例如能夠設(shè)為50%以上。例如，作為多個填料72,可以使用下述兩者中的至少任意一種:Pt、Ag、S1、T1、Zr、Zn、Ta、Al、Ni及Cu中的至少任意一種；和包含Pt、Ag、S1、T1、Zr、Zn、Ta、Al、Ni及Cu中的至少任意一種的化合物。
[0069]例如，在樹脂部50包含環(huán)氧樹脂且波長轉(zhuǎn)換層60包含含有有機硅樹脂的透光性樹脂61和分散在透光性樹脂61中的多個顆粒62 (熒光體顆粒)的情況下，中間層70優(yōu)選包含硅原子和與硅原子鍵合的環(huán)氧基。即，中間層70優(yōu)選通過包含環(huán)氧基的硅烷偶聯(lián)劑形成。此時，中間層70優(yōu)選含有中空二氧化硅填料72。由此，在得到高粘附力的同時，能夠以高生產(chǎn)率得到高透光性和填料72的密度的高均勻性。
[0070]圖2是表示第2實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法的流程圖。
[0071]圖3A?圖3D是表示第2實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法的多個工序的剖視圖。
[0072]如圖2所示，在本制造方法中，在加工體上涂布樹脂液(步驟S110)。以下，對該加工體進行說明。
[0073]例如，如圖3A所示，作為發(fā)光部10的半導(dǎo)體層在生長用基板5上外延生長，半導(dǎo)體層被加工為規(guī)定的形狀,并且形成第I柱部31、第2柱部32及樹脂層55。由此，形成多個元件部210。該生長用基板5在形成第I柱部31、第2柱部32及樹脂層55后被除去。將除去生長用基板5后的部分作為加工體310。加工體310具有第I主面310a。第I主面310a為生長用基板5側(cè)的面。
[0074]多個元件部210分別包括導(dǎo)電性的第I柱部31、導(dǎo)電性的第2柱部32和發(fā)光部10。第I柱部31向第I方向(例如Z軸方向)延伸。第I方向與第I主面310a垂直。第2柱部32在第2方向(例如X軸方向)上與第I柱部31隔開，其向第I方向延伸。第2方向為與第I主面310a平行的方向，即，與第I方向交叉的方向。
[0075]發(fā)光部10包括第I導(dǎo)電型的第I半導(dǎo)體層11、第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層12和發(fā)光層13。第I半導(dǎo)體層11包括與第I柱部31的至少一部分對置的第I半導(dǎo)體部分Ila和與第2柱部32的至少一部分對置的第2半導(dǎo)體部分lib。在除去生長用基板5時，第I半導(dǎo)體層11露出在第I主面310a上。第2半導(dǎo)體層12設(shè)置在第2柱部32與第2半導(dǎo)體部分Ilb之間。發(fā)光層13設(shè)置在第2半導(dǎo)體部分Ilb與第2半導(dǎo)體層12之間。
[0076]這樣的多個元件部210設(shè)置在加工體310上。S卩，加工體310具有第I主面310a，并且包括在與第I主面310a平行的面(X-Y平面)內(nèi)排列的多個元件部210和保持多個元件部210的樹脂層55。如后所述，多個元件部210各自成為半導(dǎo)體發(fā)光裝置110的一部分。樹脂層55通過截斷成為樹脂部50。樹脂部50例如使用環(huán)氧樹脂。
[0077]如已經(jīng)說明過的那樣，可以在發(fā)光部I與樹脂部50之間，進一步設(shè)置絕緣層51。絕緣層51的一部分也可以露出在第I主面310a上。
[0078]如圖2及圖3B所示，在這樣的加工體310的第I主面310a上，形成中間層70。中間層70的厚度比第I光的峰波長更薄。
[0079]中間層70例如可以通過CVD等形成。作為中間層70，可以形成包含Si02、Ti02、ZrO2, ZnO, KTa03、A1203、MgO、Y2O3, CuSrO2, AIN、SiC、CaC2、BaF2 及 CaF2 中的至少任意一種的膜。
[0080]中間層70的形成例如可以包括利用以硅烷偶聯(lián)劑為原料氣體的CVD進行的成膜。
[0081]中間層70的形成例如也可以包括涂布含有硅烷偶聯(lián)劑的溶液的濕式處理。例如，可以使用包含硅原子和與硅原子鍵合的官能團的偶聯(lián)劑的溶液。官能團包括環(huán)氧基、氨基、甲基丙烯?；?、乙烯基及巰基中的至少任意一種。
[0082]作為中間層70的溶液例如也可以含有多個填料72。多個填料72例如包含S12及ZrO2中的至少任意一種。多個填料72也可以包含銻摻雜氧化錫(ΑΤ0)、氧化錫摻雜氧化銦(ΙΤ0)、五氧化銻、磷摻雜氧化錫(PTO)、鋁摻雜氧化鋅(AZO)中的至少任意一種。多個填料72的至少任意一者具有中心部72a和中心部72a周圍的外殼72b，中心部72a的密度也可以低于外殼72b的密度。作為多個填料72，可以使用中空的二氧化硅。多個填料72也可以包含下述兩者中的至少任意一種:Pt、Ag、S1、T1、Zr、Zn、Ta、Al、Ni及Cu中的至少任意一種；和含有Pt、Ag、S1、T1、Zr、Zn、Ta、Al、Ni及Cu中的至少任意一種的化合物。
[0083]多個填料72各自的直徑優(yōu)選為5nm以上。這為中間層70的厚度70t以下。由此，可以得到平坦的表面。
[0084]中間層70的形成例如可以使用旋涂、狹縫涂布、棒涂及刮刀涂布(squeegeecoating)中的至少任意一種。
[0085]可以將成為中間層70的膜形成得厚，然后，減小該膜的厚度來形成中間層70。也可以預(yù)先形成成為中間層70的膜，將該膜貼于加工體310的第I主面310a上。
[0086]如圖2及圖3C所示，在中間層70上形成波長轉(zhuǎn)換層60 (步驟S120)。例如，作為波長轉(zhuǎn)換層60，形成包括透光性樹脂61和分散在透光性樹脂61中且吸收第I光的至少一部分而放出與第I光的峰波長不同的第2光的多個顆粒62 (例如熒光體顆粒)的層。作為該透光性樹脂61，可以使用有機硅樹脂。
[0087]波長轉(zhuǎn)換層60的形成例如可以使用印刷法。例如，可以通過使用掩模并使用刮刀的印刷，涂布成為波長轉(zhuǎn)換層的樹脂。在實施方式中，波長轉(zhuǎn)換層的形成方法為任意方法。
[0088]中間層70包含與波長轉(zhuǎn)換層所含的材料不同的材料。中間層70能夠與波長轉(zhuǎn)換層60化學鍵合。由此，獲得高密合性。
[0089]如圖2及圖3D所示，按照多個元件部210的每個分別截斷波長轉(zhuǎn)換層60、中間層70及樹脂部50 (步驟S130)。由此，能夠形成多個半導(dǎo)體發(fā)光裝置110。根據(jù)本實施方式，能夠提供可靠性高的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法。
[0090]在本實施方式中，中間層70的線膨張系數(shù)優(yōu)選大于第I半導(dǎo)體層11的線膨張系數(shù)且小于波長轉(zhuǎn)換層60的線膨張系數(shù)。由此，能夠更容易地抑制剝離。
[0091]在本實施方式中，中間層70對于第I光的折射率優(yōu)選低于第I半導(dǎo)體層11對于第I光的折射率且高于波長轉(zhuǎn)換層60對于第I光的折射率。
[0092]以下，對實施方式中的材料的例子進行說明。
[0093]第I柱部31 (例如第I金屬柱31a及第I金屬層31b)及第2柱部32 (例如第2金屬柱32a及第2金屬層32b)中，例如可以使用Cu (銅)、Ni (鎳)及Al (鋁)等。
[0094]顆粒62例如可以使用紅色熒光體、綠色熒光體、藍色熒光體及黃色熒光體中的至少任意一種。
[0095]作為紅色熒光體例如可以列舉出以下物質(zhì)。實施方式所使用的紅色熒光體不限于這些物質(zhì)。
[0096]Y2O2S:Eu
[0097]Y2O2S:Eu+ 顏料
[0098]Y2O3:Eu
[0099]Zn3 (PO4) 2:Mn
[0100](Zn, Cd) S:Ag+In203
[0101](Y, Gd, Eu) BO3
[0102](Y, Gd, Eu) 203
[0103]YVO4:Eu
[0104]La2O2S:Eu、Sm
[0105]LaSi3N5:Eu2+
[0106]a -sialon:Eu2+
[0107]CaAlSiN3:Eu2+
[0108]CaSiNx:Eu2+
[0109]CaSiNx:Ce2+
[0110]M2Si5N8:Eu2+
[0111]CaAlSiN3:Eu2+
[0112](SrCa)AlSiN3:Eux+
[0113]Srx(SiyAl3)z(OxN):Eux+
[0114]作為綠色熒光體例如可以列舉出以下物質(zhì)。實施方式所使用的綠色熒光體不限于這些物質(zhì)。
[0115]ZnS: Cu、Al
[0116]ZnS:Cu> Al+ 顏料
[0117](Zn, Cd) S:Cu、Al
[0118]ZnS:Cu、Au、Al+顏料
[0119]Y3Al5O12:Tb
[0120]Y3(Al1Ga)5O12:Tb
[0121]Y2S15: Tb
[0122]Zn2S14:Mn
[0123](Zn, Cd) S: Cu
[0124]ZnS: Cu
[0125]Zn2S14:Mn
[0126]ZnS:Cu+Zn2Si04:Mn
[0127]Gd2O2S:Tb
[0128](Zn, Cd) S:Ag
[0129]ZnS:Cu、Al
[0130]Y2O2S:Tb
[0131]ZnS:Cu, Al+In203
[0132](Zn, Cd) S:Ag+In203
[0133](Zn, MrO2S14
[0134]BaAl12O19:Mn
[0135](Ba, Sr, Mg) 0.aAl203:Mn
[0136]LaPO4:Ce、Tb
[0137]Zn2S14:Mn
[0138]ZnS: Cu
[0139]3 (Ba, Mg, Eu, Mn) 0.8A1203
[0140]La2O3.0.2Si02.0.9P205:Ce、Tb
[0141]CeMgAl11O19:Tb
[0142]CaSc2O4:Ce
[0143](BrSr) S14:Eu
[0144]a -sialon:Yb2+
[0145]β -sialon:Eu2+
[0146](SrBa) YSi4N7:Eu2+
[0147](CaSr) Si2O4N7:Eu2+
[0148]Sr (SiAl) (ON):Ce
[0149]作為藍色熒光體例如可以列舉出以下物質(zhì)。實施方式所使用的藍色熒光體不限于這些物質(zhì)。
[0150]ZnS:Ag
[0151]ZnS:Ag+顏料
[0152]ZnS:Ag、Al
[0153]ZnS:Ag、Cu、Ga、Cl
[0154]ZnS:Ag+In203
[0155]ZnS:Ζη+Ιη203
[0156](Ba，Eu) MgAl10O17
[0157](Sr, Ca，Ba，Mg) 10 (PO4) 6C12:Eu
[0158]Sr10 (PO4) 6C12:Eu
[0159](Ba，Sr，Eu) (Mg，Mn) Al10O17
[0160]10 (Sr, Ca，Ba，Eu).6P04.Cl2
[0161]BaMg2Al16O25:Eu
[0162]作為黃色熒光體例如可以列舉出以下物質(zhì)。實施方式所使用的黃色熒光體不限于這些物質(zhì)。
[0163]Li (Eu, Sm) W2O8
[0164](Y1Gd)3, (Al1Ga)5O12 =Ce3+
[0165]Li2SrS14:Eu2+
[0166](Sr (Ca, Ba))3Si05:Eu2+
[0167]SrSi2ON2 7:Eu2+。
[0168]根據(jù)實施方式，能夠提供可靠性高的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
[0169]本說明書中“氮化物半導(dǎo)體”包括在BxInyAlzGai_x_y_zN (O≤x≤1，O≤y≤1，O ^ z ^ I, x+y+z ( I)的化學式中使組成比X、y及z在各自的范圍內(nèi)變化得到的所有組成的半導(dǎo)體。此外，“氮化物半導(dǎo)體”還包括在上述化學式中含有N (氮)以外的V族元素的半導(dǎo)體和進一步含有為了控制導(dǎo)電型等而添加的各種摻雜物中的任意一種的半導(dǎo)體。
[0170]本說明書中，“垂直 ”及“平行”不僅僅是嚴格的垂直和嚴格的平行，還包括例如制造工序中的偏差等，只要是實質(zhì)上垂直及實質(zhì)上平行即可。
[0171]雖然對本發(fā)明的若干個實施方式進行了說明，但這些實施方式僅是示例，并不限定本發(fā)明的范圍。這些新穎的實施方式可以通過其他各種方式來實施，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，能夠進行各種省略、替換和更改。這些實施方式及其變形包含在發(fā)明的范圍及主旨中，并且包含在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明及其等同范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其包括: 導(dǎo)電性的第I柱部，其向第I方向延伸； 導(dǎo)電性的第2柱部，其在與所述第I方向交叉的第2方向上與所述第I柱部隔開，并且向所述第I方向延伸； 波長轉(zhuǎn)換層，其在所述第I方向上與所述第I柱部及所述第2柱部隔開； 發(fā)光部，其包括第I導(dǎo)電型的第I半導(dǎo)體層、第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層和發(fā)光層，其中，所述第I半導(dǎo)體層包括設(shè)置在所述第I柱部的至少一部分與所述波長轉(zhuǎn)換層之間的第I半導(dǎo)體部分和設(shè)置在所述第2柱部與所述波長轉(zhuǎn)換層之間的第2半導(dǎo)體部分，所述第2半導(dǎo)體層設(shè)置在所述第2柱部與所述第2半導(dǎo)體部分之間，所述發(fā)光層設(shè)置在所述第2半導(dǎo)體部分與所述第2半導(dǎo)體層之間，并且放出第I光； 樹脂部，其覆蓋所述第I柱部的沿著所述第I方向的側(cè)面、所述第2柱部的沿著所述第I方向的側(cè)面、所述發(fā)光部的側(cè)面和所述發(fā)光部的所述第I柱部及所述第2柱部一側(cè)的面；和 中間層，其包括與所述第I半導(dǎo)體層和所述波長轉(zhuǎn)換層相接的第I部分以及與所述樹脂部和所述波長轉(zhuǎn)換層相接的第2部分，其具有比所述第I光的峰波長更薄的厚度，并且包含與所述波長轉(zhuǎn)換 層所含的材料不同的材料。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述中間層的厚度小于440納米。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述中間層包含多個填料，所述多個填料中的至少任意一個具有中心部和所述中心部周圍的外殼，并且所述中心部的密度低于所述外殼的密度。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述多個填料各自的直徑為所述中間層的厚度以下。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其還具備設(shè)置在所述發(fā)光部與所述樹脂部之間的絕緣層，并且所述中間層還具備與所述絕緣層的一部分和所述波長轉(zhuǎn)換層相接的第3部分。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述波長轉(zhuǎn)換層的厚度為80微米以上且250微米以下。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述波長轉(zhuǎn)換層包含有機硅系樹脂、丙烯酸系樹脂及環(huán)氧系樹脂中的至少任意一種，并且所述中間層包含氧化硅及氮化硅中的至少任意一種。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述中間層的厚度為20微米以上且150微米以下。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述中間層包含3102、1102、21<)2、2110、KTaO3> A1203、MgO、Y2O3> CuSrO2, AIN、SiC、CaC2, BaF2 及 CaF2 中的至少任意一種。
10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述中間層包含硅烷偶聯(lián)劑。
11.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述中間層包含硅原子和與所述硅原子鍵合的的官能團，所述官能團包括環(huán)氧基、氨基、甲基丙烯?；?、乙烯基及巰基中的至少任意一種。
12.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述中間層包括偶聯(lián)膜和分散在所述偶聯(lián)膜中的多個填料，所述偶聯(lián)膜包含硅原子和與所述硅原子鍵合的官能團，所述官能團包括環(huán)氧基、氨基、甲基丙烯?；?、乙烯基及巰基中的至少任意一種。
13.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述中間層包含多個填料，所述多個填料包含S12及ZrO2中的至少任意一種。
14.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述中間層包含多個填料，所述多個填料包括銻摻雜氧化錫、氧化錫摻雜氧化銦、五氧化銻、磷摻雜氧化錫及鋁摻雜氧化鋅中的至少任意一種。
15.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述中間層包含多個填料，所述多個填料各自的直徑為5納米以上。
16.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述中間層包含多個填料，所述多個填料包含下述兩者中的至少任意一種:Pt、Ag、S1、T1、Zr、Zn、Ta、Al、Ni及Cu中的至少任意一種金屬；和含有Pt、Ag、S1、T1、Zr、Zn、Ta、Al、Ni及Cu中的至少任意一種的化合物。
17.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述中間層的線膨張系數(shù)大于所述第I半導(dǎo)體層的線膨張系數(shù)且小于所述波長轉(zhuǎn)換層的線膨張系數(shù)。
18.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述樹脂部包含環(huán)氧樹脂，所述波長轉(zhuǎn)換層包含含有有機硅樹脂的透光性樹脂和分散在所述透光性樹脂中的多個顆粒，所述中間層包含硅原子和與所述硅原子鍵合的環(huán)氧基。
19.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述中間層包含中空二氧化硅填料。
20.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中，所述中間層的折射率在所述第I半導(dǎo)體層的折射率與所述波長轉(zhuǎn)換層的折射率之間。
【文檔編號】H01L33/44GK104051591SQ201310399990
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月11日
【發(fā)明者】貴志壽之, 小泉洋 申請人:株式會社東芝