半导体发光装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310399990.6

申请日:

2013.09.05

公开号:

CN104051591A

公开日:

2014.09.17

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H01L 33/44申请公布日:20140917|||实质审查的生效IPC(主分类):H01L 33/44申请日:20130905|||公开

IPC分类号:

H01L33/44(2010.01)I

主分类号:

H01L33/44

申请人:

株式会社东芝

发明人:

贵志寿之; 小泉洋

地址:

日本东京都

优先权:

2013.03.11 JP 2013-048299

专利代理机构:

永新专利商标代理有限公司 72002

代理人:

陈建全

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内容摘要

本发明提供一种半导体发光装置,其包括:第1柱部、第2柱部、波长转换层、发光部、树脂部和中间层。第1柱部向第1方向延伸,并且为导电性。第2柱部在与第1方向交叉的第2方向上与第1柱部隔开,其向第1方向延伸,并且为导电性。波长转换层在第1方向上与第1柱部及第2柱部隔开。发光部包括第1导电型的第1半导体层、第2导电型的第2半导体层和发光层,其中,第1半导体层包括设置在第1柱部的至少一部分与波长转换层之间的第1半导体部分和设置在第2柱部与波长转换层之间的第2半导体部分,第2半导体层设置在第2柱部与第2半导体部分之间,发光层设置在第2半导体部分与第2半导体层之间,并放出第1光。

权利要求书

1.  一种半导体发光装置,其包括:
导电性的第1柱部,其向第1方向延伸;
导电性的第2柱部,其在与所述第1方向交叉的第2方向上与所述第1柱部隔开,并且向所述第1方向延伸;
波长转换层,其在所述第1方向上与所述第1柱部及所述第2柱部隔开;
发光部,其包括第1导电型的第1半导体层、第2导电型的第2半导体层和发光层,其中,所述第1半导体层包括设置在所述第1柱部的至少一部分与所述波长转换层之间的第1半导体部分和设置在所述第2柱部与所述波长转换层之间的第2半导体部分,所述第2半导体层设置在所述第2柱部与所述第2半导体部分之间,所述发光层设置在所述第2半导体部分与所述第2半导体层之间,并且放出第1光;
树脂部,其覆盖所述第1柱部的沿着所述第1方向的侧面、所述第2柱部的沿着所述第1方向的侧面、所述发光部的侧面和所述发光部的所述第1柱部及所述第2柱部一侧的面;和
中间层,其包括与所述第1半导体层和所述波长转换层相接的第1部分以及与所述树脂部和所述波长转换层相接的第2部分,其具有比所述第1光的峰波长更薄的厚度,并且包含与所述波长转换层所含的材料不同的材料。

2.
  如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层的厚度小于440纳米。

3.
  如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含多个填料,所述多个填料中的至少任意一个具有中心部和所述中心部周围的外壳,并且所述中心部的密度低于所述外壳的密度。

4.
  如权利要求3所述的半导体发光装置,其中,所述多个填料各自的 直径为所述中间层的厚度以下。

5.
  如权利要求1所述的半导体发光装置,其还具备设置在所述发光部与所述树脂部之间的绝缘层,并且所述中间层还具备与所述绝缘层的一部分和所述波长转换层相接的第3部分。

6.
  如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述波长转换层的厚度为80微米以上且250微米以下。

7.
  如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述波长转换层包含有机硅系树脂、丙烯酸系树脂及环氧系树脂中的至少任意一种,并且所述中间层包含氧化硅及氮化硅中的至少任意一种。

8.
  如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层的厚度为20微米以上且150微米以下。

9.
  如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含SiO2、TiO2、ZrO2、ZnO、KTaO3、Al2O3、MgO、Y2O3、CuSrO2、AlN、SiC、CaC2、BaF2及CaF2中的至少任意一种。

10.
  如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含硅烷偶联剂。

11.
  如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含硅原子和与所述硅原子键合的的官能团,所述官能团包括环氧基、氨基、甲基丙烯酰基、乙烯基及巯基中的至少任意一种。

12.
  如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包括偶联膜和分散在所述偶联膜中的多个填料,所述偶联膜包含硅原子和与所述硅原子键合的官能团,所述官能团包括环氧基、氨基、甲基丙烯酰基、乙 烯基及巯基中的至少任意一种。

13.
  如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含多个填料,所述多个填料包含SiO2及ZrO2中的至少任意一种。

14.
  如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含多个填料,所述多个填料包括锑掺杂氧化锡、氧化锡掺杂氧化铟、五氧化锑、磷掺杂氧化锡及铝掺杂氧化锌中的至少任意一种。

15.
  如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含多个填料,所述多个填料各自的直径为5纳米以上。

16.
  如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含多个填料,所述多个填料包含下述两者中的至少任意一种:Pt、Ag、Si、Ti、Zr、Zn、Ta、Al、Ni及Cu中的至少任意一种金属;和含有Pt、Ag、Si、Ti、Zr、Zn、Ta、Al、Ni及Cu中的至少任意一种的化合物。

17.
  如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层的线膨张系数大于所述第1半导体层的线膨张系数且小于所述波长转换层的线膨张系数。

18.
  如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述树脂部包含环氧树脂,所述波长转换层包含含有有机硅树脂的透光性树脂和分散在所述透光性树脂中的多个颗粒,所述中间层包含硅原子和与所述硅原子键合的环氧基。

19.
  如权利要求17所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含中空二氧化硅填料。

20.
  如权利要求19所述的半导体发光装置,其中,所述中间层的折射 率在所述第1半导体层的折射率与所述波长转换层的折射率之间。

说明书

半导体发光装置
本申请基于由2013年3月11日申请的在先日本专利申请第2013-48299号带来的优先权的利益并主张该利益,在此援引包含其全部内容。
技术领域
本发明涉及半导体发光装置。
背景技术
例如,存在将蓝色LED(Light Emitting Diode:发光二极管)等半导体发光元件与含有荧光体的树脂进行组合从而发出白色光的半导体发光装置。对于这样的半导体发光装置而言,要求较高的可靠性。
发明内容
本发明提供可靠性高的半导体发光装置。
本发明提供一种半导体发光装置,其包括第1柱部、第2柱部、波长转换层、发光部、树脂部和中间层。
上述第1柱部向第1方向延伸,并且为导电性。上述第2柱部在与上述第1方向交叉的第2方向上与上述第1柱部隔开,其向上述第1方向延伸,并且为导电性。上述波长转换层在上述第1方向上与上述第1柱部及上述第2柱部隔开。上述发光部包括第1导电型的第1半导体层、第2导电型的第2半导体层和发光层,其中,上述第1半导体层包括设置在上述第1柱部的至少一部与上述波长转换层之间的第1半导体部分和设置在上述第2柱部与上述波长转换层之间的第2半导体部分,上述第2半导体层设置在上述第2柱部与上述第2半导体部分之间,上述发光层设置在上述第2半导体部分与上述第2半导体层之间,并且放出第1光。上述树脂部覆盖上述第1柱部的沿着上述第1方向的侧面、上述第2柱部的沿着上述第1方向的侧面、上述发光部的侧面和上述发光部的上述第1柱部及上述 第2柱部一侧的面。上述中间层包括与上述第1半导体层和上述波长转换层相接的第1部分以及与上述树脂部和上述波长转换层相接的第2部分,并且具有比上述第1光的峰波长更薄的厚度且包含与上述波长转换层所含的材料不同的材料。
根据上述构成,可以得到可靠性高的半导体发光装置。
附图说明
图1A和图1B分别是表示第1实施方式的半导体发光装置的剖视图。
图2是表示第2实施方式的半导体发光装置的制造方法的流程图。
图3A~图3D是表示上述第2实施方式的半导体发光装置的制造方法中的多个工序的剖视图。
具体实施方式
以下,参考附图对多个实施方式进行说明。在附图中,相同符号表示相同或类似部分。
各图为示意性或概念性的图,各部分的厚度与宽度的关系、部分之间的大小比率等并不一定与实际相同。此外,即便在表示相同部分的情况下,根据图的不同,有时也会以相互不同的尺寸或比率来表示。
图1A及图1B分别是表示第1实施方式的半导体发光装置的剖视图。具体而言,图1A是表示上述半导体发光装置的剖视图,图1B是放大表示上述半导体发光装置的一部分的剖视图。
如图1A所示,本实施方式的半导体发光装置110包括第1柱部31、第2柱部32、波长转换层60、发光部10、树脂部50和中间层70。
第1柱部31向第1方向延伸,并且为导电性。
将第1方向设为Z轴方向。将与第1方向垂直的一个方向设为X轴方向。将与Z轴方向和X轴方向垂直的方向设为Y轴方向。
第2柱部32在第2方向上与第1柱部31隔开。第2柱部32向Z轴方向延伸,并且为导电性。在这个例子中,将X轴方向设为第2方向。
波长转换层60与第1柱部31及第2柱部32在Z轴方向上隔开。波长转换层60的厚度例如为80μm以上且250μm以下。
发光部10包括第1导电型的第1半导体层11、第2导电型的第2半导体层12和发光层13。
例如,第1导电型为n型,第2导电型为p型。在实施方式中,可以是第1导电型为p型,第2导电型为n型。在以下的例子中,第1导电型为n型,第2导电型设为p型。
第1半导体层11包括第1半导体部分11a和第2半导体部分11b。第1半导体部分11a设置在第1柱部31的至少一部分与波长转换层60之间。第2半导体部分11b设置在第2柱部32与波长转换层60之间。
第2半导体层12设置在第2柱部32与第2半导体部分11b之间。发光层13设置在第2半导体部分11b与第2半导体层12之间。
第1半导体层11、第2半导体层12及发光层13包含例如氮化物半导体。发光部10具有侧面10s。发光部10的侧面10s为与X-Y平面(与第1方向垂直的平面)交叉的面。发光部10具有第1柱部31及第2柱部32一侧的面(第1面10a)和波长转换层60一侧的面(第2面10b)。
树脂部50覆盖第1柱部31的沿着Z轴方向的侧面31s、第2柱部32的沿着Z轴方向的侧面32s和发光部10的侧面10s。树脂部50还覆盖发光部10的第1柱部31及第2柱部32一侧的面(第1面10a)。
在这个例子中,进一步设置有第1电极41和第2电极42。第1电极41在第1半导体层11的第1半导体部分11a与第1柱部31之间与第1半导体部分11a相接。第2电极42在第2半导体层12与第2柱部32之间与第2半导体层12相接。
树脂部50例如包含环氧树脂及聚酰亚胺树脂中的至少任意一种树脂。可以获得对热的稳定性、化学稳定性及高绝缘性。
在这个例子中,第1柱部31包括第1金属柱31a和第1金属层31b。第1金属层31b配置在第1金属柱31a与第1电极41之间。第1金属层31b与第1电极41相接。第2柱部32包括第2金属柱32a和第2金属层32b。第2金属层32b配置在第2金属柱32a与第2电极42之间。第2金属层32b与第2电极42相接。
在这个例子中,还设置有绝缘层51。绝缘层51设置在发光部10与树脂部50之间。绝缘层51例如覆盖发光部10的侧面(与X-Y平面不平行的 面)。绝缘层51例如覆盖发光部10的第1面10a。即,树脂部50隔着绝缘层51覆盖发光部10的第1面10a。绝缘层51设置在第1金属层31b的一部分与第2电极42的一部分之间。由此,将第1柱部31沿X-Y平面截断时的尺寸大于第1电极41的尺寸。即,第1柱部31的粗细度为较粗。由此,可以获得经由第1柱部31得到的高导热性。
绝缘层51例如使用氧化物、氮化物或氮氧化物等。例如,绝缘层51可以使用氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的至少任何一种。
在这个例子中,还设置有第1连接部件31c和第2连接部件32c。第1柱部31配置在第1连接部件31c与第1电极41之间。第2柱部32配置在第2连接部件32c与第2电极42之间。第1连接部件31c及第2连接部件32c例如使用焊料球等。
经由第1连接部件31c、第1柱部31、第1电极41、第2连接部件32c、第2柱部32及第2电极42,向发光部10供给电流,由发光层13放出光(第1光)。第1光例如为蓝色光。
波长转换层60包括透光性树脂61和多个颗粒62。多个颗粒62分散在透光性树脂61中。多个颗粒62吸收由发光层13放出的第1光的至少一部分,放出具有与第1光的波长(例如峰波长)不同波长(例如峰波长)的第2光。例如,第2光的第2峰波长比第1光的第1峰波长更长。例如,第1光为蓝色,第2光包括绿色光、黄色光及红色光中的至少任意一种。例如,第1光与第2光混合后的光为白色光。
多个颗粒62例如使用荧光体。透光性树脂61例如使用有机硅系树脂(例如甲基苯基硅氧烷)、丙烯酸系树脂及环氧系树脂中的至少任意一种。
波长转换层60还可以包含分散在透光性树脂61中的多个波长转换层填料65。波长转换层填料65例如可以使用氧化硅、氧化铝及氧化钛中的至少任意一种。
中间层70包括第1部分p1和第2部分p2。第1部分p1与第1半导体层11和波长转换层60相接。第2部分p2与树脂部50和波长转换层60相接。在这个例子中,中间层70还包括第3部分p3。第3部分p3与绝缘层51的一部分和波长转换层60相接。
中间层70具有比第1光的峰波长更薄的厚度70t(参考图1B)。第1 光的峰波长例如为440nm(纳米)以上且480nm以下。此时,中间层70的厚度70t例如设定为小于440nm。中间层70的厚度70t例如可以为20nm以上且150nm以下。
中间层70包含与波长转换层60所含的材料不同的材料。例如,在使用有机硅系树脂、丙烯酸系树脂或环氧系树脂作为波长转换层60时,可以使用氧化硅或氮化硅等作为中间层70。中间层70既可以通过干式成膜形成,也可以通过湿式成膜形成。
中间层70在第1部分p1中例如提高第1半导体层11与波长转换层60的密合性(粘附性)。中间层70在第2部分p2中例如提高树脂部50与波长转换层60的密合性。中间层70例如在第3部分p3中提高绝缘层51的一部分与波长转换层60的密合性。
根据本申请发明人的研究可知,在不设置中间层70、且波长转换层60与半导体层相接的构成中,有时在波长转换层60与半导体层之间会产生间隙,还有时波长转换层60会从半导体层剥离。这可以认为是因为,当反复对半导体装置进行点灯和关灯时,由于波长转换层60与半导体层之间的热膨张系数之差等,造成在波长转换层60与半导体层之间的界面上产生应力。
特别是,在波长转换层60中,当为了在得到高透光率的同时得到荧光体(颗粒62)的高分散性而使用有机硅系树脂(例如甲基苯基硅氧烷)作为透光性树脂61时,该剥离容易发生。
此外,在不设置中间层70时,波长转换层60与树脂部50相接。此时,可知在波长转换层60与树脂部50之间也有时会发生剥离。
在本实施方式的半导体发光装置中,在第1半导体层11与波长转换层60之间以及树脂部50与波长转换层60之间,以与它们相接的方式插入薄的中间层70。中间层70包含与波长转换层60所含的材料不同的材料。中间层70例如包含硅烷偶联剂。作为中间层70,可以使用氧化硅或氮化硅。
通过使用中间层70,能够抑制波长转换层60与半导体层之间发生剥离以及波长转换层60与树脂部50之间发生剥离。此外,在设置绝缘层51的情况下,能够抑制波长转换层60与绝缘层51之间发生剥离。
根据本实施方式,能够提供可靠性高的半导体发光装置。
例如,当使用与波长转换层60中所使用的材料相同的材料(例如有机 硅树脂)作为中间层70时,难以充分抑制剥离。通过使用与波长转换层60中所使用的材料(例如有机硅树脂)不同的材料作为中间层70,能够充分抑制剥离。通过使用氧化硅或氮化硅作为中间层70,剥离的抑制尤为显著。
例如,在不使用中间层70的情况下,第1半导体层11(例如GaN层)与波长转换层60(有机硅树脂)直接接触。第1半导体层11与波长转换层60的粘附力的测定值为1MPa(兆帕)~2.5MPa。当使用了干式成膜的氧化硅作为中间层70时,粘附力的测定值为3MPa~4.3MPa。当使用了干式成膜的氮化硅作为中间层70时,粘附力的测定值为2.5MPa~4.0MPa。当使用了湿式成膜的氧化硅(例如SOG)作为中间层70时,粘附力的测定值为2MPa~4.3MPa。如上所述,通过使用中间层70,能够获得高粘附力,其结果是,能够抑制第1半导体层11与波长转换层60之间发生剥离。
中间层70的透光率优选为高。例如,第1光的峰波长处的中间层70的透过率优选为90%以上。例如,中间层70可以使用例如SiO2、TiO2、ZrO2、ZnO、KTaO3、Al2O3、MgO、Y2O3、CuSrO2、AlN、SiC、CaC2、BaF2及CaF2中的至少任意一种。
特别是,作为中间层70,也可以使用硅烷偶联剂。中间层70例如可以与波长转换层60化学键合。
例如,中间层70含有有机硅化合物。例如,中间层70含有硅原子和与硅原子键合的官能团。该官能团为反应性的官能团。该官能团例如包括环氧基、氨基、甲基丙烯酰基、乙烯基及巯基中的至少任意一种。
此时,也能够抑制波长转换层60与半导体层之间发生剥离、波长转换层60与树脂部50之间发生剥离以及波长转换层60与绝缘层51之间发生剥离。
如图1B所示,中间层70也可以含有填料72。例如,中间层70能够包括偶联膜71(例如硅烷偶联剂的膜)和分散在偶联膜71中的多个填料72。
偶联膜71例如含有硅原子和与硅原子键合的官能团。该官能团包括环氧基、氨基、甲基丙烯酰基、乙烯基及巯基中的至少任意一种。
通过使用含有填料72的偶联膜71作为中间层70,能够进一步提高粘附力。即,偶联膜71中的化学键合借助填料72进行。由此,粘附力进一 步提高。由半导体层与波长转换层60之间的热膨张系数之差带来的应力变得易于缓和。
例如,中间层70的线膨张系数能够设定得大于第1半导体层11的线膨张系数且小于波长转换层60的线膨张系数。例如,第1半导体层11(例如GaN)的线膨张系数约为5×10-6/K。波长转换层60中所使用的有机硅树脂的线膨张系数为66×10-6/K。中间层70的线膨张系数能够设定在这些值之间。由此,就更容易抑制剥离。
多个填料72例如含有SiO2及ZrO2中的至少任意一种。由此,可以得到高透光率。而且,能够将中间层70的折射率调节为所期望的值。
多个填料72也可以为导电性的。多个填料72例如能够含有锑掺杂氧化锡(ATO)、氧化锡掺杂氧化铟(ITO)、五氧化锑、磷掺杂氧化锡(PTO)及铝掺杂氧化锌(AZO)中的至少任意一种。通过使用这些材料,可以获得高透光率和导电性。
填料72也可以具有中空形状。例如,如图1B所示,多个填料72中的至少任意一个具有中心部72a和中心部72a周围的外壳72b。中心部72a的密度低于外壳72b的密度。多个填料72分别包含中空的二氧化硅。此时,外壳72b含有二氧化硅。
通过填料72具有中空形状,能够控制填料72的折射率,控制中间层70的折射率。此外,通过使填料72具有中空形状,能够控制填料72的密度,提高填料72的分布均匀性。
在使用偶联膜71(例如硅烷偶联剂的膜)作为中间层70的情况下,涂布硅烷偶联剂的溶液,并且进行热处理,由此形成中间层70。在硅烷偶联剂的溶液中,例如使用包含醇的水溶液。此外,优选中间层70的厚度70t为薄。因此,硅烷偶联剂的溶液的粘度设定得低。此时,如果填料72的密度高,则填料72在溶液中沉降,填料72的浓度容易变得不均匀。
通过使用中空形状的填料72,填料72的密度降低,其结果是,容易使溶液中的填料72的浓度变均匀。
多个填料72的直径优选分别为5nm以上。多个填料72的直径分别为中间层70的厚度70t以下。
可以将中间层70的折射率设定为在半导体层的折射率与波长转换层的 折射率之间的值。由此,易于提高取光效率。例如,第1半导体层11对于第1光的折射率高于波长转换层60对于第1光的折射率。第1半导体层11(例如GaN)对于第1光的折射率约为2.4。在使用了有机硅树脂作为波长转换层60的透光性树脂61的情况下,透光性树脂61对于第1光的折射率约为1.5。
此时,中间层70对于第1光的折射率能够设定为高于1.5且小于2.4。即,能够将中间层70对于第1光的折射率设定得低于第1半导体层11对于第1光的折射率且高于波长转换层60对于第1光的折射率。由此,能够抑制在界面发生反射,易于提高取光效率。
在本实施方式中,中间层70的厚度70t能够设定得比第1光的峰波长更短,即能够设定得较薄。由此,能够抑制光在中间层70中沿着X-Y平面传播而从中间层70的侧面射出光。如果光在中间层70中传播而从中间层70的侧面射出光,则在与侧面相对的方向上,不通过波长转换层60而射出的第1光(例如蓝色光)的比例增多。因此,颜色会根据射出角度而发生变化。
在本实施方式中,中间层70的厚度70t设定得薄,因此能够抑制从中间层70的侧面射出光。由此,颜色的均匀性提高。
在中间层70的厚度70t充分小于波长的情况下,中间层70的折射率也可以不为半导体层的折射率与波长转换层的折射率之间的值,取光效率的降低较小。即,在中间层70的厚度70t充分小于波长的情况下,从半导体层射入中间层70的光与中间层70的折射率无关,没有大的损失,易于通过中间层70而到达波长转换层60。
这样,在中间层70的厚度70t充分小于波长的情况下,也可以不从折射率的值的观点而从其他观点考虑,优化作为中间层70使用的材料。例如,作为中间层70所含的填料72,即便使用折射率小的中空的二氧化硅,也可以得到较高的取光效率。由此,能够稳定得到填料72的浓度均匀的中间层70。
多个填料72对于第1光的反射率例如能够设为50%以上。例如,作为多个填料72,可以使用下述两者中的至少任意一种:Pt、Ag、Si、Ti、Zr、Zn、Ta、Al、Ni及Cu中的至少任意一种;和包含Pt、Ag、Si、Ti、Zr、 Zn、Ta、Al、Ni及Cu中的至少任意一种的化合物。
例如,在树脂部50包含环氧树脂且波长转换层60包含含有有机硅树脂的透光性树脂61和分散在透光性树脂61中的多个颗粒62(荧光体颗粒)的情况下,中间层70优选包含硅原子和与硅原子键合的环氧基。即,中间层70优选通过包含环氧基的硅烷偶联剂形成。此时,中间层70优选含有中空二氧化硅填料72。由此,在得到高粘附力的同时,能够以高生产率得到高透光性和填料72的密度的高均匀性。
图2是表示第2实施方式的半导体发光装置的制造方法的流程图。
图3A~图3D是表示第2实施方式的半导体发光装置的制造方法的多个工序的剖视图。
如图2所示,在本制造方法中,在加工体上涂布树脂液(步骤S110)。以下,对该加工体进行说明。
例如,如图3A所示,作为发光部10的半导体层在生长用基板5上外延生长,半导体层被加工为规定的形状,并且形成第1柱部31、第2柱部32及树脂层55。由此,形成多个元件部210。该生长用基板5在形成第1柱部31、第2柱部32及树脂层55后被除去。将除去生长用基板5后的部分作为加工体310。加工体310具有第1主面310a。第1主面310a为生长用基板5侧的面。
多个元件部210分别包括导电性的第1柱部31、导电性的第2柱部32和发光部10。第1柱部31向第1方向(例如Z轴方向)延伸。第1方向与第1主面310a垂直。第2柱部32在第2方向(例如X轴方向)上与第1柱部31隔开,其向第1方向延伸。第2方向为与第1主面310a平行的方向,即,与第1方向交叉的方向。
发光部10包括第1导电型的第1半导体层11、第2导电型的第2半导体层12和发光层13。第1半导体层11包括与第1柱部31的至少一部分对置的第1半导体部分11a和与第2柱部32的至少一部分对置的第2半导体部分11b。在除去生长用基板5时,第1半导体层11露出在第1主面310a上。第2半导体层12设置在第2柱部32与第2半导体部分11b之间。发光层13设置在第2半导体部分11b与第2半导体层12之间。
这样的多个元件部210设置在加工体310上。即,加工体310具有第1 主面310a,并且包括在与第1主面310a平行的面(X-Y平面)内排列的多个元件部210和保持多个元件部210的树脂层55。如后所述,多个元件部210各自成为半导体发光装置110的一部分。树脂层55通过截断成为树脂部50。树脂部50例如使用环氧树脂。
如已经说明过的那样,可以在发光部1与树脂部50之间,进一步设置绝缘层51。绝缘层51的一部分也可以露出在第1主面310a上。
如图2及图3B所示,在这样的加工体310的第1主面310a上,形成中间层70。中间层70的厚度比第1光的峰波长更薄。
中间层70例如可以通过CVD等形成。作为中间层70,可以形成包含SiO2、TiO2、ZrO2、ZnO、KTaO3、Al2O3、MgO、Y2O3、CuSrO2、AlN、SiC、CaC2、BaF2及CaF2中的至少任意一种的膜。
中间层70的形成例如可以包括利用以硅烷偶联剂为原料气体的CVD进行的成膜。
中间层70的形成例如也可以包括涂布含有硅烷偶联剂的溶液的湿式处理。例如,可以使用包含硅原子和与硅原子键合的官能团的偶联剂的溶液。官能团包括环氧基、氨基、甲基丙烯酰基、乙烯基及巯基中的至少任意一种。
作为中间层70的溶液例如也可以含有多个填料72。多个填料72例如包含SiO2及ZrO2中的至少任意一种。多个填料72也可以包含锑掺杂氧化锡(ATO)、氧化锡掺杂氧化铟(ITO)、五氧化锑、磷掺杂氧化锡(PTO)、铝掺杂氧化锌(AZO)中的至少任意一种。多个填料72的至少任意一者具有中心部72a和中心部72a周围的外壳72b,中心部72a的密度也可以低于外壳72b的密度。作为多个填料72,可以使用中空的二氧化硅。多个填料72也可以包含下述两者中的至少任意一种:Pt、Ag、Si、Ti、Zr、Zn、Ta、Al、Ni及Cu中的至少任意一种;和含有Pt、Ag、Si、Ti、Zr、Zn、Ta、Al、Ni及Cu中的至少任意一种的化合物。
多个填料72各自的直径优选为5nm以上。这为中间层70的厚度70t以下。由此,可以得到平坦的表面。
中间层70的形成例如可以使用旋涂、狭缝涂布、棒涂及刮刀涂布(squeegee coating)中的至少任意一种。
可以将成为中间层70的膜形成得厚,然后,减小该膜的厚度来形成中间层70。也可以预先形成成为中间层70的膜,将该膜贴于加工体310的第1主面310a上。
如图2及图3C所示,在中间层70上形成波长转换层60(步骤S120)。例如,作为波长转换层60,形成包括透光性树脂61和分散在透光性树脂61中且吸收第1光的至少一部分而放出与第1光的峰波长不同的第2光的多个颗粒62(例如荧光体颗粒)的层。作为该透光性树脂61,可以使用有机硅树脂。
波长转换层60的形成例如可以使用印刷法。例如,可以通过使用掩模并使用刮刀的印刷,涂布成为波长转换层的树脂。在实施方式中,波长转换层的形成方法为任意方法。
中间层70包含与波长转换层所含的材料不同的材料。中间层70能够与波长转换层60化学键合。由此,获得高密合性。
如图2及图3D所示,按照多个元件部210的每个分别截断波长转换层60、中间层70及树脂部50(步骤S130)。由此,能够形成多个半导体发光装置110。根据本实施方式,能够提供可靠性高的半导体发光装置的制造方法。
在本实施方式中,中间层70的线膨张系数优选大于第1半导体层11的线膨张系数且小于波长转换层60的线膨张系数。由此,能够更容易地抑制剥离。
在本实施方式中,中间层70对于第1光的折射率优选低于第1半导体层11对于第1光的折射率且高于波长转换层60对于第1光的折射率。
以下,对实施方式中的材料的例子进行说明。
第1柱部31(例如第1金属柱31a及第1金属层31b)及第2柱部32(例如第2金属柱32a及第2金属层32b)中,例如可以使用Cu(铜)、Ni(镍)及Al(铝)等。
颗粒62例如可以使用红色荧光体、绿色荧光体、蓝色荧光体及黄色荧光体中的至少任意一种。
作为红色荧光体例如可以列举出以下物质。实施方式所使用的红色荧光体不限于这些物质。
Y2O2S:Eu
Y2O2S:Eu+颜料
Y2O3:Eu
Zn3(PO4)2:Mn
(Zn,Cd)S:Ag+In2O3
(Y,Gd,Eu)BO3
(Y,Gd,Eu)2O3
YVO4:Eu
La2O2S:Eu、Sm
LaSi3N5:Eu2+
α-sialon:Eu2+
CaAlSiN3:Eu2+
CaSiNX:Eu2+
CaSiNX:Ce2+
M2Si5N8:Eu2+
CaAlSiN3:Eu2+
(SrCa)AlSiN3:EuX+
Srx(SiyAl3)z(OxN):EuX+
作为绿色荧光体例如可以列举出以下物质。实施方式所使用的绿色荧光体不限于这些物质。
ZnS:Cu、Al
ZnS:Cu、Al+颜料
(Zn,Cd)S:Cu、Al
ZnS:Cu、Au、Al+颜料
Y3Al5O12:Tb
Y3(Al,Ga)5O12:Tb
Y2SiO5:Tb
Zn2SiO4:Mn
(Zn,Cd)S:Cu
ZnS:Cu
Zn2SiO4:Mn
ZnS:Cu+Zn2SiO4:Mn
Gd2O2S:Tb
(Zn,Cd)S:Ag
ZnS:Cu、Al
Y2O2S:Tb
ZnS:Cu,Al+In2O3
(Zn,Cd)S:Ag+In2O3
(Zn,Mn)2SiO4
BaAl12O19:Mn
(Ba,Sr,Mg)O·aAl2O3:Mn
LaPO4:Ce、Tb
Zn2SiO4:Mn
ZnS:Cu
3(Ba,Mg,Eu,Mn)O·8Al2O3
La2O3·0.2SiO2·0.9P2O5:Ce、Tb
CeMgAl11O19:Tb
CaSc2O4:Ce
(BrSr)SiO4:Eu
α-sialon:Yb2+
β-sialon:Eu2+
(SrBa)YSi4N7:Eu2+
(CaSr)Si2O4N7:Eu2+
Sr(SiAl)(ON):Ce
作为蓝色荧光体例如可以列举出以下物质。实施方式所使用的蓝色荧光体不限于这些物质。
ZnS:Ag
ZnS:Ag+颜料
ZnS:Ag、Al
ZnS:Ag、Cu、Ga、Cl
ZnS:Ag+In2O3
ZnS:Zn+In2O3
(Ba,Eu)MgAl10O17
(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu
Sr10(PO4)6Cl2:Eu
(Ba,Sr,Eu)(Mg,Mn)Al10O17
10(Sr,Ca,Ba,Eu)·6PO4·Cl2
BaMg2Al16O25:Eu
作为黄色荧光体例如可以列举出以下物质。实施方式所使用的黄色荧光体不限于这些物质。
Li(Eu,Sm)W2O8
(Y,Gd)3,(Al,Ga)5O12:Ce3+
Li2SrSiO4:Eu2+
(Sr(Ca,Ba))3SiO5:Eu2+
SrSi2ON2.7:Eu2+
根据实施方式,能够提供可靠性高的半导体发光装置。
本说明书中“氮化物半导体”包括在BxInyAlzGa1-x-y-zN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1,x+y+z≤1)的化学式中使组成比x、y及z在各自的范围内变化得到的所有组成的半导体。此外,“氮化物半导体”还包括在上述化学式中含有N(氮)以外的V族元素的半导体和进一步含有为了控制导电型等而添加的各种掺杂物中的任意一种的半导体。
本说明书中,“垂直”及“平行”不仅仅是严格的垂直和严格的平行,还包括例如制造工序中的偏差等,只要是实质上垂直及实质上平行即可。
虽然对本发明的若干个实施方式进行了说明,但这些实施方式仅是示例,并不限定本发明的范围。这些新颖的实施方式可以通过其他各种方式来实施,在不脱离本发明主旨的范围内,能够进行各种省略、替换和更改。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中,并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同范围中。

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1、10申请公布号CN104051591A43申请公布日20140917CN104051591A21申请号201310399990622申请日20130905201304829920130311JPH01L33/4420100171申请人株式会社东芝地址日本东京都72发明人贵志寿之小泉洋74专利代理机构永新专利商标代理有限公司72002代理人陈建全54发明名称半导体发光装置57摘要本发明提供一种半导体发光装置,其包括第1柱部、第2柱部、波长转换层、发光部、树脂部和中间层。第1柱部向第1方向延伸,并且为导电性。第2柱部在与第1方向交叉的第2方向上与第1柱部隔开,其向第1方向延伸,并且为导电性。波长转。

2、换层在第1方向上与第1柱部及第2柱部隔开。发光部包括第1导电型的第1半导体层、第2导电型的第2半导体层和发光层,其中,第1半导体层包括设置在第1柱部的至少一部分与波长转换层之间的第1半导体部分和设置在第2柱部与波长转换层之间的第2半导体部分,第2半导体层设置在第2柱部与第2半导体部分之间,发光层设置在第2半导体部分与第2半导体层之间,并放出第1光。30优先权数据51INTCL权利要求书2页说明书10页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书10页附图3页10申请公布号CN104051591ACN104051591A1/2页21一种半导体发光装置,其包括导电性。

3、的第1柱部,其向第1方向延伸;导电性的第2柱部,其在与所述第1方向交叉的第2方向上与所述第1柱部隔开,并且向所述第1方向延伸;波长转换层,其在所述第1方向上与所述第1柱部及所述第2柱部隔开;发光部,其包括第1导电型的第1半导体层、第2导电型的第2半导体层和发光层,其中,所述第1半导体层包括设置在所述第1柱部的至少一部分与所述波长转换层之间的第1半导体部分和设置在所述第2柱部与所述波长转换层之间的第2半导体部分,所述第2半导体层设置在所述第2柱部与所述第2半导体部分之间,所述发光层设置在所述第2半导体部分与所述第2半导体层之间,并且放出第1光;树脂部,其覆盖所述第1柱部的沿着所述第1方向的侧面、。

4、所述第2柱部的沿着所述第1方向的侧面、所述发光部的侧面和所述发光部的所述第1柱部及所述第2柱部一侧的面;和中间层,其包括与所述第1半导体层和所述波长转换层相接的第1部分以及与所述树脂部和所述波长转换层相接的第2部分,其具有比所述第1光的峰波长更薄的厚度,并且包含与所述波长转换层所含的材料不同的材料。2如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层的厚度小于440纳米。3如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含多个填料,所述多个填料中的至少任意一个具有中心部和所述中心部周围的外壳,并且所述中心部的密度低于所述外壳的密度。4如权利要求3所述的半导体发光装置,其中,所述多个填料各自。

5、的直径为所述中间层的厚度以下。5如权利要求1所述的半导体发光装置,其还具备设置在所述发光部与所述树脂部之间的绝缘层,并且所述中间层还具备与所述绝缘层的一部分和所述波长转换层相接的第3部分。6如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述波长转换层的厚度为80微米以上且250微米以下。7如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述波长转换层包含有机硅系树脂、丙烯酸系树脂及环氧系树脂中的至少任意一种,并且所述中间层包含氧化硅及氮化硅中的至少任意一种。8如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层的厚度为20微米以上且150微米以下。9如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含SIO。

6、2、TIO2、ZRO2、ZNO、KTAO3、AL2O3、MGO、Y2O3、CUSRO2、ALN、SIC、CAC2、BAF2及CAF2中的至少任意一种。10如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含硅烷偶联剂。11如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含硅原子和与所述硅原子键合的的官能团,所述官能团包括环氧基、氨基、甲基丙烯酰基、乙烯基及巯基中的至少任意一种。12如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包括偶联膜和分散在所述权利要求书CN104051591A2/2页3偶联膜中的多个填料,所述偶联膜包含硅原子和与所述硅原子键合的官能团,所述官能团包括环氧基、氨基。

7、、甲基丙烯酰基、乙烯基及巯基中的至少任意一种。13如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含多个填料,所述多个填料包含SIO2及ZRO2中的至少任意一种。14如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含多个填料,所述多个填料包括锑掺杂氧化锡、氧化锡掺杂氧化铟、五氧化锑、磷掺杂氧化锡及铝掺杂氧化锌中的至少任意一种。15如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含多个填料,所述多个填料各自的直径为5纳米以上。16如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含多个填料,所述多个填料包含下述两者中的至少任意一种PT、AG、SI、TI、ZR、ZN、TA、AL、NI。

8、及CU中的至少任意一种金属;和含有PT、AG、SI、TI、ZR、ZN、TA、AL、NI及CU中的至少任意一种的化合物。17如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述中间层的线膨张系数大于所述第1半导体层的线膨张系数且小于所述波长转换层的线膨张系数。18如权利要求1所述的半导体发光装置,其中,所述树脂部包含环氧树脂,所述波长转换层包含含有有机硅树脂的透光性树脂和分散在所述透光性树脂中的多个颗粒,所述中间层包含硅原子和与所述硅原子键合的环氧基。19如权利要求17所述的半导体发光装置,其中,所述中间层包含中空二氧化硅填料。20如权利要求19所述的半导体发光装置,其中,所述中间层的折射率在所述第1半。

9、导体层的折射率与所述波长转换层的折射率之间。权利要求书CN104051591A1/10页4半导体发光装置0001本申请基于由2013年3月11日申请的在先日本专利申请第201348299号带来的优先权的利益并主张该利益,在此援引包含其全部内容。技术领域0002本发明涉及半导体发光装置。背景技术0003例如,存在将蓝色LED(LIGHTEMITTINGDIODE发光二极管)等半导体发光元件与含有荧光体的树脂进行组合从而发出白色光的半导体发光装置。对于这样的半导体发光装置而言,要求较高的可靠性。发明内容0004本发明提供可靠性高的半导体发光装置。0005本发明提供一种半导体发光装置,其包括第1柱部。

10、、第2柱部、波长转换层、发光部、树脂部和中间层。0006上述第1柱部向第1方向延伸,并且为导电性。上述第2柱部在与上述第1方向交叉的第2方向上与上述第1柱部隔开,其向上述第1方向延伸,并且为导电性。上述波长转换层在上述第1方向上与上述第1柱部及上述第2柱部隔开。上述发光部包括第1导电型的第1半导体层、第2导电型的第2半导体层和发光层,其中,上述第1半导体层包括设置在上述第1柱部的至少一部与上述波长转换层之间的第1半导体部分和设置在上述第2柱部与上述波长转换层之间的第2半导体部分,上述第2半导体层设置在上述第2柱部与上述第2半导体部分之间,上述发光层设置在上述第2半导体部分与上述第2半导体层之间。

11、,并且放出第1光。上述树脂部覆盖上述第1柱部的沿着上述第1方向的侧面、上述第2柱部的沿着上述第1方向的侧面、上述发光部的侧面和上述发光部的上述第1柱部及上述第2柱部一侧的面。上述中间层包括与上述第1半导体层和上述波长转换层相接的第1部分以及与上述树脂部和上述波长转换层相接的第2部分,并且具有比上述第1光的峰波长更薄的厚度且包含与上述波长转换层所含的材料不同的材料。0007根据上述构成,可以得到可靠性高的半导体发光装置。附图说明0008图1A和图1B分别是表示第1实施方式的半导体发光装置的剖视图。0009图2是表示第2实施方式的半导体发光装置的制造方法的流程图。0010图3A图3D是表示上述第2。

12、实施方式的半导体发光装置的制造方法中的多个工序的剖视图。具体实施方式说明书CN104051591A2/10页50011以下,参考附图对多个实施方式进行说明。在附图中,相同符号表示相同或类似部分。0012各图为示意性或概念性的图,各部分的厚度与宽度的关系、部分之间的大小比率等并不一定与实际相同。此外,即便在表示相同部分的情况下,根据图的不同,有时也会以相互不同的尺寸或比率来表示。0013图1A及图1B分别是表示第1实施方式的半导体发光装置的剖视图。具体而言,图1A是表示上述半导体发光装置的剖视图,图1B是放大表示上述半导体发光装置的一部分的剖视图。0014如图1A所示,本实施方式的半导体发光装置。

13、110包括第1柱部31、第2柱部32、波长转换层60、发光部10、树脂部50和中间层70。0015第1柱部31向第1方向延伸,并且为导电性。0016将第1方向设为Z轴方向。将与第1方向垂直的一个方向设为X轴方向。将与Z轴方向和X轴方向垂直的方向设为Y轴方向。0017第2柱部32在第2方向上与第1柱部31隔开。第2柱部32向Z轴方向延伸,并且为导电性。在这个例子中,将X轴方向设为第2方向。0018波长转换层60与第1柱部31及第2柱部32在Z轴方向上隔开。波长转换层60的厚度例如为80M以上且250M以下。0019发光部10包括第1导电型的第1半导体层11、第2导电型的第2半导体层12和发光层1。

14、3。0020例如,第1导电型为N型,第2导电型为P型。在实施方式中,可以是第1导电型为P型,第2导电型为N型。在以下的例子中,第1导电型为N型,第2导电型设为P型。0021第1半导体层11包括第1半导体部分11A和第2半导体部分11B。第1半导体部分11A设置在第1柱部31的至少一部分与波长转换层60之间。第2半导体部分11B设置在第2柱部32与波长转换层60之间。0022第2半导体层12设置在第2柱部32与第2半导体部分11B之间。发光层13设置在第2半导体部分11B与第2半导体层12之间。0023第1半导体层11、第2半导体层12及发光层13包含例如氮化物半导体。发光部10具有侧面10S。。

15、发光部10的侧面10S为与XY平面(与第1方向垂直的平面)交叉的面。发光部10具有第1柱部31及第2柱部32一侧的面(第1面10A)和波长转换层60一侧的面(第2面10B)。0024树脂部50覆盖第1柱部31的沿着Z轴方向的侧面31S、第2柱部32的沿着Z轴方向的侧面32S和发光部10的侧面10S。树脂部50还覆盖发光部10的第1柱部31及第2柱部32一侧的面(第1面10A)。0025在这个例子中,进一步设置有第1电极41和第2电极42。第1电极41在第1半导体层11的第1半导体部分11A与第1柱部31之间与第1半导体部分11A相接。第2电极42在第2半导体层12与第2柱部32之间与第2半导体。

16、层12相接。0026树脂部50例如包含环氧树脂及聚酰亚胺树脂中的至少任意一种树脂。可以获得对热的稳定性、化学稳定性及高绝缘性。0027在这个例子中,第1柱部31包括第1金属柱31A和第1金属层31B。第1金属层说明书CN104051591A3/10页631B配置在第1金属柱31A与第1电极41之间。第1金属层31B与第1电极41相接。第2柱部32包括第2金属柱32A和第2金属层32B。第2金属层32B配置在第2金属柱32A与第2电极42之间。第2金属层32B与第2电极42相接。0028在这个例子中,还设置有绝缘层51。绝缘层51设置在发光部10与树脂部50之间。绝缘层51例如覆盖发光部10的侧。

17、面(与XY平面不平行的面)。绝缘层51例如覆盖发光部10的第1面10A。即,树脂部50隔着绝缘层51覆盖发光部10的第1面10A。绝缘层51设置在第1金属层31B的一部分与第2电极42的一部分之间。由此,将第1柱部31沿XY平面截断时的尺寸大于第1电极41的尺寸。即,第1柱部31的粗细度为较粗。由此,可以获得经由第1柱部31得到的高导热性。0029绝缘层51例如使用氧化物、氮化物或氮氧化物等。例如,绝缘层51可以使用氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的至少任何一种。0030在这个例子中,还设置有第1连接部件31C和第2连接部件32C。第1柱部31配置在第1连接部件31C与第1电极41之间。第2柱部32。

18、配置在第2连接部件32C与第2电极42之间。第1连接部件31C及第2连接部件32C例如使用焊料球等。0031经由第1连接部件31C、第1柱部31、第1电极41、第2连接部件32C、第2柱部32及第2电极42,向发光部10供给电流,由发光层13放出光(第1光)。第1光例如为蓝色光。0032波长转换层60包括透光性树脂61和多个颗粒62。多个颗粒62分散在透光性树脂61中。多个颗粒62吸收由发光层13放出的第1光的至少一部分,放出具有与第1光的波长(例如峰波长)不同波长(例如峰波长)的第2光。例如,第2光的第2峰波长比第1光的第1峰波长更长。例如,第1光为蓝色,第2光包括绿色光、黄色光及红色光中的。

19、至少任意一种。例如,第1光与第2光混合后的光为白色光。0033多个颗粒62例如使用荧光体。透光性树脂61例如使用有机硅系树脂(例如甲基苯基硅氧烷)、丙烯酸系树脂及环氧系树脂中的至少任意一种。0034波长转换层60还可以包含分散在透光性树脂61中的多个波长转换层填料65。波长转换层填料65例如可以使用氧化硅、氧化铝及氧化钛中的至少任意一种。0035中间层70包括第1部分P1和第2部分P2。第1部分P1与第1半导体层11和波长转换层60相接。第2部分P2与树脂部50和波长转换层60相接。在这个例子中,中间层70还包括第3部分P3。第3部分P3与绝缘层51的一部分和波长转换层60相接。0036中间层。

20、70具有比第1光的峰波长更薄的厚度70T(参考图1B)。第1光的峰波长例如为440NM(纳米)以上且480NM以下。此时,中间层70的厚度70T例如设定为小于440NM。中间层70的厚度70T例如可以为20NM以上且150NM以下。0037中间层70包含与波长转换层60所含的材料不同的材料。例如,在使用有机硅系树脂、丙烯酸系树脂或环氧系树脂作为波长转换层60时,可以使用氧化硅或氮化硅等作为中间层70。中间层70既可以通过干式成膜形成,也可以通过湿式成膜形成。0038中间层70在第1部分P1中例如提高第1半导体层11与波长转换层60的密合性(粘附性)。中间层70在第2部分P2中例如提高树脂部50。

21、与波长转换层60的密合性。中间层70例如在第3部分P3中提高绝缘层51的一部分与波长转换层60的密合性。0039根据本申请发明人的研究可知,在不设置中间层70、且波长转换层60与半导体层说明书CN104051591A4/10页7相接的构成中,有时在波长转换层60与半导体层之间会产生间隙,还有时波长转换层60会从半导体层剥离。这可以认为是因为,当反复对半导体装置进行点灯和关灯时,由于波长转换层60与半导体层之间的热膨张系数之差等,造成在波长转换层60与半导体层之间的界面上产生应力。0040特别是,在波长转换层60中,当为了在得到高透光率的同时得到荧光体(颗粒62)的高分散性而使用有机硅系树脂(例。

22、如甲基苯基硅氧烷)作为透光性树脂61时,该剥离容易发生。0041此外,在不设置中间层70时,波长转换层60与树脂部50相接。此时,可知在波长转换层60与树脂部50之间也有时会发生剥离。0042在本实施方式的半导体发光装置中,在第1半导体层11与波长转换层60之间以及树脂部50与波长转换层60之间,以与它们相接的方式插入薄的中间层70。中间层70包含与波长转换层60所含的材料不同的材料。中间层70例如包含硅烷偶联剂。作为中间层70,可以使用氧化硅或氮化硅。0043通过使用中间层70,能够抑制波长转换层60与半导体层之间发生剥离以及波长转换层60与树脂部50之间发生剥离。此外,在设置绝缘层51的情。

23、况下,能够抑制波长转换层60与绝缘层51之间发生剥离。0044根据本实施方式,能够提供可靠性高的半导体发光装置。0045例如,当使用与波长转换层60中所使用的材料相同的材料(例如有机硅树脂)作为中间层70时,难以充分抑制剥离。通过使用与波长转换层60中所使用的材料(例如有机硅树脂)不同的材料作为中间层70,能够充分抑制剥离。通过使用氧化硅或氮化硅作为中间层70,剥离的抑制尤为显著。0046例如,在不使用中间层70的情况下,第1半导体层11(例如GAN层)与波长转换层60(有机硅树脂)直接接触。第1半导体层11与波长转换层60的粘附力的测定值为1MPA(兆帕)25MPA。当使用了干式成膜的氧化硅。

24、作为中间层70时,粘附力的测定值为3MPA43MPA。当使用了干式成膜的氮化硅作为中间层70时,粘附力的测定值为25MPA40MPA。当使用了湿式成膜的氧化硅(例如SOG)作为中间层70时,粘附力的测定值为2MPA43MPA。如上所述,通过使用中间层70,能够获得高粘附力,其结果是,能够抑制第1半导体层11与波长转换层60之间发生剥离。0047中间层70的透光率优选为高。例如,第1光的峰波长处的中间层70的透过率优选为90以上。例如,中间层70可以使用例如SIO2、TIO2、ZRO2、ZNO、KTAO3、AL2O3、MGO、Y2O3、CUSRO2、ALN、SIC、CAC2、BAF2及CAF2中。

25、的至少任意一种。0048特别是,作为中间层70,也可以使用硅烷偶联剂。中间层70例如可以与波长转换层60化学键合。0049例如,中间层70含有有机硅化合物。例如,中间层70含有硅原子和与硅原子键合的官能团。该官能团为反应性的官能团。该官能团例如包括环氧基、氨基、甲基丙烯酰基、乙烯基及巯基中的至少任意一种。0050此时,也能够抑制波长转换层60与半导体层之间发生剥离、波长转换层60与树脂部50之间发生剥离以及波长转换层60与绝缘层51之间发生剥离。0051如图1B所示,中间层70也可以含有填料72。例如,中间层70能够包括偶联膜71说明书CN104051591A5/10页8(例如硅烷偶联剂的膜)。

26、和分散在偶联膜71中的多个填料72。0052偶联膜71例如含有硅原子和与硅原子键合的官能团。该官能团包括环氧基、氨基、甲基丙烯酰基、乙烯基及巯基中的至少任意一种。0053通过使用含有填料72的偶联膜71作为中间层70,能够进一步提高粘附力。即,偶联膜71中的化学键合借助填料72进行。由此,粘附力进一步提高。由半导体层与波长转换层60之间的热膨张系数之差带来的应力变得易于缓和。0054例如,中间层70的线膨张系数能够设定得大于第1半导体层11的线膨张系数且小于波长转换层60的线膨张系数。例如,第1半导体层11(例如GAN)的线膨张系数约为5106/K。波长转换层60中所使用的有机硅树脂的线膨张系。

27、数为66106/K。中间层70的线膨张系数能够设定在这些值之间。由此,就更容易抑制剥离。0055多个填料72例如含有SIO2及ZRO2中的至少任意一种。由此,可以得到高透光率。而且,能够将中间层70的折射率调节为所期望的值。0056多个填料72也可以为导电性的。多个填料72例如能够含有锑掺杂氧化锡(ATO)、氧化锡掺杂氧化铟(ITO)、五氧化锑、磷掺杂氧化锡PTO及铝掺杂氧化锌(AZO)中的至少任意一种。通过使用这些材料,可以获得高透光率和导电性。0057填料72也可以具有中空形状。例如,如图1B所示,多个填料72中的至少任意一个具有中心部72A和中心部72A周围的外壳72B。中心部72A的密。

28、度低于外壳72B的密度。多个填料72分别包含中空的二氧化硅。此时,外壳72B含有二氧化硅。0058通过填料72具有中空形状,能够控制填料72的折射率,控制中间层70的折射率。此外,通过使填料72具有中空形状,能够控制填料72的密度,提高填料72的分布均匀性。0059在使用偶联膜71(例如硅烷偶联剂的膜)作为中间层70的情况下,涂布硅烷偶联剂的溶液,并且进行热处理,由此形成中间层70。在硅烷偶联剂的溶液中,例如使用包含醇的水溶液。此外,优选中间层70的厚度70T为薄。因此,硅烷偶联剂的溶液的粘度设定得低。此时,如果填料72的密度高,则填料72在溶液中沉降,填料72的浓度容易变得不均匀。0060通。

29、过使用中空形状的填料72,填料72的密度降低,其结果是,容易使溶液中的填料72的浓度变均匀。0061多个填料72的直径优选分别为5NM以上。多个填料72的直径分别为中间层70的厚度70T以下。0062可以将中间层70的折射率设定为在半导体层的折射率与波长转换层的折射率之间的值。由此,易于提高取光效率。例如,第1半导体层11对于第1光的折射率高于波长转换层60对于第1光的折射率。第1半导体层11(例如GAN)对于第1光的折射率约为24。在使用了有机硅树脂作为波长转换层60的透光性树脂61的情况下,透光性树脂61对于第1光的折射率约为15。0063此时,中间层70对于第1光的折射率能够设定为高于1。

30、5且小于24。即,能够将中间层70对于第1光的折射率设定得低于第1半导体层11对于第1光的折射率且高于波长转换层60对于第1光的折射率。由此,能够抑制在界面发生反射,易于提高取光效率。0064在本实施方式中,中间层70的厚度70T能够设定得比第1光的峰波长更短,即能够设定得较薄。由此,能够抑制光在中间层70中沿着XY平面传播而从中间层70的侧面射出光。如果光在中间层70中传播而从中间层70的侧面射出光,则在与侧面相对的方向说明书CN104051591A6/10页9上,不通过波长转换层60而射出的第1光(例如蓝色光)的比例增多。因此,颜色会根据射出角度而发生变化。0065在本实施方式中,中间层7。

31、0的厚度70T设定得薄,因此能够抑制从中间层70的侧面射出光。由此,颜色的均匀性提高。0066在中间层70的厚度70T充分小于波长的情况下,中间层70的折射率也可以不为半导体层的折射率与波长转换层的折射率之间的值,取光效率的降低较小。即,在中间层70的厚度70T充分小于波长的情况下,从半导体层射入中间层70的光与中间层70的折射率无关,没有大的损失,易于通过中间层70而到达波长转换层60。0067这样,在中间层70的厚度70T充分小于波长的情况下,也可以不从折射率的值的观点而从其他观点考虑,优化作为中间层70使用的材料。例如,作为中间层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。

32、以得到较高的取光效率。由此,能够稳定得到填料72的浓度均匀的中间层70。0068多个填料72对于第1光的反射率例如能够设为50以上。例如,作为多个填料72,可以使用下述两者中的至少任意一种PT、AG、SI、TI、ZR、ZN、TA、AL、NI及CU中的至少任意一种;和包含PT、AG、SI、TI、ZR、ZN、TA、AL、NI及CU中的至少任意一种的化合物。0069例如,在树脂部50包含环氧树脂且波长转换层60包含含有有机硅树脂的透光性树脂61和分散在透光性树脂61中的多个颗粒62(荧光体颗粒)的情况下,中间层70优选包含硅原子和与硅原子键合的环氧基。即,中间层70优选通过包含环氧基的硅烷偶联剂形成。

33、。此时,中间层70优选含有中空二氧化硅填料72。由此,在得到高粘附力的同时,能够以高生产率得到高透光性和填料72的密度的高均匀性。0070图2是表示第2实施方式的半导体发光装置的制造方法的流程图。0071图3A图3D是表示第2实施方式的半导体发光装置的制造方法的多个工序的剖视图。0072如图2所示,在本制造方法中,在加工体上涂布树脂液(步骤S110)。以下,对该加工体进行说明。0073例如,如图3A所示,作为发光部10的半导体层在生长用基板5上外延生长,半导体层被加工为规定的形状,并且形成第1柱部31、第2柱部32及树脂层55。由此,形成多个元件部210。该生长用基板5在形成第1柱部31、第2。

34、柱部32及树脂层55后被除去。将除去生长用基板5后的部分作为加工体310。加工体310具有第1主面310A。第1主面310A为生长用基板5侧的面。0074多个元件部210分别包括导电性的第1柱部31、导电性的第2柱部32和发光部10。第1柱部31向第1方向(例如Z轴方向)延伸。第1方向与第1主面310A垂直。第2柱部32在第2方向(例如X轴方向)上与第1柱部31隔开,其向第1方向延伸。第2方向为与第1主面310A平行的方向,即,与第1方向交叉的方向。0075发光部10包括第1导电型的第1半导体层11、第2导电型的第2半导体层12和发光层13。第1半导体层11包括与第1柱部31的至少一部分对置的。

35、第1半导体部分11A和与第2柱部32的至少一部分对置的第2半导体部分11B。在除去生长用基板5时,第1半导体层11露出在第1主面310A上。第2半导体层12设置在第2柱部32与第2半导体部分11B之间。发光层13设置在第2半导体部分11B与第2半导体层12之间。说明书CN104051591A7/10页100076这样的多个元件部210设置在加工体310上。即,加工体310具有第1主面310A,并且包括在与第1主面310A平行的面(XY平面)内排列的多个元件部210和保持多个元件部210的树脂层55。如后所述,多个元件部210各自成为半导体发光装置110的一部分。树脂层55通过截断成为树脂部50。

36、。树脂部50例如使用环氧树脂。0077如已经说明过的那样,可以在发光部1与树脂部50之间,进一步设置绝缘层51。绝缘层51的一部分也可以露出在第1主面310A上。0078如图2及图3B所示,在这样的加工体310的第1主面310A上,形成中间层70。中间层70的厚度比第1光的峰波长更薄。0079中间层70例如可以通过CVD等形成。作为中间层70,可以形成包含SIO2、TIO2、ZRO2、ZNO、KTAO3、AL2O3、MGO、Y2O3、CUSRO2、ALN、SIC、CAC2、BAF2及CAF2中的至少任意一种的膜。0080中间层70的形成例如可以包括利用以硅烷偶联剂为原料气体的CVD进行的成膜。。

37、0081中间层70的形成例如也可以包括涂布含有硅烷偶联剂的溶液的湿式处理。例如,可以使用包含硅原子和与硅原子键合的官能团的偶联剂的溶液。官能团包括环氧基、氨基、甲基丙烯酰基、乙烯基及巯基中的至少任意一种。0082作为中间层70的溶液例如也可以含有多个填料72。多个填料72例如包含SIO2及ZRO2中的至少任意一种。多个填料72也可以包含锑掺杂氧化锡(ATO)、氧化锡掺杂氧化铟(ITO)、五氧化锑、磷掺杂氧化锡PTO、铝掺杂氧化锌(AZO)中的至少任意一种。多个填料72的至少任意一者具有中心部72A和中心部72A周围的外壳72B,中心部72A的密度也可以低于外壳72B的密度。作为多个填料72,可。

38、以使用中空的二氧化硅。多个填料72也可以包含下述两者中的至少任意一种PT、AG、SI、TI、ZR、ZN、TA、AL、NI及CU中的至少任意一种;和含有PT、AG、SI、TI、ZR、ZN、TA、AL、NI及CU中的至少任意一种的化合物。0083多个填料72各自的直径优选为5NM以上。这为中间层70的厚度70T以下。由此,可以得到平坦的表面。0084中间层70的形成例如可以使用旋涂、狭缝涂布、棒涂及刮刀涂布(SQUEEGEECOATING)中的至少任意一种。0085可以将成为中间层70的膜形成得厚,然后,减小该膜的厚度来形成中间层70。也可以预先形成成为中间层70的膜,将该膜贴于加工体310的第1。

39、主面310A上。0086如图2及图3C所示,在中间层70上形成波长转换层60(步骤S120)。例如,作为波长转换层60,形成包括透光性树脂61和分散在透光性树脂61中且吸收第1光的至少一部分而放出与第1光的峰波长不同的第2光的多个颗粒62(例如荧光体颗粒)的层。作为该透光性树脂61,可以使用有机硅树脂。0087波长转换层60的形成例如可以使用印刷法。例如,可以通过使用掩模并使用刮刀的印刷,涂布成为波长转换层的树脂。在实施方式中,波长转换层的形成方法为任意方法。0088中间层70包含与波长转换层所含的材料不同的材料。中间层70能够与波长转换层60化学键合。由此,获得高密合性。0089如图2及图3。

40、D所示,按照多个元件部210的每个分别截断波长转换层60、中间层70及树脂部50(步骤S130)。由此,能够形成多个半导体发光装置110。根据本实施方式,能够提供可靠性高的半导体发光装置的制造方法。说明书CN104051591A108/10页110090在本实施方式中,中间层70的线膨张系数优选大于第1半导体层11的线膨张系数且小于波长转换层60的线膨张系数。由此,能够更容易地抑制剥离。0091在本实施方式中,中间层70对于第1光的折射率优选低于第1半导体层11对于第1光的折射率且高于波长转换层60对于第1光的折射率。0092以下,对实施方式中的材料的例子进行说明。0093第1柱部31(例如第。

41、1金属柱31A及第1金属层31B)及第2柱部32(例如第2金属柱32A及第2金属层32B)中,例如可以使用CU(铜)、NI(镍)及AL(铝)等。0094颗粒62例如可以使用红色荧光体、绿色荧光体、蓝色荧光体及黄色荧光体中的至少任意一种。0095作为红色荧光体例如可以列举出以下物质。实施方式所使用的红色荧光体不限于这些物质。0096Y2O2SEU0097Y2O2SEU颜料0098Y2O3EU0099ZN3PO42MN0100ZN,CDSAGIN2O30101Y,GD,EUBO30102Y,GD,EU2O30103YVO4EU0104LA2O2SEU、SM0105LASI3N5EU20106SIA。

42、LONEU20107CAALSIN3EU20108CASINXEU20109CASINXCE20110M2SI5N8EU20111CAALSIN3EU20112SRCAALSIN3EUX0113SRXSIYAL3ZOXNEUX0114作为绿色荧光体例如可以列举出以下物质。实施方式所使用的绿色荧光体不限于这些物质。0115ZNSCU、AL0116ZNSCU、AL颜料0117ZN,CDSCU、AL0118ZNSCU、AU、AL颜料0119Y3AL5O12TB0120Y3AL,GA5O12TB0121Y2SIO5TB0122ZN2SIO4MN说明书CN104051591A119/10页120123Z。

43、N,CDSCU0124ZNSCU0125ZN2SIO4MN0126ZNSCUZN2SIO4MN0127GD2O2STB0128ZN,CDSAG0129ZNSCU、AL0130Y2O2STB0131ZNSCU,ALIN2O30132ZN,CDSAGIN2O30133ZN,MN2SIO40134BAAL12O19MN0135BA,SR,MGOAAL2O3MN0136LAPO4CE、TB0137ZN2SIO4MN0138ZNSCU01393BA,MG,EU,MNO8AL2O30140LA2O302SIO209P2O5CE、TB0141CEMGAL11O19TB0142CASC2O4CE0143BRS。

44、RSIO4EU0144SIALONYB20145SIALONEU20146SRBAYSI4N7EU20147CASRSI2O4N7EU20148SRSIALONCE0149作为蓝色荧光体例如可以列举出以下物质。实施方式所使用的蓝色荧光体不限于这些物质。0150ZNSAG0151ZNSAG颜料0152ZNSAG、AL0153ZNSAG、CU、GA、CL0154ZNSAGIN2O30155ZNSZNIN2O30156BA,EUMGAL10O170157SR,CA,BA,MG10PO46CL2EU0158SR10PO46CL2EU0159BA,SR,EUMG,MNAL10O17016010SR,CA。

45、,BA,EU6PO4CL2说明书CN104051591A1210/10页130161BAMG2AL16O25EU0162作为黄色荧光体例如可以列举出以下物质。实施方式所使用的黄色荧光体不限于这些物质。0163LIEU,SMW2O80164Y,GD3,AL,GA5O12CE30165LI2SRSIO4EU20166SRCA,BA3SIO5EU20167SRSI2ON27EU2。0168根据实施方式,能够提供可靠性高的半导体发光装置。0169本说明书中“氮化物半导体”包括在BXINYALZGA1XYZN(0X1,0Y1,0Z1,XYZ1)的化学式中使组成比X、Y及Z在各自的范围内变化得到的所有组成。

46、的半导体。此外,“氮化物半导体”还包括在上述化学式中含有N(氮)以外的V族元素的半导体和进一步含有为了控制导电型等而添加的各种掺杂物中的任意一种的半导体。0170本说明书中,“垂直”及“平行”不仅仅是严格的垂直和严格的平行,还包括例如制造工序中的偏差等,只要是实质上垂直及实质上平行即可。0171虽然对本发明的若干个实施方式进行了说明,但这些实施方式仅是示例,并不限定本发明的范围。这些新颖的实施方式可以通过其他各种方式来实施,在不脱离本发明主旨的范围内,能够进行各种省略、替换和更改。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中,并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同范围中。说明书CN104051591A131/3页14图1A图1B说明书附图CN104051591A142/3页15图2图3A说明书附图CN104051591A153/3页16图3B图3C图3D说明书附图CN104051591A16。

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