[发明专利]氮化物半导体紫外线发光装置及其制造方法

说明书

氮化物半导体紫外线发光装置(1)通过将氮化物半导体紫外线发光元件(10)倒装芯片安装在基台(30)上，并通过末端官能基为全氟烷基的非晶质氟树脂进行树脂密封而成，该氮化物半导体紫外线发光元件具备蓝宝石基板(11)、层叠在蓝宝石基板(11)表面上的AlGaN系半导体的半导体层叠部(12)、n电极(13)、p电极(14)、以及形成在蓝宝石基板(11)背面上的使紫外线透过的背面覆盖层(15)。背面覆盖层(15)具有使蓝宝石基板(11)的背面的一部分露出的开口部(16)，开口部(16)配置为均匀地分散或分布在所述蓝宝石基板的背面上，开口部(16)的与蓝宝石基板(11)的背面垂直的剖面形状具有接近所述背面的部位的开口宽度比远离所述背面的部位的开口宽度大的部分，背面覆盖层(15)的表面被所述非晶质氟树脂覆盖，开口部(16)的内部被所述非晶质氟树脂覆盖填充。

技术领域

本发明涉及氮化物半导体紫外线发光装置，特别是涉及被非晶质氟树脂密封的从基板背面侧导出发光中心波长约350nm以下的光的背面出射型的氮化物半导体紫外线发光装置。

背景技术

一直以来，LED(发光二极管)、半导体激光器等氮化物半导体发光元件多形成在蓝宝石等基板上利用外延成长来而由多个氮化物半导体层构成的发光元件结构(例如，参照下述的非专利文献1、非专利文献2)。氮化物半导体层用通式Al_1-x-yGa_xIn_yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)表示。

发光元件结构具有在n型氮化物半导体层与p型氮化物半导体层之间夹持有由单一量子阱结构(SQW：Single-Quantum-Well)或多重量子阱结构(MQW：Multi-Quantum-Well)的氮化物半导体层构成的活性层的双异质结构。在活性层是AlGaN系半导体层的情况下，通过调整AlN摩尔分数(也称作铝组成比)，能够在将GaN和AlN取得的带隙能量(约3.4eV和约6.2eV)分别作为下限及上限的范围内调整带隙能量，得到发光波长从约200nm到约365nm的紫外线发光元件。具体而言，通过从p型氮化物半导体层朝向n型氮化物半导体层流通正向电流，从而在活性层中产生与上述带隙能量相应的发光。

另一方面，作为氮化物半导体紫外线发光元件的安装方式，一般采用倒装芯片安装(例如，参照下述专利文献1的图4等)。在倒装芯片安装中，来自活性层的发光透过带隙能量比活性层大的AlGaN系氮化物半导体及蓝宝石基板等而被导出至元件外。因此，在倒装芯片安装中，蓝宝石基板朝上，朝向芯片上表面侧而形成的p侧及n侧的各电极面朝下，芯片侧的各电极面与副基座等封装部件侧的电极焊盘经由形成在各电极面上的金属突起而被电接合以及物理接合。

一般而言，如下述专利文献2的图4、6及7等、或者下述专利文献3的图2、4及6等所示，氮化物半导体紫外线发光元件被氟系树脂或硅酮树脂等紫外线透过性树脂密封而实际使用。该密封树脂保护内部的紫外线发光元件不受外部氛围的影响，防止因水分的进入、氧化等造成的发光元件的劣化。并且，该密封树脂有时被设置为折射率差缓和材料，该折射率差缓和材料用于缓和因聚光透镜与紫外线发光元件之间的折射率差、或者紫外线的照射对象空间与紫外线发光元件之间的折射率差引起的光的反射损失，从而实现光的导出效率的提高。另外，也可以将该密封树脂的表面成形成为球面等聚光性曲面，从而提高照射效率。

先前技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/178288号公报

专利文献2：日本特开2007-311707号公报

专利文献3：美国专利申请公开第2006/0138443号说明书

专利文献4：日本特开2006-348088号公报

非专利文献