JP5498417B2

JP5498417B2 - 半導体発光装置及びその製造方法

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Publication number: JP5498417B2
Application number: JP2011056613A
Authority: JP
Inventors: 洋小泉; 直明桜井; 吉昭杉崎; 康秀岡田; 具道中; 将広上北; 章弘小島; 陽介秋元
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Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2014-05-21
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Description

後述する実施形態は、概ね、半導体発光装置及びその製造方法に関する。

半導体発光素子（以下、単に発光素子と称する）と蛍光体とを用いた半導体発光装置においては、例えば、青色光を発光する発光素子（例えば、青色ＬＥＤ（Light Emitting Diode））と、青色と補色関係にある黄色光を放出する蛍光体と、を用いて白色光を得るようにしたものが知られている。
このような半導体発光装置は、筐体内に発光素子を設けた後、蛍光体を混ぜたペースト状の樹脂を発光素子上に滴下することで製造できる。
この場合、所定の量の割合（濃度）となるように蛍光体を樹脂に配合するが、蛍光体の量の割合を一定にすると発光素子から出射される光の波長のばらつきにより色度のばらつきが大きくなるという問題がある。

特開２００９−１４７３１２号公報

本発明が解決しようとする課題は、色度のばらつきを抑制することができる半導体発光装置及びその製造方法を提供することである。

実施形態に係る半導体発光装置は、互いに近接させて設けられ、光を出射する複数の発光部と、前記複数の発光部の一方の主面側に一体に設けられ、蛍光体を所定の蛍光体の量の割合で含有する波長変換部と、を備えている。そして、前記一体に設けられた波長変換部は、前記複数の発光部のうちで出射する光の波長が短い発光部の位置における前記波長変換部の厚み寸法が、前記複数の発光部のうちで出射する光の波長が長い発光部の位置における前記波長変換部の厚み寸法よりも短くなるように、前記発光部側とは反対側の面に厚み寸法の変化に応じた平坦面を有する段差を有し、厚み寸法の変化に応じた前記蛍光体の量の分布を有している。

（ａ）、（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置を例示するための模式断面図である。基板上に形成された複数の発光部から出射する光の波長の分布を例示するための模式図である。波長と色度との関係を例示するための模式グラフ図である。（ａ）は波長と色度図におけるＸ座標の値Ｃｘとの関係を例示するための模式グラフ図、（ｂ）は波長と色度図におけるＹ座標の値Ｃｙとの関係を例示するための模式グラフ図である。他の実施形態に係る波長変換部について例示をするための模式断面図である。他の実施形態に係る波長変換部について例示をするための模式断面図である。（ａ）は波長変換部が２層構造である場合、（ｂ）は波長変換部が３層構造である場合である。他の実施形態に係る波長変換部について例示をするための模式断面図である。（ａ）〜（ｅ）は、第２の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示するための模式工程断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示するための模式工程断面図である。図７に続く模式工程断面図である。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
また、以下においては、一例として、複数の発光部を有する半導体発光装置（いわゆるマルチチップ型の半導体発光装置）について例示をする。
[第１の実施形態]
図１は、第１の実施形態に係る半導体発光装置を例示するための模式断面図である。
図１（ａ）に示すように、半導体発光装置１には、発光部２、電極部３、電極部４、接合部５、絶縁部６、封止部７、波長変換部８が設けられている。
また、図１（ｂ）に示すように、半導体発光装置１ａには、発光部２毎に波長変換部の周縁を囲む壁部９がさらに設けられている。

発光部２は、主面Ｍ１と、主面Ｍ１の反対面である主面Ｍ２とを有し、複数設けられている。
光を出射する発光部２には、半導体部２ａ、活性部２ｂ、半導体部２ｃが設けられている。
半導体部２ａは、ｎ形の窒化物半導体を用いて形成されたものとすることができる。窒化物半導体としては、例えば、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＡｌＧａＮ（窒化アルミニウムガリウム）、ＩｎＧａＮ（窒化インジウムガリウム）などを例示することができる。

活性部２ｂは、半導体部２ａと半導体部２ｃとの間に設けられている。
活性部２ｂは、正孔および電子が再結合して光を発生する井戸層と、井戸層よりも大きなバンドギャップを有する障壁層（クラッド層）と、によって構成された量子井戸構造とすることができる。
量子井戸構造としては、単一量子井戸（ＳＱＷ；Single Quantum Well）構造としてもよいし、多重量子井戸（ＭＱＷ；Multiple Quantum Well）構造としてもよい。また、単一量子井戸構造のものを複数積層するようにしてもよい。

例えば、ＩｎＧａＮを用いて形成された井戸層と、ＧａＮを用いて形成された障壁層とを有するものを例示することができる。
この場合、例えば、青色光を発光させる場合にはＩｎＧａＮ／ＧａＮ等の多重量子井戸構造、紫外線を発光させる場合にはＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ／ＩｎＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ等の多重量子井戸構造とすることができる。
ただし、活性部２ｂの構成は量子井戸構造に限定されるわけではなく、発光可能な構造を適宜選択することができる。

半導体部２ｃは、ｐ形の窒化物半導体を用いて形成されたものとすることができる。窒化物半導体としては、例えば、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮなどを例示することができる。
発光部２は、例えば、ピークの発光波長が３５０ｎｍ〜６００ｎｍの発光ダイオードとすることができる。

電極部３、電極部４は、凹部７ａの底面と封止部７の端面との間を貫通するようにして設けられている。電極部３、電極部４は、例えば、円柱状を呈しＣｕ（銅）などの金属材料を用いて形成されたものとすることができる。
電極部３の一方の端部は接合部５と電気的に接続され、接合部５を介して電極部３と半導体部２ａとが電気的に接続されている。
電極部４の一方の端部は半導体部２ｃと電気的に接続されている。

また、電極部３、電極部４の封止部７から露出する側の端面を覆うようにして図示しない半田バンプや保護膜などを設けるようにすることができる。
なお、電極部３、電極部４の形状、材質などは例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

接合部５は、電極部３と半導体部２ａとの間に設けられている。接合部５は、例えば、Ｃｕ（銅）などの金属材料を用いて形成されたものとすることができる。なお、接合部５は、必ずしも必要ではなく、必要に応じて適宜設けるようにすることができる。
絶縁部６は、封止部７に設けられた凹部７ａを埋め込むようにして設けられている。絶縁部６は、絶縁材料を用いて形成されるようにすることができる。例えば、絶縁部６がＳｉＯ_２などの無機材料や、樹脂などから形成されるものとすることができる。

この場合、発光部２から出射する光が、波長の短い紫外から青色の光であり輝度も高い場合には、絶縁部６を形成する樹脂が劣化するおそれがある。そのため、絶縁部６を樹脂を用いて形成する場合には、青色光などにより劣化されにくい樹脂を用いるようにすることが好ましい。青色光などによる劣化が生じにくい樹脂としては、例えば、屈折率が１．５程度のメチルフェニルシリコーン、ジメチルシリコーンなどを例示することができる。

封止部７は、発光部２の主面Ｍ２側に設けられ、電極部３の端部と電極部４の端部とを露出させつつ、電極部３および電極部４を封止する。
封止部７は、熱硬化性樹脂などを用いて形成されるものとすることができる。
また、封止部７は凹部７ａを有し、凹部７ａの内部に設けられた発光部２、接合部５をも封止する役割を有している。なお、封止部７と絶縁部６とが一体的に形成されるようにすることもできる。

波長変換部８は、発光部２の主面Ｍ１側に設けられ、後述する蛍光体を含有している。また、波長変換部８は、発光部２から出射する光の波長に基づいた蛍光体の量の分布を有している。なお、蛍光体の量の分布に関する詳細は後述する。
波長変換部８は、波長変換可能な蛍光体が混合された樹脂などを用いて形成されたものとすることができる。
波長変換部８の光の透過率は、例えば、４２０ｎｍ〜７２０ｎｍの波長領域において９０％以上となるようにすることができる。
蛍光体の形態は、例えば、粒子状とすることができる。この場合、粒子状の蛍光体を少なくとも１つ以上含むものとすることができる。

波長変換部８は、４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下(青色)、５００ｎｍ以上５５５ｎｍ以下(緑色)、５６０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下(黄色)、６００ｎｍ以上６７０ｎｍ以下(赤色)にピークの発光波長を持つ蛍光体の少なくとも１種以上を含むものとすることができる。また、波長変換部８は、発光波長の帯域が３８０ｎｍ〜７２０ｎｍの蛍光体を含むものとすることができる。
蛍光体としては、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、燐（Ｐ）、ホウ素（Ｂ）、イットリウム（Ｙ）、アルカリ土類元素、硫化物元素、希土類元素、窒化物元素からなる群から選択される少なくとも１種の元素が含まれたものとすることができる。

赤色の蛍光を発する蛍光体の材料としては、例えば、以下のものを例示することができる。ただし、赤色の蛍光を発する蛍光体は、これらに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ，Ｓｍ、
ＬａＳｉ_３Ｎ_５：Ｅｕ^２＋、
α−ｓｉａｌｏｎ：Ｅｕ^２＋、
ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋、
（ＳｒＣａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^Ｘ＋、
Ｓｒ_ｘ（Ｓｉ_ｙＡｌ_３）_ｚ（Ｏ_ｘＮ）：Ｅｕ^Ｘ＋
緑色の蛍光を発する蛍光体の材料としては、例えば、以下のものを例示することができる。ただし、緑色の蛍光を発する蛍光体は、これらに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）Ｏ・ａＡｌ_２Ｏ_３：Ｍｎ、
（ＢｒＳｒ）ＳｉＯ_４：Ｅｕ、
α−ｓｉａｌｏｎ：Ｙｂ^２＋、
β−ｓｉａｌｏｎ：Ｅｕ^２＋、
（ＣａＳｒ）Ｓｉ_２Ｏ_４Ｎ_７：Ｅｕ^２＋、
Ｓｒ（ＳｉＡｌ）（ＯＮ）：Ｃｅ
青色の蛍光を発する蛍光体の材料としては、例えば、以下のものを例示することができる。ただし、青色の蛍光を発する蛍光体は、これらに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｃｌ、
（Ｂａ，Ｅｕ）ＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７、
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｅｕ）（Ｍｇ，Ｍｎ）Ａｌ_１０Ｏ_１７、
１０（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｅｕ）・６ＰＯ_４・Ｃｌ_２、
ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２５：Ｅｕ、
Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ１_２：Ｃｅ、
ＳｒＳｉ_２ＯＮ_２．７：Ｅｕ^２＋
黄色の蛍光を発する蛍光体の材料としては、例えば、以下のものを例示することができる。ただし、黄色の蛍光を発する蛍光体は、これらに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
Ｌｉ（Ｅｕ，Ｓｍ）Ｗ_２Ｏ_８、
（Ｙ，Ｇｄ）_３，（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋、
Ｌｉ_２ＳｒＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、
（Ｓｒ（Ｃａ，Ｂａ））_３ＳｉＯ_５：Ｅｕ^２＋、
ＳｒＳｉ_２ＯＮ_２．７：Ｅｕ^２＋
黄緑色の蛍光を発する蛍光体の材料としては、例えば、以下のものを例示することができる。ただし、黄緑色の蛍光を発する蛍光体は、これに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
ＳｒＳｉ_２ＯＮ_２．７：Ｅｕ^２＋
なお、混合する蛍光体は１種類である必要はなく、複数種類の蛍光体が混合されるようにしてもよい。この場合、青味がかった白色光、黄味がかった白色光などのように色味を変えるために複数種類の蛍光体の混合割合を変えるようにすることもできる。

蛍光体が混合される樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン系樹脂、メタクリル樹脂(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、環状ポリオレフィン(COP)、脂環式アクリル(OZ)、アリルジグリコールカーボネート(ADC)、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂とエポキシ樹脂とのハイブリット樹脂、ウレタン樹脂などを例示することができる。

蛍光体が混合される樹脂の屈折率は蛍光体の屈折率以下とすることが好ましい。また、蛍光体が混合される樹脂における光の透過率は９０％以上とすることが好ましい。
この場合、発光部２から出射する光が、波長の短い紫外から青色の光であり輝度も高い場合には波長変換部４を形成する樹脂が劣化するおそれがある。そのため、波長変換部４を形成する樹脂としては、青色光などによる劣化が生じにくいものとすることが好ましい。青色光などによる劣化が生じにくい樹脂としては、例えば、屈折率が１．５程度のメチルフェニルシリコーン、ジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーンとエポキシ樹脂とのハイブリット樹脂などを例示することができる。
ただし、蛍光体が混合される樹脂は、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

ここで、発光部２は、例えば、エピタキシャル成長法などを用いて形成することができるが、形成過程において発光部２の厚み寸法にばらつきが生じる場合がある。そして、発光部２の厚み寸法にばらつきが生じると、発光部２から出射する光の波長がばらつくようになる。
そして、発光部２から出射する光の波長がばらつくと色度もばらつくようになる。

図２は、基板上に形成された複数の発光部から出射する光の波長の分布を例示するための模式図である。
なお、基板上に形成された複数の発光部から出射する光の波長の分布をモノトーン色の濃淡で表し、光の波長が短い程濃く、光の波長が長い程淡くなるように表示した。
図２に示すように、基板上の位置によって発光部から出射する光の波長が異なるものとなる場合がある。
このことは、形成された発光部２から出射する光の波長にはばらつきがあることを意味する。

図３は、波長と色度との関係を例示するための模式グラフ図である。
なお、図３（ａ）は波長と色度図におけるＸ座標の値Ｃｘとの関係を例示するための模式グラフ図、図３（ｂ）は波長と色度図におけるＹ座標の値Ｃｙとの関係を例示するための模式グラフ図である。
また、図３（ａ）、（ｂ）中のＡは波長変換部の厚み寸法が１００μｍ程度、Ｂは波長変換部の厚み寸法が６５μｍ程度、Ｃは波長変換部の厚み寸法が４５μｍ程度の場合である。なお、波長変換部に含まれる蛍光体の量の割合を一定とした場合である。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、波長が長くなると色度図におけるＸ座標の値Ｃｘ、Ｙ座標の値Ｃｙがともに低下する。
このことは、発光部２から出射する光の波長がばらつくと色度もばらつくことを意味する。
また、波長変換部８の厚み寸法が薄くなると色度図におけるＸ座標の値Ｃｘ、Ｙ座標の値Ｃｙがともに低下する。
このことは、波長変換部８に含まれる蛍光体の量を少なくすれば色度図におけるＸ座標の値Ｃｘ、Ｙ座標の値Ｃｙを低下させることができることを意味する。

すなわち、発光部２から出射する光の波長に基づいて波長変換部８に含まれる蛍光体の量を制御すれば、色度のばらつきを抑制することができることがわかる。
例えば、図３（ａ）、（ｂ）中のＡ、Ｂ、Ｃにおいて、短い波長（図中の左側）の光を出射する発光部２の上に形成される波長変換部８に含まれる蛍光体の量を少なくして値Ｃｘ、値Ｃｙを低下させるようにすれば、長い波長（図中の右側）の光を出射する発光部２における値Ｃｘ、値Ｃｙとの差を小さくすることができる。
そのため、波長変換部は、光の波長が短い位置における蛍光体の量が光の波長が長い位置における蛍光体の量よりも少なくなるような蛍光体の量の分布を有したものとすることができる。

この場合、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、発光部２から出射する光の波長に基づいて、含まれる蛍光体の量が異なる波長変換部８ａ〜８ｅを適宜設けるようにすることができる。すなわち、波長変換部は、少なくとも発光部２毎に蛍光体の量の割合が規定された蛍光体の量の分布を有したものとすることができる。

また、短い波長側における値Ｃｘと、長い波長側における値Ｃｘとの差である色度差ΔＣｘが０．０１５以下となるように蛍光体の量が決められるようにすることができる。また、短い波長側における値Ｃｙと、長い波長側における値Ｃｙとの差である色度差ΔＣｙが０．０１５以下となるように蛍光体の量が決められるようにすることができる。
なお、蛍光体の量を変化させれば、色度差ΔＣｘと色度差ΔＣｙとがともに変化するので、色度差ΔＣｘと色度差ΔＣｙの内いずれか大きい値の方が０．０１５以下となるように蛍光体の量が決められるようにすることができる。
この場合、少なくとも隣接する発光部２同士の間で色度差ΔＣｘと色度差ΔＣｙとが０．０１５以下となるようにすればよい。
発光部２が多数設けられているような場合には、色度差ΔＣｘと色度差ΔＣｙとが０．０１５以下となるように分割して、分割された各領域毎に蛍光体の量を決めるようにすればよい。

この場合、発光部２から出射する光の波長に基づいて、蛍光体の含有割合が異なる樹脂を発光部２の主面Ｍ１側に供給し、これを硬化することで含まれる蛍光体の量が異なる波長変換部８ａ〜８ｅを形成するようにすることができる。

また、図１（ｂ）に示すように、発光部２毎に波長変換部８ａ〜８ｅの周縁を囲む壁部９をそれぞれ設けるようにすれば、含まれる蛍光体の量が異なる樹脂が隣接する波長変換部に混入することを抑制することができる。
また、壁部９は、発光部２から出射した光を波長変換部８ａ〜８ｅの内部に拡散させるととともに半導体発光装置１ａの正面側に向けて光を出射させる反射部としての機能を有するものとすることができる。
この場合、発光部２から出射した光を反射させやすいように壁部９の反射率は、例えば、３８０ｎｍ〜７２０ｎｍの波長領域において９０％以上となるようにすることができる。

また、壁部９の側面（波長変換部側の面）は、出射側先端が発光部２の側から離隔する方向に傾斜している。そのため、発光部２から出射した光を波長変換部８ａ〜８ｅの内部に拡散させるととともに、光を半導体発光装置１ａの正面側に向けて効率よく出射させることができる。
壁部９を形成する材料としては、例えば、ポリフタル酸アミド樹脂（PPA）、シリコーン系樹脂などを例示することができる。また、壁部９の表面に光の反射率の高い材料からなる反射膜（例えば、金属薄膜など）を設けるようにしてもよい。
ただし、例示をしたこれらの材料に限定されるわけではなく適宜変更することができる。

図４は、他の実施形態に係る波長変換部について例示をするための模式断面図である。図４に示すように、半導体発光装置１ｃには、発光部２、電極部３、電極部４、接合部５、絶縁部６、封止部７、波長変換部１８ａ（第１の層の一例に相当する）、波長変換部１８ｂ〜１８ｆ（第２の層の一例に相当する）が設けられている。
波長変換部１８ａは、含有される蛍光体の量の割合が一定とされ、すべての発光部２の主面Ｍ１側に設けられている。
波長変換部１８ａは、蛍光体を所定の量含有した樹脂などを用いて形成されたものとすることができる。
波長変換部１８ｂ〜１８ｆは、波長変換部１８ａの発光部２の主面側とは反対側に設けられている。
波長変換部１８ｂ〜１８ｆは、前述した波長変換部８ａ〜８ｅと同様に、発光部２から出射する光の波長に基づいた蛍光体の量の分布を有している。
すなわち、図４に例示をした半導体発光装置１ｃには、発光部２の主面Ｍ１側に蛍光体の量の割合が一定とされた波長変換部１８ａと、波長変換部１８ａを覆うようにして設けられた蛍光体の量の分布を生じさせるための波長変換部１８ｂ〜１８ｆとが設けられている。

この場合、波長変換部１８ａ〜１８ｆに含まれる蛍光体は同色の光を放出するもの（例えば、同じ種類の蛍光体）とされ、含有する蛍光体の量が異なるものとすることができる。
例えば、発光部２から青色光が出射され、青色と補色関係にある黄色の光を放出する蛍光体を設けて白色光を得るようにする場合などに適用させることができる。

この様に、発光部２の主面Ｍ１側に蛍光体の量の割合が一定とされた波長変換部１８ａを設け、色度のばらつきを抑制するために蛍光体の量の分布を生じさせるための波長変換部８ａ〜８ｅを適宜設けるようにすることができる。
なお、図１（ｂ）に例示をしたものと同様に、発光部２同士の間に波長変換部１８ａ〜１８ｆの周縁を囲む壁部９をそれぞれ設けるようにすることもできる。
本実施の形態によれば、前述したものと同様に、色度のばらつきを抑制することができる。また、波長変換部１８ａの形成後に波長変換部１８ｂ〜１８ｆを適宜設けるようにすることができるので、色度のばらつきが大きく不良となった部分のリペアなどにも適用させることができる。

図５も、他の実施形態に係る波長変換部について例示をするための模式断面図である。なお、図５（ａ）は波長変換部が２層構造である場合、図５（ｂ）は波長変換部が３層構造である場合である。
図５（ａ）に示すように、半導体発光装置１ｄには、発光部２、電極部３、電極部４、接合部５、絶縁部６、封止部７、波長変換部２８ａ〜２８ｆが設けられている。

図４に例示をしたものは波長変換部１８ａ〜１８ｆに含まれる蛍光体が同色の光を放出するものとしたが、図５（ａ）に例示をしたものは波長変換部２８ａに含まれる蛍光体と、波長変換部２８ｂ〜２８ｆに含まれる蛍光体とでは異なる色の光を放出するものとしている。
例えば、発光部２から青色光が出射され、波長変換部２８ａに含まれる蛍光体が赤色の光を放出するもの、波長変換部２８ｂ〜２８ｆに含まれる蛍光体が緑色の光を放出するものとされ、青色光、赤色光、緑色光から白色光を得るようにする場合などに適用させることができる。

また、波長変換部２８ａを覆うようにして設けられた波長変換部２８ｂ〜２８ｆは、発光部２から出射する光の波長に基づいて蛍光体の量が異なるものとされている。
なお、図１（ｂ）に例示をしたものと同様に、発光部２同士の間に波長変換部２８ａ〜２８ｆの周縁を囲む壁部９をそれぞれ設けるようにすることもできる。

図５（ｂ）に示すように、半導体発光装置１ｅには、発光部２、電極部３、電極部４、接合部５、絶縁部６、封止部７、波長変換部２８ａ〜２８ｆ、波長変換部３８が設けられている。
すなわち、図５（ａ）に例示をした波長変換部２８ａ〜２８ｆに加えて、波長変換部２８ａと発光部２の主面Ｍ１との間に波長変換部３８が設けられている。

例えば、発光部２から紫外光が出射され、波長変換部２８ａに含まれる蛍光体が赤色の光を放出するもの、波長変換部２８ｂ〜２８ｆに含まれる蛍光体が緑色の光を放出するもの、波長変換部３８に含まれる蛍光体が青色の光を放出するものとされ、青色光、赤色光、緑色光から白色光を得るようにする場合などに適用させることができる。

また、波長変換部２８ａを覆うようにして設けられた波長変換部２８ｂ〜２８ｆは、発光部２から出射する光の波長に基づいて蛍光体の量が異なるものとされている。
なお、図１（ｂ）に例示をしたものと同様に、発光部２同士の間に波長変換部２８ａ〜２８ｆ、波長変換部３８の周縁を囲む壁部９をそれぞれ設けるようにすることもできる。また、図５においては、波長変換部を２層または３層に設ける場合を例示したがこれに限定されるわけではない。
例えば、発光部２から出射される光の色などとの関係において、蛍光体の種類、波長変換部の層数などを適宜変更することができる。

本実施の形態によれば、前述したものと同様に、色度のばらつきを抑制することができる。また、波長変換部３８、波長変換部２８ａの形成後に波長変換部２８ｂ〜２８ｆを適宜設けるようにすることができるので、色度のばらつきが大きく不良となった部分のリペアなどにも適用させることができる。また、発光部２から出射される光の色に応じて蛍光体の種類を組み替えるようにすることができるので、適用範囲を拡げることができる。

図６も、他の実施形態に係る波長変換部について例示をするための模式断面図である。図６に示すように、半導体発光装置１ｆには、発光部２、電極部３、電極部４、接合部５、絶縁部６、封止部７、波長変換部４８が設けられている。
図１に例示をしたものは蛍光体の量が調整された波長変換部８ａ〜８ｅを設ける場合、図４、図５に例示をしたものは含まれる蛍光体の量を調整する波長変換部１８ｂ〜１８ｆ、２８ｂ〜２８ｆを設ける場合である。

これに対し、図６に例示をした波長変換部４８は、発光部２から出射する光の波長に基づいて厚み寸法を変化させることで蛍光体の量を変化させ、蛍光体の量の分布を形成する場合である。
すなわち、波長変換部４８は、厚み寸法の変化に応じた蛍光体の量の分布を有している。

この様な波長変換部４８は、例えば、発光部２から出射する光の波長に基づいて波長変換部４８の表面を削り取ることで形成するようにすることができる。
なお、図１、図４、図５に例示をした波長変換部の厚み寸法を変化させるようにすることもできる。

本実施の形態によれば、前述したものと同様に、色度のばらつきを抑制することができる。また、発光部２から出射する光の波長に基づいて波長変換部４８の表面を削り取ることで蛍光体の量を調整することができるので、色度のばらつきが大きく不良となった部分のリペアなどにも適用させることができる。

[第２の実施形態]
図７、図８は、第２の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示するための模式工程断面図である。
なお、図８は図７に続く模式工程断面図である。
まず、図７（ａ）に示すように、サファイアなどからなる基板１００上に所定の形状を有する半導体部２ａ、活性部２ｂ、半導体部２ｃをこの順で形成する（ステップＳ１）。すなわち、サファイアなどからなる基板１００上に所定の形状を有する発光部２を形成する。
この場合、既知のスパッタリング法や気相成長法などを用いてこれらの成膜を行うようにすることができる。気相成長法としては、例えば、有機金属気相成長（MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、ハイドライド気相成長（HVPE:Hydride Vapor Phase Epitaxy）法、分子線エピタキシャル成長（MBE;Molecular Beam Epitaxy）法などを例示することができる。
そして、既知のリソグラフィ技術やエッチング技術などを用いて、半導体部２ａ、活性部２ｂ、半導体部２ｃの形状を成形するようにすることができる。

次に、図７（ｂ）に示すように、接合部５、絶縁部６を形成する（ステップＳ２）。
この場合、真空蒸着法やスパッタリング法などの各種の物理的気相成長（PVD：Physical Vapor Deposition）法、各種の化学的気相成長（CVD:Chemical Vapor Deposition）法などと、リソグラフィ技術やエッチング技術などとを組み合わせることで接合部５、絶縁部６を形成するようにすることができる。

次に、図７（ｃ）に示すように、電極部３、電極部４を形成する（ステップＳ３）。
この場合、真空蒸着法やスパッタリング法などの各種の物理的気相成長法、各種の化学的気相成長法などと、リソグラフィ技術やエッチング技術などとを組み合わせることで電極部３、電極部４を形成するようにすることができる。

次に、図７（ｄ）に示すように、封止部７となる層１７を形成する（ステップＳ４）。この場合、真空蒸着法やスパッタリング法などの各種の物理的気相成長法、各種の化学的気相成長法などと、リソグラフィ技術やエッチング技術などとを組み合わせることで封止部７となる層１７を形成するようにすることができる。

次に、図７（ｅ）に示すように、この様にして形成された積層体を基板１００から剥離する（ステップＳ５）。
この場合、レーザリフトオフ法などを用いて積層体を基板１００から剥離するようにすることができる。
なお、図７（ｅ）は、積層体を反転させた状態で剥離する場合を表したものである。

次に、図８（ａ）に示すように、層１７の表面を研磨加工などして電極部３、電極部４の端部を露出させる（ステップＳ６）。
この際、封止部７が形成されることになる。

次に、発光部２から出射する光の波長を発光部２毎に測定する（ステップＳ７）。
次に、測定された光の波長に基づいて蛍光体の量の分布を求める（ステップＳ８）。
この場合、図２、図３において例示をしたように、光の波長、蛍光体の量、色度のばらつきにおける相関関係などを予め実験やシミュレーションなどにより求めておき、これらの相関関係に基づいて蛍光体の量の分布を求めるようにすることができる。

そして、求められた蛍光体の量の分布に基づいて波長変換部を形成する（ステップＳ９）。
例えば、図１に例示をした波長変換部を形成する場合には、図８（ｂ）に示すように、求められた量の蛍光体が含まれる波長変換部８ａ、８ｂなどを個別的に形成する。
また、例えば、図４、図５に例示をした波長変換部を形成する場合には、図８（ｃ）に示すように、すべての発光部２の主面Ｍ１側に波長変換部１８ａを形成し、求められた蛍光体の量に基づいて波長変換部１８ｂなどを個別的に形成する。
すなわち、発光部２の一方の主面Ｍ１側に求められた蛍光体の量の分布に基づいて、蛍光体が混合された樹脂を塗布することで波長変換部を個別的に形成する。

また、例えば、図６に例示をした波長変換部を形成する場合には、例えば、図８（ｄ）に示すように、すべての発光部２の主面Ｍ１側に波長変換部４８を形成し、求められた蛍光体の量に基づいて波長変換部４８の厚み寸法を変化させる。
すなわち、発光部２の一方の主面Ｍ１側に蛍光体が混合された樹脂を塗布することで波長変換部を形成し、求められた蛍光体の量の分布に基づいて波長変換部の厚み寸法を変化させる。

すべての発光部２の主面Ｍ１側に波長変換部を形成するような場合には、例えば、スキージ印刷法、コンプレッションモールド法、インプリント法、ディスペンス法、インクジェット法、エアロゾル法などの塗布方法を用いることができる。
波長変換部を個別的に形成するような場合には、例えば、ディスペンス法、インクジェット法、エアロゾル法などの塗布方法を用いることができる。
波長変換部の厚み寸法を変化させるような場合には、例えば、図８（ｄ）に示すように、砥石１０１を用いた研磨加工により行うようにすることができる。

なお、図１（ｂ）において例示をした壁部９を設ける場合には、波長変換部の形成前に壁部９を形成するようにすることができる。
この場合、真空蒸着法やスパッタリング法などの各種の物理的気相成長法、各種の化学的気相成長法などと、リソグラフィ技術やエッチング技術などとを組み合わせることで壁部９を形成するようにすることができる。

また、波長変換部の形成後、各発光部２における色度のばらつきを測定し、色度のばらつきが大きく不良となった部分のリペアを行うようにすることもできる。
不良となった部分のリペアは、例えば、蛍光体が混合された樹脂を個別的に塗布したり、波長変換部の厚み寸法を薄くしたりすることで行うことができる。

また、必要に応じて、電極部３、電極部４の端部に半田バンプなどを形成するようにすることもできる。

次に、必要に応じて分割を行う。
この場合、個片化を行うことで１つの発光部２を有する半導体発光装置とすることもできるし、複数の発光部を有する半導体発光装置とすることもできる。
この場合、ブレードダイシング法などを用いて分割を行うようにすることができる。
本実施の形態に係る半導体発光装置の製造方法によれば、色度のばらつきが抑制された半導体発光装置を容易に製造することができる。

なお、半導体発光装置として、複数の発光部を有するマルチチップ型の半導体発光装置について例示をしたが、１つの発光部を有する半導体発光装置についても適用が可能である。例えば、発光部２の発光特性に面内分布が生じ、発光部２の中心部分と周縁部分とで色度のばらつきが生じる場合がある。その様な場合にも光の波長に基づいて蛍光体の量の分布を調整すれば色度のばらつきを抑制することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

例えば、半導体発光装置１、半導体発光装置１ａ〜１ｆなどに備えられた各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

１半導体発光装置、１ａ〜１ｆ半導体発光装置、２発光部、２ａ半導体部、２ｂ活性部、２ｃ半導体部、３電極部、４電極部、７封止部、８波長変換部、８ａ〜８ｅ波長変換部、９壁部、１８ａ〜１８ｆ波長変換部、２８ａ〜２８ｆ波長変換部、３８波長変換部、４８波長変換部、Ｍ１主面、Ｍ２主面

Claims

互いに近接させて設けられ、光を出射する複数の発光部と、
前記複数の発光部の一方の主面側に一体に設けられ、蛍光体を所定の蛍光体の量の割合で含有する波長変換部と、
を備え、
前記一体に設けられた波長変換部は、前記複数の発光部のうちで出射する光の波長が短い発光部の位置における前記波長変換部の厚み寸法が、前記複数の発光部のうちで出射する光の波長が長い発光部の位置における前記波長変換部の厚み寸法よりも短くなるように、前記発光部側とは反対側の面に厚み寸法の変化に応じた平坦面を有する段差を有し、厚み寸法の変化に応じた前記蛍光体の量の分布を有することを特徴とする半導体発光装置。
前記波長変換部は、色度差が０．０１５以下となる前記蛍光体の量の分布を有することを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。
互いに近接させて設けられ、光を出射する複数の発光部と、前記複数の発光部の一方の主面側に一体に設けられ、蛍光体を所定の蛍光体の量の割合で含有する波長変換部と、を有する半導体発光装置の製造方法であって、
前記複数の発光部から出射する光の波長を測定する工程と、
前記測定された光の波長に基づいて前記蛍光体の量の分布を求める工程と、
前記複数の発光部の一方の主面側に前記波長変換部を一体に形成する工程と、
前記求められた蛍光体の量の分布に基づいて前記波長変換部の表面を削り取ることで、前記複数の発光部のうちで出射する光の波長が短い発光部の位置における前記波長変換部の厚み寸法が、前記複数の発光部のうちで出射する光の波長が長い発光部の位置における前記波長変換部の厚み寸法よりも短くなるように、前記発光部側とは反対側の面に厚み寸法の変化に応じた平坦面を有する段差を設け、厚み寸法の変化に応じた前記蛍光体の量の分布を生じさせる工程と、
を備えたことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
前記蛍光体の量の分布を生じさせる工程において、
前記波長変換部の厚み寸法を変化させることで、色度差が０．０１５以下となる前記蛍光体の量の分布を形成する請求項３記載の半導体発光装置の製造方法。
前記蛍光体の量の分布を生じさせる工程において、
前記波長変換部の厚み寸法を変化させることで、少なくとも前記複数の発光部毎に前記蛍光体の量の割合が規定された前記蛍光体の量の分布を形成する請求項３または４に記載の半導体発光装置の製造方法。