(57)【要約】【課題】  ＬＥＤチップが、青色や紫外光を発光するＬＥＤチップや、光強度が非常に強いＬＥＤチップであっても、また、実装時にリードなどの温度が上昇しやすい発光装置であっても、ＬＥＤチップを被覆する被覆体が変色したり、熱によるリードとの剥離や被覆体の変形が生じにくい構造のランプ型やチップ型などの半導体発光装置を提供する。【解決手段】  発光素子チップ１の少なくとも光発射面側を被覆するように、被覆体２が設けられ、その被覆体２は、所望の形状にガラス粉末を凝集させた多孔質ガラス体２１の間隙部にシリコーン樹脂のような樹脂２２が充填されたもので形成されている。【選択図】        図１
2006100472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子チップと、該発光素子チップの少なくとも光発射面側を被覆するように設けられる被覆体とからなり、前記被覆体が所望の形状にガラス粉末を凝集させた多孔質ガラス体と、該多孔質ガラス体の間隙部に充填される樹脂とにより形成されてなる半導体発光装置。
【請求項２】
前記多孔質ガラス体内に発光色変換用の蛍光体粒子が混入され、前記発光素子チップで発光する光を所望の発光色に変換する構造である請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記発光素子チップが第１のリードの先端部に形成された凹部内にマウントされ、該発光素子チップの一対の電極が前記第１のリードおよび第２のリードとそれぞれ電気的に接続され、該第１および第２のリードの先端部側が前記被覆体によりドーム状に被覆されてなる請求項１または２記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記発光素子チップが、両端部に一対の端子電極を有する絶縁性基板上にマウントされ、前記発光素子チップの一対の電極が前記絶縁性基板の両端部に設けられる一対の端子電極とそれぞれ電気的に接続され、前記発光素子チップおよび前記一対の端子電極の接続部が前記被覆体により被覆されてなる請求項１または２記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子チップ（以下、ＬＥＤチップともいう）がボンディングされてその周囲が樹脂などの被覆体で覆われてその被覆体から直接光を放射するランプ型またはチップ型などの半導体発光装置に関する。さらに詳しくは、紫外線や高出力のＬＥＤチップが用いられる場合でも、ＬＥＤチップを被覆する被覆体が変色しにくい構造の半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光装置は、たとえば第１のリードの先端部にＬＥＤチップをマウントし、その一対の電極を第１および第２のリードと電気的に接続して、その外周を透光性のエポキシ樹脂などで被覆するランプ型（いわゆる砲弾型）の構造や、両端部に一対の端子電極が形成された絶縁性基板上にＬＥＤチップがマウントされ、その一対の電極と絶縁性基板両端部に設けられた一対の端子電極とが電気的に接続され、その表面を透光性のエポキシ樹脂などで被覆するチップ型の構造などに形成されている。そして、近年では、青色発光または紫外線発光のＬＥＤが開発され、青色や紫外光のＬＥＤチップを用いて、その表面を被覆するエポキシ樹脂内、またはその表面に発光色変換部材を設けて、白色発光装置にするなど、光源の発光色を変換した発光装置が利用されている。このような半導体発光装置は、たとえば図５にランプ型発光装置の例が示されるように構成されている。
【０００３】
すなわち、図５において、板状体から形成された第１のリード５１の先端部に板状体の端面から形成された凹部５１ａ内にＬＥＤチップ５３がボンディングされ、その一方の電極は第１のリード５１と電気的に接続され、他方の電極が、同様に板状体から形成された第２のリード５２の先端部とワイヤ５４により電気的に接続され、さらに第１のリードの凹部５１ａ内に発光色変換部材５５が充填され、その周囲がエポキシ樹脂などの透光性樹脂５６により被覆される構造になっている（たとえば特許文献１参照）。この発光色変換部材５５としては、たとえばイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系の蛍光物質を、たとえば透光性樹脂などに混入したものが用いられている。
【特許文献１】特開２００３−１２４５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のように、ＬＥＤチップをエポキシ樹脂などの透光性樹脂で被覆する構造の半導体発光装置では、時間の経過と共に透光性樹脂が変色しやすいという問題がある。とくにＬＥＤチップが青色光や紫外光を発光する場合、光強度が大きい場合にはエポキシ樹脂は変色しやすい。そのため、使用時間の経過と共に発光色が変ったり、光強度が弱くなったりするという問題がある。さらに、エポキシ樹脂などは熱に対して弱いため、実装時にハンダ付けなどのためリードの温度が上昇し、被覆体側に熱が伝わると、リードと被覆体とが剥離して、フラックスや水分などが侵入してＬＥＤチップやワイヤボンディングなどの信頼性を低下させるという問題がある。
【０００５】
一方、シリコーン樹脂などは紫外光に対しても変色しにくく、変色や光強度低下の問題は発生しないが、シリコーン樹脂は剛性がなく、たとえばランプ型半導体発光装置のパッケージに使用すると、やわらかくて手で触れると変形するという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、たとえＬＥＤチップが、青色や紫外光を発光するＬＥＤチップや、光強度が非常に強いＬＥＤチップであっても、また、実装時にリードなどの温度が上昇しやすい発光装置であっても、ＬＥＤチップを被覆する被覆体が変色したり、熱によるリードとの剥離や被覆体の変形が生じにくい構造のランプ型やチップ型などの半導体発光装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の他の目的は、ＬＥＤチップを被覆する変色しにくい被覆体内に発光色変換部材を混入させることにより、ＬＥＤチップの発光色を変換して所望の発光色とすることができる半導体発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による半導体発光装置は、発光素子チップと、該発光素子チップの少なくとも光発射面側を被覆するように設けられる被覆体とからなり、前記被覆体が所望の形状にガラス粉末を凝集させた多孔質ガラス体と、該多孔質ガラス体の間隙部に充填される樹脂とにより形成されている。この樹脂は、たとえばシリコーン樹脂のように、耐紫外光樹脂が用いられることが好ましい。
【０００９】
前記多孔質ガラス体内に発光色変換用の蛍光体粒子が混入され、前記発光素子チップで発光する光を所望の発光色に変換する構造である場合に、発光素子チップが青色発光や紫外光発光や高輝度発光のチップでも、被覆体が変色したり、変質したりしにくいためとくに効果が大きい。しかし、この被覆体と別に発光色変換部材を発光素子チップ側または被覆体の外側に設ける構造でも、発光素子チップを被覆する大部分の被覆体が変色しにくいガラス体で構成されているため、ガラス体が変色することがなく、非常に安定した発光色の半導体発光装置とすることができる。
【００１０】
具体的には、前記発光素子チップが第１のリードの先端部に形成された凹部内にマウントされ、該発光素子チップの一対の電極が前記第１のリードおよび第２のリードとそれぞれ電気的に接続され、該第１および第２のリードの先端部側が前記被覆体によりドーム状に被覆されるランプ型の発光装置にすることもできるし、前記発光素子チップが、両端部に一対の端子電極を有する絶縁性基板上にマウントされ、前記発光素子チップの一対の電極が前記絶縁性基板の両端部に設けられる一対の端子電極とそれぞれ電気的に接続され、前記発光素子チップおよび前記一対の端子電極の接続部が前記被覆体により被覆されるチップ型発光装置の構造にしたりすることもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ガラス粉末の凝集体でＬＥＤチップを被覆しているため、熱や紫外光に対しても非常に安定した被覆体となり、長時間使用してもエポキシ樹脂などの透光性樹脂のように変色したり、熱によるリードとの剥離や変形が生じたりすることがない。また、ガラス粉末凝集体の空隙部には、シリコーン樹脂のようなガラスと殆ど屈折率が同じ材料が充填されているため、ガラス粉末の間で光が乱反射しないで、光に対して殆ど透明な被覆体になる。すなわち、ガラス粉末の間に空隙部が残存していると、ガラスと空気の屈折率の違いにより空隙部で乱反射してスリガラスのようになって透光性にならないが、樹脂が埋まっていることにより、ガラス粉末とそれ以外のところで殆ど屈折率差がないため、光は乱反射することなく透過する。なお、ガラス粉末と比較して樹脂の量が体積的に小さくなるように調整することにより、従来のエポキシ樹脂の変色を小さくすることができるが、シリコーン樹脂のように耐紫外光樹脂が用いられることにより、変色を完全に防止することができる。
【００１２】
しかも、ガラス粉末の間に樹脂を充填することにより空隙部を無くしているため、ガラス粉末の焼結により空隙部をなくする場合のように、高温度の熱処理をする必要がない。そのため、電極が形成されたＬＥＤチップでも、また不純物がドープされた半導体層でも、電極の溶融や半導体層の熱処理による変化などの影響を受けることなく、ガラス粉末間の空隙をなくすることができる。
【００１３】
なお、このガラス粉末の中に前述の発光色変換用の蛍光体粒子を含有させたものを用いることにより、空隙部に樹脂が充填された多孔質ガラス体が、半導体発光装置の外囲器になると共に、発光色変換部材とすることができる。その結果、ＬＥＤチップに青色または紫外光を発光するＬＥＤチップを白色などの所望の発光色に変換した半導体発光装置とすることができる。ＬＥＤチップにこのような紫外光のものを使用しても、本発明による半導体発光装置では、被覆体がガラス多孔質体を主体としているため、全く変色などの問題も生じない。なお、発光色変換部材は、ガラス粉末内に包含されていなくても、ガラス粉末と発光色変換用の蛍光体粒子とが混合されて所望の形状のガラス多孔質体に形成されていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
つぎに、図面を参照しながら本発明の半導体発光装置について説明をする。本発明による半導体発光装置は、図１にその一実施形態の断面説明図が示されるように、発光素子チップ１の少なくとも光発射面側を被覆するように、被覆体２が設けられている。そしてその被覆体２が所望の形状にガラス粉末を凝集させた多孔質ガラス体２１の間隙部にシリコーン樹脂のような樹脂２２が充填されたもので形成されている。
【００１５】
図1に示される例では、板状体から形成された第１のリード３１の先端部に板状体の端面から形成された凹部３１ａ内にＬＥＤチップ１がボンディングされ、その一方の電極は第１のリード３１と、他方の電極が、同様に板状体から形成された第２のリード３２の先端部と、それぞれワイヤ３３により電気的に接続され、その周囲に被覆体２が形成されたランプ型の半導体発光装置の例が示されている。
【００１６】
また、図１に示される例は、白色光の半導体発光装置の例が示されており、ＬＥＤチップ１で発光する青色光をＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体などの発光色変換用の蛍光体粒子２１２により白色にする例が示されている。しかし、このような発光色の変換は必須ではない。図１に示されるＹＡＧ蛍光体粒子２１２は、ＬＥＤチップ１から発光する青色光を吸収して黄色に変換し、その黄色の光がＬＥＤチップ１から発せられる青色光と混色して白色にするものである。そのため、ＬＥＤチップ１は、図２に示されるように、サファイア（Ａｌ2 Ｏ3 単結晶）基板１１上に積層される窒化物半導体により形成され、そのＬＥＤチップ１の周囲にＹＡＧ蛍光体粒子２１２を含有するガラス粉末２１１が凝集したガラス体２１とその空隙部に充填された耐紫外光樹脂などの樹脂２２とにより被覆体２が形成されている。なお、ＬＥＤチップ１の基板は、ＳｉＣなどの半導体が用いられてもよいし、窒化物半導体以外の半導体層を積層する場合には、その半導体層に応じて格子定数や熱膨張係数などの観点から選ばれる。
【００１７】
ここに窒化物半導体とは、III 族元素のＧａとＶ族元素のＮとの化合物またはIII 族元素のＧａの一部または全部がＡｌ、Ｉｎなどの他のIII 族元素と置換したものおよび／またはＶ族元素のＮの一部がＰ、Ａｓなどの他のＶ族元素と置換した化合物(窒化物)からなる半導体をいう。
【００１８】
図２に示されるＬＥＤチップ１は、サファイア基板１１上に窒化物半導体層が積層されることにより形成されている。その半導体積層部１７は、たとえばＧａＮからなる低温バッファ層１２が０.００５〜０.１μｍ程度、ついでアンドープのＧａＮからなる高温バッファ層１３が１〜３μｍ程度、その上にＳｉをドープしたｎ形ＧａＮからなるコンタクト層およびｎ形ＡｌＧａＮ系化合物半導体層からなる障壁層(バンドギャップエネルギーの大きい層)などにより形成されるｎ形層１４が１〜５μｍ程度、バンドギャップエネルギーが障壁層のそれよりも小さくなる材料、たとえば１〜３ｎｍのＩｎ0.13Ｇａ0.87Ｎからなるウェル層と１０〜２０ｎｍのＧａＮからなるバリア層とが３〜８ペア積層される多重量子井戸 (ＭＱＷ)構造の活性層１５が０.０５〜０.３μｍ程度、ｐ形のＡｌＧａＮ系化合物半導体層からなるｐ形障壁層(バンドギャップエネルギーの大きい層)とｐ形ＧａＮからなるコンタクト層とによるｐ形層１６が合せて０.２〜１μｍ程度、それぞれ順次積層されることにより形成されている。
【００１９】
図２に示される例では、アンドープで、半絶縁性のＧａＮからなる高温バッファ層１３が形成されている。このアンドープのバッファ層１３が設けられることにより、その上に積層する半導体層の結晶性がよくなるため好ましいが、基板が半導体の場合には、削除するか基板と同一導電形層にする。また、ｎ形層１４およびｐ形層１６は、障壁層とコンタクト層の２種類で構成する例であったが、キャリアの閉じ込め効果の点から活性層６側にＡｌを含む層が設けられることが好ましいものの、ＧａＮ層だけでもよい。また、これらを他の窒化物半導体層で形成することもできるし、他の半導体層がさらに介在されてもよい。さらに、この例では、ｎ形層１４とｐ形層１６とで活性層１５が挟持されたダブルヘテロ接合構造であるが、ｎ形層とｐ形層とが直接接合するｐｎ接合構造のものでもよい。また、活性層１５上に直接ｐ形ＡｌＧａＮ系化合物層を成長したが、数ｎｍ程度のアンドープＡｌＧａＮ系化合物層を成長することにより、活性層１５の下側にピット発生層を形成して活性層１５にできたピットを埋め込みながら、ｐ形層とｎ形層との接触によるリークを防止することもできる。
【００２０】
半導体積層部１７上には、たとえばＺｎＯなどからなり、ｐ形半導体層１６とオーミックコンタクトをとることができる透光性導電層１８が０.０１〜０.５μｍ程度設けられている。この透光性導電層１８は、ＺｎＯに限定されるものではなく、ＩＴＯや、ＮｉとＡｕとの２〜１００ｎｍ程度の薄い合金層でも、光を透過させながら、電流をチップ全体に拡散することができる。そして、透光性導電層１８上の一部に、ＴｉとＡｕとの積層構造により、ｐ側電極（上部電極）１９ａが形成され、半導体積層部１７の一部がエッチングにより除去されて露出するｎ形層１４にオーミックコンタクト用のｎ側電極（下部電極）１９ｂが、Ｔｉ-Ａｌ合金などにより形成されている。
【００２１】
このＬＥＤチップ１を製造するには、たとえば有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により、キャリアガスのＨ2 と共にトリメチリガリウム（ＴＭＧ）、アンモニア（ＮＨ3）、トリメチルアルミニウム(ＴＭＡ)、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）などの反応ガスおよびｎ形にする場合のドーパントガスとしてのＳｉＨ4 、ｐ形にする場合のドーパントガスとしてのシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2 Ｍｇ）またはジメチル亜鉛(ＤＭＺｎ)などの必要なガスを供給して、つぎのように半導体層を順次成長する。
【００２２】
まず、たとえばサファイアからなる基板１１上に、たとえば４００〜６００℃程度の低温で、ＧａＮ層からなる低温バッファ層１２を０.００５〜０.１μｍ程度成膜した後、温度を６００〜１２００℃程度の高温に上げて、アンドープのＧａＮからなる半絶縁性の高温バッファ層１３を１〜３μｍ程度、Ｓｉをドープしたｎ形ＧａＮおよびＡｌＧａＮ系化合物半導体からなるｎ形層１４を１〜５μｍ程度成膜する。
【００２３】
つぎに、成長温度を４００〜６００℃の低温に下げて、たとえば１〜３ｎｍのＩｎ0.13Ｇａ0.87Ｎからなるウェル層と１０〜２０ｎｍのＧａＮからなるバリア層とが３〜８ペア積層される多重量子井戸 (ＭＱＷ)構造の活性層６を０.０５〜０.３μｍ程度成膜する。ついで、成長装置内の温度を６００〜１２００℃程度に上げ、ｐ形のＡｌＧａＮ系化合物半導体層およびＧａＮからなるｐ形層１６を合せて０.２〜１μｍ程度積層する。
【００２４】
その後、表面にＳｉ3Ｎ4などの保護膜を設けてｐ形ドーパントの活性化のため、４００〜８００℃程度で１０〜６０分程度のアニールを行い、たとえばＺｎＯ層をＭＢＥ、スパッタ、真空蒸着、ＰＬＤ、イオンプレーティングなどの方法により０.０１〜０.５μｍ程度成膜することにより透光性導電層１８を形成する。ついで、ｎ側電極１９ｂを形成するため、ｎ形層１４が露出するように、積層された半導体積層部１７の一部を塩素ガスなどによる反応性イオンエッチングによりエッチングする。
【００２５】
つぎに、露出したｎ形層１４の表面にＴｉとＡｌを、それぞれ０.１μｍ程度と、０.３μｍ程度、スパッタリングまたは真空蒸着により連続して付着し、ＲＴＡ加熱により６００℃程度で５秒間の熱処理をすることにより合金化して、ｎ側電極１９ｂを形成する。なお、ｎ側電極はリフトオフ法により形成すれば、マスクを除去することにより所定の形状のｎ側電極を形成することができる。その後、ｐ側電極１９ａのために透光性導電層１８上にＴｉとＡｕをそれぞれ０.１μｍと０.３μｍ程度づつ真空蒸着することにより、ｐ側電極１９ａを形成する。その後、図示しないＳｉＯ2などの絶縁膜を全面に形成し、ｐ側電極１９ａおよびｎ側電極１９ｂの表面が露出させ、ダイシングなどによりチップ化することにより、図２に示される構造のＬＥＤチップ１が得られる。
【００２６】
被覆体２は、図１（ｂ）に部分拡大説明図が示されるように、ガラス粉末を凝集させた多孔質ガラス体２１の間隙部にシリコーン樹脂のような耐紫外光樹脂などの樹脂２２が充填されたもので形成されている。図１に示される例では、多孔質ガラス体２１が、ＹＡＧのような蛍光体粒子２１２の周囲にガラス被膜を形成したガラス粉末２１１を凝集させることにより形成されている。
【００２７】
蛍光体粒子２１２は、紫外光や可視光を受けて異なる波長の光を放出する蛍光物質の粒子で、平均の粒径としては、３〜５０μｍ程度、好ましくは５〜１０μｍ程度の大きさに揃っている。蛍光物質としては、セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系、マンガンで付活された酸化マグネシウム・チタンなどの酸化物系蛍光物質や、ペリレン系誘導体や、銅、アルミニウムで付活された硫化亜鉛カドミウムなどの硫化物系蛍光物質、などを用いることができる。しかし、ＬＥＤチップ１の発光色を変換しない場合には、蛍光体粒子２１２はなく、ガラス粒子だけを粉末化したものでも構わない。
【００２８】
ガラス被膜は、ＰｂＯやＢｉ2Ｏ3のように、軟化点の低いガラスの構成元素であるＰｂやＢｉなどの蛍光物質と反応しやすい元素を含まない（１ｗｔ％以下）ことが好ましく、ケイ酸ガラス（ＳｉＯ2系ガラス）やホウケイ酸ガラス（Ｂ2Ｏ3-ＳｉＯ2系ガラス）などを主成分とするものを用いることが好ましい。しかし、後述するように、このガラス粉末は軟化するまで温度を上げて焼結しないため、それ程蛍光物質との反応は起こらず、Ｐｂなどを含まないことは、絶対的な条件ではない。このガラス粉末の大きさは、後述するようにゾルゲル反応で形成する際の反応時間、触媒濃度、基質濃度、溶媒濃度、蛍光体量などを調整することにより、制御することができる。
【００２９】
このような蛍光体粒子２１２を含有するガラス粉末２１１粉末を製造するには、ゾル−ゲル法により製造することができる。たとえばケイ酸ガラス被膜を形成するには、テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）などのケイ素のアルコキシド化合物をエタノールなどの有機溶剤に撹拌しながら混合し、少量のアンモニア水などの無機塩基または塩酸もしくは硫酸などの無機酸をさらに加えて撹拌し、２０〜８０℃に加熱する。そして、前述の蛍光体粒子２１２を混合してさらに撹拌することにより、蛍光体粒子２１２の周りに酸化ケイ素が付着して蛍光体粒子２１２の周りにガラス被膜が成長しながらゲル化する。このゲル化したものを所望の形状の容器内に入れて１００〜２００℃に加熱乾燥することにより、所望の形状にガラス粉末が凝集した多孔質ガラス体２１を形成することができる。この蛍光体粒子２１２の量とガラス被膜２１１の量との割合を調整するには、反応時間を長くしたり、添加する蛍光体粒子２１２の量を少なくすることにより、蛍光体粒子２１２を含有しないガラス粉末２１を形成したりすることにより調整することができる。また、蛍光体粒子を含有しないガラス粉末を別途形成して、蛍光体粒子を含有させたガラス粉末と混合することもできる。
【００３０】
他のガラス成分にする場合でも、同様に所望の金属のアルコキシド化合物を形成して、前述のエタノール、水およびアンモニアなどと混合した混合液を用い、その混合液に蛍光体粒子を混合して撹拌させることにより同様に製造することができる。たとえば、ホウケイ酸ガラス被膜やリンケイ酸ガラス被膜を形成するには、前述のテトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）にＢ（ＯＣＨ（ＣＨ3）2）3、またはＰ（ＯＣＨ（ＣＨ3）2）3などを混合することにより形成することができる。
【００３１】
樹脂２２としては、青色光や紫外光にも変色や変質などが起こりにくい紫外光に対して耐性の有る耐紫外光樹脂で、かつ、多孔質ガラス体２１の間隙部に充填するため、流動性のあるものが好ましい。また、通常の樹脂であれば、ガラス被膜と屈折率が近いため問題ないが、ガラス被膜の屈折率と同じ屈折率の材料であることが光の乱反射を防止する観点から好ましい。このような観点から、たとえばシリコーン樹脂を用いることができるが、他にエポキシ系樹脂、アミド系樹脂などを用いることができる。この樹脂を多孔質ガラス体２１の間隙部に充填するには、たとえば多孔質ガラス体２１を真空引きしながら樹脂２２を流し込むことにより充填することができる。
【００３２】
つぎに、図１に示される半導体発光装置の製法について、図３を参照しながら説明する。まず図３（ａ）に示されるように、先端部に凹部３１ａが形成された第１のリード３１および第２のリード３２が形成されたリードフレーム３４の凹部３１ａ内に、前述の図２で形成されたＬＥＤチップ１をマウントし、その一対の電極（図示せず）を第１および第２のリード３１、３２とそれぞれワイヤ３３により電気的に接続することにより、リード組立体３５を形成する。
【００３３】
つぎに、図３（ｂ）に示されるように、たとえばドーム形状などの所望の被覆体形状に形成した多孔質ガラスの成形具３７内に前述のガラス被膜の材料を混ぜ合せ、蛍光体粒子を混入した溶液３６を入れ、その溶液３６内に図３（ａ）で形成したリード組立体３５の先端部側を突っ込んで１５０℃程度で、２時間ほど加熱しながら撹拌し、ゾルゲル反応を進行させる。ゾルゲル反応が終了すると、図３（ｃ）に示されるように、蛍光体粒子を含有するガラス粉末２１１が凝集した多孔質ガラス体２１が形成され、成形具３７から離型する。
【００３４】
その後、図３（ｄ）に示されるように、成形具３７の開口部を蓋体３８で被覆し、成形具３７の両端部に形成された貫通孔３７ａ、３７ｂの他方３７ｂから真空吸引しながら、一方の貫通孔３７ａから、たとえばシリコーン樹脂２２を流し込むことにより、多孔質ガラス体２１の空隙内に樹脂２２が充填され、１００〜１５０℃程度で、数時間程度の加熱硬化処理をすることにより被覆体２が形成される。この被覆体２は、ガラス粉末２１と樹脂２２の屈折率が殆ど同じであるため、ガラス粉末２１の粒形は殆ど見えなくなり、濁った白色ではなく、透明性のある被覆体２となる。この被覆体２が形成されたリード組立体３５を成形具３７から取り出し、貫通孔３７ａ、３７ｂ内に残った樹脂２２などを除去し成形することにより、図１（ａ）に示されるような半導体発光装置が得られる。
【００３５】
図４（ａ）は、本発明による半導体発光装置の他の実施形態を示す断面説明図である。すなわち、この例は両端部に一対の端子電極４２ａ、４２ｂが形成された絶縁性基板４１上にＬＥＤチップ１がマウントされ、その表面側に被覆体２が形成されるチップ型半導体発光装置の例である。絶縁性基板４１は、セラミックスやガラスエポキシ樹脂などの一般的に用いられる絶縁性基板が用いられ、予め両端部に一対の端子電極４２ａ、４２ｂが形成されたものに、前述のＬＥＤチップ１がダイボンディングされ、ワイヤ４３により両電極が接続されている。
【００３６】
この構造で、多孔質ガラス体２１の空隙部に樹脂２２を充填した被覆体２を形成するには、図４（ｂ）に一部の断面説明図が示されるように、大きな絶縁性基板４１（この種のチップ型発光装置は、一般的に大きな基板の状態で碁盤の目状に各発光装置の電極膜およびＬＥＤチップを設けておいて、被覆体２を形成してから碁盤の目に沿って切断する）の状態で、ＬＥＤチップ１のダイボンディングおよびワイヤ４３のボンディングを行い、大きな基板の表面側全体を浸漬することができる大きな多孔質ガラス体の成形具（図示せず）内にＬＥＤチップ１側を浸漬し、前述と同様の工程でゾルゲル反応を行なって多孔質ガラス体２１を形成し、その多孔質ガラス体２１内に前述と同様の方法で樹脂２２を充填することにより、大きな絶縁性基板２１の表面全体に被覆体２を形成する。その後、各発光装置の境界部Ａでダイシングし、一対の端子電極４２ａ、４２ｂに続く絶縁性基板４１の側面および裏面に金属膜を塗布して側面および裏面の電極を形成することにより、図４（ａ）に示されるチップ型半導体発光装置が得られる（裏面の電極は大きな基板の状態であらかじめ印刷などにより形成しておくことができる）。
【００３７】
前述の各例では、ＹＡＧ蛍光体をガラス粉末内に包含させることにより、ＬＥＤチップで発光する青色発光を白色光に変換させたが、このようなＹＡＧ蛍光体ではなく、たとえば近紫外光を発光するＬＥＤチップと、近紫外光によって励起されて赤色、青色、緑色にそれぞれ発光する蛍光体粒子を含有させたガラス粉末にすることもできるし、白色にしないで所望の発光色に変換するための蛍光体粒子を含有させることもできる。また、ガラス粉末に蛍光体粒子を含有させないで、前述のゾルゲル法によりガラス粉末を形成し、そのガラス粉末と蛍光体粒子とを凝集させることもできる。さらに、発光色を変換する必要はなく、ＬＥＤチップで発光する光をそのまま取り出す場合でも、ガラス粉末の凝集体により形成された多孔質ガラス体２１とその隙間に充填された樹脂２２とで非常に安定した堅固な被覆体２を形成することもできる。さらに、発光色を変化する場合でも、蛍光体粒子を含有させないガラス粉末と蛍光体粒子とを混ぜて多孔質ガラス体とすることもできる。
【００３８】
本発明によれば、多孔質ガラス体を骨格として強固なパッケージを形成しながら、高温での焼結をしていないため、半導体層が積層されたＬＥＤチップや、ＬＥＤチップに電極が形成されたものでも、何らの悪影響を受けることなく採用することができる。しかも主成分がガラス体であるため、ＬＥＤチップからの光が紫外光や青色など、または非常に出力の大きい場合でも、その光や熱によって被覆体が変色したり、変質したりすることがない。その結果、発光色の経時変化が生じないと共に、発光装置を実装基板に実装する場合にハンダ付けなどでリードが熱せられて温度が上昇しても被覆体との間で剥れなどが生じることもなく、非常に安定した被覆体とすることができ、半導体発光装置の信頼性が大幅に向上する。
【００３９】
前述の各例では、いずれも半導体層の積層表面側を光発射面とする例であったが、ＬＥＤチップの基板が前述のサファイア基板のように、光を透過する材料の場合には、基板裏面側を光発射面とすることができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による半導体発光装置の一実施形態の断面説明図である。
【図２】図１のＬＥＤチップの構成説明図である。
【図３】図１の半導体発光装置の製造工程を説明する図である。
【図４】本発明による半導体発光装置の他の実施形態を示す説明図である。
【図５】従来のガラスを用いた発光色変換部材の構成例を示す断面説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    ＬＥＤチップ
２    被覆体
２１    多孔質ガラス体
２２    樹脂
２１１  ガラス粉末
２１２  蛍光体粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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