(57)【要約】【課題】半導体チップにレンズを接合することで得られる光取り出し効率の増大効果を大きくする。【解決手段】紫外線発光素子１は、紫外線を発光する半導体チップ１１０と、紫外線透過性のレンズ１２０と、レンズ１２０および半導体チップ１１０を接合する紫外線透過性の樹脂層１３０と、を有する。レンズ１２０の入射面１２１に凹部１２２が形成され、半導体チップ１１０は、主な光取り出し面である主面１１０ａを凹部１２２の底面１２２ａに向けて、凹部１２２内に配置されている。樹脂層１３０は、凹部１２２と半導体チップの主面１１０ａおよび側面１１０ｂとの間に存在する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を発光する半導体チップと、
紫外線透過性のレンズと、
前記レンズおよび前記半導体チップを接合する紫外線透過性の樹脂層と、
を有し、
前記レンズの入射面に凹部が形成され、
前記半導体チップは、主な光取り出し面である主面を前記凹部の底面に向けて前記凹部内に配置され、
前記樹脂層は、前記凹部と前記半導体チップの前記主面および側面との間に存在する紫外線発光素子。
【請求項２】
前記樹脂層は、非晶質フッ素樹脂層またはシリコーン樹脂層である請求項１記載の紫外線発光素子。
【請求項３】
前記レンズは半球レンズである請求項１または２に記載の紫外線発光素子。
【請求項４】
前記レンズは石英製またはサファイア製である請求項１〜３のいずれか一項に記載の紫外線発光素子。
【請求項５】
発光波長は２８０ｎｍ以下である請求項１〜４のいずれか一項に記載の紫外線発光素子。
【請求項６】
前記樹脂層の厚さは０．１μｍ以上１．０ｍｍ以下である請求項１〜５のいずれか一項に記載の紫外線発光素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の紫外線発光素子であって、前記半導体チップの前記主面とは反対面に第一電極および第二電極が形成されている紫外線発光素子と、
前記紫外線発光素子の前記反対面側に配置され、平面視で前記第一電極と重なる部分に第三電極が形成され、平面視で前記第二電極と重なる部分に第四電極が形成されている基体と、
前記第一電極と前記第三電極とを電気的に接続する第一接続体と、
前記第二電極と前記第四電極とを電気的に接続する第二接続体と、
を備え、
前記入射面の前記凹部の周縁部と前記基体とが接合されている紫外線発光装置。
【請求項８】
前記入射面の前記凹部の周縁部と前記基体とが、紫外線透過性樹脂層である接合層で接合されている請求項７記載の紫外線発光装置。
【請求項９】
前記入射面の前記凹部の周縁部と前記基体とが、金（Ａｕ）と錫（Ｓｎ）を含む合金層である接合層で接合されている請求項７記載の紫外線発光装置。
【請求項１０】
前記接合層と前記基体または前記周縁部との間に配置された紫外線反射層を有する請求項８または９記載の紫外線発光装置。
【請求項１１】
前記基体は、平面視で、前記入射面の前記凹部の周縁部と同じ位置の前記レンズ側に金属面を有する請求項７または８記載の紫外線発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線発光素子および紫外線発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
チップ状の紫外線発光素子の光取り出し効率を高くすることを目的として、半導体チップの主な光取り出し面である基板の裏面（発光層などが形成されている面の反対面）に、半球レンズを接合することが提案されている（例えば、特許文献１および２を参照）。
特許文献１には、例えば、シリコーンオイルおよび／またはシリコーン樹脂からなる封止剤の薄層を使用して、半球レンズを半導体チップ（ＬＥＤダイ）に直接取り付ける方法が記載されている。特許文献１に記載された紫外線発光素子では、半球レンズの平面が半導体チップの基板の裏面より大きく、この裏面のみが封止剤の薄層で覆われている。
【０００３】
特許文献２には、側壁部により凹部が形成されたサブマウントの凹部に半導体チップを実装した後に、サブマウントの凹部内に非晶質フッ素樹脂を入れて半導体チップの全面を覆い、側壁部の上に半球レンズの平面の周縁部を固定することが記載されている。つまり、特許文献２の紫外線発光素子では、半球レンズの外側に半導体チップが配置されている。
また、特許文献２には、紫外線発光素子の封止樹脂として、紫外線発光素子のパッド電極を構成する金属に対する結合性を呈しない、非反応性の末端官能基を有する非晶性フッ素樹脂を用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１７−５２１８７２号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１４／１７８２８８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および２に記載された紫外線発光素子には、半導体チップにレンズを接合することで得られる光取り出し効率の増大化という点で、さらなる改善の余地がある。
本発明の課題は、半導体チップにレンズを接合することで得られる光取り出し効率の増大効果を大きくすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、本発明の第一態様の紫外線発光素子は、紫外線を発光する半導体チップと、紫外線透過性のレンズと、レンズおよび半導体チップを接合する紫外線透過性の樹脂層と、を有する。レンズの入射面に凹部が形成され、半導体チップは、主な光取り出し面である主面をレンズの凹部の底面に向けて、この凹部内に配置されている。樹脂層は、レンズの凹部と半導体チップの主面および側面との間に存在する。
ここで、主な光取り出し面とは、光が取り出せる面のうち、取り出せる光の量が最も多い面のことである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様の紫外線発光素子によれば、紫外線透過性の樹脂層が、レンズと半導体チップの主面との間だけでなく、レンズと半導体チップの側面との間にも存在するため、半導体チップの側面から出た紫外線の多くを、レンズに入れることができる。よって、半導体チップにレンズを接合することで得られる光取り出し効率の増大効果が大きくなることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第一実施形態の紫外線発光素子を備えた紫外線発光装置を示す断面図である。
【図２】第一実施形態の紫外線発光素子をレンズの入射面側から見た図であり、この図のＡ−Ａ断面が図１に示されている。
【図３】第一実施形態の紫外線発光素子を構成する半導体チップを示す断面図である。
【図４】第一実施形態の紫外線発光装置を構成するパッケージ基板を示す平面図であり、この図のＡ−Ａ断面が図１に示されている。
【図５】図３の半導体チップがパッケージ基板に実装された状態を示す部分破断断面図である。
【図６】第二実施形態の紫外線発光装置を示す断面図である。
【図７】第三実施形態の紫外線発光装置を示す断面図である。
【図８】第四実施形態の紫外線発光装置を示す断面図である。
【図９】第四実施形態の紫外線発光装置を構成するパッケージ基板を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、この発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定はこの発明の必須要件ではない。
【００１０】
［第一実施形態］
〔構成〕
図１に示す紫外線発光装置１０は、紫外線発光素子１およびパッケージ基板（基体）２と、紫外線発光素子１とパッケージ基板２とを電気的に接続する第一接続体３および第二接続体４を有する。
図１および図２に示すように、紫外線発光素子１は、紫外線を発光する半導体チップ１１０と、石英製またはサファイア製の凹部付き半球レンズ１２０と、非晶質フッ素樹脂層またはシリコーン樹脂層である樹脂層１３０を有する。
【００１１】
凹部付き半球レンズ１２０は、半球レンズの平面（入射面）１２１の中央部に凹部１２２が形成されたものである。凹部付き半球レンズ１２０には、平面１２１の凹部１２２より外側の部分が平面周縁部１２１ａとして存在する。
凹部１２２の底面１２２ａは、半導体チップ１１０の主な光取り出し面である主面１１０ａより少し大きく、凹部１２２の側面１２２ｂの平面１２１に垂直な方向の寸法（凹部１２２の深さ）は、半導体チップ１１０の厚さより大きい。半導体チップ１１０は、主面１１０ａを凹部１２２の底面１２２ａに向けて、凹部付き半球レンズ１２０の凹部１２２内に配置されている。
樹脂層１３０は、凹部１２２の底面１２２ａと半導体チップ１１０の主面１１０ａとの間に存在する底面部１３１と、凹部１２２の側面１２２ｂと半導体チップ１１０の側面１１０ｂとの間に存在する側面部１３２を有する。
【００１２】
図３に示すように、半導体チップ１１０は、基板１１１、半導体層１１２、第一電極１１３、および第二電極１１４を有する。半導体チップ１１０は、例えば、波長が２８０ｎｍ以下であるＵＶＣを発光可能である。
基板１１１は、例えばＡｌＮ基板やサファイア基板である。半導体層１１２は、ｎ型窒化物半導体層（第一導電型の窒化物半導体層）、窒化物半導体発光層、およびｐ型窒化物半導体層（第二導電型の窒化物半導体層）を有する積層体である。ｎ型窒化物半導体層は例えばｎ−ＡｌＧａＮ層である。窒化物半導体発光層は、例えば、ＡｌＧａＮからなる量子井戸層とＡｌＮからなる電子バリア層とからなる多重量子井戸構造（ＭＱＷ）を有する層である。ｐ型窒化物半導体層は例えばｐ−ＧａＮ層である。第一電極１１３はｎ型窒化物半導体層上に、第二電極１１４はｐ型窒化物半導体層上に形成されている。
【００１３】
半導体チップ１１０の主面１１０ａは基板１１１の裏面（半導体層１１２が形成されている面である表面１１１ａの反対面）である。なお、基板１１１を有さない半導体チップの場合は、半導体層１１２の第一電極１１３および第二電極１１４が形成されている面とは反対側の面が主面（主な光取り出し面）となる。
図１および図４に示すように、パッケージ基板２は、セラミックス（例えば、窒化アルミニウムまたはアルミナ）製の本体２１と、第三電極体２２と、第四電極体２３を備えている。図４に示すように、平面視で、第三電極体２２と第四電極体２３は、パッケージ基板２の中心を挟んだ両側に隙間を開けて配置されている。
【００１４】
第三電極体２２は、本体２１の紫外線発光素子１との対向面２１１に形成された第一部分２２１と、対向面２１１の反対面２１２に形成された第二部分２２２と、両者を連結する結合部２２３を有する。第一部分２２１および第二部分２２２は同じ長方形の平面形状を有し、平面視で重なっている。
第一部分２２１は、半導体チップ１１０と接続される部分であるチップ接続部（第三電極）２２１ａと、凹部付き半球レンズ１２０の平面周縁部１２１ａと向かい合う部分であるレンズ対向部２２１ｂと、レンズ対向部２２１ｂより外側の外縁部２２１ｃを有する。第二部分２２２は電流供給体との接続部である。結合部２２３は、本体２１に設けた貫通穴内に存在する。
【００１５】
第四電極体２３は、本体２１の紫外線発光素子１との対向面２１１に形成された第一部分２３１と、対向面２１１の反対面２１２に形成された第二部分２３２と、両者を連結する結合部２３３を有する。第一部分２３１および第二部分２３２は同じ長方形の平面形状を有し、平面視で重なっている。
第一部分２３１は、半導体チップ１１０と接続される部分であるチップ接続部（第四電極）２３１ａと、凹部付き半球レンズ１２０の平面周縁部１２１ａと向かい合う部分であるレンズ対向部２３１ｂと、レンズ対向部２３１ｂより外側の外縁部２３１ｃを有する。第二部分２３２は電流供給体との接続部である。結合部２３３は、本体２１に設けた貫通穴内に存在する。
【００１６】
また、本体２１の対向面２１１のうち、第三電極体２２のレンズ対向部２２１ｂと第四電極体２３のレンズ対向部２３１ｂとで挟まれた部分も、レンズ対向部２１１ａとなる。
つまり、パッケージ基板２は、紫外線発光素子１の主面１１０ａとは反対面１１０ｃ側に配置され、平面視で第一電極１１３と重なる部分に第三電極（チップ接続部２２１ａ）が形成され、平面視で第二電極１１４と重なる部分に第四電極（チップ接続部２３１ａ）が形成されている。
半導体チップ１１０の第一電極１１３および第二電極１１４と、パッケージ基板２の第三電極体２２および第四電極体２３は、金属で形成されている。この金属としては、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｃｏ、およびＲｈのうちの一つまたは複数を含むことが好ましい。また、第三電極体２２の第一部分２２１および第四電極体２３の第一部分２３１の好ましい形態としては、例えば、Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕからなる積層構造、Ｗ／ＮｉＰ／Ａｕからなる積層構造であり、Ａｕが表面側である形態が挙げられる。
【００１７】
第三電極体２２および第四電極体２３が金属で形成されているため、第三電極体２２のレンズ対向部２２１ｂの表面と、第四電極体２３のレンズ対向部２３１ｂの表面は金属面である。つまり、パッケージ基板２は、平面視で凹部付き半球レンズ１２０の平面周縁部１２１ａと同じ位置のレンズ側に金属面を有する。
第一接続体３および第二接続体４は、例えば金ボールであり、図２に一点鎖線で示すように、第一電極１１３および第二電極１１４上に、複数ずつ形成されている。
【００１８】
凹部付き半球レンズ１２０の平面周縁部１２１ａと、パッケージ基板２の第三電極体２２および第四電極体２３１のレンズ対向部２２１ｂ，２３１ｂとが、互いに面接触している。つまり、凹部付き半球レンズ１２０の平面周縁部１２１ａとパッケージ基板２とが、接触により接合されている。この接合は、接合層を設けない方法で行っているため、凹部付き半球レンズ１２０はパッケージ基板２に対して固着されていないが、平面周縁部１２１ａとレンズ対向部２２１ｂ，２３１ｂとが面接触していることで、凹部１２２内への塵などの侵入を防ぐことができる。
【００１９】
なお、凹部付き半球レンズ１２０の平面周縁部１２１ａとパッケージ基板２との接合は、このような面接触によるものであってもよいし、以下に示す第二実施形態以降のように接合層によるものであってもよい。また、少なくともいずれかの面に凹凸が形成されていたり、平面同士であっても両者の間に隙間を有し、この隙間が部分的に接着剤で塞がれていたりすること等により、面全体が接触せず、部分的な接触によるものであってもよい。
【００２０】
〔製造方法〕
図１に示す紫外線発光装置１０は、例えば、以下の方法で製造することができる。
先ず、半導体チップ１１０をパッケージ基板２に対してフリップチップ実装して、図５に示す状態にする。
具体的には、先ず、パッケージ基板２の第三電極体２２の電極対向部（第三電極）２２１ａおよび第四電極体２３の電極対向部（第四電極）２３１ａに、第一接続体３および第二接続体４としてそれぞれ複数の金ボールを配置する。次に、各金ボールに第一電極１１３および第二電極１１４が接触するように、半導体チップ１１０をパッケージ基板２上に置き、半導体チップ１１０側から圧力を加えながら超音波接合を行う。これにより、第一接続体３および第二接続体４で半導体チップ１１０がパッケージ基板２に電気的に接続される。
【００２１】
次に、図５に示す状態の半導体チップ１１０に、凹部付き半球レンズ１２０を接合する。
具体的には、先ず、半導体チップ１１０の主面１１０ａおよび側面１１０ｂに、非晶質フッ素樹脂またはシリコーン樹脂を含む接合剤を塗布する。
次に、凹部１２２を半導体チップ１１０に向けて、凹部付き半球レンズ１２０を半導体チップ１１０に被せることで、半導体チップ１１０を凹部付き半球レンズ１２０の凹部１２２内に配置する。これにより、凹部１２２の底面１２２ａと半導体チップ１１０の主面１１０ａとの間、および凹部１２２の側面１２２ｂと半導体チップ１１０の側面１１０ｂとの間に、接合剤層が存在した状態にする。また、これに伴い、凹部付き半球レンズ１２０の平面周縁部１２１ａが、パッケージ基板２の第三電極体２２および第四電極体２３１のレンズ対向部２２１ｂ，２３１ｂに接触する。
【００２２】
次に、この接合剤層を硬化させる又はこの接合剤層から溶媒を蒸発させることで樹脂層１３０を形成する。これにより、半導体チップ１１０と凹部付き半球レンズ１２０が樹脂層１３０で接合される。樹脂層１３０の厚さは０．１μｍ以上１．０ｍｍ以下とする。
なお、凹部付き半球レンズ１２０は、例えば、凹部１２２とする部分に雄型が配置された金型に原料の粉を入れて、ゾルゲル法で製造することができる。
【００２３】
また、非晶質フッ素樹脂を含む接合剤としては、旭硝子製の「サイトップ（登録商標）」を使用することができる。「サイトップ（登録商標）」は、厚さ５０μｍで、波長２６５ｎｍにおける透過率が９８％であり、２１０ｎｍ以上３００ｎｍ未満の全範囲における透過率は９０％以上である。具体例としては、パーフルオロアルキル基を有する非晶質フッ素樹脂を含む「サイトップ（登録商標）ＣＴＸ−８０９ＳＰ２」が挙げられる。
非晶質フッ素樹脂を含む接合剤としては、半導体発光素子のパッド電極（通常、第一電極層１３および第二電極層１４の上に、それぞれ所定厚さで形成されている電極）を構成する金属に対する結合性を呈しない、非反応性の末端官能基を有する非晶質フッ素樹脂を含むものを用いることがより好ましい。
【００２４】
〔作用、効果〕
第一実施形態の紫外線発光装置１０では、パッケージ基板２から供給された電流により紫外線発光素子１の半導体チップ１１０から紫外線が発光する。この光は、主面１１０ａから樹脂層１３０の底面部１３１を通って凹部付き半球レンズ１２０に入るとともに、側面１１０ｂから樹脂層１３０の側面部１３２を通って凹部付き半球レンズ１２０に入る。凹部付き半球レンズ１２０に入った光は球面から外部に出射する。
つまり、第一実施形態の紫外線発光素子１は、凹部１２２を有さない半球レンズの平面に半導体チップを接合した紫外線発光素子よりも、半導体チップの側面から出て半球レンズに入る光の量が多くなる。
【００２５】
また、凹部付き半球レンズ１２０を用いることで、出射面が球状になるため、出射された光のレンズと空気との界面での反射が抑制される。
また、パッケージ基板２のレンズ対向部２２１ｂ，２３１ｂの表面が金属面であるため、この金属面での光反射も生じる。
以上のことから、第一実施形態の紫外線発光装置１０は、半導体チップにレンズを接合することで得られる光取り出し効率の増大効果が高いものとなる。
【００２６】
［第二実施形態］
〔構成〕
図６に示す第二実施形態の紫外線発光装置１０Ａは、凹部付き半球レンズ１２０の平面周縁部１２１ａとパッケージ基板２とを接合する紫外線透過性樹脂層（接合層）５を有する。これ以外の点は第一実施形態の紫外線発光装置１０と同じである。
紫外線透過性樹脂層５は、樹脂層１３０と同じ紫外線透過性樹脂で形成されている。紫外線透過性樹脂層５は、平面周縁部１２１ａの全面に形成され、パッケージ基板２の第三電極体２２および第四電極体２３の金属製のレンズ対向部２２１ｂ，２３１ｂ、並びに本体２１のセラミックス製のレンズ対向部２１１ａと接触している。つまり、紫外線透過性樹脂層５は、平面周縁部１２１ａとパッケージ基板２の金属面およびセラミックス面とを接合している。
【００２７】
〔製造方法〕
紫外線発光装置１０Ａは、第一実施形態の紫外線発光装置１０と同様に、半導体チップ１１０をパッケージ基板２に対してフリップチップ実装した後、以下のようにして製造することができる。
先ず、非晶質フッ素樹脂またはシリコーン樹脂を含む接合剤を、半導体チップ１１０の主面１１０ａおよび側面１１０ｂと、パッケージ基板２の第三電極体および第四電極体のレンズ対向部２２１ｂ，２３１ｂに塗布する。
【００２８】
次に、凹部１２２を半導体チップ１１０に向けて、凹部付き半球レンズ１２０を半導体チップ１１０に被せることで、半導体チップ１１０を凹部付き半球レンズ１２０の凹部１２２内に配置する。これにより、凹部１２２の底面１２２ａと半導体チップ１１０の主面１１０ａとの間、凹部１２２の側面１２２ｂと半導体チップ１１０の側面１１０ｂとの間、および凹部付き半球レンズ１２０の平面周縁部１２１ａとパッケージ基板２のレンズ対向部２１１ａ，２２１ｂ，２３１ｂとの間に、接合剤層が存在した状態となる。
次に、これらの接合剤層を硬化させることで樹脂層１３０および紫外線透過性樹脂層５を形成する。これにより、半導体チップ１１０と凹部付き半球レンズ１２０が紫外線透過性の樹脂層１３０で接合されるとともに、紫外線透過性樹脂層５で凹部付き半球レンズ１２０とパッケージ基板２とが接合される。樹脂層１３０および紫外線透過性樹脂層５の厚さは０．１μｍ以上１．０ｍｍ以下とする。
【００２９】
〔作用、効果〕
第二実施形態の紫外線発光装置１０Ａでは、第一実施形態の紫外線発光装置１０と同じ作用、効果が得られるとともに、紫外線透過性の樹脂層１３０と同じ紫外線透過性樹脂層５を有することで、以下の作用、効果も得られる。
つまり、凹部付き半球レンズ１２０とパッケージ基板２とが紫外線透過性樹脂層５で接合されているため、凹部付き半球レンズ１２０とパッケージ基板２との密閉性が向上する。また、樹脂層１３０と紫外線透過性樹脂層５が、同じ紫外線透過性樹脂で形成されていることにより同じ熱挙動を呈するため、半導体チップ１１０と凹部付き半球レンズ１２０との剥離および凹部付き半球レンズ１２０とパッケージ基板２との剥離が生じにくい。
【００３０】
なお、樹脂層１３０と紫外線透過性樹脂層５は異なる紫外線透過性樹脂で形成されていてもよい。その場合、シリコーン樹脂層は、非晶質フッ素樹脂層より紫外線透過率は低いが、接合強度は高いため、樹脂層１３０を非晶質フッ素樹脂層とし、紫外線透過性樹脂層５をシリコーン樹脂層とすることが好ましい。これにより、半導体チップ１１０と凹部付き半球レンズ１２０との間の紫外線透過率が高く、凹部付き半球レンズ１２０とパッケージ基板２との接合強度が高くなる。
また、平面周縁部１２１ａと紫外線透過性樹脂層５との間または紫外線透過性樹脂層５とパッケージ基板２との間に、紫外線反射層（例えば、アルミニウムなどの紫外線反射率が高い金属層）を設けることが好ましい。これにより、紫外線反射層での光反射による光取り出し効率の向上効果が得られる。
【００３１】
また、パッケージ基板２は、平面視で凹部付き半球レンズ１２０の平面周縁部１２１ａと同じ位置のレンズ側に金属面を有さない場合（例えば、第三電極体２２および第四電極体２３がレンズ対向部２２１ｂ，２３１ｂを有さず、この部分で本体２１の対向面２１１が露出している場合）もある。その場合には、上記紫外線反射層を設けることが特に好ましい。
さらに、この紫外線反射層が平面周縁部１２１ａと紫外線透過性樹脂層５との間に配置されていると、紫外線透過性樹脂層５とパッケージ基板２との間に配置された場合よりも、紫外線透過性樹脂層５に当たる紫外線の量が少なくなるため、紫外線透過性樹脂層５による接着性を長く維持することができる。
【００３２】
［第三実施形態］
〔構成〕
図７に示す第三実施形態の紫外線発光装置１０Ｂは、凹部付き半球レンズ１２０の平面周縁部１２１ａとパッケージ基板２とを接合する接着剤層６を有する。また、接着剤層６と平面周縁部１２１ａとの間に配置された紫外線反射層７を有する。これ以外の点は第一実施形態の紫外線発光装置１０と同じである。
接着剤層６は、樹脂層１３０用の接合剤よりも接着性が高い接着剤（例えば、熱硬化性接着剤）の硬化層であり、紫外線透過率の低い樹脂層である。紫外線反射層７は、アルミニウムなどの紫外線反射率が高い金属層であり、凹部付き半球レンズ１２０の平面周縁部１２１ａの全面に形成されている。
接着剤層６は、パッケージ基板２の第三電極体２２および第四電極体２３の金属製のレンズ対向部２２１ｂ，２３１ｂ、並びに本体２１のセラミックス製のレンズ対向部２１１ａと接触している。つまり、接着剤層６は、紫外線反射層７を介して、平面周縁部１２１ａとパッケージ基板２の金属面およびセラミックス面とを接合している。
【００３３】
〔製造方法〕
紫外線発光装置１０Ｂは、第一実施形態の紫外線発光装置１０と同様に、半導体チップ１１０をパッケージ基板２に対してフリップチップ実装した後、以下のようにして製造することができる。
先ず、非晶質フッ素樹脂を含む接合剤を、半導体チップ１１０の主面１１０ａおよび側面１１０ｂに塗布する。
次に、平面周縁部１２１ａの全面に紫外線反射層７が蒸着された凹部付き半球レンズ１２０を、凹部１２２を半導体チップ１１０に向けて半導体チップ１１０に被せることで、半導体チップ１１０を凹部付き半球レンズ１２０の凹部１２２内に配置する。これにより、凹部１２２の底面１２２ａと半導体チップ１１０の主面１１０ａとの間、凹部１２２の側面１２２ｂと半導体チップ１１０の側面１１０ｂとの間に、非晶質フッ素樹脂を含む接合剤層が存在した状態となる。次に、この接合剤層を硬化させることで樹脂層１３０を形成する。
【００３４】
次に、熱硬化性接着剤を、凹部付き半球レンズ１２０の平面周縁部１２１ａに形成された紫外線反射層７と、パッケージ基板２のレンズ対向部２１１ａ，２２１ｂ，２３１ｂと、の隙間に注入する。次に、この接着剤を硬化させることで接着剤層６を形成する。
これにより、半導体チップ１１０と凹部付き半球レンズ１２０が紫外線透過性の樹脂層１３０で接合されるとともに、接着剤層６で凹部付き半球レンズ１２０とパッケージ基板２とが接合される。樹脂層１３０の厚さは０．１μｍ以上１．０ｍｍ以下とする。
【００３５】
〔作用、効果〕
第三実施形態の紫外線発光装置１０Ｂでは、第一実施形態の紫外線発光装置１０と同じ作用、効果が得られるとともに、以下の作用、効果も得られる。
凹部付き半球レンズ１２０とパッケージ基板２とが、樹脂層１３０用の接合剤よりも接着性が高い接着剤層６で接合されているため、凹部付き半球レンズ１２０とパッケージ基板２との密閉性が向上する。
なお、第一実施形態の紫外線発光装置１０では、パッケージ基板２のレンズ対向部２２１ｂ，２３１ｂの金属面での光反射が生じるのに対して、紫外線発光装置１０Ｂでは、接着剤層６と凹部付き半球レンズ１２０との間に設けた紫外線反射層７での光反射が生じる。つまり、紫外線発光装置１０Ｂでは、紫外線反射層７での光反射による光取り出し効率の向上効果が得られる。
【００３６】
［第四実施形態］
図８に示す第四実施形態の紫外線発光装置１０Ｃは、接着剤層６の代わりに金錫合金（ＡｕＳｎ）層（接合層）８を有する。また、パッケージ基板２とは異なる構造のパッケージ基板２Ａを有する。これ以外の点は第三実施形態の紫外線発光装置１０Ｂと同じである。
図８および図９に示すように、パッケージ基板２Ａの第三電極体２２Ａでは、第一部分２２１のレンズ対向部２２１ｂが、凹部付き半球レンズ１２０の平面周縁部１２１ａの全体と向かい合う部分となっている。また、第一部分２２１の周縁部２２１ｃがパッケージ基板２Ａの全ての周縁部に配置されている。
【００３７】
第四電極体２３Ａでは、パッケージ基板２での第一部分２３１に代えて、本体２１の対向面２１１にチップ接続部２３１ａが形成され、チップ接続部２３１ａと第二部分２３２が、本体２１に設けた貫通穴内の結合部２３３で結合されている。
紫外線発光装置１０Ｃは、以下の点を除き、第三実施形態の紫外線発光装置１０Ｂと同じ方法で製造できる。
平面周縁部１２１ａの全面に紫外線反射層７が蒸着され、この紫外線反射層７の上に金錫合金層８が形成された凹部付き半球レンズ１２０を、凹部１２２を半導体チップ１１０に向けて半導体チップ１１０に被せる。また、非晶質フッ素樹脂を含む接合剤層を硬化させることで樹脂層１３０を形成した後、金錫合金層８を加熱して溶かした後に冷却する。つまり、金錫合金層８を用いたリフロー法で、凹部付き半球レンズ１２０とパッケージ基板２の第三電極体２２Ａのレンズ対向部２２１ｂとを接合する。
【００３８】
第四実施形態の紫外線発光装置１０Ｃでは、第三実施形態の紫外線発光装置１０Ｂと同じ作用、効果が得られるとともに、接着剤層６の代わりに金錫合金層８を有することで、以下の作用、効果も得られる。
金錫合金層８は接着性が高く、気密性に優れるため、紫外線発光装置１０Ｃは高湿環境での耐久性が高くなる。
なお、第四電極体２３Ａのチップ接続部２３１ａにレンズ対向部２３１ｂおよび周縁部２３１ｃを結合し、第三電極体２２Ａの第一部分２２１に代えてチップ接続部２２１ａを形成してもよい。
【００３９】
また、図９の状態から、さらに、第三電極体２２Ａの第一部分２２１を、チップ接続部２２１ａと、レンズ対向部２２１ｂおよび周縁部２２１ｃとに分離してもよい。つまり、本体２１の対向面２１１に、チップ接続部（第三電極）２２１ａと、チップ接続部（第四電極）２３１ａと、レンズ対向部２２１ｂおよび周縁部２２１ｃと、を独立に形成してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１  紫外線発光素子
１０  紫外線発光装置
１１０  半導体チップ
１１０ａ  半導体チップの主面
１１０ｂ  半導体チップの側面
１１０ｃ  半導体チップの主面とは反対面
１１１  基板
１１２  半導体層
１１３  第一電極
１１４  第二電極
１２０  凹部付き半球レンズ（入射面に凹部が形成されたレンズ）
１２１  平面（入射面）
１２１ａ  平面周縁部（入射面の凹部の周縁部）
１２２  平面の凹部（レンズの入射面に形成された凹部）
１２２ａ  凹部の底面
１２２ｂ  凹部の側面
１３０  紫外線透過性の樹脂層
１３１  樹脂層の底面部
１３２  樹脂層の側面部
２  パッケージ基板
２１  本体
２２  第三電極体
２２１ａ  第三電極体のチップ接続部（第三電極）
２３  第四電極体
２３１ａ  第四電極体のチップ接続部（第四電極）
３  第一接続体
４  第二接続体
５  紫外線透過性樹脂層（接合層）
６  接着剤層
７  紫外線反射層
８  金錫合金層（接合層）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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