(57)【要約】【課題】半導体発光装置を照明のアプリケーションとして利用するためには放射角度をある程度絞れた方が光の利用効率を高くできる。しかし、半導体発光装置はもともと光が広角度に拡散してしまうという課題があった。【解決手段】蛍光体層を有する半導体発光装置１であって、蛍光体層５０の高さＨと幅Ｌの比を０．１５以下にする。このようにすることで、蛍光体層の側面から放出される光が減少し、放射光の半値幅を狭くすることができる。【選択図】図１
2008108952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の周囲に配された蛍光体層とを含み、
前記蛍光体層の発光露出部の高さをＨとし、
前記蛍光体層の発光露出部の最も短い幅をＬとしたときに、
Ｈ／Ｌが０．１５以下０以上である半導体発光装置。
【請求項２】
Ｈ／Ｌが０．１以下０以上である請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記半導体発光装置は、
引出電極が形成されたサブマウントをさらに有し、
前記半導体発光素子は前記サブマウントの前記引出電極と電気接続された請求項１および２のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記半導体発光素子はＧａＮ系若しくはＳｉＣ系の基板を含む請求項１および２のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記半導体発光素子の発光層が形成された反対側の基板の表面には、全反射防止処理が施されている請求項１および２のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記発光露出部の上部が平面である請求項１および２のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項７】
引出電極を施したサブマウント基板上に半導体発光素子を接続する工程と、
前記サブマウント基板と前記発光素子の間に充填材を充填する工程と、
前記基板の発光体層を形成した面の反対側の面を研削する工程と、
前記充填材を除去する工程と、
前記半導体発光素子の周囲に蛍光体層を形成する工程とを含む半導体発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記充填材を除去する工程の前に、前記研削工程で研削した面に全反射防止処理を施す工程を含む請求項７記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記蛍光体を形成する工程の後に、
前記サブマウント基板を切断する工程を含む請求項７記載の半導体発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズを用いた照明の光源に用いる、半導体発光素子の周囲に蛍光体層を配した半導体発光装置において、光源からの光をレンズで扱いやすくするために半導体発光装置の放射光の半値幅を狭くする半導体発光装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードやレーザーダイオードなどの半導体発光装置は、光変換効率が高くまた寿命も長いため、さまざまなアプリケーションへの応用が期待されている。例えば、特許文献１には、自動車のテールランプ、交通信号灯、移動式メッセージ表示装置などへのアプリケーションへの期待が紹介されており、また、特許文献２では、プロジェクターの光源としてのアプリケーションが言及されている。
【０００３】
このような発光装置を光源として用いるアプリケーションでは、元来広角度に拡散する半導体発光装置の光をある程度狭い角度に制限する必要がある。
【０００４】
このために、半導体発光装置の前面に放物面を有する反射壁とレンズを配置する構成（特許文献１参照）や、コリメーター光学系を配置する構成（特許文献２参照）が提案されている。
【特許文献１】特開平９−１６７５１５号公報
【特許文献２】特開２００５−２０８５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの構成は、上述のように半導体発光装置の配光の特殊性にあり、元々広角度に拡散したり、半円球状の樹脂パッケージによって広い角度に配光される点にある。広角度に拡散した放射光を集光させるには、反射壁や焦点距離の短いレンズが必要になる。焦点距離の短いレンズは収差が大きく、また色ずれも発生する。
【０００６】
従って、半導体発光装置を上述のようなアプリケーションに用いるためには、光の拡散する角度を狭くして集光させやすくし、面発光に近い配光性を有する半導体発光装置が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、半導体発光素子の周囲に蛍光体層を配した半導体発光装置において、蛍光体層が露出している発光露出部の高さと幅の比を一定割合以下にする。また、そのような半導体発光装置の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の半導体発光装置は、蛍光体層の発光露出部の高さと幅の比を一定割合以下にすることによって、側面が天面に比べ十分狭くなるので、半導体発光装置の側面からの光が減少し、放射光の半値幅を狭くすることができる。また、天面からの面発光に近い配光性を得る事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施の形態１）
図１に本発明の半導体発光装置１を示す。半導体発光装置１は、サブマウント２１上に形成された引出電極２２、２３とバンプ２４、２５を含む支持部２０と、基板１１とｎ型層１２と活性層１３とｐ型層１４と電極１５、１６とを含む半導体発光素子１０と、半導体発光素子１０の周囲に配置された蛍光体層５０を有する。
【００１０】
サブマウント２１は、半導体発光素子１０を支持し、ハウジングやリードフレームなどへの取り付けを容易にする。サブマウント２１は、シリコンツェナーダイオード、シリコンダイオード、シリコン、窒化アルミニウム、アルミナ、その他のセラミック等を用いることができる。また、サブマウント２１には、スルーホール２８およびスルーホール２８を通じてプリント基板に接合する端子電極２９を設けてもよい。スルーホールはサブマウントに穿たれた貫通孔で、内部に銅、アルミニウム、金等の導電材料を含む。端子電極２９は、スルーホールと電気的に接合しており、銅、銀、金などの導電材料で作製される。
【００１１】
引出電極は、外部からの電流を半導体発光素子１０に与えるための端子である。従って、ｎ側引出電極２２とｐ側引出電極２３からなる。引出電極は、銅、アルミニウム、金、銀といった導電性の材料を用いる。引出電極は、半導体発光素子１０と比較しても大きな面積で作製することができるため、外部からの電流供給線（図示せず）と半田付けなどで接合することができ、大電流の印加による繰り返しヒートショックにも耐えられる。なお、サブマウントがスルーホールを有する場合は、引出電極に外部からの電流供給線を半田付けする必要はない。スルーホールを通じて、外部の電極もしくはリードフレームといった、電流供給線に接続できるからである。ただし、スルーホールと引き出し電極は電気的に導通状態になっている必要がある。
【００１２】
バンプは半導体発光素子１０をサブマウント２１上に固定し、また引出電極２２、２３との間を電気的に結合させる役割を有する。引出電極２２、２３に対応してｎ極バンプ２４とｐ極バンプ２５がある。また、バンプは半導体発光素子１０に設けられた電極に応じて設けられるので、それぞれ複数個あってもよい。
【００１３】
バンプと半導体発光素子の電極との接触面積は、半導体発光素子からサブマウントへの放熱を促進するために、ｎ側電極１５およびｐ側電極１６が形成されている半導体発光素子１０の一面の２０％以上であることが望ましく、好ましくは５０％以上である。
【００１４】
材料としては、金、金−錫、半田、インジウム合金、導電性ポリマーなどを用いることができるが、特に金や金を主成分とする材料が好ましい。これらの材料を用いて、メッキ法、真空蒸着法、スクリーン印刷法、液滴射出法、ワイヤーバンプ法等を用いて形成することができる。
【００１５】
例えば、ワイヤーバンプ法で金ワイヤーを作製し、その一端をボンダーにてサブマウント上の引出電極に接着した後、ワイヤーを切断することで金バンプを形成する。また、金などの微粒ナノ粒子を揮発性溶剤に分散した液をインクジェット印刷と同様な手法で印刷し、溶剤を揮発除去してナノ粒子の集合体としてのバンプを形成する液滴射出法を用いることもできる。
【００１６】
サブマウントに引出電極とバンプを形成した状態のものを支持部２０と呼ぶ。支持部２０には上記説明で明らかなようにスルーホールがあってもよい。
【００１７】
基板１１は、発光する部分を保持する役目を負う。材質としては、絶縁性のサファイアを用いることができる。しかし、発光効率や発光する部分が窒化ガリウム（ＧａＮ）を母材とすることから、発光層、より具体的にはｎ型層１２と基板１１との界面での光の反射を少なくするために発光層と同等の屈折率を有するＧａＮやＳｉＣ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮを用いるのが好適である。
【００１８】
発光層となるｎ型層１２と活性層１３とｐ型層１４は基板１１上に順次積層される。材質は特に制限はないが、窒化ガリウム系化合物であれば好ましい。具体的には、それぞれ、ＧａＮのｎ型層１２、ＩｎＧａＮの活性層１３、ＧａＮのｐ型層１４である。なお、ｎ型層１２やｐ型層１４としては、ＡｌＧａＮやＩｎＧａＮを用いてもよいし、ｎ型層１２と、基板１１との間に、ＧａＮやＩｎＧａＮで構成したバッファ層を用いることも可能である。また、例えば、活性層１３は、ＩｎＧａＮとＧａＮが交互に積層した多層構造（量子井戸構造）としてもよい。
【００１９】
このように基板１１上に積層したｎ型層１２と活性層１３とｐ型層１４の一部から、活性層１３とｐ型層１４を除去し、ｎ型層１２を露出させる。この露出させたｎ型層１２上に形成されたのが、ｎ側電極１５である。また、ｐ型層１４上に同じくｐ側電極１６が形成される。つまり、活性層１３とｐ型層１４を除去し、ｎ型層１２を露出させることで、発光層とｐ側電極およびｎ側電極は基板に対して同じ側の面に形成することができる。
【００２０】
ｐ側電極１６は発光層で発した光を基板１１の側に反射するために反射率の高いＡｇやＡｌ、Ｒｈ等の第１の電極を用いる。ｐ型層１４とｐ側電極１６のオーミック接触抵抗を小さくするためにｐ型層１４と第１の電極の間にＰｔやＮｉ、Ｃｏ、ＩＴＯ等の第２の電極を用いることが望ましい。また、ｎ側電極１５はＡｌやＴｉ等を用いることができる。ｐ側電極１６およびｎ側電極１５の表面にはバンプとの接着強度を高めるためにＡｕやＡｌを用いることが望ましい。これらの電極は真空蒸着法、スパッタリング法などによって、形成することができる。
【００２１】
半導体発光素子１０のサイズは、特に限定はないが、光量が大きく面発光に近い光源とするには、全面積が広い方がよく、好ましくは一辺が５００μｍ以上であることが望ましい。
【００２２】
蛍光体層５０は、無機若しくは有機の蛍光体粒子を樹脂もしくはガラスといった透明媒体中に分散したものである。
【００２３】
例えば、半導体発光素子１０が青色を発光し、半導体発光装置１自体の発光色を白色にする場合は、半導体発光素子１０からの青色の光を受けて、黄色に波長を変換し放出する蛍光体である。このような蛍光体材料としては、希土類ドープ窒化物系、または、希土類ドープ酸化物系の蛍光体が好ましい。より具体的には、希土類ドープアルカリ土類金属硫化物希土類ドープガーネットの(Ｙ・Ｓｍ)3(Ａｌ・Ｇａ)5Ｏ12：Ｃｅや（Ｙ0.39Ｇｄ0.57Ｃｅ0.03Ｓｍ0.01）3Ａｌ5Ｏ12、希土類ドープアルカリ土類金属オルソ珪酸塩、希土類ドープチオガレート、希土類ドープアルミン酸塩等を好適に用いることができる。また、珪酸塩蛍光体（Ｓｒ1-a1-b2-xＢａa1Ｃａb2Ｅｕx）２ＳｉＯ4やアルファサイアロン（α−ｓｉａｌｏｎ:Ｅｕ）Ｍｘ(Ｓｉ，Ａｌ)12(Ｏ，Ｎ)16を黄色発光の蛍光体として用いても良い。
【００２４】
なお、Ｙはイットリウム、Ｓｍはサマリウム、Ｃｅはセリウム、Ｓｒはストロンチウム、Ｂａはバリウム、Ｃａはカルシウム、Ｅｕはユウロピウム、ＭｘのＭはＬｉ（リチウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃａ（カルシウム）等の金属イオンで、ｘは固溶量を表す。
【００２５】
媒体としては、シリコン樹脂、エポキシ樹脂及びフッ素樹脂を主成分とする樹脂を用いることができる。特に非シリコン樹脂としては、シロキサン系の樹脂やポリオレフィン、シリコン・エポキシハイブリッド樹脂などが好適である。
【００２６】
なお、樹脂の代わりにゾルゲル法で作製されるガラス材料を用いることもできる。具体的には、一般式Ｓｉ（Ｘ）n（Ｒ）4-n (ｎ＝１〜３)で表される化合物である。ここで、Ｒはアルキル基であり、Ｘはハロゲン（Ｃｌ、Ｆ、Ｂｒ、Ｉ）、ヒドロキシ基（−ＯＨ）、アルコキシ基（−ＯＲ）から選ばれる。このガラス材の中にも蛍光体や一般式がＭ（ＯＲ）ｎで表されるアルコキシドを添加することもできる。アルコキシドを添加することによって凹凸構造の屈折率を変えることができる。
【００２７】
また、これらのガラス材料は硬化反応温度が摂氏２００度程度のものもあり、バンプや電極各部に用いる材料の耐熱性を考慮しても好適な材料と言える。
【００２８】
蛍光体層５０は、半導体発光素子１０の周囲に配される。蛍光体層５０の配置に特に限定はなく、図１のごとく半導体発光素子を取り囲むように立方体形に配しても良いし、半導体発光素子に滴下したままの形状であってもよい。また、半導体発光素子の周囲に反射壁などを施し、そこに流し込んでも良い。いずれにしても、蛍光体層が空間と接している部分を発光露出部と呼ぶ。発光露出部の高さをＨ、幅をＬとする。幅は、最も短い部分の幅であってよい。
【００２９】
図１の場合は、サブマウント上部に蛍光体層を形成しており、サブマウントと接している以外の蛍光体層の面は全部空間と接しているので、蛍光体層全体が発光露出部となる。また、サブマウントからの高さがＨ、幅がＬとなる。
【００３０】
側面５２から放出される光は半導体発光装置１としては、配光方向を分散する成分となる。この側面から放出される光は、反射によって上面５１の方向に反射させるにしても、レンズによって集光するにしても、扱いにくく有効な光成分となりにくい。従って、半導体発光装置１として、できるだけ側面５２から放出される光は少なくなるようにする。そこで、発光露出部の高さＨと幅Ｌの比率を変えることで側面５２から放出される光を少なくする。
【００３１】
図２は、ＨとＬの比率によって、半導体発光装置１からの放射光の配光性の変化を示す。横軸はＨ／Ｌを表し、縦軸は放射光の半値角を表す。丸印７２は、半導体発光素子１０の天面１８が平坦に形成されている場合であり、四角印７４は天面１８に全反射防止処理が施されている場合である。天面１８に全反射防止処理を施すことによって、半導体発光素子１０から蛍光体層５０に取り出される光のうち、天面１８を通して取り出される光の割合が増加し、結果として蛍光体層５０の上面５１からの放射光が増加することによって、放射角度をより狭く保つことができる。この具体例は実施の形態２で説明する。
【００３２】
図３には、図２の測定方法と測定値を例示する。図３（ａ）には測定方法を示す。半導体発光装置１を中心にして、その円周上を光強度測定器６０が、半導体発光装置１とのなす角度θ６１を変えながら光強度を測定する。光強度は光量であってもよい。図３（ｂ）に測定結果の例を示す。横軸は角度θ６１であり、縦軸は光強度（任意軸）を示す。最も強度の強い値を１．０として、光強度が０．５の部分の幅６２を放射光の半値幅とする。また、放射光の半値幅を「半値角」と呼ぶ。
【００３３】
図２に戻って、Ｈ／Ｌが大きくなるに従って、半値角も大きくなる。つまり、半値角は、蛍光体層の発光露出部の高さと幅の比、より本質的には発光露出部の上面と側面の面積比に依存すると考えられる。
【００３４】
半導体発光装置１の放射光をレンズなどで収束させる場合は、半値角は狭くなる方がよい。その半値角は面発光で得られる半値角である１２０度に近いほど好ましい。従って、Ｈ／Ｌは０．１５以下であるのが好ましく、より好ましくは０．１以下であるのがよい。Ｈ／Ｌは理想的にはＨがゼロの場合で、面発光となり半導体発光装置単体としてはＨ／Ｌがマイナスは無意味となるため、Ｈ／Ｌはゼロ以上である。
【００３５】
図４に本発明の半導体発光装置１の製造方法を示す。上記で説明したように、サブマウント上に引出電極、バンプを形成した支持部２０を用意する。サブマウントは、所定の材料の表面を研磨し、半導体発光装置より大きい面積を有するものを使う。生産性を高めるためである。
【００３６】
さらに、基板上にｎ型層、活性層、ｐ型層とｎ側電極、ｐ側電極を形成した半導体発光素子１０を乗せ、超音波振動によって溶着する。溶着は支持部２０若しくは半導体発光素子１０側を固定しておき、他方を超音波溶着装置のチャックで固定し、超音波振動を与えることによって行なう。この時、支持部２０若しくは半導体発光素子１０側から加熱することにより、加熱しない場合に比べて低い超音波出力でバンプとｎ側電極１５およびｐ側電極１６の溶着を行なうことができるので、半導体発光素子１０へのダメージを低減することができる。加熱温度は１００〜４００℃が好ましい。
【００３７】
図４（Ａ）は、バンプとｎ側電極およびｐ側電極が溶着された状態を示している。この時、基板は厚さが０．２ｍｍから１ｍｍ程度の厚さである。なお、基板厚さが２００μｍ程度までは超音波溶着による振動にも耐えうるが、１５０μｍ程度になるとＧａＮやＳｉＣといった脆性の大きな基板には割れが生じることがある。
【００３８】
次にこれを充填材３で埋める。この状態を図４（Ｂ）に示す。充填材としては、フォトレジスト、エポキシ、シリコン、各種ワックスを用いることができる。この充填材は、基板を研削する際に、ｎ側電極やｐ側電極とバンプとの間、若しくはバンプと引出電極の間の接着を補強するためのものである。基板の研削後は除去する場合もあるので、除去可能なリムーバー（除去液）若しくは除去方法が用意できるものが好適である。
【００３９】
このように充填材で補強した状態にして、上方から研削していく。図４（Ｃ）は、研削を行なった状態を示す。研削は、各種の研磨機を用いることができる。具体的には、研削盤、ラップ盤といった装置を利用することができる。研削後の基板の厚みは、１５０μｍ以下が望ましい。１５０μｍより厚い基板でよければ、研削をしなくても、バンプ形成ができるからである。特に脆性の高いＧａＮ系やＳｉＣ系の基板の場合はこのように充填材を施した上で研削を行なう事で、加工時の割れなどのダメージを防ぐ事ができる。
【００４０】
例えば基板は、正方形もしく長方形で少なくとも短い方の１辺が５００μｍ以上にし、研削後の素子の高さＨｄｖを１００μｍ以下にする。
【００４１】
なお、基板厚みが１ｍｍから数μｍまで研削するため、研削は複数の工程に分けて行なうのが好ましい。すなわち、目標厚みまでの研削量が多いうちは、研削レートの高い研削方法を行ない、目標厚みに近づいたら、研削レートの低い研削方法で削る。例えば、研削盤やラップ盤では、砥石の粒度を変える事で研削レートを変えることができる。
【００４２】
図５（Ｄ）には、その後の充填材を除去した状態を示す。図５（Ｅ）は、充填材を除去したのち、蛍光体層５０を半導体発光素子の周囲に配した状態を示す。これは蛍光体層を印刷法で塗布して形成する。幅が５００μｍ以上の基板を研削し、半導体発光素子の厚みＨｄｖを１００μｍ以下にまで薄くしたので、蛍光体層の高さＨと幅Ｌの比率を０．１５以下にすることができる。例えば、半導体発光素子の周囲に２０μｍの厚みで蛍光体層を形成したとすると、半導体発光素子１０の幅が１０００μｍで、厚みＨｄｖを８０μｍにした場合に、Ｌが１０４０μｍでＨが１００μｍとなり、Ｈ／Ｌは０．０９６となる。このとき、図２に示すように、半導体発光装置の半値角を約１２０度にすることができる。
【００４３】
なお、蛍光体層は適正な厚さよりやや厚めに形成した後、上面を研削盤等で平面状に研削して蛍光体層の厚みを調整することで白色の色度を所望の値に合わせることができる。また、このように蛍光体層の上面を平面に形成した場合、蛍光体層の上面からの白色放射光を増加させるために、蛍光体層の上面に蛍光体層を構成する透明媒体と同様な樹脂もしくはガラスからなる凹凸構造を形成することが効果的である。この凹凸構造は、ナノインプリント技術やインクジェット印刷法で形成することができる。
【００４４】
図５（Ｆ）は、蛍光体層を塗布した後、それぞれの半導体発光装置を切り出した工程を示す。すでに基板の厚みが薄くて表面に凹凸構造を持ち、バンプによって電流が供給される半導体発光装置がサブマウント上に出来上がっているので、これを１つ１つに切断する。これは、マイクロスライサなどを用いることによって、切り取るのが好適であるが、この方法に限定するものではない。また、予め複数の半導体発光装置を１つのサブマウント上に並べて作製する場合などは、複数個まとめて切り出してもよい。
【００４５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、半導体発光素子１０の天面に全反射防止処理を行なう。全反射防止処理を行なった場合は、Ｈ／Ｌに対して半値角を狭くできるという効果を図２で示した。図６には本実施の形態の半導体発光装置２を示す。本実施の形態の半導体発光素子１０の天面１８に全反射防止処理４２を有する。
【００４６】
半導体発光装置２の構成要素の材料や製造方法は実施の形態とほぼ同じである。すなわち、サブマウント上に半導体発光素子を接合し、充填材で充填した後、基板を研削する。図４（Ａ）から（Ｃ）で示した工程と同じである。図７（Ｃ）は図４（Ｃ）を再掲した。
【００４７】
次に基板表面に全反射防止処理として凹凸構造を形成する。図７（Ｃ１）に凹凸構造を形成した状態を示す。凹凸構造のパターンには特に限定はない。ナノインプリント技術を用いた微細加工を用いれば、光の波長と同程度若しくは、使う光の波長によっては、それ以下のスケールの微細パターンを形成することもできる。また形状も溝形状、錘状、半円球状など、さまざまなパターンの形成が可能である。なお、ナノインプリントを行なう面は平坦であることが必要であるが、半導体発光素子１０と充填材３からなる研削面は非常に平坦に形成されるので、精度良く微細パターンを形成することができる。
【００４８】
エッチングによる表面の凹凸形状の形成は、工程が簡単であり、また光取り出し効果も向上する。しかし、凹凸形状の正確な制御が困難であり、また全く同じ凹凸形状を多くの基板表面上に形成できないという特性がある。
【００４９】
また、研削する工程の最後に用いる砥石の粒度を調節して、研削が終わった状態で、ある範囲の表面粗さに仕上げ、基板表面の凹凸構造とすることもできる。
【００５０】
また、インクジェット印刷法により基板表面に凹凸構造を作製することもできる。この方法は基板をエッチングする工程を含まないので簡便に行なうことができる。作製する凹凸構造自体の屈折率を調整することで、光取り出し効果を得る事ができる。
【００５１】
充填材で固めて基板を所定の厚みに研削した後（図７（Ｃ）の状態）、表面にレジストを塗布する。レジストは、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）などのポリマーレジストや、シリコン系有機溶剤などを用いることができる。これらを基板表面に塗布したのち、プリベークをしてレジストを硬化させ、それから予めパターンを形成したモールドを押し付けて、モールド表面に形成された微細凹凸パターンをレジストに転写させる。
【００５２】
凹凸構造のパターンは、ドットパターンや溝パターンなどが考えられるが、特に限定しない。また、基板上面について全て同一のパターンでなくてもよい。パターンの大きさは使う光の波長にもよるが、１μｍ以下のサブミクロンの大きさのパターンが好ましい。例えば、幅がサブミクロンの長さの溝パターンなどである。
【００５３】
モールドの転写には大きな力がかかるので、充填材を強いものとするか、若しくはそれほど大きな力でなくてもパターンが転写できるレジストを選択する。
【００５４】
次にこれをエッチングする。エッチングはウェットエッチングでもドライエッチングでも利用する事ができる。ドライエッチングでは、イオンミリング法や塩素ガス法などがある。ウェットエッチングでは、酸を主体としたエッチャントを用いてエッチングを行なうことができる。
【００５５】
図７（Ｃ１）には、エッチングを行なった状態を示している。図７（Ｅ１）には、その後充填材を除去し、蛍光体層を塗布した状態を示す。蛍光体層の塗布は実施の形態１と同様に印刷法で形成する。このように形成した半導体発光装置を個別に切り分けた状態が図６に示した半導体発光素子である。なお、図６にはサブマウントにスルーホールと接続端子が施された状態で示した。
【００５６】
なお、全反射防止処理の凹凸構造は、ウェットエッチングでも形成することもできる。ウェットエッチでの形成を簡単に説明する。図７（Ｃ）の基板の表面が露出した状態から
これをそのまま水酸化カリウム（ＫＯＨ）の水溶液中に浸す。水酸化カリウムの濃度、温度、浸食時間などの条件を適宜決めてやると、大きさが、サブミクロンから数μの大きさの凹凸構造を基板表面に形成させることができる。
【００５７】
また、凹凸構造は、インクジェット印刷法によって凹凸構造を形成してもよい。すなわち、インクジェット印刷法によって樹脂を所定のパターンで印刷する。パターンとしては、ドットパターン、溝パターン、ドットと溝の混合パターンなどが考えられるが、特に限定するものではない。インクジェット印刷法では、サブミクロン大のインクを噴射させながら基板表面に印刷を行なうので、溝パターンもドットの連続体として形成される。
【００５８】
本実施の形態では、蛍光体層の発光露出部の高さＨと幅Ｌの比を０．１５以下にしたので、半値角を狭く絞る事ができ、また半導体発光素子の天面に全反射防止処理を施したので、光取出し効率も向上する。例えば、半導体発光素子の周囲に２０μｍの厚みで蛍光体層を形成したとすると、半導体発光素子１０の幅が１０００μｍで、厚みＨｄｖを１３０μｍにした場合に、Ｌが１０４０μｍでＨが１５０μｍとなり、Ｈ／Ｌは０．１４４となる。このとき、図２に示すように、半導体発光装置の半値角を約１２０度にすることができ、発光出力も天面に全反射防止処理を施さない場合に比較して約１．３倍に向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、半導体発光装置特に高輝度出力を目的とした半導体発光装置に利用する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の半導体発光装置の構成を表す図
【図２】本発明の半導体発光装置の半値角とＨ／Ｌの関係を示す図
【図３】放射角度の測定方法を示す図
【図４】本発明の半導体発光装置の製造方法を説明する図
【図５】本発明の半導体発光装置の製造方法を説明する図
【図６】本発明の第２の実施の形態の半導体発光装置の構造を示す図
【図７】第２の実施の形態の半導体発光装置の製造方法を説明する図
【符号の説明】
【００６１】
１、２  半導体発光装置
３  充填材
１０  半導体発光素子
１１  基板
１２  ｎ型層
１３  活性層
１４  ｐ型層
１５  ｎ側電極
１６  ｐ側電極
１８  表面凹凸構造
２０  支持部
２１  サブマウント
２２  ｎ側引出電極
２３  ｐ側引出電極
２４  ｎ極バンプ
２５  ｐ極バンプ
【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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