(57)【要約】      （修正有）【課題】高い光取り出し効率と高い放熱性を両立させた半導体発光装置を提供する。【解決手段】半導体発光装置１００は、第１層１０７と、第１半導体層１１１と、第２半導体層１１３と、発光層１１２と、第２層１１５と、を含む。第１層１０７は、蛍光体１０７ａと樹脂１０７ｂとを含む。第１半導体層１１１は、第１導電形であり、第１方向において第１層１０７と離間する。第２半導体層１１３は、第１層１０７と第１半導体層１１１との間に設けられている。第２層１１５は、第１層１０７と第２半導体層１１３との間に設けられている。第２層１１５は、第１層１０７の屈折率よりも低く第２半導体層１１３の屈折率よりも低い屈折率を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体及び樹脂とを含む第１層と、
第１方向において前記第１層と離間する第１導電形の第１半導体層と、
前記第１層と前記第１半導体層との間に設けられた第２導電形の第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、
前記第１層と前記第２半導体層との間に設けられ前記第１層の屈折率よりも低く前記第２半導体層の屈折率よりも低い屈折率を有する第２層と、
を備えた、半導体発光装置。
【請求項２】
前記第２半導体層上面の一部の領域上に設けられた電極をさらに備えた、請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記第１方向において、前記第２層の一部と前記電極の少なくとも一部とは重ならない請求項２記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記第１方向において、前記第２層の一部と、前記電極の少なくとも一部が重なる請求項２記載の半導体発光装置。
【請求項５】
蛍光体及び樹脂とを含む第１層と、
第１方向において、前記第１層と離間した第１電極と、
前記第１層と前記第１電極の一部との間に設けられた絶縁層と、
前記第１層と前記絶縁層との間に設けられた第２電極と、
前記第１層と前記第１電極の他部との間に設けられた接触部と、
前記第１層と前記第２電極との間に設けられた第１導電形の第１半導体層と、
前記第１層と前記第１半導体層との間に設けられた発光層と、
前記第１層と前記発光層及び前記第１層と前記接触部との間に設けられた第２導電形の第２半導体層と、
前記第１層と前記第２半導体層との間に設けられ前記第１層の屈折率よりも低く前記第２半導体層の屈折率よりも低い屈折率を有する第２層と、
を備えた、半導体発光装置。
【請求項６】
前記第２電極の光反射率は、前記絶縁層の光反射率よりも高い、請求項５記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記第１電極の前記他部は、前記第１方向と交差する第２方向において、前記発光層と少なくとも一部分が重なる、請求項５または６に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記第２半導体層の前記第１層側の面は、複数の頂部を含む凹凸状であり、前記複数の頂部どうしの間の、前記第１方向に対して直交する第２方向に沿った距離は、前記発光層から放射される発光光のピーク波長の前記第２半導体層における波長よりも長い、請求項１〜７のいずれか記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記第２半導体層は、窒化ガリウムを含み、
前記第２層は、ジメチルシリコーンを含み、
前記第１層はフェニルシリコーンを含む、請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【請求項１０】
前記第２層は、無機材料を含む請求項１〜９のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（light Emitting Diode:発光ダイオード）素子と蛍光体との組み合わせにより白色光などの可視光やその他の波長帯の光を放射する半導体発光装置がある。このような半導体発光装置においては、高い光取り出し効率を維持しつつ放熱性を高めることが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４０６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態の目的は、高い光取り出し効率と高い放熱性を両立させた半導体発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る半導体発光装置は、第１層と、第１半導体層と、第２半導体層と、発光層と、第２層と、を含む。前記第１層は、蛍光体と樹脂とを含む。前記第１半導体層は、第１導電形であり、第１方向において前記第１層と離間する。前記第２半導体層は、前記第１層と前記第１半導体層との間に設けられている。前記第２層は、前記第１層と前記第２半導体層との間に設けられている。前記第２層は、前記第１層の屈折率よりも低く前記第２半導体層の屈折率よりも低い屈折率を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係る半導体発光装置を例示する平面図である。
【図２】（ａ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の図１に示すАーА’線による断面図であり、（ｂ）は、一部の拡大図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図５】第１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工程断面図である。
【図６】第１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工程断面図である。
【図７】第１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工程断面図である。
【図８】第１の実施形態に係る半導体発光装置の動作を例示する模式図である。
【図９】第１の実施形態の変形例に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図１０】第２の実施形態に係る半導体発光装置の図１に示すАーА’線による断面に相当する断面図である。
【図１１】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工程断面図である。
【図１２】第３の実施形態に係る半導体発光装置の図１に示すАーА’線による断面に相当する断面図である。
【図１３】第３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工程断面図である。
【図１４】第３の実施形態に係る半導体発光装置の動作を例示する模式図である。
【図１５】第４の実施形態に係る半導体発光装置の断面図である。
【図１６】第４の実施形態に係る半導体発光装置における半導体発光素子の断面図である。
【図１７】第４の実施形態に係る半導体発光装置における半導体発光素子を例示する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る半導体発光装置を例示する平面図である。
図２（ａ）は、本実施形態に係る半導体発光装置の図１に示すＡ−Ａ’線による断面図である。図２（ｂ）は、一部の拡大図である。
【０００８】
図１に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置１００においては、電極１０１及び１０２が相互に離隔して設けられている。電極１０１上に発光素子１５０が設けられている。
【０００９】
電極１０１から発光素子１５０に向かう方向をＺ方向とする。Ｚ方向と直交する一方向をＸ方向とする。Ｚ方向及びＸ方向と直交する方向をＹ方向とする。
【００１０】
上方（Ｚ方向）から見て、発光素子１５０の形状は、例えば一辺が１．４ｍｍの正方形である。発光素子１５０上の一部には、電極１０３が形成されている。電極１０３の形状は、例えば略四角形の板状である。また、電極１０３は、例えば、金などの熱伝導性が高く、抵抗率の低い材料で形成されている。電極１０３は、発光素子１５０上に複数形成されていても良い。また、電極１０２と電極１０３は、配線１０４によって接続されている。
【００１１】
半導体発光装置１００は、電極１０１、１０２、発光素子１５０、電極１０３、配線１０４の側方を囲む筐体１０５を有する。筐体１０５は、略円錐台形の外形を有する。筐体１０５の上面には、すり鉢状の凹部１０５ａが形成されている。凹部１０５ａは、底面の形が略円形であり、上方に向けて拡開した開口を有する。筐体１０５は、絶縁材料を含む。筐体１０５の凹部１０５ａの底面上に、電極１０１及び１０２が配置されている。
【００１２】
図２（ａ）に示すように、筐体１０５の凹部１０５ａ内には、蛍光体１０７ａと樹脂１０７ｂとを含む第１層１０７が設けられている。
【００１３】
電極１０１と発光素子１５０との間には、導電性ペースト１０９が設けられている。つまり、発光素子１５０は、導電性ペースト１０９を介して電極１０１に接続されている。発光素子１５０は、導電性ペースト１０９上に配置された導電性支持基板１１０、導電性支持基板１１０上に設けられた半導体層１１１と、半導体層１１１上に設けられ、上面に微細な凹凸１１４ａを有する半導体層１１３と、半導体層１１１と半導体層１１３との間に設けられた発光層１１２と、半導体層１１３上の一部の領域に設けられた電極１０３及び半導体層１１３上に配置された第２層１１５を含む。
【００１４】
すなわち、半導体層１１１と第１層１０７とは、Ｚ方向において離間されている。第１層１０７と半導体層１１１との間には、半導体層１１３が設けられている。半導体層１１１と半導体層１１３との間には、発光層１１２が設けられている。第１層１０７と半導体層１１３との間には、第２層１１５が設けられている。第２層１１５は、半導体層１１３の一部と第１層１０７との間に設けられている。電極１０３は、半導体層１１３の他部と接する。
【００１５】
半導体層１１１は、導電形がｐ形の半導体層である。半導体層１１３は、導電形がｎ形の半導体層である。
【００１６】
半導体層１１３は、例えば、窒化物半導体を含む。半導体層１１３は、例えば窒化ガリウムなどの半導体材料を含む。半導体層１１３の第１層１０７側の面は、微細な凹凸１１４ａを有する。凹凸１１４ａは、例えば、半導体層１１３となる半導体膜の表面をウエットエッチングすることにより形成される。凹凸１１４ａは、半導体層１１３となる半導体膜の表面をレジストを用いてドライエッチングすることにより形成されても良い。半導体膜１１３の上面における一部の領域上には、電極１０３が設けられている。
【００１７】
第２層１１５の屈折率は、第１層１０７の屈折率及び半導体層１１３の屈折率よりも低く、例えば、約１．４である。例えば、第２層１１５はジメチルシリコーン樹脂を含む。第１層１０７はフェニルシリコーン樹脂を含む。第２層１１５の厚さは、例えば、数μｍ以上、数十μｍ以下である。第２層１１５の厚さは、微細な凹凸１１４ａの凸部を覆うのに必要十分な厚さとすることができる。第２層１１５の上面は、例えば、平坦である。
【００１８】
図２（ｂ）に示すように、微細な凹凸１１４ａは、複数の頂部ＴＰ含む。複数の頂部ＴＰどうしの、Ｚ方向に対して交差する方向（例えばＸ方向）に沿った距離ＰＳは、発光層１１２から放射される発光光のピーク波長の半導体層１１３における波長よりも長い。
【００１９】
発光層１１２から放射される発光光の強度は、ピーク波長において、最も高くなる。ピーク波長は、発光光のスペクトル分布のピークに対応する波長である。空気中（実質的に真空中）のピーク波長をλ０とし、半導体層１１３の屈折率をｎとすると、半導体層１１３中におけるピーク波長λは、λ０/ｎとなる。例えば、窒化ガリウムの半導体層１１３の屈折率ｎは、約２．５である。
【００２０】
次に、本実施形態に係る半導体発光装置１００の製造方法について説明する。
図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）、（ｂ）及び図５、図６及び図７は、本実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、基板１９０上に、導電形がｎ形の半導体層１１３、発光層１１２及び導電形がｐ形の半導体層１１１をこの順で形成する。半導体層１１３、発光層１１２及び半導体層１１１は、例えばエピタキシャル成長などの成膜手法によって形成する。
【００２２】
次に、図３（ｂ）に示すように、半導体層１１３上に導電性支持基板１１０を形成する。
その後、図３（ｃ）基板１９０、半導体層１１３、発光層１１２、半導体層１１１及び導電性支持基板１１０を適宜上下反転させ、基板１９０を除去する。
【００２３】
次に、図４（ａ）に示すように、半導体層１１３の上面に微細な凹凸１１４ａを形成することで半導体層１１３を形成する。微細な凹凸１１４ａの凹凸の周期は、発光層１１２から放射される発光光のピーク波長の半導体層１１３における波長よりも長いものとすることができる。凹凸１１４ａの形成方法は、ウエットエッチングでも良いし、ドライエッチングでも良い。
【００２４】
半導体層１１３が窒化ガリウムによって形成されている場合は、水酸化カリウム溶液などのアルカリ溶液を用いることで、窒化ガリウム結晶の面方位、主に｛１０−１−１｝に沿って異方性エッチングされる。これにより、半導体層１１３の上面に微細な凹凸１１４ａが形成される。
【００２５】
次に、図４（ｂ）に示すように、半導体層１１３上における一部の領域に電極１０３を形成する。電極１０３は、例えば、金などの熱伝導性が高く、抵抗率の低い材料を用いて形成する。導電性支持基板１１０、半導体層１１１、発光層１１２、半導体層１１３、及び電極１０３を含む部分を所定のサイズに個片化する。個片化するサイズは、例えば、上方からみて、１辺が約１．４ｍｍの正方形になるように個片化する。これにより、導電性支持基板１１０、半導体層１１１、発光層１１２、半導体層１１３、及び電極１０３によって発光素子１５０ａが形成される。
【００２６】
次に、図５に示すように、上面の中央部にすり鉢状の凹部１０５ａが形成された略円錐台形の外形を有する筐体１０５を準備する。電極１０１及び電極１０２を筐体１０５の底面上にお互いに離隔させて形成する。
【００２７】
次に、図６に示すように、電極１０１上に導電性ペースト１０９を形成し、導電性ペースト１０９によって発光素子１５０ａを電極１０１上に接着する。これにより、発光素子１５０ａが電極１０１に対して接合されると共に、発光素子１５０ａの導電性支持基板１１０が導電性ペースト１０９を介して電極１０１に電気的に接続される。そして、電極１０３と電極１０２を配線１０４によって接続する。
【００２８】
次に、図７に示すように、半導体層１１３上に第２層１１５を形成する。第２層１１５は、ディスペンサなどの液体塗布装置によって半導体層１１３上に液体樹脂を塗布し、硬化させることで形成する。この場合、半導体層１１３上に塗布された液体樹脂は、毛細管現象によって、半導体層１１３上に形成された微細な凹凸１１４ａの間に広がり、半導体層１１３上に一様に広がる。第２層１１５の厚さは、微細な凹凸１１４ａの凸部を覆うのに必要十分な厚さとすることができる。また、第２層１１５の上面は、平坦とすることができる。第２層１１５の厚さは、例えば、数μｍ以上、数十μｍ以下である。また、ディスペンサによって半導体層１１３上に塗布された液体樹脂は、表面張力によって半導体層１１３上に留まる。このため、第２層１１５は、半導体層１１３上に選択的に形成される。第２層１１５は、例えばジメチルシリコーンなどの屈折率の低い樹脂を含む樹脂で形成する。これによって、発光素子１５０ａと第２層１１５は、発光素子１５０を形成する。
【００２９】
次に、図２（ａ）に示すように、筐体１０５の内部を蛍光体１０７ａを含む第１層１０７で埋め込む。第１層１０７は、例えばフェニルシリコーンなどの屈折率がジメチルシリコーンよりも高い樹脂を含む樹脂で形成する。これにより、電極１０１、１０２、配線１０４、導電性ペースト１０９及び発光素子１５０は、第１層１０７で覆われる。
以上，図３〜図７に示すような工程により、半導体発光装置１００は製造される。
【００３０】
次に、本実施形態に係る半導体発光装置の動作について説明する。
図８は、本実施形態に係る半導体発光装置の動作を例示する模式図である。
図８は、図２（ａ）に示す領域Ｂの拡大図である。
【００３１】
図８に示すように、発光層１１２から放射された光は、半導体層１１３及び第２層１１５を介して蛍光体１０７ａを含む第１層１０７へ放射される。蛍光体１０７ａは、放射された光を受けて、受けた光の波長よりも波長が長い波長変換光と、波長変換のロスなどにより生ずる熱を発する。蛍光体１０７ａが発した熱は、第１層１０７に伝わる。第１層１０７の熱の一部は、矢印Ｄの方向に伝わる。すなわち、熱は、第２層１１５及び電極１０３を介して電極１０１まで伝わり放熱される。また、蛍光体１０７ａが放射した波長変換光の一部は、第２層１１５に入射する戻り光Ｃとなる。第２層１１５の屈折率は、第１層１０７の屈折率よりも低いため、屈折率差により第２層１１５に入射した戻り光Ｃは、反射される。
【００３２】
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態に係る半導体発光装置１００においては、半導体層１１３上に第２層１１５が設けられている。これにより、蛍光体１０７ａからの戻り光を反射することで、光取り出し効率を向上させることができる。また、第２層１１５の厚さは、第１層１０７から半導体層１１３への熱伝導を大きく妨げるほどの厚さではない。加えて、第２層１１５は、電極１０３上を覆っていないため、第１層１０７からの熱が直接的に電極１０３を介して発光素子１５０に伝わる。したがって、発光素子１５０を介して半導体発光装置１００の下側からの放熱性も確保できる。これにより、半導体発光装置１００の第１層１０７が高温になることで第１層１０７が焦げるなどの破損を抑制することができる。
【００３３】
なお、第２層１１５を持たない発光素子１５０ａを透明樹脂層で埋め込み、透明樹脂層上に蛍光体１０７ａを含む第１層１０７を形成する構造も考えられる。半導体層１１３と第１層１０７との距離が、上述した半導体発光装置１００の第２層１１５の厚さよりも長い場合、第１層１０７と発光素子１５０ａとの間の距離が広がるため、発光素子１５０ａへの戻り光を減らすことができるという利点を持つ。しかし、この場合、厚い透明樹脂層が第１層１０７と発光素子１５０ａの間にあるため、第１層１０７で発生した熱が発光素子１５０ａまで伝わりにくくなる。これにより、発光素子１５０ａへの放熱性が損なわれ、装置内の温度が上昇してしまう。この場合、放熱性の向上と発光素子１５０ａへの戻り光の低減は、トレードオフの関係になってしまう。
【００３４】
次に、第１の実施形態の変形例について説明する。
本変形例に係る半導体発光装置の構成は、上述した第１の実施形態に係る半導体発光装置１００と同様である。
図９（ａ）〜図１０は、本変形例に係る半導体発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【００３５】
先ず、第１の実施形態と同様に、図３（ａ）〜図４（ａ）に示す工程を実施する。
次に、図９（ａ）に示すように、半導体層１１３上面の一部の領域上に電極１０３を形成する。その後、半導体層１１３上面の他部の領域上に第２層１１５を形成する。第２層１１５は、ディスペンサなどの液体塗布装置によって半導体層１１３上に液体樹脂を塗布し、硬化させることで形成する。
【００３６】
次に、図９（ｂ）に示すように、導電性支持基板１１０、半導体層１１１、発光層１１２、半導体層１１３、電極１０３及び第２層１１５を含む部分を所定のサイズに個片化する。例えば、上方からみて、１辺が約１．４ｍｍの正方形になるように個片化する。これにより、導電性支持基板１１０、半導体層１１１、発光層１１２、半導体層１１３及び電極１０３によって発光素子１５０が形成される。
【００３７】
次に、図７に示すように、底面から上方に向かって開口面積が徐々に大きくなる様に除去された形状の筐体１０５を準備する。電極１０１及び電極１０２を筐体１０５の底面上にお互いに離隔させて形成する。その後、電極１０１上に導電性ペースト１０９を形成し、導電性ペースト１０９によって発光素子１５０を電極１０１上に設置する。そして、電極１０３と電極１０２を配線１０４によって接続する。
【００３８】
その後、第１の実施形態と同様の工程を実施し、本変形例に係る半導体発光装置は製造される。
【００３９】
次に、本変形例の効果について説明する。
本変形例においては、第２層１１５を形成してから発光素子１５０を個片化する。このため、第２層１１５を形成する前の発光素子１５０ａを個片化したあとに第２層１１５を形成する場合よりも簡便であり、一括して発光素子１５０を形成できる。
【００４０】
次に、第２の実施形態について説明する。
図１０は、本実施形態に係る半導体発光装置の図１に示すАーА’線による断面に相当する断面図である。
図１０に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置２００においては、第２層１１５が電極１０３上にも設けられている。その他の構成は、上述した第１の実施形態に係る半導体発光装置１００と同様である。
【００４１】
次に、本実施形態に係る半導体発光装置２００の製造方法について説明する。
図１１は、本実施形態に係る発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【００４２】
先ず、第１の実施形態と同様に図３（ａ）から図６に示す工程を実施する。
次に、図１１に示すように、ディスペンサなどの液体塗布装置によって半導体層１１３及び電極１０３上に液体樹脂を塗布し、硬化させることで、半導体層１１３及び電極１０３上に第２層１１５を形成する。その後、第１の実施形態と同様の工程を実施し、半導体発光装置２００は、製造される。
【００４３】
次に、本実施形態の効果について説明する。
【００４４】
本実施形態に係る半導体発光装置２００においては、第２層１１５を半導体層１１３上に選択的に形成する場合と比べて、製造が容易である。つまり、電極１０３上に第２層１１５が形成されないように調整をしなくても良いため、簡易な操作で製造することができる。また、第１の実施形態と同様に半導体層１１３上に第２層１１５が設けられているため、さらに光取り出し効率を向上させることができる。さらに、発光素子１５０を介して半導体発光装置２００の下側からの放熱性も確保できる。これにより、半導体発光装置２００の第１層１０７が高温になることに起因する破損を抑制することができる。
【００４５】
次に、第３の実施形態について説明する。
図１２は、本実施形態に係る半導体発光装置の図１に示すАーА’線による断面に相当する断面図である。
【００４６】
図１２に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置３００においては、第２層１１５の内部に複数の無機材料１１５ａが設けられている。無機材料１１５ａの形状は、例えば微小な略球形である。また、無機材料１１５ａは、例えば、シリコン酸化物などの無機物で形成されている。第２層１１５の内部に無機材料１１５ａが設けられていること以外の構成は、第１の実施形態と同様である。また、発光素子１５１は、発光素子１５０及び無機材料１１５ａを含む。
【００４７】
次に、本実施形態に係る半導体発光装置３００の製造方法について説明する。
図１３は、本実施形態に係る発光装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【００４８】
先ず、第１の実施形態と同様に、図３（ａ）から図６に示す工程を実施する。
次に、図１３に示すように、ディスペンサなどの液体塗布装置によって半導体層１１３上に無機材料１１５ａを含む液体樹脂を塗布し、硬化させることで無機材料１１５ａを含む第２層１１５を形成する。また、第２層１１５の上面は、平坦であることが好ましい。第２層１１５の厚さは、例えば、数μｍ以上、数十μｍ以下である。第２層１１５は、例えば、ジメチルシリコーンなどの屈折率の低い樹脂を含む樹脂で形成する。その後、第１の実施形態と同様の工程を実施し、半導体発光装置３００は、製造される。
【００４９】
次に、本実施形態に係る半導体発光装置の動作について説明する。
図１４は、本実施形態に係る半導体発光装置の動作を例示する模式図である。
図１４は、図１２に示す領域Ｅの拡大図である。
【００５０】
図１４に示すように、発光層１１２から放射された光は、半導体層１１３及び第２層１１５を介して蛍光体１０７ａを含む第１層１０７へ放射される。このとき、第２層１１５に含まれる無機材料１１５ａによって発光層１１２から放射された光Ｆは、散乱される。また、蛍光体１０７ａから発生した熱は、無機材料１１５ａを含む第２層１１５及び電極１０３を介して電極１０１まで伝わり放熱される。また、蛍光体１０７ａが放射した波長変換光の一部は、第２層１１５に入射する戻り光Ｃとなる。第２層１１５の屈折率は、第１層１０７の屈折率以上であるため、第２層１１５に入射した戻り光Ｃは、反射される。
【００５１】
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態に係る半導体発光装置３００においては、第２層１１５内に複数の無機材料１１５ａが設けられている。第２層１１５に含まれる無機材料１１５ａの量を調整することで、発光層１１２からの光を散乱させる効果を調節することができる。また、無機材料が、第２層１１５よりも熱伝導性に優れる材料を含む場合、第１層１０７から第２層１１５への熱伝導性が向上する。これにより、発光素子の下部からの放熱性が向上する。
その他の効果は、上述した第１の実施形態と同様である。
【００５２】
次に、第４の実施形態について説明する。
図１５は、本実施形態に係る半導体発光装置の断面図である。
【００５３】
図１５に示すように、本実施形態に係る半導体発光装置４００においては、絶縁材料を含む筐体４０５が設けられている。筐体４０５は、略円錐台形の外形を有する。筐体４０５の上面には、すり鉢状の凹部４０５ａが形成されている。凹部４０５ａは、底面の形が略円形であり、上方に向かって拡開した開口を有する。
【００５４】
筐体４０５の凹部４０５ａ底面に設けられた反射部材４０６上には、導電性のサブマウント材４７０が設けられている。サブマウント材４７０上には、半田ペーストなどの接着部材４０９が設けられている。接着部材４０９上には、半導体発光素子４５０が設けられている。また、半導体発光素子４５０の上面に設けられた電極４０３と接続された配線４０４が設けられている。配線４０４は、筐体４０５の底面から外側に引き出されている。
【００５５】
筐体４０５内は、蛍光体４０７ａと樹脂４０７ｂとを含む第１層４０７によって埋め込まれている。
【００５６】
次に、本実施形態の半導体発光装置４００の半導体発光素子４５０について説明する。
図１６は、本実施形態に係る半導体発光装置における半導体発光素子の断面図である。
図１７は、本実施形態に係る半導体発光装置における半導体発光素子を例示する平面図である。
図１６は、図１７に示すＧーＧ’線による断面図である。
【００５７】
図１６に示すように、半導体発光素子４５０においては、支持基板４１０が設けられており、支持基板４１０上には、電極４０１が設けられている。電極４０１の上面には複数の凸部Ｈが相互に離隔して形成されている。凸部Ｈ間の領域Ｉは平坦になっている。凸部Ｈはほぼ等間隔に形成されている。凸部Ｈの形状は、略円錐台形である。電極４０１の凸部Ｈ上には、絶縁層４７２及び接触部４７３が設けられている。接触部４７３には、例えば、アルミニウム／ニッケル／金の積層膜などの導電膜を用いることができる。接触部４７３は、電極４０１上にほぼ等間隔に複数設置されている。
【００５８】
電極４０１の上面における凸部Ｈの上面以外の領域は、絶縁層４７２によって覆われている。絶縁層４７２の凸部Ｈ間の領域Ｉ上には、反射電極４０２が設けられている。反射電極４０２は、金などの光反射性の高い導電材料で形成されている。反射電極４０２上には、導電形がｐ形の半導体層４１１が設けられている。また、反射電極４０２の一部の領域には、反射電極４０２上に半導体層４１１が形成されていない引出部４０２ａが形成されている。半導体層４１１上には、発光層４１２が設けられている。また、発光層４１２及び接触部４７３上には、導電形がｎ形の半導体層４１３が設けられている。導電形がｎ形の半導体層４１３と接触部４７３は、接触している。半導体層４１３上には、複数の無機材料４１５ａを含む第２層４１５が設けられている。また、反射電極４０２の引出部４０２ａ上には、電極４０３が設けられている。例えば、凸部Ｈは、Ｚ方向と交差する方向（例えばＸ方向）において、少なくとも一部が発光層４１２と重なる。
【００５９】
半導体層４１３の上面には、微細な凹凸４１４ａが形成されている。微細な凹凸４１４ａの凹凸の周期は、発光層４１２から放射される発光光のピーク波長の半導体層４１３における波長よりも長い。また、無機材料４１５ａは、例えば、シリコン酸化物などの無機物で形成されている。
【００６０】
第２層４１５の屈折率は、第１層４０７の屈折率及び半導体層４１３の屈折率よりも低く、例えば、１．４未満である。例えば、第２層４１５はジメチルシリコーン樹脂を含み、第１層４０７はフェニルシリコーン樹脂を含む。さらに、第２層４１５の厚さは、例えば、数μｍ以上、数十μｍ以下である。第２層４１５の厚さは、微細な凹凸４１４ａの凸部を覆うのに必要十分な厚さであることが好ましい。また、第２層４１５の上面は、平坦であることが好ましい。
【００６１】
図１７に示すように、上方からみて半導体発光素子４５０は略四角形の形状である。例えば、１５個の接触部４７３と１個の電極４０３が、４行４列のマトリクス状にほぼ等間隔に配置されている。このとき、電極４０３は、任意の位置に設置される。なお、上述した接触部４７３の数は１５個に限られない。また、図１７は、簡略化のため半導体発光素子４５０の電極４０３、第２層４１５、絶縁層４７２、接触部４７３以外を省略して図示している。
【００６２】
次に、本実施形態に係る半導体記憶装置の効果について説明する。
本実施形態に係る半導体発光装置４００においては、発光層４１２の下に反射電極４０２が設けられている。これにより、発光層４１２から支持基板４１０側にむけて放射された光を反射電極４０２によって、半導体発光装置４００の第１層４０７側に反射することで、光取り出し効率を向上させることができる。
また、半導体層４１３上に第２層４１５が設けられている。これにより、蛍光体４０７ａからの戻り光を反射することで、さらに光取り出し効率を向上させることができる。また、第２層４１５の厚さは、第１層４０７から半導体層４１３への熱伝導を大きく妨げるほどの厚さではないため、半導体発光素子４５０を介して半導体発光装置４００の下側からの放熱性も確保できる。これにより、半導体発光装置４００の第１層４０７が高温になることに起因する破損を抑制することができる。
【００６３】
なお、本明細書において「窒化物半導体」とは、ＢｘＩｎｙＡｌｚＧａ１−ｘ−ｙ−ｚＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１，ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）なる化学式において組成比ｘ、ｙ及びｚをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含むものとする。またさらに、上記化学式において、Ｎ（窒素）以外のＶ族元素もさらに含むもの、導電形などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むもの、及び、意図せずに含まれる各種の元素をさらに含むものも、「窒化物半導体」に含まれるものとする。
【００６４】
以上説明した実施形態によれば、高い光取り出し効率と高い放熱性を両立させた半導体発光装置を実現することができる。
【００６５】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、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、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、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及びその等価物の範囲に含まれる。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。
【符号の説明】
【００６６】
１００、２００、３００、４００：半導体発光装置、１０１、１０２、４０１：電極、１０３、４０３：電極、１０４、４０４：配線、１０５、４０５：筐体、１０５ａ、４０５ａ：凹部、１０７、４０７：第１層、１０７ａ、４０７ａ：蛍光体、１０７ｂ、４０７ｂ：樹脂、１０９：導電性ペースト、１１０：導電性支持基板、１１１、１１３、４１１、４１３：半導体層、１１２、４１２：発光層、１１４ａ、４１４ａ：凹凸、１１５、４１５：第２層、１１５ａ、４１５ａ：無機材料、１５０、１５０ａ、１５１：発光素子、１９０：基板、４０２：反射電極、４０２ａ：引出部、４０６：反射部材、４０９：接着部材、４１０：支持基板、４５０：半導体発光素子、４７０：サブマウント材、４７２：絶縁層、４７３：接触部、Ｈ：凸部、Ｉ：領域、ＴＰ：頂部、ＰＳ：距離
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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