HK1191731B - 半导体发光二极管 - Google Patents

Description

半导体发光二极管

技术领域

本文描述的实施例通常涉及半导体发光器件。

背景技术

通常，半导体发光器件可通过高电流的注入来提供高亮度。然而，由于诸如发光层和甚至发光器件自身的温度增加等原因，而导致高电流的注入产生高发射效率降低的问题。

引用列表

专利文献

PTL1：美国专利申请公布No.2010/0148198

附图说明

图1A和图1B是第一实施例的半导体发光器件的示意性截面图。

图2是示出安装在安装基板上的第一实施例的半导体发光器件的状态的示意性截面图。

图3A到5C是示出用于制造第一实施例的半导体发光器件的方法的示意性截面图。

图6是第二实施例的半导体发光器件的示意性截面图。

图7是第三实施例的半导体发光器件的示意性截面图。

图8是第四实施例的半导体发光器件的示意性截面图。

图9是比较示例的半导体发光器件的示意性截面图。

具体实施方式

根据一个实施例，半导体发光器件包括半导体层、p侧电极、n侧电极、无机绝缘膜、p侧互连部分、n侧互连部分和有机绝缘膜。半导体层包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及发光层。p侧电极设置在第二表面上的包括发光层的区域上。n侧电极设置在第二表面上的不包括发光层的区域上。无机绝缘膜设置在第二表面侧上。无机绝缘膜包括穿透到p侧电极的第一通孔和穿透到n侧电极的第二通孔。p侧互连部分设置在无机绝缘膜上。p侧互连部分穿过第一通孔电连接到p侧电极。n侧互连部分设置在无机绝缘膜上。n侧互连部分与p侧互连部分间隔开。n侧互连部分穿过第二通孔电连接到n侧电极。有机绝缘膜设置在所述无机绝缘膜上，至少在所述p侧互连部分和所述n侧互连部分之间的部分上。p侧互连部分的在n侧互连部分一侧的端部和n侧互连部分的在p侧互连部分一侧的端部重叠在有机绝缘膜上。

现在将参考附图描述实施例。在附图中，采用相同的附图标记来标记相同的元件。

（第一实施例）

图1A是第一实施例的半导体发光器件10的示意性截面图。图1B是叠加在图1A的截面结构上的等效电路的示意图。

半导体发光器件10包括半导体层15。半导体层15包括第一表面15a和形成在与第一表面15a相对一侧（图1A中的上侧）的第二表面。以后描述的电极和互连层设置在第二表面侧上。光主要从与第二表面相对的第一表面15a发射到外部。

半导体层15包括第一半导体层11和第二半导体层12。第一半导体层11和第二半导体层12由包括例如氮化镓的材料制成。

第一半导体层11包括例如基础缓冲层和n型层。n型层起横向电流的路径的作用。第二半导体层12包括堆叠的结构，其中发光层（有源层）13夹在n型层和p型层之间。

如稍后描述的，半导体层15在基板5上形成。在本实施例中，基板5保持完好无缺。也就是说，基板5设置在第一表面15a上，其为半导体层15中的光的主提取表面。基板5比半导体层15厚，且向半导体发光器件10提供机械强度。

基板5是对于来自发光层13的发射光是透明的透明体。例如，基板5可以是蓝宝石基板。基板5具有在用于半导体层15的氮化镓和空气之间的折射率。这防止介质的折射率在穿过第一表面15a的光提取的方向上发生极大地改变。因此，可增加光提取效率。

以突起-凹陷构造来处理半导体层15的第二表面侧。在第二表面侧上形成的突起部包括发光层13。p侧电极16设置在构成突起部的表面的第二半导体层12的表面上。也就是说，p侧电极16设置在包括发光层13的区域中。

没有包括发光层13的第二半导体层12的区域设置在半导体层15的第二表面侧上的突起部旁边。n侧电极17设置在该区域中的第一半导体层11的表面上。也就是说，n侧电极17设置在不包括发光层13的区域上。

在半导体层15的第二表面侧上，包括发光层13的第二半导体层12的面积大于不包括发光层13的第一半导体层11的面积。此外，设置在包括发光层13的区域上的p侧电极16具有比设置在不包括发光层13的区域上的n侧电极17大的面积。因此，实现了大发光区。

绝缘膜14设置在包括发光层13的第二半导体层12的侧表面、p侧电极16的侧表面和n侧电极17的侧表面上。绝缘膜14覆盖第二半导体层12的侧表面、p侧电极16的侧表面和n侧电极17的侧表面。绝缘膜14是无机绝缘膜，例如氧化硅膜和氮化硅膜。p侧电极16的表面和n侧电极17的表面从绝缘膜14暴露出。

无机绝缘膜18设置在绝缘膜14、p侧电极16和n侧电极17上。无机绝缘膜18是例如氧化硅膜或氮化硅膜。无机绝缘膜18覆盖绝缘膜14的侧表面和第一半导体层11的侧表面。

此外，无机绝缘膜18覆盖p侧电极16的部分表面和n侧电极17的部分表面。在无机绝缘膜18中，形成穿透到p侧电极16的第一通孔18a和穿透到n侧电极17的第二通孔18b。

有机绝缘膜20选择性地形成在无机绝缘膜18上。有机绝缘膜20由例如树脂（诸如聚酰亚胺）制成。有机绝缘膜20覆盖无机绝缘膜18的侧表面并结合基板5构成半导体发光器件10的外表面。

第一p侧互连层21设置在第一通孔18a中和在无机绝缘膜18和第一通孔18a周围的有机绝缘膜20上。金属膜19设置在第一p侧互连层21下面。第一p侧互连层21通过设置在第一通孔18a中的金属膜19电连接到p侧电极16。实施例的p侧互连部分包括第一p侧互连层21和在第一p侧互连层21下面的金属膜19。金属膜19比第一p侧互连层21薄得多。

第一n侧互连层22设置在第二通孔18b中和在无机绝缘膜18和第二通孔18b周围的有机绝缘膜20上。金属膜19设置在第一n侧互连层22下面。第一n侧互连层22通过设置在第二通孔18b中的金属膜19电连接到n侧电极17。实施例的n侧互连部分包括第一n侧互连层22和在第一n侧互连层22下面的金属膜19。金属膜19比第一n侧互连层22薄得多。

有机绝缘膜20设置在p侧互连部分和n侧互连部分之间的无机绝缘膜18上。在有机绝缘膜20和无机绝缘膜18之间形成阶梯。经由金属膜19设置第一p侧互连层21来覆盖阶梯。也就是说，第一p侧互连层21的在第一n侧互连层22一侧的端部21b重叠（overide）在有机绝缘膜20上。

同样在第一p侧互连层21的与端部21b的相对侧上，在有机绝缘膜20和无机绝缘膜18之间形成阶梯。经由金属膜19设置第一n侧互连层22来覆盖阶梯。也就是说，第一n侧互连层22的在第一p侧互连层21一侧的端部22b重叠在有机绝缘膜20上。

在有机绝缘膜20和无机绝缘膜18之间的阶梯设置在p侧电极16和n侧电极17之间。然而，在p侧电极16的外部（图1A中的第一p侧互连层21的左侧）和n侧电极17的外部（图1A中的第一n侧互连层22的右侧）上，没有阶梯设置在有机绝缘膜20和无机绝缘膜18之间。

重叠在有机绝缘膜20上的端部21b和端部22b彼此由间隙间隔开。

在第一p侧互连层21中，在端部21b和第一通孔18a中的部分之间的部分经由金属膜19设置在无机绝缘膜18上。在第一n侧互连层22中，在端部22b和第二通孔18b中的部分之间的部分经由金属膜19设置在无机绝缘膜18上。

在第一p侧互连层21中，与第一n侧互连层22一侧的端部21b不同的另一端部经由有机绝缘膜20和金属膜19设置在无机绝缘膜18上。也就是说，有机绝缘膜20也设置在第一p侧互连层21的与端部21b不同的另一端部下面。

在第一n侧互连层22中，与第一p侧互连层21一侧的端部22b不同的另一端部经由有机绝缘膜20和金属膜19设置在无机绝缘膜18上。也就是说，有机绝缘膜20也设置在第一n侧互连层22的与端部22b不同的另一端部下。

第一n侧互连层22朝着第一p侧互连层21延伸出。也就是说，第一n侧互连层22的部分叠盖（overlap）在包括发光层13的发光区上的无机绝缘膜18。

因此，如在图1B的等效电路中所示，电容器C与半导体层15中的pn结并联形成。起电容器C中的介电膜作用的无机绝缘膜18可通过例如溅射或化学气相沉积（CVD）工艺来形成。因此，可使无机绝缘膜18比通过例如涂覆工艺所形成的有机膜薄。薄无机绝缘膜18增加电容器C的电容。这有利于提高半导体发光器件10的静电放电（ESD）电阻。

第一n侧互连层22的面积大于n侧电极17的面积。此外，第一n侧互连层22中的在无机绝缘膜18上展开的面积大于第一n侧互连层22中的通过金属膜19经由第二通孔18b连接到n侧电极17的面积。

因为发光层13在大于n侧电极17的区域之上形成，因此可实现高光输出。n侧电极17设置在小于发光区且不包括发光层13的区域上。然而，该实施例可实现以下结构，其中具有大于n侧电极17的面积的第一n侧互连层22被布置在安装表面侧上。

第一p侧互连层21的穿过第一通孔18a连接到p侧电极16的面积大于第一n侧互连层22的穿过第二通孔18b连接到n侧电极17的面积。这提高电流到发光层13的分布，并且也可提高在发光层13中产生的热的耗散。在这里，第一p侧互连层21可穿过多个第一通孔18a连接到p侧电极16。

第一半导体层11通过n侧电极17和金属膜19电连接到第一n侧互连层22。包括发光层13的第二半导体层12通过p侧电极16和金属膜19电连接到第一p侧互连层21。

第一p侧互连层21的与半导体层15相对的表面起p侧外部端子21a的作用。第一n侧互连层22的与半导体层15相对的表面起n侧外部端子22a的作用。

图2示出安装在安装基板100上的实施例的半导体发光器件10的状态。在图2中，半导体发光器件10被示为相对于图1A倒置。

使用例如焊料102将p侧外部端子21a和n侧外部端子22a结合到形成在安装基板100的表面上的焊盘101。安装基板100是例如树脂基板或陶瓷基板。在这里，代替焊料102，其它金属可用作结合材料。

通过将电流注入到发光层13中，发光层13发射光，并产生热。热朝着安装基板100的耗散主要包括下面的路径。一个路径是发光层13的热通过p侧电极16和第一通孔18a被释放到第一p侧互连层21。此外，在第一p侧互连层21中的越过无机绝缘膜18叠盖p侧电极16的部分中，发光层13的热可通过p侧电极16和无机绝缘膜18被释放到第一p侧互连层21。此外，在第一n侧互连层22中的越过无机绝缘膜18叠盖p侧电极16的部分中，发光层13的热可通过p侧电极16和无机绝缘膜18被释放到第一n侧互连层22。

传输到第一p侧互连层21和第一n侧互连层22的热通过焊料102和焊盘101耗散到安装基板100。

在该实施例中，无机绝缘膜18用作设置在电极16、17与互连层21、22之间的绝缘膜。无机材料具有比有机材料（树脂材料）更高的导热率。因此，可增加通过无机绝缘膜18到互连层21、22的散热。具有良好散热的半导体发光器件可在高电流注入到发光层13中时抑制电特性的降级和光发射效率的降低。作为结果，可实现高亮度。

图9是比较示例的半导体发光器件的示意性截面图。

比较示例的半导体发光器件不包括该实施例的有机绝缘膜20。也就是说，第一p侧互连层21和第一n侧互连层22经由金属膜19形成在无机绝缘膜18上。第一p侧互连层21的端部和第一n侧互连层22的端部也在无机绝缘膜18上形成。此外在该结构中，发光层的热可通过p侧电极16和无机绝缘膜18释放到第一p侧互连层21和第一n侧互连层22。

无机绝缘膜18具有比有机绝缘膜高的导热率。然而，无机绝缘膜18常常是更脆的且易碎的。此外，在安装在安装基板100上的半导体发光器件的状态中，会产生半导体层15与安装基板100之间的热膨胀系数的差异问题。热膨胀系统的这个差异产生应力，使得通过焊料102和焊盘101被约束到安装基板100的第一p侧互连层21和第一n侧互连层22彼此间隔开。通过这个应力，如图9所示的裂缝可能出现在第一p侧互连层21的端部附近和第一n侧互连层22的端部附近的无机绝缘膜18中。裂缝可引起部件之间的无意的短路。

相比之下，在该实施例中，第一p侧互连层21的在第一n侧互连层22一侧的端部21b和第一n侧互连层22的在第一p侧互连层21一侧的端部22b设置在比无机绝缘膜18软的有机绝缘膜20上。因此，有机绝缘膜20缓和了在前述应力更可能集中的端部21b和端部22b附近的应力。这防止无机绝缘膜18中的裂缝并实现高可靠性。

此外，第一p侧互连层21的不同于前述端部21b的另一端部和第一n侧互连层22的不同于前述端部22b的另一端部也设置在有机绝缘膜20上。因此，有机绝缘膜20缓和在这些端部附近的应力并实现了高可靠性。

也就是说，在该实施例中，通过使用无机绝缘膜18的高散热来实现高电流注入。此外，比无机绝缘膜18软的有机绝缘膜20设置在应力更可能集中的部分上。因此，实现了高可靠性。

接着，参考图3A到5C描述了用于制造实施例的半导体发光器件10的方法。在示出制造工艺的附图中，示出包括多个半导体层15（芯片）的晶片的部分。

图3A示出了堆叠体，其中第一半导体层11和第二半导体层12在基板5的主表面上形成。第一半导体层11在基板5的主表面上形成，且包括发光层13的第二半导体层12在第一半导体层11上形成。包括例如氮化镓的第一半导体层11和第二半导体层12可以通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）工艺晶体生长在例如蓝宝石基板上。

第一半导体层11包括基础缓冲层和n型GaN层。第二半导体层12包括发光层（有源层）13和p型GaN层。发光层13可发射例如蓝光、紫光、蓝紫光或紫外光。第一半导体层11中的与基板5接触的表面构成半导体层15的第一表面15a。

在基板5上形成半导体层15之后，通过例如使用未示出的抗蚀层的反应离子蚀刻（RIE）来去除第二半导体层12的部分。因此，第一半导体层11的部分被暴露出。第一半导体层11被暴露的区域不包括发光层13。

接着，如图3B所示，p侧电极16在第二半导体层12的表面上形成，而n侧电极17在第一半导体层11的表面上形成。p侧电极16和n侧电极17通过例如溅射或蒸发工艺来形成。p侧电极16或n侧电极17可预先形成，或它们可同时由相同的材料形成。在必要时执行用于形成每个电极16、17与半导体层11、12之间的欧姆接触的活化退火。

绝缘膜14形成在除了p侧电极16的表面和n侧电极17的表面以外的暴露部分上。绝缘膜14例如是氧化硅膜或氮化硅膜。绝缘膜14设置在p侧电极16与n侧电极17之间，用于这些电极之间的绝缘。此外，绝缘膜14覆盖并保护包括发光层13的第二半导体层12的侧表面。

接着，如图3C所示，通过例如使用抗蚀层51作为掩模的RIE工艺来选择性去除绝缘膜14和第一半导体层11。形成到达基板5的沟槽52。沟槽52以例如晶格状平面布局形成在晶片状态中的基板5上。沟槽52将半导体层15分成多个芯片。

在这里，可在形成电极16、17之前在图3A所示的步骤中执行将半导体层15分成多个的步骤。

接着，在去除抗蚀层51之后，基板5上的整个暴露部分被覆盖有如图4A所示的无机绝缘膜18。也就是说，无机绝缘膜18设置在p侧电极16上和n侧电极17上。此外，无机绝缘膜18设置在沟槽52的内壁上并覆盖第一半导体层11的侧表面。

接着，如图4B所示，通过使用抗蚀层53作为掩模的蚀刻将第一通孔18a和第二通孔18b形成在无机绝缘膜18中。第一通孔18a到达p侧电极16。第二通孔18b到达n侧电极17。此外，去除在沟槽52的底部处的无机绝缘膜18。

接着，在去除抗蚀层53之后，如图4C所示，有机绝缘膜20选择性地形成在无机绝缘膜18上。有机绝缘膜20由例如光敏树脂（诸如聚酰亚胺）制成。在无机绝缘膜18的整个表面上形成有机绝缘膜20之后，通过使用未示出的掩模的曝光和显影来图案化有机绝缘膜20。有机绝缘膜20也形成在沟槽52中的无机绝缘膜18的侧壁上。

接着，在基板5的暴露部分上，如图5A所示形成金属膜19。金属膜19用作用于下述电镀的籽晶金属。金属膜19也形成在p侧电极16中的暴露于第一通孔18a的底部处的表面和n侧电极17中的暴露于第二通孔18b的底部处的表面上。

通过例如溅射工艺来形成金属膜19。金属膜19包括例如从底部顺序形成的钛（Ti）和铜（Cu）的堆叠膜。

接着，如图5B所示，在金属膜19上选择性地形成抗蚀层54，且采用用作电流路径的金属膜19来执行Cu电解电镀。因此，第一p侧互连层21和第一n侧互连层22选择性地形成在金属膜19上。第一p侧互连层21和第一n侧互连层22由例如通过电镀工艺同时形成的铜材料来制成。

第一p侧互连层21也形成在第一通孔18a中并通过金属膜19电连接到p侧电极16。第一n侧互连层22也形成在第二通孔18b中并通过金属膜19电连接到n侧电极17。

有机绝缘膜20形成在第一通孔18a和第二通孔18b之间的无机绝缘膜18上。在有机绝缘膜20和无机绝缘膜18之间形成阶梯。阶梯被覆盖有起籽晶金属的作用的金属膜19。因此，电镀金属被沉积，以便覆盖前述阶梯。

因此，第一p侧互连层21的在第一n侧互连层22一侧的端部21b设置在有机绝缘膜20上。第一n侧互连层22的在第一p侧互连层21一侧的端部22b设置在有机绝缘膜20上。

在形成第一p侧互连层21和第一n侧互连层22之后，去除抗蚀层54。随后，去除未覆盖有第一p侧互连层21和第一n侧互连层22的金属膜19的暴露部分。因此，连接在第一p侧互连层21和第一n侧互连层22之间的金属膜19被分隔开。

随后，在沟槽52的位置处对基板5进行切割并分割（singulated）成多个半导体发光器件10。例如，使用切块刀片来切割基板5。可选地，可通过激光辐射来切割基板5。因为半导体层15未设置在沟槽52中，可避免在切割时对半导体层15的损坏。

被分割的半导体发光器件10可具有包括一个半导体层15的单芯片结构，或可具有包括多个半导体层15的多芯片结构。

一直到切块之前的前述步骤在晶片状态中被共同执行。因此，不需要针对每个被分割的器件形成互连层并使用绝缘膜执行保护。这可明显减小生产成本。也就是说，在被分割的状态中，如图1A所示，已经采用无机绝缘膜18和有机绝缘膜20来覆盖并保护半导体层15的侧表面。作为结果，可提高生产率，且有助于降低价格。

（第二实施例）

图6是第二实施例的半导体发光器件的示意性截面图。

除了上述第一实施例的半导体发光器件以外，本实施例的半导体发光器件还包括第二p侧互连层23、第二n侧互连层24和树脂层25。

第二p侧互连层23设置在第一p侧互连层21上。在该实施例中，p侧互连部分包括金属膜19、第一p侧互连层21和第二p侧互连层23。

第二n侧互连层24设置在第一n侧互连层22上。在该实施例中，n侧互连部分包括金属膜19、第一n侧互连层22和第二n侧互连层24。

在第一p侧互连层21和第一n侧互连层22之间的间隔以及在第二p侧互连层23和第二n侧互连层24之间的间隔填充有树脂层25作为绝缘材料。树脂层25覆盖第一p侧互连层21、第一n侧互连层22、第二p侧互连层23和第二n侧互连层24的每个侧表面。

第二p侧互连层23的与第一p侧互连层21相对的表面起p侧外部端子23a的作用。第二n侧互连层24的与第一n侧互连层22相对的表面起n侧外部端子24a的作用。

p侧外部端子23a和n侧外部端子24a从树脂层25暴露出。p侧外部端子23a和n侧外部端子24a使用焊料102结合到形成在图2所示的安装基板100上的前述焊盘101。

第二p侧互连层23比第一p侧互连层21厚。第二n侧互连层24比第一n侧互连层22厚。第二p侧互连层23、第二n侧互连层24和树脂层25中的每个层的厚度均比半导体层15的厚度厚。在本文使用的术语“厚度”指的是在图6中的垂直厚度。

第二p侧互连层23和第二n侧互连层24中的每个层的厚度比包括半导体层15、p侧电极16和n侧电极17的堆叠体的厚度厚。在这里，第二p侧互连层23和第二n侧互连层24的长宽比（厚度与平面尺寸之比）不限于1或更大，但该比可小于1。也就是说，第二p侧互连层23和第二n侧互连层24的厚度可小于其平面尺寸。

第二p侧互连层23、第二n侧互连层24和用于加固它们的树脂层25起半导体层15的支撑体的作用。因此，即使如下所述去除了用于形成半导体层15的基板5，包括第二p侧互连层23、第二n侧互连层24和树脂层25的支撑体也可稳定地支撑半导体15，并增加半导体发光器件的机械强度。

此外，形状像支柱的第二p侧互连层23和第二n侧互连层24可在安装在安装基板上的半导体发光器件的状态中吸收并缓和施加到半导体层15的应力。

第一p侧互连层21、第一n侧互连层22、第二p侧互连层23和第二n侧互连层24的材料可以是铜、金、镍或银。在它们当中，铜可提供良好的导热率、高迁移阻力和与绝缘材料的优良粘附力。

树脂层25的热膨胀系数可等于或接近于安装基板100的热膨胀系数。这样的树脂层25可由例如环氧树脂、硅酮树脂、氟树脂等制成。

此外，例如，炭黑可包含在树脂层25中，以使得树脂层25可遮蔽来自发光层13的发射光。此外，能够反射来自发光层13的发射光的粉末可包含在树脂层25中。

同样在该实施例中，第一p侧互连层21的端部和第一n侧互连层22的端部设置在比无机绝缘膜18软的有机绝缘膜20上。因此，有机绝缘膜20可缓和前述应力并防止无机绝缘膜18中的裂缝。

也就是说，同样在该实施例中，通过使用无机绝缘膜18的高散热来实现高电流注入。同时，比无机绝缘膜18软的有机绝缘膜20设置在应力可能集中的部分上。因此，实现了高可靠性。

在半导体层15的第一表面15a上，荧光层27被设置为对发光层13的发射光是透明的透明体。荧光层27包括透明树脂和分散在透明树脂中的荧光粉颗粒。荧光层27可吸收来自发光层13的发射光，并发射波长转换光。因此，该实施例的半导体发光器件可发射来自发光层13的光和荧光层27的波长转换光的混合光。

荧光层27中的透明树脂具有在半导体层15的折射率和空气的折射率之间的折射率。这防止介质的折射率在穿过第一表面15a和荧光层27的光提取的方向上发生极大的改变。因此，可增加光提取效率。

例如，荧光层可以是发射黄光的黄色荧光粉颗粒。接着，可对来自由基于GaN的材料制成的发光层13的蓝光和荧光层27的波长转换光的黄光进行混合，以获得白色或灯泡颜色作为混合颜色。在这里，荧光层27可配置成包括多种荧光粉颗粒（例如，发射红光的红色荧光粉颗粒和发射绿光的绿色荧光粉颗粒）。

在从半导体层15去除用于生长半导体层15的基板5之后，在第一表面15a上形成荧光层27。通过从第一表面15a之上去除基板5，可使半导体发光器件的剖面更低。

在形成包括第二p侧互连层23、第二n侧互连层24和树脂层25的支撑体之后，在支撑体所支撑的半导体15的状态中通过例如激光剥离工艺来去除基板5。

激光从基板5的后表面侧施加到第一半导体层11。激光可穿过基板5透射并具有在第一半导体层11的吸收区中的波长。

当激光到达基板5和第一半导体层11之间的界面时，在界面附近的第一半导体层11通过吸收激光的能量而被分解。例如，由基于GaN的材料制成的第一半导体层11分解成镓（Ga）和氮气。通过这个分解反应，在基板5和第一半导体层11之间形成细间隙。因此，将基板5和第一半导体层11分离开。对于整个晶片中的每个指定区域使用激光辐射多次，以去除基板5。

由比半导体层15厚的支撑体来支撑半导体层15。因此，即使除去基板5，也可维持晶片状态。此外，树脂层25和构成第二p侧互连层23和第二n侧互连层24的金属由比半导体层15软的材料制成。因此，可避免器件破坏，即使在去除基板5时在用于将半导体层15形成在基板5上的外延生长中所产生的大内部应力被突然释放。

在去除基板5之后，第一表面15a被清洁，并在必要时进行去光泽处理，来形成突起和凹陷。通过在第一表面15a处形成细微的突起和凹陷，可增加光提取效率。随后，荧光层27在第一表面15a上形成。此外，在必要时，透镜在第一表面15a上或在荧光层27上形成。

形成荧光层27的步骤包括通过诸如印刷、罐装、浇注、压缩模塑等方法将分散有荧光粉颗粒的液体透明树脂提供至第一表面15a上的步骤和对其进行热固化的步骤。

在晶片状态中执行直到形成荧光层27之前的一系列步骤。在形成荧光层27之后，在前述沟槽52的位置处将晶片从树脂层25切割到荧光层27，并被分割。此时，硬基板5已经被去除。因此，不需要切割基板5。这便于分割。

（第三实施例）

图7是第三实施例的半导体发光器件的示意性截面图。

在该实施例中的第一p侧互连层21和第一n侧互连层22设置在无机绝缘膜18上。第一p侧互连层21的端部和第一n侧互连层22的端部也形成在无机绝缘膜18上。上述实施例的有机绝缘膜20未插置在第一p侧互连层21的端部与无机绝缘膜18之间以及第一n侧互连层22的端部与无机绝缘膜18之间。

第二p侧互连层23设置在第一p侧互连层21的与无机绝缘膜18相对的表面上。在该实施例中，p侧互连部分包括金属膜19、第一p侧互连层21和第二p侧互连层23。

第二n侧互连层24设置在第一n侧互连层22的与无机绝缘膜18相对的表面上。在该实施例中，n侧互连部分包括金属膜19、第一n侧互连层22和第二n侧互连层24。

第二p侧互连层23的平面尺寸小于第一p侧互连层21的平面尺寸。在第一p侧互连层21的侧表面和第二p侧互连层23的侧表面之间形成阶梯。

同样，第二n侧互连层24的平面尺寸小于第一n侧互连层22的平面尺寸。在第一n侧互连层22的侧表面和第二n侧互连层24的侧表面之间形成阶梯。

在第一p侧互连层21和第一n侧互连层22之间的间隔未填充有诸如树脂的绝缘材料。第一p侧互连层21和第一n侧互连层22彼此由间隙间隔开。在第二p侧互连层23和第二n侧互连层24之间的间隔也未填充有诸如树脂的绝缘材料。第二p侧互连层23和第二n侧互连层24彼此由间隙间隔开。

第二p侧互连层23的与第一p侧互连层21相对的表面起p侧外部端子23a的作用。第二n侧互连层24的与第一n侧互连层22相对的表面起n侧外部端子24a的作用。使用焊料102将暴露在同一表面处的p侧外部端子23a和n侧外部端子24a结合到形成在安装基板100上的焊盘101。

第二p侧互连层23比第一p侧互连层21厚。第二n侧互连层24比第一n侧互连层22厚。第二p侧互连层23、第二n侧互连层24和树脂层25中的每个层的厚度均比半导体层15的厚度厚。

p侧外部端子23a和n侧外部端子24a之间的距离大于在无机绝缘膜18上的第一p侧互连层21和第一n侧互连层22之间的距离。也就是说，p侧外部端子23a和n侧外部端子24a分隔开以下这样的距离：即防止在被安装到安装基板100上时使用焊料102在p侧外部端子23a和n侧外部端子24a之间的短路。

可使不起外部端子的作用的第一p侧互连层21接近第一n侧互连层22一直到工艺极限。因此，可扩大第一p侧互连层21的面积。作为结果，可提高到发光层13的电流分布和散热。

使第二p侧互连层23的平面尺寸小于第一p侧互连层21的平面尺寸。因此，从第一p侧互连层21的侧表面到第二p侧互连层23的侧表面形成阶梯。也就是说，包括第一p侧互连层21和第二p侧互连层23的p侧互连部分在安装基板100一侧更细。

同样，使第二n侧互连层24的平面尺寸小于第一n侧互连层22的平面尺寸。因此，从第一n侧互连层22的侧表面到第二n侧互连层24的侧表面形成阶梯。也就是说，包括第一n侧互连层22和第二n侧互连层24的n侧互连部分在安装基板100一侧更细。

因此，较细的第二p侧互连层23和第二n侧互连层24在安装在安装基板上的半导体发光器件的状态中吸收并缓和施加到半导体发光器件的应力。这可抑制在第一p侧互连层21的端部和第一n侧互连层22的端部上的应力集中，并防止在端部附近的无机绝缘膜18中的裂缝。

因此，同样在该实施例中，通过使用无机绝缘膜18的高散热来实现高电流注入。同时，防止在无机绝缘膜18中的裂缝，从而实现了高可靠性。（第四实施例）

图8是第四实施例的半导体发光器件的示意性截面图。

在该实施例中，如在第一实施例中的，第一p侧互连层21的端部和第一n侧互连层22的端部设置在比无机绝缘膜18软的有机绝缘膜20上。因此，有机绝缘膜20可缓和前述应力并防止无机绝缘膜18中的裂缝。

此外，如在第三实施例中的，使第二p侧互连层23的平面尺寸小于第一p侧互连层21的平面尺寸。因此，从第一p侧互连层21的侧表面到第二p侧互连层23的侧表面形成阶梯。也就是说，包括第一p侧互连层21和第二p侧互连层23的p侧互连部分在安装基板100一侧更细。

同样，使第二n侧互连层24的平面尺寸小于第一n侧互连层22的平面尺寸。因此，从第一n侧互连层22的侧表面到第二n侧互连层24的侧表面形成阶梯。也就是说，包括第一n侧互连层22和第二n侧互连层24的n侧互连部分在安装基板100一侧更细。

因此，第二p侧互连层23和第二n侧互连层24在安装在安装基板上的半导体发光器件的状态中吸收并缓和施加到半导体发光器件的应力。

也就是说，同样在该实施例中，通过使用无机绝缘膜18的高散热来实现高电流注入。同时，防止在无机绝缘膜18上的局部应力集中，从而实现了高可靠性。

在图7和8所示的结构中，第一p侧互连层21、第一n侧互连层22、第二p侧互连层23和第二n侧互连层24的外围可填充有树脂层25，如在图6所示的结构中的那样。通过对第二p侧互连层23、第二n侧互连层24和树脂层25进行加厚，可在没有基板5的情况下稳定地支撑薄半导体层15。

在图2、7、8所示的结构中，荧光层27可设置在基板5上。

前述荧光层可以是下面示出的红荧光层、黄荧光层、绿荧光层或蓝荧光层。

红荧光层可包含例如氮化物荧光粉CaAlSiN₃:Eu或SiAlON荧光粉。

在使用SiAlON的荧光粉的情况下，可使用由组分式(M_1-x,R_x)_alAlSi_b1O_c1N_d1（1）表示的荧光粉（M是除了Si和Al之外的至少一种金属元素，且尤其是Ca和Sr中的至少一个。R是发射中心元素，且尤其是Eu。参量x、a1、b1、c1和d1满足下面的关系：x大于0且小于等于1，a1大于0.6且小于0.95，b1大于2且小于3.9，c1大于0.25且小于0.45，以及d1大于4且小于5.7）。

通过使用由组分式（1）表示的SiAlON荧光粉，可提高波长转换效率的温度特性。因此，可进一步增加高电流密度区中的功效。

黄荧光层可包含例如硅酸盐荧光粉(Sr,Ca,Ba)₂SiO₄:Eu。

绿荧光层可包含例如卤化磷酸盐荧光粉(Ba,Ca,Mg)₁₀(PO₄)₆C_l2:Eu或SiAlON荧光粉。

在使用SiAlON荧光粉的情况下，可使用由组分式(M_1-x,R_x)_a2AlSi_b2O_c2N_d2（2）表示的荧光粉（M是除了Si和Al之外的至少一种金属元素，且尤其是Ca和Sr中的至少一个。R是发射中心元素，且尤其是Eu。参量x、a2、b2、c2和d2满足下面的关系：x大于0且小于等于1，a2大于0.93且小于1.3，b2大于4.0且小于5.8，c2大于0.6且小于1，以及d2大于6且小于11）。

通过使用由组分式（2）表示的SiAlON荧光粉，可提高波长转换效率的温度特性。因此，可进一步增加高电流密度区中的功效。

蓝荧光层可包含例如氧化物荧光粉BaMgAl₁₀O₁₇:Eu。

虽然已描述了特定的实施例，然而这些实施例仅通过示例的方式来提出，而并不旨在限制本发明的范围。事实上，本文描述的新颖的实施例可通过各种其它的方式来实现；而且，可以以本文描述的实施例形式做出各种省略、代替和改变而不背离本发明的精神。所附权利要求及其等同体旨在覆盖将落入本发明的范围和精神的这样的形式和修改。

Claims (19)

1.一种半导体发光器件，包括：

半导体层，其包括第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、以及发光层；

p侧电极，其设置在所述第二表面上的包括所述发光层的区域上；

n侧电极，其设置在所述第二表面上的不包括所述发光层的区域上；

无机绝缘膜，其设置在所述第二表面侧上，并包括穿透到所述p侧电极的第一通孔和穿透到所述n侧电极的第二通孔；

p侧互连部分，其设置在所述无机绝缘膜上，并穿过所述第一通孔电连接到所述p侧电极；

n侧互连部分，其设置在所述无机绝缘膜上，与所述p侧互连部分间隔开，并穿过所述第二通孔电连接到所述n侧电极；以及

有机绝缘膜，其设置在所述无机绝缘膜上，至少在所述p侧互连部分和所述n侧互连部分之间的部分上，

所述p侧互连部分的在所述n侧互连部分一侧的端部和所述n侧互连部分的在所述p侧互连部分一侧的端部重叠在所述有机绝缘膜上，并且

所述有机绝缘膜被插置在所述p侧互连部分的所述端部和所述无机绝缘膜之间，并且被插置在所述n侧互连部分的所述端部和所述无机绝缘膜之间。

2.如权利要求1所述的器件，其中

在所述无机绝缘膜和所述有机绝缘膜之间形成有阶梯，以及

所述p侧互连部分和所述n侧互连部分覆盖所述阶梯。

3.如权利要求1所述的器件，其中，所述有机绝缘膜还设置在所述p侧互连部分的与所述n侧互连部分一侧的端部不同的另一端部和所述无机绝缘膜之间以及在所述n侧互连部分的与所述p侧互连部分一侧的所述端部不同的另一端部和所述无机绝缘膜之间。

4.如权利要求1所述的器件，其中，所述n侧互连部分的部分叠盖包括所述发光层的所述区域上的所述无机绝缘膜。

5.如权利要求1所述的器件，其中，所述n侧互连部分的在所述无机绝缘膜上展开的面积大于所述n侧互连部分的穿过所述第二通孔连接到所述n侧电极的面积。

6.如权利要求1所述的器件，其中

所述p侧互连部分包括从所述无机绝缘膜和所述有机绝缘膜暴露出的p侧外部端子，并且

所述n侧互连部分包括在与所述p侧外部端子相同的表面处从所述无机绝缘膜和所述有机绝缘膜暴露出的n侧外部端子。

7.如权利要求1所述的器件，其中

所述p侧互连部分包括设置在所述无机绝缘膜和所述有机绝缘膜上的第一p侧互连层和设置在所述第一p侧互连层上的第二p侧互连层，并且

所述n侧互连部分包括设置在所述无机绝缘膜和所述有机绝缘膜上的第一n侧互连层和设置在所述第一n侧互连层上的第二n侧互连层。

8.如权利要求7所述的器件，其中，所述第二p侧互连层比所述第一p侧互连层厚，且所述第二n侧互连层比所述第一n侧互连层厚。

9.如权利要求7所述的器件，还包括：

绝缘材料，其填充在所述第一p侧互连层和所述第一n侧互连层之间以及在所述第二p侧互连层和所述第二n侧互连层之间。

10.如权利要求7所述的器件，其中

所述第二p侧互连层包括从所述无机绝缘膜、所述有机绝缘膜和所述绝缘材料暴露出的p侧外部端子，以及

所述第二n侧互连层包括在与所述p侧外部端子相同的表面处从所述无机绝缘膜、所述有机绝缘膜和所述绝缘材料暴露出的n侧外部端子。

11.如权利要求1所述的器件，还包括：

透明体，其设置在所述第一表面上并对所述发光层的发射光是透明的。

12.如权利要求11所述的器件，其中，所述透明体是比所述半导体层厚的基板。

13.如权利要求12所述的器件，其中，所述基板具有在所述半导体层的折射率和空气的折射率之间的折射率。

14.如权利要求11所述的器件，其中，所述透明体是荧光层。

15.如权利要求14所述的器件，其中，所述荧光层包括透明树脂和分散在所述透明树脂中的荧光粉颗粒，所述透明树脂具有在所述半导体层的折射率与空气的折射率之间的折射率。

16.一种半导体发光器件，包括：

半导体层，其包括第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、以及发光层；

p侧电极，其设置在所述第二表面上的包括所述发光层的区域上；

n侧电极，其设置在所述第二表面上的不包括所述发光层的区域上；

无机绝缘膜，其设置在所述第二表面侧上，并包括穿透到所述p侧电极的第一通孔和穿透到所述n侧电极的第二通孔；

第一p侧互连层，其设置在所述无机绝缘膜上，并穿过所述第一通孔电连接到所述p侧电极；

第一n侧互连层，其设置在所述无机绝缘膜上，与所述第一p侧互连层间隔开，并穿过所述第二通孔电连接到所述n侧电极；

第二p侧互连层，其设置在所述第一p侧互连层上，并具有比所述第一p侧互连层小的平面尺寸；

第二n侧互连层，其设置在所述第一n侧互连层上，并具有比所述第一n侧互连层小的平面尺寸；以及

有机绝缘膜，其设置在所述无机绝缘膜上，至少在所述第一p侧互连层和所述第一n侧互连层之间的部分上，

所述第一p侧互连层和所述第一n侧互连层彼此由间隙间隔开，且所述第二p侧互连层和所述第二n侧互连层彼此由间隙间隔开，

在所述第一p侧互连层和所述第二p侧互连层之间以及在所述第一n侧互连层和所述第二n侧互连层之间形成有阶梯，其中，所述第一p侧互连层和所述第一n侧互连层之间的所述间隙未填充绝缘材料，并且所述第二p侧互连层和所述第二n侧互连层之间的所述间隙未填充绝缘材料，

所述第一p侧互连层的在所述第一n侧互连层一侧的端部和所述第一n侧互连层的在所述第一p侧互连层一侧的端部重叠在所述有机绝缘膜上，

所述有机绝缘膜被插置在所述第一p侧互连层的所述端部和所述无机绝缘膜之间，并且被插置在所述第一n侧互连层的所述端部和所述无机绝缘膜之间。

17.如权利要求16所述的器件，其中，所述第一n侧互连层的部分叠盖包括所述发光层的所述区域上的所述无机绝缘膜。

18.如权利要求16所述的器件，其中，所述第一n侧互连层的在所述绝缘膜上展开的面积大于所述第一n侧互连层的穿过所述第二通孔连接到所述n侧电极的面积。

19.如权利要求16所述的器件，其中，所述第二p侧互连层比所述第一p侧互连层厚，且所述第二n侧互连层比所述第一n侧互连层厚。