特開 2025-1733 半導体発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025001733

(43)【公開日】2025-01-09

(54)【発明の名称】半導体発光装置

(51)【国際特許分類】

   H10H 20/855 20250101AFI20241226BHJP

【ＦＩ】

H01L33/58

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023101370

(22)【出願日】2023-06-21

(71)【出願人】

【識別番号】000226242

【氏名又は名称】日機装株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】木田 泉

(72)【発明者】

【氏名】稲津 哲彦

(72)【発明者】

【氏名】柴田 直樹

【テーマコード（参考）】

5F142

【Ｆターム（参考）】

5F142AA02

5F142AA52

5F142BA02

5F142BA32

5F142CA11

5F142CA13

5F142CB03

5F142CD02

5F142CD18

5F142CD44

5F142CD47

5F142DB02

5F142DB12

5F142DB18

5F142DB24

5F142FA50

(57)【要約】

【課題】半導体発光装置の光取り出し効率および信頼性を向上させる。
【解決手段】半導体発光装置１０は、パッケージ基板１４と、パッケージ基板１４に接合するアノード電極２４およびカソード電極２６と、アノード電極２４およびカソード電極２６上の半導体層２２と、半導体層２２上の透光性基板２０とを備える半導体発光素子１２と、透光性基板２０の上面２０ａと接触し、上に凸となるドーム形状を有し、半導体発光素子１２の発光波長において透光性を有し、透光性基板２０よりも低屈折率であり、パッケージ基板１４と接触しない被覆部材１６と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パッケージ基板と、
前記パッケージ基板に接合するアノード電極およびカソード電極と、前記アノード電極および前記カソード電極上の半導体層と、前記半導体層上の透光性基板とを備える半導体発光素子と、
前記透光性基板の上面と接触し、上に凸となるドーム形状を有し、前記半導体発光素子の発光波長において透光性を有し、前記透光性基板よりも低屈折率であり、前記パッケージ基板と接触しない被覆部材と、を備える半導体発光装置。

【請求項2】

前記被覆部材は、前記透光性基板の側面と接触する、請求項１に記載の半導体発光装置。

【請求項3】

前記パッケージ基板上に接合される保護素子をさらに備え、
前記被覆部材は、前記保護素子と接触しない、請求項１に記載の半導体発光装置。

【請求項4】

前記パッケージ基板上に接合される保護素子をさらに備え、
前記被覆部材は、前記保護素子の上面と接触する、請求項１に記載の半導体発光装置。

【請求項5】

前記パッケージ基板上の前記半導体発光素子の周囲に設けられる枠体をさらに備え、
前記被覆部材は、前記枠体と非接触である、請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

パッケージ基板上に接合される半導体発光素子を樹脂で封止した半導体発光装置が知られている。例えば、封止樹脂を上に向かって凸となるドーム状に形成することにより、光取り出し効率を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１７４２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

封止部材をドーム状に形成する場合、半導体発光素子の上部に位置する封止部材の厚みを大きくする必要がある。封止部材を厚くするために封止部材の充填量を大きくすると、封止部材とパッケージ基板の材料の違いによって生じる歪みが大きくなり、封止部材の剥がれやクラックが発生しやすくなる。

【0005】

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、半導体発光装置の光取り出し効率および信頼性を向上させる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様の半導体発光装置は、パッケージ基板と、パッケージ基板に接合するアノード電極およびカソード電極と、アノード電極およびカソード電極上の半導体層と、半導体層上の透光性基板とを備える半導体発光素子と、透光性基板の上面と接触し、上に凸となるドーム形状を有し、半導体発光素子の発光波長において透光性を有し、透光性基板よりも低屈折率であり、パッケージ基板と接触しない被覆部材と、を備える。

【0007】

本発明によれば、半導体発光装置の光取り出し効率および信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る半導体発光装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図2】第１実施形態に係る半導体発光装置の構成を概略的に示す上面図である。

【図3】第２実施形態に係る半導体発光装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図4】第３実施形態に係る半導体発光装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図5】第３実施形態に係る半導体発光装置の構成を概略的に示す上面図である。

【図6】第４実施形態に係る半導体発光装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図7】第５実施形態に係る半導体発光装置の構成を概略的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、説明の理解を助けるため、各図面における各構成要素の寸法比は、必ずしも実際の発光素子の寸法比と一致しない。

【0010】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る半導体発光装置１０の構成を概略的に示す断面図である。半導体発光装置１０は、半導体発光素子１２と、パッケージ基板１４と、被覆部材１６とを備える。

【0011】

半導体発光素子１２は、中心波長λが約３６０ｎｍ以下となる紫外光を発するように構成される半導体発光素子である。このような波長の紫外光を出力するため、バンドギャップが約３．４ｅＶ以上となる窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）系半導体材料が用いられる。本実施形態では、特に、中心波長λが約２４０ｎｍ～３２０ｎｍの深紫外光を発するＤＵＶ－ＬＥＤ（Deep UltraViolet-Light Emitting Diode）チップについて示す。

【0012】

半導体発光素子１２は、透光性基板２０と、半導体層２２と、アノード電極２４と、カソード電極２６と、保護層２８とを備える。

【0013】

透光性基板２０は、半導体発光素子１２が発する紫外光に対して透光性を有する材料から構成される。半導体層２２が発する光は、透光性基板２０から半導体発光素子１２の外部に出力される。透光性基板２０は、例えば、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）から構成される。透光性基板２０は、上面２０ａと、下面２０ｂと、側面２０ｃとを有する。上面２０ａおよび下面２０ｂは、例えば矩形状である。上面２０ａおよび下面２０ｂのサイズは特に限られないが、例えば１ｍｍ角である。透光性基板２０の上面２０ａから下面２０ｂまでの厚みｔは、例えば１００μｍ以上、２００μｍ以上または３００μｍ以上であり、例えば１０００μｍ以下、７００μｍ以下または５００μｍ以下である。

【0014】

半導体層２２は、透光性基板２０の下に設けられ、透光性基板２０の下面２０ｂに設けられる。半導体層２２は、例えば、ｎ型半導体層と、活性層と、ｐ型半導体層とを備える。半導体層２２は、ＡｌＧａＮ系半導体材料から構成される。ＡｌＧａＮ系半導体材料は、Ｉｎ_{１－ｘ－ｙ}Ａｌ_ｘＧａ_ｙＮ（０＜ｘ＋ｙ≦１、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）の組成で表すことができる。半導体層２２は、保護層２８によって被覆される。

【0015】

アノード電極２４は、第１コンタクト電極２４ａと、第１パッド電極２４ｂとを含む。第１コンタクト電極２４ａは、半導体層２２と接触する内部電極であり、半導体層２２に含まれるｐ型半導体層と接触する。第１コンタクト電極２４ａは、例えば、Ｒｈなどの金属層から構成される。第１コンタクト電極２４ａは、保護層２８によって被覆される。第１パッド電極２４ｂは、保護層２８の外側に露出する外部電極であり、保護層２８に設けられる開口を介して第１コンタクト電極２４ａと電気的に接続される。第１パッド電極２４ｂは、Ｎｉ／Ａｕなどの金属層から構成される。

【0016】

カソード電極２６は、第２コンタクト電極２６ａと、第２パッド電極２６ｂとを含む。第２コンタクト電極２６ａは、半導体層２２と接触する内部電極であり、半導体層２２に含まれるｎ型半導体層と接触する。第２コンタクト電極２６ａは、例えば、Ｔｉ／Ａｌなどの金属層から構成される。第２コンタクト電極２６ａは、保護層２８によって被覆される。第２パッド電極２６ｂは、保護層２８の外側に露出する外部電極であり、保護層２８に設けられる開口を介して第２コンタクト電極２６ａと電気的に接続される。第２パッド電極２６ｂは、Ｎｉ／Ａｕなどの金属層から構成される。

【0017】

保護層２８は、半導体層２２、第１コンタクト電極２４ａおよび第２コンタクト電極２６ａを被覆する。保護層２８は、酸化物や窒化物などの誘電体材料から構成され、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、酸化アルミウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化シリコン（ＳｉＮ）などから構成される。保護層２８は、材料の異なる複数の保護層の積層体から構成されてもよい。

【0018】

パッケージ基板１４は、平板形状を有し、接合面１４ａと、裏面１４ｂとを有する。パッケージ基板１４は、接合面１４ａに設けられる第１接合電極３０および第２接合電極３２を備える。パッケージ基板１４は、裏面１４ｂに設けられる第１実装電極３４および第２実装電極３６を備える。第１接合電極３０は、パッケージ基板１４の内部において第１実装電極３４と電気的に接続される。第２接合電極３２は、パッケージ基板１４の内部において第２実装電極３６と電気的に接続される。パッケージ基板１４は、例えば無機材料から構成され、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などのセラミック材料から構成される。

【0019】

半導体発光素子１２は、パッケージ基板１４上にフリップチップ接合される。半導体発光素子１２は、第１接合電極３０および第２接合電極３２に接合される。半導体発光素子１２は、第１接合部３８および第２接合部４０を介してパッケージ基板１４に接合される。第１接合部３８は、アノード電極２４（第１パッド電極２４ｂ）と第１接合電極３０の間に設けられ、アノード電極２４と第１接合電極３０を電気的に接続する。第２接合部４０は、カソード電極２６（第２パッド電極２６ｂ）と第２接合電極３２の間に設けられ、カソード電極２６と第２接合電極３２を電気的に接続する。

【0020】

第１接合部３８および第２接合部４０は、例えば、スタッドバンプである。第１接合部３８および第２接合部４０は、例えば、Ａｕなどの金属ワイヤの先端部を溶融させてボール状にしたものを第１接合電極３０および第２接合電極３２に押しつけることによりそれぞれ形成される。第１接合電極３０および第２接合電極３２に形成された第１接合部３８および第２接合部４０は、例えば超音波接合によってアノード電極２４（第１パッド電極２４ｂ）およびカソード電極２６（第２パッド電極２６ｂ）にそれぞれ接合される。

【0021】

半導体発光素子１２がパッケージ基板１４に接合された状態において、パッケージ基板１４（接合面１４ａ）から透光性基板２０の下面２０ｂまでの高さｈｂは、例えば透光性基板２０の厚さｔよりも小さく、例えば透光性基板２０の厚さの半分ｔ／２よりも小さい。パッケージ基板１４から透光性基板２０の下面２０ｂまでの高さｈｂは、例えば２００μｍ以下、１００μｍ以下、５０μｍ以下または３０μｍ以下である。パッケージ基板１４から透光性基板２０の下面２０ｂまでの高さｈｂは、例えば１０μｍ以上、１５μｍ以上、２０μｍ以上または２５μｍ以上である。

【0022】

半導体発光素子１２がパッケージ基板１４に接合された状態において、パッケージ基板１４（接合面１４ａ）から半導体発光素子１２の上面１２ａ（透光性基板２０の上面２０ａ）までの高さｈａは、例えば１００μｍ以上、２００μｍ以上、３００μｍ以上または４００μｍ以上である。パッケージ基板１４から半導体発光素子１２の上面１２ａまでの高さｈａは、例えば１０００μｍ以下、７００μｍ以下、６００μｍ以下または５００μｍ以下である。

【0023】

被覆部材１６は、パッケージ基板１４上の半導体発光素子１２の上面１２ａを被覆する。被覆部材１６は、透光性基板２０の上面２０ａと接触する。被覆部材１６は、透光性基板２０の側面２０ｃと接触しない。被覆部材１６は、パッケージ基板１４から離れて設けられ、パッケージ基板１４と接触しない。被覆部材１６は、半導体発光素子１２の発光波長において透光性を有する材料から構成される。被覆部材１６は、半導体発光素子１２のピーク発光波長における内部透過率が５０％以上であり、好ましくは７０％以上、８０％以上または９０％以上である。被覆部材１６は、透光性基板２０よりも低屈折率の材料から構成される。被覆部材１６は、例えば、シリコーン樹脂やフッ素樹脂から構成される。被覆部材１６は、樹脂ではなく、石英などの無機材料またはガラス材料から構成されてもよい。被覆部材１６は、例えば蛍光体を含まないように構成される。

【0024】

被覆部材１６は、例えば上に凸となるレンズ形状またはドーム形状を有する。半導体発光素子１２の上面１２ａから被覆部材１６の頂部４２までの高さｈ１は、例えば５０μｍ以上、１００μｍ以上、２００μｍ以上または３００μｍ以上である。半導体発光素子１２の上面１２ａから被覆部材１６の頂部４２までの高さｈ１は、例えば１０００μｍ以下、８００μｍ以下、６００μｍ以下または５００μｍ以下である。透光性基板２０の上面２０ａに透光性を有する低屈折率の被覆部材１６を設けることにより、被覆部材１６を設けない場合に比べて、透光性基板２０から外部に出力される光の取り出し効率を向上できる。

【0025】

図２は、第１実施形態に係る半導体発光装置１０の構成を概略的に示す上面図である。半導体発光装置１０は、保護素子５０をさらに備える。保護素子５０は、半導体発光素子１２をサージ電流や静電気から保護するダイオードであり、例えばツェナーダイオードである。保護素子５０は、パッケージ基板１４の接合面１４ａに接合される。保護素子５０は、例えば第１接合電極３０および第２接合電極３２に接合され、半導体発光素子１２と並列接続される。

【0026】

図２の例において、半導体発光素子１２の上面１２ａは矩形状であり、四つの辺および四つの角部を有する。半導体発光素子１２の上面１２ａは、矩形状ではなく、三角形や六角形、八角形といった四角形とは異なる多角形状を有してもよい。保護素子５０は、例えば、半導体発光素子１２の一つの辺に近接して配置される。

【0027】

被覆部材１６は、半導体発光素子１２の上面１２ａ（つまり、透光性基板２０の上面２０ａ）の全体にわたって設けられる。被覆部材１６が設けられる範囲は、半導体発光素子１２の上面１２ａの面積の８０％以上、８５％以上、９０％以上または９５％以上である。被覆部材１６は、図２の例において、保護素子５０の上面５０ａには設けられない。なお、追加の被覆部材が保護素子５０の上面５０ａに設けられてもよい。保護素子５０の上面５０ａに設けられる追加の被覆部材は、半導体発光素子１２の上面１２ａに設けられる被覆部材１６と一体的に形成されてもよいし、被覆部材１６から分離して形成されてもよい。

【0028】

本実施形態によれば、半導体発光素子１２の上面１２ａに透光性を有する低屈折率の被覆部材１６を設けることにより、被覆部材１６を設けない場合に比べて、半導体発光素子１２から外部に出力される光の取り出し効率を向上できる。半導体発光装置１０の光取り出し効率は、被覆部材１６を設けない場合に比べて、例えば１０％～３０％程度向上させることができる。

【0029】

本実施形態によれば、半導体発光素子１２の上面１２ａのみに被覆部材１６を設けることにより、被覆部材１６の使用量を少なくすることができる。また、被覆部材１６がパッケージ基板１４から離れて設けられるため、被覆部材１６に加わる応力を小さくできる。その結果、被覆部材１６の剥がれやクラックの発生を抑制でき、半導体発光装置１０の信頼性を向上できる。

【0030】

（第２実施形態）
図３は、第２実施形態に係る半導体発光装置１０Ａの構成を概略的に示す断面図である。第２実施形態では、被覆部材１６Ａが透光性基板２０の上面２０ａと接触する上面被覆部６０と、透光性基板２０の側面２０ｃと接触する側面被覆部６２とを備える点で、上述の第１実施形態と相違する。以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を適宜省略する。

【0031】

半導体発光装置１０Ａは、半導体発光素子１２と、パッケージ基板１４と、被覆部材１６Ａとを備える。半導体発光装置１０Ａは、図２に示される保護素子５０をさらに備えてもよい。半導体発光素子１２、パッケージ基板１４および保護素子５０は、第１実施形態と同様に構成されることができる。

【0032】

被覆部材１６Ａは、上面被覆部６０と、側面被覆部６２とを備える。上面被覆部６０は、透光性基板２０の上面２０ａに設けられ、透光性基板２０の上面２０ａと接触する。上面被覆部６０は、透光性基板２０の側面２０ｃと接触しない。上面被覆部６０は、上に凸となるドーム形状を有する。上面被覆部６０は、第１実施形態に係る被覆部材１６と同様に構成されることができる。

【0033】

側面被覆部６２は、透光性基板２０の側面２０ｃに設けられ、透光性基板２０の側面２０ｃと接触する。側面被覆部６２は、例えば、側方に凸となるドーム形状を有する。側面被覆部６２は、透光性基板２０の複数（例えば４つ）の側面２０ｃの少なくとも一つに設けられる。側面被覆部６２は、透光性基板２０の複数（例えば４つ）の側面２０ｃのそれぞれに設けられてもよい。側面被覆部６２は、パッケージ基板１４から離れて設けられ、パッケージ基板１４と接触しない。側面被覆部６２は、第１実施形態に係る被覆部材１６と同様の材料から構成される。側面被覆部６２は、上面被覆部６０と同じ材料から構成されてもよいし、上面被覆部６０とは異なる材料から構成されてもよい。

【0034】

被覆部材１６Ａは、透光性基板２０の上面２０ａと側面２０ｃとの間の角部２０ｄを実質的に被覆しないように形成される。言い換えれば、角部２０ｄにおける被覆部材１６Ａの被覆厚さは、他の部分（上面２０ａや側面２０ｃ）における被覆部材１６Ａの被覆厚さよりも小さい。例えば、被覆部材１６Ａは、上面被覆部６０と側面被覆部６２の間に隙間があるように形成され、上面被覆部６０と側面被覆部６２の間が離れるように形成される。なお、上面被覆部６０と側面被覆部６２とが互いに接触し、角部２０ｄにおける被覆部材１６Ａの被覆厚さが非常に小さくなるように形成されてもよい。

【0035】

本実施形態によれば、透光性基板２０の上面２０ａおよび側面２０ｃに透光性を有する低屈折率の被覆部材１６Ａが設けられるため、半導体発光素子１２から外部に出力される光の取り出し効率をさらに向上できる。本実施形態においても、被覆部材１６Ａがパッケージ基板１４から離れて設けられることにより、被覆部材１６Ａに加わる応力を小さくできる。その結果、被覆部材１６Ａの剥がれやクラックの発生を抑制することができ、半導体発光装置１０Ａの信頼性を向上できる。

【0036】

（第３実施形態）
図４は、第３実施形態に係る半導体発光装置１０Ｂの構成を概略的に示す断面図である。第３実施形態では、被覆部材１６Ｂが透光性基板２０の上面２０ａおよび側面２０ｃの双方と接触する点で、上述の実施形態と相違する。以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を適宜省略する。

【0037】

半導体発光装置１０Ｂは、半導体発光素子１２と、パッケージ基板１４と、被覆部材１６Ｂとを備える。半導体発光装置１０Ｂは、図２に示される保護素子５０をさらに備えてもよい。半導体発光素子１２、パッケージ基板１４および保護素子５０は、第１実施形態と同様に構成されることができる。

【0038】

被覆部材１６Ｂは、透光性基板２０の上面２０ａおよび側面２０ｃの双方と接触するように設けられる。被覆部材１６Ｂは、上に凸となるドーム形状を有する。被覆部材１６Ｂは、透光性基板２０の上面２０ａと側面２０ｃとの間の角部２０ｄを被覆する。角部２０ｄにおける被覆部材１６Ｂの被覆厚さは、側面２０ｃにおける被覆部材１６Ｂの被覆厚さ以上であってもよい。被覆部材１６Ｂは、被覆部材１６Ｂの側面４４がドーム状ではなく、平坦となるように形成される。言い換えれば、被覆部材１６Ｂの側面４４は、透光性基板２０の側面２０ｃと実質的に平行であり、側面２０ｃにおける被覆部材１６Ｂの被覆厚さが実質的に一定である。被覆部材１６Ｂは、第１実施形態と同様の材料で構成されることができる。

【0039】

半導体発光素子１２の上面１２ａから被覆部材１６の頂部４２までの高さｈ１は、例えば１００μｍ以上、２００μｍ以上または３００μｍ以上である。半導体発光素子１２の上面１２ａから被覆部材１６の頂部４２までの高さｈ１は、例えば１０００μｍ以下、８００μｍ以下または５００μｍ以下である。

【0040】

図５は、第３実施形態に係る半導体発光装置１０Ｂの構成を概略的に示す上面図である。図５の例においても、半導体発光素子１２の上面１２ａは矩形状であり、四つの辺および四つの角部を有する。半導体発光素子１２の上面１２ａは、矩形状ではなく、三角形や六角形、八角形といった四角形とは異なる多角形状を有してもよい。保護素子５０は、例えば、半導体発光素子１２の一つの辺に近接して配置される。

【0041】

被覆部材１６Ｂは、図５の例において、保護素子５０の上面５０ａにも設けられ、被覆部材１６Ｂは、保護素子５０の上面５０ａと接触する。被覆部材１６Ｂは、保護素子５０の側面と接触してもよいし、保護素子５０の側面と接触しなくてもよい。図５の例において、被覆部材１６Ｂは、半導体発光素子１２の上面１２ａおよび保護素子５０の上面５０ａにわたって一体的に形成される。これにより、被覆部材１６Ｂが設けられる範囲を広くすることができ、被覆部材１６Ｂの頂部４２の高さｈ１を大きくすることが容易となる。なお、変形例において、被覆部材１６Ｂは、保護素子５０の上面５０ａから離れて設けられてもよく、保護素子５０の上面５０ａと接触しなくてもよい。

【0042】

被覆部材１６Ｂは、半導体発光素子１２の上面１２ａ（つまり、透光性基板２０の上面２０ａ）よりも広い範囲にわたって設けられる。被覆部材１６Ｂが設けられる範囲は、例えば、透光性基板２０の上面２０ａの面積の１０５％以上、１１０％以上、１１５％以上または１２０％以上である。被覆部材１６Ｂが設けられる範囲は、例えば、透光性基板２０の上面２０ａの面積の２００％以下、１５０％以下、１４０％以下または１３０％以下である。

【0043】

本実施形態によれば、透光性基板２０の上面２０ａよりも広い範囲にわたって被覆部材１６Ｂが設けられるため、被覆部材１６Ｂの高さｈ１をより大きくして被覆部材１６Ｂの表面の曲率を大きくすることが容易となる。これにより、半導体発光装置１０Ｂの光取り出し効率をさらに向上できる。本実施形態においても、被覆部材１６Ｂがパッケージ基板１４から離れて設けられることにより、被覆部材１６Ｂに加わる応力を小さくできる。その結果、被覆部材１６Ｂの剥がれやクラックの発生を抑制することができ、半導体発光装置１０Ｂの信頼性を向上できる。

【0044】

（第４実施形態）
図６は、第４実施形態に係る半導体発光装置１０Ｃの構成を概略的に示す上面図である。第４実施形態では、被覆部材１６Ｃが球状に形成される点で、上述の実施の形態と相違する。以下、第４実施形態について、第３実施形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を適宜省略する。

【0045】

半導体発光装置１０Ｃは、半導体発光素子１２と、パッケージ基板１４と、被覆部材１６Ｃとを備える。半導体発光装置１０Ｃは、図２または図５に示される保護素子５０をさらに備えてもよい。半導体発光素子１２、パッケージ基板１４および保護素子５０は、第１実施形態と同様に構成されることができる。

【0046】

被覆部材１６Ｃは、透光性基板２０の上面２０ａおよび側面２０ｃの双方と接触するように設けられる。被覆部材１６Ｃは、上方に凸となるドーム形状および側方に凸となるドーム形状を有する。被覆部材１６Ｃは、全体として球形状またはボール形状を有する。被覆部材１６Ｃは、透光性基板２０の角部２０ｄを被覆するように形成される。被覆部材１６Ｃは、被覆部材１６Ｃの幅（高さ方向に直交する大きさ）が最大となる箇所４６が透光性基板２０の上面２０ａと下面２０ｂの間に位置するように形成される。被覆部材１６Ｃは、第１実施形態と同様の材料で構成されることができる。

【0047】

本実施形態によれば、図３に示される第２実施形態に比べて、被覆部材１６Ｃの表面の曲率をさらに大きくすることができ、半導体発光装置１０Ｃの光取り出し効率をさらに向上させることができる。

【0048】

（第５実施形態）
図７は、第４実施形態に係る半導体発光装置１０Ｄの構成を概略的に示す上面図である。半導体発光装置１０Ｄは、パッケージ基板１４上の半導体発光素子１２の周囲に設けられる枠体１８をさらに備える点で、上述の実施形態と相違する。以下、第５実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を適宜省略する。

【0049】

半導体発光装置１０Ｄは、半導体発光素子１２と、パッケージ基板１４と、被覆部材１６と、枠体１８とを備える。半導体発光装置１０Ｄは、図２に示される保護素子５０をさらに備えてもよい。半導体発光素子１２、パッケージ基板１４、被覆部材１６および保護素子５０は、第１実施形態と同様に構成されることができる。

【0050】

枠体１８は、パッケージ基板１４上の半導体発光素子１２の周囲に設けられる。枠体１８は、例えばパッケージ基板１４の外周に沿って、パッケージ基板１４の全周にわたって設けられる。枠体１８は、パッケージ基板１４の外周から離れて設けられてもよく、パッケージ基板１４の外周よりも内側にずれた位置に設けられてもよい。枠体１８は、例えばパッケージ基板１４と同じ材料で形成され、パッケージ基板１４と一体的に成型される。枠体１８は、パッケージ基板１４とは異なる材料で形成されてもよい。枠体１８は、パッケージ基板１４とは別体として成型されてもよく、任意の接合材料によってパッケージ基板１４の接合面１４ａに接合されてもよい。

【0051】

枠体１８は、上面１８ａを有する。枠体１８の上面１８ａは、例えば平坦面である。枠体１８の上面１８ａの高さｈ２は、例えば２００μｍ以上、３００μｍ以上、４００μｍ以上または５００μｍ以上である。枠体１８の上面１８ａの高さｈ２は、例えば１５００μｍ以下、１２００μｍ以下、１０００μｍ以下または８００μｍ以下である。

【0052】

枠体１８の上面１８ａの高さｈ２は、例えば、半導体発光素子１２の上面１２ａの高さｈａよりも大きい。枠体１８の上面１８ａの高さｈ２は、例えば、透光性基板２０の下面２０ｂの高さｈｂよりも大きく、透光性基板２０の上面２０ａの高さｈａよりも大きい。枠体１８の上面１８ａの高さｈ２は、例えば、被覆部材１６の頂部４２の高さｈ３（ｈ１＋ｈａ）以下である。枠体１８の上面１８ａの高さｈ２は、被覆部材１６の頂部４２の高さｈ３より大きくてもよい。枠体１８の上面１８ａの高さｈ２は、半導体発光素子１２の上面１２ａの高さｈａより小さくてもよい。枠体１８の上面１８ａの高さｈ２は、透光性基板２０の下面２０ｂの高さｈｂより小さくてもよい。

【0053】

被覆部材１６は、枠体１８から離れて設けられ、枠体１８と接触しない。

【0054】

本実施形態によれば、パッケージ基板１４の上に枠体１８が設けられる場合であっても、被覆部材１６が枠体１８から離れて設けられるため、被覆部材１６と枠体１８が接触する場合に比べて、被覆部材１６に加わる応力を小さくできる。その結果、被覆部材１６の剥がれやクラックの発生を抑制でき、半導体発光装置１０の信頼性を向上できる。

【0055】

第５実施形態に係る枠体１８は、第１実施形態のみならず、第２実施形態、第３実施形態または第４実施形態に適用されてもよい。

【0056】

以上、本発明を実施形態にもとづいて説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。

【0057】

以下、本発明のいくつかの態様について説明する。

【0058】

本発明の第１の態様は、パッケージ基板と、前記パッケージ基板に接合するアノード電極およびカソード電極と、前記アノード電極および前記カソード電極上の半導体層と、前記半導体層上の透光性基板とを備える半導体発光素子と、前記透光性基板の上面と接触し、上に凸となるドーム形状を有し、前記半導体発光素子の発光波長において透光性を有し、前記透光性基板よりも低屈折率であり、前記パッケージ基板と接触しない被覆部材と、を備える半導体発光装置である。第１の態様によれば、透光性基板の上面に透光性を有する低屈折率の被覆部材を設けることにより、半導体発光装置の光取り出し効率を向上させることができる。被覆部材がパッケージ基板から離れて設けられるため、被覆部材が他の部材と接触することによって被覆部材に加わる応力を小さくすることができ、被覆部材の剥がれやクラックの発生を抑制できる。これにより、半導体発光装置の信頼性を向上できる。

【0059】

本発明の第２の態様は、前記被覆部材は、前記透光性基板の側面と接触する、第１の態様に記載の半導体発光装置である。第２の態様によれば、低屈折率の被覆部材を透光性基板の側面にも接触させることにより、透光性基板の側面からの光の取り出し効率を向上させることができる。

【0060】

本発明の第３の態様は、前記パッケージ基板上に接合される保護素子をさらに備え、前記被覆部材は、前記保護素子と接触しない、第１または第２の態様に記載の半導体発光装置である。第３の態様によれば、被覆部材が保護素子と接触することによって被覆部材に加わる応力の影響を排除することができ、被覆部材の剥がれやクラックの発生を抑制できる。これにより、半導体発光装置の信頼性を向上できる。

【0061】

本発明の第４の態様は、前記パッケージ基板上に接合される保護素子をさらに備え、前記被覆部材は、前記保護素子の上面と接触する、第１または第２の態様に記載の半導体発光装置である。第４の態様によれば、被覆部材を保護素子と接触させることによって被覆部材の形成範囲を広くすることができる。これにより、半導体発光装置の光取り出し効率を向上させることができる。

【0062】

本発明の第５の態様は、前記パッケージ基板上の前記半導体発光素子の周囲に設けられる枠体をさらに備え、前記被覆部材は、前記枠体と非接触である、第１から第４のいずれか一つの態様に記載の半導体発光装置である。第５の態様によれば、パッケージ基板に枠体が設けられる場合に、被覆部材が枠体と接触することによって被覆部材に加わる応力の影響を排除することができ、被覆部材の剥がれやクラックの発生を抑制できる。これにより、半導体発光装置の信頼性を向上できる。

【0063】

１０…半導体発光装置、１２…半導体発光素子、１２ａ…上面、１４…パッケージ基板、１６…被覆部材、１８…枠体、２０…透光性基板、２０ａ…上面、２０ｂ…下面、２２…半導体層、２４…アノード電極、２６…カソード電極、２８…保護層、４２…頂部、５０…保護素子。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】