光学半导体装置及其制造方法_2

文档序号:8300517阅读:来源:国知局
5的折射率的甲基苯基娃(methyl phenyl silicone) ο除了甲基苯基娃,包括在接合层3中的树脂可以是具有例如二甲基娃(dimethyl silicone)的另一成分的娃树脂。在发光层2发出的光具有蓝光或紫外线波长的情况下,采用硅树脂是有利的,因为硅树脂对蓝光和紫外线具有尚耐久性。
[0048]另一方面,在发光层2发出的光的亮度低或没有因蓝光发生退化的情况下,可以使用适于本申请的树脂作为接合层3的材料,例如环氧树脂、环氧树脂和硅树脂的混合树月旨、聚氨酯树脂等。
[0049]透明层5对于从发光层2发出的光是透明的。透明层5可以由无机材料或有机材料制成。无机材料例如可包括例如玻璃、石英、氧化铝等的各种氧化物、例如氮化硅等的各种氮化物、例如氟化镁等的各种氟化物。有机材料可包括例如丙烯基树脂、环氧树脂、聚碳酸酯树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、硅树脂,等等。
[0050]透明层5的厚度例如可为大约200微米。透明层5的材料不限于透明材料;只要它足以传输发光层2发出的光。换言之,只要透明层5的材料不完全吸收或反射发光层2发出的光就行。
[0051]通过设置透明层5,可以提高光萃取效率(light extract1n efficiency),因为可以减小第一半导体层2a的折射率和空气折射率之间的差异。换言之,通过将透明层5的折射率设置在第一半导体层2a的折射率和空气折射率之间,可以抑制发光层2发出的光在发光层2的光萃取表面处的总内部反射。因此,可以增加发光层2发出的光至外部(进入空气)的萃取效率。
[0052]从这一方面看,更期望透明层5由折射率在1-2范围内的透明材料形成。
[0053]正如下面使用特定实例详细描述的那样,透明层5可具有改变光传播方向的效应,例如透镜效应和/或折射效应。由此,可以调整发光层2发出的光的发射角。
[0054]折射层6由例如Ag、Al等金属制成。折射层6的厚度例如为0.3微米。折射层6设置在发光层2的第二半导体层2b的下表面(参见图1A和1B)的整个区域(第一区域)中。特别地,Ni/Au的接触电极(未示出)由例如Ni/Au的金属形成在第二半导体层2b的下表面上,具有0.1微米/0.1微米的厚度;而折射层6形成于其上,具有0.3微米的厚度。
[0055]第一电极7a由例如Ni/Au的金属形成,具有0.1微米/0.1微米的厚度。第一电极7a的厚度为例如0.2微米。例如,在发光层2 (见图1B)的第一半导体层2a的下表面(见图1A)的暴露区域(第二区域)上,第一电极7a设置为直径100微米的圆形结构。
[0056]每个第二电极7b也由例如Ni/Au的金属形成,具有0.1微米/0.1微米的厚度。每个第二电极7b的厚度为例如0.2微米。第二电极7b以例如直径100微米的圆形结构形成在反射层6的下表面(见图1A)上,间距200微米(见图1B)。
[0057]第一金属柱8a由例如Cu等金属形成为圆柱状结构。第一金属柱8a的高度约为例如100微米,其直径为例如100微米。第一金属8a被配置为向第一电极7a传导电流。第一电极7a和第一金属柱8a的结构可适当地改变。
[0058]每个第二金属柱8b由例如Cu等金属形成为圆柱状结构。第二金属柱8b的高度约为例如100微米,其直径为例如100微米。第二金属柱8b被配置为向第二电极7b传导电流。与第二电极7b的沉积类似,第二金属柱8b以例如200微米的间距设置(参见图2A和2B)。第二电极7b和第二金属柱8b的结构可适当地改变。
[0059]绝缘层9由例如S12的绝缘材料形成,用作钝化膜(保护膜)。绝缘层9的厚度例如是0.3微米。绝缘层9完全覆盖发光层2至其端部,并阻止电流流向外部,除非通过第一电极7a和第二电极7b。因此,可以防止由安装焊料蠕升引起的短路等。
[0060]密封层10由例如热固性树脂形成。与每个金属柱8a和8b类似,密封层10的厚度约为100微米。密封层10设置在绝缘层9的整个表面上,以密封第一金属柱8a和每个第二金属柱8b,而让第一金属柱8a的端部和每个第二金属柱8b的端部暴露在外。由此,第一金属柱8a和每个第二金属柱8b的外围表面完全被密封层10覆盖。
[0061]密封层10还覆盖发光层2的侧表面。换言之,如图1A所不,位于第一主表面Ml和第二主表面M2之间的发光层2的侧表面被密封层10覆盖,绝缘层9插置在其间。这种结构不仅可应用在该实施例中,而且同样可应用在下面参照图2A-20D所要描述的所有实施例中。如果密封层10是由能够屏蔽发光层2发出的光的材料形成,那么通过将发光层2的侧表面用密封层10覆盖,可以防止从发光层2侧表面漏光。
[0062]尽管绝缘层9被设置为完全覆盖发光层2直至其端部,但是实施例并不限于此。例如,密封层10可以设置在绝缘层9上方,以完全覆盖发光层2直至其端部。这样,同样也可以防止由安装焊料蠕升引起的短路等,因为除通过第一电极7a和每个第二电极7b外,电流被阻止流向外部。
[0063]第一金属层Ila和每个第二金属层Ilb由例如Ni/Au的金属形成,具有1.0微米/0.1微米的厚度。第一金属层Ila设置在第一金属柱8a的端部,即第一金属柱8a的暴露部分。第二金属层Ilb分别设置在第二金属柱Sb的端部,即第二金属柱Sb的暴露部分。第一金属层Ila具有与第一电极7a相同的圆形结构,第二金属层Ilb具有与第二电极7b相同的圆形结构(参见图1B)。
[0064]当向该发光半导体装置IA上的第一金属柱8a和每个第二金属柱8b施加电压时,电势就从第一金属柱8a施加至第一半导体层2a上,电势从每个第二金属柱Sb施加至第二半导体层2b,并且光就从插置在第一半导体层2a和第二半导体层2b之间的活性层2c辐射出来。辐射出的光的一部分穿透透明层5,并从透明层5的前表面照原来的样子射出;另一部分被反射层6反射,穿过透明层5,并从透明层5的前表面射出。
[0065]根据该实施例的结构,装置的构造被简化了 ;并且可以获得具有与发光层2的平面表面积相同尺寸的小型光学半导体装置1A。此外,成本可以得以抑制,因为当使用常规的半导体制造设备可以制造和生产时,不必执行模制和安装过程、连接过程,等等。
[0066]通过在发光层2上形成透明层5,可以增加光的萃取效率,因为可以降低发光层2和空气之间的折射率的差异。根据该实施例的结构,即使在将具有与发光层2相同的平面表面积的光学半导体装置IA安装至玻璃环氧树脂衬底的情况下,通过金属柱8a和Sb,也可以减小玻璃环氧树脂衬底(即通用布线衬底)和发光层2之间的热膨胀线性系数的差别。所以,当安装光学半导体装置IA时,可以确保可靠性。
[0067]根据如上所述的本发明的第一实施例,通过在发光层2上设置透明无机物质或有机物质作为透明层5,在发光层2的第一电极7a上设置第一金属柱8a,在发光层2的每个第二电极7b上设置第二金属柱Sb,以及在发光层2上设置密封层10以密封第一金属柱8a和第二金属柱8b,获得上述结构的光学半导体装置1A。
[0068]根据该光学半导体装置1A,如果透明层5由例如硅树脂等无机物质形成,则可以阻止寿命的缩短,因为防止了由发光层2发出的光(尤其是蓝光)引起的透明层5的退化。而且可以实现成本降低,因为通过简化装置结构降低了制造成本。此外,光学半导体装置IA可以降低至与普通光学半导体元件大致相同的尺寸,因为通过简化装置结构,装置的平面尺寸可以与发光层2的平面表面积大致相同。
[0069]根据该实施例,还可以提供具有光学功能的透明层5。
[0070]图2A和2B为示意图,示出了该实施例的第二个特定实例。也就是,图2A为这个特定实例光学半导体装置的截面图;图2B是从Z方向看时半导体装置的平面图。图2A示出了沿着图2B的线A-A的截面。
[0071]在该特定实例中,凸型结构的透镜5a形成在透明层5的光萃取表面上。因此,获得发光层2发出的光的光浓度效应(light concentrat1n effect)。
[0072]图3A和3B为示意图,示出了该实施例的第三个特定实例。即图3A是该特定实例的光学半导体装置的截面图;图38是从Z方向观察时光学半导体装置的平面图。图3A示出了沿着图3B中A-A线的截面。
[0073]在该特定实例中,凹型结构的透镜5b形成在透明层5的光萃取表面上。因此,还可以扩散发光层2发出的光以控制光的分布特性。
[0074]图4A和4B为示意图,示出了该实施例的第四个特定实例。即,图4A是该特定实例的光学半导体装置的截面图;图48是从Z方向观察时光学半导体装置的平面图。图4A示出了沿着图4B中A-A线的截面。
[0075]在该特定实例中,多个凸型结构的透镜5a形成在透明层5的光萃取表面上。因此,还可以使发光层2发出的光以多个会聚光束的形式发出。
[0076]图5A和5B为示意图,示出了该实施例的第五个特定实例。即,图5A是该特定实例的光学半导体装置的截面图;图58是从Z方向观察时光学半导体装置的平面图。图5A示出了沿着图5B中A-A线的截面。
[0077]在该特定实例中,菲涅耳透镜5c形成在透明层5的光萃取表面上。通过形成菲涅耳透镜5c,通过使用薄透明层5聚集发光层2发出的光,可以控制光的分布特性。
[0078]根据该实施例,借助接合层3,透明层5被接合至发光层2上。也就是说,预先将透明层5形成为独立部件是容易的。因此,以低成本制造包括具有多种透镜结构的透明层5的光学半导体装置是可能的,所述多种透镜结构例如是参照图2A-5B描述的那些结构或获得其它多种光分布特性的其它结构。
[0079]第二实施例
[0080]现在将参照图6描述本发明的第二实施例。主要将描述本实施例与第一实施例不同的部分。本实施例与针对第一实施例所描述的部分类似的部分用相同的附图标记表示,且适当地省略了对它们的描述。
[0081]图6是示出了根据本实施例的光学半导体装置的示意性结构的截面图并且是与图1A对应的截面图。
[0082]在本实施例中,透明层5直接设置在发光层2上。也就是,透明层5形成在发光层2上,没有接合层3(参照图1A和1B)插置在其间。
[0083]这样一种结构通过用例如树脂形成透明层5来实现。例如,在固化之前,将树脂材料涂敷到发光层2的第一主表面Ml上。接着,利用热量、UV(紫外线辐射)等固化树脂材料。由此,透明层5可以直接形成在发光层2上。
[0084]或者,通过例如旋涂的方法涂敷液态玻璃以及对液态玻璃进行固化,可以将透明层5形成在发光层2的第一主表面Ml上。
[0085]根据本实施例,除了以上描述的关于第一实施例的各种操作效果,通过接合层3还可以抑制光的吸收、散射等,并进一步增加光的萃取效率。
[0086]由于接合层3的形成过程可以从制造过程中省略,所以可以缩短过程、降低成本。
[0087]在本实施例中,也可以提供具有以上参照图2A-5B描述的各种光学功能的透射层5。例如在使用与例如凸透镜、凹透镜、菲涅耳透镜等指定结构对应的模制模板来控制发光层2的第一主表面Ml
当前第2页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1