氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置。氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置具備氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件(3)、和容納氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件(3)的封裝件(10)。封裝件(10)具有：具有開口部(11c)的基臺(11)、與基臺(11)一起構(gòu)成容納氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件(3)的容納空間的蓋罩(30)、通過開口部(11c)并與氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件(3)電連接的引線管腳(14a、14b)、以及被填埋入開口部(11c)并將基臺(11)與引線管腳(14a、14b)絕緣的絕緣部件(17a、17b)。絕緣部件(17a、17b)的至少與容納空間面對的部分由不包含Si-O鍵的第1絕緣材料構(gòu)成。
【專利說明】氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]作為激光顯示器或投影儀等圖像顯示裝置的光源、激光焊接裝置、激光劃線裝置、薄膜的退火裝置等工業(yè)用加工裝置的光源用途，正在大肆開發(fā)利用了半導(dǎo)體激光器元件等氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置。這些氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的出射光是波長從紫外光到藍(lán)色光、其光輸出超過I瓦特的能量非常大的光。
[0003]關(guān)于搭載半導(dǎo)體激光器元件的封裝件的構(gòu)造，提出了各種各樣的類型。例如，專利文獻(xiàn)I中公開了被稱為引線框型的封裝件構(gòu)造。該封裝件通過將由金屬構(gòu)成的引線框樹脂模制來準(zhǔn)備電氣布線，但半導(dǎo)體激光器元件相對于外部氣體而言并非完全地被氣密密封。對此，專利文獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)3、專利文獻(xiàn)4及專利文獻(xiàn)5中公開了相對于外部氣體而將半導(dǎo)體激光器元件氣密地密封的封裝件構(gòu)造。例如專利文獻(xiàn)2中公開了所謂的被稱為蝶形閥型的封裝件構(gòu)造，即對覆蓋半導(dǎo)體激光器的金屬部件與絕緣部件使用熱膨脹系數(shù)為同等程度的材料，由此使得氣密密封容易的匹配密封型的構(gòu)造。另一方面，例如專利文獻(xiàn)3、專利文獻(xiàn)4及專利文獻(xiàn)5所公開的所謂的CAN型封裝件構(gòu)造是用于電氣布線的引線管腳及其周邊的絕緣部件(玻璃)因熱膨脹系數(shù)差而受到金屬的固定體的壓縮應(yīng)力，由此保持氣密的壓縮密封型的構(gòu)造。
[0004]雖然如上所述那樣存在各種各樣的封裝件構(gòu)造，但氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的封裝件因為存在于外部氣體中的有機物會使得氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的特性劣化而期望為氣密型的封裝件。因此，對于近年來正在開發(fā)的光輸出超過I瓦特的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置而言，主要采用CAN類型的氣密型封裝件構(gòu)造。然而，該類型的封裝件構(gòu)造需要用于提高散熱性、可靠性的工時。
[0005]以下，利用圖14對專利文獻(xiàn)5所述的現(xiàn)有的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的構(gòu)造進(jìn)行說明。氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置1000由被安裝在基座1106上的半導(dǎo)體激光器元件1101與CAN封裝件1102構(gòu)成。CAN封裝件1102由用于將半導(dǎo)體激光器元件1101固定于給定位置的固定體1103、以及覆蓋已被固定于固定體1103的半導(dǎo)體激光器元件1101的蓋罩1104構(gòu)成。固定體1103為圓盤狀的形狀，該固定體1103的一主面具備柱體1105。由Si或AlN構(gòu)成的基座1106通過Ag糊膏而被安裝在柱體1105上。波長405nm波段的半導(dǎo)體激光器元件1101通過AuSn等焊料而被安裝在基座1106上。在固定體1103設(shè)置由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的引線管腳1107a、1107b、1107c。引線管腳1107a與柱體1105電連接，引線管腳1107b、1107c通過導(dǎo)線1108而被連接至基座1106或者半導(dǎo)體激光器1101。進(jìn)而，在引線管腳1107b、1107c與固定體1103之間設(shè)置由低熔點玻璃構(gòu)成的絕緣隔離物(未圖示)。另一方面，蓋罩1104具有一個開口被堵住的圓筒形狀，固定體1103被貼合在開口側(cè)，在相反側(cè)設(shè)置有用于將從半導(dǎo)體激光器元件1101出射的激光取出的的光取出部1109。該光取出部1109具有圓形的形狀，且利用由以透過率高的熔融石英為母材的玻璃構(gòu)成的密封玻璃1110來覆蓋該光取出部1109。通過該構(gòu)成，能夠?qū)⒁€管腳1107b、1107c與固定體1103電絕緣，容易地從引線管腳向半導(dǎo)體激光器元件1101供電，并且防止大氣進(jìn)入CAN封裝件1102內(nèi)。
[0006]這種封裝件構(gòu)造為了使散熱性提高，期望由既維持氣密性而導(dǎo)熱率又盡量高的材料構(gòu)成。為此，作為搭載氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的柱體或底座的材料，提出利用導(dǎo)熱率高的鐵或銅。再有，專利文獻(xiàn)4為了防止作為心柱的材料而利用了銅的情況下產(chǎn)生的氣密性的下降，提出由熱膨脹系數(shù)不同的多種玻璃來構(gòu)成絕緣部件的方法。
[0007]另一方面，關(guān)于可靠性提高，專利文獻(xiàn)5中說明了:在將上述的半導(dǎo)體封裝件構(gòu)造應(yīng)用于405nm波段的半導(dǎo)體激光器元件的情況下，在光出射端面生成堆積物，半導(dǎo)體激光器的特性劣化?，F(xiàn)有的封裝件構(gòu)造中，在利用了 Ag糊膏等有機物粘接劑的情況下，從該有機物粘接劑產(chǎn)生包含Si有機化合物氣體的揮發(fā)氣體，因此揮發(fā)氣體以一定的蒸汽壓而存在于封裝件內(nèi)。若從半導(dǎo)體激光器元件向揮發(fā)氣體照射激光，則通過光能而將Si有機化合物氣體分子的偶合切斷，因此Si與O的化合物堆積于封裝件內(nèi)。在405nm波段的I個光子的能量(約3.0eV)下，分解反應(yīng)的反應(yīng)概率非常小?？墒?，專利文獻(xiàn)5中有以下說明:通過2光子吸收過程所代表的多光子吸收過程，會產(chǎn)生Si有機化合物氣體的分解。光強度越高，則多光子吸收過程越容易產(chǎn)生，因此在光強度最高的半導(dǎo)體激光器元件的光出射端面容易產(chǎn)生Si有機化合物氣體的分解。因此，在光出射端面，Si有機化合物氣體的分解被促進(jìn)，進(jìn)行Si與O的化合物的堆積。專利文獻(xiàn)5中，作為抑制這種堆積物引起的半導(dǎo)體激光器元件的特性劣化的方法，記載了在基座與固定體的連接中使用不包含有機物的粘接劑的手法、或?qū)⑺褂玫挠袡C物粘接劑的量限制為某值以下的手法。
[0008]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)I JP特開2005-354099號公報
[0011]專利文獻(xiàn)2 JP特開平7-335966號公報
[0012]專利文獻(xiàn)3 JP特開2009-135235號公報
[0013]專利文獻(xiàn)4 JP特開2001-326002號公報
[0014]專利文獻(xiàn)5 JP特開2004-289010號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明所要解決的課題
[0016]然而，在利用了上述現(xiàn)有的封裝件的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，本申請發(fā)明人們確認(rèn)了:在利用了光輸出超過I瓦特的半導(dǎo)體激光器時，即便在半導(dǎo)體封裝件未利用有機粘接劑的情況下，在光出射端面也會有Si化合物堆積，由此產(chǎn)生特性劣化。
[0017]本申請的目的在于，在對氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件進(jìn)行了氣密密封的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置中抑制氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的特性劣化。
[0018]用于解決課題的手段
[0019]本申請的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置具備:氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件；和封裝件，其容納所述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，封裝件具有:基臺，其保持氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，并具有開口部；蓋罩，其被固定于基臺，與基臺一起構(gòu)成容納氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的容納空間；引線管腳，其通過開口部，并與氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件電連接；和絕緣部件，其被填埋入開口部，將基臺與引線管腳絕緣，絕緣部件的至少與容納空間面對的部分由不包含S1-O鍵的第I絕緣材料構(gòu)成。
[0020]根據(jù)該構(gòu)成，可抑制包含Si的脫離氣體侵入封裝件內(nèi)，因此可以抑制氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的特性劣化。
[0021]本申請的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，優(yōu)選第I絕緣材料為樹脂。
[0022]根據(jù)該構(gòu)成，可以容易地形成絕緣部件。
[0023]本申請的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，優(yōu)選第I絕緣材料的耐熱溫度為300°C以上。
[0024]根據(jù)該構(gòu)成，在半導(dǎo)體激光器的安裝工序中能抑制高溫引起的絕緣材料的劣化，因此可抑制脫離氣體的侵入。
[0025]本申請的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，第I絕緣材料可以是聚酰亞胺。
[0026]根據(jù)該構(gòu)成，可抑制包含Si的脫離氣體侵入封裝件內(nèi)，因此可以抑制氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的特性劣化。
[0027]本申請的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，絕緣部件可以包括:第I絕緣部件，其由第I絕緣材料構(gòu)成；和第2絕緣部件，其由玻璃構(gòu)成，第I絕緣部件在容納空間側(cè)覆蓋第2部件。
[0028]本申請的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，開口部可以包括:第I部分，其設(shè)置在容納空間側(cè)；和第2部分，其直徑比第I部分小，第I絕緣部件被填埋入第I部分，第2絕緣部件被填埋入第2部分。
[0029]根據(jù)該構(gòu)成，可簡化氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造工序。
[0030]本申請的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，優(yōu)選基臺由無氧銅構(gòu)成。
[0031]根據(jù)該構(gòu)成，可以提高氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的散熱性。
[0032]發(fā)明效果
[0033]根據(jù)本申請的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置，在已將氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件氣密密封的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置中能抑制氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的特性劣化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1A是第I實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的立體圖
[0035]圖1B是第I實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的分解立體圖
[0036]圖2A是第I實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的Ia-1a線處的剖視圖
[0037]圖2B是第I實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的Ib-1b線處的剖視圖
[0038]圖3A是表示第I實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法的一道工序的圖
[0039]圖3B是表示第I實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法的一道工序的圖
[0040]圖3C是表示第I實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法的一道工序的圖
[0041]圖3D是表示第I實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法的一道工序的圖
[0042]圖3E是表示第I實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法的一道工序的圖
[0043]圖4是表示第I實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置及比較例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的評價結(jié)果的表
[0044]圖5A是表示比較例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的連續(xù)動作時的光輸出的圖
[0045]圖5B是表示第I實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的連續(xù)動作時的光輸出的圖
[0046]圖6A是表示構(gòu)成屏蔽部件的材料的特性的表
[0047]圖6B是對屏蔽部件的形成方法進(jìn)行比較的表
[0048]圖6C是對構(gòu)成粘接層的材料進(jìn)行比較的表
[0049]圖7是第I實施例的變形例I涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的剖視圖
[0050]圖8是第I實施例的變形例2涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的剖視圖
[0051]圖9是第2實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的剖視圖
[0052]圖10是表示第2實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法的一道工序的圖
[0053]圖1lA是第3實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的分解立體圖
[0054]圖1lB是第3實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的剖視圖
[0055]圖12A是第4實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的分解立體圖
[0056]圖12B是第4實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的局部的立體圖
[0057]圖12C是第4實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的局部的俯視圖
[0058]圖13A是第4實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的剖視圖
[0059]圖13B是第4實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的局部的剖視圖
[0060]圖14是對現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明的圖

【具體實施方式】
[0061](第I實施例)
[0062]參照圖1?8來說明第I實施例。圖1A是本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的立體圖，圖1B是為了對氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明而從封裝件10將蓋罩30分解的立體圖。再有，圖2A及圖2B是用于詳細(xì)地說明本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的構(gòu)成及動作的示意性剖視圖。圖3A?圖3E是對本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法進(jìn)行說明的圖。圖4是表示第I實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置及比較例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的評價結(jié)果的圖。圖5A是表示圖4示出的比較例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的連續(xù)動作時的光輸出的時間依存性的圖，圖5B是表示本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的連續(xù)動作時的光輸出的時間依存性的圖。圖6A是表示本實施例所采用的屏蔽材料的一覽的圖。圖6B是表示在本實施例中進(jìn)行比較討論的加工方法的一覽的圖。圖6C是對在本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置中采用的粘接層的材料進(jìn)行比較的圖。
[0063]如圖1A的立體圖及圖1B的分解立體圖所示，本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置I是所謂的被稱為CAN類型的封裝件類型。隔著基座6而將氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3固定粘接于封裝件10的柱體11b，然后將蓋罩30固定于封裝件10的基臺11，由此氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置I被氣密密封在被蓋罩30與基臺11圍起來的空間(容納空間)內(nèi)。
[0064]圖2A及圖2B表示氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置I被固定夾具50及按壓夾具51從前后固定的樣子，圖2A是相當(dāng)于圖1A的Ia-1a線處的剖面的圖、圖2B是相當(dāng)于圖1A的Ib-1b線處的剖面的圖。封裝件10由基臺11、用于電連接的引線管腳14a、14b及接地引線管腳15、以及用于將基臺11與引線管腳14a、14b電分離的絕緣部件17a、17b構(gòu)成。絕緣部件17a、17b由作為第I絕緣部件的屏蔽部件19a、以及用于將引線管腳14a、14b固定于基臺11且作為第2絕緣部件的玻璃環(huán)18a、18b構(gòu)成。屏蔽部件19a覆蓋玻璃環(huán)18a、18b?；_11由圓盤狀的底座11a、形成于底座Ila的主面且用于固定氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3的柱體lib、用于將蓋罩30固定到底座Ila的焊接臺lid、以及對焊接臺Ild與底座Ila進(jìn)行粘接的粘接層Ile構(gòu)成。再有，為了在底座Ila上設(shè)置引線管腳而形成了開口部11c。此時底座Ila及柱體Ilb優(yōu)選由導(dǎo)熱率高的鐵(Fe)、銅(Cu)或其合金等構(gòu)成。具體是，本實施例中底座Ila及柱體Ilb利用由導(dǎo)熱率高的無氧銅一體地成型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在此，焊接臺Ild例如由Fe:Ni合金(例如42合金)或科瓦鐵鎳鈷合金等構(gòu)成,粘接層Ile例如由銀焊劑等構(gòu)成。再有，玻璃環(huán)18a、18b由在硅氧化物(S12或S1x)中添加了氧化鋇等修飾氧化物的低熔點玻璃構(gòu)成，屏蔽部件19a、19b例如由聚酰亞胺(Polyimide)樹脂等氣體阻礙性高且具有耐熱性(Heat resistance)但不包含Si_0鍵的絕緣材料構(gòu)成。接地引線管腳15通過焊接或銀焊而被固定到底座11a，接地引線管腳15及底座Ila被電連接。另外，封裝件表面為了防止氧化，例如通過N1、Au鍍層來覆蓋。
[0065]如圖2B所示，在如上所述構(gòu)成的基臺11的柱體11b，例如隔著由SiC陶瓷或AlN陶瓷構(gòu)成的基座6而將氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3固定粘接到柱體Ilb的安裝面。此時，在氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3的構(gòu)成中，例如在η型GaN的基板上通過結(jié)晶生長技術(shù)而層疊:例如由η型的緩沖層、η型包覆層、η型引導(dǎo)層的層疊構(gòu)造構(gòu)成的第I氮化物半導(dǎo)體層、例如由InGaN與GaN的多重量子阱構(gòu)成的發(fā)光層、以及例如由P型的引導(dǎo)層與P型包覆層的層疊構(gòu)造構(gòu)成的第2氮化物半導(dǎo)體層。進(jìn)而，在其上下面形成例如由包含Pd、Pt、T1、N1、Al、W、Au等中的任意金屬的金屬多層膜構(gòu)成的電極，例如利用作為Au(70% )Sn(30% )焊料的粘接層5而被固定粘接到基座6。此時，在基座6的上下面例如形成Ti/Pt/Au的金屬多層膜，通過上述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3與粘接層5而被固定粘接，并且例如通過作為Au (70% )Sn(30% )焊料的粘接層7而將基座6固定粘接于柱體lib。此外，在氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3的前方方向及后方方向的端面上，為了控制反射率而形成由電介質(zhì)多層膜構(gòu)成的后方端面膜及前方端面膜(未圖示)。該電介質(zhì)多層膜例如由AlN、BN、SiN等氮化膜、和Si02、A1203、Zr02、AlON等氧化膜或氧氮化膜形成。
[0066]對于氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3而言，一個電極面與引線管腳14a通過金屬導(dǎo)線40a而被電連接，另一個電極面經(jīng)由基座6表面的金屬多層膜而通過金屬導(dǎo)線40b與引線管腳14b電連接。
[0067]如圖2A所示，蓋罩30構(gòu)成為:光透過窗32通過作為低熔點玻璃的接合層33而被固定在例如由科瓦鐵鎳鈷合金(Kovar)、Fe =Ni合金(例如42合金)或鐵構(gòu)成的圓筒狀的金屬蓋罩31上。具體是,金屬蓋罩31具有圓筒部3la、用于固定光透過窗32的窗固定部31b和光取出開口部31d。另一方面，在金屬蓋罩31的封裝件10側(cè)形成向外側(cè)開設(shè)的凸緣部31c，以便能容易地焊接到基臺11。光透過窗32例如在BK7等光學(xué)玻璃的表面上形成有反射防止膜，接合層33例如由低熔點玻璃構(gòu)成。氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3被所述蓋罩30及封裝件10密封,例如通過作為氧與氮的混合氣體的密封氣體45進(jìn)行密封。
[0068]該構(gòu)成中，如圖2A所示，電流61自設(shè)置于外部的電源通過與引線管腳14a、14b連接的布線而向氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3施加，從氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3向主光線70a方向出射例如從波長390nm?500nm的紫外光到藍(lán)光的光、即出射光70。此時，氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3中產(chǎn)生的焦耳熱如圖2B的散熱路徑80所示那樣，按氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3 —基座6 —柱體Ilb —底座Ila進(jìn)行傳遞，通過接觸面55而向作為外部的固定夾具50散熱。
[0069]接著，利用圖3A?E對本實施例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法進(jìn)行說明。本實施例的封裝件10首先利用高溫爐例如在1000°c左右的高溫下使焊接臺IlcU引線管腳14a、14b、接地引線管腳15固定粘接于底座11a。具體是，如圖3A所示，例如通過模具加工將無氧銅形成底座11a、柱體Ilb與開口部Ilc被一體地成型的基臺11。而且，在該基臺配置構(gòu)成粘接層He的銀焊劑的成型品與焊接臺lld，進(jìn)而在開口部Ilc之中依次配置玻璃環(huán)18a、18b與引線管腳14a、14b。然后，利用高溫爐使粘接層lie、玻璃環(huán)18a、18b、及引線管腳14a、14b、接地引線管腳15與底座Ila熔接。
[0070]接下來，如圖3B所示，利用分配器并按照覆蓋玻璃環(huán)18a、18b的方式形成屏蔽部件。具體是，例如利用注射針90將作為構(gòu)成屏蔽部件的聚酰亞胺樹脂的前體的聚酰胺酸(Polyamic acid) 19例如以每次0.1cc的量滴下，以分別覆蓋底座Ila的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置配置側(cè)的玻璃環(huán)18a、18b的表面。此時，滴下聚酰胺酸之前若對封裝件10進(jìn)行O2灰化，則可提高封裝件與聚酰胺酸的潤濕性，因此可以提高屏蔽部件19a、19b與玻璃環(huán)18a、18b及底座Ila的密接性。然后，利用焙燒爐將封裝件例如在180°C的環(huán)境化焙燒大約I小時，使聚酰胺酸進(jìn)行酰亞胺化而生成聚酰亞胺，由此來構(gòu)成屏蔽部件19a、1%。這樣制造具有已形成屏蔽部件19a、19b的絕緣部件17a、17b的封裝件10。
[0071]接著，如圖3C所示，通過在臭氧中以給定的時間對封裝件10的柱體IIb側(cè)進(jìn)行灰化，從而除去包含S1-O鍵的有機物。
[0072]接著，如圖3D所示，將基座6、氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3依次固定粘接到封裝件10的柱體11b，安裝金屬導(dǎo)線40a、40b。具體是，此時基座6利用的是在與柱體Ilb相接的面及搭載氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的面這兩個面上預(yù)先成膜了由Au(70% )Sn(30% )構(gòu)成的粘接層5、7(未圖示)。將該基座6及氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3依次配置于柱體Ilb上，使封裝件10的溫度上升至大約300°C。因為該溫度上升，使形成于基座6的粘接層5、7熔融，以電氣及熱的方式連接柱體Ilb與基座6的金屬多層膜、基座6的金屬多層膜與氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3。此時，雖然屏蔽部件19a、19b被加熱為300°C左右，但本實施例中利用的是上述具有300°C以上的耐熱溫度的聚酰亞胺樹脂，因此不會劣化。之后，例如利用作為Au導(dǎo)線的多個金屬導(dǎo)線40a、40b而電連接氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3與引線管腳14a、14b。
[0073]接著，如圖3E所示，在給定的氣氛下將蓋罩30配置到封裝件10上部，并利用固定臺91a及壓板91b進(jìn)行固定，流過給定的電流，利用突起部3Ie將焊接臺Ild與蓋罩30焊接，由此進(jìn)行氣密密封。另外，此時蓋罩30是利用以下的制造方法來制作的。首先，例如利用科瓦鐵鎳鈷合金等熱膨脹系數(shù)接近玻璃的材料，通過壓力加工在筒狀的金屬蓋罩形成光取出開口部31d及凸緣部31c。同時，在凸緣部31c形成焊接用的突起部31e。接下來，通過例如作為低熔點玻璃的接合層33將光透過窗32固定于窗固定部31b。光透過窗32例如是玻璃，在表面形成有相對于從氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3放射出的光的波長而言反射率低的反射防止膜。
[0074]通過以上的制造方法可以容易地制造本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
[0075]接下來，為了驗證本實施例的效果，實際制作本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置和用于比較的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置，進(jìn)行了特性與長期動作試驗的評價。以下利用圖4及圖5來說明進(jìn)行了比較驗證后的結(jié)果。
[0076]首先，本申請發(fā)明人們制作圖4所示的比較例I?4的4種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置并進(jìn)行長期動作試驗，對特性的變動進(jìn)行了評價。
[0077]關(guān)于封裝件，制作了:作為封裝件的底座的材料利用鋼鐵(Steel)、作為柱體的材料利用無氧銅且并未形成屏蔽部件的封裝件(比較例1、2)、以及與本實施例相同地底座及柱體均利用無氧銅、但未形成屏蔽部件而使玻璃環(huán)露出的封裝件(比較例3、4)。這些分別在基座搭載AlN陶瓷(比較例1、3)與SiC陶瓷(比較例2、4)。再有，氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置、基座、柱體如上述的制造方法中說明過的那樣通過Au(70% )Sn(30%)的焊料而固定粘接，在進(jìn)行基于蓋罩焊接的氣密密封之前，利用臭氧除去Si有機化合物氣體，構(gòu)成為在設(shè)置有氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的氣密密封氣氛中不會產(chǎn)生Si有機化合物氣體。
[0078]首先，在上述構(gòu)成中，若對底座利用了鋼鐵的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置(比較例1、2)和利用了無氧銅的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置(比較例3、4)的熱阻進(jìn)行比較，則能夠確認(rèn)底座利用了無氧銅的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的熱阻低約20%。
[0079]接著，在通過利用氦氣的泄漏量檢查而確認(rèn)了氣密性時，在本實施例以及比較例I及2中為KT9Pa.m3/sec以下，在比較例3及4中為I(T7?KT9Pa.m3/sec。
[0080]接下來，針對本實施例及比較例1、2、3、4進(jìn)行了氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的長時間動作試驗。動作試驗條件如下:底座溫度為50°C、光輸出為2W的連續(xù)波振蕩(ContinuousWave Operat1n:Cff)。雖然將具體的光輸出的時間依存性示于圖5，但在比較例3、4中在200?500小時以下產(chǎn)生了急速的光輸出下降。
[0081]為了分析該原因，若將這些氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置分解來看，則在比較例3、4的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的前方端面膜上堆積著大量的Si02。由此能確認(rèn)以下現(xiàn)象:在氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3發(fā)生動作而非常高的光密度的光自前方端面膜出射的情況下，在長時間驅(qū)動時大量的S12堆積于出射部，使得氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3的特性急劇地劣化。圖4中雖然將堆積速度設(shè)為16-17nm/秒，但這是根據(jù)通過剖面TEM分析而得到的堆積物的厚度進(jìn)行計算的。再有，即便對于比較例1、2而言，若使動作停止并將氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置分解，試著分析氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的前方端面膜，則可知與比較例3、4相比，雖然量少，但也有S12體積。然而，如上述，在本次評價過的比較例I?4的構(gòu)成中，是在密封氣體中并未產(chǎn)生成為現(xiàn)有技術(shù)所記載的S12堆積的原因的Si有機化合物氣體的構(gòu)成。
[0082]因而，本申請發(fā)明人們調(diào)查了該S12產(chǎn)生的要因。為了在氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的前方端面膜堆積S12，至少Si應(yīng)該是以某種形態(tài)在氣氛氣體中浮游。在此，被認(rèn)為是Si的產(chǎn)生要因的部件是基座、玻璃環(huán)、及對透光窗進(jìn)行固定的低熔點玻璃。可是，在本比較例中構(gòu)成透光窗的玻璃利用了在表面形成有不包含Si的電介質(zhì)多層膜即反射防止膜的結(jié)構(gòu)，因此從要因中排除。
[0083]首先，根據(jù)比較例I與2的比較結(jié)果、及比較例3與4的比較結(jié)果可知，基座的基材無論是包含Si的SiC陶瓷，還是不包含Si的AlN陶瓷，都沒有優(yōu)勢差。因此可知基座并非要因。接下來，為了確認(rèn)是否從玻璃環(huán)產(chǎn)生了包含Si的氣體，制作在圖4中作為第I實施例表示的、利用了在與比較例4相同的底座、柱體、玻璃環(huán)及基座材料的封裝件上進(jìn)一步以覆蓋玻璃環(huán)的方式涂敷了聚酰亞胺樹脂的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置，并進(jìn)行了長期動作試驗。結(jié)果，如圖5A所示，在比較例4中2個樣本(η = 2)均小于500小時就產(chǎn)生了急劇的光輸出下降。相對于此，如圖5Β所不,在本實施例中1500小時以上都沒有產(chǎn)生急劇的光輸出下降。再有，在1500小時之后將氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置分解時雖然產(chǎn)生了些許S12，但與比較例4相比被較大幅度地降低。因此得出結(jié)論:成為在比較例I?4中發(fā)生的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的前方端面膜所堆積的S12的原因的氣體是自玻璃環(huán)產(chǎn)生的。另外，作為包含Si的部件，雖然還有對透光窗進(jìn)行固定的低熔點玻璃，但通過使玻璃環(huán)周邊的構(gòu)成發(fā)生變化，從而堆積物的量大幅度地變化，因此被認(rèn)為貢獻(xiàn)的程度非常低。
[0084]若對以上的現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)，則如以下的(I)?(3)。(I)配置于封裝件內(nèi)的S12之中，僅從底座側(cè)的S12產(chǎn)生氣體；(2)從不包含O的SiC材料不產(chǎn)生氣體；(3)蓋罩側(cè)的S12與底座側(cè)的S12的差異為(a)接觸的金屬材料、(b)動作中的溫度、(c)動作中的施加電場(底座與引線管腳)這3個。
[0085]以上在上述實驗中已經(jīng)確認(rèn)的、從玻璃環(huán)產(chǎn)生的某種Si化合物在氣氛氣體中浮游而堆積于半導(dǎo)體發(fā)光元件的出射部的現(xiàn)象的機理并不明確，但根據(jù)本申請發(fā)明人們的考察，可基于以下的2個機理而認(rèn)為從玻璃環(huán)產(chǎn)生了包含Si的氣體。
[0086](a)由于構(gòu)成底座的金屬與玻璃環(huán)的反應(yīng)而使包含S1-O的氣體從玻璃環(huán)中產(chǎn)生。
[0087](b)上述氣體的產(chǎn)生因氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中產(chǎn)生的熱或向底座與引線管腳之間施加的電場而被加速。
[0088]另一方面，在本實施例中，由于用氣體阻礙性高的屏蔽部件19a、19b覆蓋了玻璃環(huán)18a、18b，因此即便在玻璃環(huán)中產(chǎn)生了氣體，認(rèn)為也能利用屏蔽部件來阻擋氣體的侵入，可抑制氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3的特性劣化。
[0089]再有，本實驗中也對構(gòu)成底座的材料不同的比較例I?4的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的熱阻進(jìn)行了比較。結(jié)果，如本實施例所示那樣底座利用了無氧銅的結(jié)構(gòu)與由鋼鐵構(gòu)成了底座的材料的結(jié)構(gòu)相比較降低了 20%。再有，若在相同的條件下對這些氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置進(jìn)行長時間驅(qū)動試驗并加以比較，則可知上述熱阻的差會較大程度地影響壽命。也就是說，將底座的材料設(shè)為鋼鐵的結(jié)構(gòu)相對于將底座的材料設(shè)為無氧銅的結(jié)構(gòu)而言，光輸出的下降量要多。這是因為基于熱阻的差異，動作時的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的溫度在鋼鐵的底座的情況下較高。即，如本實施例所示，通過由無氧銅構(gòu)成底座，進(jìn)而設(shè)置屏蔽部件19a、19b，從而可以抑制向氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3的出射端面的附著物和溫度上升引起的特性劣化，因此成為更優(yōu)選的方式。
[0090]接著，利用圖6A?圖6B，來說明對本實施方式的絕緣部件的材料、形成方法進(jìn)行討論后的結(jié)果。首先，在制造本實施例的封裝件的情況下，如圖3A中已說明過的，為了粘接底座與玻璃環(huán)、引線管腳，在組裝原材料后，在接近玻璃環(huán)的熔點的1000°C左右的高溫下進(jìn)行保持。作為絕緣部件的材料，除了玻璃環(huán)以外，也討論了由不包含S1-O鍵的絕緣無機材料來構(gòu)成。具體是，對低熔點玻璃(S12)以外的金屬氧化物(例如Al2O3)、金屬氮化物(例如Si3N4)進(jìn)行了討論。結(jié)果，由于其他材料的熔點高、或與構(gòu)成底座的金屬的密接性差等緣故，可知添加了氧化鋇等的低熔點玻璃(S12)是最佳的。然而，為了抑制氣體的產(chǎn)生，需要不包含S1-O鍵的材料。因而，討論了用不包含S1-O鍵的屏蔽部件將玻璃環(huán)上覆蓋。作為屏蔽部件的材料，不僅討論了絕緣無機材料，還討論了熱塑性樹脂、熱固化性樹脂等絕緣有機材料。
[0091]對這種樹脂材料所要求的是:首先，為了防止氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的劣化，不能使玻璃環(huán)中產(chǎn)生的氣體通過(氣體透過性)；為了不使包含S1-O鍵的氣體產(chǎn)生而不含有S1-O鍵。進(jìn)而，在將屏蔽部件形成于封裝件后，也需要考慮搭載氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件時的、相對于安裝溫度的耐熱性。例如，在作為粘接層而利用AnSn共晶焊料進(jìn)行安裝的情況下，對屏蔽部件施加比粘接層的共晶溫度高的300°C以上的溫度。由此，要求即便在向屏蔽部件施加了比粘接層的共晶溫度高的溫度的情況下也不會產(chǎn)生鼓包或裂縫、變形、分解等的耐熱性。因此，構(gòu)成屏蔽部件的材料優(yōu)選相對于粘接層的共晶溫度或熔點而具有耐熱性，具體是優(yōu)選耐熱溫度為300°C以上。將以上的上述項目的討論結(jié)果作為構(gòu)成屏蔽部件的材料的特征一覽而表示于圖6A中。在此，作為對耐熱性(耐熱溫度)進(jìn)行比較的指標(biāo)，利用玻璃轉(zhuǎn)變溫度、熔點、熱分解溫度。
[0092]接著，利用圖6B來說明對本實施方式的屏蔽部件的形成方法進(jìn)行討論后的結(jié)果。重要的是，本實施例所示的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置所采用的封裝件不僅考慮高的散熱性，也考慮電連接。也就是說，為了使氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中產(chǎn)生的焦耳熱有效地經(jīng)由柱體而散熱，還為了容易地電連接氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件與引線管腳，屏蔽部件需要局部性地形成在玻璃環(huán)附近。具體是，因為由絕緣材料構(gòu)成的屏蔽部件的導(dǎo)熱率與本實施例所采用的基座、柱體相比較低，因此若柱體與基座之間存在屏蔽部件，則會引發(fā)散熱性惡化、氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的特性劣化。再有，由于連接的機械強度下降，因此認(rèn)為連接自身有時也變得困難。還有，引線管腳需要經(jīng)由導(dǎo)線而與氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件或基座電連接，若引線管腳被作為絕緣體的屏蔽部件覆蓋，則無法實施電連接。由此，期望屏蔽部件僅局部性地成膜形成在玻璃環(huán)的周邊。
[0093]另外，為了防止玻璃環(huán)中產(chǎn)生的含Si氣體向封裝件內(nèi)的侵入，期望屏蔽部件為具有某種程度的厚度的致密膜。進(jìn)而，若考慮到封裝件形狀或玻璃環(huán)自身的凹凸，則期望屏蔽部件的厚度為數(shù)十ym左右。
[0094]基于上述的討論項目，將對屏蔽部件的形成方法進(jìn)行比較后的結(jié)果示于圖6B中。首先，例如關(guān)于蒸鍍等真空成膜法，難以局部地形成。再有，因為一次成膜可形成的膜厚為幾μ m左右，所以有必要反復(fù)進(jìn)行成膜與圖案化，會引發(fā)工序的復(fù)雜化和制造成本的增加。接著，例如關(guān)于溶膠凝膠法等溶劑摘出法，同樣難以局部地形成。另一方面，本實施例中采用的涂敷法是利用玻璃吸管或液體定量噴出裝置(分配器)等以所期望的分量將已形成為液體狀的物質(zhì)成膜于所期望的位置的方法，因此也能對應(yīng)于具有復(fù)雜的形狀的本實施例這樣的封裝件。因而，作為屏蔽部件的優(yōu)選的形成方法而列舉涂敷法。
[0095]接下來，圖6C中表示對為了將氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件與基座固定粘接于柱體而討論的粘接層的材料進(jìn)行比較后的結(jié)果。構(gòu)成粘接層的金屬或金屬合金選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，由此能夠使安裝溫度變更。如上述，構(gòu)成屏蔽部件的材料優(yōu)選耐熱溫度比粘接層的共晶溫度或熔點高。例如，能構(gòu)成為:作為粘接層采用In、作為屏蔽部件采用環(huán)氧樹脂(不包含硅氧烷等包含S1-O鍵的材料)。另外，作為最優(yōu)選的方式，列舉作為粘接層采用Au(70% )Sn(30% )、作為屏蔽部件采用聚酰亞胺樹脂的組合。
[0096](第I實施例的變形例I)
[0097]接著，利用圖7對第I實施例的變形例I的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置進(jìn)行說明。圖7是第I實施例的變形例I涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的示意性剖視圖。針對與第I實施例共同的構(gòu)成要素賦予相同的號碼而省略說明。
[0098]圖7所示的變形例I的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置，與上述第I實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置相比，底座I Ia的開口部I Ic的形狀較大程度地不同。具體是，開口部I Ic成為:與作為第2絕緣部件的玻璃環(huán)的周圍的開口直徑相比，作為第I絕緣部件的屏蔽部件的周圍的開口直徑更大的構(gòu)造。即，在開口部Ilc的柱體側(cè)的表面形成開口直徑比開口部Ilc的其他部分大的橫流防止部Hf。通過設(shè)置該橫流防止部Hf，從而在利用分配器與注射針涂敷聚酰胺酸19之際，即便聚酰胺酸19的量因分配器的涂敷量的精度誤差而有所增加，也可以防止聚酰胺酸19從開口部Ilc附近溢出。為此，可以防止聚酰胺酸19流出至基臺11的蓋罩30的接合位置而引起蓋罩30與封裝件10的焊接不良所導(dǎo)致的氣密性下降。再有，通過形成橫流防止部llf，從而底座Ila與屏蔽部件19a、19b的接觸面積增大，可以使密接性提高，因此可以防止玻璃環(huán)18a、18b中產(chǎn)生的氣體透過底座Ila與屏蔽部件19a、19b的間隙。
[0099]另外，在本變形例I的構(gòu)造的基礎(chǔ)上也可以設(shè)定為:擴展橫流防止部Ilf的區(qū)域，用一個橫流防止部Ilf包圍玻璃環(huán)18a及18b。該情況下，由于將屏蔽部件的涂敷次數(shù)縮減為一次，因此可帶來工序的簡化及制造成本降低。尤其是，例如設(shè)定為調(diào)整聚酰胺酸的潤濕性，將聚酰胺酸向引線管腳14a、14b的中間的橫流防止部Ilf滴下，以使聚酰胺酸擴展覆蓋到玻璃環(huán)18a、18b上。根據(jù)該制造方法，可容易地設(shè)定注射針的位置或聚酰胺酸的涂敷位置。
[0100]再有，也可以在玻璃環(huán)18a、18b的柱體側(cè)表面或橫流防止部Ilf的表面設(shè)置凹凸構(gòu)造。根據(jù)這種構(gòu)成，由于玻璃環(huán)18a、18b的柱體側(cè)表面或橫流防止部Ilf的表面積增大，因此可以進(jìn)一步提高聚酰亞胺樹脂與底座部分的密接性。
[0101](第I實施例的變形例2)
[0102]圖8是第I實施例的變形例2涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的示意性剖視圖。針對與第I實施例共同的構(gòu)成要素，賦予相同的號碼并省略說明。變形例2的封裝件10中，在開口部Ilc設(shè)置由與底座Ila不同的材料構(gòu)成的金屬環(huán)llg，以使玻璃環(huán)、金屬環(huán)介于之間的方式將引線管腳14a、14b相對于底座的開口部Ilc進(jìn)行固定。此時，自引線管腳側(cè)起按玻璃環(huán)、金屬環(huán)的順序進(jìn)行配置。根據(jù)該構(gòu)成，由于可以將金屬環(huán)的材料設(shè)定為不同于底座，因此可以用減少從玻璃環(huán)產(chǎn)生的包含S1-O鍵的氣體的金屬材料、例如鋼鐵來構(gòu)成金屬環(huán)。
[0103](第2實施例)
[0104]接著，利用圖9及圖10對第2實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置進(jìn)行說明。圖9是第2實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的示意性剖視圖。圖10是對第2實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法進(jìn)行說明的圖。本實施例的絕緣部件117a、117b的特征在于，構(gòu)成的材料僅由不包含S1-O鍵的絕緣材料、例如聚酰亞胺樹脂來構(gòu)成。
[0105]以下，利用圖9對本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置101的構(gòu)成進(jìn)行說明。另外，關(guān)于與第I實施例共同的構(gòu)成要素，賦予相同的號碼并省略說明。本實施例中，封裝件110中，作為底座Illa的材料而利用鋼鐵(Steel)、作為柱體Illb的材料而利用無氧銅。再有，底座Illa與柱體Illb被例如作為銀焊劑的粘接層Ille固定粘接。根據(jù)該構(gòu)成，在將蓋罩30焊接到封裝件10的情況下無需準(zhǔn)備焊接臺。
[0106]接著，利用圖10對本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置101的封裝件110的制造方法進(jìn)行說明。首先，在由鋼鐵構(gòu)成的底座Illa上，利用作為銀焊劑的粘接層Ille等將由無氧銅構(gòu)成的柱體Illb及接地引線管腳115固定粘接于給定的位置。在鍍覆槽對底座111a、柱體111b、接地引線管腳115被固定粘接的結(jié)構(gòu)實施N1、Au等的表面加工。接著，同樣地通過鍍覆等也對引線管腳114a、114b實施表面加工。接著，將底座Illa與引線管腳114a、114b的位置正確地固定在已形成給定的開口部的固定夾具150，利用注射針90以給定量向開口部Illc滴下成為絕緣部件117a、117b的聚酰胺酸119，然后例如插入180°C左右的退火爐中，使其固化。另外，此時固定夾具150將底座Illa與引線管腳114a、114b按照相互并不電接觸的方式在開口部Illc內(nèi)固定成保持給定的間隔。根據(jù)以上的制造方法來制造封裝件110。然后，與第I實施例同樣地，安裝氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3、基座6、蓋罩30。
[0107]根據(jù)該構(gòu)成，由于絕緣部件117a、117b可以利用不包含S1-O鍵的材料且氣密性優(yōu)越的絕緣部件，因此可以更容易地構(gòu)成氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置，并且可以防止長期驅(qū)動時氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置劣化。
[0108]此外，在本實施例中，封裝件材料未限于此，也可以與第I實施例相同地利用以無氧銅一體成型底座Illa及柱體Illb并形成了焊接臺的結(jié)構(gòu)。
[0109]再有，本實施例中，絕緣部件117a、117b雖然利用的是聚酰亞胺，但也可以利用不包含S1-O鍵的絕緣無機材料。具體是，可以利用金屬氧化物(例如Al2O3)、金屬氮化物(例如 Si3N4)。
[0110](第3實施例)
[0111]接著，利用圖11對第3實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置進(jìn)行說明。圖1lA是第3實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的分解立體圖。圖1lB是第3實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的示意性剖視圖。對于與第I實施例共同的構(gòu)成要素賦予相同的號碼并省略說明。
[0112]本實施例中，氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置201所采用的封裝件210的構(gòu)成是基本的構(gòu)成與所謂的蝶形閥型封裝件相同的封裝件形狀。氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置201在封裝件210的底面依次層疊并固定有托載件212、基座6、氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3。再有，在氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3的出射側(cè)隔著開口部211h而安裝有蓋罩230，在氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3的上面部隔著開口部211i而安裝有蓋240。封裝件210例如在被配置于作為銅鎢合金的底面的底座211a形成側(cè)壁211b，該側(cè)壁211b形成為圍繞底座211a的中央，在側(cè)壁211b的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的出射方向形成用于安裝蓋罩230的開口部211h、和用于固定引線管腳214a、214b的開口部211c。蓋罩230是利用低熔點玻璃等的粘接層233將例如由玻璃構(gòu)成的透鏡玻璃232固定到金屬蓋罩231的構(gòu)造。再有，例如通過作為聚酰亞胺樹脂的絕緣部件217a、217b將引線管腳214a、214b固定于開口部211c的中央部分。
[0113]根據(jù)該構(gòu)成，由于絕緣部件217a、217b可以利用不包含S1-O鍵的材料且氣密性優(yōu)越的絕緣部件，因此可以更容易地構(gòu)成氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置，并且可以防止長期驅(qū)動時氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置劣化。
[0114](第4實施例)
[0115]接著，利用圖12、圖13對第4實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置進(jìn)行說明。圖12A是將第4實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的蓋罩取下的情況下的分解立體圖。圖12B是第4實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的局部立體圖。圖12C是第4實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的局部俯視圖。圖13A是第4實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的示意性剖視圖、相當(dāng)于圖12A的Iy-1y線處的剖視圖。圖13B是第4實施例涉及的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的局部剖視圖，相當(dāng)于圖12A的Ix方向的剖視圖。關(guān)于與第I實施例共同的構(gòu)成要素，賦予相同的號碼并省略說明。
[0116]本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置301在安裝了散熱片351的基臺350上配置多個氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置302。基臺350例如采用下述結(jié)構(gòu):在作為銅的散熱器350a上，通過焊接、螺紋緊固等方法固定了形成為包圍周邊且例如由科瓦鐵鎳鈷合金(Kovar)等的鐵合金構(gòu)成的按壓部(焊接臺)350b。
[0117]如圖13A所示，具有多個氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置302被散熱器350a與蓋罩330氣密密封的構(gòu)造。氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置302是以下構(gòu)造:基座6、氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3被搭載于利用絕緣部件317將基臺311與引線管腳314a、314b—體地成型的引線框狀的封裝件310上，利用金屬導(dǎo)線340a、340b進(jìn)行了電氣布線。
[0118]具體是，如圖12B所示，氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置302的基臺311是用于安裝基座6的底座311a與接地引線311c成為一體的平板狀結(jié)構(gòu)，與引線管腳314a、314b同時地由例如銅所構(gòu)成的金屬平板成型。絕緣部件317將基臺311與引線管腳314a、314b電氣絕緣的同時進(jìn)行保持，來構(gòu)成封裝件310。再有，絕緣部件317被設(shè)定為安裝氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3 —側(cè)的高度比金屬導(dǎo)線340a、340b高，由此保護(hù)氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3及金屬導(dǎo)線340a、340b。在此，絕緣部件317例如由聚酰亞胺樹脂等不包含S1-O的材料構(gòu)成，即便被配置在氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置301的氣密密封區(qū)域內(nèi)，也可以防止氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3劣化。
[0119]圖12A中表示將氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置301的蓋罩330取下時的立體圖。在本實施例中將氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置301中縱3列、橫8列地合計安裝24個氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置302的構(gòu)成列舉為實施例并進(jìn)行說明。本實施例中，橫8列的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置302被配置成:通過撓性印刷基板356而被串聯(lián)連接，并與外部電路進(jìn)行布線。
[0120]具體是，如圖12C的局部俯視圖所示，撓性印刷基板356在例如作為聚酰亞胺樹脂的絕緣基板356a通過圖案化形成例如作為銅箔的布線356b,進(jìn)而末端部形成與外部電路連接的外部端子356c。撓性印刷基板356發(fā)揮將被基臺350與蓋罩330規(guī)定的密封空間的內(nèi)部和外部電連接的引線的作用。布線356b通過例如SnAgCu等的焊料材料而與氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置302的引線管腳314a、314b電連接。
[0121]再有，如圖13A所示，在橫8列的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置302的光出射側(cè)分別配置反射鏡355。從氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置302向散熱器350a表面平行地射出的出射光370被反射鏡355反射至垂直方向，從透光窗332向外部出射。此時，氮化物半導(dǎo)體發(fā)光兀件3中產(chǎn)生的焦耳熱如散熱路徑380所示，在氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置302正下的散熱器350a、散熱片351中傳遞，容易地向外部散熱。
[0122]另一方面，24個氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置302被蓋罩330密封。蓋罩330與第I實施例同樣地由金屬蓋罩331與透光窗332構(gòu)成。透光窗332例如在BK7等玻璃板的表面上形成反射防止膜。反射防止膜例如是最表面由S12以外的膜構(gòu)成的電介質(zhì)多層膜，被設(shè)定為從氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3出射的光的波長的反射率降低。透光窗332與第I實施例同樣地通過例如作為低熔點玻璃的接合層333而被固定粘接于金屬蓋罩331。
[0123]在此，被蓋罩330及散熱器350a密封的空間的內(nèi)部的散熱器350a側(cè)構(gòu)成為被不包含金屬或S1-O鍵的絕緣材料覆蓋。例如，在撓性印刷基板356中，絕緣基板356a由不包含S1-O鍵的材料構(gòu)成，或用不包含S1-O鍵的屏蔽材料進(jìn)行覆蓋。例如，撓性印刷基板356的絕緣基板356a由不將含有S1-O鍵的雜質(zhì)包含在內(nèi)的聚酰亞胺樹脂構(gòu)成。再有，用不包含S1-O鍵的粘接劑來粘接布線356b與絕緣基板356a。
[0124]在利用包含了含S1-O鍵的材料的撓性印刷基板356的情況下，如圖13A所示，采取利用作為不包含S1-ο鍵的樹脂、例如聚酰亞胺樹脂的屏蔽部件319a來覆蓋撓性印刷基板356的表面的構(gòu)成。再有，固定反射鏡355的固定部件319b也由不包含S1-O鍵的絕緣材料構(gòu)成。進(jìn)而，蓋罩330與基臺350的按壓部(焊接臺)350b如第I實施例所示的那樣通過焊接來連接，或者利用不包含S1-O鍵的絕緣材料進(jìn)行固定.密封。還有，如圖13B所示，撓性印刷基板356通過基臺350的開口部350c、也就是說通過形成于散熱器350a與按壓部350b之間的開口部350c。另外，例如形成為利用作為聚酰亞胺樹脂的密封部件319c將開口部350c堵住。根據(jù)該構(gòu)成，可以將氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件3配置在蓋罩330與基臺350之間并用不包含S1-O鍵的絕緣材料進(jìn)行密封。另外，在作為密封部件319c而利用包含S1-O鍵的絕緣材料的情況下，如圖13B所示，通過用屏蔽部件319a進(jìn)行覆蓋，從而可以實現(xiàn)本申請的構(gòu)成。
[0125]以上，利用本實施例的構(gòu)成，可以對氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置301的被氣密密封的內(nèi)壁的表面利用不包含金屬或S1-O鍵的材料且氣密性優(yōu)越的絕緣部件，因此可以更容易地構(gòu)成光輸出高的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置，并且可以防止長期驅(qū)動時氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置劣化。
[0126]此外，第I實施例及第2實施例中，雖然將封裝件的引線管腳設(shè)為2根、將接地引線管腳設(shè)為I根，但未限于此。例如，在將底座固定于外部的固定夾具并進(jìn)行接地的情況下可以不需要接地引線管腳。再有，也可以將搭載于氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件設(shè)為具有多個波導(dǎo)件的半導(dǎo)體激光器陣列元件，將引線管腳設(shè)為3根以上并導(dǎo)線連接至每個波導(dǎo)件。該情況下，對多個引線管腳全部應(yīng)用屏蔽部件，由此能更有效地抑制氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的劣化。
[0127]再有，第I實施例?第4實施例中，將氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件設(shè)成發(fā)光波長為380?500nm且光輸出超過I瓦特的高輸出的氮化物半導(dǎo)體系半導(dǎo)體激光器元件或氮化物半導(dǎo)體系半導(dǎo)體激光器陣列，但也可以利用任一個。還有，也可以設(shè)為適于圖像顯示裝置的斑點噪聲低的氮化物半導(dǎo)體系超發(fā)光二極管等。
[0128]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0129]本申請的半導(dǎo)體發(fā)光裝置及光源，作為激光顯示器或投影儀等圖像顯示裝置、激光加工或激光退火等的工業(yè)用激光設(shè)備此類需要比較高的光輸出的裝置的光源，尤其有用。
[0130]符號說明
[0131]I氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置
[0132]3氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件
[0133]5、7粘接層
[0134]6基座
[0135]10封裝件
[0136]11基臺
[0137]Ila底座
[0138]Ilb柱體
[0139]Ilc開口部
[0140]Ild焊接臺
[0141]Ile粘接層
[0142]Ile粘接部層
[0143]Ilf防止部
[0144]Ilg金屬環(huán)
[0145]14a、14b 引線管腳
[0146]15接地引線管腳
[0147]17a、17b 絕緣部件
[0148]18a、18b 玻璃環(huán)
[0149]19聚酰胺酸
[0150]19a、19b 屏蔽部件
[0151]30蓋罩
[0152]31金屬蓋罩
[0153]31a圓筒部
[0154]31b窗固定部
[0155]31c凸緣部
[0156]31d開口部
[0157]31e突起部
[0158]32光透過窗
[0159]33接合層
[0160]40a、40b 金屬導(dǎo)線
[0161]45密封氣體
[0162]50固定夾具
[0163]51按壓夾具
[0164]55接觸面
[0165]61電流
[0166]70出射光
[0167]70a主光線
[0168]80散熱路徑
[0169]90注射針
[0170]91a固定臺
[0171]101氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置
[0172]110封裝件
[0173]Illa底座
[0174]Illb柱體
[0175]Illc開口部
[0176]Ille粘接層
[0177]114a、114b 引線管腳
[0178]115接地引線管腳
[0179]117a、117b 絕緣部件
[0180]119聚酰胺酸
[0181]150固定夾具
[0182]201氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置
[0183]210封裝件
[0184]211a底座
[0185]211b側(cè)壁
[0186]211c開口部
[0187]21 Ih開口部
[0188]211?開口部
[0189]212托載件
[0190]214a、214b 引線管腳
[0191]217a,217b 絕緣部件
[0192]230蓋罩
[0193]231金屬蓋罩
[0194]232透鏡玻璃
[0195]233粘接層
[0196]240蓋
[0197]301氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置
[0198]302氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置
[0199]310封裝件
[0200]311基臺
[0201]311a底座
[0202]311c接地引線
[0203]314a、314b 引線管腳
[0204]317絕緣部件
[0205]319a屏蔽部件
[0206]319b固定部件
[0207]319c密封部件
[0208]330蓋罩
[0209]331金屬蓋罩
[0210]332透光窗
[0211]333接合層
[0212]340a, 340b 金屬導(dǎo)線
[0213]350基臺
[0214]350a散熱器
[0215]350b按壓部
[0216]350c開口部
[0217]351散熱片
[0218]355反射鏡
[0219]356撓性印刷基板
[0220]356a絕緣基板
[0221]356b布線
[0222]356c外部端子
[0223]370出射光
[0224]380散熱路徑
【權(quán)利要求】
1.一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置，具備: 氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件；和 封裝件，其容納所述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件， 所述封裝件具有: 基臺，其保持所述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，并具有開口部； 蓋罩，其被固定于所述基臺，與所述基臺一起構(gòu)成容納所述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的容納空間； 引線管腳，其通過所述開口部，并與所述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件電連接；和 絕緣部件，其被填埋入所述開口部，將所述基臺與所述引線管腳絕緣， 所述絕緣部件的至少與所述容納空間面對的部分由不包含S1-O鍵的第I絕緣材料構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中， 所述第I絕緣材料是樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中， 所述第I絕緣材料的耐熱溫度為300°C以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中， 所述第I絕緣材料是聚酰亞胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中， 所述絕緣部件包括: 第I絕緣部件，其由所述第I絕緣材料構(gòu)成；和 第2絕緣部件，其由玻璃構(gòu)成， 所述第I絕緣部件在所述容納空間側(cè)覆蓋所述第2絕緣部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中， 所述開口部包括: 第I部分，其設(shè)置在所述容納空間側(cè)；和 第2部分，其直徑比所述第I部分小， 所述第I絕緣部件被填埋入所述第I部分，所述第2絕緣部件被填埋入所述第2部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其中， 所述基臺由無氧銅構(gòu)成。
【文檔編號】H01L33/48GK104364982SQ201380027682
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月11日
【發(fā)明者】萩野裕幸, 吉田真治, 森本廉 申請人:松下知識產(chǎn)權(quán)經(jīng)營株式會社