CN1300859C

CN1300859C - 发光元件

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Publication number: CN1300859C
Application number: CNB971935017A
Authority: CN
Inventors: 井上登美男; 真田研一; 小屋贤一; 福田康彦
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2017-12-26
Also published as: EP0921577A1; TW374958B; JP2001230448A; EP1959506A2; JP2009021643A; US6642072B2; US20020081773A1; CN1215503A; JP4459433B2; US6333522B1; EP0921577A4; US20020024053A1; US6597019B2; WO1998034285A1

Abstract

具有由在蓝宝石基板上形成GaN层等构成双重异构构造的GaN系LED元件1，以倒置状态搭载在硅基板上形成的Si二极管元件2上。GaN系LED元1件的p电极5和Si二极管元件2的n电极8之间，以及GaN系LED元件1的n电极6和Si二极管元件2的p电极7之间，分别通过Au微型凸柱11及12进行电连接，Si二极管元件2起从静电破坏中保护LED元件1的作用。Si二极管元件2的背面电极9连接到引线框架13a上，Si二极管元件2的p电极7的连接焊盘部10通过Au引线17连接到另一引线框架13b上。

Description

发光元件

技术领域

本发明涉及一种具有在绝缘基板上形成的半导体积层膜的发光元件、以及包含这种半导体发光元件的半导体发光装置、及其制造方法，特别是，对于采用在蓝宝石基板上形成的氮化镓系化合物半导体的发光元件(LED)以及包含这种发光元件的发光装置(LED灯)，本发明特别适用。

背景技术

近年来，随着液晶显示器等利用光的器件的需求扩大，各种发光元件已经实用化。在这样的发光元件中，氮化镓系化合物半导体(In_XAl_YGa_1-X-YN，0≤X，0≤Y，X+Y≤1)目前作为高亮度兰色以及绿色发光二极管(LED)已经产品化，同时今后作为构成兰色激光二极管、紫外线传感器或者太阳电池等的材料也很引人注目。

图4A、图4B以及图4C分别为表示已经产品化的现有的GaN·LED元件的俯视图、B-B线剖视图以及C-C线剖视图。在图中所示的半导体层的厚度与实际的厚度并不对应。图5为表示已经产品化的现有的LED灯的剖视图。该GaN·LED元件40，在蓝宝石基板30上面依次积层有GaN缓冲层31、n型GaN层32、InGaN活性层33、p型AlGaN层34以及p型GaN层35，形成双重异构的结构。n型GaN层32的上面形成为由下段部和上段部组成的阶梯状，在下段部的n型GaN层32的上面形成有由Ti和Au组成的n电极36。在上段部的n型GaN层32的上面依次积层有上述的InGaN活性层33、p型AlGaN层34以及p型GaN层35。在p型GaN层35的上面形成有由Ni和Au组成的电流扩散用的透明电极37，并进一步在其上形成p电极38。该GaN·LED元件40由于采用绝缘的蓝宝石基板构成，两电极均在蓝宝石基板上面形成。还有，从GaN·LED元件40上面侧为光取出面，除n电极36和p电极38的连接焊盘部36a、38a以外，上面均用保护膜39所覆盖。然后，该GaN·LED元件40通过绝缘性的粘接剂43小片接合在引线框架44a的前端的冲模垫上。GaN·LED元件40的n电极36通过Au线41与引线框架44a相接，p电极38通过Au线42与引线框架44b相接。然后，将装载GaN·LED元件40的引线框架44a、44b的前端部用透光的环氧树脂45模制封装，制成LED灯。

上述现有的发光元件存在以下问题。

如上所述，为了让GaN·LED元件40与其它元件等进行电连接而进行引线键合时，至少分别需要在n电极36和p电极38上形成一直径大于等于100μm的圆形或者其一边长大于等于100μm的正方形连接焊盘部36a、38a，而且由于要在取出光那一面形成上述两电极36、38，使得光的取出效率不好。因此，如果为了想确保在连接焊盘部36a、38a上所必要的面积和光的取出量而要确保所需的面积的话，就会制约缩小发光元件的尺寸，存在难于使发光元件小型化的问题。

发明内容

本发明的主要目的，是在半导体发光元件及其制造方法中减少发光元件进行电连接的电极所需的面积，谋求发光元件整体小型化，同时提高发光元件的亮度以及光的取出效率。

本发明的发光元件，包含有基板、在上述基板上形成的第一导电型半导体区域、在上述第一导电型半导体区域中的一部分区域上形成的第二导电型半导体区域、在上述第一导电型半导体区域中的上述一部分区域以外的那个区域上形成的第一电极、和在上述第二导电型半导体区域上形成的第二电极的发光元件，进一步包含有在上述第一和第二电极上形成的由导电性材料构成的微型凸柱，在上述第一电极和第二电极的每一个上除形成有上述微型凸柱的区域以外，还形成有探针可以接触到的探针区域。

附图说明

图1为表示有关本发明实施例1的氮化镓系化合物半导体发光元件的电极配置俯视图。

图2为表示有关实施例1的氮化镓系化合物半导体发光元件的沿图1中A-A线的剖视图。

图3为表示用微型凸柱连接法将有关实施例1的氮化镓系化合物半导体发光元件安装在引线框架上后所获得的LED装置的剖视图。

图4A为表示产品化的现有的LED元件的俯视图；图4B为沿其B-B线的剖视图；图4C为沿C-C线的剖视图。

图5为表示产品化的现有的LED灯的构成的剖视图。

图6A为表示有关实施例2的GaN·LED元件的结构的俯视图；图6B为沿其D-D线的剖视图。

图7A为表示有关实施例3的GaN·LED元件的结构的俯视图；图7B为沿其E-E线的剖视图。

图8A为表示有关实施例4的GaN·LED元件的结构的俯视图；图8B为沿其F-F线的剖视图。

图9A为表示有关实施例5的GaN·LED元件的结构的俯视图；图9B为沿其G-G线的剖视图。

图10为表示有关实施例6的GaN·LED元件的结构的俯视图。

图11A为表示有关实施例7的GaN·LED元件的结构的俯视图；图11B为沿其H-H线的剖视图。

图12A为表示有关实施例8的GaN·LED元件的结构的俯视图；图12B为沿其I-I线的剖视图。

图13为表示有关实施例9的GaN系LED灯的剖视图。

图14为表示有关实施例9的LED灯的保护电路的电路图。

图15A为表示有关实施例9的GaN·LED元件的构造的俯视图；图15B为沿其J-J线的剖视图。

图16A为表示有关实施例9的Si二极管元件的结构的俯视图；图16B为沿其K-K线的剖视图。

图17为表示有关实施例10的GaN·LED元件以及二极管元件的结构的俯视图。

图18为表示有关实施例11的GaN·LED元件以及二极管元件的结构的俯视图。

图19为表示有关实施例12的GaN·LED元件以及二极管元件的结构的俯视图。

图20为表示依据本发明的半导体发光装置的另一实施例的剖视图。

图21为表示有关实施例13的制造方法的流程图。

图22为表示有关实施例14的制造方法的流程图。

图23为表示有关实施例15的制造方法的流程图。

图24为表示有关实施例16的制造方法的流程图。

图25为表示有关实施例19的制造方法的流程图。

图26为表示有关实施例20的制造方法的流程图。

图27为表示在芯片连接工序中，基板、LED元件、以及运送LED元件的夹具之间关系的模型剖视图。

图28为表示在形成柱针的工序中，基板和毛细管102之间的关系的模型剖视图。

图29为表示在芯片连接工序中，相对于支架部上的Si二极管元件LED元件的配置状态的剖视图。

图30为表示在形成柱针的工序中，基板30和毛细管102之间的关系的模型剖视图。

图31A为表示在实施例13中使用的LED元件的俯视图；图31B为沿其L-L线的剖视图。

图32A为表示用电镀法形成微型凸柱的LED元件的俯视图；图32B为沿其M-M线的剖视图。

图33A为表示形成柱针的Si二极管元件的俯视图；图33B为沿其N-N线的剖视图。

图34为表示有关实施例21的制造方法的流程图。

图35为表示在光特性检查工序中，基板、探针与光检测器之间的关系的模型剖视图。

具体实施方式

发光元件

依据本发明的发光元件具有在第一电极上形成的一微型凸柱和在第二电极上形成的至少一个微型凸柱。在第一电极上微型凸柱的数量只有一个的理由是为了使第一电极所占的面积为最小限度地缩小，而使发光元件的发光面积能最大限度地增大。在第一电极上可形成直径30-40μm程度的圆柱形或者蘑菇形的微型凸柱(以下这样的微型凸柱称为“点状微型凸柱”)。

在本发明中，在第二电极上微型凸柱的数量多于一个。这是因为通过在第一电极上设置的点状微型凸柱和在第二电极上设置的微型凸柱安定支撑GaN·LED元件等半导体发光元件的芯片，使该芯片不至于倾斜。为了达到这一目的，当在第二电极上形成点状微型凸柱时，其微型凸柱的数量以二个以上为好。当点状微型凸柱连续的连成线状形成微型凸柱(以下这样的微型凸柱称为“线状微型凸柱”)时，或者点状微型凸柱连续的连成面状形成微型凸柱(以下这样的微型凸柱称为“面状微型凸柱”)时，其微型凸柱的数量只有一个也是足够的。

微型凸柱的横方向的最大尺寸以在5-300μm的范围内为好，高度以在5-50μm的范围内为好。横方向的最大尺寸在5μm以上为好主要是当用电镀形成微型凸柱时依据形成的容易程度所确定。微型凸柱的横向的最大尺寸以在300μm以下为好。

点状微型凸柱以具有直径为30-40μm的圆形或包含在该圆内的多角形为好。线状微型凸柱以其宽度为20-30μm，长度为150-200μm的尺寸为好。

微型凸柱的高度以大于等于5μm为好，这是因为在将半导体发光元件的芯片通过微型凸柱装在引线框架上时，采用的是由加压、热和超声波焊接的连接方法。如果微型凸柱的高度小于等于5μm，芯片和引线框架将和凸柱以外的部分接触，有可能会引起不良的短路。微型凸柱的高度以小于等于50μm为好。这是因为，这种程度的高度，可以用电镀法容易形成微型凸柱。微型凸柱的高度以在20-30μm的范围内为更好。

在组装工序中，形成半导体发光元件的基板分割成芯片状，当将芯片装载到引线框架内时，微型凸柱朝下放置的芯片，当为点状微型凸柱时，由于在第一电极上形成一个，在第二电极上形成至少二个，芯片将至少由三点支撑因而不会倾斜。这时，三个微型凸柱在芯片内以配置在尽可能大的二等边三角形的三个顶点上为好。

还有，在第一电极上形成一个点状微型凸柱，在第二电极上形成线状微型凸柱或者面状微型凸柱时，由于将第二电极上的微型凸柱作成线状微型凸柱或者面状微型凸柱芯片由三个以上的点支撑因而不会倾斜。因此，组装时可以消除芯片识别错误或者机械手装入错误。

此外在第二电极上形成的微型凸柱可以是多个点状、或者线状、或者各式各样的面状微型凸柱，但在第一电极上形成的微型凸柱以形成只有1个点状微型凸柱为好。这样可以尽可能减少第一电极的面积，而尽可能增大发光面积。

依据本发明的发光元件，当芯片通过微型凸柱装在引线框架上时，即使采用由加压、热和超声波焊接Au微型凸柱的连接方法，芯片和引线框架也不会和凸柱以外的部分接触，不会引起不良的短路。

在形成微型凸柱的第一电极和/或者第二电极的下面，在第一和/或者第二导电型半导体区域以敷上紧密性良好的金属为好。这样，半导体发光元件的芯片通过微型凸柱连接到引线框架上时，即使在由加压、热以及超声波焊接Au微型凸柱的结合工序中，也不会产生由超声波作用而剥离电极的问题。第一以及第二导电型半导体区域为n型GaN以及p型GaN时，Ti为紧密性良好的金属，并且，Ti也是n型GaN的良好的电阻接触型电极，很适合。

在第一电极以及第二电极上，在形成微型凸柱区域以外的区域中，也可以形成探针可以接触到的区域(探针区域)。这样，在进行发光元件的特性检测的探针检测工序中，探针不会接触到微型凸柱，不会损坏微型凸柱。上述探针区域，虽然至少需要50μm×50μm的面积，但在第二电极上很容易确保上述探针区域。然而，在第一电极上，应尽量减少该面积。

第一电极的探针区域也可以跨越切割带的一部分形成。这样，第一电极可以做成能形成一个直径为30-40μm程度的圆柱形或者蘑菇型微型凸柱的大小程度，使得发光面积尽可能增大。这时，设计成在切割线上露出n型GaN层。还有，虽然也可以分离第一电极，将形成微型凸柱的区域和探针区域隔开，但最好是两区域相邻合在一起不分离第一电极。这样可以正确进行特性检测。

第二电极上也可以形成为取出发光元件发出的光的开口部。这样，从开口部出来的光可以送到位于上方的检测器，进行光的强度和波长的测定。在第二电极上形成的开口部以直径为20μm以下的圆或者可以包含在该圆内的多角形为好。这是因为当开口部过大时，第二导电型半导体区域(p型GaN)薄，不能充分向活性层进行电流注入，不仅不能充分取出光，而且成为亮度下降的主要原因。而开口部太小虽然也不能充分取出光，但可以采用网格状的多个开口部。

在形成在第二电极的开口部上，第二导电型半导体区域上也可以形成电阻接触型导电性透明电极。这样，可以向上述InGaN活性层里注入电流并取出光。

另外，变更探针的检测器的位置，如果可以将其设置在圆片的下方，当然就不需要开口部了。

还有，基板可以采用对于发光元件发出的光而言是透明体的材料构成。这样，就可以在基板一侧取出元件内发出的光，可以取出倒装片式构造的效率良好的光。当发光元件由GaN系化合物半导体构成时，基板以由蓝宝石构成为好。这样，由于GaN结晶和蓝宝石结晶在结晶学意义上的整合性良好，并且蓝宝石基板为透光绝缘性基板，因此很适合用于倒装片式构造中，可以得到兰色光等发光特性的良好的倒装片式构造发光元件。还有，关于光的取出效率，由于GaN的折射率为2.1，蓝宝石的折射率为1.77，环氧树脂的折射率为1.5，所以蓝宝石基板具有GaN和环氧树脂中间的折射率，是可以效率良好地取出光的很适合的基板。

下面参照附图，说明依据本发明的发光元件的实施例。

实施例1

图1和图2分别表示本实施例的GaN·LED元件1的俯视图以及A-A线的剖视图。如图1和图2所示，GaN·LED元件1是在蓝宝石基板30上面依次积层有GaN缓冲层31、n型GaN层32、InGaN活性层33、p型AlGaN层34以及p型GaN层35，具有双重异构的结构。n型GaN层32的上面形成为由仅占上面很少部分的下段部和占上面剩下的大部分的上段部组成的阶梯状，在下段部的n型GaN层32的上面形成有在Ti和Au的积层膜的上面重叠了Ni和Au的积层膜所组成的n电极6。在上段部的n型GaN层32的上面依次积层有上述的InGaN活性层33、p型AlGaN层34以及p型GaN层35。然后，在p型GaN层35的上面不设电流扩散用的透明电极，而直接设置由Ni和Au组成的p电极5。本实施例中GaN·LED元件1的平面尺寸是边长为0.28mm程度的正方形。然后，在n电极6和p电极5的上面分别形成有由Au或者Au合金制成的微型凸柱22和23。

图3为表示采用微型凸柱焊接法将GaN·LED元件1安装在引线框架上所形成的LED装置的概略剖视图。在引线框架13a、13b的前端，设置有相互绝缘分离的两个冲模垫17a、17b，微型凸柱23、22分别保持接触在各冲模垫17a、17b上的状态下，GaN·LED元件1搭载在冲模垫17a、17b上。GaN·LED元件1和冲模垫17a、17b用紫外线固化性绝缘树脂16固定。

还有，从发光区域发出的光由引线框架13a向上方反射，通过蓝宝石基板30从上方取出。还有，为了将从GaN·LED元件1的侧面漏出的光向上方反射，在引线框架13a、13b的侧端上设置有反射板15a、15b。

下面，说明有关本实施例的LED装置的制造方法。

首先说明LED元件的制作方法。

如上所述，在蓝宝石基板30上面依次积层有GaN缓冲层31、n型GaN层32、InGaN活性层33、p型AlGaN层34以及p型GaN层35，形成具有双重异构结构的基片。然后在该基片的p型GaN层35的表面上，有选择地将想要除去的区域开口形成SiO₂电阻掩膜，用该SiO₂电阻掩膜进行干蚀刻，将p型GaN层35、p型AlGaN层34、InGaN活性层33的各一部分沿纵方向有选择地除去，进一步，将n型GaN层32的一部分从表面稍微向下掘入，使整体成阶梯形状。

其次，说明在GaN·LED元件1上形成p电极5、n电极6以及微型凸柱22、23的顺序的一个例子。

为了在n型GaN层32的上面形成n电极6，采用祛除法或者蚀刻法，在依次积层了厚度约为0.2μm的Ti膜和厚度约为0.5μm的Au膜之后，将该积层膜摹制成直径为50μm左右的圆形形状。进一步，在基片的整个面上，形成厚度约为0.2μm的Ni膜，再在这之上蒸发形成厚度约为1μm的Au膜。此后，进行光蚀工序，在Ni膜和Au膜的积层膜上将要形成微型凸柱的区域开口形成电阻掩膜。然后，在该电阻掩膜的开口区域进行Au或者Au合金的选择性电镀，在n电极6和p电极5所在位置的区域内，分别形成直径约为30μm、高度约为20μm的蘑菇形状的微型凸柱22、23。这之后，留下p型GaN层35所在位置的几乎整个区域和n电极内所在位置的区域，将附在这之外部分的Ni膜和Au膜用蚀刻有选择地除去。

下面，说明GaN·LED元件1搭载在引线框架13a、13b上的顺序。

将形成微型凸柱22、23的面向下，蓝宝石基板30向上，让GaN·LED元件1处于倒装状态，与引线框架13a、13b的冲模垫17a、17b相对，并让p电极5上的微型凸柱22和冲模垫17a，n电极6上的微型凸柱22和冲模垫17b分别对好位置。然后，用紫外线固化性绝缘树脂16涂在冲模垫17a、17b或GaN·LED元件1上，一边压住GaN·LED元件1一边用紫外线照射使紫外线固化性绝缘树脂16固化。还有，也可以在搭载GaN·LED元件1以后才将冲模垫17a、17b切开。

依据本实施例，在内藏GaN·LED元件1的LED装置中，在一面上形成p电极5和n电极6，在该n电极6和p电极5上形成微型凸柱22、23，通过该微型凸柱22、23将GaN·LED元件1连接到引线框架等部件上，这样的构造可以获得以下的效果。

首先，微型凸柱通常可以简单地缩小到直径为10μm左右，由于不需要现有的元件所要求的连接焊盘，所以可以缩小电极的构造，从而使发光元件(本实施例中的GaN·LED元件1)的尺寸小型化成为可能。而且，由于小型化，可以减少象蓝宝石基板30和化合物半导体基板那样高价材料的使用量，从而可以降低成本。还有，由于n电极6可以缩小，GaN·LED元件1内部的发光区域，即pn结合区域增大，与现有的相同尺寸的元件相比，可以提高亮度。而且，光取出面，如图3中箭头所示方向，是在与各电极5、6所形成的面相反侧的蓝宝石基板30一侧，由于没有妨碍光取出的电极等部件，所以也提高了光取出的效率。

下面，说明本实施例的特征部分的微型凸柱的所希望的形状。微型凸柱22、23的直径，如前所述，以在5-300μm为好，而以在5-100μm的范围内为较好。当微型凸柱22、23的直径超过100μm时，其所占面积增大，与引线焊接相比并没有太多的优点。微型凸柱的直径以在10-30μm的范围内为更好。另一方面，微型凸柱22、23的高度，对于圆柱形而言以在30μm以下为好，对于蘑菇形而言以在50μm以下为好。对于圆柱形，如果想用选择性电镀形成，有光蚀刻工序所形成的电阻膜的厚度需要增厚，要形成有30μm以上厚度的电阻膜比较困难。还有，对于蘑菇形状，当超过50μm的高度进行电镀，蘑菇伞部分的横方向的直径将增大到100μm左右，与引线焊接相比并没有太多的优点。

n电极6的大小，希望是只比可以形成微型凸柱22的尺寸，即微型凸柱22圆柱的直径要稍微大一点的圆。例如微型凸柱的直径为30μm左右时，则其直径为50μm的圆时适合于LED装置的小型化。还有，微型凸柱的横剖面的形状，并不限于上述实施例中所述的圆形，很显然也可以采用椭圆形或者接近正方形的形状。这时，横向的最大尺寸只要在上述直径的尺寸范围内即可。

还有，由于光取出面是在蓝宝石基板30一侧，p电极5上不需要象现有的GaN·LED元件那样形成透明电极，也可以在p型GaN层35的整个面上设置厚膜的p电极。

用上述方法制作的LED元件的大小，例如是其边长为0.28mm的正方形，而不参与发光的n电极周围的面积只占元件表面的十五分之一。现有的元件的大小，是其边长为0.34mm的正方形，而不参与发光的面积要占元件表面的二分之一。即在该实施例中，尽管元件尺寸缩小到0.68倍，但发光面积却增加到1.26倍。

还有，在上述实施例的制造方法中，由于是在n电极专用的金属(Ti和Au)上再积层p电极专用的金属(Ni和Au)，在该p电极专用的金属上进行构成微型凸柱的金属的选择性电镀，所以选择性电镀的条件可以保持均匀。其结果，p电极5只是由p电极专用的金属所构成，另一方面n电极6是在n电极专用的金属上重叠了p电极专用的金属，所以可以缓解p型GaN层35和n型GaN层32之间的段阶差，使得两处的微型凸柱22、23的尖端基本上是处于相同的高度。但是，本发明的发光元件的制造方法，并不限定于这样的实施例，p电极和n电极也可以分别只由专用的金属构成，在其上形成微型凸柱。还有，堆积构成微型凸柱的金属时，并不限定于选择性电镀法，也可以在用蒸镀等堆积出金属膜后，用去除法除去电阻掩膜和其周围的金属膜，仅留下微型凸柱。

还有，在上述实施例中，虽然GaN·LED元件是搭载在引线框架上，但本发明并不限定于这样的实施例。例如，GaN·LED元件也可以倒装连接到能动元件或者被动元件或者母基板之上，相反，也可以在GaN·LED元件之上将其它能动元件或者被动元件等倒装连接。

还有，有关本发明发光元件，并不限定于GaN·LED元件，也可以是其它发光元件。但是，由于GaN·LED元件是在透明的绝缘的蓝宝石基板上形成，在p电极和n电极的那一面形成，所以适用本发明可以发挥更显著的效果。

进一步，有关本发明发光元件的基板并不一定要求是透明体。采用不透明的基板时，光从与基板相反的一侧取出即可。但是，采用透明体构成时，光可以从p电极和n电极相反的一侧取出，如上所述，可以提高光取出的效率。

在检测上述GaN·LED元件的特性的探针检测工序、或者分割芯片组装到引线框架等中的组装工序中，可能会产生如下的问题。

第一、在组装工序中，将形成GaN·LED元件的基片分割成一个GaN·LED元件单位的芯片，将各芯片装载到引线框架等中时，将微型凸柱放置到下面，膜片连接器等的机械手可以识别取出该芯片。这时，由两根微型凸柱支撑芯片，芯片容易倾斜，因而在识别或者用机械手取出时担心产生问题。还有，通过微型凸柱将芯片连接到引线框架等中时，采用由加压、热和超声波焊接Au微型凸柱的连接方法时，当微型凸柱的高度较低时，芯片和引线框架有可能和凸柱以外的部分接触。如果产生这样的接触，会引起不良短路，产生由超声波剥落电极的问题。

第二、GaN·LED元件的n电极6，如上所述可以尽可能缩小以扩大发光面积。为此，电极的大小以可以形成一个直径为30μm左右的圆柱形或者蘑菇形的微型凸柱的大小为好。这时，n电极6的形状以是直径为60μm左右的圆形为好。在进行元件特性检测的探针检测工序中，探针有可能接触微型凸柱，而产生损坏微型凸柱的问题。

第三、用通常的探针实施探针检测工序时，将形成GaN·LED元件的基片按电极一侧朝上放置到测试台上，用真空夹盘固定。让探针从基片的上方接触电极进行特性检测，通常测定光的强度和波长的检测器放置在测试台的上方，而GaN·LED元件的光取出是从蓝宝石基板一侧进行，因此有可能产生不能充分将光送到位于上方的检测器上。

下面的实施例，涉及在具有微型凸柱的倒装构造的发光元件的检测工序和组装工序中不会发生障碍的发光元件。

实施例2

图6A和图6B分别表示本实施例的GaN·LED元件1的俯视图以及D-D线的剖视图。本实施例的特征在于在GaN·LED元件1的n电极6上形成一个点状微型凸柱，和在p电极5上形成二个点状微型凸柱。

下面详细说明该构造，如图6A和图6B所示，GaN·LED元件1是在蓝宝石基板30上面依次积层有GaN缓冲层31、n型GaN层32、InGaN活性层33、p型AlGaN层34以及p型GaN层35，具有双重异构的结构。n型GaN层32的上面形成有由仅占极少部分的下段部和占剩下的大部分的上段部组成的阶梯状，在下段部的n型GaN层32的上面形成有在Ti和Au的积层膜的上面重叠了Ni和Au的积层膜所组成的n电极6。在上段部的n型GaN层32的上面依次积层有上述的InGaN活性层33、p型AlGaN层34以及p型GaN层35。然后，在p型GaN层35的上面不设透明电极，而直接设置由Mg和Au组成的p电极5。此后，在n电极6的上面形成有一个由Au或者Au合金构成的点状微型凸柱24，还有，在p电极5的上面形成有2个由Au或者Au合金构成的点状微型凸柱25。然后，在元件表面除微型凸柱以外均被保护膜39所覆盖。

在此，上述三个点状微型凸柱的尺寸是其直径为40μm、高度为20μm的蘑菇形或者圆形，在芯片内配置在最大可取的二等边三角形的三个顶点的位置上。

这样，由于GaN·LED元件1的芯片由三个微型凸柱支撑，即使微型凸柱朝下放置也不会倾斜，在膜片连接时不会出现芯片的识别错误或者手臂的取出错误。

还有，将微型凸柱的高度设置成20μm，在通过加压、热和超声波焊接微型凸柱将上述GaN·LED元件1的芯片连接到引线框架等中的工序中，通过设定适当的连接条件，就不会发生上述芯片和引线框架与凸柱以外的部分接触而导致的不良短路，并可充分保持连接强度。

还有，n电极的Ti及P电极的Mg是对GaN具有强附着力的电极材料，不会发生超声波的剥落。

实施例3

图7A和图7B分别表示本实施例的GaN·LED元件1的俯视图以及E-E线的剖视图。本实施例的特征在于在GaN·LED元件1的n电极6上形成一个点状微型凸柱24，和在p电极5上形成一个线状微型凸柱25a，而其它与实施例2相同。

p电极5上的线状微型凸柱25a的尺寸是其宽度为20μm、长度为180μm、高度为20μm，在上述的E-E剖面上呈蘑菇形或者柱形。

这时，由于GaN·LED元件1的芯片由微型凸柱支撑，在膜片连接时不会出现芯片的识别错误或者手臂的取出错误。

实施例4

图8A和图8B分别表示本实施例的GaN·LED元件1的俯视图以及F-F线的剖视图。本实施例的特征在于在GaN·LED元件1的微型凸柱所在的p电极下面敷设了和p型GaN层密接性良好的金属，而其它与第二实施例相同。

作为p电极5的材料，采用Ni与Au等的积层膜时，由于p型GaN层与Ni的密接力较弱，在通过加压、热和超声波焊接微型凸柱将上述GaN·LED元件1的芯片连接到引线框架等中的工序中，超声波会将处在微型凸柱25近旁的p电极5下面的p型GaN层与Ni的界面剥离。为了防止这种情况发生，当在微型凸柱25所在的p电极5下面的近旁敷设密接性强的Ti等金属73时，效果显著，连接时不会发生剥离，同时保持充分的连接强度。

在上述实施例中，虽然只列举了通过加压、热和超声波焊接微型凸柱连接芯片和引线框架等的连接方法，但并不限定于这种连接方法，例如也适用于螺柱连接(SBB)法、或者采用异方导电片/粘接剂的SCF法、或者采用焊柱的工序方法。

实施例5

图9A和图9B分别表示本实施例在二英寸基片上所形成的GaN·LED元件群的一部分的俯视图以及G-G线的剖视图。本实施例的特征在于在GaN·LED元件1的p电极5和n电极6上设置有探针区域，特别是在n电极上设置的探针区域是在切割带上形成。

在图9A中，在上述n型GaN层32的下段部的上面，形成有n电极6，该n电极6的形成跨接了切割带37的一部分。还有，在p型GaN层35的上面的几乎整个面上形成有p电极5，在n电极6和p电极5上分别形成有由Au或者Au合金制成的微型凸柱24和25。然后在元件的表面用保护膜39覆盖，而在p电极5上面的Au凸柱25和接触探针的探针区域5a以及n电极6上面的Au凸柱24和探针区域6a上将保护膜39开口。在此，p电极5的探针区域5a的尺寸为70μm×80μm，n电极6的探针区域6a的尺寸为40μm×80μm左右。

这样，将n电极6上的探针区域6a形成在切割带71上，就可以不损伤微型凸柱进行探针检测，并且可以尽可能增大GaN·LED元件1的发光面积。

实施例6

如图10所示，本实施例除与n电极6分离的形式在切割带上形成探针区域6b以外，与实施例5相同。探针区域6b的尺寸要稍微小一些，但可放入探针。这时，由于探针区域6b设置在切割带上，所以可以尽可能增大GaN·LED元件1的发光面积。但是，探针区域6b不与n电极6分离则更能正确地进行特性检测。

实施例7

图11A和图11B分别表示本实施例的GaN·LED元件1的俯视图以及H-H线的剖视图。本实施例的特征在于在GaN·LED元件1的p电极5的中央部位，成行列状设置有多个开口部72。一个开口部的尺寸是直径为10μm的圆，通过配置成三行五列，可以向检测器供给亮度和波长检测所需的光量。

还有，开口部72并不限定于p电极5的中央部位，只要是在p电极内可以形成的部位即可。

实施例8

图12A和图12B分别表示本实施例的GaN·LED元件1的俯视图以及I-I线的剖视图。本实施例是将实施例7中的开口部72的行列部分置换为p型GaN层上电阻接触型透明电极。这时的透明电极的尺寸为50μm×100μm，可以向检测器供给充分的光量。当然，尺寸也并不仅限定于该值。

半导体发光装置

如图5所示在绝缘基板上设置半导体层得到的LED灯，由于元件材料的物理常数(例如，介电常数ε)、元件构造等原因，一般防静电能力较弱。例如，如果将该LED灯和充入静电的电容器对面放置，让其两者之间产生放电，则正向大约100V的静电压，反向大约30V的静电压就可将其损坏。该值与由其它块状化合物半导体(GaP、GaAlAs等)所构成的LED元件相比，是非常低的值。为此，如果不采取不让从外部施加静电的保护处理就使用LED灯的话，内部的GaN·LED元件将很快被损坏。

下面，说明内藏有防止静电等高电压的破坏功能的可靠性高的半导体发光装置。

实施例9

图13为表示本实施例中半导体发光装置(GaN系LED灯)的剖视图。有关本实施例的GaN系LED灯的特征在于GaN·LED元件1不直接搭载在引线框架上，而是GaN·LED元件1将有p电极和n电极的Si二极管元件2夹在中间搭载在引线框架上。

如图13所示，在有反射镜的引线框架13a的前端的冲模垫上，按主面朝上、下面朝下的方向放置有Si二极管元件2。还有，Si二极管元件2下面的n电极9和引线框架13a的冲模垫接触，并用Ag糊浆14将其小片接合在冲模垫上。再在Si二极管元件2的上面设置p电极7、n电极8、p电极的连接焊盘部10。在Si二极管元件2的上方，按蓝宝石基板一侧朝上、p电极5和n电极6朝下的方向放置GaN·LED元件1。然后GaN·LED元件1的p电极5和Si二极管元件2的n电极8通过Au微型凸柱12，GaN·LED元件1的n电极6和Si二极管元件2的p电极7通过Au微型凸柱11，分别进行电连接，同时用紫外线固化性绝缘树脂16将GaN·LED元件1和Si二极管元件2固定。还有，GaN·LED元件1和Si二极管元件2之间的机械连接，不使用紫外线固化性绝缘树脂16，也可以通过将微型凸柱11和12焊接来实现。这样的焊接将在后面说明。Si二极管元件2的p电极的连接焊盘部10和引线框架13a通过Au线17进行线连接。还有，引线框架13a的冲模垫的侧面装有将光朝上方反射的反射体15。GaN·LED元件1由反射体15所环绕。

搭载了上述GaN·LED元件1和Si二极管元件2的引线框架13a、13b的前端部分整体用透光性的环氧树脂18模制封装，构成LED灯。还有，由上述GaN·LED元件1生成的光从蓝宝石基板一侧的上方取出。为此，在GaN·LED元件1的p电极5一侧，不需要象现有的GaN·LED元件中形成的电流扩散用的透明电极(图4A、图4B和图4C中符号37所示的部件)，仅用厚膜的p电极5作为电流扩散用的部件，即可。

还有，从GaN·LED元件1的侧面漏出的光由反射体15向上方反射，可以提高光的取出效率。为此，反射体15的前端至少应比GaN·LED元件1的发光区域要高。

图14是为了说明本实施例的LED灯内藏的保护电路的电路图。

如图14所示，Si二极管元件2和GaN·LED元件1为反极性连接，即相互的p电极和n电极与对方的反极性的电极进行连接，这是为了不让高电压从引线框架一侧施加到GaN·LED元件1上。这时，Si二极管元件2的正向工作电压为0.9V，向GaN·LED元件1施加的反向电压到达0.9V以后即被削平。还有，由于Si二极管元件2的反向击穿电压可以设定在10V附近，向GaN·LED元件1施加的正向电压也可以在10V附近削平。这样，由于GaN·LED元件1的正向破坏电压值为100V左右，反向破坏电压值为30V左右，通过这样的构成，可以确保防止由于静电等高电压的施加所引起的GaN·LED元件1的损坏。

即是说，如果设GaN·LED元件1的正向破坏电压、反向破坏电压分别为Vf1、Vb1，Si二极管元件2的正向工作电压、反向击穿电压分别为Vf2、Vb2，GaN·LED元件1的工作电压为VF，只要：

Vf2＜Vb1

Vb2＜Vf1

Vb2＞VF

这种关系成立即可。

下面，说明本实施例的LED灯各部分的详细构造和概略的制造工序。

图15A和图15B为表示本实施例的GaN·LED元件1的俯视图以及J-J线的剖视图。如图所示，GaN·LED元件1是在蓝宝石基板30上面依次积层有GaN缓冲层31、n型GaN层32、InGaN活性层33、p型AlGaN层34以及p型GaN层35，具有双重异构的结构。n型GaN层32的上面形成为由仅占上面很少部分的下段部和占剩余的大部分的上段部组成的阶梯状，在下段部的n型GaN层32的上面形成有由Ti和Au组成的n电极6。还有，在上段部的n型GaN层32的上面依次积层有上述的InGaN活性层33、p型AlGaN层34以及p型GaN层35。然后在p型GaN层35的上面不设电流扩散用的透明电极，而直接设置p电极5。本实施例中GaN·LED元件1的平面尺寸是边长约为0.28mm的正方形。

图16A和图16B为表示本实施例的Si二极管元件2的俯视图以及K-K线的剖视图。如图16A和图16B所示，在该Si二极管元件2的n型硅基板20内通过有选择地掺入杂质离子形成p型半导体区域21，并将反向击穿电压设定在10V附近。然后，在p型半导体区域21和n型硅基板20(n型半导体区域)上形成Si二极管元件2的p电极7和n电极8，p电极7的一部分为连接焊盘部10。还有，在n型硅基板20的下面上形成为了与引线框架进行电连接的n电极9。本实施例中Si二极管元件2的平面尺寸约为0.32mm×0.45mm。

下面，说明在Si二极管元件2上搭载GaN·LED元件1的顺序。

首先说明，在图13所示的LED灯中，Si二极管元件2和GaN·LED元件1的电极间进行电连接的Au微型凸柱的形成顺序。在Si二极管元件2上面的p、n电极7、8上盖上由光蚀刻工序模样形成的电阻膜，通过仅对两电极7、8进行有选择的电镀，分别形成微型凸柱11、12。本实施例中的微型凸柱11、12为直径30μm、高度10μm的蘑菇形。

接下来，分别让Si二极管元件2的p电极7对着GaN·LED元件1的n电极6，Si二极管元件2的n电极8对着GaN·LED元件1的p电极5，在Si二极管元件和GaN·LED元件之间放入紫外线固化性绝缘树脂16，通过一边压住GaN·LED元件1一边进行紫外线照射，将两元件1、2固定，同时进行两元件1、2的电极之间电连接。通过实施由以上微型凸柱连接法的倒装连接工序，形成电子器件和光器件成对的复合元件。

此后，如图13所示，在将该复合元件同Ag糊浆14小片接合到引线框架13a上之后，p电极7的连接焊盘部10和引线框架13b之间用Au引线17进行线连接工序。此外，在进行线连接工序以后，也可以再进行上述的倒装连接工序。

最后，用透光环氧树脂18进行树脂封装工序，得到如图13所示状态的发光装置。

依据本实施例，如上所述，由于Si二极管元件2和GaN·LED元件1构成为反极性连接的复合元件，因此在引线框架13a、13b之间施加高电压时，向GaN·LED元件1施加的反向电压在Si二极管元件2的正向电压附近的电压，向GaN·LED元件1施加的正向电压在Si二极管元件2的反向击穿电压附近的电压处分别被削平，可以确保防止由于静电所引起的GaN·LED元件1的损坏。

还有，在本实施例中，GaN·LED元件1，由于是由微型凸柱连接法倒装实装在Si二极管元件2上，两者形成复合元件，所以两者之间连接时不需要为了实施引线键合所需的面大的连接焊盘部，这样可以使复合元件整体小型化，同时可以缩小不参与发光的n电极6及其周围的面积。具体说，对于本实施例，n电极6及其周围的面积仅为GaN·LED元件1表面积的十五分之一。而相对于图4A所示的现有的GaN·LED元件1，如果其元件的大小是边长为0.34mm的正方形，则不参与发光的n电极36及其周围的面积要占元件表面积的二分之一。即本实施例的GaN·LED元件1，和图4A以及图4B所示的GaN·LED元件1相比，尽管元件尺寸缩小到0.68倍，但发光面积却增加到1.26倍。因此，通过实施由微型凸柱连接法的倒装连接工序，由于减少了高价的化合物半导体基板的面积而可以减低成本，同时可以增大发光能力。

还有，在本实施例中，可以从透明的蓝宝石基板一侧取光，可以获得提高发光的取出效率的优点。

还有，在本实施例中，虽然p电极7和连接焊盘部10是分离的，但两者也可以整体形成。本实施例具有紫外线固化性绝缘树脂16向连接焊盘部10的蔓延可以由途中的槽沟容易并且确保阻止的优点。还有，在先进行线连接工序后再进行倒装连接工序时，形成p电极7的微型凸柱11的部分和连接焊盘部10做成整体，要比本实施例有利。即使是紫外线固化性绝缘树脂16蔓延到连接焊盘部10也不会产生什么不好，反而具有可以让连接焊盘部10和p电极7稳定地变为相同电位的优点。

进一步，在本实施例中，由于GaN·LED元件1的p电极5对着Si二极管元件2的n电极8，所以从p电极5下面的发光层发出的光可以由n电极8向上方反射，能提高光的取出效率。

还有，在以上的说明中，虽然是微型凸柱11、12以在Si二极管元件2的p电极7和n电极8上形成为例进行了说明，但是，很显然，也可以在GaN·LED元件1的p电极5和n电极6上形成。

还有，以Si二极管元件2的n电极8尽量做大后，对着GaN·LED元件1的p电极5为好。这样可以从GaN·LED元件1侧面漏出的光将向上方反射，从而更加提高光的取出效率。

还有，在本实施例中，虽然Si二极管元件2的上面一侧的p电极和n电极在同一方向分割，即分割成相互平行的矩形，但本发明并不限定于这样的实施例，从平面看斜向分割，或者曲线分割也都可以。

实施例10

在上述实施例9中是在Si二极管元件上搭载GaN·LED元件，在本实施例中，在GaN·LED元件上设置的薄膜构成的Si二极管元件。

图17为仅表示有关本实施例的LED灯中的器件部分的剖视图。虽然省略了向引线框架上搭载的状态，但和实施例1中的图1同样的状态向引线框架上搭载，最终进行树脂封装。

如该图所示，在和上述第9实施例中具有同样构造的GaN·LED元件1上形成由硅氧化膜构成的层间绝缘膜51，再在其上形成硅薄膜，在硅薄膜内形成p型半导体区域52和n型半导体区域53。该硅薄膜的形成，如果利用液晶器件的TFT形成技术可以很容易完成。然后，设置有二极管元件50的p电极54和n电极55，其中，p电极54埋入形成在层间绝缘膜51上连接孔中连接到GaN·LED元件1的n电极6上，同时连接到二极管元件50的p型半导体区域52上；而n电极55则埋入形成在层间绝缘膜51上连接孔中连接到GaN·LED元件1的p电极5上，同时连接到二极管元件50的n型半导体区域53上。然后，二极管元件50的p电极54和n电极55采用图中未画出的由引线键合连接到引线框架上。还有，这时，由GaN·LED元件1生成的光通过引线框架反射从上方取出，但由于形成二极管元件50的部分可以限定在狭小的范围内，所以可以容易获得所期望的取出效率。

即使在本实施例中，也可以获得和上述实施例9那样相同的效果。

实施例11

下面，说明实施例11，本实施例的发光装置，具有和实施例9相同的Si二极管元件，但GaN·LED元件并不和Si二极管元件面对，搭载到硅基板上。

图18为仅表示有关本实施例的LED灯中的器件部分的结构的剖视图。虽然省略了向引线框架上搭载的状态，但和实施例9中的图13同样的状态搭载在引线框架上，最终进行树脂封装。

如该图所示，Si二极管元件2在比上述实施例9中的要大面积的n型硅基板20内形成。即，在n型硅基板20内选择性地掺入杂质离子形成p型半导体区域21，进一步，在形成层间绝缘膜57之后，在层间绝缘膜57上形成和p型半导体区域21相接的p电极58。此外，虽然在图中未画出，在图18所示断面以外的部分中形成有和n型硅基板20即n型半导体区域相接的n电极。还有，Si二极管元件2的反向击穿电压和正向电压设定为和上述实施例9相同的值。

另一方面，在硅基板20上放置了和上述实施例9基本相同构造的GaN·LED元件1。但是，在本实施例中，GaN·LED元件1的n电极6形成为可以实施引线键合那样大的面积。然后，将GaN·LED元件1的n电极6和Si二极管元件2的p电极58用引线59连接，并且在图18中未画出的部分中，将GaN·LED元件1的p电极5和Si二极管元件2的n电极用引线连接。在本实施例中，从GaN·LED元件1的p电极5的上方取出光。

此外，Si二极管元件2的各半导体区域和GaN·LED元件1的各电极之间的连接，也可以通过象上述实施例10那样形成多层配线构造完成。

在本实施例中，发光装置整体的紧凑化、提高光的取出率的效果和上述实施例9相比要差一些，作为没有使用微型凸柱的方法，但和上述实施例9同样可以发挥对静电等的耐压的效果。

实施例12

下面，说明实施例12，在本实施例中，是在共同的绝缘基板上形成GaN·LED元件和二极管元件。

图19为仅表示有关本实施例的LED灯中的器件部分结构的剖视图。虽然省略了向引线框架上搭载的状态，但和实施例9中的图13同样的状态搭载在引线框架上，最终进行树脂封装。

如该图所示，在蓝宝石基板30上形成有和上述实施例9相同结构的GaN·LED元件1。并且，在蓝宝石基板30上，在GaN·LED元件1的侧面，设置有在硅薄膜内形成p型半导体区域61和n型半导体区域62后构成的二极管元件60。在该蓝宝石基板30上硅薄膜的形成，如果利用液晶器件的TFT形成技术可以很容易完成。然后，二极管元件60的p型半导体区域61和GaN·LED元件1的连接，可以通过象上述实施例10那样形成多层配线构造来完成，也可以象上述实施例11那样通过引线键合来完成。

在本实施例中，由于蓝宝石基板30的熔点高，因而具有再堆积多晶硅膜后用激光再结晶法很容易形成单晶硅薄膜的优点。还有，由于可以容易构成从下方的蓝宝石基板取出光，即使是采用引线键合方式连接GaN·LED元件1和二极管元件60那样的构成，也可以维持高的光取出效率。

上述实施例9-12的变形例

对于上述实施例可以采用以下的变形例。

在上述实施例9中，Si二极管元件2的n电极8作为和GaN·LED元件1的p电极5成面对称的形状，两电极几乎可以全面相对向地构造。这时，从GaN·LED元件1的p电极5的下方发射出来的光由Si二极管元件2的n电极8向上方反射，可谋求进一步提高光的取出效率。

在上述实施例12中，蓝宝石基板作为支撑液晶器件的液晶的透明基板之一，从GaN·LED元件1发射出来的光从蓝宝石基板一侧取出，也可以作为液晶器件的背光之一。这时，也可以让静电保护元件和TFT同步动作。通过这样的构造，特别是可以得到可靠性高的液晶器件的背光用发光装置。此外，在水晶玻璃等玻璃基板上搭载了发光元件和由硅薄膜构成的二极管还可以作为液晶器件的液晶夹持板的一方使用。

在上述各实施例中，作为静电保护元件虽然是形成为横向型pn二极管，但本发明并不限定于这样的实施例。例如，纵向型pn二极管、pin二极管、肖特基偏置二极管、齐纳二极管、隧道二极管、耿氏二极管等各种二极管也可以用作为静电保护元件。还有，利用化合物半导体的耿氏效果的耿氏二极管还可以在发光元件的基板上形成。

还有，作为静电保护元件，也可以设置阈值电压调整为比发光元件的工作电压高并且比正向破坏电压和方向破坏电压小的场效应管。

在上述各实施例中，作为发光元件虽然只说明了具有GaN·LED元件1的发光装置，但本发明并不限定于这样的实施例。例如，也可以是具有GaN系的激光二极管元件的发光装置、搭载在GaN系以外的绝缘基板上设置的发光元件的发光装置。

还有，在上述现有的图5所示的状态中，也可以构成为在冲模垫上GaN·LED元件的侧面上载置静电保护元件，两元件之间用引线连接。这时，作为静电保护元件，虽然也可以利用如实施例1在硅基板上形成的二极管，但在冲模垫上通过绝缘膜形成硅薄膜，利用该硅薄膜形成二极管也是可行的。

半导体发光装置的制造方法

图20为表示包含由本发明的制造方法得到的倒装型发光元件的半导体发光装置的一例的概略图。该半导体发光装置虽然和图13所示的装置类似，但在以下的实施例中附装元件2并不一定就是发挥静电保护作用的元件。当然，作为附装元件2，采用Si二极管元件构成如图2所示电路时，如前所述，附装元件2作为静电保护元件使用，可以发挥对静电高电压的保护功能。但是，图20的附装元件2如果只是起容易将引线框架13a、13b和发光元件连接的作用时，并不一定需要有二极管等的构造。

在图20的发光装置中，附装元件2和LED元件1处于重合状态，搭载在引线框架13a的安装部15上。LED元件1按透光性基板1a的背面朝上的方位的倒置状态配置，在LED元件1的p型半导体区域和n型半导体区域上形成的p侧电极5和n侧电极6朝向下方。透光性基板1a的背面起作为光取出面功能，元件1发出的光，从透光性基板1a的背面高效率放出。

在附装元件2的下面形成有背面电极9。该背面电极9通过导电性糊浆14与安装部15进行电连接。还有，在附装元件2的上面形成有电极7、8，分别与半导体发光元件1的n侧电极6和p侧电极5相对。LED元件1的n侧电极6以及p侧电极5，和与其相对的附装元件2的电极7、8，通过微型凸柱11、12相互连接。

在附装元件2的电极7的表面形成有连接焊盘部10。连接焊盘部10通过引线17与引线框架13b相连。这些元件1以及2由透光性树脂18模制封装。

在本发明的半导体发光装置的制造方法中，微型凸柱在半导体发光元件的电极上或者在附装元件的电极上形成以后，通过该微型凸柱，将半导体发光元件和附装元件进行电/物理连接。在两元件的电极对向接触时，在两元件之间可以形成相当于微型凸柱那样高的间隙。为此，两元件不会和微型凸柱以外的部分接触，可以消除通电时的不良短路，可以提供一种成品率好的制造方法。但是，通过微型凸柱连接两元件的电极时，根据连接方法，由于微型凸柱多少回有一定程度的损坏，使两元件之间的间隙变窄。为此，在考虑到这一点的情况下将微型凸柱的高度形成得稍高一些为好。优选的微型凸柱的高度为20-50μm左右。

微型凸柱的材料大致可以分为焊锡和Au类材料。本发明中的微型凸柱的材料可使用焊锡和Au类材料中的任一种，但使用Au类材料要比焊锡好。这是因为，使用Au类材料时，具有(1)形成微型凸柱的电极的面积可以缩小，(2)微型凸柱的形成方法简单，(3)通过微型凸柱两元件比较容易连接等优点。

Au类微型凸柱可以用柱针法或者电镀法形成。依据柱针法，首先，在将穿过毛细管的Au线的前端变成球状后，将该球状部分按压在电极上，用超声波和热一边将球状熔化一边焊接到电极上。此后，拉住Au线，在切断Au的主干部后形成微型凸柱。这时，半导体发光元件或者附装元件的电极，由Au或者Al形成为好。上述电极由Au或者Al形成时，不需要采用特殊的电极构造，在元件检测工序后，具有可以只形成良好的元件的优点。

但是，根据柱针法，例如即使是采用直径为30μm的Au线，电极面积也需要在100μm以上。

根据电镀法，在元件形成过程中，需要附加电镀的工序。下面以用电镀法在半导体发光元件上形成微型凸柱的情况为例，进行较详细的说明。即，半导体发光元件的基板(蓝宝石基片)上堆积半导体积层膜，在此形成p型半导体区域和n型半导体区域。接着，在n型半导体区域的一部分上依次积层Ti层和Au层形成n电极。此后，在基片的整个面上依次积层Ni层和Au层后，由光蚀刻工序，形成一在位于n电极一部分上方的区域和位于p型半导体区域一部分上方的区域开口的电阻膜，在上述开口部进行Au系的电镀，形成高度为15-30μm左右的微型凸柱。电阻除去后，在Ni和Au层中只留下形成微型凸柱的n电极和p型半导体区域，其余部分用蚀刻除去。这样就完成了形成有微型凸柱的半导体发光元件。

由电镀法在附装元件上形成微型凸柱时，附装元件的电极由Au系材料构成时，可以采用和上述工序相同的工序形成微型凸柱，如果该电极由Al构成时，Al电极上需要形成屏蔽金属层，这和集成电路元件的Al电极上形成微型凸柱的形成方法相同。

采用这样的电镀方法，虽然会有增加元件制造工序数和需要在元件检测方法下工夫等缺点，但也有可以使形成微型凸柱所需的电极面积达到最小的优点。例如，形成直径30μm、高度20μm的微型凸柱所需的电极的直径为60μm左右就足够了。因此，可以缩小元件的尺寸，降低成本。还有，微型凸柱形成的位置精度，由光蚀刻工序中的位置确定精度所确定，和柱针相比，非常良好。

在附装元件和LED元件通过微型凸柱的连接方法中，可以举出各种方法，例如，可以举出以下所示的四种方法。

第一种连接方法：Au-Au连接法或者Au-Al连接法

在该方法中，在电极上形成的微型凸柱，采用热、超声波和加压焊接到对向的电极上。

第二种连接方法：柱针连接(SBB)法

微型凸柱上涂上导电性糊浆后，与对向的电极接触，固化导电性糊浆。然后，填充封装树脂，固化树脂。该方法具有耐外部应力高可靠性的优点。还有，在实际安装时不易产生应力，可以在封装前进行检测。容易修复。

第三种连接方法：ACF法

采用各向异性导电片/粘接剂连接。具有工序数较少的优点。

第四种连接方法：焊锡连接法

在微型凸柱对面的电极上由焊锡形成托柱，让焊锡回流连接。填充封装剂，进行固化。具有回流后的连接强度大的优点。

上述第二一第四种连接方法，适用于将排列配置有许多微型凸柱高密度的集成电路元件面安装在电路基板上。但是，这些连接方法，完成连接的节拍较长，生产效率较低。对此，第一种连接方法，由于要用热、超声波和加压将微型凸柱熔化，虽然不适用于高密度配置有凸柱的集成电路元件的安装，但特别适用于象本发明这样，LED元件的电极上以大于等于100μm的间隔存在2-3个微型凸柱的情况。还有，实施该第一种连接方法所需要的时间仅为0.5秒非常短，从生产效率的观点看，是安装LED元件等的极好的方法。如果不需要重视生产效率，也可以采用第二一第四种连接方法。

下面参照附图，详细说明依据本发明的半导体发光装置的制造方法的

实施例。

实施例13

参照图21的流程图，说明图20装置制造方法的实施例。

首先，实施LED元件制造工序，在第S1步进行LED展开工序。LED展开工序，是在基片水平的制造工序的最后阶段中，从基片中分离成单个芯片得到LED元件1的工序。在本实施例中，图31A和图31B所示的LED元件1作为半导体发光元件使用。该LED元件1，例如按以下所示那样制造。

首先，在蓝宝石基板1a上按GaN缓冲层31、n型GaN层32、InGaN活性层33、p型AlGaN层34以及p型GaN层35的顺序从基板侧开始积层。这样在蓝宝石基板1a上形成包含双重异构构造的半导体积层构造。

对上述半导体积层构造的一部分从其表面直达到n型GaN层32的内部进行蚀刻，得到图31A和图31B所示的那样形状的构造。由该蚀刻，在n型GaN层32的上面加工成由上段部和下段部组成阶梯状。在n型GaN层32的上面的上段部上，InGaN活性层33、p型AlGaN层34以及p型GaN层35没有被蚀刻照原样保留下来。

在该蚀刻后，在p型GaN层35的上面形成由Ni和Au组成的p电极5。在n型GaN层32的上面的下段部上形成由Ti和Au组成的n电极6。此后，在本实施例中，在n电极6上形成柱针11，在p电极5上形成柱针12a和12b。柱针11、12a和12b的形成，由前述的柱针法进行。

上述工序使用基片状的蓝宝石基板1a，在该蓝宝石基板1a上同时形成多个LED元件1。为此，如图中所示那样LED元件1多个形成在基片状的蓝宝石基板1a上。

在本实施例中，在形成柱针以前，检测在基片状的蓝宝石基板1a上形成的多个LED元件1。按照该检测，如果发现了不良的LED元件1，则不在该不良的LED元件1上形成柱针。这样柱针只是在合格元件上形成。让LED元件1的微型凸柱朝向下方，将蓝宝石基板1a面对着薄片，将蓝宝石基板1a上的LED元件1张贴在薄片上。然后，将蓝宝石基板1a划线、折断。此后，将薄片沿横向拉伸，在横向分离各LED元件1(LED展开工序)。

其次，在图21所示的第S2步的等级分类工序，将LED元件1按照亮度等级和波长等级分类后，实行第S3步的芯片连接工序。具体讲，首先，准备多个Si二极管元件2排列成行列的基片(硅基片)。对该基片内的各Si二极管元件2配置LED元件1。图27为表示在芯片连接工序中硅基片90、LED元件1、以及搬运LED元件1的夹具100之间的关系的模型。

较详细地说明该芯片连接工序，首先，将LED元件1的形成微型凸柱的面朝向下方，让LED元件1接近包含Si二极管元件2的基片90。然后，LED元件1的微型凸柱对准Si二极管元件2的电极7、8(在图27中没有画出)的位置，一边让微型凸柱11、12a、12b和电极7、8接触，一边加入热、超声波和加压。这正是前述的第一种连接方法。这样，通过将微型凸柱焊接到电极7、8上，将LED元件1通过微型凸柱连接到Si二极管元件2上。根据该连接，LED元件1通过微型凸柱电/物理固定到Si二极管元件2上(芯片连接工序)。芯片连接的节拍短，LED元件的识别、运送、对准位置、连接在3秒内就可完成。其位置对准的精度在15μm以下。通过芯片连接，LED元件1和Si二极管元件2之间空出20μm的间隙，几乎不会发生不良短路。

此后，在图21所示的第S4步的切割工序，对应的LED元件1和Si二极管元件2成整体化状态的基片张贴在薄片上以后，经过切割将整体化构造从基片分离成芯片。图28为表示切割工序中，基片90和切割刀片101之间关系的模型。

在图21的第S5步的移载工序中将整体化构造移载到托盘中以后，在第S6步的小片连接工序(D/B工序)中将整体化构造配置固定到引线框架的安装部15上。这时，让Si二极管元件2的背面电极9通过导电性糊浆14对着安装部15，这样将Si二极管元件2的背面电极9电/物理连接到安装部15上。

在第S7步的引线键合工序(W/B工序)中，Si二极管元件2的连接焊盘部10和另一引线框架13b之间用线17进行连接。此后，引线框架的上端部的构成要素用透光树脂18模制成型，得到图20的半导体发光装置。

这样，在本实施例中，微型凸柱在LED元件一侧的电极上用柱针法形成以后，芯片化后LED元件连接到基片状的Si二极管元件上。

实施例14

参照图22的流程图，说明本发明的制造方法的另一实施例。本实施例的特征在于微型凸柱在LED元件一侧的电极上用柱针法形成，和用上述第一种连接方法在引线框架的的安装部上进行LED元件和Si二极管元件的芯片接合。

首先，在进行了图22的第S11步的LED展开工序以后，在图22所示的第S12步的等级分类工序中，将LED元件1按照亮度等级和波长等级进行分类。

其次，让包含Si二极管元件2的基片的背面电极9对准薄片，将基片张贴到薄片上。在第S13步中将基片切割后，在第S14步中从基片中分离出芯片，将薄片沿横向拉伸(齐纳展开工序)。

在第S15步中，将Si二极管元件2配置固定到引线框架的安装部15上(参照图20)。这时，让Si二极管元件2的背面电极9通过导电性糊浆14对准安装部15，这样Si二极管元件2的背面电极9和安装部15进行电/物理连接(齐纳D/B工序)。

在第S16步的芯片连接工序中。对于安装部15上的Si二极管元件2配置LED元件1。详细讲，首先，将LED元件1的形成微型凸柱的面朝向下方，让LED元件1接近Si二极管元件2。然后，LED元件1的微型凸柱对准Si二极管元件2的电极7、8的位置，一边让微型凸柱11、12a、12b和电极7、8接触，一边加入热、超声波和加压。这样，通过将微型凸柱焊接到电极7、8上，将LED元件1通过微型凸柱连接到Si二极管元件2上。根据该连接，LED元件1通过微型凸柱电/物理固定到Si二极管元件2上。图29为表示这一阶段中LED元件1和Si二极管元件2。

接下来，在第S17步的引线连接工序(W/B工序)中，Si二极管元件2的连接焊盘部10和另一引线框架13b之间用引线17进行连接。这样，得到图20的半导体发光装置。

实施例15

参照图23的流程图，说明本发明的制造方法的再一实施例。本实施例的特征在于微型凸柱在基片状态的Si二极管元件一侧的电极上用柱针法形成，用上述第一种连接方法进行LED元件和基片状态的Si二极管元件之间的芯片连接。

首先，在进行了第S21步的LED展开工序以后，在第S22步的等级分类工序，将LED元件1按照亮度等级和波长等级进行分类。

其次，在第S23步的柱针形成工序中，在包含在基片上的Si二极管元件2的p侧电极7和n侧电极8上形成柱针11、12。图30为表示在形成柱针的工序中，基片90和毛细管102之间的关系的模型。还有，图33A和图33B为表示柱针形成后的Si二极管元件2的俯视图和剖视图。Si二极管元件2是在n型硅基板21内选择性地掺入杂质离子形成p型半导体区域22，并将其反向击穿电压设定在10V附近。在Si二极管元件2的上侧的p型半导体区域22和n型硅基板(n型半导体区域)21上，分别形成由Al构成的p电极7和n电极8。柱针11和12分别在p侧电极7和n侧电极8上形成。p侧电极7的一部分作为连接焊盘部10的功能。在Si二极管元件2的下面形成由Au构成的背面电极9。

接下来，实行图23的第S24步的芯片连接工序。具体讲，对于基片内的各Si二极管元件2，配置等级分类后的LED元件1。详细讲，首先，将LED元件1的电极形成的面朝向下方，让LED元件1接近包含Si二极管元件2的基片90。然后，LED元件1的电极对准Si二极管元件2的电极7、8的位置，一边让LED元件1的电极和Si二极管元件2的微型凸柱11、12接触，一边加入热、超声波和加压。这样，通过将微型凸柱焊接到电极上，将LED元件1通过微型凸柱连接到Si二极管元件2上。根据该连接，LED元件1通过微型凸柱电/物理固定到Si二极管元件2上(芯片连接工序)。

以下，按与实施例13说明相同的方法实施从第S25步到第S28步的工序。

实施例16

参照图24的流程图，说明本发明的制造方法的又一实施例。本实施例的特征在于微型凸柱在基片状态的Si二极管元件一侧的电极上用柱针法形成、用上述第一种连接方法在引线框架的安装部上进行芯片化后的LED元件和Si二极管元件进行芯片连接。

首先，在进行了第S31步的LED展开工序以后，在第S32步的等级分类工序中，将LED元件1按照亮度等级和波长等级进行分类。

其次，在第S33步的柱针形成工序中，在基片上包含的各Si二极管元件2的p侧电极7和n侧电极8上形成微型凸柱11、12(参照图30)。

接下来，让包含Si二极管元件2的基片的背面电极9对准薄片，将基片张贴到薄片上。在第S34步中将基片切割后，在第S35步中从基片中分离出芯片，将薄片沿横向拉伸(齐纳展开工序)。

在第S35步中，将Si二极管元件2配置固定到引线框架13a的安装部15上。这时，让Si二极管元件2的背面电极9通过导电性糊浆14对准安装部15，这样Si二极管元件2的背面电极9和安装部15进行电/物理连接(齐纳D/B工序)。

在第S37步的芯片连接工序中，对于安装部15上的Si二极管元件2配置LED元件1。详细讲，首先，将LED元件1的电极形成的面朝向下方，让LED元件1接近Si二极管元件2。然后，LED元件1的电极对准Si二极管元件2的电极7、8的位置，一边让LED元件1的电极和微型凸柱11、12接触，一边加入热、超声波和加压。这样，通过将微型凸柱焊接到电极上，将LED元件1通过微型凸柱连接到Si二极管元件2上。根据该连接，LED元件1通过微型凸柱与Si二极管元件2进行电/物理固定。

在第S37步的引线键合工序(W/B工序)中，Si二极管元件2的连接焊盘部10和另一引线框架13b之间用引线17进行连接。这样，得到图20的半导体发光装置。

实施例17

在实施例13(图21)中，微型凸柱是用柱针法在LED元件的电极上形成，在本实施例中，微型凸柱是用Au电镀法在LED元件的电极上形成。其它方面，由于与实施例13相同，省略其详细说明。

图32A和图32B分别为表示用电镀法形成微型凸柱后LED元件1的俯视图和剖视图。

图中所示LED元件1的结构与图31A和图31B所示的LED元件1的结构本质上是相同的，不同点在于，微型凸柱是Au电镀凸柱，在LED元件1表面上形成了保护膜39，以及n电极6的形成电极较小。

实施例18

在实施例14(图22)中，微型凸柱是用柱针法在LED元件的电极上形成，在本实施例中，微型凸柱是用Au电镀法在LED元件的电极上形成。其它方面，由于与实施例14相同，省略其详细说明。

实施例19

图25为表示本实施例的流程图。本实施例的制造方法包含微型凸柱是用Au电镀法在基片状态的Si二极管元件的电极上形成的工序。除此之外，和实施例15相同。即，依次进行第S41步的LED展开工序、第S42步的等级分类工序、第S43步的电镀凸柱形成工序、第S44步的芯片连接工序、第S45步的切割工序、第S46步的移载工序、第S47步的D/B工序、第S48步的W/B工序。

实施例20

图26为表示本实施例的流程图。本实施例的制造方法包含微型凸柱是用Au电镀法在基片状态的Si二极管元件的电极上形成的工序。除此之外，和实施例6相同。即，依次进行第S51步的LED展开工序、第S52步的等级分类工序、第S53步的电镀凸柱形成工序、第S54步的切割工序、第S55步的齐纳展开工序、第S56步的齐纳D/B工序、第S57步的芯片连接工序、第S58步的W/B工序。

在上述那样的倒装型半导体发光装置中，由于蓝宝石基板一侧为主要的光取出面，对于基片上形成半导体发光装置时，可以在和检测器相反一侧成为光取出面。这样，即使光取出面在检测器相反一侧，在形成电极一侧多少也会漏出一定程度的光，虽然也可以用检测器检测出该光，但由于整体的光量不足，不能高精度测量光的波长和亮度。

对此，为了能够在基片上形成半导体发光元件的状态下用检测器进行光特性的测定，例如通过在形成电极的一侧设置为了取出光的开口部，增加光量，这是一种有效的手段。

但是，为了形成这样的开口部，除半导体发光元件的电极形成过程将变得复杂以外，开口部的尺寸精度在光蚀刻工序和蚀刻工序中可能会发散，影响高精度的光特性的测定。

实施例21

参照图34，说明本发明的制造方法的又一实施例。

在本实施例中，微型凸柱用柱针法在基片状态的Si二极管元件即附装元件的电极上形成，在芯片化的半导体发光元件连接到附装元件上之后，进行光特性检测。

首先，在进行了第S61步的LED展开工序以后，在第S62步的柱针形成工序中，在基片上包含的Si二极管元件2的p侧电极7和n侧电极8上形成柱针11、12。

其次，实行第S63步的芯片连接工序。具体讲，对于基片内的各Si二极管元件2，配置等级分类后的LED元件1。详细讲，首先，将LED元件1的电极形成的面朝向下方，让LED元件1接近包含Si二极管元件2的基片。然后，LED元件1的电极对准Si二极管元件2的电极7、8的位置，一边让LED元件1的电极和Si二极管元件2的微型凸柱11、12接触，一边加入热、超声波和加压。这样，通过将微型凸柱焊接到电极上，将LED元件1通过微型凸柱连接到Si二极管元件2上。根据该连接，LED元件1通过微型凸柱与Si二极管元件2进行电/物理固定(芯片连接工序)。

在此，倒装型半导体发光元件1芯片连接到基片状态的Si二极管元件2上成为整体。这时，半导体发光元件1变成蓝宝石基板1a朝向上方的姿势。

接下来，在第S64步中，将基片放在探针的测试台上，让探针接触附装元件2的连接焊盘部10，在测试台和探针之间通电。图35为表示在此阶段的基片90、探针102以及光检测器105之间的关系。通电后，半导体发光元件发光，蓝宝石基板1a的上面成为发光亮度最大的光取出面。为此，射向配置在基片上方的检测器105的光量足够，可以进行高精度测定其波长和亮度。而且在基片90上，按一定的间隔排列着成一整体的半导体发光元件1，可以高效率测定。

在光特性的检测工序以后，在图34的第S65步中，将基片张贴在薄片上，用切割装置经过切割分离成芯片(参照图28)。在第S66步进行波长和亮度的等级分类，整体化构造移载到托盘中。

进一步，在第S67步中，按照附装元件2的背面电极9朝下，将一体化元件通过导电性糊浆14电连接到引线框架13a的安装部15上并固定(D/B)。

在其次，在第S68步，在附装元件2的连接焊盘部10和另一引线框架13b之间用引线17进行连接(W/B)，最后，用封装树脂18封装，得到搭载倒装型的半导体发光元件1的半导体发光装置(图20)。

在本实施例的制造方法中，虽然柱针是在附装元件2的电极一侧上用柱针法形成，即使在半导体发光元件1的电极一侧上形成，也可以按同样的方法进光特性检测。

在本实施例的制造方法中，半导体发光元件1通过微型凸柱11、12与附装元件2的电极连接，变成蓝宝石基板1a朝上的姿势。因此，在用探针进行光特性检测中，蓝宝石基板1a的上面成为发光亮度最大的光取出面，射向检测器D方向的光量足够，可以进行高精度测定其发光波长和发光亮度。

这样，和形成p侧和n侧电极的面相对的相反一侧的透明基板的表面即发光亮度大的光取出面，由于通过微型凸柱在附装元件上进行电极之间的连接，成为朝上的姿势，可以将这样芯片连接的部分作为检测对象。因此，在用探针进行光特性检测工序中，可以从光取出面获得足够的光，因此可以进行高精度的波长和亮度测定，得到高品质的发光元件。

还有，在基片上按一定的间隔排列的成整体化的发光元件，由于其光取出面处于朝上的姿势，所以在用探针进行光特性检测中，可以高效率并且高精度地进行发光波长和发光亮度的测定，提高成品率。

如上所述，在本发明实施例的制造方法中，多个附装元件成行列状形成的基片状态的附装元件的2个独立的电极上，通过微型凸柱电连接芯片状的半导体发光元件的p侧和n侧电极并成为整体化(芯片连接工序)以后，实施光特性检测工序和等级分类工序。依据该方法，在基片上按一定的间隔排列的成整体化的发光元件，由于其光取出面处于朝上的姿势，可以高效率并且高精度地进行光特性即波长和亮度的测定。

但是，在进行光特性检测工序时，附装元件并不需要处于基片状态上，附装元件也可以芯片化。发光元件的透明基板的背面，即发光亮度大的光取出面，朝向光检测器的方向，只要发光元件通过微型凸柱连接到附装元件上，就可以从光取出面获得足够的光，可以高精度地进行波长和亮度的测定。

如以上所说明的那样，依据本发明的发光元件，通过采用微型凸柱，可以不需要连接焊盘部，所以可以实现元件的小型化和提高亮度。

还有，依据本发明的发光元件，在进行具有微型凸柱的倒装构造的发光元件的检测工序和组装工序时，消除了可能出现的各种问题，可以实施无障碍检测和组装。

依据本发明的半导体发光装置，提供一种在具有设置在绝缘基板上的半导体发光元件，同时内藏有防止对静电等高电压所施加的破坏的功能的高可靠性发光装置。

依据本发明的半导体发光装置的制造方法，如GaN系LED元件那样，对于具有在绝缘基板上形成的p型半导体区域和n型半导体区域的发光元件，在该p型半导体区域和n型半导体区域之间施加高电压时可以实现旁通两半导体区域并联连接为流通电流的二极管元件等静电保护元件的结构，可以高成品率地制造形成在绝缘板上并具有防止静电等破坏的功能的高可靠性发光装置。进一步，通过在发光装置和静电保护元件的电连接状态、或者从发光元件的光的集光手段方面下工夫，可以使发光装置小型化和提高光的取出效率。

本发明的半导体发光装置的制造方法，包含对处在基片状态下的附装元件连接半导体发光元件的工序时，作为附装元件可以容易采用硅二极管等半导体元件。硅二极管等半导体元件采用硅基片可以同时多个制造。当附装元件在基片内按行列规则排列时，可以容易进行芯片连接工序。

在半导体发光元件一侧形成柱针时，半导体发光元件的电极采用Au或者Al构成为好。这样做，不必要采用特殊的电极结构，具有在LED元件检测完了以后仅对合格品的元件形成微型凸柱的优点。但是，在相对基片状态的附装元件连接半导体发光元件的方法中，连接后，要采用切割等方法将和半导体发光元件成整体的附装元件从基片分离成芯片，如果连接时的位置对准精度不好，切割时切割用切刀有可能会接触半导体发光元件。

对此，对于不处于基片状态而处于独立状态的附装元件而言，通过微型凸柱连接半导体发光元件时，位置对准精度可以有较大的自由度。

在用电镀形成微型凸柱时，可以使芯片尺寸小型化，降低成本。还有，形成微型凸柱工序的位置精度比形成柱针工序的位置精度要好。

依据附装元件排列在基片上时形成柱针的方法，通过在附装元件上形成柱针，可以容易处理半导体发光元件。

本发明可以将通过形成在绝缘性基板上的半导体多层膜得到发光的发光元件小型化，同时采用能发挥从静电破坏中保护发光元件的功能的附装元件，可以实现倒装构造的紧凑型封装。这样，本发明在LED灯等发光装置的领域中提供一种可批量生产的优异的高亮度的发光装置。

Claims

1.一种发光元件，包含有基板、形成在所述基板上的第一导电型半导体区域、在所述第一导电型半导体区域中的一部分区域上形成的第二导电型半导体区域、在所述第一导电型半导体区域中的所述一部分区域以外的区域上形成的第一电极、和在所述第二导电型半导体区域上形成的第二电极，其特征是：

进一步包含有在所述第一和第二电极上形成的由导电性材料构成的微型凸柱；

在所述第一电极和第二电极的每一个上除形成有所述微型凸柱的区域外，还形成有探针可以接触到的探针区域。

2.根据权利要求1所述的发光元件，其特征是所述第一电极的探针区域跨入到切割带的一部分形成。

3.根据权利要求1所述的发光元件，其特征是：

所述第一和第二电极上形成的由导电性材料构成的微型凸柱为多个；

在所述第一电极上形成的所述微型凸柱的个数为一个，在所述第二电极上形成的所述微型凸柱的个数为一个以上。

4.根据权利要求1所述的发光元件，其特征是所述各个微型凸柱具有柱状或者蘑菇状，所述各个微型凸柱的横向的最大尺寸在5到300μm的范围内，所述各个微型凸柱的高度在5到50μm的范围内。

5.根据权利要求1所述的发光元件，其特征是在所述第一电极和第二电极中至少一方的下面设置有对所述第一或者第二导电型半导体区域紧密性好的金属层。

6.根据权利要求1所述的发光元件，其特征是：

在所述第二电极上形成有为向外部发射来自发光元件的光的开口部。

7.根据权利要求6所述的发光元件，其特征是在所述第二电极形成的开口部的形状是直径在20μm以下的圆，或者可以包含在直径为20μm以下的圆内的多角形。

8.根据权利要求6所述的发光元件，其特征是在所述第二电极上形成的开口部内，设置有与所述第二导电型半导体区域形成电阻接触的导电性透明电极。

9.根据权利要求1、4或者6所述的发光元件，其特征是所述基板是由对从发光元件发出的光呈透明的材料形成。

10.根据权利要求9所述的发光元件，其特征是所述基板由蓝宝石基板形成，在所述基板上形成GaN系化合物半导体积层构造。

11.根据权利要求1所述的发光元件，其特征是所述微型凸柱至少是由含Au的金属材料形成。