CN1703784A - 发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使发光更均匀而不使电流过度集中、并使光的取出效率进一步提高的寿命长的发光二极管,发光二极管从电极配置面侧来看,n侧电极包括应连接导电性部件的n侧连接部(9-1)和从n侧连接部的预定的一部分开始在长边方向延伸的n侧连接部(9-2);并且,p侧焊盘部至少包括应连接导电性部件的p侧连接部(10b-1);还包括在长边方向的一端附近配置了n侧连接部的n侧连接部区域、在长边方向的另一端附近配置了p侧连接部的p侧连接部区域、以及位于其间的中间区域;n侧延伸部位于中间区域内,在中间区域,n侧延伸部与p侧电流扩散部相对置地延伸。
Description
技术领域
本发明涉及一种在层构造中包含氮化物半导体(InXAlYGa1-X-YN、0≤X、0≤Y、X+Y≤1)的发光二极管,特别是,第1,涉及使发光均匀化并提高了寿命的发光二极管,第2,涉及提高了向观测面侧的光取出的发光二极管。
背景技术
对于在层构造中包含氮化物半导体的发光二极管,作为高亮度纯绿色发光LED、蓝色发光LED被广泛应用于全色LED显示器、交通信号灯、背光源等各种领域中。
这些LED一般为在蓝宝石等衬底上依次层叠了n型氮化物半导体层、有源层、p型氮化物半导体层的构造。另外,在p型氮化物半导体层上配置有p侧电极,在n型氮化物半导体层上配置有n侧电极。例如,在将p侧电极和n侧电极设置在同一面侧时,采用如下构造:在p型氮化物半导体层上配置p侧电极,并且利用刻蚀等除去了p型氮化物半导体层、有源层和n型氮化物半导体层的一部分,在露出的n型氮化物半导体层上配置了n侧电极。另外,为了使电流流过各电极,连接由金线等构成的金属丝和各种焊锡等导电性部件。作为这样的LED的电极配置提出有各种方案(例如专利文献1)。另外,为了提高光取出,作为LED的构造提出有各种方案(例如专利文献2)。
但是,作为第1课题,虽然在LED中p侧电极设置有p侧电流扩散部,但是大范围均匀地利用发光区域并不简单。相反,如果为了大范围地利用发光区域而使各电极变形,或者加大各电极,则产生电流过度集中的区域。其结果是,存在总是得不到高效的发光,连寿命也缩短这样的问题。
作为第2课题,如果为了提高LED的光取出而在本来作为发光区域的部位设置开口部,则存在因LED的电阻变大等而使元件特性劣化这样的问题。
专利文献1 日本特开2000-164930号公报
专利文献2 WO01/41219
发明内容
本发明就是为了解决这个问题而做出的。本发明的第1目的在于提供通过使电极的形状、配置位置为特定的结构来使发光更均匀,而不使电流过度集中,进而提高光的取出效率且寿命长的发光二极管。另外,本发明的第2目的在于通过利用本来不是发光区域的区域来提高向观察面侧的光取出。
本发明的发光二极管的特征在于,至少包括配置了n侧电极的n型氮化物半导体层4和配置了p侧电极的p型氮化物半导体层8,并且在同一面侧配置有n侧电极和p侧电极,p侧电极包括设置在p型氮化物半导体层上并且扩散所提供的电流的p侧电流扩散部10a和设置在p侧电流扩散部的至少一部分上并且向p侧电流扩散部提供电流的p侧焊盘(pad)部10b;从电极配置面侧来看,是预定的方向长的长方形状。特别是,从电极配置面侧来看,n侧电极包括应连接导电性部件的n侧连接部9-1和从n侧连接部的预定的一部分开始在长边方向(纵向)延伸的n侧连接部9-2,并且,p侧焊盘部至少包括应连接导电性部件的p侧连接部10b-1,另外,还包括在长边方向的一端附近配置了n侧连接部的n侧连接部区域、在长边方向的另一端附近配置了p侧连接部的p侧连接部区域、以及位于其间的中间区域,n侧延伸部位于中间区域,在中间区域,n侧延伸部与p侧电流扩散部相对置地延伸。
另外,其特征还在于,p侧焊盘部还包括从p侧连接部的预定的一部分开始在长边方向延伸的p侧连接延伸部10b-2,在中间区域,p侧延伸部与n侧延伸部相对置地延伸,p侧延伸部位于p侧电流扩散部的远离n侧延伸部的一侧。
另外,其特征还在于,p侧电流扩散部透射来自发光二极管的光的至少一部分。
另外,其特征还在于,p侧电流扩散部具有多个透射来自发光二极管的光的至少一部分的开口部10aa。
另外,其特征还在于,从电极配置面侧来看,在中间区域的p侧电流扩散部的预定的一部分上具有凹坑,n侧延伸部沿着该凹坑延伸,中间区域的n侧延伸部和位于远离n侧延伸部的一侧的p侧电流扩散部的端部的距离D比p侧连接区域的p侧电流扩散部的宽度方向的距离E小。
另外,其特征还在于,相对置的n侧延伸部和p侧电流扩散部的距离A比n侧延伸部的前端和靠近该前端的位于p侧连接部区域侧的p侧电流扩散部的距离B小。
另外,其特征还在于,n侧连接部和p侧电流扩散部在长边方向彼此相对置,相对置的n侧延伸部和p侧电流扩散部的距离A至少比p侧延伸部的前端附近的在长边方向彼此相对置的n侧连接部和p侧电流扩散部的距离C小。
另外,其特征还在于,n侧连接部和p侧连接部在长边方向彼此相对置。
本发明的发光二极管,具有半导体层叠构造,该半导体层叠构造在具有n侧电极的由氮化物半导体构成的n型接触层和具有p侧电极的由氮化物半导体构成的p型接触层之间,包括具有由氮化物半导体构成的有源层。特别是,发光二极管的特征在于,在同一面侧具有n侧电极和p侧电极,并且,n型接触层从电极形成面侧来看,包括具有p侧电极的设置了半导体层叠构造的第1区域和与第1区域不同的第2区域,在第2区域设置多个凹凸,凹凸的顶部,在二极管剖面上比有源层更靠近p型接触层侧。
另外,其特征还在于,凹凸的顶部与p型接触层实质上高度相同。
另外,其特征还在于,在凹凸剖面上,形成凹凸的凸部,是从n型接触层侧向p型接触层侧逐渐变细地倾斜的梯形。
另外,其特征还在于,从电极形成面侧来看,至少在第1区域和n侧电极之间设置有多个凹凸。
另外,其特征还在于,p侧电极包括设置在p型接触层上的且扩散所提供的电流的p电流扩散部和设置在电流扩散部上的至少一部分上的且对p侧电流扩散部提供电流的焊盘部,从电极配置面侧来看,位于n侧电极和p侧电极的焊盘部之间的设置在第1区域上的半导体层叠构造,在垂直于连接n侧电极和p侧电极的焊盘部的直线的方向上,第1区域的两侧具有缩颈部分,并且缩颈部分具有多个凹凸。
另外,其特征还在于,p侧电极由设置在p型接触层上的且扩散所提供的电流的p电流扩散部和设置在电流扩散部上的至少一部分上的且对p侧电流扩散部提供电流的焊盘部构成,从电极配置面侧来看,位于n侧电极和p侧电极的焊盘部之间的设置在第1区域上的半导体层叠构造,在连接n侧电极和p侧电极的焊盘部的直线上,从n侧电极侧开始具有缩颈部分,并且缩颈部分具有多个凹凸。
本发明的效果如下
根据本发明的发光二极管,能使发光更均匀,而不使电流过度集中,并且能提高光的取出效率,延长寿命。
另外,光的取出效率能有效地进行光指向性的控制,能进一步提高发光元件的性能。
附图说明
图1是从电极配置面侧看到的本发明实施方式1的LED的平面图。
图2是图1的II-II线的剖面图。
图3是从电极配置面侧看到的本发明实施方式2的LED的平面图。
图4是图3的IV-IV线的剖面图。
图5是从电极配置面侧看到的本发明实施方式3的LED的平面图。
图6是表示本发明实施方式3的LED的其它形态的平面图。
图7是从电极配置面侧看到的本发明实施方式4的LED的平面图。
图8是表示本发明实施方式4的LED的其它形态的平面图。
图9是表示本发明实施方式5的LED的剖面图。
图10是从电极配置面侧看到的本发明实施方式6的LED的平面图。
图11是图10的XI-XI线的部分剖面图。
图12是从电极配置面侧看到的本发明实施方式7的LED的平面图。
图13是从电极配置面侧看到的本发明实施方式8的LED的平面图。
具体实施方式
作为构成本发明涉及的发光二极管(以下,称为“LED(LightEmitting Diode)”)的各半导体层可以使用各种氮化物半导体。具体地讲,最好使用通过有机金属气相生长法(MOCVD)、氢化物气相生长法(HVPE)等,在衬底上形成了多个InXAlYGa1-X-YN(0≤X、0≤Y、X+Y≤1)等半导体的发光二极管。另外,作为该层构造,可以列举出具有MIS结、PIN结或PN结的同质构造、异质结构造或者双异质结结构。另外,可以使各层为超晶格构造,或者在产生量子效应的薄膜上形成了有源层的单一量子阱构造和多重量子阱构造。
一般来讲,LED是在特定的衬底上生长各半导体层而形成的,此时,作为衬底使用蓝宝石等绝缘性衬底,在最终不去除该绝缘性衬底时,通常,p侧电极和n侧电极的任意一个都形成在半导体层上的同一面侧。此时,可以面朝上安装,即将半导体层侧配置在观察侧,从半导体层侧取出发出的光,也可以面朝下安装,即将衬底侧配置在观察侧,从衬底侧取出发出的光。当然,在最终除去了衬底后,也可以面朝上安装或面朝下安装。另外,衬底并不限于蓝宝石,还可以使用尖晶石、SiC、GaN、GaAs等公知的材料。
以下,根据附图说明本发明的实施方式。但是,以下所述的实施方式只是列举用于将本发明的技术思想具体化的发光二极管,本发明的发光二极管并不限于以下的二极管。
另外,本说明书决不是将权利要求书所述的部件限定于实施方式的部件。特别是,实施方式中所记载的结构部件的尺寸、材质、形状、它们的相对配置等除了特别指定的记载外,本发明的范围并不只限于此,只不过是单纯的说明例。各附图所示的部件的大小和位置关系等,为了明确说明,进行了夸张。进而,在以下的说明中,对于同一名称、符号,表示同一或者同质的部件,适当地省略详细说明。另外,构成本发明的各要素,可以采用以同一部件构成多个要素,以一个部件兼做多个要素的形式,相反,也能用多个部件分担一个部件的功能来实现。
(实施方式1)
根据图1、2说明实施方式1的LED。本实施方式涉及的LED,如图所示,是在同一面侧配置了p侧电极和n侧电极的LED。图1是从电极配置面侧看到的本实施方式的LED的概略图。另外,图2是表示本实施方式的LED的层结构的示意剖面图,表示图1的II-II线的剖面图。
如图1所示,本发明实施方式1涉及的LED,从电极配置面侧来看,是预定方向长的长方形状。在本实施方式中,是一对边比另一对边长的长方形。并且,在长方形的长边方向的一端附近配置有n侧连接部9-1,在长方形的长边方向的另一端附近相对地配置有p侧连接部10b-1。
如图2所示,本实施方式的LED,例如,具有在蓝宝石衬底1上依次层叠了GaN缓冲层2、无掺杂GaN层3、成为n型接触层的掺硅GaN层4、成为n型包覆层的掺硅GaN层5、成为有源层的InGaN层6、成为p型包覆层的掺镁AlGaN层7、成为p型接触层的掺镁GaN层8的层构造。进而,利用刻蚀等部分地除去掺镁GaN层8、掺镁AlGaN层7、InGaN层6、掺硅GaN层5、掺硅GaN层4,并在掺硅GaN层4的露出面上形成了n侧电极9,在掺镁GaN层8的上表面的大致整个面上设置了p侧电极10。另外,在本实施方式中,权利要求书所记载的n型氮化物半导体层对应于成为n型接触层的掺硅GaN层4,p型氮化物半导体层对应于成为p型接触层的掺镁GaN层8。
在本实施方式中,n侧电极9是从n接触层侧开始依次层叠W、Al、W、Pt、Au而形成n侧电极,也可以使用其它的公知的材料和层叠构造。另外,由应连接最终成为导电性部件的金属丝的n侧连接部9-1和从其一部分开始在长边方向延伸的n侧延伸部9-2构成。
P侧电极10与在p型接触层的比较宽的区域(大致整个面)上形成的p型接触层进行欧姆接触,并且包括扩散从接下来所述的p侧焊盘部提供的电流的p侧电流扩散部10a和在p侧电流扩散部的预定的一部分上形成的p侧焊盘部10b。在本实施方式中,从p型接触层开始依次层叠Ni、Au、Au而形成p侧电极,但是也可以使用其它的公知的材料和层叠构造。此时,由透射来自LED的光的至少一部分(以下,也称为“透光性”)程度的比较薄的膜层叠的Ni、Au是p侧电流扩散部,由不具有透光性的比较厚的膜层叠的Au是p侧焊盘部。另外,p侧焊盘部10b由应连接最终成为导电性部件的金属丝的p侧连接部10b-1和从其一部分开始向与长边方向相对的n侧连接部9-1延伸的p侧延伸部10b-2构成。
另外,如图1所示,本发明实施方式1的LED分割成包含n侧连接部9-1的n侧连接部区域、包含p侧连接部10b-1的p侧连接部区域和位于其间的中间区域。在此,设各区域为在与长边方向大致垂直的方向对LED进行了分割的区域。
在中间区域内,配置了n侧延伸部9-2,在其中间区域,n侧延伸部9-2与p侧电极扩散部10a相对地进行延伸。即,n侧延伸部不侵入p侧连接部区域,而只配置在中间区域,在其中间区域的内部,n侧延伸部9-2和p侧电流扩散部10a相对地进行配置。
通过这样构成,在中间区域的n侧延伸部9-2和p侧电流扩散部10a相对的区域,能从p侧电流扩散部10a向n侧延伸部9-2均匀地提供电流。另外,n侧延伸部9-2配置在中间区域内,因此能减轻电流从n侧延伸部向p侧连接部周围的p侧电流扩散部10a集中。
即,导电性部件直接连接在p侧连接部10b-1上,因此其周围当然容易成为电流密度高的区域。但是,本发明实施方式1的LED,n侧延伸部未一直延伸到p侧连接部区域,因此在p侧连接部附近能大幅地减轻电流集中,并且在中间区域能更均匀地向更宽的区域提供电流。
另外,如本实施方式所示,如果p侧电流扩散部10a采用具有透光性的结构,则p侧连接部10b-1最好具有p侧延伸部10b-2。即,为了使p侧电流扩散部10a具有透光性,需要形成为其膜厚比较薄的膜。但是,如果使p侧电流扩散部10a为具有透光性程度的薄膜,则电阻必然变大,难以使由p侧焊盘部提供的电流扩展到整个p侧电流扩散部10a。因此,构成p侧焊盘部10b,使得p侧延伸部10b-2从电阻比较小的p侧连接部10b-1开始延伸,并使电流扩展到p侧延伸部10b-2上,之后将电流提供给p侧电流扩散部10a,由此,更容易使电流扩散到整个p侧电流扩散部10a。
另外,本实施方式的LED,在中间区域,n侧延伸部9-2和p侧延伸部10b-2在大致垂直于长边方向的方向(以下,称为“宽度方向”)彼此相距更远地相对配置,由此,能以更大范围将电流提供给整个LED。
另一方面,一般来讲,从LED内部产生的光,边被半导体层和半导体层、半导体层和电极等所有界面反射,边射向LED外部。在反射光时,并不是完全反射,光的一部分被各部件吸收。在此,如果能减少光反射的次数,则能自动减少光吸收的次数。鉴于这样的情况,从LED的电极配置面侧来看,在宽度方向尽可能减薄其外形,由此能将光吸收抑制到最小限度,同时能提高来自宽度方向的光的取出。另外,通过减薄,能从薄的一侧集中地将光取出。作为这样的形状,有一对边比另一对边长的长方形或平行四边形、椭圆形等,但是作为实际问题,如果考虑到成品率等,则长方形最好。
这样,LED从电极配置面侧来看,最好一个方向薄。但是,为了最终将导电性部件连接到各电极,p侧连接部10b-1和n侧连接部9-1需要一定程度的面积。人们考虑到,从电极配置面侧来看,如果使LED的外形薄到极限,使得留下可连接导电性部件的宽度方向的厚度,则能最大限度地利用光的取出,但是难以有效地配置n侧延伸部。
因此,本实施方式的LED,如图1所示,在中间区域,在p侧电流扩散部10a的预定的一部分上有凹坑。并且,沿该凹坑配置n侧延伸部9-2。此时,最好使中间区域的n侧延伸部和p侧电流扩散部的距n侧延伸部远的端部的距离D比p侧连接部区域的p侧电流扩散部的宽度方向的距离E小。由此,能确保p侧连接部的导电性部件能连接的面积,同时能配置n侧延伸部,并且能使LED的宽度方向更薄。
另外,在距离D比距离E小时,彼此相对的n侧延伸部和p侧电流扩散部的距离A,最好比n侧延伸部的前端和靠近前端的位于p侧连接部区域侧的p侧电流扩散部的距离B小。另外,所谓靠近n侧延伸部的前端的位于p侧连接部区域侧的p侧电极扩散部,也就是,指n侧延伸部和p侧电流扩散部不相对的非相对区域的p侧连接部区域附近的p侧电流扩散部。在图1中,p侧电流扩散部从p侧连接部开始随着舒缓的曲线延伸,因此,距离B为n侧延伸部和该舒缓的曲线的距离。
即,如上所述,导电性部件直接连接在p侧连接部10b-1上,因此,其周边当然为电流密度最高的区域,但是,如本实施方式所述,距离A比距离B小,因此,在B间能减轻电流的集中,并且,在A间能提供更均匀的电流。
另外,本实施方式的LED,如图1所示,n侧连接部和p侧电流扩散部在长边方向彼此相对。并且,相对的n侧连接部和p侧电流扩散部的距离A最好小于至少在p侧延伸部的前端附近相对的n侧连接部和p侧电流扩散部的距离C。即,p侧延伸部的前端附近与n侧连接部相邻,因此其周围当然成为电流密度容易增高的区域,但是,如本实施方式所述,通过使距离A小于距离C,能在C间减轻电流的集中,并且能在A间提供更均匀的电流。
另外,在本实施方式中,说明了p侧电流扩散部充分地扩散了电流的情况,但是,在p侧电流扩散部的电流扩散功能不充分的情况下,通过改变由p侧连接部和p侧延伸部构成的p侧焊盘部的形状本身,能在实质上增减距离A、B、C。具体地讲,例如,在想加大距离A的情况下,可以采用进一步细化p侧延伸部,使之离开n侧延伸部的结构;在想加大距离B的情况下,可以采用使图1所示的大致四边形的p侧连接部的一个角变圆,使之离开n侧延伸部的结构。同样,在想加大距离C的情况下,可以采用缩短p侧延伸部,使之远离n侧连接部的结构。
而且,在p侧电流扩散部的电流扩散功能不充分的情况下,距离C,越靠近p侧延伸部的前端,由距离A和距离C的关系带来的上述效果越显著,随着离开p侧延伸部的前端,其效果也越小。因此,例如,为了增大发光面积,可以随着从p侧延伸部的前端的离开来减小与长边方向相对的p侧电流扩散部和n侧连接部的距离。
另外,在此,在比光射出部低的位置上具有n侧延伸部,使得不遮挡从在侧面方向上成为光射出部的有源层射出的光。在本实施方式中,从电极配置面侧来看,由于使LED的外形为长方形,因此光主要从宽度方向射出,而不是从长边方向射出,这样的结构特别有效。并且,在此,使元件构造为DH(双异质结)构造,因此作为有源层的InGaN层6相当于光射出部。当然,元件构造为pn结时,其界面称为光射出部。
另外,在面朝上安装本实施方式的LED时,作为导电性部件主要使用由金线等构成的金属丝,在面朝下安装时,作为导电性部件使用焊锡等。
在此,采用了使p侧电流扩散部为比较薄的膜,由此p侧电流扩散部本身能透射LED的光的一部分的结构,但是,也可以采用使p侧电流扩散部为比较厚的膜而不使LED光透过的结构。特别是,在面朝下安装时,通过以预定的膜厚层叠Rh、Al、Ag等各种金属部件,使p侧电流扩散部反射光,能提高向观察侧的光的取出。此时,不需要在p侧电流扩散部的预定的一部分上设置p侧焊盘部,就能与n电极同样地一体地构成。
另外,通过在LED的预定的一部分上设置凹凸,能散射光,结果是能提高光的取出效率。例如,通过在具有n侧电极的n型接触层的表面设置凹凸,或者在蓝宝石衬底和外延层的界面上设置凹凸,能更有效地散射光。
特别是,本发明实施方式1的LED,从电极配置面侧来看,是长方形状,因此光不只是从纵向(半导体层叠方向)有效地射出,还从横向(特别是宽度方向)有效地射出,但是,通过在例如n型接触层的表面设置凹凸,除了能提高来自横向的光的射出,还能提高来自纵向的光的射出,进一步能得到立体的发光。另外,为了在n型接触层的表面形成凹凸,例如,能利用在n型接触层的表面形成的开了圆形、三角形、四边形等预定的形状的口的掩膜,用RIE(反应性离子刻蚀)设置该预定的形状的凹部来形成。另外,通过留下该预定的形状而除去其它部分,能形成凹凸,即凸部。在n型接触层上形成凹凸时,在n侧电极和n型接触层的界面之外,当然也能在该界面上形成凹凸。
另外,也能一并进行形成凹凸的工序和露出用于层叠n侧电极的面的工序。即,例如,在层叠了p型接触层之后,涂敷抗蚀剂膜,曝光成所要的图形,将留下的抗蚀剂膜作为掩膜使用,在留下起发光元件作用的发光层的部位,n型接触层表面的最终配置n侧电极的部位,能形成n型接触层上的包含n型接触层到p型接触层的凸状柱状物。由此,形成形成n侧电极的露出面,并且同时形成凸状柱状物,因此能简化工序。这样,在一并进行形成凹凸的工序和露出用于层叠n侧电极的面的工序时,凸状柱状物必然形成在比有源层高的位置上。由该凸状柱状物能将在n型接触层中传播的光反射到观察面侧,并取出到外部,并且从有源层射向侧面方向的光直接由凸状柱状物将行进方向改变到观察面侧,因此,向观察面侧的光的取出效率变得更有效。凸状柱状物可以按照需要采用从发光观察面侧来看为圆形、菱形、三角形或六边形等各种形状。进而,凸状柱状物最好是从n型接触层侧向p型接触层侧逐渐变细。由此,能进一步提高向观察面侧的光的取出。
另外,不言而喻,到此为止说明的凹凸的效果,不只是本实施方式的LED,对于其它构造的LED也可适用。
另一方面,在上述的任一情况下,从发光观察面看到的凹凸形状或者凸状柱状物的形状的端面,如果具有与发光端面具有角度、最好垂直地形成的边,则能有效地将射出的光取出到外部。特别是,使凹凸或者凸状柱状物的从发光观测面侧看到的形状为三角形,并使该三角形的一个角与发光端面相对,并且,使与该一个角相对的三角形的一边位于远离发光端面一侧,而且使之与发光端面大致平行,由此,能使与发光端面具有角度地相对的一边形成得更大,因此这是所希望的。即,能使各三角形相对于发光端面成放射状地配置,使得各三角形的一个角与发光端面相对。另外,三角形最好是等腰三角形或等边三角形,此时,上述的一个角最好为由长度相等的两个边形成的角。由此,能更均匀地取出光。另外,所谓发光端面,是具有最终被提供电流而发光的n型接触层到p型接触层的层叠体的端面。
另外,为了有效地将有源层发出的光取出到外部,光在半导体层叠构造内反射的次数最好尽可能少。因此,例如,使用蓝宝石做衬底,使半导体层叠构造模拟为GaN,蓝宝石的折射率、GaN的折射率大约是1.77和2.5,因此根据斯涅耳(Snell)定律,其界面的临界角约为45度,设计人员可以任意地设定光在半导体层叠构造中反射并射出到外部的光的反射次数。具体地讲,例如,能将构成图1的中间区域的有源层端面的半导体层叠构造的宽度方向的距离设定为光一次反射的距离。由此,能进一步提高宽度方向的光的取出。当然,不只能应用于构成中间区域的有源层端面的半导体层叠构造的宽度方向的距离设计,而且还能应用于各种的距离设计。
(实施方式2)
根据图3、图4说明实施方式2的LED。图3是从电极配置面侧看到的本实施方式的LED的概略图。图4是表示实施方式2的LED的层结构的示意剖面图,表示图3的IV-IV线的剖面。另外,对于与实施方式1具有相同功能的部件赋予同一符号。
本实施方式的LED,除了p侧电流扩散部10a具有多个开口部10aa之外,采用与实施方式1所描述的LED同样的结构。另外,p侧焊盘部不具有p侧延伸部,通过这样构成,从有源层射出的光不会被p侧延伸部遮挡,因此从光取出方面来说是理想的。当然,如果考虑电流的扩展,则也可以采用具有p侧延伸部的结构。重视哪个效果,可以由设计人员任意选择。
p侧电极10与在p型接触层的比较宽的区域(大致整个面)上形成的p型接触层进行欧姆接触,并且,包括扩散由接下来描述的p侧焊盘部提供的电流的p侧电流扩散部10a、以及在p侧电流扩散部的预定的一部分上形成的p侧焊盘部10b。在此,p电流扩散层具有实质上露出p接触层的多个开口部。来自LED的光的至少一部分从该开口部取出到外部。
在本实施方式中,从p型接触层开始依次层叠Rh、Ir、Au作为p侧电极,但是也可以使用其它公知的材料和层叠构造。此时,连续地层叠的Rh、Ir是p侧电流扩散部,Au是p侧焊盘部。在本实施方式中,最终应连接导电性部件的p侧连接部10b对应于p侧焊盘部本身。
另外,象本实施方式这样,如果p电流扩散层具有多个开口部,则p侧连接部也可以不具有p侧延伸部。即,在p电流扩散层上形成开口部时,使其形成膜厚比较厚的膜,使得没有透光性。这是因为形成比较厚的膜,将减小电阻,使由p侧焊盘部提供的电流容易扩散。但是,如果使p电流扩散层为不具有透光性程度的厚膜,则光难以从p侧电流扩散部取出。因此,通过在p侧电流扩散部上设置多个开口部,能减小电阻,同时能进行光的取出。
如图4所示,也可以在不形成开口部的p侧电流扩散部之上配置p侧焊盘部,但是作为其它方式,也可以在具有开口部的p侧电流扩散部之上配置p侧连接部。即,通过具有开口部,能构成为在剖面为凹凸的p电流扩散层的上表面和凹部内部配置p侧焊盘部。由此,能够提高从p侧焊盘部向p电流扩散层的接触面积,因此能提高p侧焊盘部和p电流扩散层的紧密接合性,并且能从p侧焊盘部向p电流扩散层有效地提供电流。
另外,不言而喻,能任意地设定开口部的形状、大小、配置位置等。进而,由于在p侧电流扩散部的n侧延伸部侧端部具有开口部,因此其端部不成一条直线,因开口部而变成凹凸的,即使在此情况下,从整体来看,n侧延伸部和p侧电流扩散部也可以彼此相对。
另外,在此,如图1或图3所示,例如,相对的n侧延伸部和p侧电流扩散部、相对的n侧延伸部和p侧延伸部、相对的n侧连接部和p侧电流扩散部分别彼此大致平行,但是,不言而喻,不平行也可以。此时,距离A、B、C、D、E成为对应区域中的最短距离。
在此,在实施方式1和2中,如图1和图3所示,采用p侧电流扩散部不位于n侧连接部区域中,即,p侧电流扩散部位于中间区域的结构。例如,如图5~图8所示,也可以构成为p侧电流扩散部包含于n侧连接部区域中。此时,例如,如各图所示,最好采用n侧焊盘部和p侧焊盘部分别配置在作为长方形且长方形状的发光二极管的对角线上的结构。另外,此时,n侧连接部区域、中间区域、p侧连接部区域分别是与长边方向大致垂直地划分开的区域。以下,根据图5~图8说明实施方式3、4。
(实施方式3)
根据图5、图6说明本实施方式的LED。另外,对与实施方式1具有相同功能的部件赋予同一符号。本实施方式的LED,除了以下结构不同之外,基本上采用与实施方式1的LED相同的结构。
即,本实施方式的LED,如上所述,形成为p侧电流扩散部10a到达n侧连接部区域,n侧焊盘部9-1和p侧焊盘部10b-1,从电极配置面侧来看,分别配置在作为长方形的LED的对角线上。另外,n侧延伸部9-2和p侧延伸部10b-2部分相对。并且,在为了形成n侧电极而露出的露出到n型接触层4的区域,具有多个用于提高光的取出的凸部11,使得将包含有源层的半导体叠层构造围起来。
图5是从电极配置面侧看到的凸部11的形状为菱形时的例子,图6是从电极配置面侧看到的凸部11的形状为三角形时的例子。这样,通过紧密地配置预定形状的凸部11,能提高进行面朝上安装时的向观察侧的光的取出。虽然其原因不确定,但是被认为是,在凸部11下方(图中的背面侧)的n型接触层内传播的光被凸部11的根部漫反射,或者在n型接触层内传播的光进入凸部11内部,由此,向观察侧的光的取出效率提高。另外,还被认为是,从LED侧面来看,凹凸顶部比有源层的位置高(位于p侧),来自射出端面的光直接碰到形成凹凸的凸部,能将光的行进方向改变到观察面侧。
另外,最好配置各凸部,使得来自射出端面的光一定碰到某个凸部11,即,来自射出端面的光不是以一直线射出到LED外部。具体地讲,在从考虑了光通过的射出端面开始延伸的预定的所有直线上配置至少一个凸部,由此能实现更大的光取出。
另外,为了简化工序,凸部可以在为了配置n侧电极而露出到n侧接触层的工序中形成。此时,各凸部采用从衬底侧开始依次层叠了n侧接触层4到p侧接触层8的结构。在利用刻蚀等形成凸部的情况下,从电极配置面侧看到的凸部的最前面的形状,例如有时缺角而不是一定的,但是,最重要的是其顶部形成比有源层高的凸部,因此,即使是在这样的情况下,也能提高光的取出效率。
(实施方式4)
根据图7、图8说明本实施方式的LED。具有与实施方式1相同功能的部件赋予同一符号。本实施方式的LED除了以下的结构不同之外,采用基本上与实施方式1所描述的LED相同的结构。
即,本实施方式的LED,如上所述,形成为p侧电流扩散部10a到达n侧连接部区域,n侧焊盘部9-1和p侧焊盘部10b-1,从电极配置面侧来看,分别配置在是长方形的LED的对角线上。另外,n侧延伸部9-2和p侧延伸部10b-2部分相对。并且,在为了形成n侧电极而露出的露出到n型接触层4的区域,具有多个用于提高光的取出的凸部11,关于凸部11,图7与图5一样,图8与图6相同。
(实施方式5)
根据图9说明本实施方式的LED。具有与实施方式1相同功能的部件赋予同一符号。本实施方式的LED,除了以下的结构不同之外,采用基本上与实施方式1所描述的LED相同的结构。
即,本实施方式的LED,如图9所示,从蓝宝石衬底1和缓冲层2的界面开始一直倾斜到n型接触层4的设置了n侧电极9的面。通过这样具有倾斜面,能进一步提高面朝上安装和面朝下安装时的向观察侧的光的取出。
具体地讲,例如在面朝下安装时,在使图9所示的倾斜角度为64度的情况下,能使向观察侧的光的取出为倾斜角度为90度的实施方式1时的大致1.1倍。另外,在使倾斜角度为34度,从而使倾斜更缓的情况下,能使向观察侧的光的取出为倾斜角度为90度的情况下的大致1.6倍。
另外,在本实施方式中,采用了倾斜面从蓝宝石衬底1和缓冲层2的界面开始一直倾斜到n型接触层4的设置了n侧电极9的面为止的结构,但是倾斜面也可以设置在其它区域内。即,可以使LED的侧面的至少一部分具有倾斜面。例如,除了上述结构之外,也可以是从n型接触层4的设置了n侧电极9的面开始一直倾斜到p型接触层的设置了p侧电极10的面为止。不管采用哪一个,通过在更大的侧面区域设置倾斜面,上述效果都会更大。
另外,用氧化铝、氮化铝、氧化硅、氧化钇、氧化钛、氧化锆、ITO、氧化铟、氧化锡等公知的绝缘性材料控制膜厚等,使得透射或者反射来自LED内部的光,并在倾斜面上设置单层或者多层绝缘性材料,由此,在面朝上安装、面朝下安装的任一情况下,都能进一步提高向观察侧的光的取出。另外,在本实施方式中,基本的元件构造与实施方式相同,当然其它的元件构造,通过设置倾斜面,会提高向观察侧的光的取出。
(实施方式6)
接着,根据图10、图11说明实施方式6的LED。图10是从电极形成面侧看到的本实施方式的LED的平面图。图11是图10的XI-XI线的p侧电极20的焊盘部20b(以下也称为“p侧焊盘部”)附近的剖面图,示出设置了p侧电极20的第1区域的半导体层叠构造和设置在与第1区域不同的第2区域上的凸部11的位置关系。
本实施方式的LED,p侧电极20和n侧电极19设置在同一面侧,是以观察面侧为电极形成面侧的从电极形成面侧取出光的结构。构成LED的半导体层叠构造,与实施方式1一样,具有如下的层构造:即,在蓝宝石衬底1上依次层叠了GaN缓冲层2、无掺杂GaN层3、成为n型接触层的掺硅GaN层4、成为n型包覆层的掺硅GaN层5、成为有源层的InGaN层6、成为p型包覆层的掺镁AlGaN层7、成为p型接触层的掺镁GaN层8。进而,利用刻蚀等部分地除去掺镁GaN层8、掺镁AlGaN层7、InGaN层6、掺硅GaN层5、掺硅GaN层4,并在掺硅GaN层4的露出面上形成了n侧电极19,在掺镁GaN层8上设置了p侧电极20。n侧电极19从n型接触层侧开始依次层叠了W、Pt、Au。p侧电极20的电流扩散部20a(以下也称为“p侧电流扩散部”),形成在p型接触层的大致整个面上,并且从p型接触层侧开始依次层叠了Ni、Au(或者Ni和Au的合金)、p侧焊盘部20b与n侧电极一样,依次层叠了W、Pt、Au。这样,通过使p侧焊盘部20b和n侧电极19为同一结构,能使p侧焊盘部20b和n侧电极19的形成工序为一个工序。另外,在本实施方式中,为了确保发光区域(第1区域),p侧电流扩散部20a部分地将n侧电极19围起来。
在此,本实施方式的LED,形成多个凹凸的各凸部11围在第1区域的周围。即,本实施方式的LED,以凸部围在驱动时发光的第1区域的周围,由此,能有效地利用LED的电极形成面侧表面区域,进行光取出效率和光指向性的控制。一般来讲,LED在蓝宝石等衬底上层叠了各种半导体层后,使预定区域薄膜化,由该薄膜区域分割成各个LED。本申请发明,也可以设置用于形成凸部的特别的区域,但是,例如,分割晶片的薄膜区域、或者在电极周围形成多个凸部,由此能抑制工序的增加。即,最好是在本来只设置于电极形成面侧的n型接触层平面的所要的区域上形成本申请发明的凸部。
在此,n型接触层,从电极形成面侧来看,由具有p侧电极的设置了半导体层叠构造的第1区域和与第1区域不同的第2区域构成,第2区域设置有n电极19和多个凸部11。如图11所示,设置在第2区域上的各凸部的顶部,在LED剖面上,构成为在p型接触层侧高于有源层,最好高度与p型接触层实质上相同。即,凸部的顶部形成为比有源层高。另外,凹凸底部形成得比有源层低。本实施方式的LED为DH构造,因此凹凸的顶部,至少可以高于有源层和与之相邻的n侧层的界面,但是更理想的是高于有源层和与之相邻的p侧层的界面。另外,凹凸的底部,至少可以低于有源层和与之相邻的p侧层的界面,但是,更理想的是低于有源层和与之相邻的n侧层的界面。进而,并不限于DH构造,例如,有源层使用量子阱构造,在由n侧层和p侧层夹着该有源层的构造中,也可以形成同样的凸部。即,凹凸的顶部高于有源层和n侧层的界面,最好高于有源层和p侧层的界面。另外,凹凸的底部低于有源层和p侧层的界面,最好低于有源层和n侧层的界面。
通过这样构成,能使向观察侧的光的取出效率提高例如10~20%。虽然其原因并不明确,但是可以考虑以下的理由1~3。即,1.在n型接触层内传播的光从n型接触层取入到凸部内部,光从凸部的顶部或者其中途部分取出到观察面侧。2.从有源层端面射出到侧面外部的光被多个凸部反射、散射,光被取出到观察面侧。3.在n型接触层内传播的光被凸部的根部(n型接触层和凸部的连接部分)漫反射,光被取出到观察面侧。
另外,通过设置多个凸部,能在整个观察面侧进行均匀的光取出。进而,由于包含p型接触层地构成凸部,因此它们的顶部的高度大致相同,因此不会被具有p侧电极的设置了半导体层叠构造的第1区域遮挡,能有效地将光从凸部顶部取出到观察面侧。并且,通过将凸部构成为高于p型接触层,最好高于p型电极,能更有效地将光取出。
另外,在凸部剖面上,凸部从半导体层叠方向、即n型接触层侧向p型接触层侧逐渐变细地倾斜,由此上述效果更大。即,通过使凸部故意地带有角度,使来自有源层的光被凸部表面全反射,或者使在n型接触层中传播的光散射,结果是能有效地进行向观察面侧的光取出。凸部的倾斜角最好为30度~80度,更理想的是40度~70度。
凸部剖面的形状可以是圆锥、半圆等各种的形状,但是最好是梯形,即凸部本身最好是圆锥台形状。通过这样构成,光的指向性控制变得更容易,并且作为整体,能进行更均匀的光取出。在从p型接触层取出光,并以p侧接触层为观察面时,可以认为凸部的观察面侧包括平面,不包括顶点,由此能得到这样的效果。
另外,在凸部剖面的形状为梯形时,在梯形的上边(p侧),还可以具有凹部。由此,在n型接触层内传播的光侵入到凸部内部时,光因在凸部的顶部形成的凹部而容易射出到观察面侧,这是理想的。
本申请发明的LED,在大致垂直于在n型接触层的第1区域形成的半导体层叠构造的射出端面的方向上,最好2个以上、理想的是3个以上的凸部至少部分地重复配置。由此,来自第1区域的光以高概率通过凸部,因此能更容易地得到上述效果。
本实施方式的凸部,为了形成n侧电极,最好在使n型接触层露出时,同时形成。即,本实施方式的LED,是在同一面侧具有p侧电极和n侧电极的构造,因此在衬底上层叠了p型接触层后,有必要从半导体层叠构造的p侧除去至少与n侧电极对应的区域,使得n型接触层露出。详细地说,例如,层叠了p型接触层后,涂敷抗蚀剂膜,并曝光成所要的图形,使用留下的抗蚀剂膜作为掩膜,之后,利用刻蚀除去除了设置p侧电极的部位(第1区域)和应形成凸部的部位(第2区域的一部分)之外的部分,直到n型接触层露出来。由此,能形成形成n侧电极的露出面,并且能同时形成凸部,因此能简化工序。在此,使用抗蚀剂膜作为掩膜,但是也可以以SiO2等绝缘膜作为掩膜。
这样形成的凸部,具有与第1区域中的半导体层叠构造相同的层叠构造。但是,第1区域所包含的有源层作为发光层起作用,但是第2区域的凸部所包含的有源层不起发光层的作用。这是由于第1区域具有p侧电极,与此相对,在第2区域(凸部)上未形成p侧电极。即,第1区域的有源层能因通电而被提供载流子(空穴和电子),与此相对,第2区域上设置的凸部的有源层,不因通电而被提供载流子。这样,本申请发明的凸部,其本身并不能发光。
另外,在第1区域的内部可以设置周围完全被第1区域包围的开口部,在各开口部内可以设置不能发光的多个凸部,但是此时,开口部有时阻碍电流路径,不只是元件电阻上升,还有不能得到均匀的发光的倾向,因此不是理想的。因此,本申请发明,在本来应发光的区域(第1区域)中,最好同样地层叠发光所需的至少n型接触层、有源层、p型接触层,并且一样地发光,最好只在本来不发光的区域(第2区域)上设置多个凸部。不管采用哪个结构,本申请发明的明显特征都在于:在本来不发光的区域设置多个凸部,通过有效地利用本来不发光的区域,能得到上述的效果。
象上述那样形成的凸部,为与第1区域的半导体层叠构造相同的层叠构造,换而言之,凸部由材料不同的多个层构成。如果材料不同,则各层的折射率必然也不同,因此取入凸部的光容易被各界面反射,结果是,可以认为有助于提高向观察面侧的光取出。
本申请发明的凸部的数量、密度等,并没有特别限制,但是根据发明人的实验,在第2区域可以形成至少100个以上,理想的是200个以上,更理想的是300个以上,最理想的是500个以上。这样,能进一步提高上述效果。从电极形成面侧来看,第2区域的凸部所占的面积的比例(详细地讲,在第2区域中凸部和第2区域的界面的面积占的比例),可以为20%以上,理想的是30%以上,更理想的是40%以上。另外,1个凸部和第2区域的界面的面积可以为3~300μm2,理想的是6~80μm2,更理想的是12~50μm2。
通过在第2区域设置凸部11,光被反射、散射,从而取出效率提高。在此,图11所示的凸部11,在第2区域使n型接触层4露出地设置凹凸,并形成凹坑,因此各凸部11具有与作为发光区域的第1区域相同的层结构。因此,凸部11也具有有源层部分。但是,人们认为,当原封不动地相对配置射出光的第1区域的有源层和凸部11的有源层部分时,从第1区域的有源层射出的光被凸部11的有源层部分吸收一部分,光利用效率因该部分而降低。另一方面,由于从第1区域的有源层射出的光扩散并射出,因此不只照射凸部11的有源层部分,包覆层部分也被照射。当来自有源层的发光被相对的凸部11的包覆层部分反射、散射时,光的利用效率提高。因此,通过采用从第1区域的有源层射出的光容易扩散射出,并且该光容易被凸部11的包覆层反射、散射的形状,可以提高光的利用效率。根据这样的理由,可以认为光的取出效率能因上述的凸部的结构而得以改善。
按照到此为止所做的说明,本申请发明的LED,减少射向横向(LED的侧面方向)的光,有选择地射向上方(观察面侧)。特别是,在夹着有源层的上下层的至少一方(最好是上侧或者p侧层)具有折射率低的层的LED中,光容易被该折射率低的层反射,不管怎样,侧面方向的光是主要的。本申请发明对这样的元件特别有效。
LED,在实际使用时,一般来讲,用由例如环氧树脂、硅树脂等有机树脂构成的封装树脂密封其周围并使用。本申请发明,即使这样使用,也能大幅地减轻由光造成的树脂劣化。这被认为是,来自有源层侧面的光并不集中到位于有源层侧面的封装树脂,光因多个凸部而分散。特别是,环氧树脂对光弱,因此本申请第2发明对以环氧树脂为封装树脂的LED特别有效。同样地,即使在由有机树脂(例如尼龙类树脂)构成的支撑体上配置了LED时,也可以延长其支撑体本身的寿命。即,通过使用本申请发明的LED,能大幅地减轻支撑体因从LED侧面射出的光而劣化。当然,支撑体表面越靠近LED,这样的效果越显著。
另外,本实施方式的LED,在n侧电极19和第1区域之间未形成凸部,但是,也可以象实施方式7和实施方式8那样,在该区域形成凸部。N侧电极19周边部,发光比较强,因此通过在n侧电极19和p侧电流扩散部20a之间设置凸部,能进一步提高上述的效果。另外,例如,也可以在n电极和第1区域附近的发光比较强的区域高密度地设置多个凸部,在与它不同的区域的发光比较弱的区域低密度地设置多个凸部。发光区域强的区域、弱的区域因LED的构造不同而不同,但是不管采用哪个,考虑到发光区域的强度,通过改变多个凸部的密度,能进行更有效的光取出和指向性控制。
(实施方式7)
根据图12说明本实施方式的LED。本实施方式的LED除了第1区域的半导体层叠构造的形状、与之相应的p侧电流扩散部20a的形状和凸部的形成区域不同之外,结构与实施方式6的LED相同。
即,本实施方式的LED,从电极配置面侧来看,位于n侧电极19和p侧电极20之间的第1区域具有缩颈部分,并且在该缩颈部分形成有多个凸部。即,从电极配置面侧来看,设置在位于n侧电极和p侧电极的焊盘部之间的第1区域上的半导体层叠构造,在垂直于连接n侧电极和p侧电极的焊盘部的直线的方向上,第1区域的两侧具有缩颈部分,并且缩颈部分具有多个凸部。由此,能有效地进行向发光和观察面侧的光取出。
详细地讲,本实施方式的LED,p侧电极的焊盘部20b和n侧电极19配置在直线X-X上。并且,如图12所示,从电极形成面侧来看,p侧电流扩散部20a形成沿直线X-X的长方形状,与之相应,LED本身的形状也为沿直线X-X的长方形状。另外,从p侧电极的焊盘部20b流向n侧电极19的电流,主要沿直线X-X流动,使得其路径最短。但是,本发明人发现,在p侧电极的焊盘部20b和n侧电极19间的电流扩散部20a之中的远离直线X-X、p侧焊盘部20b、n侧电极19的3个部位的区域上,难以提供电流,其结果是,与其它区域相比,发光弱,从而发明本实施方式。
本实施方式的LED,考虑到上述情况,在位于n侧电极19和p侧电极的焊盘部20b之间的第1区域上设置缩颈部分,去除与本来应发光的该缩颈部分对应的区域的半导体层叠构造,并在该缩颈部分形成多个凸部,由此,结果是能实现良好的光取出。这是考虑到,去除与缩颈部分相当的发光弱的区域,在该去除了的区域设置凸部,由此强的发光原封不动地射出到侧面外部,该射出的强的发光经由凸部转换方向,射向观察面侧,因此光的取出、光的指向控制性提高。
(实施方式8)
根据图13说明本实施方式的LED。本实施方式的LED除了第1区域的半导体层叠构造的形状、与之相应的p侧电流扩散部20a的形状和凸部的形成区域不同之外,结构与实施方式6的LED相同。
即,本实施方式的LED,从电极配置面侧来看,设置在位于n侧电极和p侧电极的焊盘部之间的第1区域上的半导体层叠构造,在连接n侧电极和p侧电极的焊盘部的直线X-X上,从n侧电极侧开始具有缩颈部分,并且缩颈部分具有多个凸部。由此,能进一步提高光的光取出、光的指向控制性,如上所述,电流主要沿直线X-X流动,但是,通过去除第1区域的直线X-X上的一部分,并在该去除区域上设置多个凸部,结果是能有效地提高光的取出效率、光的指向性控制。这是考虑到,通过去除直线X-X上的一部分,能使电流扩展到半导体层叠构造的更宽的区域,并且能有效地将从半导体层叠构造端面射出的比较强的光取出到观察面侧,该半导体层叠构造端面位于从直线X-X上除去的区域上,包含有源层。
另外,发明人发现,通过象第2发明那样在第2区域上设置多个凸部,可以看到正向和逆向两个方向的静电耐压提高的倾向。虽然其原因并不明确,但是基本可以认为是与设置多个凸部,从而表面积增加有关。
另外,本实施方式的LED最好与实施方式7的LED的结构并用。即,通过使本实施方式的LED具有实施方式7的缩颈部分,能进一步提高上述的效果。实施方式7和8的缩颈部分的大小、形状等可任意设定。
另外,各实施方式的LED的半导体层叠构造并不限于上述。各半导体层的混晶材料及混晶比、层叠数、层叠顺序等,可以由制造者任意地设定。P侧电极、n侧电极也一样,能任意设定其层叠顺序、结构材料、膜厚等。
在实施方式6、7、8中,从电极形成面侧来看,是长方形的外形,进而构成为在其长边方向的两端的大致中央分别配置n电极和p电极的焊盘部,但是,本发明并不限于此。除了本说明书所描述的LED的构造之外,例如,也可以采用在四边形的对角线上分别配置n电极和p电极的焊盘部。
在实施方式6~8中,说明了从电极形成面侧来看,利用多个凸部在第2区域上设置凹凸的例子,但是也可以是从电极形成面侧来看,利用多个凹部在第2区域上设置凹凸。这样也会提高光的取出效率,但是由于操作困难,因此不是理想的。即,即使是在第2区域上设置凹部的情况下,为了防止漏电(leak),最好在第1区域周围设置沟槽,使得暂时露出n型接触层。这是因为如果不在第1区域的周围形成沟槽,则成为第1区域和第2区域连接起来了的状态,例如,最终切割成各芯片时,如果切割面附有灰尘等,则可能产生漏电的缘故。这样设置了沟槽时,能设置凹凸的面积必然减小,因此不是所希望的。
在从电极形成面来看,在第2区域上设置多个凹部的情况下,凹部的数量可以至少100个以上,理想的是200个以上,更理想的是300个以上,最理想的是500个以上。
在以上的各实施方式中,省略了保护膜的说明,但是实际使用LED时,最好用SiO2、SiNX等绝缘膜覆盖LED表面的至少一部分。例如,能以绝缘膜覆盖除了在p、n侧各焊盘部上连接各导电性部件的区域之外的、从电极形成面侧能观察到的区域。此时,各凹凸也由绝缘膜覆盖。
(工业可利用性)
本发明能用于照明用光源、LED显示器、便携电话等的背光源、信号机、照明开关、车载用刹车灯、各种传感器和各种指示灯等。
Claims (14)
1.一种发光二极管,至少包括配置了n侧电极的n型氮化物半导体层(4)和配置了p侧电极的p型氮化物半导体层(8),并且在同一面侧配置有上述n侧电极和上述p侧电极,上述p侧电极包括设置在上述p型氮化物半导体层上并且扩散所提供的电流的p侧电流扩散部(10a)和设置在p侧电流扩散部的至少一部分上并且向上述p侧电流扩散部提供电流的p侧焊盘部(10b),从电极配置面侧来看,是预定的方向长的长方形状,其特征在于,
上述发光二极管,从电极配置面侧来看,
上述n侧电极包括应连接导电性部件的n侧连接部(9-1)和从上述n侧连接部的预定的一部分开始在长边方向延伸的n侧延伸部(9-2);并且,上述p侧焊盘部至少包括应连接导电性部件的p侧连接部(10b-1);
还包括长边方向的一端附近配置了上述n侧连接部的n侧连接部区域、在长边方向的另一端附近配置了上述p侧连接部的p侧连接部区域、以及位于其间的中间区域,
上述n侧延伸部位于上述中间区域内,在上述中间区域,上述n侧延伸部与上述p侧电流扩散部相对置地延伸。
2.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,
上述p侧焊盘部还包括从上述p侧连接部的预定的一部分开始在长边方向延伸的p侧延伸部(10b-2),在上述中间区域,上述p侧延伸部与上述n侧延伸部相对置地延伸,
上述p侧延伸部位于上述p侧电流扩散部的远离n侧延伸部的一侧。
3.如权利要求1或者2所述的发光二极管,其特征在于,
上述p侧电流扩散部透射来自上述发光二极管的光的至少一部分。
4.如权利要求1或者2所述的发光二极管,其特征在于,
上述p侧电流扩散部具有多个透射来自发光二极管的光的至少一部分的开口部(10aa)。
5.如权利要求1~4的任一项所述的发光二极管,其特征在于,
上述发光二极管,从电极配置面侧来看,在中间区域的上述p侧电流扩散部的预定的一部分上具有凹坑,上述n侧延伸部沿着该凹坑延伸,
中间区域的上述n侧延伸部和位于远离n侧延伸部的一侧的上述p侧电流扩散部的端部的距离(D),比p侧连接区域的上述p侧电流扩散部的宽度方向的距离(E)小。
6.如权利要求5所述的发光二极管,其特征在于,
相对置的上述n侧延伸部和上述p侧电流扩散部的距离(A),比上述n侧延伸部的前端和靠近该前端的位于p侧连接部区域侧的上述p侧电流扩散部的距离(B)小。
7.如权利要求1~6的任一项所述的发光二极管,其特征在于,
上述n侧连接部和上述p侧电流扩散部在长边方向彼此相对置,
相对置的上述n侧延伸部和上述p侧电流扩散部的距离(A)至少比p侧延伸部的前端附近的在长边方向彼此相对置的上述n侧连接部和上述p侧电流扩散部的距离(C)小。
8.如权利要求1~7的任一项所述的发光二极管,其特征在于,
上述n侧连接部和上述p侧连接部在长边方向彼此相对置。
9.一种具有半导体层叠构造的发光二极管,该半导体层叠构造,在具有n侧电极的由氮化物半导体构成的n型接触层和具有p侧电极的由氮化物半导体构成的p型接触层之间,具有由氮化物半导体构成的有源层;其特征在于,
上述发光二极管,在同一面侧具有上述n侧电极和上述p侧电极,并且,上述n型接触层从电极形成面侧来看,包括具有p侧电极的设置了半导体层叠构造的第1区域和与上述第1区域不同的第2区域,
在上述第2区域设置多个凹凸,
上述凹凸的顶部,在上述发光二极管剖面上,比上述有源层更靠近p型接触层侧。
10.如权利要求9所述的发光二极管,其特征在于,
上述凹凸的顶部与上述p型接触层实质上高度相同。
11.如权利要求9所述的发光二极管,其特征在于,
在上述凹凸剖面上,形成上述凹凸的凸部,是从上述n型接触层侧向上述p型接触层侧逐渐变细地倾斜的梯形。
12.如权利要求9所述的发光二极管,其特征在于,
从电极形成面侧来看,至少在上述第1区域和上述n侧电极之间设置有多个上述凹凸。
13.如权利要求9所述的发光二极管,其特征在于,
上述p侧电极包括设置在上述p型接触层上且扩散所提供的电流的p电流扩散部、以及设置在上述电流扩散部上的至少一部分上且对上述p侧电流扩散部提供电流的焊盘部,
从电极配置面侧来看,位于上述n侧电极和上述p侧电极的焊盘部之间的设置在第1区域上的半导体层叠构造,在垂直于连接上述n侧电极和上述p侧电极的焊盘部的直线的方向上,上述第1区域的两侧具有缩颈部分,并且上述缩颈部分具有多个上述凹凸。
14.如权利要求9所述的发光二极管,其特征在于,
上述p侧电极包括设置在上述p型接触层上且扩散所提供的电流的p电流扩散部、以及设置在上述电流扩散部上的至少一部分上且对上述p侧电流扩散部提供电流的焊盘部,
从电极配置面侧来看,位于上述n侧电极和上述p侧电极的焊盘部之间的设置在第1区域上的半导体层叠构造,在连接上述n侧电极和上述p侧电极的焊盘部的直线上,从上述n侧电极侧开始具有缩颈部分,并且上述缩颈部分具有多个上述凹凸。
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