JP2000049376A - 発光素子 - Google Patents

発光素子

Info

Publication number
JP2000049376A
JP2000049376A JP21159098A JP21159098A JP2000049376A JP 2000049376 A JP2000049376 A JP 2000049376A JP 21159098 A JP21159098 A JP 21159098A JP 21159098 A JP21159098 A JP 21159098A JP 2000049376 A JP2000049376 A JP 2000049376A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
layer
light
bonding
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP21159098A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Tominaga
浩司 冨永
Kunio Takeuchi
邦生 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP21159098A priority Critical patent/JP2000049376A/ja
Publication of JP2000049376A publication Critical patent/JP2000049376A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/48463Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部量子効率の向上した発光素子を提供す
る。 【構成】 p層3のほぼ全面に形成された透光性の第一
の電極4上からn層2上まで連続するボンデイング用の
第二の電極7を有し、ボンディングワイヤ10はn層2
上において前記第二の電極7に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒化物半導体(I
XAlYGa1-X-YN、0≦X≦1、0≦Y≦1)が積層
されてなる発光素子のように、p層の電極とn層の電極
とが同一面側に形成された発光素子に係り、特に、これ
らの発光素子の電極の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のGaNを用いた窒化物半導体発光
素子は、基板上に、n型の窒化ガリウム系化合物半導体
層と、高抵抗なi型の窒化ガリウム系化合物半導体層と
が積層されたいわゆるMIS構造、或いはp−n接合型
の構造の発光素子が知られている。
【0003】現在のところ、p−n接合型の窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子は、そのp型窒化ガリウム系
化合物半導体(以下、p層という。)の製造方法が限ら
れているため、通常p層が最上層(即ち、積層終了時の
層)とされる。また、発光素子の基板には透光性、絶縁
性を有するサファイアが使用されるため、発光素子の発
光観測面側は基板側とされることが多い。しかし、基板
側を発光観測面側とするp−n接合型の発光素子は、同
一面側に形成されたp層およびn層の電極をリードフレ
ームに接続する際、1チップを2つのリードフレームに
跨って載置しなければならないので、1チップサイズが
大きくなるという欠点がある。つまり、n層の電極がp
層と接触すると電気的にショートしてしまうため、チッ
プ上の正、負それぞれの電極と2つのリードフレーム幅
と間隔を大きくする必要性から、自然とチップサイズが
大きくなる。従って1枚あたりのウエハーから取れるチ
ップ数が少なくなり、高コストになるという欠点があ
る。
【0004】一方、電極側を発光観測面とする発光素子
は、1チップを1つのリードフレーム上に載置できるた
めチップサイズを小さくできる。しかも、発光観測面側
から正、負両方の電極を取り出すことができるので、生
産技術上有利であるという利点がある反面、発光観測面
側の電極により発光が阻害されることにより、基板側を
発光観測面とする発光素子に比して外部量子効率が悪い
という欠点がある。
【0005】そこで、従来、外部量子効率を向上させる
ために、p層側を発光観測面とする発光素子のp層に形
成する電極を透光性の全面電極とする技術が提案されて
いる(特開平6−314822号)。この技術により、
従来の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の問題は改
善されてきた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、この場合で
あってもワイヤーボンディングのためにp層の電極上に
形成されるパッド電極が厚さ約1000Å以上の厚膜で
あるために、このパッド電極により発光が阻害され、外
部量子効率が未だ十分でないという課題がある。
【0007】本発明はこのような事情を鑑み成されたも
のであり、電極側を発光観測面とする窒化ガリウム系化
合物半導体発光素子において、その発光素子の外部量子
効率を高めることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明発光素子は、同一面側にn層の電極及びp層
の電極を有し、それらの電極側を発光観測面側とする発
光素子であって、前記p層の電極に電圧を印加するため
のボンディングワイヤが、n層上において前記p層の電
極に接続されることを特徴とする。
【0009】また、前記p層の電極がp層のほぼ全面に
形成された透光性の第一の電極と、該第一の電極上から
n層上まで連続するよう形成されたボンデイング用の第
二の電極とからなり、前記n層上における前記第二の電
極に、ボンディングワイヤが接続されることを特徴とす
る。
【0010】加えて、前記第一の電極及びn層を覆って
連続的に形成された透光性且つ絶縁性の保護膜を有し、
前記第二の電極は、前記保護膜上に形成され、且つ該保
護膜を貫通して設けられた接続孔を介して前記第一の電
極と電気的に接続されることを特徴とする。
【0011】或いは、本発明発光素子は、ほぼ矩形の平
面を有する基板の同一面側に、平面がほぼ矩形のn層
と、該n層上に形成され且つ矩形の平面から互いに対向
する一対の隅部を含む領域が切欠された平面形状を有す
るp層と、前記p層の一方の切欠隅部に対応するn層の
表面に形成されたn層の電極と、前記p層の略全面に形
成された透光性の第一の電極及び該第一の電極上から前
記p層の他方の切欠隅部に対応するn層上まで連続する
よう形成されたボンディング用の第二の電極よりなるp
層の電極と、を備え、前記n層上における前記第二の電
極に、ボンディングワイヤが接続されることを特徴とす
る。
【0012】さらには、本発明発光素子は、ほぼ矩形の
平面を有する基板の同一面側に、平面がほぼ矩形のn層
と、該n層上に形成され且つn層よりも小さな平面面積
を有する平面がほぼ矩形のp層と、前記n層の表面に、
前記p層を囲むように形成された平面コ字型のn層の電
極と、前記p層の表面の略全面に形成された透光性の第
一の電極及び該第一の電極上から前記n層の電極におけ
る両端が他の2辺により終端された1辺上まで連続する
よう形成されたボンデイング用の第二の電極よりなるp
層の電極と、を備え、前記第一の電極上における前記第
二の電極が、前記n層の電極における一端が開放された
一対の辺の夫々と略平行で等間隔に配置されると共に、
前記n層の電極上における前記第二の電極に、ボンディ
ングワイヤが接続されることを特徴とする。
【0013】尚、本願において、透光性とは発光素子か
らの発光を透過するという意味であり、必ずしも無色透
明を意味するものではない。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態に係る
発光素子の構造を示す模式図であり、同図(A)は平面
図、また同図(B)及び(C)は夫々、同図(A)にお
けるA−A線及びB−B線における模式的断面図であ
る。
【0015】この素子はサファイア基板1の上にn層2
とp層3とを順に積層したホモ構造の発光素子を示して
いる。
【0016】p層3の上に形成した第一の電極4は透光
性としているため、前記のようにp−n接合界面の発光
を発光面側に有効に取り出すことができる。しかもp層
3のほぼ全面に形成してあるために、電界が均一に広が
りp−n接合面のほぼ全面に亙って均一な発光が得られ
る。第一の電極4を透光性にするにはAu、Pt、A
l、Sn、Cr、Ti、Ni、Pd等の電極材料を非常
に薄く形成することにより実現可能である。具体的に
は、蒸着、スパッタ等の技術により電極が透光性になる
ような膜厚で直接薄膜を形成するか、または薄膜を形成
した後、アニーリングを行い電極を透光性にすることが
できる。電極4の膜厚は0.001μm〜1μmの厚さ
で形成することが好ましい。0.001μmよりも薄い
と電極抵抗が大きくなり好ましくない。逆に1μmより
も厚いと電極による吸収が増加して透光性になりにくく
実用的ではない。電極材料によっても異なるが、第一の
電極4がほぼ透明でほとんど発光を妨げることがなく、
また接触抵抗も低い特に実用的な範囲としては、0.0
05μm〜0.2μmの範囲が好ましい。
【0017】また、以上のような第一の電極4の表面に
は透光性および絶縁性の保護膜6が、第一の電極4の表
面からn層の電極5の表面まで連続的に形成されてい
る。この保護膜6は第一の電極4及びn層の電極5の表
面を保護しているため、保護膜6が形成された部分は外
部から傷が入りにくい。尚、図1(A)においては説明
の簡略化のために保護膜(6)を省略している。
【0018】保護膜6の材料は透光性で絶縁性を有して
いればどのような材料を使用しても良いが、特に好まし
い材料としてSiO2、TiO2、Al23、Si34
を使用することができる。これらの材料は膜厚にかかわ
らず無色透明で、絶縁性であるため、第一の電極4を透
過した発光をほとんど減衰させることなく、透過させる
ことができる。また保護膜6を形成するには、例えばこ
れらの材料を蒸着、スパッタ等の方法を用いて形成する
ことができる。
【0019】さらに、第一の電極4上にはボンデイング
用の第二の電極7が形成されている。この第二の電極7
は、第一の電極4上からn層の電極5を含んでn層2上
まで連続して形成されており、ボンディングワイヤ10
は、n層2上における第二の電極7に接続される。
【0020】ボンディングワイヤ10のボンディングを
確実なものとするためには、ワイヤを接続すべきボンデ
ィング部は通常約70〜120μmφ程度の面積を要す
る。本実施形態の構成によれば、ボンディングワイヤ1
0はn層2上において第二の電極7に接続され、ボンデ
ィング部がn層7上に配置されているので、第一の電極
4上に占める第二の電極7の面積を、当該第一の電極4
との電気的な接続が取れる程度の面積、具体的にはボン
ディング部の面積の1/10程度にまで減少することが
できる。このように第一の電極4上に占める第二の電極
7の面積を小さくすることにより、p−n接合界面での
発光の第二の電極7による遮光を低減でき、発光を有効
に取り出すことができる。
【0021】上記第二の電極7の材料にはAu、或いは
AuとNi,Ti,Pt等との多層膜を用いれば良い。
このような第二の電極7は、マスクを用いた蒸着法、ス
パッタ法等の方法により形成することができる。
【0022】尚、第二の電極7と第一の電極4とは保護
膜6を貫通して設けられた接続孔を介して電気的に接続
されている。
【0023】図2は、本発明の他の実施形態に係る発光
素子の平面図である。尚、同図においても説明の簡略化
のために保護膜を省略しており、また図1と同様の機能
を呈する部分には同一の符号を付している。
【0024】同図に示すように、本実施の形態にあって
はほぼ矩形の平面を有する基板1の同一面側に、平面が
ほぼ矩形のn層2と、該n層2上に形成され且つ矩形の
平面から互いに対向する一対の隅部を含む領域が切欠さ
れた平面形状を有するp層3とを備えている。
【0025】また、n層の電極5がp層3の一方の切欠
隅部に対応するn層2の表面に形成されており、p層3
の略全面には透光性の第一の電極7が形成されている。
そして、前記第一の電極4上からp層3の他方の切欠隅
部に対応するn層2上まで連続する第二の電極7が形成
され、ボンディングワイヤはn層2上において第二の電
極7に接続される。
【0026】GaNなどの窒化物半導体を用いた場合に
あっては、n層に比して十分低抵抗なp層が未だ得られ
ておらず、また第一の電極についても透光性をもたせる
ために薄膜とされていることから抵抗が高い。このた
め、ボンディングワイヤにより素子に印加された電界
は、第二の電極におけるボンディング部とn側パッド電
極とを結ぶ最短の経路に集中することとなる。
【0027】然し乍ら、本実施の形態によれば、n側パ
ッド電極8と第二の電極7におけるボンデイング部とが
図に示す如く対角線上の互いに対向する一対の隅部に配
置されることとなるため、電界がp層3全体に良く広が
り、p層3全体を均一に発光させることができる。
【0028】図3は本発明の別の実施形態に係る発光素
子の構造を示す平面図である。尚、同図においても説明
の簡略化のために保護膜を省略しており、また図1と同
様の機能を呈する部分には同一の符号を付している。
【0029】本実施形態においては、p層3がn層2よ
りも小さな平面面積を有する平面がほぼ矩形の平面形状
であり、そしてn層の表面には、p層3を囲むように平
面コ字型のn層の電極5が形成されている。
【0030】また、p層3の表面の略全面には透光性の
第一の電極4が形成され、第一の電極4上からn層の電
極5における両端が他の2辺により終端された1辺51
上まで連続するボンデイング用の第二の電極7が形成さ
れている。
【0031】さらに、第一の電極4上における前記第二
の電極7は、n層の電極5における一端が開放された一
対の辺52,52の夫々と略平行で等間隔に配置され、
ボンディングワイヤは前記n層の電極5上における1辺
51上に配置された第二の電極7に接続される。
【0032】本実施形態にあっても電流がp層3全体に
よく広がり、p層3全体を均一に発光させることができ
る。
【0033】以上、n層とp層とを順に積層したホモ構
造の発光素子について説明したが、本発明は同一面側に
形成されたp層の電極とn層の電極とを有し、且つそれ
らの電極側を発光観測面側とする発光素子であれば、ダ
ブルへテロ構造、シングルへテロ構造、MQW構造、S
QW構造等の発光素子の構造は問わず、あらゆる構造に
適用できる。また、材料についても、GaN等の窒化物
半導体材料に限らず、ZeSe等他の半導体材料を用い
たものについても適用することができる。
【0034】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、p層の
電極に電圧を印加するためのボンディングワイヤをn層
上において第二の電極に接続したので、第一の電極上に
おける第二の電極の面積を従来よりも低減でき、第二の
電極による発光の遮光を減少できる。従って従来よりも
外部量子効率の向上した発光素子を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る発光素子の構造を示
す模式的構造図である。
【図2】 本発明の他の実施形態に係る発光素子の平面
図である。
【図3】 本発明の別の実施形態に係る発光素子の平面
図である。
【符号の説明】
1…基板、2…n層、3…p層、4…第一の電極、5…
n層の電極、6…保護膜、7…第二の電極、8…n側パ
ッド電極、10…ボンディングワイヤ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一面側にn層の電極及びp層の電極を
    有し、それらの電極側を発光観測面側とする発光素子で
    あって、 前記p層の電極に電圧を印加するためのボンディングワ
    イヤが、n層上においてp層の電極に接続されることを
    特徴とする発光素子。
  2. 【請求項2】 前記p層の電極がp層のほぼ全面に形成
    された透光性の第一の電極と、 該第一の電極上からn層上まで連続するよう形成された
    ボンデイング用の第二の電極とからなり、 前記n層上における前記第二の電極に、ボンディングワ
    イヤが接続されることを特徴とする請求項1記載の発光
    素子。
  3. 【請求項3】 前記第一の電極及びn層を覆って連続的
    に形成された透光性且つ絶縁性の保護膜を有し、 前記第二の電極は、前記保護膜上に形成され、且つ該保
    護膜を貫通して設けられた接続孔を介して前記第一の電
    極と電気的に接続されることを特徴とする請求項2記載
    の発光素子。
  4. 【請求項4】 ほぼ矩形の平面を有する基板の同一面側
    に、平面がほぼ矩形のn層と、該n層上に形成され且つ
    矩形の平面から互いに対向する一対の隅部を含む領域が
    切欠された平面形状を有するp層と、 前記p層の一方の切欠隅部に対応するn層の表面に形成
    されたn層の電極と、 前記p層の略全面に形成された透光性の第一の電極及び
    該第一の電極上から前記p層の他方の切欠隅部に対応す
    るn層上まで連続するよう形成されたボンディング用の
    第二の電極よりなるp層の電極と、 を備え、 前記n層上における前記第二の電極に、ボンディングワ
    イヤが接続されることを特徴とする発光素子。
  5. 【請求項5】 ほぼ矩形の平面を有する基板の同一面側
    に、平面がほぼ矩形のn層と、該n層上に形成され且つ
    n層よりも小さな平面面積を有する平面がほぼ矩形のp
    層と、 前記n層の表面に、前記p層を囲むように形成された平
    面コ字型のn層の電極と、 前記p層の表面の略全面に形成された透光性の第一の電
    極及び該第一の電極上から前記n層の電極における両端
    が他の2辺により終端された1辺上まで連続するよう形
    成されたボンデイング用の第二の電極よりなるp層の電
    極と、 を備え、 前記第一の電極上における前記第二の電極が、前記n層
    の電極における一端が開放された一対の辺の夫々と略平
    行で等間隔に配置されると共に、 前記n層の電極上における前記第二の電極に、ボンディ
    ングワイヤが接続されることを特徴とする発光素子。
JP21159098A 1998-07-27 1998-07-27 発光素子 Pending JP2000049376A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21159098A JP2000049376A (ja) 1998-07-27 1998-07-27 発光素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21159098A JP2000049376A (ja) 1998-07-27 1998-07-27 発光素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000049376A true JP2000049376A (ja) 2000-02-18

Family

ID=16608293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21159098A Pending JP2000049376A (ja) 1998-07-27 1998-07-27 発光素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000049376A (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002151740A (ja) * 2000-11-09 2002-05-24 Seiwa Electric Mfg Co Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法
JP2004014943A (ja) * 2002-06-10 2004-01-15 Sony Corp マルチビーム型半導体レーザ、半導体発光素子および半導体装置
KR100543696B1 (ko) * 2002-09-09 2006-01-20 삼성전기주식회사 고효율 발광 다이오드
WO2007117035A1 (ja) * 2006-04-12 2007-10-18 Rohm Co., Ltd. 窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法
US7645689B2 (en) 2005-01-19 2010-01-12 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Gallium nitride-based light emitting device having ESD protection capacity and method for manufacturing the same
JP2011171743A (ja) * 2010-02-18 2011-09-01 Lg Innotek Co Ltd 発光素子及び発光素子パッケージ
US9252334B2 (en) 2014-04-25 2016-02-02 Nichia Corporation Light emitting element
US9537056B2 (en) 2010-02-18 2017-01-03 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device
JP2019129299A (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 ローム株式会社 半導体発光素子および発光デバイス

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002151740A (ja) * 2000-11-09 2002-05-24 Seiwa Electric Mfg Co Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法
JP2004014943A (ja) * 2002-06-10 2004-01-15 Sony Corp マルチビーム型半導体レーザ、半導体発光素子および半導体装置
KR100543696B1 (ko) * 2002-09-09 2006-01-20 삼성전기주식회사 고효율 발광 다이오드
US7645689B2 (en) 2005-01-19 2010-01-12 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Gallium nitride-based light emitting device having ESD protection capacity and method for manufacturing the same
WO2007117035A1 (ja) * 2006-04-12 2007-10-18 Rohm Co., Ltd. 窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法
JP2007287757A (ja) * 2006-04-12 2007-11-01 Rohm Co Ltd 窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法
US7786502B2 (en) 2006-04-12 2010-08-31 Rohm Co., Ltd. Nitride semiconductor light-emitting device and method of manufacturing the same
JP2011171743A (ja) * 2010-02-18 2011-09-01 Lg Innotek Co Ltd 発光素子及び発光素子パッケージ
US9537056B2 (en) 2010-02-18 2017-01-03 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device
US9252334B2 (en) 2014-04-25 2016-02-02 Nichia Corporation Light emitting element
JP2019129299A (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 ローム株式会社 半導体発光素子および発光デバイス
JP7105568B2 (ja) 2018-01-26 2022-07-25 ローム株式会社 半導体発光素子および発光デバイス

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3693468B2 (ja) 半導体発光素子
US9142729B2 (en) Light emitting element
KR101017394B1 (ko) 발광 소자 및 그것을 제조하는 방법
JP3447527B2 (ja) 半導体発光素子およびその製造方法
US9318530B2 (en) Wafer level light-emitting diode array and method for manufacturing same
US9673355B2 (en) Light emitting diode having electrode pads
JP3333356B2 (ja) 半導体装置
US6949773B2 (en) GaN LED for flip-chip bonding and method of fabricating the same
WO2006006555A1 (ja) 半導体発光素子
US8022430B2 (en) Nitride-based compound semiconductor light-emitting device
WO2009075968A2 (en) Improved led structure
KR20070038864A (ko) 반도체 발광소자
JP3960636B2 (ja) 発光素子
JP2770717B2 (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
KR20010088929A (ko) AlGaInN계 반도체 LED 소자 및 그 제조 방법
KR101106139B1 (ko) 확장된 금속 반사층을 갖는 플립 본딩형 발광다이오드 및 그 제조방법
JP2000049376A (ja) 発光素子
JP4277583B2 (ja) 半導体発光装置
KR101040140B1 (ko) 반도체 발광 소자 어레이 및 그 제조방법
KR100631970B1 (ko) 플립칩용 질화물 반도체 발광소자
KR101087970B1 (ko) 반도체 발광소자
KR20030073054A (ko) 반도체 엘이디 소자 및 그 제조 방법
KR20060069375A (ko) 반도체 엘이디 소자 및 그 제조 방법
JP2004281581A (ja) 半導体発光素子
JPH09129933A (ja) 発光素子

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040106