JP2002222992A - Ｌｅｄ発光素子、およびｌｅｄ発光装置 - Google Patents

Ｌｅｄ発光素子、およびｌｅｄ発光装置

Info

Publication number
JP2002222992A
JP2002222992A JP2001017221A JP2001017221A JP2002222992A JP 2002222992 A JP2002222992 A JP 2002222992A JP 2001017221 A JP2001017221 A JP 2001017221A JP 2001017221 A JP2001017221 A JP 2001017221A JP 2002222992 A JP2002222992 A JP 2002222992A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
led light
emitting element
chip body
emitting device
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
JP2001017221A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Ueda
孝史 上田
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.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm 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 Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2001017221A priority Critical patent/JP2002222992A/ja
Priority to US10/057,825 priority patent/US6657238B2/en
Publication of JP2002222992A publication Critical patent/JP2002222992A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/32257—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic the layer connector connecting to a bonding area disposed in a recess of the surface of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85909—Post-treatment of the connector or wire bonding area
    • H01L2224/8592—Applying permanent coating, e.g. protective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造効率を悪化させることなく輝度の劣化を
防止することができるとともに、小型化が可能なＬＥＤ
発光素子、およびＬＥＤ発光装置を提供する。 【解決手段】 ｎ型半導体層、ｐ型半導体層、およびこ
れらの間に介在する発光層を備えるチップ本体と、チッ
プ本体の下面に形成された全面電極と、チップ本体の上
面に形成された上面電極とを備えたＬＥＤ発光素子であ
って、上記上面電極は、上記チップ本体の上面全域に形
成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、たとえば、一般
的な光源や、携帯型電話機におけるプッシュボタンのバ
ックライト用の光源、あるいはフォトインタラプタの発
光部などに適用されるＬＥＤ発光素子、およびこれを用
いたＬＥＤ発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＬＥＤ発光素子の基本的な構成
は、図５に示すように、ｎ型（またはｐ型）半導体層
１、ｐ型（またはｎ型）半導体層２、およびこれらの間
に介在する発光層３を備えるチップ本体１０と、チップ
本体１０の下面に形成された全面電極４と、チップ本体
１０の上面に形成された上面電極１０５とを備えた構成
となっている。このＬＥＤ半導体素子１００では、上記
チップ本体１０は、平面視矩形状をしているとともに所
定の厚みを有しており、通電時、上記発光層３から発せ
られる光がチップ本体１０の上面および側面から出射す
るように構成されている。全面電極４は、導電性が優れ
たＡｕから形成されており、チップ本体１０の下面全域
に形成されている。上面電極１０５は、全面電極４と同
様にＡｕから形成されており、通常では厚みが１μｍ程
度とされている。また、上面電極１０５は、チップ本体
１０の上面から上方に光を発することができるように、
チップ本体１０の上面の中央部分のみを覆うように形成
されている。
【０００３】また、一般に、ＬＥＤ発光素子は、ＧａＡ
ｌＡｓなど、ガリウムとヒ素の化合物を用いて形成され
る。具体的には、ＬＥＤ発光素子は、ｐ型ＧａＡｌＡｓ
半導体層、発光層、およびｎ型ＧａＡｌＡｓ半導体層を
順次エピタキシャル成長させてなる半導体ウエハに対
し、上記全面電極４および上面電極１０５を形成した
上、ダイシングによってチップに分割するという手法に
よって製造される。このとき、上面電極１０５は、上記
半導体ウエハの全面にＡｕ膜を形成した後、このＡｕ膜
をエッチングすることにより、所定の形状になるように
形成される。
【０００４】上記ＬＥＤ発光素子１００を用いたＬＥＤ
発光装置の代表的な構成例を図６に示す。このＬＥＤ発
光装置２００は、一般的な光源として用いられるものの
例である。このＬＥＤ発光装置２００は、ＬＥＤ発光素
子１００の下面全面電極４が接続された第１の導体Ｔ１
と、上記ＬＥＤ発光素子１００の上面電極１０５がワイ
ヤＷを介して接続された第２の導体Ｔ２と、上記第１の
導体Ｔ１、上記ＬＥＤ発光素子１００、上記第２の導体
Ｔ２、および上記ワイヤＷを封止する透光性樹脂パッケ
ージＰと、を備えている。
【０００５】このように、ＬＥＤ発光素子１００を用い
たＬＥＤ発光装置では、ＬＥＤ発光素子１００が樹脂パ
ッケージＰで封止されているのが一般的である。樹脂パ
ッケージＰは、材料コストが比較的安価である点、なら
びに加熱硬化により容易に形成することができる点など
から、フィラを含有しない透光性エポキシ樹脂から形成
されることが多い。このような樹脂パッケージＰは、型
枠に所定の形状に形成されたキャビティ内に、ＬＥＤ発
光素子１００、ワイヤＷ、第１の内部リードＴ１および
第２の内部リードＴ２をセットし、溶融した上記エポキ
シ樹脂を注入し、これを加熱硬化させることによって形
成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このようなＬＥＤ発光
装置２００を使用する際には、上記第１の導体Ｔ１と第
２の導体Ｔ２との間を通電することによって、ＬＥＤ発
光素子１００を発光させる。このとき、ＬＥＤ発光素子
１００には、その発光により熱が発生するので、その周
囲の樹脂パッケージＰが加熱されることとなる。樹脂パ
ッケージＰの形成材料、すなわちフィラを含有しない透
光性エポキシ樹脂は、線膨張係数がかなり大きいので、
樹脂パッケージＰは、加熱されることによって熱膨張し
ようとする。
【０００７】一方、上記ＬＥＤ発光素子１００は、上述
したように、上記上面電極１０５がチップ本体１０５の
上面の中央部分のみを覆うように形成されているので、
チップ本体１０は、その上面の一部が露出し、樹脂パッ
ケージＰに接触した状態となっている。また、チップ本
体１０の形成材料であるガリウムとヒ素の化合物は、一
般の半導体素子を形成するのに用いられるシリコンに比
して脆い。
【０００８】これらのことに起因して、ＬＥＤ発光素子
１００は、チップ本体１０の上面における露出した部分
が樹脂パッケージＰにより押圧されて、破損することが
ある。特に、上記ｐ型（またはｎ型）半導体層２の角部
２ａは、ウエハをカットする際の応力によりひずんでい
るため、破損する可能性が高い。このようなチップ本体
１０の破損は、使用に伴って悪化していき、チップ本体
１０の発光可能領域が小さくなっていく。したがって、
ＬＥＤ発光素子１００の輝度が劣化していく。
【０００９】このようなチップ本体１０の破損は、樹脂
パッケージＰを形成する際にも生じることがある。すな
わち、溶融したエポキシ樹脂をキャビティ内に注入して
これを加熱硬化させる際に、エポキシ樹脂がキャビティ
内で熱膨張しようとするため、ＬＥＤ発光素子１００が
押圧され、チップ本体１０が破損してしまう。
【００１０】上記のようなチップ本体１０の破損を防止
する方法としては、たとえば、上記ＬＥＤ発光素子１０
０に対してメサ処理を行い、上記角部２ａ，２ｂを溶融
して削除する方法や、あるいは、図７に示すように、上
記樹脂パッケージＰ内において、ＬＥＤ発光素子１００
を緩衝材Ｃで包囲する方法があるが、これらの方法で
は、製造工程が複雑となり、ＬＥＤ発光素子１００およ
びＬＥＤ発光装置２００の製造効率を悪化させることと
なる。
【００１１】また、ＬＥＤ発光素子１００は、チップ本
体１０の平面全域にわたって発光層３が形成されている
にもかかわらず、上記上面電極１０５がチップ本体１０
５の上面の一部のみを覆うように形成されているので、
チップ本体１０の平面面積に対する電流密度が小とな
り、ＬＥＤ発光素子１００全体としての発光効率を悪化
させている。したがって、所望の光量を得るために、Ｌ
ＥＤ発光素子１００およびＬＥＤ発光装置２００を小型
化することができなかった。
【００１２】本願発明は、上記した事情のもとで考え出
されたものであって、製造効率を悪化させることなく輝
度の劣化を防止することができるとともに、小型化が可
能なＬＥＤ発光素子、およびＬＥＤ発光装置を提供する
ことをその課題とする。
【００１３】
【発明の開示】上記課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。
【００１４】すなわち、本願発明の第１の側面により提
供されるＬＥＤ発光素子は、ｎ型半導体層、ｐ型半導体
層、およびこれらの間に介在する発光層を備えるチップ
本体と、チップ本体の下面に形成された全面電極と、チ
ップ本体の上面に形成された上面電極とを備えたＬＥＤ
発光素子であって、上記上面電極は、上記チップ本体の
上面全域に形成されていることを特徴としている。
【００１５】具体的には、上記チップ本体は、平面視矩
形状をしているとともに所定の厚みを有しており、通電
時、上記発光層が発する光が上記チップ本体の側面のみ
から出射するように構成されている。
【００１６】本願発明の第１の側面においては、上記上
面電極は、チップ本体の上面全域に形成されているの
で、チップ本体の平面面積に対する電流密度を大とする
ことができる。したがって、チップ本体の上方に向けて
発光させることはできないものの、ＬＥＤ発光素子全体
としての発光効率を向上させることが可能となる。その
結果、ＬＥＤ発光素子、およびこれを用いたＬＥＤ発光
装置を小型化することができる。
【００１７】また、ＬＥＤ発光素子では、破損しやすい
チップ本体の上面（特に角部）が上記上面電極により覆
われて保護された状態となるので、従来のように、メサ
処理を行ってチップ本体上面の角部を削除したり、ある
いは、ＬＥＤ発光装置を製造する際にＬＥＤ発光素子を
保護するための緩衝材を形成することなく、使用に伴う
ＬＥＤ発光素子の破損を防止することができる。したが
って、ＬＥＤ発光素子の発光可能領域が小さくなってい
くのを防止することができる。その結果、ＬＥＤ発光素
子、およびＬＥＤ発光装置の製造効率を悪化させること
なく、輝度の劣化を防止することができる。
【００１８】さらに、上記上面電極を形成する際には、
上記チップ本体の上面全域にＡｕ膜などを形成するだけ
でよいので、従来のように、所定の形状となるようにエ
ッチング処理などをする必要がない。したがって、ＬＥ
Ｄ発光素子の製造効率を向上させることができる。
【００１９】本願発明の第２の側面により提供されるＬ
ＥＤ発光装置は、本願発明の第１の側面によって提供さ
れるＬＥＤ発光素子が用いられ、上記ＬＥＤ発光素子の
下面全面電極が接続された第１の導体と、上記ＬＥＤ発
光素子の上面電極がワイヤを介して接続された第２の導
体と、上記第１の導体、上記ＬＥＤ発光素子、上記第２
の導体、および上記ワイヤを封止する透光性樹脂パッケ
ージと、を備えることを特徴としている。
【００２０】このＬＥＤ発光装置は、上記した本願発明
の第１の側面に係るＬＥＤ発光素子を用いて形成された
ものである。したがって、本願発明の第１の側面に係る
ＬＥＤ発光素子について上述したのと同様の利点を享受
することができる。
【００２１】本願発明のその他の特徴および利点につい
ては、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明
らかになるであろう。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２３】図１は、本願発明に係るＬＥＤ発光素子の
一例を示す概略斜視図、図２は、ＬＥＤ発光素子の製造
工程説明図である。また、図３は、本願発明に係るＬＥ
Ｄ発光装置の一例を示す概略斜視図、図４は、図３のIV
-IV線に沿う断面図である。なお、これらの図におい
て、従来例を示す図５ないし図７に表された部材、部分
等と同等のものにはそれぞれ同一の符号を付してある。
【００２４】図１に表れているように、ＬＥＤ発光素子
Ａは、ｎ型（またはｐ型）半導体層１、ｐ型（またはｎ
型）半導体層２、およびこれらの間に介在する発光層３
を備えるチップ本体１０と、チップ本体１０の下面に形
成された全面電極４と、チップ本体１０の上面に形成さ
れた上面電極５とを備えている。
【００２５】上記全面電極４は、本実施形態では、導電
性が優れたＡｕから形成されており、チップ本体１０の
下面全域に形成されている。
【００２６】上記上面電極５は、上記全面電極４と同様
にＡｕから形成されており、チップ本体１０の上面全域
に形成されている。
【００２７】上記チップ本体１０は、平面視矩形状をし
ているとともに所定の厚みを有しており、通電時には、
上記発光層３で発せられる光が上記チップ本体１０の側
面のみから出射するように構成されている。
【００２８】上記ＬＥＤ発光素子Ａは、一般的なＬＥＤ
発光素子を形成する材料として用いられるＧａＡｌＡｓ
など、ガリウムとヒ素の化合物を用いて形成される。よ
り詳細には、ＬＥＤ発光素子Ａを形成するには、まず、
図２（ａ）に示すように、ＧａＡｓ基板結晶１１ａの表
面に、ｐ型ＧａＡｌＡｓクラッド層１１ｂ、発光層１１
ｃ、およびｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層１１ｄを、順次
エピタキシャル成長させてなる半導体ウエハ１１を形成
する。次いで、図２（ｂ）に示すように、上記ＧａＡｓ
基板結晶１１ａを除去する。次いで、図２（ｃ）に示す
ように、上記全面電極４および上面電極５を形成する。
ここで、上面電極５は、厚みが数μｍ〜十数μｍとなる
ように形成されるのが好ましい。そして、図２（ｄ）に
示すように、半導体ウエハ１１をダイシングによってチ
ップに分割する。
【００２９】このとき、上記上面電極５を形成する際に
は、上記半導体ウエハ１１の上面全域にＡｕ膜を形成す
るだけでよく、従来のように、所望の形状となるように
エッチング処理をする必要がない。したがって、ＬＥＤ
発光素子Ａの製造効率を向上させることができる。
【００３０】このように構成されたＬＥＤ発光素子Ａで
は、上述したように、上面電極５がチップ本体１０の上
面全域に形成されているので、チップ本体１０の平面面
積に対する電流密度を大とすることができる。したがっ
て、ＬＥＤ発光素子Ａ全体としての発光効率を向上させ
ることが可能となる。その結果、ＬＥＤ発光素子Ａ、お
よびこれを用いたＬＥＤ発光装置を小型化することがで
きる。
【００３１】次に、上記ＬＥＤ発光素子Ａを用いたＬＥ
Ｄ発光素子について図３および図４を参照して説明す
る。
【００３２】このＬＥＤ発光装置Ｂは、一般的な光源と
して用いられるものであり、上記ＬＥＤ発光素子Ａの下
面全面電極４が接続された第１の導体Ｔ１と、上記ＬＥ
Ｄ発光素子Ａの上面電極５がワイヤＷを介して接続され
た第２の導体Ｔ２と、上記第１の導体Ｔ１、上記ＬＥＤ
発光素子Ａ、上記第２の導体Ｔ２、および上記ワイヤＷ
を封止する透光性樹脂パッケージＰと、を備えている。
【００３３】上記第１の導体Ｔ１は、上記樹脂パッケー
ジＰの外側に配置された第１の外部導体Ｔ１ａと連続し
て第１リードＲ１を構成している。これと同様に、上記
第２の導体Ｔ２は、第２の外部導体Ｔ２ａとともに第２
リードＲ２を構成している。これらの第１リードＲ１お
よび第２リードＲ２は、銅や鉄などの金属板を打ち抜き
形成して得られるリードフレームの一部として形成され
る。上記ＬＥＤ発光装置Ｂを製造する際には、上記ＬＥ
Ｄ発光素子Ａの接続、ワイヤＷの形成、および樹脂パッ
ケージＰの形成は、リードフレームに形成された複数の
第１の導体Ｔ１…および第２の導体Ｔ２…のそれぞれに
対して行なわれる。
【００３４】また、図４によく表われているように、上
記第１の導体Ｔ１には、上端に向うにつれ拡径するよう
に形成された凹部Ｇが備えられており、上記ＬＥＤ発光
素子Ａは、この凹部Ｇの底面に接続される。この凹部Ｇ
は、ＬＥＤ発光素子Ａのチップ本体１０の側面から出射
された光を内壁Ｇａによって上方に反射させ、上記発光
層３で発せられた光を効率的に使用することができる。
【００３５】上記ＬＥＤ発光素子Ａは、上記凹部Ｇの底
面に形成されたチップボンディング領域に対して、上記
全面電極４がチップボンディングされる。これによっ
て、ＬＥＤ発光素子Ａと第１の導体Ｔ１とが導通接続さ
れるとともに、ＬＥＤ発光素子Ａが第１の導体Ｔ１上に
機械的に支持される。一方、上記上面電極５は、上記第
２の導体Ｔ２に形成されたワイヤボンディング領域に金
線などからなるワイヤＷによって結線される。これによ
って、ＬＥＤ発光素子Ａと第２の導体Ｔ２とが導通接続
される。このワイヤＷは、上面電極５に対しては、いわ
ゆるボールボンディングされ、第２の導体Ｔ２に対して
は、いわゆるスティッチボンディングされる。
【００３６】このとき、上記上面電極５は、従来のよう
に部分電極ではなく、チップ本体１０の上面全域に形成
されたものであるので、上記ボールボンディングする際
に、上記ワイヤＷを形成するためのキャピラリなどを精
密に操作する必要がない。したがって、ワイヤＷを容易
に形成することができる。
【００３７】上記樹脂パッケージＰは、本実施形態で
は、透光性樹脂により形成されている。具体的には、材
料コストが比較的安価である点、ならびに加熱により容
易に硬化させることができる点などから、フィラを含有
しない透光性エポキシ樹脂が用いられる。このような樹
脂パッケージＰの形成には、所定の形状に形成されたキ
ャビティを有する枠型を用いた注型法が採用される。す
なわち、このキャビティ内に、上記第１の導体Ｔ１、上
記ＬＥＤ発光素子Ａ、上記第２の導体Ｔ２、および上記
ワイヤＷをセットし、溶融したエポキシ樹脂を注入し、
これを加熱硬化させる。このとき、エポキシ樹脂は、キ
ャビティ内で熱膨張しようとして、ＬＥＤ発光素子Ａを
押圧する。
【００３８】また、このようなＬＥＤ発光装置Ｂを使用
する際には、上記ＬＥＤ発光素子Ａの発光により熱が発
生する。フィラを含有しない透光性エポキシ樹脂は、線
膨張係数がかなり大きいので、上記樹脂パッケージＰ
は、ＬＥＤ発光装置Ｂの使用時における発熱によって熱
膨張しようとして、ＬＥＤ発光素子Ａを押圧する。
【００３９】しかしながら、上記チップ本体１０は、そ
の上面全域が上面電極５によって覆われているので、破
損しやすいチップ本体１０の上面（特に角部）がエポキ
シ樹脂による押圧力から保護される。したがって、従来
のように、メサ処理を行ったり、あるいは、ＬＥＤ発光
素子を保護するための緩衝材を形成することなく、ＬＥ
Ｄ発光素子Ａの破損を防止することができる。なお、本
実施形態では、上面電極５は、上述したように、比較的
柔らかいＡｕから形成されているので、ＬＥＤ発光素子
Ａの破損をより確実に防止することができる。
【００４０】その結果、使用に伴ってＬＥＤ発光素子Ａ
の発光可能な領域が小さくなってき、輝度が劣化するの
を防止することができる。
【００４１】以上、説明したように、本願発明によれ
ば、ＬＥＤ発光素子の上面電極は、チップ本体の上面全
域に形成されているので、ＬＥＤ発光素子およびＬＥＤ
発光装置の製造効率を悪化させることなく輝度の劣化を
防止することができるとともに、これらを小型化するこ
とができる。
【００４２】もちろん、本願発明の範囲は、上述した実
施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施
形態では、ＬＥＤ発光装置は、一般的な光源として使用
されるものとされているが、フォトインタラプタの発光
部などとして適用できるものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るＬＥＤ発光素子の一例を示す概
略斜視図である。
【図２】ＬＥＤ発光素子の製造工程説明図である。
【図３】本願発明に係るＬＥＤ発光装置の一例を示す概
略斜視図である。
【図４】図３のIV-IV線に沿う断面図である。
【図５】従来のＬＥＤ発光素子の一例を示す概略斜視図
である。
【図６】従来のＬＥＤ発光装置の一例を示す概略斜視図
である。
【図７】図６のVII-VII線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ ｐ型（またはｎ型）半導体層 ２ ｎ型（またはｐ型）半導体層 ３ 発光層 ４ 全面電極 ５ 上面電極 １０ チップ本体 Ａ ＬＥＤ発光素子 Ｂ ＬＥＤ発光装置 Ｐ 樹脂パッケージ Ｔ１ 第１の導体 Ｔ２ 第２の導体 Ｗ ワイヤ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ｎ型半導体層、ｐ型半導体層、およびこ
    れらの間に介在する発光層を備えるチップ本体と、チッ
    プ本体の下面に形成された全面電極と、チップ本体の上
    面に形成された上面電極とを備えたＬＥＤ発光素子であ
    って、 上記上面電極は、上記チップ本体の上面全域に形成され
    ていることを特徴とする、ＬＥＤ発光素子。
  2. 【請求項２】 上記チップ本体は、平面視矩形状をして
    いるとともに所定の厚みを有しており、通電時、上記発
    光層が発する光が上記チップ本体の側面のみから出射す
    るように構成されている、請求項１に記載のＬＥＤ発光
    素子。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のＬＥＤ発光素
    子が用いられ、上記ＬＥＤ発光素子の下面全面電極が接
    続された第１の導体と、上記ＬＥＤ発光素子の上面電極
    がワイヤを介して接続された第２の導体と、上記第１の
    導体、上記ＬＥＤ発光素子、上記第２の導体、および上
    記ワイヤを封止する透光性樹脂パッケージと、を備える
    ことを特徴とする、ＬＥＤ発光装置。
JP2001017221A 2001-01-25 2001-01-25 Ｌｅｄ発光素子、およびｌｅｄ発光装置 Pending JP2002222992A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001017221A JP2002222992A (ja) 2001-01-25 2001-01-25 Ｌｅｄ発光素子、およびｌｅｄ発光装置
US10/057,825 US6657238B2 (en) 2001-01-25 2002-01-24 Light emitting diode and illuminator using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001017221A JP2002222992A (ja) 2001-01-25 2001-01-25 Ｌｅｄ発光素子、およびｌｅｄ発光装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002222992A true JP2002222992A (ja) 2002-08-09

Family

ID=18883457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001017221A Pending JP2002222992A (ja) 2001-01-25 2001-01-25 Ｌｅｄ発光素子、およびｌｅｄ発光装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6657238B2 (ja)
JP (1) JP2002222992A (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7183588B2 (en) * 2004-01-08 2007-02-27 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Light emission device
US6969626B2 (en) * 2004-02-05 2005-11-29 Advanced Epitaxy Technology Method for forming LED by a substrate removal process
US7791061B2 (en) * 2004-05-18 2010-09-07 Cree, Inc. External extraction light emitting diode based upon crystallographic faceted surfaces
US8283683B2 (en) * 2006-11-07 2012-10-09 Opto Tech Corporation Chip-bonding light emitting diode chip
JP5082752B2 (ja) * 2006-12-21 2012-11-28 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子用基板の製造方法及びそれを用いた半導体発光素子
TWD161897S (zh) 2013-02-08 2014-07-21 晶元光電股份有限公司 發光二極體之部分
USD847102S1 (en) 2013-02-08 2019-04-30 Epistar Corporation Light emitting diode
USD778847S1 (en) * 2014-12-15 2017-02-14 Kingbright Electronics Co. Ltd. LED component
USD778846S1 (en) * 2014-12-15 2017-02-14 Kingbright Electronics Co. Ltd. LED component
USD761215S1 (en) * 2015-05-06 2016-07-12 Xiamen Sanan Optoelectronics Technology Co., Ltd. Package for light-emitting diode
USD756942S1 (en) * 2015-05-06 2016-05-24 Xiamen Sanan Optoelectronics Technology Co., Ltd. Light-emitting diode package
USD768095S1 (en) * 2015-10-08 2016-10-04 Xiameng Sanan Optoelectronics Technology Co., Ltd. Light-emitting diode package

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57122585A (en) * 1981-01-22 1982-07-30 Minolta Camera Co Ltd Light emitting diode
JPH10150223A (ja) * 1996-11-15 1998-06-02 Rohm Co Ltd チップ型発光素子
JPH114020A (ja) * 1997-04-15 1999-01-06 Toshiba Corp 半導体発光素子及びその製造方法、並びに半導体発光装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3893229A (en) * 1973-10-29 1975-07-08 Gen Electric Mounting for light-emitting diode pellet and method for the fabrication thereof
JPS62174980A (ja) * 1986-01-28 1987-07-31 Mitsubishi Cable Ind Ltd 光フアイバ通信用発光装置
US4948960A (en) * 1988-09-20 1990-08-14 The University Of Delaware Dual mode light emitting diode/detector diode for optical fiber transmission lines
US5265792A (en) * 1992-08-20 1993-11-30 Hewlett-Packard Company Light source and technique for mounting light emitting diodes
EP0952617B1 (en) * 1993-04-28 2004-07-28 Nichia Corporation Gallium nitride-based III-V group compound semiconductor device
KR100264424B1 (ko) 1995-06-21 2000-08-16 사토 게니치로 발광 다이오드칩 및 이를 사용한 발광 다이오드
JP3763667B2 (ja) * 1998-04-23 2006-04-05 株式会社東芝 半導体発光素子
US6426512B1 (en) * 1999-03-05 2002-07-30 Toyoda Gosei Co., Ltd. Group III nitride compound semiconductor device
JP3533995B2 (ja) * 1999-07-01 2004-06-07 住友電気工業株式会社 発光ダイオードおよびその製造方法
JP2002176202A (ja) * 2000-12-11 2002-06-21 Rohm Co Ltd 光学装置、それを備えたフォトインタラプタ、および光学装置の製造方法
US6791119B2 (en) * 2001-02-01 2004-09-14 Cree, Inc. Light emitting diodes including modifications for light extraction

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57122585A (en) * 1981-01-22 1982-07-30 Minolta Camera Co Ltd Light emitting diode
JPH10150223A (ja) * 1996-11-15 1998-06-02 Rohm Co Ltd チップ型発光素子
JPH114020A (ja) * 1997-04-15 1999-01-06 Toshiba Corp 半導体発光素子及びその製造方法、並びに半導体発光装置

Also Published As

Publication number Publication date
US6657238B2 (en) 2003-12-02
US20020121644A1 (en) 2002-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9478722B2 (en) Light emitting device and method for manufacturing same
TWI481070B (zh) 薄型發光二極體封裝
TWI484666B (zh) 發光裝置
KR101092063B1 (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조방법
US20060049423A1 (en) Light-emitting device
JP3627592B2 (ja) 発光装置の製造方法
JP2002314138A (ja) 発光装置
EP2475018B1 (en) Light-emitting device package and method of manufacturing the same
JP2006237190A (ja) 半導体発光装置
US20110278623A1 (en) Method for manufacturing led module, and led module
JP2003174193A (ja) 窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法
JP4366810B2 (ja) 発光ダイオードの形成方法
JP2002208739A (ja) 半導体装置、およびその製造方法
JP2002222992A (ja) Ｌｅｄ発光素子、およびｌｅｄ発光装置
JP2005019609A (ja) 発光ダイオード用パッケージおよびそれを用いた発光装置
JP3238326B2 (ja) 発光装置
TWI395346B (zh) 發光元件的封裝結構
JPH10229097A (ja) チップ型半導体の製造方法
JPH10308560A (ja) 半導体発光素子および発光装置
JPH06302864A (ja) 発光デバイスの製造方法
JPH11121797A (ja) チップ型半導体発光装置
JP5359135B2 (ja) 発光装置
JP3421520B2 (ja) 発光装置及びその製造方法
JP6265306B1 (ja) 発光装置
JPH11354845A (ja) ＧａＮ系化合物半導体発光素子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071113

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100629

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100720

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100917

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20101116