JP2004319685A - 半導体発光素子および半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光素子および半導体発光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004319685A JP2004319685A JP2003110252A JP2003110252A JP2004319685A JP 2004319685 A JP2004319685 A JP 2004319685A JP 2003110252 A JP2003110252 A JP 2003110252A JP 2003110252 A JP2003110252 A JP 2003110252A JP 2004319685 A JP2004319685 A JP 2004319685A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- transparent substrate
- layer
- semiconductor light
- 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
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump 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
- H01L2224/16221—Disposition the bump 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
- H01L2224/16245—Disposition the bump 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
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
【課題】十分な動作電圧の半導体発光素子を提供する。
【解決手段】発光波長に対して透光性を有する透明基板１２の第１の主面１６に予めキャリア濃度の高い通電層１７を形成し、通電層１７の一部領域にｐｎ接合を有する発光層１３を形成し、第１の電極１４を発光層１３に形成し、第２の電極１５を通電層１７の他領域にそれぞれ形成している。そして、透明基板１２の４つの側面を、第２の主面６２から第１の主面１６に向かって末広がりに、しかも外側方向に湾曲する凸状の湾曲面６４と傾斜面６３と垂直面６５とで形成している。
【選択図】 図７
【解決手段】発光波長に対して透光性を有する透明基板１２の第１の主面１６に予めキャリア濃度の高い通電層１７を形成し、通電層１７の一部領域にｐｎ接合を有する発光層１３を形成し、第１の電極１４を発光層１３に形成し、第２の電極１５を通電層１７の他領域にそれぞれ形成している。そして、透明基板１２の４つの側面を、第２の主面６２から第１の主面１６に向かって末広がりに、しかも外側方向に湾曲する凸状の湾曲面６４と傾斜面６３と垂直面６５とで形成している。
【選択図】 図７
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明基板を使用した半導体発光素子および半導体発光装置に係り、特に光出力が高く、且つ十分な動作電圧を得るのに好適な構造を備えたフリップチップ型の半導体発光素子および半導体発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体発光素子、なかでも発光ダイオード（ＬＥＤ）は、フルカラーディスプレイ、交通・信号機器、車載用途などに幅広く用いられているが、この用途においては、特に光出力が高く、且つ動作電圧の低いものが要求されている。
【０００３】
近年、数百ｍＡを超える大電流で駆動する高光束ＬＥＤとして、上面電極の遮蔽による光出力の低下がなく、且つ、大電流による発熱を放散するのに有利なフリップチップ型のＬＥＤが注目されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図１１に示すように、この特許文献１に開示されたＬＥＤでは、断面形状がほぼ矩形状で、発光波長に対して透光性を有する透明基板１１１の下面に、絶縁物であるＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）やポリイミド、あるいはシリコーンなどの透光性接着材料１１２を介してｐ型オーミック接触エピタキシャル層（以下、単にｐ型エピ層という）１１３を含むｐｎ接合を有する発光層１１４が接着されている。
【０００５】
そして、発光層１１４と電気的に接続を取るために、
発光層１１４表面のｎ型層にｎ型電極１１５が設けられ、発光層１１４の一部分をエッチングにより除去して露出したｐ型エピ層１１３にｐ型電極１１６が設けられている。
【０００６】
上述の特許文献１に開示されたフリップチップ型ＬＥＤでは、ｐ型エピ層１１３として、発光波長に対して透明で、且つ発光層１１４をエッチングにより除去する際に耐エッチング性のある材料、例えば、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｌＰ、ＡｌＡｓＰなどの材料を用いている。
【０００７】
しかしながら、これらの材料は、元々良好なオーミック接触を得ることが困難な材料であり、しかも、Ａｌを主成分に含むため大気に晒すと表面のＡｌが容易に酸化して自然酸化膜が形成されるため、この自然酸化膜の除去が不十分な場合には、さらに動作電圧が増大する恐れがある。
【０００８】
これにより、大電流で駆動する高光束ＬＥＤとしては、十分な動作電圧が得られない問題がある。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１５８３７３号公報（４頁、図３）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した、特許文献１に開示されたｐｎ接合を有する発光層を透明基板に接着してなるフリップチップ型のＬＥＤにおいては、高い光出力が得られるものの、十分な動作電圧が得られないという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、十分な動作電圧が得られるフリップチップ型の半導体発光素子および半導体発光装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一態様の半導体発光素子では、発光波長に対して透光性を有する透明基板と、前記透明基板の第１の主面に形成され、キャリア濃度が前記透明基板より高い通電層と、前記通電層表面の一部領域に形成されたｐｎ接合を有する発光層と、前記発光層表面に形成された第１の電極と、前記通電層表面の他領域に形成された第２の電極とを有することを特徴としている。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の他の態様の半導体発光装置では、発光波長に対して透光性を有する透明基板と、前記透明基板の第１の主面に形成され、キャリア濃度が前記透明基板より高い通電層と、前記通電層表面の一部領域に形成されたｐｎ接合を有する発光層と、前記発光層表面に形成された第１の電極と、前記通電層表面の他領域に形成された第２の電極とを有する半導体発光素子と、前記第１および第２の電極と電気的接続されたリードフレームと、前記半導体発光素子と前記リードフレームとを封止する手段とを有することを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わるフリップチップ型の半導体発光素子を示す図で、図１（ａ）は、フリップチップ型の半導体発光素子の下面に設けられた電極側から見た底面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し、矢印方向に眺めた断面図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態のフリップチップ型の半導体発光素子１１（以下、単にＬＥＤという）では、断面形状がほぼ矩形状で、発光波長に対して透光性を有する透明基板１２と、ｐｎ接合を有する発光層１３と、発光層１３に電気的接続を取るためのｎ型電極１４およびｐ型電極１５で構成されている。
【００１７】
発光層１３が接着される透明基板１２の第１の主面１６には、透明基板１２より高いキャリア濃度を有する通電層１７が予め形成されており、この通電層１７表面の一部領域に発光層１３が接着材を介することなく直接接着されている。
【００１８】
この通電層１７は、透明基板１２との界面での光の反射を避けるために、透明基板１２と同じ材料であることが望ましいが、発光波長に対する屈折率が透明基板１２に近く、且つ発光層１３と接着可能で主成分にＡｌを含まない材料であれば特に限定されない。
【００１９】
また、通電層１７は、通電層１７のシート抵抗が所定の値になるようにそのキャリア濃度および膜厚を任意に選択できるが、良好なオーミック接触を確保するためには、キャリア濃度を高目とすることが望ましい。
【００２０】
例えば、透明基板１２がＧａＰで、通電層１７も同じＧａＰの場合では、キャリア濃度１乃至５×１０１８ｃｍ−３、厚さ０．１乃至５μｍ程度が好ましい。
【００２１】
この発光層１３は、大別して活性層１８と、光反射層（ＤＢＲ）１９、および電流ブロック層２０からなる各種の多層薄膜で構成されており、その平面形状はＬＥＤ１１の中央部に略円形状の主発光領域２１と、コーナ部に外部へ電気的接続を取るための略方形状のパッド領域２２、および両者を接続する接続領域２３からなるレイアウトにパターン加工されている。
【００２２】
そして、発光層１３の表面には、ｎ型電極１４が設けられ、発光層１３が除去された跡に露出した通電層１７には、ｐ型電極１５が設けられ、それぞれ同じ側に位置している。そして、ｎ型電極１４とｐ型電極１５は、外部へ電気的に接続するためのパッド領域を除いて、電気的な短絡を防止するための絶縁膜２４で全体が覆われている。
【００２３】
このようなレイアウトパターンでは、フリップチップマウント領域、例えば半田ボールで接合するための領域を確保し、ＬＥＤ１１の中央部の略円形状の主発光領域２１に電流を集中して励起密度をあげ、内部発光効率を向上するのに有利である。
【００２４】
この光反射層（ＤＢＲ）１９は、ｎ電極１４に向かって下側に出力された光を透明基板１２方向に反射し、光出力を向上させている。また、電流ブロック層２０は、主発光領域２１に電流を集中させている。
【００２５】
上述のように構成されたＬＥＤ１１では、透明基板１２に形成されたキヤリア濃度の高い通電層１７にｐ型電極１５を設けているので、良好なオーミック接触と所定の通電抵抗が得られ、十分な動作電圧を確保することが可能である。
【００２６】
次に、透明基板にＧａＰを用いてＩｎＧａＡｌＰからなる発光層を備えたＬＥＤおよびこのＬＥＤを用いた半導体発光装置を製造する場合の具体例について説明する。
【００２７】
図２乃至図５は、本実施の形態のＬＥＤを製造する工程を示す図で、図２はＧａＡｓ基板に形成されたＩｎＧａＡｌＰからなる発光層を示す図、図３はＧａＰ基板に形成されたＧａＰ通電層を示す図、図４はＧａＰ基板にＩｎＧａＡｌＰからなる発光層が接着された状態を示す図、図５は電極を形成したＬＥＤを示す図である。
【００２８】
図２に示すように、厚さ２５０μｍのｎ−ＧａＡｓ基板３１に、ＭＯＣＶＤ法により、厚さ０．５μｍのｎ−ＧａＡｓバッファ層３２を形成した後、厚さ０．２μｍのＩｎＧａＰエッチングストップ層３３、厚さ０．１μｍのノンドープＧａＡｓ電流ブロック層３４、厚さ０．２μｍのノンドープＩｎＧａＡｌＰ電流ブロック層３５、厚さ０．１μｍのｎ−ＧａＡｓコンタクト層３６、ＩｎＡｌＰ／ＧａＡｌＡｓ光反射層（ＤＢＲ）３７、厚さ１μｍのｎ−ＩｎＡｌＰクラッド層３８、厚さ１μｍのＩｎＧａＡｌＰ ＭＱＷ層３９、厚さ１μｍのｐ−ＩｎＡｌＰクラッド層４０、厚さ０．０５μｍのｐ−ＩｎＧａＰ接着層４１を順次積層形成する。
【００２９】
ここで、活性層３９は、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）に限定されるものではなく、シングルヘテロ構造（ＳＨ）、ダブルヘテロ構造（ＤＨ）、量子井戸ヘテロ構造（ＱＷＨ）によって構成することもできる。
【００３０】
次に、図３に示すように、厚さ２５０μｍのｐ−ＧａＰ基板１２の第１主面１６に、ＭＯＣＶＤ法により、例えば、キャリア濃度が１乃至２×１０１８ｃｍ−３、厚さが０．２μｍのｐ−ＧａＰ通電層１７を形成する。
【００３１】
ここで、ｐ−ＧａＰ通電層１７は、ＭＯＣＶＤ法によるエピタキシャル層に限定されるものではなく、他の気相成長法によるエピタキシャル層であっても良い、更には、ｐ−ＧａＰ基板１２の表面に、封管中でＺｎを拡散させた拡散層、あるいはＺｎをイオン注入し活性化熱処理を施したイオン注入層であっても構わない。
【００３２】
次に、図４に示すように、ｐ−ＩｎＧａＰ接着層４１とｐ−ＧａＰ通電層１７を密着させ、あまり高くない温度、例えば３５０乃至４５０℃の範囲で第１の熱処理をおこなう。
【００３３】
次に、ＧａＡｓ基板３１とＧａＡｓバッファ層３２をアンモニア系のエッチング液を用いて、選択的にエッチング除去する。
【００３４】
次に、ＩｎＧａＰエッチングストップ層３３を塩酸により選択的にエッチング除去した後、例えは７００乃至８００℃の範囲で第２の熱処理をおこなう。これにより、ｐ−ＩｎＧａＰ接着層４１とｐ−ＧａＰ通電層１７を原子レベルで結合させ、ＧａＰ透明基板１２に透光性接着材（絶縁物）を介することなく発光層１３を直接接着してなる半導体発光素子が得られる。
【００３５】
次に、図５に示すように、フォトリソグラフィ法により塩酸系のエッチング液を用いて、発光層１３の主発光領域２１と、パッド領域２２と、および接続領域２３をｐ−ＧａＰ通電層１７の一部領域表面に残して選択的にエッチング除去して、ＧａＰ通電層１７の他領域を露出させる。
【００３６】
次に、ＧａＰ通電層１７表面の他領域にＡｕＺｎからなるｐ型電極１５を形成した後、電流ブロック層３４、３５を一部除去して露出したコンタクト層３６表面を含む電流ブロック層３４、３５にＡｕＧｅからなるｎ型電極１４を形成する。そして、ｎ型電極１４とｐ型電極１５の電気的な短絡を防止するため、ｎ型電極１４およびｐ型電極１５の一部を含む電極間の各層の側面に絶縁膜２４、例えばＳｉＯ２膜を形成する。
【００３７】
最後に、ダイシング装置により透明基板１２をチッブに分割することにより、図１に示す透明基板の断面形状が、ほぼ矩形状のフリップチップ型のＬＥＤが完成する。
【００３８】
図６は、図１に示すＬＥＤ１１を用いた半導体発光装置の断面図である。図６に示すように、透明基板１２が発光観測面になるように、ＬＥＤ１１が外囲器５１に形成された反射カップ５２の中に載置され、ｎ電極１４およびｐ電極１５が半田ボール５３ａ、５３ｂによりリードフレーム５４ａ、５４ｂにそれぞれ固着されている。
【００３９】
そして、反射カップ５２の中に透明ゲル状樹脂５５を充填して透明樹脂レンズ５６を外囲器５１に固着することにより、半導体発光装置５７が得られる。
【００４０】
この半導体発光装置５７の動作電流２００ｍＡにおける動作電圧は、２．２Ｖであり、従来構造のフリップチップ型ＬＥＤの２．７Ｖと比較して動作電圧を低減することができた。
【００４１】
さらに、動作電流を増加させても、活性層の全面が発光し、特定部位への電流集中等は見られず、発熱の影響による光出力の飽和や発光波長のシフトは見られなかった。
【００４２】
また、透明基板１２のキャリア濃度を十分に低くすると基板の透明度が向上するので、光出力をさらに向上させることができる。実験によれば、透明基板のキャリア濃度が、例えば、５×１０１ ７ｃｍ−３以下では、光出力は約５％向上し、１×１０１ ７ｃｍ−３以下では、光出力は１０％以上向上した。
【００４３】
このようなキャリア濃度の低いＧａＰ基板は、ＬＥＣ法によりノンドープでＧａＰ結晶を引き上げることにより得られる。また、ＧａＰ融液を保持する坩堝材を、例えば、石英からＰＢＮ（Ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ）にすることにより、更に透明度の高い基板を得ることができる。
【００４４】
以上説明したように、第１の実施の形態によるフリップチップ型の半導体発光素子および半導体発光装置では、透明基板に形成された十分にキヤリア濃度の高い通電層１７にｐ型電極１５を設けたことにより、十分な動作電圧と高い光出力が得られる。
【００４５】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態に係わるフリップチップ型の半導体発光素子を示す図で、図７（ａ）は、フリップチップ型の半導体発光素子の下面に設けられた電極側から見た底面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し、矢印方向に眺めた断面図である。本実施の形態において、第１の実施の形態と同一の構成部分には、同一符号を付して、その説明は省略する。
【００４６】
図７に示すように、第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、ＬＥＤの透明基板の縦断面形状を第１の主面と反対側の第２の主面から第１の主面に向かって末広がりの傾斜面とし、更に、第２の主面近傍の傾斜面部分を外側方向に湾曲する湾曲面を有する構造としたことにある。
【００４７】
即ち、本実施の形態のフリップチップ型ＬＥＤ６１においては、透明基板１２の４つの側面は、第２の主面６２から第１の主面１６に向かって、末広がりの台形状をなす傾斜面６３と、第２の主面６２と傾斜面６３の間に外側方向に湾曲する凸状の湾曲面６４と、第１の主面１６と傾斜面６３の間に垂直な側面６５で構成されている。
【００４８】
傾斜面６３と透明基板１２の鉛直方向とのなす角度は、モールドする透明樹脂（図示せず）の屈折率を考慮して定める。
【００４９】
例えば、透明基板１２がＧａＰで、エポキシ樹脂からなる透明樹脂でモールドする場合は、赤色に対する屈折率がそれぞれ、３．３および１．５であることから、約２７度（臨界角度）近辺を選択するのが良く、一般的に２０乃至４０度程度の範囲が適当である。
【００５０】
湾曲面６４は、第２の主面近傍の傾斜面部分を優先的にエッチングしてＬＥＤ６１の断面形状が、略半球状に準えられる形状に定める。
【００５１】
ＬＥＤ６１の中央部の主発光領域２１により、発光強度分布を略点光源状となし、傾斜面６３に対して入射角度が臨界角度以下の光線の割合を増加させることができる。これにより、更に光出力を向上させることができる。
【００５２】
このためには、ＬＥＤ６１の高さＨと底辺Ｗの比は、０．４乃至０．６の範囲が適当である。
【００５３】
上述のように構成されたＬＥＤでは、入射角が臨界角以下の光線の割合を増やすことができ、更に、臨界角以上の光線も素子内部で多重反射を何回か繰り返すことにより外部に取り出すことができる。
【００５４】
次に、上記ＬＥＤを製造する方法について、図８乃至図９を参照して説明する。
【００５５】
図８は、ＬＥＤを多数形成して成るウェーハを、カッティングする工程を示す断面図である。
【００５６】
まず、ＬＥＤを形成したウェーハ７１を第２の主面６２を上向きにして、ダイシングシート（図示せず）に貼付け、第２の主面６２側から断面がＶ字型のダイシングブレード７３により、所定のピッチで一方向へダイシングする。
【００５７】
この際、ウェーハ７１を完全にカッティングせず、切り残し部分をＬＥＤの第１の主面１６と傾斜面６３との間の垂直な側面６４として残している。
【００５８】
次に、ウェーハ７１を９０度回転して同様に、第２の主面６２のダイシング溝と直行する方向に第２の主面６２から所定のピッチでダイシングし、切り残し部分をＬＥＤの垂直な側面として残している。
【００５９】
図９は、上述のようにしてカッティングされ、Ｖ字状溝の並びを持つウェーハ７１の一部分を示す平面図である。
【００６０】
次に、カッティングされたＶ字状の溝を、例えば、塩酸と過酸化水素水の混合液で第２の主面近傍の傾斜面部分が優先的にエッチングされるようにして、外側方向に湾曲した凸状の湾曲面を形成する。
【００６１】
この湾曲形状は、Ｖ字状の溝の開口部と底部で、エッチング液の循環速度の差によりエッチング速度に差がでることを利用し、傾斜角度、Ｖ字状の溝の深さ、エッチング条件（液温、攪拌）により制御することができる。更に、Ｖ字状カッティングとエッチングを複数回繰り返えせば、より好ましい形状を得ることができる。
【００６２】
次に、ウェーハ７１をブレーキングして、個々のＬＥＤに分離し、図７に示すようなＬＥＤを得る。
【００６３】
図１０は、図７に示すＬＥＤ６１を用いた半導体発光装置の断面図である。
【００６４】
図に示すように、第２の主面６２が発光観測面側になるように、ＬＥＤ６１が外囲器５１に形成された反射カップ５２の中に載置され、ｎ電極１４およびｐ電極１５が半田ボール５３ａ、５３ｂによりリードフレーム５４ａ、５４ｂに固着されている。
【００６５】
そして、反射カップ５２の中に透明ゲル状樹脂５５を充填して透明樹脂レンズ５６を外囲器５１に固着することにより、半導体発光装置５７が得られる。
【００６６】
次に、ＧａＰ基板にＩｎＧａＡｌＰ発光層を備えた、ＬＥＤおよびこのＬＥＤを用いた半導体発光装置を製造する場合の具体例について説明する。
【００６７】
２００μｍ厚のウェーハ７１を用いて、先端角度６０度のＶ字型ブレード７２により、４００μｍピッチで第２の主面６２から１７０μｍの深さまでカッティングした後、ウェーハ７１を９０度回転させ、同様に４００μｍピッチでカッティングした。
【００６８】
次に、カッティングされたウェーハ７１のＶ字状の溝を塩酸と過酸化水素水の混合液でエッチングして、Ｖ字状の溝の開口部を優先的に除去し湾曲部６４を形成した。その後、ウェーハ７１をブレーキングして個々のＬＥＤに分離した。
【００６９】
これにより、傾斜面６３、湾曲面６４、垂直な側面６５を有する底面３９０μｍ□、高さ２００μｍのＬＥＤ６１を得た。
【００７０】
ＬＥＤの光出力は、従来の断面が矩形状のＬＥＤに比べて２倍以上の高い値を示した。
【００７１】
以上説明したように、第２の実施の形態のＬＥＤおよび半導体発光装置によれば、透明基板の４つの側面を先端が外側方向に湾曲する凸状の湾曲面と傾斜面の組み合わせとしているので、入射角が臨界角以下の光線の割合が増加し、入射角が臨界角以上の光線も外部に取り出すことができる。従って、十分な動作電圧と、更に高い光出力が得られる。
【００７２】
ここでは、ＧａＰ基板を例に説明したが、その他の半導体材料を用いたＬＥＤにも、同様に適用できることは言うまでもない。
【００７３】
また、第２の実施の形態における透明基板の側面は、入射角度が臨界角度以下の光線の割合を増加させる機能を有する構造になっていればよく、傾斜面と湾曲面と垂直面の組合わせた構造に限定されず、傾斜面または湾曲面だけの構造でもよく、垂直面と傾斜面または湾曲面とを組合わせた構造でも良いことは勿論である。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のフリップチップ型半導体発光素子および半導体発光装置によれば、十分な動作電圧を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる半導体発光素子を示す図で、図１（ａ）は電極面側から見た底面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる半導体発光素子の製造工程におけるＧａＡｓ基板に形成した発光層を示す図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる半導体発光素子の製造工程における透明基板に形成した通電層を示す図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係わる半導体発光素子の製造工程における透明基板と発光層を接着した状態を示す図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係わる半導体発光素子の製造工程における電極を形成した状態を示す図。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係わる型半導体発光装置を示す断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係わる半導体発光素子を示す図で、図２（ａ）は電極面から見た底面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係わる半導体発光素子の製造工程におけるウェーハのダイシング工程図。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係わる半導体素子の製造工程におけるダイシングしたウェーハの一部を示す平面図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係わる半導体発光装置を示す断面図。
【図１１】従来の半導体発光素子を示す断面図。
【符号の説明】
１１、６１ ＬＥＤ
１２ 透明基板
１３ 発光層
１４ ｎ型電極
１５ ｐ型電極
１６ 第１の主面
１７ ｐ型通電層
１８ 活性層
１９ 光反射層（ＤＢＲ）
２０ 電流ブロック層
２１ 主発光領域
２２ パッド領域
２３ 接続領域
２４ 絶縁膜
３１ ｎ−ＧａＡｓ基板
３２ ＧａＡｓバッファ層
３３ ＩｎＧａＰエッチングストップ層
３４ ＧａＡｓ電流ブロック層
３５ ＩｎＧａＡｌＰ電流ブロック層
３６ ｎ−ＧａＡｓコンタクト層
３７ ＩｎＡｌＰ／ＧａＡｌＡｓ光反射層（ＤＢＲ）
３８ ｎ−ＩｎＡｌＰクラッド層
３９ ＩｎＧａＡｌＰ ＭＱＷ層
４０ ｐ−ＩｎＡｌＰクラッド層
４１ ｐ−ＩｎＧａＰ接着層
５１ 外囲器
５２ 反射カップ
５３ａ、５３ｂ 半田ボール
５４ａ、５４ｂ リードフレーム
５５ 透明ゲル状樹脂
５６ 透明樹脂レンズ
５７、８１ 半導体発光装置
６２ 第２の主面
６３ 傾斜面
６４ 湾曲面
６５ 垂直な側面
７１ 半導体発光素子を形成したウェーハ
７２ ダイシングブレード
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明基板を使用した半導体発光素子および半導体発光装置に係り、特に光出力が高く、且つ十分な動作電圧を得るのに好適な構造を備えたフリップチップ型の半導体発光素子および半導体発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体発光素子、なかでも発光ダイオード（ＬＥＤ）は、フルカラーディスプレイ、交通・信号機器、車載用途などに幅広く用いられているが、この用途においては、特に光出力が高く、且つ動作電圧の低いものが要求されている。
【０００３】
近年、数百ｍＡを超える大電流で駆動する高光束ＬＥＤとして、上面電極の遮蔽による光出力の低下がなく、且つ、大電流による発熱を放散するのに有利なフリップチップ型のＬＥＤが注目されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図１１に示すように、この特許文献１に開示されたＬＥＤでは、断面形状がほぼ矩形状で、発光波長に対して透光性を有する透明基板１１１の下面に、絶縁物であるＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）やポリイミド、あるいはシリコーンなどの透光性接着材料１１２を介してｐ型オーミック接触エピタキシャル層（以下、単にｐ型エピ層という）１１３を含むｐｎ接合を有する発光層１１４が接着されている。
【０００５】
そして、発光層１１４と電気的に接続を取るために、
発光層１１４表面のｎ型層にｎ型電極１１５が設けられ、発光層１１４の一部分をエッチングにより除去して露出したｐ型エピ層１１３にｐ型電極１１６が設けられている。
【０００６】
上述の特許文献１に開示されたフリップチップ型ＬＥＤでは、ｐ型エピ層１１３として、発光波長に対して透明で、且つ発光層１１４をエッチングにより除去する際に耐エッチング性のある材料、例えば、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｌＰ、ＡｌＡｓＰなどの材料を用いている。
【０００７】
しかしながら、これらの材料は、元々良好なオーミック接触を得ることが困難な材料であり、しかも、Ａｌを主成分に含むため大気に晒すと表面のＡｌが容易に酸化して自然酸化膜が形成されるため、この自然酸化膜の除去が不十分な場合には、さらに動作電圧が増大する恐れがある。
【０００８】
これにより、大電流で駆動する高光束ＬＥＤとしては、十分な動作電圧が得られない問題がある。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１５８３７３号公報（４頁、図３）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した、特許文献１に開示されたｐｎ接合を有する発光層を透明基板に接着してなるフリップチップ型のＬＥＤにおいては、高い光出力が得られるものの、十分な動作電圧が得られないという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、十分な動作電圧が得られるフリップチップ型の半導体発光素子および半導体発光装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一態様の半導体発光素子では、発光波長に対して透光性を有する透明基板と、前記透明基板の第１の主面に形成され、キャリア濃度が前記透明基板より高い通電層と、前記通電層表面の一部領域に形成されたｐｎ接合を有する発光層と、前記発光層表面に形成された第１の電極と、前記通電層表面の他領域に形成された第２の電極とを有することを特徴としている。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の他の態様の半導体発光装置では、発光波長に対して透光性を有する透明基板と、前記透明基板の第１の主面に形成され、キャリア濃度が前記透明基板より高い通電層と、前記通電層表面の一部領域に形成されたｐｎ接合を有する発光層と、前記発光層表面に形成された第１の電極と、前記通電層表面の他領域に形成された第２の電極とを有する半導体発光素子と、前記第１および第２の電極と電気的接続されたリードフレームと、前記半導体発光素子と前記リードフレームとを封止する手段とを有することを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わるフリップチップ型の半導体発光素子を示す図で、図１（ａ）は、フリップチップ型の半導体発光素子の下面に設けられた電極側から見た底面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し、矢印方向に眺めた断面図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態のフリップチップ型の半導体発光素子１１（以下、単にＬＥＤという）では、断面形状がほぼ矩形状で、発光波長に対して透光性を有する透明基板１２と、ｐｎ接合を有する発光層１３と、発光層１３に電気的接続を取るためのｎ型電極１４およびｐ型電極１５で構成されている。
【００１７】
発光層１３が接着される透明基板１２の第１の主面１６には、透明基板１２より高いキャリア濃度を有する通電層１７が予め形成されており、この通電層１７表面の一部領域に発光層１３が接着材を介することなく直接接着されている。
【００１８】
この通電層１７は、透明基板１２との界面での光の反射を避けるために、透明基板１２と同じ材料であることが望ましいが、発光波長に対する屈折率が透明基板１２に近く、且つ発光層１３と接着可能で主成分にＡｌを含まない材料であれば特に限定されない。
【００１９】
また、通電層１７は、通電層１７のシート抵抗が所定の値になるようにそのキャリア濃度および膜厚を任意に選択できるが、良好なオーミック接触を確保するためには、キャリア濃度を高目とすることが望ましい。
【００２０】
例えば、透明基板１２がＧａＰで、通電層１７も同じＧａＰの場合では、キャリア濃度１乃至５×１０１８ｃｍ−３、厚さ０．１乃至５μｍ程度が好ましい。
【００２１】
この発光層１３は、大別して活性層１８と、光反射層（ＤＢＲ）１９、および電流ブロック層２０からなる各種の多層薄膜で構成されており、その平面形状はＬＥＤ１１の中央部に略円形状の主発光領域２１と、コーナ部に外部へ電気的接続を取るための略方形状のパッド領域２２、および両者を接続する接続領域２３からなるレイアウトにパターン加工されている。
【００２２】
そして、発光層１３の表面には、ｎ型電極１４が設けられ、発光層１３が除去された跡に露出した通電層１７には、ｐ型電極１５が設けられ、それぞれ同じ側に位置している。そして、ｎ型電極１４とｐ型電極１５は、外部へ電気的に接続するためのパッド領域を除いて、電気的な短絡を防止するための絶縁膜２４で全体が覆われている。
【００２３】
このようなレイアウトパターンでは、フリップチップマウント領域、例えば半田ボールで接合するための領域を確保し、ＬＥＤ１１の中央部の略円形状の主発光領域２１に電流を集中して励起密度をあげ、内部発光効率を向上するのに有利である。
【００２４】
この光反射層（ＤＢＲ）１９は、ｎ電極１４に向かって下側に出力された光を透明基板１２方向に反射し、光出力を向上させている。また、電流ブロック層２０は、主発光領域２１に電流を集中させている。
【００２５】
上述のように構成されたＬＥＤ１１では、透明基板１２に形成されたキヤリア濃度の高い通電層１７にｐ型電極１５を設けているので、良好なオーミック接触と所定の通電抵抗が得られ、十分な動作電圧を確保することが可能である。
【００２６】
次に、透明基板にＧａＰを用いてＩｎＧａＡｌＰからなる発光層を備えたＬＥＤおよびこのＬＥＤを用いた半導体発光装置を製造する場合の具体例について説明する。
【００２７】
図２乃至図５は、本実施の形態のＬＥＤを製造する工程を示す図で、図２はＧａＡｓ基板に形成されたＩｎＧａＡｌＰからなる発光層を示す図、図３はＧａＰ基板に形成されたＧａＰ通電層を示す図、図４はＧａＰ基板にＩｎＧａＡｌＰからなる発光層が接着された状態を示す図、図５は電極を形成したＬＥＤを示す図である。
【００２８】
図２に示すように、厚さ２５０μｍのｎ−ＧａＡｓ基板３１に、ＭＯＣＶＤ法により、厚さ０．５μｍのｎ−ＧａＡｓバッファ層３２を形成した後、厚さ０．２μｍのＩｎＧａＰエッチングストップ層３３、厚さ０．１μｍのノンドープＧａＡｓ電流ブロック層３４、厚さ０．２μｍのノンドープＩｎＧａＡｌＰ電流ブロック層３５、厚さ０．１μｍのｎ−ＧａＡｓコンタクト層３６、ＩｎＡｌＰ／ＧａＡｌＡｓ光反射層（ＤＢＲ）３７、厚さ１μｍのｎ−ＩｎＡｌＰクラッド層３８、厚さ１μｍのＩｎＧａＡｌＰ ＭＱＷ層３９、厚さ１μｍのｐ−ＩｎＡｌＰクラッド層４０、厚さ０．０５μｍのｐ−ＩｎＧａＰ接着層４１を順次積層形成する。
【００２９】
ここで、活性層３９は、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）に限定されるものではなく、シングルヘテロ構造（ＳＨ）、ダブルヘテロ構造（ＤＨ）、量子井戸ヘテロ構造（ＱＷＨ）によって構成することもできる。
【００３０】
次に、図３に示すように、厚さ２５０μｍのｐ−ＧａＰ基板１２の第１主面１６に、ＭＯＣＶＤ法により、例えば、キャリア濃度が１乃至２×１０１８ｃｍ−３、厚さが０．２μｍのｐ−ＧａＰ通電層１７を形成する。
【００３１】
ここで、ｐ−ＧａＰ通電層１７は、ＭＯＣＶＤ法によるエピタキシャル層に限定されるものではなく、他の気相成長法によるエピタキシャル層であっても良い、更には、ｐ−ＧａＰ基板１２の表面に、封管中でＺｎを拡散させた拡散層、あるいはＺｎをイオン注入し活性化熱処理を施したイオン注入層であっても構わない。
【００３２】
次に、図４に示すように、ｐ−ＩｎＧａＰ接着層４１とｐ−ＧａＰ通電層１７を密着させ、あまり高くない温度、例えば３５０乃至４５０℃の範囲で第１の熱処理をおこなう。
【００３３】
次に、ＧａＡｓ基板３１とＧａＡｓバッファ層３２をアンモニア系のエッチング液を用いて、選択的にエッチング除去する。
【００３４】
次に、ＩｎＧａＰエッチングストップ層３３を塩酸により選択的にエッチング除去した後、例えは７００乃至８００℃の範囲で第２の熱処理をおこなう。これにより、ｐ−ＩｎＧａＰ接着層４１とｐ−ＧａＰ通電層１７を原子レベルで結合させ、ＧａＰ透明基板１２に透光性接着材（絶縁物）を介することなく発光層１３を直接接着してなる半導体発光素子が得られる。
【００３５】
次に、図５に示すように、フォトリソグラフィ法により塩酸系のエッチング液を用いて、発光層１３の主発光領域２１と、パッド領域２２と、および接続領域２３をｐ−ＧａＰ通電層１７の一部領域表面に残して選択的にエッチング除去して、ＧａＰ通電層１７の他領域を露出させる。
【００３６】
次に、ＧａＰ通電層１７表面の他領域にＡｕＺｎからなるｐ型電極１５を形成した後、電流ブロック層３４、３５を一部除去して露出したコンタクト層３６表面を含む電流ブロック層３４、３５にＡｕＧｅからなるｎ型電極１４を形成する。そして、ｎ型電極１４とｐ型電極１５の電気的な短絡を防止するため、ｎ型電極１４およびｐ型電極１５の一部を含む電極間の各層の側面に絶縁膜２４、例えばＳｉＯ２膜を形成する。
【００３７】
最後に、ダイシング装置により透明基板１２をチッブに分割することにより、図１に示す透明基板の断面形状が、ほぼ矩形状のフリップチップ型のＬＥＤが完成する。
【００３８】
図６は、図１に示すＬＥＤ１１を用いた半導体発光装置の断面図である。図６に示すように、透明基板１２が発光観測面になるように、ＬＥＤ１１が外囲器５１に形成された反射カップ５２の中に載置され、ｎ電極１４およびｐ電極１５が半田ボール５３ａ、５３ｂによりリードフレーム５４ａ、５４ｂにそれぞれ固着されている。
【００３９】
そして、反射カップ５２の中に透明ゲル状樹脂５５を充填して透明樹脂レンズ５６を外囲器５１に固着することにより、半導体発光装置５７が得られる。
【００４０】
この半導体発光装置５７の動作電流２００ｍＡにおける動作電圧は、２．２Ｖであり、従来構造のフリップチップ型ＬＥＤの２．７Ｖと比較して動作電圧を低減することができた。
【００４１】
さらに、動作電流を増加させても、活性層の全面が発光し、特定部位への電流集中等は見られず、発熱の影響による光出力の飽和や発光波長のシフトは見られなかった。
【００４２】
また、透明基板１２のキャリア濃度を十分に低くすると基板の透明度が向上するので、光出力をさらに向上させることができる。実験によれば、透明基板のキャリア濃度が、例えば、５×１０１ ７ｃｍ−３以下では、光出力は約５％向上し、１×１０１ ７ｃｍ−３以下では、光出力は１０％以上向上した。
【００４３】
このようなキャリア濃度の低いＧａＰ基板は、ＬＥＣ法によりノンドープでＧａＰ結晶を引き上げることにより得られる。また、ＧａＰ融液を保持する坩堝材を、例えば、石英からＰＢＮ（Ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ）にすることにより、更に透明度の高い基板を得ることができる。
【００４４】
以上説明したように、第１の実施の形態によるフリップチップ型の半導体発光素子および半導体発光装置では、透明基板に形成された十分にキヤリア濃度の高い通電層１７にｐ型電極１５を設けたことにより、十分な動作電圧と高い光出力が得られる。
【００４５】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態に係わるフリップチップ型の半導体発光素子を示す図で、図７（ａ）は、フリップチップ型の半導体発光素子の下面に設けられた電極側から見た底面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し、矢印方向に眺めた断面図である。本実施の形態において、第１の実施の形態と同一の構成部分には、同一符号を付して、その説明は省略する。
【００４６】
図７に示すように、第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、ＬＥＤの透明基板の縦断面形状を第１の主面と反対側の第２の主面から第１の主面に向かって末広がりの傾斜面とし、更に、第２の主面近傍の傾斜面部分を外側方向に湾曲する湾曲面を有する構造としたことにある。
【００４７】
即ち、本実施の形態のフリップチップ型ＬＥＤ６１においては、透明基板１２の４つの側面は、第２の主面６２から第１の主面１６に向かって、末広がりの台形状をなす傾斜面６３と、第２の主面６２と傾斜面６３の間に外側方向に湾曲する凸状の湾曲面６４と、第１の主面１６と傾斜面６３の間に垂直な側面６５で構成されている。
【００４８】
傾斜面６３と透明基板１２の鉛直方向とのなす角度は、モールドする透明樹脂（図示せず）の屈折率を考慮して定める。
【００４９】
例えば、透明基板１２がＧａＰで、エポキシ樹脂からなる透明樹脂でモールドする場合は、赤色に対する屈折率がそれぞれ、３．３および１．５であることから、約２７度（臨界角度）近辺を選択するのが良く、一般的に２０乃至４０度程度の範囲が適当である。
【００５０】
湾曲面６４は、第２の主面近傍の傾斜面部分を優先的にエッチングしてＬＥＤ６１の断面形状が、略半球状に準えられる形状に定める。
【００５１】
ＬＥＤ６１の中央部の主発光領域２１により、発光強度分布を略点光源状となし、傾斜面６３に対して入射角度が臨界角度以下の光線の割合を増加させることができる。これにより、更に光出力を向上させることができる。
【００５２】
このためには、ＬＥＤ６１の高さＨと底辺Ｗの比は、０．４乃至０．６の範囲が適当である。
【００５３】
上述のように構成されたＬＥＤでは、入射角が臨界角以下の光線の割合を増やすことができ、更に、臨界角以上の光線も素子内部で多重反射を何回か繰り返すことにより外部に取り出すことができる。
【００５４】
次に、上記ＬＥＤを製造する方法について、図８乃至図９を参照して説明する。
【００５５】
図８は、ＬＥＤを多数形成して成るウェーハを、カッティングする工程を示す断面図である。
【００５６】
まず、ＬＥＤを形成したウェーハ７１を第２の主面６２を上向きにして、ダイシングシート（図示せず）に貼付け、第２の主面６２側から断面がＶ字型のダイシングブレード７３により、所定のピッチで一方向へダイシングする。
【００５７】
この際、ウェーハ７１を完全にカッティングせず、切り残し部分をＬＥＤの第１の主面１６と傾斜面６３との間の垂直な側面６４として残している。
【００５８】
次に、ウェーハ７１を９０度回転して同様に、第２の主面６２のダイシング溝と直行する方向に第２の主面６２から所定のピッチでダイシングし、切り残し部分をＬＥＤの垂直な側面として残している。
【００５９】
図９は、上述のようにしてカッティングされ、Ｖ字状溝の並びを持つウェーハ７１の一部分を示す平面図である。
【００６０】
次に、カッティングされたＶ字状の溝を、例えば、塩酸と過酸化水素水の混合液で第２の主面近傍の傾斜面部分が優先的にエッチングされるようにして、外側方向に湾曲した凸状の湾曲面を形成する。
【００６１】
この湾曲形状は、Ｖ字状の溝の開口部と底部で、エッチング液の循環速度の差によりエッチング速度に差がでることを利用し、傾斜角度、Ｖ字状の溝の深さ、エッチング条件（液温、攪拌）により制御することができる。更に、Ｖ字状カッティングとエッチングを複数回繰り返えせば、より好ましい形状を得ることができる。
【００６２】
次に、ウェーハ７１をブレーキングして、個々のＬＥＤに分離し、図７に示すようなＬＥＤを得る。
【００６３】
図１０は、図７に示すＬＥＤ６１を用いた半導体発光装置の断面図である。
【００６４】
図に示すように、第２の主面６２が発光観測面側になるように、ＬＥＤ６１が外囲器５１に形成された反射カップ５２の中に載置され、ｎ電極１４およびｐ電極１５が半田ボール５３ａ、５３ｂによりリードフレーム５４ａ、５４ｂに固着されている。
【００６５】
そして、反射カップ５２の中に透明ゲル状樹脂５５を充填して透明樹脂レンズ５６を外囲器５１に固着することにより、半導体発光装置５７が得られる。
【００６６】
次に、ＧａＰ基板にＩｎＧａＡｌＰ発光層を備えた、ＬＥＤおよびこのＬＥＤを用いた半導体発光装置を製造する場合の具体例について説明する。
【００６７】
２００μｍ厚のウェーハ７１を用いて、先端角度６０度のＶ字型ブレード７２により、４００μｍピッチで第２の主面６２から１７０μｍの深さまでカッティングした後、ウェーハ７１を９０度回転させ、同様に４００μｍピッチでカッティングした。
【００６８】
次に、カッティングされたウェーハ７１のＶ字状の溝を塩酸と過酸化水素水の混合液でエッチングして、Ｖ字状の溝の開口部を優先的に除去し湾曲部６４を形成した。その後、ウェーハ７１をブレーキングして個々のＬＥＤに分離した。
【００６９】
これにより、傾斜面６３、湾曲面６４、垂直な側面６５を有する底面３９０μｍ□、高さ２００μｍのＬＥＤ６１を得た。
【００７０】
ＬＥＤの光出力は、従来の断面が矩形状のＬＥＤに比べて２倍以上の高い値を示した。
【００７１】
以上説明したように、第２の実施の形態のＬＥＤおよび半導体発光装置によれば、透明基板の４つの側面を先端が外側方向に湾曲する凸状の湾曲面と傾斜面の組み合わせとしているので、入射角が臨界角以下の光線の割合が増加し、入射角が臨界角以上の光線も外部に取り出すことができる。従って、十分な動作電圧と、更に高い光出力が得られる。
【００７２】
ここでは、ＧａＰ基板を例に説明したが、その他の半導体材料を用いたＬＥＤにも、同様に適用できることは言うまでもない。
【００７３】
また、第２の実施の形態における透明基板の側面は、入射角度が臨界角度以下の光線の割合を増加させる機能を有する構造になっていればよく、傾斜面と湾曲面と垂直面の組合わせた構造に限定されず、傾斜面または湾曲面だけの構造でもよく、垂直面と傾斜面または湾曲面とを組合わせた構造でも良いことは勿論である。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のフリップチップ型半導体発光素子および半導体発光装置によれば、十分な動作電圧を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる半導体発光素子を示す図で、図１（ａ）は電極面側から見た底面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる半導体発光素子の製造工程におけるＧａＡｓ基板に形成した発光層を示す図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる半導体発光素子の製造工程における透明基板に形成した通電層を示す図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係わる半導体発光素子の製造工程における透明基板と発光層を接着した状態を示す図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係わる半導体発光素子の製造工程における電極を形成した状態を示す図。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係わる型半導体発光装置を示す断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係わる半導体発光素子を示す図で、図２（ａ）は電極面から見た底面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係わる半導体発光素子の製造工程におけるウェーハのダイシング工程図。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係わる半導体素子の製造工程におけるダイシングしたウェーハの一部を示す平面図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係わる半導体発光装置を示す断面図。
【図１１】従来の半導体発光素子を示す断面図。
【符号の説明】
１１、６１ ＬＥＤ
１２ 透明基板
１３ 発光層
１４ ｎ型電極
１５ ｐ型電極
１６ 第１の主面
１７ ｐ型通電層
１８ 活性層
１９ 光反射層（ＤＢＲ）
２０ 電流ブロック層
２１ 主発光領域
２２ パッド領域
２３ 接続領域
２４ 絶縁膜
３１ ｎ−ＧａＡｓ基板
３２ ＧａＡｓバッファ層
３３ ＩｎＧａＰエッチングストップ層
３４ ＧａＡｓ電流ブロック層
３５ ＩｎＧａＡｌＰ電流ブロック層
３６ ｎ−ＧａＡｓコンタクト層
３７ ＩｎＡｌＰ／ＧａＡｌＡｓ光反射層（ＤＢＲ）
３８ ｎ−ＩｎＡｌＰクラッド層
３９ ＩｎＧａＡｌＰ ＭＱＷ層
４０ ｐ−ＩｎＡｌＰクラッド層
４１ ｐ−ＩｎＧａＰ接着層
５１ 外囲器
５２ 反射カップ
５３ａ、５３ｂ 半田ボール
５４ａ、５４ｂ リードフレーム
５５ 透明ゲル状樹脂
５６ 透明樹脂レンズ
５７、８１ 半導体発光装置
６２ 第２の主面
６３ 傾斜面
６４ 湾曲面
６５ 垂直な側面
７１ 半導体発光素子を形成したウェーハ
７２ ダイシングブレード
Claims (12)
- 発光波長に対して透光性を有する透明基板と、
前記透明基板の第１の主面に形成され、キャリア濃度が前記透明基板より高い通電層と、
前記通電層表面の一部領域に形成されたｐｎ接合を有する発光層と、
前記発光層表面に形成された第１の電極と、
前記通電層表面の他領域に形成された第２の電極と、
を有することを特徴とする半導体発光素子。 - 発光波長に対して透光性を有する透明基板と、
前記透明基板の第１の主面に形成され、キャリア濃度が前記透明基板より高い通電層と、
前記通電層表面の一部領域に形成されたｐｎ接合を有する発光層と、
前記発光層表面に形成された第１の電極と、
前記通電層表面の他領域に形成された第２の電極と、
を具備し、
前記透明基板の側面が、前記第１の主面と反対側の第２の主面から前記第１の主面に向かって末広がり構造を有することを特徴とする半導体発光素子。 - 前記透明基板の側面は、前記第２の主面から前記第１の主面に向かって末広がりの傾斜面であることを特徴とする請求項２記載の半導体発光素子。
- 前記透明基板の側面は、前記第２の主面から前記第１の主面に向かって外方に湾曲する湾曲面と傾斜面とをこの順序で有することを特徴とする請求項２記載の半導体発光素子。
- 前記第１の主面と前記傾斜面との間に、垂直な側面を備えたことを特徴とする請求項３記載または請求項４記載の半導体発光素子。
- 前記透明基板の鉛直方向と前記末広がりの傾斜面との角度が、２０乃至４０度であることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
- 前記透明基板の前記第１および第２の主面間の高さと第１の主面の底辺との比が０．４乃至０．６の範囲にあることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
- 前記通電層のキャリア濃度が１乃至２×１０１８ｃｍ−３以上であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体発光素子。
- 前記発光層が、ＩｎＧａＡｌＰ、ＩｎＡｌＰ、ＩｎＧａＰ半導体層からなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体発光素子。
- 前記発光層は、前記通電層に接着により形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体発光素子。
- 発光波長に対して透光性を有する透明基板と、
前記透明基板の第１の主面に形成され、キャリア濃度が前記透明基板より高い通電層と、
前記通電層上の一部領域に形成されたｐｎ接合を有する発光層と、
前記発光層表面に形成された第１の電極と、
前記通電層表面の他領域に形成された第２の電極と、
を有する半導体発光素子と、
前記第１および第２の電極と電気的接続されたリードフレームと、
前記半導体発光素子と前記リードフレームとを封止する手段と、
を有することを特徴とする半導体発光装置。 - 発光波長に対して透光性を有する透明基板と、
前記透明基板の第１の主面に形成され、キャリア濃度が前記透明基板より高い通電層と、
前記通電層表面の一部領域に形成されたｐｎ接合を有する発光層と、
前記発光層表面に形成された第１の電極と、
前記通電層表面の他領域に形成された第２の電極と、
を有する半導体発光素子と、
前記第１および第２の電極と電気的接続されたリードフレームと、
前記半導体発光素子と前記リードフレームとを封止する手段と、
を具備し、
前記透明基板の側面が、前記第１の主面と反対側の第２の主面から前記第１の主面に向かって末広がり構造を有することを特徴とする半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003110252A JP2004319685A (ja) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | 半導体発光素子および半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003110252A JP2004319685A (ja) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | 半導体発光素子および半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004319685A true JP2004319685A (ja) | 2004-11-11 |
Family
ID=33471163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003110252A Pending JP2004319685A (ja) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | 半導体発光素子および半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004319685A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006196694A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Sony Corp | 半導体発光素子 |
| JP2007173551A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Showa Denko Kk | 発光ダイオード及びその製造方法 |
| JP2007173575A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Showa Denko Kk | 発光ダイオード及びその製造方法 |
| KR100814918B1 (ko) * | 2006-05-02 | 2008-03-19 | 삼성전기주식회사 | 발광 다이오드 소자 |
| JP2011529267A (ja) * | 2008-07-24 | 2011-12-01 | フィリップス ルミレッズ ライティング カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー | 窓層及び光指向構造を含む半導体発光装置 |
| US8354681B2 (en) | 2006-07-04 | 2013-01-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting element and manufacturing method thereof |
| JP2014022607A (ja) * | 2012-07-19 | 2014-02-03 | Rohm Co Ltd | 発光素子、発光素子ユニットおよび発光素子パッケージ |
| US8937326B2 (en) | 2005-03-11 | 2015-01-20 | Seoul Semiconductor Co., Ltd. | LED package having an array of light emitting cells coupled in series |
-
2003
- 2003-04-15 JP JP2003110252A patent/JP2004319685A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006196694A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Sony Corp | 半導体発光素子 |
| US8937326B2 (en) | 2005-03-11 | 2015-01-20 | Seoul Semiconductor Co., Ltd. | LED package having an array of light emitting cells coupled in series |
| JP2007173551A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Showa Denko Kk | 発光ダイオード及びその製造方法 |
| JP2007173575A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Showa Denko Kk | 発光ダイオード及びその製造方法 |
| KR100814918B1 (ko) * | 2006-05-02 | 2008-03-19 | 삼성전기주식회사 | 발광 다이오드 소자 |
| US8354681B2 (en) | 2006-07-04 | 2013-01-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting element and manufacturing method thereof |
| JP2011529267A (ja) * | 2008-07-24 | 2011-12-01 | フィリップス ルミレッズ ライティング カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー | 窓層及び光指向構造を含む半導体発光装置 |
| US10147843B2 (en) | 2008-07-24 | 2018-12-04 | Lumileds Llc | Semiconductor light emitting device including a window layer and a light-directing structure |
| JP2014022607A (ja) * | 2012-07-19 | 2014-02-03 | Rohm Co Ltd | 発光素子、発光素子ユニットおよび発光素子パッケージ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101978968B1 (ko) | 반도체 발광소자 및 발광장치 | |
| JP5237566B2 (ja) | 発光素子パッケージ及びその製造方法 | |
| KR101193740B1 (ko) | 발광 소자의 패키징을 위한 칩-규모 방법 및 칩 규모로 패키징된 발광 소자 | |
| US7256483B2 (en) | Package-integrated thin film LED | |
| JP4564726B2 (ja) | 大面積及び小面積半導体発光フリップチップ装置のための接触方式 | |
| TWI682558B (zh) | 半導體發光裝置 | |
| US7723736B2 (en) | Light emitting device having a plurality of light emitting cells and package mounting the same | |
| US20020123164A1 (en) | Light emitting diodes including modifications for light extraction and manufacturing methods therefor | |
| US20060001035A1 (en) | Light emitting element and method of making same | |
| JP2014199957A (ja) | 発光装置 | |
| CN107431103A (zh) | 发光二极管封装和照明设备 | |
| JP2005150675A (ja) | 半導体発光ダイオードとその製造方法 | |
| JPH11317546A (ja) | 半導体発光装置 | |
| KR20130046755A (ko) | 발광 소자 | |
| JP2006210824A (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
| JP5616960B2 (ja) | 電気的分離を用いた、コンタクトパッドのダイエッジまでの延在 | |
| TW200411957A (en) | Semiconductor light emitting diode | |
| GB2426123A (en) | Substrate-free flip chip light emitting diode | |
| JPH1032351A (ja) | 発光装置 | |
| JP2004319685A (ja) | 半導体発光素子および半導体発光装置 | |
| TW200950132A (en) | Light emitting device package structure and fabricating method thereof | |
| KR101209026B1 (ko) | 수직형 발광 소자의 제조방법 | |
| TWI453952B (zh) | Light emitting element and manufacturing method thereof | |
| US9236304B2 (en) | Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same | |
| KR102200000B1 (ko) | 발광소자 및 조명시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050415 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20050606 |