JP2006066863A - 半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複合半導体装置はシリコン半導体基板(1)と発光素子用の主半導体領域(2)と第1の電極(3)と第2の電極(4)とを有する。シリコン半導体基板(1)は保護素子形成領域(7)を有する。第1の電極(3)はボンディングパッド部分(20)を有する。平面的に見て、保護素子形成領域(7)はボンディングパッド部分(20)の内側に配置されている。第1の電極(3)のボンディングパッド部分(20)及び第2の電極(4)は発光素子と保護素子との両方の電極として機能する。
【選択図】 図1
Description
また、発光素子と保護素子とを電気的に接続するための配線導体が必要であり、素子横造が複雑になる。
一方の主面と他方の主面と有し且つ導電性を有している基板と、
光取り出し可能な第1の主面と前記第1の主面に対向し且つ前記基板の前記一方の主面に電気的及び機械的に結合されている第2の主面とを有し且つ半導体発光素子を構成するための複数の半導体層を含んでいる主半導体領域と、
前記主半導体領域の前記第1の主面に接触し且つ前記主半導体領域から放射された光を取り出すことができるように形成されている第1の部分と前記第1の部分に接続され且つパッド電極機能を有している第2の部分とを備えている第1の電極と、
前記基板に接続された第2の電極と、
前記第1の電極の前記第2の部分と前記基板の他方の主面との間に配置され且つ前記第1の電極と前記第2の電極との間に電気的に接続されている保護素子と
を備えていることを特徴とする半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置に係わるものである。
本発明における光は前記主半導体領域から放射する光を意味する。また、前記パッド電極とはワイヤ等の導体を接続するための電極を意味する。
また、前記保護素子は、ショットキーバリアダイオード、1つの pn接合を含むダイオード、2つのpn接合を含む3層ダイオード、コンデンサ、及びバリスタから選択された1つ又は複数から成ることが望ましい。前記保護素子は、例えば、個別素子、半導体基板、厚膜誘電体、厚膜半導体、厚膜コンデンサ、厚膜導体、薄膜誘電体、薄膜半導体、薄膜コンデンサ、及び薄膜導体から選択された1つ又は複数で形成することができる。
また、前記保護素子を前記基板の内部に設けるか、又は前記第1の電極の前記第2の部分と前記基板の一方の主面との間に配置することが望ましい。
また、前記主半導体領域は、前記主半導体領域の前記第1の主面から前記第2の主面に至る孔を有し、前記第1の電極の前記第2の部分の少なくとも一部が前記孔の中に配置されていることが望ましい。また、前記主半導体領域の前記孔の中に保護素子の一部又は全部を配置することができる。
また、前記第1の電極の前記第1の部分は前記主半導体領域の第1の主面に接続された光透過性を有する導電膜であることが望ましい。
また、前記第1の電極の前記第1の部分を、前記主半導体領域の第1の主面の一部に接続された導体、例えば前記第1の電極のパッド電極機能を有する前記第2の部分の外周側の下部、とすることができる。
また、前記第1の電極の前記第1の部分を、前記主半導体領域の第1の主面の一部に接続された帯状導体とすることができる。また、前記第1の電極の前記第1の部分を光取り出し可能な種々のパターンにすることができる。
また、前記主半導体領域の前記孔の壁面と前記第1の電極との間に絶縁膜が配置されていることが望ましい。
また、前記主半導体領域の第1の主面に対して垂直な方向から見て、前記保護素子の面積の70〜100%が第1の電極の前記第2の部分の内側に配置されていることが望ましい。
また、前記半導体基板はシリコン又はシリコン化合物から成り、前記主半導体領域は複数の3−5族化合物半導体層から成ることが望ましい。
(1) 保護素子の少なくとも一部が、平面的に見て、即ち基板の一方の主面に対して垂直な方向から見て、第1の電極のパッド電極機能を有している第2の部分の下に配置されている。従って、半導体発光素子の光取り出し面積の低減を抑制して保護素子を形成することができ、半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置の小型化を図ることができる。
(2) 第1の電極のパッド電極機能を有している第2の部分は半導体発光素子の外部接続部分として機能する他に共に、半導体発光素子と保護素子との相互接続部分としても機能するので、半導体発光素子の一方の端と保護素子の一方の端との相互接続が容易に達成される。従って、半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置の構成が単純化され、小型化及び低コスト化が達成せれる。
(3)導電性を有している基板が使用されているので、基板によって半導体発光素子の他方の端と保護素子の他方の端との相互接続が容易に達成される。従って、半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置の構成が単純化され、小型化及び低コスト化が達成せれる。
n型バッファ層10の第1の層は、Al(アルミニウム)を含む窒化物半導体であることが望ましく、例えば、
化学式 AlxMyGa1-x-yN
ここで、前記Mは、In(インジウム)とB(ボロン)とから選択された少なくとも1種の元素、
前記x及びyは、 0<x≦1、
0≦y<1、
x+y≦1
を満足する数値、
で示される材料に不純物を添加したものから成る。即ち、第1の層は、例えばAlN(窒化アルミニウム)、AlInN(窒化インジウム、アルミニウム)、AlGaN(窒化ガリウム アルミニウム)、AlInGaN(窒化ガリウム インジウム アルミニウム)、AlBN(窒化ボロン アルミニウム)、AlBGaN(窒化ガリウム ボロン アルミニウム)及びAlBInGaN(窒化ガリウム インジウム ボロン アルミニウム)から選択された材料から成る。アルミニウムを含む第1の層の格子定数及び熱膨張係数は第2の層よりもシリコン半導体基板1に近い。
第2の層は、バッファ層10の緩衝機能を更に高めるためのものであって、Alを含まないか又はAlの割合が第1の層のAlの割合よりも小さいn型窒化物半導体から成る。この条件を満足させることができる第2の層は、例えば、
化学式 AlaMbGa1-a-bN
ここで、前記MはIn(インジウム)とB(ボロン)とから選択された少なくとも1種の元素、
前記a及びbは、 0≦a<1、
0≦b<1、
a+b≦1、
a<x
を満足させる数値、
で示される材料にn型不純物を添加したものから成る。即ち、第2の層は、例えばGaN(窒化ガリウム)、AlInN(窒化インジウム、アルミニウム)、AlGaN(窒化ガリウム アルミニウム)、AlInGaN(窒化ガリウム インジウム アルミニウム)、AlBN(窒化ボロン アルミニウム)、AlBGaN(窒化ガリウム ボロン アルミニウム)及びAlBInGaN(窒化ガリウム インジウム ボロン アルミニウム)から選択された材料から成る。第2の層におけるAl(アルミニウム)の増大により発生する恐れのあるクラックを防ぐためにAlの割合を示すaの値を0≦a<0.2、即ち0又は0よりも大きく且つ0.2よりも小さくすることが望ましい。
第1の層の好ましい厚みは、0.5nm〜5nmである。第1の層の厚みが0.5nm未満の場合には上面に形成される主半導体領域2の平坦性が良好に保てなくなる。第1の層の厚みが5nmを超えると、量子力学的トンネル効果が得られなくなる。第2の層の好ましい厚みは、0.5nm〜200nmである。第2の層の厚みが0.5nm未満の場合には上面に形成されるn型半導体層11と活性層12とp型半導体層13の平坦性が良好に保てなくなる。第2の層の厚みが200nmを超えると、バッファ層10にクラックが発生する恐れがある。
この実施例ではp型のシリコン半導体基板1に対してn型のバッファ層10が接触しているが、シリコン半導体基板1とバッファ層10とはヘテロ接合であり且つ両者間に合金化領域(図示せず)が生じているので、順方向バイアス電圧が両者に印加された時のシリコン半導体基板1とバッファ層10との接合部における電圧降下は小さい。なお、p型シリコン半導体基板1の代わりn型シリコン半導体基板を使用し、n型シリコン半導体基板の上にn型のバッファ層10を形成することも勿論可能である。また、バッファ層10を多層構造にしないで、1つの層で形成することも勿論可能である。
化学式 AlaMbGa1-a-bN
ここで、前記MはIn(インジウム)とB(ボロン)とから選択された少なくとも1種の元素、
前記a及びbは、 0≦a≦1、
0≦b<1、
a+b≦1
a<x
を満足させる数値、
で示される窒化物半導体から成ることが望ましく、GaN等のn型窒化ガリウム系化合物半導体から成ることが更に望ましい。
化学式 AlxInyGa1-x-yN、
ここでx及びyは0≦x<1、
0≦y<1、を満足する数値、
で示される窒化物半導体から成ることが望ましい。なお、図1では活性層12が1つの層で概略的に示されているが、実際には周知の多重量子井戸構造を有している。勿論、活性層12を1つの層で構成することもできる。また、この実施例では活性層12に導電型決定不純物がドーピングされていないが、p型又はn型不純物をドーピングすることができる。
化学式 AlxInyGa1-x-yN、
ここでx及びyは0≦x<1、
0≦y<1、を満足する数値、
で示される窒化物半導体にp型不純物をドーピングしたものから成ることが望ましい。この実施例では、p型半導体層13が厚さ500nmのp型GaNで形成されている。
第1の電極3の第2の部分としてのボンディングパッド部分20の外周下部を光透過性導電膜19を介さないで主半導体領域2の第1の主面14にオーミック接触させ、光透過性導電膜19を省くこともできる。このようにボンディングパッド部分20を主半導体領域2の第1の主面14にオーミック接触させる場合には、光透過性導電膜19を省いても主半導体領域2に第1の電極3から電流を流すことができる。光透過性導電膜19が省かれる場合には、ボンディングパッド部分20の外周下部が第1の電極3の第1の部分として機能する。光透過性導電膜19は主半導体領域2の全領域に電流を均一に流すために有効である。しかし、光透過性導電膜19の光透過率を100%にすくことは困難又は不可能であり、光透過性導電膜19で光の吸収が生じる。また、光透過性導電膜19を設けると、必然的に半導体発光素子がコスト高になる。従って、発光効率及びコストを勘案して光透過性導電膜19を設けるか否かを決定する。
第1の電極3の第1の部分としての光透過性導電膜19は発光素子接続部分として機能し、主半導体領域2の第1の主面14即ちp型半導体層13の表面のほぼ全部に配置され、ここにオーミック接触している。従って、既に説明したように光透過性導電膜19は主半導体領域2に電流を均一に流すために寄与し、且つ主半導体領域2から放射された光の取り出しを可能にする。光透過性導電膜19は厚さ100nm程度のITO即ち酸化インジュムと酸化錫との混合物からなる。なお、光透過性導電膜19をNi、Pt、Pd,Rh,Ru,Os,Ir,Auから選択された1種の金属膜、又はこれらから選択された2種の合金膜によっても形成できる。
ショットキー電極として機能する金属層18は例えばTi、Pt、Cr、Al、Sm、PtSi、Pd2Si等から成り、絶縁膜17の孔17aを介してシリコン半導体基板1の凹部9の表面にショットキー接触している。保護素子としてのショットキーダイオードは半導体基板1の保護素子形成領域7と金属層18とによって形成されている。
第1の電極3の第2の部分としてのボンディングパッド部分20は主半導体領域2の表面積よりも小さい表面積を有するように形成され且つ破線で示すAl又はAu等から成る外部接続用ワイヤ21を結合することができる金属からなり、光透過性導電膜19に接続されていると共に金属層18にも接続されている。即ち、ボンディングパッド部分20は、光透過性導電膜19の上面及び主半導体領域2の傾斜側面を覆うように形成された光透過性及び絶縁性を有する保護膜22の孔23を介して光透過性導電膜19に接続され、且つ主半導体領域2の孔16の中に配置されたショットキー電極として機能する金属層18に接続されている。ボンディングパッド部分20は、平面的に見て、即ち半導体基板1の一方の主面に対して垂直な方向から見て、保護素子形成領域7の少なくとも一部を覆い且つ主半導体領域2の少なくとも一部を覆わないように配置され且つ第1の部分としての光透過性導電膜19とショットキー電極としての金属層18とを電気的に接続するように形成されている。図1の実施例では、ボンディングパッド部分20が主半導体領域2の孔16の外側部分の上にも配置されている。なお、主半導体領域2の孔16の壁面と第1の電極3とは絶縁膜17で電気的に分離されている。ボンディングパッド部分20の上面は外部接続用ワイヤ21を結合できる面積を有し、且つ外部接続用ワイヤ21の接続を容易にするために保護膜22よりも上に突出している。
ボンディングパッド部分20は外部接続用ワイヤ21のボンディングに耐えることができる厚み(例えば100nm〜100μm)を有する。従って、ボンディングパッド部分20を光が透過することはできない。もし、光がわずかに透過するようにボンディングパッド部分20を形成しても、ボンディングパッド部分20に外部接続用ワイヤ21等が結合されると、ボンディングパッド部分20を介して光を取り出すことは不可能又は困難になる。
この実施例では図2から明らかなようにボンディングパッド部分20の平面形状は円形であるが、これを4角形又は多角形等の別の形状にすることができる。また、半導体基板1の平面形状を円形等に変形することができる。
図1において、主半導体領域2の側面とボンディングパッド部分20との間を絶縁するために主半導体領域2の孔16の中に設けられた絶縁膜17は孔16の外の保護膜22と同時に形成することができる。
保護素子形成領域7は、平面的に見て、即ち主半導体領域2の第1の主面14又はシリコン半導体基板1の一方の主面5に対して垂直な方向から見て、ボンディングパッド部分20の内側に配置されている。保護素子形成領域7が平面的に見てボンディングパッド部分20の外側にはみ出ても保護素子の機能が低下することはない。しかし、平面的に見て保護素子形成領域7の面積が大きくなると、必然的に主半導体領域2の面積が小さくなる。このため、平面的に見て保護素子形成領域7の表面面積の70〜100%、より望ましくは全部がボンディングパッド部分20の内側に配置される。
(1) 保護素子形成領域7が平面的に見てボンディングパッド部分20の下に配置されている。従って、発光素子の光取り出し面積の低減を抑制して保護素子を形成することができ、保護素子内蔵の発光素子の小型化を図ることができる。
(2) ボンディングパッド部分20及び第2の電極4は発光ダイオード31とショットキーバリアダイオード32との相互接続部分として機能していると共に外部接続導体として機能しているので、複合半導体装置の構成が単純化され、小型化及び低コスト化を達成できる。
(3)保護素子形成領域7が半導体基板1内に設けられているので、保護素子としてのショットキーバリアダイオード32を容易かつ低コストに得ることができる。
即ち、図5の複合半導体装置の保護素子は半導体基板1に形成された1つの pn接合を含む保護ダイオードから成る。この保護ダイオードは、第1導電型半導体領域としてのp型半導体基板1と、このp型半導体基板1の保護素子形成領域7の中に島状に形成され且つ半導体基板1の一方の主面5に露出する表面を有している第2導電型半導体領域としてのn型半導体領域40とから成る。n型半導体領域40はp型シリコン半導体基板1にn型不純物を拡散することによって形成されており、p型シリコン半導体基板1との間にpn接合を形成している。n型半導体領域40は保護素子形成領域7の表面の凹部9に露出するように配置されている。ボンディングパッド部分20の先端部分18aはn型半導体領域40にオーミック接触している。なお、オーミック接触を良くするための金属層をボンディングパッド部分20とn型半導体領域40との間に配置するこができる。n型半導体領域40は、平面的に見て、即ち主半導体領域2の一方の主面14又はシリコン半導体基板1の一方の主面5に対して垂直な方向から見て、ボンディングパッド部20の内側に配置されている。
pn接合ダイオード32aがツェナーダイオード等の定電圧ダイオードに構成されている場合には、定電圧ダイオードから成るpn接合ダイオード32aの逆方向降伏電圧が発光ダイオード31の正常動作範囲の順方向電圧と許容最大順方向電圧との間に設定される。これにより、定電圧ダイオード成るpn接合ダイオード32aはサージ電圧等の順方向の過電圧から発光ダイオード31を保護する。定電圧ダイオードの順方向の導通開始電圧は正常時に発光ダイオード31に対して逆方向に印加される電圧よりも高く且つ発光ダイオード31が破壊される恐れのある電圧よりも低いことが望ましい。
上述から明らかなように、図5の実施例2によれば、サージ電圧等の過電圧から保護された発光素子を提供することができ、図1の実施例1と同様な効果を得ることができる。
なお、図5において、半導体基板1の外側領域8の一部の不純物濃度を保護素子形成領域7よりも高くし、これにより、外側領域8の一部の抵抗率を保護素子形成領域7よりも低くし、発光素子の動作時の外側領域8における電圧降下を低減するように変形することができる。
従って、図7の実施例2に係わる複合半導体装置は図1の実施例1と同様な効果を有する。
なお、半導体磁器層61は誘電体層としても機能するので、等価的に図12で点線で示すコンデンサ32c’が発光素子31に並列に接続され、このコンデンサ32c’も過電圧保護し、サージ破壊耐量を向上させるために寄与する。
第2導電型半導体領域としてのn型半導体薄膜40aは、p型半導体基板1とボンディングパッド部分20との間に配置されている。このn型半導体薄膜40aは、蒸着、又はCVD(Chemical Vapor Deposition)、又はスパッタ、又は印刷(塗布)等の周知の方法で形成され、例えば1nm〜1μm程度の厚みを有する。
ボンディングパッド部分20は帯状導体19aのほぼ中央に配置されているので、ボンディングパッド部分20を通る電流は帯状導体19aを介して主半導体領域2の外周側に分散される。従って、帯状導体19aは光透過性導電膜19と同様な機能を有する。
図17において、第1の電極3’の第2の部分としてのボンディングパッド部分20の外周下部が主半導体領域2の第1の主面14にオーミック接触している。このため、帯状導体19aを省いても主半導体領域2に第1の電極3’から電流を流すことができる。帯状導体19aが省かれた場合には、ボンディングパッド部分20の外周部又は外周下部が第1の電極3’の第1の部分として機能し、前記外周下部よりも内側の中央部分、又は前記外周下部の上の部分と中央部分が第2の部分として機能する。帯状導体19aを省くと、主半導体領域2の全領域に電流を均一に流すことが困難になる。しかし、帯状導体19aによる光取り出しの妨害が無くなり、光取り出し効率が向上し、且つ帯状導体19aの製造工程が不用になる分だけ半導体発光素子のコストが低減される。従って、帯状導体19aを設けるか否かは発光効率及びコストを勘案して決定する。
上述から明らかなように、図17の実施例10に係わる第1の電極3’の構造を図1又は図5又は図7又は図9又は図11又は図13〜図16のいずれかの実施例の複合半導体装置に適用した場合においても、図1又は図5又は図7又は図9又は図11又は図13〜図16のいずれかの実施例と同様な効果を得ることができる。
(1) 図5及び図7及び図9及び図11及び図13〜図17の実施例においても、第2の電極4を半導体基板1又は1aの一方の主面5に配置することができる。
(2) シリコン半導体基板1又は1aを単結晶シリコン以外の多結晶シリコン又はSiC等のシリコン化合物、又は3−5族化合物半導体とすることができる。また、図9及び図11及び図14及び図15の実施例においては、シリコン半導体基板1を金属基板とすることができる。
(3) シリコン半導体基板1又は1a及び主半導体領域2の各層及び保護素子の各層又は各膜の導電型を実施例と逆にすることができる。
(4)主半導体領域3に、周知の電流拡散用半導体層及びコンタクト用半導体層を設けることができる。
(5)図1、図5、図7に示す半導体基板1又は1aの中の保護素子と図9、図11、図14及び図15の半導体基板1の上の保護素子との両方を1つの複合半導体装置に設けることができる。
(6)図11の保護素子としての磁器バリスタ素子60の代わりにシリコンバリスタ素子、定電圧ダイオード、整流ダイオード、3層ダイオード等のチップ状保護素子を配置することができる。また、半導体薄膜40a、41a、71,72,73を半導体厚膜に変形することができる。
(7)ボンディングパッド部分20にワイヤ21以外の棒状又は板状等の別の導体部材を接続することができる。
(8)半導体基板1又は1aの上に主半導体領域2を気相成長させる代わりに、半導体基板1又は1a又は金属基板に主半導体領域2を熱圧着等で貼り合わせることができる。
(9)主半導体領域2から基板1又は1a側に放射された光を主半導体領域2の第1の主面14側に反射させる光反射を設けることができる。
2 主半導体領域
3、3’ 第1の電極
4 第2の電極
7 保護素子形成領域
20 ボンディングパッド部分
Claims (22)
- 一方の主面と他方の主面と有し且つ導電性を有している基板と、
光取り出し可能な第1の主面と前記第1の主面に対向し且つ前記基板の前記一方の主面に電気的及び機械的に結合されている第2の主面とを有し且つ半導体発光素子を構成するための複数の半導体層を含んでいる主半導体領域と、
前記主半導体領域の前記第1の主面に接触し且つ前記主半導体領域から放射された光を取り出すことができるように形成されている第1の部分と前記第1の部分に接続され且つパッド電極機能を有している第2の部分とを備えている第1の電極と、
前記基板に接続された第2の電極と、
前記第1の電極の前記第2の部分と前記基板の他方の主面との間に配置され且つ前記第1の電極と前記第2の電極との間に電気的に接続されている保護素子と
を備えていることを特徴とする半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置。 - 前記基板は半導体基板であり、
前記保護素子は、前記半導体基板に設けられたショットキーバリアダイオード形成領域と、前記ショットキーバリアダイオード形成領域にショットキー接触し且つ前記第1の電極に接続され且つ前記第1の電極の前記第2の部分と前記基板の一方の主面との間に配置されている金属層とから成ることを特徴とする請求項1記載の半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置。 - 前記基板は半導体基板であり、
前記保護素子は前記半導体基板に形成された1つの pn接合を含むダイオードであり、
前記ダイオードは第1導電型半導体領域と、前記第1導電型半導体領域の中に島状に形成され且つ前記半導体基板の前記一方の主面に露出する表面を有している第2導電型半導体領域とから成り、
前記第2導電型半導体領域の少なくとも一部が前記第1の電極の前記第2の部分と前記半導体基板の前記他方の主面との間に配置され、
前記第1の電極の前記第2の部分は前記第2導電型半導体領域にオーミック接触していることを特徴とする請求項1記載の半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置。 - 前記基板は半導体基板であり、
前記保護素子は前記半導体基板に形成された2つのpn接合を含む3層ダイオードであり、
前記3層ダイオードは、第1導電型を有する第1の半導体領域と、前記第1の半導体領域の中に島状に形成され且つ前記半導体基板の前記一方の主面に露出する表面を有し且つ第2導電型を有している第2の半導体領域と、前記第2の半導体領域の中に島状に形成され且つ前記半導体基板の前記一方の主面に露出する表面を有し且つ第1導電型を有している第3の半導体領域とから成り、
前記第3の半導体領域の少なくとも一部が前記第1の電極の前記第2の部分と前記半導体基板の前記他方の主面との間に配置され、
前記第1の電極の前記第2の部分は前記第3の半導体領域にオーミック接触していることを特徴とする請求項1記載の半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置。 - 前記保護素子は前記第1の電極の前記第2の部分と前記基板の一方の主面との間に配置されていることを特徴とする請求項1記載の半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置。
- 前記保護素子は前記基板の一方の主面上に配置されコンデンサ機能を有する誘電体層であり、前記誘電体層の一方の主面は前記基板に接触し、前記誘電体層の他方の主面は前記第1の電極の前記第2の部分に接触していることを特徴とする請求項5記載の半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置。
- 前記保護素子は、更に、前記誘電体層の一方の主面と他方の主面とのいずれか一方又は両方にコンデンサ電極を有することを特徴とする請求項6記載の半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置。
- 前記保護素子は前記半導体基板の一方の主面上に配置されバリスタ機能を有する半導体層であり、前記バリスタ機能を有する半導体層の一方の主面は前記基板に接触し、前記バリスタ機能を有する半導体層の他方の主面は前記第1の電極の前記第2の部分に接触していることを特徴とする請求項5記載の半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置。
- 前記保護素子は、更に、前記バリスタ機能を有する半導体層の一方の主面と他方の主面とのいずれか一方又は両方にバリスタ電極を有することを特徴とする請求項8記載の半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置。
- 前記保護素子はバリスタ機能とコンデンサ機能との両方を有する素子であることを特徴とする請求項5記載の半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置。
- 前記基板は第1導電型を有する半導体基板であり、
前記保護素子は、前記半導体基板の一部と、前記半導体基板の前記一部の上に形成され且つ前記第1の導電型と反対の第2導電型を有する半導体領域とから成ることを特徴とする請求項1記載の複合半導体装置。 - 前記基板は第1導電型を有する半導体基板であり、
前記保護素子は、前記半導体基板の上に形成された第1導電型半導体領域と、この第1導電型半導体領域の上に形成され且つ前記第1の電極の前記第2の部分に接続された第2導電型半導体領域とから成ることを特徴とする請求項1記載の複合半導体装置。 - 前記半導体基板は第1導電型の半導体基板であり、
前記保護素子は、前記半導体基板の上に配置された第1導電型の第1の半導体領域と、前記第1の半導体領域の上に配置された第2導電型の第2の半導体領域と、前記第2の半導体領域と前記第1の電極の前記第2の部分との間に配置された第1導電型の第3の半導体領域とから成ることを特徴とする請求項1記載の複合半導体装置。 - 前記基板は第1導電型半導体基板であり、
前記保護素子は、前記半導体基板の前記一方の主面に露出するように前記半導体基板の一部に形成された第2導電型半導体領域と、前記半導体基板の前記一方の主面と前記第1の電極の第2の部分との間に配置され且つ前記第2導電型半導体領域にpn接触している第1導電型半導体領域とから成ることを特徴とする請求項1記載の複合半導体装置。 - 前記主半導体領域は、前記主半導体領域の前記第1の主面から前記第2の主面に至る孔を有し、前記第1の電極の前記第2の部分の少なくとも一部が前記孔の中に配置されていることを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の発光素子と保護素子との複合半導体装置。
- 前記主半導体領域は、前記主半導体領域の前記第1の主面から前記第2の主面に至る孔を有し、前記保護素子の少なくとも一部が前記孔の中に配置されていることを特徴とする請求項5記載の発光素子と保護素子との複合半導体装置。
- 前記第1の電極の前記第1の部分は前記主半導体領域の前記第1の主面に接続された光透過性を有する導電膜であることを特徴とする請求項1乃至16のいずれかに記載の発光素子と保護素子との複合半導体装置。
- 前記第1の電極の前記第1の部分は前記主半導体領域の前記第1の主面の一部に接続されていることを特徴とする請求項1乃至16のいずれかに記載の半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置。
- 前記第1の電極の前記第1の部分は前記主半導体領域の前記第1の主面の一部に接続された帯状導体であることを特徴とする請求項1乃至16のいずれかに記載の半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置。
- 前記主半導体領域の前記孔の壁面と前記第1の電極との間に絶縁膜が配置されていることを特徴とする請求項15記載の半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置。
- 前記主半導体領域の第1の主面に対して垂直な方向から見て、前記保護素子の面積の70〜100%が第1の電極の前記第2の部分の内側に配置されていることを特徴とする請求項1乃至20のいずれかに記載の半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置。
- 前記半導体基板はシリコン又はシリコン化合物から成り、前記主半導体領域は複数の3−5族化合物半導体層から成ることを特徴とする請求項1乃至21のいずれかに記載の半導体発光素子と保護素子との複合半導体装置。
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