JP2006310641A - 半導体光学素子 - Google Patents

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Abstract


【課題】 青色発光ダイオードなどの単結晶基板は単結晶基板の反対側方向に両端子が導出されているため、面積を小さくすることが出来ない。
【解決手段】 本発明では、単結晶基板にスルーホールやビアホールまたは側面電極により端子を基板下方面に引き出して、外部電極として上部電極と下部電極とに分けたので、素子の単位面積が小さくなり、小型化を実現できた。
【選択図】 図 １

Description

本発明は、小型化した化合物半導体光学素子の端子構造に関する。
半導体発光素子として窒化ガリウム等を用いて青色発光ダイオードを製造する際の基板として、サファイア基板や水晶基板等の単結晶基板が使用される。単結晶基板の上にＭＯＣＶＤによりエピタキシャル成長させ、多結晶または非晶質のＡｌＮバッファ層や低温成長ＧａＮバッファ層を形成している。
しかし単結晶基板上に積層された結晶膜の上に外部電極を形成しているが、このような構造では単結晶基板と反対側の面の同一方向に外部電極が形成されるため、ひとつひとつの発光素子の大きさを小さくするのに限度がある。一枚の単結晶基板から取れる発光素子の数を少しでも多くし、単価を少なくすることにより、安価な発光素子が提供できる。
そこで一枚の単結晶基板から少しでも取り数の多い構造にすることが求められている。
特開平１１−７９８９７号公報 特開２０００−５８９１２号公報 特開２００２−１８５０４２号公報
なお出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
本発明が解決しようとする課題は、ひとつの発光素子の面積を小さくして、同一単結晶基板からの取り数を多くすることにある。そのためには外部端子の取り出し方を変えることが必要となる。
特許文献１には、窒化ガリウム厚膜（ＧａＮ）の結晶成長方法で、基板にＺカット水晶板を用いた例が示されている。図２は、一般的な窒化ガリウムを用いた発光ダイオードの構造の断面図である。
水晶基板上にバッファ層、さらに窒化ガリウム結晶を積層し、さらにＩｎＧａＮを積層している。
特許文献２、特許文献３には、Ｚカット水晶板を用いた「半導体発光素子」が示されている。
上記従来技術の構造では、外部端子を図上部の面からアノード、カソード端子を取り出している。しかしこの構造では、少なくとも端子２つ分の面積が必要となるため、小型化することはできない。
そこで本発明では、単結晶基板に薄膜を積層してなる半導体発光素子において、２つの外部端子が該半導体発光素子の対向する面にそれぞれ配置された半導体発光素子であり、単結晶基板の上に積層し上部に電極を設けるとともに、単結晶基板の側面または内部にスルーホールまたはビアホールを設けて、単結晶基板の積層膜面と反対側の面に他方の電極を設けている。
本発明によって、単結晶基板の対向する面側同士に外部電極を配置できるため、最低端子の面積があれば発光素子としての機能を果たすことが出来、より小型化した発光素子を実現出来る。
本発明は、単結晶基板上にエピタキシャル成長により結晶を成長させた半導体光学素子であり、２つの外部端子が該半導体発光素子の対向する面にそれぞれ配置させている。
以下、図面を参照しながら実施例を説明する。
図１は、本発明の実施例を示す断面図である。結晶基板１は、水晶やサファイア基板である。結晶基板１上にバッファ層２、チッ化ガリウム層３の上にさらにAlGaN層４やInGaN層５等の薄膜を形成し、さらにGaN膜６上に導電膜１０を形成して出力している。一方の電極１１は、結晶基板１の下側に設けている。結晶基板１には予めスルーホール１２を形成し、GaN層３と導通させている。ここではスルーホールを例に挙げたが、ビアホールにより導通をとってもよい。
これにより従来２つの導通端子を図では上側に２つ並べていたため、発光素子のチップの小型化が出来なかったが、本発明により発光素子の小型化を実現することが出来た。
従って本発明は、導通端子の出力面が結晶基板に対して反対側に形成することにより、端子の占める面積を小さくし、発光素子を小型化することが出来た。
またさらに他の実施例を図２を用いて説明する。
図２は、図１同様単結晶基板１上にバッファ層２、チッ化ガリウム層３の上にさらにAlGaN層４やInGaN層５等の薄膜を形成し、さらにGaN膜６上に導電膜１０を形成して出力している。一方の電極１１は、単結晶基板１の下側に設けている。
GaN層と結晶基板１の下面に設けた電極１１との導通は、結晶基板１の側面に電極１３を配置し、実現している。これにより図１の実施例と同様、導通端子を単結晶基板に対して一方面にのみ設けることなく、両側方向に設けているので、発光素子のチップサイズを小型化することが出来るようになった。
本発明の構造は、他の半導体発光素子を小型化する際にも場合も利用することができる。
図１は、本発明の第一実施例を示す構造断面図である。 図２は、本発明の第二実施例を示す構造断面図である。 図３は、従来の構造断面図を示す。
符号の説明
１ 結晶基板
３ GaN膜
１０ 電極
１１ 電極
１２ スールーホール
１３ 側面電極

Claims (3)

  1. 単結晶基板に薄膜を積層してなる半導体発光素子において、２つの外部端子が該半導体発光素子の対向する面にそれぞれ配置されたことを特徴とする半導体発光素子。
  2. 請求項１において、該単結晶基板面を外部端子とするために導通させる導通路を該結晶基板にスルーホールまたはビアホールを設けて接続したことを特徴とする半導体発光素子。
  3. 請求項１において、該単結晶基板面を外部端子とするために導通させる導通路を該結晶基板の側面に電極を設けて接続したことを特徴とする半導体光学素子。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102214746A (zh) * 2011-06-13 2011-10-12 江西联创光电科技股份有限公司 一种氮化镓基功率型led芯片制作方法
CN102222747A (zh) * 2010-04-15 2011-10-19 Lg伊诺特有限公司 发光器件、发光器件封装以及照明系统

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