JP2007042985A - Gallium-nitride-based compound semiconductor light-emitting device and packaging body thereof - Google Patents

Gallium-nitride-based compound semiconductor light-emitting device and packaging body thereof Download PDF

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Hisayuki Miki
久幸 三木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gallium-nitride-based compound semiconductor light-emitting device that has improved power-light conversion efficiency and generates small heat, and can extract emission to the outside efficiently. <P>SOLUTION: The light-emitting device contains a laminate of a gallium-nitride-based compound semiconductor. The laminate of the light-emitting device has a first surface and a second one that opposes the first one, and the second surface is a light extraction direction. A metal electrode is installed on the first surface, and an electrode made of a conductive, transparent material is installed on the second surface. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は窒化ガリウム系化合物半導体発光素子に関し、特に電力−光変換効率に優れ、かつ発光を外部に効率的に取り出すことができる発光素子及びその実装体に関する。   The present invention relates to a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device, and more particularly to a light-emitting device that is excellent in power-light conversion efficiency and can efficiently extract emitted light to the outside, and a mounted body thereof.

近年、短波長光発光素子用の半導体材料としてGaN系化合物半導体材料が注目を集めている。GaN系化合物半導体は、サファイア単結晶を始めとして、種々の酸化物やIII−V族化合物を基板として、その上に有機金属気相化学反応法(MOCVD法)や分子線エピタキシー法(MBE法)等によって形成される。
GaN系化合物半導体材料を用いた発光素子においては、基板として広く用いられているサファイアが絶縁性であることより、n極とp極の両方の電極を同じ面に形成する構造とすることが多かった。
しかしながら、2つの電極を同じ面に形成した素子構造では、半導体層を横方向に電流を流す必要があり、そのオーム抵抗が駆動電圧を下げられない一因となっている。
In recent years, GaN-based compound semiconductor materials have attracted attention as semiconductor materials for short wavelength light emitting devices. GaN-based compound semiconductors include sapphire single crystals, various oxides and III-V compounds as substrates, and metalorganic vapor phase chemical reaction method (MOCVD method) and molecular beam epitaxy method (MBE method). And so on.
In a light-emitting element using a GaN-based compound semiconductor material, since sapphire widely used as a substrate is insulative, it often has a structure in which both n-pole and p-pole electrodes are formed on the same surface. It was.
However, in an element structure in which two electrodes are formed on the same surface, it is necessary to flow a current through the semiconductor layer in the lateral direction, and the ohmic resistance is one factor that prevents the drive voltage from being lowered.

一方、SiCなどの導電性の基板を用いた素子も存在しており、素子の一つの面と、相対するもう一方の面の両方に電極を持つ構造(上下電極構造と呼ぶ)が実現している。(特許文献1参照)
更に近年では、サファイア基板を剥離することにより、窒化ガリウム結晶の表面とは反対側の層を露出させ、ここに電極を形成することによって上下電極構造を実現する技術も開発されている。
このような上下電極の構造では、電流を流れる距離を小さく抑えることができるので、オーム抵抗が小さくなり、素子の発熱を抑えることができる。
On the other hand, there is an element using a conductive substrate such as SiC, and a structure having electrodes on both one surface of the element and the other surface (referred to as an upper and lower electrode structure) has been realized. Yes. (See Patent Document 1)
Further, in recent years, a technique has been developed in which a sapphire substrate is peeled to expose a layer opposite to the surface of the gallium nitride crystal, and an electrode is formed thereon to realize an upper and lower electrode structure.
In such a structure of the upper and lower electrodes, the distance through which current flows can be suppressed small, so that the ohmic resistance is reduced and the heat generation of the element can be suppressed.

しかし、このような上下電極構造の素子を用いる場合、光取り出し面を上にして実装するため、この面の側にボンディングによって結線する必要がある。光取り出し面にボンディングを行ってしまうと、ボンディング用の電極パッドやワイヤーが光の進行を妨げて光の取り出しを落としたり、配光性を悪くしてしまうデメリットがあった。
このデメリットを解消するため、半導体層の基板側に透明電極を形成して発光を取り出す構造が提案されている。(特許文献2参照)また、透明の基板に、透明の基板を持つ半導体素子を実装する技術も公開されている。(特許文献3参照)
しかしこれらの構造では、いずれも基板と反対側に2つの電極を形成しており、前述の理由により駆動電圧を充分に下げることができない。
特表10−506234、他 特開平3−183173 特開2001−44516
However, in the case of using an element having such an upper and lower electrode structure, since the light extraction surface is mounted upward, it is necessary to connect to the surface side by bonding. If bonding is performed on the light extraction surface, there is a demerit that the bonding electrode pad or wire prevents the light from traveling and drops the light extraction or deteriorates the light distribution.
In order to eliminate this disadvantage, a structure has been proposed in which light emission is extracted by forming a transparent electrode on the substrate side of the semiconductor layer. (See Patent Document 2) In addition, a technique for mounting a semiconductor element having a transparent substrate on a transparent substrate is also disclosed. (See Patent Document 3)
However, in these structures, two electrodes are formed on the opposite side of the substrate, and the driving voltage cannot be lowered sufficiently for the reasons described above.
Special table 10-506234, etc. JP-A-3-183173 JP2001-44516

本発明の目的は、上述の問題点を解決し、電力−光変換効率に優れていて発熱が少なく、かつ発光を外部に効率的に取り出すことができる窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその実装体を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to produce a gallium nitride compound semiconductor light-emitting element that is excellent in power-light conversion efficiency, generates little heat, and can efficiently extract emitted light to the outside, and its mounting body. Is to provide.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、下記の発明からなる。
(1)窒化ガリウム系化合物半導体の積層体を含む発光素子において、該積層体は第1の面と、それに相対する第2の面を持ち、第1の面には金属の電極が設置されており、前記第2の面が光の取り出し方向であり、該第2の面には導電性でかつ透明の材料からなる電極が設置されている、ことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
(2)第1の面に形成された電極が、ボンディング用の電極である、ことを特徴とする上記(1)に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
(3)第2の面に形成された透明の材料が、ITOまたはZnOである、ことを特徴とする上記(1)または(2)に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
(4)窒化ガリウム系化合物半導体の積層体を含む発光素子において、積層体は第1の面と、それに相対する第2の面を持ち、第1の面には金属の電極が設置されており、第2の面には導電性でかつ透明の材料からなる電極が設置されており、該第2の面に透明の基盤が設置され、該基盤を通して光を外部に取り出す構造である、ことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and includes the following inventions.
(1) In a light emitting device including a laminate of gallium nitride-based compound semiconductors, the laminate has a first surface and a second surface opposite to the first surface, and a metal electrode is provided on the first surface. The gallium nitride compound semiconductor light emitting device, wherein the second surface is a light extraction direction, and an electrode made of a conductive and transparent material is provided on the second surface. .
(2) The gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to (1) above, wherein the electrode formed on the first surface is an electrode for bonding.
(3) The gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to (1) or (2) above, wherein the transparent material formed on the second surface is ITO or ZnO.
(4) In a light emitting device including a laminate of gallium nitride compound semiconductor, the laminate has a first surface and a second surface opposite to the first surface, and a metal electrode is provided on the first surface. The second surface is provided with an electrode made of a conductive and transparent material, the transparent surface is provided on the second surface, and light is extracted to the outside through the base. A mounting body of a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element, which is characterized.

(5)窒化ガリウム系化合物半導体の積層体を含む発光素子において、複数個の積層体が並列に配置され、各積層体は第1の面と、それに相対する第2の面を持ち、第1の面には金属の電極が設置されており、第2の面には導電性でかつ透明の材料からなる電極が設置されており、該第2の面に透明の基盤が設置され、該基盤を通して光を外部に取り出す構造である、ことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。
(6)複数個の積層体が、発光の色を異にするものであることを特徴とする上記(5)に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。
(7)上記基盤が、ガラスである、ことを特徴とする上記(4)〜(6)のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。
(8)上記基盤が、合成樹脂製である、ことを特徴とする上記(4)〜(6)のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。
(5) In a light emitting device including a stack of gallium nitride compound semiconductors, a plurality of stacks are arranged in parallel. Each stack has a first surface and a second surface opposite to the first surface. A metal electrode is disposed on the surface of the substrate, an electrode made of a conductive and transparent material is disposed on the second surface, and a transparent substrate is disposed on the second surface. A gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element mounting body characterized by having a structure for extracting light through the outside.
(6) The mounted body of gallium nitride compound semiconductor light-emitting elements according to (5) above, wherein the plurality of stacked bodies have different emission colors.
(7) The mounted body of a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to any one of (4) to (6), wherein the base is glass.
(8) The mounted body of a gallium nitride compound semiconductor light-emitting element according to any one of (4) to (6), wherein the base is made of a synthetic resin.

(9)第2の面の電極と基盤との間に給電部が設けられている、ことを特徴とする上記(4)〜(8)のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。
(10)第1の面には基盤が接着されている、ことを特徴とする上記(4)〜(9)のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。
(11)基盤が金属製である、ことを特徴とする上記(10)に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。
(12)金属製の基盤が、放熱性基盤である、ことを特徴とする上記(11)に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。
(13)第1の面の基盤が、セラミックス製である、ことを特徴とする上記(10)に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。
(9) The gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to any one of (4) to (8), wherein a power feeding unit is provided between the electrode on the second surface and the substrate. Implementation body.
(10) The mounted body of a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to any one of (4) to (9), wherein a base is bonded to the first surface.
(11) The mounting body for a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to the above (10), wherein the base is made of metal.
(12) The mounted body of a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to the above (11), wherein the metal base is a heat dissipation base.
(13) The mounting body for a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to (10) above, wherein the base of the first surface is made of ceramics.

(14)第1の面の電極と基盤との間に給電部が設けられている、ことを特徴とする上記(8)〜(11)のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。
(15)窒化ガリウム系化合物半導体の積層体を含む発光素子の製造方法において、積層体の光の取り出し方向である第2の面に導電性でかつ透明の材料からなる電極を設置し、該電極上に透明接着剤を用いて透明基盤を接着し、積層体の第1の面には金属電極を設置し、該電極上に基盤が設置されていることを、特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。
(16)窒化ガリウム系化合物半導体の積層体を含む発光素子の製造方法において、前記積層体の複数個を並列に配置し、各積層体の光の取り出し方向である第2の面に導電性でかつ透明の材料からなる電極が設置し、該電極上に透明接着剤を用いて透明基盤を接着し、各積層体の第1の面には金属電極を設置し、該電極上に基盤が設置されていることを、特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。
(14) The gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device according to any one of (8) to (11), wherein a power feeding unit is provided between the electrode on the first surface and the substrate. Implementation body.
(15) In a method for manufacturing a light-emitting element including a laminate of gallium nitride compound semiconductors, an electrode made of a conductive and transparent material is provided on the second surface in the light extraction direction of the laminate, and the electrode A gallium nitride-based compound semiconductor characterized in that a transparent substrate is bonded on top using a transparent adhesive, a metal electrode is disposed on the first surface of the laminate, and the substrate is disposed on the electrode. Mounting method of light emitting element.
(16) In the method for manufacturing a light emitting device including a gallium nitride compound semiconductor laminate, a plurality of the laminates are arranged in parallel, and the second surface which is the light extraction direction of each laminate is electrically conductive. In addition, an electrode made of a transparent material is installed, a transparent substrate is bonded on the electrode using a transparent adhesive, a metal electrode is installed on the first surface of each laminate, and the substrate is installed on the electrode A mounting method for a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device, characterized in that:

(17)上記複数個の積層体が発光の色を異にするものであることを、特徴とする上記(16)に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。
(18)導電性でかつ透明の材料が、ITOまたはZnOである、ことを特徴とする上記(15)〜(17)のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。
(19)第2の面の電極と基盤との間に給電部を設ける、ことを特徴とする上記(15)〜(18)のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。
(17) The method for mounting a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to the above (16), wherein the plurality of stacked bodies have different emission colors.
(18) The method for mounting a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to any one of (15) to (17), wherein the conductive and transparent material is ITO or ZnO.
(19) The method for mounting a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to any one of (15) to (18), wherein a power feeding unit is provided between the electrode on the second surface and the substrate.

(20)第2の面の透明基盤がガラスである、ことを特徴とする上記(15)〜(19)のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。
(21)第2の面の透明基盤が合成樹脂である、ことを特徴とする上記(15)〜(20)のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。
(22)第1の面の電極と基盤との間に給電部を設ける、ことを特徴とする上記(15)〜(21)のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。
(20) The method for mounting a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to any one of the above (15) to (19), wherein the transparent substrate on the second surface is glass.
(21) The method for mounting a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to any one of (15) to (20), wherein the transparent substrate on the second surface is a synthetic resin.
(22) The method for mounting a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to any one of (15) to (21), wherein a power feeding unit is provided between the electrode on the first surface and the substrate.

(23)第1の面の電極上に給電部を有する基盤を半田またはバンプを用いて接着する、ことを特徴とする上記(15)〜(22)のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。
(24)第1の面の基盤が金属である、ことを特徴とする上記(15)〜(23)のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。
(25)第1の面の基盤がセラミックスである、ことを特徴とする上記(15)〜(23)のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。
(26)上記(1)〜(14)に記載の発光素子と蛍光体を組み合わせた発光素子。
(27)上記(26)に記載の発光素子を用いた照明器具。
(23) The gallium nitride-based compound semiconductor according to any one of (15) to (22), wherein a substrate having a power feeding portion is bonded onto the electrode on the first surface using solder or bumps. Mounting method of light emitting element.
(24) The method for mounting a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to any one of (15) to (23), wherein the base of the first surface is a metal.
(25) The method for mounting a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to any one of (15) to (23), wherein the base of the first surface is ceramics.
(26) A light emitting device comprising a combination of the light emitting device according to the above (1) to (14) and a phosphor.
(27) A lighting fixture using the light emitting device according to (26).

本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、上下電極タイプと呼ばれる、p電極とn電極が相対する面に形成された構造である。一方の電極を金属製の電極とすることで放熱性を良くし、もう一方の電極を透明導電性の材料とすることで発光の取り出しを良くすることができる。
また、このタイプの素子を、透明電極側を透明の基盤に実装することで、ワイヤによって妨げられることなく、光を外部へ取り出すことができる。
更に、金属製の電極を金属製の基盤に実装することで放熱性を良くすることができる。
The gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device of the present invention has a structure called a top and bottom electrode type, in which a p-electrode and an n-electrode are formed on opposite surfaces. By using one electrode as a metal electrode, heat dissipation can be improved, and by using the other electrode as a transparent conductive material, extraction of light emission can be improved.
Further, by mounting this type of element on the transparent substrate on the transparent electrode side, light can be extracted outside without being obstructed by the wire.
Furthermore, heat dissipation can be improved by mounting a metal electrode on a metal substrate.

以下図面を参照しながら本発明を詳しく説明する。
図1に、本発明の実施形態の一例を示す。半導体積層体1は、pコンタクト層12、pクラッド層13、InGaN井戸層とGaN障壁層からなる多重量子井戸構造からなる活性層14、nクラッド層15、nコンタクト層16からなっている。成長に用いた基板は取り除き、露出したnコンタクト層に金属電極17、p側に透明電極11を形成した。透明材料電極はITO、金属電極はTi/Auとした。本発明では半導体積層体の光の取り出し方向の透明電極側の面を第2面とし、反対側の面を第1の面とする。図の例ではp側が第2の面であるが、n側を第2の面とすることもできる。
本発明において透明あるいは透光性とは、300〜600nmの波長領域における光に対して透光性であることを意味する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention. The semiconductor stacked body 1 includes a p-contact layer 12, a p-cladding layer 13, an active layer 14 having a multiple quantum well structure including an InGaN well layer and a GaN barrier layer, an n-cladding layer 15, and an n-contact layer 16. The substrate used for the growth was removed, and the metal electrode 17 was formed on the exposed n contact layer, and the transparent electrode 11 was formed on the p side. The transparent material electrode was ITO, and the metal electrode was Ti / Au. In the present invention, the surface on the transparent electrode side in the light extraction direction of the semiconductor laminate is the second surface, and the opposite surface is the first surface. In the illustrated example, the p-side is the second surface, but the n-side can be the second surface.
In the present invention, the term “transparent or translucent” means being translucent to light in the wavelength region of 300 to 600 nm.

半導体結晶積層構造体は、p層とn層との間に発光層を積層した、一般的な素子構造であることが望ましい。結晶成長に用いられる基板としては、サファイアなどの絶縁性基板、GaNなどの窒化ガリウム系化合物半導体、またはSiC、Si、ZnO、Ga23などの導電性基板が使用される。
結晶成長用の基板として導電性基板が使われているときには、成長に用いた基板に直接電極を形成することができる。
しかし、窒化ガリウム系化合物半導体の積層構造の成長のための基板としては、サファイアなどの絶縁性の基板が一般的であり、この場合にはサファイア基板に電極を形成することはできない。その場合には、窒化ガリウム系化合物結晶とサファイア基板との界面で基板を除去することができる。基板の除去の方法としては、エキシマーレーザや二酸化炭素レーザなどの高出力のレーザ光をサファイア面から照射し、界面に熱を発生させて基板を剥離する方法や、化学研磨などの方法でサファイアを削り取る方法などを用いることができる。
あるいは、絶縁性の基板に半導体層にまで貫通する孔を穿ち、この孔に金属電極を形成することで導通をとっても良い。孔を開ける方法としては、化学研磨などの方法のほか、パターニングと湿式エッチングによって絶縁性の基板を溶かす方法を取ることもできる。
The semiconductor crystal laminated structure is preferably a general element structure in which a light emitting layer is laminated between a p layer and an n layer. As a substrate used for crystal growth, an insulating substrate such as sapphire, a gallium nitride compound semiconductor such as GaN, or a conductive substrate such as SiC, Si, ZnO, or Ga 2 O 3 is used.
When a conductive substrate is used as a substrate for crystal growth, an electrode can be formed directly on the substrate used for growth.
However, an insulating substrate such as sapphire is generally used as a substrate for growing a laminated structure of gallium nitride compound semiconductors. In this case, an electrode cannot be formed on the sapphire substrate. In that case, the substrate can be removed at the interface between the gallium nitride compound crystal and the sapphire substrate. As a method for removing the substrate, high power laser light such as excimer laser or carbon dioxide laser is irradiated from the sapphire surface and heat is generated at the interface to peel off the substrate, or chemical polishing is used to remove sapphire. A scraping method or the like can be used.
Alternatively, conduction may be obtained by making a hole penetrating the semiconductor layer in an insulating substrate and forming a metal electrode in this hole. As a method for opening the hole, in addition to a method such as chemical polishing, a method of melting an insulating substrate by patterning and wet etching can be used.

半導体の積層体(チップ)の厚みは薄い方が駆動電圧に寄与するオーミック成分が小さくなって望ましいが、薄すぎてもハンドリング性が悪くなる。1μmから1000μm程度であることが望ましく、5μmから100μm程度であればなお良い。更に望ましくは、10μmから50μm程度である。
チップの大きさも、大きいほうが駆動電圧に寄与するオーミック成分を低減することが可能である。200μm角から5mm角の大きさであることが望ましく、更に望ましくは2mm角以下、500μm角から2mm角であることがなお良い。
A thinner semiconductor laminate (chip) is desirable because the ohmic component that contributes to the driving voltage is reduced, but if it is too thin, the handling property is deteriorated. The thickness is preferably about 1 μm to 1000 μm, and more preferably about 5 μm to 100 μm. More desirably, the thickness is about 10 μm to 50 μm.
The larger the chip size, the smaller the ohmic component that contributes to the drive voltage. The size is preferably from 200 μm square to 5 mm square, more preferably 2 mm square or less, and even more preferably from 500 μm square to 2 mm square.

n型半導体層、発光層およびp型半導体層は各種構造のものが周知であり、これら周知のものを何ら制限なく用いることができる。
それらを構成する窒化ガリウム系化合物半導体としても、一般式AlxInyGa1-x-yN(0≦x<1,0≦y<1,0≦x+y<1)で表わされる各種組成の半導体が周知であり、本発明におけるn型半導体層、発光層およびp型半導体層を構成する窒化ガリウム系化合物半導体としても、一般式AlxInyGa1-x-yN(0≦x<1,0≦y<1,0≦x+y<1)で表わされる各種組成の半導体を何ら制限なく用いることができる。
The n-type semiconductor layer, the light emitting layer, and the p-type semiconductor layer are well known in various structures, and these well-known layers can be used without any limitation.
As the gallium nitride compound semiconductors constituting them, semiconductors having various compositions represented by the general formula Al x In y Ga 1-xy N (0 ≦ x <1, 0 ≦ y <1, 0 ≦ x + y <1) are used. As a well-known gallium nitride compound semiconductor constituting the n-type semiconductor layer, the light emitting layer and the p-type semiconductor layer in the present invention, the general formula Al x In y Ga 1-xy N (0 ≦ x <1, 0 ≦ Semiconductors having various compositions represented by y <1, 0 ≦ x + y <1) can be used without any limitation.

チップの一方の面(光の取り出し面)には、透明電極が形成される。透明電極が形成されている面はn層であってもp層であってもかまわないが、オーミック性が取れていることが望ましい。透明電極の材料としては、ITO、ZnO、などが知られている。他に、導電性の樹脂を用いても良い。しかしながら、ITOが窒化ガリウム系化合物半導体用の電極としては良く知られており、利用しやすい。ITOを透明電極とする場合は、電極形成面はp型であることが望ましい。ZnOも有望な透明電極材料である。この材料は安価であり、扱いやすい。
透明電極を構成する透明導電膜の抵抗率は、1×10-1Ω/cmから1×10-6Ω/cm程度であることが望ましい。これ以上高いとオーム熱による発熱が激しくなり、また駆動電圧も上昇する。これ以上低くすると、多くの場合で透過率の低下を招き、発光の取出しが悪くなる。更に望ましくは、1×10-3Ω/cmから1×10-5Ω/cm、中でも、1×10-4Ω/cmから1×10-5Ω/cm程度が良好である。抵抗率が低い透明材料を使用する際は、透明導電膜の膜厚を適切に選べばよい。
導電性透明材料の形成は、スパッタ、蒸着など、既存の方法を使うことができる。またこれらの手法により金属性の高い材料を形成しておき、あとで酸化する手法を用いることもできる。
A transparent electrode is formed on one surface (light extraction surface) of the chip. The surface on which the transparent electrode is formed may be an n-layer or a p-layer, but preferably has ohmic properties. ITO, ZnO, etc. are known as the material of the transparent electrode. In addition, a conductive resin may be used. However, ITO is well known as an electrode for gallium nitride compound semiconductors and is easy to use. When ITO is used as a transparent electrode, the electrode forming surface is preferably p-type. ZnO is also a promising transparent electrode material. This material is inexpensive and easy to handle.
The resistivity of the transparent conductive film constituting the transparent electrode is desirably about 1 × 10 −1 Ω / cm to about 1 × 10 −6 Ω / cm. If it is higher than this, the heat generated by ohmic heat becomes intense, and the drive voltage also increases. If it is made lower than this, in many cases, the transmittance will be lowered, and the extraction of emitted light will be worsened. More desirably, 1 × 10 −3 Ω / cm to 1 × 10 −5 Ω / cm, particularly 1 × 10 −4 Ω / cm to 1 × 10 −5 Ω / cm is preferable. When using a transparent material having a low resistivity, the film thickness of the transparent conductive film may be appropriately selected.
For the formation of the conductive transparent material, existing methods such as sputtering and vapor deposition can be used. In addition, it is also possible to use a technique in which a highly metallic material is formed by these techniques and is oxidized later.

上記チップのもう一方の面には、金属性の電極17を形成する。材料は、電気的に良好なコンタクトを取ることができるように、適切に選ぶ必要がある。例えば、n型の窒化ガリウムに電極を形成する場合にはAl、Ti、Crなどが望ましく、p型の窒化ガリウムの場合にはNi、Au、Ptなどが望ましい。金属電極は、n型窒化ガリウム側で良好な接触を実現することができるため、n側に形成することが望ましい。図の例はTi/Auの2層構造である。
一方で、金属の電極はn層に接触する材料が発光される光の波長において高い反射率を有することが望ましい。この観点から、半導体に接触する金属としてはAlが優れている。金属電極の形成は、スパッタ、蒸着、めっきなど、既存の方法を使うことができる。
A metallic electrode 17 is formed on the other surface of the chip. The material should be chosen appropriately so that good electrical contact can be made. For example, when an electrode is formed on n-type gallium nitride, Al, Ti, Cr or the like is desirable, and in the case of p-type gallium nitride, Ni, Au, Pt or the like is desirable. Since the metal electrode can achieve good contact on the n-type gallium nitride side, it is desirable to form the metal electrode on the n-side. The example in the figure is a two-layer structure of Ti / Au.
On the other hand, it is desirable that the metal electrode has a high reflectance at the wavelength of light emitted from the material that contacts the n layer. From this viewpoint, Al is excellent as the metal that contacts the semiconductor. The metal electrode can be formed by using an existing method such as sputtering, vapor deposition, or plating.

このようにして作製した素子は、その電極に通電可能であり、発光素子として利用することも出来るが、好ましくはこれに基盤等を設置する。
基盤としては、透明電極の側から光を取り出すため、透明電極の側は透明の基盤を用いることが望ましい。例えば、液晶用途などに市販されているガラス基板上にITOなどの膜を成膜した基盤を用いることができるし、樹脂材料の透明板にITOなどの膜を成膜して作製しても良い。接着は、透明で導電性の材料で行う。導電性の樹脂を用いてもよいし、ITOなどの導電性酸化物を溶剤に溶いた溶液を間に挟み、加熱することで接着することも可能である。
The element thus manufactured can be energized to the electrode and can be used as a light-emitting element, but preferably a base or the like is provided on the element.
As the base, it is desirable to use a transparent base on the transparent electrode side in order to extract light from the transparent electrode side. For example, it is possible to use a substrate in which a film such as ITO is formed on a glass substrate that is commercially available for liquid crystal applications or the like, or it may be formed by forming a film such as ITO on a transparent plate of a resin material. . Adhesion is performed with a transparent and conductive material. A conductive resin may be used, or a solution obtained by dissolving a conductive oxide such as ITO in a solvent may be sandwiched and heated to be bonded.

チップに電流を流すため、透明の基盤には配線等の給電部を施すことができる。給電部は導電性の材料でパターニングした配線や導電性膜などで形成することができる。導電性の材料とは、金属のほか、透明の酸化物も含む。   In order to pass a current through the chip, a power supply unit such as wiring can be provided on the transparent substrate. The power feeding portion can be formed of a wiring or a conductive film patterned with a conductive material. The conductive material includes a transparent oxide in addition to a metal.

金属電極の側から放熱を実現するため、金属電極は熱伝導性の良い基盤に接続されることが望ましい。熱伝導性の良い基盤とは、金属やセラミックを材料とすることが可能である。
金属電極に電流を流すため電極と基盤の間に配線等の給電部を設けることが出来る。これには配線等を有する基板を用いてもよい。特に基盤がセラミックで作製する場合、金属などの配線を施す必要がある。給電部の形成方法は前記の透明電極側と同様である。
基盤と電極の接続は、バンプ、半田、などの方法で行うことが望ましい。金線による接続は、放熱性を損なうために、望ましくない。しかし、使用する電流の量が小さい場合には発熱の量も小さいため、金線を用いて実装しても構わない。
放熱性を良くする為には、基盤の材料は熱導電性の良い材料であることが望ましい。例えば、Al、Cuなどである。基盤の実装面以外の部分に、放熱のためのフィン構造などを作りこんでも良い。
In order to realize heat dissipation from the metal electrode side, the metal electrode is preferably connected to a base having good thermal conductivity. The base having good thermal conductivity can be made of metal or ceramic.
In order to pass a current through the metal electrode, a power feeding part such as a wiring can be provided between the electrode and the substrate. For this, a substrate having wiring or the like may be used. In particular, when the substrate is made of ceramic, it is necessary to provide wiring such as metal. The method for forming the power feeding part is the same as that on the transparent electrode side.
It is desirable to connect the substrate and the electrode by a method such as bumping or soldering. The connection with the gold wire is not desirable because it impairs heat dissipation. However, when the amount of current to be used is small, the amount of heat generation is also small, so it may be mounted using a gold wire.
In order to improve heat dissipation, it is desirable that the base material is a material having good thermal conductivity. For example, Al or Cu. A fin structure or the like for heat dissipation may be built in a portion other than the mounting surface of the base.

図2に、透明基盤とセラミックス基盤でチップを挟んだ形式の素子パッケージの概念を示す。p側に形成された透明電極11を、ITOによる配線24の施されたガラス基板26上にITO接着剤25を用いて接着し、n側に形成された金属電極17をAuSnの半田22によって金属配線21の施されたセラミック基盤23に接着した。図2は3個の発光素子を並列に配置した例を示す。   FIG. 2 shows a concept of an element package in which a chip is sandwiched between a transparent substrate and a ceramic substrate. The transparent electrode 11 formed on the p side is bonded to the glass substrate 26 on which the wiring 24 made of ITO is applied using the ITO adhesive 25, and the metal electrode 17 formed on the n side is made of metal with AuSn solder 22 Bonded to the ceramic substrate 23 provided with the wiring 21. FIG. 2 shows an example in which three light emitting elements are arranged in parallel.

透明基盤とセラミックス等の基盤で挟まれた素子の間の空間は、樹脂などで封止することができる。樹脂で封止する事で素子の発熱による酸化の促進や、水分の浸入による素子の劣化を防ぐことができる。
封止するための樹脂としては、温度、湿度などに対する耐久性が高いことは言うまでもなく、それに加えて窒化ガリウム系材料からの短波長領域の発光に対する劣化も小さいことが望まれる。また、固化する際の変形や体積変化は少ない方が良い。そのような観点から、(メタ)アクリル酸系樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン架橋樹脂、UV硬化樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂などが望ましい。
The space between the element sandwiched between the transparent substrate and the substrate such as ceramics can be sealed with resin or the like. Sealing with resin can prevent oxidation due to heat generation of the element and prevent deterioration of the element due to ingress of moisture.
As a resin for sealing, it goes without saying that the durability against temperature, humidity and the like is high, and in addition to that, it is desired that deterioration due to light emission in a short wavelength region from a gallium nitride material is small. Moreover, it is better that there is little deformation or volume change when solidifying. From such a viewpoint, (meth) acrylic acid resin, epoxy resin, urethane cross-linked resin, UV curable resin, urea resin, silicone resin and the like are desirable.

また、本構造には、蛍光体を含む領域を形成することができる。GaN系化合物半導体材料からの短波長の光を蛍光体に当てることで波長を変換する技術が広く用いられている。波長の変換を利用する技術としては、窒化ガリウム系発光素子からの青色の光を黄色を発光する蛍光体に照射して発光させ、青色と黄色とを混色して白色の光を得る技術、或いは窒化ガリウム系発光素子から紫外線を発光させ、その光を赤色、緑色、青色を発光する蛍光体に照射して発光させ、白色を得る技術などがある。また、それ以外にも、窒化ガリウム系発光素子からの青色の光を赤色の光を発光する蛍光体に照射し、青色と赤色とを混色してピンク色の発光を得たり、窒化ガリウム発光素子からの紫外線を緑色の光を発光する蛍光体に照射して緑色を得る技術などがある。   In addition, a region including a phosphor can be formed in this structure. 2. Description of the Related Art A technique for converting a wavelength by applying short-wavelength light from a GaN-based compound semiconductor material to a phosphor is widely used. As a technology utilizing wavelength conversion, a technology for obtaining blue light by emitting blue light from a gallium nitride-based light emitting element to a phosphor emitting yellow light and mixing blue and yellow, or obtaining white light, or For example, there is a technique in which ultraviolet light is emitted from a gallium nitride-based light emitting element, and the light is emitted by irradiating phosphors emitting red, green, and blue light to emit white light. In addition, the phosphor emitting blue light from the gallium nitride-based light emitting device is irradiated and mixed with blue and red to obtain pink light emission, or the gallium nitride light emitting device There is a technique for obtaining green by irradiating a phosphor emitting green light with ultraviolet rays from

蛍光体を含む領域は、本構造のどこに存在しても構わない。透明電極を実装する透明基盤の実装側と反対の面に、樹脂などに蛍光体を分散させた層を形成しても良いし、チップとチップの間の空間を埋める樹脂に蛍光体を分散させることもできる。
また、蛍光体を含む領域は、透明の基盤を兼ねても構わないし、透明の電極を兼ねても構わない。
The region including the phosphor may exist anywhere in this structure. A layer in which the phosphor is dispersed in resin or the like may be formed on the surface opposite to the mounting side of the transparent substrate on which the transparent electrode is mounted, or the phosphor is dispersed in the resin that fills the space between the chips. You can also
Moreover, the area | region containing fluorescent substance may serve as a transparent base | substrate, and may serve as a transparent electrode.

上記の窒化ガリウム系化合物半導体の成長方法は特に限定されず、MOCVD(有機金属化学気相成長法)、HVPE(ハイドライド気相成長法)、MBE(分子線エピタキシー法)、などIII族窒化物半導体を成長させることが知られている全ての方法を適用できる。好ましい成長方法としては、膜厚制御性、量産性の観点からMOCVD法である。MOCVD法では、キャリアガスとして水素(H2)または窒素(N2)、III族原料であるGa源としてトリメチルガリウム(TMG)またはトリエチルガリウム(TEG)、Al源としてトリメチルアルミニウム(TMA)またはトリエチルアルミニウム(TEA)、In源としてトリメチルインジウム(TMI)またはトリエチルインジウム(TEI)、V族原料であるN源としてアンモニア(NH3)、ヒドラジン(N24)などが用いられる。また、ドーパントとしては、n型にはSi原料としてモノシラン(SiH4)またはジシラン(Si26)を、Ge原料としてゲルマン(GeH4)を用い、p型にはMg原料としては例えばビスシクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)またはビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウム((EtCp)2Mg)を用いる。 The growth method of the above gallium nitride compound semiconductor is not particularly limited, and is a group III nitride semiconductor such as MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), HVPE (hydride vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy), etc. All methods known to grow can be applied. A preferred growth method is the MOCVD method from the viewpoint of film thickness controllability and mass productivity. In the MOCVD method, hydrogen (H 2 ) or nitrogen (N 2 ) is used as a carrier gas, trimethyl gallium (TMG) or triethyl gallium (TEG) is used as a Ga source as a group III source, and trimethyl aluminum (TMA) or triethyl aluminum is used as an Al source. (TEA), trimethylindium (TMI) or triethylindium (TEI) as an In source, ammonia (NH 3 ), hydrazine (N 2 H 4 ), or the like as an N source that is a group V source. As dopants, monosilane (SiH 4 ) or disilane (Si 2 H 6 ) is used as the Si raw material for n-type, germane (GeH 4 ) is used as the Ge raw material, and biscyclohexane is used as the Mg raw material for the p-type. Pentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) or bisethylcyclopentadienyl magnesium ((EtCp) 2 Mg) is used.

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited only to these Examples.

(実施例1)
図1は本実施例で作製した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面を示した模式図であり、図2はその実装の様子を示した模式図である。
半導体積層構造は、サファイアからなる基板上に、AlNからなるバッファ層を介して、窒化ガリウム系化合物半導体層1を積層したあと、レーザ剥離機を用いて、サファイア基板を剥離した。窒化ガリウム系化合物半導体層1は、厚さ10μmのGeドープn型GaNコンタクト層16および厚さ0.02μmのSiドープn型In0.1Ga0.9Nクラッド層15、厚さ16nmのSiドープGaN障壁層および厚さ2.5nmのIn0.06Ga0.94N井戸層を5回積層し、最後に障壁層を設けた多重量子井戸構造の発光層14、および厚さ0.01μmのMgドープp型Al0.07Ga0.93Nクラッド層13と厚さ0.18μmのMgドープp型Al0.02Ga0.98Nコンタクト層12からなっている。
p型AlGaN12コンタクト層上に、厚さ200nmのITOからなる透明電極層11を形成した。n型GaNコンタクト層16上には、Ti/Auの二層構造の負極17を形成した。光取り出し面は基板側とした。
Example 1
FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device manufactured in this example, and FIG. 2 is a schematic view showing a state of its mounting.
In the semiconductor laminated structure, a gallium nitride compound semiconductor layer 1 was laminated on a substrate made of sapphire via a buffer layer made of AlN, and then the sapphire substrate was peeled off using a laser peeling machine. The gallium nitride compound semiconductor layer 1 includes a Ge-doped n-type GaN contact layer 16 having a thickness of 10 μm, a Si-doped n-type In 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 15 having a thickness of 0.02 μm, and a Si-doped GaN barrier layer having a thickness of 16 nm. And an In 0.06 Ga 0.94 N well layer having a thickness of 2.5 nm, and a light emitting layer 14 having a multi-quantum well structure in which a barrier layer is finally provided, and an Mg-doped p-type Al 0.07 Ga layer having a thickness of 0.01 μm. It consists of a 0.93 N clad layer 13 and a Mg doped p-type Al 0.02 Ga 0.98 N contact layer 12 having a thickness of 0.18 μm.
A transparent electrode layer 11 made of ITO having a thickness of 200 nm was formed on the p-type AlGaN 12 contact layer. On the n-type GaN contact layer 16, a negative electrode 17 having a two-layer structure of Ti / Au was formed. The light extraction surface was the substrate side.

この構造において、n型GaNコンタクト層のキャリア濃度は1×1019cm-3であり、GaN障壁層のSiドープ量は1×1017cm-3であり、p型AlGaNコンタクト層のキャリア濃度は5×1018cm-3であり、p型AlGaNクラッド層のMgドープ量は5×1019cm-3であった。 In this structure, the carrier concentration of the n-type GaN contact layer is 1 × 10 19 cm −3 , the Si doping amount of the GaN barrier layer is 1 × 10 17 cm −3 , and the carrier concentration of the p-type AlGaN contact layer is 5 is a × 10 18 cm -3, Mg doping amount of p-type AlGaN cladding layer was 5 × 10 19 cm -3.

窒化ガリウム系化合物半導体層の積層(図1の12〜16)は、MOCVD法により、当該技術分野においてよく知られた通常の条件で行なった。また、正極11および負極17は次の手順で形成した。   Lamination of gallium nitride-based compound semiconductor layers (12 to 16 in FIG. 1) was performed by MOCVD under normal conditions well known in the art. Moreover, the positive electrode 11 and the negative electrode 17 were formed in the following procedure.

初めに、サファイア基板の裏面を研磨して透明にしておき、エキシマーレーザをスキャンして照射することにより、サファイア基板とGaN層の間で熱を生じさせ、サファイア基板を剥離した。剥離を行う前にp層面には支持するためのSi基板を接着しておいた。   First, the back surface of the sapphire substrate was polished and made transparent, and an excimer laser was scanned and irradiated to generate heat between the sapphire substrate and the GaN layer, and the sapphire substrate was peeled off. Prior to peeling, a Si substrate for supporting was adhered to the p-layer surface.

次に、露出したn型GaNコンタクト層上に負極を以下の手順により形成した。露出したn型層上に、通常用いられる真空蒸着法で半導体側から順にTiが100μm、Auが1μmよりなる負極を形成した。
n側に電極膜を形成した後、接着剤を溶剤で溶かすことによりSi基板を分離した。これ以降は、n電極膜で基板の形状を保持してハンドリングを行った。
Next, a negative electrode was formed on the exposed n-type GaN contact layer by the following procedure. On the exposed n-type layer, a negative electrode composed of Ti of 100 μm and Au of 1 μm was formed in this order from the semiconductor side by a commonly used vacuum deposition method.
After forming the electrode film on the n side, the Si substrate was separated by dissolving the adhesive with a solvent. Thereafter, the substrate was held with the n-electrode film for handling.

次に、p型AlGaNコンタクト層上に、ITOからなるコンタクトメタル層を形成した。コンタクトメタル層の形成では、基板を真空スパッタ装置内に導入し、ITO膜を500nm積層した。   Next, a contact metal layer made of ITO was formed on the p-type AlGaN contact layer. In the formation of the contact metal layer, the substrate was introduced into a vacuum sputtering apparatus, and an ITO film was laminated to 500 nm.

このようにして正極および負極を形成したウエーハを、ダイサを用いてn電極側から切断し、350μm角のチップに分離した。続いてこれらのチップをプローブ針による通電で電流印加値20mAにおける順方向電圧の測定をしたところ2.95Vであった。   The wafer on which the positive electrode and the negative electrode were formed in this manner was cut from the n-electrode side using a dicer and separated into 350 μm square chips. Subsequently, when these chips were energized with a probe needle and the forward voltage was measured at a current application value of 20 mA, it was 2.95V.

その後、このチップを実装した。
初めに、透明電極11の上に粉末状のITOを溶剤に溶いた溶液25を塗布し、これをガラス板26上にITO配線24を蒸着によって形成した基盤に載せた。3個の素子を上記と同様の手順で載置したあと、このガラス板を300℃程度に加熱し、溶剤を蒸発させて素子をしっかりと基板に接着した。
Then, this chip was mounted.
First, a solution 25 in which powdered ITO was dissolved in a solvent was applied on the transparent electrode 11, and this was placed on a substrate on which an ITO wiring 24 was formed on a glass plate 26 by vapor deposition. After placing the three elements in the same procedure as described above, the glass plate was heated to about 300 ° C. to evaporate the solvent and firmly adhere the element to the substrate.

しかるのち、金属電極面上にAuSnからなる共晶半田ペースト22を塗布して、裏面から金属製の配線21がパターニングされたアルミナ製のセラミック基板23を載せ、リフロー炉の中で加熱した。   After that, the eutectic solder paste 22 made of AuSn was applied on the metal electrode surface, and the alumina ceramic substrate 23 on which the metal wiring 21 was patterned was placed from the back surface, and heated in a reflow furnace.

以上の操作により、図2に断面図を示すような構造を持つチップ実装基盤を作製した。配線に電流を通じることでチップは青色に発光し、発光をガラス板を通して外部へ取り出すことができた。   Through the above operation, a chip mounting substrate having a structure as shown in a sectional view in FIG. 2 was produced. By passing an electric current through the wiring, the chip emitted blue light, and the emitted light could be taken out through the glass plate.

(実施例2)
実施例2では、殆どの工程を実施例1と同一とし、透明電極側を実装する基盤を、給電部として、パターニングされたITOによる配線を施したエポキシ樹脂基盤とした。エポキシ樹脂基盤には、青色の発光で黄色の光を発生するような蛍光体であるSiAlONを含有させた。それ以外は実施例1と同じ構造、同じ工程とした。これにより、白色の光を取り出すことができた。
(Example 2)
In Example 2, most of the steps were the same as in Example 1, and the substrate on which the transparent electrode side was mounted was an epoxy resin substrate on which a patterned ITO wiring was applied as a power feeding unit. The epoxy resin substrate contains SiAlON, which is a phosphor that generates yellow light by blue light emission. Other than that, the same structure and the same process as Example 1 were adopted. Thereby, white light was able to be taken out.

本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は優れた光取出し効率を有するので、この発光素子から高輝度のLEDランプを作製することができ、照明用途、ディスプレイ用途およびバックライト用途として有用である。   Since the gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device of the present invention has excellent light extraction efficiency, a high-intensity LED lamp can be produced from this light-emitting device, and is useful for illumination use, display use, and backlight use.

実施例1で作製した本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面を示した模式図である。1 is a schematic view showing a cross section of a gallium nitride-based compound semiconductor light emitting device of the present invention produced in Example 1. FIG. 実施例1で作製した本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体の模式図である。1 is a schematic view of a mounting body of a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element of the present invention produced in Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 本発明で作製した半導体チップ
11 透明電極(p側)
12 p型コンタクト層
13 p型クラッド層
14 活性層
15 n型クラッド層
16 n型コンタクト層
17 金属電極(n側)
21 金属配線
22 半田
23 セラミック基盤
24 透明導電性酸化物配線
25 透明導電性接着剤
26 透明基盤
1 Semiconductor chip produced by the present invention 11 Transparent electrode (p side)
12 p-type contact layer 13 p-type cladding layer 14 active layer 15 n-type cladding layer 16 n-type contact layer 17 metal electrode (n side)
21 Metal wiring 22 Solder 23 Ceramic substrate 24 Transparent conductive oxide wiring 25 Transparent conductive adhesive 26 Transparent substrate

Claims (27)

窒化ガリウム系化合物半導体の積層体を含む発光素子において、該積層体は第1の面と、それに相対する第2の面を持ち、第1の面には金属の電極が設置されており、前記第2の面が光の取り出し方向であり、該第2の面には導電性でかつ透明の材料からなる電極が設置されている、ことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。   In a light-emitting element including a stack of gallium nitride compound semiconductors, the stack has a first surface and a second surface opposite to the first surface, and a metal electrode is disposed on the first surface. 2. A gallium nitride-based compound semiconductor light emitting device, wherein the second surface is a light extraction direction, and an electrode made of a conductive and transparent material is provided on the second surface. 第1の面に形成された電極が、ボンディング用の電極である、ことを特徴とする請求項1に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。   The gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the electrode formed on the first surface is an electrode for bonding. 第2の面に形成された透明の材料が、ITOまたはZnOである、ことを特徴とする請求項1または2に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。   The gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the transparent material formed on the second surface is ITO or ZnO. 窒化ガリウム系化合物半導体の積層体を含む発光素子において、積層体は第1の面と、それに相対する第2の面を持ち、第1の面には金属の電極が設置されており、第2の面には導電性でかつ透明の材料からなる電極が設置されており、該第2の面に透明の基盤が設置され、該基盤を通して光を外部に取り出す構造である、ことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。   In a light-emitting element including a stack of gallium nitride compound semiconductors, the stack has a first surface and a second surface opposite to the first surface, and a metal electrode is provided on the first surface. An electrode made of a conductive and transparent material is disposed on the surface of the substrate, a transparent substrate is disposed on the second surface, and light is extracted to the outside through the substrate. Mounting body of gallium nitride compound semiconductor light emitting device. 窒化ガリウム系化合物半導体の積層体を含む発光素子において、複数個の積層体が並列に配置され、各積層体は第1の面と、それに相対する第2の面を持ち、第1の面には金属の電極が設置されており、第2の面には導電性でかつ透明の材料からなる電極が設置されており、該第2の面に透明の基盤が設置され、該基盤を通して光を外部に取り出す構造である、ことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。   In a light emitting device including a stack of gallium nitride compound semiconductors, a plurality of stacks are arranged in parallel, and each stack has a first surface and a second surface opposite to the first surface. Is provided with a metal electrode, an electrode made of a conductive and transparent material is installed on the second surface, a transparent substrate is installed on the second surface, and light is transmitted through the substrate. A gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element mounting body characterized by having a structure of taking out to the outside. 複数個の積層体が、発光の色を異にするものであることを特徴とする請求項5に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。   6. The package of a gallium nitride compound semiconductor light emitting element according to claim 5, wherein the plurality of laminated bodies have different light emission colors. 上記基盤が、ガラスである、ことを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。   The gallium nitride compound semiconductor light-emitting element mounting body according to any one of claims 4 to 6, wherein the substrate is made of glass. 上記基盤が、合成樹脂製である、ことを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。   The gallium nitride compound semiconductor light-emitting element mounting body according to any one of claims 4 to 6, wherein the base is made of a synthetic resin. 第2の面の電極と基盤との間に給電部が設けられている、ことを特徴とする請求項4〜8のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。   The gallium nitride compound semiconductor light-emitting element mounting body according to any one of claims 4 to 8, wherein a power feeding portion is provided between the electrode on the second surface and the substrate. 第1の面には基盤が接着されている、ことを特徴とする請求項4〜9のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。   The gallium nitride compound semiconductor light-emitting element mounting body according to any one of claims 4 to 9, wherein a base is bonded to the first surface. 基盤が金属製である、ことを特徴とする請求項10に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。   The mounting body for a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to claim 10, wherein the base is made of metal. 金属製の基盤が、放熱性基盤である、ことを特徴とする請求項11に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。   The gallium nitride compound semiconductor light-emitting element mounting body according to claim 11, wherein the metal base is a heat dissipation base. 第1の面の基盤が、セラミックス製である、ことを特徴とする請求項10に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。   The gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element mounting body according to claim 10, wherein the base of the first surface is made of ceramics. 第1の面の電極と基盤との間に給電部が設けられている、ことを特徴とする請求項8〜11のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装体。   The gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element mounting body according to claim 8, wherein a power feeding portion is provided between the electrode on the first surface and the substrate. 窒化ガリウム系化合物半導体の積層体を含む発光素子の製造方法において、積層体の光の取り出し方向である第2の面に導電性でかつ透明の材料からなる電極を設置し、該電極上に透明接着剤を用いて透明基盤を接着し、積層体の第1の面には金属電極を設置し、該電極上に基盤が設置されていることを、特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。   In a method for manufacturing a light-emitting element including a laminate of gallium nitride compound semiconductors, an electrode made of a conductive and transparent material is placed on the second surface in the light extraction direction of the laminate, and transparent on the electrode A gallium nitride compound semiconductor light emitting device characterized in that a transparent substrate is bonded using an adhesive, a metal electrode is disposed on the first surface of the laminate, and the substrate is disposed on the electrode. Implementation method. 窒化ガリウム系化合物半導体の積層体を含む発光素子の製造方法において、前記積層体の複数個を並列に配置し、各積層体の光の取り出し方向である第2の面に導電性でかつ透明の材料からなる電極が設置し、該電極上に透明接着剤を用いて透明基盤を接着し、各積層体の第1の面には金属電極を設置し、該電極上に基盤が設置されていることを、特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。   In a method for manufacturing a light emitting device including a laminate of gallium nitride compound semiconductors, a plurality of the laminates are arranged in parallel, and the second surface, which is the light extraction direction of each laminate, is electrically conductive and transparent. An electrode made of a material is installed, a transparent substrate is adhered on the electrode using a transparent adhesive, a metal electrode is installed on the first surface of each laminate, and the substrate is installed on the electrode A mounting method for a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device characterized by the above. 上記複数個の積層体が発光の色を異にするものであることを、特徴とする請求項16に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。   17. The method for mounting a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to claim 16, wherein the plurality of stacked bodies have different light emission colors. 導電性でかつ透明の材料が、ITOまたはZnOである、ことを特徴とする請求項15〜17のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。   The method for mounting a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to any one of claims 15 to 17, wherein the conductive and transparent material is ITO or ZnO. 第2の面の電極と基盤との間に給電部を設ける、ことを特徴とする請求項15〜18のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。   The method for mounting a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to any one of claims 15 to 18, wherein a power feeding portion is provided between the electrode on the second surface and the substrate. 第2の面の透明基盤がガラスである、ことを特徴とする請求項15〜19のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。   The method for mounting a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to claim 15, wherein the transparent substrate on the second surface is glass. 第2の面の透明基盤が合成樹脂である、ことを特徴とする請求項15〜20のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。   21. The method for mounting a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to claim 15, wherein the transparent substrate on the second surface is a synthetic resin. 第1の面の電極と基盤との間に給電部を設ける、ことを特徴とする請求項15〜21のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。   The method for mounting a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to any one of claims 15 to 21, wherein a power feeding unit is provided between the electrode on the first surface and the substrate. 第1の面の電極上に給電部を有する基盤を半田またはバンプを用いて接着する、ことを特徴とする請求項15〜22のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。   The method for mounting a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to any one of claims 15 to 22, wherein a substrate having a power feeding portion is bonded onto the electrode on the first surface using solder or bumps. 第1の面の基盤が金属である、ことを特徴とする請求項15〜23のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。   24. The method for mounting a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to claim 15, wherein the base of the first surface is a metal. 第1の面の基盤がセラミックスである、ことを特徴とする請求項15〜23のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実装方法。   The method for mounting a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to any one of claims 15 to 23, wherein the substrate of the first surface is ceramic. 請求項1〜14に記載の発光素子と蛍光体を組み合わせた発光素子。   The light emitting element which combined the light emitting element of Claims 1-14, and fluorescent substance. 請求項26に記載の発光素子を用いた照明器具。

The lighting fixture using the light emitting element of Claim 26.

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