JP2008192710A - 半導体発光素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1,2導電型半導体層を含む半導体構造に、発光構造部と、第1導電型半導体層、発光構造部の第2導電型半導体層に各々設けられた第1電極、第2電極と、第2導電型半導体層上の少なくとも一部に形成された透光性絶縁膜と、を有し、第2電極が、第2導電型半導体層の少なくとも一部を被覆する透光性導電膜の第1層と、透光性絶縁層上の少なくとも一部に設けられ、第1層に導通する第2層と、を有し、第1層の表面側と、透光性絶縁膜と半導体構造の境界領域と、にそれぞれ光反射部が形成され、透光性絶縁膜の第2層側表面が、第1層の表面より半導体構造から離れている半導体発光素子。
【選択図】図1A
Description
本発明の具体的な課題は、発光構造の外に設けられる電極に透光性電極を用いて、素子の低抵抗化、高出力化、高電力効率化(lm/W)、高い量産性・低コスト化、の少なくともいずれか、好ましくはその多くを実現する発光素子を提供することにある。
これにより、第2層形成領域に介在する透光性絶縁膜表面が、第1層の被覆領域の電流注入領域、発光領域、光取り出し窓領域における第1層表面より離れて形成され、その各々の反射領域において、好適な光反射、すなわち、被覆領域における第1層の透光性導電膜による光吸収の低減、主に金属などの遮光性、光吸収となる第2層における透光性絶縁膜による光反射の向上、とすることができる。
(1)半導体構造の第1層側表面からλ/2n1(λは発光素子の発光波長、n1は第1層の屈折率)の距離内に被覆領域の第1層表面を、半導体構造の透光性絶縁膜側表面からλ/2n2(n2は透光性絶縁膜の屈折率)の距離外に透光性絶縁膜の第2層側表面を、それぞれ備えている、
(2)第1層の表面の上に、絶縁性の透光性部材を有し、透光性絶縁膜の第2層側表面が、透光性部材の半導体構造側表面より離れている、
(3)透光性部材が、第1層の表面に設けられた絶縁性保護膜を有し、絶縁性保護膜と半導体構造との境界領域が前記光反射部である、
がある。
これにより、被覆領域の第1層の透光性導電膜と、その表面上の絶縁性保護膜とにより、半導体構造との境界領域における光反射領域として、その光反射における光損失の大きな透光性導電膜の膜厚を小さくして、多くの光を絶縁性保護膜で反射させ、他方、第2層の透光性絶縁膜領域においては、金属などの遮光性電極に到達する光をその境界領域で反射させ、また厚膜の絶縁膜により光損失の低い好適な光反射領域とすることができる
(1)透光性絶縁膜の表面が、絶縁性保護膜の表面より前記半導体構造から離れている、
(2)透光性絶縁膜の表面が、前記半導体構造の表面から、λ/n1の距離内若しくは、λ/n1 ± λ/2n1の範囲内に設けられている、
(3)透光性導電膜、及び/又は、透光性部材若しくは絶縁性保護膜の屈折率が、前記第2導電型半導体層より低い、
(4)第2電極が、前記第1層被覆領域を含む光取り出しの窓領域と、第2層形成領域と、を有し、第2層形成領域には、外部接続部と、窓領域に電流を拡散する電極延伸部とを少なくとも有する、
(5)第2層形成領域の電極延伸部において、第2層と前記半導体構造との間に透光性絶縁膜が介在する、
(6)透光性部材が、半導体構造と第1層の少なくとも一部を被覆する被覆部材を有し、透光性絶縁膜の第2層側表面が、被覆部材の第1層側表面より前記半導体構造表面から離れている
(9)第1層が、第2導電型半導体層の被覆領域から延在して透光性絶縁膜を覆う延在部を有し、第2層が第1層の延在部の少なくとも一部と重なる、
(10)透光性絶縁膜の外縁部に、外縁部内側より膜厚の小さい薄膜部を有する、
(11)透光性絶縁膜の薄膜部の上に、第1層、若しくは第1層及び透光性部材の一部が、延在されている、
(12)第2層が、第2導電型半導体層を被覆する第1層の被覆領域から離間されている、
(13)絶縁性保護膜は、透光性絶縁膜と略同一材料で、膜厚が小さい、
(14)絶縁性保護膜と透光性絶縁膜とが、略同一材料、同一膜厚であり、第1層が透光性絶縁膜と半導体構造との間に介在する介在部を有し、第2層が透光性絶縁膜の外側で第1層に延設する延設部を有する、
がある。
図1を用いて、実施の形態1に係るLED100の具体例、その構成について説明する。ここで、図1Aは、実施の形態1に係るLEDを電極形成面側からみた平面を、図1B,Cは、図1AのA−A線、B−B線における断面をそれぞれ説明する概略図であり、図1D,Eは、図1Cの部分拡大した概略図、図1Eは図1Dの別の形態を説明する概略図である。
図1の発光素子の構造は、基板10上に、バッファ層などの下地層(図示せず)を介して、第1導電型層のn型窒化物半導体層21、発光部となる活性層22、第2導電型層のp型窒化物半導体層23が積層された積層構造からなる半導体構造20を有し、n型層21の一部が露出されてn電極(第1電極)30が設けられ、第1,2導電型層21,22(とその間の活性層22)が設けられた発光構造25の表面25tであるp型層23s上にp電極(第2電極)40が設けられた素子構造を有している。尚、平面図(図1A)では保護膜51を省略し、各電極の外部接続部33,43となる保護膜開口部を一点鎖線の細線囲み部として示しており、図3,4,9も同様であり、図8Aも保護膜を省略し、また外部接続部と第2層表面と保護膜開口部がほぼ一致しているため省略している。
このように、第1,2電極、その第1,2層を、略同一構造、同一工程でそれぞれ設ける場合、すなわち、第1層及び/又は第2層が略同一膜厚で形成される場合、更には透光性絶縁膜についても同様である生産性に富み好ましい。
上記図1の具体例で示すように、発光素子構造は、半導体構造20の一方の主面側を第1,2電極30,40の形成面側として、発光構造部25の上25tに設けられる第2電極40、特に第1層被覆領域31cにおいて、主な光取り出しの窓領域、具体的には上述した縦方向成分の取り出し窓領域、とする構造であり、その他、遮光性の構造物、例えば第2電極、各電極の第2層からの露出面、例えば半導体構造の露出面、側面、他方の主面(基板側)からも光が取り出される発光素子構造となっており、このような発光素子構造であることが本発明で好ましい。この例と異なり、上記電極形成面側、特に第2電極形成面側に対向する半導体構造の主面側を主な光取り出し側とし、その電極形成面側を光反射側とする構造とすることもでき、この場合、第1層被覆領域、及びその上の絶縁性保護膜などの透光性部材に縦方向を反射する反射構造、例えば、第2層を反射電極とすること、透光性部材に後述の誘電体多層膜、金属の反射膜をもうけること、により、実現できる。
他方、後述の実施例に観るように、好ましくはλ/2n2付近、より具体的にはλ/2n2±λ/4n2(λ/4n2以上3λ/4n2以下)とすることで、好適な光出力、素子特性のものが得られる。これは、λ/2n2以下の領域では、媒質の厚さに従って反射率、特に入射角が臨界角より高角度、特にその臨界角近傍域における反射率、が上昇するが、その反射率上昇は、λ/2n2以上(例えば、λ/n2迄、若しくはλ/n2超)の領域において、上昇率が鈍化し、具体的には、λ/2n2±λ/4n2の範囲において、上昇率鈍化に変移する傾向が観られることと、良く一致する。然るに、入射角が高角度となる透光性絶縁膜形成領域から離間した領域の発光、特に光量の多い臨界角近傍となる絶縁膜形成領域近傍の発光、に対して好適な反射が、λ/2n2±λ/4n2の範囲で成されることになり、上記絶縁膜による電流阻止領域構造に好適に適用することができる。尚、上記範囲(上限3λ/4n2)を超えて、例えば1波長分若しくはその1波長分超においても、上記範囲内と同等に好適な光特性の発光素子構造とできる。
また、上記段差部は、半導体構造の電極形成面内、特に発光構造部25の表面25t内、において、第1層被覆領域41c(31c)と、上記絶縁膜18(17)の形成領域、更には第2層の形成領域、とが設けられる構造となり、その領域間の境界領域に当たる。その境界領域において、段差が大きくなり、例えば1波長分(λ/n2)超になると、上述したような反射領域における光学的分布の変化が大きくなり、光学特性、例えば指向性に悪影響を及ぼす場合がある。図6〜8に示すような端部側などに、薄膜部61,62が設けられると、境界領域の変化を小さくできる。透光性絶縁膜が上記範囲(λ/2n2±λ/4n2)であること、更には絶縁膜上に第1層延在部があることで、上記反射領域が、被覆領域、絶縁膜形成領域において、部材の配置が反転していることを除いて、同様な複合部材とでき、領域間の差を小さくでき好ましい。
以下に実施例1を用いて、本実施の形態の詳細、その製造方法を例示する。
本実施の形態の図1の発光素子の具体的な半導体構造、積層構造20としては、基板10上に、下地層(図示せず)として、膜厚20nmのGaNのバッファ層と、膜厚1μmのアンドープGaN層、を
その上の第1導電型層21(n型層)として、膜厚5μmのSiドープGaNのn側コンタクト層と、コンタクト層と活性層との間の領域に、0.3μmのアンドープGaN層と、0.03μmのSiドープGaN層と、5nmのGaN層と、4nmのアンドープGaN層と2nmのアンドープIn0.1Ga0.9N層とを繰り返し交互に10層ずつ積層された多層膜、を
n型層の上の活性層22として、膜厚25nmのアンドープGaNの障壁層と、膜厚3nmのIn0.3Ga0.7Nの井戸層とを繰り返し交互に6層ずつ積層し、最後に障壁層を積層した多重量子井戸構造、を、
活性層の上の第2導電型層23(p型層)として、4nmのMgドープのAl0.15Ga0.85N層と2.5nmのMgドープIn0.03Ga0.97N層とを繰り返し5層ずつ交互に積層し、最後に上記AlGaN層を積層したp側多層膜層と、膜厚0.12μmのMgドープGaNのp側コンタクト層、を、
積層した構造(発光波長約460nm,青色LED)を用いることができる。これらの層は、例えば、C面サファイア基板上にMOVPEでc軸成長した窒化物半導体結晶で形成することができ、更に反応容器内で熱処理(700℃)することでp型層を低抵抗化する。
第1導電型層露出(領域)21s、発光構造領域25、これらの領域の画定は、積層構造20の一部を所望形状にエッチングなどで、加工・除去することでなされる。具体例としては、上記構造例でp型層側から、フォトリソグラフィーにより所望形状のSiO2などのマスクを設けて、n型コンタクト層の深さ方向一部までを、RIEなどのエッチングで除去して、露出領域21s、その一部の第1電極形成領域21e(図1の例では発光構造25の凹欠部)を形成する。
露出された半導体構造の電極形成面側にSiO2の透光性絶縁膜を設ける。具体的には、フォトリソグラフィーによりレジストのマスクを形成して、発光構造部上面25tとなる第2導電型層(p型層中のp側コンタクト層)に、所望の形状の透光性絶縁膜18を設ける。
上記第1,2導電型層に、第1電極30(n電極)と第2電極40(p型層側)の透光性のオーミック電極(第1層)31,41として、半導体構造の電極形成面側にITO(約20nm)を成膜した後に、フォトリソグラフィーによりレジストのマスクを形成し、ITOの一部をエッチング除去して、各導電型層上、及び第2導電型層に設けられた透光性絶縁膜18を覆う所望形状の第1層を形成する。この第1層31,41の一部、上記透光性絶縁膜18に重なるように、各パッド電極(外部接続部33,43)及びそこから伸びる電極延伸部34,44を有する第2層32,42として、フォトリソグラフィーによりマスク形成後に、Ti(約2nm)/Rh(約200nm)/Au(約600nm)をこの順に積層した構造の膜を形成して、リフトオフして所望形状に形成する。このように、第1,2電極30, 40を同時に形成、具体的には同一の工程で各電極の各層を形成、することが製造工数低減でき好ましいが、別々の工程、別々の材料、積層構造で形成しても良い。続いて、300℃以上の熱処理で、電極をアニーリング処理して、各電極と各導電型半導体層との接触抵抗を低減させる。
この例では、図1Aの一点鎖線の細線で示すように、各電極(第2層)の外部接続部33, 43を、エッチングなどで露出させて、その他の領域を被覆する保護膜50として、200nmのSiO2を、例えば表面全体に形成後に、フォトリソグラフィーでレジストマスク形成してRIEでドライエッチングして開口部を設けるなどにより、形成する。
最後に、この例では□320μm(320μm角)に基板10を分割して、発光波長約460nmのLEDチップを作製する。尚、この例では、素子周縁部のn型層露出幅約20μmで、分割前のウエハではその2倍幅あるほぼ中央部を分割位置とする。ここで、各透光性材料の屈折率は、透光性導電膜の屈折率n1が約2.00(ITO)、透光性絶縁膜及び保護膜の屈折率n2,n3が約1.46(SiO2)、半導体構造の屈折率nsが約2.46(GaN)で、ns>n1>n2,3、の関係となる。
これに観るように、50nm超の領域では、概ね膜厚増に伴い、出力が減少する傾向が観られ、20nm以上50nm以下の領域内で、高出力の領域が得られる傾向、特に膜厚減に伴い、出力が増加する傾向、が観られる。
実施の形態2としては、実施の形態1、実施例1において、第2電極(p電極)の延伸部44の形状を図3に示すようなものとして、延伸部の本数を4本(実施例1)から9本とし、その延伸部(第2層)及び電極形状に対応する透光性絶縁膜を設ける他は実施例1と同様な構造、寸法で略正方形(□320μm)の発光素子を作製する。
この発光素子では、実施例2に比して、電極延伸部の本数、面積が多いため、電流広がり等が向上する一方で、透光性絶縁膜の面積増による発光面積低下があり、素子の出力が実施例2より僅かに低下する傾向にある。
上記実施例1において、図3に示すように、幅約3μmの延伸部44が9本の第2層42を有する構造として、その他は同様な構造、寸法の発光素子とする。
第1層の膜厚を、それぞれ20nm(実施例2A)、40nm(実施例2B)、170nm(実施例2C)と、その各例2A〜2Cの平坦な基板を図2に示すような凹凸構造の基板とする構造(実施例2a〜2c)とする他は、上記表2の図3の例と同様に発光素子を作製し、発光装置で評価すると、下表3のような特性の素子が得られる。尚、比較の為に、下記比較例3及び3′(図4の例で透光性絶縁膜を省略した構造)の各特性も同様に示す。更に、別の検討例として、上記実施例2Aと同様の実施例2A′と、その比較例2Aとして、実施例2A′の透光性絶縁膜を省略した構造の素子を作製して、その素子チップを評価すると、下表3のような特性の素子が得られる。ここで、表4中のλpはピーク波長であり、他は表1〜3と同様である。
実施例2A(2a)<実施例2B(2b)<λ/2n2<実施例2C(2c)<λ/n2、
更には、実施例2A<実施例2B<λ/4n2、3λ/4n2<実施例2C、
実施例2Aの和<λ/n2<実施例2Bの和<3λ/2n2<実施例2Cの和<7λ/4n2
となる。
実施の形態3としては、実施の形態2、実施例2において、第2電極(p電極)の延伸部44の形状を図4に示すようなものとして、延伸部の本数を4本(実施例2)から2本とし、その延伸部(第2層)及び電極形状に対応する透光性絶縁膜18を設け、第1電極の第2層を図7に示すように透光性絶縁膜17に内包されるように設け、素子周縁の露出領域21sを幅広とする他は実施例2と同様な略正方形(□320μm)の発光素子を作製する。尚、延伸部44の本数が減ったことに伴い、その幅を図1,3の例より幅広、実施例3では約20μm、としている。
この発光素子では、電極延伸部の本数が少ないことにより、素子領域に占める透光性絶縁膜18の面積が小さくなり、発光面積が大きくなるが、電極延伸部44の本数減、その周縁部の面積減により、電流広がりが低下する傾向にあり、出力が低下する傾向にある。
上記実施例2において、図4に示すような電極形状とする他は、同様にして発光素子を作製する。また、その比較例3として、実施例3に比して、透光性絶縁膜を省略した構造とする。尚、図4に示す、第1電極30に透光性絶縁膜17を介在して、第2層32及び第1層延在部を備える構造と異なり、この例では実施例1同様に、Ti/Rh/Auのn電極で図中の第1層同様な形状として形成する。
実施の形態4としては、図8に示すように、発光構造25の内部に、電極形成領域21e及び第1電極30が2つ設けられた構造を有し、複数の発光構造部25の間にそれぞれ第1電極が配置された発光構造を有している。従って、長手形状の発光構造部25A〜B、具体的には内側発光構造部25Aと2つの外側発光部25B、が、その幅方向に第1電極30(形成領域21e)と交互に配置された構造となっており、第1,2電極30,40は、幅広な外部接続部33,43と、そこから長手方向に延伸する幅の狭い延伸部34, 44を有する構造となっている。これにより、長手形状の各発光構造部25A〜Bに対して、並設された第1電極30、主にその延伸部34を有する構造とでき、好適な電流広がり、発光を実現できる構造となっている。ここで、図8Aは、発光素子の平面図の概略であり、図8Bは図8Aの素子の一部領域のAA断面図の概略である。また、この例の発光素子の寸法は、素子外形が□800μm(800μm角)であり、各電極の外部接続部など他の構造物の寸法は、素子の大きさに関わる発光構造及びそれに伴う延伸部を除いて、上記各例と同様な寸法で形成できる。
発光素子構造は、図1などに示すように、基板上に半導体構造20、特に各層が積層された積層構造が設けられてなるが、基板を除去するなど、基板の無い、加えて下記下地層など素子能動領域外の層の無い構造、半導体基板など基板中に導電型領域を設けるなどして基板を含む素子領域・構造とすることもできる。発光構造25は、図1の例では、第1,2導電型層21, 23とその間の活性層22が設けられた構造として示すように、半導体構造20による発光領域が設けられた構造となり、更に同一面側に第1,2電極30, 40を設ける電極構造を備える。この電極構造では、基板面内の素子領域内に第1電極30若しくは第1導電型層露出領域21sと、発光構造25の領域とが少なくとも半導体構造に配置された構造となる。この電極配置と異なり、半導体構造を挟んで対向する主面、それぞれ第1,2電極を設ける構造としても良い。発光構造25としては、このような活性層若しくは発光層を第1,2導電型層の間に設ける構造が好ましいが、その他にp−n接合部を発光部とする構造、p−i−n構造、mis構造、などの発光構造とすることもできる。また、素子構造中、若しくは各導電型層中に、一部半絶縁・絶縁性、i型層、逆導電型の層・領域が設けられていても良く、例えば電流注入域を制御する半絶縁・絶縁性,i型層などで形成される電流阻止層・領域、電極との接合用の逆導電型で形成されるトンネル層などが設けられた構造でも良い。
発光素子100の電極は、上記例で示すように、発光構造上25t、第2導電型層表面23s上に設けられる第2電極40と、発光構造25から離間した第1導電型層21s上に設けられる第1電極30を有する。このように、半導体構造、基板10の同一面側、すなわち、半導体構造の一方の主面側に、各導電型の電極が設けられることが好ましい。これに限らず、半導体構造、それに加えて基板を有する構造で、それらの構造の対向する面上に各々電極が設けられる構造でも良い。この場合、上記例の半導体層の成長基板を研磨、LLO(Laser Lift Off)などで除去する形態を用いることができ、その成長基板が除去された半導体構造が別の担体となる部材を、基板に用いる形態でもよく、その際に担体部材と半導体構造間に他の層、例えば、導電性膜、光反射性膜、などが設けられる構造をとることもできる。
上記電極30と発光構造25との間に、図7に示すように、突起部60などの光学的な機能、例えば傾斜した側面61,63、上面62などで反射,散乱,回折などの機能、を有する構造部、若しくは半導体構造の光取り出し部、基板表面などにそれを設けることで、光取り出し効率を向上でき好ましい。また、図2に示す基板10表面の凹凸構造11のように、半導体構造表面を凹凸とする構造が設けられていても良い。このような光学的な構造部としては、第1導電型半導体層露出表面21s上に、透光性の部材、例えば保護膜51などによる凹凸構造など、光吸収・損失の低い、透光性の材料で形成されることが好ましく、また、その面内における外形、配置は、円形状、楕円形状、四角・矩形状,平行四辺形状,三角形状,六角形状(蜂の巣状)、などの形状、配置が適宜選択され、高密度な配置がなされることが好ましく、断面形状は、上記第2層と同様に、台形・逆台形状、矩形状などの形状とできる。これら構造物(突起・凹・溝の各部)の平面の大きさとしては、幅0.5〜5μm、好ましくは1〜3μmであると、好適に製造できる。
図1B〜D,2,3B,5,6などに示すように、各電極の外部接続部33, 43を開口させた開口部を設けて、他の素子領域のほぼ全面を覆う絶縁性の保護膜が形成されることが好ましい。また、後述の発光装置の例で示すように、発光素子は、素子若しくは半導体構造を覆う透光性部材50、例えば被覆部材52で覆われる形態、封止部材52で封止される形態、が好ましく、また上記半導体構造、特に電極形成面側に設けられる保護膜51を少なくとも有することが好ましく、図に示すように、保護膜51とその外部を覆う被覆部材52とを少なくとも有する透光性部材50であることが更に好ましい。保護膜は、素子構造側を主光取り出し側とする際には、透光性材料で形成される。また、開口部の形状は、図1B〜D,2に示すように、電極上面、具体的には第2層、の一部(外部接続部)が開口される形状であっても良く、図5,6に示すように電極の下層側(透光性の第1層)を覆い、開口部内などに、保護膜端部から離間して電極の上層側(第2層)が設けられる形態でも良く、比較的薄膜で形成される下層側の透光性を覆う形態、特に本発明においては、第1層被覆領域を少なくとも覆う形態であることが好ましく、更に好ましくは絶縁膜端部、その外縁部若しくはその薄膜部61,62、又は上記被覆領域と絶縁膜領域との境界領域を少なくとも覆う形態とする。保護膜材料としては、従来知られたもの、例えば、珪素の酸化物・窒化物、アルミニウム、ニオブの酸化物、上述した誘電体膜など、発光素子の光・波長に応じて、適宜透光性の良い、所望の屈折率、消衰係数、好ましくはk=0、の材料を用いると良い。膜厚としては、0.1〜3μm程度、好ましくは、0.2〜0.6μm程度で形成される。
ここで、図5〜7を用いて、本発明の他の構成、若しくは各構成、部材の別形態について、説明する。尚、図5〜7は、本発明の発光素子における一部分の断面を示す概略図であり、特に発光構造部25、及びそれに隣接する露出部21s、その内部に設けられる第1電極形成領域21e、などを説明している。
以上の発光素子100を搭載する発光装置200について説明すると、図9A,Bに示すように、実装用の基体・領域201の発光素子実装部173に発光素子100が載置された構造となる。実装基体として例えば、発光素子用、受光素子用のステム(図9Bの210)、平面実装用セラミック基板、プラスチック基板等が挙げられる。具体的にはAlNからなる実装基体、金属性の実装基体を用いると放熱性の高い発光装置を得ることができ好ましい。半導体発光素子が実装される実装面173は金属材料からなることで、発光素子外に取り出された光を反射し、好適な光指向性の発光装置とすることができる。実装面などの発光素子が載置され、光が到達する装置内部の表面、反射面203では、金属材料が例えばリード電極210などに用いられ、その金属材料は本発光装置の発光波長の光を高反射率で反射することのできる金属材料が好ましい。具体的には、Ag、Al、Rh等が挙げられ、鍍金被膜など形成される。発光装置の例は、図9に示すように、装置の基体・筐体220に設けられた素子実装部173に接着層160を介して、第2の主面に反射層などのメタライズ層(図示せず)、共晶ハンダ、接着層180を設けた半導体発光素子100を熱圧着などで実装して、各電極にワイヤ250などで、発光装置200のリード電極210(a,b)とそれぞれ接続して、発光素子を封止部材230で封止した構造を有している。尚、図中の符号122〜124、110は、上記発光素子の各層22〜23及び基板10に相当する。図9Aでは発光装置200の基体220に各電極リード210が貫入されて、発光素子が載置される領域に露出されて、その電極接続部にワイヤ250で電気的に接続された構造となっており、更に、その露出領域を発光素子と共に封止する透光性の封止部材230(50)、若しくは気密封止などにより封止された構造を有する。気密封止の場合は、上記透光性部材が、前記保護膜だけで構成されても良い。図9Bの例では、封止部材230が装置の基材を兼ねた構造となっている。封止部材としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などの耐候性に優れた透明樹脂や硝子などが用いられ、上記発光素子を被覆する被覆部材も同様な材料が用いられ、接着部材180にはこれらの樹脂材料の他、共晶ハンダなどの半田,共晶材料、Agペーストなどが用いられる。
Claims (17)
- 第1,2導電型半導体層を含む半導体構造に、発光構造部と、該第1導電型半導体層、該発光構造部の第2導電型半導体層に各々設けられた第1電極、第2電極と、
前記第2導電型半導体層上の少なくとも一部に形成された透光性絶縁膜と、を有し、
前記第2電極が、前記第2導電型半導体層の少なくとも一部を被覆する透光性導電膜の第1層と、前記透光性絶縁層上の少なくとも一部に設けられ、第1層に導通する第2層と、を有し、
前記第1層の表面側と、前記透光性絶縁膜と前記半導体構造の境界領域と、にそれぞれ光反射部が形成され、
前記透光性絶縁膜の前記第2層側表面が、前記第1層の表面より半導体構造から離れている半導体発光素子。 - 前記半導体構造の第1層側表面からλ/2n1(λは発光素子の発光波長、n1は第1層の屈折率)の距離内に前記被覆領域の第1層表面を、前記半導体構造の透光性絶縁膜側表面からλ/2n2(n2は透光性絶縁膜の屈折率)の距離外に前記透光性絶縁膜の第2層側表面を、それぞれ備えている請求項1記載の半導体発光素子。
- 前記第1層の表面の上に、絶縁性の透光性部材を有し、前記透光性絶縁膜の第2層側表面が、前記透光性部材の半導体構造側表面より離れている請求項1又は2記載の半導体発光素子。
- 前記透光性部材が、前記第1層の表面に設けられた絶縁性保護膜を有し、前記絶縁性保護膜と前記半導体構造との境界領域が前記光反射部である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 第1,2導電型半導体層を含む半導体構造に、発光構造部と、該第1導電型半導体層、該発光構造部の第2導電型半導体層に各々設けられた第1電極、第2電極と、
前記第2導電型半導体層上の少なくとも一部に形成された透光性絶縁膜と、該半導体構造の少なくとも一部を覆う透光性部材と、を有し、
前記第2電極が、前記第2導電型半導体層の少なくとも一部を被覆する透光性導電膜の第1層と、前記透光性絶縁層の少なくとも一部に設けられ、第1層に導通する第2層と、
前記透光性部材が、前記第1層の被覆領域表面で、前記半導体構造の第1層側表面からλ/2n1(λは発光素子の発光波長、n1は第1層の屈折率)の距離内に設けられた絶縁性保護膜を有し、
前記透光性絶縁膜及び前記被覆領域の絶縁性保護膜と、前記半導体構造とのそれぞれの境界領域に光反射部が形成され、
前記透光性絶縁膜の前記第2層側表面が、前記第1層の被覆領域に設けられた絶縁性保護膜の前記第1層側表面より半導体構造から離れている半導体発光素子。
- 前記透光性絶縁膜の表面が、前記絶縁性保護膜の表面より前記半導体構造から離れている請求項3乃至5のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記透光性絶縁膜の表面が、前記半導体構造の表面から、λ/n1の距離内若しくは、λ/n1 ± λ/2n1の範囲内に設けられている請求項3乃至5のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記透光性導電膜、及び/又は、透光性部材若しくは絶縁性保護膜の屈折率が、前記第2導電型半導体層より低い請求項3乃至7のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記第2電極が、前記第1層被覆領域を含む光取り出しの窓領域と、前記第2層形成領域と、を有し、前記第2層形成領域には、外部接続部と、前記窓領域に電流を拡散する電極延伸部とを少なくとも有する請求項1乃至8のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記第2層形成領域の電極延伸部において、前記第2層と前記半導体構造との間に前記透光性絶縁膜が介在する請求項9に記載の半導体発光素子。
- 前記透光性部材が、前記半導体構造と前記第1層の少なくとも一部を被覆する被覆部材を有し、前記透光性絶縁膜の第2層側表面が、前記被覆部材の前記第1層側表面より前記半導体構造表面から離れている請求項3乃至10のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記第1層が、前記第2導電型半導体層の被覆領域から延在して前記透光性絶縁膜を覆う延在部を有し、前記第2層が前記第1層の延在部の少なくとも一部と重なる請求項1乃至11のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記透光性絶縁膜の外縁部に、該外縁部内側より膜厚の小さい薄膜部を有する請求項1乃至12のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記透光性絶縁膜の薄膜部の上に、前記第1層、若しくは前記第1層及び前記透光性部材の一部が、延在されている請求項13記載の半導体発光素子。
- 前記第2層が、前記第2導電型半導体層を被覆する前記第1層の被覆領域から離間されている請求項1乃至14のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記絶縁性保護膜は、前記透光性絶縁膜と略同一材料で、膜厚が小さい請求項1乃至15のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記絶縁性保護膜と前記透光性絶縁膜とが、略同一材料、同一膜厚であり、
前記第1層が前記透光性絶縁膜と半導体構造との間に介在する介在部を有し、
前記第2層が前記透光性絶縁膜の外側で前記第1層に延設する延設部を有する1乃至15のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
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