JP2009123909A - 発光装置、発光装置の製造方法、サブマウントおよびサブマウントの製造方法 - Google Patents
発光装置、発光装置の製造方法、サブマウントおよびサブマウントの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】透明な素子基板を有するGaN系LEDチップを用いた発光装置の、更なる出力の向上を図ること。
【解決手段】発光装置100は、おもて面21aおよび裏面21bを有する透明な板材21と、板材21のおもて面21a上に固定されたGaN系LEDチップ30と、を含んでいる。GaN系LEDチップ30は、透明な素子基板31と、素子基板31上に形成されたGaN系半導体のエピタキシャル膜32と、エピタキシャル膜32上に形成された正電極および負電極とを有している。板材21と素子基板31とは、お互いが光学的に結合されるように接着されている。板材の裏面21bは、1μm×1μmの領域のRMS粗さが2nm以下である。裏面21b上には反射膜Rが形成されている。
【選択図】図1
【解決手段】発光装置100は、おもて面21aおよび裏面21bを有する透明な板材21と、板材21のおもて面21a上に固定されたGaN系LEDチップ30と、を含んでいる。GaN系LEDチップ30は、透明な素子基板31と、素子基板31上に形成されたGaN系半導体のエピタキシャル膜32と、エピタキシャル膜32上に形成された正電極および負電極とを有している。板材21と素子基板31とは、お互いが光学的に結合されるように接着されている。板材の裏面21bは、1μm×1μmの領域のRMS粗さが2nm以下である。裏面21b上には反射膜Rが形成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、主として、GaN系LEDチップを用いた発光装置に関する。
GaN系半導体は、化学式AlaInbGa1−a−bN(0≦a≦1、0≦b≦1、0≦a+b≦1)で表される化合物半導体であり、3族窒化物半導体、窒化物系半導体などとも呼ばれる。pn接合構造、ダブルヘテロ構造、量子井戸構造などの発光素子構造をGaN系半導体で構成したGaN系LEDは、緑色〜近紫外の光を発生することが可能である。
典型的なGaN系LEDチップは、サファイアからなる透明な素子基板と、該素子基板上に形成されたGaN系半導体のエピタキシャル膜と、該エピタキシャル膜上に形成された正電極と負電極と、を有している。発光装置を構成するには、このようなGaN系LEDチップを、セラミックパッケージ、樹脂パッケージ、リードフレーム、金属ベース、セラミックベース、回路基板などの実装用部材に固定し、LEDチップの正電極および負電極のそれぞれをボンディングワイヤにより外部端子と接続する。外傷などから保護するために、LEDチップは、好ましくは、透明な樹脂またはガラスで被覆される。この樹脂またはガラス中に蛍光体を分散させることにより、白色発光装置を得ることができる。
特許文献1では、透明な素子基板を有するGaN系LEDチップを用いた発光装置において、出力や配光特性を改善するために、LEDチップを透明部材を介して実装用部材に固定することが提案されている(特許文献1)。
特開2004−253651号公報
特許文献1では、透明な素子基板を有するGaN系LEDチップを用いた発光装置において、出力や配光特性を改善するために、LEDチップを透明部材を介して実装用部材に固定することが提案されている(特許文献1)。
本発明の主たる目的は、透明な素子基板を有するGaN系LEDチップを用いた発光装置の、更なる出力の向上を図ることである。
本発明の発光装置は、おもて面および裏面を有する透明な板材と、該板材のおもて面上に固定されたGaN系LEDチップと、を含む。このGaN系LEDチップは、透明な素子基板と、該素子基板上に形成されたGaN系半導体のエピタキシャル膜と、該エピタキシャル膜上に形成された正電極および負電極とを有する。前記透明な板材と、GaN系LEDチップの素子基板とは、お互いが光学的に結合されるように接着される。
本発明の発光装置において、一枚の透明な板材のおもて面上に固定されるGaN系LEDチップの数は、1個であってもよいし、複数個であってもよい。また、本発明の発光装置は、おもて面上に1個または複数個のGaN系LEDチップが固定された透明な板材を、1枚だけ含むものであってもよいし、2枚以上含むものであってもよい。
本発明の発光装置に用いる透明な板材は、その上に固定されるGaN系LEDチップの主発光波長に対応するエネルギーよりも大きなエネルギーギャップを有する材料で形成される。この透明な板材は、好ましくは、無色透明である。無色透明な板材は、白色発光装置に用いた場合に、蛍光体から放射される可視光を実質的に吸収しない。
透明な板材の好ましい素材は、金属酸化物もしくは金属窒化物の単結晶、または、ガラス(石英ガラス、ホウケイ酸ガラスなど)である。
透明な板材の好ましい素材は、金属酸化物もしくは金属窒化物の単結晶、または、ガラス(石英ガラス、ホウケイ酸ガラスなど)である。
本発明の好適な実施形態では、透明な板材のおもて面の表面粗度が、裏面の表面粗度よりも大きくされる。それによって、板材の内部に伝播した光が、板材のおもて面を通して板材の外部に脱出する確率が高くなる。ここでいう表面粗度の指標には、自乗平均粗さ(Rms)を用いればよい。
本発明の好適な実施形態では、透明な板材の裏面上に反射膜を形成する。この反射膜は、板材のおもて面側からこの裏面に入射した光を、再び、おもて面側に向けて反射させることを、目的とするものである。発光装置を形成するにあたっては、透明な板材の裏面側を接着剤を用いて実装用部材に接着するが、かかる反射膜を設けることによって、この接着剤が受けるGaN系LEDチップの放射が弱められ、その劣化が抑制される。また、かかる反射膜の設置により、接着剤による光の吸収が抑制されるため、発光効率の向上効果も期待できる。樹脂材料はGaN系LEDチップの放射に含まれる短波長成分によって劣化し易いうえ、劣化により着色する傾向を持つことから、この反射膜の設置は、接着剤が樹脂成分を含有する場合に特に有効である。
上記反射膜は、金属膜であってもよいし、誘電体膜であってもよい。誘電体膜の場合、反射性を向上させる効果があるものであれば、多層膜であってもよいし単層膜であってもよい。上記の反射膜は、誘電体膜上に金属膜を積層したものであってもよい。
上記反射膜の形成は、該裏面の平坦性を可能な限り高くしたうえで行うことが望ましい。例えば、乾式メッキ(蒸着、スパッタ等)または湿式メッキによって金属反射膜を形成する場合、板材の裏面の平坦性が良好である程、反射膜に形成される反射面(板材の裏面に接する面)の平坦が良好となり、その反射率が高くなる。また、蒸着やスパッタにより誘電体反射膜を形成する場合には、板材の裏面の平坦性を良好にしておくことで、反射膜の膜厚の制御性が良好となり、また、形成される膜の厚さの均一性が良好となるので、反射膜の反射率を高くすることができる。
従って、上記板材の裏面の平坦性については、AFM(原子間力顕微鏡)を用いて測定される1μm×1μmの領域のRMS粗さが2nm以下であることが好ましく、1nm以下であることがより好ましく、0.5nm以下であることが特に好ましい。
従って、上記板材の裏面の平坦性については、AFM(原子間力顕微鏡)を用いて測定される1μm×1μmの領域のRMS粗さが2nm以下であることが好ましく、1nm以下であることがより好ましく、0.5nm以下であることが特に好ましい。
本発明が提供する発光装置は、発光出力に優れたものとなるので、屋内外の照明や自動車のヘッドライトをはじめとする、高出力が要求される用途に、好適に用いることができる。
図1は本発明の一実施形態に係る発光装置の断面図である。この図に示す発光装置100は、SMD(表面実装)型LEDであり、パッケージ11に設けられたキャビティ(カップ状部分)の底面上にサブマウント20が接着剤(図示せず)を用いて固定されており、そのサブマウント20上の一部にGaN系LEDチップ30が接着剤(図示せず)を用いて固定されている。
パッケージ11は、セラミック(アルミナ、AlNなど)、白色樹脂などで形成されたパッケージ基板111と、二つのパッケージ電極112とを有している。113はリフレクタであり、この例では、パッケージ基板111とは別個の部材となっているが、パッケージ基板と一体的に形成することもできる。
サブマウント20は、透明な板材21と、その裏面21b上に形成された反射膜Rとを有している。サブマウント20とパッケージ基板111との接着に用いられる接着剤は、例えば、銀ペーストである。
サブマウント20の上に固定されたGaN系LEDチップ30は、透明な素子基板31と、その上に形成された、p型層およびn型層を含むGaN系半導体のエピタキシャル膜32とを有しており、そのエピタキシャル膜32上に、正負の電極が形成されている。正電極は、透明導電性酸化物(TCO:Transparent Conductive Oxide)からなる透明電極33aと、その一部上に形成された正側のボンディングパッド33bとから構成されている。負電極も、TCOからなる透明電極34aと、その一部上に形成された負側のボンディングパッド34bとから構成されている。
サブマウント20の透明な板材21と、GaN系LEDチップ30の素子基板31とは、相互間が光学的に結合されるように、透明な接着剤を用いて接着されている。好ましい接着剤として、透明樹脂、低融点ガラスなどを主成分とする接着剤が例示される。
GaN系LEDチップ30の正電極および負電極のそれぞれは、Au、Cu、Alなどからなるボンディングワイヤ40により、パッケージ電極112と接続されている。
パッケージ11は、セラミック(アルミナ、AlNなど)、白色樹脂などで形成されたパッケージ基板111と、二つのパッケージ電極112とを有している。113はリフレクタであり、この例では、パッケージ基板111とは別個の部材となっているが、パッケージ基板と一体的に形成することもできる。
サブマウント20は、透明な板材21と、その裏面21b上に形成された反射膜Rとを有している。サブマウント20とパッケージ基板111との接着に用いられる接着剤は、例えば、銀ペーストである。
サブマウント20の上に固定されたGaN系LEDチップ30は、透明な素子基板31と、その上に形成された、p型層およびn型層を含むGaN系半導体のエピタキシャル膜32とを有しており、そのエピタキシャル膜32上に、正負の電極が形成されている。正電極は、透明導電性酸化物(TCO:Transparent Conductive Oxide)からなる透明電極33aと、その一部上に形成された正側のボンディングパッド33bとから構成されている。負電極も、TCOからなる透明電極34aと、その一部上に形成された負側のボンディングパッド34bとから構成されている。
サブマウント20の透明な板材21と、GaN系LEDチップ30の素子基板31とは、相互間が光学的に結合されるように、透明な接着剤を用いて接着されている。好ましい接着剤として、透明樹脂、低融点ガラスなどを主成分とする接着剤が例示される。
GaN系LEDチップ30の正電極および負電極のそれぞれは、Au、Cu、Alなどからなるボンディングワイヤ40により、パッケージ電極112と接続されている。
発光装置100において、GaN系LEDチップ30を透明樹脂により被覆することができる。その場合、パッケージ基板111とリフレクタ113とで構成されるキャビティを、透明樹脂で充たしてもよい。GaN系LEDチップ30を覆う透明樹脂中に蛍光体を分散することによって、白色発光装置(白色LED)を構成することができる。ここでいう透明樹脂は、透明なガラスに置き換えることができる。
発光装置100において、パッケージ11のキャビティ内に樹脂を封入せず、キャビティの開口部を密閉する透明な蓋を設けることにより、GaN系LEDチップ30を気密封止することも可能である。この蓋は、ガラス、樹脂等により形成することができる。この蓋の表面や内部に蛍光体層を設けることにより白色発光装置を構成することができる。
その他、発光装置100において、GaN系LEDチップ30の表面を透明な樹脂またはガラスで被覆したうえで、パッケージ11のキャビティ内に空隙が残るように、その開口部を塞ぐ透明な蓋を設け、その蓋の表面や内部に蛍光体層を設けることにより白色発光装置を構成することなども可能である。
発光装置100において、パッケージ11のキャビティ内に樹脂を封入せず、キャビティの開口部を密閉する透明な蓋を設けることにより、GaN系LEDチップ30を気密封止することも可能である。この蓋は、ガラス、樹脂等により形成することができる。この蓋の表面や内部に蛍光体層を設けることにより白色発光装置を構成することができる。
その他、発光装置100において、GaN系LEDチップ30の表面を透明な樹脂またはガラスで被覆したうえで、パッケージ11のキャビティ内に空隙が残るように、その開口部を塞ぐ透明な蓋を設け、その蓋の表面や内部に蛍光体層を設けることにより白色発光装置を構成することなども可能である。
発光装置100は、パッケージ11上にサブマウント20を接着するステップと、サブマウント20上にGaN系LEDチップ30を接着するステップと、GaN系LEDチップ30の電極(ボンディングパッド33b、34b)とパッケージ電極112とをボンディングワイヤ40で接続するステップとを、この順に実行することにより製造することができる。
他の製造手順として、サブマウント20上にGaN系LEDチップ30を接着するステップと、GaN系LEDチップ30が接着されたサブマウント20をパッケージ11上に接着するステップと、GaN系LEDチップ30の電極とパッケージ電極112とをボンディングワイヤ40で接続するステップとを、この順に実行することもできる。
他の製造手順として、サブマウント20上にGaN系LEDチップ30を接着するステップと、GaN系LEDチップ30が接着されたサブマウント20をパッケージ11上に接着するステップと、GaN系LEDチップ30の電極とパッケージ電極112とをボンディングワイヤ40で接続するステップとを、この順に実行することもできる。
図2は本発明の他の一実施形態に係る発光装置の断面図である。この図に示す発光装置200は、チップオンボード(COB)型ユニットであり、銅ベース121の一部上に一般的な回路基板122が圧着されてなる銅ベース基板12上に、サブマウント20を介して、GaN系LEDチップ30が固定されている。サブマウント20は、透明な板材21と、その裏面21b上に形成された反射膜Rとを有しており、その反射層R側が銅ベース121に接着剤(図示せず)を用いて接着されている。
サブマウント20の透明な板材21と、GaN系LEDチップ30の透明な素子基板31とは、相互間が光学的に結合されるように、透明樹脂、低融点ガラスなどを主成分とする透明な接着剤を用いて、接着されている。GaN系LEDチップ30の電極(ボンディングパッド33b、34b)と回路基板122とは、ボンディングワイヤ40により接続されている。
回路基板122は、ガラスエポキシ基板などの絶縁基板とその上に形成された導体回路、ボンディングパッドなどを有するものであるが、図2ではこれらの図示を省略している。
図2に示す発光装置の出力は、サブマウント20の反射層Rの反射率を、銅ベースの表面の反射率よりも高くすることによって、飛躍的に改善される。
サブマウント20の透明な板材21と、GaN系LEDチップ30の透明な素子基板31とは、相互間が光学的に結合されるように、透明樹脂、低融点ガラスなどを主成分とする透明な接着剤を用いて、接着されている。GaN系LEDチップ30の電極(ボンディングパッド33b、34b)と回路基板122とは、ボンディングワイヤ40により接続されている。
回路基板122は、ガラスエポキシ基板などの絶縁基板とその上に形成された導体回路、ボンディングパッドなどを有するものであるが、図2ではこれらの図示を省略している。
図2に示す発光装置の出力は、サブマウント20の反射層Rの反射率を、銅ベースの表面の反射率よりも高くすることによって、飛躍的に改善される。
図3は、図1および図2に示す発光装置に用いられるサブマウント20の構造例を示す断面図である。サブマウント20において、透明な板材21の素材には、単結晶サファイア基板、単結晶AlN基板、単結晶SiC基板、石英基板、ガラス基板などを用いることができる。板材21の形状およびサイズは、その上に固定するGaN系LEDチップ30のサイズ、個数、配置など、および、実装用部材側の構造を考慮して、適宜、設定することができる。例えば、0.35mm角のLEDチップひとつを実装するためのサブマウントに用いる透明な板材として、0.5mm角〜5mm角の板材を用いることができる。板材21のサイズをLEDチップ30のサイズよりも小さくすると、LEDチップ30の板材21上への固定が難しくなるために、発光装置の生産性が低くなる。板材21の厚さは特に限定されるものではなく、例えば、0.1mm〜1mmとすることができる。
透明な板材21は、好ましくは、そのおもて面21aの表面粗度を、裏面21bの表面粗度よりも大きくする。このようにすると、GaN系LEDチップ30のエピタキシャル膜32内で発生し、透明な素子基板31を通して板材21の内部に伝播した光は、板材21の裏面21bでは反射され易くなり、その逆に、おもて面21aでは反射され難くなる。その結果として、光が板材21のおもて面a側から板材21の外部に放射される確率が高くなる。
好適な実施形態では、透明な板材21のおもて面21aにテクスチャ化加工を施して、その表面粗度を高くしてもよい。好ましくは、テクスチャ化加工によって、該おもて面21aに、深さ0.1μm以上の凹部および/または高さ0.1μm以上の凸部が密に分散した微細構造を形成する。
一例では、被加工面上にポリマー、金属などからなるミクロンオーダーまたはサブミクロンオーダーの粒径を有する微粒子を堆積し、これをマスクとしてドライエッチング加工を行うことにより、被加工面をテクスチャ化する。被加工面とともにマスクもエッチングされる条件を用いることにより、被加工面は錐体状の突起が無数に形成された凹凸面となる。この方法におけるマスクとして、ドライエッチング装置をデポモードで運転することにより被加工面上に堆積する、エッチングガスの成分が重合してなる微粒子を用いることもできる。
他の一例として、フォトリソグラフィ技法やナノインプリント技法を用いてパターニングしたマスクを被加工面上に形成し、その上からエッチングをすることによって、被加工面をテクスチャ化することもできる。この方法に用いるマスク材料、マスクのパターニング方法、エッチング方法の詳細については、公知技術を参照することができる。
機械的なテクスチャ化加工法を採用することもできる。その一例として、粗い砥粒を用いて被加工面を研削する方法や、サンドブラストが挙げられる。
透明な板材21のおもて面21aは、テクスチャ化加工によって、いわゆるモス−アイ構造と呼ばれる微細構造を備えた凹凸面としてもよい。
一例では、被加工面上にポリマー、金属などからなるミクロンオーダーまたはサブミクロンオーダーの粒径を有する微粒子を堆積し、これをマスクとしてドライエッチング加工を行うことにより、被加工面をテクスチャ化する。被加工面とともにマスクもエッチングされる条件を用いることにより、被加工面は錐体状の突起が無数に形成された凹凸面となる。この方法におけるマスクとして、ドライエッチング装置をデポモードで運転することにより被加工面上に堆積する、エッチングガスの成分が重合してなる微粒子を用いることもできる。
他の一例として、フォトリソグラフィ技法やナノインプリント技法を用いてパターニングしたマスクを被加工面上に形成し、その上からエッチングをすることによって、被加工面をテクスチャ化することもできる。この方法に用いるマスク材料、マスクのパターニング方法、エッチング方法の詳細については、公知技術を参照することができる。
機械的なテクスチャ化加工法を採用することもできる。その一例として、粗い砥粒を用いて被加工面を研削する方法や、サンドブラストが挙げられる。
透明な板材21のおもて面21aは、テクスチャ化加工によって、いわゆるモス−アイ構造と呼ばれる微細構造を備えた凹凸面としてもよい。
好適な実施形態では、透明な板材21の裏面21bに平坦化処理を施して、その表面粗度を低くしてもよい。特に、透明な板材21の素材として結晶基板を用いる場合に、この平坦化処理を行うことが好ましい。結晶基板はガラス基板に比べると表面の平坦性が低いからである。
平坦化処理の一例は、平坦化すべき表面をポリッシングにより平坦化する処理である。好ましいポリッシングの方法は、CMP(Chemical Mechanical Polishing)である。
平坦化処理の他の一例は、平坦化すべき基板表面に、平坦化膜として、透明なアモルファス薄膜を形成する処理である。好ましい平坦化膜として、プラズマCVD法により形成される、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、PSG(Phospho Silicate Glass)、BPSG(Boro-Phospho Silicate Glass)などの薄膜が例示される。平坦化膜はスピンオングラス(SOG)で形成することもできる。平坦化膜の表面の平坦性を、ポリッシングによって更に高めることができる。PSG、BPSGなどからなる平坦化膜の表面の平坦性は、リフローによって更に高めることができる。
平坦化膜は、ポリッシングにより平坦化した結晶基板の表面上に、更にその平坦性を高めるために、形成することもできる。
平坦化処理の一例は、平坦化すべき表面をポリッシングにより平坦化する処理である。好ましいポリッシングの方法は、CMP(Chemical Mechanical Polishing)である。
平坦化処理の他の一例は、平坦化すべき基板表面に、平坦化膜として、透明なアモルファス薄膜を形成する処理である。好ましい平坦化膜として、プラズマCVD法により形成される、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、PSG(Phospho Silicate Glass)、BPSG(Boro-Phospho Silicate Glass)などの薄膜が例示される。平坦化膜はスピンオングラス(SOG)で形成することもできる。平坦化膜の表面の平坦性を、ポリッシングによって更に高めることができる。PSG、BPSGなどからなる平坦化膜の表面の平坦性は、リフローによって更に高めることができる。
平坦化膜は、ポリッシングにより平坦化した結晶基板の表面上に、更にその平坦性を高めるために、形成することもできる。
図3の例では、反射膜Rが、板材21の裏面21bに接する側から順に、反射面を与える層である反射層R1と、保護層R2とを有する、多層膜となっている。反射層R1は光反射性の良好な金属である、Al、Ag、白金族元素(好ましくはRh)、Niなどを用いて形成する。反射層R1と板材21との間には、反射膜Rの板材21への密着性を良くするための密着層として、Ni、Ti、Co、Cr、Pt、W、Ti−Wなどからなる薄膜(図示せず)を挟んでもよい。この密着層の膜厚は、好ましくは5nm以下、より好ましくは2nm以下、特に好ましくは1nm以下である。保護層R2は、サブマウント20をパッケージ基板11や銅ベース基板12に固定するのに用いる接着剤と、反射層R1との間で、反応が起こったり、一方の材料が他方に拡散することを防止するための層である。特に、接着剤としてハンダなどのろう材を用いる場合に、この保護層R2を設けることが好ましい。保護層R2は、高融点金属または白金族元素から選ばれる金属の単体または合金の他、Ni、Ti、Co、Cr、Ti−Wなどを用いて形成することができる。また、これらの材料を用いた多層膜とすることもできる。保護層R2の膜厚は100nm以上とすることが好ましい。
反射膜Rは、板材21の裏面21bと接する部分に透明な誘電体膜を含んでいてもよい。この誘電体膜は、単層膜であってもよいし、多層膜であってもよい。いずれの場合も、当該誘電体膜に垂直に入射する、GaN系LEDチップの主発光波長と同じ波長を有する光に対し、選択反射性を示すように、この誘電体膜の設計を行うことが望ましい。このような誘電体膜の設計は、公知の光学薄膜の設計技法を参照して行うことができる。また、板材21とこの誘電体膜との界面で全反射が発生し得るように、この誘電体膜は板材21の主材料よりも屈折率の低い材料で形成することが望ましい。
サブマウント20は、単結晶サファイア、単結晶AlN、単結晶SiC、石英、ガラスなどからなるウェハサイズの透明基板に対し、必要な加工(テクスチャ化加工、平坦化処理、反射膜の形成など)を施すステップと、ダイシング、スクライビング、レーザ加工などといった公知の基板切断技法を用いて、この基板をサブマウントのサイズに切り分けるステップとを、この順に実行することにより、製造することができる。好ましくは、ウェハサイズの基板を切り分けるステップでは、ダイヤモンドなどからなる針を用いて機械的に基板表面にスクライブ線を形成することにより、該基板を破断する方法を用いる。この方法を用いると、熱や光の作用により光吸収性の変質部分が生じることがなく、かつ、破断面の形状が光の透過し易い凹凸面となるために、発光装置の出力を向上させるうえで好ましいサブマウントを得ることができる。
他の手順として、ウェハサイズの透明基板をサブマウントのサイズに切り分けるステップを実行する前に、この基板上にGaN系LEDチップを固定するステップを実行することもできる。
他の手順として、ウェハサイズの透明基板をサブマウントのサイズに切り分けるステップを実行する前に、この基板上にGaN系LEDチップを固定するステップを実行することもできる。
図4は、図1および図2に示す発光装置に用いられるGaN系LEDチップ30の構造例を示す断面図である。GaN系LEDチップ30において、素子基板31はサファイアからなり、その上にはバッファ層(図示せず)を介してGaN系半導体のエピタキシャル膜32が形成されている。エピタキシャル膜32は、素子基板31側から順に、アンドープGaN層321、SiドープGaNからなるn型コンタクト層322、InGaN/GaN交互積層膜からなるMQW構造の活性層323、MgドープAlGaNからなるp型クラッド層324、MgドープGaNからなるp型コンタクト層325を、この順に含んでいる。エピタキシャル膜32の形成には、公知のMOVPE技術を用いることができる。p型コンタクト層325の表面には、オーミック電極としてTCOからなる透明電極33aが形成され、該透明電極33a上の一部に正側のボンディングパッド33bが形成されている。RIEにより部分的に露出させたn型コンタクト層322の表面にも、オーミック電極としてTCOからなる透明電極34aが形成され、その一部上に、負側のボンディングパッド34bが形成されている。透明電極に用いることのできるTCOとしては、ITO(インジウム錫酸化物)、酸化インジウム、酸化錫、IZO(インジウム亜鉛酸化物)、AZO(アルミニウム亜鉛酸化物)、酸化亜鉛、FTO(フッ素ドープ酸化錫)などが例示される。
本発明は、本明細書に明示的に記載した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を損なわない範囲内で、種々の変形が可能である。
100、200 発光装置
11 パッケージ
12 銅ベース基板
20 サブマウント
21 透明な板材
21a おもて面
21b 裏面
R 反射膜
30 GaN系LEDチップ
31 素子基板
32 エピタキシャル膜
40 ボンディングワイヤ
11 パッケージ
12 銅ベース基板
20 サブマウント
21 透明な板材
21a おもて面
21b 裏面
R 反射膜
30 GaN系LEDチップ
31 素子基板
32 エピタキシャル膜
40 ボンディングワイヤ
Claims (6)
- おもて面および裏面を有する透明な板材と、該板材のおもて面上に固定されたGaN系LEDチップと、を含み、
該GaN系LEDチップは、透明な素子基板と、該素子基板上に形成されたGaN系半導体のエピタキシャル膜と、該エピタキシャル膜上に形成された正電極および負電極とを有し、
前記板材と前記素子基板とは、お互いが光学的に結合されるように接着されており、
前記板材の裏面は、1μm×1μmの領域のRMS粗さが2nm以下であり、
該裏面上には反射膜が形成されている、
発光装置。 - おもて面および裏面を有する透明な板材と、該板材のおもて面上に固定されたGaN系LEDチップと、を含み、
該GaN系LEDチップは、透明な素子基板と、該素子基板上に形成されたGaN系半導体のエピタキシャル膜と、該エピタキシャル膜上に形成された正電極および負電極とを有し、
前記板材と前記素子基板とは、お互いが光学的に結合されるように接着されており、
前記板材の裏面は平坦化処理されており、
該裏面上には反射膜が形成されている、
発光装置。 - GaN系LEDチップを固定すべきおもて面と、該おもて面に対向する裏面と、を有する透明な板材を備え、
前記板材の裏面は、1μm×1μmの領域のRMS粗さが2nm以下であり、
該裏面上には反射膜が形成されている、
サブマウント。 - GaN系LEDチップを固定すべきおもて面と、該おもて面に対向する裏面と、を有する透明な板材を備え、
前記板材の裏面は平坦化処理されており、
該裏面上には反射膜が形成されている、
サブマウント。 - ウェハサイズの透明基板の一方の面を平坦化処理するステップと、
前記透明基板の前記平坦化処理した面上に反射膜を形成するステップと、
前記反射膜を形成した前記透明基板をサブマウントのサイズに切り分けるステップと、
を有する、
GaN系LEDチップを固定するためのサブマウントの製造方法。 - ウェハサイズの透明基板の一方の面を平坦化処理するステップと、
前記透明基板の前記平坦化処理した面上に反射膜を形成するステップと、
前記反射膜を形成した前記透明基板をサブマウントのサイズに切り分けるステップと、
前記透明基板の他方の面上にGaN系LEDチップを固定するステップと、
を有し、
前記GaN系LEDチップは、透明な素子基板と、該素子基板上に形成されたGaN系半導体のエピタキシャル膜と、該エピタキシャル膜上に形成された正電極および負電極とを有し、
前記固定するステップでは、前記透明基板と前記素子基板とを、お互いが光学的に結合されるように接着する、
発光装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007296145A JP2009123909A (ja) | 2007-11-14 | 2007-11-14 | 発光装置、発光装置の製造方法、サブマウントおよびサブマウントの製造方法 |
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JP2007296145A JP2009123909A (ja) | 2007-11-14 | 2007-11-14 | 発光装置、発光装置の製造方法、サブマウントおよびサブマウントの製造方法 |
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JP2009123909A true JP2009123909A (ja) | 2009-06-04 |
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ID=40815750
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2007296145A Pending JP2009123909A (ja) | 2007-11-14 | 2007-11-14 | 発光装置、発光装置の製造方法、サブマウントおよびサブマウントの製造方法 |
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Country | Link |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011222743A (ja) * | 2010-04-09 | 2011-11-04 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光装置 |
JP2011222642A (ja) * | 2010-04-07 | 2011-11-04 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光装置 |
US8604500B2 (en) | 2010-03-17 | 2013-12-10 | Lg Innotek Co., Ltd. | Light emitting device and light emitting device package |
JP2020505762A (ja) * | 2017-01-12 | 2020-02-20 | 中国科学院蘇州納米技術与納米▲ファン▼生研究所 | 窒化物半導体発光素子及びその製造方法 |
-
2007
- 2007-11-14 JP JP2007296145A patent/JP2009123909A/ja active Pending
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JP2011222642A (ja) * | 2010-04-07 | 2011-11-04 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光装置 |
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