JP2009152297A - Semiconductor light-emitting device - Google Patents

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Mitsuhiko Sakai
光彦 酒井
Shunji Nakada
俊次 中田
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Rohm Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light-emitting device which is built in a compact package with one chip and can emit light in multiple colors with high luminance. <P>SOLUTION: Disclosed is the semiconductor light-emitting device which includes a substrate 10, a first semiconductor light-emitting element 12 disposed on the substrate 10, a stuck electrode 14 disposed on the first semiconductor light-emitting element 12, and a second semiconductor light-emitting element 16 disposed on the stuck electrode 14, wherein the substrate 10 is transparent to a light emission wavelength. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体発光装置に関し、特に、多色発光可能な半導体発光装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor light emitting device, and more particularly to a semiconductor light emitting device capable of emitting multicolor light.

複数の異なる色の光を発光することのできる発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)などの多波長半導体発光素子が開発されている。   Multi-wavelength semiconductor light emitting devices such as light emitting diodes (LEDs) capable of emitting a plurality of different colors of light have been developed.

例えば、1つの半導体基板上に異なる半導体材料により発光層形成部が少なくとも2個形成される1チップ型の半導体発光素子の製法に関しては、既に開示されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1の半導体発光素子においては、少なくとも2個形成される発光層形成部の一方は、AlGaInPの4元系化合物半導体層で形成され、他方はGaPからなる化合物半導体層で形成されている。   For example, a manufacturing method of a one-chip type semiconductor light emitting element in which at least two light emitting layer forming portions are formed of different semiconductor materials on one semiconductor substrate has already been disclosed (for example, refer to Patent Document 1). In the semiconductor light emitting device of Patent Document 1, one of at least two light emitting layer forming portions is formed of an AlGaInP quaternary compound semiconductor layer, and the other is formed of a compound semiconductor layer made of GaP.

一方、例えば、一つの基板上に2波長の発光素子を実現して、白色または多様な混合色を形成できかつ、簡単な工程で製作することのできる白色発光ダイオード及びその製造方法についても、既に開示されている(例えば、特許文献2参照。)。特許文献2の白色発光ダイオードにおいては、第1の発光部を構成する活性層は、AlGaInPの4元系化合物半導体層で形成され、第2の発光部を構成する活性層は、II―VI族の化合物半導体層で形成されている。結果として、基板上に635〜780nmの波長領域を有するIII−V族の化合物半導体と、450〜550nmの波長領域を有するII―VI族の化合物半導体とを成長させることで、白色及び多様な可視光領域の波長帯を実現している。   On the other hand, for example, a white light emitting diode that can form a white or various mixed colors by realizing a light emitting element of two wavelengths on one substrate and can be manufactured by a simple process and a manufacturing method thereof have already been disclosed. (For example, refer to Patent Document 2). In the white light emitting diode of Patent Document 2, the active layer constituting the first light emitting part is formed of an AlGaInP quaternary compound semiconductor layer, and the active layer constituting the second light emitting part is a II-VI group. The compound semiconductor layer is formed. As a result, by growing a III-V compound semiconductor having a wavelength region of 635 to 780 nm and a II-VI compound semiconductor having a wavelength region of 450 to 550 nm on a substrate, white and various visible colors can be obtained. A wavelength band in the optical region is realized.

さらに、例えば、InAlGaNが積層されてなる窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、特に1チップで多色発光可能にできる発光素子についても、既に開示されている(例えば、特許文献3参照。)。特許文献3の発光素子においては、InAlGaNからなる活性層にドーピングを実施することによって、多色発光を実現している。   Furthermore, for example, a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device in which InAlGaN is laminated, in particular, a light-emitting device that can emit multicolor light with one chip has already been disclosed (see, for example, Patent Document 3). In the light emitting device of Patent Document 3, multicolor light emission is realized by doping an active layer made of InAlGaN.

従来は2色以上の発光には、エピタキシャル成長を2回行うか、1度のエピタキシャル成長で発光波長の違う活性層を作りこむ必要があった。   Conventionally, for light emission of two or more colors, it is necessary to perform epitaxial growth twice or to form active layers having different emission wavelengths by one epitaxial growth.

図16(a)は、第1の半導体発光素子12と第2の半導体発光素子16を形成する際、エピタキシャル成長を2回行うことによって、発光波長の違う活性層を作りこむ従来構造例を模式的に示し、図16(b)は、第1の半導体発光素子12と第2の半導体発光素子16を形成する際、連続したエピタキシャル成長を行い、1度のエピタキシャル成長で発光波長の違う活性層を作りこむ従来構造例を模式的に示す。   FIG. 16A schematically shows an example of a conventional structure in which active layers having different emission wavelengths are formed by performing epitaxial growth twice when forming the first semiconductor light emitting device 12 and the second semiconductor light emitting device 16. FIG. 16B shows that when the first semiconductor light emitting element 12 and the second semiconductor light emitting element 16 are formed, continuous epitaxial growth is performed, and active layers having different emission wavelengths are formed by one epitaxial growth. An example of a conventional structure is schematically shown.

しかしながら、青色〜緑色発光のLEDは窒化ガリウム系半導体材料で形成し、黄緑色〜赤色発光のLEDはInGaAlP系半導体材料で形成する必要があり、材料系が違うため、高効率なエピタキシャル成長層を使うことが難しかった。
特許第3817323号 特開2002−43624号公報 特許番号第2910023号
However, blue to green light emitting LEDs must be formed of gallium nitride semiconductor materials, and yellow green to red light emitting LEDs must be formed of InGaAlP semiconductor materials. It was difficult.
Japanese Patent No. 3817323 JP 2002-43624 A Patent No. 2910023

本発明の目的は、1チップで小型パッケージに組み込まれ、高輝度、多色発光可能な半導体発光装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device that can be incorporated into a small package with one chip and can emit light with high luminance and multicolor.

上記目的を達成するための本発明の一態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第1の半導体発光素子と、前記第1の半導体発光素子上に配置された貼り付け電極と、前記貼り付け電極上に配置された第2の半導体発光素子とを備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置が提供される。   According to one aspect of the present invention for achieving the above object, a substrate, a first semiconductor light emitting element disposed on the substrate, and an adhesive electrode disposed on the first semiconductor light emitting element, There is provided a semiconductor light emitting device comprising: a second semiconductor light emitting element disposed on the pasted electrode, wherein the substrate is transparent with respect to an emission wavelength.

本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第1の半導体発光素子と、前記基板上に、前記第1の半導体発光素子に隣接して配置された貼り付け電極と、前記貼り付け
電極上に配置された第2の半導体発光素子とを備えることを特徴とする半導体発光装置が提供される。
According to another aspect of the present invention, a substrate, a first semiconductor light emitting element disposed on the substrate, and a bonded electrode disposed on the substrate adjacent to the first semiconductor light emitting element. And a second semiconductor light emitting element disposed on the pasted electrode. A semiconductor light emitting device is provided.

本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第1の半導体発光素子と、前記基板上に、前記第1の半導体発光素子に隣接して配置された第2の半導体発光素子と、前記第1の半導体発光素子上に配置された第1の貼り付け電極と、前記第2の半導体発光素子上に配置された第2の貼り付け電極と、前記第1および第2の貼り付け電極上に配置された第3の貼り付け電極と、前記第3の貼り付け電極上に配置された第3の半導体発光素子とを備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置が提供される。   According to another aspect of the present invention, a substrate, a first semiconductor light emitting element disposed on the substrate, and a second semiconductor element disposed on the substrate adjacent to the first semiconductor light emitting element. A semiconductor light emitting element; a first affixing electrode disposed on the first semiconductor light emitting element; a second affixing electrode disposed on the second semiconductor light emitting element; And a third semiconductor light emitting element disposed on the third adhesive electrode, wherein the substrate is transparent to the emission wavelength. A semiconductor light emitting device is provided.

本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第1の半導体発光素子と、前記第1の半導体発光素子上に配置された貼り付け電極と、前記貼り付け電極上に配置された第2の半導体発光素子と、前記貼り付け電極上に、前記第2の半導体発光素子に隣接して配置された第3の半導体発光素子とを備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置が提供される。   According to another aspect of the present invention, a substrate, a first semiconductor light emitting device disposed on the substrate, a pasted electrode disposed on the first semiconductor light emitting device, and the pasted electrode And a third semiconductor light emitting element disposed adjacent to the second semiconductor light emitting element on the pasted electrode, and the substrate is adapted to emit light at a wavelength corresponding to the emission wavelength. And a semiconductor light emitting device characterized by being transparent.

本発明の実施の形態に係る半導体発光装置においては、窒化ガリウム系のLEDとInGaAlP系のLEDを貼り合わせて、2色以上のLEDを実現することができる。   In the semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention, a gallium nitride-based LED and an InGaAlP-based LED can be bonded to realize an LED of two or more colors.

下側のLEDは貼り付けをした貼り付け電極部で光がさえぎられるため、横方向から光を取り出す必要があるため下側は透明な基板にすることで、基板の横方向から光を取り出すことができる。なお、貼り付け電極部分を減らすことによって、下側のLED(例えば青色LED)の光を上側に取り出すことも可能である。   Since the LED on the lower side is blocked by the pasted electrode part, the light needs to be taken out from the lateral direction, so the lower side must be made a transparent substrate, and the light can be taken out from the lateral direction of the substrate. Can do. In addition, it is also possible to take out the light of lower LED (for example, blue LED) to the upper side by reducing a sticking electrode part.

本発明によれば、1チップで小型パッケージに組み込まれ、高効率のLEDを使うことで輝度が向上し、多色発光可能な半導体発光装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor light emitting device that can be incorporated into a small package with a single chip and can improve multi-color light emission by using a highly efficient LED.

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and different from the actual ones. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。   Further, the embodiment described below exemplifies an apparatus and a method for embodying the technical idea of the present invention. The technical idea of the present invention is the arrangement of each component as described below. It is not something specific. The technical idea of the present invention can be variously modified within the scope of the claims.

以下の本発明の実施の形態に係る半導体発光装置において、「透明」とは、透過率が約50%以上であるものと定義する。「透明」とは、本発明の実施の形態に係る半導体発光装置において、可視光線に対して、無色透明という意味で使用する。可視光線は波長約360nm〜830nm程度、エネルギー約3.4eV〜1.5eV程度に相当し、この領域で吸収および反射,散乱を起こさなければ、透明である。   In the semiconductor light emitting device according to the following embodiments of the present invention, “transparent” is defined as having a transmittance of about 50% or more. The term “transparent” is used to mean colorless and transparent with respect to visible light in the semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention. Visible light corresponds to a wavelength of about 360 nm to 830 nm and an energy of about 3.4 eV to 1.5 eV, and is transparent unless absorption, reflection, or scattering occurs in this region.

透明性はバンドギャップEgとプラズマ周波数ωpによって決定される。バンドギャップEgが約3.4eV以上である場合、可視光線では電子のバンド間遷移が起こらないため、可視光線を吸収せずに透過する。一方、プラズマ周波数ωpよりも低エネルギーの光は、プラズマ内部に進入できないため、プラズマとみなせるキャリアによって、反射される。プラズマ周波数ωpは、キャリア密度をn、電荷をq、誘電率をε、有効質量をm*とすると、ωp=(nq2/εm*1/2で表され、キャリア密度の関数である。 Transparency is determined by the band gap E g and the plasma frequency ω p . When the band gap E g is about 3.4 eV or more, the visible light does not absorb the visible light because the transition between the electrons does not occur in the visible light. On the other hand, light having energy lower than the plasma frequency ω p cannot enter the plasma and is reflected by carriers that can be regarded as plasma. The plasma frequency ω p is expressed as ω p = (nq 2 / εm * ) 1/2 where n is the carrier density, q is the charge, ε is the dielectric constant, and m * is the effective mass, and is a function of the carrier density. is there.

[第1の実施の形態]
(素子構造)
本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置は、図1(a)に示すように、基板10と、基板10上に配置された第1の半導体発光素子12と、第1の半導体発光素子12上に配置された貼り付け電極14と、貼り付け電極14上に配置された第2の半導体発光素子16とを備える。基板10は発光波長に対して透明である。ここで、基板10は、例えばサファイア、GaPなどで構成することができる。
[First embodiment]
(Element structure)
As shown in FIG. 1A, the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention includes a substrate 10, a first semiconductor light emitting element 12 disposed on the substrate 10, and a first semiconductor. A pasting electrode 14 disposed on the light emitting element 12 and a second semiconductor light emitting element 16 disposed on the pasting electrode 14 are provided. The substrate 10 is transparent with respect to the emission wavelength. Here, the substrate 10 can be made of, for example, sapphire or GaP.

図1(a)に示すように、第1の半導体発光素子12上に、貼り付け電極14に隣接して配置された電極18をさらに備え、第1の半導体発光素子12上に、電極4を備えていても良い。   As shown in FIG. 1A, an electrode 18 disposed adjacent to the pasted electrode 14 is further provided on the first semiconductor light emitting element 12, and the electrode 4 is provided on the first semiconductor light emitting element 12. You may have.

貼り付け電極14と電極18が、第1の半導体発光素子12のアノード若しくはカソード電極を構成し、電極4と貼り付け電極14が、第2の半導体発光素子16のアノード若しくはカソード電極を構成する。貼り付け電極14が共通アノード電極若しくはカソード電極となる。   The pasted electrode 14 and the electrode 18 constitute an anode or cathode electrode of the first semiconductor light emitting element 12, and the electrode 4 and the pasted electrode 14 constitute an anode or cathode electrode of the second semiconductor light emitting element 16. The pasted electrode 14 becomes a common anode electrode or a cathode electrode.

また、第1の半導体発光素子12および第2の半導体発光素子16は、発光ピークの波長が1波長、若しくは2波長の半導体発光素子であっても良い。   Further, the first semiconductor light emitting element 12 and the second semiconductor light emitting element 16 may be semiconductor light emitting elements having an emission peak wavelength of one wavelength or two wavelengths.

本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置においては、例えば第1の半導体発光素子12として、窒化ガリウム系のLEDを適用し、第2の半導体発光素子16として、InGaAlP系のLEDを適用し、貼り付け電極14で互いに貼り合わせて、2色以上のLEDを実現することができる。下側のLED1は貼り付けをした貼り付け電極14の部分で光がさえぎられるため、横方向から光を取り出す必要がある。このため下側は透明な基板10にすることで、基板10の横方向から光を取り出すことができる。   In the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, for example, a gallium nitride LED is applied as the first semiconductor light emitting element 12, and an InGaAlP LED is used as the second semiconductor light emitting element 16. It can be applied and pasted together with the pasting electrode 14 to realize LEDs of two or more colors. Since the lower LED 1 is blocked at the portion of the pasted electrode 14 that has been pasted, it is necessary to extract the light from the lateral direction. For this reason, when the lower side is the transparent substrate 10, light can be extracted from the lateral direction of the substrate 10.

なお、後述する図1(b)と同様に、基板10上に配置された透明電極8をさらに備えていても良い。透明電極8の材料としては、ZnO、ITOなどを適用することができる。   In addition, you may further provide the transparent electrode 8 arrange | positioned on the board | substrate 10 similarly to FIG.1 (b) mentioned later. As a material of the transparent electrode 8, ZnO, ITO, or the like can be applied.

なお、貼り付け電極14の部分を減らすことによって、下側のLED1(例えば青色LED)の光を上側に取り出すことも可能である。   In addition, it is also possible to take out the light of lower LED1 (for example, blue LED) to upper side by reducing the part of the bonding electrode 14. FIG.

(変形例1)
本発明の第1の実施の形態の変形例1に係る半導体発光装置は、図1(b)に示すように、基板10と、基板10上に配置された第1の半導体発光素子12と、第1の半導体発光素子12上に配置された貼り付け電極14と、貼り付け電極14上に配置された第2の半導体発光素子16とを備える。基板10は発光波長に対して透明である。基板10は、例えばサファイア、GaPなどで構成することができる。
(Modification 1)
As shown in FIG. 1B, the semiconductor light emitting device according to the first modification of the first embodiment of the present invention includes a substrate 10, a first semiconductor light emitting element 12 disposed on the substrate 10, A pasting electrode 14 disposed on the first semiconductor light emitting element 12 and a second semiconductor light emitting element 16 disposed on the pasting electrode 14 are provided. The substrate 10 is transparent with respect to the emission wavelength. The substrate 10 can be made of sapphire, GaP, or the like, for example.

第2の半導体発光素子16上に、電極4を備え、基板10上に配置された透明電極8をさらに備えていても良い。   An electrode 4 may be provided on the second semiconductor light emitting element 16, and a transparent electrode 8 disposed on the substrate 10 may be further provided.

本発明の第1の実施の形態の変形例1に係る半導体発光装置においては、例えば第1の半導体発光素子12として、窒化ガリウム系のLEDを適用し、第2の半導体発光素子16として、InGaAlP系のLEDを適用し、貼り付け電極14で互いに貼り合わせて、2色以上のLEDを実現することができる。下側のLED1は貼り付けをした貼り付け電極14の部分で光がさえぎられるため、横方向から光を取り出す必要があるため下側は透明な基板10にすることで、基板10の横方向から光を取り出すことができる。   In the semiconductor light emitting device according to the first modification of the first embodiment of the present invention, for example, a gallium nitride LED is applied as the first semiconductor light emitting element 12, and the InGaAlP is used as the second semiconductor light emitting element 16. System LEDs can be applied and pasted together with the pasting electrode 14 to realize two or more colors of LEDs. Since the lower LED 1 is blocked by the portion of the pasted electrode 14 that is pasted, it is necessary to take out light from the lateral direction. Light can be extracted.

貼り付け電極14と透明電極8が、第1の半導体発光素子12のアノード若しくはカソード電極を構成し、電極4と貼り付け電極14が、第2の半導体発光素子16のアノード若しくはカソード電極を構成する。貼り付け電極14が共通アノード電極若しくはカソード電極となる。   The pasted electrode 14 and the transparent electrode 8 constitute an anode or cathode electrode of the first semiconductor light emitting element 12, and the electrode 4 and the pasted electrode 14 constitute an anode or cathode electrode of the second semiconductor light emitting element 16. . The pasted electrode 14 becomes a common anode electrode or a cathode electrode.

また、第1の半導体発光素子12および第2の半導体発光素子16は、発光ピークの波長が1波長、若しくは2波長の半導体発光素子であっても良い。   Further, the first semiconductor light emitting element 12 and the second semiconductor light emitting element 16 may be semiconductor light emitting elements having an emission peak wavelength of one wavelength or two wavelengths.

(変形例2)
本発明の第1の実施の形態の変形例2に係る半導体発光装置は、図1(c)に示すように、基板10と、基板10上に配置された第1の半導体発光素子12と、基板10上に、第1の半導体発光素子12に隣接して配置された貼り付け電極14と、貼り付け電極14上に配置された第2の半導体発光素子16とを備える。ここで、基板10は、例えばサファイア、GaP、GaAs、SiCなどで構成することができる。
(Modification 2)
As shown in FIG. 1C, the semiconductor light emitting device according to the second modification of the first embodiment of the present invention includes a substrate 10, a first semiconductor light emitting element 12 disposed on the substrate 10, An adhesive electrode 14 disposed adjacent to the first semiconductor light emitting element 12 and a second semiconductor light emitting element 16 disposed on the adhesive electrode 14 are provided on the substrate 10. Here, the substrate 10 can be composed of, for example, sapphire, GaP, GaAs, SiC, or the like.

基板10は発光波長に対して透明であっても良い。この場合、基板10は、例えばサファイア、GaPなどで構成することができる。   The substrate 10 may be transparent to the emission wavelength. In this case, the substrate 10 can be composed of, for example, sapphire or GaP.

図1(c)に示すように、第1の半導体発光素子12上に配置された電極18と、第2の半導体発光素子16上に配置された電極4と、基板10上に配置された電極2をさらに備えていても良い。   As shown in FIG. 1 (c), the electrode 18 disposed on the first semiconductor light emitting element 12, the electrode 4 disposed on the second semiconductor light emitting element 16, and the electrode disposed on the substrate 10. 2 may be further provided.

貼り付け電極14と電極4が、第2の半導体発光素子16のアノード若しくはカソード電極を構成し、電極18と電極2が、第1の半導体発光素子12のアノード若しくはカソード電極を構成する。貼り付け電極14が共通アノード電極若しくはカソード電極となる。   The pasted electrode 14 and the electrode 4 constitute an anode or cathode electrode of the second semiconductor light emitting element 16, and the electrode 18 and the electrode 2 constitute an anode or cathode electrode of the first semiconductor light emitting element 12. The pasted electrode 14 becomes a common anode electrode or a cathode electrode.

また、第1の半導体発光素子12および第2の半導体発光素子16は、発光ピークの波長が1波長、若しくは2波長の半導体発光素子であっても良い。   Further, the first semiconductor light emitting element 12 and the second semiconductor light emitting element 16 may be semiconductor light emitting elements having an emission peak wavelength of one wavelength or two wavelengths.

本発明の第1の実施の形態の変形例2に係る半導体発光装置においては、例えば第1の半導体発光素子12として、窒化ガリウム系のLEDを適用し、第2の半導体発光素子16として、InGaAlP系のLEDを適用し、貼り付け電極14で互いに貼り合わせて、2色以上のLEDを実現することができる。第1の半導体発光素子12および第2の半導体発光素子16は、いずれも上側から光をとりだすことができる。尚、第1の半導体発光素子12は、透明な基板10を用いることで、光を下側から取り出すこともできる。   In the semiconductor light emitting device according to the second modification of the first embodiment of the present invention, for example, a gallium nitride LED is applied as the first semiconductor light emitting element 12, and the InGaAlP is used as the second semiconductor light emitting element 16. System LEDs can be applied and pasted together with the pasting electrode 14 to realize two or more colors of LEDs. Both the first semiconductor light emitting device 12 and the second semiconductor light emitting device 16 can extract light from above. In addition, the 1st semiconductor light-emitting device 12 can also take out light from lower side by using the transparent board | substrate 10. FIG.

図3は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される第1の半導体発光素子12の構成例であって、サファイア基板10上に青色LEDを形成した模式的断面構造図を示す。図3に示すように、第1の半導体発光素子12上には、例えば金(Au)層からなる貼り付け電極14が配置されている。 FIG. 3 is a configuration example of the first semiconductor light emitting element 12 applied to the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, and a schematic cross-sectional structure in which a blue LED is formed on the sapphire substrate 10. The figure is shown. As shown in FIG. 3, an adhesive electrode 14 made of, for example, a gold (Au) layer is disposed on the first semiconductor light emitting element 12.

また、図4は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される第2の半導体発光素子16の例であって、GaAs基板上に赤色LEDを形成した模式的断面構造図を示す。すなわち、本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される第2の半導体発光素子16は、図4に示すように、GaAs基板22と、GaAs基板22上に配置されたGaP層24と、GaP層24上に配置されたAlInPからなるn型クラッド層26と、n型クラッド層26上に配置された活性層28と、活性層28上に配置されたAlInPからなるp型クラッド層30と、p型クラッド層30上に配置されたGaP層32と、GaP層32上に配置され, 例えば金(Au)層からなる貼り付け電極34とを備える。 FIG. 4 is an example of the second semiconductor light emitting element 16 applied to the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, and is a schematic cross-sectional structure in which a red LED is formed on a GaAs substrate. The figure is shown. That is, the second semiconductor light emitting element 16 applied to the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention includes a GaAs substrate 22 and a GaP disposed on the GaAs substrate 22 as shown in FIG. A layer 24, an n-type cladding layer 26 made of AlInP arranged on the GaP layer 24, an active layer 28 arranged on the n-type cladding layer 26, and a p-type made of AlInP arranged on the active layer 28. The clad layer 30, a GaP layer 32 disposed on the p-type clad layer 30, and a bonding electrode 34 disposed on the GaP layer 32 and made of, for example, a gold (Au) layer are provided.

図5は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置であって、図3に示した青色LEDと図4に示した赤色LEDを貼り付け技術によって、貼り付けた構成の模式的断面構造図を示す。 FIG. 5 is a schematic diagram of a semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, in which the blue LED shown in FIG. 3 and the red LED shown in FIG. A cross-sectional structure diagram is shown.

貼り付け電極14と34の貼り付けの条件は、例えば、約150℃〜700℃、望ましくは200℃〜400℃であり、熱圧着の圧力は、例えば、約0.1Pa〜10Pa程度であり、望ましくは、約0.1Pa〜1.0Pa程度である。上記の例では、Au層―Au層間を張り合わせる例を示したが、Au層―Sn層間を張り合わせても良い。結果として、図5に示すように、貼り付け電極14と34が熱圧着によって貼り付けられて、共通のアノード電極48が形成される。   The bonding conditions of the bonding electrodes 14 and 34 are, for example, about 150 ° C. to 700 ° C., desirably 200 ° C. to 400 ° C., and the pressure of thermocompression bonding is, for example, about 0.1 Pa to 10 Pa, Desirably, the pressure is about 0.1 Pa to 1.0 Pa. In the above example, an example in which the Au layer and the Au layer are bonded together is shown, but the Au layer and the Sn layer may be bonded together. As a result, as shown in FIG. 5, the pasting electrodes 14 and 34 are pasted by thermocompression bonding to form a common anode electrode 48.

図6は、図5において、貼り付け技術によって接続された部分の詳細な拡大された模式的断面構造図を示す。図6に示すように、第1の半導体発光素子12のアノード側近傍は、GaN層からなるp型半導体層44と、p型半導体層44上に配置された透明電極38と、透明電極38上に配置された反射層36と、反射層36上に配置された貼り付け電極14を備える。   FIG. 6 is a detailed enlarged schematic cross-sectional structure diagram of parts connected by the attaching technique in FIG. As shown in FIG. 6, in the vicinity of the anode side of the first semiconductor light emitting element 12, a p-type semiconductor layer 44 made of a GaN layer, a transparent electrode 38 disposed on the p-type semiconductor layer 44, and the transparent electrode 38 And a pasting electrode 14 disposed on the reflective layer 36.

透明電極38は、例えば厚さ約0.1μm〜10μm程度のZnO膜で形成する。さらに、望ましくは、透明電極3は、約1μm程度のZnO膜で形成すると良い。   The transparent electrode 38 is formed of, for example, a ZnO film having a thickness of about 0.1 μm to 10 μm. Further, desirably, the transparent electrode 3 is formed of a ZnO film having a thickness of about 1 μm.

反射層36はλ/4n1とλ/4n2の積層構造(n1,n2は積層する層の屈折率)を有する反射積層膜(DBR:Distributed Bragg Reflector)で構成することができる。積層構造に用いる材料としては、例えばλ=450nmの青色光に対して、ZrO2(n=2.12)とSiO2(n=1.46)からなる積層構造を用いることができる。この場合の各層の厚さは、ZrO2を、例えば約53nm、SiO2を、例えば約77nmとしている。積層構造を形成するための他の材料としては、TiO2,Al23などを用いることもできる。さらにまた、積層構造を形成するための他の材料としては、アルミニウム(Al)、銀(Ag)を用いることができる。 The reflective layer 36 can be formed of a reflective laminated film (DBR: Distributed Bragg Reflector) having a laminated structure of λ / 4n 1 and λ / 4n 2 (n 1 and n 2 are refractive indexes of the laminated layers). As a material used for the laminated structure, for example, a laminated structure made of ZrO 2 (n = 2.12) and SiO 2 (n = 1.46) can be used for blue light with λ = 450 nm. In this case, the thickness of each layer is, for example, about 53 nm for ZrO 2 and about 77 nm for SiO 2 . As another material for forming the laminated structure, TiO 2 , Al 2 O 3 or the like can be used. Furthermore, aluminum (Al) or silver (Ag) can be used as another material for forming the stacked structure.

図7は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置の具体的な構成例であって、青色LEDと赤色LEDを貼り付けて、2色発光の半導体発光素子を形成した模式的断面構造図を示す。   FIG. 7 is a specific configuration example of the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, in which a blue LED and a red LED are attached to form a two-color light emitting semiconductor light emitting element. A cross-sectional structure diagram is shown.

図5の貼り付け構造において、さらにGaAs基板22を除去後、図7(a)に示すように、カソード電極50、46形成して、本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置を完成する。 In the pasting structure of FIG. 5, after further removing the GaAs substrate 22, as shown in FIG. 7A, cathode electrodes 50 and 46 are formed, and the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention is formed. Complete.

図7(b)は、図7(a)の回路構成を示しており、共通アノードAに対して、カソードK1、K2が分離され、アノードコモン構成の半導体発光装置が構成されている。 FIG. 7B shows the circuit configuration of FIG. 7A, in which the cathodes K1 and K2 are separated from the common anode A to constitute a semiconductor light emitting device having an anode common configuration.

図8は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置の具体的な別の構成例であって、青色LEDと赤色LEDを貼り付けて、2色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図を示す。図4の構成において、GaP層32を省略した構造を貼り合せた構造に対応し、図7の構成に比べ、積層構造を簡略化している。その他の構成部分は図7と重複するため、説明は省略する。   FIG. 8 shows another specific configuration example of the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, in which a blue LED and a red LED are attached to form a two-color light emitting semiconductor light emitting device. A schematic cross-sectional structure diagram is shown. 4 corresponds to a structure in which a structure in which the GaP layer 32 is omitted is bonded, and the stacked structure is simplified as compared with the structure in FIG. The other components are the same as those in FIG.

(具体的構成例)
―赤色LED―
本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な赤色LEDは、図9に示すように、GaAs基板100と、GaAs基板100上に配置されたGaAsバッファ層120と、GaAsバッファ層120上に配置されたAlInP/(AlGa)InPの積層構造からなる反射積層膜(DBR)140と、反射積層膜140上に配置され,例えばAlInPからなるn型クラッド層160と、n型クラッド層160上に配置され,例えば(AlxGa1-x)0.5In0.5Pウェル層と(AlyGa1-y)0.5In0.5Pバリア層(0≦x<y<1)の多重量子井戸構造の活性層180と、活性層180上に配置され,例えばAlInPからなるp型クラッド層200と、p型クラッド層200上に配置されたInGaAlP層220と、InGaAlP層220上に配置されたGaPウィンドウ層240と、GaPウィンドウ層240上に配置され,エッチングストップ層となる(AlGa)InP層260と、(AlGa)InP層260上に配置されたGaAs層280とを備える。第1のエピタキシャル成長層300は、連続した結晶成長によって形成される。
(Specific configuration example)
-Red LED-
As shown in FIG. 9, the red LED applicable to the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention includes a GaAs substrate 100, a GaAs buffer layer 120 disposed on the GaAs substrate 100, and a GaAs buffer. A reflective laminated film (DBR) 140 having a laminated structure of AlInP / (AlGa) InP disposed on the layer 120, an n-type cladding layer 160 made of, for example, AlInP, disposed on the reflective laminated film 140, and an n-type cladding. For example, a multiple quantum well of (Al x Ga 1-x ) 0.5 In 0.5 P well layer and (Al y Ga 1-y ) 0.5 In 0.5 P barrier layer (0 ≦ x <y <1) disposed on the layer 160 An active layer 180 having a structure, a p-type cladding layer 200 made of, for example, AlInP, an InGaAlP layer 220 disposed on the p-type cladding layer 200, and In The GaP window layer 240 disposed on the aAlP layer 220, the (AlGa) InP layer 260 disposed on the GaP window layer 240 and serving as an etching stop layer, and the GaAs layer 280 disposed on the (AlGa) InP layer 260 With. The first epitaxial growth layer 300 is formed by continuous crystal growth.

―黄緑色LED―
本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な黄緑色LEDは、図10に示すように、GaAs基板100と、GaAs基板100上に配置されたGaAsバッファ層120と、GaAsバッファ層120上に配置されたAlInP/(AlGa)InPの積層構造からなる反射積層膜150と、反射積層膜150上に配置され,例えばAlInPからなるn型クラッド層170と、n型クラッド層170上に配置され,例えば(AlxGa1-x)0.5In0.5Pウェル層と(AlyGa1-y)0.5In0.5Pバリア層(0≦x<y<1)の多重量子井戸構造の活性層190と、活性層190上に配置され,例えばAlInPからなるp型クラッド層210と、p型クラッド層210上に配置されたInGaAlP層230と、InGaAlP層230上に配置されたGaPウィンドウ層250と、GaPウィンドウ層250上に配置され,エッチングストップ層となる(AlGa)InP層270と、(AlGa)InP層270上に配置されたGaAs層290とを備える。第2のエピタキシャル成長層320も、連続した結晶成長によって形成される。
―Yellow green LED―
As shown in FIG. 10, a yellow-green LED applicable to the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention includes a GaAs substrate 100, a GaAs buffer layer 120 disposed on the GaAs substrate 100, GaAs A reflective laminated film 150 having an AlInP / (AlGa) InP laminated structure disposed on the buffer layer 120, an n-type cladding layer 170 made of, for example, AlInP, and an n-type cladding layer 170 disposed on the reflective laminated film 150. For example, a multiple quantum well structure of (Al x Ga 1-x ) 0.5 In 0.5 P well layer and (Al y Ga 1-y ) 0.5 In 0.5 P barrier layer (0 ≦ x <y <1) An active layer 190, a p-type cladding layer 210 made of, for example, AlInP, an InGaAlP layer 230 disposed on the p-type cladding layer 210, and an InGaA GaP window layer 250 disposed on P layer 230, (AlGa) InP layer 270 disposed on GaP window layer 250 and serving as an etching stop layer, and GaAs layer 290 disposed on (AlGa) InP layer 270 With. The second epitaxial growth layer 320 is also formed by continuous crystal growth.

―青色LED―
本発明の本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色LEDは、図11(a)に示すように、基板10と、基板10上に配置されたバッファ層39と、バッファ層39配置され、n型不純物が不純物添加されたn型半導体層40と、n型半導体層40上に配置され、n型半導体層40より低い濃度でn型不純物が不純物添加されたブロック層41と、ブロック層41上に配置された活性層42と、活性層42上に配置されたp型半導体層44と、p型半導体層44上に配置された酸化物電極45とを備える。
―Blue LED―
The blue LED applicable to the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention includes a substrate 10 and a buffer layer 39 disposed on the substrate 10 as shown in FIG. The buffer layer 39 is disposed, the n-type semiconductor layer 40 is doped with n-type impurities, and the block is disposed on the n-type semiconductor layer 40 and doped with the n-type impurities at a lower concentration than the n-type semiconductor layer 40. A layer 41; an active layer 42 disposed on the block layer 41; a p-type semiconductor layer 44 disposed on the active layer 42; and an oxide electrode 45 disposed on the p-type semiconductor layer 44.

活性層42は、図11(b)に示すように、バリア層311〜31n、310とそのバリア層311〜31n、310よりバンドギャップが小さい井戸層321〜32nが交互に配置された積層構造を有する。以下において、活性層42に含まれる第1バリア層311〜第nバリア層31nを総称して「バリア層」という。また、活性層42に含まれるすべての井戸層321〜32nを総称して「井戸層」という。   As shown in FIG. 11B, the active layer 42 has a laminated structure in which barrier layers 311 to 31n and 310 and well layers 321 to 32n having a smaller band gap than the barrier layers 311 to 31n and 310 are alternately arranged. Have. Hereinafter, the first barrier layer 311 to the n-th barrier layer 31n included in the active layer 42 are collectively referred to as “barrier layers”. Further, all the well layers 321 to 32n included in the active layer 42 are collectively referred to as “well layers”.

上記の積層構造の最上層の最終バリア層310の膜厚は、その最終バリア層310以外の積層構造に含まれる他のバリア層(第1バリア層311〜第nバリア層31n)の厚さより厚く形成されていてもよい。   The film thickness of the final barrier layer 310 in the uppermost layer of the stacked structure is larger than the thicknesses of the other barrier layers (the first barrier layer 311 to the nth barrier layer 31n) included in the stacked structure other than the final barrier layer 310. It may be formed.

図11に示した半導体発光素子では、最終バリア層310のp型ドーパンドの濃度が、p型半導体層44に接する最終バリア層310の第1主面から最終バリア層310の膜厚方向に沿って漸減し、第1主面に対向する第2主面においてp型ドーパンドが存在しない。   In the semiconductor light emitting device shown in FIG. 11, the concentration of the p-type dopant in the final barrier layer 310 extends from the first main surface of the final barrier layer 310 in contact with the p-type semiconductor layer 44 along the film thickness direction of the final barrier layer 310. There is no p-type dopant on the second main surface that gradually decreases and faces the first main surface.

基板10には、例えば、c面(0001),0.25°オフのサファイア基板などが採用可能である。n型半導体層40、活性層42及びp型半導体層44はそれぞれIII族窒化物系半導体からなり、基板10上にバッファ層39、n型半導体層40、ブロック層41、活性層42及びp型半導体層44が順次積層される。   As the substrate 10, for example, a c-plane (0001), 0.25 ° off sapphire substrate or the like can be used. The n-type semiconductor layer 40, the active layer 42, and the p-type semiconductor layer 44 are each made of a group III nitride semiconductor, and the buffer layer 39, the n-type semiconductor layer 40, the block layer 41, the active layer 42, and the p-type are formed on the substrate 10. Semiconductor layers 44 are sequentially stacked.

p型半導体層44は、図11(a)に示すように、活性層42の上部に配置され,p型不純物を含む第1窒化物系半導体層411と、第1窒化物系半導体層411上に配置され,第1窒化物系半導体層411のp型不純物よりも低濃度のp型不純物を含む第2窒化物系半導体層412と、第2窒化物系半導体層412上に配置され,第2窒化物系半導体層412のp型不純物よりも高濃度のp型不純物を含む第3窒化物系半導体層413と、第3窒化物系半導体層413上に配置され,第3窒化物系半導体層413のp型不純物よりも低濃度のp型不純物を含む第4窒化物系半導体層414とを備える。   As shown in FIG. 11A, the p-type semiconductor layer 44 is disposed on the active layer 42, and includes a first nitride-based semiconductor layer 411 containing a p-type impurity and the first nitride-based semiconductor layer 411. Disposed on the second nitride semiconductor layer 412 containing a p-type impurity at a lower concentration than the p-type impurity of the first nitride semiconductor layer 411, and disposed on the second nitride semiconductor layer 412; A third nitride-based semiconductor layer 413 containing a p-type impurity having a higher concentration than the p-type impurity of the two-nitride-based semiconductor layer 412, and the third nitride-based semiconductor disposed on the third nitride-based semiconductor layer 413; And a fourth nitride semiconductor layer 414 containing a p-type impurity at a lower concentration than the p-type impurity of the layer 413.

第2窒化物系半導体層412の厚さは、第1窒化物系半導体層411、或いは第3窒化物系半導体層413乃至第4窒化物系半導体層414の厚さよりも厚く形成される。   The thickness of the second nitride semiconductor layer 412 is formed to be greater than the thickness of the first nitride semiconductor layer 411 or the third nitride semiconductor layer 413 to the fourth nitride semiconductor layer 414.

活性層42は、図11(b)に示すように、第1バリア層311〜第nバリア層31n及び最終バリア層310でそれぞれ挟まれた第1井戸層321〜第n井戸層32nを有する多重量子井戸(MQW)構造である(n:自然数)。つまり、活性層42は、井戸層を井戸層よりもバンドギャップの大きなバリア層でサンドイッチ状に挟んだ量子井戸構造を単位ペア構造とし、この単位ペア構造をn回積層したnペア構造を有する。   As shown in FIG. 11B, the active layer 42 includes a first well layer 321 to an nth well layer 32n sandwiched between a first barrier layer 311 to an nth barrier layer 31n and a final barrier layer 310, respectively. It is a quantum well (MQW) structure (n: natural number). That is, the active layer 42 has an n-pair structure in which a quantum well structure in which a well layer is sandwiched between barrier layers having a larger band gap than the well layer is a unit pair structure, and this unit pair structure is stacked n times.

具体的には、第1井戸層321は第1バリア層311と第2バリア層312の間に配置され、第2井戸層322は第2バリア層312と第3バリア層313の間に配置される。そして、第n井戸層32nは第nバリア層31nと最終バリア層310の間に配置される。活性層42の第1バリア層311は、n型半導体層40上にブロック層41を介して配置され、活性層42の最終バリア層310上にはp型半導体層44(411〜414)が配置される。   Specifically, the first well layer 321 is disposed between the first barrier layer 311 and the second barrier layer 312, and the second well layer 322 is disposed between the second barrier layer 312 and the third barrier layer 313. The The nth well layer 32n is disposed between the nth barrier layer 31n and the final barrier layer 310. The first barrier layer 311 of the active layer 42 is disposed on the n-type semiconductor layer 40 via the block layer 41, and the p-type semiconductor layer 44 (411 to 414) is disposed on the final barrier layer 310 of the active layer 42. Is done.

井戸層321〜32nは、例えばInxGa1-xN(0<x<1)層によって形成され、バリア層311〜31n,310は、例えばGaN層によって形成される。 The well layers 321 to 32n are formed by, for example, In x Ga 1-x N (0 <x <1) layers, and the barrier layers 311 to 31n and 310 are formed by, for example, GaN layers.

図12(a)は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な別の青色LEDの模式的断面構造図あって、半導体発光素子部分の模式的断面構造図、図12(b)は、活性層部分の拡大された模式的断面構造図を示す。   FIG. 12A is a schematic cross-sectional structure diagram of another blue LED applicable to the semiconductor light-emitting device according to the first embodiment of the present invention, and a schematic cross-sectional structure diagram of the semiconductor light-emitting element portion, FIG. 12 (b) shows an enlarged schematic sectional view of the active layer portion.

本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な別の青色LEDは、図12(a)に示すように、基板10と、基板10上に配置されたバッファ層39と、バッファ層39上に配置され、n型不純物が不純物添加されたn型半導体層40と、n型半導体層40上に配置され、n型半導体層40より低い濃度でn型不純物が不純物添加されたブロック層41と、ブロック層41上に配置された活性層42と、活性層42上に配置されたp型半導体層44と、p型半導体層44上に配置された酸化物電極45とを備える。   Another blue LED applicable to the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention includes a substrate 10 and a buffer layer 39 disposed on the substrate 10 as shown in FIG. An n-type semiconductor layer 40 disposed on the buffer layer 39 and doped with an n-type impurity, and an n-type impurity disposed on the n-type semiconductor layer 40 and doped at a lower concentration than the n-type semiconductor layer 40 A block layer 41, an active layer 42 disposed on the block layer 41, a p-type semiconductor layer 44 disposed on the active layer 42, and an oxide electrode 45 disposed on the p-type semiconductor layer 44 are provided. .

本発明の第1乃至第2の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な別の青色LEDは、図12(a)に示すように、活性層42の上部に配置されたp型不純物を含む第3窒化物系半導体層413と、第3窒化物系半導体層413上に配置され、第3窒化物系半導体層413のp型不純物よりも低濃度のp型不純物を含む第4窒化物系半導体層414と、第4窒化物系半導体層414上に配置され、酸化物電極45からなる透明電極とを備えることを特徴とする。   Another blue LED applicable to the semiconductor light emitting devices according to the first and second embodiments of the present invention includes a p-type impurity disposed on the active layer 42 as shown in FIG. A third nitride-based semiconductor layer 413 including the fourth nitride including a p-type impurity disposed on the third nitride-based semiconductor layer 413 and having a lower concentration than the p-type impurity of the third nitride-based semiconductor layer 413. And a transparent electrode formed on the fourth nitride semiconductor layer 414 and made of an oxide electrode 45.

本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色LEDは、図13に示すように、n型半導体層40に電圧を印加するn側電極510と、p型半導体層44に電圧を印加するp側電極110を更に備える。図13に示すように、p型半導体層44、活性層42、ブロック層41、及びn型半導体層40の一部領域をメサエッチングして露出させたn型半導体層40の表面に、n側電極510が配置される。   The blue LED applicable to the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention includes an n-side electrode 510 for applying a voltage to the n-type semiconductor layer 40 and a p-type semiconductor layer 44 as shown in FIG. Further, a p-side electrode 110 for applying a voltage is provided. As shown in FIG. 13, the p-type semiconductor layer 44, the active layer 42, the block layer 41, and a partial region of the n-type semiconductor layer 40 are exposed on the n-type semiconductor layer 40 by mesa etching. An electrode 510 is disposed.

p側電極110は、p型半導体層44上に酸化物電極45を介して配置される。或いはまた、p側電極110は、p型半導体層44上に直接配置されていても良い。第4窒化物系半導体層414上に配置される酸化物電極45からなる透明電極は、例えば、ZnO、ITO若しくはインジウムを含有するZnOのいずれかを含む。   The p-side electrode 110 is disposed on the p-type semiconductor layer 44 via the oxide electrode 45. Alternatively, the p-side electrode 110 may be disposed directly on the p-type semiconductor layer 44. The transparent electrode composed of the oxide electrode 45 disposed on the fourth nitride-based semiconductor layer 414 includes, for example, any of ZnO, ITO, or ZnO containing indium.

n側電極510は、例えばアルミニウム(Al)膜、Ti/Ni/AuまたはAl/Ti/Au,Al/Ni/Au,Al/Ti/Ni/Auの多層膜、或いは上層からAu-Sn/Ti/Au/Ni/Alの多層膜からなり、p側電極110は、例えばAl膜、パラジウム(Pd)−金(Au)合金膜、Ni/Ti/Auの多層膜、或いは上層からAu-Sn/Ti/Auの多層膜からなる。そして、n側電極510はn型半導体層40に、p側電極110は、酸化物電極45を介してp型半導体層44に、それぞれオーミック接続される。   The n-side electrode 510 is, for example, an aluminum (Al) film, a multilayer film of Ti / Ni / Au or Al / Ti / Au, Al / Ni / Au, Al / Ti / Ni / Au, or Au—Sn / Ti from the upper layer. The p-side electrode 110 is made of, for example, an Al film, palladium (Pd) -gold (Au) alloy film, Ni / Ti / Au multilayer film, or Au—Sn / It consists of a multilayer film of Ti / Au. The n-side electrode 510 is ohmically connected to the n-type semiconductor layer 40, and the p-side electrode 110 is ohmically connected to the p-type semiconductor layer 44 through the oxide electrode 45.

図14は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色LEDをフリップチップ構造に実装するために、p側電極110の表面とn側電極330の表面を、基板10から測った高さが同じ高さとなるように形成している。n側電極330は、n側電極510と同様に、例えばアルミニウム(Al)膜、Ti/Ni/Auの多層膜、或いは上層からAu-Sn/Ti/Au/Ni/Alの多層膜からなる。   FIG. 14 shows the surface of the p-side electrode 110 and the surface of the n-side electrode 330 for mounting the blue LED applicable to the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention in a flip chip structure. It is formed so that the height measured from 10 becomes the same height. Similarly to the n-side electrode 510, the n-side electrode 330 is made of, for example, an aluminum (Al) film, a Ti / Ni / Au multilayer film, or a multilayer film of Au—Sn / Ti / Au / Ni / Al from the upper layer.

図14の構造は、酸化物電極45として透明導電膜ZnOを形成し、このZnOを、発光する光の波長λに対して反射する反射積層膜58で覆う構造を備える。反射積層膜58はλ/4n1とλ/4n2の積層構造(n1,n2は積層する層の屈折率)を有する。積層構造に用いる材料としては、例えばλ=450nmの青色光に対して、ZrO2(n=2.12)とSiO2(n=1.46)からなる積層構造を用いることができる。この場合の各層の厚さは、ZrO2を、例えば約53nm、SiO2を、例えば約77nmとしている。積層構造を形成するための他の材料としては、TiO2,Al23などを用いることもできる。 The structure shown in FIG. 14 includes a structure in which a transparent conductive film ZnO is formed as the oxide electrode 45 and this ZnO is covered with a reflective laminated film 58 that reflects the wavelength λ of the emitted light. The reflective laminated film 58 has a laminated structure of λ / 4n 1 and λ / 4n 2 (n 1 and n 2 are the refractive indexes of the laminated layers). As a material used for the laminated structure, for example, a laminated structure made of ZrO 2 (n = 2.12) and SiO 2 (n = 1.46) can be used for blue light with λ = 450 nm. In this case, the thickness of each layer is, for example, about 53 nm for ZrO 2 and about 77 nm for SiO 2 . As another material for forming the laminated structure, TiO 2 , Al 2 O 3 or the like can be used.

図14に示す青色LEDによれば、反射積層膜58により活性層42内で発光した光を、p側電極110で吸収されることなく、基板10側から外部に取り出すことができるため、外部発光効率を向上することができる。   According to the blue LED shown in FIG. 14, the light emitted in the active layer 42 by the reflective laminated film 58 can be taken out from the substrate 10 side without being absorbed by the p-side electrode 110. Efficiency can be improved.

本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置は、200μm×300μmの寸法を有する。このような微細パターンを有する多色発光の半導体発光装置によって、赤色、黄緑色、青色の2色発光、3色発光などの多色発光が可能となった。   The semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention has a size of 200 μm × 300 μm. The multicolor light emitting semiconductor light emitting device having such a fine pattern enables multicolor light emission such as red, yellow green, blue two color light emission, and three color light emission.

赤色、黄緑色、青色の素子を個別に小さく形成しても、それを搭載するパッケージ台座の分、パッケージ全体の大きさが小さくならない。しかし、本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置を用いることで、例えば約1.5mm×1.3mm角程度のパッケージを、例えば約1.0mm×1.0mm角程度まで小さくすることが可能となった。   Even if the red, yellow-green, and blue elements are individually formed small, the size of the entire package is not reduced by the package base on which the elements are mounted. However, by using the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, a package of, for example, about 1.5 mm × 1.3 mm square is reduced to, for example, about 1.0 mm × 1.0 mm square. It became possible.

本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置においては、第1の半導体発光素子12の活性層を、例えばInxGa1-xN(0<x<1)/GaNのMQW構造によって形成し、第2の半導体発光素子16の活性層を、(AlxGay)0.5In0.5P(0≦x≦0.85、0≦y≦1)4元系化合物半導体で形成することによって、青色LEDと赤色若しくは黄緑色LEDを貼り付け技術によって、実装化することができる。 In the semiconductor light-emitting device according to the first embodiment of the present invention, the active layer of the first semiconductor light-emitting element 12 is made of, for example, an In x Ga 1-x N (0 <x <1) / GaN MQW structure. And forming the active layer of the second semiconductor light emitting element 16 with (Al x Ga y ) 0.5 In 0.5 P (0 ≦ x ≦ 0.85, 0 ≦ y ≦ 1) quaternary compound semiconductor. The blue LED and the red or yellow-green LED can be mounted by a pasting technique.

例えば第2の半導体発光素子16の活性層を、(AlxGa1-x)0.5In0.5Pウェル層と(AlyGa1-y)0.5In0.5Pバリア層(0≦x<y<1) の多重量子井戸構造で形成し、組成比を調整することによって、黄緑色LED若しくは赤色LEDを実装化可能となる。 For example, the active layer of the second semiconductor light emitting element 16 includes (Al x Ga 1-x ) 0.5 In 0.5 P well layer and (Al y Ga 1-y ) 0.5 In 0.5 P barrier layer (0 ≦ x <y <1 ), A yellow-green LED or a red LED can be mounted by adjusting the composition ratio.

組成比などを調整することによって、波長範囲約450nm〜700nm程度において、所望の発光波長ピークを有する2色発光、3色発光、多色発光の半導体発光装置を得ることができる。   By adjusting the composition ratio and the like, it is possible to obtain a two-color light emission, three-color light emission, and multicolor light emission semiconductor light-emitting device having a desired light emission wavelength peak in a wavelength range of about 450 nm to 700 nm.

(平面パターン構成例)
図15は、図7に対応する本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置の平面パターン構成例であって、図15(a)は平面パターン例1の構成図、図15(b)は平面パターン例2の構成図、図15(c)は平面パターン例3の構成図をそれぞれ示す。
(Plane pattern configuration example)
15 is a plan pattern configuration example of the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention corresponding to FIG. 7, and FIG. 15A is a configuration diagram of the plane pattern example 1, and FIG. ) Is a configuration diagram of the planar pattern example 2, and FIG. 15C is a configuration diagram of the planar pattern example 3.

多色発光の半導体発光装置を別々、または同時に発光させるためには、カソード電極を共通とし、アノード電極パッドを別々に構成するカソードコモン構成と、アノード電極を共通とし、カソード電極パッドを別々に構成するアノードコモン構成がある。図7に対応する本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置は、図7(b)の回路構成からも明らかなように、アノードコモン構成に対応する。   In order to emit multiple color light emitting semiconductor light emitting devices separately or simultaneously, common cathode electrode and separate cathode electrode configuration and common anode electrode and separate cathode electrode pad configuration There is a common anode configuration. The semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention corresponding to FIG. 7 corresponds to the anode common configuration, as is apparent from the circuit configuration of FIG.

機械で認識する際は、電極パッドの反射率で認識するので、形状、もしくは反射率を変える必要がある。この機械認識によって、量産が可能となる。   When recognizing with a machine, since it recognizes with the reflectance of an electrode pad, it is necessary to change a shape or a reflectance. This machine recognition enables mass production.

図15(a)乃至(c)のパターン例1〜3においては、赤色LEDのGaP層24上にカソード電極50が配置され、青色LEDのn型半導体層40上にカソード電極46が配置され、青色LEDのp型半導体層44上に共通のアノード電極48が配置されている。   In pattern examples 1 to 3 of FIGS. 15A to 15C, the cathode electrode 50 is disposed on the GaP layer 24 of the red LED, the cathode electrode 46 is disposed on the n-type semiconductor layer 40 of the blue LED, A common anode electrode 48 is disposed on the p-type semiconductor layer 44 of the blue LED.

青色LEDのp型半導体層44の平面パターン形状を変化させることによって、図15(a)乃至(c)のパターン例1〜3のように変化した構成が可能である。特に、図15(c)の平面パターン例3においては、青色LEDのp型半導体層44は基板10の形状と略同等であるため、図示を省略している。 By changing the planar pattern shape of the p-type semiconductor layer 44 of the blue LED, it is possible to change the configuration as shown in pattern examples 1 to 3 in FIGS. In particular, in the planar pattern example 3 of FIG. 15C, the p-type semiconductor layer 44 of the blue LED is substantially the same as the shape of the substrate 10 and is not shown.

本発明の第1の実施の形態およびその変形例1、2によれば、1チップで小型パッケージに組み込まれ、高効率のLEDを使うことで輝度が向上し、多色発光可能な半導体発光装置を提供することができる。   According to the first embodiment of the present invention and the first and second modifications thereof, a semiconductor light-emitting device that is incorporated in a small package with a single chip, improves brightness by using a high-efficiency LED, and can emit multiple colors. Can be provided.

[第2の実施の形態]
(素子構造)
本発明の第2の実施の形態に係る半導体発光装置は、図2(a)に示すように、基板10と、基板10上に配置された第1の半導体発光素子12と、基板10上に、第1の半導体発光素子12に隣接して配置された第2の半導体発光素子16と、第1の半導体発光素子12上に配置された第1の貼り付け電極14aと、第2の半導体発光素子16上に配置された第2の貼り付け電極14cと、第1の貼り付け電極14aおよび第2の貼り付け電極14c上に配置された第3の貼り付け電極14bと、第3の貼り付け電極14b上に配置された第3の半導体発光素子20とを備える。基板は発光波長に対して透明である。
[Second Embodiment]
(Element structure)
As shown in FIG. 2A, the semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention includes a substrate 10, a first semiconductor light emitting element 12 arranged on the substrate 10, and a substrate 10. , A second semiconductor light emitting element 16 disposed adjacent to the first semiconductor light emitting element 12, a first pasted electrode 14a disposed on the first semiconductor light emitting element 12, and a second semiconductor light emitting element. Second pasted electrode 14c disposed on element 16, third pasted electrode 14b disposed on first pasted electrode 14a and second pasted electrode 14c, and third pasted A third semiconductor light emitting element 20 disposed on the electrode 14b. The substrate is transparent to the emission wavelength.

ここで、基板10は、例えばサファイア、GaPなどで構成することができる。   Here, the substrate 10 can be made of, for example, sapphire or GaP.

図2(a)に示すように、第3の半導体発光素子20上に配置された電極6と、基板10上に配置された透明電極8をさらに備えていても良い。   As shown in FIG. 2A, an electrode 6 disposed on the third semiconductor light emitting element 20 and a transparent electrode 8 disposed on the substrate 10 may be further provided.

貼り付け電極14aと透明電極8が、第1の半導体発光素子12のアノード若しくはカソード電極を構成し、貼り付け電極14cと透明電極8が、第2の半導体発光素子16のアノード若しくはカソード電極を構成する。貼り付け電極14bと電極6が、第3の半導体発光素子20のアノード若しくはカソード電極を構成する。   The pasted electrode 14a and the transparent electrode 8 constitute the anode or cathode electrode of the first semiconductor light emitting element 12, and the pasted electrode 14c and the transparent electrode 8 constitute the anode or cathode electrode of the second semiconductor light emitting element 16. To do. The pasted electrode 14 b and the electrode 6 constitute an anode or cathode electrode of the third semiconductor light emitting element 20.

貼り付け電極14a,14b,14cが共通アノード電極若しくはカソード電極となる。   The pasted electrodes 14a, 14b, and 14c are common anode electrodes or cathode electrodes.

また、第1の半導体発光素子12、第2の半導体発光素子16および第3の半導体発光素子20は、発光ピークの波長が1波長、若しくは2波長の半導体発光素子であっても良い。   In addition, the first semiconductor light emitting element 12, the second semiconductor light emitting element 16, and the third semiconductor light emitting element 20 may be semiconductor light emitting elements having an emission peak wavelength of one wavelength or two wavelengths.

本発明の第2の実施の形態に係る半導体発光装置においては、例えば第1の半導体発光素子12として、窒化ガリウム系のLEDを適用し、第2の半導体発光素子16として、InGaAlP系のLEDを適用し、第3の半導体発光素子20として、InGaAlP系のLEDを適用し、貼り付け電極14a,14b,14cで互いに貼り合わせて、3色以上のLEDを実現することができる。   In the semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention, for example, a gallium nitride LED is applied as the first semiconductor light emitting element 12, and an InGaAlP LED is used as the second semiconductor light emitting element 16. By applying an InGaAlP-based LED as the third semiconductor light emitting element 20, and bonding them together with the bonding electrodes 14a, 14b, and 14c, an LED of three or more colors can be realized.

下側のLED1およびLED2は貼り付けをした貼り付け電極14a或いは14cの部分で光がさえぎられるため、横方向から光を取り出す必要があるため下側は透明な基板10にすることで、基板10の横方向から光を取り出すことができる。   Since the lower LED 1 and LED 2 are blocked by the pasted electrodes 14a or 14c, the light needs to be taken out from the lateral direction. Light can be extracted from the lateral direction.

なお、基板10上に配置された透明電極8の材料としては、ZnO、ITOなどを適用することができる。   In addition, ZnO, ITO, etc. are applicable as a material of the transparent electrode 8 arrange | positioned on the board | substrate 10. FIG.

なお、貼り付け電極14aあるいは14cの部分を減らすことによって、下側のLED1(例えば青色LED)或いはLED2の光を上側に取り出すことも可能である。   In addition, it is also possible to take out the light of lower LED1 (for example, blue LED) or LED2 to the upper side by reducing the part of the bonding electrode 14a or 14c.

(変形例)
本発明の第2の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置は、図2(b)に示すように、基板10と、基板10上に配置された第1の半導体発光素子12と、第1の半導体発光素子12上に配置された貼り付け電極14と、貼り付け電極14上に配置された第2の半導体発光素子16と、貼り付け電極14上に、第2の半導体発光素子16に隣接して配置された第3の半導体発光素子20とを備える。基板10は発光波長に対して透明である。ここで、基板10は、例えばサファイア、GaPなどで構成することができる。
(Modification)
As shown in FIG. 2B, the semiconductor light emitting device according to the modification of the second embodiment of the present invention includes a substrate 10, a first semiconductor light emitting element 12 disposed on the substrate 10, A bonding electrode 14 disposed on one semiconductor light emitting element 12, a second semiconductor light emitting element 16 disposed on the bonding electrode 14, and a second semiconductor light emitting element 16 on the bonding electrode 14. And a third semiconductor light emitting element 20 arranged adjacent to each other. The substrate 10 is transparent with respect to the emission wavelength. Here, the substrate 10 can be made of, for example, sapphire or GaP.

図2(b)に示すように、第1の半導体発光素子12上に、貼り付け電極14に隣接して配置された電極18をさらに備え、第2の半導体発光素子16上に電極4を備え、第3の半導体発光素子20上に電極6を備えていても良い。   As shown in FIG. 2B, the first semiconductor light emitting device 12 is further provided with an electrode 18 disposed adjacent to the pasted electrode 14, and the second semiconductor light emitting device 16 is provided with the electrode 4. The electrode 6 may be provided on the third semiconductor light emitting element 20.

貼り付け電極14と電極18が、第1の半導体発光素子12のアノード若しくはカソード電極を構成し、電極4と貼り付け電極14が、第2の半導体発光素子16のアノード若しくはカソード電極を構成し、電極6と貼り付け電極14が、第3の半導体発光素子20のアノード若しくはカソード電極を構成する。貼り付け電極14が共通アノード電極若しくはカソード電極となる。   The pasted electrode 14 and the electrode 18 constitute an anode or cathode electrode of the first semiconductor light emitting element 12, the electrode 4 and the pasted electrode 14 constitute an anode or cathode electrode of the second semiconductor light emitting element 16, The electrode 6 and the pasted electrode 14 constitute an anode or cathode electrode of the third semiconductor light emitting element 20. The pasted electrode 14 becomes a common anode electrode or a cathode electrode.

また、第1の半導体発光素子12、第2の半導体発光素子16および第3の半導体発光素子20は、発光ピークの波長が1波長、若しくは2波長の半導体発光素子であっても良い。   In addition, the first semiconductor light emitting element 12, the second semiconductor light emitting element 16, and the third semiconductor light emitting element 20 may be semiconductor light emitting elements having an emission peak wavelength of one wavelength or two wavelengths.

本発明の第2の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置においては、例えば第1の半導体発光素子12として、窒化ガリウム系のLEDを適用し、第2の半導体発光素子16として、InGaAlP系のLEDを適用し、第3の半導体発光素子20として、InGaAlP系のLEDを適用し、貼り付け電極14で互いに貼り合わせて、3色以上のLEDを実現することができる。下側のLED1は貼り付けをした貼り付け電極14の部分で光がさえぎられるため、横方向から光を取り出す必要があるため下側は透明な基板10にすることで、基板10の横方向から光を取り出すことができる。   In the semiconductor light emitting device according to the modification of the second embodiment of the present invention, for example, a gallium nitride LED is applied as the first semiconductor light emitting element 12, and an InGaAlP system is used as the second semiconductor light emitting element 16. In this case, an InGaAlP-based LED is applied as the third semiconductor light-emitting element 20 and is bonded to each other with the bonding electrode 14 to realize an LED of three or more colors. Since the lower LED 1 is blocked by the portion of the pasted electrode 14 that is pasted, it is necessary to take out light from the lateral direction. Light can be extracted.

なお、図1(b)と同様に、基板10上に配置された透明電極8をさらに備えていても良い。透明電極8の材料としては、ZnO、ITOなどを適用することができる。   Note that, similarly to FIG. 1B, a transparent electrode 8 disposed on the substrate 10 may be further provided. As a material of the transparent electrode 8, ZnO, ITO, or the like can be applied.

なお、貼り付け電極14の部分を減らすことによって、下側のLED1(例えば青色LED)の光を上側に取り出すことも可能である。   In addition, it is also possible to take out the light of lower LED1 (for example, blue LED) to upper side by reducing the part of the bonding electrode 14. FIG.

(具体的構成例)
本発明の第2の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置においても、第1乃至第3の半導体発光素子の具体的構造は、図9乃至図14に示した構造例を適用することができる。
(Specific configuration example)
Also in the semiconductor light emitting device according to the modification of the second embodiment of the present invention, the structural examples shown in FIGS. 9 to 14 can be applied to the specific structures of the first to third semiconductor light emitting elements. it can.

本発明の第2の実施の形態に係る半導体発光装置においても、図9に示した赤色LEDを適用可能である。   The red LED shown in FIG. 9 can also be applied to the semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention.

本発明の第2の実施の形態に係る半導体発光装置においても、図10に示した黄緑色LEDを適用可能である。   The yellow-green LED shown in FIG. 10 can also be applied to the semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention.

本発明の第2の実施の形態に係る半導体発光装置においても、図11〜図14に示した青色LEDを適用可能である。   The blue LED shown in FIGS. 11 to 14 can also be applied to the semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention.

本発明の第2の実施の形態に係る半導体発光装置においても、第1の半導体発光素子12の活性層を、例えばInxGa1-xN(0<x<1)/GaNのMQW構造によって形成し、第2の半導体発光素子16の活性層および第3の半導体発光素子16の活性層を、(AlxGay)0.5In0.5P(0≦x≦0.85、0≦y≦1)4元系化合物半導体で形成することによって、青色LED、赤色および黄緑色LEDを貼り付け技術によって、実装化することができる。 Also in the semiconductor light-emitting device according to the second embodiment of the present invention, the active layer of the first semiconductor light-emitting element 12 has, for example, an In x Ga 1-x N (0 <x <1) / GaN MQW structure. The active layer of the second semiconductor light emitting device 16 and the active layer of the third semiconductor light emitting device 16 are formed as (Al x Ga y ) 0.5 In 0.5 P (0 ≦ x ≦ 0.85, 0 ≦ y ≦ 1). ) By forming with a quaternary compound semiconductor, blue LEDs, red and yellow-green LEDs can be mounted by a bonding technique.

本発明の第2の実施の形態に係る半導体発光装置においても、第1の半導体発光素子12の活性層を、例えばInxGa1-xN(0<x<1)/GaNのMQW構造によって形成し、第2の半導体発光素子16の活性層を、例えば(AlxGa1-x)0.5In0.5Pウェル層と(AlyGa1-y)0.5In0.5Pバリア層(0≦x<y<1) の多重量子井戸構造で形成し、第3の半導体発光素子20の活性層も、(AlxGa1-x)0.5In0.5Pウェル層と(AlyGa1-y)0.5In0.5Pバリア層(0≦x<y<1) の多重量子井戸構造で形成することによって、青色LED、黄緑色LED、および赤色LEDを共に実装化可能となる。 Also in the semiconductor light-emitting device according to the second embodiment of the present invention, the active layer of the first semiconductor light-emitting element 12 has, for example, an In x Ga 1-x N (0 <x <1) / GaN MQW structure. The active layer of the second semiconductor light emitting device 16 is formed by, for example, (Al x Ga 1-x ) 0.5 In 0.5 P well layer and (Al y Ga 1-y ) 0.5 In 0.5 P barrier layer (0 ≦ x < The active layer of the third semiconductor light emitting device 20 is formed of an (Al x Ga 1 -x ) 0.5 In 0.5 P well layer and an (Al y Ga 1 -y ) 0.5 In By forming the multi-quantum well structure of 0.5 P barrier layer (0 ≦ x <y <1), it is possible to mount both a blue LED, a yellow-green LED, and a red LED.

組成比などを調整することによって、波長範囲約450nm〜700nm程度において、所望の発光波長ピークを有する2色発光、3色発光、多色発光の半導体発光装置を得ることができる。   By adjusting the composition ratio and the like, it is possible to obtain a two-color light emission, three-color light emission, and multicolor light emission semiconductor light-emitting device having a desired light emission wavelength peak in a wavelength range of about 450 nm to 700 nm.

本発明の第2の実施の形態に係る半導体発光装置においても、第1の実施の形態に係る半導体発光装置の平面パターン構成の図15を拡張し、同様に構成することができる。   The semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention can be similarly configured by extending FIG. 15 of the planar pattern configuration of the semiconductor light emitting device according to the first embodiment.

本発明の第2の実施の形態に係る半導体発光装置においても、3個の半導体発光素子におおいて、カソード電極を共通とし、アノード電極パッドを別々に構成するカソードコモン構成と、アノード電極を共通とし、カソード電極パッドを別々に構成するアノードコモン構成が可能である。或いはまた、3個の半導体発光素子のうち、2個を並列構成として、使用することも可能である。   Also in the semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention, in the three semiconductor light emitting elements, the cathode electrode is shared, and the cathode common configuration in which the anode electrode pads are separately configured, and the anode electrode are shared. And an anode common configuration in which the cathode electrode pads are separately configured is possible. Alternatively, two of the three semiconductor light emitting elements can be used in a parallel configuration.

本発明の第2の実施の形態およびその変形例によれば、1チップで小型パッケージに組み込まれ、高効率のLEDを使うことで輝度が向上し、多色発光可能な半導体発光装置を提供することができる。   According to the second embodiment of the present invention and its modification, there is provided a semiconductor light emitting device capable of emitting multicolor light by using a highly efficient LED that is incorporated into a small package with one chip. be able to.

[その他の実施の形態]
上記のように、本発明は第1乃至第2の実施の形態およびそれぞれの変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
[Other embodiments]
As described above, the present invention has been described with reference to the first to second embodiments and the respective modifications. However, it should be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. is not. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光素子として、主としてLEDを例に説明したが、レーザダイオード(LD:Laser Diode)を構成してもよく、その場合には、分布帰還型(DFB:Distributed Feedback)LD、分布ブラッグ反射型(DBR)LD、面発光LDなどを構成しても良い。   As the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, the LED has been mainly described as an example. However, a laser diode (LD) may be configured, and in that case, a distributed feedback type (DFB) : Distributed Feedback) LD, distributed Bragg reflection type (DBR) LD, surface emitting LD, etc. may be configured.

既に述べた実施の形態の説明においては、活性層が、それぞれバリア層で挟まれた複数の井戸層を有するMQW構造である場合を示したが、活性層が1つの井戸層を含み、この井戸層とp型半導体層間に配置された最終バリア層の膜厚を、Mgの拡散距離より厚くした構造であってもよい。   In the description of the above-described embodiment, the active layer has an MQW structure having a plurality of well layers sandwiched between barrier layers. However, the active layer includes one well layer, and this well A structure in which the film thickness of the final barrier layer disposed between the p-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer is thicker than the Mg diffusion distance may be employed.

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。   As described above, the present invention naturally includes various embodiments that are not described herein. Accordingly, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

本発明の実施の形態に係る半導体発光装置は、半導体発光素子を2色、3色のパッケージなどの小型パッケージに組み込み、携帯電話などに組み込む半導体発光装置全般に利用可能である。   The semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention can be used for semiconductor light emitting devices in general in which a semiconductor light emitting element is incorporated in a small package such as a two-color or three-color package and incorporated in a mobile phone or the like.

(a)本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置であって、貼り付け技術によって、2色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図、(b)本発明の第1の実施の形態の変形例1に係る半導体発光装置であって、貼り付け技術によって、別の2色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図、(c)本発明の第1の実施の形態の変形例2に係る半導体発光装置であって、貼り付け技術によって、更に別の2色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図。(A) The semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, in which a two-color light emitting semiconductor light emitting device is formed by a bonding technique, and (b) the first embodiment of the present invention. The semiconductor light-emitting device which concerns on the modification 1 of this embodiment, Comprising: The typical cross-section figure which formed the semiconductor light-emitting device of another 2 color light emission by the sticking technique, (c) 1st implementation of this invention FIG. 10 is a schematic cross-sectional structure diagram illustrating a semiconductor light emitting device according to a second modification of the embodiment in which another two-color light emitting semiconductor light emitting device is formed by a bonding technique. (a)本発明の第2の実施の形態に係る半導体発光装置であって、貼り付け技術によって、3色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図、(b)本発明の第2の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置であって、貼り付け技術によって、別の3色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図。(A) A semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention, in which a three-color light emitting semiconductor light emitting device is formed by a bonding technique, (b) a second cross section of the present invention. FIG. 6 is a schematic cross-sectional structure diagram illustrating a semiconductor light emitting device according to a modification of the embodiment, in which another three-color light emitting semiconductor light emitting device is formed by a bonding technique. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される第1の半導体発光素子の例であって、サファイア基板上に青色LEDを形成した模式的断面構造図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional structure diagram illustrating a first semiconductor light emitting element applied to the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, in which a blue LED is formed on a sapphire substrate. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される第2の半導体発光素子の例であって、GaAs基板上に赤色LEDを形成した模式的断面構造図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional structure diagram illustrating a second semiconductor light emitting element applied to the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, in which a red LED is formed on a GaAs substrate. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置であって、図3に示した青色LEDと図4に示した赤色LEDを貼り付け技術によって、2色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図。FIG. 2 is a schematic diagram of a semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, in which a two-color light emitting semiconductor light emitting device is formed by attaching a blue LED shown in FIG. 3 and a red LED shown in FIG. FIG. 図5において、貼り付け技術によって接続された部分の拡大された模式的断面構造図。In FIG. 5, the expanded typical cross-section figure of the part connected by the sticking technique. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置の具体的な構成例であって、(a)青色LEDと赤色LEDを貼り付けて、2色発光の半導体発光素子を形成した模式的断面構造図、(b)(a)に対応する回路構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a specific structural example of the semiconductor light-emitting device concerning the 1st Embodiment of this invention, Comprising: (a) Typical cross section which affixed blue LED and red LED and formed the semiconductor light emitting element of 2 color light emission FIG. 2 is a structural diagram, and FIG. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置の具体的な別の構成例であって、青色LEDと赤色LEDを貼り付けて、2色発光の半導体発光素子を形成した模式的断面構造図。FIG. 5 is another specific configuration example of the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, in which a blue LED and a red LED are attached to form a two-color light emitting semiconductor light emitting element. Figure. 本発明の第1乃至第2の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な赤色LEDの模式的断面構造図。The typical cross-section figure of red LED applicable to the semiconductor light-emitting device which concerns on the 1st thru | or 2nd embodiment of this invention. 本発明の第1乃至第2の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な黄緑色LEDの模式的断面構造図。The typical cross-section figure of yellowish green LED applicable to the semiconductor light-emitting device concerning the 1st thru | or 2nd embodiment of this invention. 本発明の第1乃至第2の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色LEDの模式的断面構造図であって、(a) 半導体発光素子部分の模式的断面構造図、(b)活性層部分の拡大された模式的断面構造図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional structure diagram of a blue LED applicable to the semiconductor light-emitting devices according to the first and second embodiments of the present invention, wherein (a) a schematic cross-sectional structure diagram of a semiconductor light-emitting element portion; FIG. 2 is an enlarged schematic sectional view of an active layer portion. 本発明の第1乃至第2の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な別の青色LEDの模式的断面構造図あって、(a) 半導体発光素子部分の模式的断面構造図、(b)活性層部分の拡大された模式的断面構造図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional structure diagram of another blue LED applicable to the semiconductor light-emitting device according to the first to second embodiments of the present invention, and (a) a schematic cross-sectional structure diagram of a semiconductor light-emitting element portion; FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional structure diagram of an active layer portion. 本発明の第1乃至第2の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色LEDのp側電極およびn側電極まで形成した模式的断面構造図。The typical cross-section figure formed to the p side electrode and n side electrode of blue LED applicable to the semiconductor light-emitting device which concerns on the 1st thru | or 2nd embodiment of this invention. 本発明の第1乃至第2の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色LEDにおいて、最終電極形成工程後の模式的断面構造図。The typical cross-section figure after the last electrode formation process in blue LED applicable to the semiconductor light-emitting device which concerns on the 1st thru | or 2nd embodiment of this invention. 図7に対応する本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装置の平面パターン構成例であって、(a)平面パターン例1の構成図、(b)平面パターン例2の構成図、(c)平面パターン例3の構成図。FIG. 8 is a plan pattern configuration example of the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention corresponding to FIG. 7, and (a) a configuration diagram of the plane pattern example 1; (C) The block diagram of plane pattern example 3. FIG. 従来例に係る半導体発光素子の模式的断面構造図であって、(a)エピタキシャル成長を2回行うことによって、発光波長の違う活性層を作りこむ例、(b)連続したエピタキシャル成長を行い、1度のエピタキシャル成長で発光波長の違う活性層を作りこむ例。It is typical sectional structure drawing of the semiconductor light emitting element concerning a prior art example, Comprising: (a) The example which creates an active layer from which light emission wavelength differs by performing epitaxial growth twice, (b) Example of creating active layers with different emission wavelengths by epitaxial growth.

符号の説明Explanation of symbols

2、4、6、18…電極
8、38…透明電極
10…基板
12…第1の半導体発光素子(LED1)
14,14a、14b,14c、34…貼り付け電極
16…第2の半導体発光素子(LED2)
20…第3の半導体発光素子(LED3)
22、100…GaAs基板
24、32…GaP層
26、160、170…n型クラッド層
28、42、180、190…活性層
30、200、210…p型クラッド層
36…反射層
39…バッファ層
40…n型半導体層
41…ブロック層
44…p型半導体層
45…酸化物電極
46、50…カソード電極
48…アノード電極
58…反射積層膜
100…GaAs基板
110…p側電極
120…GsAsバッファ層
140、150…反射積層膜(DBR)
220、230…InGaAlP層
240、250…GaPウィンドウ層
260、270…AlGaInP層
280、290…GaAs層(エッチングストップ層)
300…第1のエピタキシャル成長層
310…最終バリア層
311〜31n…バリア層
320…第2のエピタキシャル成長層
321〜32n…井戸層
330,510…n側電極
411…第1窒化物系半導体層
412…第2窒化物系半導体層
413…第3窒化物系半導体層
414…第4窒化物系半導体層
2, 4, 6, 18 ... electrodes 8, 38 ... transparent electrode 10 ... substrate 12 ... first semiconductor light emitting element (LED1)
14, 14a, 14b, 14c, 34 ... pasted electrode 16 ... second semiconductor light emitting element (LED2)
20 ... Third semiconductor light emitting element (LED3)
22, 100 ... GaAs substrate 24, 32 ... GaP layers 26, 160, 170 ... n-type cladding layers 28, 42, 180, 190 ... active layers 30, 200, 210 ... p-type cladding layer 36 ... reflection layer 39 ... buffer layer 40 ... n-type semiconductor layer 41 ... block layer 44 ... p-type semiconductor layer 45 ... oxide electrode 46, 50 ... cathode electrode 48 ... anode electrode 58 ... reflective laminated film 100 ... GaAs substrate 110 ... p-side electrode 120 ... GsAs buffer layer 140, 150 ... reflective laminated film (DBR)
220, 230 ... InGaAlP layer 240, 250 ... GaP window layer 260, 270 ... AlGaInP layer 280, 290 ... GaAs layer (etching stop layer)
300 ... first epitaxial growth layer 310 ... final barrier layers 311 to 31n ... barrier layer 320 ... second epitaxial growth layers 321 to 32n ... well layers 330, 510 ... n-side electrode 411 ... first nitride semiconductor layer 412 ... first 2 nitride semiconductor layer 413... 3rd nitride semiconductor layer 414... 4th nitride semiconductor layer

Claims (10)

基板と、
前記基板上に配置された第1の半導体発光素子と、
前記第1の半導体発光素子上に配置された貼り付け電極と、
前記貼り付け電極上に配置された第2の半導体発光素子と
を備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置。
A substrate,
A first semiconductor light emitting device disposed on the substrate;
An affixing electrode disposed on the first semiconductor light emitting element;
And a second semiconductor light emitting element disposed on the affixed electrode, wherein the substrate is transparent to the emission wavelength.
前記第1の半導体発光素子上に、前記貼り付け電極に隣接して配置された電極をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。   The semiconductor light emitting device according to claim 1, further comprising an electrode disposed adjacent to the pasted electrode on the first semiconductor light emitting element. 前記基板上に配置された透明電極をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。   The semiconductor light-emitting device according to claim 1, further comprising a transparent electrode disposed on the substrate. 前記第1の半導体発光素子および前記第2の半導体発光素子は、発光ピークの波長が1波長、若しくは2波長の半導体発光素子であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。   2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein each of the first semiconductor light emitting element and the second semiconductor light emitting element is a semiconductor light emitting element having an emission peak wavelength of one wavelength or two wavelengths. 基板と、
前記基板上に配置された第1の半導体発光素子と、
前記基板上に、前記第1の半導体発光素子に隣接して配置された貼り付け電極と、
前記貼り付け電極上に配置された第2の半導体発光素子と
を備えることを特徴とする半導体発光装置。
A substrate,
A first semiconductor light emitting device disposed on the substrate;
An affixing electrode disposed on the substrate adjacent to the first semiconductor light emitting element;
A semiconductor light emitting device comprising: a second semiconductor light emitting element disposed on the pasted electrode.
前記第1の半導体発光素子および前記第2の半導体発光素子は、発光ピークの波長が1波長、若しくは2波長の半導体発光素子であることを特徴とする請求項5に記載の半導体発光装置。   6. The semiconductor light emitting device according to claim 5, wherein the first semiconductor light emitting element and the second semiconductor light emitting element are semiconductor light emitting elements having an emission peak wavelength of one wavelength or two wavelengths. 基板と、
前記基板上に配置された第1の半導体発光素子と、
前記基板上に、前記第1の半導体発光素子に隣接して配置された第2の半導体発光素子と、
前記第1の半導体発光素子上に配置された第1の貼り付け電極と、
前記第2の半導体発光素子上に配置された第2の貼り付け電極と、
前記第1および第2の貼り付け電極上に配置された第3の貼り付け電極と、
前記第3の貼り付け電極上に配置された第3の半導体発光素子と
を備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置。
A substrate,
A first semiconductor light emitting device disposed on the substrate;
A second semiconductor light emitting element disposed adjacent to the first semiconductor light emitting element on the substrate;
A first pasted electrode disposed on the first semiconductor light emitting element;
A second pasted electrode disposed on the second semiconductor light emitting element;
A third pasted electrode disposed on the first and second pasted electrodes;
And a third semiconductor light emitting element disposed on the third bonding electrode, wherein the substrate is transparent to the emission wavelength.
前記基板上に配置された透明電極をさらに備えることを特徴とする請求項7に記載の半導体発光装置。   The semiconductor light emitting device according to claim 7, further comprising a transparent electrode disposed on the substrate. 基板と、
前記基板上に配置された第1の半導体発光素子と、
前記第1の半導体発光素子上に配置された貼り付け電極と、
前記貼り付け電極上に配置された第2の半導体発光素子と、
前記貼り付け電極上に、前記第2の半導体発光素子に隣接して配置された第3の半導体発光素子と
を備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置。
A substrate,
A first semiconductor light emitting device disposed on the substrate;
An affixing electrode disposed on the first semiconductor light emitting element;
A second semiconductor light emitting element disposed on the pasted electrode;
A semiconductor light emitting device comprising: a third semiconductor light emitting element disposed adjacent to the second semiconductor light emitting element on the pasted electrode; and the substrate is transparent to an emission wavelength. .
前記第1の半導体発光素子上に、前記貼り付け電極に隣接して配置された電極をさらに備えることを特徴とする請求項9に記載の半導体発光装置。   The semiconductor light emitting device according to claim 9, further comprising an electrode disposed adjacent to the pasted electrode on the first semiconductor light emitting element.
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