JP2010171138A

JP2010171138A - 発光装置

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Publication number: JP2010171138A
Application number: JP2009011224A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Murai; 章彦村井
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2010-08-05
Anticipated expiration: 2029-01-21
Also published as: JP5123221B2

Abstract

【課題】発光効率の向上を図れる発光装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤチップ１０は、ｐ形窒化物半導体層１６に接合されｐ形窒化物半導体層１６よりも平面サイズが大きなｎ形ＺｎＯ基板１１を備え、複数の島状のカソード電極１８がｎ形窒化物半導体層１４に対してオーミック接触となるように形成されるとともに、アノード電極１７がｎ形ＺｎＯ基板１１におけるｐ形窒化物半導体層１６側でｎ形ＺｎＯ基板１１に対してオーミック接触となるように形成され、ｎ形ＺｎＯ基板１１よりもＬＥＤ薄膜部１２が実装基板２０に近くなる形で実装基板２０に実装されている。実装基板２０は、ＬＥＤチップ１０から実装基板２０側に放射された光をＬＥＤチップ１０側へ反射する反射膜２５が形成されている。ＬＥＤチップ１０の各カソード電極１８の平面形状は、直径Ｌ２がバンプ３８における導体パターン２８との円形状接合面の直径Ｌ１以下の円形状に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤチップ（発光ダイオードチップ）を備えた発光装置に関するものである。

従来から、ＧａＮ系の窒化物半導体材料（例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮなど）を発光層の材料として利用したＬＥＤチップを実装基板にフリップチップ実装してなる発光装置が知られている（例えば、特許文献１）。

上記特許文献１には、図４に示すように、窒化物発光層１５’からの光に対して透明な透明基板１０ａ’の一表面側にｎ形ＧａＮ層からなるｎ形窒化物半導体層１４’と窒化物発光層１５’とｐ形ＧａＮ層からなるｐ形窒化物半導体層１６’との積層構造を有するＬＥＤチップ１０’と、当該ＬＥＤチップ１０’がフリップチップ実装された実装基板２０’とを備えた発光装置Ａ’が記載されている。

ここにおいて、ＬＥＤチップ１０’は、透明基板１０ａ’として結晶成長用基板であるサファイア基板を用いており、透明基板１０ａ’の上記一表面側にバッファ層１０ｂ’および光均一化層１３’を介してｎ形窒化物半導体層１４’が形成され、ｎ形窒化物半導体層１４’における光均一化層１３’側とは反対側に窒化物発光層１５’が形成され、窒化物発光層１５’におけるｎ形窒化物半導体層１４’側とは反対側にｐ形窒化物半導体層１６’が形成されており、ｐ形窒化物半導体層１６’における窒化物発光層１５’側とは反対側にアノード電極１７’が形成され、ｎ形窒化物半導体１４’における窒化物発光層１５’側の露出表面にカソード電極１８’が形成されている。

また、実装基板２０’は、例えば、窒化アルミニウム基板からなる平板状の絶縁性基板２０ａ’の一表面側にＬＥＤチップ１０’のアノード電極１７’およびカソード電極１８’それぞれがバンプ３７’，３８’を介して電気的に接続される金属層からなる導体パターン（配線パターン）２７’，２８’が形成されている。

なお、上記特許文献１には、結晶成長用基板として、サファイア基板の他に、ＧａＮ基板やＺｎＯ基板などを用いてもよいことが記載されている。

特開２００７−３２９４６３号公報

ところで、図４に示した構成の発光装置Ａ’は、透明基板１０ａ’の他表面が光取り出し面となるようにＬＥＤチップ１０’を実装基板２０’にフリップチップ実装したものであり、アノード電極１７’が窒化物発光層１５’からの光を反射する反射ミラーを兼ねているが、アノード電極１７’とｐ形窒化物半導体層１６’とのオーミック抵抗を下げる必要があるためにアノード電極１７’の材料が制限され、例えば、ＰｔやＮｉなどが採用されている。このため、図４に示した構成の発光装置Ａ’では、ｎ形窒化物半導体層の露出表面に比べて大面積のｐ形窒化物半導体層１６’の表面に形成されるアノード電極１７’での吸収損失が大きくなり（なお、ＰｔやＮｉは波長４５０ｎｍの光に対する反射率が６０％以下である）、発光効率が低下してしまう。また、図４に示した構成の発光装置Ａ’において、アノード電極１７’のサイズを小さくして複数のアノード電極１７’を分散して配置するようにし、実装基板における絶縁性基板２０ａ’の上記一表面上にＬＥＤチップ１０’からの光をＬＥＤチップ１０’側へ反射する反射膜を形成することも考えられるが、ｐ形ＧａＮ層からなるｐ形窒化物半導体層１６’の比抵抗がｎ形ＧａＮ層からなるｎ形窒化物半導体層１４’の比抵抗に比べて高いので、面内で電流が流れる領域が制限され（電流拡散が不十分となり）、発光効率が低下してしまう。また、この種の発光装置Ａ’では、アノード電極１７’が正方形状の形状に形成されるのが一般的であるのに対して、バンプ３７’の断面形状は円形状であるのが一般的であり、上記反射膜からＬＥＤチップ１０’側へ反射された光がアノード電極の露出部位で吸収されてしまう。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、発光効率の向上を図れる発光装置を提供することにある。

請求項１の発明は、ＬＥＤチップと、当該ＬＥＤチップが実装された実装基板とを備え、ＬＥＤチップは、ｎ形窒化物半導体層と窒化物発光層とｐ形窒化物半導体層との積層構造を有するＬＥＤ薄膜部と、ｐ形窒化物半導体層における窒化物発光層側とは反対側でｐ形窒化物半導体層に接合されｐ形窒化物半導体層よりも平面サイズが大きなｎ形ＺｎＯ基板とを備え、複数の島状のカソード電極がｎ形窒化物半導体層における窒化物発光層側とは反対側の表面でｎ形窒化物半導体層に対してオーミック接触となるように形成されるとともに、アノード電極がｎ形ＺｎＯ基板におけるｐ形窒化物半導体層側でｎ形ＺｎＯ基板に対してオーミック接触となるように形成され、ｎ形ＺｎＯ基板よりもＬＥＤ薄膜部が実装基板に近くなる形で実装基板に実装されてなり、実装基板は、ＬＥＤチップのカソード電極およびアノード電極それぞれとバンプを介して接合される導体パターンが形成されるとともに、ＬＥＤチップから実装基板側に放射された光をＬＥＤチップ側へ反射する反射膜が形成されてなり、ＬＥＤチップの各カソード電極の平面形状は、直径がバンプにおける導体パターンとの円形状接合面の直径以下の円形状に形成されてなることを特徴とする。

この発明によれば、ｎ形窒化物半導体層がｐ形窒化物半導体層よりもｎ形ＺｎＯ基板から遠い側に位置し、複数の島状のカソード電極がｎ形窒化物半導体層における窒化物発光層側とは反対側の表面でｎ形窒化物半導体層に対してオーミック接触となるように形成されるとともに、アノード電極がｎ形ＺｎＯ基板におけるｐ形窒化物半導体層側でｎ形ＺｎＯ基板に対してオーミック接触となるように形成されているので、窒化物発光層からｎ形窒化物半導体層側へ放射された光のカソード電極による吸収損失を抑制でき、しかも、実装基板に、ＬＥＤチップから実装基板側に放射された光をＬＥＤチップ側へ反射する反射膜が形成され、ＬＥＤチップの各カソード電極の平面形状は、直径がバンプにおける導体パターンとの円形状接合面の直径以下の円形状に形成されているので、実装基板の反射膜からＬＥＤチップ側へ反射された光が各カソード電極に吸収されるのを抑制でき、発光効率の向上を図れる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ＬＥＤチップは、前記ｎ形ＺｎＯ基板が、前記ＬＥＤ薄膜部側の表面を底面とする六角錘状に形成されてなることを特徴とする。

この発明によれば、前記ＬＥＤチップの前記ｎ形ＺｎＯ基板が六角錘状に形成されているので、前記ｎ形ＺｎＯ基板が平板状に形成されている場合に比べて光取り出し効率を高めることができる。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記各カソード電極は、前記ｎ形窒化物半導体層の前記表面における単位格子が正三角形の仮想的な２次元三角格子の各格子点に対応する各部位に配置されてなることを特徴とする。

この発明によれば、隣り合う前記カソード電極間の距離を等しくすることができ、前記ｎ形窒化物半導体層の電流密度の均一性を高めることができ、発光効率のより一層の向上を図れる。

請求項１の発明では、窒化物発光層から実装基板側へ放射された光のカソード電極による吸収損失を抑制でき、しかも、実装基板の反射膜からＬＥＤチップ側へ反射された光が各カソード電極に吸収されるのを抑制でき、発光効率の向上を図れるという効果がある。

実施形態を示し、（ａ）は発光装置の概略断面図、（ｂ）はＬＥＤチップの概略下面図、（ｃ）は発光装置の要部概略断面図である。同上の発光装置および比較例のシミュレーションによる特性説明図である。同上のＬＥＤチップの他の構成例を示す概略下面図である。従来例を示す発光装置の概略断面図である。

本実施形態の発光装置Ａは、図１（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ１０と、当該ＬＥＤチップ１０が実装された実装基板２０とを備えている。

ＬＥＤチップ１０は、青色光を放射するＧａＮ系の青色ＬＥＤチップであり、それぞれ窒化物半導体材料により形成されたｎ形窒化物半導体層１４と窒化物発光層１５とｐ形窒化物半導体層１６との積層構造を有するＬＥＤ薄膜部１２と、ｐ形窒化物半導体層１６における窒化物発光層１５側とは反対側でｐ形窒化物半導体層１６に接合されｐ形窒化物半導体層１６よりも平面サイズが大きなｎ形ＺｎＯ基板１１とを備えている。

また、ＬＥＤチップ１０は、ＬＥＤ薄膜部１２の平面視形状をｎ形ＺｎＯ基板１１におけるＬＥＤ薄膜部１２側の表面である一表面１１ａよりもやや小さな形状に形成してあり、複数の島状のカソード電極１８がｎ形窒化物半導体層１４における窒化物発光層１５側とは反対側の表面でｎ形窒化物半導体層１４に対してオーミック接触となるように形成されるとともに、複数の島状のアノード電極１７がｎ形ＺｎＯ基板１１におけるｐ形窒化物半導体層１６側でｐ形窒化物半導体層１６が接合されていない部位でｎ形ＺｎＯ基板１１に対してオーミック接触となるように形成されている。しかして、ＬＥＤチップ１０は、ｎ形窒化物半導体層１４と窒化物発光層１５とｐ形窒化物半導体層１６との平面サイズを同じにすることができる。なお、ＬＥＤ薄膜部１２は、後述のように当該ＬＥＤ薄膜部１２にｎ形ＺｎＯ基板１１の基礎となるｎ形ＺｎＯウェハを接合する前に、一表面が（０００１）面であるサファイアウェハの上記一表面側に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）のようなエピタキシャル成長技術を利用して成膜している。ここで、ＬＥＤ薄膜部１２のエピタキシャル成長方法は、ＭＯＶＰＥ法に限定するものではなく、例えば、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）や、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）などを採用してもよい。

上述のＬＥＤチップ１０のＬＥＤ薄膜部１２は、ｎ形窒化物半導体層１４をｎ形ＧａＮ層により構成し、窒化物発光層１５をＩｎＧａＮ層により構成し、ｐ形窒化物半導体層１６を窒化物発光層１５側のｐ形ＡｌＧａＮ層と当該ｐ形ＡｌＧａＮ層における窒化物発光層１５側とは反対側のｐ形ＧａＮ層とで構成してあるが、ＬＥＤ薄膜部１２の積層構造は特に限定するものではなく、窒化物発光層１５は単層構造に限らず、多重量子井戸構造ないし単一量子井戸構造でもよい。

また、ＬＥＤチップ１０は、ｎ形ＺｎＯ基板１１が、ＬＥＤ薄膜部１２側の上記一表面１１ａを底面とする六角錘状の形状に形成されるとともに、ＬＥＤ薄膜部１２がｎ形ＺｎＯ基板１１の上記一表面１１ａよりもやや小さな正六角形状の形状に形成されている。なお、ｎ形ＺｎＯ基板１１は、ドーピングではなく酸素空孔もしくは亜鉛の格子間原子欠陥によりｎ形の導電形を示すものを用いてもよいが、ドーピングによって導電形をｎ形とし且つ導電率を制御したもの、例えば、ＧａドープＺｎＯ基板（ＧＺＯ基板）や、ＡｌドープＺｎＯ基板（ＡＺＯ基板）を用いる方が、アノード電極５とのオーミック接触の接触抵抗を低減するうえでより好ましい。

また、上述のアノード電極１７およびカソード電極１８は、Ｔｉ膜とＡｌ膜とＡｕ膜との積層膜により構成してあり、いずれも最表面側がＡｕ膜により構成されている。ここで、アノード電極１７およびカソード電極１８とは、Ｔｉ膜の膜厚を１０ｎｍ、Ａｌ膜の膜厚を５０ｎｍ、Ａｕ膜の膜厚を５００ｎｍにそれぞれ設定してあるが、これらの数値は一例であって特に限定するものではない。いずれにしても、本実施形態におけるＬＥＤチップ１０では、アノード電極１７とカソード電極１８とが同一の金属材料により形成され、同一の電極構造を有しており、アノード電極１７およびカソード電極１８それぞれを構成する積層膜において厚み方向で重なる膜同士の密着性を高めることができるとともに、ｎ形ＺｎＯ基板１１およびｎ形窒化物半導体層１４に対する密着性を高めることができる。ここにおいて、本実施形態では、アノード電極１７とカソード電極１８とを電子ビーム蒸着法（ＥＢ蒸着法）により同時に形成している。

ところで、本実施形態におけるＬＥＤチップ１０では、アノード電極１７およびカソード電極１８として、上述のようにＴｉ膜とＡｌ膜とＡｕ膜との積層膜を採用することにより、それぞれｎ形ＺｎＯ基板１１、ｎ形窒化物半導体層１４に対して良好なオーミック接触（低オーミック抵抗のオーミック接触）を得ることができるが、上記積層膜に限らず、Ｔｉ膜とＡｕ膜との積層膜、Ａｌ膜とＡｕ膜との積層膜、Ｔｉ膜とＡｌ膜とＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜の群から選択される１つの積層膜により構成してもよく、いずれの構成でも、アノード電極１７およびカソード電極１８の最表面側がＡｕ膜となるので、アノード電極１７およびカソード電極１８の酸化を防止することができるとともに、実装基板２０にＡｕバンプからなるバンプ３７，３８を利用して実装する際にバンプ３７，３８との接合信頼性を高めることができる。なお、本実施形態におけるＬＥＤチップ１０は、ｎ形窒化物半導体層１４における窒化物発光層１５側とは反対側の表面に光の進行方向を変える光進行方向変更用の微細凹凸構造が形成されており、ｎ形ＺｎＯ基板１１とｐ形窒化物半導体層１６との界面での全反射を抑制できて窒化物発光層１５で発生した光を効率良くＺｎＯ基板に導入できるようになって、光取り出し効率が向上し、結果的に発光効率が向上する。ここで、上記微細凹凸構造は、ｎ形窒化物半導体層２２の表面においてカソード電極１８の形成部位以外の部位に形成されている。

上述のＬＥＤチップ１０の製造にあたっては、上記一表面が（０００１）面であるサファイアウェハの上記一表面側に上記積層構造を有するＬＥＤ薄膜部１２をエピタキシャル成長法（例えば、ＭＯＶＰＥ法など）により成長し、その後、ＬＥＤ薄膜部１２を正六角形状の形状にパターニングし、続いて、ＬＥＤ薄膜部１２をｎ形ＺｎＯ基板１１の基礎となるｎ形ＺｎＯウェハに接合してから、サファイアウェハを所謂レーザリフトオフ法などにより除去し、続いて、ｎ形窒化物半導体層１４の上記表面に上記微細凹凸構造を形成する微細凹凸構造形成工程を行い、その後、アノード電極１７およびカソード電極１８を形成し、続いて、塩酸系のエッチング液（例えば、塩酸水溶液など）を用いてエッチング速度の結晶方位依存性を利用した異方性エッチングを行うことによりｎ形ＺｎＯウェハの一部からなる六角錘状のｎ形ＺｎＯ基板１１を形成している。なお、ｎ形ＺｎＯウェハとしては、水熱合成法を利用して製造したものを用いている。六角錘状のｎ形Ｚｎ基板１１の高さは、ｎ形ＺｎＯウェハの厚さで規定することができ、本実施形態では、ｎ形ＺｎＯウェハとして厚さが５００μｍのものを用いているので、ｎ形ＺｎＯ基板１１の高さは５００μｍとなっているが、ｎ形ＺｎＯウェハの厚さは特に限定するものではない。また、六角錘状のｎ形ＺｎＯ基板１１の上記一表面１１ａに対する各斜面１１ｂそれぞれの傾斜角は、ｎ形ＺｎＯウェハの結晶軸方向で規定され、ｎ形ＺｎＯウェハにおいてｎ形ＺｎＯ基板１１の上記一表面１１ａとなるＺｎ極性面である（０００１）面とは反対側のＯ極性面である（０００−１）面に適宜パターニングされたマスクを設けてｎ形ＺｎＯウェハをＯ極性面側から異方性エッチングすることにより六角錘状のｎ形ＺｎＯ基板１１を形成しているので、上記一表面１１ａに対する各斜面１１ｂそれぞれの傾斜角が６０°となっている。

以上説明したＬＥＤチップ１０では、アノード電極１７とカソード電極１８との間に順方向バイアス電圧を印加することにより、トンネル電流注入によりアノード電極１７からｐ形窒化物半導体層１６へホールが注入されるとともに、カソード電極１８からｎ形窒化物半導体層１４へ電子が注入され、窒化物発光層１５に注入された電子とホールとが再結合することで発光し、ｎ形ＺｎＯ基板１１の各斜面１１ｂおよびＬＥＤ薄膜部１２におけるｎ形窒化物半導体層１４のｎ形ＺｎＯ基板１１側とは反対側の上記表面から光が放射される。なお、波長が４５０ｎｍの光に対するＺｎＯの屈折率は２．１、ＧａＮの屈折率は２．４である。

ところで、上述のＬＥＤチップ１０は、ｎ形ＺｎＯ基板１１よりもＬＥＤ薄膜部１２が実装基板２０に近くなる形で実装基板２０に実装されている。

ここにおいて、実装基板２０は、電気絶縁性を有し且つ熱伝導率の高い窒化アルミニウム基板からなる平板状の絶縁性基板２０ａの一表面側に、ＬＥＤチップ１０のアノード電極１７およびカソード電極１８それぞれと上述のバンプ３７，３８を介して接合される導体パターン２７，２８が形成されるとともに、ＬＥＤチップ１０から実装基板２０側に放射された光をＬＥＤチップ１０側へ反射する反射膜２５が形成されている。なお、実装基板２０の平面視形状は、矩形状（本実施形態では、正方形状）となっているが、正方形状に限らず、例えば、長方形状、円形状、六角形状でもよい。

実装基板２０の絶縁性基板２０ａは、ＬＥＤチップ１０で発生した熱を伝熱させる伝熱板を兼ねたものであり、ガラスエポキシ樹脂基板などの有機系基板に比べて熱伝導率の高いものであればよく、窒化アルミニウム基板に限らず、例えば、アルミナ基板や、ホーロー基板、表面にシリコン酸化膜が形成されたシリコン基板などを採用してもよい。

また、導体パターン２７，２８は、Ｃｕ膜とＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜により構成され、最上層がＡｕ膜となっている。また、光反射膜２５は、Ｎｉ膜とＡｇ膜との積層膜により構成してあるが、例えば、Ｎｉ膜とＡｌ膜との積層膜により構成してもよい。ここで、光反射膜２５は、少なくとも最表面側の部位がＬＥＤチップ１０から放射される光に対する反射率がＡｕに比べて高い材料であるＡｇやＡｌなどにより構成されていればよい。

また、上述の各バンプ３７，３８は、材料としてＡｕを採用しており、実装基板２０の各導体パターン２７，２８の表面上にスタッドバンプ法（ボールバンプ法とも呼ばれている）により形成されたスタッドバンプにより構成されている。

ここにおいて、ＬＥＤチップ１０の各カソード電極１８の平面形状は、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、直径Ｌ２がバンプ３８における導体パターン２８との円形状接合面の直径Ｌ１（例えば、７０〜１００μｍ程度）と同じ円形状に形成されている。ここで、各カソード電極１８の直径Ｌ２は、上記円形状接合面の直径Ｌ１以下であればよい。なお、ＬＥＤチップ１０の実装時には±５μｍ程度のアライメント精度で位置合わせして超音波で荷重を印加するが、上述のようにバンプ３８としてスタッドバンプを採用する場合、バンプ３８におけるカソード電極１８との円形状接合面の直径は導体パターン２８との円形状接合面の直径Ｌ１よりも小さくなる。また、アノード電極１７の平面形状についても、カソード電極１８と同様の円形状とすればよい。また、アノード電極１７およびカソード電極１８それぞれの個数は特に限定するものではないが、ＬＥＤチップ１０で発生した熱を効率良く放熱させる観点からは数が多いほうが好ましい。また、バンプ３７，３８は、めっき法により形成されたバンプ（所謂めっきバンプ）でもよい。

以上説明した本実施形態の発光装置Ａによれば、ｎ形窒化物半導体層１４がｐ形窒化物半導体層１６よりもｎ形ＺｎＯ基板１１から遠い側に位置し、複数の島状のカソード電極１８がｎ形窒化物半導体層１４における窒化物発光層１５側とは反対側の上記表面でｎ形窒化物半導体層１４に対してオーミック接触となるように形成されるとともに、アノード電極１７がｎ形ＺｎＯ基板１１におけるｐ形窒化物半導体層１６側でｎ形ＺｎＯ基板１１に対してオーミック接触となるように形成されているので、窒化物発光層１５からｎ形窒化物半導体層１４側へ放射された光のカソード電極１８による吸収損失を抑制でき、しかも、実装基板２０に、ＬＥＤチップ１０から実装基板２０側に放射された光をＬＥＤチップ１０側へ反射する反射膜２５が形成され、ＬＥＤチップ１０の各カソード電極１８の平面形状は、直径Ｌ２がバンプ３８における導体パターン２８との円形状接合面の直径Ｌ１以下の円形状に形成されているので、実装基板２０の反射膜２５からＬＥＤチップ１０側へ反射された光が各カソード電極１７に吸収されるのを抑制でき、発光効率の向上を図れる。なお、図１（ａ）中の矢印は、ＬＥＤチップ１０から実装基板２０側へ放射された光の進行経路を示している。

ここで、図１に示す構成を有する実施例の発光装置において、直径Ｌ２＝直径Ｌ１としてバンプ３７の側面の反射率を４０％とした上でカソード電極１８の反射率を９０％として実装基板２０の表面の反射率を種々変化させた場合の光取り出し効率についてシミュレーションした結果を図２の「イ」に示し、実施例の発光装置のカソード電極１８をｎ形窒化物半導体層１４における窒化物発光層１５側とは反対側の表面の全面にカソード電極１８を形成するようにした比較例１の発光装置において、カソード電極１８の反射率を種々変化させた場合の光取り出し効率についてシミュレーションした結果を図２の「ロ」に示し、Ｓｉ基板の一表面側に上記実施例のＬＥＤ薄膜部１２と同様のＬＥＤ薄膜部が接合された比較例２の発光装置において、ＬＥＤ薄膜部とＳｉ基板との間に介在する接合膜の反射率を種々変化させた場合の光取り出し効率についてシミュレーションした結果を図２の「ハ」に示す。ここにおいて、反射率を１００％にするのは無理であり、実施例の発光装置におけるカソード電極１８の反射率は９０％程度であるから、実施例と比較例１，２とを同じ９０％の反射率で比較すると、実施例の方が比較例１，２に比べて光取り出し効率を大幅に向上できることが分かる。

また、本実施形態の発光装置Ａによれば、ＬＥＤチップ１０のｎ形ＺｎＯ基板１１が六角錘状に形成されているので、ｎ形ＺｎＯ基板１１が平板状に形成されている場合に比べて光取り出し効率を高めることができる。ただし、ｎ形ＺｎＯ基板１１を平板状の形状としてもよい。

なお、ＬＥＤチップ１０と実装基板２０との間の隙間に透光性樹脂（例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など）からなるアンダーフィル部を設けてもよく、この場合には、ＬＥＤチップ１０のアノード電極１７およびカソード電極１８と実装基板２０の導体パターン２７，２８との接続信頼性を高めることができる。

ところで、図１（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ１０の各カソード電極１８は、ｎ形窒化物半導体層１４の上記表面における単位格子が正方形の仮想的な２次元正方格子の各格子点に対応する各部位に配置されているが、図３中に示すように、ｎ形窒化物半導体層１４の上記表面における単位格子が正三角形の仮想的な２次元三角格子（図３中に一点鎖線で示してある）の各格子点に対応する各部位に配置されるようにすれば、隣り合うカソード電極１８間の距離を等しくすることができ、ｎ形窒化物半導体層１４の電流密度の均一性を高めることができ、発光効率のより一層の向上を図れる。

また、上述の実施形態では、ＬＥＤチップ１０の発光色を青色光としてあるが、ＬＥＤチップ１０の発光色は青色光に限らず、緑色光、赤色光、紫色光、紫外光などでもよい。

また、上述の発光装置Ａにおいて、ＬＥＤチップ１０から放射される光によって励起されてＬＥＤチップ１０よりも長波長の光を放射する蛍光体を含有した透光性材料により形成され実装基板２０との間にＬＥＤチップ１０を囲む形で実装基板２０に固着されるドーム状の色変換部材（図示せず）を設けるようにしてもよい。この場合の上記色変換部材の材料として用いる透光性材料として、例えば、シリコーン樹脂を用いればよいが、シリコーン樹脂に限らず、例えば、アクリル樹脂、ガラス、有機成分と無機成分とがｎｍレベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料などを採用してもよく、ガラスを採用すれば、シリコーン樹脂を採用している場合に比べて、上記色変換部材の熱伝導性が向上するので、蛍光体の温度上昇をより抑制できて光束を向上させることができ、しかも、水蒸気やＮＯ_ｘなど対するガスバリア性や耐透湿性が向上するとともに、蛍光体の吸湿劣化を抑制でき、信頼性および耐久性が向上する。また、上記色変換部材の材料として用いる透光性材料に混合する蛍光体として黄色蛍光体を採用しているが、黄色蛍光体に限らず、例えば、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを混合しても白色光を得ることができる。

１０ＬＥＤチップ
１１ｎ形ＺｎＯ基板
１２ＬＥＤ薄膜部
１４ｎ形窒化物半導体層
１５窒化物発光層
１６ｐ形窒化物半導体層
１７アノード電極
１８カソード電極
２０実装基板
２５反射膜
２７導体パターン
２８導体パターン
３７バンプ
３８バンプ
Ａ発光装置
Ｌ１直径
Ｌ２直径

Claims

ＬＥＤチップと、当該ＬＥＤチップが実装された実装基板とを備え、ＬＥＤチップは、ｎ形窒化物半導体層と窒化物発光層とｐ形窒化物半導体層との積層構造を有するＬＥＤ薄膜部と、ｐ形窒化物半導体層における窒化物発光層側とは反対側でｐ形窒化物半導体層に接合されｐ形窒化物半導体層よりも平面サイズが大きなｎ形ＺｎＯ基板とを備え、複数の島状のカソード電極がｎ形窒化物半導体層における窒化物発光層側とは反対側の表面でｎ形窒化物半導体層に対してオーミック接触となるように形成されるとともに、アノード電極がｎ形ＺｎＯ基板におけるｐ形窒化物半導体層側でｎ形ＺｎＯ基板に対してオーミック接触となるように形成され、ｎ形ＺｎＯ基板よりもＬＥＤ薄膜部が実装基板に近くなる形で実装基板に実装されてなり、実装基板は、ＬＥＤチップのカソード電極およびアノード電極それぞれとバンプを介して接合される導体パターンが形成されるとともに、ＬＥＤチップから実装基板側に放射された光をＬＥＤチップ側へ反射する反射膜が形成されてなり、ＬＥＤチップの各カソード電極の平面形状は、直径がバンプにおける導体パターンとの円形状接合面の直径以下の円形状に形成されてなることを特徴とする発光装置。
前記ＬＥＤチップは、前記ｎ形ＺｎＯ基板が、前記ＬＥＤ薄膜部側の表面を底面とする六角錘状に形成されてなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
前記各カソード電極は、前記ｎ形窒化物半導体層の前記表面における単位格子が正三角形の仮想的な２次元三角格子の各格子点に対応する各部位に配置されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光装置。