JP2011071339A - Light-emitting element - Google Patents

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Masahisa Kamiya
真央 神谷
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Toyoda Gosei Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting element capable of suppressing an increase of a forward voltage while maintaining a light-emitting area. <P>SOLUTION: The light-emitting element 1 includes: a semiconductor laminate structure comprising a nitride compound semiconductor including a first-conductivity type semiconductor layer, a light-emitting layer 25, and a second-conductivity type semiconductor layer differing from a first conductivity type; a p-contact electrode 30 coming into ohmic contact with the second-conductivity type semiconductor layer; a second spot-like electrode coming into ohmic contact with the p-contact electrode 30; and a plurality of first spot-like electrodes that come into ohmic contact with the first-conductivity type semiconductor layer which are exposed by partially removing the second-conductivity type semiconductor layer and the light-emitting layer 25, and larger than the second electrodes in number. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、2種類の電極が同一面側に設けられる発光素子に関する。   The present invention relates to a light emitting element in which two types of electrodes are provided on the same surface side.

従来、半導体層上に形成されたpコンタクト電極と、当該pコンタクト電極表面を被覆するパッシベーション膜であって一部に開口部を有するパッシベーション膜と、上面にはんだ層を有する接合電極とを備え、pコンタクト電極表面には、パッシベーション膜の開口部の底部に開口部より大径で、かつ、その表面がpコンタクト電極の表面より平坦なバッファ電極が形成され、バッファ電極へ接合電極が接続する半導体発光素子が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, a p-contact electrode formed on a semiconductor layer, a passivation film that covers the surface of the p-contact electrode, a passivation film that has an opening in part, and a bonding electrode that has a solder layer on the upper surface, On the p-contact electrode surface, a buffer electrode having a diameter larger than that of the opening and flatter than the surface of the p-contact electrode is formed at the bottom of the opening of the passivation film, and a semiconductor to which the junction electrode is connected to the buffer electrode A light emitting element is known (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に記載の半導体発光素子は、pコンタクト電極の表面にバッファ電極が形成され、このバッファ電極上においてパッシベーション膜にバッファ電極よりも小さな開口部が形成されており、バッファ電極の表面が平坦であるので、バッファ電極とパッシベーション膜との間の密着性を確保することができ、開口部をエッチングする際に、バッファ電極とパッシベーション膜との界面から横方向エッチング進行することを抑制することができる。   In the semiconductor light emitting device described in Patent Document 1, a buffer electrode is formed on the surface of the p-contact electrode, and an opening smaller than the buffer electrode is formed on the passivation film on the buffer electrode, so that the surface of the buffer electrode is flat. Therefore, adhesion between the buffer electrode and the passivation film can be ensured, and when the opening is etched, it is possible to suppress the progress of lateral etching from the interface between the buffer electrode and the passivation film. it can.

特開2008−288548号公報JP 2008-288548 A

しかし、特許文献1に記載の半導体発光素子は、n電極の数がpバッファ電極の数と同一であるか少なく、発光面積を拡大することを目的としてn電極のサイズを小さくすると、順方向電圧が上昇する場合がある。   However, in the semiconductor light emitting device described in Patent Document 1, the number of n electrodes is equal to or less than the number of p buffer electrodes, and the forward voltage is reduced when the size of the n electrodes is reduced for the purpose of expanding the light emitting area. May rise.

したがって、本発明の目的は、発光面積を維持しつつ、順方向電圧の上昇を抑制できる発光素子を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a light emitting element capable of suppressing an increase in forward voltage while maintaining a light emitting area.

本発明は、上記目的を達成するため、第1導電型の第1半導体層と、発光層と、前記第1導電型とは異なる第2導電型の第2半導体層とが積層され、前記第2半導体層及び前記発光層の一部が除去されて前記第1半導体層が露出した窒化物化合物半導体からなる半導体積層構造と、前記第2半導体層にオーミック接触するpコンタクト電極と、前記pコンタクト電極にオーミック接触する点状の第2電極と、前記第1半導体層の露出部分にオーミック接触し、前記第2電極の数より多い複数の点状の第1電極と、を備える発光素子が提供される。   In order to achieve the above object, according to the present invention, a first conductive type first semiconductor layer, a light emitting layer, and a second conductive type second semiconductor layer different from the first conductive type are stacked, and the first conductive type is stacked. A semiconductor stacked structure composed of a nitride compound semiconductor from which a part of the semiconductor layer and the light emitting layer is removed and the first semiconductor layer is exposed; a p-contact electrode in ohmic contact with the second semiconductor layer; and the p-contact Provided is a light-emitting element comprising: a point-like second electrode that is in ohmic contact with an electrode; and a plurality of point-like first electrodes that are in ohmic contact with an exposed portion of the first semiconductor layer and are larger than the number of the second electrodes. Is done.

また、上記発光素子は、前記第1半導体層は、n型半導体層であり、前記第2半導体層は、p型半導体層であり、前記n型半導体層は、前記pコンタクト電極のシート抵抗より高いシート抵抗を有することが好ましい。   Further, in the light emitting device, the first semiconductor layer is an n-type semiconductor layer, the second semiconductor layer is a p-type semiconductor layer, and the n-type semiconductor layer is formed from a sheet resistance of the p-contact electrode. It is preferable to have a high sheet resistance.

また、上記発光素子は、前記第1電極はn電極であり、前記第2電極はpバッファ電極であり、前記n電極と前記pバッファ電極との間の平面視における距離が最短になる部分が複数存在するようにしてもよい。   Further, in the light emitting device, the first electrode is an n electrode, the second electrode is a p buffer electrode, and a portion where a distance in plan view between the n electrode and the p buffer electrode is shortest is There may be a plurality of them.

また、上記発光素子は、複数の前記n電極は、平面視にて前記pバッファ電極を通る軸を対称軸として線対称の位置に設けられる少なくとも1つの対をなしてもよい。   In the light emitting device, the plurality of n electrodes may form at least one pair provided in a line-symmetrical position with respect to an axis passing through the p-buffer electrode in a plan view.

また、上記発光素子は、複数の前記pバッファ電極が前記pコンタクト電極上に直線的に配置される少なくとも1つのグループをなし、前記複数のn電極は、前記対称軸に対して線対称の位置に設けられてもよい。   The light emitting element includes at least one group in which a plurality of the p buffer electrodes are linearly arranged on the p contact electrode, and the plurality of n electrodes are positioned symmetrically with respect to the symmetry axis. May be provided.

また、上記発光素子は、複数の前記pバッファ電極は、前記pコンタクト電極上に1つ設けられ、前記複数のn電極は、前記pバッファ電極を対称中心として点対称の位置に設けられてもよい。   Further, in the light emitting element, a plurality of the p buffer electrodes may be provided on the p contact electrode, and the plurality of n electrodes may be provided at a point-symmetrical position with the p buffer electrode as a center of symmetry. Good.

本発明に係る発光素子によれば、発光面積を維持しつつ、順方向電圧の上昇を抑制できる。   According to the light emitting device of the present invention, an increase in forward voltage can be suppressed while maintaining a light emitting area.

図1Aは、本発明の第1の実施の形態に係る発光素子の縦断面図である。FIG. 1A is a longitudinal sectional view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention. 図1Bは、本発明の第1の実施の形態に係る発光素子の平面図である。FIG. 1B is a plan view of the light-emitting element according to the first embodiment of the present invention. 図2Aは、本発明の第1の実施の形態に係る発光素子の製造工程の概要図である。FIG. 2A is a schematic diagram of a manufacturing process of the light-emitting element according to the first embodiment of the present invention. 図2Bは、本発明の第1の実施の形態に係る発光素子の製造工程の概要図である。FIG. 2B is a schematic diagram of a manufacturing process of the light-emitting element according to the first embodiment of the present invention. 図2Cは、本発明の第1の実施の形態に係る発光素子の製造工程の概要図である。FIG. 2C is a schematic diagram of a manufacturing process of the light-emitting element according to the first embodiment of the present invention. 図3は、本発明の第2の実施の形態に係る発光素子の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a light emitting device according to the second embodiment of the present invention. 図4は、本発明の第3の実施の形態に係る発光素子の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a light emitting device according to the third embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第4の実施の形態に係る発光素子の平面図である。FIG. 5 is a plan view of a light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第5の実施の形態及び変形例に係る発光素子の平面図である。FIG. 6 is a plan view of a light emitting device according to a fifth embodiment and a modification of the present invention.

[第1の実施の形態]
図1Aは、本発明の第1の実施の形態に係る発光素子の縦断面の概要を示し、図1Bは、本発明の第1の実施の形態に係る発光素子の上面の概要を示す。なお、図1Aは、図1BのA−A線における縦断面の概要を示している。
[First Embodiment]
FIG. 1A shows an outline of a longitudinal section of a light emitting element according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B shows an outline of an upper surface of the light emitting element according to the first embodiment of the present invention. In addition, FIG. 1A has shown the outline | summary of the longitudinal cross-section in the AA of FIG. 1B.

(発光素子1の構成)
この発光素子1は、図1Aに示すように、C面(0001)を有するサファイア基板10と、サファイア基板10上に設けられるバッファ層20と、バッファ層20上に設けられるn型半導体からなるn側コンタクト層22と、n側コンタクト層22上に設けられるn側クラッド層24と、n側クラッド層24上に設けられる発光層25と、発光層25上に設けられるp側クラッド層26と、p側クラッド層26上に設けられるp型半導体からなるp側コンタクト層28とを含む半導体積層構造を備える。なお、n側コンタクト層22及びn側クラッド層24によりn型半導体層23を構成し、p側クラッド層26及びp側コンタクト層28によりp型半導体層27を構成している。
(Configuration of Light-Emitting Element 1)
As shown in FIG. 1A, the light-emitting element 1 includes a sapphire substrate 10 having a C plane (0001), a buffer layer 20 provided on the sapphire substrate 10, and an n-type semiconductor provided on the buffer layer 20. A side contact layer 22, an n-side cladding layer 24 provided on the n-side contact layer 22, a light emitting layer 25 provided on the n-side cladding layer 24, a p-side cladding layer 26 provided on the light emitting layer 25, A semiconductor multilayer structure including a p-side contact layer 28 made of a p-type semiconductor provided on the p-side cladding layer 26 is provided. The n-type contact layer 22 and the n-side cladding layer 24 constitute an n-type semiconductor layer 23, and the p-side cladding layer 26 and the p-side contact layer 28 constitute a p-type semiconductor layer 27.

また、発光素子1は、p側コンタクト層28から少なくともn側コンタクト層22の表面までエッチングして除去することにより露出したn側コンタクト層22上に設けられる第1電極としてのn電極40a〜40dと(図1B参照)、p側コンタクト層28上に設けられるpコンタクト電極30と、pコンタクト電極30上の一部の領域に設けられる第2電極としてのpバッファ電極42a,42bと、n側コンタクト層22上のn電極40a〜40dが配置される領域を露出させる開口52並びにpコンタクト電極30上のpバッファ電極42a,42bが配置される領域を露出させる開口52を有するパッシベーション膜としての絶縁層50と、絶縁層50の内部に配置される反射層60と、絶縁層50の上面の一部を覆うと共にn電極40a〜40d上の開口52に設けられる接合電極70と、絶縁層50の上面の一部を覆うと共にpバッファ電極42a,42b上の開口52に設けられる接合電極72とを備える。なお、n側の接合電極70及びp側の接合電極72は、各電極の側からバリア層とはんだ層とを有して形成することができる。   The light emitting element 1 includes n electrodes 40a to 40d as first electrodes provided on the n-side contact layer 22 exposed by etching from the p-side contact layer 28 to at least the surface of the n-side contact layer 22. (See FIG. 1B), a p-contact electrode 30 provided on the p-side contact layer 28, p-buffer electrodes 42a and 42b as second electrodes provided in a partial region on the p-contact electrode 30, and an n-side Insulation as a passivation film having an opening 52 exposing the region where the n electrodes 40a to 40d are arranged on the contact layer 22 and an opening 52 exposing the region where the p buffer electrodes 42a and 42b are arranged on the p contact electrode 30 A layer 50, a reflective layer 60 disposed inside the insulating layer 50, and a part of the upper surface of the insulating layer 50, and an n current Comprises a bonding electrode 70 provided on the opening 52 on 40 a to 40 d, p buffer electrode 42a covers a portion of the upper surface of the insulating layer 50, and a bonding electrode 72 provided in the opening 52 on 42b. The n-side bonding electrode 70 and the p-side bonding electrode 72 can be formed having a barrier layer and a solder layer from the side of each electrode.

ここで、バッファ層20と、n側コンタクト層22と、n側クラッド層24と、発光層25と、p側クラッド層26と、p側コンタクト層28とはそれぞれ、III族窒化物化合物半導体からなる層である。III族窒化物化合物半導体は、例えば、AlGaIn1−x−yN(ただし、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)の四元系のIII族窒化物化合物半導体を用いることができ、また、AlN、GaN、又はInN等の2元系のIII族窒化物化合物半導体、AlGa1−xN、AlIn1−xN、又はGaIn1−xN(ただし、0<x<1)の3元系のIII族窒化物化合物半導体を用いることもできる。 Here, the buffer layer 20, the n-side contact layer 22, the n-side cladding layer 24, the light emitting layer 25, the p-side cladding layer 26, and the p-side contact layer 28 are each made of a group III nitride compound semiconductor. It is a layer. The group III nitride compound semiconductor is, for example, a quaternary group III nitride of Al x Ga y In 1-xy N (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1). A compound compound semiconductor can be used, and a binary group III nitride compound semiconductor such as AlN, GaN, or InN, Al x Ga 1-x N, Al x In 1-x N, or Ga x In A ternary group III nitride compound semiconductor of 1-xN (where 0 <x <1) can also be used.

本実施形態においては、バッファ層20は、AlNから形成される。そして、n側コンタクト層22とn側クラッド層24とは、所定量のn型ドーパント(例えば、Si)をドーピングしたn−GaNからそれぞれ形成される。また、発光層25は、InGaN/GaN/AlGaNから形成される多重量子井戸構造を有する。更に、p側クラッド層26とp側コンタクト層28とは、所定量のp型ドーパント(例えば、Mg)をドーピングしたp−GaNからそれぞれ形成される。   In the present embodiment, the buffer layer 20 is made of AlN. The n-side contact layer 22 and the n-side cladding layer 24 are each formed from n-GaN doped with a predetermined amount of n-type dopant (for example, Si). The light emitting layer 25 has a multiple quantum well structure formed of InGaN / GaN / AlGaN. Further, the p-side cladding layer 26 and the p-side contact layer 28 are each formed from p-GaN doped with a predetermined amount of p-type dopant (for example, Mg).

また、本実施形態に係るpコンタクト電極30は酸化物半導体から形成され、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)から形成される。ここで、本実施形態においてn側コンタクト層22は、pコンタクト電極30のシート抵抗より高いシート抵抗を有して形成される。そして、絶縁層50は、例えば、二酸化シリコン(SiO)から主として形成される。また、反射層60は、絶縁層50の内部に設けられ、発光層25が発する光を反射する金属材料から形成される。反射層60は、例えば、Alから形成される。絶縁層50全体の厚さは、例えば、0.1μm以上1μm以下であり、絶縁層50の内部に設けられる反射層60の厚さは、例えば、50nm以上500nm以下である。 In addition, the p-contact electrode 30 according to the present embodiment is formed from an oxide semiconductor, for example, from ITO (Indium Tin Oxide). Here, in the present embodiment, the n-side contact layer 22 is formed with a sheet resistance higher than that of the p-contact electrode 30. The insulating layer 50 is mainly formed from, for example, silicon dioxide (SiO 2 ). The reflection layer 60 is provided inside the insulating layer 50 and is formed of a metal material that reflects light emitted from the light emitting layer 25. The reflective layer 60 is made of Al, for example. The thickness of the entire insulating layer 50 is, for example, 0.1 μm or more and 1 μm or less, and the thickness of the reflective layer 60 provided inside the insulating layer 50 is, for example, 50 nm or more and 500 nm or less.

n電極40a〜40dは、図1Aに示すように、n側コンタクト層22上における、n側クラッド層24からp側コンタクト層28までの複数の化合物半導体層から構成されるメサ部分から離れた位置に設けられる。また、n電極40a〜40dは、バリア層70と接触する上面において、バリア層70と非接触の外縁部が絶縁層50に接する。本実施形態においては、複数のn電極40a〜40dは、平面視にて点状に形成され、互いに離間している。ここで、「点状」とは、例えば、円状、多角形状等を含む。例えば、n電極n電極40a〜40dを円状に形成する場合、平面視における発光層25の面積(すなわち、発光面積)を増大させることを目的として、5μm以上50μm以下の直径とすることが好ましい。   As shown in FIG. 1A, the n electrodes 40 a to 40 d are positioned on the n-side contact layer 22 away from a mesa portion composed of a plurality of compound semiconductor layers from the n-side cladding layer 24 to the p-side contact layer 28. Is provided. In addition, the n electrodes 40 a to 40 d are in contact with the insulating layer 50 at outer surfaces that are not in contact with the barrier layer 70 on the upper surface in contact with the barrier layer 70. In the present embodiment, the plurality of n electrodes 40a to 40d are formed in a dot shape in plan view and are separated from each other. Here, the “spot shape” includes, for example, a circular shape, a polygonal shape, and the like. For example, when the n-electrode n-electrodes 40a to 40d are formed in a circular shape, the diameter is preferably 5 μm or more and 50 μm or less for the purpose of increasing the area of the light-emitting layer 25 (that is, the light-emitting area) in plan view. .

一方、pバッファ電極42a,42bは、n側クラッド層24からp側コンタクト層28までの複数の化合物半導体層から構成されるメサ部分上に設けられるpコンタクト電極30上に形成される。また、pバッファ電極42a,42bは、バリア層70と接触する上面において、バリア層70と非接触の外縁部が絶縁層50に接する。複数のpバッファ電極42a,42bは、平面視にて点状に形成される。例えば、pバッファ電極42a,42bを円状に形成する場合、5μm以上30μm以下の直径とすることが好ましい。そして、絶縁層50は、pバッファ電極42a,42bの形成領域を除いてpコンタクト電極30及び上記メサ部分を覆い、n電極40a〜40dの形成領域を除いてn側コンタクト層22を覆っている。なお、図1Bに示すように、n側の接合電極70及びp側の接合電極72が表面に露出しているので、n電極40a〜40d、pバッファ電極42a,42bを平面視にて直接的に確認することはできない。   On the other hand, the p buffer electrodes 42 a and 42 b are formed on a p contact electrode 30 provided on a mesa portion composed of a plurality of compound semiconductor layers from the n side cladding layer 24 to the p side contact layer 28. In addition, the p buffer electrodes 42 a and 42 b are in contact with the insulating layer 50 on the upper surface in contact with the barrier layer 70, and the outer edge portion not in contact with the barrier layer 70. The plurality of p buffer electrodes 42a and 42b are formed in a dot shape in plan view. For example, when the p buffer electrodes 42a and 42b are formed in a circular shape, the diameter is preferably 5 μm or more and 30 μm or less. The insulating layer 50 covers the p contact electrode 30 and the mesa portion except for the formation regions of the p buffer electrodes 42a and 42b, and covers the n side contact layer 22 except for the formation regions of the n electrodes 40a to 40d. . As shown in FIG. 1B, since the n-side junction electrode 70 and the p-side junction electrode 72 are exposed on the surface, the n-electrodes 40a to 40d and the p-buffer electrodes 42a and 42b are directly seen in a plan view. Can not be confirmed.

(n電極及びpバッファ電極の配置の詳細)
本実施形態においては、pコンタクト電極30のシート抵抗より高いシート抵抗を有するn側コンタクト層22に接するn電極は、pバッファ電極より多く形成される。平面視における発光素子1の発光面積を増大させること、及び順方向電圧の上昇を抑制することを目的として、n電極の数をx個、pバッファ電極の数をy個とした場合、一例として、1<(x/y)<4の関係を満たすことができる。そして、複数のn電極は、発光層25への電流拡散が均一になるように、n電極とpバッファ電極との間の平面視における距離が最短になる部分が複数存在するように設けられる。また、複数のn電極は、発光層25への電流拡散が均一になるように、平面視にてpバッファ電極を通る軸に対して所定の位置に設けられる。
(Details of arrangement of n electrode and p buffer electrode)
In the present embodiment, more n electrodes in contact with the n-side contact layer 22 having a sheet resistance higher than that of the p contact electrode 30 are formed than the p buffer electrode. For example, when the number of n electrodes is x and the number of p buffer electrodes is y for the purpose of increasing the light emitting area of the light emitting element 1 in a plan view and suppressing the increase of the forward voltage, 1 <(x / y) <4 can be satisfied. The plurality of n electrodes are provided so that there are a plurality of portions having the shortest distance in plan view between the n electrode and the p buffer electrode so that current diffusion to the light emitting layer 25 is uniform. The plurality of n electrodes are provided at predetermined positions with respect to the axis passing through the p buffer electrode in plan view so that current diffusion to the light emitting layer 25 is uniform.

具体的に、図1Bに示すように、発光素子1は平面視にて略正方形に形成され、複数のpバッファ電極42a,42b(本実施形態では2つのpバッファ電極)は、この正方形の中線上に設けられる。そして、この中線を軸100として規定する。複数のn電極(本実施形態では4つのn電極)のうち2つのn電極による対(図1Bでは、左上のn電極40aと左下のn電極40cとからなる対、及び、右上のn電極40bと右下のn電極40dとからなる対)はそれぞれ、この軸100を挟んだ位置であって、軸100からの距離が同一になる位置に設けられる。図1Bでは、左上のn電極40aと左下のn電極40cとは軸100を挟んで互いに反対の位置であって、軸100からの距離が同一の位置に設けられる。つまり、左上のn電極40aと左下のn電極40cとは軸100を対称軸として線対称の位置に設けられる。   Specifically, as shown in FIG. 1B, the light emitting element 1 is formed in a substantially square shape in plan view, and a plurality of p buffer electrodes 42a and 42b (two p buffer electrodes in the present embodiment) are formed in the square. Provided on the line. This middle line is defined as the axis 100. Of a plurality of n electrodes (four n electrodes in this embodiment), a pair of two n electrodes (in FIG. 1B, a pair consisting of an upper left n electrode 40a and a lower left n electrode 40c, and an upper right n electrode 40b) And the lower right n electrode 40d) are provided at positions where the shaft 100 is sandwiched and the distance from the shaft 100 is the same. In FIG. 1B, the upper left n-electrode 40a and the lower left n-electrode 40c are at positions opposite to each other with the shaft 100 in between, and the distance from the shaft 100 is the same. In other words, the upper left n-electrode 40a and the lower left n-electrode 40c are provided in line-symmetric positions with the axis 100 as the axis of symmetry.

また、本実施形態では、左上のn電極40aと、左下のn電極40cと、左側のpバッファ電極42aとは平面視にて直線的に設けられる。すなわち、軸100を対称軸として線対称の位置に設けられるn電極を結ぶ線と軸100との交点に対応する位置に、pバッファ電極が設けられる。なお、pバッファ電極42aが軸100上に設けられている限り、pバッファ電極42aとn電極40a,40cとが平面視にて厳密に直線的に設けられていなくてもよい。右側のpバッファ電極42bと、右上のn電極40bと、右下のn電極40dとの位置関係も同様である。   In the present embodiment, the upper left n-electrode 40a, the lower left n-electrode 40c, and the left p-buffer electrode 42a are provided linearly in plan view. That is, the p-buffer electrode is provided at a position corresponding to the intersection of the line connecting the n-electrodes provided at line-symmetric positions with respect to the axis 100 and the axis 100. As long as the p buffer electrode 42a is provided on the shaft 100, the p buffer electrode 42a and the n electrodes 40a and 40c may not be provided strictly linearly in plan view. The positional relationship among the right p buffer electrode 42b, the upper right n electrode 40b, and the lower right n electrode 40d is the same.

n電極40a〜40dは、例えば、Ni、Cr、Ti、Al、Pd、Pt、Au、V、Ir、及びRhの金属よりなる群から選ばれた少なくとも1種の金属を含んで形成される。また、pバッファ電極42a,42bは、pコンタクト電極30との接触部分にNiから主として構成される金属の層を有して形成される。更に、pバッファ電極42a,42bは、接合電極70との接触部分にAlから主として構成される金属の層を有して形成することができる。   The n-electrodes 40a to 40d are formed including at least one metal selected from the group consisting of Ni, Cr, Ti, Al, Pd, Pt, Au, V, Ir, and Rh, for example. Further, the p buffer electrodes 42 a and 42 b are formed to have a metal layer mainly composed of Ni at a contact portion with the p contact electrode 30. Further, the p buffer electrodes 42 a and 42 b can be formed by having a metal layer mainly composed of Al at a contact portion with the bonding electrode 70.

また、n電極40a〜40dと、pバッファ電極42a,42bとを同一材料から形成する場合、各電極は、Ni又はCrと、Auとを含む金属材料から形成することが好ましい。特にn側コンタクト層22がn型のGaNから形成される場合、n電極40a〜40dは、n側コンタクト層22の側からNi層とAu層とを含んで形成することができる。また、n電極40a〜40dを、n側コンタクト層22の側からCr層とAu層とを含んで形成することもできる。また、pコンタクト電極30が酸化物半導体から形成される場合、pバッファ電極42a,42bは、pコンタクト電極30の側からNi層とAu層とを含んで形成することができる。また、pバッファ電極42a,42bを、pコンタクト電極30の側からCr層とAu層とを含んで形成することができる。   Further, when the n electrodes 40a to 40d and the p buffer electrodes 42a and 42b are formed from the same material, it is preferable that each electrode is formed from a metal material containing Ni or Cr and Au. In particular, when the n-side contact layer 22 is formed of n-type GaN, the n electrodes 40 a to 40 d can be formed including the Ni layer and the Au layer from the n-side contact layer 22 side. Further, the n electrodes 40a to 40d can be formed including the Cr layer and the Au layer from the n-side contact layer 22 side. When the p contact electrode 30 is formed of an oxide semiconductor, the p buffer electrodes 42a and 42b can be formed including an Ni layer and an Au layer from the p contact electrode 30 side. Further, the p buffer electrodes 42a and 42b can be formed including the Cr layer and the Au layer from the p contact electrode 30 side.

n側の接合電極70及びp側の接合電極72は、絶縁層50におけるpコンタクト電極30と反対側の表面(すなわち、図1A中の上面)に接触しており、絶縁層50の表面の所定の領域を覆っている。p側の接合電極72は平面視にて略長方形状に形成され、n側の接合電極70は平面視にてp側の接合電極72を半包囲するコの字状に形成される。   The n-side bonding electrode 70 and the p-side bonding electrode 72 are in contact with the surface of the insulating layer 50 opposite to the p-contact electrode 30 (that is, the upper surface in FIG. 1A), and a predetermined surface of the insulating layer 50 is predetermined. Covering the area. The p-side bonding electrode 72 is formed in a substantially rectangular shape in plan view, and the n-side bonding electrode 70 is formed in a U-shape that semi-encloses the p-side bonding electrode 72 in plan view.

n側の接合電極70及びp側の接合電極72は、絶縁層50との接触部分に主としてTiから構成される金属層をバリア層として有する。また、各接合電極70,72は、バリア層上に、共晶材料、例えば、AuSnから形成されるはんだ層を有することができる。はんだ層は、例えば、真空蒸着法(例えば、電子ビーム蒸着法、又は抵抗加熱蒸着法等)、スパッタ法、めっき法、スクリーン印刷法等により形成することができる。また、はんだ層は、AuSn以外の共晶材料からなる共晶はんだ又はSnAgCu等の鉛フリーはんだから形成することもできる。   The n-side bonding electrode 70 and the p-side bonding electrode 72 have a metal layer mainly made of Ti as a barrier layer at a contact portion with the insulating layer 50. Moreover, each joining electrode 70 and 72 can have a solder layer formed of a eutectic material, for example, AuSn, on the barrier layer. The solder layer can be formed by, for example, a vacuum evaporation method (for example, an electron beam evaporation method or a resistance heating evaporation method), a sputtering method, a plating method, a screen printing method, or the like. The solder layer can also be formed from eutectic solder made of a eutectic material other than AuSn or lead-free solder such as SnAgCu.

具体的に、バリア層は、絶縁層50、n電極40a〜40d又はpバッファ電極42a,42bに接触する第1のバリア層と、第1のバリア層上に形成され、はんだ層を構成する材料の拡散を抑制する第2のバリア層とを含んで形成することができる。第1のバリア層は、n電極40a〜40dを構成する材料、並びにpバッファ電極42a,42bを構成する材料に対してオーミック接触すると共に密着性が良好な材料から形成され、例えば、Tiから主として形成される。また、第2のバリア層は、はんだ層を構成する材料がn電極40a〜40d、並びにpバッファ電極42a,42b側に拡散することを抑制することのできる材料から形成され、例えば、Niから主として形成される。   Specifically, the barrier layer is formed on the first barrier layer in contact with the insulating layer 50, the n electrodes 40a to 40d or the p buffer electrodes 42a and 42b, and the material constituting the solder layer. And a second barrier layer that suppresses diffusion of the first barrier layer. The first barrier layer is formed of a material that forms ohmic contact with the material that forms the n-electrodes 40a to 40d and the material that forms the p-buffer electrodes 42a and 42b and has good adhesion. It is formed. The second barrier layer is formed of a material that can prevent the material constituting the solder layer from diffusing toward the n-electrodes 40a to 40d and the p-buffer electrodes 42a and 42b. It is formed.

また、バリア層は、第1のバリア層及び第2のバリア層を1つのペア層として、複数のペア層を含むこともできる。バリア層が複数のペア層を含むことにより、はんだ層を構成する材料の拡散を更に抑制できる。そして、バリア層の第1のバリア層の膜厚は、例えば、150nm程度であり、第2のバリア層の膜厚は、例えば、100nm若しくは150nm程度である。更に、はんだ層は、例えば、2μm以上20μm以下の厚さを有して形成される。   The barrier layer can also include a plurality of pair layers, with the first barrier layer and the second barrier layer as one pair layer. When the barrier layer includes a plurality of pair layers, diffusion of the material constituting the solder layer can be further suppressed. The film thickness of the first barrier layer of the barrier layer is, for example, about 150 nm, and the film thickness of the second barrier layer is, for example, about 100 nm or 150 nm. Furthermore, the solder layer is formed to have a thickness of 2 μm or more and 20 μm or less, for example.

以上のように構成された発光素子1は、青色領域の波長の光を発するフリップチップ型の発光ダイオード(LED)である。例えば、発光素子1は、順電圧が2.9Vで、順電流が20mAの場合に、ピーク波長が450nmの光を発する。また、発光素子1は平面視にて略四角形状に形成される。発光素子1の平面寸法は、例えば、縦寸法及び横寸法がそれぞれ略350μmである。なお、発光素子1は、pバッファ電極及びn電極が同一面側に設けられているので、上記のようなフリップチップ型のLEDの他、フェイスアップ型のLED、垂直発光型のLEDに適用することもできる。垂直発光型のLEDは、例えば、成長基板上に半導体積層構造を形成し、成長基板の反対側の半導体積層構造の表面に異種基板を貼り付け、その後、成長基板を取り除くことにより形成される。   The light emitting element 1 configured as described above is a flip chip type light emitting diode (LED) that emits light having a wavelength in a blue region. For example, the light emitting element 1 emits light having a peak wavelength of 450 nm when the forward voltage is 2.9 V and the forward current is 20 mA. The light emitting element 1 is formed in a substantially square shape in plan view. For example, the vertical dimension and the horizontal dimension of the light emitting element 1 are approximately 350 μm, respectively. Since the p-buffer electrode and the n-electrode are provided on the same surface side, the light-emitting element 1 is applied to a face-up type LED and a vertical light-emitting type LED in addition to the flip-chip type LED as described above. You can also. The vertical light emitting LED is formed, for example, by forming a semiconductor multilayer structure on a growth substrate, attaching a heterogeneous substrate to the surface of the semiconductor multilayer structure on the opposite side of the growth substrate, and then removing the growth substrate.

なお、サファイア基板10の上に設けられるバッファ層20からp側コンタクト層28までの各層は、例えば、有機金属化学気相成長法(Metal Organic Chemical Vapor Deposition : MOCVD)、分子線エピタキシー法(Molecular Beam Epitaxy : MBE)、ハライド気相エピタキシー法(Halide Vapor Phase Epitaxy : HVPE)等によって形成することができる。ここで、バッファ層20がAlNから形成されるものを例示したが、バッファ層20はGaNから形成することもできる。また、発光層30の量子井戸構造は、多重量子井戸構造でなく、単一量子井戸構造、歪量子井戸構造にすることもできる。   The layers from the buffer layer 20 to the p-side contact layer 28 provided on the sapphire substrate 10 are, for example, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam epitaxy (Molecular Beam). Epitaxy (MBE), Halide Vapor Phase Epitaxy (HVPE), etc. Here, the buffer layer 20 is formed of AlN, but the buffer layer 20 can also be formed of GaN. Further, the quantum well structure of the light emitting layer 30 may be a single quantum well structure or a strained quantum well structure instead of a multiple quantum well structure.

また、絶縁層50は、酸化チタン(TiO)、アルミナ(Al)、五酸化タンタル(Ta)等の金属酸化物、若しくはポリイミド等の電気絶縁性を有する樹脂材料から形成することもできる。そして、反射層60は、Agから形成することもでき、Al又はAgを主成分として含む合金から形成することもできる。また、反射層60は、屈折率の異なる2つの材料の複数の層から形成される分布ブラッグ反射器(Distributed Bragg Reflector : DBR)であってもよい。 The insulating layer 50 is formed from a metal oxide such as titanium oxide (TiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), or a resin material having electrical insulation properties such as polyimide. You can also And the reflective layer 60 can also be formed from Ag, and can also be formed from the alloy which contains Al or Ag as a main component. The reflective layer 60 may be a distributed Bragg reflector (DBR) formed from a plurality of layers of two materials having different refractive indexes.

更に、発光素子1は、紫外領域、近紫外領域、又は緑色領域にピーク波長を有する光を発するLEDであってもよく、LEDが発する光のピーク波長の領域はこれらに限定されない。なお、他の変形例においては、発光素子1の平面寸法はこれに限られない。例えば、発光素子1の平面寸法を縦寸法及び横寸法がそれぞれ1mmとなるよう設計することもでき、縦寸法と横寸法とを互いに異なるようにすることもできる。   Furthermore, the light emitting element 1 may be an LED that emits light having a peak wavelength in the ultraviolet region, the near ultraviolet region, or the green region, and the peak wavelength region of the light emitted from the LED is not limited thereto. In other modified examples, the planar dimension of the light emitting element 1 is not limited to this. For example, the planar dimension of the light emitting element 1 can be designed such that the vertical dimension and the horizontal dimension are each 1 mm, and the vertical dimension and the horizontal dimension can be different from each other.

(発光素子1の製造工程)
図2Aから図2Cは、第1の実施の形態に係る発光素子の製造工程の一例を示す。具体的に、図2Aの(a)は、n側コンタクト層の表面を露出させるためのエッチングが施される前の縦断面図である。図2Aの(b)は、n側コンタクト層の表面を露出させるためのエッチングが施された後の縦断面図である。また、図2Aの(c)は、pコンタクト電極にマスクが形成された状態の縦断面図である。更に、図2Aの(d)は、pコンタクト電極をエッチングした後の縦断面図である。
(Manufacturing process of light-emitting element 1)
2A to 2C show an example of a manufacturing process of the light-emitting element according to the first embodiment. Specifically, FIG. 2A (a) is a longitudinal sectional view before etching for exposing the surface of the n-side contact layer is performed. FIG. 2B is a longitudinal sectional view after the etching for exposing the surface of the n-side contact layer is performed. 2C is a longitudinal sectional view showing a state where a mask is formed on the p-contact electrode. Furthermore, (d) of FIG. 2A is a longitudinal cross-sectional view after etching the p-contact electrode.

まず、サファイア基板10を準備して、このサファイア基板10の上に、n型半導体層と、発光層と、p型半導体層とを含む半導体積層構造を形成する。具体的には、サファイア基板10上に、バッファ層20と、n側コンタクト層22と、n側クラッド層24と、発光層25と、p側クラッド層26と、p側コンタクト層28とをこの順にエピタキシャル成長してエピタキシャル成長基板を形成する(半導体積層構造形成工程)。   First, a sapphire substrate 10 is prepared, and a semiconductor stacked structure including an n-type semiconductor layer, a light emitting layer, and a p-type semiconductor layer is formed on the sapphire substrate 10. Specifically, the buffer layer 20, the n-side contact layer 22, the n-side cladding layer 24, the light emitting layer 25, the p-side cladding layer 26, and the p-side contact layer 28 are formed on the sapphire substrate 10. Epitaxial growth is sequentially performed to form an epitaxial growth substrate (semiconductor laminated structure forming step).

続いて、フォトレジストによるマスク200をエピタキシャル成長基板のp側コンタクト層28上にフォトリソグラフィー技術を用いて形成する(図2A(a))。次に、マスク200が形成された部分を除く一部の領域を、p側コンタクト層28からn側コンタクト層22の表面までエッチングした後、マスク200を除去する。これにより、n側クラッド層24からp側コンタクト層28までの複数の化合物半導体層から構成されるメサ部分が形成され、n側コンタクト層22の表面の一部が露出する(図2A(b)、除去工程)。なお、除去工程においては、マスク200が形成されていない部分のn側クラッド層24からp側コンタクト層28までを完全に除去することを目的として、n側コンタクト層22の一部までエッチングする。   Subsequently, a mask 200 made of a photoresist is formed on the p-side contact layer 28 of the epitaxial growth substrate by using a photolithography technique (FIG. 2A (a)). Next, after etching a part of the region excluding the portion where the mask 200 is formed from the p-side contact layer 28 to the surface of the n-side contact layer 22, the mask 200 is removed. Thereby, a mesa portion composed of a plurality of compound semiconductor layers from the n-side cladding layer 24 to the p-side contact layer 28 is formed, and a part of the surface of the n-side contact layer 22 is exposed (FIG. 2A (b)). , Removal step). In the removal step, etching is performed to a part of the n-side contact layer 22 for the purpose of completely removing the portion from the n-side cladding layer 24 to the p-side contact layer 28 where the mask 200 is not formed.

この後、n側コンタクト層22及びp側コンタクト層28の表面の全体にpコンタクト電極30を形成する。すなわち、露出しているn側コンタクト層22の表面、メサ部分の側面、及びp側コンタクト層28の表面(すなわち、メサ部分の上面)を覆うように、pコンタクト電極30を形成する。本実施形態においてpコンタクト電極30はITOであり、例えば、真空蒸着法を用いて形成することができる。そして、n側コンタクト層28のシート抵抗よりもpコンタクト電極30のシート抵抗が低くなるようにpコンタクト電極30を形成する。なお、pコンタクト電極30は、スパッタリング法、CVD法、蒸着法、又はゾルゲル法等により形成することもできる。そして、pコンタクト電極30を残す領域にフォトレジストによるマスク202を形成する(図2A(c))。続いて、マスク202に被覆されていないpコンタクト電極30をエッチングする。これにより、p側コンタクト層28の所定領域にpコンタクト電極30が形成される(図2A(d)、pコンタクト電極形成工程)。   Thereafter, the p contact electrode 30 is formed on the entire surface of the n-side contact layer 22 and the p-side contact layer 28. That is, the p contact electrode 30 is formed so as to cover the exposed surface of the n-side contact layer 22, the side surface of the mesa portion, and the surface of the p-side contact layer 28 (that is, the upper surface of the mesa portion). In this embodiment, the p-contact electrode 30 is ITO, and can be formed by using, for example, a vacuum deposition method. Then, the p contact electrode 30 is formed so that the sheet resistance of the p contact electrode 30 is lower than the sheet resistance of the n-side contact layer 28. The p-contact electrode 30 can also be formed by a sputtering method, a CVD method, a vapor deposition method, a sol-gel method, or the like. Then, a photoresist mask 202 is formed in the region where the p-contact electrode 30 is to be left (FIG. 2A (c)). Subsequently, the p contact electrode 30 not covered with the mask 202 is etched. Thereby, the p-contact electrode 30 is formed in a predetermined region of the p-side contact layer 28 (FIG. 2A (d), p-contact electrode forming step).

図2B(a)は、n電極及びpバッファ電極を形成した後の縦断面図である。また、図2B(b)は、第1の絶縁層を形成した後の縦断面図である。更に、図2B(c)は、反射層及び第2の絶縁層を形成した後の縦断面図である。   FIG. 2B (a) is a longitudinal sectional view after forming the n-electrode and the p-buffer electrode. FIG. 2B (b) is a longitudinal sectional view after forming the first insulating layer. Further, FIG. 2B (c) is a longitudinal sectional view after the reflective layer and the second insulating layer are formed.

まず、真空蒸着法及びフォトリソグラフィー技術を用いて、n電極40a〜40dをn側コンタクト層22の表面の予め定められた一部の領域に形成する。更に、真空蒸着法及びフォトリソグラフィー技術を用いて、pバッファ電極42a,42bをp側コンタクト層28上に設けられたpコンタクト電極30の表面の予め定められた一部の領域に形成する(図2B(a)、電極形成工程)。n電極40a〜40dを構成する材料と、pバッファ電極42a,42bを構成する材料とは互いに異なっていても、同一であってもよい。両者の材料が同一である場合、n電極40a〜40dと、pバッファ電極42a,42bとは同時に形成できる。なお、n電極40a〜40dと、pバッファ電極42a及びpバッファ電極42bとを形成した後、n側コンタクト層22とn電極40a〜40dとの間、並びにpコンタクト電極30とpバッファ電極42a,42bとの間のオーミック接触と密着性とを確保すべく、所定の温度、所定の雰囲気下で、所定の時間の熱処理を施すこともできる。   First, the n electrodes 40 a to 40 d are formed in a predetermined part of the surface of the n-side contact layer 22 by using a vacuum deposition method and a photolithography technique. Further, the p buffer electrodes 42a and 42b are formed in a predetermined partial region on the surface of the p contact electrode 30 provided on the p side contact layer 28 by using a vacuum deposition method and a photolithography technique (see FIG. 2B (a), electrode formation step). The material constituting the n-electrodes 40a to 40d and the material constituting the p-buffer electrodes 42a and 42b may be different from each other or the same. When both materials are the same, n electrode 40a-40d and p buffer electrode 42a, 42b can be formed simultaneously. In addition, after forming the n electrodes 40a to 40d and the p buffer electrode 42a and the p buffer electrode 42b, between the n side contact layer 22 and the n electrodes 40a to 40d, and the p contact electrode 30 and the p buffer electrode 42a, In order to ensure ohmic contact and adhesion with 42b, a heat treatment can be performed for a predetermined time at a predetermined temperature and in a predetermined atmosphere.

続いて、n電極40a〜40d、並びにpバッファ電極42a,42bを覆う絶縁層50を形成する。具体的には、n側コンタクト層22、n電極40a〜40d、メサ部分、pコンタクト電極30、並びにpバッファ電極42a,42bを覆う第1の絶縁層50aを、プラズマCVD法により形成する(絶縁層形成工程における第1の絶縁層形成工程)。そして、第1の絶縁層50aの上であってn電極40a〜40d、並びにpバッファ電極42a,42bの上方を除く所定の領域に、真空蒸着法及びフォトリソグラフィー技術を用いて反射層60を形成する(図2B(b)、絶縁層形成工程における反射層形成工程)。次に、図2B(b)の工程において形成された反射層60の上側と、反射層60が形成されていない部分の上側とに、プラズマCVD法を用いて第2の絶縁層50bを形成する(図2B(c)、絶縁層形成工程における第2の絶縁層形成工程)。これにより反射層60が第2の絶縁層50bにより被覆される。そして、第1の絶縁層50aと第2の絶縁層50bとから、本実施形態に係る絶縁層50が構成される。   Subsequently, an insulating layer 50 is formed to cover the n electrodes 40a to 40d and the p buffer electrodes 42a and 42b. Specifically, the first insulating layer 50a covering the n-side contact layer 22, the n electrodes 40a to 40d, the mesa portion, the p contact electrode 30, and the p buffer electrodes 42a and 42b is formed by plasma CVD (insulation). First insulating layer forming step in the layer forming step). Then, a reflective layer 60 is formed on the first insulating layer 50a in a predetermined region excluding the n-electrodes 40a to 40d and the p-buffer electrodes 42a and 42b using a vacuum deposition method and a photolithography technique. (FIG. 2B (b), reflective layer forming step in insulating layer forming step). Next, the second insulating layer 50b is formed using the plasma CVD method on the upper side of the reflective layer 60 formed in the step of FIG. 2B (b) and on the upper side of the portion where the reflective layer 60 is not formed. (FIG. 2B (c), second insulating layer forming step in the insulating layer forming step). As a result, the reflective layer 60 is covered with the second insulating layer 50b. The first insulating layer 50a and the second insulating layer 50b constitute the insulating layer 50 according to this embodiment.

図2C(a)は、絶縁層の一部に開口を形成した後の縦断面図である。更に、図2C(b)は、バリア層及びはんだ層を形成した後の縦断面図である。   FIG. 2C (a) is a longitudinal sectional view after an opening is formed in a part of the insulating layer. Further, FIG. 2C (b) is a longitudinal sectional view after the barrier layer and the solder layer are formed.

続いて、絶縁層50におけるn電極40a〜40dの上側部分と、pバッファ電極42a,42bの上側部分とを、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて除去する。これにより、pバッファ電極42a,42bの上にスルーホールである開口52が形成されると共に、n電極40a〜40dの上にスルーホールである開口52が形成される(図2C(a)、開口形成工程)。   Subsequently, the upper portions of the n electrodes 40a to 40d and the upper portions of the p buffer electrodes 42a and 42b in the insulating layer 50 are removed by using a photolithography technique and an etching technique. Thereby, an opening 52 as a through hole is formed on the p buffer electrodes 42a and 42b, and an opening 52 as a through hole is formed on the n electrodes 40a to 40d (FIG. 2C (a), opening). Forming step).

次に、真空蒸着法及びフォトリソグラフィー技術を用いて、それぞれの開口52の内側に、バリア層を形成する(バリア層形成工程)。n電極40a〜40d上の開口52に形成されたバリア層はn電極40a〜40dに電気的に接続する。また、pバッファ電極42a,42b上の開口52に形成されたバリア層はpバッファ電極42a,42bに電気的に接続する。続いて、バリア層の上にはんだ層を形成する(はんだ層形成工程)。これにより、バリア層とはんだ層とからなる接合電極70が形成され、図2C(b)に示す発光素子1が製造される。   Next, a barrier layer is formed inside each opening 52 by using a vacuum deposition method and a photolithography technique (barrier layer forming step). The barrier layer formed in the opening 52 on the n electrodes 40a to 40d is electrically connected to the n electrodes 40a to 40d. The barrier layer formed in the opening 52 on the p buffer electrodes 42a and 42b is electrically connected to the p buffer electrodes 42a and 42b. Subsequently, a solder layer is formed on the barrier layer (solder layer forming step). Thereby, the joining electrode 70 which consists of a barrier layer and a solder layer is formed, and the light emitting element 1 shown to FIG. 2C (b) is manufactured.

なお、n電極40a〜40d、並びにpバッファ電極42a,42bはそれぞれ、スパッタリング法により形成することもできる。また、絶縁層50は、化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition : CVD)により形成することもできる。そして、以上の工程を経て形成された発光素子1は、導電性材料の配線パターンが予め形成されたセラミック等から構成される基板の所定の位置に、フリップチップボンディングにより実装される。そして、基板に実装された発光素子1を、エポキシ樹脂又はガラス等の封止材で一体として封止することにより、発光素子1を発光装置としてパッケージ化できる。   Each of the n electrodes 40a to 40d and the p buffer electrodes 42a and 42b can also be formed by a sputtering method. The insulating layer 50 can also be formed by chemical vapor deposition (CVD). The light emitting element 1 formed through the above steps is mounted by flip chip bonding on a predetermined position of a substrate made of ceramic or the like in which a wiring pattern of a conductive material is formed in advance. And the light emitting element 1 mounted on the board | substrate can be packaged as a light-emitting device by sealing integrally with sealing materials, such as an epoxy resin or glass.

(第1の実施の形態の効果)
本実施の形態に係る発光素子1は、同一面側にn電極及びpバッファ電極が設けられる発光素子において、シート抵抗がpコンタクト電極30より高いn側コンタクト層22に設けるn電極の数をpバッファ電極の数より多くしたので、平面視における発光素子1の発光面積を大きくすること、更に電極での光吸収を減少させることを目的としてn電極のサイズを、例えば50μm以下の径にしたとしても、発光素子1の順方向電圧の上昇を抑制することができる。また、発光素子1は、複数のn電極を設けることにより単数のn電極を備える場合に比べて、発光素子1に供給される電流をより均一に発光層25に分散させることができる。更に、複数のn電極を設けることにより、発光素子1の静電気耐圧を向上させることができる。
(Effects of the first embodiment)
In the light emitting device 1 according to the present embodiment, in the light emitting device in which the n electrode and the p buffer electrode are provided on the same surface side, the number of n electrodes provided in the n side contact layer 22 having a sheet resistance higher than that of the p contact electrode 30 is p. Since the number of buffer electrodes is larger than the number of buffer electrodes, the size of the n electrode is set to, for example, a diameter of 50 μm or less for the purpose of increasing the light emitting area of the light emitting element 1 in plan view and further reducing light absorption at the electrodes. Also, an increase in the forward voltage of the light emitting element 1 can be suppressed. In addition, the light emitting element 1 can disperse the current supplied to the light emitting element 1 more uniformly in the light emitting layer 25 as compared with the case where a single n electrode is provided by providing a plurality of n electrodes. Furthermore, the electrostatic withstand voltage of the light emitting element 1 can be improved by providing a plurality of n electrodes.

また、本実施の形態に係る発光素子1は、n側コンタクト層22のシート抵抗をpコンタクト電極30のシート抵抗より小さくすることを要さないので、n側コンタクト層22のシート抵抗を低下させることを目的として、n側コンタクト層22の厚さを厚くすること、キャリア濃度を増加させることを要さない。したがって、n側コンタクト層22の厚さを厚くすることに起因して、発光素子の製造プロセスにおいて半導体積層構造が形成された基板が反ることがなく、また、キャリア濃度を増加させることに起因してエピタキシャル成長中の半導体層の表面が荒れることを防止できる。   Further, since the light emitting element 1 according to the present embodiment does not require the sheet resistance of the n-side contact layer 22 to be smaller than the sheet resistance of the p-contact electrode 30, the sheet resistance of the n-side contact layer 22 is reduced. For this purpose, it is not necessary to increase the thickness of the n-side contact layer 22 and increase the carrier concentration. Therefore, due to the increase in the thickness of the n-side contact layer 22, the substrate on which the semiconductor multilayer structure is formed does not warp in the manufacturing process of the light-emitting element, and the carrier concentration increases. Thus, the surface of the semiconductor layer during epitaxial growth can be prevented from being roughened.

[第2の実施の形態]
図3は、本発明の第2の実施の形態に係る発光素子の上面の概要を示す。
[Second Embodiment]
FIG. 3 shows an outline of the upper surface of the light emitting device according to the second embodiment of the present invention.

第2の実施の形態に係る発光素子2は、第1の実施の形態に係る発光素子1とは電極の数及び配置が異なる点を除き、略同一の構成及び機能を有する。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。   The light emitting element 2 according to the second embodiment has substantially the same configuration and function except that the number and arrangement of electrodes are different from those of the light emitting element 1 according to the first embodiment. Therefore, a detailed description is omitted except for differences.

第2の実施の形態に係る発光素子2は平面視にて略正方形に形成され、pバッファ電極42a,42bは、この正方形の中線上に設けられる。そして、この中線を軸100に規定する。複数のn電極は、この軸100を挟んだ位置であって、軸100からの距離が同一になる位置に設けられる。本実施形態においては、6つのn電極40a〜40fと、2つのpバッファ電極42a,42bが形成され、3つのn電極40a〜40cが軸100の一方(図3中の上側)に配置され、3つのn電極40d〜40fが軸100の他方(図3中の下側)に配置されている。例えば、左上のn電極40aと左下のn電極40dとは軸100を挟んで互いに反対の位置であって、軸100からの距離が同一の位置に設けられる。つまり、左上のn電極40aと左下のn電極40dとは軸100を対称軸として線対称の位置に設けられ、1つの対をなす。また、中央上のn電極40bと中央下のn電極40eも対をなし、右上のn電極40cと右下のn電極40dも対をなしている。   The light emitting element 2 according to the second embodiment is formed in a substantially square shape in plan view, and the p buffer electrodes 42a and 42b are provided on the middle line of the square. The middle line is defined on the axis 100. The plurality of n-electrodes are provided at positions where the axis 100 is sandwiched and at the same distance from the axis 100. In the present embodiment, six n electrodes 40a to 40f and two p buffer electrodes 42a and 42b are formed, and the three n electrodes 40a to 40c are arranged on one side of the shaft 100 (the upper side in FIG. 3). Three n-electrodes 40d to 40f are arranged on the other side of the shaft 100 (the lower side in FIG. 3). For example, the upper left n-electrode 40a and the lower left n-electrode 40d are opposite to each other with the shaft 100 in between, and are provided at the same distance from the shaft 100. That is, the upper left n-electrode 40a and the lower left n-electrode 40d are provided in a line-symmetrical position with the axis 100 as the axis of symmetry and form a pair. In addition, the upper center n-electrode 40b and the lower center n-electrode 40e make a pair, and the upper-right n-electrode 40c and the lower-right n-electrode 40d also make a pair.

そして、本実施形態では、対をなすn電極同士を結ぶ線と軸100との交点から外れた位置にpバッファ電極42a,42bが設けられている。具体的には、左側のpバッファ電極42aは、左上のn電極40aと左下のn電極40dとを結ぶ線と軸100との交点から、左上のn電極40aと中央上のn電極40bとの間隔の半分の距離だけ発光素子2の中心側にずれた位置に設けられる。右側のpバッファ電極42bは、右上のn電極40cと右下のn電極40fとを結ぶ線と軸100との交点から、右上のn電極40cと中央上のn電極40bとの間隔の半分の距離だけ発光素子2の中心側にずれた位置に設けられる。   In this embodiment, the p buffer electrodes 42 a and 42 b are provided at positions deviating from the intersection of the axis 100 and the line connecting the paired n electrodes. Specifically, the p buffer electrode 42a on the left side is defined by the intersection of the axis 100 and the line connecting the upper left n electrode 40a and the lower left n electrode 40d and the upper left n electrode 40a and the upper n electrode 40b. It is provided at a position shifted toward the center of the light emitting element 2 by a half distance. The p buffer electrode 42b on the right side is half the distance between the upper right n electrode 40c and the upper n electrode 40b from the intersection of the axis 100 and the line connecting the upper right n electrode 40c and the lower right n electrode 40f. It is provided at a position shifted toward the center of the light emitting element 2 by a distance.

[第3の実施の形態]
図4は、本発明の第3の実施の形態に係る発光素子の上面の概要を示す。
[Third Embodiment]
FIG. 4 shows an outline of the upper surface of the light emitting device according to the third embodiment of the present invention.

第3の実施の形態に係る発光素子3は、第1の実施の形態に係る発光素子1とは電極の数及び配置が異なる点を除き、略同一の構成及び機能を有する。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。   The light emitting element 3 according to the third embodiment has substantially the same configuration and function except that the number and arrangement of electrodes are different from those of the light emitting element 1 according to the first embodiment. Therefore, a detailed description is omitted except for differences.

第3の実施の形態に係る発光素子3は平面視にて略正方形に形成され、pバッファ電極42は、この正方形の中心に1つ設けられる。そして、pバッファ電極42を通る直線であって、この正方形の一辺に平行な直線(例えば、この正方形の中線)を軸100として規定する。複数のn電極は、この軸100を挟んだ位置であって、軸100からの距離が同一になる位置に設けられる。本実施形態においては、4つのn電極40a〜40dが設けられ、例えば、左上のn電極40aと左下n電極40cとは軸100を挟んで互いに反対の位置であって、軸100からの距離が同一の位置に設けられて1つの対をなす。つまり、左上のn電極40aと左下のn電極40cとは軸100を対称軸として線対称の位置に設けられる。右上のn電極40bと右下のn電極40dとの関係も同様である。更に、本実施形態において左上のn電極40aと右下のn電極40dと、右上のn電極40bと左下のn電極40cは、pバッファ電極42を対称中心として点対称の位置に設けられる。   The light emitting element 3 according to the third embodiment is formed in a substantially square shape in plan view, and one p buffer electrode 42 is provided at the center of the square. A straight line passing through the p buffer electrode 42 and parallel to one side of the square (for example, the middle line of the square) is defined as the axis 100. The plurality of n-electrodes are provided at positions where the axis 100 is sandwiched and at the same distance from the axis 100. In the present embodiment, four n electrodes 40a to 40d are provided. For example, the upper left n electrode 40a and the lower left n electrode 40c are at positions opposite to each other with the axis 100 in between, and the distance from the axis 100 is One pair is provided at the same position. In other words, the upper left n-electrode 40a and the lower left n-electrode 40c are provided in line-symmetric positions with the axis 100 as the axis of symmetry. The relationship between the upper right n-electrode 40b and the lower right n-electrode 40d is the same. Furthermore, in the present embodiment, the upper left n electrode 40a, the lower right n electrode 40d, the upper right n electrode 40b, and the lower left n electrode 40c are provided at point-symmetrical positions with the p buffer electrode 42 as the center of symmetry.

[第4の実施の形態]
図5は、本発明の第4の実施の形態に係る発光素子の上面の概要を示す。
[Fourth Embodiment]
FIG. 5 shows an outline of the upper surface of a light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention.

第4の実施の形態に係る発光素子4は、第1の実施の形態に係る発光素子1とは電極の数及び配置が異なる点を除き、略同一の構成及び機能を有する。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。   The light emitting element 4 according to the fourth embodiment has substantially the same configuration and function except that the number and arrangement of electrodes are different from those of the light emitting element 1 according to the first embodiment. Therefore, a detailed description is omitted except for differences.

第4の実施の形態に係る発光素子4は平面視にて略正方形に形成され、この正方形の一辺を三等分する第1軸102及び第2軸104上にそれぞれ複数のpバッファ電極が設けられる。具体的に、左右へ延びる第1軸102上に2つのpバッファ電極42a,42bが設けられ1つのグループをなし、左右へ延びる第2軸104上に2つのpバッファ電極42c,42dが設けられ1つのグループをなす。複数のn電極は、第1軸102又は第2軸104を挟んだ位置であって、第1軸102又は第2軸104からの距離が同一になる位置に設けられる。具体的には、n電極は、第1軸102の上方と、第1軸102と第2軸104の間と、第2軸104の下方とに、左右に並んで3つずつ配置される。例えば、上段左のn電極40aと中段左のn電極40dとは第1軸102を挟んで互いに反対の位置であって、第1軸102からの距離が同一の位置に設けられる。つまり、上段左のn電極40aと中段左のn電極40dとは第1軸102を対称軸として線対称の位置に設けられて1つの対をなす。なお、本実施形態においてn電極が「1つの対をなす」という場合における対をなすn電極は、ある軸からの距離が最短の位置に設けられるn電極同士をいう。   The light emitting element 4 according to the fourth embodiment is formed in a substantially square shape in plan view, and a plurality of p buffer electrodes are provided on each of the first axis 102 and the second axis 104 that divide one side of the square into three equal parts. It is done. Specifically, two p buffer electrodes 42a and 42b are provided on the first shaft 102 extending left and right to form one group, and two p buffer electrodes 42c and 42d are provided on the second shaft 104 extending left and right. Form a group. The plurality of n-electrodes are provided at positions where the first axis 102 or the second axis 104 is sandwiched and at the same distance from the first axis 102 or the second axis 104. Specifically, three n electrodes are arranged side by side on the left and right above the first shaft 102, between the first shaft 102 and the second shaft 104, and below the second shaft 104. For example, the upper left n-electrode 40a and the middle left n-electrode 40d are located at positions opposite to each other with the first axis 102 in between, and the distance from the first axis 102 is the same. That is, the upper left n-electrode 40a and the middle left n-electrode 40d are provided in a line-symmetrical position with the first axis 102 as the axis of symmetry to form a pair. In the present embodiment, the n electrodes forming a pair in the case where the n electrodes form “one pair” refer to n electrodes provided at the shortest distance from a certain axis.

同様にして、上段中央のn電極40bと中段中央のn電極40eと、上段右のn電極40cと中段右のn電極40fとはそれぞれ、第1軸102を対称軸として線対称の位置に設けられる。そして、上段中央のn電極40bと中段中央のn電極40eとで1つの対をなし、上段右のn電極40cと中段右のn電極40fとで1つの対をなす。同様にして、中段左のn電極40dと下段左のn電極40gと、中段中央のn電極40eと下段中央のn電極40hと、中段右のn電極40fと下段右のn電極40iとはそれぞれ、第2軸104を対称軸として線対称の位置に設けられ、それぞれ1つの対をなす。   Similarly, the upper middle n-electrode 40b, the middle middle n-electrode 40e, the upper right n-electrode 40c, and the middle right n-electrode 40f are provided in line-symmetric positions with the first axis 102 as the symmetry axis. It is done. Then, the upper middle n electrode 40b and the middle middle n electrode 40e form a pair, and the upper right n electrode 40c and the middle right n electrode 40f form a pair. Similarly, the middle left n-electrode 40d, the lower left n-electrode 40g, the middle middle n-electrode 40e, the lower middle n-electrode 40h, the middle right n-electrode 40f and the lower right n-electrode 40i are respectively The second axis 104 is provided at a line-symmetrical position with respect to the axis of symmetry, and each forms a pair.

また、本実施形態では、第1軸102を対称軸として線対称の位置に設けられるn電極同士を結ぶ線と第1軸102との交点から外れた位置に、第1軸102上のpバッファ電極42a,42bが設けられている。第2軸104上のpバッファ電極42c,42dについても同様である。   Further, in the present embodiment, the p buffer on the first axis 102 is located at a position deviated from the intersection of the first axis 102 and a line connecting n electrodes provided at line-symmetric positions with the first axis 102 as the axis of symmetry. Electrodes 42a and 42b are provided. The same applies to the p buffer electrodes 42c and 42d on the second shaft 104.

[第5の実施の形態]
図6(a)は、本発明の第5の実施の形態に係る発光素子の上面の概要を示し、図6(b)は、本発明の第5の実施の形態に係る発光素子の変形例の上面の概要を示す。
[Fifth Embodiment]
FIG. 6A shows an outline of the upper surface of the light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 6B shows a modification of the light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention. An outline of the top surface of is shown.

第5の実施の形態に係る発光素子5及び6は、第1の実施の形態に係る発光素子1とは平面視における素子形状が異なる点を除き、略同一の構成及び機能を有する。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。   The light emitting elements 5 and 6 according to the fifth embodiment have substantially the same configuration and function except that the light emitting element 1 according to the first embodiment has a different element shape in plan view. Therefore, a detailed description is omitted except for differences.

図6(a)を参照すると、第5の実施の形態に係る発光素子5は、平面視にて略長方形状に形成される。そして、pバッファ電極42は、この長方形の2本の対角線の交点に対応する位置に設けられる。ここで、この長方形の短辺に平行な線であって、pバッファ電極42を通る線を軸100として規定する。2つのn電極40a,40bが、この軸100を対称軸として線対称の位置に設けられる。また、第5の実施の形態においては、各n電極40a,40bとpバッファ電極42とは直線的に設けられる。   Referring to FIG. 6A, the light emitting element 5 according to the fifth embodiment is formed in a substantially rectangular shape in plan view. The p buffer electrode 42 is provided at a position corresponding to the intersection of the two diagonal lines of the rectangle. Here, a line parallel to the short side of the rectangle and passing through the p buffer electrode 42 is defined as the axis 100. Two n-electrodes 40a and 40b are provided at positions symmetrical with respect to the axis 100 as a symmetry axis. In the fifth embodiment, the n electrodes 40a and 40b and the p buffer electrode 42 are provided linearly.

また、図6(b)を参照すると、第5の実施の形態の変形例に係る発光素子6は、平面視にて略長方形状に形成される。そして、4つのpバッファ電極42a〜42dが、この長方形の短辺の中線上に直線的に設けられる。この中線を、対称の軸106として、計8つのn電極40a〜40hが、軸106について対称の位置に設けられる。第5の実施の形態の変形例においては、対をなす2つのn電極とpバッファ電極とは直線的に設けられる。   6B, the light emitting element 6 according to the modification of the fifth embodiment is formed in a substantially rectangular shape in plan view. And four p buffer electrodes 42a-42d are linearly provided on the middle line of this rectangular short side. A total of eight n-electrodes 40 a to 40 h are provided at symmetrical positions with respect to the axis 106, with this middle line as the symmetrical axis 106. In the modification of the fifth embodiment, the two n electrodes and the p buffer electrode forming a pair are provided linearly.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。   While the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments described above do not limit the invention according to the claims. In addition, it should be noted that not all the combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.

1、2、3、4、5、6 発光素子
10 サファイア基板
20 バッファ層
22 n側コンタクト層
23 n型半導体層
24 n側クラッド層
25 発光層
26 p側クラッド層
27 p型半導体層
28 p側コンタクト層
30 pコンタクト電極
40a、40b、40c、40d、40e n電極
40f、40g、40h、40i n電極
42a、42b、42c、42d pバッファ電極
50 絶縁層
50a 第1の絶縁層
50b 第2の絶縁層
52 開口
60 反射層
70 接合電極
70a、70b、70c 接合電極
71 接合電極
72、72a、72b 接合電極
100、102、104、106 軸
200、202 マスク
1, 2, 3, 4, 5, 6 Light-emitting element 10 Sapphire substrate 20 Buffer layer 22 n-side contact layer 23 n-type semiconductor layer 24 n-side cladding layer 25 light-emitting layer 26 p-side cladding layer 27 p-type semiconductor layer 28 p-side Contact layer 30 p contact electrode 40a, 40b, 40c, 40d, 40en electrode 40f, 40g, 40h, 40in electrode 42a, 42b, 42c, 42d p buffer electrode 50 insulation layer 50a first insulation layer 50b second insulation Layer 52 Opening 60 Reflective layer 70 Joining electrode 70a, 70b, 70c Joining electrode 71 Joining electrode 72, 72a, 72b Joining electrode 100, 102, 104, 106 Axis 200, 202 Mask

Claims (6)

第1導電型の第1半導体層と、発光層と、前記第1導電型とは異なる第2導電型の第2半導体層とが積層され、前記第2半導体層及び前記発光層の一部が除去されて前記第1半導体層が露出した窒化物化合物半導体からなる半導体積層構造と、
前記第2半導体層にオーミック接触するpコンタクト電極と、
前記pコンタクト電極にオーミック接触する点状の第2電極と、
前記第1半導体層の露出部分にオーミック接触し、前記第2電極の数より多い複数の点状の第1電極と、を備える発光素子。
A first conductive type first semiconductor layer, a light emitting layer, and a second conductive type second semiconductor layer different from the first conductive type are stacked, and the second semiconductor layer and a part of the light emitting layer are formed. A semiconductor multilayer structure made of a nitride compound semiconductor that has been removed to expose the first semiconductor layer;
A p-contact electrode in ohmic contact with the second semiconductor layer;
A point-like second electrode in ohmic contact with the p-contact electrode;
A light emitting device comprising: a plurality of point-like first electrodes that are in ohmic contact with an exposed portion of the first semiconductor layer and are larger in number than the second electrodes.
前記第1半導体層は、n型半導体層であり、
前記第2半導体層は、p型半導体層であり、
前記n型半導体層は、前記pコンタクト電極のシート抵抗より高いシート抵抗を有する請求項1に記載の発光素子。
The first semiconductor layer is an n-type semiconductor layer;
The second semiconductor layer is a p-type semiconductor layer;
The light emitting device according to claim 1, wherein the n-type semiconductor layer has a sheet resistance higher than a sheet resistance of the p-contact electrode.
前記第1電極はn電極であり、前記第2電極はpバッファ電極であり、
前記n電極と前記pバッファ電極との間の平面視における距離が最短になる部分が複数存在する請求項2に記載の発光素子。
The first electrode is an n-electrode, the second electrode is a p-buffer electrode,
The light emitting device according to claim 2, wherein there are a plurality of portions having a shortest distance in plan view between the n electrode and the p buffer electrode.
複数の前記n電極は、平面視にて前記pバッファ電極を通る軸を対称軸として線対称の位置に設けられる少なくとも1つの対をなす請求項3に記載の発光素子。   4. The light emitting device according to claim 3, wherein the plurality of n electrodes form at least one pair provided at a line-symmetrical position with an axis passing through the p-buffer electrode as a symmetry axis in plan view. 複数の前記pバッファ電極が前記pコンタクト電極上に直線的に配置される少なくとも1つのグループをなし、
前記複数のn電極は、前記対称軸に対して線対称の位置に設けられる請求項4に記載の発光素子。
A plurality of the p buffer electrodes form at least one group arranged linearly on the p contact electrode;
The light emitting device according to claim 4, wherein the plurality of n electrodes are provided at positions symmetrical with respect to the symmetry axis.
前記pバッファ電極は、前記pコンタクト電極上に1つ設けられ、
複数の前記n電極は、前記pバッファ電極を対称中心として点対称の位置に設けられる請求項3に記載の発光素子。
One p buffer electrode is provided on the p contact electrode,
The light emitting element according to claim 3, wherein the plurality of n electrodes are provided at point-symmetrical positions with the p buffer electrode as a center of symmetry.
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