JP2016167512A - Semiconductor light emitting element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、半導体発光素子に関する。 Embodiments described herein relate generally to a semiconductor light emitting device.
発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)などの半導体発光素子において、絶縁耐圧の向上が求められている。 In semiconductor light emitting devices such as light emitting diodes (LEDs), there is a demand for an improvement in dielectric strength.
本発明の実施形態は、絶縁耐圧を向上できる半導体発光素子を提供する。 Embodiments of the present invention provide a semiconductor light emitting device capable of improving the withstand voltage.
本発明の実施形態によれば、半導体発光素子は、基体と、第1〜第3半導体層と、第1導電層と、絶縁層と、を含む。前記基体は、導電性である。前記第1半導体層は、第1導電形の領域を含む。前記第2半導体層は、前記第1半導体層と前記基体との間に設けられ、第2導電形である。前記第3半導体層は、前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられる。前記第1導電層は、前記第2半導体層と前記基体との間に設けられ、前記第2半導体層と電気的に接続される。前記絶縁層は、前記基体と前記第1導電層との間に設けられ、前記第1導電層と前記基体とを電気的に絶縁し、前記第1半導体層と前記基体とを電気的に絶縁する。 According to the embodiment of the present invention, the semiconductor light emitting device includes a base, first to third semiconductor layers, a first conductive layer, and an insulating layer. The substrate is conductive. The first semiconductor layer includes a region of a first conductivity type. The second semiconductor layer is provided between the first semiconductor layer and the base and has a second conductivity type. The third semiconductor layer is provided between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. The first conductive layer is provided between the second semiconductor layer and the base body and is electrically connected to the second semiconductor layer. The insulating layer is provided between the base and the first conductive layer, electrically insulates the first conductive layer and the base, and electrically insulates the first semiconductor layer and the base. To do.
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between the parts, and the like are not necessarily the same as actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratios may be represented differently depending on the drawings.
Note that, in the present specification and each drawing, the same elements as those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.
(第1の実施形態)
図1(a)及び図1(b)は、第1の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式図である。
図1(b)は、図1(a)に示す矢印AAの方向からみた平面図である。図1(a)は、図1(b)のA1−A2線断面図である。図1(b)において、一部の要素を透視した状態を破線で表示している。
(First embodiment)
FIG. 1A and FIG. 1B are schematic views illustrating the semiconductor light emitting element according to the first embodiment.
FIG. 1B is a plan view seen from the direction of the arrow AA shown in FIG. FIG. 1A is a cross-sectional view taken along line A1-A2 of FIG. In FIG. 1B, a state in which some elements are seen through is indicated by a broken line.
図1(a)及び図1(b)に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子110は、基体70と、第1半導体層10と、第2半導体層20と、第3半導体層30と、第1導電層51と、絶縁層81と、を含む。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the semiconductor
基体70は、導電性である。基体70として、例えば、Siなどの半導体基板が用いられる。基体70として、金属を含む基板を用いても良い。
The
第1半導体層10は、第1導電形の領域を含む。
第2半導体層20は、第1半導体層10と基体70との間に設けられる。第2半導体層20は、第2導電形である。
The
The
例えば、第1導電形はn形であり、第2導電形はp形である。第1導電形がp形であり、第2導電形がn形でも良い。以下の例では、第1導電形がn形であり、第2導電形がp形とする。 For example, the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type. The first conductivity type may be p-type and the second conductivity type may be n-type. In the following example, the first conductivity type is n-type, and the second conductivity type is p-type.
第3半導体層30は、第1半導体層10と第2半導体層20との間に設けられる。第3半導体層30は、活性層である。第3半導体層30は、例えば発光部である。第3半導体層30の例については、後述する。
The
第2半導体層20から第1半導体層10に向かう方向をZ軸方向とする。Z軸方向は、第2半導体層20と第1半導体層10とが積層される方向である。Z軸方向に対して垂直な1つの方向をX軸方向とする。Z軸方向とX軸方向とに対して垂直な方向をY軸方向とする。
A direction from the
基体70から第2半導体層20に向かう方向を第1方向D1とする。第1方向D1は、Z軸方向に沿う。第1方向D1は、Z軸方向に対して実質的に平行である。
A direction from the
第1半導体層10、第2半導体層20及び第3半導体層30は、例えば窒化物半導体を含む。
The
第1半導体層10、第2半導体層20及び第3半導体層30は、積層体15に含まれる。積層体15は、X−Y平面に沿って広がっている。
The
第1導電層51は、第2半導体層20と基体70との間に設けられる。第1導電層51は、第2半導体層20と電気的に接続されている。
The first
本明細書において、電気的に接続されている状態は、第1導体と第2導体とが直接接している状態を含む。さらに、電気的に接続されている状態は、第1導体と第2導体との間に第3導体が挿入されて、第3導体を介して第1導体及び第2導体の間に電流が流れる状態を含む。 In the present specification, the electrically connected state includes a state in which the first conductor and the second conductor are in direct contact. Further, in the electrically connected state, the third conductor is inserted between the first conductor and the second conductor, and a current flows between the first conductor and the second conductor via the third conductor. Includes state.
第1導電層51は、光反射性である。第1導電層51の少なくとも一部は、第2半導体層20とオーミック接触する。
The first
絶縁層81は、基体70と第1導電層51との間に設けられる。絶縁層81は、第1導電層51と基体70とを電気的に絶縁する。絶縁層81は、第1半導体層10と基体70とを電気的に絶縁する。
The insulating
この例では、半導体発光素子110には、第1パッド45と、第2パッド55と、が設けられている。
In this example, the semiconductor
第1パッド45と第3半導体層30との間に、第1半導体層10が配置される。第1パッド45は、第1半導体層10と電気的に接続される。第1半導体層10がn形半導体である場合、第1パッド45は、n側パッドとなる。
The
図1(b)に示すように、この例では、線状の電極46が設けられる。電極46は、第1パッド45と接続されている。電極46と第3半導体層30との間に、第1半導体層10が配置される。電極46は、例えば、電流を広げる機能を有する。
As shown in FIG. 1B, in this example, a
例えば、第1導電層51の一部(第1導電部分51a)は、第2半導体層20と基体70との間に配置される。第1導電層51の別の一部(第2導電部分51b)は、第2パッド55と基体70との間に配置される。第2パッド55は、第1導電層51の別の一部(第2導電部分51b)と電気的に接続される。
For example, a part of the first conductive layer 51 (first
この例では、第1導電層51は、積層膜の構成を有する。すなわち、第1導電層51は、第1金属領域51pと、第2金属領域51qと、を含む。第1金属領域51pは、第2金属領域51qの一部51qaと、第2半導体層20と、の間に設けられる。第1導電層の上記の一部(第1導電部分51a)は、第1金属領域51pと、第2金属領域51qの上記の一部51qaを含む。一方、第1導電層51の上記の別の一部(第2導電部分51b)は、第2金属領域51qの別の一部51qbを含む。
In this example, the first
第1導電層51のうちの第1金属領域51pは、第2半導体層20とオーミック接触する。第1導電層51のうちの第2金属領域51qは、例えば、第1金属領域51pを覆い、第1金属領域51pを保護する。第2金属領域51qは、電流を広げる機能を有する。第2金属領域51qの上記の別の一部51qbの上に、第2パッド55が設けられる。
The
第2パッド55の少なくとも一部は、第1方向D1(例えばZ軸方向)と交差する方向(例えば第2方向D2)において、積層体15の少なくとも一部と重なる。例えば、第2パッド55の少なくとも一部は、第2半導体層20の少なくとも一部と、第2方向において重なる。第2パッド55の少なくとも一部は、第2方向において、第3半導体層30の少なくとも一部と重なっても良い。第2パッド55の少なくとも一部は、第2方向D2において、第1半導体層10の少なくとも一部と重なっても良い。
At least a part of the
この例では、半導体発光素子110には、金属層73及び金属膜71がさらに設けられている。
In this example, the semiconductor
金属層73は、基体70と絶縁層81との間に設けられる。金属層73は、例えば、積層体15、第1導電層51と、基体70と、を接合する。金属層73は、例えば、接合層である。
The
金属膜71と金属層73との間(すなわち、金属膜71と第1導電層51との間)に、基体70が設けられる。後述するように、金属膜71は、例えば、半導体発光素子110を実装する際の実装部として用いられる。
The
このように、半導体発光素子110においては、金属膜71の上に、基体70が設けられる。基体70の上に、金属層73が設けられる。金属層73の一部の上に、第2金属領域51qが設けられる。第2金属領域51qの一部51qaの上に、第1金属領域51p、第2半導体層20、第3半導体層30、第1半導体層10、及び、第1パッド45が、この順で設けられる。第2金属領域51qの上記の別の一部51qbの上に、第2パッド55が設けられる。
Thus, in the semiconductor
第1パッド45と第2パッド55との間に電圧が印加される。これらのパッドから電流が供給され、積層体15(具体的には第3半導体層30)から光が放出される。
A voltage is applied between the
半導体発光素子110は、LEDである。第3半導体層30から放出された光(発光光)は、第1導電層51で反射し、半導体発光素子110の外部に出射する。第1半導体層10の表面が、光出射面となる。
The semiconductor
例えば、半導体発光素子110は、Thin Film型のLEDである。後述するように、半導体発光素子110においては、積層体15の結晶が成長用基板の上に成長された後に、積層体15が基体70と接合される。そして、成長用基板が除去される。成長用基板は厚く、成長用基板の熱容量は大きい。半導体発光素子110においては、成長用基板が除去されるため、半導体発光素子110の熱容量を小さくでき、放熱性を高めることができる。
For example, the semiconductor
半導体発光素子110においては、導電性の基体70は、n側の導電体(第1パッド45及び第1半導体層10)から絶縁されている。そして、導電性の基体70は、p側の導電体(第2パッド55、第1導電層51及び第2半導体層20)から絶縁されている。
In the semiconductor
このため、例えば、基体70に高電圧(静電気などによる電圧)が印加された場合にも、この高電圧がn側の導電体またはp側の導電体に流れることが抑制できる。このような高電圧によって積層体15の結晶が損傷することが抑制できる。半導体発光素子110においては、絶縁耐圧を向上することができる。
For this reason, for example, even when a high voltage (voltage due to static electricity or the like) is applied to the
例えば、半導体発光素子110を使用する際には、基体70の下面(この例では金属膜71)が、実装用基板に対向するように配置される。基体70が、n側の導電体及びp側の導電体から絶縁されているため、使用時において、基体70を介して、これらの導電体と実装用基板とがショートすることが抑制できる。実施形態によれば、使用時における絶縁耐圧を向上することができる。
For example, when the semiconductor
例えば、Thin Film型のLEDとして、n形の半導体層が基体と電気的に接続される第1参考例がある。Thin Film型のLEDとして、p形の半導体層が基体と電気的に接続される第2参考例もある。これらの参考例においては、高電圧がn側の導電体またはp側の導電体に流れやすく、絶縁耐性が低い場合がある。 For example, as a thin film type LED, there is a first reference example in which an n-type semiconductor layer is electrically connected to a base. As a thin film type LED, there is a second reference example in which a p-type semiconductor layer is electrically connected to a base. In these reference examples, a high voltage tends to flow through the n-side conductor or the p-side conductor, and the insulation resistance may be low.
第3参考例として、フェースアップ型のLEDがある。この参考例では、サファイアの成長基板などの上に、n形半導体層、発光層及びp形半導体層が順次形成され、発光層及びp形半導体層の一部が除去される。そして、n形半導体層の一部の上にn側パッドが設けられ、p形半導体層の上にp側パッドが設けられる。この参考例では、n形半導体層の下には反射性の導電層が設けられておらず、発光した光は、成長用基板を通過して成長用基板の側面などから外部に出射する。このため、LEDをマウントするパッケージ側に特別な工夫をしない限り、光の利用効率が低い。そして、半導体層で発生した熱は、熱伝導性の低い成長用基板を介して外部に伝導される。このため、放熱性が低く、効率が不十分である。 As a third reference example, there is a face-up type LED. In this reference example, an n-type semiconductor layer, a light-emitting layer, and a p-type semiconductor layer are sequentially formed on a sapphire growth substrate, and a part of the light-emitting layer and the p-type semiconductor layer is removed. An n-side pad is provided on a part of the n-type semiconductor layer, and a p-side pad is provided on the p-type semiconductor layer. In this reference example, the reflective conductive layer is not provided under the n-type semiconductor layer, and the emitted light passes through the growth substrate and is emitted to the outside from the side surface of the growth substrate. For this reason, the light utilization efficiency is low unless special measures are taken on the package side where the LED is mounted. The heat generated in the semiconductor layer is conducted to the outside through the growth substrate having low thermal conductivity. For this reason, heat dissipation is low and efficiency is inadequate.
これに対して、実施形態に係る半導体発光素子110においては、成長用基板が除去されているため、光は基板に入射することがなく、光の損失が抑制できる。発光光の実質的に全てが、第1半導体層10の表面から出射するため、第1半導体層10の表面に光取り出し効率を高めるような構造を形成することで、光の損失を少なくすることができる。光の出射領域が第1半導体層10の表面に実質的に限定されているため、出射した光の制御が容易になる。
On the other hand, in the semiconductor
実施形態においては、導電性の基体70を用いる。導電性の基体70の熱伝導率は高い。積層体15で発生した熱は、基体70を介して、効率良く実装基板などに伝達でき、高い放熱性が得られる。このとき、導電性の基体70がn側およびp側の導電体から絶縁されることで、高い絶縁耐圧が得られる。
In the embodiment, a
この例では、第1半導体層10の光出射面に、凹凸10dpが設けられている。すなわち、第1半導体層10は、第1面10aと第2面10bとを有する。第1面10aは、第3半導体層30の側の面である。第1面10aは、第3半導体層30に対向する。第2面10bは、第1面10aとは反対側の面である。第2面10bが、光出射面となる。
In this example,
凹凸10dpの高さ(深さ)は、例えば、ピーク波長の0.5倍以上30倍以下である。凹凸10dpの高さ(深さ)は、例えば、0.2マイクロメートル(μm)以上2μm以下である。凹凸10dpを設けることで、積層体15から効率良く光を取り出すことができる。凹凸10dpの凸部の、第1方向D1に対して垂直な方向(例えば第2方向D2でもよい)における幅は、例えば、ピーク波長の0.5倍以上30倍以下である。第3半導体層30から放出される光の強度は、ピーク波長において実質的にピーク(最高)となる。
The height (depth) of the
半導体発光素子110においては、成長用基板が除去されため、第1半導体層10の上面(光出射面、すなわち、第2面10b)と、第1導電層51との間の距離は短い。
In the semiconductor
例えば、第1導電層51と、第1半導体層10の第2面10bと、の間の距離t15は、1.5μm以上30μm以下である。成長用基板が除去される構成により、距離t15をこのように短くできる。
For example, the distance t15 between the first
例えば、距離t15は、第1導電層51と第2面10bとの間の最短の距離である。凹凸10dpが設けられている場合は、距離t15は、凹凸10dpの底部と第1導電層51との間の距離に対応する。この例では、距離t15は、第1パッド45と第1導電層51との間の距離(最短の距離)に対応する。
For example, the distance t15 is the shortest distance between the first
半導体発光素子110において、絶縁膜87がさらに設けられている。絶縁膜87は、積層体15の側面に設けられている。絶縁膜87は、積層体15の側面を覆う。積層体15の側面は、X−Y平面と交差する面である。絶縁膜87により、積層体15の側面を流れる電流が抑制でき、絶縁耐圧を向上することができる。そして、高い信頼性が得られる。絶縁膜87は、例えば酸化シリコンを含む。絶縁膜87は、例えばプラズマCDV(Chemical Vapor Deposition)などにより形成される。
In the semiconductor
第1導電層51の第1金属領域51pは、例えば、銀及びロジウムの少なくともいずれかを含む。第1金属領域51pは、銀合金を含んでも良い。第1金属領域51pとして、銀層、ロジウム層、または、銀合金層が用いられる。これにより、高い光反射率が得られる。第1金属領域51pと第2半導体層20との間において、低いコンタクト抵抗が得られる。第1金属領域51pは、アルミニウムを含んでも良い。
The
第2金属領域51qは、例えば、反射性である。第2金属領域51qは、銀及びアルミニウムの少なくともいずれかを含む。
The
絶縁層81は、例えば、シリコン、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウム及びチタンからなる群から選択された少なくとも1つを含む酸化物を含む。絶縁層81は、例えば、上記の群から選択された少なくとも1つを含む窒化物を含んでも良い。絶縁層81は、上記の群から選択された少なくとも1つを含む酸窒化物を含んでも良い。絶縁層81は、例えば、酸化シリコン及び窒化シリコンの少なくともいずれかを含む。絶縁層81として酸化シリコンが用いられる場合、光の吸収が少ない。そして、高い信頼性が得られる。絶縁層81として窒化シリコンが用いられる場合、高い熱伝導性が得られる。そして、低い熱抵抗が得られる。
The insulating
絶縁層81が酸化シリコンを含む場合、絶縁層81の厚さは、0.1μm以上3μm以下である。酸化シリコンの層の厚さが3μmを超えると、放熱性が悪くなる。絶縁層81が、窒化シリコンを含む場合、絶縁層81の厚さは、0.1μm以上20μm以下である。酸化シリコンの層の厚さが20μmを超えると、放熱性が悪くなる。
When the insulating
第1パッド45は、例えば、Al膜と、Ni膜と、Au膜と、を含む。Au膜と第1半導体層10との間にNi膜が設けられる。Ni膜と第1半導体層10との間にAl膜が設けられる。
The
金属膜71は、例えば、Ni及びTiの少なくともいずれかを含む。金属膜71は、例えば、Ni膜71aと、Ti膜71bと、を含む。Ti膜71bは、Ni膜71aと基体70との間に設けられる。
The
図2は、第1の実施形態に係る半導体発光素子の一部を例示する模式的断面図である。 図2は、積層体15を例示している。
図2に示すように、第3半導体層30は、複数の障壁層31と、複数の障壁層31どうしの間に設けられた井戸層32と、を含む。例えば、複数の障壁層31と、複数の井戸層32と、がZ軸方向に沿って交互に並ぶ。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a part of the semiconductor light emitting element according to the first embodiment. FIG. 2 illustrates the laminate 15.
As shown in FIG. 2, the
井戸層32は、例えば、Alx1Ga1−x1−x2Inx2N(0≦x1≦1、0≦x2≦1、x1+x2≦1)を含む。障壁層31は、Aly1Ga1−y1−y2Iny2N(0≦y1≦1、0≦y2≦1、y1+y2≦1)を含む。障壁層31におけるバンドギャップエネルギーは、井戸層32におけるバンドギャップエネルギーよりも大きい。
The well layer 32 includes, for example, Al x1 Ga 1-x1-x2 In x2 N (0 ≦ x1 ≦ 1, 0 ≦ x2 ≦ 1, x1 + x2 ≦ 1). The
例えば、第3半導体層30は、単一量子井戸(SQW:Single Quantum Well)構成を有する。このとき、第3半導体層30は、2つの障壁層31と、その障壁層31の間に設けられた井戸層32と、を含む。
For example, the
例えば、第3半導体層30は、多重量子井戸(MQW:Multi Quantum Well)構成を有しても良い。このとき、第3半導体層30は、3つ以上の障壁層31と、障壁層31どうしのそれぞれの間に設けられた井戸層32と、を含む。
For example, the
第3半導体層30から放出される光(発光光)のピーク波長は、例えば、210ナノメートル(nm)以上780nm以下である。実施形態において、ピーク波長は任意である。
The peak wavelength of light (emitted light) emitted from the
この例では、第1半導体層10は、第1導電形の領域11(例えばn形半導体層)と、低不純物濃度領域12と、を含む。第3半導体層30と低不純物濃度領域12との間に、第1導電形の領域11が設けられる。低不純物濃度領域12における不純物濃度は、第1導電形の領域11における不純物濃度よりも低い。低不純物濃度領域12における不純物濃度は、例えば、1×1017cm−3以下である。
In this example, the
第1半導体層10の第1導電形の領域11には、例えば、n形不純物を含むGaN層が用いられる。n形不純物には、Si、O、Ge、Te及びSnの少なくともいずれかが用いられる。第1導電形の領域11は、例えば、n側コンタクト層を含む。
For the first
低不純物濃度領域12には、例えば、ノンドープのGaN層が用いられる。低不純物濃度領域12は、Alを含む窒化物半導体(AlGaNまたはAlN)を含んでも良い。これらのGaN層、AlGaN層またはAlN層は、例えば、半導体層の結晶成長の際に用いられたバッファ層などを含んでも良い。
For the low
第2半導体層20には、例えば、p形不純物を含むGaN層が用いられる。p形不純物には、Mg、Zn及びCの少なくともいずれかが用いられる。第2半導体層20は、例えば、p側コンタクト層を含む。
For example, a GaN layer containing p-type impurities is used for the
第1導電形の領域11の厚さは、例えば、100nm以上10000nm以下である。 低不純物濃度領域12の厚さは、例えば、1nm以上10000nm以下である。
第1半導体層10の厚さは、例えば、100nm以上20000nm以下である。
第2半導体層20の厚さは、例えば、10nm以上5000nm以下である。
第3半導体層30の厚さは、例えば、0.3nm以上1000nm以下である。
障壁層31の厚さは、例えば、0.1nm以上500nm以下である。
井戸層32の厚さは、例えば、0.1nm以上100nm以下である。
The thickness of the
The thickness of the
The thickness of the
The thickness of the
The thickness of the
The thickness of the well layer 32 is, for example, not less than 0.1 nm and not more than 100 nm.
以下、半導体発光素子110の製造方法の例について説明する。
図3(a)〜図3(f)は、第1の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
Hereinafter, an example of a method for manufacturing the semiconductor
FIG. 3A to FIG. 3F are schematic cross-sectional views in order of the processes, illustrating the method for manufacturing the semiconductor light emitting element according to the first embodiment.
図3(a)に示すように、基板18(成長用基板)の上に、低不純物濃度膜12fを形成する。低不純物濃度膜12fは、例えばバッファ膜(例えば、Alを含む窒化物半導体膜の積層膜など)を含む。低不純物濃度膜12fは、さらに、ノンドープの窒化物半導体膜(ノンドープのGaN層など)を含んでも良い。低不純物濃度膜12fの上に、第1半導体膜11fを形成する。第1半導体膜11fは、第1半導体層10の少なくとも一部となる。低不純物濃度膜12fの少なくとも一部が、第1半導体層10の少なくとも一部となっても良い。第1半導体膜11fの上に、第3半導体層30となる活性膜30fを形成する。活性膜30fの上に、第2半導体層20となる第2半導体膜20fを形成する。これにより、積層膜15fが得られる。
As shown in FIG. 3A, a low
これらの膜の形成においては、エピタキシャル結晶成長が行われる。例えば、有機金属気相堆積(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition:MOCVD)法、有機金属気相成長(Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy:MOVPE)法、分子線エピタキシー(Molecular Beam Epitaxy:MBE)法、及び、ハライド気相エピタキシー(Halide Vapor Phase Epitaxy:HVPE)法などが用いられる。 In the formation of these films, epitaxial crystal growth is performed. For example, Metal-Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) method, Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy (MOVPE) method, Molecular Beam Epitaxy (MBE) method, and A halide vapor phase epitaxy (HVPE) method or the like is used.
基板18には、例えば、Si、SiO2、AlO2、石英、サファイア、GaN、SiC及びGaAsのいずれかの基板が用いられる。基板18には、それらを組み合わせた基板を用いても良い。基板18の面方位は任意である。
For the
図3(b)に示すように、第2半導体膜20fの上に、所定の形状の第1金属領域51pを形成する。第1金属領域51pは、例えば、銀膜である。この銀膜の厚さは、例えば約200nm(例えば150nm以上250nm以下)である。銀膜の形成後に、例えば、酸素を含む雰囲気中で熱処理(シンター処理)を行う。雰囲気中の酸素の割合は、例えば0.1%以上100%以下である。酸素を含む雰囲気中における不活性ガス(例えば窒素など)の割合は、0%以上99.9%以下である。熱処理の温度は、例えば約400℃(例えば350℃以上450℃以下)である。
As shown in FIG. 3B, a
第1金属領域51p(銀膜)の上、及び、第2半導体層20の上に、第2金属領域51qを形成する。第2金属領域51qとして、例えば、金属積層膜を形成する。金属積層膜は、例えばTi/Pt/Au/Tiである。金属積層膜の厚さは、例えば、1μmである。
A
その上に、絶縁層81を形成する。さらに、金属層73の一部となる金属膜73aを形成する。これにより、構造体15fsが形成される。
An insulating
例えば、金属膜73aとして、第1Pt膜、第1Ti膜、第2Pt膜、第2Ti膜及び第1AuSn膜をこの順で形成する。これらの膜は、例えば、スパッタにより形成される。第1AuSn膜と第1導電層51との間に第2Ti膜が設けられる。第2Ti膜と第1導電層51との間に第2Pt膜が設けられる。第2Pt膜と第1導電層51との間に第1Ti膜が設けられる。第1Ti膜と第1導電層51との間に第1Pt膜が設けられる。金属膜73aの厚さは、例えば、約2μm(例えば1.5μm以上2.5μm以下)である。
For example, as the
図3(c)に示すように、対向基板75が用意される。対向基板75は、基体70と、基体70の上面に設けられた金属膜73bと、を含む。金属膜73bは、第3Ti膜、第3Pt膜、第4Ti膜及び第2AuSn膜を含む。第2AuSn膜と基体70との間に第4Ti膜が設けられる。第4Ti膜と基体70との間に第3Pt膜が設けられる。第3Pt膜と基体70との間に第3Ti膜が設けられる。金属膜73bの厚さは、例えば、約2μm(例えば1.5μm以上2.5μm以下)である。基体70の厚さは、例えば、約700μm(例えば500μm以上1000μm以下)である。
As shown in FIG. 3C, a
金属膜73bと金属膜73aとを接触させて、構造体15fsと対向基板75とが配置される。この状態で加熱し、金属膜73b及び金属膜73aを溶融させて接合する。加熱の温度は、例えば220℃以上300℃以下(例えば約280℃)である。加熱の時間は、例えば、3分以上10分以下(例えば約5分)である。
The structure body 15fs and the
図3(d)に示すように、基板18を除去する。例えば、基板18がシリコン基板の場合は、除去には、研削及びドライエッチング(例えばRIE:Reactive Ion Etching)などが用いられる。例えば、基板18がサファイア基板の場合は、除去には、LLO(Laser Lift Off)などが用いられる。この例では、低不純物濃度膜12fの少なくとも一部が残っている。低不純物濃度膜12fの表面が露出する。実施形態において、低不純物濃度膜12fを除去しても良い。この場合は、第1半導体膜11fの表面が露出する。
As shown in FIG. 3D, the
図3(e)に示すように、低不純物濃度膜12fの表面、または、第1半導体膜11fの表面に凹凸10dpを形成する。例えば、酸を用いたウエット処理により、凹凸10dpが形成される。
As shown in FIG. 3E, unevenness 10dp is formed on the surface of the low
積層膜15fの一部を除去する。除去には、例えばRIEまたはウエットエッチングなどが用いられる。積層膜15fから、積層体15が得られる。すなわち、第1半導体層10、第2半導体層20及び第3半導体層30が形成される。第1導電層51の第2導電部分51b(第2金属領域51qの一部に対応)が露出する。
A part of the
この後、絶縁膜87(例えば、シリコン酸化膜)を、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)により形成する。シリコン酸化膜の厚さは、例えば約100nm(例えば50nm以上200nm以下)である。 Thereafter, an insulating film 87 (for example, a silicon oxide film) is formed by, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition). The thickness of the silicon oxide film is, for example, about 100 nm (for example, not less than 50 nm and not more than 200 nm).
図3(f)に示すように、シリコン酸化膜の一部を除去し、除去により露出した領域に、第1パッド45及び第2パッド55を形成する。例えば、第1半導体層10の上に、第1パッド45を形成する。第1導電層51の第2導電部分51bの上に、第2パッド55を形成する。
As shown in FIG. 3F, a part of the silicon oxide film is removed, and a
さらに、基体70の下面(裏面)に、金属膜71を形成する。金属膜71は、例えば、Ni膜と、Ti膜と、を有する。Ni膜と基体70との間にTi膜が設けられる。金属膜71は、図3(c)に示した状態の対向基板75において、設けられても良い。
Further, a
ウェーハを所定の形状で分断する。これにより、半導体発光素子110が得られる。
上記の製造工程において、技術的に可能な範囲で、処理の順序を入れ替えても良い。適宜、アニール処理を行っても良い。
The wafer is divided into predetermined shapes. Thereby, the semiconductor
In the above manufacturing process, the processing order may be changed within a technically possible range. An annealing treatment may be performed as appropriate.
例えば、複数の半導体発光素子となる積層体が1つのウェーハ上に形成され、分断することで、複数の半導体発光素子が得られる。分断のダイシングストリート上のパッシベーション(絶縁膜87)は除去してもよい。これにより、パッシベーションのクラックが抑制でき、歩留まりが向上する。 For example, a plurality of semiconductor light emitting elements can be obtained by forming a laminated body to be a plurality of semiconductor light emitting elements on one wafer and dividing it. The passivation (insulating film 87) on the divided dicing street may be removed. Thereby, the crack of a passivation can be suppressed and a yield improves.
必要に応じて、基体70(例えばシリコン基板)の厚さを縮小する処理を行っても良い。例えば、研削などの処理により基体70の厚さを、例えば約150μm程度(例えば100μm以上200μm以下)にする。熱容量をさらに縮小することができる。
If necessary, a process of reducing the thickness of the base body 70 (for example, a silicon substrate) may be performed. For example, the thickness of the
図4は、第1の実施形態に係る半導体発光素子を用いた発光装置を例示する模式的断面図である。
図4に示すように、実施形態に係る発光装置220は、第1の半導体発光素子110と、第2の半導体発光素子110Aと、実装基板160と、を含む。第2の半導体発光素子110Aは、第1の半導体発光素子110と同様の構成を有する。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a light emitting device using the semiconductor light emitting element according to the first embodiment.
As shown in FIG. 4, the
すなわち、第2の半導体発光素子110Aは、導電性の基体70Aと、第1導電形の領域を含む第4半導体層10Aと、第4半導体層10Aと基体70Aとの間に設けられた第2導電形の第5半導体層20Aと、第4半導体層10Aと第5半導体層20Aとの間に設けられた第6半導体層30Aと、導電層51Aと、絶縁層81Aと、を含む。導電層51Aは、第5半導体層20Aと基体70Aとの間に設けられ、第5半導体層20Aと電気的に接続される。第4半導体層10A、第5半導体層20A及び第6半導体層30Aは、積層体15Aに含まれる。絶縁層81Aは、基体70Aと導電層51Aとの間に設けられる。絶縁層81Aは、導電層51Aと基体70Aとを電気的に絶縁し、第4半導体層10Aと基体70Aとを電気的に絶縁する。
That is, the second semiconductor
第2の半導体発光素子110Aは、第3パッド45A、第4パッド55A、金属層73A及び金属膜71Aを含む。第3パッド45A、第4パッド55A、金属層73A及び金属膜71Aのそれぞれの構成は、第1パッド45、第2パッド55、金属層73及び金属膜71のそれぞれの構成と同様なので、説明を省略する。
The second semiconductor
実装基板160は、導電性の基板160sと、第1実装電極162と、第2実装電極162Aと、第1実装電極用絶縁層161と、第2実装電極用絶縁層161Aと、を含む。第1実装電極用絶縁層161及び第2実装電極用絶縁層161Aは、基板160sの上に設けられる。第1実装電極用絶縁層161の上に第1実装電極162が設けられる。第2実装電極用絶縁層161Aの上に第2実装電極162Aが設けられる。第1実装電極162及び第2実装電極162Aは、例えば、金属膜である。
The mounting
基板160sの一部の上に、第1の半導体発光素子110が配置される。基板160sの一部と金属膜71との間に接合部材163が設けられる。
The first semiconductor
基板160sの別の一部の上に、第2の半導体発光素子110Aが配置される。基板160sの別の一部と金属膜71Aとの間に接合部材163Aが設けられる。
The second semiconductor
このように、実装基板160の上に、半導体発光素子110及び110Aが実装される。接合部材163及び163Aは、例えば、はんだなどの金属を含む。接合部材163及び163Aには、例えば、導電性または絶縁性の樹脂(接着剤)などを含んでも良い。
In this manner, the semiconductor
例えば、第1パッド45と第1実装電極162とが、配線152により接続される。第4パッド55Aと第2実装電極162Aとが、配線153により接続される。第2パッド55と第3パッド45Aとが、配線151により接続される。すなわち、2つの半導体発光素子が直列に接続される。
For example, the
半導体発光素子110及び半導体発光素子110Aにおいては、導電性の基体が半導体層から絶縁されているため、これらの基体の電位が、これらの半導体層とは独立している。例えば、基板160sの上に、複数の半導体発光素子が実装される場合にも、半導体発光素子の正常な動作が維持できる。
In the semiconductor
例えば、絶縁性の成長基板(サファイア基板など)を含む上記の第3参考例においては、複数の半導体発光素子を導電性の基板160sの上に配置し、これらの半導体発光素子を直列に接続しても正常な動作が得られる。しかしながら、既に説明したように、第3参考例においては、光の損失が大きく放熱性も低い。
For example, in the above third reference example including an insulating growth substrate (such as a sapphire substrate), a plurality of semiconductor light emitting elements are arranged on a
一方、一般的なThin Film型の半導体発光素子においては、基体は、n形の半導体層またはp形の半導体層と電気的に接続される。この場合には、複数の半導体発光素子を導電性の基板160sの上に配置して直列に接続すると、正常な動作が得られない。
On the other hand, in a general thin film type semiconductor light emitting device, the base is electrically connected to an n-type semiconductor layer or a p-type semiconductor layer. In this case, if a plurality of semiconductor light emitting elements are arranged on the
これに対して、本実施形態に係る半導体発光素子においては、基体70が半導体層から絶縁されている。このため、複数の半導体発光素子を導電性の基板160sの上に配置し、直列に接続した場合にも、正常な動作が得られる。すなわち、高放熱性で高効率の特性を得つつ、実装基板160の上に実装し直列に接続可能な半導体発光素子を得ることができる。実施形態によれば、半導体発光素子の用途が拡大できる。
On the other hand, in the semiconductor light emitting device according to this embodiment, the
図4に示した例において、基板160sが絶縁性である場合、基板160sの上に、実装用の金属層が設けられる。この金属層の上に、第1の半導体発光素子110及び第2の半導体発光素子110Aが配置されても良い。この場合も、直列に接続しても、正常な動作が得られる。
In the example shown in FIG. 4, when the
図5(a)及び図5(b)は、第1の実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式図である。
図5(b)は、図5(a)に示す矢印AAの方向からみた平面図である。図5(a)は、図5(b)のB1−B2線断面図である。図5(b)において、一部の要素を透視した状態を破線で表示している。
FIG. 5A and FIG. 5B are schematic views illustrating another semiconductor light emitting element according to the first embodiment.
FIG. 5B is a plan view seen from the direction of the arrow AA shown in FIG. FIG. 5A is a cross-sectional view taken along line B1-B2 of FIG. In FIG. 5B, a state in which some elements are seen through is indicated by a broken line.
図5(a)及び図5(b)に示すように、本実施形態に係る別の半導体発光素子111も、基体70と、第1半導体層10と、第2半導体層20と、第3半導体層30と、第1導電層51と、絶縁層81と、を含む。これらの構成は、半導体発光素子110と同様なので説明を省略する。
As shown in FIGS. 5A and 5B, another semiconductor
半導体発光素子111も、第1パッド45と、第2パッド55と、をさらに含む。半導体発光素子111は、第2導電層42をさらに含む。
The semiconductor
第1半導体層10は、第1半導体領域10pと、第2半導体領域10qと、を含む。第2半導体領域10qは、第1方向D1(例えばZ軸方向)と交差する方向(例えば第2方向D2)において、第1半導体領域10pと並ぶ。
The
第1導電層51は、基体70と第2半導体領域10qとの間に配置される。第1導電層51の一部(第1導電部分51a)は、基体70と第2半導体領域10qとの間に配置される。第1導電層51の上記の一部(第1導電部分51a)は、第2半導体領域10qと電気的に接続される。この場合も、第2パッド55と基体70との間に第1導電層51の別の一部(第2導電部分51b)が配置される。
The first
第2パッド55の少なくとも一部は、第1方向D1と交差する方向(例えば第2方向D2)において、第1半導体層10、第3半導体層30及び第2半導体層20を含む積層体15の少なくとも一部と重なる。
At least a part of the
第2導電層42の一部(第2導電部分42a)は、基体70と第1半導体領域10pとの間に配置される。第2導電層42の上記の一部(第3導電部分42a)は、第1半導体領域10pと電気的に接続される。第2導電層42は、第1半導体層10に接続されたコンタクト電極である。第2導電層42は、例えば、細線状である。第2導電層42は、電流を広げる機能を有する。
A part of the second conductive layer 42 (second
第2導電層42の別の一部(第4導電部分42b)が、第1パッド45と基体70との間に配置される。第1パッド45は、第2導電層42の上記の別の一部(第4導電部分42b)と電気的に接続される。すなわち、第1パッド45は、第2導電層42を介して、第1半導体層10の第1半導体領域10pと電気的に接続される。
Another portion (fourth
第2導電層42は、例えば、反射性である。第2導電層42は、例えば、銀及びアルミニウムの少なくともいずれかを含む。第2導電層42は、第1半導体領域10pとオーミック接触する。
The second
第1パッド45の少なくとも一部は、第1方向D1(例えばZ軸方向)と交差する方向(例えば第2方向D2など)において、第1半導体層10、第3半導体層30及び第2半導体層20を含む積層体15の少なくとも一部と重なる。
At least a part of the
この例でも金属層73が設けられる。金属層73は、基体70と絶縁層81との間に設けられる。
Also in this example, a
すなわち、半導体発光素子111においては、第2導電層42及び第1パッド45の配置が、半導体発光素子110におけるそれらの配置とは異なっている。
That is, in the semiconductor
半導体発光素子111においても、絶縁層81により、第1導電層51と基体70とが電気的に絶縁され、第2導電層42(第1半導体層10)と基体70とが電気的に絶縁される。半導体発光素子111においても、絶縁耐圧を向上することができる。複数の半導体発光素子111を、導電性の基板160sの上に配置して直列に接続した場合にも、正常な動作が得られる。高放熱性で高効率の特性を得つつ、直列に接続して実装可能な半導体発光素子を得ることができる。半導体発光素子の用途が拡大できる。
Also in the semiconductor
半導体発光素子111に含まれる各要素には、半導体発光素子110に関して説明した構成(材料及び厚さなど)が適用できる。例えば、図3(b)に関して説明した工程において、第2導電層42を形成することで、半導体発光素子111が形成できる。
For each element included in the semiconductor
図5に示すように、第1導電層51の一部(第2金属領域51q)は、第2導電層42とZ軸方向において重なっている。これにより、半導体層から放出された光がこれらの導電層により効率良く反射でき、光の損失が抑制できる。
As shown in FIG. 5, a part of the first conductive layer 51 (
半導体発光素子111において、第1導電層51と、第1半導体層10の第2面10b)と、の間の距離t15は、1.5μm以上30μm以下である。距離t15は、第1導電層51と第2面10bとの間の最短の距離である。凹凸10dpが設けられている場合は、距離t15は、凹凸10dpの底部と第1導電層51との間の距離に対応する。
In the semiconductor
(第2の実施形態)
図6は、第2の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図6は、図1(b)のA1−A2線断面に対応する断面図である。
図6に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子120も、基体70と、第1半導体層10と、第2半導体層20と、第3半導体層30と、第1導電層51と、絶縁層81と、を含む。半導体層の構成は、半導体発光素子110と同様なので説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a semiconductor light emitting element according to the second embodiment.
6 is a cross-sectional view corresponding to the cross section along line A1-A2 of FIG.
As shown in FIG. 6, the semiconductor
半導体発光素子120においても、第1パッド45と、第2パッド55と、が設けられる。第1パッド45と第3半導体層30との間に、第1半導体層10が配置される。第1パッド45は、第1半導体層10と電気的に接続される。
Also in the semiconductor
第1導電層51の一部(第1導電部分51a)は、第2半導体層20と基体70との間に配置される。第1導電層51の別の一部(第2導電部分51b)は、第2パッド55と基体70との間に配置される。第2パッド55は、第1導電層51の上記の別の一部(第2導電部分51b)と電気的に接続される。絶縁層81は、基体70と第1導電層51との間に配置される。
A part of the first conductive layer 51 (first
半導体発光素子120において、金属層73がさらに設けられている。金属層73は、第1導電層51と絶縁層81との間に設けられる。
In the semiconductor
すなわち、導電性の基体70の上に、金属層73(例えば接合層)が設けられ、その上に、第1導電層51が設けられる。第1導電層51の一部(第1導電部分51a)の上に、第2半導体層20、第3半導体層30及び第1半導体層10が設けられる。第1半導体層10の上に第1パッド45が設けられる。第1導電層51の別の一部(第2導電部分51b)の上に第2パッド55が設けられる。
That is, a metal layer 73 (for example, a bonding layer) is provided on the
半導体発光素子120においても、絶縁層81により、第1導電層51と基体70とが電気的に絶縁され、第1半導体層10と基体70とが電気的に絶縁される。半導体発光素子120においても、絶縁耐圧を向上することができる。複数の半導体発光素子120を、導電性の基板160sの上に配置して直列に接続した場合にも、正常な動作が得られる。高放熱性で高効率の特性を得つつ、直列に接続して実装可能な半導体発光素子を得ることができる。半導体発光素子の用途が拡大できる。
Also in the semiconductor
半導体発光素子120に含まれる各要素には、半導体発光素子110に関して説明した構成(材料及び厚さなど)が適用できる。半導体発光素子120において、半導体発光素子111に関して説明した第2導電層42及び第1パッド45の構成を適用しても良い。
For each element included in the semiconductor
半導体発光素子120は、例えば、図3(b)及び図3(c)に関して説明した工程を適宜変更することで形成できる。
The semiconductor
例えば、図3(b)に例示した工程において、第2金属領域51q及び絶縁層81の形成を省略する。一方、図3(c)に例示した工程において、対向基板75において、基体70と金属層73との間に、絶縁層81が設けられる。この後、接合工程、及び、半導体層の加工、パッドの形成、分断などを経て、半導体発光素子120が得られる。
For example, in the process illustrated in FIG. 3B, the formation of the
半導体発光素子120において、第2パッド55の少なくとも一部は、第1方向D1と交差する方向(例えば第2方向D2)において、第1半導体層10、第3半導体層30及び第2半導体層20を含む積層体15の少なくとも一部と重なる。
In the semiconductor
半導体発光素子120において、第1パッド45と第1導電層51との間の距離t15は、例えば、1.5μm以上30μm以下である。
In the semiconductor
半導体発光素子120におけるこの例では、X−Y平面内(基体70から第2半導体層20に向かう第1方向D1と交差する平面内)において、基体70の外縁70rは、第1導電層51の外縁51rの外に位置している。すなわち。基体70のサイズと、第1導電層51のサイズと、が互いに異なっている。基体70のサイズは、第1導電層51のサイズよりも大きい。
In this example of the semiconductor
この例では、絶縁層81の外縁81rは、第1方向D1において、基体70の外縁70rと重なっている。例えば、絶縁層81と基体70とは、1つの工程で分断され、サイズが決まる。金属層73の外縁73rは、第1方向D1において、第1導電層51の外縁51rと重なっている。例えば、金属層73と導電層51とは、別の1つの工程で分断され、サイズが決まる。基体70のサイズを、第1導電層51のサイズよりも大きくすることで、例えば、基体70を含む構造体と、第1導電層51を含む構造体と、の接合が容易になる。
In this example, the
半導体発光素子120の例において、第1導電層51に、第2金属領域51qが設けられていない。これにより、第1導電層51は平坦であり、段差が抑制されている。これにより、第1導電層51の段差に起因した絶縁層81の絶縁性の低下が抑制される。より高い絶縁耐圧が得られる。
In the example of the semiconductor
(第3の実施形態)
図7は、第3の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図7は、図1(b)のA1−A2線断面に対応する断面図である。
図7に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子130は、絶縁層81と、基体70と、第1半導体層10と、第2半導体層20と、第3半導体層30と、第1導電層51と、第1パッド45と、第2パッド55と、を含む。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a semiconductor light emitting element according to the third embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view corresponding to the cross section along line A1-A2 of FIG.
As shown in FIG. 7, the semiconductor
第1半導体層10は、絶縁層81と第1パッド45との間に設けられる。第1半導体層10は、第1導電形の領域11(図2参照)を含む。第1半導体層10は、低不純物濃度領域12(図2参照)をさらに含んでも良い。第2半導体層20は、第1半導体層10と絶縁層81との間に設けられる。第3半導体層30は、第1半導体層10と第2半導体層20との間に設けられる。これらの半導体層には、半導体発光素子110に関して説明した構成が適用できる。
The
第1導電層51は、第2半導体層20と電気的に接続される。第1導電層51の一部(第1導電部分51a)は、絶縁層81と第2半導体層20との間に設けられる。
The first
基体70は、第1導電層51の上記の一部(第1導電部分51a)と、絶縁層81と、の間に設けられる。
The
第1導電層51の別の一部(第2導電部分51b)は、第2パッド55と基体70との間に配置される。
Another part (second
第2パッド55の少なくとも一部は、第1方向D1(例えばZ軸方向)と交差する方向(例えば第2方向D2)において、第1半導体層10、第3半導体層30及び第2半導体層20を含む積層体15の少なくとも一部と重なる。
At least a portion of the
半導体発光素子130において、第2パッド55の少なくとも一部は、第1方向D1と交差する方向(例えば第2方向D2など)において、第1半導体層10、第3半導体層30及び第2半導体層20を含む積層体15の少なくとも一部と重なる。
In the semiconductor
第1パッド45と第1導電層51との間の距離t15は、1.5μm以上30μm以下である。
A distance t15 between the
このように、半導体発光素子130は、Thin Film形のLEDである。光の損失が少なく、放熱性が高い。
Thus, the semiconductor
半導体発光素子130において、第1半導体層10の上面(第2面10b)が光出射面である。光出射面とは反対側の面が実装面となる。半導体発光素子130においては、実装面に絶縁層81が設けられている。絶縁層81により、実装面の電位は、半導体層と独立している。静電気などにより実装面に高電圧が加わった場合に、その高電圧が半導体層に加わることが抑制できる。これにより、絶縁耐圧を向上することができる。
In the semiconductor
さらに、半導体発光素子130が導電性の基板160sなどの上に実装されたとき、この基板160sの電位は、半導体発光素子130の半導体層と、独立している。複数の半導体発光素子130を、導電性の基板160sの上に配置して直列に接続した場合にも、正常な動作が得られる。高放熱性で高効率の特性を得つつ、直列に接続して実装可能な半導体発光素子を得ることができる。半導体発光素子の用途が拡大できる。
Further, when the semiconductor
半導体発光素子130において、絶縁層81、基体70、第1導電層51、第1パッド45及び第2パッド55には、半導体発光素子110に関して説明した構成を適用できる。半導体発光素子130において、第2金属領域51qを設けても良い。第2導電層42を設け、第1パッド45を第2導電層42と接続しても良い。
In the semiconductor
この例では、半導体発光素子130は、金属層73をさらに含む。金属層73は、基体70と第1導電層51との間に設けられる。
In this example, the semiconductor
半導体発光素子130は、金属膜71をさらに含む。絶縁層81は、金属膜71と基体70との間に配置される。金属膜71は、基体70及び第1導電層51と電気的に絶縁されている。
The semiconductor
例えば、半導体発光素子130がはんだなどの金属部材を用いて実装される場合、金属膜71は、その金属部材と接合される。金属膜71を設けることで、高熱伝導性で安定した実装が可能になる。金属膜71は、必要に応じて設けられ、必要に応じて省略しても良い。
For example, when the semiconductor
この例では、絶縁層81は、基体70の下面に加えて、基体70の側面70sにも設けられている。すなわち、基体70は、側面70sを有する。側面70sは、第1方向D1と交差する第2方向(例えば第2方向D2など)と交差する。第1方向D1は、基体70から第2半導体層20に向かうZ軸方向であり、第2半導体層20から第1半導体層10に向かう方向に対して平行である。絶縁層81は、側面部分81bを含む。側面部分81bは、第2方向D2において側面70sと交差する。絶縁層81は、主面部分81aを含む。主面部分81aは、第1方向D1において基体70と交差する。
In this example, the insulating
すなわち、第1方向D1(第2半導体層20から第1半導体層10に向かう方向)と交差する平面(X−Y平面)内において、絶縁層81の外縁81rは、基体70の外縁70rの外側に位置する。
That is, the
側面部分81bを設けることで、基体70の側面70sにおいて、高い絶縁性が得られる。例えば、半導体発光素子130を実装基板160などの上に実装する際に、ショートが生じることが抑制できる。
By providing the
絶縁層81は、例えば、酸化シリコンなどを含む。絶縁層81は、例えば、スパッタなどにより形成される。
The insulating
半導体発光素子130は、半導体発光素子130に関して説明した製造方法を適宜変更して作製することができる。
The semiconductor
例えば、半導体発光素子130に関して説明した製造方法において、第2金属領域51q及び絶縁層81の形成を省略して、図3(e)に示した工程までを実施する。そして、第1パッド45及び第2パッド55を形成し、ウェーハを所定の形状で分断する。この後、基体70の裏面及び側面などに絶縁層81を形成する。
For example, in the manufacturing method described for the semiconductor
この工程の例について説明する。
図8(a)及び図8(b)は、第3の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示する模式図である。
図8(a)に示すように、分断された個別のチップ130aを支持体88bの上に配置する。チップ130aは、例えば、半導体発光素子130となる。
An example of this process will be described.
FIG. 8A and FIG. 8B are schematic views illustrating the method for manufacturing the semiconductor light emitting element according to the third embodiment.
As shown in FIG. 8A, the divided
支持体88bは、支持部88aにより支持されている。支持体88bは、例えばフィルム状である。支持体88bは、例えば粘着性を有する。支持体88bとしては、例えば、「ブルーシート」を用いても良い。
The
支持体88bの上において、複数のチップ130aの間隔は、ダイシング前の間隔よりも拡大されている。すなわち、エキスパンドされた状態で配置される。このとき、基体70を上向きとする。すなわち、例えば、第1半導体層10の側が、支持体88bと対向する。
On the
例えば、絶縁層81となる材料81mtをチップ130aに供給する。例えば、スパッタなどの方法が用いられる。
For example, the material 81mt that becomes the insulating
図8(b)に示すように、複数の方向から、チップ130aに向けて材料81mtを供給する。例えば、4つの方向で、スパッタが行われる。これにより、基体70の主面に加えて、基体70の4つの側面70sに、絶縁層81(側面部分81b)が形成される。例えば、絶縁層81として、シリコン酸化膜が形成される。このシリコン酸化膜の厚さは、例えば、約1μm(例えば0.5μm以上3μm以下)である。例えば、絶縁層81として、窒化シリコンを含む場合、窒化シリコンの膜の厚さは、0.1μm以上20μm以下である。
As shown in FIG. 8B, the material 81mt is supplied from a plurality of directions toward the
このような工程により、例えば、半導体発光素子130が得られる。例えば、絶縁層81の厚さが、3μmのときに、直流電圧で300ボルトを超える耐圧が得られる。
By such a process, for example, the semiconductor
絶縁層81の厚さは、絶縁層81の成膜条件(成膜方法や成膜温度など)に応じて、所望の耐圧が得られるように、変更しても良い。
The thickness of the insulating
半導体発光素子130のように、絶縁層81は、基体70の側面70sの一部に設けても良く、側面70sの全面に設けても良い。絶縁層81が設けられる位置は、種々の変形が可能である。
Like the semiconductor
図9(a)〜図9(f)は、第3の実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
これらの図は、図1(b)のA1−A2線断面に対応する断面図である。
図9(a)に示すように、半導体発光素子131においては、絶縁層81は、基体70の側面70s、及び、金属層73の側面73sを覆う。これ以外は、半導体発光素子130と同様である。
FIG. 9A to FIG. 9F are schematic cross-sectional views illustrating other semiconductor light emitting elements according to the third embodiment.
These drawings are cross-sectional views corresponding to the cross section along line A1-A2 of FIG.
As shown in FIG. 9A, in the semiconductor
金属層73の側面73sは、第1方向D1と交差する第2方向(例えば第2方向D2など)と交差する。絶縁層81の側面部分81bは、第2方向D2において、側面70s及び側面73sと交差する。絶縁層81の側面部分81bは、絶縁膜87の少なくとも一部と接している。これにより、高い信頼性が得られる。
The
図9(b)に示すように、半導体発光素子132においては、半導体発光素子131において、絶縁膜85がさらに設けられている。これ以外は、半導体発光素子131と同様である。
As shown in FIG. 9B, the semiconductor
絶縁膜85は、絶縁層81の主面部分81aと基体70との間に設けられる。絶縁膜85は、絶縁層81の一部と見なしても良い。すなわち、半導体発光素子132においては、絶縁層81のうちの底部(第1方向D1において基体70と交差する部分)の厚さは、絶縁層81の側面部分81bの厚さよりも厚い。底部の厚さは、絶縁膜85の厚さと主面部分81aの厚さの計である。底部の厚さは、第1方向D1に沿った長さである。側面部分81bの厚さは、第2方向D2に沿った長さである。絶縁層81のうちの底部の厚さを厚くすることで、より高い絶縁性が得られる。
The insulating
半導体発光素子130に関して説明した上記の製造方法において、ウェーハを分断する前に、基体70の表面に絶縁膜を形成する。この絶縁膜が、絶縁膜85となる。絶縁膜85は、例えば、酸化シリコン及び窒化シリコンの少なくともいずれかを含む。絶縁膜85には、例えば、プラズマCVDなどが用いられる。
In the above-described manufacturing method described for the semiconductor
絶縁膜85を形成することで、絶縁層81の厚さを薄くできる。これにより、絶縁層81の形成(例えばスパッタによる製膜)における温度が過度に高くなることが抑制できる。例えば、チップ130aと支持体88bとが固着することが抑制できる。支持体88bが熱変形することが抑制できる。高い生産性が得られる。
By forming the insulating
絶縁膜85として形成される上記の絶縁膜を形成した後、分断の前に、ダイシングストリートと重なる位置の絶縁膜を除去することが好ましい。これにより、ダイシング工程(チップ化工程)において、この絶縁膜にクラックが生じることが抑制できる。高い歩留まりが得られる。
After forming the insulating film formed as the insulating
図9(c)に示すように、半導体発光素子133においては、半導体発光素子131において、金属膜71がさらに設けられている。これ以外は、半導体発光素子131と同様である。
As shown in FIG. 9C, in the semiconductor
金属膜71は、例えば、導電膜の転写フィルムなどを用いて形成することができる。金属膜71を用いて、はんだなどの金属部材により、実装が行われる。これにより、高い放熱性が得られる。
The
金属膜71は、例えば、Ti膜(厚さが約200nm)/Ni膜(厚さが200nm)の積層膜を含んでも良い。Ti膜により、絶縁層81との間の密着性を向上できる。Ti膜は、例えば、はんだへのバリア層として機能する。Ni膜は、例えば、はんだに含まれるSnと合金を形成する。これにより、はんだと半導体発光素子との間において、強い結合が得られる。
The
金属膜71の面積は、第1導電層51の面積よりも大きいことが好ましい。金属膜71は、第1導電層51を覆うように形成することが好ましい。第1導電層51と重なる位置において、熱の発生が大きい。金属膜71の面積を大きくすることで、高い放熱性が得られる。これにより、高い効率が得られる。
The area of the
例えば、はんだと金属材料との間の濡れ性は高く、はんだと絶縁材料との間の濡れ性は低い。このため、はんだが金属膜71に接したときに、はんだが絶縁層81と接することが抑制できる。これにより、半導体発光素子133において、はんだなどを介して電圧が加わる部分は、金属膜71が設けられる下面(実装面)部分に限定される。これにより、絶縁層81の側面部分81bが薄くなった場合でも、高い絶縁耐圧が得られる。例えば、絶縁層81において、主面部分81aと側面部分81bとが接続される部分(角部)において、絶縁層81の品質が低下する場合がある。この場合においても、金属膜71によりはんだが接する領域が制限されることにより、高い絶縁耐圧が維持できる。
For example, the wettability between the solder and the metal material is high, and the wettability between the solder and the insulating material is low. For this reason, when the solder contacts the
図9(d)に示すように、半導体発光素子134においては、半導体発光素子132において、金属膜71がさらに設けられている。これ以外は、半導体発光素子132と同様である。
As shown in FIG. 9D, the semiconductor
絶縁膜85が設けられていることで、絶縁層81の厚さが厚い場合でも、半導体発光素子134の下面(実装面)の部分において、絶縁膜の全体の厚さを厚く維持できる。そして、金属膜71により、はんだが接する部分が制御できる。より高い絶縁耐圧が得られる。
By providing the insulating
図9(e)に示すように、半導体発光素子135においては、半導体発光素子131において、絶縁膜86がさらに設けられている。これ以外は、半導体発光素子131と同様である。
As shown in FIG. 9E, in the semiconductor
半導体発光素子135においては、金属層73の一部が、第1方向D1と交差する方向(例えば第2方向D2)において、第2積層体15と交差している。例えば、積層体15において、メサ部が設けられている。
In the semiconductor
絶縁膜86は、金属層73と第1半導体層10との間、金属層73と第3半導体層30との間、金属層73と第2半導体層10との間に設けられている。第2パッド55は、第2方向D2において第1半導体層10の少なくとも一部と交差している。
The insulating
絶縁膜85の一部は、第1方向D1において第2半導体層20と重なる。絶縁膜85のこの一部は、第2半導体層20の下面と、基体70と、の間に位置する。
A part of the insulating
半導体発光素子135においては、例えば、絶縁膜87(パッシベーション膜)は、接合前に形成される。この構成により、発光部(第3半導体層30)の側面部分でリークを抑制できる。歩留まりを向上することができる。
In the semiconductor
図9(f)に示すように、半導体発光素子136においては、半導体発光素子131において、基体70の側面70sが第1方向D1に対して傾斜している。これ以外は、半導体発光素子131と同様である。
As shown in FIG. 9F, in the semiconductor
半導体発光素子136においては、基体70のうちで金属層73に近い部分の第2方向D2の長さは、基体70のうちで金属層73から遠い部分の第2方向D2の長さよりも長い。このように、基体70の側面70sを傾斜させることで、側面70sに設けられる絶縁層81のカバレッジが向上する。これにより、絶縁耐性がより高くできる。
In the semiconductor
半導体発光素子131〜136においても、絶縁層81により、半導体発光素子の実装面が半導体層と絶縁される。これにより、高い絶縁耐性が得られ、導電性の基板160sの上に配置して直列に接続した場合にも、正常な動作が得られる。高放熱性で高効率の特性を得つつ、直列に接続して実装可能な半導体発光素子を得ることができる。半導体発光素子の用途が拡大できる。
Also in the semiconductor
図10は、第3の実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。 図10は、図1(b)のA1−A2線断面に対応する断面図である。
図10に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子140においては、絶縁層81は、基体70の下面の一部に設けられている。そして、金属膜71が省略されている。これ以外は、半導体発光素子130と同様である。半導体発光素子140において、金属膜71を設けても良い。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating another semiconductor light emitting element according to the third embodiment. FIG. 10 is a cross-sectional view corresponding to the cross section along line A1-A2 of FIG.
As shown in FIG. 10, in the semiconductor
半導体発光素子140においては、第1方向D1(例えば、Z軸方向であり、第2半導体層20から第1半導体層10に向かう方向)と交差する平面(例えばX−Y平面)において、基体70の外縁70rは、絶縁層81の外縁81rの外側に位置する。
In the semiconductor
例えば、半導体発光素子140においても、光出射面(第2面10b)とは反対側の面が実装面となる。半導体発光素子140においても、実装面に絶縁層81が設けられており、実装面の電位は、半導体層と独立している。実装面に静電気などにより高電圧が加わった場合に、その高電圧が半導体層に加わることが抑制できる。これにより、絶縁耐圧を向上することができる。
For example, also in the semiconductor
例えば、接着剤などにより、絶縁層81が、実装基板160に固定される。絶縁層81により、基体70は、実装基板160と絶縁される。
For example, the insulating
(第3の実施形態)
図11は、実施形態に係る半導体発光素子の一部を例示する模式的断面図である。
図11は、上記の実施形態に係る絶縁層11(または絶縁層11A)を例示している。 図11に示すように、実施形態に係る絶縁層11は、第1膜81hと、第2膜81iと、第3膜81jと、を含む。
(Third embodiment)
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view illustrating a part of the semiconductor light emitting element according to the embodiment.
FIG. 11 illustrates the insulating layer 11 (or the insulating layer 11A) according to the above embodiment. As shown in FIG. 11, the insulating
第2膜81iは、第1膜81hと第3膜81jとの間に設けられる。第1膜81h、第2膜81i及び第3膜81jは、第1方向D1に沿って並ぶ。
The second film 81i is provided between the
第1膜81hは、酸化シリコンを含む。
第2膜81iは、窒化シリコン及び酸化アルミニウムの少なくともいずれかを含む。
第3膜81jは、酸化シリコンを含む。
The
The second film 81i includes at least one of silicon nitride and aluminum oxide.
The
例えば、第2膜81iが窒化シリコンを含む場合、絶縁層81には、例えば、酸化シリコン/窒化シリコン/酸化シリコン(例えば、SiO2/SiNx/SiO2)の構成が適用される。第2膜81iが酸化アルミニウムを含む場合、絶縁層81には、酸化シリコン/酸化アルミニウム/酸化シリコン(例えば、SiO2/Al2O3/SiO2)の構成が適用される。さらに、絶縁層81において、2つの酸化シリコンの膜の間に、窒化シリコン及び酸化アルミニウムの少なくともいずれかを含む膜が設けられても良い。
For example, when the second film 81 i includes silicon nitride, the insulating
本願発明者の実験によると、絶縁層として、例えば、酸化シリコンの単膜、または、酸化シリコン膜の積層膜に比べて、酸化シリコン/窒化シリコン/酸化シリコン、及び、酸化シリコン/酸化アルミニウム/酸化シリコンなどの積層膜(異なる材料の積層膜)においては、高い絶縁耐圧が得られることが分かった。 According to the experiments by the inventors of the present application, as the insulating layer, for example, silicon oxide / silicon nitride / silicon oxide and silicon oxide / aluminum oxide / oxide are compared with a single film of silicon oxide or a stacked film of silicon oxide films. It was found that a high withstand voltage can be obtained in a laminated film such as silicon (a laminated film made of different materials).
例えば、SiO2の単膜(厚さ約4μm)における絶縁耐圧は、700V〜1100Vである。 For example, the withstand voltage in a single SiO 2 film (thickness of about 4 μm) is 700V to 1100V.
一方、SiO2(厚さ0.05μm)/SiNx(厚さ約4μm)/SiO2(厚さ0.05μm)の積層膜における交流の絶縁耐圧は、約1400V〜2100Vである。酸化シリコン/酸化アルミニウム/酸化シリコンの積層膜においても同様の高い絶縁耐圧が得られる。 On the other hand, the AC withstand voltage in the laminated film of SiO 2 (thickness 0.05 μm) / SiN x (thickness about 4 μm) / SiO 2 (thickness 0.05 μm) is about 1400V to 2100V. A similar high withstand voltage can be obtained also in a laminated film of silicon oxide / aluminum oxide / silicon oxide.
例えば、Poole-Frenkel効果によると、高電圧印加時における誘電体膜内のリーク電流値は、誘電体膜の厚さ、誘電体の比誘電率、及び、誘電体のバリア高さに依存する。バリア高さは、誘電体の品質に強く依存する。品質が低いと、誘電体内にサブバンドのような不純物準位ができやすく、バリア高さが低くなる。その結果、リーク電流が流れやすくなる。 For example, according to the Poole-Frenkel effect, the leak current value in the dielectric film when a high voltage is applied depends on the thickness of the dielectric film, the relative dielectric constant of the dielectric, and the barrier height of the dielectric. The barrier height is strongly dependent on the quality of the dielectric. If the quality is low, impurity levels such as subbands are easily formed in the dielectric, and the barrier height is lowered. As a result, a leak current easily flows.
酸化シリコンにおいては、バリア高さが高いためリーク電流が流れ難い。このため、絶縁耐圧は、ブレークダウンに依存する。一方、窒化シリコンまたは酸化アルミニウムにおいては、バリア高さが低く、リーク電流が流れやすい。このため、電界集中が抑制され、ブレークダウンが生じにくい。このように、酸化シリコンと窒化シリコンとでは、特性が異なる。酸化シリコンと酸化アルミニウムとでは、特性が異なる。 In silicon oxide, since the barrier height is high, leakage current hardly flows. For this reason, the withstand voltage depends on breakdown. On the other hand, in silicon nitride or aluminum oxide, the barrier height is low, and a leak current tends to flow. For this reason, electric field concentration is suppressed and breakdown is unlikely to occur. Thus, silicon oxide and silicon nitride have different characteristics. Silicon oxide and aluminum oxide have different characteristics.
本実施形態においては、酸化シリコンを含む第1膜81hと、窒化シリコンおよび酸化アルミニウムを含む第2膜81iと、酸化シリコンを含む第3膜81jと、を組み合わせる。これにより、適度なリーク電流によってブレークダウンを抑制しつつ、高い絶縁耐圧を得ることができる。
In the present embodiment, the
実施形態において、絶縁層81が、酸化シリコンを含む第1膜81hと、窒化シリコンおよび酸化アルミニウムを含む第2膜81iと、を含み、第3膜81jが省略されても良い。絶縁層81が、酸化シリコンを含む第3膜81jと、窒化シリコンおよび酸化アルミニウムを含む第2膜81iと、を含み、第1膜81hが省略されても良い。
In the embodiment, the insulating
このように、本実施形態では、異なる材料を含む上記の積層膜を用いることで、さらに高い絶縁耐圧が得られる。 Thus, in this embodiment, a higher withstand voltage can be obtained by using the above laminated film containing different materials.
上記の第1膜81h、第2膜81i及び第2膜81jの構成は、上記の絶縁膜85、86及び87の少なくともいずれかに適用しても良い。
The configurations of the
実施形態において、第1膜81hの厚さは、例えば、0.02μm以上2μm以下である。第2膜81iの厚さは、例えば、0.5μm以上8μm以下である。第3膜81jの厚さは、例えば、0.02μm以上2μm以下である。これらの膜の厚さが過度に薄いと、絶縁性が不十分な場合がある。これらの膜の厚さが過度に厚いと、放熱性が不十分な場合がある。
In the embodiment, the thickness of the
上記の実施形態によれば、絶縁耐圧を向上できる半導体発光素子が提供できる。 According to the above embodiment, a semiconductor light emitting device capable of improving the withstand voltage can be provided.
なお、本明細書において「窒化物半導体」とは、BxInyAlzGa1−x−y−zN(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1,x+y+z≦1)なる化学式において組成比x、y及びzをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含むものとする。またさらに、上記化学式において、N(窒素)以外のV族元素もさらに含むもの、導電形などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むもの、及び、意図せずに含まれる各種の元素をさらに含むものも、「窒化物半導体」に含まれるものとする。 In this specification, “nitride semiconductor” means B x In y Al z Ga 1-xyz N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1, x + y + z ≦ 1) Semiconductors having all compositions in which the composition ratios x, y, and z are changed within the respective ranges are included. Furthermore, in the above chemical formula, those further containing a group V element other than N (nitrogen), those further containing various elements added for controlling various physical properties such as conductivity type, and unintentionally Those further including various elements included are also included in the “nitride semiconductor”.
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。 In the present specification, “vertical” and “parallel” include not only strictly vertical and strictly parallel, but also include, for example, variations in the manufacturing process, and may be substantially vertical and substantially parallel. It ’s fine.
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体発光素子に含まれる第1半導体層、第2半導体層、第3半導体層、第1導電層、第2導電層、第1パッド、第2パッド、金属層、絶縁層、及び、金属膜などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, a first semiconductor layer, a second semiconductor layer, a third semiconductor layer, a first conductive layer, a second conductive layer, a first pad, a second pad, a metal layer, an insulating layer, and a metal included in the semiconductor light emitting device The specific configuration of each element such as a membrane is included in the scope of the present invention as long as a person skilled in the art can implement the present invention in the same manner by selecting appropriately from a known range and obtain the same effect. The
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。 Moreover, what combined any two or more elements of each specific example in the technically possible range is also included in the scope of the present invention as long as the gist of the present invention is included.
その他、本発明の実施の形態として上述した半導体発光素子を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半導体発光素子も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。 In addition, all semiconductor light-emitting elements that can be implemented by those skilled in the art based on the semiconductor light-emitting elements described above as embodiments of the present invention are included in the scope of the present invention as long as they include the gist of the present invention. Belonging to.
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。 In addition, in the category of the idea of the present invention, those skilled in the art can conceive of various changes and modifications, and it is understood that these changes and modifications also belong to the scope of the present invention. .
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10…第1半導体層、 10A…第4半導体層、 10a…第1面、 10b…第2面、 10dp…凸部、 10p…第1半導体領域、 10q…第2半導体領域、 11…第1導電形の領域、 11f…第1半導体膜、 12…低不純物濃度領域、 12f…低不純物濃度膜、 15、15A…積層体、 15f…積層膜、 15fs…構造体、 18…基板、 20…第2半導体層、 20A…第5半導体層、 20f…第2半導体膜、 30…第3半導体層、 30A…第6半導体層、 30f…活性膜、 31…障壁層、 32…井戸層、 42…第2導電層、 42a…第3導電部分、 42b…第4導電部分、 45…第1パッド、 45A…第3パッド、 46…電極、 51…第1導電層、 51A…導電層、 51a…第1導電部分、 51b…第2導電部分、 51p…第1金属領域、 51b…第2金属領域、 51qa、51qb…部分、 51r…外縁、 55…第2パッド、 55A…第4パッド、 70、70A…基体、 70r…外縁、 70s…側面、 71、71A…金属膜、 71a…Ni膜、 71b…Ti膜、 73、73A…金属層、 73a、73b…金属膜、 73r…外縁、 73s…側面、 75…対向基板、 81、81A…絶縁層、 81a…主面部分、 81b…側面部分、 81e…第1膜、 81f…第2膜、 81g…第3膜、 81mt…材料、 81r…外縁、 85、86、87…絶縁膜、 88a…支持部、 88b…支持体、 110、110A、111、120、130〜136、140…半導体発光素子、 130a…チップ、 151、152、153…配線、 160…実装基板、 160s…基板、 161…第1実装電極用絶縁膜、 161A…第2実装電極用絶縁膜、 162…第1実装電極、 162A…第2実装電極、 163、163A…第1、第2接合部材、 210…発光装置、 AA…矢印、 BL…障壁層、 D1…第1方向、 D2…第2方向、 WL…井戸層、 t15…距離
DESCRIPTION OF
Claims (20)
第1導電形の領域を含む第1半導体層と、
前記第1半導体層と前記基体との間に設けられた第2導電形の第2半導体層と、
前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられた第3半導体層と、
前記第2半導体層と前記基体との間に設けられ前記第2半導体層と電気的に接続された第1導電層と、
前記基体と前記第1導電層との間に設けられ、前記第1導電層と前記基体とを電気的に絶縁し、前記第1半導体層と前記基体とを電気的に絶縁する絶縁層と、
を備えた半導体発光素子。 A conductive substrate;
A first semiconductor layer including a region of a first conductivity type;
A second semiconductor layer of a second conductivity type provided between the first semiconductor layer and the substrate;
A third semiconductor layer provided between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
A first conductive layer provided between the second semiconductor layer and the base body and electrically connected to the second semiconductor layer;
An insulating layer provided between the base and the first conductive layer, electrically insulating the first conductive layer and the base, and electrically insulating the first semiconductor layer and the base;
A semiconductor light emitting device comprising:
第2パッドと、
をさらに備え、
前記第1パッドと前記第3半導体層との間に前記第1半導体層が配置され、前記第1パッドは、前記第1半導体層と電気的に接続され、
前記第1導電層の一部は、前記第2半導体層と前記基体との間に配置され、
前記第1導電層の別の一部は、前記第2パッドと前記基体との間に配置され、
前記第2パッドは、前記第1導電層の前記別の一部と電気的に接続される、請求項1記載の半導体発光素子。 A first pad;
A second pad;
Further comprising
The first semiconductor layer is disposed between the first pad and the third semiconductor layer, and the first pad is electrically connected to the first semiconductor layer;
A portion of the first conductive layer is disposed between the second semiconductor layer and the substrate;
Another portion of the first conductive layer is disposed between the second pad and the base body,
The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the second pad is electrically connected to the another part of the first conductive layer.
前記第1金属領域は、前記第2金属領域の一部と前記第2半導体層との間に設けられ、
前記第1導電層の一部は、前記第1金属領域と前記第2金属領域の前記一部を含み、
前記第1導電層の前記別の一部は、前記第2金属領域の別の一部を含む、請求項2または3に記載の半導体発光素子。 The first conductive layer includes a first metal region and a second metal region,
The first metal region is provided between a part of the second metal region and the second semiconductor layer;
The part of the first conductive layer includes the part of the first metal region and the second metal region,
4. The semiconductor light emitting element according to claim 2, wherein the another part of the first conductive layer includes another part of the second metal region. 5.
前記絶縁層の外縁は、前記第1方向において、前記基体の前記外縁と重なる、請求項5記載の半導体発光素子。 In a plane intersecting with a first direction from the base toward the second semiconductor layer, an outer edge of the base is located outside an outer edge of the first conductive layer,
The semiconductor light emitting element according to claim 5, wherein an outer edge of the insulating layer overlaps with the outer edge of the base in the first direction.
第2パッドと、
第2導電層と、
をさらに備え、
前記第1半導体層は、前記第1半導体領域と、前記基体から前記第2半導体層に向かう第1方向と交差する方向において第1半導体領域と並ぶ第2半導体領域と、を含み、
前記第1導電層の一部は、前記基体と前記第2半導体領域との間に配置され、
前記第1導電層の前記一部は、前記第2半導体領域と電気的に接続され、
前記第2パッドと前記基体との間に前記第1導電層の別の一部が配置され、
前記第2導電層の一部は、前記基体と前記第1半導体領域との間に配置され、
前記第2導電層の前記一部は、前記第1半導体領域と電気的に接続され、
前記第1パッドと前記基体との間に前記第2導電層の別の一部が配置され、
前記第1パッドは、前記第2導電層の前記別の一部と電気的に接続される、請求項1記載の半導体発光素子。 A first pad;
A second pad;
A second conductive layer;
Further comprising
The first semiconductor layer includes the first semiconductor region and a second semiconductor region aligned with the first semiconductor region in a direction intersecting the first direction from the base toward the second semiconductor layer,
A portion of the first conductive layer is disposed between the base and the second semiconductor region,
The part of the first conductive layer is electrically connected to the second semiconductor region;
Another part of the first conductive layer is disposed between the second pad and the substrate;
A portion of the second conductive layer is disposed between the base and the first semiconductor region,
The part of the second conductive layer is electrically connected to the first semiconductor region;
Another part of the second conductive layer is disposed between the first pad and the substrate;
The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the first pad is electrically connected to the another part of the second conductive layer.
前記第1導電層と前記第2面との間の距離は、1.5マイクロメートル以上30マイクロメートル以下である、請求項9〜11のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 The first semiconductor layer has a first surface on the third semiconductor layer side and a second surface opposite to the first surface;
The semiconductor light emitting element according to any one of claims 9 to 11, wherein a distance between the first conductive layer and the second surface is 1.5 micrometers or more and 30 micrometers or less.
第1パッドと、
前記絶縁層と前記第1パッドとの間に設けられ第1導電形の領域を含む第1半導体層と、
前記第1半導体層と前記絶縁層との間に設けられた第2導電形の第2半導体層と、
前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられた第3半導体層と、
前記第2半導体層と電気的に接続された第1導電層であって、前記第1導電層の一部は前記絶縁層と前記第2半導体層との間に設けられた、前記第1導電層と、
前記第1導電層の前記一部と前記絶縁層との間に設けられた導電性の基体と、
第2パッドであって、前記第1導電層の別の一部は前記第2パッドと前記基体との間に配置された前記第2パッドと、
を備えた半導体発光素子。 An insulating layer;
A first pad;
A first semiconductor layer including a region of a first conductivity type provided between the insulating layer and the first pad;
A second semiconductor layer of a second conductivity type provided between the first semiconductor layer and the insulating layer;
A third semiconductor layer provided between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
A first conductive layer electrically connected to the second semiconductor layer, wherein a part of the first conductive layer is provided between the insulating layer and the second semiconductor layer; Layers,
A conductive substrate provided between the part of the first conductive layer and the insulating layer;
A second pad, wherein another part of the first conductive layer is disposed between the second pad and the substrate;
A semiconductor light emitting device comprising:
前記絶縁層は、前記金属膜と前記基体との間に配置され、
前記金属膜は、前記基体及び前記第1導電層と電気的に絶縁されている、請求項13〜15のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 A metal film,
The insulating layer is disposed between the metal film and the substrate;
The semiconductor light emitting element according to claim 13, wherein the metal film is electrically insulated from the base body and the first conductive layer.
前記絶縁層は、前記第2方向において前記側面と交差する側面部分を含む請求項13〜16のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 The base has a side surface that intersects a second direction that intersects a first direction from the second semiconductor layer toward the first semiconductor layer;
17. The semiconductor light emitting element according to claim 13, wherein the insulating layer includes a side surface portion that intersects the side surface in the second direction.
前記絶縁層の厚さは、3マイクロメートル以下である、請求項1〜18のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 The insulating layer comprises silicon oxide;
19. The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the insulating layer has a thickness of 3 micrometers or less.
前記絶縁層の厚さは、20マイクロメートル以下である、請求項1〜18のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 The insulating layer includes silicon nitride;
The semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the insulating layer has a thickness of 20 micrometers or less.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020031210A (en) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | 隆達電子股▲ふん▼有限公司 | Light-emitting diode structure |
JP2020088269A (en) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | 日亜化学工業株式会社 | Light-emitting device |
US11984544B2 (en) | 2021-05-26 | 2024-05-14 | Lextar Electronics Corporation | Light-emitting element and display device using the same |
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2015
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