JP2017163123A - Semiconductor light-emitting element - Google Patents
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Description
本発明は、半導体発光素子に係り、より詳しくは、電気的接触抵抗を低減すると共に発光効率を向上させる半導体発光素子に関する。 The present invention relates to a semiconductor light emitting device, and more particularly to a semiconductor light emitting device that reduces electrical contact resistance and improves luminous efficiency.
発光素子(light−emitting element)は、電気エネルギーが光エネルギーに変換される特性のpn接合ダイオードであって、周期表上のIII族やV族などの化合物半導体により生成でき、化合物半導体の組成比を調整することにより様々な色の実現が可能である。 A light-emitting element is a pn junction diode whose characteristic is that electric energy is converted into light energy, which can be generated by a compound semiconductor such as a group III or group V on the periodic table, and the composition ratio of the compound semiconductor Various colors can be realized by adjusting.
発光素子は、順方向の電圧が印加されると、n型半導体層の電子(electron)とp型半導体層の正孔(hole)が結合して伝導帯(conduction band)と価電子帯(valance band)のバンドギャップエネルギーに対応するエネルギーを発散するが、そのエネルギーは主に熱や光の形により放出され、光の形により発散するのが発光素子である。 When a forward voltage is applied to the light emitting device, an electron in the n-type semiconductor layer and a hole in the p-type semiconductor layer are combined to form a conduction band and a valence band. The energy corresponding to the band gap energy of the band is diffused, but the energy is emitted mainly in the form of heat or light, and the light emitting element emits the energy in the form of light.
例えば、窒化物半導体は、高い熱的安定性と幅広いバンドギャップエネルギーにより、光素子及び高出力電子素子の開発分野において大きな関心が寄せられている。特に、窒化物半導体を用いた青色(blue)発光素子、緑色(green)発光素子、紫外線(ultraviolet、 UV)発光素子などは、商用化されて広く使用されている。 For example, nitride semiconductors are of great interest in the field of development of optical devices and high-power electronic devices due to their high thermal stability and wide band gap energy. In particular, a blue light emitting element, a green light emitting element, and an ultraviolet (UV) light emitting element using a nitride semiconductor are commercially used and widely used.
近年、高効率のLEDの需要が増加するにつれて発光効率の改善が求められている。 In recent years, improvement in luminous efficiency has been demanded as demand for highly efficient LEDs increases.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、p型電極層における導電性を高めて発光効率を向上させる半導体発光素子を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting element that improves the light emission efficiency by increasing the conductivity in the p-type electrode layer.
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態による半導体発光素子は、第1極性を有する第1半導体層と、前記第1半導体層から離隔して配置され、第2極性を有する第2半導体層と、前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に配置される活性層と、前記第2半導体層上に形成される透明電極と、前記透明電極の主面を覆うように形成され、少なくとも1つのビアホール(via hole)が形成される非導電性反射膜と、前記非導電性反射膜上に形成される反射電極と、前記ビアホールの内側に充填され、前記反射電極と前記透明電極とを電気的に連結する連結電極とを含む。 In order to solve the above-described problem, a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a first semiconductor layer having a first polarity, and a second semiconductor layer disposed apart from the first semiconductor layer and having a second polarity. A semiconductor layer, an active layer disposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, a transparent electrode formed on the second semiconductor layer, and a main surface of the transparent electrode are covered A non-conductive reflective film formed with at least one via hole, a reflective electrode formed on the non-conductive reflective film, filled inside the via hole, and the reflective electrode and the reflective electrode And a connecting electrode that electrically connects the transparent electrode.
ここで、前記半導体発光素子は、前記透明電極と前記連結電極との間に形成されるオーミックコンタクト層(ohmic contact layer)をさらに含んでもよい。 The semiconductor light emitting device may further include an ohmic contact layer formed between the transparent electrode and the connection electrode.
ここで、前記オーミックコンタクト層は、ニッケル(Ni)、金(Au)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、白金(Pt)、銀(Ag)及びタングステン(W)の少なくとも1つを含む金属層を含んでもよい。 Here, the ohmic contact layer is a metal including at least one of nickel (Ni), gold (Au), palladium (Pd), titanium (Ti), platinum (Pt), silver (Ag), and tungsten (W). Layers may be included.
ここで、前記半導体発光素子は、前記透明電極と前記連結電極との間に形成される接続電極をさらに含んでもよい。 Here, the semiconductor light emitting device may further include a connection electrode formed between the transparent electrode and the connection electrode.
ここで、前記接続電極は、前記透明電極に接する面に形成されるオーミックコンタクト層をさらに含んでもよい。 Here, the connection electrode may further include an ohmic contact layer formed on a surface in contact with the transparent electrode.
ここで、前記非導電性反射膜は、外部リードフレームが銅、金、金めっき及び銅めっきのいずれかの場合に対応して、400nm波長の光に対する反射率が80%以上のものであってもよい。 Here, the non-conductive reflective film has a reflectance of 80% or more with respect to light having a wavelength of 400 nm, corresponding to the case where the external lead frame is copper, gold, gold plating, or copper plating. Also good.
ここで、前記非導電性反射膜は、TiO2とSiO2の組み合わせにより繰り返し積層される分布ブラッグリフレクタ(DBR)を含んでもよい。 Here, the non-conductive reflective film may include a distributed Bragg reflector (DBR) that is repeatedly laminated by a combination of TiO 2 and SiO 2 .
ここで、前記活性層から発光する出力光のうち紫外線領域の光を反射させるために、前記分布ブラッグリフレクタの一対が40乃至200nmの厚さを有してもよい。 Here, in order to reflect the light in the ultraviolet region of the output light emitted from the active layer, the pair of distributed Bragg reflectors may have a thickness of 40 to 200 nm.
ここで、前記透明電極は、ITO、ZnO又は400nm波長領域の光を90%以上透過させる金属層を含んでもよい。 Here, the transparent electrode may include ITO, ZnO, or a metal layer that transmits light in a wavelength region of 400 nm by 90% or more.
ここで、前記透明電極は、20乃至500nmの厚さを有し、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、タングステン(W)、銀(Ag)、クロム(Cr)、パラジウム(Pd)及びモリブデン(Mo)の少なくとも1つを有してもよい。 Here, the transparent electrode has a thickness of 20 to 500 nm and is made of nickel (Ni), titanium (Ti), tungsten (W), silver (Ag), chromium (Cr), palladium (Pd) and molybdenum ( It may have at least one of Mo).
ここで、前記透明電極は、非導電性反射膜付着面(前記非導電性反射膜が付着する面)に形成される非均質面を含んでもよい。 Here, the transparent electrode may include a non-homogeneous surface formed on a non-conductive reflective film adhesion surface (a surface to which the non-conductive reflective film adheres).
ここで、前記非均質面は、前記透明電極における連結電極接触面(前記連結電極に接触する面)を除く前記非導電性反射膜付着面に形成されてもよい。 Here, the non-homogeneous surface may be formed on the non-conductive reflective film adhering surface excluding the connection electrode contact surface (the surface in contact with the connection electrode) of the transparent electrode.
ここで、前記非導電性反射膜は、SixOy、TimOn、Ta2O5及びMgF2(ここで、x、y、m、nは正の整数)の少なくとも1つを含む透光性物質からなってもよい。 Here, the non-conductive reflective film includes at least one of Si x O y , Ti m O n , Ta 2 O 5, and MgF 2 (where x, y, m, and n are positive integers). You may consist of a translucent substance.
ここで、前記第2半導体層は、前記透明電極に接する面に形成される非均質面を含んでもよい。 Here, the second semiconductor layer may include a non-homogeneous surface formed on a surface in contact with the transparent electrode.
ここで、前記半導体発光素子は、前記第2半導体層上に配置されるn型電極部をさらに含んでもよい。 Here, the semiconductor light emitting device may further include an n-type electrode portion disposed on the second semiconductor layer.
ここで、前記n型電極部は、n型電極絶縁層と、前記n型電極絶縁層に形成される複数のビアホールにそれぞれ充填されるn型電極と、前記n型電極絶縁層及び前記n型電極上に配置されるn型ボンディング部材とを含んでもよい。 The n-type electrode portion includes an n-type electrode insulating layer, an n-type electrode filled in a plurality of via holes formed in the n-type electrode insulating layer, the n-type electrode insulating layer, and the n-type electrode. And an n-type bonding member disposed on the electrode.
ここで、前記n型電極と前記連結電極とは、マトリクス構造を共になすように配列されてもよい。 Here, the n-type electrode and the connection electrode may be arranged to form a matrix structure.
ここで、前記n型電極と前記連結電極とは、噛合構造を有してもよい。 Here, the n-type electrode and the connection electrode may have a meshing structure.
本発明の一実施形態によれば、透明電極と複数のビアホールに充填形成される連結電極との間にオーミックコンタクト層を形成することにより、導電性を高めて発光効率を最大化できる。 According to an embodiment of the present invention, by forming an ohmic contact layer between a transparent electrode and a connection electrode that is formed by filling a plurality of via holes, the conductivity can be increased and the luminous efficiency can be maximized.
また、本発明の一実施形態によれば、紫外線領域帯の光に対する反射率が高い非導電性反射膜を備えることにより、優れた出力光特性が得られる。なお、リードフレームに銅めっき又は金めっきが施されている場合、優れた出力光特性を得ることができる。 In addition, according to an embodiment of the present invention, an excellent output light characteristic can be obtained by including a non-conductive reflective film having a high reflectance with respect to light in the ultraviolet region band. In addition, when the lead frame is plated with copper or gold, excellent output light characteristics can be obtained.
さらに、本発明の一実施形態によれば、導電性酸化物からなる透明電極と金属材からなる連結電極との間にオーミックコンタクトを形成するだけでなく、製造工程中の不純化区間を最小限に抑えることにより、優れた透明電極と連結電極との接合を実現できる。 Furthermore, according to an embodiment of the present invention, not only an ohmic contact is formed between the transparent electrode made of a conductive oxide and the connection electrode made of a metal material, but also the impure section during the manufacturing process is minimized. By restraining to a low, it is possible to realize excellent bonding between the transparent electrode and the connecting electrode.
以下、本発明の好ましい実施形態による半導体発光素子について添付図面を参照して詳細に説明する。本明細書においては、異なる実施形態であっても同一又は類似の構成要素には同一又は類似の符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, a semiconductor light emitting device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, the same or similar components are denoted by the same or similar reference numerals even in different embodiments, and redundant description is omitted.
まず、本発明の第1実施形態による半導体発光素子について図1乃至図3を参照して説明する。 First, a semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の第1実施形態による半導体発光素子の断面図であり、図2は図1における連結電極と透明電極との接続構造を説明するための拡大断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view for explaining a connection structure between a connection electrode and a transparent electrode in FIG.
図1及び図2に示すように、本発明の第1実施形態による半導体発光素子は、基板10、バッファ層20、第1半導体層(n型半導体)30、活性層40、第2半導体層(p型半導体)50、透明電極60、オーミックコンタクト層71、n型ボンディングパッド85、ビアホール91−3を備える非導電性反射膜91、及び反射電極92を含む。
As shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention includes a
基板10は、主にサファイア(Al2O3)、SiC、Si、GaN、ガラスなどにより構成される。基板10は、フリップ型発光素子又は垂直型発光素子を構成する場合、最終的には除去されてもよい(図5参照)。
The
バッファ層20は、基板10と第1半導体層30を結合するために構成される。バッファ層20は省略してもよい。
The
バッファ層20上には、n型半導体である第1半導体層30が積層され、第1半導体層30から離隔してp型半導体である第2半導体層50が配置され、第1半導体層30と第2半導体層50との間には発光層である活性層40が配置される。
A
第1半導体層30は、活性層40に接する面に形成される非均質面を含み、第2半導体層50は、透明電極60に接する面に形成される非均質面を含むように構成し、接触特性を向上させてもよい。また、透明電極60の非導電性反射膜付着面(非導電性反射膜91が付着する面)に非均質面が形成され、前記非均質面は、透明電極60における連結電極接触面(連結電極94に接触する面)を除く前記非導電性反射膜付着面に形成されてもよい。
The
第2半導体層50及び活性層40がメサエッチングされて第1半導体層30の一部が露出する。メサエッチングの順序は変更可能である。露出した第1半導体層30にはn型ボンディングパッド85が設けられる。
The
第2半導体層50上には、第2半導体層50への電流拡散のための透明電極60が形成される。透明電極60は、20乃至500nmの厚さを有し、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、タングステン(W)、銀(Ag)、クロム(Cr)、パラジウム(Pd)及びモリブデン(Mo)の少なくとも1つを有してもよく、ITO、ZnO、薄い炭素構造物などの物質からなるようにしてもよい。
On the
透明電極60上には非導電性反射膜91が形成される。非導電性反射膜91は、例えばSixOy、TimOn、Ta2O5及びMgF2(ここで、x、y、m、nは正の整数)の少なくとも1つを含む透光性物質、透光性誘電体物質により構成される単一の誘電体膜、例えばSiO2とTiO2との組み合わせからなる単一の分布ブラッグリフレクタ、異質な複数の誘電体膜、又は誘電体膜91−1と分布ブラッグリフレクタ91−2との組み合わせなど、様々な構造が可能である。例えば、一対の分布ブラッグリフレクタは40乃至200nmの厚さに形成され、複数対からなる分布ブラッグリフレクタ全体は0.05乃至2μmの厚さに形成されもよい。誘電体膜91−1は、第2半導体(p型半導体、例えばGaN)層50より屈折率が低いので、この誘電体膜だけでも臨界角以上の光を基板10側に一部反射でき、分布ブラッグリフレクタ91−2は、より多量の光を基板10側に反射でき、特定の波長への設計が可能であるので発生する光の波長に対応する効果的な反射が可能である。ここで、このような層の反射率は、分布ブラッグリフレクタ91−2を構成する各層の厚さが反射させる光の1/4波長の場合に最大となるので、一対の分布ブラッグリフレクタ91−2は、リードフレームが銅からなることを考慮して、40乃至200nmの厚さにしてもよい。すなわち、400nm領域帯の紫外線光を反射させるためには紫外線がその層の内部において感じるその層の厚さが100nmでなければならず、この厚さをその層の屈折率値により割ることにより、その層の実際の厚さが計算される。銅の場合、紫外線光の反射率が約40%前後にすぎない。これにより、リードフレームが銅からなる場合又はリードフレームに銅めっきが施されている場合は、リードフレームによって紫外線光波長帯域の光の反射率が非常に低くなるという問題がある。よって、単一層の分布ブラッグリフレクタ91−2が20乃至100nmとなるように設計して紫外線光の反射効率を向上させると、最終的に基板10側に向かう光の反射率が全体的に向上する。すなわち、外部リードフレームが銅、金、金めっき及び銅めっきのいずれかの場合に対応して、400nm波長の光に対する反射率が80%以上となるように設計できる。
A non-conductive
一方、透明電極60上にはオーミックコンタクト層71が形成される。オーミックコンタクト層71は、透明電極60と連結電極94との間にオーミックコンタクトを形成してp型電極枝の電流伝導率を向上させ、透明電極60と連結電極94との接触性を向上させる機能を有する。オーミックコンタクト層71の構成については図2を用いてより詳細に後述する。
On the other hand, an
一方、非導電性反射膜91には複数のビアホール91−3が形成され、このビアホール91−3の内側には反射電極92と透明電極60とを電気的に連結する連結電極94が形成される。連結電極94は、オーミックコンタクト層71に直接接触する構成要素であって、ビアホール91−3の内側に電極物質が充填されることにより構成される。図2に示すように、複数の連結電極94をマトリクス状に配列し、それによりp型電極枝を形成することにより、発光効率を向上させる。
On the other hand, a plurality of via holes 91-3 are formed in the non-conductive
一方、非導電性反射膜91上には反射電極92が形成される。反射電極92は、活性層40から照射される光を反射させるだけでなく、p型ボンディングパッド(p型電極)としての役割を果たす。反射電極92は、反射率の高いアルミニウム(Al)や銀(Ag)などの金属を用いて、連結電極94と接触するように非導電性反射膜91上に形成する。この反射電極92は、安定した電気的接触のために、クロム(Cr)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)又はそれらの合金を用いて形成してもよい。反射電極92は、外部と電気的に接続されて第2半導体層(p型半導体)50に正孔を供給し、非導電性反射膜91により反射しない光を反射する。
On the other hand, a
n型ボンディングパッド85は、基板10が除去された第1半導体層30側に形成されてもよい。第1半導体層30と第2半導体層50は、その位置を変えてもよく、III族窒化物半導体発光素子においては主にGaNからなる。n型ボンディングパッド85は、図1に示すように第1半導体層30に直接形成されてもよく、第5実施形態(図7及び図8参照)のn型電極部80の構成要素として形成されてもよい。
The n-
このように構成された本発明の第1実施形態による半導体発光素子におけるオーミックコンタクト層71と連結電極94との間の構造について図2を参照してより詳細に説明する。
The structure between the
図2は図1における連結電極と透明電極との接続構造を説明するための拡大断面図であり、より具体的には、図2の(a)はオーミックコンタクト層の第1例、図2の(b)はオーミックコンタクト層の第2例、図2の(c)はオーミックコンタクト層の第3例を示す。 2 is an enlarged cross-sectional view for explaining a connection structure between the connecting electrode and the transparent electrode in FIG. 1. More specifically, FIG. 2A is a first example of an ohmic contact layer, and FIG. FIG. 2B shows a second example of the ohmic contact layer, and FIG. 2C shows a third example of the ohmic contact layer.
図2の(a)に示すように、非導電性反射膜91に形成されるビアホール91−3の内側には電極物質が充填されて連結電極94が形成され、この連結電極94は、上段の反射電極92と下段のオーミックコンタクト層71とを接続する機能を有する。
As shown in FIG. 2A, the inside of the via hole 91-3 formed in the non-conductive
オーミックコンタクト層71は、ニッケル(Ni)、金(Au)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、白金(Pt)、銀(Ag)及びタングステン(W)の少なくとも1つの金属を含むオーミック金属層であって、透明電極60と連結電極94との間においてオーミック接合が行われるようにして電流伝導度を高める機能を有する。
The
このようなオーミックコンタクト層71は、図2の(a)のように、透明電極60の一部をエッチングしてそのエッチングされた部分にのみ形成してもよく、図2の(b)のように、エッチングされた部分に加えてさらに突出するように形成してもよく、又は図2の(c)のように、透明電極60をエッチングするのではなく透明電極60上に形成してもよい。
Such an
ここで、透明電極60の一部のエッチングは、ビアホール91−3の形成のためのエッチング中に行われてもよく、透明電極60の直接エッチングによってもよい。
Here, the etching of a part of the
本発明の第1実施形態による半導体発光素子におけるp型枝電極及びn型ボンディングパッド85の構造について図3を参照してより詳細に説明する。
The structure of the p-type branch electrode and the n-
図3は図1に示す半導体発光素子の平面図である。図3に示すように、本発明の第1実施形態による半導体発光素子は、平面的には四角形状に形成され、角部にはn型ボンディングパッド85が配置され、残りの部分には複数のビアホール91−3に充填される連結電極94がマトリクス状に配列される。これにより、電流の流れがよくなり、活性層40における発光効率がよくなる。
FIG. 3 is a plan view of the semiconductor light emitting device shown in FIG. As shown in FIG. 3, the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention is formed in a square shape in plan view, n-
次に、本発明の第2実施形態による半導体発光素子について図4を参照して説明する。 Next, a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図4は本発明の第2実施形態による半導体発光素子の断面図である。第2実施形態においては、説明を簡単にするために、第1実施形態と同様の構成要素についてはその説明を省略する。 FIG. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, in order to simplify the description, the description of the same components as in the first embodiment is omitted.
第2実施形態においては、第1実施形態とは異なり、n型ボンディングパッド85の高さと反射電極92の高さを同じにできる。よって、ボンディングワイヤを用いることなく、直接リードフレームに上下転倒させて取り付けることができる。
In the second embodiment, unlike the first embodiment, the height of the n-
図4に示すように、垂直型の場合、ボンディングワイヤが必要ないので、ボンディングワイヤによる光損失がない。さらに、リードフレーム側に照射される光(特に、紫外線領域帯の光)は非導電性反射膜91の分布ブラッグリフレクタ91−2に反射するので、光出力特性が全体的によくなる。
As shown in FIG. 4, in the case of the vertical type, since no bonding wire is required, there is no optical loss due to the bonding wire. Furthermore, since the light irradiated to the lead frame side (especially, light in the ultraviolet region band) is reflected by the distributed Bragg reflector 91-2 of the non-conductive
次に、本発明の第3実施形態による半導体発光素子(フリップ型発光素子)について図5を参照して説明する。 Next, a semiconductor light emitting device (flip type light emitting device) according to a third embodiment of the invention will be described with reference to FIG.
図5は本発明の第3実施形態による半導体発光素子の断面図である。図5から分かるように、第3実施形態は、第1及び第2実施形態とは異なり、基板10及びバッファ層20がエッチングされた状態である。すなわち、最下層が第1半導体層30である構造である。また、第3実施形態においては、第2実施形態と同様に、n型ボンディングパッド85の高さと反射電極92の高さを同じにできるので、逆方向にリードフレームに直接接触させることができる。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to a third embodiment of the present invention. As can be seen from FIG. 5, the third embodiment differs from the first and second embodiments in that the
次に、本発明の第4実施形態による半導体発光素子(接続電極をさらに備える半導体発光素子)について図6を参照して説明する。 Next, a semiconductor light emitting device (semiconductor light emitting device further including a connection electrode) according to a fourth embodiment of the invention will be described with reference to FIG.
図6は本発明の第4実施形態による半導体発光素子の断面図である。第4実施形態においては、第1実施形態とは異なり、接続電極70をさらに含み、この接続電極70がオーミックコンタクト層71を含むようにしてもよく、この接続電極70がオーミックコンタクト層71であってもよい。第4実施形態においては、透明電極60を形成した後、接続電極70を形成し、この接続電極70の最上層がオーミックコンタクト層71とすることにより、このオーミックコンタクト層71が連結電極94に直接接触する構造を有する。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention. Unlike the first embodiment, the fourth embodiment may further include a
次に、本発明の第5実施形態による半導体発光素子について図7及び図8を参照して説明する。 Next, a semiconductor light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図7は本発明の第5実施形態による半導体発光素子の断面図であり、図8は図7に示す半導体発光素子の平面図である。第5実施形態においては、説明を簡単にするために、第1乃至第4実施形態と同様の構成要素についてはその説明を省略する。 FIG. 7 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a plan view of the semiconductor light emitting device shown in FIG. In the fifth embodiment, in order to simplify the description, the description of the same components as those in the first to fourth embodiments is omitted.
第5実施形態においては、第1乃至第4実施形態とは異なり、n型電極82と連結電極94とが噛み合うように配置されて発光効率を向上させる。このために、本発明の第5実施形態による半導体発光素子は、図7に示すようにn型電極部80を含む。n型電極部80は、活性層40、第2半導体層50、非導電性反射膜91などをエッチングし、その後第1半導体層30側に形成してもよい。n型電極部80は、n型電極絶縁層81と、n型電極絶縁層81に形成される複数のビアホールにそれぞれ充填されるn型電極82と、n型電極82及びn型電極絶縁層81上に配置されるn型ボンディングパッド85とを含んでもよい。ここで、n型電極82とp型電極である反射電極92とは、互いに噛み合う構造であり、かつマトリクス構造となっている。
In the fifth embodiment, unlike the first to fourth embodiments, the n-
図7を参照すると、第1半導体層30、第2半導体層50、透明電極60、非導電性反射膜91、反射電極92などが積層された状態において、一側に対してエッチングを行い、その後エッチングされたホールの側面及び底面に第2半導体層50との絶縁のためのn型電極絶縁層81を充填する。次いで、底面のn型電極絶縁層81をエッチングして外部及びその下方の第1半導体層30に電気的に接続されるようにホールを形成し、その後n型電極82を充填してn型電極82と第1半導体層30とを電気的に接続する。次いで、その上にn型ボンディングパッド85を形成する。このようにしてn型電極部80を構成することにより、p型電極である反射電極92とn型電極82とが互いに噛み合う構造のマトリクス配列が可能になる。これについては図8を参照して後述する。
Referring to FIG. 7, in a state where the
本発明の第5実施形態による半導体発光素子におけるp型枝電極及びn型電極部80の構造について図8を参照してより詳細に説明する。
A structure of the p-type branch electrode and the n-
図8は図7に示す半導体発光素子の平面図である。図8に示すように、本発明の第5実施形態による半導体発光素子は、平面的には四角形状に形成される。また、ビアホール91−3に充填される連結電極94とn型電極82がマトリクス状に配置される。ここで、連結電極94とn型電極82とは、互いに噛み合う形状(すなわち、噛合構造)に配置される。例えば、複数の連結電極94及び複数のn型電極82がそれぞれ指形状(finger shape)を有し、両者が互いに噛み合うように配置される。これにより、連結電極94から透明電極60、第2半導体層50、活性層40、第1半導体層30及びn型電極82にわたって形成された電流経路を電流が円滑に流れる。
FIG. 8 is a plan view of the semiconductor light emitting device shown in FIG. As shown in FIG. 8, the semiconductor light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention is formed in a square shape in plan view. The
一方、連結電極94上に配置される反射電極92のうち一側部にはp型ボンディング部材95が設けられ、n型電極82、及びn型電極絶縁層81の一側部にはp型ボンディング部材95から離隔してn型ボンディングパッド85が設けられる。
On the other hand, a p-
上述した構成を有する本発明の一実施形態によれば、透明電極と複数のビアホールに充填形成される連結電極との間にオーミックコンタクト層を形成することにより、導電性を高めて発光効率を最大化できる。 According to an embodiment of the present invention having the above-described configuration, the ohmic contact layer is formed between the transparent electrode and the connection electrode formed to fill the plurality of via holes, thereby increasing conductivity and maximizing luminous efficiency. Can be
また、本発明の一実施形態によれば、紫外線領域帯の光に対する反射率が高い非導電性反射膜を備えることにより、優れた出力光特性が得られる。なお、リードフレームに銅めっき又は金めっきが施されている場合においても優れた出力光特性が得られる。 In addition, according to an embodiment of the present invention, an excellent output light characteristic can be obtained by including a non-conductive reflective film having a high reflectance with respect to light in the ultraviolet region band. Even when the lead frame is plated with copper or gold, excellent output light characteristics can be obtained.
さらに、本発明の一実施形態によれば、導電性酸化物からなる透明電極と金属材からなる連結電極との間にオーミックコンタクトを形成するだけでなく、製造工程中の不純化区間を最小限に抑えることにより、優れた透明電極と連結電極との接合を実現できる。 Furthermore, according to an embodiment of the present invention, not only an ohmic contact is formed between the transparent electrode made of a conductive oxide and the connection electrode made of a metal material, but also the impure section during the manufacturing process is minimized. By restraining to a low, it is possible to realize excellent bonding between the transparent electrode and the connecting electrode.
このような半導体発光素子は、前述した実施形態の構成や方法に限定されるものではなく、各実施形態の全部又は一部を選択的に組み合わせて構成することにより様々に変形できる。 Such a semiconductor light emitting element is not limited to the configuration and method of the above-described embodiment, and can be variously modified by selectively combining all or a part of each embodiment.
10 基板
20 バッファ層
30 第1半導体層
40 活性層
50 第2半導体層
60 透明電極
70 接続電極
71 オーミックコンタクト層
80 n型電極部
81 n型電極絶縁層
82 n型電極
85 n型ボンディングパッド
91 非導電性反射膜
91−1 誘電体膜
91−2 分布ブラッグリフレクタ
91−3 ビアホール
92 反射電極
94 連結電極
95 p型ボンディング部材
DESCRIPTION OF
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態による半導体発光素子は、第1極性を有する第1半導体層と、前記第1半導体層から離隔して配置され、第2極性を有する第2半導体層と、前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に配置される活性層と、前記第2半導体層上に形成される透明電極と、前記透明電極の主面を覆うように形成され、少なくとも1つのビアホール(via hole)が形成される非導電性反射膜と、前記非導電性反射膜上に形成される反射電極と、前記ビアホールの内側に充填され、前記反射電極と前記透明電極との間に形成され、前記反射電極と前記透明電極を電気的に連結する連結電極と、前記透明電極と前記連結電極との間に形成されるオーミックコンタクト層と、を含む。
In order to solve the above-described problem, a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a first semiconductor layer having a first polarity, and a second semiconductor layer disposed apart from the first semiconductor layer and having a second polarity. A semiconductor layer, an active layer disposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, a transparent electrode formed on the second semiconductor layer, and a main surface of the transparent electrode are covered A non-conductive reflective film formed with at least one via hole, a reflective electrode formed on the non-conductive reflective film, filled inside the via hole, and the reflective electrode and the reflective electrode A connection electrode formed between the transparent electrode and electrically connecting the reflective electrode and the transparent electrode ; and an ohmic contact layer formed between the transparent electrode and the connection electrode .
Claims (18)
前記第1半導体層から離隔して配置され、第2極性を有する第2半導体層と、
前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に配置される活性層と、
前記第2半導体層上に形成される透明電極と、
前記透明電極の主面を覆うように形成され、少なくとも1つのビアホールが形成される非導電性反射膜と、
前記非導電性反射膜上に形成される反射電極と、
前記ビアホールの内側に充填され、前記反射電極と前記透明電極とを電気的に連結する連結電極とを含むことを特徴とする半導体発光素子。 A first semiconductor layer having a first polarity;
A second semiconductor layer disposed at a distance from the first semiconductor layer and having a second polarity;
An active layer disposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
A transparent electrode formed on the second semiconductor layer;
A non-conductive reflective film formed so as to cover the main surface of the transparent electrode and having at least one via hole formed thereon;
A reflective electrode formed on the non-conductive reflective film;
A semiconductor light emitting device comprising: a connecting electrode which is filled inside the via hole and electrically connects the reflective electrode and the transparent electrode.
n型電極絶縁層と、
前記n型電極絶縁層に形成される複数のビアホールにそれぞれ充填されるn型電極と、
前記n型電極絶縁層及び前記n型電極上に配置されるn型ボンディング部材とを含むことを特徴とする請求項15に記載の半導体発光素子。 The n-type electrode part is
an n-type electrode insulating layer;
N-type electrodes respectively filled in a plurality of via holes formed in the n-type electrode insulating layer;
The semiconductor light emitting device according to claim 15, further comprising an n-type bonding member disposed on the n-type electrode insulating layer and the n-type electrode.
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