JP2019220505A - Semiconductor light-emitting device - Google Patents

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Abstract

To provide a semiconductor light-emitting device capable of suppressing an alteration reaction that may cause physical damage.SOLUTION: A semiconductor light-emitting device includes a semiconductor light-emitting element 10A that is formed with a semiconductor layer 12 including a light emitting layer 12b on a first surface of a nitride semiconductor substrate 11, and in which an electrode (first electrode) 13 is formed on a second surface of the nitride semiconductor substrate 11 opposite to the first surface, a submount 20 for mounting the semiconductor light-emitting element 10A, and a bonding layer 30 for bonding the electrode 13 to the submount 20. The entire second surface of the nitride semiconductor substrate 11 is separated from the bonding layer 30.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、窒化物半導体発光素子を備える半導体発光装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor light emitting device including a nitride semiconductor light emitting element.

従来、GaN等の窒化物半導体基板の第1面上に、発光層を含む窒化物半導体層が形成されてなる窒化物半導体発光素子が知られている。このような窒化物半導体発光素子においては、窒化物半導体基板の第1面とは反対側の第2面上に第一の電極が形成され、窒化物半導体層上には第二の電極が形成されている。
例えば特許文献1には、窒化物半導体基板としてn型GaN基板を用いたGaN系半導体レーザが開示されている。このGaN系半導体レーザは、n型GaN基板上に半導体層を有し、n型GaN基板の裏面(半導体層とは反対側の面)にn型電極を有する。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a nitride semiconductor light emitting device in which a nitride semiconductor layer including a light emitting layer is formed on a first surface of a nitride semiconductor substrate such as GaN. In such a nitride semiconductor light emitting device, a first electrode is formed on a second surface of the nitride semiconductor substrate opposite to the first surface, and a second electrode is formed on the nitride semiconductor layer. Have been.
For example, Patent Document 1 discloses a GaN-based semiconductor laser using an n-type GaN substrate as a nitride semiconductor substrate. This GaN-based semiconductor laser has a semiconductor layer on an n-type GaN substrate, and has an n-type electrode on the back surface (the surface opposite to the semiconductor layer) of the n-type GaN substrate.

特開2006−128558号公報JP-A-2006-128558

上記特許文献1に記載の窒化物半導体発光素子のように、窒化物半導体基板の裏面の一部には電極が形成されていない露出部分が存在する場合がある。このように窒化物半導体基板の裏面の一部が露出している窒化物半導体発光素子を、ジャンクションアップ方式でサブマウントに接合した場合、上記露出部分が、サブマウントと窒化物半導体発光素子とを接合する半田等の接合層と接触する。すると、窒化物半導体発光素子の長期使用により、窒化物半導体基板の露出部分と接合層との接触部分に変質反応が生じ得る。
このときに生じる反応物は、形成時に体積膨張を起こし、当該体積膨張に起因する応力により、電極金属や半導体層、接合層などの割れや剥離といった物理的な破損を引き起こすおそれがある。
そこで、本発明は、物理的な破損を引き起こすおそれのある変質反応を抑制することができる半導体発光装置を提供することを課題としている。
As in the case of the nitride semiconductor light emitting device described in Patent Document 1, an exposed portion where no electrode is formed may be present on a part of the back surface of the nitride semiconductor substrate. When the nitride semiconductor light emitting device in which a part of the back surface of the nitride semiconductor substrate is exposed is bonded to the submount by a junction-up method, the exposed portion is formed by the submount and the nitride semiconductor light emitting device. It comes into contact with a bonding layer such as solder to be bonded. Then, due to long-term use of the nitride semiconductor light-emitting device, an alteration reaction may occur in a contact portion between the exposed portion of the nitride semiconductor substrate and the bonding layer.
The reactant generated at this time undergoes volume expansion at the time of formation, and may cause physical damage such as cracking or peeling of the electrode metal, the semiconductor layer, the bonding layer, or the like due to the stress resulting from the volume expansion.
Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device that can suppress a transformation reaction that may cause physical damage.

上記課題を解決するために、本発明に係る半導体発光装置の一態様は、窒化物半導体基板の第1面上に発光層を含む半導体層が形成され、前記窒化物半導体基板の前記第1面とは反対側の第2面上に電極が形成されてなる半導体発光素子と、前記半導体発光素子を載置するサブマウントと、前記電極を前記サブマウントに接合する接合層と、を備え、前記窒化物半導体基板の前記第2面の全面が、前記接合層から離間している。
このように、半導体発光装置は、窒化物半導体基板の第2面の全面が接合層と接触しない構成であるため、窒化物半導体基板と接合層との接触部分において物理的な破損を引き起こすおそれのある変質反応が生じることを抑制することができる。
In order to solve the above problem, one embodiment of a semiconductor light emitting device according to the present invention includes forming a semiconductor layer including a light emitting layer on a first surface of a nitride semiconductor substrate, wherein the first surface of the nitride semiconductor substrate is provided. A semiconductor light emitting device having an electrode formed on a second surface opposite to the second surface, a submount for mounting the semiconductor light emitting device, and a bonding layer for bonding the electrode to the submount, The entire surface of the second surface of the nitride semiconductor substrate is separated from the bonding layer.
As described above, since the semiconductor light emitting device has a configuration in which the entire surface of the second surface of the nitride semiconductor substrate does not contact the bonding layer, there is a possibility that physical damage may occur at a contact portion between the nitride semiconductor substrate and the bonding layer. The occurrence of a certain alteration reaction can be suppressed.

また、上記の半導体発光装置において、前記窒化物半導体基板の前記第2面の全面は露出していなくてもよい。
このように、窒化物半導体基板の第2面の全面が接合層以外の部材で覆われていれば、窒化物半導体基板と接合層との接触を適切に抑制することができる。
In the above-described semiconductor light emitting device, the entire surface of the second surface of the nitride semiconductor substrate may not be exposed.
As described above, when the entire surface of the second surface of the nitride semiconductor substrate is covered with a member other than the bonding layer, the contact between the nitride semiconductor substrate and the bonding layer can be appropriately suppressed.

さらに、上記の半導体発光装置において、前記電極は、前記窒化物半導体基板の前記第2面に接する第1電極部分と、前記第1電極部分の前記第2面とは反対側に繋がり、前記第1電極部分よりも幅の狭い第2電極部分と、を備え、前記第2電極部分が前記接合層に接していてもよい。
この場合、窒化物半導体基板と接合層との間に物理的な距離を設けることができ、窒化物半導体基板と接合層との接触を回避することができる。
Further, in the above-described semiconductor light emitting device, the electrode is connected to a first electrode portion in contact with the second surface of the nitride semiconductor substrate, and the first electrode portion is connected to a side opposite to the second surface of the first electrode portion. A second electrode portion having a width smaller than that of the one electrode portion, wherein the second electrode portion is in contact with the bonding layer.
In this case, a physical distance can be provided between the nitride semiconductor substrate and the bonding layer, and contact between the nitride semiconductor substrate and the bonding layer can be avoided.

また、上記の半導体発光装置において、前記電極は、前記窒化物半導体基板の前記第2面に接する第1電極部分と、前記第1電極部分の前記第2面とは反対側に繋がり、前記第1電極部分よりも幅の狭い第2電極部分と、前記第2電極部分の前記第1電極部分とは反対側の面上に形成されたバリア電極と、を備え、前記バリア電極が前記接合層に接していてもよい。
この場合、接合層との接触部分における変質反応物の生成を適切に抑制することができる。
Further, in the above semiconductor light emitting device, the electrode is connected to a first electrode portion in contact with the second surface of the nitride semiconductor substrate, and the first electrode portion is connected to a side opposite to the second surface of the first electrode portion. A second electrode portion having a width smaller than that of the one electrode portion; and a barrier electrode formed on a surface of the second electrode portion opposite to the first electrode portion, wherein the barrier electrode is formed of the bonding layer. You may be in contact with.
In this case, the formation of the altered reactant in the contact portion with the bonding layer can be appropriately suppressed.

さらに、上記の半導体発光装置において、前記電極は、前記窒化物半導体基板の前記第2面の全面に形成されていてもよい。
このように、窒化物半導体基板の第2面の全面を電極が覆う構成とすることで、窒化物半導体基板と接合層との接触を容易かつ適切に回避することができる。
Furthermore, in the semiconductor light emitting device described above, the electrode may be formed on the entire second surface of the nitride semiconductor substrate.
As described above, by adopting a configuration in which the electrode covers the entire surface of the second surface of the nitride semiconductor substrate, contact between the nitride semiconductor substrate and the bonding layer can be easily and appropriately avoided.

また、上記の半導体発光装置において、前記電極は、前記窒化物半導体基板の前記第2面の一部に形成されており、前記第2面における前記電極が形成されていない領域に形成された絶縁層をさらに備えてもよい。
この場合、窒化物半導体基板の第2面に電極が形成されていない領域が存在する場合であっても、当該領域を絶縁層により覆うことができ、窒化物半導体基板と接合層との接触を適切に回避することができる。
In the above-described semiconductor light emitting device, the electrode is formed on a part of the second surface of the nitride semiconductor substrate, and an insulating layer is formed on a region of the second surface where the electrode is not formed. A layer may be further provided.
In this case, even when there is a region where no electrode is formed on the second surface of the nitride semiconductor substrate, the region can be covered with the insulating layer, and the contact between the nitride semiconductor substrate and the bonding layer can be reduced. Can be avoided appropriately.

さらにまた、上記の半導体発光装置において、前記窒化物半導体基板は、前記半導体層側の第1基板部分と、前記サブマウント側に位置し、前記第1基板部分よりも幅の狭い第2基板部分と、を備え、前記第2基板部分の前記サブマウント側の全面に前記電極が形成されていてもよい。
この場合、窒化物半導体基板の第2面に電極が形成されていない領域が存在する場合であっても、当該領域と接合層との間に物理的な距離を設けることができ、窒化物半導体基板と接合層との接触を適切に回避することができる。
Still further, in the above semiconductor light emitting device, the nitride semiconductor substrate has a first substrate portion on the semiconductor layer side and a second substrate portion located on the submount side and having a width smaller than the first substrate portion. And the electrode may be formed on the entire surface of the second substrate portion on the submount side.
In this case, even when a region where an electrode is not formed exists on the second surface of the nitride semiconductor substrate, a physical distance can be provided between the region and the bonding layer, and the nitride semiconductor The contact between the substrate and the bonding layer can be appropriately avoided.

また、上記の半導体発光装置において、前記電極の厚さは、前記接合層の厚さよりも厚くてもよい。この場合、電極が接合層に埋没することがなく、窒化物半導体基板と接合層との接触を回避することができる。
さらに、上記の半導体発光装置において、前記接合層の幅は、前記電極の幅よりも広くてもよい。この場合、窒化物半導体基板と接合層との接触を回避しつつ、窒化物半導体発光素子とサブマウントとを適切に接合することができる。
また、上記の半導体発光装置において、前記接合層の幅は、前記電極の幅以下であってもよい。この場合、窒化物半導体基板と接合層との接触を適切に回避することができる。
In the above-described semiconductor light emitting device, the thickness of the electrode may be larger than the thickness of the bonding layer. In this case, the electrode is not buried in the bonding layer, and contact between the nitride semiconductor substrate and the bonding layer can be avoided.
Further, in the above semiconductor light emitting device, the width of the bonding layer may be wider than the width of the electrode. In this case, the nitride semiconductor light emitting device and the submount can be appropriately bonded while avoiding contact between the nitride semiconductor substrate and the bonding layer.
In the above-described semiconductor light emitting device, the width of the bonding layer may be equal to or smaller than the width of the electrode. In this case, contact between the nitride semiconductor substrate and the bonding layer can be appropriately avoided.

本発明によれば、窒化物半導体基板の第2面の全面を接合層と接触させない構成とすることができ、物理的な破損を引き起こすおそれのある変質反応を抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can be set as the structure which does not contact the whole surface of the 2nd surface of a nitride semiconductor substrate with a joining layer, and can suppress the transformation reaction which may cause physical damage.

第一の実施形態における半導体発光装置の構成例を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a semiconductor light emitting device according to a first embodiment. 第二の実施形態における半導体発光装置の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of a structure of the semiconductor light emitting device in 2nd Embodiment. 第三の実施形態における半導体発光装置の構成例を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a semiconductor light emitting device according to a third embodiment. 第四の実施形態における半導体発光装置の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of a structure of the semiconductor light-emitting device in 4th Embodiment. 第五の実施形態における半導体発光装置の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of a structure of the semiconductor light-emitting device in 5th Embodiment. 第六の実施形態における半導体発光装置の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of a structure of the semiconductor light emitting device in 6th Embodiment. 第七の実施形態における半導体発光装置の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of a structure of the semiconductor light emitting device in 7th Embodiment. 従来の半導体発光装置の構成例を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a conventional semiconductor light emitting device. 従来の半導体発光装置の問題点を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a problem of a conventional semiconductor light emitting device. 比較例の半導体発光装置の長期使用時の断面を示す図である。It is a figure showing the section at the time of long-term use of the semiconductor light emitting device of the comparative example. 実施例の半導体発光装置の長期使用時の断面を示す図である。It is a figure showing the section at the time of long-term use of the semiconductor light emitting device of an example.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(第一の実施形態)
図1は、第一の実施形態における半導体発光装置の構成例を示す断面図である。
本実施形態における半導体発光装置は、半導体発光素子10Aと、サブマウント20と、を備える。本実施形態において、半導体発光素子10Aは、半導体発光装置である半導体レーザ装置に組み付けられて所定の注入電流が供給された場合に、レーザ光を出射する半導体レーザ素子である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the semiconductor light emitting device according to the first embodiment.
The semiconductor light emitting device according to the present embodiment includes a semiconductor light emitting element 10A and a submount 20. In the present embodiment, the semiconductor light emitting device 10A is a semiconductor laser device that emits laser light when a predetermined injection current is supplied when the semiconductor light emitting device 10A is mounted on a semiconductor laser device that is a semiconductor light emitting device.

半導体発光素子10Aは、第1面および第2面を有する窒化物半導体基板(以下、単に「半導体基板」という。)11を備える。半導体基板11は、例えば、窒化ガリウム(GaN)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化アルミニウムガリウム(AlGaN)等の窒化物半導体により構成されている。本実施形態では、半導体基板11がGaN基板である場合について説明する。
半導体基板11の第1面上には、半導体層12が形成されている。なお、本実施形態において、半導体基板11の第1面は、図1における上面である。また、半導体基板11の第2面は、第1面とは反対側の面、すなわち、図1における下面である。
The semiconductor light emitting device 10A includes a nitride semiconductor substrate (hereinafter, simply referred to as “semiconductor substrate”) 11 having a first surface and a second surface. The semiconductor substrate 11 is made of, for example, a nitride semiconductor such as gallium nitride (GaN), aluminum nitride (AlN), or aluminum gallium nitride (AlGaN). In the present embodiment, a case where the semiconductor substrate 11 is a GaN substrate will be described.
On the first surface of the semiconductor substrate 11, a semiconductor layer 12 is formed. In the present embodiment, the first surface of the semiconductor substrate 11 is the upper surface in FIG. Further, the second surface of the semiconductor substrate 11 is a surface opposite to the first surface, that is, the lower surface in FIG.

半導体層12は、半導体基板11上に、少なくとも第一の導電層12a、発光層(活性層)12bおよび第二の導電層12cが、この順に積層された構成を有する。第一の導電層12aは、n型クラッド層(例えば、n−AlGaN)であり、第二の導電層は、p型クラッド層(例えば、p−AlGaN)である。また、発光層12bは、例えばGaInNにより構成される量子井戸構造を有する。
また、半導体発光素子10Aは、半導体基板11の第2面上(半導体基板11における半導体層12とは反対側の面上)に形成されたn側電極(第一の電極)13と、半導体層12上に絶縁膜16を介して形成されたp側電極(第二の電極)14と、を備える。第一の電極13は、例えばTi/Al/Mo/Ti/Pt/Auからなる多層電極層であり、第二の電極14は、例えばPd/Ti/Pt/Au/Mo/Auからなる多層電極層である。
The semiconductor layer 12 has a configuration in which at least a first conductive layer 12a, a light emitting layer (active layer) 12b, and a second conductive layer 12c are stacked in this order on a semiconductor substrate 11. The first conductive layer 12a is an n-type cladding layer (for example, n-AlGaN), and the second conductive layer is a p-type cladding layer (for example, p-AlGaN). The light emitting layer 12b has a quantum well structure made of, for example, GaInN.
The semiconductor light emitting element 10A includes an n-side electrode (first electrode) 13 formed on a second surface of the semiconductor substrate 11 (on a surface of the semiconductor substrate 11 opposite to the semiconductor layer 12), And a p-side electrode (second electrode) 14 formed on the insulating film 12 via an insulating film 16. The first electrode 13 is a multilayer electrode layer made of, for example, Ti / Al / Mo / Ti / Pt / Au, and the second electrode 14 is a multilayer electrode made of, for example, Pd / Ti / Pt / Au / Mo / Au. Layer.

さらに、半導体発光素子10Aは、半導体層12内に発光部15を備える。発光部15は、発光層12bの特定領域に対応する。
また、第一の導電層12aおよび第二の導電層12cのうち、発光層12bよりも半導体基板11から遠い側に位置する層(図1では、第二の導電層12c)には、ストライプ状のリッジ部17が形成されている。このリッジ部17は、電流を狭窄するための電流狭窄部である。上記特定領域は、発光層12bにおける上記電流狭窄部に対応する領域である。
Further, the semiconductor light emitting element 10A includes a light emitting unit 15 in the semiconductor layer 12. The light emitting section 15 corresponds to a specific area of the light emitting layer 12b.
Further, of the first conductive layer 12a and the second conductive layer 12c, a layer (the second conductive layer 12c in FIG. 1) located farther from the semiconductor substrate 11 than the light emitting layer 12b has a stripe shape. Ridge portion 17 is formed. The ridge portion 17 is a current narrowing portion for narrowing the current. The specific region is a region corresponding to the current constriction in the light emitting layer 12b.

そして、半導体発光素子10Aは、接合層30を介してサブマウント20に接合されている。ここで、接合層30は、例えばAu−Snからなる半田層である。
サブマウント20の本体部は、例えば、窒化アルミニウム(AlN)によって構成することができる。なお、サブマウント20の本体部は、放熱性、絶縁性、半導体発光素子10Aとの線膨張係数差およびコストなどを考慮して適宜選択することができる。
サブマウント20の表面には、金(Au)によって不図示の電極配線が形成されており、半導体発光素子10Aは、その電極配線上に、接合層30介してジャンクションアップ方式で接合される。すなわち、半導体発光素子10Aの半導体基板11の第2面側の表面に設けられた第一の電極13の表面が接合面となって、サブマウント20に接合される。これにより、第一の電極13とサブマウント20の電極配線とが電気的に導通される。
The semiconductor light emitting device 10A is joined to the submount 20 via the joining layer 30. Here, the bonding layer 30 is a solder layer made of, for example, Au-Sn.
The main body of the submount 20 can be made of, for example, aluminum nitride (AlN). The main body of the submount 20 can be appropriately selected in consideration of heat dissipation, insulation, a difference in linear expansion coefficient from the semiconductor light emitting element 10A, cost, and the like.
An electrode wiring (not shown) is formed on the surface of the submount 20 with gold (Au), and the semiconductor light emitting element 10A is joined on the electrode wiring via a bonding layer 30 in a junction-up manner. That is, the surface of the first electrode 13 provided on the surface on the second surface side of the semiconductor substrate 11 of the semiconductor light emitting element 10A serves as a bonding surface and is bonded to the submount 20. Thereby, the first electrode 13 and the electrode wiring of the submount 20 are electrically connected.

本実施形態において、第一の電極13の電極幅は、半導体基板11の幅と等しく、接合層30の幅は、第一の電極13および半導体基板11の幅よりも広い。また、サブマウント20の幅は、接合層30の幅よりも広い。ここで、上記幅は、図1における左右方向の幅(キャビティ方向に直交する方向の幅)である。例えば、第一の電極13および半導体基板11の幅は200μm、接合層30の幅は400μm、サブマウント20の幅は800μmとすることができる。
また、本実施形態では、第一の電極13の厚さ(合計厚さ)は、接合層30の厚さよりも薄い。例えば、第一の電極13の厚さ(合計厚さ)は500nm、接合層30の厚さは2μm〜3μmとすることができる。
In the present embodiment, the electrode width of the first electrode 13 is equal to the width of the semiconductor substrate 11, and the width of the bonding layer 30 is wider than the width of the first electrode 13 and the semiconductor substrate 11. Further, the width of the submount 20 is wider than the width of the bonding layer 30. Here, the width is the width in the left-right direction in FIG. 1 (the width in the direction orthogonal to the cavity direction). For example, the width of the first electrode 13 and the semiconductor substrate 11 can be 200 μm, the width of the bonding layer 30 can be 400 μm, and the width of the submount 20 can be 800 μm.
In the present embodiment, the thickness (total thickness) of the first electrode 13 is smaller than the thickness of the bonding layer 30. For example, the thickness (total thickness) of the first electrode 13 can be 500 nm, and the thickness of the bonding layer 30 can be 2 μm to 3 μm.

このように、本実施形態の半導体発光素子10Aにおいては、第一の電極13は、半導体基板11の第2面の全面に形成されており、半導体基板11の第2面の全面は、接合層30に接することなく、つまり接合層30から離間している。つまり、半導体基板11は接合層30と接触していない。
図8は、比較例としての半導体発光素子110を用いた半導体発光装置の構成例を示す断面図である。なお、図8において、半導体発光素子10Aと同様の構成を有する部分には図1と同一符号を付し、以下、図1と構成の異なる部分を中心に説明する。
半導体発光素子110は、半導体基板11よりも幅の狭い第一の電極113を備える。そのため、半導体基板11の第2面における外周部には、第一の電極113が形成されていない露出部分111が存在し、当該露出部分111は、接合層30と接触する。なお、第一の電極113は、図1の第一の電極13と同様の材料により構成することができる。
As described above, in the semiconductor light emitting device 10A of the present embodiment, the first electrode 13 is formed on the entire surface of the second surface of the semiconductor substrate 11, and the entire surface of the second surface of the semiconductor substrate 11 is bonded to the bonding layer. 30, that is, separated from the bonding layer 30. That is, the semiconductor substrate 11 is not in contact with the bonding layer 30.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a semiconductor light emitting device using a semiconductor light emitting element 110 as a comparative example. In FIG. 8, portions having the same configuration as that of the semiconductor light emitting element 10A are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and the following description will focus on portions different in configuration from FIG.
The semiconductor light emitting device 110 includes a first electrode 113 that is narrower than the semiconductor substrate 11. Therefore, there is an exposed portion 111 where the first electrode 113 is not formed on the outer peripheral portion of the second surface of the semiconductor substrate 11, and the exposed portion 111 comes into contact with the bonding layer 30. Note that the first electrode 113 can be made of the same material as the first electrode 13 in FIG.

半導体基板11の露出部分111は、例えば、半導体発光素子110の形状認識のために用いられる。
半導体発光素子は、1枚のウェハを切断して形成される。このとき、半導体発光素子の形状を認識し、ウェハの切断位置にキズを付けて劈開する必要がある。そのため、半導体発光素子の形状を認識するために、半導体基板の第2面側の電極を切断後の半導体発光素子の形状に対応させて形成する場合がある。この場合、切断後の半導体発光素子においては、第2面上に半導体基板よりも幅の狭い電極が形成された状態となる。
The exposed portion 111 of the semiconductor substrate 11 is used, for example, for shape recognition of the semiconductor light emitting device 110.
The semiconductor light emitting device is formed by cutting one wafer. At this time, it is necessary to recognize the shape of the semiconductor light-emitting element and to cut the wafer at the cutting position to cleave the wafer. Therefore, in order to recognize the shape of the semiconductor light emitting element, the electrode on the second surface side of the semiconductor substrate may be formed to correspond to the shape of the semiconductor light emitting element after cutting. In this case, in the semiconductor light emitting element after cutting, an electrode having a width smaller than that of the semiconductor substrate is formed on the second surface.

しかしながら、このような半導体発光素子110を、接合層30を介してジャンクションアップ方式によりサブマウント20に接合した場合、長期動作中に、半導体基板11の露出部分111と接合層30との接触部分において変質反応が生じる。すると、図9に示すように、当該接触部分において層状の変質反応部131が形成される。この変質反応部131は、形成過程における体積膨張により半導体発光素子110の内側に向かう方向に力を加え、その力により半導体発光装置が破損してしまうおそれがある。例えば、上記応力により接合層30にクラック132が発生し。接合層30が剥がれたり、半導体発光素子110がサブマウント20から外れたりするおそれがある。また、電極金属の剥がれや、半導体基板11の割れ等を引き起こすおそれもある。   However, when such a semiconductor light emitting device 110 is bonded to the submount 20 by a junction-up method via the bonding layer 30, a contact portion between the exposed portion 111 of the semiconductor substrate 11 and the bonding layer 30 during a long-term operation. An alteration reaction occurs. Then, as shown in FIG. 9, a layered alteration reaction section 131 is formed at the contact portion. The altered reaction section 131 applies a force in the direction toward the inside of the semiconductor light emitting element 110 due to volume expansion in the forming process, and the force may damage the semiconductor light emitting device. For example, cracks 132 occur in the bonding layer 30 due to the stress. There is a possibility that the bonding layer 30 may be peeled off or the semiconductor light emitting device 110 may come off the submount 20. In addition, there is a possibility that the electrode metal may be peeled off or the semiconductor substrate 11 may be cracked.

これに対して、本実施形態における半導体発光素子10Aは、半導体基板11の第2面の全面が接合層30から離間した構成を有する。具体的には、半導体基板11の第2面の全面に第一の電極13が形成されており、半導体基板11の第2面の全面は露出していない。このように、半導体基板11の第2面は、接合層30と接触していない。したがって、半導体基板11と接合層30との接触を回避し、図9に示すような変質反応部131の発生を抑制することができる。その結果、半導体発光装置の物理的な破損の発生を抑制することができる。
また、本実施形態の半導体発光装置においては、接合層30が、第一の電極13のエッジ部よりも外方に伸び出して形成されている。このように、接合層30の幅は、第一の電極13の幅よりも広くすることができる。本実施形態では、半導体基板11と接合層30との接触を回避して上記の変質反応を抑制しつつ、半導体発光素子10Aを適切にサブマウント20に接合することができる。
On the other hand, the semiconductor light emitting device 10 </ b> A according to the present embodiment has a configuration in which the entire second surface of the semiconductor substrate 11 is separated from the bonding layer 30. Specifically, the first electrode 13 is formed on the entire surface of the second surface of the semiconductor substrate 11, and the entire surface of the second surface of the semiconductor substrate 11 is not exposed. Thus, the second surface of the semiconductor substrate 11 is not in contact with the bonding layer 30. Therefore, contact between the semiconductor substrate 11 and the bonding layer 30 can be avoided, and generation of the altered reaction section 131 as shown in FIG. 9 can be suppressed. As a result, occurrence of physical damage of the semiconductor light emitting device can be suppressed.
In the semiconductor light emitting device of the present embodiment, the bonding layer 30 is formed to extend outward from the edge of the first electrode 13. Thus, the width of the bonding layer 30 can be wider than the width of the first electrode 13. In the present embodiment, the semiconductor light emitting device 10A can be appropriately bonded to the submount 20 while avoiding the contact between the semiconductor substrate 11 and the bonding layer 30 to suppress the above-described alteration reaction.

(第二の実施形態)
次に、本発明における第二の実施形態について説明する。
図2は、第二の実施形態における半導体発光装置の構成例を示す断面図である。
本実施形態における半導体発光装置は、半導体発光素子10Bと、サブマウント20と、を備える。半導体発光素子10Bは、上述した第一の実施形態における半導体発光素子10Aの第一の電極13を嵩上げした構成を有する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the semiconductor light emitting device according to the second embodiment.
The semiconductor light emitting device according to the present embodiment includes a semiconductor light emitting element 10B and a submount 20. The semiconductor light emitting device 10B has a configuration in which the first electrode 13 of the semiconductor light emitting device 10A in the above-described first embodiment is raised.

具体的には、半導体発光素子10Bは、第一の電極13における半導体基板11の第2面とは反対側の面に繋がり、第一の電極13よりも電極幅の狭い第三の電極13aをさらに備える。そして、半導体発光素子10Bは、第三の電極13aの表面が接合面となって、接合層30を介してサブマウント20に接合される。
第三の電極13aは、例えばAuメッキにより構成することができる。
Specifically, the semiconductor light emitting element 10B is connected to a surface of the first electrode 13 opposite to the second surface of the semiconductor substrate 11, and includes a third electrode 13a having a smaller electrode width than the first electrode 13. Further prepare. Then, the semiconductor light emitting element 10B is joined to the submount 20 via the joining layer 30 with the surface of the third electrode 13a serving as a joining surface.
The third electrode 13a can be formed by, for example, Au plating.

ここで、第三の電極13aの厚さは、接合層30の厚さよりも厚くすることができる。なお、接合層30の厚さが2μm〜3μmである場合、第三の電極13aの厚さは、5μm以下であってよい(ただし、少なくとも3μmを超える)。また、例えば、第一の電極13および半導体基板11の幅は200μm、第三の電極13aの電極幅は140μm、接合層30の幅は400μm、サブマウント20の幅は800μmとすることができる。   Here, the thickness of the third electrode 13a can be larger than the thickness of the bonding layer 30. When the thickness of the bonding layer 30 is 2 μm to 3 μm, the thickness of the third electrode 13 a may be 5 μm or less (however, at least exceeds 3 μm). Further, for example, the width of the first electrode 13 and the semiconductor substrate 11 can be 200 μm, the width of the third electrode 13a can be 140 μm, the width of the bonding layer 30 can be 400 μm, and the width of the submount 20 can be 800 μm.

なお、第一の電極13と第三の電極13aとは、一体形成されていてもよい。つまり、半導体基板11の第2面上に形成される電極が、当該第2面の全面に接する第1電極部分と、第1電極部分の上記第2面とは反対側に繋がり、第1電極部分よりも幅の狭い第2電極部分とを備え、第2電極部分が接合層30に接する構成であってもよい。
また、本実施形態では、第一の電極13は、半導体基板11の第2面の全面に形成されている場合について説明したが、第一の電極13は、半導体基板11の第2面の一部に形成されていてもよい。つまり、上記第1電極部分は、半導体基板11の第2面の一部に接する構成であってもよい。
Note that the first electrode 13 and the third electrode 13a may be integrally formed. That is, the electrode formed on the second surface of the semiconductor substrate 11 is connected to the first electrode portion that is in contact with the entire surface of the second surface, and is connected to the first electrode portion on the side opposite to the second surface. A second electrode portion having a width smaller than the portion may be provided, and the second electrode portion may be in contact with the bonding layer 30.
Further, in the present embodiment, the case where the first electrode 13 is formed on the entire second surface of the semiconductor substrate 11 has been described, but the first electrode 13 is formed on the second surface of the semiconductor substrate 11. It may be formed in a part. That is, the first electrode portion may be configured to be in contact with a part of the second surface of the semiconductor substrate 11.

以上説明したように、本実施形態における半導体発光素子10Bは、半導体基板11の第2面に接する第一の電極13と、第一の電極13の第2面とは反対側に繋がり、第一の電極13よりも幅の狭い第三の電極13aと、を備え、第三の電極13aを接合層30に接合させた構成を有する。
このように、半導体基板11の第2面上の第一の電極13を嵩上げすることで、半導体基板11と接合層30とを物理的に距離を開けて配置することができる。また、このとき、第三の電極13aの厚さを接合層30の厚さよりも厚くすることで、半導体発光素子10Bをサブマウント20に接合した際に、接合層30に第三の電極13aが埋没することがなく、半導体基板11が接合層30に接しないようにすることができる。したがって、半導体基板11と接合層30との接触を確実に回避することができる。
As described above, the semiconductor light emitting device 10 </ b> B according to the present embodiment is configured such that the first electrode 13 in contact with the second surface of the semiconductor substrate 11 is connected to the opposite side of the second surface of the first electrode 13, And a third electrode 13a having a width smaller than that of the third electrode 13. The third electrode 13a is bonded to the bonding layer 30.
As described above, by raising the first electrode 13 on the second surface of the semiconductor substrate 11, the semiconductor substrate 11 and the bonding layer 30 can be arranged at a physical distance. At this time, by making the thickness of the third electrode 13a thicker than the thickness of the bonding layer 30, when the semiconductor light emitting device 10B is bonded to the submount 20, the third electrode 13a is formed on the bonding layer 30. It is possible to prevent the semiconductor substrate 11 from being in contact with the bonding layer 30 without being buried. Therefore, contact between the semiconductor substrate 11 and the bonding layer 30 can be reliably avoided.

(第三の実施形態)
次に、本発明における第三の実施形態について説明する。
図3は、第三の実施形態における半導体発光装置の構成例を示す断面図である。
本実施形態における半導体発光装置は、半導体発光素子10Cと、サブマウント20と、を備える。半導体発光素子10Cは、上述した第二の実施形態における半導体発光素子10Bに対してバリア電極13bが追加された構成を有する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a semiconductor light emitting device according to the third embodiment.
The semiconductor light emitting device according to the present embodiment includes a semiconductor light emitting element 10C and a submount 20. The semiconductor light emitting device 10C has a configuration in which a barrier electrode 13b is added to the semiconductor light emitting device 10B in the second embodiment described above.

具体的には、第三の電極13aの第一の電極13とは反対側の面に、バリア電極13bが形成されている。バリア電極13bは、接合層30と反応しない材料により構成する。例えば、バリア電極13bは、Ti/Pt/Auからなる多層電極層とすることができる。ここで、バリア電極13bの電極幅は、第三の電極13aの電極幅と同等である。また、バリア電極13bの厚さ(合計厚さ)は、例えば500nmとすることができる。その他の部材の幅や厚さについては、上述した第二の実施形態と同様であってよい。   Specifically, a barrier electrode 13b is formed on a surface of the third electrode 13a opposite to the first electrode 13. The barrier electrode 13b is made of a material that does not react with the bonding layer 30. For example, the barrier electrode 13b can be a multilayer electrode layer made of Ti / Pt / Au. Here, the electrode width of the barrier electrode 13b is equal to the electrode width of the third electrode 13a. The thickness (total thickness) of the barrier electrode 13b can be, for example, 500 nm. The width and thickness of the other members may be the same as in the above-described second embodiment.

以上説明したように、本実施形態における半導体発光素子10Cは、半導体基板11の第2面に接する第一の電極13と、第一の電極13の第2面とは反対側に繋がり、第一の電極13よりも幅の狭い第三の電極13aと、第三の電極13aの第一の電極13とは反対側の面上に形成されたバリア電極13bと、を備える。そして、半導体発光素子10Cは、バリア電極13bを接合層30に接合させた構成を有する。
このように、半導体基板11の第2面上の電極を嵩上げすることで、上述した第二の実施形態と同様に、半導体基板11と接合層30とを物理的に距離を開けて配置することができ、半導体基板11と接合層30との接触を回避することができる。また、半導体発光素子10Cは、バリア電極13bを接合層30に接合させるため、接合層30の電極への染み込みを防止することができる。
As described above, the semiconductor light emitting device 10 </ b> C according to the present embodiment is connected to the first electrode 13 in contact with the second surface of the semiconductor substrate 11 and on the opposite side to the second surface of the first electrode 13. And a barrier electrode 13b formed on the surface of the third electrode 13a opposite to the first electrode 13. The semiconductor light emitting device 10C has a configuration in which the barrier electrode 13b is bonded to the bonding layer 30.
As described above, by raising the electrodes on the second surface of the semiconductor substrate 11, the semiconductor substrate 11 and the bonding layer 30 are arranged at a physical distance from each other, as in the second embodiment. Therefore, contact between the semiconductor substrate 11 and the bonding layer 30 can be avoided. Further, in the semiconductor light emitting device 10C, since the barrier electrode 13b is bonded to the bonding layer 30, the penetration of the bonding layer 30 into the electrode can be prevented.

(第四の実施形態)
次に、本発明における第四の実施形態について説明する。
図4は、第四の実施形態における半導体発光装置の構成例を示す断面図である。
本実施形態における半導体発光装置は、半導体発光素子10Dと、サブマウント20と、を備える。半導体発光素子10Dは、上述した第一の実施形態における半導体発光素子10Aの第一の電極13の電極幅を半導体基板11の幅よりも狭くし、半導体基板11の第2面と接合層30とが対向する空間に絶縁層(絶縁膜)18を配置した構成を有する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment.
The semiconductor light emitting device according to the present embodiment includes a semiconductor light emitting element 10D and a submount 20. In the semiconductor light emitting device 10D, the electrode width of the first electrode 13 of the semiconductor light emitting device 10A in the above-described first embodiment is smaller than the width of the semiconductor substrate 11, and the second surface of the semiconductor substrate 11 and the bonding layer 30 Has a configuration in which an insulating layer (insulating film) 18 is arranged in a space facing the same.

具体的には、第一の電極13は、半導体基板11の第2面の一部に形成されており、半導体基板11の第2面には、第一の電極13が形成されていない電極非形成領域が存在する。そして、その電極非形成領域に絶縁層18が形成されている。絶縁層18は、接合層30と反応しない材料により構成することができる
ここで、第一の電極13の電極幅は、半導体基板11の幅よりも狭く、第一の電極13と絶縁層18との合計幅は、半導体基板11の幅と等しい。また、絶縁層18の厚さは、第一の電極13の厚さと等しい。その他の部材の幅や厚さについては、上述した第一の実施形態と同様であってよい。
Specifically, the first electrode 13 is formed on a part of the second surface of the semiconductor substrate 11, and the second surface of the semiconductor substrate 11 is provided with an electrode that is not provided with the first electrode 13. There is a formation area. Then, an insulating layer 18 is formed in the non-electrode formation region. The insulating layer 18 can be made of a material that does not react with the bonding layer 30. Here, the electrode width of the first electrode 13 is smaller than the width of the semiconductor substrate 11, and the first electrode 13 and the insulating layer 18 Is equal to the width of the semiconductor substrate 11. Further, the thickness of the insulating layer 18 is equal to the thickness of the first electrode 13. The width and thickness of the other members may be the same as in the first embodiment described above.

以上説明したように、本実施形態における半導体発光素子10Dは、半導体基板11の第2面と接合層30とが対向する空間に配置された絶縁層18を備える。これにより、絶縁層18が半導体基板11の露出部を保護し、半導体基板11と接合層30との接触を回避することができる。   As described above, the semiconductor light emitting device 10D according to the present embodiment includes the insulating layer 18 disposed in a space where the second surface of the semiconductor substrate 11 and the bonding layer 30 face each other. Thus, the insulating layer 18 protects the exposed portion of the semiconductor substrate 11 and avoids contact between the semiconductor substrate 11 and the bonding layer 30.

(第五の実施形態)
次に、本発明における第五の実施形態について説明する。
図5は、第五の実施形態における半導体発光装置の構成例を示す断面図である。
本実施形態における半導体発光装置は、半導体発光素子10Eと、サブマウント20と、を備える。半導体発光素子10Eは、半導体基板11に切削加工部11aを設け、且つ第一の電極13の電極幅を半導体基板11の幅よりも狭くした構成を有する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a semiconductor light emitting device according to the fifth embodiment.
The semiconductor light emitting device according to the present embodiment includes a semiconductor light emitting element 10E and a submount 20. The semiconductor light emitting element 10E has a configuration in which a cut portion 11a is provided on the semiconductor substrate 11, and the electrode width of the first electrode 13 is smaller than the width of the semiconductor substrate 11.

具体的には、半導体基板11は、半導体層12側の第1基板部分と、サブマウント20側の第2基板部分とを有し、第2基板部分は、第1基板部分よりも幅が狭くなっている。そして、半導体基板11の第2基板部分におけるサブマウント20側の全面に第一の電極13が形成され、第一の電極13と接合層30とが接触している。
この図5に示す半導体基板11において、第1面とは反対側の第2面は、第1基板部分において接合層30と対向する露出面11bと、第2基板部分において第一の電極13が形成されている面とを含む。つまり、半導体基板11の第2面において第一の電極13が形成されていない電極非形成領域(露出面11b)と接合層30との間には空間が形成されている。
Specifically, the semiconductor substrate 11 has a first substrate portion on the semiconductor layer 12 side and a second substrate portion on the submount 20 side, and the second substrate portion is narrower than the first substrate portion. Has become. Then, the first electrode 13 is formed on the entire surface of the second substrate portion of the semiconductor substrate 11 on the submount 20 side, and the first electrode 13 and the bonding layer 30 are in contact with each other.
In the semiconductor substrate 11 shown in FIG. 5, a second surface opposite to the first surface has an exposed surface 11b facing the bonding layer 30 in the first substrate portion, and a first electrode 13 in the second substrate portion. And the surface being formed. That is, on the second surface of the semiconductor substrate 11, a space is formed between the non-electrode formation region (exposed surface 11 b) where the first electrode 13 is not formed and the bonding layer 30.

以上説明したように、本実施形態における半導体発光素子10Eの半導体基板11は、半導体層12側の第1基板部分と、サブマウント20側に位置し、第1基板部分よりも幅の狭い第2基板部分と、を備える。そして、半導体発光素子10Eは、半導体基板11の第2基板部分のサブマウント20側の全面に、第一の電極13が形成された構成を有する。
このように、半導体基板11を切削加工することにより、半導体基板11の露出部と接合層30との間の物理的な距離をとることができる。したがって、半導体基板11と接合層30との接触を回避することができる。
As described above, the semiconductor substrate 11 of the semiconductor light emitting device 10E in the present embodiment is located on the first substrate portion on the semiconductor layer 12 side and on the submount 20 side, and has a second width smaller than the first substrate portion. A substrate portion. The semiconductor light emitting element 10E has a configuration in which the first electrode 13 is formed on the entire surface of the second substrate portion of the semiconductor substrate 11 on the submount 20 side.
Thus, by cutting the semiconductor substrate 11, a physical distance between the exposed portion of the semiconductor substrate 11 and the bonding layer 30 can be secured. Therefore, contact between the semiconductor substrate 11 and the bonding layer 30 can be avoided.

(第六の実施形態)
次に、本発明における第六の実施形態について説明する。
図6は、第六の実施形態における半導体発光装置の構成例を示す断面図である。
本実施形態における半導体発光装置は、半導体発光素子10Fと、サブマウント20と、を備える。半導体発光素子10Fは、上述した第一の実施形態における半導体発光素子10Aの第一の電極13の電極幅を半導体基板11の幅よりも狭くし、接合層30の幅を第一の電極13の電極幅以下とした構成を有する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a semiconductor light emitting device according to the sixth embodiment.
The semiconductor light emitting device according to the present embodiment includes a semiconductor light emitting element 10F and a submount 20. In the semiconductor light emitting device 10F, the electrode width of the first electrode 13 of the semiconductor light emitting device 10A in the above-described first embodiment is smaller than the width of the semiconductor substrate 11, and the width of the bonding layer 30 is smaller than that of the first electrode 13. It has a configuration that is smaller than the electrode width.

具体的には、第一の電極13は、半導体基板11の第2面の一部に形成されており、半導体基板11の第2面には、第一の電極13が形成されていない電極非形成領域11cが存在する。そして、その電極非形成領域11cとサブマウント20との間に空間が形成されている。つまり、電極非形成領域11cは、サブマウント20と対向し、接合層30とは対向していない。
なお、図6は、第一の電極13の電極幅と接合層30の幅とが等しい例を示しているが、接合層20の幅は、第一の電極13の電極幅よりも狭くてもよい。
Specifically, the first electrode 13 is formed on a part of the second surface of the semiconductor substrate 11, and the second surface of the semiconductor substrate 11 is provided with an electrode that is not provided with the first electrode 13. There is a formation region 11c. A space is formed between the electrode non-formation region 11c and the submount 20. That is, the electrode non-formation region 11 c faces the submount 20 and does not face the bonding layer 30.
Although FIG. 6 shows an example in which the electrode width of the first electrode 13 is equal to the width of the bonding layer 30, the width of the bonding layer 20 may be smaller than the electrode width of the first electrode 13. Good.

また、本実施形態においては、接合層30の幅を第一の電極13の電極幅以下とする場合について説明したが、接合層30の幅は、当該接合層30に接合される電極の電極幅以下であればよい。例えば、図2に示す半導体発光素子10Bの場合、接合層30の幅を第三の電極13aの電極幅以下としてもよい。また、図3に示す半導体発光素子10Cの場合、接合層30の幅をバリア電極13bの電極幅以下としてもよい。   Further, in the present embodiment, the case where the width of the bonding layer 30 is set to be equal to or less than the electrode width of the first electrode 13 has been described, but the width of the bonding layer 30 is equal to the electrode width of the electrode bonded to the bonding layer 30. The following may be sufficient. For example, in the case of the semiconductor light emitting device 10B shown in FIG. 2, the width of the bonding layer 30 may be smaller than the electrode width of the third electrode 13a. Further, in the case of the semiconductor light emitting device 10C shown in FIG. 3, the width of the bonding layer 30 may be smaller than the electrode width of the barrier electrode 13b.

以上説明したように、本実施形態における半導体発光装置において、接合層30の幅は、半導体基板11の第2面上に形成される電極の幅以下とすることができる。このように、接合層30の塗布領域を縮小することで、半導体基板11の第2面に露出部分が存在する場合であっても、半導体基板11と接合層30との接触を回避することができる。   As described above, in the semiconductor light emitting device according to the present embodiment, the width of the bonding layer 30 can be equal to or smaller than the width of the electrode formed on the second surface of the semiconductor substrate 11. As described above, by reducing the application area of the bonding layer 30, even when an exposed portion exists on the second surface of the semiconductor substrate 11, it is possible to avoid contact between the semiconductor substrate 11 and the bonding layer 30. it can.

(第七の実施形態)
次に、本発明における第七の実施形態について説明する。
図7は、第七の実施形態における半導体発光装置の構成例を示す断面図である。
本実施形態における半導体発光装置は、半導体発光素子10Gと、サブマウント20と、を備える。半導体発光素子10Gは、上述した第一の実施形態における半導体発光素子10Aの第一の電極13の電極幅を半導体基板11の幅よりも狭くし、第一の電極13の厚さを接合層30の厚さよりも厚くとした構成を有する。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a semiconductor light emitting device according to the seventh embodiment.
The semiconductor light emitting device according to the present embodiment includes a semiconductor light emitting element 10G and a submount 20. In the semiconductor light emitting device 10G, the electrode width of the first electrode 13 of the semiconductor light emitting device 10A in the above-described first embodiment is smaller than the width of the semiconductor substrate 11, and the thickness of the first electrode 13 is set to the bonding layer 30. The thickness is larger than the thickness.

具体的には、第一の電極13は、半導体基板11の第2面の一部に形成されており、半導体基板11の第2面には、第一の電極13が形成されていない電極非形成領域11cが存在する。そして、その電極非形成領域11cと接合層30との間に空間が形成されている。   Specifically, the first electrode 13 is formed on a part of the second surface of the semiconductor substrate 11, and the second surface of the semiconductor substrate 11 is provided with an electrode that is not provided with the first electrode 13. There is a formation region 11c. A space is formed between the electrode non-formation region 11c and the bonding layer 30.

以上説明したように、本実施形態における半導体発光素子10Gの第一の電極13の厚さは、接合層30の厚さよりも厚い。このように、第一の電極13を厚くして嵩上げすることで、半導体基板11と接合層30とを物理的に距離を開けて配置することができる。したがって、半導体基板11の第2面に露出部分が存在する場合であっても、半導体基板11と接合層30との接触を確実に回避することができる。
なお、本実施形態においては、半導体基板11の第2面に電極非形成領域11cが存在する場合について説明したが、半導体基板11の第2面に電極非形成領域11cが存在しない場合に、半導体基板11の第2面上に形成される電極の厚さを、接合層30の厚さよりも厚く設定するようにしてもよい。
As described above, the thickness of the first electrode 13 of the semiconductor light emitting device 10G in the present embodiment is larger than the thickness of the bonding layer 30. As described above, by increasing the thickness of the first electrode 13 and increasing the thickness, the semiconductor substrate 11 and the bonding layer 30 can be arranged at a physically large distance. Therefore, even when there is an exposed portion on the second surface of the semiconductor substrate 11, contact between the semiconductor substrate 11 and the bonding layer 30 can be reliably avoided.
In the present embodiment, the case where the electrode non-formation region 11c exists on the second surface of the semiconductor substrate 11 has been described. However, when the electrode non-formation region 11c does not exist on the second surface of the semiconductor substrate 11, the semiconductor The thickness of the electrode formed on the second surface of the substrate 11 may be set to be larger than the thickness of the bonding layer 30.

(実施例)
次に、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明する。
比較例として図8に示す半導体発光素子110を用いた半導体発光装置と、実施例として図3に示す半導体発光素子10Cを用いた半導体発光装置とについて、長期使用時における変質反応部の発生の有無を確認した。
図10は、図8に示す半導体発光素子110を用いた半導体発光装置の長期使用時の断面を示す図、図11は、図3に示す半導体発光素子10Cを用いた半導体発光装置の長期使用時の断面を示す図である。各半導体発光装置について加速試験を行い、それぞれ半導体発光素子の断面をSEM(走査型電子顕微鏡)で拡大した結果、図10に示すように、半導体発光素子110には、半導体基板11と接合層30との接触部分に変質反応部131が形成されていることが確認できた。一方で、図11に示すように、半導体発光素子10Cでは、図10に示すような変質反応部は確認できなかった。
すなわち、上記実施例では、物理的な破損を引き起こすおそれのある変質反応を抑制することができ、長期信頼性が得られることが確認できた。
(Example)
Next, examples performed to confirm the effects of the present invention will be described.
In the semiconductor light emitting device using the semiconductor light emitting device 110 shown in FIG. 8 as a comparative example, and the semiconductor light emitting device using the semiconductor light emitting device 10C shown in FIG. It was confirmed.
FIG. 10 is a diagram showing a cross section of the semiconductor light emitting device using the semiconductor light emitting device 110 shown in FIG. 8 during long-term use. FIG. 11 is a diagram showing the semiconductor light emitting device using the semiconductor light emitting device 10C shown in FIG. FIG. As a result of performing an acceleration test on each semiconductor light emitting device and enlarging a cross section of each semiconductor light emitting device with a scanning electron microscope (SEM), as shown in FIG. It was confirmed that an alteration reaction section 131 was formed at the contact portion with. On the other hand, as shown in FIG. 11, in the semiconductor light emitting device 10C, the altered reaction section as shown in FIG. 10 could not be confirmed.
That is, in the above example, it was confirmed that the alteration reaction that might cause physical damage can be suppressed, and long-term reliability can be obtained.

10A〜10G…半導体発光素子、11…窒化物半導体基板、11a…切削加工部、12…半導体層、13…n側電極(第一の電極)、13a…第三の電極、13b…バリア電極、14…p側電極(第二の電極)、15…発光部、16…絶縁膜、17…リッジ部、18…絶縁層、20…サブマウント、30…接合層   10A to 10G: semiconductor light emitting element, 11: nitride semiconductor substrate, 11a: cut portion, 12: semiconductor layer, 13: n-side electrode (first electrode), 13a: third electrode, 13b: barrier electrode, 14 p-side electrode (second electrode), 15 light emitting portion, 16 insulating film, 17 ridge portion, 18 insulating layer, 20 submount, 30 bonding layer

Claims (10)

窒化物半導体基板の第1面上に発光層を含む半導体層が形成され、前記窒化物半導体基板の前記第1面とは反対側の第2面上に電極が形成されてなる半導体発光素子と、
前記半導体発光素子を載置するサブマウントと、
前記電極を前記サブマウントに接合する接合層と、を備え、
前記窒化物半導体基板の前記第2面の全面が、前記接合層から離間していることを特徴とする半導体発光装置。
A semiconductor light emitting device comprising: a semiconductor layer including a light emitting layer formed on a first surface of a nitride semiconductor substrate; and an electrode formed on a second surface of the nitride semiconductor substrate opposite to the first surface. ,
A submount for mounting the semiconductor light emitting element,
A bonding layer for bonding the electrode to the submount,
A semiconductor light emitting device, wherein the entire surface of the second surface of the nitride semiconductor substrate is separated from the bonding layer.
前記窒化物半導体基板の前記第2面の全面が露出していないことを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。   2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the entire surface of the second surface of the nitride semiconductor substrate is not exposed. 前記電極は、
前記窒化物半導体基板の前記第2面に接する第1電極部分と、
前記第1電極部分の前記第2面とは反対側に繋がり、前記第1電極部分よりも幅の狭い第2電極部分と、を備え、
前記第2電極部分が前記接合層に接していることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体発光装置。
The electrode is
A first electrode portion in contact with the second surface of the nitride semiconductor substrate;
A second electrode portion connected to a side of the first electrode portion opposite to the second surface and having a smaller width than the first electrode portion;
The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the second electrode portion is in contact with the bonding layer.
前記電極は、
前記窒化物半導体基板の前記第2面に接する第1電極部分と、
前記第1電極部分の前記第2面とは反対側に繋がり、前記第1電極部分よりも幅の狭い第2電極部分と、
前記第2電極部分の前記第1電極部分とは反対側の面上に形成されたバリア電極と、を備え、
前記バリア電極が前記接合層に接していることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体発光装置。
The electrode is
A first electrode portion in contact with the second surface of the nitride semiconductor substrate;
A second electrode portion connected to a side of the first electrode portion opposite to the second surface and having a width smaller than that of the first electrode portion;
A barrier electrode formed on a surface of the second electrode portion opposite to the first electrode portion;
The device according to claim 1, wherein the barrier electrode is in contact with the bonding layer.
前記電極は、前記窒化物半導体基板の前記第2面の全面に形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の半導体発光装置。   The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the electrode is formed on an entire surface of the second surface of the nitride semiconductor substrate. 前記電極は、前記窒化物半導体基板の前記第2面の一部に形成されており、
前記第2面における前記電極が形成されていない領域に形成された絶縁層をさらに備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の半導体発光装置。
The electrode is formed on a part of the second surface of the nitride semiconductor substrate,
The semiconductor light emitting device according to claim 1, further comprising an insulating layer formed in a region of the second surface where the electrode is not formed.
前記窒化物半導体基板は、
前記半導体層側の第1基板部分と、
前記サブマウント側に位置し、前記第1基板部分よりも幅の狭い第2基板部分と、を備え、
前記第2基板部分の前記サブマウント側の全面に前記電極が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。
The nitride semiconductor substrate,
A first substrate portion on the semiconductor layer side;
A second substrate portion located on the submount side and having a width smaller than the first substrate portion;
2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the electrode is formed on an entire surface of the second substrate portion on the submount side. 3.
前記電極の厚さは、前記接合層の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の半導体発光装置。   The device according to claim 1, wherein a thickness of the electrode is greater than a thickness of the bonding layer. 前記接合層の幅は、前記電極の幅よりも広いことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の半導体発光装置。   9. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a width of the bonding layer is wider than a width of the electrode. 10. 前記接合層の幅は、前記電極の幅以下であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の半導体発光装置。   The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a width of the bonding layer is equal to or less than a width of the electrode.
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02165686A (en) * 1988-12-20 1990-06-26 Hitachi Ltd Optical element and optoelectronic device
JP2002026465A (en) * 2000-07-12 2002-01-25 Denso Corp Semiconductor laser and its manufacturing method
JP2002134822A (en) * 2000-10-24 2002-05-10 Sharp Corp Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
JP2003258365A (en) * 2001-12-25 2003-09-12 Furukawa Electric Co Ltd:The Semiconductor laser device, manufacturing method of thereof and semiconductor laser module
US20060018355A1 (en) * 2004-07-23 2006-01-26 Comlasc.Nt-Ab Laser diode arrays with reduced heat induced strain and stress
WO2008015900A1 (en) * 2006-07-31 2008-02-07 Panasonic Corporation Semiconductor light emitting element and method for manufacturing same
JP2011119521A (en) * 2009-12-04 2011-06-16 Sharp Corp Semiconductor laser chip, semiconductor laser device, and method of manufacturing semiconductor laser chip
JP2011222675A (en) * 2010-04-07 2011-11-04 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2015061023A (en) * 2013-09-20 2015-03-30 日本オクラロ株式会社 Semiconductor optical element and optical module

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02165686A (en) * 1988-12-20 1990-06-26 Hitachi Ltd Optical element and optoelectronic device
JP2002026465A (en) * 2000-07-12 2002-01-25 Denso Corp Semiconductor laser and its manufacturing method
JP2002134822A (en) * 2000-10-24 2002-05-10 Sharp Corp Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
JP2003258365A (en) * 2001-12-25 2003-09-12 Furukawa Electric Co Ltd:The Semiconductor laser device, manufacturing method of thereof and semiconductor laser module
US20060018355A1 (en) * 2004-07-23 2006-01-26 Comlasc.Nt-Ab Laser diode arrays with reduced heat induced strain and stress
WO2008015900A1 (en) * 2006-07-31 2008-02-07 Panasonic Corporation Semiconductor light emitting element and method for manufacturing same
JP2011119521A (en) * 2009-12-04 2011-06-16 Sharp Corp Semiconductor laser chip, semiconductor laser device, and method of manufacturing semiconductor laser chip
JP2011222675A (en) * 2010-04-07 2011-11-04 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2015061023A (en) * 2013-09-20 2015-03-30 日本オクラロ株式会社 Semiconductor optical element and optical module

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