JP2022113433A - Semiconductor light emission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体発光装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor light emitting device.
従来から、半導体素子は、さまざまな電子機器に用いられており、発光素子や受光素子などの光学デバイスおよび各種センサなどに応用されている。例えば、発光素子(LED)に着目すると、発光波長が280nm以下の深紫外領域のLED(以下、UVC-LED)の開発が期待されている。UVC-LEDは、サファイアやAlNなどの基板上に、n型半導体層、発光層、窒化ガリウム(GaN)等のp型半導体層が積層された構造となっている。p型のAlGaNは実現が困難であるため、p型半導体層としては、AlGaNではなくGaNが用いられるのが一般的である。 2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor devices have been used in various electronic devices and applied to optical devices such as light-emitting devices and light-receiving devices, and various sensors. For example, when focusing on light-emitting devices (LEDs), development of deep-ultraviolet LEDs (hereinafter referred to as UVC-LEDs) with emission wavelengths of 280 nm or less is expected. A UVC-LED has a structure in which an n-type semiconductor layer, a light-emitting layer, and a p-type semiconductor layer such as gallium nitride (GaN) are laminated on a substrate such as sapphire or AlN. Since p-type AlGaN is difficult to realize, GaN is generally used instead of AlGaN as the p-type semiconductor layer.
しかしながら、p型半導体層としてGaNを用いた場合、GaNのバンドギャップは発光波長エネルギーよりも小さいため、発光した光をGaNが吸収してしまう。そのため、p型半導体層としてGaNを用いる場合には、基板側から光を取り出す形態を採ることが多い。また、高強度の発光素子では、電流印加時に発生する熱の放熱が重要である。特にUVC-LEDでは発光効率が約3%と非常に低いため、放熱が不十分であると発光素子の劣化が早いという課題がある。この課題に対して、例えば特許文献1には、発光素子を構成する半導体層を基板から剥離し、放熱性の高い支持基板に接着することが提案されている。
However, when GaN is used as the p-type semiconductor layer, the bandgap of GaN is smaller than the emission wavelength energy, so the emitted light is absorbed by GaN. Therefore, when GaN is used as the p-type semiconductor layer, light is often extracted from the substrate side. Also, in a high-intensity light-emitting element, it is important to dissipate heat generated when current is applied. In particular, since the UVC-LED has a very low luminous efficiency of about 3%, there is a problem that the light-emitting element deteriorates quickly if heat dissipation is insufficient. To solve this problem, for example,
半導体素子の小型化が進むとひずみの影響が大きくなり、従来技術を適用しても、強度を保持することと高い放熱性を実現して熱の影響を抑制することの両立が困難となる。 As the miniaturization of semiconductor elements progresses, the effect of distortion increases, and even if conventional technology is applied, it is difficult to achieve both maintaining strength and realizing high heat dissipation to suppress the effect of heat.
本発明は、強度を保持しつつ、高い放熱性を実現して熱の影響を抑制することが可能な半導体発光装置を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a semiconductor light-emitting device capable of suppressing the influence of heat by achieving high heat dissipation while maintaining strength.
本発明の第1の態様においては、半導体発光素子、サブマウント基板、第1金属接合部、および第2金属接合部を備える半導体発光装置であって、
前記半導体発光素子は、素子基板と、前記素子基板の一方の面側に配置され、第1導電型半導体層、発光層、および第2導電型半導体層を含む半導体積層部と、前記素子基板の一方の面側に配置され、前記第1導電型半導体層における1つ以上の第1接触領域と接触する第1電極部と、前記素子基板の一方の面側に配置され、前記第2導電型半導体層における独立した2つ以上の第2接触領域とそれぞれ対で接触する2つ以上の第2電極部と、を有し、
平面視にて、前記第1接触領域は前記第2接触領域に挟まれるように配置され、
前記サブマウント基板は、第3電極部および第4電極部を有し、
前記第1金属接合部は、前記第1電極部と前記第3電極部とを電気的に接続し、
前記第2金属接合部は、前記第2電極部と前記第4電極部とを電気的に接続し、
少なくとも一部の前記第2金属接合部は、複数の前記第2電極部と前記第4電極部とを電気的に接続する半導体発光装置を提供する。
A first aspect of the present invention provides a semiconductor light emitting device comprising a semiconductor light emitting element, a submount substrate, a first metal junction, and a second metal junction,
The semiconductor light emitting device comprises: an element substrate; a semiconductor lamination portion disposed on one side of the element substrate and including a first conductivity type semiconductor layer, a light emitting layer, and a second conductivity type semiconductor layer; a first electrode portion disposed on one surface side and in contact with one or more first contact regions in the first conductivity type semiconductor layer; and a first electrode portion disposed on one surface side of the element substrate and the second conductivity type two or more second electrode portions in contact with each of the two or more independent second contact regions in the semiconductor layer,
In plan view, the first contact area is arranged so as to be sandwiched between the second contact areas,
The submount substrate has a third electrode portion and a fourth electrode portion,
the first metal joint electrically connects the first electrode portion and the third electrode portion;
the second metal joint electrically connects the second electrode portion and the fourth electrode portion;
At least some of the second metal junctions provide a semiconductor light emitting device electrically connecting the plurality of second electrode portions and the fourth electrode portions.
本発明の第2の態様においては、半導体発光素子、サブマウント基板、第1金属接合部、および第2金属接合部を備える半導体発光装置であって、
前記半導体発光素子は、素子基板と、前記素子基板の一方の面側に配置され、第1導電型半導体層、発光層、および第2導電型半導体層を含む半導体積層部と、前記素子基板の一方の面側に配置され、前記第1導電型半導体層における1つ以上の第1接触領域と接触する第1電極部と、前記素子基板の一方の面側に配置され、前記第2導電型半導体層における1つ以上の第2接触領域と接触する2つ以上の第2電極部と、を有し、
前記サブマウント基板は、第3電極部および第4電極部を有し、
前記第1金属接合部は、前記第1電極部と前記第3電極部とを電気的に接続し、
前記第2金属接合部は、前記第2電極部と前記第4電極部とを電気的に接続し、
前記第1導電型半導体層の一部、前記発光層、および前記第2導電型半導体層がメサ構造であり、
断面視にて、前記メサ構造の側面、前記第1導電型半導体層の他の一部の表面、および前記第2金属接合部の前記素子基板と対向する側の表面が絶縁物で覆われる領域を有する半導体発光装置を提供する。
A second aspect of the present invention provides a semiconductor light emitting device comprising a semiconductor light emitting element, a submount substrate, a first metal junction, and a second metal junction,
The semiconductor light emitting device comprises: an element substrate; a semiconductor lamination portion disposed on one side of the element substrate and including a first conductivity type semiconductor layer, a light emitting layer, and a second conductivity type semiconductor layer; a first electrode portion disposed on one surface side and in contact with one or more first contact regions in the first conductivity type semiconductor layer; and a first electrode portion disposed on one surface side of the element substrate and the second conductivity type two or more second electrode portions contacting one or more second contact regions in the semiconductor layer;
The submount substrate has a third electrode portion and a fourth electrode portion,
the first metal joint electrically connects the first electrode portion and the third electrode portion;
the second metal joint electrically connects the second electrode portion and the fourth electrode portion;
a portion of the first conductivity type semiconductor layer, the light emitting layer, and the second conductivity type semiconductor layer have a mesa structure;
In a cross-sectional view, the side surface of the mesa structure, the surface of another part of the semiconductor layer of the first conductivity type, and the surface of the second metal joint facing the element substrate are covered with an insulator. A semiconductor light emitting device having
本発明の第3の態様においては、半導体発光素子、サブマウント基板、第1金属接合部、および第2金属接合部を備える半導体発光装置であって、
前記半導体発光素子は、素子基板と、前記素子基板の一方の面側に配置され、第1導電型半導体層、発光層、および第2導電型半導体層を含む半導体積層部と、前記素子基板の一方の面側に配置され、前記第1導電型半導体層における1つ以上の第1接触領域と接触する第1電極部と、前記素子基板の一方の面側に配置され、前記第2導電型半導体層における1つ以上の第2接触領域と接触する2つ以上の第2電極部と、を有し、
前記サブマウント基板は、第3電極部および第4電極部を有し、
前記第1金属接合部は、前記第1電極部と前記第3電極部とを電気的に接続し、
前記第2金属接合部は、前記第2電極部と前記第4電極部とを電気的に接続し、
前記第4電極部と前記第2金属接合部の接触面積の総和が、前記第2電極部の上面の総面積よりも大きい半導体発光装置を提供する。
A third aspect of the present invention is a semiconductor light emitting device comprising a semiconductor light emitting element, a submount substrate, a first metal junction, and a second metal junction,
The semiconductor light emitting device comprises: an element substrate; a semiconductor lamination portion disposed on one surface side of the element substrate and including a first conductivity type semiconductor layer, a light emitting layer, and a second conductivity type semiconductor layer; a first electrode portion disposed on one surface side and in contact with one or more first contact regions in the first conductivity type semiconductor layer; and a first electrode portion disposed on one surface side of the element substrate and the second conductivity type two or more second electrode portions contacting one or more second contact regions in the semiconductor layer;
The submount substrate has a third electrode portion and a fourth electrode portion,
the first metal joint electrically connects the first electrode portion and the third electrode portion;
the second metal joint electrically connects the second electrode portion and the fourth electrode portion;
Provided is a semiconductor light emitting device, wherein the total contact area between the fourth electrode portion and the second metal joint portion is larger than the total area of the upper surface of the second electrode portion.
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not list all the features of the invention. Subcombinations of these feature groups can also be inventions.
本発明の一態様に係る半導体発光装置によれば、強度を保持しつつ、高い放熱性を実現して熱の影響を抑制することが可能な半導体発光装置を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the semiconductor light-emitting device which concerns on 1 aspect of this invention, it becomes possible to provide the semiconductor light-emitting device which can suppress the influence of heat by implement|achieving high heat dissipation property, maintaining intensity|strength.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention.
<第1の実施形態の半導体発光装置>
第1の実施形態の半導体発光装置は、半導体発光素子、サブマウント基板、第1金属接合部、および第2金属接合部を備える。
<Semiconductor Light Emitting Device of First Embodiment>
A semiconductor light emitting device of the first embodiment includes a semiconductor light emitting element, a submount substrate, a first metal junction, and a second metal junction.
<<第1の実施形態の半導体発光装置における半導体発光素子>>
第1の実施形態の半導体発光装置における半導体発光素子は、素子基板と、素子基板の一方の面側に配置され、第1導電型半導体層、発光層、および第2導電型半導体層を含む半導体積層部と、素子基板の一方の面側に配置され、第1導電型半導体層における1つ以上の第1接触領域と接触する第1電極部と、素子基板の一方の面側に配置され、第2導電型半導体層における独立した2つ以上の第2接触領域とそれぞれ対で接触する2つ以上の第2電極部と、を有する。
<<Semiconductor Light Emitting Element in Semiconductor Light Emitting Device of First Embodiment>>
The semiconductor light emitting element in the semiconductor light emitting device of the first embodiment includes an element substrate and a semiconductor device disposed on one side of the element substrate and including a first conductivity type semiconductor layer, a light emitting layer, and a second conductivity type semiconductor layer. a laminated portion, a first electrode portion arranged on one surface side of the element substrate and in contact with one or more first contact regions in the first conductive type semiconductor layer, arranged on the one surface side of the element substrate, and two or more second electrode portions in contact with each of the two or more independent second contact regions in the second conductivity type semiconductor layer.
平面視において、第1接触領域は、第2接触領域に挟まれるように配置される。ここで「平面視において、AはBに挟まれる」とは、一方のBを構成する任意の点と他方のBを構成する任意の点とを結ぶ1つ以上の線分がAの一部と交差する形態を意味する。また、「平面視」とは、例えば素子基板の一方の面の法線方向から見ることを意味する。 In plan view, the first contact area is arranged so as to be sandwiched between the second contact areas. Here, "A is sandwiched between Bs in a plan view" means that one or more line segments connecting an arbitrary point that constitutes one B and an arbitrary point that constitutes the other B are part of A. means a form that intersects with Also, "planar view" means viewing from the direction normal to one surface of the element substrate, for example.
第1導電型半導体層の一部、発光層、および第2導電型半導体層がメサ構造であることが好ましい場合がある。この場合、メサ構造の側面および第1導電型半導体層の他の一部の表面が絶縁物で覆われることが好ましい。 It may be preferable that part of the semiconductor layer of the first conductivity type, the light emitting layer, and the semiconductor layer of the second conductivity type have a mesa structure. In this case, it is preferable that the side surface of the mesa structure and another portion of the surface of the first conductivity type semiconductor layer are covered with an insulator.
第1導電型半導体層の一部、発光層、および第2導電型半導体層がメサ構造であり、メサ構造の側面および第1導電型半導体層の他の一部の表面が絶縁物で覆われることにより、ひずみの影響を直接半導体層に伝えずに、強度を保持しつつ、高い放熱性を実現して熱の影響を抑制することが可能となる。 A portion of the semiconductor layer of the first conductivity type, the light emitting layer, and the semiconductor layer of the second conductivity type have a mesa structure, and the side surface of the mesa structure and the surface of the other part of the semiconductor layer of the first conductivity type are covered with an insulator. As a result, it is possible to prevent the influence of strain from being directly transmitted to the semiconductor layer, and to suppress the influence of heat by realizing high heat dissipation while maintaining the strength.
<<第1の実施形態の半導体発光装置におけるサブマウント基板>>
サブマウント基板は、第3電極部および第4電極部を有する。第1金属接合部は、第1電極部と第3電極部とを電気的に接続する。第2金属接合部は、第2電極部と第4電極部とを電気的に接続する。少なくとも一部の第2金属接合部は、複数の第2電極部と第4電極部とを電気的に接続する。少なくとも一部の第2金属接合部が、複数の第2電極と第4電極部とを電気的に接続することで、強度を保持しつつ、高い放熱性を実現して熱の影響を抑制することが可能となる。
<<Submount Substrate in Semiconductor Light Emitting Device of First Embodiment>>
The submount substrate has a third electrode portion and a fourth electrode portion. The first metal joint electrically connects the first electrode portion and the third electrode portion. The second metal joint electrically connects the second electrode portion and the fourth electrode portion. At least some of the second metal joints electrically connect the plurality of second electrode portions and the fourth electrode portions. At least a part of the second metal joint electrically connects the plurality of second electrodes and the fourth electrode, thereby realizing high heat dissipation and suppressing the influence of heat while maintaining strength. becomes possible.
<第2の実施形態の半導体発光装置>
第2の実施形態の半導体発光装置は、半導体発光素子、サブマウント基板、第1金属接合部、および第2金属接合部を備える。また、第1導電型半導体層の一部、発光層、および第2導電型半導体層がメサ構造である。
<Semiconductor Light Emitting Device of Second Embodiment>
A semiconductor light emitting device of the second embodiment includes a semiconductor light emitting element, a submount substrate, a first metal junction, and a second metal junction. Also, a part of the first conductivity type semiconductor layer, the light emitting layer, and the second conductivity type semiconductor layer have a mesa structure.
<<第2の実施形態の半導体発光装置における半導体発光素子>>
第2の実施形態の半導体発光装置における半導体発光素子は、素子基板と、素子基板の一方の面側に配置され、第1導電型半導体層、発光層、および第2導電型半導体層を含む半導体積層部と、素子基板の一方の面側に配置され、第1導電型半導体層における1つ以上の第1接触領域と接触する第1電極部と、素子基板の一方の面側に配置され、第2導電型半導体層における1つ以上の第2接触領域と接触する2つ以上の第2電極部と、を有する。
<<Semiconductor Light Emitting Element in Semiconductor Light Emitting Device of Second Embodiment>>
The semiconductor light emitting element in the semiconductor light emitting device of the second embodiment includes an element substrate, and a semiconductor device disposed on one side of the element substrate and including a first conductivity type semiconductor layer, a light emitting layer, and a second conductivity type semiconductor layer. a laminated portion, a first electrode portion arranged on one surface side of the element substrate and in contact with one or more first contact regions in the first conductive type semiconductor layer, arranged on the one surface side of the element substrate, and two or more second electrode portions contacting one or more second contact regions in the second conductivity type semiconductor layer.
<<第2の実施形態の半導体発光装置におけるサブマウント基板>>
第2の実施形態の半導体発光装置におけるサブマウント基板は、第3電極部および第4電極部を有し、第1金属接合部は、第1電極部と第3電極部とを電気的に接続し、第2金属接合部は、第2電極部と第4電極部とを電気的に接続する。
<<Submount Substrate in Semiconductor Light Emitting Device of Second Embodiment>>
The submount substrate in the semiconductor light emitting device of the second embodiment has a third electrode portion and a fourth electrode portion, and the first metal joint electrically connects the first electrode portion and the third electrode portion. The second metal joint electrically connects the second electrode portion and the fourth electrode portion.
断面視にて、半導体発光素子のメサ構造の側面、第1導電型半導体層の他の一部の表面、および第2金属接合部の素子基板と対向する側の表面が絶縁物で覆われる領域を有する。ここで、「断面視」とは、例えば素子基板の一方の面と垂直に交わる平面で切断した断面を見ることを意味する。これにより、強度を保持しつつ、高い放熱性を実現して熱の影響を抑制することが可能となる。 In a cross-sectional view, the side surface of the mesa structure of the semiconductor light emitting device, the other part of the surface of the semiconductor layer of the first conductivity type, and the surface of the second metal joint facing the device substrate are covered with an insulator. have Here, "cross-sectional view" means viewing a cross-section taken along a plane that intersects perpendicularly with one surface of the element substrate, for example. As a result, it is possible to suppress the influence of heat by realizing high heat dissipation while maintaining the strength.
以下、上述した第1および第2の実施形態の半導体発光装置に共通する構成上の特徴について説明する。 Hereinafter, structural features common to the semiconductor light emitting devices of the above-described first and second embodiments will be described.
<<絶縁物>>
第1および第2の実施形態の半導体発光装置において、少なくとも一部の第2金属接合部は、第2電極部と絶縁物とに接することが好ましい場合がある。絶縁物を配置することでひずみの影響を直接半導体層に伝えずに強度を保持しつつ、高い放熱性を実現して熱の影響を抑制することができる
<<insulator>>
In the semiconductor light emitting devices according to the first and second embodiments, it may be preferable that at least a part of the second metal joint portion is in contact with the second electrode portion and the insulator. By arranging an insulator, it is possible to suppress the influence of heat by realizing high heat dissipation while maintaining strength without directly transmitting the influence of strain to the semiconductor layer.
また、絶縁物が、第1電極部の少なくとも一部を覆うことが好ましい場合がある。絶縁物が第1電極部の少なくとも一部覆うことで、電気的に絶縁しつつひずみの影響を直接半導体層に伝えずに強度を保持しつつ、高い放熱性を実現して熱の影響を抑制することができる。 Moreover, it may be preferable that the insulator covers at least a part of the first electrode portion. By covering at least a part of the first electrode part with an insulator, the effect of heat is suppressed by achieving high heat dissipation while maintaining strength by not directly transmitting the effect of strain to the semiconductor layer while electrically insulating it. can do.
また、絶縁物が、第2導電型半導体層の表面の少なくとも一部も覆うことが好ましい場合がある。絶縁物が第2導電型半導体層の表面の少なくとも一部も覆うことで、電気的に絶縁しつつひずみの影響を直接半導体層に伝えずに強度を保持しつつ、高い放熱性を実現して熱の影響を抑制することができる。 In some cases, the insulator also preferably covers at least part of the surface of the semiconductor layer of the second conductivity type. By covering at least a part of the surface of the semiconductor layer of the second conductivity type with the insulator, it is possible to electrically insulate the semiconductor layer and prevent the influence of strain from being directly transmitted to the semiconductor layer, thereby maintaining the strength and achieving high heat dissipation. The influence of heat can be suppressed.
絶縁物が気体を含むことが好ましい場合もある。気体は膨張圧縮が容易であるためひずみの影響をより小さくでき、絶縁しつつひずみの影響を直接半導体層に伝えずに強度を保持しつつ、高い放熱性を実現して熱の影響を抑制することができる It may be preferred that the insulator contains a gas. Since gas expands and compresses easily, the effect of strain can be reduced, and the effect of heat is suppressed by achieving high heat dissipation while maintaining strength by insulating and not directly transmitting the effect of strain to the semiconductor layer. be able to
また、製造容易性の観点から、気体が大気であることが好ましい場合もある。 Also, from the viewpoint of ease of manufacture, it may be preferable for the gas to be the atmosphere.
絶縁物は、酸化シリコン、窒化シリコン、または酸窒化シリコンのいずれか1つ以上を含む絶縁層であることが好ましい場合がある。 The insulator may preferably be an insulating layer comprising one or more of silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride.
<第3の実施形態の半導体発光装置>
第3の実施形態の半導体発光装置は、半導体発光素子、サブマウント基板、第1金属接合部、および第2金属接合部を備える。また、第1導電型半導体層の一部、発光層、および第2導電型半導体層がメサ構造であることが好ましい場合がある。この場合、メサ構造の側面および第1導電型半導体層の他の一部の表面が絶縁物で覆われることが好ましい。
<Semiconductor Light Emitting Device of Third Embodiment>
A semiconductor light emitting device of the third embodiment includes a semiconductor light emitting element, a submount substrate, a first metal junction, and a second metal junction. In some cases, it is preferable that part of the semiconductor layer of the first conductivity type, the light emitting layer, and the semiconductor layer of the second conductivity type have a mesa structure. In this case, it is preferable that the side surface of the mesa structure and another portion of the surface of the first conductivity type semiconductor layer are covered with an insulator.
<<第3の実施形態の半導体発光装置における半導体発光素子>>
第3の実施形態の半導体発光装置における半導体発光素子は、素子基板と、素子基板の一方の面側に配置され、第1導電型半導体層、発光層、および第2導電型半導体層を含む半導体積層部と、素子基板の一方の面側に配置され、第1導電型半導体層における1つ以上の第1接触領域と接触するように配置された第1電極部と、素子基板の一方の面側に配置され、第2導電型半導体層における1つ以上の第2接触領域と接触する2つ以上の第2電極部と、を有する。
<<Semiconductor Light Emitting Element in Semiconductor Light Emitting Device of Third Embodiment>>
The semiconductor light emitting element in the semiconductor light emitting device of the third embodiment includes an element substrate and a semiconductor device disposed on one side of the element substrate and including a first conductivity type semiconductor layer, a light emitting layer, and a second conductivity type semiconductor layer. a laminated portion, a first electrode portion arranged on one surface side of an element substrate and arranged so as to be in contact with one or more first contact regions in a first conductivity type semiconductor layer, and one surface of the element substrate. and two or more second electrode portions disposed on the sides and contacting one or more second contact regions in the semiconductor layer of the second conductivity type.
<<第3の実施形態の半導体発光装置におけるサブマウント基板>>
第2の実施形態の半導体発光装置におけるサブマウント基板は、第3電極部および第4電極部を有し、第1金属接合部は、第1電極部と第3電極部とを電気的に接続し、第2金属接合部は、第2電極部と第4電極部とを電気的に接続する。
<<Submount Substrate in Semiconductor Light Emitting Device of Third Embodiment>>
The submount substrate in the semiconductor light emitting device of the second embodiment has a third electrode portion and a fourth electrode portion, and the first metal joint electrically connects the first electrode portion and the third electrode portion. The second metal joint electrically connects the second electrode portion and the fourth electrode portion.
第3電極部と第1金属接合部の接触面積の総和が、第2導電型半導体層の上面の総面積よりも大きい。 A total contact area between the third electrode portion and the first metal joint portion is larger than the total area of the upper surface of the second conductivity type semiconductor layer.
第4電極部と第2金属接合部の接触面積の総和が、第2電極部の上面の総面積よりも大きくすることで保持強度が大きくなり、ひずみの影響を直接半導体層に伝えずに強度を保持しつつ、高い放熱性を実現して熱の影響を抑制することができる By making the total contact area between the fourth electrode portion and the second metal joint portion larger than the total area of the upper surface of the second electrode portion, the holding strength is increased, and the strength is increased without directly transmitting the effects of strain to the semiconductor layer. While maintaining the
以下、上述した第1から第3の実施形態の半導体発光装置に共通する構成上の特徴について説明する。 Hereinafter, structural features common to the semiconductor light emitting devices of the above-described first to third embodiments will be described.
<素子基板>
上述した実施形態の半導体発光装置における素子基板としては、サファイア基板、窒化アルミニウム基板(AlN基板)などが採用可能である。半導体発光装置1の信頼性向上の観点からはAlN基板であることが好ましく、AlN単結晶基板であればより好ましい。
<Element substrate>
A sapphire substrate, an aluminum nitride substrate (AlN substrate), or the like can be used as the element substrate in the semiconductor light emitting device of the above-described embodiments. From the viewpoint of improving the reliability of the semiconductor
単結晶AlN基板の製造方法は特に制限されないが、高品質な単結晶AlN基板を得る観点から、窒化アルミニウムセラミックスを原料とする昇華法により製造することが好ましい。単結晶AlN基板の転位密度は107cm-2未満であることが好ましく、特に105cm-2未満であればより好ましい。第1導電型半導体層の転位密度低減の観点から、AlN単結晶基板のRMS表面粗さは、10μm×10μmの面積に対して約1nm未満であることが好ましい。 The method for manufacturing the single crystal AlN substrate is not particularly limited, but from the viewpoint of obtaining a high quality single crystal AlN substrate, it is preferable to manufacture the single crystal AlN substrate by a sublimation method using aluminum nitride ceramics as a raw material. The dislocation density of the single crystal AlN substrate is preferably less than 10 7 cm −2 , more preferably less than 10 5 cm −2 . From the viewpoint of reducing the dislocation density of the first conductivity type semiconductor layer, the RMS surface roughness of the AlN single crystal substrate is preferably less than about 1 nm for an area of 10 μm×10 μm.
<半導体積層部>
上述した実施形態の半導体発光装置における半導体積層部は、少なくとも、第1導電型半導体層、発光層、および第2導電型半導体層を含んでいればよく、これら以外の層を備えていてもよい。
<Semiconductor lamination part>
The semiconductor lamination portion in the semiconductor light-emitting device of the above-described embodiment should include at least a first-conductivity-type semiconductor layer, a light-emitting layer, and a second-conductivity-type semiconductor layer, and may include layers other than these. .
第1導電型半導体層と第2導電型半導体層は、それぞれ異なる導電性を示す半導体層であることを意味しており、例えば、一方がn型半導体層の場合、他方がp型半導体層となる。半導体積層部の全体としての結晶性向上の観点から、第1導電型半導体層がn型半導体層であり、第2導電型半導体層がp型半導体層であることが好ましい場合がある。 The first-conductivity-type semiconductor layer and the second-conductivity-type semiconductor layer mean that they are semiconductor layers exhibiting different conductivities, respectively. Become. From the viewpoint of improving the crystallinity of the semiconductor laminate as a whole, it may be preferable that the first conductivity type semiconductor layer is an n-type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer is a p-type semiconductor layer.
第1導電型半導体層、発光層、および第2導電型半導体層以外の層としては、例えば、発光層と、第1導電型半導体層および/または第2導電型半導体層との間に、電子または正孔をブロックする層が備えられていてもよい。また、サブマウント基板とのオーミック接合性を向上させる観点から、高濃度に不純物がドーピングされたコンタクト層を備えていてもよい。 As a layer other than the first conductivity type semiconductor layer, the light emitting layer, and the second conductivity type semiconductor layer, for example, between the light emitting layer and the first conductivity type semiconductor layer and/or the second conductivity type semiconductor layer, an electron Alternatively, a hole-blocking layer may be provided. Further, from the viewpoint of improving ohmic contact with the submount substrate, a contact layer doped with impurities at a high concentration may be provided.
半導体積層部は、例えば、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:有機金属気相成長)法により形成することが可能である。半導体積層部をメサ構造にするためには、上述したMOCVD法等により半導体積層部を構成する薄膜層を形成した後に、所望の領域をエッチングすることで実現可能である。 The semiconductor lamination portion can be formed, for example, by MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition). The mesa structure of the semiconductor laminate can be realized by etching a desired region after forming the thin film layers constituting the semiconductor laminate by the above MOCVD method or the like.
<発光層>
発光層は電力が印加された時に発光層のバンドギャップに応じた光を発する。本実施形態の半導体発光装置は、従来においては高い信頼性が要求される際に、信頼性確保が必要であった中心発光波長が210nm以上320nm以下の紫外線を発する半導体発光素子が用いられたとしても、十分な信頼性が確保されるため特に好ましく適用可能である。
<Light emitting layer>
The light-emitting layer emits light according to the bandgap of the light-emitting layer when power is applied. The semiconductor light-emitting device of the present embodiment uses a semiconductor light-emitting element that emits ultraviolet light with a central emission wavelength of 210 nm or more and 320 nm or less, which has been necessary to ensure reliability when high reliability is required in the past. can also be particularly preferably applied because sufficient reliability is ensured.
発光層の好ましい形態の例としては、多重量子井戸(Multi Quantum Well)構造が挙げられる。例えば、組成比が異なる(バンドギャップが異なる)AlGaN層を多数積層した多重量子井戸構造が採用可能である。 A preferred form of the light-emitting layer is a multi-quantum well structure. For example, a multi-quantum well structure in which a number of AlGaN layers with different composition ratios (different bandgaps) are laminated can be employed.
<サブマウント基板>
サブマウント基板は、半導体発光素子と電気的に接続される。半導体発光装置の放熱性向上の観点から、放熱性の高い材料からなるベース部となっていることが好ましい。放熱性の高い材料としては、AlNセラミックが挙げられる。
<Submount substrate>
The submount substrate is electrically connected to the semiconductor light emitting device. From the viewpoint of improving the heat dissipation of the semiconductor light emitting device, it is preferable that the base portion is made of a material with high heat dissipation. AlN ceramics can be mentioned as a material with high heat dissipation.
<第1電極部>
第1電極部は、第1導電型半導体層上の少なくとも1つの第1接触領域と接触するように配置されるものであれば特に制限されない。第1導電型半導体層がn型半導体層の場合、コンタクト抵抗低減の観点から、第1電極部はアルミニウムとニッケルを含む材料で構成されていることが好ましい。n型半導体層を構成する材料は、AlN、GaN、InNの単結晶および混晶であることが好ましく、具体例としてはn型AlxGa(1-x)N(0≦x≦1)が挙げられる。また、これらの材料には、P、As、SbといったN以外のV族元素や、C、H、F、O、Mg、Siなどの不純物が含まれていてもよい
<First electrode part>
The first electrode portion is not particularly limited as long as it is arranged so as to be in contact with at least one first contact region on the first conductivity type semiconductor layer. When the first conductivity type semiconductor layer is an n-type semiconductor layer, the first electrode portion is preferably made of a material containing aluminum and nickel from the viewpoint of reducing contact resistance. Materials constituting the n-type semiconductor layer are preferably single crystals and mixed crystals of AlN, GaN, and InN, and specific examples include n-type Al x Ga (1-x) N (0≦x≦1). mentioned. In addition, these materials may contain group V elements other than N, such as P, As, and Sb, and impurities such as C, H, F, O, Mg, and Si.
<第2電極部>
第2電極部は、第2導電型半導体層における独立した2つ以上の第2接触領域とそれぞれ対で接触するように配置されるものであれば特に制限されない。第2導電型半導体層がp型半導体層の場合、窒化物半導体素子に正孔(ホール)を注入することが目的であれば、第2電極部には、例えばNi、Au、Pt、Ag、Rh、Pd、Pt、Cuおよびその合金、またはITO等が適用される。第2導電型半導体層がp型半導体層の場合、第2電極部には、窒化物半導体層とのコンタクト抵抗が小さいNi、Auもしくはこれらの合金、またはITOが適用されることが好ましい。
<Second electrode part>
The second electrode portion is not particularly limited as long as it is arranged so as to be in contact with each of two or more independent second contact regions in the second conductivity type semiconductor layer. When the second conductivity type semiconductor layer is a p-type semiconductor layer, if the purpose is to inject holes into the nitride semiconductor element, the second electrode portion may include, for example, Ni, Au, Pt, Ag, Rh, Pd, Pt, Cu and their alloys, ITO, etc. are applied. When the second conductivity type semiconductor layer is a p-type semiconductor layer, the second electrode portion is preferably made of Ni, Au, an alloy thereof, or ITO, which has a low contact resistance with the nitride semiconductor layer.
また接続のために、第2電極部として、例えばAu、Al、Cu、Ag、Wなど連続して形成しても良く、これらの中でも導電性の高いAuが望ましい。また、密着性向上のため、第2電極部は、第2導電型半導体層との界面にTiを含んでいてもよい。
<第3電極部および第4電極部>
Also, for connection, the second electrode portion may be formed continuously from, for example, Au, Al, Cu, Ag, W, etc. Among them, Au, which has high conductivity, is preferable. In order to improve adhesion, the second electrode portion may contain Ti at the interface with the second conductivity type semiconductor layer.
<Third electrode portion and fourth electrode portion>
第3電極部は第1金属接合部を介して第1電極部と電気的に接続可能なものであれば特に制限されない。第3電極部の一例としては、NiやAu、Ti、W、Alなどを含む構成が挙げられる。密着性および保持強度の観点から、第3電極部を構成する材料はNiおよびAuを含む合金であることが好ましい。 The third electrode portion is not particularly limited as long as it can be electrically connected to the first electrode portion via the first metal joint portion. An example of the third electrode portion includes a structure containing Ni, Au, Ti, W, Al, or the like. From the viewpoint of adhesion and holding strength, the material forming the third electrode portion is preferably an alloy containing Ni and Au.
<第1金属接合部および第2金属接合部>
第1金属接合部は、第1電極部と第3電極部とを電気的に接続するものであれば特に制限されない。第1金属接合部の一例としては、Au、Al、Cu、Ag、Wを含む構成が挙げられる。第1金属接合部を構成する材料は、導電性の高いAuを含む材料であることが好ましく、融点が低く接合時の応力発生を抑制できることから、AuとSnを含む材料であることがさらに好ましい。
<First Metal Bonding Portion and Second Metal Bonding Portion>
The first metal joint portion is not particularly limited as long as it electrically connects the first electrode portion and the third electrode portion. An example of the first metal bonding portion includes a configuration including Au, Al, Cu, Ag, and W. The material forming the first metal joint is preferably a material containing Au with high conductivity, and more preferably a material containing Au and Sn because it has a low melting point and can suppress stress generation during bonding. .
第2金属接合部は、第2電極部と第4電極部とを電気的に接続するものであれば特に制限されない。第2金属接合部の一例としては、Au、Al、Cu、Ag、Wを含む構成が挙げられる。第2金属接合部を構成する材料は、導電性の高いAuを含む材料であることが好ましく、融点が低く接合時の応力発生を抑制できることから、AuとSnを含む材料であることがさらに好ましい。第2金属接合部を構成する材料は、第1金属接合部を構成する材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。 The second metal joint portion is not particularly limited as long as it electrically connects the second electrode portion and the fourth electrode portion. An example of the second metal joint includes a structure containing Au, Al, Cu, Ag, and W. The material constituting the second metal joint is preferably a material containing Au with high conductivity, and more preferably a material containing Au and Sn because it has a low melting point and can suppress the generation of stress during bonding. . The material forming the second metal joint may be the same as or different from the material forming the first metal joint.
<半導体発光素子>
本実施形態の半導体発光素子は、第1電極部と第2電極部との間に、25℃の環境温度において10秒間4Wの電力を供給した際に、少なくとも一部が55℃以上となるものであってもよい。本実施形態の半導体発光素子は、電力を供給した際に熱が生じても高い放熱性を実現するものであるから、半導体発光素子の発光特性の劣化が抑制され、信頼性の高い半導体発光素子が実現できる。
<Semiconductor light-emitting device>
In the semiconductor light emitting device of the present embodiment, at least a part of the device becomes 55° C. or higher when a power of 4 W is supplied between the first electrode portion and the second electrode portion for 10 seconds at an environmental temperature of 25° C. may be The semiconductor light emitting device of the present embodiment achieves high heat dissipation even when heat is generated when electric power is supplied. can be realized.
製造ばらつきの抑制の観点から、本実施形態の半導体発光素子は、第1電極部の表面の一部が、第1金属接合部と接しない領域を有していてもよい。また、第1電極部において第1金属接合部と接しない領域の平面視による面積は、第1電極部の平面視による総面積の20%以上50%以下であってもよい。 From the viewpoint of suppressing manufacturing variations, in the semiconductor light emitting device of the present embodiment, a part of the surface of the first electrode portion may have a region that does not contact the first metal joint portion. Further, the area of the first electrode portion that is not in contact with the first metal joint portion in plan view may be 20% or more and 50% or less of the total area of the first electrode portion in plan view.
<実施例>
次に、図面を用いて本実施形態の半導体発光装置をより具体的に説明する。
<Example>
Next, the semiconductor light emitting device of this embodiment will be described more specifically with reference to the drawings.
なお、以下の説明における上下等の方向の定義は、単に説明の便宜上の定義であって、本開示の技術的思想を限定するものではない。例えば、対象を90°回転して観察すれば上下は左右に変換して読まれ、180°回転して観察すれば上下は反転して読まれることは勿論である。 It should be noted that the definitions of directions such as up and down in the following description are merely definitions for convenience of description, and do not limit the technical idea of the present disclosure. For example, if an object is observed after being rotated by 90°, it will be read with its top and bottom converted to left and right, and if it is observed after being rotated by 180°, it will of course be read with its top and bottom reversed.
また、以下の説明では、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向の文言を用いて、方向を説明する場合がある。例えば、X軸方向およびY軸方向は、素子基板11の一方の面11aに平行な方向である。Z軸方向は、素子基板11の一方の面11aの法線方向である。X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向は、互いに直交する。
Also, in the following description, directions may be described using the terms X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction. For example, the X-axis direction and the Y-axis direction are directions parallel to one
<第1の実施例の半導体発光装置>
図1は、本発明の第1の実施例に係る半導体発光装置1に用いられる半導体発光素子10の平面模式図である。図2Aは、図1の平面模式図をX軸に平行なX1-X´1線で切断した断面模式図である。図2Bは、図1の平面模式図をX軸に平行なX2-X´2線で切断した断面模式図である。
<Semiconductor Light Emitting Device of First Example>
FIG. 1 is a schematic plan view of a semiconductor
図1から図2Bに示すように、半導体発光素子10は、素子基板11と、素子基板11の一方の面11a上に設けられた半導体積層部12とを備える。半導体積層部12は、第1導電型半導体層121と、発光層122と、第2導電型半導体層123とを有する。半導体積層部12は、第1導電型半導体層の一部121Aと、第1導電型半導体層の他の一部121Bと、第1導電型半導体層の一部121A上に設けられた発光層122と、発光層122上に設けられた第2導電型半導体層123と、を有する。半導体積層部12は、第1導電型半導体層の一部121Aと、発光層122と、第2導電型半導体層123とで構成されるメサ構造12Aを有する。図1の形態においては、半導体積層部12は、2つの独立した(すなわち、互いに離して配置された)メサ構造を有する。
As shown in FIGS. 1 to 2B, the semiconductor
第1導電型半導体層の他の一部121B上には第1接触領域C1と接触するように第1電極部13が配置されている。第1電極部13は、素子基板11の一方の面11a側に配置され、第1導電型半導体層の他の一部121Bにおける1つの第1接触領域C1と接触している。また、第2導電型半導体層123上には第2接触領域C2と接触するように第2電極部14が配置されている。第2電極部14は、素子基板11の一方の面11a側に配置され、第2導電型半導体層123における独立した2つの第2接触領域C2とそれぞれ対で接触している。第1接触領域C1は、第2接触領域C2に挟まれるように配置されている。
A
図3は、本発明の第1の実施例に係る半導体発光装置に用いられるサブマウント基板20の平面模式図である。図4Aは、図3の平面模式図をX軸に平行なX3-X´3線で切断した断面模式図である。図4Bは、図3の平面模式図をX軸に平行なX4-X´4線で切断した断面模式図である。なお、図3は、サブマウント基板20の裏面の側を示している。図3に示すサブマウント基板20の裏面は、図4A及び図4Bではサブマウント基板20の下面に相当する。図3から図4Bに示すように、サブマウント基板20は、基板本体23と、基板本体23の上に形成された第3電極部21および第4電極部22を備える。
FIG. 3 is a schematic plan view of the
図5A及び図5Bは、本発明の実施例1に係る半導体発光装置1の構成例を示す断面図である。図3に示したサブマウント基板20を表裏ひっくり返し、図1に示した半導体発光素子10と対向させて、第1金属接合部31および第2金属接合部32を介して互いに接合することで、図5A及び図5Bに示す半導体発光装置1を得ることができる。
5A and 5B are cross-sectional views showing configuration examples of the semiconductor
図5Aに示すように、半導体発光素子10において、素子基板11の一方の面11a側には、1つの第1電極部13が配置されている。1つの第1電極部13は、第1導電型半導体層の他の一部121Bにおける第1接触領域C1と接触している。第1金属接合部31は、半導体発光素子10とサブマウント基板20との間に配置されている。第1金属接合部31は、第1電極部13とサブマウント基板20の第3電極部21とを電気的に接続する。
As shown in FIG. 5A , in the semiconductor
図5Bに示すように、半導体発光素子10において、素子基板11の一方の面11a側には、2つの第2電極部14が配置されている。2つの第2電極部14は、第1導電型半導体層121の一部121Aにおける独立した2つの第1接触領域C1とそれぞれ対で接触している。第2金属接合部32は、2つの第2電極部14とサブマウント基板20の第4電極部22とを電気的に接続する。また、メサ構造12Aの側面、第1導電型半導体層の他の一部121B、および第2金属接合部32において素子基板11と対向する側の表面は、絶縁物としての大気41で覆われている。
As shown in FIG. 5B , in the semiconductor
図6は、本発明の第1の実施例に係る半導体発光装置1において、第4電極部22と第2金属接合部32の接触領域S1の面積と、第2電極部14の上面S2の面積(実線の内側の面積)とを示した模式図である。それ以外の要素は点線で示している。図6からも明らかな通り、第4電極部22と第2金属接合部32の接触領域S1の面積(二点破線の内側の面積)は、第2電極部14の上面S2の面積の総和よりも大きい。
FIG. 6 shows the area of the contact region S1 between the
このような構造とすることにより、半導体発光装置1は、強度を保持しつつ、高い放熱性を実現して熱の影響を抑制することが可能となる。
By adopting such a structure, the semiconductor
<<変形例>>
図7は、本発明の第1の実施例の変形例に係る半導体発光装置1Aの断面模式図である。図7に示す半導体発光装置1Aの断面は、図1におけるX2-X´2線での断面および図3におけるX4-X´4線での断面に対応している。図7に示す半導体発光装置1Aは、図5Bに示した半導体発光装置1と対比すると、メサ構造12Aの側面および第1導電型半導体層の他の一部121Bの表面を覆う絶縁物が、大気41ではなく、絶縁層42である点で異なる。絶縁層42は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、または酸窒化シリコンで構成される単層膜であってもよいし、これらの1つ以上を含む積層膜であってもよい。
<<Modification>>
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor
このような構造であっても、半導体発光装置1Aは、強度を保持しつつ、高い放熱性を実現して熱の影響を抑制することが可能となる。
Even with such a structure, the semiconductor
<第2の実施例の半導体発光装置>
図8および図9は、本発明の第2の実施例に係る半導体発光装置1Bに用いられる半導体発光素子10の平面模式図である。図8は、第2の実施例に係る半導体発光装置1Bにおける接触領域S1と、第2電極部14の上面S2とを例示する図である。図9は、2つの第2接触領域C2と、2つの第2接触領域C2を接続するブリッジ領域B1とを例示する図である。なお、第2の実施例に係る半導体発光装置1Bに用いられるサブマウント基板20の構成は、例えば、実施例1に係る半導体発光装置1に用いられるサブマウント基板20(図3参照)と同じであるため、その繰り返しの図示は省略する。
<Semiconductor Light Emitting Device of Second Example>
8 and 9 are schematic plan views of a semiconductor
図8および図9に示すように、第2の実施例に係る半導体発光素子10Bは、図1に示した半導体発光素子10と対比すると、2つの第2接触領域C2が、ブリッジ領域B1を介して接続されている点で異なる。半導体発光素子10Bでは、2つの第2接触領域C2がブリッジ領域B1を介して接続されて一体化している。この一体化した構造体は、メサ構造12A(図2B参照)を成している。半導体発光素子10Bにおいて、これ以外の構成は、半導体発光素子10の構成と同じである。
As shown in FIGS. 8 and 9, in the semiconductor light emitting device 10B according to the second embodiment, when compared with the semiconductor
したがって、図2Bに示した半導体発光素子10と同様に、半導体発光素子10Bにおいても、メサ構造12Aの側面、第1導電型半導体層の他の一部121B、および第2金属接合部の素子基板と対向する側の表面は絶縁物としての大気41で覆われる形態となる。
Therefore, like the semiconductor
また、第4電極部22と第2金属接合部32の接触領域S1の面積は、第2電極部14の上面S2の面積の総和よりも大きくなる。
Also, the area of the contact region S1 between the
このような構造とすることにより、半導体発光素子10と第2金属接合部32との接合面と、第2金属接合部32とサブマウント基板20との接合面とをそれぞれ広く確保することができ、半導体発光素子10とサブマウント基板20との接合強度を高めることが可能となる。これにより、半導体発光装置1Bは、強度をさらに保持しつつ、高い放熱性を実現して熱の影響を抑制することが可能となる。
By adopting such a structure, it is possible to secure a wide bonding surface between the semiconductor
<第3の実施例の半導体発光装置>
図10は、本発明の第3の実施例に係る半導体発光装置1Cに用いられる半導体発光素子10の平面模式図である。図11は、図10にサブマウント基板20の第3電極部21および第4電極部22が配置される領域を書き加えた平面模式図である。図12Aおよび図12Bは、本発明の第3の実施例に係る半導体発光装置1Cの断面模式図である。図12Aは図11におけるX5-X´5における断面を示している。図12Bは図11におけるX6-X´6における断面を示している。
<Semiconductor Light Emitting Device of Third Example>
FIG. 10 is a schematic plan view of a semiconductor
第3の実施例に係る半導体発光装置1Cは、第1の実施例に係る半導体発光装置1と比較して、第1電極部13が第1導電型半導体層121と接する第1接触領域C1が複数存在する。また、第2電極部14が第2導電型半導体層123と接する第2接触領域C2も複数存在する。第1電極部13は平面視による形状が櫛形状となっており、隣り合う櫛の間に第2電極部14が配置されている。別の捉え方をすると、第1接触領域C1は、第2接触領域C2に挟まれているか、第2接触領域C2と隣り合っている。
In the semiconductor
このような構造とすることにより、半導体発光装置1Cは、より効率的に電力を発光部(例えば、発光層122)に供給することが可能となり、かつ、強度を保持しつつ、高い放熱性を実現して熱の影響を抑制することが可能となる。
With such a structure, the semiconductor light-emitting
1 半導体発光装置
10 半導体発光素子
11 素子基板
11a 素子基板の一方の面
121 第1導電型半導体層
121A 第1導電型半導体層の一部
121B 第1導電型半導体層の他の一部
122 発光層
123 第2導電型半導体層
12 半導体積層部
12A メサ構造
13 第1電極部
14 第2電極部
20 サブマウント基板
21 第3電極部
22 第4電極部
23 基板本体
31 第1金属接合部
32 第2金属接合部
42 絶縁物(絶縁層)
C1 第1接触領域
C2 第2接触領域
B1 ブリッジ領域
S1 接触領域
S2 第2電極部の上面
1 semiconductor
C1 First contact area C2 Second contact area B1 Bridge area S1 Contact area S2 Upper surface of the second electrode part
Claims (15)
前記半導体発光素子は、
素子基板と、
前記素子基板の一方の面側に配置され、第1導電型半導体層、発光層、および第2導電型半導体層を含む半導体積層部と、
前記素子基板の一方の面側に配置され、前記第1導電型半導体層における1つ以上の第1接触領域と接触する第1電極部と、
前記素子基板の一方の面側に配置され、前記第2導電型半導体層における独立した2つ以上の第2接触領域とそれぞれ対で接触する2つ以上の第2電極部と、を有し、
平面視にて、前記第1接触領域は前記第2接触領域に挟まれるように配置され、
前記サブマウント基板は、第3電極部および第4電極部を有し、
前記第1金属接合部は、前記第1電極部と前記第3電極部とを電気的に接続し、
前記第2金属接合部は、前記第2電極部と前記第4電極部とを電気的に接続し、
少なくとも一部の前記第2金属接合部は、複数の前記第2電極部と前記第4電極部とを電気的に接続する
半導体発光装置。 A semiconductor light emitting device comprising a semiconductor light emitting element, a submount substrate, a first metal junction, and a second metal junction,
The semiconductor light emitting device is
an element substrate;
a semiconductor lamination portion disposed on one surface side of the element substrate and including a first conductivity type semiconductor layer, a light emitting layer, and a second conductivity type semiconductor layer;
a first electrode portion disposed on one surface side of the element substrate and in contact with one or more first contact regions in the first conductivity type semiconductor layer;
two or more second electrode portions disposed on one surface side of the element substrate and in contact with two or more independent second contact regions in the second conductivity type semiconductor layer, respectively;
In plan view, the first contact area is arranged so as to be sandwiched between the second contact areas,
The submount substrate has a third electrode portion and a fourth electrode portion,
the first metal joint electrically connects the first electrode portion and the third electrode portion;
the second metal joint electrically connects the second electrode portion and the fourth electrode portion;
The semiconductor light emitting device, wherein at least some of the second metal junctions electrically connect the plurality of second electrode portions and the fourth electrode portion.
前記メサ構造の側面および前記第1導電型半導体層の他の一部の表面が絶縁物で覆われる
請求項1に記載の半導体発光装置。 a portion of the first conductivity type semiconductor layer, the light emitting layer, and the second conductivity type semiconductor layer have a mesa structure;
2. The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein a side surface of said mesa structure and another part of the surface of said first conductivity type semiconductor layer are covered with an insulator.
前記半導体発光素子は、
素子基板と、
前記素子基板の一方の面側に配置され、第1導電型半導体層、発光層、および第2導電型半導体層を含む半導体積層部と、
前記素子基板の一方の面側に配置され、前記第1導電型半導体層における1つ以上の第1接触領域と接触する第1電極部と、
前記素子基板の一方の面側に配置され、前記第2導電型半導体層における1つ以上の第2接触領域と接触する2つ以上の第2電極部と、を有し、
前記サブマウント基板は、第3電極部および第4電極部を有し、
前記第1金属接合部は、前記第1電極部と前記第3電極部とを電気的に接続し、
前記第2金属接合部は、前記第2電極部と前記第4電極部とを電気的に接続し、
前記第1導電型半導体層の一部、前記発光層、および前記第2導電型半導体層がメサ構造であり、
断面視にて、前記メサ構造の側面、前記第1導電型半導体層の他の一部の表面、および前記第2金属接合部の前記素子基板と対向する側の表面が絶縁物で覆われる領域を有する
半導体発光装置。 A semiconductor light emitting device comprising a semiconductor light emitting element, a submount substrate, a first metal junction, and a second metal junction,
The semiconductor light emitting device is
an element substrate;
a semiconductor lamination portion disposed on one surface side of the element substrate and including a first conductivity type semiconductor layer, a light emitting layer, and a second conductivity type semiconductor layer;
a first electrode portion disposed on one surface side of the element substrate and in contact with one or more first contact regions in the first conductivity type semiconductor layer;
two or more second electrode portions arranged on one surface side of the element substrate and in contact with one or more second contact regions in the second conductivity type semiconductor layer;
The submount substrate has a third electrode portion and a fourth electrode portion,
the first metal joint electrically connects the first electrode portion and the third electrode portion;
the second metal joint electrically connects the second electrode portion and the fourth electrode portion;
a portion of the first conductivity type semiconductor layer, the light emitting layer, and the second conductivity type semiconductor layer have a mesa structure;
In a cross-sectional view, the side surface of the mesa structure, the surface of another part of the semiconductor layer of the first conductivity type, and the surface of the second metal joint facing the element substrate are covered with an insulator. A semiconductor light emitting device having
請求項2または3に記載の半導体発光装置。 4 . The semiconductor light emitting device according to claim 2 , wherein the at least part of the second metal joint portion is in contact with the second electrode portion and the insulator.
請求項2から4のいずれか一項に記載の半導体発光装置。 5. The semiconductor light emitting device according to claim 2, wherein said insulator further covers at least part of said first electrode portion.
請求項2から5のいずれか一項に記載の半導体発光装置。 6. The semiconductor light-emitting device according to claim 2, wherein said insulator also covers at least part of the surface of said second conductivity type semiconductor layer.
請求項2から6のいずれか一項に記載の半導体発光装置。 The semiconductor light emitting device according to any one of claims 2 to 6, wherein the insulator contains gas.
請求項7に記載の半導体発光装置。 The semiconductor light-emitting device according to claim 7, wherein the gas is air.
請求項1から9のいずれか一項に記載の半導体発光装置。 The semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 9, wherein a total contact area between said third electrode portion and said first metal junction portion is larger than a total area of an upper surface of said second conductivity type semiconductor layer. Device.
前記半導体発光素子は、
素子基板と、
前記素子基板の一方の面側に配置され、第1導電型半導体層、発光層、および第2導電型半導体層を含む半導体積層部と、
前記素子基板の一方の面側に配置され、前記第1導電型半導体層における1つ以上の第1接触領域と接触する第1電極部と、
前記素子基板の一方の面側に配置され、前記第2導電型半導体層における1つ以上の第2接触領域と接触する2つ以上の第2電極部と、
を有し、
前記サブマウント基板は、第3電極部および第4電極部を有し、
前記第1金属接合部は、前記第1電極部と前記第3電極部とを電気的に接続し、
前記第2金属接合部は、前記第2電極部と前記第4電極部とを電気的に接続し、
前記第4電極部と前記第2金属接合部の接触面積の総和が、前記第2電極部の上面の総面積よりも大きい半導体発光装置。 A semiconductor light emitting device comprising a semiconductor light emitting element, a submount substrate, a first metal junction, and a second metal junction,
The semiconductor light emitting device is
an element substrate;
a semiconductor lamination portion disposed on one surface side of the element substrate and including a first conductivity type semiconductor layer, a light emitting layer, and a second conductivity type semiconductor layer;
a first electrode portion disposed on one surface side of the element substrate and in contact with one or more first contact regions in the first conductivity type semiconductor layer;
two or more second electrode portions arranged on one surface side of the element substrate and in contact with one or more second contact regions in the second conductivity type semiconductor layer;
has
The submount substrate has a third electrode portion and a fourth electrode portion,
the first metal joint electrically connects the first electrode portion and the third electrode portion;
the second metal joint electrically connects the second electrode portion and the fourth electrode portion;
A semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a total contact area between said fourth electrode portion and said second metal joint portion is larger than a total area of an upper surface of said second electrode portion.
請求項1から12のいずれか一項に記載の半導体発光装置。 Any one of claims 1 to 12, wherein when an electrode of 4 W is supplied for 10 seconds at an ambient temperature of 25°C between the first electrode portion and the second electrode portion, at least a portion thereof becomes 55°C or higher. 1. The semiconductor light emitting device according to item 1.
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