JP2022140613A - 光電部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は光電部品を提供する。【解決手段】光電部品はエピタキシャル積層、複数の辺縁、複数の第一の第一導電性電極、第三電極及び一つまたは複数の第四電極を含み、前記エピタキシャル積層は第一半導体層、前記第一半導体層上に形成される活性層、及び前記活性層上に形成される第二半導体層を含み、前記複数の辺縁は前記第一半導体層を露出させ、かつ前記複数の辺縁の隣接する２つの辺縁により前記第一半導体層の１つの隅部が形成され、前記複数の第一の第一導電性電極が前記複数の辺縁によって露出される前記第一半導体層上に形成され、前記複数の第一の第一導電性電極が互いに離れており、かつ第二半導体層に囲まれておらず、前記第三電極が前記複数の第一の第一導電性電極及び前記第二半導体層上に形成され、前記一つまたは複数の第四電極が前記第二半導体層上に形成される。【選択図】図４Ｃ
Description
本発明は光電部品に関し、特に光電部品の電極設計に関する。
発光ダイオード（Light Emitting Diode、ＬＥＤ）の発光原理は、電子がｎ型半導体とｐ型半導体との間で移動するときのエネルギー差を利用して、光の形でエネルギーを放出することにある。発光ダイオードの発光原理と白熱電球の発光原理とが相違していることにより、発光ダイオードを冷光源ともいう。発光ダイオードは、耐久性が高く、寿命が長く、小型軽量で、電気消耗が低いという利点を有しているので、現在の照明分野では発光ダイオードに大きい期待を寄せ、それを次世代の照明装置とみなしている。発光ダイオードは、従来の光源を取って代わる傾向にあり、色々な分野に応用されている。例えば、交通信号、バックライト、街路燈、医療設備などに応用されている。
図１は、従来の発光部品又は光電部品の構造を示す図である。図１に示すとおり、従来の発光部品１００は、透明基板１０、この透明基板１０上に位置する半導体積層１２と、この半導体積層１２上に位置する少なくとも一個の電極１４とを含む。該半導体積層１２は少なくとも、上から下へに向かって設けられた第一導電型半導体層１２０と、活性層１２２と、第二導電型半導体層１２４となどを含む。
前記発光部品１００とほかの部品とを組み合わせることにより、発光装置（Light Emitting apparatus）を更に形成することができる。図２は、従来の発光装置の構造を示す図である。図２に示すとおり、発光装置２００は、サブ載置板（sab mount）２０と、少なくとも１つの半田（solder）２２と、電気接続構造２４とを含む。該サブ載置板２０は、少なくとも１つの電子回路２０２を具備する。前記半田２２は、前記サブ載置板２０上に位置する。この半田２２で発光部品１００をサブ載置板２０上に接着固定させることにより、発光部品１００の基板１０とサブ載置板２０上の電子回路２０２とを電気接続させる。前記電気接続構造２４は、発光部品１００の電極１４とサブ載置板２０上の電子回路２０２とを電気接続させる。前記サブ載置板２０がリードフレーム（lead frame）又は大きいサイズのマウンティング基板（mounting substrate）であることにより、発光装置２００の電子回路を容易に配置し、その放熱効果を向上させることができる。
本発明の目的は、光電部品を提供することにある。
本発明の光電部品は、第一半導体層と、第二半導体層と、第二導電性電極と、少なくとも二個の第一導電性電極とを含む。第一半導体層は、少なくとも４つの辺縁と、第一表面と、第一表面の反対側にある第二表面とを具備し、かついずれか２つの隣接する辺縁により１つの隅部が形成される。第二半導体層は、第一半導体層の第一表面上に形成される。第二導電性電極は、第二半導体層上に形成される。第一導電性電極は、第一半導体層の第一表面上に形成され、かつ一部分の第一導電性電極が互いに離れていることにより設計状態を構成する。
本発明は、光電部品又は発光部品及びその製造方法を公開する。本発明の説明をより詳細にするため、以下図３Ａ～図７に基づいて本発明を詳細に説明する。
図３Ａと図３Ｂは、本発明の第一実施例に係る光電部品３００を示す平面図と断面図である。図３Ｂは、図３ＡのＡ－Ｂ－Ｃ方向に沿う断面を示す断面図である。光電部品３００は１つの基板３０を含む。この基板３０は、単一な材料で構成される基板に限定されるものではなく、異なる複数の材料で構成される複合式基板であってもよい。例えば、基板３０は、相互に接合される第一基板（図示せず）と第二基板（図示せず）とを含むことができる。
従来のエピタキシャル成長方法により、基板３０上にエピタキシャル積層３１を形成する。このエピタキシャル積層３１は、第一表面３１１１とこの第一表面３１１１の反対側にある第二表面３１１２とを具備する第一半導体層３１１と、第一半導体層３１１の第一表面３１１１上に形成される活性層３１２と、この活性層３１２上に形成される第二半導体層３１３とを含む。次は、リソグラフィープロセス技術で一部分のエピタキシャル積層を削除することにより、光電部品３００の辺縁の一部分の第一半導体層３１１を露出させるとともに、光電部品３００中に溝渠Ｓを形成する。本実施例において、この溝渠Ｓは、一部分の第一半導体層３１１を露出させ、かつ第二半導体層３１３に囲まれている。平面図において、本実施例の溝渠Ｓは長い帯状に形成されている。
次は、化学気相成長方法（ＣＶＤ）、物理気相成長方法（ＰＶＤ）などの成長方法により、光電部品３００のエピタキシャル積層３１の表面と前記溝渠Ｓの側壁とに第一絶縁層３４１を形成する。
次は、光電部品３００の辺縁付近に露出されている第一半導体層３１１上に、少なくとも一個の第一の第一導電性電極３２１を形成する。本実施例において、第一の第一導電性電極３２１は第二半導体層３１３に囲まれておらず、前記溝渠Ｓ中には第二の第一導電性電極３２２が形成されている。本実施例において、離れている第一の第一導電性電極３２１と第二の第一導電性電極３２２で第一導電性電極を形成する電極設計方法を採用する。
本発明の実施例の電極設計方法は、電極の数量、電極の形状及び電極の位置を選択することにより、辺縁区域に接近する光電部品の電流分布を向上させることができる。例えば、この電極設計方法による第一導電性電極は、一個又は複数個の第一の第一導電性電極３２１と一個又は複数個の第二の第一導電性電極３２２と含み、上から見たこの第二の第一導電性電極３２２は、第二半導体層３１３に囲まれるとともに、長状に延伸されている。
本実施例において、光電部品３００の第一半導体層３１１は少なくとも４つの辺縁を含み、隣接する２つの辺縁は１つの隅部を形成し、かつ辺縁を乗り越える導電構造は存在しない。本実施例において、第一の第一導電性電極３２１は、光電部品３００の同一辺縁の２つの隅部に形成され、かつ光電部品３００の辺縁を乗り越えないように互いに離れている。
本実施例において、第一半導体層３１１上に投影される第一の第一導電性電極３２１の投影は所定の形状を有する。この形状は、多辺形、円形、楕円形、半円形又は円弧面を有する形状であることができる。第二の第一導電性電極３２２は、線形、円弧形、線形と円弧形を組合せた形状、又はそれらの一部分を有する形状であることができる。本実施例において、第二の第一導電性電極３２２は先端と末端を有し、先端の幅は末端の幅より広い。
次は、第二半導体層３１３上に第二導電性電極３３を形成する。本実施例において、第一半導体層３１１上に投影された第二導電性電極３３の投影面積と第二半導体層３１３の上表面面積の比は、９０～１００％の間にある。
次は、前記第一の第一導電性電極３２１、第二の第一導電性電極３２２、第二導電性電極３３及び一部分の第一絶縁層３４１の上に第二絶縁層３４２を形成する。第二絶縁層３４２は第一開口３４２１を具備することができ、この第一開口３４２１は、第二導電性電極３３と後に続けて形成する第四電極３６とを電気接続させることに用いられる。第二絶縁層３４２は第二開口３４２２を更に具備することができ、この第二開口３４２２は、第一の第一導電性電極３２１と後に続けて形成する第三電極３５とを電気接続させることに用いられる。本実施例において、第一絶縁層３４１又は第二絶縁層３４２は、露出された前記第一半導体層３１１を完全に覆うことができる。
本実施例において、前記第一絶縁層３４１又は第二絶縁層３４２は透明絶縁層であることができる。前記第一絶縁層３４１又は第二絶縁層３４２の材質は、酸化物、窒化物又はポリマー（polymer）であることができる。酸化物は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳiＯ２）、酸化チタン（ＴiＯ２）、五酸化タンタル（Tantalun Pentoxide、Ｔａ２Ｏ５）又は酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）を含み、窒化物は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（ＳiＮｘ）を含み、ポリマーは、ポリイミド（polyimide）、ベンゾシクロブテン（Benzocyclobutane、ＢＣＢ）などのような材料又はこれらの組合せを含むことができる。本実施例において、第一絶縁層３４１又は第二絶縁層３４２は、分布ブラッグ反射器（Distributed Bragg Reflector）構造を有することができる。
最後に、前記第二絶縁層３４２、第一の第一導電性電極３２１、第二の第一導電性電極３２２の上に第三電極３５を形成するとともに、この第三電極３５を第一の第一導電性電極３２１、第二の第一導電性電極３２２に電気接続させる。かつ、前記第二絶縁層３４２、第二導電性電極３３上に第四電極３６を形成するとともに、この第四電極３６を第二導電性電極３３に電気接続させる。本実施例の平面図において、第一半導体層３１１上に投影された第三電極３５の投影面積と第四電極３６の投影面積の比は、８０～１００％の間にある。
本実施例において、第三電極３５は一部分の第一の第一導電性電極３２１のみを覆うことができるが、他の実施例において、この第三電極３５は第一の第一導電性電極３２１をまったく覆わなくてもよい。
本実施例において、基板３０の上表面から第三電極３５の頂部までの高さはＨ１であり、基板３０の上表面から第四電極３６の頂部までの高さはＨ２であり、Ｈ１とＨ２は略同じである。本実施例において、Ｈ１とＨ２の差は５～１０％より小さい。Ｈ１とＨ２の差を調節することにより、光電部品３００と後に続けて形成する載置板又は回路部品とによって形成されるフリップチップ構造の断線確率を低減し、製品の良品率を向上させることができる。本実施例において、第三電極３５の辺縁と第四電極３６の辺縁との間の最小距離はＤ１であり、Ｄ１は５０μｍより大きい。他の実施例において、Ｄ１は５０～２００μｍ又は１００～２００μｍであることができる。
本実施例において、第一の第一導電性電極３２１、第二の第一導電性電極３２２、第二導電性電極３３、第三電極３５及び第四電極３６は、多層構造であるとともに／或いは反射層（図示せず）を含むことができる。この反射層は、活性層３１２が発した光線を８０％以上反射できる反射率を有する。本実施例において、第一の第一導電性電極３２１、第二の第一導電性電極３２２及び第三電極３５は、１つのプロセスで形成することができる。本実施例において、活性層３１２が発した光線は、第一の第一導電性電極３２１、第二の第一導電性電極３２２、第二導電性電極３３、第三電極３５及び第四電極３６に反射され、かつ基板３０の方向から光電部品３００の外部に出射される。
所定の導電率を実現するため、第一の第一導電性電極３２１、第二の第一導電性電極３２２、第二導電性電極３３、第三電極３５及び第四電極３６の材質が金属であることが好ましい。例えば、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、プラチナ（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎi）、チタン（Ｔi）、スズ（Ｓｎ）などであるか、或いはそれらの合金又はそれらの積層構造であることができる。
本実施例において、載置板又は回路部品（図示せず）を提供し、かつワイヤボンディング又は半田付けによりこの載置板又は回路部品上に第一載置板電極（図示せず）と第二載置板電極（図示せず）を形成することができる。この第一載置板電極及び第二載置板電極は、光電部品３００の第三電極３５及び第四電極３６と共にフリップチップ構造を形成することができる。
本実施例において、第一の第一導電性電極３２１及び／又は第二の第一導電性電極３２２と第三電極３５との間に第一調節層（図示せず）を形成するとともに、この第一調節層を第一の第一導電性電極３２１及び／又は第二の第一導電性電極３２２と第三電極３５とに電気接続させることができる。他の実施例において、第二導電性電極３３と第四電極３６との間に第二調節層（図示せず）を形成するとともに、この第二調節層を第二導電性電極３３と第四電極３６とに電気接続させることができる。本実施例において、第一調節層と第二調節層はそれぞれ所定の高さを有し、かつ第一調節層と第二調節層の形成位置により、第一調節層と第二調節層の高さは前記高さＨ１とＨ２に影響を与えることができる（すなわち、高さＨ１とＨ２を調節することができる）。そのため、形成された第一調節層と第二調節層の高さをそれぞれ調節することにより、高さＨ１とＨ２との間の差を低減し、光電部品３００と後に続けて形成する載置板又は回路部品とによって形成されるフリップチップ構造の断線確率を低減し、製品の良品率を向上させることができる。本実施例において、第一半導体層３１１上に投影された第一調節層の投影面積は、第一半導体層３１１上に投影された第三電極３５の投影面積より大きいか、或いは第一半導体層３１１上に投影された第二調節層の投影面積は、第一半導体層３１１上に投影された第四電極３６の投影面積より大きい。本実施例において、第一調節層又は第二調節層の材質が金属であることが好ましい。例えば、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、プラチナ（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎi）、チタン（Ｔi）、スズ（Ｓｎ）などであるか、或いはそれらの合金又はそれらの積層構造であることができる。本実施例において、第一調節層又は第二調節層は、多層構造であるとともに／或いは反射層（図示せず）を含むことができる。この反射層は、活性層３１２が発した光線を８０％以上反射できる反射率を有する。
図３Ｃは、本発明の第二実施例に係る光電部品４００を示す平面図である。本実施例の製造方法、使用する材料及び符号などは、上述した第一実施例のことと同一するので、ここでは再び説明しない。本発明の実施例の電極設計方法は、電極の数量、電極の形状及び電極の位置を選択することにより、辺縁区域に接近する光電部品４００の電流分布を向上させることができる。
本実施例において、光電部品４００の第一半導体層３１１は少なくとも４つの辺縁を含み、隣接する２つの辺縁は１つの隅部を形成し、かつ辺縁を乗り越える導電構造は存在しない。本実施例において、第一の第一導電性電極３２１は、第一半導体層３１１のいずれか１つの隅部上に形成される。第二絶縁層３４２は第二開口３４２２を具備することができ、この第二開口３４２２は、第一の第一導電性電極３２１と後に続けて形成する第三電極３５とを電気接続させることに用いられる。第二の第一導電性電極３２２は、第一半導体層３１１上に形成され、かつ第二半導体層３１３に囲まれている。第二絶縁層３４２は第三開口３４２３を更に具備することができ、この第三開口３４２３は、第二の第一導電性電極３２２と後に続けて形成する第三電極３５とを電気接続させることに用いられる。
本実施例において、第一半導体層３１１上に投影される第一の第一導電性電極３２１の投影は所定の形状を有する。この形状は、多辺形、円形、楕円形、半円形又は円弧面を有する形状であることができる。第二の第一導電性電極３２２は延伸状に形成され、この形状は、線形、円弧形、線形と円弧形を組合せた形状、又はそれらの一部分を有する形状であることができる。本実施例において、第二の第一導電性電極３２２は先端と末端を有し、先端の幅は末端の幅より広い。
本実施例において、光電部品４００の辺縁付近に露出されている第一半導体層３１１上には、第三の第一導電性電極３２３が形成されている。本実施例において、第三の第一導電性電極３２３は第二半導体層３１３に囲まれていない。第二絶縁層３４２は第四開口３４２４を具備し、この第四開口３４２４は、第三の第一導電性電極３２３と後に続けて形成する第三電極３５とを電気接続させることに用いられる。光電部品４００の辺縁付近に露出されている第一半導体層３１１上には、第四の第一導電性電極３２４が形成されている。本実施例において、第四の第一導電性電極３２４は第二半導体層３１３に囲まれていない。第二絶縁層３４２は第五開口３４２５を具備し、この第五開口３４２５は、第四の第一導電性電極３２４と後に続けて形成する第三電極３５とを電気接続させることに用いられる。
本実施例において、第一半導体層３１１上に投影される第三の第一導電性電極３２３の投影は所定の形状を有する。この形状は、多辺形、円形、楕円形、半円形又は円弧面を有する形状であることができる。第四の第一導電性電極３２４は、線形、円弧形、線形と円弧形を組合せた形状、又はそれらの一部分を有する形状であることができる。本実施例において、第四の第一導電性電極３２４は先端と末端を有し、先端の幅は末端の幅より広い。本実施例において、第三の第一導電性電極３２３と第四の第一導電性電極３２４の形状は相違している。
本実施例において、製品の設計要求に応じて、第一の第一導電性電極３２１と第三の第一導電性電極３２３とを光電部品４００の同一辺縁の付近に形成し、かつ両者を分離させることができる。本実施例において、第一の第一導電性電極３２１と第四の第一導電性電極３２４を、又は第三の第一導電性電極３２３と第四の第一導電性電極３２４を光電部品４００の同一辺縁の付近に形成しなくてもよい。
本実施例において、第四の第一導電性電極３２４の先端は第三電極３５に覆われており、第四の第一導電性電極３２４の末端は第四電極３６に覆われていない。本実施例において、第一半導体層３１１上に投影された第三電極３５の投影面積は、第一半導体層３１１上に投影された第四電極３６の投影面積より大きく、かつ第一半導体層３１１上に投影された第三電極３５の投影面積と第四電極３６の投影面積の比は、１１０～１２０％の間にある。本実施例において、第二の第一導電性電極３２２と第四の第一導電性電極３２４の末端の延伸方向は略平行している。
図４Ａは、本発明の第三実施例に係る光電部品５００を示す平面図である。本実施例の製造方法、使用する材料及び符号などは、上述した第一実施例のことと同一するので、ここでは再び説明しない。本発明の実施例の電極設計方法は、電極の数量、電極の形状及び電極の位置を選択することにより、辺縁区域に接近する光電部品５００の電流分布を向上させることができる。
本実施例において、光電部品５００の４つの辺縁は長方形を形成し、隣接する２つの辺縁は１つの隅部を形成し、かつ辺縁を乗り越える導電構造は存在しない。それらの辺縁は、第一長辺Ｂ１と、第二長辺Ｂ３と、第一短辺Ｂ２と、第二短辺Ｂ４とを含む。本実施例において、第一長辺Ｂ１又は第二長辺Ｂ３の長さは、第一短辺Ｂ２又は第二短辺Ｂ４の長さより長い。本実施例において、第一半導体層３１１上に投影された第三電極３５と第四電極３６の投影は、第一長辺Ｂ１又は第二長辺Ｂ３に沿って配列されている。
本実施例において、互いに離れている二個の第一の第一導電性電極３２１は、第一短辺Ｂ２の２つの隅部上に形成されている。第二絶縁層３４２は第二開口３４２２を具備することができ、この第二開口３４２２は、第一の第一導電性電極３２１と後に続けて形成する第三電極３５とを電気接続させることに用い られる。二個の第四の第一導電性電極３２４はそれぞれ、第一短辺Ｂ２と第二短辺Ｂ４の辺縁付近に露出されている第一半導体層３１１上に形成されている。本実施例において、第三の第一導電性電極３２３は第一短辺Ｂ２上に形成されている。第二絶縁層３４２は第四開口３４２４を具備し、この第四開口３４２４は、第三の第一導電性電極３２３と後に続けて形成する第三電極３５とを電気接続させることに用いられる。第四の第一導電性電極３２４は第二半導体層３１３に囲まれていない。第二絶縁層３４２は第三開口３４２３を具備することができ、この第三開口３４２３は、第四の第一導電性電極３２４と後に続けて形成する第三電極３５とを電気接続させることに用いられる。
本実施例において、第三の第一導電性電極３２３から前記二個の第一の第一導電性電極３２１までの距離は略同じである。第一の第一導電性電極３２１、第四の第一導電性電極３２４及び第三電極３５は、１つのプロセスで形成することができる。
本実施例において、第一半導体層３１１上に投影される第一の第一導電性電極３２１の投影は所定の形状を有する。この形状は、多辺形、円形、楕円形、半円形又は円弧面を有する形状であることができる。第一半導体層３１１上に投影される第三の第一導電性電極３２３の投影は所定の形状を有し、この形状は、多辺形、円形、楕円形、半円形又は円弧面を有する形状であることができる。第四の第一導電性電極３２４は延伸状に形成され、この形状は、線形、円弧形、線形と円弧形を組合せた形状、又はそれらの一部分を有する形状であることができる。本実施例において、第四の第一導電性電極３２４は先端と末端を有し、この先端の幅は末端の幅より広い。本実施例において、第三の第一導電性電極３２３と第四の第一導電性電極３２４の形状は相違している。
本実施例において、前記第四の第一導電性電極３２４の先端は第一短辺Ｂ２に向かい、末端は第二短辺Ｂ４に向かう。本実施例において、第四の第一導電性電極３２４の先端は第三電極３５に覆われており、第四の第一導電性電極３２４の末端は第四電極３６に覆われていない。本実施例において、前記二個の第四の第一導電性電極３２４の末端の延伸方向は略平行している。本実施例において、第一半導体層３１１上に投影された第三電極３５の投影面積は、第一半導体層３１１上に投影された第四電極３６の投影面積より大きく、かつ第一半導体層３１１上に投影された第三電極３５の投影面積と第四電極３６の投影面積の比は、１１０～１２０％の間にある。
図４Ｂは、本発明の第四実施例に係る光電部品６００を示す平面図である。本実施例の製造方法、使用する材料及び符号などは、上述した第一実施例のことと同一するので、ここでは再び説明しない。本発明の実施例の電極設計方法は、電極の数量、電極の形状及び電極の位置を選択することにより、辺縁区域に接近する光電部品６００の電流分布を向上させることができる。
本実施例において、光電部品６００の４つの辺縁は長方形を形成し、隣接する２つの辺縁は１つの隅部を形成し、かつ辺縁を乗り越える導電構造は存在しない。光電部品６００は、第一長辺Ｂ１と、第二長辺Ｂ３と、第一短辺Ｂ２と、第二短辺Ｂ４とを含む。本実施例において、第一長辺Ｂ１又は第二長辺Ｂ３の長さは、第一短辺Ｂ２又は第二短辺Ｂ４の長さより長い。本実施例において、第一半導体層３１１上に投影された第三電極３５と第四電極３６の投影は、第一長辺Ｂ１又は第二長辺Ｂ３に沿って配列されている。
本実施例は、少なくとも一個の第一の第一導電性電極３２１を含む。本実施例において、四個の第一の第一導電性電極３２１を第一半導体層３１１の４つの隅部上に形成することができる。第二絶縁層３４２は第二開口３４２２を更に具備することができ、この第二開口３４２２は、第一の第一導電性電極３２１と後に続けて形成する第三電極３５とを電気接続させることに用いられる。二個の第二の第一導電性電極３２２は、第一半導体層３１１上に形成され、かつ第二半導体層３１３に囲まれている。第二絶縁層３４２は第三開口３４２３を更に具備することができ、この第三開口３４２３は、第二の第一導電性電極３２２と後に続けて形成する第三電極３５とを電気接続させることに用いられる。
本実施例において、第一半導体層３１１上に投影される第一の第一導電性電極３２１の投影は所定の形状を有する。この形状は、多辺形、円形、楕円形、半円形又は円弧面を有する形状であることができる。第一半導体層３１１上に投影される第二の第一導電性電極３２２の投影は所定の形状を有し、この形状は、多辺形、円形、楕円形、半円形又は円弧面を有する形状であることができる。第四の第一導電性電極３２４は延伸状に形成され、この形状は、線形、円弧形、線形と円弧形を組合せた形状、又はそれらの一部分を有する形状であることができる。本実施例において、第一半導体層３１１上に投影された前記二個の第二の第一導電性電極３２２の投影の形状は、同一又は相違している。
本実施例において、第三電極３５は２つの延伸部３５１を含み、かつこの２つの延伸部３５１により略凹部Ｒが形成される。第四電極３６はその凹部Ｒ内に位置する。第一の第一導電性電極３２１、第二の第一導電性電極３２２及び第三電極３５は、１つのプロセスで形成することができる。
図４Ｃは、本発明の第五実施例に係る光電部品７００を示す平面図である。本実施例の製造方法、使用する材料及び符号などは、上述した第一実施例のことと同一するので、ここでは再び説明しない。本発明の実施例の電極設計方法は、電極の数量、電極の形状及び電極の位置を選択することにより、辺縁区域に接近する光電部品７００の電流分布を向上させることができる。
本実施例において、光電部品７００の第一半導体層３１１は少なくとも４つの辺縁を含み、隣接する２つの辺縁は１つの隅部を形成し、かつ辺縁を乗り越える導電構造は存在しない。本実施例は、第一半導体層３１１の４つの隅部上にそれぞれ形成される四個の第一の第一導電性電極３２１を含む。第二絶縁層３４２は第二開口３４２２を具備することができ、この第二開口３４２２は、第一の第一導電性電極３２１と後に続けて形成する第三電極３５とを電気接続させることに用いられる。第一半導体層３１１上に形成されている複数個の第二の第一導電性電極３２２は、第二半導体層３１３に囲まれている。第二絶縁層３４２は第四開口３４２４を具備し、この第四開口３４２４は、第二の第一導電性電極３２２と後に続けて形成する第三電極３５とを電気接続させることに用いられる。光電部品７００の辺縁付近に露出されている第一半導体層３１１上には、複数個の第三の第一導電性電極３２３が形成されている。すなわち、第三の第一導電性電極３２３は第二半導体層３１３に囲まれず、第一半導体層３１１のいずれか１つの辺縁は一個又は複数個の第三の第一導電性電極３２３を含むことができる。第二絶縁層３４２は第三開口３４２３を更に具備することができ、この第三開口３４２３は、第二の第一導電性電極３２２と後に続けて形成する第三電極３５とを電気接続させることに用いられる。
本実施例において、第一半導体層３１１上に投影される第一の第一導電性電極３２１の投影は所定の形状を有する。この形状は、多辺形、円形、楕円形、半円形又は円弧面を有する形状であることができる。第一半導体層３１１上に投影される第二の第一導電性電極３２２の投影は所定の形状を有し、この形状は、多辺形、円形、楕円形、半円形又は円弧面を有する形状であることができる。本実施例において、第二の第一導電性電極３２２は延伸状に形成され、かつこの延伸方向は延伸部３５１の延伸方向に平行する。第二の第一導電性電極３２２の形状は、線形、円弧形、線形と円弧形を組合せた形状、又はそれらの一部分を有する形状であることができる。本実施例において、第一半導体層３１１上に投影された前記複数個の第二の第一導電性電極３２２の投影の形状は、同一又は相違している。第一半導体層３１１上に投影された第三の第一導電性電極３２３の投影は所定の形状を有し、この形状は、多辺形、円形、楕円形、半円形又は円弧面を有する形状であることができる。
本実施例において、第三電極３５は３つの延伸部３５１を含み、かつこの３つの延伸部３５１により２つの略凹部Ｒが形成される。２個の第四電極３６をその凹部Ｒ内に形成することができる。本実施例において、少なくとも１個の第二の第一導電性電極３２２はその凹部Ｒ内に形成することができる。
本実施例において、第一半導体層３１１上に投影された前記第一の第一導電性電極３２１、第二の第一導電性電極３２２、第三の第一導電性電極３２３及び第三電極３５の投影の形状は、同一又は相違することができる。かつ第一の第一導電性電極３２１、第二の第一導電性電極３２２、第三の第一導電性電極３２３及び第三電極３５は、１つのプロセスで形成することができる。
図４Ｄは、本発明の第六実施例に係る光電部品７００`を示す平面図である。本実施例は、第五実施例の変形例であり、その製造方法、使用する材料及び符号などは、上述した第五実施例のことと同一するので、ここでは再び説明しない。
本実施例において、光電部品７００`の第二絶縁層３４２は、複数の第一開口３４２１`を具備し、これらの第一開口は、第二導電性電極３３と後に続けて形成する第四電極３６とを電気接続させることに用いられる。本実施例において、第二絶縁層３４２が複数の第一開口３４２１`を具備することにより、第三電極３５と第四電極３６の高さの差を低減し、かつ後に続けて形成する載置板又は回路部品とによって形成されるフリップチップ構造の断線確率を低減することにより、製品の良品率を向上させることができる。
図５Ａ～図５Ｃは発光モジュールを示す図であり、図５Ａは発光モジュールの外部を示す斜視図である。この発光モジュール８００は、載置体５０２と、光電部品（図示せず）と、複数個のレンズ５０４、５０６、５０８及び５１０と、二個の電力供給端末５１２及び５１４とを含む。その発光モジュール８００は、後述する発光ユニット５４０に連結される。
図５Ｂ～図５Ｃは、発光モジュール８００の断面を示す図であり、図５Ｃは、図５ＢのＥ区域を示す拡大図である。載置体５０２は上載置体５０３と下載置体５０１を含み、下載置体５０１の一表面は上載置体５０３に接触する。レンズ５０４及び５０８は上載置体５０３に形成される。上載置体５０３には、少なくとも一つの孔５１５が形成されており、本発明の実施例の光電部品３００又はほかの実施例の光電部品（図示せず）は、下載置体５０１と接触するように該孔５１５に設けられ、かつ接着剤５２１に覆われる。接着剤５２１上にはレンズ５０８が設けられ、接着剤５２１の材料はシリコン樹脂、エポキシ樹脂又はほかの材料である。この実施例において、孔５１５の両側の側壁に反射層５１９を形成することにより、光取り出し効率を増加させ、かつ下載置体５０１の下表面に金属層５１７を形成することにより、放熱効果を向上させることができる。
図６Ａ～図６Ｂは、光線生成装置９００を示す図である。この光線生成装置９００は、発光モジュールと８００と、発光ユニット５４０と、発光モジュールと８００に所定の電流を提供する電源供給システム（図示せず）と、電源供給システム（図示せず）を制御する制御部品（図示せず）とを含む。光線生成装置９００は、照明装置であることができる。例えば、街路燈、車燈又は室内照明装置であるか、或いは交通信号標識又は平面表示装置のバックライトモジュールのバックライトである。
図７は電球を示す図である。電球１０００は、カバー９２１と、レンズ９２２と、照明モジュール９２４と、フレーム９２５と、放熱器９２６と、挿入部９２７と、金口９２８とを含む。該照明モジュール９２４は、載置体９２３と、載置体９２３上に載置される本発明の実施例の少なくとも一個の光電部品３００又はほかの実施例の光電部品（図示せず）とを含む。
具体的に、基板３０は成長（例えば、エピタキシャルの成長）及び／又は載置の基礎になる。基板の種類として、導電基板、不導電基板、透明基板又は不透明基板を選択することができる。導電基板の材料は、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、炭化ケイ素（ＳiＣ）、ケイ素（Ｓi）、アルミン酸リチウム（ＬiＡｌＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、金属であることができる。透明基板の材料は、サファイア（Sapphire）、アルミン酸リチウム（ＬiＡｌＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、ガラス、ダイヤモンド、ＣＶＤダイヤモンド、ダイヤモンド状カーボン（Diamond－Like Carbon、ＤＬＣ）、スピネル（spinel、ＭｇＡｌ２Ｏ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ケイ素（ＳiＯｘ）、リチウムガレート（ＬiＧａＯ２）であることができる。
エピタキシャル積層３１は、第一半導体層３１１と、活性層３１２と、第二半導体層３１３とを含む。第一半導体層３１１と第二半導体層３１３は、例えばクラッド層（cladding layer）又は制限層（confinement layer）になり、かつ単層構造又は多層構造に形成されることができる。前記第一半導体層３１１と第二半導体層３１３の種類、極性又は不純物は相違している。半導体層の種類として、ｐ型、ｎ型、i型のうちいずれか２種の組合せを選択することができる。半導体層は電子と正孔（Electron hole）をそれぞれ提供し、この電子と正孔が活性層３１２で反応して発光するようにする。第一半導体層３１１、活性層３１２及び第二半導体層３１３の材料は、III－Ｖ族半導体材料を含むことができる。例えば、ＡｌｘＩｎｙＧａ（１－ｘ－ｙ）Ｎ又はＡｌｘＩｎｙＧａ（１－ｘ－ｙ）Ｐを含むことができ、この化学式において、０≦ｘ、ｙ≦１、（ｘ＋ｙ）≦１である。活性層３１２の材料によってエピタキシャル積層は、波長の範囲が６１０ｎｍ～６５０ｎｍの間にある赤光、波長の範囲が５３０ｎｍ～５７０ｎｍの間にある緑光、波長の範囲が４５０ｎｍ～４９０ｎｍの間にある青光、又は波長が４００ｎｍより小さい赤外線を発することができる。
本発明の他の実施例において、光電部品３００、４００、５００、６００、７００、７００`は、エピタキシャル部品又は発光ダイオードであり、この発光光線の周波数スペクトルは、エピタキシャル積層において単層又は多層のような物理的要素又は化学的要素を変更することにより調節することができる。単層又は多層のエピタキシャル積層の材料は、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、リン（Ｐ）、窒素（Ｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、酸素（Ｏ）で構成された組から選択されることができる。活性層３１２の構造は、例えば、シングルヘテロ構造（single heterostructure、ＳＨ）、ダブルヘテロ構造（double heterostructure、ＤＨ）、両側ダブルヘテロ構造（double－side double heterostructure、ＤＤＨ）、又は多層量子井戸構造（multi－quantun well、ＭＱＷ）である。また、活性層３１２の量子井戸の対数を調節することによっても発光光線の波長を変更することができる。
本発明の実施例において、必要に応じて第一半導体層３１１と基板３０との間に緩衝層（buffer layer、図示せず）を形成することができる。この緩衝層を二種の材料の間の設けることにより、基板３０の材料システムから第一半導体層３１１の材料システムへの過渡を実現することができる。発光ダイオードの構造において、緩衝層は、二種の材料の間の結晶格子が合わないことを低減する材料層になることができる。また、この緩衝層により、二種の材料、又は離れている二個の単層、多層又は構造を貼り合せることができる。緩衝層の材料は、例えば有機材料、無機材料、金属、半導体などから選択されることができる。緩衝層の構造は、反射層、導熱層、導電層、オーミック接触（ohmic contact）層、変形防止層、応力除去（stress release）層、応力調節（stress adjustment）層、ボンディング（bonding）層、波長変更層、機械的固定構造などになることができる。この実施例において、その緩衝層の材料は、窒化アルミニウム又は窒化ガリウムから選択され、かつスパッタリング又は原子層堆積装置（Atomic Layer Deposition、ＡＬＤ）の方法でその緩衝層を形成することができる。
第二半導体層３１３と第二導電性電極３３との間には、接触層（図示せず）を更に形成することができる。具体的に、この接触層は、光学層、電気層、又はそれらの組合せであることができる。光学層は、活性層から来るか或いは活性層に入射される電磁波又は光線を変更することができる。この「変更」とは、電磁波又は光線の少なくとも一種の光学特性を変更することをいう。この光学特性は、周波数、波長、強度、通量、効率、色温度、演色性（rendering index）、ライトフィールド（light field）、画角（angle of view）などを含むが、これらに限定されるものではない。電気層は、接触層のいずれか一組とその対向側との間の電圧、抵抗、電流、電気容量のうち少なくとも１つの数値、密度、分布が変化するようにするか或いは変化の趨勢が出るようにする。接触層の構成材料は、酸化物、導電酸化物、透明酸化物、５０％以上の透明率を有する酸化物、金属、透光金属、５０％又はその以上の透過率を有する金属、有機物、無機物、蛍光物、リン光物、セラミックス、半導体、不純物を含有する半導体、不純物を含有しない半導体のうちの少なくとも一種を含むことができる。ある応用おいて、接触層の材料は、酸化インジウムスズ、酸化スズカドミウム、酸化スズアンチモン、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛アルミニウム、酸化亜鉛スズのうちの少なくとも一種であることができる。透光型金属を採用する場合、その厚さが０．００５～０．６μｍであることが好ましい。
以上、これらの発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、７００`
光電部品
１０ 透明基板
１２ 半導体積層
１４ 電極
３０ 基板
３１ エピタキシャル積層
３１１ 第一半導体層
３１１１ 第一表面
３１１２ 第二表面
３１２ 活性層
３１３ 第二半導体層
Ｓ 溝渠
３４１ 第一絶縁層
３４２ 第二絶縁層
３４２１、３４２１` 第一開口
３４２２ 第二開口
３４２３ 第三開口
３４２４ 第四開口
３４２５ 第五開口
３２１ 第一の第一導電性電極
３２２ 第二の第一導電性電極
３２３ 第三の第一導電性電極
３２４ 第四の第一導電性電極
３３ 第二導電性電極
３５ 第三電極
Ｂ１ 第一長辺
Ｂ３ 第二長辺
Ｂ２ 第一短辺
Ｂ４ 第二短辺
３５１ 延伸部
Ｒ 凹部
３６ 第四電極
８００ 発光モジュール
５０１ 下載置体
５０２ 載置体
５０３ 上載置体
５０４、５０６、５０８、５１０ レンズ
５１２、５１４ 電力供給端末
５１５ 孔
５１７ 金属層
５１９ 反射層
５２１ 接着剤
５４０ 発光ユニット
９００ 光線生成装置
１０００ 電球
９２１ カバー
９２２ レンズ
９２３ 載置体
９２４ 照明モジュール
９２５ フレーム
９２６ 放熱器
９２７ 挿入部
９２８ 金口
Ａ、Ｂ、Ｃ 方向
Ｄ１ 最小距離
Ｈ１、Ｈ２ 高さ
光電部品
１０ 透明基板
１２ 半導体積層
１４ 電極
３０ 基板
３１ エピタキシャル積層
３１１ 第一半導体層
３１１１ 第一表面
３１１２ 第二表面
３１２ 活性層
３１３ 第二半導体層
Ｓ 溝渠
３４１ 第一絶縁層
３４２ 第二絶縁層
３４２１、３４２１` 第一開口
３４２２ 第二開口
３４２３ 第三開口
３４２４ 第四開口
３４２５ 第五開口
３２１ 第一の第一導電性電極
３２２ 第二の第一導電性電極
３２３ 第三の第一導電性電極
３２４ 第四の第一導電性電極
３３ 第二導電性電極
３５ 第三電極
Ｂ１ 第一長辺
Ｂ３ 第二長辺
Ｂ２ 第一短辺
Ｂ４ 第二短辺
３５１ 延伸部
Ｒ 凹部
３６ 第四電極
８００ 発光モジュール
５０１ 下載置体
５０２ 載置体
５０３ 上載置体
５０４、５０６、５０８、５１０ レンズ
５１２、５１４ 電力供給端末
５１５ 孔
５１７ 金属層
５１９ 反射層
５２１ 接着剤
５４０ 発光ユニット
９００ 光線生成装置
１０００ 電球
９２１ カバー
９２２ レンズ
９２３ 載置体
９２４ 照明モジュール
９２５ フレーム
９２６ 放熱器
９２７ 挿入部
９２８ 金口
Ａ、Ｂ、Ｃ 方向
Ｄ１ 最小距離
Ｈ１、Ｈ２ 高さ
Claims (10)
- 光電部品であって、
第一領域及び前記第一領域に繋がった第二領域を有する第一半導体層、前記第一領域上に形成された活性層、及び前記活性層上に形成された第二半導体層を含み、かつ、前記第二半導体層と前記活性層が前記第二領域上に形成されていないエピタキシャル積層と、
前記第二半導体層上に形成された第二導電性電極と、
前記第二領域上のみに形成され、かつ、前記第二半導体層に囲まれていない第一導電性電極と、
前記第一導電性電極によって前記第一半導体層に接続される第三電極とを含む、光電部品。 - 光電部品であって、
第一領域及び前記第一領域に繋がった第二領域を有する第一半導体層、前記第一領域上に形成された活性層、及び前記活性層上に形成された第二半導体層を含み、かつ、前記第二半導体層と前記活性層が前記第二領域上に形成されていないエピタキシャル積層と、
複数の第一導電性接触点と、
前記複数の第一導電性接触点によって前記第一半導体層に接続される第三電極とを含み、
前記複数の第一導電性接触点は、前記第二領域上に形成され、かつ前記第二半導体層に囲まれている第一グループの第一導電性接触点と、前記第二領域上に形成され、かつ前記第二半導体層に囲まれていない第二グループの第一導電性接触点とを含み、
前記第一グループの第一導電性接触点の一つと前記第二グループの第一導電性接触点の一つとの間の第一距離は、前記第一グループの第一導電性接触点の別の一つと前記第二グループの第一導電性接触点の前記一つとの第二距離より大きい、光電部品。 - 前記第二半導体層に電気的に接続される第四電極をさらに含む、請求項１または２に記載の光電部品。
- 前記第二半導体層と前記第四電極との間に位置する接触層をさらに含み、
前記接触層は酸化物、導電酸化物または透明酸化物を含む、請求項３に記載の光電部品。 - 前記光電部品は、前記第四電極と前記第二半導体層を電気的に接続させるための第一開口、及び前記第三電極と前記第一半導体層を電気的に接続させるための第二開口を有する絶縁層をさらに含み、
前記絶縁層は分布ブラッグ反射器を含む、請求項３に記載の光電部品。 - 上面視において、前記第四電極の投影面積が前記第三電極の投影面積より小さい、請求項３に記載の光電部品。
- 前記第三電極の辺縁と前記第四電極の辺縁との間の最小距離は５０μｍより大きい、請求項３記載の光電部品。
- 前記第一半導体層は二つの長辺と二つの短辺を含み、任意の一つの長辺と一つの短辺が隅部を構成し、
前記第一導電性電極は前記第一半導体層の前記隅部上に形成され、前記第一導電性電極が前記第一半導体層における投影は所定形状を有し、
前記所定形状は多辺形、円形、楕円形または半円形を含む、請求項１に記載の光電部品。 - 前記第一半導体層の前記二つの長辺の一つに近接した別の第一導電性電極をさらに含み、
前記別の第一導電性電極は先端と末端を含み、かつ、前記先端の幅が前記末端の幅より大きく、
前記第一導電性電極と前記別の第一導電性電極は互いに離間し、かつ接触しない、請求項８に記載の光電部品。 - 前記第二半導体層に電気的に接続される第四電極をさらに含み、
前記別の第一導電性電極の前記先端が前記第三電極に覆われ、前記末端が前記第三電極及び前記第四電極に覆われない、請求項９に記載の光電部品。
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