JP3407334B2 - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はリードに銀等の金属メッ
キを施した半導体発光素子に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来は、同一面側に正負一対の素子電極
を有する発光ダイオードとしてＧａＮ系の化合物半導体
を用いたものが知られている。この発光ダイオードの構
造は、銀メッキされたリードフレームの半田付け部に発
光素子の電極に半田バンプで導通接続するものである。
この半導体素子は青色を発光するもので、他の発光ダイ
オードと異なって使用する電圧が高く、通電時の順方向
電圧は約４Ｖである。これは発光ダイオード自身の立ち
上がり電圧がかなり高いためである。 【０００３】このような半導体発光素子で、特開平5-13
816 号公報に示される如く、同一面側の電極対を等しい
面積になるように絶縁膜で覆ったものがある。この目的
は発光側の電極が他の電極に対して面積が広いために電
極間が狭くてショートし易いことを防ぐためであり、か
つ製造工程上、バンプの高さを揃えて半田付け不良を防
ぐために行われている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの半導
体発光素子は、発光素子チップの表面にある電極部分以
外のチップ表面において、特に発光箇所である電極と他
の電極との間の部分にかなり高い電界がかかることにな
る。従ってこの高電界のため、リードフレームの表面に
存在するＡｇメッキのＡｇ原子がいわゆるエレクトロマ
イグレーションを起こし、Ａｇ原子がリード部からチッ
プの電極を経てチップの素子部に至り、ひいては素子の
電極間にＡｇ原子が連なり、電極間のショートを引き起
こすという問題がある。従ってこの発明の目的はリード
フレームの銀原子等の金属原子によるエレクトロマイグ
レーションを防ぐことである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明の構成は、同一面側に正負一対の素子電極が形
成され、前記素子電極の形成された面が、銀メッキを施
したリードフレームに取付けられたＧａＮ系化合物半導
体発光素子において、前記正負一対の素子電極は最上層
の同一平面上に形成されており、前記素子電極側の面で
前記素子電極以外の全表面に前記銀メッキの銀原子の前
記ＧａＮ系化合物半導体発光素子へのエレクトロマイグ
レーションを防止する絶縁膜を有し、当該絶縁膜は前記
素子電極を覆う部分がないことを特徴とする。 【０００６】 【作用】素子電極の間の素子機能部分に誘電体である絶
縁膜が形成されたために素子表面層にかかっていた電界
が弱くなる。また絶縁膜によって素子機能層が直接銀原
子で汚染されることはなくなった。 【０００７】 【発明の効果】素子表面層の電界が弱くなるのでエレク
トロマイグレーションが起きにくくなる。 【０００８】 【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図１は本発明に係る発光ダイオード１０を示し
ている。また図２は発光ダイオードの電極側から見た平
面図である。図１において、発光ダイオード１０はサフ
ァイア基板１を有し、そのサファイア基板１に５０nmの
ＡｌＮバッファ層２が形成され、そのバッファ層２の下
に順に、膜厚２．２μｍのＧａＮからなる高キャリア濃
度ｎ+ 層３と、膜厚１．５μｍのＧａＮからなる低キャ
リア濃度ｎ層４が形成されており、更に低キャリア濃度
ｎ層４の下に膜厚０．１μｍのＧａＮからなるｐ層（ま
たはｉ層）５が形成されている。そしてｐ層（またはｉ
層）５に接続するアルミニウムでできた電極７、高キャ
リア濃度ｎ+ 層３に接続する電極８とが形成されてい
る。そして、ｐ層（またはｉ層）５の電極で覆われてい
ない表面にはＳｉＯ2 からなる絶縁層９が形成されてい
る。 【０００９】この発光ダイオードの製造方法は従来と同
じであるので、説明は省略する。本発明を特徴付ける絶
縁膜９の形成も同様である。 【００１０】発光ダイオード使用時には電極間に約４Ｖ
の電位差があるが、この絶縁膜９が素子表面にあると、
絶縁膜９は誘電体でもあるため、電極間の電界は誘電体
中が弱くなり、絶縁膜９の表面の電界は弱くなる。その
ため従来表面の電界により生じていたエレクトロマイグ
レーションは弱められ、リードフレームに存在する金属
原子も移動しにくくなる。結果として半導体発光素子の
平均寿命を増大させる。絶縁層の材料としてはＳｉＯ2
の他にＡｌ2 Ｏ3 やＳｉ3 Ｎ4 、またはＴｉＮその他有
機物絶縁体の膜などから成る絶縁材でもよい。 【００１１】この構造は特に電極間の電界が大きいＧａ
Ｎ等の青色発光ダイオードに対して有効であるが、通常
の発光ダイオードでも効果は同様であり、長寿命の発光
素子とすることができる。
キを施した半導体発光素子に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来は、同一面側に正負一対の素子電極
を有する発光ダイオードとしてＧａＮ系の化合物半導体
を用いたものが知られている。この発光ダイオードの構
造は、銀メッキされたリードフレームの半田付け部に発
光素子の電極に半田バンプで導通接続するものである。
この半導体素子は青色を発光するもので、他の発光ダイ
オードと異なって使用する電圧が高く、通電時の順方向
電圧は約４Ｖである。これは発光ダイオード自身の立ち
上がり電圧がかなり高いためである。 【０００３】このような半導体発光素子で、特開平5-13
816 号公報に示される如く、同一面側の電極対を等しい
面積になるように絶縁膜で覆ったものがある。この目的
は発光側の電極が他の電極に対して面積が広いために電
極間が狭くてショートし易いことを防ぐためであり、か
つ製造工程上、バンプの高さを揃えて半田付け不良を防
ぐために行われている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの半導
体発光素子は、発光素子チップの表面にある電極部分以
外のチップ表面において、特に発光箇所である電極と他
の電極との間の部分にかなり高い電界がかかることにな
る。従ってこの高電界のため、リードフレームの表面に
存在するＡｇメッキのＡｇ原子がいわゆるエレクトロマ
イグレーションを起こし、Ａｇ原子がリード部からチッ
プの電極を経てチップの素子部に至り、ひいては素子の
電極間にＡｇ原子が連なり、電極間のショートを引き起
こすという問題がある。従ってこの発明の目的はリード
フレームの銀原子等の金属原子によるエレクトロマイグ
レーションを防ぐことである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明の構成は、同一面側に正負一対の素子電極が形
成され、前記素子電極の形成された面が、銀メッキを施
したリードフレームに取付けられたＧａＮ系化合物半導
体発光素子において、前記正負一対の素子電極は最上層
の同一平面上に形成されており、前記素子電極側の面で
前記素子電極以外の全表面に前記銀メッキの銀原子の前
記ＧａＮ系化合物半導体発光素子へのエレクトロマイグ
レーションを防止する絶縁膜を有し、当該絶縁膜は前記
素子電極を覆う部分がないことを特徴とする。 【０００６】 【作用】素子電極の間の素子機能部分に誘電体である絶
縁膜が形成されたために素子表面層にかかっていた電界
が弱くなる。また絶縁膜によって素子機能層が直接銀原
子で汚染されることはなくなった。 【０００７】 【発明の効果】素子表面層の電界が弱くなるのでエレク
トロマイグレーションが起きにくくなる。 【０００８】 【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図１は本発明に係る発光ダイオード１０を示し
ている。また図２は発光ダイオードの電極側から見た平
面図である。図１において、発光ダイオード１０はサフ
ァイア基板１を有し、そのサファイア基板１に５０nmの
ＡｌＮバッファ層２が形成され、そのバッファ層２の下
に順に、膜厚２．２μｍのＧａＮからなる高キャリア濃
度ｎ+ 層３と、膜厚１．５μｍのＧａＮからなる低キャ
リア濃度ｎ層４が形成されており、更に低キャリア濃度
ｎ層４の下に膜厚０．１μｍのＧａＮからなるｐ層（ま
たはｉ層）５が形成されている。そしてｐ層（またはｉ
層）５に接続するアルミニウムでできた電極７、高キャ
リア濃度ｎ+ 層３に接続する電極８とが形成されてい
る。そして、ｐ層（またはｉ層）５の電極で覆われてい
ない表面にはＳｉＯ2 からなる絶縁層９が形成されてい
る。 【０００９】この発光ダイオードの製造方法は従来と同
じであるので、説明は省略する。本発明を特徴付ける絶
縁膜９の形成も同様である。 【００１０】発光ダイオード使用時には電極間に約４Ｖ
の電位差があるが、この絶縁膜９が素子表面にあると、
絶縁膜９は誘電体でもあるため、電極間の電界は誘電体
中が弱くなり、絶縁膜９の表面の電界は弱くなる。その
ため従来表面の電界により生じていたエレクトロマイグ
レーションは弱められ、リードフレームに存在する金属
原子も移動しにくくなる。結果として半導体発光素子の
平均寿命を増大させる。絶縁層の材料としてはＳｉＯ2
の他にＡｌ2 Ｏ3 やＳｉ3 Ｎ4 、またはＴｉＮその他有
機物絶縁体の膜などから成る絶縁材でもよい。 【００１１】この構造は特に電極間の電界が大きいＧａ
Ｎ等の青色発光ダイオードに対して有効であるが、通常
の発光ダイオードでも効果は同様であり、長寿命の発光
素子とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発光ダイオードの縦断面図。
【図２】発光ダイオードの電極側から見た平面図。
【符号の説明】
１ サファイア基板
２ ＡｌＮバッファ層
３ ＧａＮからなる高キャリア濃度ｎ+ 層
４ ＧａＮからなる低キャリア濃度ｎ層
５ ＧａＮからなるｐ層（またはｉ層）
７ 、８ アルミニウム電極
９ ＳｉＯ2 からなる絶縁層
１０ 発光ダイオード
１７、１８ バンプ（接続用ハンダ）
２０ リードフレーム
２１、２２ 銀メッキされたリード部材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−16278（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−70585（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−293672（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−15483（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−13816（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】同一面側に正負一対の素子電極が形成さ
れ、前記素子電極の形成された面が、銀メッキを施した
リードフレームに取付けられたＧａＮ系化合物半導体発
光素子において、前記正負一対の素子電極は最上層の同一平面上に形成さ
れており、 前記素子電極側の面で前記素子電極以外の全表面に前記
銀メッキの銀原子の前記ＧａＮ系化合物半導体発光素子
へのエレクトロマイグレーションを防止する絶縁膜を有
し、 当該絶縁膜は前記素子電極を覆う部分がないことを特徴
とするＧａＮ系化合物半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12503393A JP3407334B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12503393A JP3407334B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 半導体発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06314825A JPH06314825A (ja) | 1994-11-08 |
| JP3407334B2 true JP3407334B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=14900188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12503393A Expired - Lifetime JP3407334B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3407334B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100999725B1 (ko) | 2010-03-08 | 2010-12-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지 |
| US8772806B2 (en) | 2010-03-08 | 2014-07-08 | Lg Innotek Co., Ltd. | Light emitting device |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6996150B1 (en) | 1994-09-14 | 2006-02-07 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor |
| JP3333356B2 (ja) * | 1995-07-12 | 2002-10-15 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
| TW365071B (en) * | 1996-09-09 | 1999-07-21 | Toshiba Corp | Semiconductor light emitting diode and method for manufacturing the same |
| EP0921577A4 (en) * | 1997-01-31 | 2007-10-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, SEMICONDUCTOR ELECTROLUMINESCENT DEVICE, AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME |
| KR100407773B1 (ko) * | 2001-01-05 | 2003-12-01 | 럭스피아 주식회사 | ＧａＮ 발광 소자 및 그 패키지 |
| JP2003046137A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光装置 |
| DE102005015132A1 (de) * | 2005-03-31 | 2006-10-05 | Rwe Space Solar Power Gmbh | Solarzelle |
| KR101021005B1 (ko) * | 2010-03-10 | 2011-03-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지 |
-
1993
- 1993-04-28 JP JP12503393A patent/JP3407334B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100999725B1 (ko) | 2010-03-08 | 2010-12-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지 |
| US8772806B2 (en) | 2010-03-08 | 2014-07-08 | Lg Innotek Co., Ltd. | Light emitting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06314825A (ja) | 1994-11-08 |
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