JP4677653B2 - 光半導体素子 - Google Patents
光半導体素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4677653B2 JP4677653B2 JP2000109527A JP2000109527A JP4677653B2 JP 4677653 B2 JP4677653 B2 JP 4677653B2 JP 2000109527 A JP2000109527 A JP 2000109527A JP 2000109527 A JP2000109527 A JP 2000109527A JP 4677653 B2 JP4677653 B2 JP 4677653B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical semiconductor
- reflecting surface
- light emitting
- emitting diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 40
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 32
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 5
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 12
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 12
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 8
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229920006020 amorphous polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000002932 luster Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229920006305 unsaturated polyester Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/58—Optical field-shaping elements
- H01L33/60—Reflective elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16245—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光半導体素子、特に発生した光を放射する発光素子及び入射した光を受光して電気に変換する受光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の発光素子や受光素子などの光半導体素子は、光の取り出し効率又は受光効率を向上させるために、例えば、特開平１０−３０８５３５号公報に示されているように、側面を反射面としたすりばち状の凹部をパッケージに形成してその凹部にダイ（光半導体チップ）搭載するように構成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このすりばち状の凹部を形成するには、パッケージ部材にエンドミル等によりザグリ加工をしたり、パッケージ成形時に型に凹部に対応した凸部を形成して成形する等の加工を必要とし、凹部のない平板状のパッケージを作製する場合に比較して非常に手間がかかるという問題点があった。
このために、光の取り出し効率又は受光効率の高い光半導体素子は、安価に製造することができないという問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明は光の取り出し効率又は受光効率が高く、かつ安価に製造することができる光半導体素子を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、本発明に係る光半導体素子は、光を放射又は吸収する活性層と同一面側に形成されたｐ側及びｎ側電極とを有する光半導体チップが、基材に形成された正負の電極上又は１対のリードフレームからなる正負の電極上にそれぞれ導電性の接合部材を用いてフリップチップボンディングされてなる光半導体素子であって、上記基材は凹部のない平板状であり、上記接合部材はそれぞれ上記光半導体チップの外側に該光半導体チップの側面と鋭角をなす光反射面を有するように形成されていることを特徴とする。
このように構成された本発明に係る光半導体素子は、上記光反射面により光を反射させて上方に出射又は活性層に入射させることができ、出射又は受光効率を向上させることができる。
【０００７】
本発明に係る光半導体素子において、より効果的に取り出し又は受光効率を高くするために、上記光反射面は上記活性層より高い位置まで形成されていることが好ましい。
【０００８】
また、本発明に係る光半導体素子において、より効果的に取り出し又は受光効率を高くするために、上記光反射面は上記光半導体チップの周囲を囲むように形成されていることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る光半導体素子において、上記接合部材は、はんだ又は錫合金からなることが好ましく、このようにすると、上記接合部材を所定の形状に成形するだけで、表面をコーティングすることなく光反射面を形成できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態について説明する。
実施の形態１．
本発明に係る実施の形態１の光半導体素子は、図１（ａ）に示すように、絶縁物構造体３１に正の電極３２と負の電極３３とが形成されてなる基材３上に、発光ダイオードチップ１が設けられて透光性樹脂４でモールドされた発光素子である。
本実施の形態１の発光素子において、図１（ａ）（ｂ）に示すように、発光ダイオードチップ１は同一面側にｐ側電極１１とｎ側電極１２とが形成され、ｐ側電極１１とｎ側電極１２とがそれぞれ正の電極３２と負の電極３３に対向するように導電性の接合部材２で接合されている。
【００１１】
ここで、特に本実施の形態１では、接合部材２において、発光ダイオードチップ１の外側を実質的に囲むように該発光ダイオードチップ１の側面と鋭角をなす光反射面２１を形成したことを特徴とし、この光反射面２１によって発光ダイオードチップ１の側面から漏れ出した光を上方に反射して光の上方への取り出し効率を向上させている。
尚、図１（ａ）（ｂ）において、２２の符号は接合部材２の稜線を示し、本実施の形態１ではその稜線２２がいずれの場所においても、発光ダイオードチップ１の発光層より高い位置に形成されるように接合部材２を構成している。
また、接合部材２の反射面は、図１（ｂ）に示すように発光ダイオードチップ１の周囲を囲むように形成することが好ましく、これにより効果的に光の取り出し効率を向上させることができる。
【００１２】
詳細に説明すると、本実施の形態１において発光ダイオードチップ１は、図４に示すように、例えばサファイアからなる透光性基板１６上にｎ型窒化ガリウム系半導体層１５、例えばアンドープの窒化ガリウム系半導体からなる発光層（活性層）１４、ｐ型窒化ガリウム系半導体層１３が順に積層され、そのｐ型窒化ガリウム系半導体層１３の上にｐ側電極１１が形成され、ｐ型窒化ガリウム系半導体層１３及び発光層１４の一部が除去されて露出されたｎ型窒化ガリウム系半導体層１５上にｎ側電極１２が形成されてなる。
【００１３】
そして、発光ダイオードチップ１は、そのｎ側電極１２が負の電極３３に接合部材２で接合され、ｐ側電極１１が正の電極３２に接合部材２で接合されて基材３上に固定され、さらに凸レンズ形状に成形された透光性樹脂４によって封止されている。
【００１４】
次に、本実施の形態１の所定の形状を有する接合部材２の形成方法について説明する。
本接合部材の形成方法ではまず、図２に示すように、基材３の正負の電極３２，３３上に接合部材２を所定量塗布し、所望の接合部材２の形状に対応した形状のヒートツール３４を用いて押圧加熱して、そのヒートツール３４の外形に沿った形状に接合材２を成形する。
その後、図３に示すように、発光ダイオードチップ１を吸着したヒートツール３５を用いて、所望の形状に成形した接合部材２の所定の位置に発光ダイオードチップ１を載置した押圧加熱し、発光ダイオードチップ１のｐ側電極１１、ｎ側電極１２と正負の電極３２，３３の間に位置する接合材のみを溶融させて接合する。
このようにすると、発光ダイオードチップ１の外側に位置する光反射面２１の形状を所望の形状に保ったまま、発光ダイオードチップ１のｎ側電極とｐ側電極を正負の電極３２，３３と接合することができる。
【００１５】
以上のように構成された実施の形態１の発光素子は、接合部材２を発光ダイオードチップ１のｐ側電極１１及びｎ側電極１２と基材３の電極３２，３３とを接合するとともに、その光反射面２１により発光ダイオードチップ１の側面から漏れ出した光を上方に反射させるように形成しているので、発光ダイオードチップ１により発光した光の上方への取り出し効率を高くすることができる。
また、実施の形態１の発光素子では、基材３に反射面を形成するための凹部を形成する必要がないので、凹部を有するパッケージを作製する場合に比較して基材３を安価に製造することができ、発光素子を安価にできる。
すなわち、本実施の形態１の発光素子によれば、光の取り出し効率の高い発光素子を安価に製造することができる。
【００１６】
本実施の形態１において、接合部材２としてははんだ、錫、又は錫合金等の表面が金属光沢を有する軟ロウを用いることが好ましく、このように金属光沢を有する軟ロウを用いると、接合部表面をなんらコーティング処理を施すことなく、比較的大きな反射率が得られる。
また、本発明では、光に対して比較的高い反射率を有する金属粒子を含む導電性接着材を接合部材２として用いることもできる。
さらに、本発明では、比較的光に対する反射率が低い導電性の材料を用い、所望の形状に成形した後、反射コーティングをするようにしても良い。
尚、本発明において光反射面２１は、発光ダイオードチップ１が発光する光に対する光反射率が５０％以上となるようにすることが好ましい。
【００１７】
本実施の形態１において、絶縁物構造体３１としてガラスエポキシ積層基板、液晶ポリマー、ＰＢＴ樹脂、セラミックス等を用いることができる。
また、電極３２，３３として、銅、りん青銅、鉄、ニッケル等が固着された電極又は電極膜等を使用することができる。
さらに、透光性樹脂４としては、例えば、シリコーン、エポキシ、不飽和ポリエステル、ポリイミド、非晶質ポリアミド等の樹脂を用いることができる。
【００１８】
実施の形態２．
本発明に係る実施の形態２の光半導体素子は、１対の正負の電極リード３２ａ，３３ｂ上に、発光ダイオードチップ１が設けられて透光性樹脂４ａでモールドされて構成された発光素子である。
すなわち、実施の形態２の発光素子は、図５に示すように、発光ダイオードチップ１のｐ側電極１１及びｎ側電極１２をそれぞれ正負の電極リード３２ａ，３３ｂに接合部材２ａを介して接合して、透光性樹脂４ａによりモールドしたいわゆるリードタイプの発光ダイオード（発光素子）である。
本実施の形態２の発光素子も、実施の形態１と同様に、発光ダイオードチップ１の外側に該発光ダイオードチップ１の側面と鋭角をなす光反射面２１ａが形成されるように構成し、この光反射面２１ａによって発光ダイオードチップ１の側面から漏れ出した光を上方に反射して光の上方への取り出し効率を向上させたものである。
尚、接合部材２ａの光反射面２１ａは、実施の形態１と同様に形成することができる。
【００１９】
以上のように構成された実施の形態２の発光素子は、接合部材２ａを発光ダイオードチップ１のｐ側電極１１及びｎ側電極１２と電極リード３２ａ，３３ｂとを接合するとともに、その光反射面２１ａにより漏れ出した光を上方に反射させるように形成しているので、発光ダイオードチップ１で発光した光の上方への取り出し効率を高くすることができる。
従って、実施の形態２の発光素子では、光を上方に反射させるためのカップ等を別に設ける必要がないので、電極リードの上にカップが形成された発光素子を作製する場合に比較して安価に製造することができる。
すなわち、本実施の形態２の発光素子によれば、光の取り出し効率の高い発光素子を安価に製造することができる。
【００２０】
尚、実施の形態２において、電極リードとして、銅、りん青銅、鉄、ニッケル等を用いて構成することができる。
また、接合部材２ａ、透光性樹脂４ａ等は実施の形態１と同様の材料を用いて構成することができる。
【００２１】
変形例．
実施の形態１において、所望の形状の接合部材の形成方法の一例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、以下のような種々の方法を用いることができる。
簡易的には、例えば、はんだや錫等を用いる場合、接合部材を予め成形することなく、所定量の接合部材を溶融させた状態で、図３に示すように、発光ダイオードチップ１を吸着したヒートツール３５を用いて、溶融させた接合部材２の所定の位置に発光ダイオードチップ１を載置して接合部材がチップ１の側面の外側にはみ出すように押圧し、その状態を保持したまま、冷却して接合する。
このようにすると、発光ダイオードチップの側面は軟ロウに対して濡れ性を有していないためにはじかれて側面の外側に傾斜した表面である光反射面２１が形成される。
【００２２】
またさらに、基材３上で成形することなく、所望の形状に成形されたプリフォームを用いるようにしてもよい。
以上のようにしても、実施の形態１と同様に所望の光反射面２１を有する接合部材を構成することができる。
【００２３】
また、接合部材として、銀又は金等の金属粒子を樹脂に含んで成る導電性接着材を用いる場合、基材側に導電性接着剤を塗布した後、硬化させる前に所望の形状に成形して、その後発光ダイオードチップ１を実装して硬化させるようにしても良い。
この場合、樹脂が半硬化状態、すなわちＢステージ状態のときに所望の形状に成形することが好ましい。
以上のように本発明では、選択される接合部材の材料に応じて種々の方法により、光反射面を形成することができる。
【００２４】
また、本発明に係る実施の形態１及び２では、光半導体チップとして発光ダイオードチップを用いた発光素子について説明したが、本発明はこれに限らず、フォトダイオード等の光電変換素子チップを光半導体チップとして用いた受光素子に適用することもできる。
この場合、実施の形態１及び２で説明した方法を用いて受光層である活性層を実質的に取り囲むように接合部材に光反射面を形成するようにすれば良い。
このように構成された受光素子は、受光効率を高くでき、かつ安価に製造できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る第１又は第２の光半導体素子は、上記接合部材を上記光半導体チップの外側に該光半導体チップの側面と鋭角をなす光反射面を有するように形成しているので、その光反射面により光を反射させて上方に出射又は活性層に入射させることができ、出射又は受光効率を向上させることができる。
また、本発明に係る光半導体素子は、上記接合部材で光反射面を形成しているので、別体で光反射面を形成する必要がなく、安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施の形態１の発光素子の構成を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図２】 本発明に係る実施の形態１の発光素子における接合部材２の成形方法を示す断面図である。
【図３】 本発明に係る実施の形態１の発光素子における発光ダイオードチップの接合工程を示す断面図である。
【図４】 本発明に係る実施の形態１の発光素子において、発光ダイオードチップの部分を拡大して示す断面図である。
【図５】 本発明に係る実施の形態２の発光素子の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１…発光ダイオードチップ、２…接合部材、３…基材、４，４ａ…透光性樹脂、１１…ｐ側電極、１２…ｎ側電極、１３…ｐ型窒化ガリウム系半導体層、１４…発光層（活性層）、１５…ｎ型窒化ガリウム系半導体層、１６…透光性基板、２１，２１ａ…光反射面、３１…絶縁物構造体、３２…正の電極、３２ａ，３３ｂ…電極リード、３３…負の電極。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光半導体素子、特に発生した光を放射する発光素子及び入射した光を受光して電気に変換する受光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の発光素子や受光素子などの光半導体素子は、光の取り出し効率又は受光効率を向上させるために、例えば、特開平１０−３０８５３５号公報に示されているように、側面を反射面としたすりばち状の凹部をパッケージに形成してその凹部にダイ（光半導体チップ）搭載するように構成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このすりばち状の凹部を形成するには、パッケージ部材にエンドミル等によりザグリ加工をしたり、パッケージ成形時に型に凹部に対応した凸部を形成して成形する等の加工を必要とし、凹部のない平板状のパッケージを作製する場合に比較して非常に手間がかかるという問題点があった。
このために、光の取り出し効率又は受光効率の高い光半導体素子は、安価に製造することができないという問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明は光の取り出し効率又は受光効率が高く、かつ安価に製造することができる光半導体素子を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、本発明に係る光半導体素子は、光を放射又は吸収する活性層と同一面側に形成されたｐ側及びｎ側電極とを有する光半導体チップが、基材に形成された正負の電極上又は１対のリードフレームからなる正負の電極上にそれぞれ導電性の接合部材を用いてフリップチップボンディングされてなる光半導体素子であって、上記基材は凹部のない平板状であり、上記接合部材はそれぞれ上記光半導体チップの外側に該光半導体チップの側面と鋭角をなす光反射面を有するように形成されていることを特徴とする。
このように構成された本発明に係る光半導体素子は、上記光反射面により光を反射させて上方に出射又は活性層に入射させることができ、出射又は受光効率を向上させることができる。
【０００７】
本発明に係る光半導体素子において、より効果的に取り出し又は受光効率を高くするために、上記光反射面は上記活性層より高い位置まで形成されていることが好ましい。
【０００８】
また、本発明に係る光半導体素子において、より効果的に取り出し又は受光効率を高くするために、上記光反射面は上記光半導体チップの周囲を囲むように形成されていることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る光半導体素子において、上記接合部材は、はんだ又は錫合金からなることが好ましく、このようにすると、上記接合部材を所定の形状に成形するだけで、表面をコーティングすることなく光反射面を形成できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態について説明する。
実施の形態１．
本発明に係る実施の形態１の光半導体素子は、図１（ａ）に示すように、絶縁物構造体３１に正の電極３２と負の電極３３とが形成されてなる基材３上に、発光ダイオードチップ１が設けられて透光性樹脂４でモールドされた発光素子である。
本実施の形態１の発光素子において、図１（ａ）（ｂ）に示すように、発光ダイオードチップ１は同一面側にｐ側電極１１とｎ側電極１２とが形成され、ｐ側電極１１とｎ側電極１２とがそれぞれ正の電極３２と負の電極３３に対向するように導電性の接合部材２で接合されている。
【００１１】
ここで、特に本実施の形態１では、接合部材２において、発光ダイオードチップ１の外側を実質的に囲むように該発光ダイオードチップ１の側面と鋭角をなす光反射面２１を形成したことを特徴とし、この光反射面２１によって発光ダイオードチップ１の側面から漏れ出した光を上方に反射して光の上方への取り出し効率を向上させている。
尚、図１（ａ）（ｂ）において、２２の符号は接合部材２の稜線を示し、本実施の形態１ではその稜線２２がいずれの場所においても、発光ダイオードチップ１の発光層より高い位置に形成されるように接合部材２を構成している。
また、接合部材２の反射面は、図１（ｂ）に示すように発光ダイオードチップ１の周囲を囲むように形成することが好ましく、これにより効果的に光の取り出し効率を向上させることができる。
【００１２】
詳細に説明すると、本実施の形態１において発光ダイオードチップ１は、図４に示すように、例えばサファイアからなる透光性基板１６上にｎ型窒化ガリウム系半導体層１５、例えばアンドープの窒化ガリウム系半導体からなる発光層（活性層）１４、ｐ型窒化ガリウム系半導体層１３が順に積層され、そのｐ型窒化ガリウム系半導体層１３の上にｐ側電極１１が形成され、ｐ型窒化ガリウム系半導体層１３及び発光層１４の一部が除去されて露出されたｎ型窒化ガリウム系半導体層１５上にｎ側電極１２が形成されてなる。
【００１３】
そして、発光ダイオードチップ１は、そのｎ側電極１２が負の電極３３に接合部材２で接合され、ｐ側電極１１が正の電極３２に接合部材２で接合されて基材３上に固定され、さらに凸レンズ形状に成形された透光性樹脂４によって封止されている。
【００１４】
次に、本実施の形態１の所定の形状を有する接合部材２の形成方法について説明する。
本接合部材の形成方法ではまず、図２に示すように、基材３の正負の電極３２，３３上に接合部材２を所定量塗布し、所望の接合部材２の形状に対応した形状のヒートツール３４を用いて押圧加熱して、そのヒートツール３４の外形に沿った形状に接合材２を成形する。
その後、図３に示すように、発光ダイオードチップ１を吸着したヒートツール３５を用いて、所望の形状に成形した接合部材２の所定の位置に発光ダイオードチップ１を載置した押圧加熱し、発光ダイオードチップ１のｐ側電極１１、ｎ側電極１２と正負の電極３２，３３の間に位置する接合材のみを溶融させて接合する。
このようにすると、発光ダイオードチップ１の外側に位置する光反射面２１の形状を所望の形状に保ったまま、発光ダイオードチップ１のｎ側電極とｐ側電極を正負の電極３２，３３と接合することができる。
【００１５】
以上のように構成された実施の形態１の発光素子は、接合部材２を発光ダイオードチップ１のｐ側電極１１及びｎ側電極１２と基材３の電極３２，３３とを接合するとともに、その光反射面２１により発光ダイオードチップ１の側面から漏れ出した光を上方に反射させるように形成しているので、発光ダイオードチップ１により発光した光の上方への取り出し効率を高くすることができる。
また、実施の形態１の発光素子では、基材３に反射面を形成するための凹部を形成する必要がないので、凹部を有するパッケージを作製する場合に比較して基材３を安価に製造することができ、発光素子を安価にできる。
すなわち、本実施の形態１の発光素子によれば、光の取り出し効率の高い発光素子を安価に製造することができる。
【００１６】
本実施の形態１において、接合部材２としてははんだ、錫、又は錫合金等の表面が金属光沢を有する軟ロウを用いることが好ましく、このように金属光沢を有する軟ロウを用いると、接合部表面をなんらコーティング処理を施すことなく、比較的大きな反射率が得られる。
また、本発明では、光に対して比較的高い反射率を有する金属粒子を含む導電性接着材を接合部材２として用いることもできる。
さらに、本発明では、比較的光に対する反射率が低い導電性の材料を用い、所望の形状に成形した後、反射コーティングをするようにしても良い。
尚、本発明において光反射面２１は、発光ダイオードチップ１が発光する光に対する光反射率が５０％以上となるようにすることが好ましい。
【００１７】
本実施の形態１において、絶縁物構造体３１としてガラスエポキシ積層基板、液晶ポリマー、ＰＢＴ樹脂、セラミックス等を用いることができる。
また、電極３２，３３として、銅、りん青銅、鉄、ニッケル等が固着された電極又は電極膜等を使用することができる。
さらに、透光性樹脂４としては、例えば、シリコーン、エポキシ、不飽和ポリエステル、ポリイミド、非晶質ポリアミド等の樹脂を用いることができる。
【００１８】
実施の形態２．
本発明に係る実施の形態２の光半導体素子は、１対の正負の電極リード３２ａ，３３ｂ上に、発光ダイオードチップ１が設けられて透光性樹脂４ａでモールドされて構成された発光素子である。
すなわち、実施の形態２の発光素子は、図５に示すように、発光ダイオードチップ１のｐ側電極１１及びｎ側電極１２をそれぞれ正負の電極リード３２ａ，３３ｂに接合部材２ａを介して接合して、透光性樹脂４ａによりモールドしたいわゆるリードタイプの発光ダイオード（発光素子）である。
本実施の形態２の発光素子も、実施の形態１と同様に、発光ダイオードチップ１の外側に該発光ダイオードチップ１の側面と鋭角をなす光反射面２１ａが形成されるように構成し、この光反射面２１ａによって発光ダイオードチップ１の側面から漏れ出した光を上方に反射して光の上方への取り出し効率を向上させたものである。
尚、接合部材２ａの光反射面２１ａは、実施の形態１と同様に形成することができる。
【００１９】
以上のように構成された実施の形態２の発光素子は、接合部材２ａを発光ダイオードチップ１のｐ側電極１１及びｎ側電極１２と電極リード３２ａ，３３ｂとを接合するとともに、その光反射面２１ａにより漏れ出した光を上方に反射させるように形成しているので、発光ダイオードチップ１で発光した光の上方への取り出し効率を高くすることができる。
従って、実施の形態２の発光素子では、光を上方に反射させるためのカップ等を別に設ける必要がないので、電極リードの上にカップが形成された発光素子を作製する場合に比較して安価に製造することができる。
すなわち、本実施の形態２の発光素子によれば、光の取り出し効率の高い発光素子を安価に製造することができる。
【００２０】
尚、実施の形態２において、電極リードとして、銅、りん青銅、鉄、ニッケル等を用いて構成することができる。
また、接合部材２ａ、透光性樹脂４ａ等は実施の形態１と同様の材料を用いて構成することができる。
【００２１】
変形例．
実施の形態１において、所望の形状の接合部材の形成方法の一例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、以下のような種々の方法を用いることができる。
簡易的には、例えば、はんだや錫等を用いる場合、接合部材を予め成形することなく、所定量の接合部材を溶融させた状態で、図３に示すように、発光ダイオードチップ１を吸着したヒートツール３５を用いて、溶融させた接合部材２の所定の位置に発光ダイオードチップ１を載置して接合部材がチップ１の側面の外側にはみ出すように押圧し、その状態を保持したまま、冷却して接合する。
このようにすると、発光ダイオードチップの側面は軟ロウに対して濡れ性を有していないためにはじかれて側面の外側に傾斜した表面である光反射面２１が形成される。
【００２２】
またさらに、基材３上で成形することなく、所望の形状に成形されたプリフォームを用いるようにしてもよい。
以上のようにしても、実施の形態１と同様に所望の光反射面２１を有する接合部材を構成することができる。
【００２３】
また、接合部材として、銀又は金等の金属粒子を樹脂に含んで成る導電性接着材を用いる場合、基材側に導電性接着剤を塗布した後、硬化させる前に所望の形状に成形して、その後発光ダイオードチップ１を実装して硬化させるようにしても良い。
この場合、樹脂が半硬化状態、すなわちＢステージ状態のときに所望の形状に成形することが好ましい。
以上のように本発明では、選択される接合部材の材料に応じて種々の方法により、光反射面を形成することができる。
【００２４】
また、本発明に係る実施の形態１及び２では、光半導体チップとして発光ダイオードチップを用いた発光素子について説明したが、本発明はこれに限らず、フォトダイオード等の光電変換素子チップを光半導体チップとして用いた受光素子に適用することもできる。
この場合、実施の形態１及び２で説明した方法を用いて受光層である活性層を実質的に取り囲むように接合部材に光反射面を形成するようにすれば良い。
このように構成された受光素子は、受光効率を高くでき、かつ安価に製造できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る第１又は第２の光半導体素子は、上記接合部材を上記光半導体チップの外側に該光半導体チップの側面と鋭角をなす光反射面を有するように形成しているので、その光反射面により光を反射させて上方に出射又は活性層に入射させることができ、出射又は受光効率を向上させることができる。
また、本発明に係る光半導体素子は、上記接合部材で光反射面を形成しているので、別体で光反射面を形成する必要がなく、安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施の形態１の発光素子の構成を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図２】 本発明に係る実施の形態１の発光素子における接合部材２の成形方法を示す断面図である。
【図３】 本発明に係る実施の形態１の発光素子における発光ダイオードチップの接合工程を示す断面図である。
【図４】 本発明に係る実施の形態１の発光素子において、発光ダイオードチップの部分を拡大して示す断面図である。
【図５】 本発明に係る実施の形態２の発光素子の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１…発光ダイオードチップ、２…接合部材、３…基材、４，４ａ…透光性樹脂、１１…ｐ側電極、１２…ｎ側電極、１３…ｐ型窒化ガリウム系半導体層、１４…発光層（活性層）、１５…ｎ型窒化ガリウム系半導体層、１６…透光性基板、２１，２１ａ…光反射面、３１…絶縁物構造体、３２…正の電極、３２ａ，３３ｂ…電極リード、３３…負の電極。
Claims (4)
- 光を放射又は吸収する活性層と同一面側に形成されたｐ側及びｎ側電極とを有する光半導体チップが、基材に形成された正負の電極上又は１対のリードフレームからなる正負の電極上にそれぞれ導電性の接合部材を用いてフリップチップボンディングされてなる光半導体素子であって、
上記基材は凹部のない平板状であり、上記接合部材はそれぞれ上記光半導体チップの外側に該光半導体チップの側面と鋭角をなす光反射面を有するように形成されていることを特徴とする光半導体素子。 - 上記光反射面は上記活性層より高い位置まで形成されている請求項１記載の光半導体素子。
- 上記光反射面は上記光半導体チップの周囲を囲むように形成されている請求項１又は２記載の光半導体素子。
- 上記接合部材は、はんだ又は錫合金からなる請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載の光半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000109527A JP4677653B2 (ja) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | 光半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000109527A JP4677653B2 (ja) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | 光半導体素子 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010269492A Division JP5234093B2 (ja) | 2010-12-02 | 2010-12-02 | 光半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001291905A JP2001291905A (ja) | 2001-10-19 |
| JP4677653B2 true JP4677653B2 (ja) | 2011-04-27 |
Family
ID=18622204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000109527A Expired - Fee Related JP4677653B2 (ja) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | 光半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4677653B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080103399A (ko) * | 2007-05-23 | 2008-11-27 | 아우곡스 컴파니 리미티드 | 솔더형 발광다이오드 칩의 결합방법 |
| JP2016115881A (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | 京セラ株式会社 | 発光素子搭載用基板および発光装置 |
| CN108305932A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-07-20 | 北京大学东莞光电研究院 | 一种高光效白光lamp-led结构及封装方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58193650U (ja) * | 1982-06-17 | 1983-12-23 | 三洋電機株式会社 | 発光ダイオ−ド表示装置 |
| JPS63136365U (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-07 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3267045B2 (ja) * | 1994-03-24 | 2002-03-18 | 日亜化学工業株式会社 | Ｌｅｄ素子 |
| JP3948789B2 (ja) * | 1997-07-02 | 2007-07-25 | シチズン電子株式会社 | 赤外線データ通信モジュール |
| JPH1187782A (ja) * | 1997-09-03 | 1999-03-30 | Oki Electric Ind Co Ltd | 発光ダイオード |
| JPH11161197A (ja) * | 1997-11-25 | 1999-06-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像表示装置 |
-
2000
- 2000-04-11 JP JP2000109527A patent/JP4677653B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58193650U (ja) * | 1982-06-17 | 1983-12-23 | 三洋電機株式会社 | 発光ダイオ−ド表示装置 |
| JPS63136365U (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-07 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001291905A (ja) | 2001-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6515515B2 (ja) | 発光装置の製造法 | |
| TWI316747B (en) | Surface mountable optoelectronic component and its production method | |
| JP5038623B2 (ja) | 光半導体装置およびその製造方法 | |
| JP3492178B2 (ja) | 半導体発光装置及びその製造方法 | |
| US8310023B2 (en) | Light emitting diode package and fabrication method thereof | |
| CN100423306C (zh) | 发光二极管封装的制造方法 | |
| JP3685018B2 (ja) | 発光素子とその製造方法 | |
| JP4114364B2 (ja) | 発光装置およびその製造方法 | |
| US20020163001A1 (en) | Surface mount light emitting device package and fabrication method | |
| JP3627592B2 (ja) | 発光装置の製造方法 | |
| WO2004001862A1 (ja) | 半導体発光装置及びその製法並びに半導体発光装置用リフレクタ | |
| WO2011027240A1 (en) | Led package with phosphor plate and reflective substrate | |
| JP2007287713A (ja) | 発光装置及びその製造方法 | |
| TW201015670A (en) | Ceramic package structure of high power light emitting diode and manufacturing method | |
| JP3632507B2 (ja) | 発光装置 | |
| JPH11251644A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPH0786640A (ja) | 発光デバイス | |
| JP2006514426A (ja) | 表面実装型発光ダイオード | |
| JP2001223391A (ja) | 発光ダイオードの形成方法 | |
| JP2002324919A (ja) | 発光ダイオードおよびその製造方法 | |
| JPH1032351A (ja) | 発光装置 | |
| JP2006269783A (ja) | 光半導体パッケージ | |
| JP4677653B2 (ja) | 光半導体素子 | |
| KR100878327B1 (ko) | 웨이퍼레벨 패키징된 발광다이오드 및 그의 제조 방법 | |
| JP2007081430A (ja) | 半導体発光装置及びその製法並びに半導体発光装置用リフレクタ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050817 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050817 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20051013 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070202 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20070313 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090608 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090616 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090807 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20090807 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100302 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100506 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100907 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101202 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20101208 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110104 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110117 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4677653 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140210 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140210 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |