JP5607202B2 - 半導体発光素子 - Google Patents
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に関する。
(基本素子構造)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光素子の基本的な模式的断面構造図を示す。
(a)まず、図4(e)に示すように、エピタキシャル成長層14を準備し、エピタキシャル成長層14上に、透明絶縁膜12と電流制御電極18からなる電流制御層(12,18)を形成する。透明絶縁膜12は、例えば、シリコン酸化膜からなる。電流制御電極18は、例えば金層からなる。
図5は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光素子において、大きなLED(図5(a))と、4分割LED(図5(b))の模式的構成図を示す。さらに、図6は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光素子において、ピッチサイズをパラメータとする光束ΦW(lm)と順方向電流IF(mA)との関係を表す。
ηi=Bτn(p0+n0+τnJ/qd) …(1)
ここで、Bは発光再結合定数、τnは電子のライフタイム、p0は正孔の不純物密度、n0は電子の不純物密度、Jは電流密度、qは素電荷量、dは活性層の厚さを示す。
図7は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光素子の表面電極の別の平面パターン構成図を示す。また、図8は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光素子の表面電極の更に別の平面パターン構成図を示す。
図9は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法の説明図である。
(素子構造)
図10(d)は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体発光素子の模式的鳥瞰図を示す。
図10は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法の説明図である。
エピタキシャル成長層14を準備する工程と、前記エピタキシャル成長層の第1表面に透明絶縁膜12を形成する工程と、透明絶縁膜12をパターニングしてエピタキシャル成長層14の第1表面に電流制御電極18を形成する工程と、エピタキシャル成長層14の第2表面に表面電極16を形成する工程とを備える。
上記のように、本発明は第1乃至第2の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
12…透明絶縁膜
14…エピタキシャル成長層
16…表面電極
18…電流制御電極
20,21,22…金属層(Au層)
24…中心電極
25,32…周辺電極
26…結合電極
28…開口部
Claims (14)
- 導電性基板と、前記導電性基板の第1表面に配置された第1金属層と、前記導電性基板の第2表面に配置された第2金属層とを備える導電性基板構造と、
前記導電性基板構造上に配置され、第3金属層と、前記第3金属層上に配置され,透明絶縁膜と前記透明絶縁膜を貫通した複数の貫通孔に形成された複数の電流制御電極からなる電流制御層と、前記電流制御層上に配置されるエピタキシャル成長層と、前記エピタキシャル成長層上に配置され、ワイヤボンディング電極を有する表面電極とを備える発光ダイオード構造とから構成され、
前記第1金属層および前記第3金属層を用いて、前記導電性基板構造と、前記発光ダイオード構造を貼り付け、
前記貫通孔は、略同心円の円周上または互いに平行な複数の列をなすとともに、互いに略等間隔の離間距離をおいて配置され、
前記複数の電流制御電極は、前記エピタキシャル成長層の積層方向から見て前記ワイヤボンディング電極と重ならない領域において密度が高く、前記積層方向から見て前記ワイヤボンディング電極と重なる領域において密度が低くなるように分布されることを特徴とする半導体発光素子。 - 導電性基板と、前記導電性基板の第1表面に配置された第1金属層と、前記導電性基板の第2表面に配置された第2金属層とを備える導電性基板構造と、
前記導電性基板構造上に配置され、第3金属層と、前記第3金属層上に配置され,透明絶縁膜と前記透明絶縁膜を貫通した複数の貫通孔に形成された複数の電流制御電極からなる電流制御層と、前記電流制御層上に配置されるエピタキシャル成長層と、前記エピタキシャル成長層上に配置され、ワイヤボンディング電極を有する表面電極とを備える発光ダイオード構造とから構成され、
前記第1金属層および前記第3金属層を用いて、前記導電性基板構造と、前記発光ダイオード構造を貼り付け、
前記貫通孔は、略同心円の円周上または互いに平行な複数の列をなすとともに、互いに略等間隔の離間距離をおいて配置され、
前記複数の電流制御電極は、前記エピタキシャル成長層の積層方向から見て前記ワイヤボンディング電極と重ならない領域のみに分布されることを特徴とする半導体発光素子。 - 前記エピタキシャル成長層は、矩形の平面パターンを有し、
前記表面電極は、
前記矩形の平面パターン上の中心部に配置された中心電極と、
前記中心電極に接続され,前記中心電極から前記矩形の対角線方向に延伸する結合電極と、
前記結合電極に接続され,かつ前記矩形の四隅に配置された周辺電極
とを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体発光素子。 - 前記周辺電極は、開口部を有することを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
- 前記開口部は矩形であることを特徴とする請求項4に記載の半導体発光素子。
- 前記開口部は実質的に円形であることを特徴とする請求項4に記載の半導体発光素子。
- 前記周辺電極は、前記結合電極に直交する部分を有することを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
- 前記第1金属層および前記第3金属層を熱圧着によって貼り付けるによって、前記導電性基板構造と、前記発光ダイオード構造を貼り付けることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
- 前記導電性基板はGaAsで形成されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記エピタキシャル成長層はGaAs層で形成されることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記エピタキシャル成長層は、AlInGaP系の材料を含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記第1金属層、前記第2金属層、前記第3金属層、前記表面電極および前記電流制御電極は、いずれも金層で形成されることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記透明絶縁膜は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、SiON膜、SiOxNy膜、或いはこれらの多層膜のいずれかにより形成されることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記複数の電流制御電極は、前記エピタキシャル成長層の積層方向から見て前記結合電極または前記周辺電極の少なくとも一方とは重ならない領域にのみ分布されることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
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