JP5802256B2 - 半導体発光素子及び半導体発光装置 - Google Patents
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Description
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、第1の実施の形態に係る半導体発光素子の構造例を説明する模式的断面図である。
図1に表したように、第1の実施の形態に係る半導体発光素子110は、支持基板70と、支持基板70の上に設けられた接合部40と、接合部40の上に設けられた中間金属膜50と、中間金属膜50の上に設けられた第1電極30と、第1電極30の上に設けられた半導体積層体10と、半導体積層体10の上に設けられた第2電極20と、を備える。
図2に表したように、比較例に係る半導体発光素子190は、支持基板70と、支持基板70の上に設けられた接合部40と、接合部40の上に設けられた第1電極30と、第1電極30の上に設けられた半導体積層体10と、半導体積層体10の上に設けられた第2電極20と、を備える。
半導体発光素子190では、第1電極30の電極用金属膜320と、接合部40における第1接合層41の接合用金属膜411と、が直接接合されている点、中間金属膜50を介在させた半導体発光素子110と相違する。
図3では、半導体積層体10、第1電極30及び接合部40の構成例を中心に例示している。
第1電極30は、半導体積層体10の第2主面10bから、電極用金属膜310及び320の順に積層された多層金属膜になっている。
ここで、電極用金属膜320として用いられるAgの線膨張係数は、19.1×10−6/℃である。また、接合用金属膜411として用いられるTiの線膨張係数は、8.9×10−6/℃である。
ここで、Niの線膨張係数は、13.3×10−6/℃である。Ptの線膨張係数は、78.98×10−6/℃である。Rhの線膨張係数は、9.6×10−6/℃である。Pdの線膨張係数は、10.6×10−6/℃である。いずれも、線膨張係数は、電極用金属膜320の線膨張係数と、接合用金属膜411の線膨張係数と、の間である。これにより、第1電極30と第1接合層41との間の金属膜間での線膨張係数差を小さくし、密着力を高めている。
第2の実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法の一例について説明する。
図4〜図6は、半導体発光素子110の製造工程の一例を順に説明する模式的断面図である。
本実施の形態では、半導体積層体10を成長させる支持基板80として、サファイヤ等で構成される基板を用いる。
GaN→Ga+(1/2)N2↑
その結果、図5(b)に表したように、支持基板80が半導体積層体10から剥がれる。
図7では、比較例に係る半導体発光素子190の製造工程において、図5(b)と同じレーザリフトオフを行った状態の一例を示している。
比較例においては、第1電極30と第1接合層41とが直接接合されている。本実施の形態において適用される中間金属膜50が介在していないため、第1電極30と第1接合層41との間の密着力が不十分になっている可能性がある。例えば、第1電極30と第1接合層41との間には、接合時やレーザリフトオフの際の熱履歴によって応力が蓄積されている。この応力は、第1電極30と第1接合層41との間の密着力を低下させる原因になる。
図8は、第3の実施の形態に係る半導体発光素子の構造例を説明する模式的断面図である。
図8(a)は、半導体発光素子120の全体構造の例を示す模式的断面図である。
図8(b)は、図8(a)におけるA部を拡大した模式的断面図である。
図8(a)に表したように、第3の実施の形態に係る半導体発光素子120は、支持基板70と、支持基板70の上に設けられた接合部40と、接合部40の上に設けられた中間金属膜50と、中間金属膜50の上に設けられた第1電極30と、第1電極30の上に設けられた半導体積層体10と、半導体積層体10の上に設けられた第2電極20と、を備える。
第4の実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法の一例について説明する。
図9〜図11は、半導体発光素子120の製造工程の一例を順に説明する模式的断面図である。
本実施の形態では、半導体積層体10を成長させる支持基板80として、サファイヤ等で構成される基板を用いる。
GaN→Ga+(1/2)N2↑
その結果、図10(b)に表したように、支持基板80が半導体積層体10から剥がれる。
図12は、第5の実施の形態に係る半導体発光装置の構成例を説明する模式的断面図である。
半導体発光装置200は、半導体発光素子110(120)と、半導体発光素子110(120)を包囲する成型体210と、半導体発光素子110(120)と導通し、成型体210の外側に設けられた端子220と、を備えている。
半導体発光装置200は、SMD(Surface Mount Device)型である。
なお、半導体発光装置200は、SMD型以外であっても適用可能である。
例えば、半導体発光素子110(120)において、中間金属膜50は、第1電極30の最下層として設けられていてもよい。また、中間金属膜50は、接合部40の最上層として設けられていてもよい。
また、例えば、半導体発光素子110(120)から放出される光信号を処理できる電子回路を同じ支持基板70の上に集積された光電子集積回路(Opto Electronic Integrated Circuit)も本実施の形態に含まれる。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
Claims (5)
- 支持基板と、
発光部を含む半導体積層体と、
前記半導体積層体の側面を覆う保護膜と、
前記支持基板と、前記半導体積層体と、の間に設けられた第1金属膜と、
前記半導体積層体と前記第1金属膜との間に設けられ、その上面が前記半導体積層体の下面よりも小さい第1電極であって、前記第1金属膜よりも線膨張係数が大きい第2金属膜を含む第1電極と、
前記第1電極と前記第1金属膜との間に設けられ、前記第1金属膜の線膨張係数よりも大きく、前記第2金属膜の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する第3金属膜と、
前記第1金属膜と前記第3金属膜の間に設けられた部分と、前記第3金属膜の側面および前記第1電極の側面を覆い、前記半導体積層体の下面および前記保護膜の下面に沿って延在する部分と、を有する第4金属膜と、
を備えた半導体発光素子。 - 前記第1電極は、前記第2金属膜と、前記半導体積層体と、の間に第5金属膜を有する請求項1記載の半導体発光素子。
- 前記第4金属膜は、前記第1金属膜とは異なる材料からなる請求項1または2に記載の半導体発光素子。
- 前記第1金属膜は、Tiを含み、
前記第2金属膜は、Agを含み、
前記第3金属膜は、Ni、Pt、Rh及びPdのいずれか1つを含む請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の半導体発光素子と、
前記半導体発光素子を包囲する成型体と、
前記半導体発光素子と導通し、前記成型体の外側に設けられた端子と、
を備えたことを特徴とする半導体発光装置。
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