JP6260640B2 - Light emitting element - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子に関する。 The present invention relates to a light emitting element.
従来、フリップチップ実装の発光素子において、n型半導体層の上に設けられたp型半導体層上に、このp型半導体層を被覆し開口を有する絶縁膜を設け、この絶縁膜上に設けたn側電極を、絶縁層の開口内に延在させてn型半導体層に接触させることで導通させる発光素子が提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a flip-chip mounted light emitting device, an insulating film covering the p-type semiconductor layer and having an opening is provided on the p-type semiconductor layer provided on the n-type semiconductor layer, and the insulating film is provided on the insulating film. There has been proposed a light emitting element in which an n-side electrode is made conductive by extending into an opening of an insulating layer and contacting an n-type semiconductor layer.
本発明に係る実施形態は、発光素子の面内における発光強度分布を改善することができる発光素子を提供することを課題とする。 An object of an embodiment of the present invention is to provide a light emitting device capable of improving the light emission intensity distribution in the plane of the light emitting device.
前記した課題を解決するため、本発明の実施形態に係る発光素子は、n型半導体層と、前記n型半導体層上で前記n型半導体層の一部を除く領域に設けられたp型半導体層と、を有する平面視で多角形状の半導体積層体と、前記半導体積層体上で、前記p型半導体層上に設けられた少なくとも1つのp側開口と、前記n型半導体層上に設けられた複数のn側開口と、を有する絶縁膜と、前記絶縁膜上に設けられ前記n側開口を通じて前記n型半導体層と導通した第1のnコンタクト部を有するn側電極と、前記p側開口を通じて前記p型半導体層と導通したp側電極と、を備えている。そして、平面視で、前記半導体積層体の一方の辺側には、前記第1のnコンタクト部と、前記p側電極上に設けられたp側ポスト電極が設けられ、前記一方の辺側とは反対側である他方の辺側には、前記第1のnコンタクト部と、前記n側電極上に設けられたn側ポスト電極と、が設けられ、前記他方の辺側に設けられた前記第1のnコンタクト部の総面積は、前記一方の辺側に設けられた前記第1のnコンタクト部の総面積よりも小さいことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a light-emitting device according to an embodiment of the present invention includes an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor provided in a region excluding a part of the n-type semiconductor layer on the n-type semiconductor layer. A planar semiconductor stack having a layer, at least one p-side opening provided on the p-type semiconductor layer on the semiconductor stack, and provided on the n-type semiconductor layer. An n-side electrode having a plurality of n-side openings, a first n-contact electrode provided on the insulating film and electrically connected to the n-type semiconductor layer through the n-side openings, and the p-side A p-side electrode electrically connected to the p-type semiconductor layer through the opening. Then, in plan view, on one side of the semiconductor stacked body, the first n contact portion and a p-side post electrode provided on the p-side electrode are provided, and the one side is The other side that is the opposite side is provided with the first n-contact portion and the n-side post electrode provided on the n-side electrode, and provided on the other side. The total area of the first n contact portion is smaller than the total area of the first n contact portion provided on the one side.
本発明の実施形態に係る発光素子によれば、発光素子の面内における発光強度分布を改善することができる。 According to the light emitting device according to the embodiment of the present invention, the emission intensity distribution in the plane of the light emitting device can be improved.
以下、本発明に係る発光素子の実施形態について説明する。
なお、以下の説明において参照する図面は、本発明を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、平面図、断面図の間において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。
Hereinafter, embodiments of the light emitting device according to the present invention will be described.
Note that the drawings referred to in the following description schematically show the present invention, and therefore the scale, spacing, positional relationship, etc. of each member are exaggerated, or some of the members are not shown. There is a case. In addition, the scale and interval of each member may not match between the plan view and the cross-sectional view. Moreover, in the following description, the same name and the code | symbol are showing the same or the same member in principle, and shall abbreviate | omit detailed description suitably.
また、本発明の各実施形態に係る発光素子において、「上」、「下」、「左」及び「右」などは、状況に応じて入れ替わるものである。本明細書において、「上」、「下」などは、説明のために参照する図面において構成要素間の相対的な位置を示すものであって、特に断らない限り絶対的な位置を示すことを意図したものではない。 In the light emitting device according to each embodiment of the present invention, “upper”, “lower”, “left”, “right”, and the like are interchanged depending on the situation. In the present specification, “upper”, “lower” and the like indicate relative positions between components in the drawings referred to for explanation, and indicate absolute positions unless otherwise specified. Not intended.
(第1実施形態)
[発光素子の構成]
まず、図1〜図7を参照して、本発明の第1実施形態に係る発光素子の構成について説明する。なお、図2に示す断面図は、図1に示す平面図のII−II線における断面を模式的に示したものである。図1に示したII−II線上の位置A1〜A6と、図2に矢印で示した位置A1〜A6とが、対応しているが、断面構造を分かりやすく示すために、図2の断面図における距離間隔は、図1の平面図における距離間隔(部材の長さ)を適宜に伸長又は短縮して示しているため、両図面における距離間隔は一致していない。また、後記する他の断面図についても、特に断らない限り図2と同様に、図1に示す平面図のII−II線に相当する断面を示すものである。また、図3〜図7は、本実施形態に係る発光素子100の積層構造を説明するために、層ごとに平面視での配置領域をハッチングで示すものである。
(First embodiment)
[Configuration of Light Emitting Element]
First, with reference to FIGS. 1-7, the structure of the light emitting element which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated. The cross-sectional view shown in FIG. 2 schematically shows a cross section taken along the line II-II of the plan view shown in FIG. The positions A1 to A6 on the line II-II shown in FIG. 1 correspond to the positions A1 to A6 indicated by arrows in FIG. 2, but the sectional view of FIG. The distance interval in FIG. 1 is shown by appropriately extending or shortening the distance interval (the length of the member) in the plan view of FIG. Further, other cross-sectional views to be described later also show a cross-section corresponding to the II-II line of the plan view shown in FIG. 1, as in FIG. 2, unless otherwise specified. Moreover, FIGS. 3-7 shows the arrangement | positioning area | region by planar view for every layer in order to demonstrate the laminated structure of the
発光素子100の各部の構成について図1〜図7を参照しながら順次に説明する。
The configuration of each part of the
発光素子100は、基板11と、半導体積層体12と、全面電極14と、カバー電極15と、絶縁膜16と、n側電極13と、p側電極17と、n側ポスト電極3nと、p側ポスト電極3pと、を備えている。発光素子100では、n側ポスト電極3n及びp側ポスト電極3pの上面が、外部と電気的に接続するための実装面となっている。また、発光素子100の下面側が、主に光が取り出される光取り出し面である。なお、詳細は後記するが、発光素子100は、ウエハレベルで作製される。
The
[基板11]
基板11は、半導体をエピタキシャル成長させることができる基板材料であればよく、大きさや厚さ等は特に限定されない。このような基板材料としては、C面、R面、A面のいずれかを主面とするサファイアやスピネル(MgAl2O4)のような絶縁性基板、また炭化ケイ素(SiC)、シリコン、ZnS、ZnO、Si、GaAs、ダイヤモンド、及び半導体と格子接合するニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウム等の酸化物基板が挙げられる。本実施形態においては、発光素子100の光取り出し効率を向上させる観点から透光性を有するサファイア基板を用いることが好ましい。
[Substrate 11]
The substrate 11 may be any substrate material that can epitaxially grow a semiconductor, and the size and thickness are not particularly limited. As such a substrate material, an insulating substrate such as sapphire or spinel (MgAl 2 O 4 ) whose main surface is any of the C-plane, R-plane, and A-plane, silicon carbide (SiC), silicon, ZnS ZnO, Si, GaAs, diamond, and oxide substrates such as lithium niobate and neodymium gallate that are lattice-bonded to a semiconductor. In the present embodiment, it is preferable to use a light-transmitting sapphire substrate from the viewpoint of improving the light extraction efficiency of the
[半導体積層体12]
半導体積層体12は、基板11の上に積層された積層体であって、基板11の側から、n型半導体層12nと、活性層12aと、p型半導体層12pと、をこの順に備えている。p型半導体層12pは、n型半導体層12nの一部を除く領域に設けられている。n型半導体層12n、活性層12a及びp型半導体層12pは、InXAlYGa1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)等の半導体が好適に用いられる。また、これらの半導体層は、それぞれ単層構造でもよいが、組成及び膜厚等の異なる層の積層構造、超格子構造等であってもよい。特に、活性層12aは、量子効果が生ずる薄膜を積層した単一量子井戸又は多重量子井戸構造であることが好ましい。
[Semiconductor laminate 12]
The semiconductor stacked
半導体積層体12は、平面視で多角形状に形成され、例えば、矩形状、六角形状などに形成されることが好ましい。本実施形態においては、半導体積層体12は、略矩形状に形成されている。半導体積層体12のサイズは特に限定されないが、平面視で略正方形に形成した場合、その一辺のサイズは例えば300〜3000μm、好ましくは500〜1500μmとすることができる。
The semiconductor stacked
半導体積層体12は、図2に示すように、穴部12bを有している。また、半導体積層体12は、周縁部12cを有していても良い。半導体積層体12の穴部12bは、周縁部12cよりも内側の領域に設けられている。発光素子100には、複数の穴部12b(図5及び図6参照)が設けられている。
As shown in FIG. 2, the semiconductor stacked
半導体積層体12の穴部12bでは、n型半導体層12nの上から、p型半導体層12pと、活性層12aと、一部のn型半導体層12nとが除去されている。穴部12bの底面は、n型半導体層12nの露出面である。穴部12bの側面は、絶縁膜16によって被覆されている。また、穴部12bの底面は、その一部が絶縁膜16によって円環状に被覆されており、その円環内部にn側電極13が設けられている。つまり、n側電極13とn型半導体層12nとは、穴部12bの底面の一部に設けられた絶縁膜16のn側開口16nにて接触し、電気的に接続されている。なお、穴部12bの形状は、上面視で例えば円形状や楕円形状となるように形成されていてもよい。
In the hole 12b of the semiconductor stacked
半導体積層体12の周縁部12cは、ウエハ状態の発光素子100の境界線に沿った領域に設けられ、ウエハ状態の発光素子100を個片化する際の切り代となる領域の残りである。この周縁部12cは、p型半導体層12pと、活性層12aと、が設けられておらずn型半導体層12nが露出している。このため、以下では、半導体積層体12の周縁部12cのことを、n型半導体層12nの周縁部12cともいう。なお、発光素子100において、半導体積層体12の周縁部12cを設けることで露出したp型半導体層12p及び活性層12aの側面は、絶縁膜16によって被覆されている。また、半導体積層体12の周縁部12cは、n側電極13や絶縁膜16によって被覆されるが、一部は露出している。
The peripheral edge portion 12c of the semiconductor stacked
図2に示すように、n型半導体層12nの周縁部12cとp型半導体層12pとの境界は、n側電極13及び絶縁膜16によって被覆され、且つカバー電極15には被覆されていない。このことは、図1の平面図では、矩形の半導体積層体12の各辺の近傍において、カバー電極15の周縁を示す線と、絶縁膜16の周縁を示す線と、の間に、周縁部12cとp型半導体層12pとの境界線が存在することを意味するが、図1では、該当箇所の他の線を見易くするため省略している。また、他の平面図についても、カバー電極15の周縁を示す線と、絶縁膜16の周縁を示す線と、の間に、周縁部12cとp型半導体層12pとの境界線が存在するが、図示を省略している。
As shown in FIG. 2, the boundary between the peripheral portion 12 c of the n-type semiconductor layer 12 n and the p-
半導体積層体12の穴部12bの上面視での形状が例えば円形の場合、穴部12bの直径は、半導体積層体12のサイズに合わせて適宜設定することができる。穴部12bの直径を小さくすれば、活性層12a等を部分的に除去する領域を低減できるため、発光素子100の発光領域を増加させることができる。穴部12bの直径を大きくすれば、n側電極13とn型半導体層12nとの接触面積を増加させることができるので順方向電圧Vfの上昇を抑制することができる。穴部12bの直径の下限はエッチングにより穴部12bを精度よく製造できる程度で設定することができる。また、穴部12bの直径の上限は、穴部12bを設けるために活性層12a等を部分的に除去しても製品として所望の発光を維持できる程度で設定することができる。このような直径の一例を挙げれば、例えば5〜150μm、好ましくは20〜100μmとすることができる。また、半導体積層体12の周縁部12cにおいて、n側電極13から露出する領域の幅は、ウエハから各発光素子を個片化するときのダイシングストリートの幅の半値に相当し、半導体積層体12のサイズに合わせて適宜設定することができる。半導体積層体12の周縁部12cにおいて、n側電極13から露出する領域の幅は、例えば10〜150μm、好ましくは20〜100μmとすることができる。
When the shape of the hole 12b of the semiconductor stacked
[全面電極14]
全面電極14は、図2及び図3に示すように、p型半導体層12pの上面の略全面を覆うように設けられる。なお、p型半導体層の上面の略全面とは、p型半導体層12pの上面全てに設けられている形態やp型半導体層12pの発光素子の特性が低下しない程度に隙間を有する形態などを含む。図3において、ハッチングを施した領域は、最終的に全面電極14が設けられた領域である。全面電極14は、n型半導体層12nの穴部12bとなる領域に対応した位置に合計8個の開口21を有している。
[Full-surface electrode 14]
As shown in FIGS. 2 and 3, the full-
全面電極14は、p側電極17を介して供給される電流を、p型半導体層12pの全面に拡散するための層である。また、全面電極14は、高い光反射性を有し、発光素子100が発する光を、光取り出し面である下方向に反射する層としても機能する。
The
全面電極14は、良好な導電性と光反射性とを有する金属材料を用いることができる。特に可視光領域で良好な反射性を有する金属材料としては、Ag、Al、Ni、Ti、Pt又はこれらの金属を主成分とする合金を用いることができる。また、全面電極14は、これらの金属材料を単層で、又は積層したものが利用できる。
The
[カバー電極15]
カバー電極15は、図2及び図4に示すように、全面電極14の上面の一部及び側面を被覆するように設けられている。図4において、ハッチングを施した領域は、最終的にカバー電極15が設けられた領域である。カバー電極15は、n型半導体層12nの穴部12bとなる領域に対応した位置に形成された合計8個の開口22aと、p側電極17が設けられる領域に対応した位置に形成された開口22bと、を有している。p側電極17は、カバー電極15に設けられた開口22bと絶縁膜16に設けられたp側開口16pの内部に設けられ、全面電極14と接触することで電気的に接続されている。
[Cover electrode 15]
As shown in FIGS. 2 and 4, the
また、図4において、便宜的にカバー電極15の端部と、p型半導体層12pの端部(すなわち、穴部12bの端部及び周縁部12cの端部)と、が一致するように記載しているが、p型半導体層12pは、カバー電極15の配置領域よりも広い範囲まで残されても良い。
In FIG. 4, for convenience, the end of the
カバー電極15は、全面電極14を構成する金属材料のマイグレーションを防止するために形成される。カバー電極15としては、バリア性を有する金属酸化物や金属窒化物を用いることができ、例えば、Si、Ti、Zr、Nb、Ta、Alからなる群より選択された少なくとも一種の酸化物又は窒化物を用いることができる。また、カバー電極15は、これらの金属材料を単層で、又は積層したものが利用できる。カバー電極15はp型半導体層12pよりも僅かに内側に設けられる。本実施形態においては、カバー電極15に絶縁性を備えたSiNを用いている。
The
[絶縁膜16]
絶縁膜16は、半導体積層体12上に設けられ、発光素子100の保護膜及び帯電防止膜として機能する層間絶縁膜である。絶縁膜16としては、金属酸化物や金属窒化物を用いることができ、例えば、Si、Ti、Zr、Nb、Ta、Alからなる群より選択された少なくとも一種の酸化物又は窒化物を用いることができる。また、絶縁膜16として、屈折率の異なる2種以上の透光性誘電体を用いて積層し、DBR(Distributed Bragg Reflector)膜を構成するようにしてもよい。
[Insulating film 16]
The insulating
絶縁膜16は、図2及び図5に示すように、カバー電極15の上面の一部及び側面と、半導体積層体12の上面及び側面とに、設けられている。すなわち、図5においてハッチングを施した領域は、最終的に絶縁膜16が設けられた領域である。
As shown in FIGS. 2 and 5, the insulating
絶縁膜16は、n型半導体層12nの周縁部12cの一部に設けられている。半導体積層体12が周縁部12cを備えている場合、n側電極13は、n型半導体層12nの周縁部12cに設けられた絶縁膜16よりも外側でn型半導体層12nと接触し電気的に接続されている。また、絶縁膜16は、p型半導体層12p上にp側開口16pを有している。p側開口16pは、p側電極17が設けられる領域に櫛状に設けられている。一例として、p側開口16pは、平面視でカバー電極15に設けられた開口22b(図4参照)に一致することとした。さらに、絶縁膜16は、n型半導体層12n上の穴部12bの底面にn側開口16nを有している。n側開口16nは、8箇所に設けられた各穴部12bの底面において、例えば円形状に形成されている。
The insulating
n側開口16nが、円形の場合、その直径φは、n型半導体層12n上の穴部12bの直径よりも小さい範囲で、穴部12bの直径に合わせて適宜設定することができる。n側開口16nの直径φは、例えば3〜150μm、好ましくは15μm以上100μm以下とすると、活性層12a等が除去される領域を低減し、且つp側ポスト電極3pの領域を広く確保して実装性を向上させることができるので好ましい。 When the n-side opening 16n is circular, the diameter φ can be appropriately set in accordance with the diameter of the hole 12b within a range smaller than the diameter of the hole 12b on the n-type semiconductor layer 12n. When the diameter φ of the n-side opening 16n is, for example, 3 to 150 μm, preferably 15 μm or more and 100 μm or less, the area from which the active layer 12a and the like are removed is reduced, and a wide area for the p-side post electrode 3p is secured. It is preferable because the property can be improved.
[n側電極13,p側電極17]
図6において、右上がりの斜線のハッチングを施した領域は、n側電極13が設けられた領域であり、右下がりの斜線のハッチングを施した領域は、p側電極17が設けられた領域である。
[N-
In FIG. 6, the hatched area with the upward-sloping diagonal line is the area where the n-
n側電極13は、発光素子100のn側のパッド電極である。n側電極13は、図2及び図6に示すように、絶縁膜16上からn型半導体層12nの複数の穴部12bまで延在して設けられている。また、穴部12bを通じてn型半導体層12nと接触し導通した第1のnコンタクト部13aを有している。半導体積層体12が周縁部12cを備えている場合、n側電極13は、絶縁膜16上から延在して周縁部12cで導通した第2のnコンタクト部13bを有していることが好ましい。
The n-
第1のnコンタクト部13aは、本実施形態において、8箇所設けられ、絶縁膜16のn側開口16nを通じてn型半導体層12nと導通している。具体的には、第1のnコンタクト部13aは、穴部12bの底面における絶縁膜16のn側開口16nの位置で、n型半導体層12nとそれぞれ電気的に接続されている。
In the present embodiment, eight first n contact portions 13a are provided and are electrically connected to the n-type semiconductor layer 12n through the n-side opening 16n of the insulating
第1のnコンタクト部13aは、平面視で、一方の辺61側と、一方の辺61側とは反対側である他方の辺62側に設けられており、他方の辺62側に設けられた第1のnコンタクト部13aの総面積が、一方の辺61側に設けられた第1のnコンタクト部13aの総面積よりも小さくなっている。ここで、一方の辺61側にp側ポスト電極3p、他方の辺62側にn側ポスト電極3nがそれぞれ設けられている発光素子100に電流を流した場合、p側ポスト電極3p周辺がn側ポスト電極3n周辺に比較して発光が弱くなる傾向があり、発光素子100の面内における発光強度分布に偏りが生じる虞がある。本実施形態では、n側ポスト電極3n周辺に設けられた第1のnコンタクト部13aの総面積をp側ポスト電極3p周辺に設けられた第1のnコンタクト部13aの総面積よりも少なくすることで、p側ポスト電極3p周辺に形成された第1のnコンタクト部13aへ供給される電流をn側ポスト電極3nよりも増加させることができる。その結果、発光素子100の一方の辺61側と他方の辺62側とにおける発光強度分布の偏りを軽減し発光素子100の面内における発光強度分布を改善することができる。
The first n contact portion 13a is provided on one side 61 side and the
第1のnコンタクト部13aの個数は、一方の辺61側に設けられた第1のnコンタクト部13aよりも、他方の辺62側に設けられた第1のnコンタクト部13aが少ないことが好ましく、他方の辺62側の第1のnコンタクト部13aの総面積を、一方の辺61側の第1のnコンタクト部13aの総面積よりも少なくすることができる。本実施形態において、第1のnコンタクト部13aは、一方の辺61側に3箇所、他方の辺62側に2箇所設けられている。ここで、一方の辺61の側又は他方の辺62側に設けられた第1のnコンタクト部13aの個数とは、一方の辺61に対して平行な半導体積層体12の中心線を境界として、一方の辺61の側又は他方の辺62の側に設けられた第1のnコンタクト部13aの個数を指す。なお、半導体積層体12の中心線上に設けられた第1のnコンタクト部13aについては数えない。
The number of the first n contact portions 13a is such that the number of the first n contact portions 13a provided on the
第1のnコンタクト部13aの直径は、前記一方の辺61側に設けられた前記第1のnコンタクト部13aの直径よりも小さいことが好ましく、一方の辺61側に設けられた第1のnコンタクト部13aの総面積を、他方の辺62側の第1のnコンタクト部13aの総面積よりも少なくすることができる。これにより、発光素子100の発光強度分布を改善することができるとともに、発光素子100の発光面積を増加させることができる。
The diameter of the first n contact portion 13a is preferably smaller than the diameter of the first n contact portion 13a provided on the one side 61 side, and the first n contact portion 13a provided on the one side 61 side. The total area of the n contact part 13a can be made smaller than the total area of the first n contact part 13a on the
第1のnコンタクト部13aの個数または直径は、n側ポスト電極3n下に設けられた第1のnコンタクト部13aについて変更することが好ましい。言い換えれば、一方の辺61側に設けられた第1のnコンタクト部13aの総面積よりも、n側ポスト電極3n下に設けられた第1のnコンタクト部13aの個数または直径を変更して他方の辺62側の第1のnコンタクト部13aの総面積が小さくなるようにすることが好ましい。ここで、一方の辺61側にp側ポスト電極3p、他方の辺62側にn側ポスト電極3nがそれぞれ設けられている発光素子100に電流を流した場合、p側ポスト電極3p周辺がn側ポスト電極3n周辺に比較して発光が弱くなる傾向がある。そのため、n側ポスト電極3n下の第1のnコンタクト部13aの総面積を減らすことにより、一方の辺61側と他方の辺62側との発光強度分布の偏りを軽減し発光素子100の面内における発光強度分布を改善することができる。
The number or diameter of the first n contact portions 13a is preferably changed for the first n contact portion 13a provided under the n-side post electrode 3n. In other words, the number or diameter of the first n contact portions 13a provided under the n-side post electrode 3n is changed from the total area of the first n contact portions 13a provided on one side 61 side. It is preferable to reduce the total area of the first n contact portion 13a on the
図6に示すように、本実施形態における発光素子100には、平面視で第1のnコンタクト部13aが、他方の辺62側に2箇所、発光素子100の一方の辺61と平行な方向における中心線上に3箇所、一方の辺61側に3箇所設けられている。このとき、他方の辺62側に設けられた第1のnコンタクト部13aから中心線上に設けられた第1のnコンタクト部13aまでの最短距離M1は、中心線上に設けられた第1のnコンタクト部13aから一方の辺61側に設けられた第1のnコンタクト部13aまでの最短距離M2よりも長いことが好ましい。ここで、第1のnコンタクト部13a間の最短距離M1,M2とは、2つの第1のnコンタクト部13aの中心間の距離を意味する。このように第1のnコンタクト部13aを配置することで、n側ポスト電極3n周辺よりもp側ポスト電極3p周辺に電流が供給されやすくなるため、一方の辺61側と他方の辺62側との発光強度分布の偏りを軽減し発光素子100の面内における発光強度分布を改善することができる。
As shown in FIG. 6, in the
本実施形態では、n側電極13は、図6に示すように、n側櫛状部70nと、周壁部73nと、を有している。n側櫛状部70nは、第1のnコンタクト部13aを含み半導体積層体12の他方の辺62の側から一方の辺61の側に向かって櫛状に設けられている。周壁部73nは、第2のnコンタクト部13bを含んでおり、n側櫛状部70nから連続して設けられている。また、周壁部73nは、半導体積層体12の一方の辺61に沿って形成されている。具体的には、図7に示すように、右上がりの斜線のハッチングを施した領域及び網掛けのハッチングを施した領域がn側櫛状部70nであり、右下がりの斜線のハッチングを施した領域が周壁部73nである。ここで、第2のnコンタクト部13bは、平面視で略矩形状の半導体積層体12の周縁部12cに接触して環状に配置されている。そのため、n側電極13とn型半導体層12nとの接触面積が増加し、第1のnコンタクト部13aの個数や直径を少なくしたとしてもVfの上昇を抑制することができる。ここで、第1のnコンタクト部13aの総面積を単純に減らすとn側電極13とn型半導体層12nとの接触面積が減少し、順方向電圧Vfが上昇してしまう。また、電流が偏って供給されやすくなるため、発光素子100の面内における発光強度分布が悪化する虞がある。しかしながら、本実施形態においては、第2のnコンタクト部13bが設けられていることで、Vfの上昇を抑制しながら発光素子100の面内における発光強度分布を改善することができる。なお、本実施形態において、第2のnコンタクト部13bは半導体積層体12の全周に設けられているが、Vf低減の効果を低下させない程度にn型半導体層12nと一部接触していない領域があってもよい。
In the present embodiment, the n-
n側櫛状部70nは、基部71nと、複数の延出部72nと、を有している。基部71nは、他方の辺62の側に設けられている。この基部71nは、p側ポスト電極3pが配置されていない領域に配置されている。本実施形態では、平面視で、基部71nは、縦長の略矩形状で設けられ、複数の延出部72nは、基部71nの一方の辺61側に位置する辺から一方の辺61側に延出して設けられている。周壁部73nは、基部71nの一方の辺61側に位置する辺の両端部から延出し、n型半導体層12nの周縁部12cに沿って設けられ、さらに、一方の辺61に沿って配置されたn側電極13と繋がっており、p側ポスト電極3pを囲って設けられている。また、周壁部73nは、延出部72nの幅Wよりもの狭い幅で設けられている。具体的には、図7に示すように、右上がりの斜線のハッチングを施した領域が基部71nであり、網掛けのハッチングを施した領域が複数の延出部72nである。
The n-side comb-like portion 70n has a base portion 71n and a plurality of extending portions 72n. The base 71n is provided on the
延出部72nは、基部71nから一方の辺61の側に延出して一方の辺61の側の第1のnコンタクト部13aを通じてn型半導体層12nと導通している。この延出部72nは、平面視で、p側ポスト電極3pに重ならないように配置され、延出部72nの先端側に第1のnコンタクト部13aが配置されている。 The extending portion 72n extends from the base portion 71n to the one side 61 side and is electrically connected to the n-type semiconductor layer 12n through the first n contact portion 13a on the one side 61 side. The extended portion 72n is disposed so as not to overlap the p-side post electrode 3p in plan view, and the first n contact portion 13a is disposed on the distal end side of the extended portion 72n.
延出部72nにおいて、半導体積層体12の一方の辺61と平行な方向における長さ(以下、幅)は、適宜設定することができる。図6に示すように、延出部72nにおいて先端側の幅と基端側の幅とが均一な幅Wを有している場合、上記した基端側の幅が狭い形状に比べて、延出部72nの狭い箇所で生じる電流の集中を抑制し延出部72nの先端側に配置された第1のnコンタクト部13aに効率良く電流を供給することができる。そのため、発光素子100の面内の発光強度分布を良好にするには、複数の延出部72nの幅Wは基端側から先端側に亘って略均一であることが好ましい。一方、延出部72nにおいて、第1のnコンタクト部13aが配置された先端側の幅よりも基端側の幅が狭くなっている形状だと、p側ポスト電極3pの配置領域を容易に広げることができるため、発光素子100の実装性を高めることができる。
In the extending portion 72n, the length (hereinafter referred to as width) in the direction parallel to the one side 61 of the semiconductor stacked
このように複数の延出部72nの幅Wを基端側から先端側に亘って略均一に形成する場合、延出部72nの幅Wは、半導体積層体12の一方の辺61に対して平行な方向における長さLに対して1/100〜1/3、好ましくは1/50〜1/5とすると、発光素子100の面内の発光強度分布を良好にしながらp側ポスト電極3pの領域を広く確保して実装性を向上させることができるので好ましい。
In this way, when the width W of the plurality of extending portions 72n is formed substantially uniformly from the base end side to the distal end side, the width W of the extending portion 72n is relative to one side 61 of the semiconductor stacked
平面視で、複数の延出部72nは、半導体積層体12の一方の辺61と平行な方向において等間隔に設けられていることが好ましい。つまり、複数の延出部72nの間隔Dの距離は、等しいことが好ましい。ここで、延出部72nの間隔Dとは、隣接する2つの延出部72nの中心間の距離を意味する。各延出部72nは、それぞれ第1のnコンタクト部13aを通じてn型半導体層12nと導通しているので、このように配置することで、n側電極13を介して供給される電流を、半導体積層体12の一方の辺61と平行な方向において、n型半導体層12nに均等に拡散できるため、発光素子100の面内の発光強度分布を改善させることができる。
The plurality of extending portions 72n are preferably provided at equal intervals in a direction parallel to one side 61 of the semiconductor stacked
図6に示すように、平面視で、複数の延出部72nは、それぞれ同一形状であることが好ましい。このような構成とすることで、半導体積層体12の一方の辺61と平行な方向において、n側電極13を介して供給される電流をn型半導体層12nに均等に拡散できるため、発光素子100の面内における発光強度分布を改善させることができる。さらに、複数の延出部72nの幅Wが基端側から先端側に亘って略均一で、それぞれの延出部72nが同一形状であることが好ましく、発光素子の全面に電流を拡散し発光強度分布を改善することができる。
As shown in FIG. 6, it is preferable that the plurality of extending portions 72n have the same shape in plan view. With such a configuration, the current supplied through the n-
p側電極17は、発光素子100のp側のパッド電極である。p側電極17は、図2及び図6に示すように、図6における右側の領域のp側開口16p及びカバー電極15の開口22bに延在するように形成されている。また、p側電極17は、p側開口16p及びカバー電極15の開口22bを通じて全面電極14と電気的に接続され、全面電極14を介してp型半導体層12pと導通している。平面視で、p側電極17はp側開口16pと同様の櫛状に、p側開口16p又はカバー電極15の開口22bよりも一回り大きく形成されている。
The p-
n側電極13及びp側電極17としては、金属材料を用いることができ、例えば、Ag、Al、Ni、Rh、Au、Cu、Ti、Pt、Pd、Mo、Cr、Wなどの単体金属又はこれらの金属を主成分とする合金などを用いることができる。なお、合金を用いる場合は、例えば、AlSiCu合金のように、組成元素としてSiなどの非金属元素を含有するものであってもよい。また、n側電極13及びp側電極17は、これらの金属材料を単層で、又は積層したものを利用することができる。
As the n-
[n側ポスト電極3n,p側ポスト電極3p]
n側ポスト電極3nは、図1及び図2に示すように、n側電極13上に設けられn側電極13と導通している。p側ポスト電極3pは、図1及び図2に示すように、p側電極17上に設けられp側電極17と導通している。また、n側ポスト電極3n及びp側ポスト電極3pは、発光素子100が発した熱を放熱するための熱伝達経路としても機能する。
[N-side post electrode 3n, p-side post electrode 3p]
As shown in FIGS. 1 and 2, the n-side post electrode 3 n is provided on the n-
n側ポスト電極3nは、第1のnコンタクト部13aを被覆して形成されることが好ましい。具体的には、他方の辺62側に設けられた第1のnコンタクト部13aがn側ポスト電極3nに被覆され、平面視で、第1のnコンタクト部13aがn側ポスト電極3n下に設けられていることが好ましい。これにより、n側ポスト電極3nに供給された電子を第1のnコンタクト部13aに効率良く供給することができる。
The n-side post electrode 3n is preferably formed so as to cover the first n-contact portion 13a. Specifically, the first n contact portion 13a provided on the
n側ポスト電極3n及びp側ポスト電極3pの材料としては、Cu、Au、Niなどの金属を用いることができる。n側ポスト電極3n及びp側ポスト電極3pは、電解メッキ法により形成することができる。 As materials for the n-side post electrode 3n and the p-side post electrode 3p, metals such as Cu, Au, and Ni can be used. The n-side post electrode 3n and the p-side post electrode 3p can be formed by an electrolytic plating method.
実装時に、n側ポスト電極3nと外部の配線パターンとの間、及び、p側ポスト電極3pと外部の配線パターンとの間に、接着部材を設け、接着部材が溶融した後、冷却されることにより、n側ポスト電極3n及びp側ポスト電極3pと外部の配線パターンとが強固に接合される。ここで、接着部材としてSn−Au、Sn−Cu、Sn−Sg−Cuなどの半田を用いることもできる。その場合は、n側ポスト電極3n及びp側ポスト電極3pの最上層を、用いる接着部材と良好な密着性が得られる材料で構成することが好ましい。 At the time of mounting, an adhesive member is provided between the n-side post electrode 3n and the external wiring pattern, and between the p-side post electrode 3p and the external wiring pattern, and the adhesive member is melted and then cooled. Thus, the n-side post electrode 3n and the p-side post electrode 3p are firmly bonded to the external wiring pattern. Here, solder such as Sn—Au, Sn—Cu, Sn—Sg—Cu can be used as the adhesive member. In that case, it is preferable that the uppermost layers of the n-side post electrode 3n and the p-side post electrode 3p are made of a material that can provide good adhesion to the adhesive member to be used.
以上説明したように、本実施形態に係る発光素子100は、n側電極13に、n型半導体層12nの穴部12bの底面に接触するように配置された複数の第1のnコンタクト部13aを備えている。また、発光素子100は、一方の辺61側にp側ポスト電極3pと、他方の辺62側にn側ポスト電極3nと、を備えており、他方の辺62側に設けられた第1のnコンタクト部13aの総面積が一方の辺61側に設けられた第1のnコンタクト部13aの総面積よりも小さくなっている。このように第1のnコンタクト部13aを設けたことで、一方の辺61側と他方の辺62側における発光強度分布の偏りを軽減し発光素子100の発光強度分布を改善することができる。さらに、n側電極13が、平面視で略矩形状の半導体積層体12の周縁部12cに接触するように配置された第2のnコンタクト部13bを備えることで、発光素子100の順方向電圧Vfの上昇を抑制し、発光出力を向上させることができる。したがって、発光素子100は、発光素子100の順方向電圧Vfの上昇を抑制しながら発光素子100の面内における発光強度分布を改善することができる。
As described above, the
(第2実施形態)
図8に示すように、第2実施形態に係る発光素子200では、n側電極13の配置及びp側電極17の形状が第1実施形態に係る発光素子100と相違している。以下では、図1に示す発光素子100と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 8, in the
発光素子200は、平面視で、半導体積層体12の一方の辺61側には、p側ポスト電極3pを備え、一方の辺61の側とは反対側である他方の辺62の側には、n側ポスト電極3nを備えている。そして、発光素子200は、平面視で、複数の第1のnコンタクト部13aが他方の辺62の側に偏って配置されている。
The
図8に示す例では、合計5個の第1のnコンタクト部13aが半導体積層体12の一方の辺61と平行な方向に2列で配置されている。具体的には、第1列目として、図8の中心線よりも他方の辺62の側に、2個の第1のnコンタクト部13aが設けられている。ここでは、これらを内周Nコンタクト31,32と呼ぶ。また、第2列目として、図8の中心線の近傍且つ一方の辺61の側に、3個の第1のnコンタクト部13aが設けられている。ここでは、これらを内周Nコンタクト33,34,35と呼ぶ。発光素子200は、平面視で、内周Nコンタクト31,32から、半導体積層体12の他方の辺62までの距離をαとし、また、内周Nコンタクト33,34,35から半導体積層体12の一方の辺61までの距離をβとしたとき、β>αとなるように複数の第1のnコンタクト部13aが偏って配置されている。第1のnコンタクト部13aの個数は、一方の辺61側に2個、他方の辺62側に3個設けられており、一方の辺61側の方が他方の辺62側よりも少なくなっている。
In the example shown in FIG. 8, a total of five first n contact portions 13 a are arranged in two rows in a direction parallel to one side 61 of the semiconductor stacked
発光素子200は、平面視で、すべての第1のnコンタクト部13aのうち最も一方の辺61側に配置された第1のnコンタクト部13aと、一方の辺61側に配置されたn型半導体層12nの周縁部12cと、の間に、p側ポスト電極3pの全体が配置されている。図8に示す例では、内周Nコンタクト33,34,35と、半導体積層体12の一方の辺61との間に、p側ポスト電極3pの全体が配置されている。
The
発光素子200において、p側ポスト電極3pは、平面視で略矩形状に形成されており、n側電極13は、p側電極17の周囲を取り囲んで設けられている。このうち、n側電極13は、n側開口16nを通じてn型半導体層12nに接触するように配置された第1のnコンタクト部13aと、略矩形状の半導体積層体12の周縁部12cに接触するように配置された第2のnコンタクト部13bと、を備えている。
In the
本実施形態に係る発光素子200は、第1のnコンタクト部13aの個数が一方の辺61側よりも他方の辺62側の方が少なくすることにより、n側ポスト電極3n周辺とp側ポスト電極3p周辺との発光強度分布の偏りを軽減し発光強度分布を改善することができる。さらに、n側電極13が第2のnコンタクト部13bを備えることで、発光素子200の順方向電圧Vfの上昇を抑制することができる。
したがって、発光素子200は、順方向電圧Vfの上昇を抑制しながら発光素子200の面内における発光強度分布を改善することができる。また、発光素子200は、平面視で、複数の第1のnコンタクト部13aがn側ポスト電極3nの側(図8において左)に偏って配置されていることにより、略矩形状のp側ポスト電極3pの面積を容易に確保することができるので、発光素子200の面内における発光強度分布を維持しながら実装性を向上させることができる。
In the
Therefore, the
以上、本発明に係る発光素子について、発明を実施するための形態によって具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変などしたものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。 The light-emitting element according to the present invention has been specifically described above by the embodiments for carrying out the invention. However, the gist of the present invention is not limited to these descriptions, and is based on the description of the claims. It must be interpreted widely. Needless to say, various changes and modifications based on these descriptions are also included in the spirit of the present invention.
3n n側ポスト電極
3p p側ポスト電極
11 基板
12 半導体積層体
12n n型半導体層
12a 活性層
12p p型半導体層
12c 周縁部
12b 穴部
13 n側電極
13a 第1のnコンタクト部
13b 第2のnコンタクト部
14 全面電極
15 カバー電極
16 絶縁膜
16n n側開口
16p p側開口
17 p側電極
21,22a,22b,23 開口
31〜35 内周Nコンタクト(第1のnコンタクト部)
61,62 辺
70n n側櫛状部
71n 基部
72n 延出部
73n 周壁部
100,200 発光素子
3n n-side post electrode 3p p-side post electrode 11
61,62 side 70n n side comb-like part 71n base part 72n extension part 73n peripheral wall part 100,200 light emitting element
Claims (7)
前記p型半導体層の上面の略全面を覆うように設けられた全面電極と、
前記半導体積層体上で、前記p型半導体層上に設けられた少なくとも1つのp側開口と、前記周縁部よりも内側の一部のn型半導体層上に設けられた複数のn側開口と、を有する絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられ前記n側開口を通じて前記n型半導体層と導通した第1のnコンタクト部を有すると共に、前記絶縁膜上から延在して設けられ前記周縁部にて前記n型半導体層と導通する第2のnコンタクト部を有するn側電極と、
前記p側開口を通じて前記全面電極と接続され、前記全面電極を介して前記p型半導体層と導通したp側電極と、を備え、
平面視で、前記半導体積層体の一の辺側には、前記第1のnコンタクト部と、前記p側電極上に設けられたp側ポスト電極が設けられ、
前記一の辺側とは反対側である他の辺側には、前記第1のnコンタクト部と、前記n側電極上に設けられたn側ポスト電極と、が設けられ、
前記他の辺側に設けられた前記第1のnコンタクト部の総面積は、前記一の辺側に設けられた前記第1のnコンタクト部の総面積よりも小さい発光素子。 The n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer provided in a region excluding a peripheral portion of the n-type semiconductor layer and a part inside the peripheral portion on the n-type semiconductor layer in a plan view. Shaped semiconductor stack,
A full-surface electrode provided so as to cover substantially the entire upper surface of the p-type semiconductor layer;
On the semiconductor stacked body, at least one p-side opening provided on the p-type semiconductor layer, and a plurality of n-side openings provided on a part of the n-type semiconductor layer inside the peripheral portion. And an insulating film having
A first n-contact portion provided on the insulating film and electrically connected to the n-type semiconductor layer through the n-side opening ; and extending from the insulating film and provided at the peripheral portion of the n-type semiconductor An n-side electrode having a second n-contact portion in conduction with the layer ;
A p-side electrode connected to the full-surface electrode through the p-side opening and electrically connected to the p-type semiconductor layer through the full-surface electrode ,
In a plan view, on one side of the semiconductor stacked body, the first n contact portion and a p-side post electrode provided on the p-side electrode are provided,
The other side is the opposite side to the one side, the a first n-contact portion, and the n-side post electrode provided on the n-side electrode, is provided,
The other is the total area of the first n-contact portion provided on the side, a small light emitting element than the total area of the provided on one of sides of the first n-contact portion.
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