JP6351531B2 - 半導体発光素子 - 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率などは、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率が異なって表される場合もある。
なお、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(a)〜図1(c)は、第1の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式面図である。
図1(a)は、図1(b)のY1−Y2線断面図である。図1(b)は、図1(a)の矢印AAから見た平面図である。図1(c)は、等価回路図である。
基板(図示しない)の上に、第1半導体層11及び第4半導体層14となる半導体膜を形成する。この上に、第3半導体層13及び第6半導体層16となる半導体膜を形成する。この上に、第2半導体層12及び第5半導体層15となる半導体膜を形成する。この上に、電極を形成し、第1絶縁層81を形成する。この上に、金属層75の一部となる金属膜を形成する。一方、基体70と、金属層75の別となる金属膜と、が設けられた構造体を用意する。これらの金属膜を接合する。接合の後、第1半導体層11及び第4半導体層14となる半導体膜を加工することで、第1半導体層11及び第4半導体層14が得られる。この後、第1パッド層45を形成する。これにより、半導体発光素子110が得られる。上記の基板には、例えば、Si、SiO2、石英、サファイア、GaN、SiC及びGaAsのいずれかが用いられる。半導体膜の成長方法には、例えば、有機金属気相堆積(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition:MOCVD)法、及び、有機金属気相成長(Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy)法などを用いることができる。
図2(a)は、図2(b)のY1−Y2線断面図である。図2(b)は、図2(a)の矢印AAから見た平面図である。図2(c)は、等価回路図である。
図3(a)〜図3(c)は、第2の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式面図である。
図3(a)は、図3(b)のY1−Y2線断面図である。図3(b)は、図3(a)の矢印AAから見た平面図である。図3(c)は、等価回路図である。
第1半導体層11は、第1方向Dr1において基体70と離間し、第1導電形である。第1半導体層11は、第1半導体領域11aと、第1方向Dr1と交差する第2方向において第1半導体領域11aと並ぶ第2半導体領域11bと、を含む。第2の実施形態においては、第1半導体層11は、基体70と電気的に接続される。
図4(a)は、図4(b)のY1−Y2線断面図である。図4(b)は、図4(a)の矢印AAから見た平面図である。図4(c)は、等価回路図である。
図5(a)〜図5(c)は、第3の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式面図である。
図5(a)は、図5(b)のY1−Y2線断面図である。図5(b)は、図5(a)の矢印AAから見た平面図である。図5(c)は、等価回路図である。
第1半導体層11は、第1方向Dr1において、基体70と離間し、第1導電形である。第1半導体層11は、第1半導体領域11aと、第1方向Dr1と交差する第2方向において第1半導体領域11aと並ぶ第2半導体領域11bと、を含む。この実施形態においても、第1半導体層11は、基体70と電気的に接続される。
第1絶縁層81は、第2導電層52と基体70との間に設けられる。第1絶縁層81は、第2導電層52と基体70とを電気的に絶縁する。
図6(a)〜図6(c)は、第4の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式面図である。
図6(a)は、図6(b)のY1−Y2線断面図である。図6(b)は、図6(a)の矢印AAから見た平面図である。図6(c)は、等価回路図である。
半導体発光素子140においても、信頼性を向上できる。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
Ds1、Ds2…第1、第2接続ダイオード、 E1、E2…第1、第2発光部、 Es…発光部
Claims (13)
- 導電性の基体と、
第1方向において前記基体と離間する第1導電形の第1半導体層であって、第1半導体領域と、前記第1方向と交差する第2方向において前記第1半導体領域と並ぶ第2半導体領域と、を含む前記第1半導体層と、
前記第2半導体領域と前記基体との間に設けられ前記基体と金属層によって電気的に接続された第2導電形の第2半導体層と、
前記第2半導体領域と前記第2半導体層との間に設けられた第3半導体層と、
前記第1方向において基体と離間し、前記第1方向と交差する第3方向において前記第1半導体層と並び、前記基体と前記金属層によって電気的に接続された前記第1導電形の第4半導体層と、
前記第4半導体層の一部と前記基体との間に設けられた前記第2導電形の第5半導体層と、
前記第4半導体層の前記一部と前記第5半導体層との間に設けられた第6半導体層と、
第1導電層であって、前記第1半導体領域と前記基体との間に設けられた第1導電領域と、前記第5半導体層と前記基体との間に設けられた第2導電領域と、前記第1導電領域と前記第2導電領域との間の第3導電領域と、を含み、前記第1半導体領域と前記第5半導体層とを電気的に接続する前記第1導電層と、
第1パッド領域を含む第1パッド層であって、前記第1パッド領域と前記基体との間に前記第3導電領域が配置され、前記第1パッド領域は前記第3導電領域と電気的に接続された、前記第1パッド層と、
を備え、
前記第1半導体層、前記第3半導体層及び前記第2半導体層の接合体に対して順電圧を印加して駆動する半導体発光素子であって、
前記第1パッド領域は、前記第1半導体層と前記第4半導体層との間に配置された、半導体発光素子。 - 前記第1導電層と前記基体との間に設けられた第1絶縁層をさらに備えた、請求項1記載の半導体発光素子。
- 第2絶縁層をさらに備え、
前記第1パッド層は、第2パッド領域をさらに含み、
前記第4半導体層の少なくとも一部は、前記第2パッド領域と、前記基体と、の間に設けられ、
前記第2絶縁層の少なくとも一部は、前記第4半導体層の前記少なくとも一部と、前記第2パッド領域と、の間に配置された、請求項2記載の半導体発光素子。 - 前記金属層は、前記第1絶縁層と前記基体との間に設けられた、請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
- 基体と、
前記基体の上に設けられた第1発光部であって、第1アノードと第1カソードとを含む前記第1発光部と、
前記基体の上に設けられた第2発光部であって、第2アノードと、第2カソードと、を含む前記第2発光部と、
前記基体の上に設けられた第1ダイオードであって、第3アノードと、第3カソードと、を含む前記第1ダイオードと、
前記基体の上に設けられた第2ダイオードであって、第4アノードと、第4カソードと、を含む前記第2ダイオードと、
第1導電層であって、前記第1導電層によって前記第1カソードと前記第3アノードとが電気的に接続され、第1導電領域、第2導電領域、及び、前記第1導電領域と前記第2導電領域との間の第3導電領域と、を含み、前記第1導電領域は、前記第1カソードと前記基体との間に配置され、前記第2導電領域は、前記第3アノードと前記基体との間に配置される、前記第1導電層と、
第2導電層であって、前記第2導電層によって前記第2アノードと前記第4カソードとが電気的に接続され、第4導電領域、第5導電領域、及び、前記第4導電領域と前記第5導電領域との間の第6導電領域と、を含み、前記第4導電領域は、前記第2アノードと前記基体との間に配置され、前記第5導電領域は、前記第4カソードと前記基体との間に配置される、前記第2導電層と、
第1パッド層であって、前記第1パッド層と前記基体との間に前記第3導電領域が配置され、前記第1パッド層は前記第3導電領域と電気的に接続された、前記第1パッド層と、
第2パッド層であって、前記第2パッド層と前記基体との間に前記第6導電領域が配置され、前記第2パッド層は前記第6導電領域と電気的に接続された、前記第2パッド層と、
前記第1導電層と前記基体との間、及び、前記第2導電層と前記基体との間に設けられた第1絶縁層と、
前記第3カソードと前記基体とを金属層を介して電気的に接続する第1接続部と、
前記第4アノードと前記基体とを前記金属層を介して電気的に接続する第2接続部と、
を備え、
前記第1発光部及び前記第2発光部に対して順電圧を印加して駆動する半導体発光素子。 - 前記第1発光部は、
n形の第1半導体層であって、第1半導体領域と、前記基体から前記第1ダイオードに向かう第1方向と交差する第2方向において前記第1半導体領域と並ぶ第2半導体領域と、を含む、前記第1半導体層と、
前記第2半導体領域と前記基体との間に設けられたp形の第2半導体層と、
前記第2半導体領域と前記第2半導体層との間に設けられた第3半導体層と、
をさらに含み、
前記第1アノードは、前記第2半導体層と前記基体との間に設けられ、
前記第1ダイオードは、
n形の第4半導体層と、
前記第4半導体層の一部と前記基体との間に設けられたp形の第5半導体層と、
前記第4半導体層の前記一部と前記第5半導体層との間に設けられた第6半導体層と、
をさらに含み、
前記第3アノードは、前記第5半導体層と前記第2導電領域との間に設けられた、請求項5記載の半導体発光素子。 - 前記第2発光部は、
n形の第7半導体層であって、第3半導体領域と、前記第1方向と交差する第3方向において前記第3半導体領域と並ぶ第4半導体領域と、を含む、前記第7半導体層と、
前記第4半導体領域と前記基体との間に設けられたp形の第8半導体層と、
前記第4半導体領域と前記第8半導体層との間に設けられた第9半導体層と、
をさらに含み、
前記第2アノードは、前記第8半導体層と前記基体との間に設けられ、
前記第2ダイオードは、
n形の第10半導体層と、
前記第10半導体層の一部と前記基体との間に設けられたp形の第11半導体層と、
前記第10半導体層の前記一部と前記第11半導体層との間に設けられた第12半導体層と、
をさらに含み、
前記第4アノードは、前記第11半導体層と前記基体との間に設けられた、請求項6記載の半導体発光素子。 - 第1配線をさらに備え、
前記第1配線の一部は、前記第1発光部と前記基体との間に配置され、前記第1アノードと電気的に接続され、
前記第1配線の別の一部は、前記第2発光部と前記基体との間に配置され、前記第2カソードと電気的に接続された、請求項5〜7のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 - (請求項15)
前記第1配線は、直列に接続された複数の発光部を含み、
前記第1接続部は、直列に接続された複数の第1接続ダイオードを含み、
前記第2接続部は、直列に接続された複数の第2接続ダイオードを含む、
請求項8記載の半導体発光素子。 - 前記第1接続部は、
前記基体の上に設けられた第3ダイオードであって、第5アノードと、第5カソードと、を含む前記第3ダイオードと、
前記第3カソードと前記第5アノードとを電気的に接続する第2配線と、
前記第5カソードと前記基体とを前記金属層を介して電気的に接続する第3配線と、
を含む、請求項8記載の半導体発光素子。 - 前記第2配線の一部は、前記第3カソードと基体との間に設けられ、
前記第2配線の別の一部は、前記第5アノードと前記基体との間に設けられた、請求項10記載の半導体発光素子。 - 前記第2接続部は、
前記基体の上に設けられた第4ダイオードであって、第6アノードと、第6カソードと、を含む前記第4ダイオードと、
前記第4アノードと前記第6カソードとを電気的に接続する第4配線と、
前記第6アノードと前記基体とを前記金属層を介して電気的に接続する第5配線と、
を含む、請求項10または11に記載の半導体発光素子。 - 前記第4配線の一部は、前記第4アノードと基体との間に設けられ、
前記第4配線の別の一部は、前記第6カソードと前記基体との間に設けられた、請求項12記載の半導体発光素子。
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