JP6771065B2 - Light emitting element and light emitting element package - Google Patents

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Description

この発明は、発光素子および発光素子パッケージに関する。 The present invention relates to light emitting devices and light emitting device packages.

発光素子として、特許文献1の図3および図4に記載されたものが知られている。特許文献1記載の発光素子は、サファイア基板と、サファイア基板の表面に順に積層されたGaNバッファ層、ノンドープGaNn層、SiドープGaN層(n型コンタクト層)、SiドープGaN層(n型クラッド層)、InGaN層(活性層)、MgドープAlGaN層(p型クラッド層)およびMgドープGaN層(p型コンタクト層)からなる層構造とを含んでいる。p型コンタクト層、p型クラッド層、活性層、n型クラッド層およびn型コンタクト層が部分的に除去され、n型コンタクト層の露出面にn側電極が形成されている。また、p型コンタクト層上にp側電極が形成されている。 As the light emitting element, those described in FIGS. 3 and 4 of Patent Document 1 are known. The light emitting device described in Patent Document 1 includes a sapphire substrate, a GaN buffer layer laminated on the surface of the sapphire substrate in order, a non-doped GaNn layer, a Si-doped GaN layer (n-type contact layer), and a Si-doped GaN layer (n-type clad layer). ), InGaN layer (active layer), Mg-doped AlGaN layer (p-type clad layer), and Mg-doped GaN layer (p-type contact layer). The p-type contact layer, p-type clad layer, active layer, n-type clad layer and n-type contact layer are partially removed, and an n-side electrode is formed on the exposed surface of the n-type contact layer. Further, a p-side electrode is formed on the p-type contact layer.

p側電極は、透光性を有するp側電流拡散部(p側透明電極層)と、p側電流拡散部の所定の一部に形成された透光性を有しないp側パッド部とから構成されている。p側電流拡散部には、複数の開口部(貫通孔)が形成されている。これらの開口部は、p側電流拡散部を透光性を備えない程厚膜に形成した場合でも、p側電流拡散部の電気抵抗を小さくしつつ光の取り出しを可能とするために形成されている。 The p-side electrode is composed of a p-side current diffusing portion (p-side transparent electrode layer) having translucency and a p-side pad portion having no translucency formed in a predetermined part of the p-side current diffusing portion. It is configured. A plurality of openings (through holes) are formed in the p-side current diffusion portion. These openings are formed to enable light to be taken out while reducing the electrical resistance of the p-side current diffusing portion even when the p-side current diffusing portion is formed into a thick film that does not have translucency. ing.

特開2004−221529号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-221259

この発明の目的は、光取り出し効率を向上化させることができる発光素子および発光素子パッケージを提供することである。 An object of the present invention is to provide a light emitting element and a light emitting element package capable of improving the light extraction efficiency.

この発明の一実施形態は、表面および裏面を有する基板と、前記基板の表面に順に積層されたn型半導体層、発光層およびp型半導体層を有し、前記p型半導体層は前記発光層とは反対側の表面を有する半導体積層構造部と、前記半導体積層構造部における前記p型半導体層側の前記表面の所定の電流注入領域に前記半導体積層構造部内に入り込むように形成され、かつ前記p型半導体層から前記半導体積層構造部内に延びた複数の凹部と、前記p型半導体層側の前記表面における前記電流注入領域の一部に形成された第1絶縁膜と、前記p型半導体層の前記表面に形成され、前記p型半導体層側の前記表面における前記所定の電流注入領域の全域または前記p型半導体層側の前記表面における前記所定の電流注入領域のほぼ全域を覆うと同時に前記第1絶縁膜を覆うp側透明電極層と、前記p側透明電極層における前記p型半導体層とは反対側の表面における前記第1絶縁層の表面と対向する位置に形成されたp側電極とを含む、発光素子を提供する。 One embodiment of the present invention has a substrate having a front surface and a back surface, and an n-type semiconductor layer, a light emitting layer, and a p-type semiconductor layer that are sequentially laminated on the surface of the substrate, and the p-type semiconductor layer is the light emitting layer. The semiconductor laminated structure portion having the surface opposite to the above, and the semiconductor laminated structure portion formed so as to enter the semiconductor laminated structure portion into a predetermined current injection region of the surface on the p-type semiconductor layer side of the semiconductor laminated structure portion. A plurality of recesses extending from the p-type semiconductor layer into the semiconductor laminated structure portion, a first insulating film formed in a part of the current injection region on the surface on the p-type semiconductor layer side, and the p-type semiconductor layer. It is formed on the surface of the p-semiconductor layer and covers the entire area of the predetermined current injection region on the surface on the p-type semiconductor layer side or almost the entire area of the predetermined current injection region on the surface on the p-type semiconductor layer side. The p-side transparent electrode layer covering the first insulating film and the p-side electrode formed at a position facing the surface of the first insulating layer on the surface of the p-side transparent electrode layer opposite to the p-type semiconductor layer. To provide a light emitting element including.

この発明の一実施形態では、前記第1絶縁膜がSiOからなる。
この発明の一実施形態では、前記第1絶縁膜は平面視で円形状であり、前記p側電極は、平面視で前記第1絶縁膜よりも径が小さい円形状である。
この発明の一実施形態では、前記第1絶縁膜は、前記p型半導体層側の前記表面から前記p側透明電極層に向かって横断面積が小さくなる円錐台状である。
In one embodiment of the present invention, the first insulating film is made of SiO 2 .
In one embodiment of the present invention, the first insulating film has a circular shape in a plan view, and the p-side electrode has a circular shape having a diameter smaller than that of the first insulating film in a plan view.
In one embodiment of the present invention, the first insulating film has a truncated cone shape in which the cross-sectional area decreases from the surface on the p-type semiconductor layer side toward the p-side transparent electrode layer.

この発明の一実施形態では、前記複数の凹部は、前記p側透明電極層における前記導体積層構造部とは反対側の表面から掘り下げられて、前記半導体積層構造部内に延びている。
この発明の一実施形態では、前記複数の凹部は、前記p側透明電極層における前記導体積層構造部とは反対側の表面から掘り下げられて、前記透明電極層、前記p型半導体層および前記発光層を貫通して前記n型半導体層の厚さ方向の途中に入り込んでいる。
In one embodiment of the present invention, the plurality of recesses are dug down from the surface of the p-side transparent electrode layer opposite to the conductor laminated structure portion and extend into the semiconductor laminated structure portion.
In one embodiment of the present invention, the plurality of recesses are dug down from the surface of the p-side transparent electrode layer opposite to the conductor laminated structure portion, and the transparent electrode layer, the p-type semiconductor layer and the light emitting light are formed. It penetrates the layer and enters the middle of the n-type semiconductor layer in the thickness direction.

この発明の一実施形態では、前記凹部の内側面には第2絶縁膜が形成されており、前記p側透明電極層の前記表面のうち、前記p側電極が形成されていない領域および前記凹部が形成されていない領域は露出している。
この発明の一実施形態では、前記凹部の内側面は、前記凹部の底面に向かって前記凹部の横断面積が徐々に小さくなる傾斜面に形成されている。
この発明の一実施形態では、前記凹部の内側面は、前記凹部の底面に向かって前記凹部の横断面積が徐々に大きくなる傾斜面に形成されている。
In one embodiment of the present invention, a second insulating film is formed on the inner surface of the recess, and a region of the surface of the p-side transparent electrode layer on which the p-side electrode is not formed and the recess. The area where is not formed is exposed.
In one embodiment of the present invention, the inner surface of the recess is formed as an inclined surface in which the cross-sectional area of the recess gradually decreases toward the bottom surface of the recess.
In one embodiment of the present invention, the inner surface of the recess is formed on an inclined surface in which the cross-sectional area of the recess gradually increases toward the bottom surface of the recess.

この発明の一実施形態では、前記n型半導体層に電気的に接続され、半導体積層構造部から前記基板に平行な方向に引き出された引き出し部と、前記引き出し部上に形成されたn側電極とをさらに含む。
この発明の一実施形態では、前記n側電極は、前記n型半導体の前記表面に形成されたn側透明電極層と、前記n側透明電極層上に形成されたn側パッドからなる。
In one embodiment of the present invention, a lead-out portion electrically connected to the n-type semiconductor layer and drawn out from the semiconductor laminated structure portion in a direction parallel to the substrate, and an n-side electrode formed on the lead-out portion. And further include.
In one embodiment of the present invention, the n-side electrode comprises an n-side transparent electrode layer formed on the surface of the n-type semiconductor and an n-side pad formed on the n-side transparent electrode layer.

この発明の一実施形態では、前記n側透明電極層がITOまたはZnOからなり、前記n側パッドがCrまたはAuからなる。
この発明の一実施形態では、前記基板の表面に前記n型半導体層に覆われた複数の凸部が形成されている。
この発明の一実施形態では、前記凸部がSiNからなる。
In one embodiment of the present invention, the n-side transparent electrode layer is made of ITO or ZnO, and the n-side pad is made of Cr or Au.
In one embodiment of the present invention, a plurality of convex portions covered with the n-type semiconductor layer are formed on the surface of the substrate.
In one embodiment of the present invention, the convex portion is made of SiN.

この発明の一実施形態は、前記発光素子と、表面と裏面とを有し、前記表面上に前記発光素子が配置されるように、前記発光素子を支持する支持基板と、前記支持基板に固定され、前記発光素子を取り囲むように配置された樹脂パッケージとを含み、前記発光素子は、前記基板における前記n型半導体層とは反対側の表面が、前記支持基板の前記表面と向かい合うような姿勢で、前記支持基板に支持されている、発光素子パッケージを提供する。 One embodiment of the present invention has the light emitting element, a front surface and a back surface, and is fixed to the support substrate and the support substrate that support the light emitting element so that the light emitting element is arranged on the front surface. The light emitting element includes a resin package arranged so as to surround the light emitting element, so that the surface of the substrate opposite to the n-type semiconductor layer faces the surface of the support substrate. The present invention provides a light emitting element package supported by the support substrate.

この発明の一実施形態は、前記発光素子と、表面と裏面とを有し、前記表面上に前記発光素子が配置されるように、前記発光素子を支持する支持基板と、前記支持基板に固定され、前記発光素子を取り囲むように配置された樹脂パッケージとを含み、前記発光素子は、前記p側透明電極層における前記p型半導体層とは反対側の表面が、前記支持基板の前記表面と向かい合うような姿勢で、前記支持基板に支持されている、発光素子パッケージを提供する。 One embodiment of the present invention has the light emitting element, a front surface and a back surface, and is fixed to the support substrate and the support substrate that support the light emitting element so that the light emitting element is arranged on the front surface. The light emitting element includes a resin package arranged so as to surround the light emitting element, and the surface of the p side transparent electrode layer opposite to the p-type semiconductor layer is the surface of the support substrate. Provided is a light emitting element package supported by the support substrate in a facing posture.

この発明の一実施形態では、前記樹脂パッケージは、前記発光素子を取り囲む環状壁を備えており、前記環状壁の内側面は、前記支持基板の表面から離れるほど、前記環状壁に囲まれた空間の横断面積が大きくなる傾斜面に形成されており、前記傾斜面が、前記発光素子から出射された光を反射させて外部に取り出すための反射部を構成している。 In one embodiment of the present invention, the resin package includes an annular wall that surrounds the light emitting element, and the inner surface of the annular wall is a space surrounded by the annular wall as the distance from the surface of the support substrate increases. The inclined surface is formed on an inclined surface having a large cross-sectional area, and the inclined surface constitutes a reflecting portion for reflecting the light emitted from the light emitting element and taking it out to the outside.

図1は、第1発明の一実施形態に係る発光素子の模式的な平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view of a light emitting device according to an embodiment of the first invention. 図2は、図1の発光素子の模式的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the light emitting element of FIG. 図3Aは、凸部の配置パターンの一例を示す模式的な平面図である。FIG. 3A is a schematic plan view showing an example of the arrangement pattern of the convex portions. 図3Bは、凸部の配置パターンの他の例を示す模式的な平面図である。FIG. 3B is a schematic plan view showing another example of the arrangement pattern of the convex portion. 図4Aは、図3Aの配置パターンで凸部が配置されている場合における、凹部の配置パターンの一例を示す模式的な平面図である。FIG. 4A is a schematic plan view showing an example of the arrangement pattern of the concave portions when the convex portions are arranged in the arrangement pattern of FIG. 3A. 図4Bは、図3Bの配置パターンで凸部が配置されている場合における、凹部の配置パターンの一例を示す模式的な平面図である。FIG. 4B is a schematic plan view showing an example of the arrangement pattern of the concave portions when the convex portions are arranged in the arrangement pattern of FIG. 3B. 図5Aは、凹部の形状の一例を示す模式的な断面図である。FIG. 5A is a schematic cross-sectional view showing an example of the shape of the recess. 図5Bは、凹部の形状の他の例を示す模式的な断面図である。FIG. 5B is a schematic cross-sectional view showing another example of the shape of the recess. 図6Aは、図1および図2に示す発光素子の製造方法を示す模式的な断面図である。FIG. 6A is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing the light emitting element shown in FIGS. 1 and 2. 図6Bは、図6Aの次の工程を示す模式的な断面図である。FIG. 6B is a schematic cross-sectional view showing the next step of FIG. 6A. 図6Cは、図6Bの次の工程を示す模式的な断面図である。FIG. 6C is a schematic cross-sectional view showing the next step of FIG. 6B. 図6Dは、図6Cの次の工程を示す模式的な断面図である。FIG. 6D is a schematic cross-sectional view showing the next step of FIG. 6C. 図6Eは、図6Dの次の工程を示す模式的な断面図である。FIG. 6E is a schematic cross-sectional view showing the next step of FIG. 6D. 図6Fは、図6Eの次の工程を示す模式的な断面図である。FIG. 6F is a schematic cross-sectional view showing the next step of FIG. 6E. 図6Gは、図6Eの次の工程を示す模式的な断面図である。FIG. 6G is a schematic cross-sectional view showing the next step of FIG. 6E. 図7は、発光素子パッケージの模式的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the light emitting element package. 図8は、x方向シフト量Δxおよびy方向シフト量Δyを説明するための模式的な平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view for explaining the x-direction shift amount Δx and the y-direction shift amount Δy. 図9は、シミュレーション結果を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the simulation results. 図10は、発光素子パッケージの他の例を示す模式的な断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing another example of the light emitting device package. 図11は、第2発明の一実施形態に係る発光素子の模式的な平面図である。FIG. 11 is a schematic plan view of the light emitting device according to the embodiment of the second invention. 図12は、図11の発光素子の模式的な断面図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the light emitting element of FIG. 図13Aは、凸部の配置パターンの一例を示す模式的な平面図である。FIG. 13A is a schematic plan view showing an example of the arrangement pattern of the convex portions. 図13Bは、凸部の配置パターンの他の例を示す模式的な平面図である。FIG. 13B is a schematic plan view showing another example of the arrangement pattern of the convex portion. 図14Aは、図13Aの配置パターンで凸部が配置されている場合における、第2絶縁膜の配置パターンの一例を示す模式的な平面図である。FIG. 14A is a schematic plan view showing an example of the arrangement pattern of the second insulating film when the convex portion is arranged in the arrangement pattern of FIG. 13A. 図14Bは、図13Bの配置パターンで凸部が配置されている場合における、第2絶縁膜の配置パターンの一例を示す模式的な平面図である。FIG. 14B is a schematic plan view showing an example of the arrangement pattern of the second insulating film when the convex portion is arranged in the arrangement pattern of FIG. 13B. 図15Aは、図11および図12に示す発光素子の製造方法を示す模式的な断面図である。FIG. 15A is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing the light emitting element shown in FIGS. 11 and 12. 図15Bは、図15Aの次の工程を示す模式的な断面図である。FIG. 15B is a schematic cross-sectional view showing the next step of FIG. 15A. 図15Cは、図15Bの次の工程を示す模式的な断面図である。FIG. 15C is a schematic cross-sectional view showing the next step of FIG. 15B. 図15Dは、図15Cの次の工程を示す模式的な断面図である。FIG. 15D is a schematic cross-sectional view showing the next step of FIG. 15C. 図15Eは、図15Dの次の工程を示す模式的な断面図である。FIG. 15E is a schematic cross-sectional view showing the next step of FIG. 15D. 図15Fは、図15Eの次の工程を示す模式的な断面図である。FIG. 15F is a schematic cross-sectional view showing the next step of FIG. 15E. 図16は、発光素子パッケージの模式的な断面図である。FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of the light emitting element package. 図17は、発光素子パッケージの他の例を示す模式的な断面図である。FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing another example of the light emitting device package.

以下では、第1発明および第2発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
[1]第1発明について
第1発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、第1発明の一実施形態に係る発光素子の模式的な平面図である。図2は、図1の発光素子の模式的な断面図である。
Hereinafter, embodiments of the first invention and the second invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[1] First Invention An embodiment of the first invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic plan view of a light emitting device according to an embodiment of the first invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the light emitting element of FIG.

発光素子1は、平面視四角形状のチップ状である。発光素子1は、表面2Aおよび裏面2Bを有する基板2と、基板2の表面2Aに順に積層されたn型導電型半導体層3、発光層4およびp型導電型半導体層5とを含む。以下、n型導電型半導体層3を「n型半導体層3」といい、p型導電型半導体層5を「p型半導体層5」という。基板2は、平面視で四角形状である。n型半導体層3における周縁部付近を除いた部分と、発光層4と、p型半導体層5とによって、半導体積層構造部6が構成されている。半導体積層構造部6は、平面視において、基板2とほぼ相似の四角形状であり、1つのコーナ部に切除部6Aを有している。切除部6Aの側面は、平面視において内方に向かって突出した湾曲面に形成されている。 The light emitting element 1 has a chip shape having a rectangular shape in a plan view. The light emitting element 1 includes a substrate 2 having a front surface 2A and a back surface 2B, and an n-type conductive semiconductor layer 3, a light emitting layer 4, and a p-type conductive semiconductor layer 5 which are sequentially laminated on the front surface 2A of the substrate 2. Hereinafter, the n-type conductive semiconductor layer 3 is referred to as an “n-type semiconductor layer 3”, and the p-type conductive semiconductor layer 5 is referred to as a “p-type semiconductor layer 5”. The substrate 2 has a rectangular shape in a plan view. The semiconductor laminated structure portion 6 is composed of a portion of the n-type semiconductor layer 3 excluding the vicinity of the peripheral edge portion, a light emitting layer 4, and a p-type semiconductor layer 5. The semiconductor laminated structure portion 6 has a quadrangular shape substantially similar to that of the substrate 2 in a plan view, and has a cut portion 6A at one corner portion. The side surface of the excised portion 6A is formed on a curved surface protruding inward in a plan view.

基板2は、発光層4の発光波長λ(たとえば450nm)に対して透明な材料(たとえば、サファイア、GaNまたはSiC)からなる。「発光波長に対して透明」とは、具体的には、たとえば、発光波長の透過率が60%以上の場合をいう。この実施形態では、基板2は、サファイア基板である。基板2の厚さは、たとえば、200μm〜300μmである。 The substrate 2 is made of a material (eg, sapphire, GaN or SiC) that is transparent to the emission wavelength λ (eg 450 nm) of the light emitting layer 4. Specifically, "transparent with respect to the emission wavelength" means, for example, a case where the transmittance of the emission wavelength is 60% or more. In this embodiment, the substrate 2 is a sapphire substrate. The thickness of the substrate 2 is, for example, 200 μm to 300 μm.

基板2の表面2Aには、n型半導体層3へ突出する複数の円錐台状の凸部7が形成されている。これらの凸部7は、図3Aに示すように、離散配置されている。図3Aには、平面視において、基板2の表面2Aの隣接する2つの辺のうち一方の辺に沿う方向をx方向として示し、他方の辺に沿う方向をy方向として示している。この実施形態では、平面視で、正六角形の集合体内の各正六角形の各頂点および中心(重心)に凸部7が配置されるようなパターンで、複数の凸部7が基板2の表面2Aに形成されている。言い換えれば、正六角形の集合体内の各正六角形を構成する6つの正三角形の各頂点に凸部7が配置されるようなパターンで、複数の凸部7が基板2の表面2Aに形成されている。この実施形態では、各凸部7は、SiNで形成されている。各凸部7は、基板2の表面2Aをエッチングすることにより、形成してもよい。 On the surface 2A of the substrate 2, a plurality of truncated cone-shaped convex portions 7 projecting to the n-type semiconductor layer 3 are formed. As shown in FIG. 3A, these convex portions 7 are arranged discretely. In FIG. 3A, in a plan view, the direction along one of the two adjacent sides of the surface 2A of the substrate 2 is shown as the x direction, and the direction along the other side is shown as the y direction. In this embodiment, in a plan view, a plurality of convex portions 7 are arranged on the surface 2A of the substrate 2 in a pattern in which convex portions 7 are arranged at each apex and center (centroid) of each regular hexagon in an aggregate of regular hexagons. Is formed in. In other words, a plurality of convex portions 7 are formed on the surface 2A of the substrate 2 in a pattern in which convex portions 7 are arranged at the vertices of the six equilateral triangles constituting each regular hexagon in the aggregate of regular hexagons. There is. In this embodiment, each convex portion 7 is formed of SiN. Each convex portion 7 may be formed by etching the surface 2A of the substrate 2.

複数の凸部7は、図3Bに示すように、互いに間隔をあけて行列状に配置されていてもよい。
基板2の表面2Aに凸部7が形成されているので、基板2の表面2Aとn型半導体層3との界面において光が全反射するのを抑制することができる。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。たとえば、基板2の裏面2Bで反射して、基板2とn型半導体層3との界面に対して様々な角度で入射する光が、当該界面において基板2の裏面2B側に全反射するのを抑制できる。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。
As shown in FIG. 3B, the plurality of convex portions 7 may be arranged in a matrix at intervals from each other.
Since the convex portion 7 is formed on the surface 2A of the substrate 2, it is possible to suppress total reflection of light at the interface between the surface 2A of the substrate 2 and the n-type semiconductor layer 3. Thereby, the light extraction efficiency can be improved. For example, light reflected by the back surface 2B of the substrate 2 and incident on the interface between the substrate 2 and the n-type semiconductor layer 3 at various angles is totally reflected to the back surface 2B side of the substrate 2 at the interface. Can be suppressed. Thereby, the light extraction efficiency can be improved.

n型半導体層3は、基板2の表面2Aに積層されている。n型半導体層3は、基板2の表面2Aの全域を覆っている。n型半導体層3によって、全ての凸部7は覆われている。n型半導体層3は、n型のGaNからなり、発光層4の発光波長λに対して透明である。
n型半導体層3について、図2において、基板2の表面2Aを覆う下面を裏面3Bといい、裏面3Bとは反対側の上面を表面3Aということにする。n型半導体層3の表面3Aには、大局的に見て、中央部の高位領域と、高位領域の周囲の高位領域より低い低位領域とが存在する。これにより、n型半導体層3の表面3Aには、高位領域と低位領域との境界部に段差が形成されている。
The n-type semiconductor layer 3 is laminated on the surface 2A of the substrate 2. The n-type semiconductor layer 3 covers the entire surface 2A of the substrate 2. All the convex portions 7 are covered by the n-type semiconductor layer 3. The n-type semiconductor layer 3 is made of n-type GaN and is transparent to the emission wavelength λ of the light emitting layer 4.
Regarding the n-type semiconductor layer 3, in FIG. 2, the lower surface covering the front surface 2A of the substrate 2 is referred to as the back surface 3B, and the upper surface opposite to the back surface 3B is referred to as the front surface 3A. The surface 3A of the n-type semiconductor layer 3 has a high-level region in the central portion and a low-level region lower than the high-level region around the high-level region in a broad sense. As a result, a step is formed on the surface 3A of the n-type semiconductor layer 3 at the boundary between the high-level region and the low-level region.

高位領域におけるn型半導体層3が、半導体積層構造部6内のn型半導体層を構成している。低位領域におけるn型半導体層3を、半導体積層構造部6から引き出された引き出し部8ということにする。引き出し部8では、その側面が基板2の側面と面一に揃う位置まで外側に引き出されている。引き出し部8は、半導体積層構造部6の周囲を取り囲むように形成されている。 The n-type semiconductor layer 3 in the high-order region constitutes the n-type semiconductor layer in the semiconductor laminated structure portion 6. The n-type semiconductor layer 3 in the lower region is referred to as a lead-out portion 8 drawn out from the semiconductor laminated structure portion 6. The pull-out portion 8 is pulled out to a position where its side surface is flush with the side surface of the substrate 2. The lead-out portion 8 is formed so as to surround the periphery of the semiconductor laminated structure portion 6.

引き出し部8の表面には、半導体積層構造部6の切除部6Aに対応する領域に、n側電極9が接触して形成されている。n側電極9は、引き出し部8の表面に形成されたn側透明電極層10と、n側透明電極層10上に形成されたn側パッド11とからなる。n側透明電極層10は、平面視で基板2の4辺と平行な4辺を有する四角形状であり、半導体積層構造部6の切除部6Aの側面に対向するコーナ部が外方に突出した湾曲面に形成されている。n側透明電極層10は、たとえば、発光層4の発光波長λに対して透明な材料(たとえば、ITO、ZnO)からなる。n側パッド11は、平面視で円形状である。n側パッド11は、たとえば、Cr、Auからなる。 On the surface of the lead-out portion 8, the n-side electrode 9 is formed in contact with the region corresponding to the cut-out portion 6A of the semiconductor laminated structure portion 6. The n-side electrode 9 includes an n-side transparent electrode layer 10 formed on the surface of the drawer portion 8 and an n-side pad 11 formed on the n-side transparent electrode layer 10. The n-side transparent electrode layer 10 has a quadrangular shape having four sides parallel to the four sides of the substrate 2 in a plan view, and a corner portion facing the side surface of the cut portion 6A of the semiconductor laminated structure portion 6 projects outward. It is formed on a curved surface. The n-side transparent electrode layer 10 is made of, for example, a material (for example, ITO, ZnO) that is transparent to the emission wavelength λ of the light emitting layer 4. The n-side pad 11 has a circular shape in a plan view. The n-side pad 11 is made of, for example, Cr or Au.

発光層4は、n型半導体層3上に積層されている。発光層4は、n型半導体層3の表面3Aにおける高位領域のほぼ全域を覆っている。発光層4は、この実施形態では、Inを含む窒化物半導体(たとえばInGaN)からなる。
p型半導体層5は、発光層4上に積層されている。p型半導体層5は、発光層4の表面のほぼ全域を覆っている。p型半導体層5は、p型のGaNからなり、発光層4の発光波長λに対して透明である。このように、n型半導体層3とp型半導体層5とで発光層4を挟んだ発光ダイオード構造(半導体積層構造部6)が形成されている。
The light emitting layer 4 is laminated on the n-type semiconductor layer 3. The light emitting layer 4 covers almost the entire high-order region on the surface 3A of the n-type semiconductor layer 3. In this embodiment, the light emitting layer 4 is made of a nitride semiconductor containing In (for example, InGaN).
The p-type semiconductor layer 5 is laminated on the light emitting layer 4. The p-type semiconductor layer 5 covers almost the entire surface of the light emitting layer 4. The p-type semiconductor layer 5 is made of p-type GaN and is transparent to the emission wavelength λ of the light emitting layer 4. As described above, the light emitting diode structure (semiconductor laminated structure portion 6) in which the light emitting layer 4 is sandwiched between the n-type semiconductor layer 3 and the p-type semiconductor layer 5 is formed.

p型半導体層5における発光層4とは反対側の表面には、半導体積層構造部6の切除部6Aと対向するコーナ寄りの位置に、平面視で円形状の絶縁膜12が形成されている。絶縁膜12は、たとえば、SiOからなる。
p型半導体層5の表面には、p側透明電極層14が形成されている。p側透明電極層14は、p型半導体層5の表面における所定の電流注入領域13のほぼ全域(電流注入領域13における後述する凹部16の第2部分16B以外の領域)を覆っている。この実施形態では、電流注入領域13は、p型半導体層5の表面の周縁部を除いた領域に設定されている。p型半導体層5の表面の絶縁膜12が形成されている領域は電流注入領域13に含まれており、絶縁膜12はp側透明電極層14によって覆われている。p側透明電極層14は、たとえば、発光層4の発光波長λに対して透明な材料(たとえば、ITO、ZnO)からなる。p側透明電極層14の厚さは、たとえば、100nm〜300nm程度である。
On the surface of the p-type semiconductor layer 5 opposite to the light emitting layer 4, a circular insulating film 12 is formed in a plan view at a position near the corner facing the cut portion 6A of the semiconductor laminated structure portion 6. .. The insulating film 12 is made of, for example, SiO 2 .
A p-side transparent electrode layer 14 is formed on the surface of the p-type semiconductor layer 5. The p-side transparent electrode layer 14 covers almost the entire region of a predetermined current injection region 13 on the surface of the p-type semiconductor layer 5 (region other than the second portion 16B of the recess 16 described later in the current injection region 13). In this embodiment, the current injection region 13 is set to a region excluding the peripheral edge of the surface of the p-type semiconductor layer 5. The region on the surface of the p-type semiconductor layer 5 on which the insulating film 12 is formed is included in the current injection region 13, and the insulating film 12 is covered with the p-side transparent electrode layer 14. The p-side transparent electrode layer 14 is made of, for example, a material (for example, ITO, ZnO) that is transparent to the emission wavelength λ of the light emitting layer 4. The thickness of the p-side transparent electrode layer 14 is, for example, about 100 nm to 300 nm.

p側透明電極層14におけるp型半導体層5とは反対側の表面には、絶縁膜12の表面と対向する位置(図2では絶縁膜12の真上位置)に、p側電極(p側パッド)15が形成されている。p側電極15は、平面視で絶縁膜12より径の小さな円形状である。p側電極15は、たとえば、Cr、Auからなる。前述の絶縁膜12は、よく知られているように、半導体積層構造部6におけるp側電極15の直下以外に電流を流し、p側電極15によって遮られる光を低減させるために設けられている。 On the surface of the p-side transparent electrode layer 14 opposite to the p-type semiconductor layer 5, the p-side electrode (p-side) is located at a position facing the surface of the insulating film 12 (position directly above the insulating film 12 in FIG. 2). Pad) 15 is formed. The p-side electrode 15 has a circular shape having a diameter smaller than that of the insulating film 12 in a plan view. The p-side electrode 15 is made of, for example, Cr and Au. As is well known, the above-mentioned insulating film 12 is provided in order to reduce the light blocked by the p-side electrode 15 by passing a current other than directly under the p-side electrode 15 in the semiconductor laminated structure portion 6. ..

p側透明電極層14におけるp型半導体層5とは反対側の表面には、p側透明電極層14を貫通し、半導体積層構造部6の内部に入り込んだ複数の凹部16が形成されている。各凹部16の内壁面(底面および内周面)には、SiOからなる絶縁膜17が形成されている。この実施形態では、各凹部16は、p側透明電極層14の表面からn型半導体層3の内部に達している。各凹部16は、p側透明電極層14を貫通している第1部分(貫通孔)16Aと、第1部分16Aに連通しかつ半導体積層構造部6の内部に入り込んだ第2部分(凹部)16Bとからなる。 On the surface of the p-side transparent electrode layer 14 opposite to the p-type semiconductor layer 5, a plurality of recesses 16 that penetrate the p-side transparent electrode layer 14 and enter the inside of the semiconductor laminated structure 6 are formed. .. An insulating film 17 made of SiO 2 is formed on the inner wall surface (bottom surface and inner peripheral surface) of each recess 16. In this embodiment, each recess 16 reaches the inside of the n-type semiconductor layer 3 from the surface of the p-side transparent electrode layer 14. Each recess 16 has a first portion (through hole) 16A penetrating the p-side transparent electrode layer 14 and a second portion (recess) communicating with the first portion 16A and entering the inside of the semiconductor laminated structure portion 6. It consists of 16B.

これらの凹部16は、図4Aに示すように、離散配置されている。この実施形態では、基板2上に形成された各凸部7の中心の真上位置(各凸部7に対向する位置)と、複数の凸部7内の二次元的に隣接する3つの凸部7間の中心位置の真上位置(二次元的に隣接する3つの凸部7間の中心位置に対向する位置)とに、凹部16は形成されている。図4Aに示すように、正六角形の集合体内の各正六角形を構成する6つの正三角形の各頂点に凸部7が配置されている場合には、各正三角形のそれぞれの重心が、二次元的に隣接する3つの凸部7間の中心位置となる。したがって、この場合には、各正六角形を構成する6つの正三角形の各頂点および各重心に凹部16が配置される。 These recesses 16 are discretely arranged as shown in FIG. 4A. In this embodiment, a position directly above the center of each convex portion 7 formed on the substrate 2 (a position facing each convex portion 7) and three two-dimensionally adjacent convex portions in the plurality of convex portions 7. The recess 16 is formed at a position directly above the center position between the portions 7 (a position facing the center position between the three two-dimensionally adjacent convex portions 7). As shown in FIG. 4A, when the convex portions 7 are arranged at the vertices of the six equilateral triangles constituting each equilateral triangle in the aggregate of the equilateral hexagons, the center of gravity of each equilateral triangle is two-dimensional. It is the central position between the three convex portions 7 that are adjacent to each other. Therefore, in this case, the recess 16 is arranged at each vertex and each center of gravity of the six equilateral triangles constituting each regular hexagon.

基板2上に形成された凸部7の中心の真上位置のみに凹部16を配置してもよい。つまり、図4Aに示される各正六角形を構成する6つの正三角形の各頂点のみに凹部16を配置してもよい。
基板2上に形成された複数の凸部7内の二次元的に隣接する3つの凸部7間の中心位置の真上位置のみに、凹部16を形成してもよい。つまり、図4Aに示される各正六角形を構成する6つの正三角形の各重心のみに凹部16を配置してもよい。
The recess 16 may be arranged only at a position directly above the center of the convex portion 7 formed on the substrate 2. That is, the recess 16 may be arranged only at each vertex of the six equilateral triangles constituting each regular hexagon shown in FIG. 4A.
The recess 16 may be formed only at a position directly above the center position between the three two-dimensionally adjacent convex portions 7 in the plurality of convex portions 7 formed on the substrate 2. That is, the recess 16 may be arranged only at each center of gravity of the six equilateral triangles constituting each regular hexagon shown in FIG. 4A.

凸部7が図3Bに示すように行列状に配置されている場合には、たとえば、図4Bに示すように、複数の凹部16は、平面視において、各凸部7の中心の真上位置(各凸部7に対向する位置)と、二次元的に隣接する4つの凸部7間の中心位置とに配置してもよい。
凸部7が図3Bに示すように行列状に配置されている場合には、複数の凹部16は、平面視において、各凸部7の中心の真上位置のみに配置してもよく、二次元的に隣接する4つの凸部7間の中心位置の真上位置のみに配置してもよい。
When the convex portions 7 are arranged in a matrix as shown in FIG. 3B, for example, as shown in FIG. 4B, the plurality of concave portions 16 are located directly above the center of each convex portion 7 in a plan view. It may be arranged at (a position facing each convex portion 7) and a central position between four two-dimensionally adjacent convex portions 7.
When the convex portions 7 are arranged in a matrix as shown in FIG. 3B, the plurality of concave portions 16 may be arranged only at a position directly above the center of each convex portion 7 in a plan view. It may be arranged only at a position directly above the center position between the four dimensionally adjacent convex portions 7.

この実施形態では、凹部16は平面視で円形状である。また、この実施形態では、図5Aに示すように、凹部16は、下方にいくほど横断面の面積が小さくなるような裾狭まりの形状を有している。したがって、凹部16の内壁面における側面(内周面)は、基板2の表面2Aに対して傾斜した傾斜面となる。
凹部16は、図5Bに示すように、下方にいくほど横断面の面積が大きくなるような裾広がりの形状を有していてもよい。この場合にも、凹部16の内壁面における側面(内周面)は、基板2の表面2Aに対して傾斜面となる。
In this embodiment, the recess 16 has a circular shape in a plan view. Further, in this embodiment, as shown in FIG. 5A, the recess 16 has a narrowed hem shape so that the area of the cross section becomes smaller toward the lower side. Therefore, the side surface (inner peripheral surface) of the inner wall surface of the recess 16 is an inclined surface inclined with respect to the surface 2A of the substrate 2.
As shown in FIG. 5B, the recess 16 may have a hem-spreading shape such that the area of the cross section increases toward the bottom. Also in this case, the side surface (inner peripheral surface) of the inner wall surface of the recess 16 is an inclined surface with respect to the surface 2A of the substrate 2.

図6A〜図6Gは、図1および図2に示す発光素子の製造方法を示す模擬的な断面図である。
まず、図6Aに示すように、基板2の表面2Aに、SiNからなる層(SiN)を形成し、レジストパターン(図示略)をマスクとするエッチングにより、このSiN層を、複数の凸部7に分離する。次に、図6Bに示すように、基板2の表面2A上に、全ての凸部7を覆うように、n型のGaNからなる層(n−GaN層)を形成する。これにより、基板2の表面2Aに、n型半導体層3が形成される。
6A to 6G are simulated cross-sectional views showing a method of manufacturing the light emitting element shown in FIGS. 1 and 2.
First, as shown in FIG. 6A, a layer (SiN) made of SiN is formed on the surface 2A of the substrate 2, and the SiN layer is formed into a plurality of convex portions 7 by etching using a resist pattern (not shown) as a mask. Separate into. Next, as shown in FIG. 6B, a layer made of n-type GaN (n-GaN layer) is formed on the surface 2A of the substrate 2 so as to cover all the convex portions 7. As a result, the n-type semiconductor layer 3 is formed on the surface 2A of the substrate 2.

次に、図6Cに示すように、n型半導体層3の表面に、Inを含む窒化物半導体(たとえばInGaN層)を形成する。これにより、n型半導体層3の表面に発光層4が形成される。発光層4の発光波長λは、InまたはGaの組成を調整することで、440nm〜460nmに制御される。次に、発光層4の表面に、n型のGaNからなる層(n−GaN層)を形成する。これにより、発光層4の表面にp型半導体層5が形成される。 Next, as shown in FIG. 6C, a nitride semiconductor containing In (for example, an InGaN layer) is formed on the surface of the n-type semiconductor layer 3. As a result, the light emitting layer 4 is formed on the surface of the n-type semiconductor layer 3. The emission wavelength λ of the light emitting layer 4 is controlled to 440 nm to 460 nm by adjusting the composition of In or Ga. Next, a layer made of n-type GaN (n-GaN layer) is formed on the surface of the light emitting layer 4. As a result, the p-type semiconductor layer 5 is formed on the surface of the light emitting layer 4.

次に、p型半導体層5上に、絶縁膜12を形成すべき領域に開口を有するレジストパターン(図示略)を形成する。そして、当該レジストパターンを介して、たとえば、スパッタ法またはプラズマCVD法により、図6Dに示すように、SiOからなる絶縁膜12を形成する。
次に、p型半導体層5上に、p側透明電極層14を形成すべき領域(電流注入領域13)に開口を有するレジストパターン(図示略)を形成する。そして、当該レジストパターンを介して、たとえば、スパッタ法により、ITOからなる層(ITO層)を、p型半導体層5上に堆積する。そして、ITO材料の不要部分をレジストパターンとともにリフトオフする。これにより、図6Eに示すように、p型半導体層5表面に、絶縁膜12を覆うp側透明電極層14が形成される。
Next, a resist pattern (not shown) having an opening in a region where the insulating film 12 should be formed is formed on the p-type semiconductor layer 5. Then, as shown in FIG. 6D, the insulating film 12 made of SiO 2 is formed through the resist pattern, for example, by a sputtering method or a plasma CVD method.
Next, a resist pattern (not shown) having an opening in the region (current injection region 13) where the p-side transparent electrode layer 14 should be formed is formed on the p-type semiconductor layer 5. Then, a layer made of ITO (ITO layer) is deposited on the p-type semiconductor layer 5 through the resist pattern, for example, by a sputtering method. Then, the unnecessary portion of the ITO material is lifted off together with the resist pattern. As a result, as shown in FIG. 6E, the p-side transparent electrode layer 14 that covers the insulating film 12 is formed on the surface of the p-type semiconductor layer 5.

次に、レジストパターン(図示略)をマスクとするエッチングにより、図6Fに示すように、p型半導体層5、発光層4およびn型半導体層3のそれぞれを選択的に除去する。これにより、半導体積層構造部6と半導体積層構造部6から引き出された引き出し部8とが形成される。
次に、p側透明電極層14の上に、凹部16を形成すべき領域に開口を有するレジストパターン(図示略)を形成する。そして、当該レジストパターンを介して、p側透明電極層14、p型半導体層5、発光層4およびn型半導体層3をエッチングすることにより、図6Gに示すように、凹部16を形成する。次に、前記レジストパターンを残した状態で、レジストパターン上および凹部16の内壁面上にSiO層を形成する。そして、SiO層の不要部分をレジストパターンとともにリフトオフする。これにより、凹部16の内壁面(底面および側面)に、SiOからなる絶縁膜17が形成される。
Next, as shown in FIG. 6F, each of the p-type semiconductor layer 5, the light emitting layer 4, and the n-type semiconductor layer 3 is selectively removed by etching using a resist pattern (not shown) as a mask. As a result, the semiconductor laminated structure portion 6 and the drawing portion 8 drawn out from the semiconductor laminated structure portion 6 are formed.
Next, a resist pattern (not shown) having an opening in the region where the recess 16 should be formed is formed on the p-side transparent electrode layer 14. Then, as shown in FIG. 6G, the recess 16 is formed by etching the p-side transparent electrode layer 14, the p-type semiconductor layer 5, the light emitting layer 4, and the n-type semiconductor layer 3 through the resist pattern. Next, the SiO 2 layer is formed on the resist pattern and on the inner wall surface of the recess 16 with the resist pattern left. Then, the unnecessary portion of the SiO 2 layer is lifted off together with the resist pattern. As a result, the insulating film 17 made of SiO 2 is formed on the inner wall surface (bottom surface and side surface) of the recess 16.

この後、引き出し部8(n型半導体層3)の表面にn側電極9を形成するとともに、p側透明電極層14の表面における絶縁膜12の真上の領域にp側電極15を形成する。これにより、図1および図2に示される発光素子が得られる。
この発光素子1では、n側電極9(n側パッド11)とp側電極(p側パッド)15との間に順方向電圧を印加すると、p側電極15からn側電極9へ向かって電流が流れる。電流は、p側電極15からn側電極9へ向かって、p側透明電極層14、p型半導体層5、発光層4およびn型半導体層3を、この順番で流れる。このように電流が流れることによって、n型半導体層3から発光層4に電子が注入され、p型半導体層5から発光層4に正孔が注入される。そして、これらの正孔および電子が発光層4で再結合することにより、発光層4から波長440nm〜460nmの光が発生する。この光は、p型半導体層5およびp側透明電極層14を透過して、p側透明電極層14の表面から取り出される。
After that, the n-side electrode 9 is formed on the surface of the lead-out portion 8 (n-type semiconductor layer 3), and the p-side electrode 15 is formed in the region directly above the insulating film 12 on the surface of the p-side transparent electrode layer 14. .. As a result, the light emitting elements shown in FIGS. 1 and 2 are obtained.
In this light emitting element 1, when a forward voltage is applied between the n-side electrode 9 (n-side pad 11) and the p-side electrode (p-side pad) 15, a current is applied from the p-side electrode 15 to the n-side electrode 9. Flows. The current flows from the p-side electrode 15 toward the n-side electrode 9 through the p-side transparent electrode layer 14, the p-type semiconductor layer 5, the light emitting layer 4, and the n-type semiconductor layer 3 in this order. When the current flows in this way, electrons are injected from the n-type semiconductor layer 3 into the light emitting layer 4, and holes are injected from the p-type semiconductor layer 5 into the light emitting layer 4. Then, these holes and electrons are recombined in the light emitting layer 4, so that light having a wavelength of 440 nm to 460 nm is generated from the light emitting layer 4. This light passes through the p-type semiconductor layer 5 and the p-side transparent electrode layer 14 and is taken out from the surface of the p-side transparent electrode layer 14.

発光層4からn型半導体層3側に向かった光は、n型半導体層3を透過する。そして、この光の一部は、n型半導体層3と基板2との界面や、基板2の裏面等で反射する。反射した光は、n型半導体層3、発光層4、p型半導体層5およびp側透明電極層14をこの順で透過して、p側透明電極層14の表面から取り出される。
この実施形態では、p側透明電極層14の表面からp側透明電極層14を貫通し、半導体積層構造部6の内部に入り込んだ複数の凹部16が形成されている。これにより、半導体積層構造部6内を伝搬する光が、凹部16の内壁面における側面で反射されて、p側透明電極層14側へ光が取り出されるため、光取り出し効率を高めることができる。特に、この実施形態では、凹部16は、p側透明電極層14の内部に入り込んだ第2部分16Bを有しているので、p側透明電極層14のみに凹部を形成した場合に比べて、光取り出し効率を高めることができる。
The light directed from the light emitting layer 4 toward the n-type semiconductor layer 3 passes through the n-type semiconductor layer 3. Then, a part of this light is reflected at the interface between the n-type semiconductor layer 3 and the substrate 2, the back surface of the substrate 2, and the like. The reflected light passes through the n-type semiconductor layer 3, the light emitting layer 4, the p-type semiconductor layer 5, and the p-side transparent electrode layer 14 in this order, and is taken out from the surface of the p-side transparent electrode layer 14.
In this embodiment, a plurality of recesses 16 are formed which penetrate the p-side transparent electrode layer 14 from the surface of the p-side transparent electrode layer 14 and enter the inside of the semiconductor laminated structure portion 6. As a result, the light propagating in the semiconductor laminated structure portion 6 is reflected by the side surface of the inner wall surface of the recess 16 and the light is extracted to the p-side transparent electrode layer 14 side, so that the light extraction efficiency can be improved. In particular, in this embodiment, since the recess 16 has the second portion 16B that has entered the inside of the p-side transparent electrode layer 14, compared to the case where the recess is formed only in the p-side transparent electrode layer 14. The light extraction efficiency can be improved.

また、この実施形態では、凹部16はn型半導体層3に達している。凹部16の深さが深いほど、凹部16の内壁面における側面の面積が大きくなるので、凹部16がn型半導体層3に達していない場合に比べて、光取り出し効率を高めることができる。凹部16をn型半導体層3に達するまで形成した場合、発光層4を凹部16が貫通するため、発光層4の面積が減少する。しかし、発光層4で発生した光が発光層4内で吸収される前に、凹部16によってその光を発光層4外に取り出せるため、光の取出し効率を高めることができる。 Further, in this embodiment, the recess 16 reaches the n-type semiconductor layer 3. As the depth of the recess 16 becomes deeper, the area of the side surface of the inner wall surface of the recess 16 becomes larger, so that the light extraction efficiency can be improved as compared with the case where the recess 16 does not reach the n-type semiconductor layer 3. When the recess 16 is formed until it reaches the n-type semiconductor layer 3, the recess 16 penetrates the light emitting layer 4, so that the area of the light emitting layer 4 is reduced. However, before the light generated in the light emitting layer 4 is absorbed in the light emitting layer 4, the light can be taken out of the light emitting layer 4 by the recess 16, so that the light extraction efficiency can be improved.

また、この実施形態では、基板2の表面2Aに複数の凸部7が形成されているので、光取り出し効率を高めることができる。
基板2の表面2Aに複数の凸部7が形成されている場合、n型半導体層3内の凸部7の中心の真上の領域においては、基板2上にn型半導体層3を結晶成長させる際に、横方向の成長が合わさるため、欠陥部が生じやすい。また、n型半導体層3内の複数の凸部7内の二次元的に隣接する複数の凸部7間の中心位置の真上の領域においては、基板2の欠陥を引き継ぎやすいため、欠陥部が生じやすい。n型半導体層3内に欠陥部が存在する場合、欠陥部の抵抗値は低いため、欠陥部に電流が集中して流れ、発光素子1が破壊するおそれがある。
Further, in this embodiment, since a plurality of convex portions 7 are formed on the surface 2A of the substrate 2, the light extraction efficiency can be improved.
When a plurality of convex portions 7 are formed on the surface 2A of the substrate 2, the n-type semiconductor layer 3 is crystal-grown on the substrate 2 in the region directly above the center of the convex portions 7 in the n-type semiconductor layer 3. When it is made to grow, the growth in the lateral direction is combined, so that a defective portion is likely to occur. Further, in the region directly above the center position between the plurality of two-dimensionally adjacent convex portions 7 in the plurality of convex portions 7 in the n-type semiconductor layer 3, the defect portion of the substrate 2 can be easily inherited. Is likely to occur. When the defective portion is present in the n-type semiconductor layer 3, the resistance value of the defective portion is low, so that the current is concentrated and flows in the defective portion, and the light emitting element 1 may be destroyed.

この実施形態では、各凸部7の中心位置の真上位置に凹部16が配置されているとともに、複数の凸部7内の二次元的に隣接する複数の凸部7間の中心位置の真上位置に凹部16が配置されている。つまり、n型半導体層3内の欠陥部が生じやすいに箇所の真上に凹部16が配置されている。これにより、n型半導体層3内の欠陥部が生じやすいに箇所に、p側透明電極層14からの電流が流れにくくなる。これにより、欠陥部に電流が集中して流れるのを抑制できるから、発光素子1の信頼性を高めることができる。さらに、この実施形態では、凹部16の内壁面に絶縁膜17が形成されているので、欠陥部が生じやすい箇所に電流をより流れにくくできるため、発光素子1の信頼性をより高めることができる。 In this embodiment, the recess 16 is arranged directly above the center position of each convex portion 7, and the true position of the center position between the plurality of two-dimensionally adjacent convex portions 7 in the plurality of convex portions 7 is true. The recess 16 is arranged at the upper position. That is, the recess 16 is arranged directly above the portion so that a defective portion in the n-type semiconductor layer 3 is likely to occur. As a result, it becomes difficult for the current from the p-side transparent electrode layer 14 to flow to a place where a defect portion in the n-type semiconductor layer 3 is likely to occur. As a result, it is possible to suppress the concentrated flow of current in the defective portion, so that the reliability of the light emitting element 1 can be improved. Further, in this embodiment, since the insulating film 17 is formed on the inner wall surface of the recess 16, the current can be made less likely to flow in the place where the defect is likely to occur, so that the reliability of the light emitting element 1 can be further improved. ..

欠陥部に電流が集中して流れるのを抑制する効果は、凹部16が第2部分16Bのみから構成されている場合でも、達成することができる。つまり、半導体積層構造部6の表面に凹部が形成されていれば、p側透明電極層14に凹部が形成されていなくても、欠陥部に電流が集中して流れるのを抑制する効果が得られる。
図7は、発光素子パッケージの模式的な断面図である。
The effect of suppressing the concentrated flow of current in the defective portion can be achieved even when the recess 16 is composed of only the second portion 16B. That is, if the concave portion is formed on the surface of the semiconductor laminated structure portion 6, even if the concave portion is not formed on the p-side transparent electrode layer 14, the effect of suppressing the current concentrated flow in the defective portion can be obtained. Be done.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the light emitting element package.

発光素子パッケージ51は、発光素子1と、支持基板52と、樹脂パッケージ53とを含む。支持基板52は、発光素子1を支持する絶縁基板54と、絶縁基板54の両端から露出するように設けられた一対の電極55,56とを備えている。
発光素子1は、基板2の表面2Aが上を向くような姿勢で、支持基板52に支持されている。具体的には、発光素子1の基板2の裏面2Bが、絶縁基板54に接着剤層57を介して接合されている。つまり、発光素子1は、フェイスアップ実装されている。発光素子1のn側電極9(n側パッド11)と一方の電極55とが、ワイヤ58によって接続されている。発光素子1のp側電極15と他方の電極56とが、ワイヤ59よって接続されている。
The light emitting element package 51 includes a light emitting element 1, a support substrate 52, and a resin package 53. The support substrate 52 includes an insulating substrate 54 that supports the light emitting element 1 and a pair of electrodes 55 and 56 that are provided so as to be exposed from both ends of the insulating substrate 54.
The light emitting element 1 is supported by the support substrate 52 in such a posture that the surface 2A of the substrate 2 faces upward. Specifically, the back surface 2B of the substrate 2 of the light emitting element 1 is bonded to the insulating substrate 54 via the adhesive layer 57. That is, the light emitting element 1 is face-up mounted. The n-side electrode 9 (n-side pad 11) of the light emitting element 1 and one electrode 55 are connected by a wire 58. The p-side electrode 15 of the light emitting element 1 and the other electrode 56 are connected by a wire 59.

樹脂パッケージ53は、樹脂が充填されたケースであり、その内側に発光素子1を収容して(覆って)保護した状態で、支持基板52に固定されている。樹脂パッケージ53は、側方(発光素子1に向かい合う部分)の表面に、発光素子1から出射された光を反射させて外部に取り出すための反射部60を有している。反射部60は、たとえば、樹脂からなる。 The resin package 53 is a case filled with resin, and is fixed to the support substrate 52 in a state in which the light emitting element 1 is housed (covered) and protected. The resin package 53 has a reflecting portion 60 on the side surface (a portion facing the light emitting element 1) for reflecting the light emitted from the light emitting element 1 and taking it out to the outside. The reflective portion 60 is made of, for example, a resin.

樹脂パッケージ53を構成する樹脂には、蛍光体や反射剤が含有されているものがある。たとえば、発光素子1が青色光を発光する場合には、当該樹脂に黄色蛍光体を含有させることで発光素子パッケージ51は白色光を発光することができる。発光素子パッケージ51は、多数が集まることによって、電球などの照明機材に用いることもでき、また液晶テレビのバックライトや自動車等のヘッドランプに用いることもできる。 Some of the resins constituting the resin package 53 contain a phosphor or a reflective agent. For example, when the light emitting element 1 emits blue light, the light emitting element package 51 can emit white light by containing a yellow phosphor in the resin. The light emitting element package 51 can be used for lighting equipment such as a light bulb by gathering a large number of them, and can also be used for a backlight of a liquid crystal television or a headlamp of an automobile or the like.

このような発光素子パッケージ51では、発光素子1の発光層4で発光した光は、直ちにp型半導体層5を透過してp側透明電極層14の表面から放出されたり、n型半導体層3を透過して一旦基板2の裏面2B等で反射された後に、p側透明電極層14の表面から放出されたりする。
図7に示すような発光素子パッケージを考慮した上で、光線追跡法(レイ・トレーシング(ray tracing))を用いたシミュレーションによって、表1に示す複数の仮想サンプル(以下、単に「サンプル」という。)S1〜S24の発光量を計算により求めた。
In such a light emitting element package 51, the light emitted by the light emitting layer 4 of the light emitting element 1 immediately passes through the p-type semiconductor layer 5 and is emitted from the surface of the p-side transparent electrode layer 14, or the n-type semiconductor layer 3 Is transmitted and once reflected by the back surface 2B of the substrate 2, and then emitted from the surface of the p-side transparent electrode layer 14.
In consideration of the light emitting element package as shown in FIG. 7, a plurality of virtual samples shown in Table 1 (hereinafter, simply referred to as "samples") are subjected to a simulation using a ray tracing method (ray tracing). The amount of light emitted from S1 to S24 was calculated.

Figure 0006771065
表1において、「下地凸部」とは、基板2の表面2Aに形成される凸部7を示している。「上部凹部」とは、p型透明電極層15の表面から半導体積層構造部6内部に達する凹部16を示している。「上部凹部形状」とは、凹部16の形状を示しており、図5Aに示すような裾狭まりの形状を「形状A」で示し、図5Bに示すような裾広がりの形状を「形状B」で示している。「上部凹部シフト量」の定義については、後述する。
Figure 0006771065
In Table 1, the “base convex portion” indicates a convex portion 7 formed on the surface 2A of the substrate 2. The “upper recess” refers to a recess 16 that reaches the inside of the semiconductor laminated structure 6 from the surface of the p-type transparent electrode layer 15. The "upper concave shape" indicates the shape of the concave portion 16, the shape of the hem narrowing as shown in FIG. 5A is indicated by "shape A", and the shape of the hem widening as shown in FIG. 5B is "shape B". It is shown by. The definition of "upper concave shift amount" will be described later.

各サンプルS1〜S24は、前述した発光素子1を基本構造としているが、発光素子1とは異なる構造を有している。各サンプルS1およびS2は、比較例であり、サンプルS3〜S24は、実施例である。
まず、実施例のサンプルS3〜S24のうち、サンプルS5〜S24について説明する。これらのサンプルS5〜S24は、凸部7および凹部16を有している。ただし、凹部16全体のパターンおよび凸部7に対する凹部16の位置が、前述した発光素子1と異なっている。また、サンプルS5〜S14の凹部の形状は「形状A」であり、サンプルS15〜S24の凹部の形状は「形状B」である。
Each of the samples S1 to S24 has the above-mentioned light emitting element 1 as a basic structure, but has a structure different from that of the light emitting element 1. Samples S1 and S2 are comparative examples, and samples S3 to S24 are examples.
First, among the samples S3 to S24 of the examples, the samples S5 to S24 will be described. These samples S5 to S24 have a convex portion 7 and a concave portion 16. However, the pattern of the entire concave portion 16 and the position of the concave portion 16 with respect to the convex portion 7 are different from those of the light emitting element 1 described above. Further, the shape of the concave portion of the samples S5 to S14 is "shape A", and the shape of the concave portion of the samples S15 to S24 is "shape B".

サンプルS5〜S24の凹部16全体のパターンについて説明する。基板2の表面の凸部7は、図3Aに示すパターンで配置されているものとした。凹部16全体のパターンは、凸部7全体のパターンと同じとした。サンプルS5〜S14間およびサンプルS15〜S24間においては、凸部7に対する凹部16の位置が異なる。
各凹部16が各凸部7の中心位置の真上に配置されている状態から、各凹部16が二次元的に隣接する3つの凸部7間の中心位置(図3Aの各正三角形の重心位置)の真上に配置される状態まで、各凹部16の位置を対応する凸部7に対して少しずつずらすことにより、凸部7に対する凹部16の位置を変化させた。サンプルS5〜S14間およびサンプルS15〜S24間では、凸部7に対する凹部16の位置のずれ量が異なっている。
The pattern of the entire recess 16 of the samples S5 to S24 will be described. The convex portions 7 on the surface of the substrate 2 are arranged in the pattern shown in FIG. 3A. The pattern of the entire concave portion 16 was the same as the pattern of the entire convex portion 7. The positions of the concave portions 16 with respect to the convex portions 7 are different between the samples S5 to S14 and between the samples S15 to S24.
From the state where each concave portion 16 is arranged directly above the center position of each convex portion 7, the central position between the three convex portions 7 where each concave portion 16 is two-dimensionally adjacent (the center of gravity of each equilateral triangle in FIG. 3A). The position of the concave portion 16 with respect to the convex portion 7 was changed by slightly shifting the position of each concave portion 16 with respect to the corresponding convex portion 7 until the concave portion 16 was arranged directly above the position). The amount of deviation of the position of the concave portion 16 with respect to the convex portion 7 is different between the samples S5 to S14 and between the samples S15 to S24.

凸部7に対する凹部18の位置のずれ量が表1に示される「上部凹部シフト量」である。「上部凹部シフト量」には、x方向シフト量およびy方向シフト量が含まれる。図8に示すように、凸部7に対する凹部18のx方向(図3Aのx方向と同じ)のずれ量(中心点間距離)Δxをx方向シフト量と定義し、y方向(図3Aのy方向と同じ)のずれ量(中心点間距離)Δyをy方向シフト量と定義する。 The amount of deviation of the position of the concave portion 18 with respect to the convex portion 7 is the “upper concave portion shift amount” shown in Table 1. The "upper concave shift amount" includes an x-direction shift amount and a y-direction shift amount. As shown in FIG. 8, the deviation amount (distance between center points) Δx of the concave portion 18 with respect to the convex portion 7 in the x direction (same as the x direction in FIG. 3A) is defined as the x direction shift amount, and the y direction (in FIG. 3A). The deviation amount (distance between center points) Δy (same as in the y direction) is defined as the shift amount in the y direction.

表1の「上部凹部シフト量」に用いられている「L」および「H」は、次のように定義される。図3Aにおいて、六角形を構成する6つの正三角形の一辺の長さをL[μm]と定義し、それらの正三角形の高さをH[μm]と定義した。
たとえば、サンプルS5およびサンプルS15では、凹部18は、各凸部7の中心の真上位置のみに配置されている(Δx=Δy=0)。また、たとえば、サンプルS14およびサンプルS24では、凹部18は、二次元的に隣接する3つの凸部7間の中心位置の真上位置にのみに配置されている(Δx=L,Δy=H/3)。
“L” and “H” used in the “upper concave shift amount” in Table 1 are defined as follows. In FIG. 3A, the length of one side of the six equilateral triangles constituting the hexagon was defined as L [μm], and the height of those equilateral triangles was defined as H [μm].
For example, in the sample S5 and the sample S15, the concave portion 18 is arranged only at a position directly above the center of each convex portion 7 (Δx = Δy = 0). Further, for example, in the sample S14 and the sample S24, the recess 18 is arranged only at a position directly above the center position between the three two-dimensionally adjacent convex portions 7 (Δx = L, Δy = H /). 3).

比較例のサンプルS1は、発光素子1に対して、凸部7および凹部16が存在していない発光素子である。比較例のサンプルS2は、発光素子1に対して、凸部7は存在しているが、凹部16が存在していない発光素子である。
実施例のサンプルS3は、凸部7は存在しないが、凹部16が存在している発光素子である。ただし、サンプルS3の凹部16のパターン、形状、大きさは、前述したサンプルS5と同じとした。実施例のサンプルS4は、凸部7は存在しないが、凹部16が存在している発光素子である。ただし、サンプルS4の凹部16のパターン、形状、大きさは、前述したサンプルS15と同じとした。
Sample S1 of the comparative example is a light emitting element in which the convex portion 7 and the concave portion 16 do not exist with respect to the light emitting element 1. Sample S2 of the comparative example is a light emitting element in which the convex portion 7 is present but the concave portion 16 is not present with respect to the light emitting element 1.
The sample S3 of the example is a light emitting element in which the convex portion 7 does not exist but the concave portion 16 exists. However, the pattern, shape, and size of the recess 16 of the sample S3 are the same as those of the sample S5 described above. The sample S4 of the example is a light emitting element in which the convex portion 7 does not exist but the concave portion 16 exists. However, the pattern, shape, and size of the recess 16 of the sample S4 are the same as those of the sample S15 described above.

図9は、シミュレーション結果を示すグラフである。図9では、サンプルS2の発光量を100%として各サンプルS1〜S24の発光量を規格化した後の規格化発光量[%]を、棒グラフで示している。
図9から、サンプルS3およびS4の発光量は、サンプルS1およびS2の発光量より大きいことがわかる。つまり、凸部7が存在しなくても凹部16が存在する発光素子では、凸部7および凹部16の両方が存在しない発光素子や凸部7は存在するが凹部16が存在しない発光素子に比べて、発光素子の発光量(発光輝度)を高くできる。
FIG. 9 is a graph showing the simulation results. In FIG. 9, the standardized light emission amount [%] after standardizing the light emission amount of each sample S1 to S24 with the light emission amount of the sample S2 as 100% is shown in a bar graph.
From FIG. 9, it can be seen that the light emission amount of the samples S3 and S4 is larger than the light emission amount of the samples S1 and S2. That is, in a light emitting element in which the concave portion 16 exists even if the convex portion 7 does not exist, compared with a light emitting element in which both the convex portion 7 and the concave portion 16 do not exist or a light emitting element in which the convex portion 7 exists but the concave portion 16 does not exist. Therefore, the amount of light emitted from the light emitting element (light emission brightness) can be increased.

また、図9から、サンプルS5〜S14の発光量は、サンプルS3の受光量より大きいことがわかる。同様に、サンプルS15〜S24の発光量は、サンプルS4の受光量より大きいことがわかる。つまり、凹部16の形状が同じである場合には、凹部16および凸部7のうち凹部16のみが存在している発光素子に比べて、凹部16および凸部7の両方が存在している発光素子の方が、発光素子の発光量(発光輝度)を高くできることがわかる。 Further, it can be seen from FIG. 9 that the amount of light emitted from samples S5 to S14 is larger than the amount of light received by sample S3. Similarly, it can be seen that the amount of light emitted from samples S15 to S24 is larger than the amount of light received by sample S4. That is, when the shapes of the concave portions 16 are the same, light emission in which both the concave portions 16 and the convex portions 7 are present as compared with the light emitting element in which only the concave portions 16 are present among the concave portions 16 and the convex portions 7. It can be seen that the element can increase the amount of light emitted (emission brightness) of the light emitting element.

なお、このシミュレーションでは、n型半導体層3内の欠陥部は考慮されていないため、凹部16の配置位置による欠陥部に電流が流れるのを抑制する効果の影響は、シミュレーション結果には反映されていない。
図10は、発光素子パッケージの他の例を示す模式的な断面図である。
発光素子パッケージ71は、発光素子1と、支持基板72と、樹脂パッケージ73とを含む。支持基板72は、発光素子1を支持する絶縁基板74と、絶縁基板74の両端から露出するように設けられた一対の電極75,76と、樹脂パッケージ73内において、絶縁基板74の表面に形成されたn側電極層77およびp側電極層78と、n側電極層77およびp側電極層78それぞれの表面に形成されたn側接合層79およびp側接合層80とを備えている。n側電極層77は、一方の電極75に接続されている。p側電極層78は、他方の電極76に接続されている。
Since the defect portion in the n-type semiconductor layer 3 is not considered in this simulation, the influence of the effect of suppressing the current from flowing through the defect portion due to the arrangement position of the recess 16 is reflected in the simulation result. Absent.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing another example of the light emitting device package.
The light emitting element package 71 includes a light emitting element 1, a support substrate 72, and a resin package 73. The support substrate 72 is formed on the surface of the insulating substrate 74 in the resin package 73, the insulating substrate 74 that supports the light emitting element 1, the pair of electrodes 75 and 76 provided so as to be exposed from both ends of the insulating substrate 74. The n-side electrode layer 77 and the p-side electrode layer 78 are provided, and the n-side bonding layer 79 and the p-side bonding layer 80 formed on the surfaces of the n-side electrode layer 77 and the p-side electrode layer 78 are provided. The n-side electrode layer 77 is connected to one of the electrodes 75. The p-side electrode layer 78 is connected to the other electrode 76.

発光素子1は、基板2の表面2Aが下を向くような姿勢で、支持基板72に支持されている。具体的には、発光素子1のn側電極9(n側パッド11)の表面がn側接合層79に接合され、発光素子1のp側電極15の表面がp側接合層80に接合されている。つまり、発光素子1は、フェイスダウン実装されている。絶縁基板74の表面の所要箇所には、発光素子1のp側透明電極層14を透過した光を反射するための反射部81が形成されている。反射部81は、たとえば、樹脂からなる。 The light emitting element 1 is supported by the support substrate 72 in such a posture that the surface 2A of the substrate 2 faces downward. Specifically, the surface of the n-side electrode 9 (n-side pad 11) of the light emitting element 1 is bonded to the n-side bonding layer 79, and the surface of the p-side electrode 15 of the light emitting element 1 is bonded to the p-side bonding layer 80. ing. That is, the light emitting element 1 is face-down mounted. A reflecting portion 81 for reflecting the light transmitted through the p-side transparent electrode layer 14 of the light emitting element 1 is formed at a required portion on the surface of the insulating substrate 74. The reflective portion 81 is made of, for example, a resin.

樹脂パッケージ73は、樹脂が充填されたケースであり、その内側に発光素子1を収容して(覆って)保護した状態で、支持基板72に固定されている。樹脂パッケージ73は、側方(発光素子1に向かい合う部分)の表面に、発光素子1から出射された光を反射させて外部に取り出すための反射部82を有している。反射部82は、たとえば、樹脂からなる。 The resin package 73 is a case filled with resin, and is fixed to the support substrate 72 in a state in which the light emitting element 1 is housed (covered) and protected. The resin package 73 has a reflecting portion 82 on the side surface (a portion facing the light emitting element 1) for reflecting the light emitted from the light emitting element 1 and taking it out to the outside. The reflective portion 82 is made of, for example, a resin.

このような発光素子パッケージ71では、発光素子1の発光層4で発光した光は、直ちにn型半導体層3を透過して基板2の裏面2Bから放出されたり、p型半導体層5およびp側透明電極層14を透過してから反射部81で反射された後に、基板2の裏面2Bから放出されたりする。
以上、第1発明の実施形態について説明したが、第1発明はさらに他の形態で実施することができる。前記実施形態では、凹部16は、p側透明電極層14の表面からn型半導体層3の内部に達しているが、p側透明電極層14の表面からp型半導体層5内部に達する(発光層4に達しない)ものであってもよい。また、凹部16は半導体積層構造部6の表面(p型半導体層5の表面)に形成されている第2部分16Bのみから構成されていてもよい。つまり、p側透明電極層14に凹部16(第1部分16A)は形成されていなくてもよい。この場合には、p型半導体層5の表面における電流注入領域13の全域が、p側透明電極層14によって覆われることになる。
In such a light emitting element package 71, the light emitted by the light emitting layer 4 of the light emitting element 1 immediately passes through the n-type semiconductor layer 3 and is emitted from the back surface 2B of the substrate 2, or the p-type semiconductor layer 5 and the p side. After passing through the transparent electrode layer 14 and being reflected by the reflecting portion 81, it is emitted from the back surface 2B of the substrate 2.
Although the embodiment of the first invention has been described above, the first invention can be implemented in still other embodiments. In the above embodiment, the recess 16 reaches the inside of the n-type semiconductor layer 3 from the surface of the p-side transparent electrode layer 14, but reaches the inside of the p-type semiconductor layer 5 from the surface of the p-side transparent electrode layer 14 (light emission). It may not reach layer 4). Further, the recess 16 may be composed of only the second portion 16B formed on the surface of the semiconductor laminated structure portion 6 (the surface of the p-type semiconductor layer 5). That is, the recess 16 (first portion 16A) may not be formed in the p-side transparent electrode layer 14. In this case, the entire area of the current injection region 13 on the surface of the p-type semiconductor layer 5 is covered with the p-side transparent electrode layer 14.

また、前述の実施形態では、凹部16は、平面視で円形に形成されているが、平面視で多角形状(四角形、六角形等)に形成されていてもよい。
また、前述の実施形態では、n型半導体層3およびp型半導体層5を構成する窒化物半導体としてGaNを例示したが、窒化アルミニウム(AlN)、窒化インジウム(InN)などの他の窒化物半導体が用いられてもよい。窒化物半導体は、一般には、AlInGa(1−x−y)N(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦x+y≦1)と表すことができる。また、窒化物半導体に限らず、GaAs等の他の化合物半導体や、化合物半導体以外の半導体材料(たとえばダイヤモンド)を用いた発光素子にこの発明を適用してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the recess 16 is formed in a circular shape in a plan view, but may be formed in a polygonal shape (quadrangle, hexagon, etc.) in a plan view.
Further, in the above-described embodiment, GaN is exemplified as the nitride semiconductor constituting the n-type semiconductor layer 3 and the p-type semiconductor layer 5, but other nitride semiconductors such as aluminum nitride (AlN) and indium nitride (InN) are exemplified. May be used. Nitride semiconductors can generally be expressed as Al x In y Ga (1-xy) N (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦ x + y ≦ 1). Further, the present invention may be applied not only to nitride semiconductors but also to other compound semiconductors such as GaAs and light emitting devices using semiconductor materials (for example, diamond) other than compound semiconductors.

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
[2]第2発明について
第2発明は、次のような特徴を有している。
A1.表面および裏面を有する基板と、前記基板の表面に順に積層されたn型半導体層、発光層およびp型半導体層を有する半導体積層構造部と、前記p型半導体層における前記発光層とは反対側の表面の所定の電流注入領域内において、離散的に形成された複数の透明絶縁膜と、前記p型半導体層における前記発光層とは反対側の表面の前記電流注入領域に形成され、前記透明絶縁膜を覆う透明電極層と、前記透明電極層における前記p型半導体層とは反対側の表面に形成されたp側電極とを含む、発光素子。
In addition, various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.
[2] Second Invention The second invention has the following features.
A1. A substrate having a front surface and a back surface, a semiconductor laminated structure portion having an n-type semiconductor layer, a light emitting layer and a p-type semiconductor layer laminated in this order on the surface of the substrate, and a side opposite to the light emitting layer in the p-type semiconductor layer. Within a predetermined current injection region on the surface of the above, a plurality of transparent insulating films formed discretely and the current injection region on the surface of the p-type semiconductor layer opposite to the light emitting layer are formed and the transparent. A light emitting element including a transparent electrode layer covering an insulating film and a p-side electrode formed on a surface of the transparent electrode layer opposite to the p-type semiconductor layer.

この構成では、半導体積層構造部内から透明電極層内に入射した光が、透明絶縁膜の側面で反射されて、透明電極層におけるp型半導体層とは反対側の表面から取り出されるため、光取り出し効率を高めることができる。
A2.前記n型半導体層に電気的に接続され、半導体積層構造部から前記基板に平行な方向に引き出された引き出し部と、前記引き出し部上に形成されたn側電極とをさらに含む、「A1.」に記載の発光素子。
In this configuration, the light incident on the transparent electrode layer from the semiconductor laminated structure portion is reflected by the side surface of the transparent insulating film and is taken out from the surface of the transparent electrode layer opposite to the p-type semiconductor layer. Efficiency can be increased.
A2. “A1.” Further including a lead-out portion electrically connected to the n-type semiconductor layer and drawn out from the semiconductor laminated structure portion in a direction parallel to the substrate, and an n-side electrode formed on the lead-out portion. The light emitting element according to the above.

A3.前記基板の表面に前記n型半導体層に覆われた複数の凸部が形成されており、前記複数の透明絶縁膜は、前記n型半導体層内の欠陥が生じやすい箇所に対向して配置された透明絶縁膜を含んでいる、「A1.」または「A2.」に記載の発光素子。
この構成では、基板の表面に複数の凸部が形成されているので、基板とn型半導体層との界面で光が全反射するのを抑制できる。これにより、光の取出し効率を高めることができる。
A3. A plurality of convex portions covered with the n-type semiconductor layer are formed on the surface of the substrate, and the plurality of transparent insulating films are arranged to face each other in the n-type semiconductor layer where defects are likely to occur. The light emitting element according to "A1." Or "A2.", Which comprises a transparent insulating film.
In this configuration, since a plurality of convex portions are formed on the surface of the substrate, it is possible to suppress total reflection of light at the interface between the substrate and the n-type semiconductor layer. As a result, the light extraction efficiency can be improved.

また、この構成では、複数の透明絶縁膜は、n型半導体層内の欠陥が生じやすい箇所に対向して配置された透明絶縁膜を含んでいる。これにより、n型半導体層内の欠陥部が生じやすいに箇所に、透明電極側からの電流が流れにくくなる。これにより、n型半導体層内の欠陥部に電流が集中して流れるのを抑制できるから、発光素子の信頼性を高めることができる。 Further, in this configuration, the plurality of transparent insulating films include the transparent insulating films arranged so as to face each other in the n-type semiconductor layer where defects are likely to occur. As a result, it becomes difficult for the current from the transparent electrode side to flow to the place where a defect portion in the n-type semiconductor layer is likely to occur. As a result, it is possible to suppress the concentrated flow of current to the defective portion in the n-type semiconductor layer, so that the reliability of the light emitting element can be improved.

A4.前記複数の透明絶縁膜は、前記各凸部に対向して配置された透明絶縁膜を含んでいる、請求項3に記載の発光素子。
基板の表面に複数の凸部を形成した場合、n型半導体層内の凸部の中心の真上の領域においては、基板上にn型半導体層を結晶成長させる際に、横方向の成長が合わさるため、欠陥部が生じやすい。この構成では、複数の透明絶縁膜は、各凸部に対向して配置された透明絶縁膜を含んでいる。これにより、n型半導体層内の欠陥部が生じやすいに箇所に、透明電極側からの電流が流れにくくなる。これにより、n型半導体層内の欠陥部に電流が集中して流れるのを抑制できるから、発光素子の信頼性を高めることができる。
A4. The light emitting element according to claim 3, wherein the plurality of transparent insulating films include transparent insulating films arranged so as to face each of the convex portions.
When a plurality of convex portions are formed on the surface of the substrate, lateral growth occurs when the n-type semiconductor layer is crystal-grown on the substrate in the region directly above the center of the convex portions in the n-type semiconductor layer. Since they are combined, defective parts are likely to occur. In this configuration, the plurality of transparent insulating films include transparent insulating films arranged so as to face each convex portion. As a result, it becomes difficult for the current from the transparent electrode side to flow to the place where a defect portion in the n-type semiconductor layer is likely to occur. As a result, it is possible to suppress the concentrated flow of current to the defective portion in the n-type semiconductor layer, so that the reliability of the light emitting element can be improved.

A5.前記複数の透明絶縁膜は、前記複数の凸部内の二次元的に隣接する複数の凸部間の中心位置に対向して配置された透明絶縁膜を含んでいる、請求項3に記載の発光素子。
基板の表面に複数の凸部を形成した場合、n型半導体層内のうち、前記複数の凸部内の二次元的に隣接する複数の凸部間の中心位置の真上の領域においては、基板の欠陥を引き継ぎやすいため、欠陥部が生じやすい。この構成では、複数の透明絶縁膜は、複数の凸部内の二次元的に隣接する複数の凸部間の中心位置に対向して配置された透明絶縁膜を含んでいる。これにより、n型半導体層内の欠陥部が生じやすいに箇所に、透明電極側からの電流が流れにくくなる。これにより、n型半導体層内の欠陥部に電流が集中して流れるのを抑制できるから、発光素子の信頼性を高めることができる。
A5. The light emission according to claim 3, wherein the plurality of transparent insulating films include a transparent insulating film arranged so as to face a central position between a plurality of two-dimensionally adjacent convex portions in the plurality of convex portions. element.
When a plurality of convex portions are formed on the surface of the substrate, the substrate is formed in the region directly above the center position between the plurality of two-dimensionally adjacent convex portions in the n-type semiconductor layer. Since it is easy to take over the defects of, defects are likely to occur. In this configuration, the plurality of transparent insulating films include a transparent insulating film arranged so as to face the central position between the plurality of two-dimensionally adjacent convex portions in the plurality of convex portions. As a result, it becomes difficult for the current from the transparent electrode side to flow to the place where a defect portion in the n-type semiconductor layer is likely to occur. As a result, it is possible to suppress the concentrated flow of current to the defective portion in the n-type semiconductor layer, so that the reliability of the light emitting element can be improved.

A6.前記凸部は、前記基板の表面に形成された絶縁膜によって形成されている、請求項3〜5のいずれか一項に記載の発光素子。
A7.前記凸部は前記基板の表面をエッチングすることによって形成されている、請求項3〜5のいずれか一項に記載の発光素子。
A8.前記透明絶縁膜の厚さが、10nm以上5μm以下である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の発光素子。
A6. The light emitting element according to any one of claims 3 to 5, wherein the convex portion is formed by an insulating film formed on the surface of the substrate.
A7. The light emitting element according to any one of claims 3 to 5, wherein the convex portion is formed by etching the surface of the substrate.
A8. The light emitting device according to any one of claims 1 to 7, wherein the thickness of the transparent insulating film is 10 nm or more and 5 μm or less.

A9.前記p型半導体層における前記発光層とは反対側の表面の前記p側電極と対向する位置に、電流遮断用絶縁膜が形成されており、前記透明絶縁膜が前記電流阻止用絶縁膜と同じ工程で形成されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の発光素子。
第2発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図11は、第2発明の一実施形態に係る発光素子の模式的な平面図である。図12は、図11の発光素子の模式的な断面図である。
A9. A current blocking insulating film is formed on the surface of the p-type semiconductor layer opposite to the light emitting layer at a position facing the p-side electrode, and the transparent insulating film is the same as the current blocking insulating film. The light emitting element according to any one of claims 1 to 8, which is formed in the process.
Embodiments of the second invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 11 is a schematic plan view of the light emitting device according to the embodiment of the second invention. FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the light emitting element of FIG.

発光素子101は、平面視四角形状のチップ状である。発光素子101は、表面102Aおよび裏面102Bを有する基板102と、基板102の表面102Aに順に積層されたn型導電型半導体層103、発光層104およびp型導電型半導体層105とを含む。以下、n型導電型半導体層103を「n型半導体層103」といい、p型導電型半導体層105を「p型半導体層105」という。基板102は、平面視で四角形状である。n型半導体層103における周縁部付近を除いた部分と、発光層104と、p型半導体層105とによって、半導体積層構造部106が構成されている。半導体積層構造部106は、平面視において、基板102とほぼ相似の四角形状であり、1つのコーナ部に切除部106Aを有している。切除部106Aの側面は、平面視において内方に向かって突出した湾曲面に形成されている。 The light emitting element 101 has a chip shape having a rectangular shape in a plan view. The light emitting element 101 includes a substrate 102 having a front surface 102A and a back surface 102B, an n-type conductive semiconductor layer 103, a light emitting layer 104, and a p-type conductive semiconductor layer 105 that are sequentially laminated on the front surface 102A of the substrate 102. Hereinafter, the n-type conductive semiconductor layer 103 is referred to as an “n-type semiconductor layer 103”, and the p-type conductive semiconductor layer 105 is referred to as a “p-type semiconductor layer 105”. The substrate 102 has a rectangular shape in a plan view. The semiconductor laminated structure portion 106 is composed of a portion of the n-type semiconductor layer 103 excluding the vicinity of the peripheral edge portion, a light emitting layer 104, and a p-type semiconductor layer 105. The semiconductor laminated structure portion 106 has a quadrangular shape substantially similar to that of the substrate 102 in a plan view, and has a cut portion 106A at one corner portion. The side surface of the excised portion 106A is formed on a curved surface protruding inward in a plan view.

基板102は、発光層104の発光波長λ(たとえば450nm)に対して透明な材料(たとえば、サファイア、GaNまたはSiC)からなる。「発光波長に対して透明」とは、具体的には、たとえば、発光波長の透過率が60%以上の場合をいう。この実施形態では、基板102は、サファイア基板である。基板102の厚さは、たとえば、200μm〜300μmである。 The substrate 102 is made of a material (eg, sapphire, GaN or SiC) that is transparent to the emission wavelength λ (eg 450 nm) of the light emitting layer 104. Specifically, "transparent with respect to the emission wavelength" means, for example, a case where the transmittance of the emission wavelength is 60% or more. In this embodiment, the substrate 102 is a sapphire substrate. The thickness of the substrate 102 is, for example, 200 μm to 300 μm.

基板102の表面102Aには、n型半導体層103へ突出する複数の円錐台状の凸部107が形成されている。これらの凸部107は、図13Aに示すように、離散配置されている。図13Aには、平面視において、基板102の表面102Aの隣接する2つの辺のうち一方の辺に沿う方向をx方向として示し、他方の辺に沿う方向をy方向として示している。この実施形態では、平面視で、正六角形の集合体内の各正六角形の各頂点および中心(重心)に凸部107が配置されるようなパターンで、複数の凸部107が基板102の表面102Aに形成されている。言い換えれば、正六角形の集合体内の各正六角形を構成する6つの正三角形の各頂点に凸部107が配置されるようなパターンで、複数の凸部107が基板102の表面102Aに形成されている。この実施形態では、各凸部107は、SiNで形成されている。各凸部107は、基板102の表面102Aをエッチングすることにより、形成してもよい。 On the surface 102A of the substrate 102, a plurality of truncated cone-shaped convex portions 107 projecting to the n-type semiconductor layer 103 are formed. These convex portions 107 are discretely arranged as shown in FIG. 13A. In FIG. 13A, in a plan view, the direction along one side of the two adjacent sides of the surface 102A of the substrate 102 is shown as the x direction, and the direction along the other side is shown as the y direction. In this embodiment, in a plan view, the plurality of convex portions 107 are arranged on the surface 102A of the substrate 102 in such a pattern that the convex portions 107 are arranged at the vertices and the centers (centroids) of each regular hexagon in the aggregate of the regular hexagons. Is formed in. In other words, a plurality of convex portions 107 are formed on the surface 102A of the substrate 102 in a pattern in which convex portions 107 are arranged at the vertices of the six equilateral triangles constituting each regular hexagon in the aggregate of regular hexagons. There is. In this embodiment, each convex portion 107 is formed of SiN. Each convex portion 107 may be formed by etching the surface 102A of the substrate 102.

複数の凸部107は、図13Bに示すように、互いに間隔をあけて行列状に配置されていてもよい。
基板102の表面102Aに凸部107が形成されているので、基板102の表面102Aとn型半導体層103との界面において光が全反射するのを抑制することができる。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。たとえば、基板102の裏面102Bで反射して、基板102とn型半導体層103との界面に対して様々な角度で入射する光が、当該界面において基板102の裏面102B側に全反射するのを抑制できる。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。
As shown in FIG. 13B, the plurality of convex portions 107 may be arranged in a matrix at intervals from each other.
Since the convex portion 107 is formed on the surface 102A of the substrate 102, it is possible to suppress total reflection of light at the interface between the surface 102A of the substrate 102 and the n-type semiconductor layer 103. Thereby, the light extraction efficiency can be improved. For example, light reflected by the back surface 102B of the substrate 102 and incident on the interface between the substrate 102 and the n-type semiconductor layer 103 at various angles is totally reflected on the back surface 102B side of the substrate 102 at the interface. Can be suppressed. Thereby, the light extraction efficiency can be improved.

n型半導体層103は、基板102の表面102Aに積層されている。n型半導体層103は、基板102の表面102Aの全域を覆っている。n型半導体層103によって、全ての凸部107は覆われている。n型半導体層103は、n型のGaNからなり、発光層104の発光波長λに対して透明である。
n型半導体層103について、図12において、基板102の表面102Aを覆う下面を裏面103Bといい、裏面103Bとは反対側の上面を表面103Aということにする。n型半導体層103の表面103Aには、中央部の高位領域と、高位領域の周囲の高位領域より低い低位領域とが存在する。これにより、n型半導体層103の表面103Aには、高位領域と低位領域との境界部に段差が形成されている。
The n-type semiconductor layer 103 is laminated on the surface 102A of the substrate 102. The n-type semiconductor layer 103 covers the entire surface 102A of the substrate 102. All the protrusions 107 are covered by the n-type semiconductor layer 103. The n-type semiconductor layer 103 is made of n-type GaN and is transparent to the emission wavelength λ of the light emitting layer 104.
Regarding the n-type semiconductor layer 103, in FIG. 12, the lower surface covering the front surface 102A of the substrate 102 is referred to as the back surface 103B, and the upper surface opposite to the back surface 103B is referred to as the front surface 103A. The surface 103A of the n-type semiconductor layer 103 has a high-level region in the central portion and a low-level region lower than the high-level region around the high-level region. As a result, a step is formed on the surface 103A of the n-type semiconductor layer 103 at the boundary between the high-level region and the low-level region.

高位領域におけるn型半導体層103が、半導体積層構造部106内のn型半導体層を構成している。低位領域におけるn型半導体層103を、半導体積層構造部106から引き出された引き出し部108ということにする。引き出し部108では、その側面が基板102の側面と面一に揃う位置まで外側に引き出されている。引き出し部108は、半導体積層構造部106の周囲を取り囲むように形成されている。 The n-type semiconductor layer 103 in the high-order region constitutes the n-type semiconductor layer in the semiconductor laminated structure portion 106. The n-type semiconductor layer 103 in the lower region is referred to as a drawing portion 108 drawn from the semiconductor laminated structure portion 106. The pull-out portion 108 is pulled out to a position where its side surface is flush with the side surface of the substrate 102. The lead-out portion 108 is formed so as to surround the semiconductor laminated structure portion 106.

引き出し部108の表面には、半導体積層構造部106の切除部106Aに対応する領域に、n側電極109が接触して形成されている。n側電極109は、引き出し部108の表面に形成されたn側透明電極層110と、n側透明電極層110上に形成されたn側パッド111とからなる。n側透明電極層110は、平面視で基板102の4辺と平行な4辺を有する四角形状であり、半導体積層構造部106の切除部106Aの側面に対向するコーナ部が外方に突出した湾曲面に形成されている。n側透明電極層110は、たとえば、発光層104の発光波長λに対して透明な材料(たとえば、ITO、ZnO)からなる。n側パッド111は、平面視で円形状である。n側パッド111は、たとえば、Cr、Auからなる。 On the surface of the drawer portion 108, the n-side electrode 109 is formed in contact with the region corresponding to the cut portion 106A of the semiconductor laminated structure portion 106. The n-side electrode 109 includes an n-side transparent electrode layer 110 formed on the surface of the drawer portion 108 and an n-side pad 111 formed on the n-side transparent electrode layer 110. The n-side transparent electrode layer 110 has a quadrangular shape having four sides parallel to the four sides of the substrate 102 in a plan view, and a corner portion facing the side surface of the cut portion 106A of the semiconductor laminated structure portion 106 projects outward. It is formed on a curved surface. The n-side transparent electrode layer 110 is made of, for example, a material (for example, ITO, ZnO) that is transparent to the emission wavelength λ of the light emitting layer 104. The n-side pad 111 has a circular shape in a plan view. The n-side pad 111 is made of, for example, Cr or Au.

発光層104は、n型半導体層103上に積層されている。発光層104は、n型半導体層103の表面103Aにおける高位領域の全域を覆っている。発光層104は、この実施形態では、Inを含む窒化物半導体(たとえばInGaN)からなる。
p型半導体層105は、発光層104上に積層されている。p型半導体層105は、発光層104の表面の全域を覆っている。p型半導体層105は、p型のGaNからなり、発光層104の発光波長λに対して透明である。このように、n型半導体層103とp型半導体層105とで発光層104を挟んだ発光ダイオード構造(半導体積層構造部106)が形成されている。
The light emitting layer 104 is laminated on the n-type semiconductor layer 103. The light emitting layer 104 covers the entire high-order region on the surface 103A of the n-type semiconductor layer 103. In this embodiment, the light emitting layer 104 is made of a nitride semiconductor containing In (for example, InGaN).
The p-type semiconductor layer 105 is laminated on the light emitting layer 104. The p-type semiconductor layer 105 covers the entire surface of the light emitting layer 104. The p-type semiconductor layer 105 is made of p-type GaN and is transparent to the emission wavelength λ of the light emitting layer 104. As described above, the light emitting diode structure (semiconductor laminated structure portion 106) in which the light emitting layer 104 is sandwiched between the n-type semiconductor layer 103 and the p-type semiconductor layer 105 is formed.

p型半導体層105における発光層104とは反対側の表面には、半導体積層構造部106の切除部106Aと対向するコーナ寄りの位置に、平面視で円形状の第1絶縁膜(電流遮断用絶縁膜)112が形成されている。また、p型半導体層105の表面における所定の電流注入領域114内には、平面視で円形状の複数の第2絶縁膜(透明絶縁膜)113が形成されている。第1絶縁膜112および第2絶縁膜113は、たとえば、発光層104の発光波長λに対して透明なSiOからなる。この実施形態では、電流注入領域114は、p型半導体層105の表面の周縁部を除いた領域に設定されている。p型半導体層105の表面の第1絶縁膜112が形成されている領域は、電流注入領域114に含まれている。 On the surface of the p-type semiconductor layer 105 opposite to the light emitting layer 104, a first insulating film (for current interruption) having a circular shape in a plan view is located at a position near the corner facing the cut portion 106A of the semiconductor laminated structure portion 106. Insulating film) 112 is formed. Further, a plurality of circular second insulating films (transparent insulating films) 113 in a plan view are formed in a predetermined current injection region 114 on the surface of the p-type semiconductor layer 105. The first insulating film 112 and the second insulating film 113 are made of, for example, SiO 2 which is transparent to the emission wavelength λ of the light emitting layer 104. In this embodiment, the current injection region 114 is set to a region excluding the peripheral edge of the surface of the p-type semiconductor layer 105. The region where the first insulating film 112 is formed on the surface of the p-type semiconductor layer 105 is included in the current injection region 114.

p型半導体層105の表面における電流注入領域114には、p側透明電極層115が形成されている。p側透明電極層115によって、第1絶縁膜112および第2絶縁膜113は覆われている。p側透明電極層115は、たとえば、発光層104の発光波長λに対して透明な材料(たとえば、ITO、ZnO)からなる。p側透明電極層115の厚さは、たとえば、100nm〜300nm程度である。第2絶縁膜113の厚さは、たとえば、10nm以上5000nm以下である。光取出し効果を高めるためには、第2絶縁膜113の厚さは、1500nm以上であることが好ましい。 A p-side transparent electrode layer 115 is formed in the current injection region 114 on the surface of the p-type semiconductor layer 105. The first insulating film 112 and the second insulating film 113 are covered with the p-side transparent electrode layer 115. The p-side transparent electrode layer 115 is made of, for example, a material (for example, ITO, ZnO) that is transparent to the emission wavelength λ of the light emitting layer 104. The thickness of the p-side transparent electrode layer 115 is, for example, about 100 nm to 300 nm. The thickness of the second insulating film 113 is, for example, 10 nm or more and 5000 nm or less. In order to enhance the light extraction effect, the thickness of the second insulating film 113 is preferably 1500 nm or more.

p側透明電極層115におけるp型半導体層105とは反対側の表面には、第1絶縁膜112の表面と対向する位置(図12では第1絶縁膜112の真上位置)に、p側電極(p側パッド)116が形成されている。p側電極116は、平面視で第1絶縁膜112より径の小さな円形状である。p側電極116は、たとえば、Cr、Auからなる。前述の第1絶縁膜112は、よく知られているように、半導体積層構造部106におけるp側電極116の直下以外に電流を流し、p側電極116によって遮られる光を低減させるために設けられている。 On the surface of the p-side transparent electrode layer 115 opposite to the p-type semiconductor layer 105, the p-side is located at a position facing the surface of the first insulating film 112 (position directly above the first insulating film 112 in FIG. 12). An electrode (p-side pad) 116 is formed. The p-side electrode 116 has a circular shape having a diameter smaller than that of the first insulating film 112 in a plan view. The p-side electrode 116 is made of, for example, Cr and Au. As is well known, the above-mentioned first insulating film 112 is provided in order to reduce the light blocked by the p-side electrode 116 by passing a current other than directly under the p-side electrode 116 in the semiconductor laminated structure portion 106. ing.

第2絶縁膜(透明絶縁膜)113は、図14Aに示すように、離散配置されている。この実施形態では、基板102上に形成された各凸部107の中心の真上位置(各凸部107に対向する位置)と、複数の凸部107内の二次元的に隣接する複数の凸部107間の中心位置の真上位置(二次元的に隣接する3つの凸部107間の中心位置に対向する位置)とに、第2絶縁膜113は形成されている。図14Aに示すように、正六角形の集合体内の各正六角形を構成する6つの正三角形の各頂点に凸部107が配置されている場合には、各正三角形のそれぞれの重心が、二次元的に隣接する3つの凸部107間の中心位置となる。したがって、この場合には、各正六角形を構成する6つの正三角形の各頂点および各重心に第2絶縁膜113が配置される。 The second insulating film (transparent insulating film) 113 is discretely arranged as shown in FIG. 14A. In this embodiment, a position directly above the center of each convex portion 107 formed on the substrate 102 (a position facing each convex portion 107) and a plurality of two-dimensionally adjacent convex portions in the plurality of convex portions 107. The second insulating film 113 is formed at a position directly above the center position between the portions 107 (a position facing the center position between the three two-dimensionally adjacent convex portions 107). As shown in FIG. 14A, when the convex portions 107 are arranged at the vertices of the six equilateral triangles constituting each equilateral hexagon in the assembly of the equilateral hexagons, the center of gravity of each equilateral triangle is two-dimensional. It is the center position between the three convex portions 107 that are adjacent to each other. Therefore, in this case, the second insulating film 113 is arranged at each vertex and each center of gravity of the six equilateral triangles constituting each regular hexagon.

基板102上に形成された凸部107の中心の真上位置のみに第2絶縁膜113を配置してもよい。つまり、図14Aに示される各正六角形を構成する6つの正三角形の各頂点のみに第2絶縁膜113を配置してもよい。
基板102上に形成された複数の凸部107内の二次元的に隣接する3つの凸部107間の中心位置の真上位置のみに、第2絶縁膜113を形成してもよい。つまり、図14Aに示される各正六角形を構成する6つの正三角形の各重心のみに第2絶縁膜113を配置してもよい。
The second insulating film 113 may be arranged only at a position directly above the center of the convex portion 107 formed on the substrate 102. That is, the second insulating film 113 may be arranged only at each vertex of the six equilateral triangles constituting each regular hexagon shown in FIG. 14A.
The second insulating film 113 may be formed only at a position directly above the center position between the three two-dimensionally adjacent convex portions 107 in the plurality of convex portions 107 formed on the substrate 102. That is, the second insulating film 113 may be arranged only at the center of gravity of each of the six equilateral triangles constituting each regular hexagon shown in FIG. 14A.

凸部107が図13Bに示すように行列状に配置されている場合には、たとえば、図14Bに示すように、複数の第2絶縁膜113は、平面視において、各凸部107の中心の真上位置(各凸部107に対向する位置)と、二次元的に隣接する4つの凸部107間の中心位置とに配置してもよい。
凸部107が図13Bに示すように行列状に配置されている場合には、複数の第2絶縁膜113は、平面視において、各凸部107の中心の真上位置のみに配置してもよく、二次元的に隣接する4つの凸部107間の中心位置の真上位置のみに配置してもよい。
When the convex portions 107 are arranged in a matrix as shown in FIG. 13B, for example, as shown in FIG. 14B, the plurality of second insulating films 113 are at the center of each convex portion 107 in a plan view. It may be arranged at a position directly above (a position facing each convex portion 107) and a central position between four two-dimensionally adjacent convex portions 107.
When the convex portions 107 are arranged in a matrix as shown in FIG. 13B, the plurality of second insulating films 113 may be arranged only at a position directly above the center of each convex portion 107 in a plan view. Often, it may be arranged only at a position directly above the center position between the four two-dimensionally adjacent convex portions 107.

図15A〜図15Fは、図11および図12に示す発光素子の製造方法を示す模擬的な断面図である。
まず、図15Aに示すように、基板102の表面102Aに、SiNからなる層(SiN)を形成し、レジストパターン(図示略)をマスクとするエッチングにより、このSiN層を、複数の凸部107に分離する。次に、図15Bに示すように、基板102の表面102A上に、全ての凸部107を覆うように、n型のGaNからなる層(n−GaN層)を形成する。これにより、基板102の表面102Aに、n型半導体層103が形成される。
15A to 15F are simulated cross-sectional views showing a method of manufacturing the light emitting element shown in FIGS. 11 and 12.
First, as shown in FIG. 15A, a layer (SiN) made of SiN is formed on the surface 102A of the substrate 102, and the SiN layer is formed into a plurality of convex portions 107 by etching using a resist pattern (not shown) as a mask. Separate into. Next, as shown in FIG. 15B, a layer made of n-type GaN (n-GaN layer) is formed on the surface 102A of the substrate 102 so as to cover all the convex portions 107. As a result, the n-type semiconductor layer 103 is formed on the surface 102A of the substrate 102.

次に、図15Cに示すように、n型半導体層103の表面に、Inを含む窒化物半導体(たとえばInGaN層)を形成する。これにより、n型半導体層103の表面に発光層104が形成される。発光層104の発光波長λは、InまたはGaの組成を調整することで、440nm〜460nmに制御される。次に、発光層104の表面に、n型のGaNからなる層(n−GaN層)を形成する。これにより、発光層104の表面にp型半導体層105が形成される。 Next, as shown in FIG. 15C, a nitride semiconductor containing In (for example, an InGaN layer) is formed on the surface of the n-type semiconductor layer 103. As a result, the light emitting layer 104 is formed on the surface of the n-type semiconductor layer 103. The emission wavelength λ of the light emitting layer 104 is controlled to 440 nm to 460 nm by adjusting the composition of In or Ga. Next, a layer made of n-type GaN (n-GaN layer) is formed on the surface of the light emitting layer 104. As a result, the p-type semiconductor layer 105 is formed on the surface of the light emitting layer 104.

次に、p型半導体層105上に、第1絶縁膜112および第2絶縁膜113を形成すべき領域に開口を有するレジストパターン(図示略)を形成する。そして、当該レジストパターンを介して、たとえば、スパッタ法またはプラズマCVD法により、図15Dに示すように、SiOからなる第1絶縁膜112および第2絶縁膜113を形成する。
次に、p型半導体層105上に、p側透明電極層115を形成すべき領域(電流注入領域114)に開口を有するレジストパターン(図示略)を形成する。そして、当該レジストパターンを介して、たとえば、スパッタ法により、ITOからなる層(ITO層)を、p型半導体層105上に堆積する。そして、ITO材料の不要部分をレジストパターンとともにリフトオフする。これにより、図15Eに示すように、p型半導体層105表面に、第1絶縁膜112および第2絶縁膜113を覆うp側透明電極層115が形成される。
Next, a resist pattern (not shown) having an opening in a region where the first insulating film 112 and the second insulating film 113 should be formed is formed on the p-type semiconductor layer 105. Then, as shown in FIG. 15D, the first insulating film 112 and the second insulating film 113 made of SiO 2 are formed through the resist pattern, for example, by a sputtering method or a plasma CVD method.
Next, a resist pattern (not shown) having an opening in the region (current injection region 114) where the p-side transparent electrode layer 115 should be formed is formed on the p-type semiconductor layer 105. Then, a layer made of ITO (ITO layer) is deposited on the p-type semiconductor layer 105 through the resist pattern, for example, by a sputtering method. Then, the unnecessary portion of the ITO material is lifted off together with the resist pattern. As a result, as shown in FIG. 15E, the p-side transparent electrode layer 115 that covers the first insulating film 112 and the second insulating film 113 is formed on the surface of the p-type semiconductor layer 105.

次に、レジストパターン(図示略)をマスクとするエッチングにより、図15Fに示すように、p型半導体層105、発光層104およびn型半導体層103のそれぞれを選択的に除去する。これにより、半導体積層構造部106と半導体積層構造部106から引き出された引き出し部108とが形成される。
この後、引き出し部108(n型半導体層103)の表面にn側電極109を形成するとともに、p側透明電極層115の表面における第1絶縁膜112の真上の領域にp側電極116を形成する。これにより、図11および図12に示される発光素子が得られる。
Next, as shown in FIG. 15F, each of the p-type semiconductor layer 105, the light emitting layer 104, and the n-type semiconductor layer 103 is selectively removed by etching using a resist pattern (not shown) as a mask. As a result, the semiconductor laminated structure portion 106 and the drawing portion 108 drawn out from the semiconductor laminated structure portion 106 are formed.
After that, the n-side electrode 109 is formed on the surface of the lead-out portion 108 (n-type semiconductor layer 103), and the p-side electrode 116 is placed in the region directly above the first insulating film 112 on the surface of the p-side transparent electrode layer 115. Form. As a result, the light emitting elements shown in FIGS. 11 and 12 are obtained.

この発光素子101では、n側電極109(n側パッド111)とp側電極(p側パッド)116との間に順方向電圧を印加すると、p側電極116からn側電極109へ向かって電流が流れる。電流は、p側電極116からn側電極109へ向かって、p側透明電極層115、p型半導体層105、発光層104およびn型半導体層103を、この順番で流れる。このように電流が流れることによって、n型半導体層103から発光層104に電子が注入され、p型半導体層105から発光層104に正孔が注入される。そして、これらの正孔および電子が発光層104で再結合することにより、発光層104から波長440nm〜460nmの光が発生する。この光は、p型半導体層105およびp側透明電極層115を透過して、p側透明電極層115の表面から取り出される。 In this light emitting element 101, when a forward voltage is applied between the n-side electrode 109 (n-side pad 111) and the p-side electrode (p-side pad) 116, a current is applied from the p-side electrode 116 toward the n-side electrode 109. Flows. The current flows from the p-side electrode 116 toward the n-side electrode 109 through the p-side transparent electrode layer 115, the p-type semiconductor layer 105, the light emitting layer 104, and the n-type semiconductor layer 103 in this order. By the current flowing in this way, electrons are injected from the n-type semiconductor layer 103 into the light emitting layer 104, and holes are injected from the p-type semiconductor layer 105 into the light emitting layer 104. Then, these holes and electrons are recombined in the light emitting layer 104 to generate light having a wavelength of 440 nm to 460 nm from the light emitting layer 104. This light passes through the p-type semiconductor layer 105 and the p-side transparent electrode layer 115, and is taken out from the surface of the p-side transparent electrode layer 115.

発光層104からn型半導体層103側に向かった光は、n型半導体層103を透過する。そして、この光の一部は、n型半導体層103と基板102との界面や、基板102の裏面等で反射する。反射した光は、n型半導体層103、発光層104、p型半導体層105およびp側透明電極層115をこの順で透過して、p側透明電極層115の表面から取り出される。 The light directed from the light emitting layer 104 toward the n-type semiconductor layer 103 passes through the n-type semiconductor layer 103. Then, a part of this light is reflected at the interface between the n-type semiconductor layer 103 and the substrate 102, the back surface of the substrate 102, and the like. The reflected light passes through the n-type semiconductor layer 103, the light emitting layer 104, the p-type semiconductor layer 105, and the p-side transparent electrode layer 115 in this order, and is taken out from the surface of the p-side transparent electrode layer 115.

この実施形態では、p型半導体層105の表面に複数の第2絶縁膜113が形成されている。これにより、半導体積層構造部106からp側透明電極層115内に入射した光が、第2絶縁膜113の側面で反射されて、p側透明電極層115におけるp型半導体層105とは反対側の表面から取り出されるため、光取り出し効率を高めることができる。 In this embodiment, a plurality of second insulating films 113 are formed on the surface of the p-type semiconductor layer 105. As a result, the light incident on the p-side transparent electrode layer 115 from the semiconductor laminated structure portion 106 is reflected by the side surface of the second insulating film 113, and the side of the p-side transparent electrode layer 115 opposite to the p-type semiconductor layer 105. Since it is taken out from the surface of the light, the light extraction efficiency can be improved.

また、この実施形態では、基板102の表面102Aに、複数の凸部107が形成されているので、光取り出し効率を高めることができる。
基板102の表面102Aに複数の凸部107が形成されている場合、n型半導体層103内の凸部107の中心の真上の領域においては、基板102上にn型半導体層103を結晶成長させる際に、横方向の成長が合わさるため、欠陥部が生じやすい。また、n型半導体層103内の複数の凸部107内の二次元的に隣接する複数の凸部107間の中心位置の真上の領域においては、基板102の欠陥を引き継ぎやすいため、欠陥部が生じやすい。n型半導体層103内に欠陥部が存在する場合、欠陥部の抵抗値は低いため、欠陥部に電流が集中して流れ、発光素子101が破壊するおそれがある。
Further, in this embodiment, since a plurality of convex portions 107 are formed on the surface 102A of the substrate 102, the light extraction efficiency can be improved.
When a plurality of convex portions 107 are formed on the surface 102A of the substrate 102, the n-type semiconductor layer 103 is crystal-grown on the substrate 102 in the region directly above the center of the convex portions 107 in the n-type semiconductor layer 103. When it is made to grow, the growth in the lateral direction is combined, so that a defective portion is likely to occur. Further, in the region directly above the center position between the plurality of two-dimensionally adjacent convex portions 107 in the plurality of convex portions 107 in the n-type semiconductor layer 103, the defects of the substrate 102 are easily inherited, so that the defective portions Is likely to occur. When the defective portion exists in the n-type semiconductor layer 103, the resistance value of the defective portion is low, so that the current is concentrated and flows in the defective portion, and the light emitting element 101 may be destroyed.

この実施形態では、各凸部107の中心位置の真上位置に第2絶縁膜113が配置されているとともに、複数の凸部107内の二次元的に隣接する複数の凸部107間の中心位置の真上位置に第2絶縁膜113が配置されている。つまり、n型半導体層103内の欠陥部が生じやすいに箇所の真上に第2絶縁膜113が配置されている。これにより、n型半導体層103内の欠陥部が生じやすいに箇所に、p側透明電極層115からの電流が流れにくくなる。これにより、欠陥部に電流が集中して流れるのを抑制できるから、発光素子101の信頼性を高めることができる。 In this embodiment, the second insulating film 113 is arranged directly above the center position of each convex portion 107, and the center between the plurality of two-dimensionally adjacent convex portions 107 in the plurality of convex portions 107. The second insulating film 113 is arranged at a position directly above the position. That is, the second insulating film 113 is arranged directly above the portion so that a defective portion in the n-type semiconductor layer 103 is likely to occur. As a result, it becomes difficult for the current from the p-side transparent electrode layer 115 to flow to a place where a defect portion in the n-type semiconductor layer 103 is likely to occur. As a result, it is possible to suppress the concentrated flow of current in the defective portion, so that the reliability of the light emitting element 101 can be improved.

また、p型半導体層105の表層部における第2絶縁膜113との界面付近では、第2絶縁膜113の成膜時のダメージにより、n型キャリアが増加してp型キャリアが打ち消されるため、電気抵抗が大きくなっている。これにより、欠陥部が生じやすいに箇所に電流をより流れにくくできるため、発光素子101の信頼性をより高めることができる。
図16は、発光素子パッケージの模式的な断面図である。
Further, in the vicinity of the interface between the surface layer portion of the p-type semiconductor layer 105 and the second insulating film 113, n-type carriers increase and the p-type carriers are canceled due to damage during film formation of the second insulating film 113. The electrical resistance is increasing. As a result, it is possible to make it more difficult for the current to flow to the location where a defect is likely to occur, so that the reliability of the light emitting element 101 can be further improved.
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of the light emitting element package.

発光素子パッケージ151は、発光素子101と、支持基板152と、樹脂パッケージ153とを含む。支持基板152は、発光素子101を支持する絶縁基板154と、絶縁基板154の両端から露出するように設けられた一対の電極155,156とを備えている。
発光素子101は、基板102の表面102Aが上を向くような姿勢で、支持基板152に支持されている。具体的には、発光素子101の基板102の裏面102Bが、絶縁基板154に接着剤層157を介して接合されている。つまり、発光素子101は、フェイスアップ実装されている。発光素子101のn側電極109(n側パッド111)と一方の電極155とが、ワイヤ158によって接続されている。発光素子101のp側電極116と他方の電極156とが、ワイヤ159よって接続されている。
The light emitting element package 151 includes a light emitting element 101, a support substrate 152, and a resin package 153. The support substrate 152 includes an insulating substrate 154 that supports the light emitting element 101, and a pair of electrodes 155 and 156 that are provided so as to be exposed from both ends of the insulating substrate 154.
The light emitting element 101 is supported by the support substrate 152 in such a posture that the surface 102A of the substrate 102 faces upward. Specifically, the back surface 102B of the substrate 102 of the light emitting element 101 is bonded to the insulating substrate 154 via the adhesive layer 157. That is, the light emitting element 101 is face-up mounted. The n-side electrode 109 (n-side pad 111) of the light emitting element 101 and one electrode 155 are connected by a wire 158. The p-side electrode 116 of the light emitting element 101 and the other electrode 156 are connected by a wire 159.

樹脂パッケージ153は、樹脂が充填されたケースであり、その内側に発光素子101を収容して(覆って)保護した状態で、支持基板152に固定されている。樹脂パッケージ153は、側方(発光素子101に向かい合う部分)の表面に、発光素子101から出射された光を反射させて外部に取り出すための反射部160を有している。反射部160は、たとえば、樹脂からなる。 The resin package 153 is a case filled with resin, and is fixed to the support substrate 152 in a state in which the light emitting element 101 is housed (covered) and protected. The resin package 153 has a reflecting portion 160 on the side surface (a portion facing the light emitting element 101) for reflecting the light emitted from the light emitting element 101 and taking it out to the outside. The reflective portion 160 is made of, for example, a resin.

樹脂パッケージ153を構成する樹脂には、蛍光体や反射剤が含有されているものがある。たとえば、発光素子101が青色光を発光する場合には、当該樹脂に黄色蛍光体を含有させることで発光素子パッケージ151は白色光を発光することができる。発光素子パッケージ151は、多数が集まることによって、電球などの照明機材に用いることもでき、また液晶テレビのバックライトや自動車等のヘッドランプに用いることもできる。 Some of the resins constituting the resin package 153 contain a phosphor and a reflective agent. For example, when the light emitting element 101 emits blue light, the light emitting element package 151 can emit white light by containing a yellow phosphor in the resin. The light emitting element package 151 can be used for lighting equipment such as a light bulb by gathering a large number of them, and can also be used for a backlight of a liquid crystal television or a headlamp of an automobile or the like.

このような発光素子パッケージ151では、発光素子101の発光層104で発光した光は、直ちにp型半導体層105を透過してp側透明電極層115の表面から放出されたり、n型半導体層103を透過して一旦基板102の裏面102B等で反射された後に、p側透明電極層115の表面から放出されたりする。
図17は、発光素子パッケージの他の例を示す模式的な断面図である。
In such a light emitting element package 151, the light emitted by the light emitting layer 104 of the light emitting element 101 immediately passes through the p-type semiconductor layer 105 and is emitted from the surface of the p-side transparent electrode layer 115, or the n-type semiconductor layer 103. Is once reflected by the back surface 102B or the like of the substrate 102, and then emitted from the surface of the p-side transparent electrode layer 115.
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing another example of the light emitting device package.

発光素子パッケージ171は、発光素子101と、支持基板172と、樹脂パッケージ173とを含む。支持基板172は、発光素子101を支持する絶縁基板174と、絶縁基板174の両端から露出するように設けられた一対の電極175,176と、樹脂パッケージ173内において、絶縁基板174の表面に形成されたn側電極層177およびp側電極層178と、n側電極層177およびp側電極層178それぞれの表面に形成されたn側接合層179およびp側接合層180とを備えている。n側電極層177は、一方の電極175に接続されている。p側電極層178は、他方の電極176に接続されている。 The light emitting element package 171 includes a light emitting element 101, a support substrate 172, and a resin package 173. The support substrate 172 is formed on the surface of the insulating substrate 174 in the resin package 173 and the insulating substrate 174 that supports the light emitting element 101, a pair of electrodes 175 and 176 provided so as to be exposed from both ends of the insulating substrate 174. The n-side electrode layer 177 and the p-side electrode layer 178 are provided, and the n-side bonding layer 179 and the p-side bonding layer 180 formed on the surfaces of the n-side electrode layer 177 and the p-side electrode layer 178, respectively. The n-side electrode layer 177 is connected to one of the electrodes 175. The p-side electrode layer 178 is connected to the other electrode 176.

発光素子101は、基板102の表面102Aが下を向くような姿勢で、支持基板172に支持されている。具体的には、発光素子101のn側電極109(n側パッド111)の表面がn側接合層179に接合され、発光素子101のp側電極116の表面がp側接合層180に接合されている。つまり、発光素子101は、フェイスダウン実装されている。絶縁基板174の表面の所要箇所には、発光素子101のp側透明電極層115を透過した光を反射するための反射部181が形成されている。反射部181は、たとえば、樹脂からなる。 The light emitting element 101 is supported by the support substrate 172 in such a posture that the surface 102A of the substrate 102 faces downward. Specifically, the surface of the n-side electrode 109 (n-side pad 111) of the light emitting element 101 is bonded to the n-side bonding layer 179, and the surface of the p-side electrode 116 of the light emitting element 101 is bonded to the p-side bonding layer 180. ing. That is, the light emitting element 101 is face-down mounted. A reflecting portion 181 for reflecting the light transmitted through the p-side transparent electrode layer 115 of the light emitting element 101 is formed at a required portion on the surface of the insulating substrate 174. The reflective portion 181 is made of, for example, a resin.

樹脂パッケージ173は、樹脂が充填されたケースであり、その内側に発光素子101を収容して(覆って)保護した状態で、支持基板172に固定されている。樹脂パッケージ173は、側方(発光素子101に向かい合う部分)の表面に、発光素子101から出射された光を反射させて外部に取り出すための反射部182を有している。反射部182は、たとえば、樹脂からなる。 The resin package 173 is a case filled with resin, and is fixed to the support substrate 172 in a state in which the light emitting element 101 is housed (covered) and protected. The resin package 173 has a reflecting portion 182 on the side surface (a portion facing the light emitting element 101) for reflecting the light emitted from the light emitting element 101 and taking it out to the outside. The reflective portion 182 is made of, for example, a resin.

このような発光素子パッケージ171では、発光素子101の発光層104で発光した光は、直ちにn型半導体層103を透過して基板102の裏面102Bから放出されたり、p型半導体層105およびp側透明電極層115を透過してから反射部181で反射された後に、基板102の裏面102Bから放出されたりする。
以上、第2発明の実施形態について説明したが、第2発明はさらに他の形態で実施することができる。前記実施形態では、第2絶縁膜113は、平面視で円形に形成されているが、平面視で多角形状(四角形、六角形等)に形成されていてもよい。
In such a light emitting element package 171, the light emitted by the light emitting layer 104 of the light emitting element 101 immediately passes through the n-type semiconductor layer 103 and is emitted from the back surface 102B of the substrate 102, or the p-type semiconductor layer 105 and the p-side. After passing through the transparent electrode layer 115 and being reflected by the reflecting portion 181, it is emitted from the back surface 102B of the substrate 102.
Although the embodiment of the second invention has been described above, the second invention can be implemented in still other embodiments. In the above embodiment, the second insulating film 113 is formed in a circular shape in a plan view, but may be formed in a polygonal shape (quadrangle, hexagon, etc.) in a plan view.

また、前述の実施形態では、n型半導体層103およびp型半導体層105を構成する窒化物半導体としてGaNを例示したが、窒化アルミニウム(AlN)、窒化インジウム(InN)などの他の窒化物半導体が用いられてもよい。窒化物半導体は、一般には、AlInGa(1−x−y)N(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦x+y≦1)と表すことができる。また、窒化物半導体に限らず、GaAs等の他の化合物半導体や、化合物半導体以外の半導体材料(たとえばダイヤモンド)を用いた発光素子にこの発明を適用してもよい。 Further, in the above-described embodiment, GaN is exemplified as the nitride semiconductor constituting the n-type semiconductor layer 103 and the p-type semiconductor layer 105, but other nitride semiconductors such as aluminum nitride (AlN) and indium nitride (InN) are exemplified. May be used. Nitride semiconductors can generally be expressed as Al x In y Ga (1-xy) N (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦ x + y ≦ 1). Further, the present invention may be applied not only to nitride semiconductors but also to other compound semiconductors such as GaAs and light emitting devices using semiconductor materials (for example, diamond) other than compound semiconductors.

1 発光素子
2 基板
3 n型半導体層
4 発光層
5 p型半導体層
6 半導体積層構造部
7 凸部
8 引き出し部
9 n側電極
13 電流注入領域
14 p側透明電極
15 p側電極
16 凹部
16A 第1部分
16B 第2部分
17 絶縁膜
101 発光素子
102 基板
103 n型半導体層
104 発光層
105 p型半導体層
106 半導体積層構造部
107 凸部
108 引き出し部
109 n側電極
112 第1絶縁膜(電流遮断用絶縁膜)
113 第2絶縁膜(透明絶縁膜)
114 電流注入領域
115 p側透明電極
116 p側電極
1 Light emitting element 2 Substrate 3 n-type semiconductor layer 4 Light emitting layer 5 p-type semiconductor layer 6 Semiconductor laminated structure part 7 Convex part 8 Drawer part 9 n-side electrode 13 Current injection area 14 p-side transparent electrode 15 p-side electrode 16 Concave 16A No. 1 part 16B 2nd part 17 Insulation film 101 Light emitting element 102 Substrate 103 n-type semiconductor layer 104 Light emitting layer 105 p-type semiconductor layer 106 Semiconductor laminated structure part 107 Convex part 108 Draw-out part 109 n-side electrode 112 1st insulation film (current cutoff) Insulation film)
113 Second insulating film (transparent insulating film)
114 Current injection area 115 p-side transparent electrode 116 p-side electrode

Claims (17)

表面および裏面を有する基板と、
前記基板の表面に順に積層されたn型半導体層、発光層およびp型半導体層を有し、前記p型半導体層は前記発光層とは反対側の表面を有する半導体積層構造部と、
前記基板の表面に形成され、前記n型半導体層に覆われた複数の凸部であって、平面視で前記複数の凸部は、千鳥状に配置されている複数の凸部と、
前記半導体積層構造部における前記p型半導体層側の前記表面の所定の電流注入領域に前記半導体積層構造部内に入り込むように形成され、かつ前記p型半導体層から前記半導体積層構造部内に延びた複数の凹部と、
前記p型半導体層側の前記表面における前記電流注入領域の一部に形成された第1絶縁膜と、
前記p型半導体層の前記表面に形成され、前記p型半導体層側の前記表面における前記所定の電流注入領域の全域または前記p型半導体層側の前記表面における前記所定の電流注入領域のほぼ全域を覆うと同時に前記第1絶縁膜を覆うp側透明電極層と、
前記p側透明電極層における前記p型半導体層とは反対側の表面における前記第1絶縁層の表面と対向する位置に形成されたp側電極とを含み、
前記複数の凹部は、平面視において、前記複数の凸部内の二次元的に隣接する3つの凸部それぞれの中心を頂点とする三角形の重心位置に対向して配置された凹部を含んでいる、発光素子。
A substrate with front and back surfaces and
A semiconductor laminated structure portion having an n-type semiconductor layer, a light emitting layer, and a p-type semiconductor layer laminated on the surface of the substrate in this order, and the p-type semiconductor layer having a surface opposite to the light emitting layer,
A plurality of convex portions formed on the surface of the substrate and covered with the n-type semiconductor layer, and the plurality of convex portions in a plan view include a plurality of convex portions arranged in a staggered pattern.
A plurality of semiconductor laminated structure portions formed so as to enter the semiconductor laminated structure portion in a predetermined current injection region on the surface of the p-type semiconductor layer side, and extend from the p-type semiconductor layer into the semiconductor laminated structure portion. With a recess in
A first insulating film formed on a part of the current injection region on the surface on the p-type semiconductor layer side, and
Formed on the surface of the p-type semiconductor layer, the entire area of the predetermined current injection region on the surface on the p-type semiconductor layer side or almost the entire area of the predetermined current injection region on the surface on the p-type semiconductor layer side. And the p-side transparent electrode layer that covers the first insulating film at the same time,
The saw including a first insulating layer on the surface facing the p-side electrode formed at a position on the surface opposite to the p-type semiconductor layer in the p-side transparent electrode layer,
The plurality of recesses include recesses arranged so as to face the position of the center of gravity of a triangle whose apex is the center of each of the three two-dimensionally adjacent convex portions in the plurality of convex portions in a plan view. Light emitting element.
表面および裏面を有する基板と、 A substrate with front and back surfaces and
前記基板の表面に順に積層されたn型半導体層、発光層およびp型半導体層を有し、前記p型半導体層は前記発光層とは反対側の表面を有する半導体積層構造部と、 A semiconductor laminated structure portion having an n-type semiconductor layer, a light emitting layer, and a p-type semiconductor layer laminated on the surface of the substrate in this order, and the p-type semiconductor layer having a surface opposite to the light emitting layer,
前記基板の表面に形成され、前記n型半導体層に覆われた複数の凸部であって、平面視で前記複数の凸部は、行列状に配置されている複数の凸部と、 A plurality of convex portions formed on the surface of the substrate and covered with the n-type semiconductor layer, and the plurality of convex portions in a plan view include a plurality of convex portions arranged in a matrix.
前記半導体積層構造部における前記p型半導体層側の前記表面の所定の電流注入領域に前記半導体積層構造部内に入り込むように形成され、かつ前記p型半導体層から前記半導体積層構造部内に延びた複数の凹部と、 A plurality of semiconductor laminated structure portions formed so as to enter the semiconductor laminated structure portion in a predetermined current injection region on the surface of the p-type semiconductor layer side, and extend from the p-type semiconductor layer into the semiconductor laminated structure portion. With a recess in
前記p型半導体層側の前記表面における前記電流注入領域の一部に形成された第1絶縁膜と、 A first insulating film formed on a part of the current injection region on the surface on the p-type semiconductor layer side, and
前記p型半導体層の前記表面に形成され、前記p型半導体層側の前記表面における前記所定の電流注入領域の全域または前記p型半導体層側の前記表面における前記所定の電流注入領域のほぼ全域を覆うと同時に前記第1絶縁膜を覆うp側透明電極層と、 Formed on the surface of the p-type semiconductor layer, the entire area of the predetermined current injection region on the surface on the p-type semiconductor layer side or almost the entire area of the predetermined current injection region on the surface on the p-type semiconductor layer side. And the p-side transparent electrode layer that covers the first insulating film at the same time,
前記p側透明電極層における前記p型半導体層とは反対側の表面における前記第1絶縁層の表面と対向する位置に形成されたp側電極とを含み、 The p-side electrode formed at a position facing the surface of the first insulating layer on the surface of the p-side transparent electrode layer opposite to the p-type semiconductor layer is included.
前記複数の凹部は、平面視において、前記複数の凸部内の二次元的に隣接する4つの凸部それぞれの中心を頂点とする四角形の重心位置に対向して配置された凹部を含んでいる、発光素子。 The plurality of recesses include recesses arranged so as to face the position of the center of gravity of a quadrangle whose apex is the center of each of the four two-dimensionally adjacent convex portions in the plurality of convex portions in a plan view. Light emitting element.
前記第1絶縁膜がSiOからなる、請求項1または2に記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 1 or 2, wherein the first insulating film is made of SiO 2 . 前記第1絶縁膜は平面視で円形状であり、
前記p側電極は、平面視で前記第1絶縁膜よりも径が小さい円形状である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発光素子。
The first insulating film has a circular shape in a plan view.
The light emitting element according to any one of claims 1 to 3, wherein the p-side electrode has a circular shape having a diameter smaller than that of the first insulating film in a plan view.
前記第1絶縁膜は、前記p型半導体層側の前記表面から前記p側透明電極層に向かって横断面積が小さくなる円錐台状である、請求項4に記載の発光素子。 The light emitting element according to claim 4, wherein the first insulating film has a truncated cone shape in which the cross-sectional area decreases from the surface on the p-type semiconductor layer side toward the p-side transparent electrode layer. 前記複数の凹部は、前記p側透明電極層における前記導体積層構造部とは反対側の表面から掘り下げられて、前記半導体積層構造部内に延びている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の発光素子。 The plurality of recesses are dug down from the surface of the p-side transparent electrode layer opposite to the conductor laminated structure portion and extend into the semiconductor laminated structure portion, according to any one of claims 1 to 5. The light emitting element described. 前記複数の凹部は、前記p側透明電極層における前記導体積層構造部とは反対側の表面から掘り下げられて、前記透明電極層、前記p型半導体層および前記発光層を貫通して前記n型半導体層の厚さ方向の途中に入り込んでいる、請求項6に記載の発光素子。 The plurality of recesses are dug down from the surface of the p-side transparent electrode layer opposite to the conductor laminated structure portion, and penetrate the transparent electrode layer, the p-type semiconductor layer, and the light emitting layer to form the n-type. The light emitting element according to claim 6, which is inserted in the middle of the semiconductor layer in the thickness direction. 前記凹部の内側面には第2絶縁膜が形成されており、
前記p側透明電極層の前記表面のうち、前記p側電極が形成されていない領域および前記凹部が形成されていない領域は露出している、請求項6または7に記載の発光素子。
A second insulating film is formed on the inner surface of the recess.
The light emitting device according to claim 6 or 7, wherein in the surface of the p-side transparent electrode layer, a region where the p-side electrode is not formed and a region where the recess is not formed are exposed.
前記凹部の内側面は、前記凹部の底面に向かって前記凹部の横断面積が徐々に小さくなる傾斜面に形成されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の発光素子。 The light emitting element according to any one of claims 1 to 8, wherein the inner surface of the recess is formed on an inclined surface in which the cross-sectional area of the recess gradually decreases toward the bottom surface of the recess. 前記凹部の内側面は、前記凹部の底面に向かって前記凹部の横断面積が徐々に大きくなる傾斜面に形成されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の発光素子。 The light emitting element according to any one of claims 1 to 8, wherein the inner surface of the recess is formed on an inclined surface in which the cross-sectional area of the recess gradually increases toward the bottom surface of the recess. 前記n型半導体層に電気的に接続され、半導体積層構造部から前記基板に平行な方向に引き出された引き出し部と、
前記引き出し部上に形成されたn側電極とをさらに含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の発光素子。
A drawing portion that is electrically connected to the n-type semiconductor layer and is drawn out from the semiconductor laminated structure portion in a direction parallel to the substrate.
The light emitting element according to any one of claims 1 to 10, further comprising an n-side electrode formed on the lead-out portion.
前記n側電極は、前記n型半導体の前記表面に形成されたn側透明電極層と、前記n側透明電極層上に形成されたn側パッドからなる、請求項11に記載の発光素子。 The light emitting element according to claim 11, wherein the n-side electrode comprises an n-side transparent electrode layer formed on the surface of the n-type semiconductor and an n-side pad formed on the n-side transparent electrode layer. 前記n側透明電極層がITOまたはZnOからなり、前記n側パッドがCrまたはAuからなる、請求項12に記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 12, wherein the n-side transparent electrode layer is made of ITO or ZnO, and the n-side pad is made of Cr or Au. 前記凸部がSiNからなる、請求項1〜13のいずれか一項に記載の発光素子。 The light emitting device according to any one of claims 1 to 13, wherein the convex portion is made of SiN. 請求項1〜14のいずれか一項に記載の前記発光素子と、
表面と裏面とを有し、前記表面上に前記発光素子が配置されるように、前記発光素子を支持する支持基板と、
前記支持基板に固定され、前記発光素子を取り囲むように配置された樹脂パッケージとを含み、
前記発光素子は、前記基板における前記n型半導体層とは反対側の表面が、前記支持基板の前記表面と向かい合うような姿勢で、前記支持基板に支持されている、発光素子パッケージ。
The light emitting device according to any one of claims 1 to 14,
A support substrate having a front surface and a back surface and supporting the light emitting element so that the light emitting element is arranged on the front surface.
Including a resin package fixed to the support substrate and arranged so as to surround the light emitting element.
The light emitting element is a light emitting element package in which the surface of the substrate opposite to the n-type semiconductor layer is supported by the support substrate in a posture of facing the surface of the support substrate.
請求項1〜14のいずれか一項に記載の前記発光素子と、
表面と裏面とを有し、前記表面上に前記発光素子が配置されるように、前記発光素子を支持する支持基板と、
前記支持基板に固定され、前記発光素子を取り囲むように配置された樹脂パッケージとを含み、
前記発光素子は、前記p側透明電極層における前記p型半導体層とは反対側の表面が、前記支持基板の前記表面と向かい合うような姿勢で、前記支持基板に支持されている、発光素子パッケージ。
The light emitting device according to any one of claims 1 to 14,
A support substrate having a front surface and a back surface and supporting the light emitting element so that the light emitting element is arranged on the front surface.
Including a resin package fixed to the support substrate and arranged so as to surround the light emitting element.
The light emitting element is supported by the support substrate in a posture in which the surface of the p-side transparent electrode layer opposite to the p-type semiconductor layer faces the surface of the support substrate. ..
前記樹脂パッケージは、前記発光素子を取り囲む環状壁を備えており、
前記環状壁の内側面は、前記支持基板の表面から離れるほど、前記環状壁に囲まれた空間の横断面積が大きくなる傾斜面に形成されており、
前記傾斜面が、前記発光素子から出射された光を反射させて外部に取り出すための反射部を構成している、請求項15または16に記載の発光素子パッケージ。
The resin package includes an annular wall that surrounds the light emitting element.
The inner surface of the annular wall is formed on an inclined surface in which the cross-sectional area of the space surrounded by the annular wall increases as the distance from the surface of the support substrate increases.
The light emitting element package according to claim 15 or 16, wherein the inclined surface constitutes a reflecting portion for reflecting the light emitted from the light emitting element and taking it out to the outside.
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