JP7307711B2 - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7307711B2 JP7307711B2 JP2020158473A JP2020158473A JP7307711B2 JP 7307711 B2 JP7307711 B2 JP 7307711B2 JP 2020158473 A JP2020158473 A JP 2020158473A JP 2020158473 A JP2020158473 A JP 2020158473A JP 7307711 B2 JP7307711 B2 JP 7307711B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- light emitting
- semiconductor
- light
- package substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
図1は、本発明の一実施の形態に係る半導体発光装置の外観を示す図であり、(a)は、斜視図であり、(b)は、平面図であり、(c)は、(a)のA-A断面図である。図1各図に示すように、この半導体発光装置1は、パッケージ基板2と、半導体発光素子3と、定電圧素子(以下、「ツェナーダイオード」ともいう。)4と、レンズ6と、を備えて構成されている。
パッケージ基板2は、セラミックを含む無機材質基板である。パッケージ基板2は、例えば、高温焼成セラミック多層基板(HTCC、High Temperature Co-fired Ceramic)により形成される。パッケージ基板2は、略直方体形状の形状を有している。
半導体発光素子3には、例えば、レーザダイオード(Laser Diode:LD)、発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)等が含まれる。なお、半導体発光素子3には、トランジスタ等の半導体固体素子を含めてもよい。本実施の形態では、半導体発光素子3として、紫外領域の波長の光(特に、中心波長が300nm以下の深紫外光)を発光する発光ダイオードを例に挙げて説明する。
レンズ6は、例えば、半球形の形状を有している。レンズ6の形状は、半球形以外でもよく、例えば、凸状、凹状、あるいはそれ以外の形状でもよい。レンズ6は、半導体発光素子3のサファイア基板31の底面31a上に配置される。
半導体層30の中心とパッケージ基板2の中心とが離れていることによって生じ得る観察方位による配光特性の偏りや放射照度分布の偏りを抑制するために、まず、発光層30cから発せられた光を半導体層30内を横方向に伝播させる。以下、図4を参照して、発光層30cから発せられた光が半導体層30内を横方向に伝播することについて説明する。ここで、「横方向」とは、半導体層30の厚さ方向(すなわち、積層方向)に対して垂直な方向(図2の図示X-Y方向。以下、「面内方向」ともいう。)をいう。なお、本実施の形態では、「光」は、主として、紫外光をいう。
次に、半導体層30内を横方向に伝播させた光を半導体発光素子3から外方に取り出す。以下、図5を参照して、半導体層30内を横方向に伝播している光を半導体発光素子3から取り出すことについて説明する。
次に、図6を参照して、半導体発光素子3が半導体層30の中心とパッケージ基板2の中心とが離れるように配置されている場合における見かけ上の発光領域Rについて説明する。
図8は、光取り出し構造の変形例を模式的に示す図である。図8に示すように、ライトガイド層30fの下面(サファイア基板31と反対側の面をいう。)にいくつかの窪み30faを設けてもよい。pクラッド層30dに平行なライトガイド層30fの領域は、光が取り出しにくいため、ライトガイド層30fの下面に窪み30faを設けることで、紫外光をこの窪み30faで反射させることによって取り出すことが可能となるためである。
図9は、光取り出し構造の変形例を模式的に示す図である。必ずしも、図5及び図8に示したように紫外光が導光する層(すなわち、発光層30c、pクラッド層30d、ライトガイド層30f)の面内方向における末端部の形状を傾斜させた傾斜構造30Aを設けなくてもよく、図9に示すように、紫外光が導光する層の面内方向における末端部の形状を傾斜させずに、ライトガイド層30fの下面に、光源に近い側から光源から離れる側に向かって疎から密になるようにドット密度が変化するよう配置された窪み30faを設けてもよい。
図10は、光取り出し構造の変形例を模式的に示す図である。図10に示すように、ライトガイド層30fを、複数の誘電体層30gaからなる誘電体多層膜30gにより形成してもよい。ライトガイド層30fを誘電体多層膜30gとすることによって、紫外光がライトガイド層30fに全反射が生じない角度で入射する場合であっても、複数の誘電体層30gaのうちいずれかの誘電体層30gaで反射させることができるため、紫外光を効率よく反射させることが可能となり、放射束を効率よく取り出すことができる。
図15乃至図19は、半導体発光素子の中心及びパッケージ基板の中心の位置関係と、配光特性及び放射照度分布の偏りと、の関係を検証したシミュレーション結果の一例を示す図であり、図15は、半導体発光素子の中心及びパッケージ基板の中心が一致している場合の結果であり、図16乃至図18は、半導体発光素子の中心及びパッケージ基板の中心が一致していない場合の結果であり、図19は、図18に示す例における配光特性のうち0°及び45°を抜き出してまとめた図である。
以上説明したように、本発明によると、発光層30cから発せされた光を半導体層内で横方向に伝播させ、また、この横方向に伝播した光を、半導体層30の中心とパッケージ基板2の中心との位置ズレが解消する方向の側における半導体発光素子3の外方の領域から光を取り出すことによって、見かけ上の発光領域Rを偏りが抑制される方向に拡げることができる。そのため、半導体層がパッケージ基板の中心に位置するように半導体発光素子を配置できない場合であっても、図16乃至図19に示すような観察方位による配光特性の偏りや放射照度分布の偏りを抑制させることができる。
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における
符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲に
おける構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
[2]前記発光層(30c)、前記pクラッド層(30d)及び前記ライトガイド層(30f)は、前記面内方向における末端部の形状を傾斜させた傾斜構造(30A)を有している、前記[1]に記載の半導体発光装置(1)。
[3]前記ライトガイド層(30f)は、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する、前記[1]又は[2]に記載の半導体発光装置(1)。
[4]前記ライトガイド層(30f)は、前記コンタクト層(30e)の厚さよりも薄い厚さを有する、前記[1]乃至[3]のいずれか1つに記載の半導体発光装置(1)。
[5]前記ライトガイド層(30f)は、複数の誘電体層(30ga)からなる誘電体多層膜(30g)により形成されている、前記[1]乃至[4]のいずれか1つに記載の半導体発光装置(1)。
[6]前記誘電体多層膜(30g)は、SiN、SiO2、AlN、Al2O3を含む絶縁材料により形成されている、前記[5]に記載の半導体発光装置(1)。
[7]前記半導体発光素子(3)は、前記半導体層(30)の中心と前記パッケージ基板(2)の中心とが一致しないように配置されており、前記傾斜構造(30A)は、前記半導体層(30)の中心が前記パッケージ基板(2)の中心に対して離れている方向と反対の方向の側の末端部に設けられている、前記[1]乃至[6]のいずれか1つに記載の半導体発光装置(1)。
[8]前記パッケージ基板(2)に搭載された定電圧素子をさらに備え、前記傾斜構造(30A)は、前記半導体発光素子(3)に対して前記定電圧素子が搭載されている方向の側の末端部に設けられている、前記[7]に記載の半導体発光装置(1)。
に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
2…パッケージ基板
2a…上面
21…第1のキャビティ
21a…底面
21b…内壁面
22…第2のキャビティ
22a…内壁面
3…半導体発光素子
30…半導体層
30A…傾斜構造
30a…バッファ層
30b…nクラッド層
30c…発光層
30d…pクラッド層
30e…コンタクト層
30f…ライトガイド層
30g…誘電体多層膜
30ga…誘電体層
31…サファイア基板
31a…底面
32…電極
32a…アノード側電極(p電極)
32b…カソード側電極(n電極)
300…ドット
4…ツェナーダイオード
6…レンズ
Claims (6)
- 半導体層を有する半導体発光素子と、
前記半導体発光素子が搭載されるパッケージ基板と、を備え、
前記半導体発光素子は、前記パッケージ基板にフリップチップ実装されており、
前記半導体層は、所定の波長域の光を発光する発光層と、前記発光層上に形成されたpクラッド層と、前記pクラッド層上に形成されたコンタクト層と、前記pクラッド層上において前記コンタクト層の周囲に形成され、前記発光層から発せされた前記光を前記半導体層の面内方向に伝播させるライトガイド層と、を備え、
前記半導体発光素子は、前記半導体層の中心と前記パッケージ基板の中心とが一致しないように配置されており、
前記発光層、前記pクラッド層及び前記ライトガイド層は、前記面内方向における末端部の形状を傾斜させた傾斜構造を有し、
前記傾斜構造は、前記発光層の前記パッケージ基板と反対側の面を、前記半導体層の積層方向に直交する方向における外方へ向かうほど前記パッケージ基板と反対側に向かうよう傾斜させた構造、並びに前記pクラッド層及び前記ライトガイド層のそれぞれの前記パッケージ基板側の面及び前記パッケージ基板と反対側の面の双方を、前記積層方向に直交する方向における外方へ向かうほど前記パッケージ基板と反対側に向かうよう傾斜させた構造を含み、
前記傾斜構造は、観察方位による配光特性の偏りや放射照度分布の偏りが生じることを抑制するよう、前記半導体層の中心が前記パッケージ基板の中心に対して離れている方向と反対の方向の側の末端部に少なくとも設けられている、
半導体発光装置。 - 前記ライトガイド層は、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する、
請求項1に記載の半導体発光装置。 - 前記ライトガイド層は、前記コンタクト層の厚さよりも薄い厚さを有する、
請求項1又は2に記載の半導体発光装置。 - 前記ライトガイド層は、複数の誘電体層からなる誘電体多層膜により形成されている、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体発光装置。 - 前記誘電体多層膜は、SiN、SiO2、AlN、Al2O3を含む材料により形成されている、
請求項4に記載の半導体発光装置。 - 前記パッケージ基板に搭載された定電圧素子をさらに備え、
前記傾斜構造は、前記半導体発光素子に対して前記定電圧素子が搭載されている方向の側の末端部に設けられている、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体発光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020158473A JP7307711B2 (ja) | 2020-09-23 | 2020-09-23 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020158473A JP7307711B2 (ja) | 2020-09-23 | 2020-09-23 | 半導体発光装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022052221A JP2022052221A (ja) | 2022-04-04 |
JP7307711B2 true JP7307711B2 (ja) | 2023-07-12 |
Family
ID=80948680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020158473A Active JP7307711B2 (ja) | 2020-09-23 | 2020-09-23 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7307711B2 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002353504A (ja) | 2001-05-09 | 2002-12-06 | Lumileds Lighting Us Llc | メサ上に高反射誘電被覆が施された半導体ledフリップチップ |
WO2012123997A1 (ja) | 2011-03-17 | 2012-09-20 | パナソニック株式会社 | 半導体発光素子及びそれを用いた発光装置 |
JP2013171969A (ja) | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Toshiba Corp | Ledパッケージ |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3423328B2 (ja) * | 1991-12-09 | 2003-07-07 | 豊田合成株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
-
2020
- 2020-09-23 JP JP2020158473A patent/JP7307711B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002353504A (ja) | 2001-05-09 | 2002-12-06 | Lumileds Lighting Us Llc | メサ上に高反射誘電被覆が施された半導体ledフリップチップ |
WO2012123997A1 (ja) | 2011-03-17 | 2012-09-20 | パナソニック株式会社 | 半導体発光素子及びそれを用いた発光装置 |
JP2013171969A (ja) | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Toshiba Corp | Ledパッケージ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022052221A (ja) | 2022-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20090074026A1 (en) | Structure having photonic crystal and surface-emitting laser | |
US20060278888A1 (en) | Vertically-structured nitride semiconductor light emitting diode | |
JP4813394B2 (ja) | 端面発光型led及びその製造方法 | |
US20070177644A1 (en) | Highly directional light emitting diode using photonic bandgap waveguides | |
CN100514685C (zh) | 产生辐射的半导体芯片 | |
KR101364721B1 (ko) | 전극 패드를 갖는 발광 다이오드 칩 | |
JP5257611B2 (ja) | 発光装置 | |
US20090128004A1 (en) | Light-emitting device | |
JP7307711B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
US20180108809A1 (en) | Light emitting device | |
US10014445B2 (en) | Light-emitting device and manufacturing method thereof | |
JP7233301B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
US9787059B2 (en) | Semiconductor light emitting element | |
JP2012059898A (ja) | 半導体レーザアレイ | |
JP6793139B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
KR20230123982A (ko) | 마이크로-led 구조 및 이를 포함하는 마이크로-led칩 | |
US7460579B2 (en) | Multi-wavelength semiconductor laser device | |
US20150325747A1 (en) | Semiconductor light emitting element | |
KR20170062434A (ko) | 반도체 발광소자 | |
JP2010161104A (ja) | 発光装置および積層型発光装置 | |
KR20160070047A (ko) | 반도체 발광소자 | |
US20240162681A1 (en) | Optoelectronic semiconductor chip | |
US20240072101A1 (en) | Led array | |
KR101630371B1 (ko) | 반도체 발광소자 | |
JP2009238848A (ja) | 発光装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210507 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220705 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220830 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230110 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230307 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230627 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230630 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7307711 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |