JPH10209494A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPH10209494A JPH10209494A JP1122197A JP1122197A JPH10209494A JP H10209494 A JPH10209494 A JP H10209494A JP 1122197 A JP1122197 A JP 1122197A JP 1122197 A JP1122197 A JP 1122197A JP H10209494 A JPH10209494 A JP H10209494A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16245—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極や電流拡散層による光の遮断または減衰
による外部発光効率の低下を問題とすることなく、しか
も電流を充分に拡散させて内部発光効率も向上させるこ
とができる半導体発光素子を提供する。 【解決手段】 発光層（活性層４）で発光する光を透過
させる基板１と、該基板上に積層される前記発光層を含
む半導体層２〜５と、該積層される半導体層の表面の第
１導電形の半導体層（ｐ形層５）に接続して設けられる
第１の電極（ｐ側電極８）と、前記積層される半導体層
の一部が除去されて露出する第２導電形の半導体層（ｎ
形層３）に接続して設けられる第２の電極（ｎ側電極
９）とからなり、少なくとも前記第１の電極が該電極が
設けられる半導体層の実質的に全面に設けられる発光素
子チップを有している。
による外部発光効率の低下を問題とすることなく、しか
も電流を充分に拡散させて内部発光効率も向上させるこ
とができる半導体発光素子を提供する。 【解決手段】 発光層（活性層４）で発光する光を透過
させる基板１と、該基板上に積層される前記発光層を含
む半導体層２〜５と、該積層される半導体層の表面の第
１導電形の半導体層（ｐ形層５）に接続して設けられる
第１の電極（ｐ側電極８）と、前記積層される半導体層
の一部が除去されて露出する第２導電形の半導体層（ｎ
形層３）に接続して設けられる第２の電極（ｎ側電極
９）とからなり、少なくとも前記第１の電極が該電極が
設けられる半導体層の実質的に全面に設けられる発光素
子チップを有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発光層で発光する光
を透過する基板の表面に半導体層が積層され、基板の裏
面または側面側から光を取り出す半導体発光素子に関す
る。さらに詳しくは、発光層の広い範囲に電流を充分に
拡散してチップ面積に対する発光効率を改善し得る半導
体発光素子に関する。
を透過する基板の表面に半導体層が積層され、基板の裏
面または側面側から光を取り出す半導体発光素子に関す
る。さらに詳しくは、発光層の広い範囲に電流を充分に
拡散してチップ面積に対する発光効率を改善し得る半導
体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば青色系（紫外線から黄色）の半
導体発光素子は、青色系の光を透過させるサファイア基
板上にチッ化ガリウム系化合物半導体層が積層されて形
成される。このサファイア基板上に半導体層がエピタキ
シャル成長される半導体発光素子チップ（以下、ＬＥＤ
チップという）の基本構造は、たとえば図３に示される
ような構造になっている。すなわち、サファイア基板２
１上にたとえばｎ形のＧａＮがエピタキシャル成長され
たｎ形層（クラッド層）２３と、バンドギャップエネル
ギーがクラッド層のそれよりも小さくなる材料、たとえ
ばＩｎＧａＮ系（ＩｎとＧａの比率が種々変わり得るこ
とを意味する、以下同じ）化合物半導体からなる活性層
２４と、ｐ形のＧａＮからなるｐ形層（クラッド層）２
５とからなり、その表面にＮｉ-Ａｕの合金層からなる
電流拡散層２７を介してｐ側（上部）電極２８が設けら
れ、積層された半導体層の一部がエッチングされて露出
したｎ形層２３の表面にｎ側（下部）電極２９が設けら
れることによりＬＥＤチップが形成されている。
導体発光素子は、青色系の光を透過させるサファイア基
板上にチッ化ガリウム系化合物半導体層が積層されて形
成される。このサファイア基板上に半導体層がエピタキ
シャル成長される半導体発光素子チップ（以下、ＬＥＤ
チップという）の基本構造は、たとえば図３に示される
ような構造になっている。すなわち、サファイア基板２
１上にたとえばｎ形のＧａＮがエピタキシャル成長され
たｎ形層（クラッド層）２３と、バンドギャップエネル
ギーがクラッド層のそれよりも小さくなる材料、たとえ
ばＩｎＧａＮ系（ＩｎとＧａの比率が種々変わり得るこ
とを意味する、以下同じ）化合物半導体からなる活性層
２４と、ｐ形のＧａＮからなるｐ形層（クラッド層）２
５とからなり、その表面にＮｉ-Ａｕの合金層からなる
電流拡散層２７を介してｐ側（上部）電極２８が設けら
れ、積層された半導体層の一部がエッチングされて露出
したｎ形層２３の表面にｎ側（下部）電極２９が設けら
れることによりＬＥＤチップが形成されている。
【０００３】この構造のＬＥＤチップがリードの先端な
どにダイボンディングされ、２本のリードとそれぞれの
電極が金線などのワイヤボンディングにより接続され、
樹脂でモールドされてその表面側に発光する発光素子ラ
ンプとして用いられたり、回路基板上に直接ボンディン
グされて回路基板内で発光させて使用される。この場
合、両電極間に印加される電圧により、積層された半導
体層を介して電流が流れ、電流通路の活性層２４部分で
発光するため、電流が活性層２４の全面を流れるように
広げた方が発光効率が向上する。しかし、電極などは活
性層２４で発生した光を透過しないため、光を透過しな
がら電流を流せるような薄い電流拡散層２７が半導体層
の表面に設けられている。この電流拡散層２７は前述の
ように、光を透過させながら電流を流す必要があり、そ
の両方を完全に満たすことは難しい。とくにチッ化ガリ
ウム系化合物半導体のｐ形層は、不純物が充分にドーピ
ングされずその抵抗値が大きいと共に、その表面に設け
られる電流拡散層２７とのオーミックコンタクトを充分
に得ることが難しいため、発光効率が向上しない。
どにダイボンディングされ、２本のリードとそれぞれの
電極が金線などのワイヤボンディングにより接続され、
樹脂でモールドされてその表面側に発光する発光素子ラ
ンプとして用いられたり、回路基板上に直接ボンディン
グされて回路基板内で発光させて使用される。この場
合、両電極間に印加される電圧により、積層された半導
体層を介して電流が流れ、電流通路の活性層２４部分で
発光するため、電流が活性層２４の全面を流れるように
広げた方が発光効率が向上する。しかし、電極などは活
性層２４で発生した光を透過しないため、光を透過しな
がら電流を流せるような薄い電流拡散層２７が半導体層
の表面に設けられている。この電流拡散層２７は前述の
ように、光を透過させながら電流を流す必要があり、そ
の両方を完全に満たすことは難しい。とくにチッ化ガリ
ウム系化合物半導体のｐ形層は、不純物が充分にドーピ
ングされずその抵抗値が大きいと共に、その表面に設け
られる電流拡散層２７とのオーミックコンタクトを充分
に得ることが難しいため、発光効率が向上しない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の青色系の半導体
発光素子のように、絶縁基板上に半導体層が積層される
半導体発光素子は、ｐ側電極もｎ側電極も同一面側に設
けられ、その電極が設けられる側を発光面（光の取出し
面）としているため、電極により発光面が遮られる面積
が大きく、発光面から得られる光の、入力に対する割合
である外部発光効率が低下するという問題がある。ま
た、電流拡散層も光の透過と電気抵抗の増大との相反作
用により、充分に電流拡散作用をしないか、光を減衰さ
せるという問題がある。
発光素子のように、絶縁基板上に半導体層が積層される
半導体発光素子は、ｐ側電極もｎ側電極も同一面側に設
けられ、その電極が設けられる側を発光面（光の取出し
面）としているため、電極により発光面が遮られる面積
が大きく、発光面から得られる光の、入力に対する割合
である外部発光効率が低下するという問題がある。ま
た、電流拡散層も光の透過と電気抵抗の増大との相反作
用により、充分に電流拡散作用をしないか、光を減衰さ
せるという問題がある。
【０００５】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、電極や電流拡散層による光の遮断ま
たは減衰による外部発光効率の低下を問題とすることな
く、しかも電流を充分に拡散させて内部発光効率も向上
させることができる半導体発光素子を提供することを目
的とする。
になされたもので、電極や電流拡散層による光の遮断ま
たは減衰による外部発光効率の低下を問題とすることな
く、しかも電流を充分に拡散させて内部発光効率も向上
させることができる半導体発光素子を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体発光
素子は、発光層で発光する光を透過させる基板と、該基
板上に積層される前記発光層を含む半導体層と、該積層
される半導体層の表面側の第１導電形の半導体層に接続
して設けられる第１の電極と、前記積層される半導体層
の一部が除去されて露出する第２導電形の半導体層に接
続して設けられる第２の電極とからなり、少なくとも前
記第１の電極が該電極が設けられる半導体層の実質的に
全面に設けられる発光素子チップを有している。この構
造にすることにより、第１および第２の電極が設けられ
る側をリードや回路基板へボンディングすることがで
き、光を透過する基板の裏面側に出る光を利用すること
ができる。その結果、電流拡散層を設ける必要がなく、
しかも低抵抗の電極を半導体層の実質的に全面に設ける
ことができ、電流を充分に拡散させることができると共
に、光の取出し面側（基板の裏面側）には電極がなく、
電流拡散層や電極による光の遮断または減衰が全然問題
とならない。
素子は、発光層で発光する光を透過させる基板と、該基
板上に積層される前記発光層を含む半導体層と、該積層
される半導体層の表面側の第１導電形の半導体層に接続
して設けられる第１の電極と、前記積層される半導体層
の一部が除去されて露出する第２導電形の半導体層に接
続して設けられる第２の電極とからなり、少なくとも前
記第１の電極が該電極が設けられる半導体層の実質的に
全面に設けられる発光素子チップを有している。この構
造にすることにより、第１および第２の電極が設けられ
る側をリードや回路基板へボンディングすることがで
き、光を透過する基板の裏面側に出る光を利用すること
ができる。その結果、電流拡散層を設ける必要がなく、
しかも低抵抗の電極を半導体層の実質的に全面に設ける
ことができ、電流を充分に拡散させることができると共
に、光の取出し面側（基板の裏面側）には電極がなく、
電流拡散層や電極による光の遮断または減衰が全然問題
とならない。
【０００７】ここに実質的に全面とは、端部まで電極が
設けられると積層された半導体層の側面に垂れてショー
トの問題を引き起こす可能性があることなどのため、表
面の端部には電極を形成しない場合も含む意味で、電流
を充分に拡散させ得るように広い面積に亘って設けられ
ることを意味する。
設けられると積層された半導体層の側面に垂れてショー
トの問題を引き起こす可能性があることなどのため、表
面の端部には電極を形成しない場合も含む意味で、電流
を充分に拡散させ得るように広い面積に亘って設けられ
ることを意味する。
【０００８】前記発光素子チップは、平面形状が長方形
に形成され、前記第１および第２の電極が前記長方形の
長手方向に分離して設けられることにより、第１および
第２の電極が離れ、リードや回路基板上に前記発光素子
チップを裏向きにボンディングする場合に、第１および
第２の電極のショートのおそれがなく独立して接着しや
すいため好ましい。
に形成され、前記第１および第２の電極が前記長方形の
長手方向に分離して設けられることにより、第１および
第２の電極が離れ、リードや回路基板上に前記発光素子
チップを裏向きにボンディングする場合に、第１および
第２の電極のショートのおそれがなく独立して接着しや
すいため好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の半導体発光素子について説明をする。図１には、た
とえば青色系の発光に適したチッ化ガリウム系化合物半
導体が積層された本発明の半導体発光素子のチップの断
面および平面の説明図が示されている。
明の半導体発光素子について説明をする。図１には、た
とえば青色系の発光に適したチッ化ガリウム系化合物半
導体が積層された本発明の半導体発光素子のチップの断
面および平面の説明図が示されている。
【００１０】ここにチッ化ガリウム系化合物半導体と
は、III 族元素のＧａとＶ族元素のＮとの化合物または
III 族元素のＧａの一部がＡｌ、Ｉｎなどの他のIII 族
元素と置換したものおよび／またはＶ族元素のＮの一部
がＰ、Ａｓなどの他のＶ族元素と置換した化合物からな
る半導体をいう。
は、III 族元素のＧａとＶ族元素のＮとの化合物または
III 族元素のＧａの一部がＡｌ、Ｉｎなどの他のIII 族
元素と置換したものおよび／またはＶ族元素のＮの一部
がＰ、Ａｓなどの他のＶ族元素と置換した化合物からな
る半導体をいう。
【００１１】本発明の半導体発光素子のチップは、たと
えば図１に示されるように、サファイア（Ａｌ2 Ｏ3 単
結晶）などからなる基板１の表面に発光層を形成する半
導体層２〜５が積層されて、その表面側の第１導電形の
半導体層（ｐ形層５）にｐ側電極（第１の電極）８が電
気的に接続して形成されている。また、積層された半導
体層３〜５の一部が除去されて露出する第２導電形の半
導体層（ｎ形層３）にｎ側電極（第２の電極）９が電気
的に接続して形成されている。本発明では、その基板１
が活性層４で発光する光を透過させる材料からなってい
ると共に、ｐ側電極８およびｎ側電極９が共に基板１の
半導体層が積層された側に設けられている。さらに、積
層された半導体層の表面には電流拡散層が設けられない
で直接ｐ側電極８が設けられると共に、このｐ側電極８
およびｎ側電極９が図１（ｂ）に示されるように、接続
される半導体層のほぼ（実質的に）全面に形成されてい
ることに特徴がある。
えば図１に示されるように、サファイア（Ａｌ2 Ｏ3 単
結晶）などからなる基板１の表面に発光層を形成する半
導体層２〜５が積層されて、その表面側の第１導電形の
半導体層（ｐ形層５）にｐ側電極（第１の電極）８が電
気的に接続して形成されている。また、積層された半導
体層３〜５の一部が除去されて露出する第２導電形の半
導体層（ｎ形層３）にｎ側電極（第２の電極）９が電気
的に接続して形成されている。本発明では、その基板１
が活性層４で発光する光を透過させる材料からなってい
ると共に、ｐ側電極８およびｎ側電極９が共に基板１の
半導体層が積層された側に設けられている。さらに、積
層された半導体層の表面には電流拡散層が設けられない
で直接ｐ側電極８が設けられると共に、このｐ側電極８
およびｎ側電極９が図１（ｂ）に示されるように、接続
される半導体層のほぼ（実質的に）全面に形成されてい
ることに特徴がある。
【００１２】積層される半導体層は、たとえばＧａＮか
らなる低温バッファ層２、クラッド層となるｎ形層３、
バンドギャップエネルギーがクラッド層のそれよりも小
さくなる材料、たとえばＩｎＧａＮ系化合物半導体から
なる活性層４、ｐ形のＡｌＧａＮ系（ＡｌとＧａの比率
が種々変わり得ることを意味する、以下同じ）化合物半
導体層５ａおよびＧａＮ層５ｂからなるｐ形層（クラッ
ド層）５が、それぞれ順次積層されることにより構成さ
れている。
らなる低温バッファ層２、クラッド層となるｎ形層３、
バンドギャップエネルギーがクラッド層のそれよりも小
さくなる材料、たとえばＩｎＧａＮ系化合物半導体から
なる活性層４、ｐ形のＡｌＧａＮ系（ＡｌとＧａの比率
が種々変わり得ることを意味する、以下同じ）化合物半
導体層５ａおよびＧａＮ層５ｂからなるｐ形層（クラッ
ド層）５が、それぞれ順次積層されることにより構成さ
れている。
【００１３】ｐ側電極８は、電流拡散層を介さないで積
層された半導体層の表面に直接設けられているため、電
気抵抗が比較的大きいｐ形層５とのオーミックコントク
トを取る必要があり、ＮｉとＡｕとの合金などにより
０.３〜０.５μｍ程度の厚さに形成されることが望まし
い。ｎ側電極９は従来と同様にｎ形層３に直接設けられ
るもので、ＴｉとＡｌの合金、またはＮｉ-Ａｕ合金な
どの金属薄膜を介したＴｉ／Ａｕの積層体などの材料を
用いることができる。
層された半導体層の表面に直接設けられているため、電
気抵抗が比較的大きいｐ形層５とのオーミックコントク
トを取る必要があり、ＮｉとＡｕとの合金などにより
０.３〜０.５μｍ程度の厚さに形成されることが望まし
い。ｎ側電極９は従来と同様にｎ形層３に直接設けられ
るもので、ＴｉとＡｌの合金、またはＮｉ-Ａｕ合金な
どの金属薄膜を介したＴｉ／Ａｕの積層体などの材料を
用いることができる。
【００１４】図１に示される例では、ｐ側電極８および
ｎ側電極９が共にチップの周囲に一定間隙が形成される
ように設けられているが、全面に設けられると、ブレー
ク時に電極金属がちぎれてｐｎ接合を短絡したり、ブレ
ーク時にチップ間の境界を判別し難くなるからである。
しかしこのような問題が生じない程度に広い面積に亘っ
て設けられることが好ましく、本明細書ではこのような
一定間隔を有する場合も実質的全面に含まれる意味であ
る。また、ｎ側電極９の下には発光層がなく、必ずしも
全面に設けられる必要はないが、広い面積で設けられた
方がｎ形層３で部分的に電流が集中し難くなるため好ま
しい。また、ｎ側電極側は、ボンディングに必要な面積
があればよく、ｎ側電極側の面積を小さくして活性層を
含む積層された半導体層上のｐ側電極側の面積を大きく
する方が、同じ大きさのチップに対して発光効率が向上
するため好ましい。
ｎ側電極９が共にチップの周囲に一定間隙が形成される
ように設けられているが、全面に設けられると、ブレー
ク時に電極金属がちぎれてｐｎ接合を短絡したり、ブレ
ーク時にチップ間の境界を判別し難くなるからである。
しかしこのような問題が生じない程度に広い面積に亘っ
て設けられることが好ましく、本明細書ではこのような
一定間隔を有する場合も実質的全面に含まれる意味であ
る。また、ｎ側電極９の下には発光層がなく、必ずしも
全面に設けられる必要はないが、広い面積で設けられた
方がｎ形層３で部分的に電流が集中し難くなるため好ま
しい。また、ｎ側電極側は、ボンディングに必要な面積
があればよく、ｎ側電極側の面積を小さくして活性層を
含む積層された半導体層上のｐ側電極側の面積を大きく
する方が、同じ大きさのチップに対して発光効率が向上
するため好ましい。
【００１５】このような構造のＬＥＤチップ１１は、た
とえば図２に示されるように、電極８、９の側を下向き
にしてリード１２、１３上にそれぞれｐ側電極８および
ｎ側電極９が電気的に接続されるように、導電性接着剤
１５（リード１２側は図示せず）により直接接着される
ことにより組み立てられ、その周囲がエポキシ樹脂など
の光を透過させる樹脂パッケージ１４により被覆された
り、回路基板上に前述のＬＥＤチップ１１が直接ボンデ
ィングされて、基板の裏面側およびＬＥＤチップの側面
から放射される光を利用する発光素子として利用され
る。
とえば図２に示されるように、電極８、９の側を下向き
にしてリード１２、１３上にそれぞれｐ側電極８および
ｎ側電極９が電気的に接続されるように、導電性接着剤
１５（リード１２側は図示せず）により直接接着される
ことにより組み立てられ、その周囲がエポキシ樹脂など
の光を透過させる樹脂パッケージ１４により被覆された
り、回路基板上に前述のＬＥＤチップ１１が直接ボンデ
ィングされて、基板の裏面側およびＬＥＤチップの側面
から放射される光を利用する発光素子として利用され
る。
【００１６】なお、図１に示される例ではｐ形層５はＡ
ｌＧａＮ系化合物半導体層５ａとＧａＮ層５ｂとの複層
になっているが、キャリアの閉じ込め効果の点からＡｌ
を含む層が設けられることが好ましいためで、ＧａＮ層
だけでもよい。また、ｎ形層３にもＡｌＧａＮ系化合物
半導体層を設けて複層にしてもよく、またこれらを他の
チッ化ガリウム系化合物半導体層で形成することもでき
る。さらに、この例では、ｎ形層３とｐ形層５とで活性
層４が挟持されるダブルヘテロ接合構造であるが、ｎ形
層とｐ形層とが直接接合するｐｎ接合構造のものでもよ
い。
ｌＧａＮ系化合物半導体層５ａとＧａＮ層５ｂとの複層
になっているが、キャリアの閉じ込め効果の点からＡｌ
を含む層が設けられることが好ましいためで、ＧａＮ層
だけでもよい。また、ｎ形層３にもＡｌＧａＮ系化合物
半導体層を設けて複層にしてもよく、またこれらを他の
チッ化ガリウム系化合物半導体層で形成することもでき
る。さらに、この例では、ｎ形層３とｐ形層５とで活性
層４が挟持されるダブルヘテロ接合構造であるが、ｎ形
層とｐ形層とが直接接合するｐｎ接合構造のものでもよ
い。
【００１７】本発明の半導体発光素子によれば、電極が
半導体層のほぼ全面に設けられているため、その面側か
らは殆ど光を取り出すことができない。しかし、基板が
発光層で発光する光を透過させる材料からなっているた
め、前述のように、基板の裏面側に進む光、およびＬＥ
Ｄチップ１１の側面から放射される光が利用される。こ
の場合、活性層で発光する光は四方に均等に進み、電極
側に進んだ光は電極で反射して基板の裏面側に進み、基
板は殆どその光を吸収しないで透過させると共に、その
裏面側には電極が全然設けられていないため、光を遮る
ものが何もなく基板の裏面側に進んできた光のすべてが
放射される。そのため、発光する光に対して外部に取り
出すことができる光の割合である外部発光効率を大幅に
向上させることができる。
半導体層のほぼ全面に設けられているため、その面側か
らは殆ど光を取り出すことができない。しかし、基板が
発光層で発光する光を透過させる材料からなっているた
め、前述のように、基板の裏面側に進む光、およびＬＥ
Ｄチップ１１の側面から放射される光が利用される。こ
の場合、活性層で発光する光は四方に均等に進み、電極
側に進んだ光は電極で反射して基板の裏面側に進み、基
板は殆どその光を吸収しないで透過させると共に、その
裏面側には電極が全然設けられていないため、光を遮る
ものが何もなく基板の裏面側に進んできた光のすべてが
放射される。そのため、発光する光に対して外部に取り
出すことができる光の割合である外部発光効率を大幅に
向上させることができる。
【００１８】一方、ｐ形層の表面にはほぼ全面に亘って
電極が設けられているため、低抵抗の電極により電流を
充分に広げることができ、光を透過させながら電流を流
すという電流拡散層が不要となる。そのため、電流拡散
層を設ける工数が不要になると共に、従来の電流拡散層
の低抵抗と光の透過性という相反する問題がなくなり、
充分に低抵抗になるように厚い電極を設けることによ
り、電流を充分に拡散させることができる。その結果、
活性層の全体に電流が広がり、効率よく発光して内部発
光効率が向上する。とくに、ｐ型のチッ化ガリウム系化
合物半導体の場合には、ドーパントが充分に作用しにく
いためその電気抵抗が大きく、電流が広がりにくいが、
半導体層のほぼ全面に電極が設けられることにより、電
流を全体に広げることができる。また、ＬＥＤチップを
リードなどにボンディングする場合、予め導電性接着剤
をリードの先端に付着しておいて、ＬＥＤチップを裏向
きにして載置し、乾燥固化するだけでダイボンディング
をすることができ、ワイヤボンディングをする必要もな
い。
電極が設けられているため、低抵抗の電極により電流を
充分に広げることができ、光を透過させながら電流を流
すという電流拡散層が不要となる。そのため、電流拡散
層を設ける工数が不要になると共に、従来の電流拡散層
の低抵抗と光の透過性という相反する問題がなくなり、
充分に低抵抗になるように厚い電極を設けることによ
り、電流を充分に拡散させることができる。その結果、
活性層の全体に電流が広がり、効率よく発光して内部発
光効率が向上する。とくに、ｐ型のチッ化ガリウム系化
合物半導体の場合には、ドーパントが充分に作用しにく
いためその電気抵抗が大きく、電流が広がりにくいが、
半導体層のほぼ全面に電極が設けられることにより、電
流を全体に広げることができる。また、ＬＥＤチップを
リードなどにボンディングする場合、予め導電性接着剤
をリードの先端に付着しておいて、ＬＥＤチップを裏向
きにして載置し、乾燥固化するだけでダイボンディング
をすることができ、ワイヤボンディングをする必要もな
い。
【００１９】図１（ｂ）に示される例では、ＬＥＤチッ
プ１１の平面形状が正方形ではなく長方形に形成され、
ｐ側電極８およびｎ側電極９がそれぞれ長方形状の長手
方向に分離して設けられている。そうすることにより、
ダイボンディング時に両電極８、９間のショートを防止
することができる。すなわち、このような電極８、９が
半導体層のほぼ全面に設けられている場合には、たとえ
ば図２に示されるように、ＬＥＤチップ１１を裏向きに
して電極８、９側がリード１２、１３などに導電性接着
剤により直接ボンディングされて使用される場合が多
い。しかも、このＬＥＤチップ１１の大きさは、その平
面の面積が通常０.１ｍｍ2 程度と非常に小さく、両電
極８、９間が導電性接着剤によりショートするという危
険性がある。しかし、ＬＥＤチップ１１の平面形状が長
方形になっており、両電極がその長手方向に沿って分離
していることにより、両者間のショートを防ぎやすい。
プ１１の平面形状が正方形ではなく長方形に形成され、
ｐ側電極８およびｎ側電極９がそれぞれ長方形状の長手
方向に分離して設けられている。そうすることにより、
ダイボンディング時に両電極８、９間のショートを防止
することができる。すなわち、このような電極８、９が
半導体層のほぼ全面に設けられている場合には、たとえ
ば図２に示されるように、ＬＥＤチップ１１を裏向きに
して電極８、９側がリード１２、１３などに導電性接着
剤により直接ボンディングされて使用される場合が多
い。しかも、このＬＥＤチップ１１の大きさは、その平
面の面積が通常０.１ｍｍ2 程度と非常に小さく、両電
極８、９間が導電性接着剤によりショートするという危
険性がある。しかし、ＬＥＤチップ１１の平面形状が長
方形になっており、両電極がその長手方向に沿って分離
していることにより、両者間のショートを防ぎやすい。
【００２０】また、前述の例では、積層される半導体層
がチッ化ガリウム系化合物半導体を用いた青色系の半導
体発光素子であったが、青色系の半導体発光素子は、サ
ファイア基板などが用いられて活性層で発光する光を透
過させ、ＬＥＤチップを裏向きにして使用することがで
きるため、またｐ形層の抵抗を下げ難く電極とのオーミ
ックコンタクトを取り難いため、とくに効果が大きい。
しかし、ＧａＰまたはＡｌＧａＡｓ系の半導体による緑
色や赤色系の発光素子などでも、たとえばＡｌの混晶比
率が大きいＡｌＧａＡｓ系化合物半導体は、波長の長い
光を透過し、半導体基板を使用しながら同様に裏向きに
して使用することができる。
がチッ化ガリウム系化合物半導体を用いた青色系の半導
体発光素子であったが、青色系の半導体発光素子は、サ
ファイア基板などが用いられて活性層で発光する光を透
過させ、ＬＥＤチップを裏向きにして使用することがで
きるため、またｐ形層の抵抗を下げ難く電極とのオーミ
ックコンタクトを取り難いため、とくに効果が大きい。
しかし、ＧａＰまたはＡｌＧａＡｓ系の半導体による緑
色や赤色系の発光素子などでも、たとえばＡｌの混晶比
率が大きいＡｌＧａＡｓ系化合物半導体は、波長の長い
光を透過し、半導体基板を使用しながら同様に裏向きに
して使用することができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、少なくとも発光層上の
電極が半導体層のほぼ全面に設けられているため、電流
拡散層を設ける必要がなく、電流拡散層用の金属の蒸着
およびシンターの工程を省略することができる。さら
に、電流を発光層の全面に広げることができると共に、
発光面とする基板の裏面に電極などの光を遮るものがな
いため、発光効率を向上させることができ、同じ輝度の
発光素子に対してチップの面積を小さくすることができ
る。そのため、製造工数が簡略化されると共に、１枚の
ウェハからのチップの取れ数が向上し、コストダウンに
大きく寄与する。
電極が半導体層のほぼ全面に設けられているため、電流
拡散層を設ける必要がなく、電流拡散層用の金属の蒸着
およびシンターの工程を省略することができる。さら
に、電流を発光層の全面に広げることができると共に、
発光面とする基板の裏面に電極などの光を遮るものがな
いため、発光効率を向上させることができ、同じ輝度の
発光素子に対してチップの面積を小さくすることができ
る。そのため、製造工数が簡略化されると共に、１枚の
ウェハからのチップの取れ数が向上し、コストダウンに
大きく寄与する。
【００２２】さらに、本発明によれば、電極が広い面積
に亘って設けられているため、リードの先端や回路基
板、もしくはチップ型発光素子の基板上に直接電極部を
接着することによりボンディングをすることができる。
そのため、ワイヤボンディングの必要がなく、組立て工
数が非常に簡略化される。この場合、ＬＥＤチップの平
面形状が長方形上に形成され、両電極が長辺方向に沿っ
て分離して設けられることにより、両者間のショートの
危険性を解消することができる。
に亘って設けられているため、リードの先端や回路基
板、もしくはチップ型発光素子の基板上に直接電極部を
接着することによりボンディングをすることができる。
そのため、ワイヤボンディングの必要がなく、組立て工
数が非常に簡略化される。この場合、ＬＥＤチップの平
面形状が長方形上に形成され、両電極が長辺方向に沿っ
て分離して設けられることにより、両者間のショートの
危険性を解消することができる。
【図１】本発明の半導体発光素子の一実施形態のＬＥＤ
チップの説明図である。
チップの説明図である。
【図２】図１のＬＥＤチップをリードの先端にマウント
してランプ型の発光素子とする例の断面説明図である。
してランプ型の発光素子とする例の断面説明図である。
【図３】従来の半導体発光素子のＬＥＤチップの一例の
斜視説明図である。
斜視説明図である。
１ 基板 ３ ｎ形層 ４ 活性層 ５ ｐ形層 ８ ｐ側電極 ９ ｎ側電極 １１ ＬＥＤチップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 園部 雅之 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株 式会社内 (72)発明者 筒井 毅 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株 式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 発光層で発光する光を透過させる基板
と、該基板上に積層される前記発光層を含む半導体層
と、該積層される半導体層の表面の第１導電形の半導体
層に接続して設けられる第１の電極と、前記積層される
半導体層の一部が除去されて露出する第２導電形の半導
体層に接続して設けられる第２の電極とからなり、少な
くとも前記第１の電極が該電極が設けられる半導体層の
実質的に全面に設けられる発光素子チップを有してなる
半導体発光素子。 - 【請求項２】 前記発光素子チップは、平面形状が長方
形に形成され、前記第１および第２の電極が前記長方形
の長手方向に分離して設けられてなる請求項１記載の半
導体発光素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1122197A JPH10209494A (ja) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | 半導体発光素子 |
| US09/012,209 US6107644A (en) | 1997-01-24 | 1998-01-23 | Semiconductor light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1122197A JPH10209494A (ja) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10209494A true JPH10209494A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11771917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1122197A Pending JPH10209494A (ja) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10209494A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000036619A (ja) * | 1998-05-13 | 2000-02-02 | Toyoda Gosei Co Ltd | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子 |
| WO2001084640A1 (de) * | 2000-04-26 | 2001-11-08 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | LUMINESZENZDIODENCHIP AUF DER BASIS VON GaN UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES LUMINESZENZDIODENBAUELEMENTS |
| US6878563B2 (en) | 2000-04-26 | 2005-04-12 | Osram Gmbh | Radiation-emitting semiconductor element and method for producing the same |
| US6936859B1 (en) | 1998-05-13 | 2005-08-30 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using group III nitride compound |
| JP2007035990A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Kyocera Corp | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 |
| US7265392B2 (en) | 2000-05-26 | 2007-09-04 | Osram Gmbh | Light-emitting-diode chip comprising a sequence of GaN-based epitaxial layers which emit radiation and a method for producing the same |
| JP2008010840A (ja) * | 2006-05-29 | 2008-01-17 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体発光素子 |
| US7358544B2 (en) | 2004-03-31 | 2008-04-15 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor light emitting device |
| JP2013120945A (ja) * | 2013-03-21 | 2013-06-17 | Napura:Kk | 発光素子及び発光デバイス |
-
1997
- 1997-01-24 JP JP1122197A patent/JPH10209494A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000036619A (ja) * | 1998-05-13 | 2000-02-02 | Toyoda Gosei Co Ltd | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子 |
| US6936859B1 (en) | 1998-05-13 | 2005-08-30 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using group III nitride compound |
| US7109529B2 (en) | 1998-05-13 | 2006-09-19 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using group III nitride compound |
| WO2001084640A1 (de) * | 2000-04-26 | 2001-11-08 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | LUMINESZENZDIODENCHIP AUF DER BASIS VON GaN UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES LUMINESZENZDIODENBAUELEMENTS |
| US6878563B2 (en) | 2000-04-26 | 2005-04-12 | Osram Gmbh | Radiation-emitting semiconductor element and method for producing the same |
| US7319247B2 (en) | 2000-04-26 | 2008-01-15 | Osram Gmbh | Light emitting-diode chip and a method for producing same |
| US7265392B2 (en) | 2000-05-26 | 2007-09-04 | Osram Gmbh | Light-emitting-diode chip comprising a sequence of GaN-based epitaxial layers which emit radiation and a method for producing the same |
| US7358544B2 (en) | 2004-03-31 | 2008-04-15 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor light emitting device |
| JP2007035990A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Kyocera Corp | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP2008010840A (ja) * | 2006-05-29 | 2008-01-17 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体発光素子 |
| JP2013120945A (ja) * | 2013-03-21 | 2013-06-17 | Napura:Kk | 発光素子及び発光デバイス |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050929 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051025 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051222 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060530 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061024 |