JPH11261110A - 発光装置およびそれに用いられる上面電極接続部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワイヤを用いることなく，表面出射型半導体
発光素子の上面電極と，基板上に形成された配線パター
ンとを電気的に接続させる。 【構成】 上面電極接続部材20には，その下面から凹部
22および23が形成され，その上面の光取出し孔25に連通
している。発光素子10は凹部22に収められている。凹部
23と光取出し孔25とは発光素子10の上方に位置する。凹
部22および23の内壁には，上面電極接続部材20の底面に
までのびて形成された金属膜24が形成されている。発光
素子10の上面電極11は凹部22と23の境界にあたる段差部
においてこの金属膜24と接触している。発光素子10の上
面電極11は金属膜24を介して実装基板30上の配線パター
ン32と電気的に接続されている。発光素子10の出射光
は，直接に光取出し孔25に向かい，凹部23内に形成され
た金属膜24によって反射して光取出し孔25を通って外部
に出射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は，半導体発光素子の上面電極を
下面電極と同一面に引き出すための上面電極接続部材，
およびこれを用いた発光装置に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】図14および図15は従来例を示
すもので，図14は実装基板上に実装された点光源型の表
面出射型半導体発光素子を，図15は全面出射型の表面出
射型半導体発光素子を示す。

【０００３】図14において，表面出射型半導体発光素子
80は，ｎ−ＧａＡｓ基板またはｐ−ＧａＡｓ基板（Ｇａ
Ａｓ発光素子の場合）上に積層された活性層を含むエピ
タキシャル成長層89と，その上面に形成されたｐ側電極
（上面電極）82と，その下面に形成されたｎ側電極（下
面電極）83とによって構成されている。表面出射型半導
体発光素子80の上面には光出射窓81が形成されており，
活性層で発生した光はこの光出射窓81から外部に出射さ
れる。

【０００４】実装基板85上には，配線パターン86Ａおよ
び86Ｂが形成されている。発光素子80の下面電極83が配
線パターン86Ａ上にはんだ87によって固定されている。
一方，発光素子80の上面電極82はワイヤ88を介して配線
パターン86Ｂに電気的に接続されている。

【０００５】図15において，表面出射型半導体発光素子
90も活性層を含むエピタキシャル成長層99と，その上面
に形成されたｐ側電極（上面電極）92と，その下面に形
成されたｎ側電極（下面電極）93とによって構成されて
いる。この表面出射型半導体発光素子90の上面電極92は
透明であり，活性層で発生した光は透明電極92の中央に
設けられたパッド部91を除く領域から，外部に出射され
る。表面出射型半導体発光素子90の上面電極92はパッド
部91にボンディングされたワイヤ88によって配線パター
ン86Ｂに接続されている。

【０００６】しかしながら，発光素子の上面電極と実装
基板上に形成された配線パターンとをワイヤにより接続
する構成では，上面電極のワイヤがボンディングされた
部分（その真下の半導体層）に電流が多く流れるため，
活性層において均一な発光を得ることができず，発光効
率が低下してしまう，ワイヤと上面電極との間に接触不
良が生じないようにするために上面電極の厚さをある程
度確保する必要があるので，上面電極のリフトオフ工程
が困難になる，という問題がある。図14に示す点光源の
発光素子においては，上面電極上にワイヤを接続するた
めの領域を確保することが必要なため発光素子の寸法が
大きくなる，という問題がある。図15に示す全面出射型
の発光素子においては，発光素子の上方に位置するワイ
ヤが出射光の一部を遮ってしまう，という問題がある。

【０００７】

【発明の開示】この発明は，ワイヤを用いることなく，
半導体発光素子の上面電極を実装基板上に形成された配
線パターンと接続する上面電極接続部材の提供を目的と
する。また，この発明は，そのような上面電極接続部材
を備えた発光装置を提供することを目的とする。

【０００８】この発明による発光装置は，半導体層の上
面に上面電極が形成され，下面には下面電極が形成され
た半導体発光素子と，半導体発光素子の上面電極の一部
と接触する第１の部分を持ち，この第１の部分から半導
体発光素子の側面に沿ってその下面まで達し，さらに半
導体発光素子の下面と同一平面に延びる第２の部分を有
し，これらの部分が導電性を持つ上面電極接続部材とか
ら構成される。

【０００９】半導体発光素子には，その上面（表面）か
ら光を出射する表面出射型半導体発光素子，その側面
（端面）から光を出射する端面出射型半導体発光素子等
が含まれる。上面電極接続部材の材料には，成形樹脂，
シリコン，金属などが用いられる。絶縁材料や半導体材
料を用いて上面電極接続部材を形成するときには金属膜
等を用いて導電路が形成される。

【００１０】この発明によると，半導体発光素子の上面
電極は上面電極接続部材の第１の部分から第２の部分ま
で電気的に接続される。半導体発光素子の下面電極と上
面電極接続部材の第２の部分は同一平面上にあるから，
これらを基板上の配線パターン上に載置して配線パター
ンに接続することができる。（ダイボンディング）。こ
のようにして，半導体発光素子の実装工程の簡素化を図
り，信頼性を向上することができる。また，ワイヤによ
る影がなくなるので，発光素子の光出力向上につなが
る。

【００１１】一実施態様では，半導体発光素子の周囲と
上面電極接続部材との隙間に絶縁性材料が充填される。
発光素子が上面電極接続部材に確実に固定されるととも
に，発光素子の下面電極と，上面電極と接続された上面
電極接続部材とを確実に絶縁することができる。

【００１２】上記半導体発光素子が表面出射型半導体発
光素子の場合には，上記上面電極接続部材には上記半導
体発光素子の上方に延び，上記半導体発光素子から出射
する光をガイドする第３の部分がさらに設けられている
ことが好ましい。第３の部分の上部の開口を発光素子の
光出射窓よりも小さいものとすることにより，発光素子
からの光の発光径をより小さくして外部に出射させるこ
とができる。

【００１３】この発明による上面電極接続部材は，半導
体発光素子が収納される下面が開口した第１の凹部と，
この第１の凹部と連通し，かつ上面に開口し，半導体発
光素子から出射される光を外部に導出する第２の凹部と
が形成され，第１の凹部と第２の凹部との段差部から下
面の一部に至るまで導電路が形成されているものであ
る。

【００１４】第１の凹部内に半導体発光素子を収納した
状態で，半導体発光素子と上面電極接続部材とを基板上
に実装することができ，半導体発光素子の下面電極と上
面電極接続部材の下面とが基板上の別個の配線パターン
に接続される。これにより，ワイヤ・ボンディングが不
要となり実装工程の簡素化を図ることができる。

【００１５】半導体発光素子の出射光は第２の凹部を通
って外部に出射する。第２の凹部の内面に反射膜を形成
することにより，光出射効率を高めることができる。

【実施例の説明】第１実施例 図１および図２は第１実施例の発光装置を示すものであ
り，図１はこの発光装置の平面図を，図２は図１の II-
II線にそう断面図を示している。

【００１６】発光装置は表面出射型半導体発光素子（以
下，発光素子という）10と，上面電極接続部材20とから
構成され，これらがともに実装基板30上に実装されてい
る。実装基板30は図示するものよりも広がりを持ち，発
光素子10以外の電子，電気素子や部品等も実装されるも
のであるが，図面においてはその一部のみが切り出され
て示されている。

【００１７】発光素子10は半導体層13と，半導体層13の
上面に形成された上面電極11と，半導体層13の下面に形
成された下面電極12とによって構成されている。半導体
層13はＬＰＥ法（Liquid Phase Epitaxy：液相成長法）
を用いて，半導体基板上に下部クラッド層，活性層およ
び上部クラッド層を順次積層することにより形成され
る。 図２において半導体層13の詳細な図示は省略され
ている。

【００１８】上面電極11は，半導体層13の上面の中央の
円形領域を除く領域に形成されている。上面電極11の形
成されていない半導体層13の上面の中央の円形領域が，
光出射窓14である。一方，下面電極12は，半導体層13の
下面の全体に形成されている。上面電極11と半導体層1
3，下面電極12と半導体層13は，好ましくはアニールに
よって合金化され，オーミック接触している。上面電極
11と下面電極12との間に電流を流すと，半導体層13（活
性層）から光が発生し，発生した光が光出射窓14から外
部に出射される。

【００１９】上面電極接続部材20はシリコン基板19を含
む。シリコン基板19はエッチングにより微細加工が可能
である。

【００２０】シリコン基板19には２つの凹部22と23とが
形成されている。凹部22はシリコン基板19の下面に方形
に開口している。凹部22のほとんどの内壁は狭くなる方
向に傾斜している。凹部23は凹部22の上部に連なり，上
方にいくほど狭くなるほぼ四角錐状である。凹部23は光
取出し孔25を経てシリコン基板19の上面に開口してい
る。凹部22と23との境界には，シリコン基板19の上，下
面と平行な段差部がある。

【００２１】凹部22および23の内壁，光取出し孔25の内
周ならびに上面電極接続部材20の下面の左右の両側部分
に，金属膜24が形成されている。金属膜24には導電性が
良好でかつ光の反射率の高い金属材料（たとえば，Ａｕ
（金），Ａｌ（アルミニウム）等）が用いられる。

【００２２】実装基板30の上面には配線パターン31と32
とが形成されている。発光素子10の下面電極12は配線パ
ターン31上にはんだ等（図示略）によって固定され，か
つ電気的に接続されている。上述した構造を持つ上面電
極接続部材20は，その凹部22内に発光素子10を収め，発
光素子10を覆うように配置される。発光素子10の上面電
極11は上面電極接続部材20の凹部22と23との境界にあた
る段差部において金属膜24にはんだや導電性樹脂（図示
略）により接着される。また上面電極接続部材20の下面
に形成された金属膜24は配線パターン32にはんだ等によ
って固定され，かつ電気的に接続される。配線パターン
32は上面電極接続部材20の金属膜24を通して，発光素子
10の上面電極11に電気的に接続されることになる。配線
パターン31，32に電流を流すと，発光素子10はその光出
射窓14から光を出射する。

【００２３】光出射窓14から出射される光の殆どは，上
面電極接続部材20の上面に形成された光取出し孔25から
直接に外部に出射する。光出射窓14から出射する光の一
部は凹部23の内壁に形成された金属膜24で反射する。凹
部23は光取出し孔25を中心に，概略四角錐状に形成され
ているので，金属膜24で反射した光はその大部分が光取
出し孔25に向かい，光取出し孔25からは高い強度の光が
出射される。

【００２４】上面電極接続部材20の上面に形成される光
取出し孔25は，その径が発光素子10の光出射窓14の径よ
りも小さくなるように形成しておくとよい。より発光径
の小さい光を，外部に取り出すことができる。

【００２５】凹部22の内壁と発光素子10の外周との間の
隙間にポリイミドなどの絶縁樹脂26が充填されている。
これにより発光素子10が上面電極接続部材20の凹部22内
に固定されるとともに，発光素子10の側面および下面電
極12と，金属膜24とが絶縁される。

【００２６】図３および図４を用いて，図１および図２
に示す上面電極接続部材20の製造工程を説明する。

【００２７】シリコン基板19を用意する（図３(A) ）。
シリコン基板19の上面および下面の全面に，熱酸化また
はＣＶＤ法により ＳｉＯ2膜15を形成する（図３(B)
）。続いて，シリコン基板９の上面および下面に形成
された ＳｉＯ2膜15の上に窒化膜16をＣＶＤ法を用いて
形成する（図３(C) ）。 ＳｉＯ2膜15と窒化膜16とは後
述するエッチング工程においてエッチング・マスクとし
て用いられるものである。ＳｉＯ2膜15 と窒化膜16とを
２層に積層することによって，シリコン基板19の反りが
防止される。

【００２８】シリコン基板19の上面の窒化膜16の上か
ら，その全体にレジストを塗布し，フォトリソグラフィ
技術により，光取出し孔25となるべき部分のレジストを
除去し，さらにレジストが取り除かれた部分（光取出し
孔25となるべき部分）に積層されたＳｉＯ2 膜15と窒化
膜16をエッチングにより除去し，最後にすべてのレジス
トを取り除く。シリコン基板19の上面において，光取出
し孔25となるべき部分を除く領域にＳｉＯ2 膜15と窒化
膜16が残る。残ったＳｉＯ2 膜15と窒化膜16をエッチン
グ・マスクとして，ドライ・エッチングを行う。光取出
し孔25となるべき部分が形成される（図３(D)）。

【００２９】シリコン基板19の下面の窒化膜16の上か
ら，その全体にレジストを塗布し，フォトリソグラフィ
技術により，凹部22の下面開口となるべき部分のレジス
トを除去する。つづいて，レジストが取り除かれた部分
に積層されたＳｉＯ2 膜15と窒化膜16をエッチングによ
り除去し，最後にすべてのレジストを取り除く。シリコ
ン基板19の下面において，凹部22の下面開口となるべき
部分を除く領域に，ＳｉＯ2 膜15と窒化膜16が残る。残
ったＳｉＯ2 膜15と窒化膜16とをエッチング・マスクと
して，ドライ・エッチングを行う。凹部22の下部（これ
を符号22ａで示す）が形成される（図４(E)）。

【００３０】シリコン基板19の下面から，シリコン基板
19の下面に積層されたＳｉＯ2 膜15と窒化膜16とをマス
クとして，ウエット・エッチングを行う。シリコン基板
19は凹部の部分22ａのさらに上方が錘状に削り取られ，
凹部22の上部（これを符号22ｂで示す）が形成される
（図４(F) ）。シリコン基板９の上面と下面とに積層さ
れているＳｉＯ2 膜15と窒化膜16とを取り除く。

【００３１】凹部22の上底の外周部に窒化膜17を形成す
る（図４(F) ）。凹部22からウエット・エッチングを行
うと，シリコン基板９は凹部22のさらに上方に錘状に削
り取られ，凹部23が形成される（図４(G)）。 凹部23と
光取出し孔25とが連通する。凹部22と凹部23との境界に
おいて窒化膜17を設けた部分には段差部が形成される。
マスクに用いた窒化膜17を取り除く。

【００３２】凹部22および23の内壁（段差部を含む），
光取出し孔25の内周ならびに上面電極接続部材20の下面
の左右の両側部分に，金属膜24を蒸着またはスパッタ法
により形成する（図４(H) ）。

【００３３】上面電極接続部材20の凹部22内に発光素子
10を収めるとともに，発光素子10の上面電極11の周囲部
分と上記段差部の金属膜14とをはんだや導電性樹脂等に
よって，電気的接合状態を保って固定する。その後，凹
部22の内壁と発光素子10の外周との間の間隙にポリイミ
ドなどの絶縁樹脂26を充填する。発光素子10が収められ
た上面電極接続部材20（発光装置）を，実装基板30に実
装する（図１および図２）。

【００３４】好ましくは，シリコン・ウエハに，複数の
凹部22および23を規則的に二次元的に形成し，形成され
た複数の凹部22のそれぞれに発光素子10を収めたのち，
このシリコン・ウエハをダイシングによって分割する。
複数の発光装置が一度に大量に作成されるので，生産性
が向上する。

【００３５】実装基板30上にあらかじめ発光素子10を実
装しておき，この発光素子10の上から上面電極接続部材
20を被せるようにしてもよい。

【００３６】第２実施例 図５および図６は第２実施例の発光装置を示すものであ
り，図５は発光装置の平面図を，図６は図５のVI-VI線
にそう断面図を示している。図１および図２に示す発光
装置とは，上面電極接続部材に形成された凹部の形状の
みが異なっている。図１および図２に示すものと同じも
のには同一の符号を付し，重複説明を省略する。

【００３７】上面電極接続部材20Ａには，その下面から
凹部22Ａおよび23Ａが形成されている。上面電極接続部
材20Ａの製造工程を図７を用いて説明し，これにより上
面電極接続部材20Ａの構造を明らかにする。シリコン基
板の上面に光取出し孔25となるべき部分を形成するまで
の工程は，第１実施例と同じ（図３(A)〜図３（D) ）で
あるので，その図示と説明とを省略する。

【００３８】シリコン基板19の下面において，凹部22Ａ
を形成すべき部分以外の領域にＳｉＯ2 膜15と窒化膜16
とを用いたエッチング・マスクを形成し，シリコン基板
19の下方からドライ・エッチングを行う。直方体状の凹
部22Ａが形成される。凹部22Ａは発光素子10を充分に収
めることができる大きさで，かつ発光素子10の厚さとほ
ぼ等しい深さをもつように形成される（図７(E) ）。シ
リコン基板19の上面と下面のＳｉＯ2 膜15および窒化膜
16を除去する。

【００３９】凹部22Ａの上底の外周部に窒化膜17Ａを形
成する（図７(E) ）。凹部22Ａの上底から上方に向けて
ウエット・エッチングを行う。これにより錐状の凹部23
Ａが光取出し孔25に通じるように形成される。凹部22Ａ
と凹部23Ａとの境界部分には段差が形成される（図７
(F) ）。

【００４０】さらに，凹部23Ａの内壁に，ドライ・エッ
チングを施す。凹部23Ａの内面が曲面となるように形成
される（図７(G) ）。窒化膜17Ａを取り除く。

【００４１】凹部22Ａおよび23Ａの内壁（段差部を含
む），光取出し孔25の内周ならびに上面電極接続部材20
Ａの下面の左右の両側部分に，金属膜24を蒸着またはス
パッタ法により形成する（図７(H) ）。凹部22Ａに収め
られた発光素子10の上面電極11は，金属膜24を通して配
線パターン32に電気的に接続される（図５および図
６）。発光素子10からの出射光は，光出射窓14から外部
に出射する。発光素子10からの出射光のうち，凹部23Ａ
の曲面に形成された金属膜24に向かった光はそこで反射
して，光取出し孔25から外部に出射される。

【００４２】上面電極接続部材20，20Ａが導電性を有す
るシリコン基板19を用いて形成されているので，上面電
極接続部材20，20Ａ自体の導電性を利用して上面電極11
を配線パターン32に電気的に接続することもできる。こ
の場合には，あらかじめＰ（リン）やＢ（ボロン）等の
不純物をシリコン基板19にドープし，シリコン基板19の
導電性を高めておくとよい。金属膜24は設けなくてもよ
い。凹部22，22Ａに収められた発光素子10の上面電極11
は，直接にシリコン基板19の段差部に接し，導電性を有
する上面電極接続部材20，20Ａを通じて配線パターン32
に電気的に接続されることになる。また，この場合に
は，発光素子10の上方の位置に形成される凹部23，23Ａ
および光取出し孔25の内周に，光を反射する光反射膜を
形成することが望ましい。形成される光反射膜には導電
性は必要とされない。

【００４３】発光素子10の上方に形成される凹部23，23
Ａの高さ（深さ）と，発光素子10の光を出射する部分
（上記２つの実施例では光出射窓14）の大きさとが，出
射光の指向角と関係することが，シミュレーションによ
って明らかになっている。発光素子がその上面に円形の
光出射窓を持つものである場合には，発光素子10の光出
射窓14の直径と，発光素子10の上面から光取り出し孔25
の入口までの距離（凹部23，23Ａの高さ）が等しい場合
に，最も小さい指向角が得られる。上面が正方形で，そ
のほぼ全面から光を出射する発光素子の場合には，発光
素子の上面の一辺の長さと，発光素子10の上面から光取
り出し孔25の入口までの距離が等しい場合に最も小さな
指向角が得られる。このときの指向角は30度以下であ
る。

【００４４】図８および図９は，表面出射型半導体発光
素子の上面電極の他の例を示す平面図である。

【００４５】図８において，上面電極11ａがＡｕ（金）
などの金属材料を用いて外周を除いて網目状に発光素子
10の上面に形成され，上面電極11ａと半導体層の上面と
がオーミック接触している。発光素子10の全体に効率よ
く電流が流れるので，発光素子10の光取り出し効率を向
上させることができる。発光素子10の上面の外周を除く
ほぼ全面から光を取り出すことができる。

【００４６】図９において，半導体層の上面の周囲にＡ
ｕ（金）などの金属材料が形成され（これを，上面電極
11ｂとする），上面電極11ｂと半導体層とがオーミック
接触している。さらに上面電極11ｂによって囲まれた半
導体層の上面の領域に，ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化
物）などの透明導電材料を用いた透明電極11ｃが形成さ
れている。ＩＴＯは光の透過率が90％以上であり，か
つ，電気的導電性も良好な材料である。発光素子10の全
体に効率よく電流が流れるとともに，光取り出し効率も
向上する。

【００４７】応用例 図10は発光装置を備えた投光器の斜視図である。図10に
おいて発光装置40の構造は図１および図２または図５お
よび図６に示すものと同じである。

【００４８】絶縁体からなるフレーム41には，２つのリ
ード部材42，43が設けられている。各リード部材42，43
の端部には電極44，45が形成され，これらの電極44，45
からフレーム41に向かって２つの配線パターン46，47が
リード部材42，43上に形成されている。発光装置40は，
凹部の形成された上面電極接続部材と，この凹部内に格
納された表面出射型半導体発光素子とを含み，フレーム
41上に固定されている。表面出射型半導体発光素子の下
面電極は，フレーム41上に形成された配線パターン46に
電気的に接続されている。表面出射型半導体発光素子の
上面電極は，上面電極接続部材の凹部内からその下面に
かけて形成された金属膜を介して，フレーム41上に形成
された配線パターン47に電気的に接続されている。発光
装置40，フレーム41，リード部材42，43の上部はモール
ド樹脂49内に封止されている。モールド樹脂49の前面に
はフレネル・レンズ48が形成され，このフレネル・レン
ズ48によって発光装置40からの出射光が集光される，ま
たはコリメートされる。

【００４９】モールド樹脂49のフレネル・レンズ48が形
成されている前面の両側部分には，突部49ａ，49ｂが形
成されている。突部49ａ，49ｂは，フレネル・レンズ48
を保護するためのものであり，フレネル・レンズ48の円
環状突部と同じ高さまたはそれよりも少し突出するよう
に形成されている。

【００５０】発光装置40は，その内部に組み込まれた発
光素子の上面，下面電極がともに同一面を向いているの
で，フレーム41への実装（配線パターン46，47との接
続）が容易になり，実装工程を簡素化することができ
る。また，発光装置40は光取り出し効率が高いので，高
い出力の光を出射することができる。このため発光装置
40を用いた投光器も同様に，高出力の光を出射する。

【００５１】図11は発光装置を備えた光学式距離センサ
の概略図を示している。図11において発光装置50の構造
は図１および図２または図５および図６に示すものと同
じである。

【００５２】この光学式距離センサは，発光装置50およ
びコリメート・レンズ51からなる投光部と，受光側レン
ズ52および位置検出素子53からなる受光部とから構成さ
れている。投光部と受光部はケース55内に収められてい
る。投光部からの投射光はコリメート・レンズ51によっ
てコリメートされ，ケース55にあけられた出射窓56から
被測定物ｂに向けて投射される。被測定物ｂからの反射
光はケース55にあけられた受光窓57から受光部の位置検
出素子53に入射する。

【００５３】ケース55から被測定物までの距離または被
測定物ｂの変位量は三角測量の原理を用いて測定され
る。すなわち，被測定物ｂからの反射光が位置検出素子
53に入射するその位置が被測定物ｂの位置に応じて変化
するので，位置検出素子53の出力信号に基づいて距離ま
たは変位量が算出される。

【００５４】発光装置50は，発光径の小さい，高出力の
光を出射することができる。被測定物ｂに投射されるビ
ーム・スポットの径が小さくなることにより分解能が向
上し，精度のよい距離検出を行うことができる。また高
い出力の光が出射されるので，長い距離にわたる検出を
行うことが可能となる。

【００５５】図12および図13は発光装置を備えたフォト
カプラを示している。図12はケースの一部を欠除して示
す斜視図であり，図13はケースの水平断面図である。図
12および図13において発光装置60の構造は図１および図
２または図５および図６に示すものと同じである。

【００５６】絶縁体からなるフレーム61には，２つのリ
ード部材62，63が設けられている。各リード部材62，63
の端部には電極64，65が形成され，これらの電極64，65
からフレーム61に向かって２つの配線パターン66，67が
リード部材62，63上に形成されている。発光装置60は，
凹部の形成された上面電極接続部材と，この凹部内に収
められた表面出射型半導体発光素子とを含み，フレーム
61上に固定されている。発光素子の下面電極は，フレー
ム61上に形成された配線パターン66に電気的に接続され
ている。発光素子の上面電極は，上面電極接続部材の凹
部からその下面にかけて形成された金属膜を介して，フ
レーム61上に形成された配線パターン67に電気的に接続
されている。

【００５７】一方，リード・フレーム71の取付片には受
光素子70が固定されている。受光素子70の下面電極がリ
ード・フレーム71に電気的に接続されている。受光素子
70の上面電極は別のリード・フレーム72とワイヤによっ
て接続されている。発光装置60，受光素子70，フレーム
61，リード・フレーム71の取付片，リード・フレーム72
の上部は，ケース68内に収められている。リード部材6
2，63の端部，リード・フレーム71，72の下端部はケー
ス68の外部に出ている。

【００５８】ケース68は楕円球状に形成され，その内面
には反射膜69が形成されている。好ましくは，ケース68
の材料には透明エポキシ樹脂が用いられる。発光装置60
と受光素子70とは，ケース68によって形成された楕円の
焦点位置にそれぞれ配置されている。

【００５９】配線パターン66，67に与えられる電気信号
によって発光装置60内の発光素子が駆動され，発光素子
が発光する。発光装置60から出射された光は，ケース68
の内面の反射膜69によって反射される。その反射光は受
光素子70の受光面に入射する。受光素子70は，光信号を
再び電気信号に変換し，リード・フレーム71，72を通し
て外部に出力する。

【００６０】このように発光装置60に入力された電気信
号は，光信号に変換されたのち，再び電気信号に変換さ
れて外部に出力されるので，入力信号と出力信号は電気
的に絶縁される。このようなフォトカプラは高圧回路の
制御等に用いられる。

【００６１】フォトカプラにおいて，発光装置60と受光
素子70との光結合効率は，発光素子の光強度に強く依存
している。発光装置60は高出力の光を出射することがで
きるので，高い結合効率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を示すもので，発光装置の平面図で
ある。

【図２】図１のII-II 線にそう断面図である。

【図３】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および（Ｄ）は，図１
および図２に示す発光装置を構成する上面電極接続部材
の製造工程を示す。

【図４】（Ｅ），（Ｆ），（Ｇ）および（Ｈ）は，図１
および図２に示す発光装置を構成する上面電極接続部材
の製造工程を示す。

【図５】第２実施例を示すもので，発光装置の平面図で
ある。

【図６】図５のIV-IV 線のそう断面図である。

【図７】（Ｅ），（Ｆ），（Ｇ）および（Ｈ）は，図５
および図６に示す発光装置を構成する上面電極接続部材
の製造工程を示す断面図である。

【図８】表面出射型半導体発光素子の上面電極を他の例
を示す平面図である。

【図９】表面出射型半導体発光素子の上面電極のさらに
他の例を示す平面図である。

【図１０】応用例を示し，投光器の構成を示す斜視図で
ある。

【図１１】応用例を示し，光学式距離センサの構成を示
す。

【図１２】応用例を示し，フォトカプラの構成を示す一
部切り欠き斜視図である。

【図１３】図12に示すフォトカプラの水平断面図であ
る。

【図１４】従来の点光源として働く表面出射型半導体発
光素子の基板への実装状態を示す斜視図である。

【図１５】従来の全面出射型の表面出射型半導体発光素
子の基板への実装状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

10 表面出射型半導体発光素子 14 光出射窓 20 上面電極接続部材 22，22Ａ，23，23Ａ 凹部 24 金属膜 25 光取出し孔 40，50，60 発光装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体層の上面に上面電極が形成され，
   下面には下面電極が形成された半導体発光素子と，半導
   体発光素子の上面電極の一部と接触する第１の部分を持
   ち，この第１の部分から半導体発光素子の側面に沿って
   その下面まで達し，さらに半導体発光素子の下面と同一
   平面に延びる第２の部分を有し，これらの部分が導電性
   を持つ上面電極接続部材と，を備えた発光装置。
2. 【請求項２】 上記半導体発光素子の下面電極と上記上
   面電極接続部材の上記第２の部分とが，基板上の別個の
   配線パターン上に置かれて接続されているものである，
   請求項１に記載の発光装置。
3. 【請求項３】 上記半導体発光素子の周囲と上記上面電
   極接続部材との隙間に絶縁性材料が充填されている，請
   求項１または２に記載の発光装置。
4. 【請求項４】 上記半導体発光素子が表面出射型半導体
   発光素子であり，上記上面電極接続部材は上記半導体発
   光素子の上方に延び，上記半導体発光素子から出射する
   光をガイドする第３の部分をさらに備えている，請求項
   １から３のいずれか一項に記載の発光装置。
5. 【請求項５】 半導体発光素子が収納される下面が開口
   した第１の凹部と，この第１の凹部と連通しかつ上面に
   開口し，半導体発光素子から出射される光を外部に導出
   する第２の凹部とが形成され，第１の凹部と第２の凹部
   との段差部から下面の一部に至るまで導電路が形成され
   ている，上面電極接続部材。