JPH1168237A - 半導体発光装置および半導体装置 - Google Patents
半導体発光装置および半導体装置Info
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- JPH1168237A JPH1168237A JP21862297A JP21862297A JPH1168237A JP H1168237 A JPH1168237 A JP H1168237A JP 21862297 A JP21862297 A JP 21862297A JP 21862297 A JP21862297 A JP 21862297A JP H1168237 A JPH1168237 A JP H1168237A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた
半導体発光素子またはキャリア走行素子からの発熱によ
る半導体発光素子またはキャリア走行素子自体およびモ
ールド材料の劣化が極めて少なく、信頼性に優れた半導
体発光装置および半導体装置を提供する。 【解決手段】 ＧａＮなどの窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体を用いた半導体発光素子またはキャリア走行素
子がモールドされた半導体発光装置および半導体装置に
おいて、ＳｉＣ、ＩＩＩ族元素の窒化物、カルコパイラ
イト型結晶構造を有する化合物半導体またはダイアモン
ドからなるフィラーを樹脂に添加したモールド材料２５
を用いる。導電性のフィラーを用いる場合には、その表
面に絶縁膜を形成しておく。ワイヤーボンディングなど
を行った半導体発光素子またはキャリア走行素子などの
表面に絶縁膜を形成した後にモールドを行うことによ
り、半導体発光素子またはキャリア走行素子とモールド
材料２５との間に絶縁膜を形成してもよい。
半導体発光素子またはキャリア走行素子からの発熱によ
る半導体発光素子またはキャリア走行素子自体およびモ
ールド材料の劣化が極めて少なく、信頼性に優れた半導
体発光装置および半導体装置を提供する。 【解決手段】 ＧａＮなどの窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体を用いた半導体発光素子またはキャリア走行素
子がモールドされた半導体発光装置および半導体装置に
おいて、ＳｉＣ、ＩＩＩ族元素の窒化物、カルコパイラ
イト型結晶構造を有する化合物半導体またはダイアモン
ドからなるフィラーを樹脂に添加したモールド材料２５
を用いる。導電性のフィラーを用いる場合には、その表
面に絶縁膜を形成しておく。ワイヤーボンディングなど
を行った半導体発光素子またはキャリア走行素子などの
表面に絶縁膜を形成した後にモールドを行うことによ
り、半導体発光素子またはキャリア走行素子とモールド
材料２５との間に絶縁膜を形成してもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体発光装置
および半導体装置に関し、特に、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体を用いた発光ダイオードや半導体レーザあ
るいはキャリア走行素子に適用して好適なものである。
および半導体装置に関し、特に、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体を用いた発光ダイオードや半導体レーザあ
るいはキャリア走行素子に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】緑色から青色、さらには紫外線の発光が
可能な半導体発光素子として、窒化ガリウム（ＧａＮ）
に代表される窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体をサフ
ァイア基板やＳｉＣ基板などの上にエピタキシャル成長
させて発光ダイオード構造を形成したＧａＮ系発光ダイ
オードが実用化されている。
可能な半導体発光素子として、窒化ガリウム（ＧａＮ）
に代表される窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体をサフ
ァイア基板やＳｉＣ基板などの上にエピタキシャル成長
させて発光ダイオード構造を形成したＧａＮ系発光ダイ
オードが実用化されている。
【０００３】このＧａＮ系発光ダイオードは、通常、金
属製のリードフレーム上に接着剤などで固定され、ワイ
ヤーボンディングなどにより電気的に接続される。ま
た、素子の保護や集光特性などの光学的特性の向上を図
ることを目的として、エポキシ樹脂などのモールド材料
でモールドされる。
属製のリードフレーム上に接着剤などで固定され、ワイ
ヤーボンディングなどにより電気的に接続される。ま
た、素子の保護や集光特性などの光学的特性の向上を図
ることを目的として、エポキシ樹脂などのモールド材料
でモールドされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＧａＮ系発光ダイオー
ドは、高密度実装による発熱環境下や高温になる装置ま
たは環境下での使用や、素子自体からの発熱が大きい動
作条件での使用など、素子からの放熱を十分に行うこと
ができない条件下で使用する場合がある。この場合、Ｇ
ａＮ系発光ダイオードの内部は、かなり高温になること
が予想される。一般的に、ＧａＮに代表される窒化物系
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は熱に強く、比較的高温にお
いても安定であることが知られているものの、モールド
封止ＧａＮ系発光ダイオードを構成する材料のうち、特
にモールド材料に用いられている樹脂は、ＧａＮ系発光
ダイオード自体に比べてより低い温度から劣化が始ま
る。
ドは、高密度実装による発熱環境下や高温になる装置ま
たは環境下での使用や、素子自体からの発熱が大きい動
作条件での使用など、素子からの放熱を十分に行うこと
ができない条件下で使用する場合がある。この場合、Ｇ
ａＮ系発光ダイオードの内部は、かなり高温になること
が予想される。一般的に、ＧａＮに代表される窒化物系
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は熱に強く、比較的高温にお
いても安定であることが知られているものの、モールド
封止ＧａＮ系発光ダイオードを構成する材料のうち、特
にモールド材料に用いられている樹脂は、ＧａＮ系発光
ダイオード自体に比べてより低い温度から劣化が始ま
る。
【０００５】さて、ＧａＮ系発光ダイオードの発光層側
で発生した熱のほとんどは、このＧａＮ系発光ダイオー
ドの基板、例えばサファイア基板を通して、熱伝導の良
好な金属製のリードフレームに伝わって放熱され、残り
のわずかな熱はモールド材料を通して拡散または放熱さ
れる。ここで、熱伝導率は、金属のアルミニウム（Ａ
ｌ）、銅（Ｃｕ）および銀（Ａｇ）で２．４〜４．３Ｗ
／ｃｍ・Ｋ、サファイアで〜０．４２Ｗ／ｃｍ・Ｋであ
るのに対して、エポキシ樹脂は例えば０．０００４８３
Ｗ／ｃｍ・Ｋと非常に悪い。ところで、モールド材料に
は、通常、強度、熱膨張率、硬度などを調整するため
に、樹脂のほかに、フィラーと呼ばれる材料が添加され
ているため、このフィラーを通しても熱伝導が起きる。
このフィラーの材料としては、従来、アルミナ、窒化シ
リコン−セラミックス、石英ガラスなどが用いられてい
るが、これらの材料の熱伝導率は、アルミナで〜０．２
Ｗ／ｃｍ・Ｋ、窒化シリコン−セラミックスで０．２〜
０．３Ｗ／ｃｍ・Ｋ、石英ガラスで０．０１４Ｗ／ｃｍ
・Ｋと悪いため、このフィラーを通しての熱伝導は非常
に少ない。このため、樹脂にフィラーが添加されたモー
ルド材料を用いても、このモールド材料を通しての熱伝
導は、サファイア基板からリードフレームを通しての熱
伝導に比べて格段に効率が悪い。
で発生した熱のほとんどは、このＧａＮ系発光ダイオー
ドの基板、例えばサファイア基板を通して、熱伝導の良
好な金属製のリードフレームに伝わって放熱され、残り
のわずかな熱はモールド材料を通して拡散または放熱さ
れる。ここで、熱伝導率は、金属のアルミニウム（Ａ
ｌ）、銅（Ｃｕ）および銀（Ａｇ）で２．４〜４．３Ｗ
／ｃｍ・Ｋ、サファイアで〜０．４２Ｗ／ｃｍ・Ｋであ
るのに対して、エポキシ樹脂は例えば０．０００４８３
Ｗ／ｃｍ・Ｋと非常に悪い。ところで、モールド材料に
は、通常、強度、熱膨張率、硬度などを調整するため
に、樹脂のほかに、フィラーと呼ばれる材料が添加され
ているため、このフィラーを通しても熱伝導が起きる。
このフィラーの材料としては、従来、アルミナ、窒化シ
リコン−セラミックス、石英ガラスなどが用いられてい
るが、これらの材料の熱伝導率は、アルミナで〜０．２
Ｗ／ｃｍ・Ｋ、窒化シリコン−セラミックスで０．２〜
０．３Ｗ／ｃｍ・Ｋ、石英ガラスで０．０１４Ｗ／ｃｍ
・Ｋと悪いため、このフィラーを通しての熱伝導は非常
に少ない。このため、樹脂にフィラーが添加されたモー
ルド材料を用いても、このモールド材料を通しての熱伝
導は、サファイア基板からリードフレームを通しての熱
伝導に比べて格段に効率が悪い。
【０００６】モールド封止ＧａＮ系発光ダイオードにお
いては、モールド材料がＧａＮ系発光ダイオードの発光
層側に接しているため、上述のようにモールド材料を通
しての熱伝導が悪いことにより、動作時にＧａＮ系発光
ダイオードの発光層側に接している部分のモールド材料
に熱が伝わって、この接している部分のモールド材料の
温度が局所的に上昇し、熱歪が発生したり、熱が蓄積し
たりすることにより、ＧａＮ系発光ダイオード自体が劣
化したり、モールド材料が劣化して変色層が形成されて
輝度が劣化したりするという問題があった。
いては、モールド材料がＧａＮ系発光ダイオードの発光
層側に接しているため、上述のようにモールド材料を通
しての熱伝導が悪いことにより、動作時にＧａＮ系発光
ダイオードの発光層側に接している部分のモールド材料
に熱が伝わって、この接している部分のモールド材料の
温度が局所的に上昇し、熱歪が発生したり、熱が蓄積し
たりすることにより、ＧａＮ系発光ダイオード自体が劣
化したり、モールド材料が劣化して変色層が形成されて
輝度が劣化したりするという問題があった。
【０００７】上述の発熱による素子の劣化の問題は、高
周波／大電力用半導体素子として注目されているＧａＮ
系電子走行素子においても同様に生じる得るものであ
る。
周波／大電力用半導体素子として注目されているＧａＮ
系電子走行素子においても同様に生じる得るものであ
る。
【０００８】なお、モールド材料として樹脂に屈折率が
ほぼ同一の着色ガラスを混入させたものを用いることに
より、発光色の色純度を向上させるとともに、屋外でも
使用することができる耐候性に優れたＧａＮ系発光ダイ
オードを得る試みがなされている（特開平８−１６２６
７６号公報）。また、モールド材料の表面に発光波長よ
り短い光を吸収する膜を形成することによってモールド
材料の劣化を少なくする試みもなされている（特開平８
−１４８７１７号公報）。
ほぼ同一の着色ガラスを混入させたものを用いることに
より、発光色の色純度を向上させるとともに、屋外でも
使用することができる耐候性に優れたＧａＮ系発光ダイ
オードを得る試みがなされている（特開平８−１６２６
７６号公報）。また、モールド材料の表面に発光波長よ
り短い光を吸収する膜を形成することによってモールド
材料の劣化を少なくする試みもなされている（特開平８
−１４８７１７号公報）。
【０００９】したがって、この発明の目的は、窒化物系
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体発光素子から
の発熱による半導体発光素子自体およびモールド材料の
劣化が極めて少なく、信頼性に優れた半導体発光装置を
提供することにある。
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体発光素子から
の発熱による半導体発光素子自体およびモールド材料の
劣化が極めて少なく、信頼性に優れた半導体発光装置を
提供することにある。
【００１０】この発明の他の目的は、ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体を用いたキャリア走行素子からの発熱によるキ
ャリア走行素子自体およびモールド材料の劣化が極めて
少なく、信頼性に優れた半導体装置を提供することにあ
る。
物半導体を用いたキャリア走行素子からの発熱によるキ
ャリア走行素子自体およびモールド材料の劣化が極めて
少なく、信頼性に優れた半導体装置を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の発明は、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体を用いた半導体発光素子がモールドされた半
導体発光装置において、樹脂にＳｉＣからなるフィラー
が添加されたモールド材料を用いたことを特徴とするも
のである。
に、この発明の第１の発明は、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体を用いた半導体発光素子がモールドされた半
導体発光装置において、樹脂にＳｉＣからなるフィラー
が添加されたモールド材料を用いたことを特徴とするも
のである。
【００１２】この発明の第２の発明は、窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体発光素子がモールド
された半導体発光装置において、樹脂にＩＩＩ族元素の
窒化物からなるフィラーが添加されたモールド材料を用
いたことを特徴とするものである。
−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体発光素子がモールド
された半導体発光装置において、樹脂にＩＩＩ族元素の
窒化物からなるフィラーが添加されたモールド材料を用
いたことを特徴とするものである。
【００１３】この発明の第３の発明は、窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体発光素子がモールド
された半導体発光装置において、樹脂にカルコパイライ
ト型結晶構造を有する化合物半導体からなるフィラーが
添加されたモールド材料を用いたことを特徴とするもの
である。
−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体発光素子がモールド
された半導体発光装置において、樹脂にカルコパイライ
ト型結晶構造を有する化合物半導体からなるフィラーが
添加されたモールド材料を用いたことを特徴とするもの
である。
【００１４】この発明の第４の発明は、窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体発光素子がモールド
された半導体発光装置において、樹脂にダイアモンドか
らなるフィラーが添加されたモールド材料を用いたこと
を特徴とするものである。
−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体発光素子がモールド
された半導体発光装置において、樹脂にダイアモンドか
らなるフィラーが添加されたモールド材料を用いたこと
を特徴とするものである。
【００１５】この発明の第５の発明は、窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体を用いたキャリア走行素子がモール
ドされた半導体装置において、樹脂にＳｉＣからなるフ
ィラーが添加されたモールド材料を用いたことを特徴と
するものである。
−Ｖ族化合物半導体を用いたキャリア走行素子がモール
ドされた半導体装置において、樹脂にＳｉＣからなるフ
ィラーが添加されたモールド材料を用いたことを特徴と
するものである。
【００１６】この発明の第６の発明は、窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体を用いたキャリア走行素子がモール
ドされた半導体装置において、樹脂にＩＩＩ族元素の窒
化物からなるフィラーが添加されたモールド材料を用い
たことを特徴とするものである。
−Ｖ族化合物半導体を用いたキャリア走行素子がモール
ドされた半導体装置において、樹脂にＩＩＩ族元素の窒
化物からなるフィラーが添加されたモールド材料を用い
たことを特徴とするものである。
【００１７】この発明の第７の発明は、窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体を用いたキャリア走行素子がモール
ドされた半導体装置において、樹脂にカルコパイライト
型結晶構造を有する化合物半導体からなるフィラーが添
加されたモールド材料を用いたことを特徴とするもので
ある。
−Ｖ族化合物半導体を用いたキャリア走行素子がモール
ドされた半導体装置において、樹脂にカルコパイライト
型結晶構造を有する化合物半導体からなるフィラーが添
加されたモールド材料を用いたことを特徴とするもので
ある。
【００１８】この発明の第８の発明は、窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体を用いたキャリア走行素子がモール
ドされた半導体装置において、樹脂にダイアモンドから
なるフィラーが添加されたモールド材料を用いたことを
特徴とするものである。
−Ｖ族化合物半導体を用いたキャリア走行素子がモール
ドされた半導体装置において、樹脂にダイアモンドから
なるフィラーが添加されたモールド材料を用いたことを
特徴とするものである。
【００１９】この発明の第１、第２、第３および第４の
発明において、フィラーの材料として用いられているＳ
ｉＣ、ＩＩＩ族元素の窒化物、カルコパイライト型結晶
構造を有する化合物半導体およびダイアモンドは、半導
体発光素子から発生する光に対して透明であるものが多
いが、光が透過しない部分のモールド材料中のフィラー
は必ずしも透明である必要はない。一方、この発明の第
５、第６、第７および第８の発明におけるフィラーの材
料は透明である必要はない。
発明において、フィラーの材料として用いられているＳ
ｉＣ、ＩＩＩ族元素の窒化物、カルコパイライト型結晶
構造を有する化合物半導体およびダイアモンドは、半導
体発光素子から発生する光に対して透明であるものが多
いが、光が透過しない部分のモールド材料中のフィラー
は必ずしも透明である必要はない。一方、この発明の第
５、第６、第７および第８の発明におけるフィラーの材
料は透明である必要はない。
【００２０】この発明の第２の発明および第６の発明に
おいて、フィラーの材料として用いられているＩＩＩ族
元素の窒化物系の具体例を挙げると、ＡｌＮ、ＧａＮ、
ＩｎＮ、ＡｌＧａＩｎＮ、ＢＮなどである。また、この
発明の第３の発明および第７の発明において、フィラー
の材料として用いられているカルコパイライト型結晶構
造を有する化合物半導体は、ＩＩ−ＩＶ−Ｖ族化合物半
導体、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族化合物半導体などであり、そ
の具体例を挙げると、ＣｕＡｌＳ2 、ＡｇＧａＳｅ2 な
どである。
おいて、フィラーの材料として用いられているＩＩＩ族
元素の窒化物系の具体例を挙げると、ＡｌＮ、ＧａＮ、
ＩｎＮ、ＡｌＧａＩｎＮ、ＢＮなどである。また、この
発明の第３の発明および第７の発明において、フィラー
の材料として用いられているカルコパイライト型結晶構
造を有する化合物半導体は、ＩＩ−ＩＶ−Ｖ族化合物半
導体、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族化合物半導体などであり、そ
の具体例を挙げると、ＣｕＡｌＳ2 、ＡｇＧａＳｅ2 な
どである。
【００２１】この発明において、フィラーの材料のう
ち、代表的なものの熱伝導率を挙げると、ＳｉＣは〜
４．９Ｗ／ｃｍ・Ｋ、ＧａＮは１．３Ｗ／ｃｍ・Ｋ、Ａ
ｌＮは〜２Ｗ／ｃｍ・Ｋ、ＢＮは１〜１．６Ｗ／ｃｍ・
Ｋである。これらの材料の熱伝導率は、いずれも、エポ
キシ樹脂の熱伝導率に比べて〜１００倍以上も高い。
ち、代表的なものの熱伝導率を挙げると、ＳｉＣは〜
４．９Ｗ／ｃｍ・Ｋ、ＧａＮは１．３Ｗ／ｃｍ・Ｋ、Ａ
ｌＮは〜２Ｗ／ｃｍ・Ｋ、ＢＮは１〜１．６Ｗ／ｃｍ・
Ｋである。これらの材料の熱伝導率は、いずれも、エポ
キシ樹脂の熱伝導率に比べて〜１００倍以上も高い。
【００２２】この発明において、フィラーは、モールド
材料全体に均一に分散させてもよいし、目的に応じて濃
度分布を持たせてもよい。例えば、発熱源である半導体
発光素子またはキャリア走行素子の付近におけるモール
ド材料中にのみフィラーを添加してもよい。また、フィ
ラーの添加の割合も、必要な放熱量に応じて決めること
ができる。さらに、フィラーの形状や大きさは、目的に
応じて選ぶことができる。
材料全体に均一に分散させてもよいし、目的に応じて濃
度分布を持たせてもよい。例えば、発熱源である半導体
発光素子またはキャリア走行素子の付近におけるモール
ド材料中にのみフィラーを添加してもよい。また、フィ
ラーの添加の割合も、必要な放熱量に応じて決めること
ができる。さらに、フィラーの形状や大きさは、目的に
応じて選ぶことができる。
【００２３】この発明において、フィラーの材料として
導電性を有するものを用いる場合には、好適には、素子
表面の電極、半導体層、ボンディングワイヤー、リード
フレームなどの間の電気的絶縁を保つ目的で、フィラー
の表面を絶縁物化しておく。その方法としては、フィラ
ーの表面をイオン注入、プラズマ処理、酸化処理などに
より絶縁物化したり、ＣＶＤ法などの種々の成膜法で酸
化Ｓｉや窒化Ｓｉなどの絶縁性の無機膜を成膜したり、
溶媒法などで絶縁性の有機樹脂膜などを成膜したりする
ことによりフィラーの表面を絶縁膜で覆う方法などがあ
る。
導電性を有するものを用いる場合には、好適には、素子
表面の電極、半導体層、ボンディングワイヤー、リード
フレームなどの間の電気的絶縁を保つ目的で、フィラー
の表面を絶縁物化しておく。その方法としては、フィラ
ーの表面をイオン注入、プラズマ処理、酸化処理などに
より絶縁物化したり、ＣＶＤ法などの種々の成膜法で酸
化Ｓｉや窒化Ｓｉなどの絶縁性の無機膜を成膜したり、
溶媒法などで絶縁性の有機樹脂膜などを成膜したりする
ことによりフィラーの表面を絶縁膜で覆う方法などがあ
る。
【００２４】また、同様に電気的絶縁を保つ目的で、半
導体発光素子またはキャリア走行素子とモールド材料と
の間に絶縁層を設けてもよい。このためには、例えば、
半導体発光素子またはキャリア走行素子をリードフレー
ムなどに機械的および電気的に接続した後、スパッタリ
ング法などによりＳｉＯ2 膜などの絶縁膜を形成した
り、溶媒法で薄く絶縁膜を形成したりして半導体発光素
子またはキャリア走行素子の表面を覆い、その後にモー
ルドを行えばよい。
導体発光素子またはキャリア走行素子とモールド材料と
の間に絶縁層を設けてもよい。このためには、例えば、
半導体発光素子またはキャリア走行素子をリードフレー
ムなどに機械的および電気的に接続した後、スパッタリ
ング法などによりＳｉＯ2 膜などの絶縁膜を形成した
り、溶媒法で薄く絶縁膜を形成したりして半導体発光素
子またはキャリア走行素子の表面を覆い、その後にモー
ルドを行えばよい。
【００２５】この発明において、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体は、Ｇａ、Ａｌ、ＩｎおよびＢからなる群
より選ばれた少なくとも一種類のＩＩＩ族元素と、少な
くともＮを含み、場合によってさらにＡｓまたはＰを含
むＶ族元素とからなる。この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体の具体例を挙げると、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、Ｇ
ａＩｎＮ、ＡｌＧａＩｎＮなどである。
化合物半導体は、Ｇａ、Ａｌ、ＩｎおよびＢからなる群
より選ばれた少なくとも一種類のＩＩＩ族元素と、少な
くともＮを含み、場合によってさらにＡｓまたはＰを含
むＶ族元素とからなる。この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体の具体例を挙げると、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、Ｇ
ａＩｎＮ、ＡｌＧａＩｎＮなどである。
【００２６】上述のように構成されたこの発明において
は、モールド材料の樹脂に添加されたフィラーの材料と
して用いられているＳｉＣ、ＩＩＩ族元素の窒化物、カ
ルコパイライト型結晶構造を有する化合物半導体または
ダイアモンドの熱伝導率は、フィラーの材料として従来
用いられているアルミナなどの熱伝導率に比べてはるか
に高く、金属の熱伝導率と同程度であるため、動作時に
半導体発光素子から発生してモールド材料側に伝わった
熱をこれらのフィラーを通してモールド材料内部に速や
かに伝え、さらにモールド材料の表面から放熱すること
ができる。そして、このようにモールド材料中に速やか
に熱が拡散するため、半導体発光素子の表面の温度上昇
を抑えることができるばかりでなく、半導体発光素子の
表面に接した部分のモールド材料に局所的に熱が蓄積し
て熱歪を発生するのを防止することができる。
は、モールド材料の樹脂に添加されたフィラーの材料と
して用いられているＳｉＣ、ＩＩＩ族元素の窒化物、カ
ルコパイライト型結晶構造を有する化合物半導体または
ダイアモンドの熱伝導率は、フィラーの材料として従来
用いられているアルミナなどの熱伝導率に比べてはるか
に高く、金属の熱伝導率と同程度であるため、動作時に
半導体発光素子から発生してモールド材料側に伝わった
熱をこれらのフィラーを通してモールド材料内部に速や
かに伝え、さらにモールド材料の表面から放熱すること
ができる。そして、このようにモールド材料中に速やか
に熱が拡散するため、半導体発光素子の表面の温度上昇
を抑えることができるばかりでなく、半導体発光素子の
表面に接した部分のモールド材料に局所的に熱が蓄積し
て熱歪を発生するのを防止することができる。
【００２７】また、このフィラーの材料として、外部環
境から輻射されるより波長の短い光（紫外線など）に対
して光吸収性がある半導体を用いた場合には、モールド
材料の表面層にあるフィラーにより、この外部環境から
の光を吸収することができるため、この外部環境からの
光によるモールド材料の内部の劣化を防止することがで
きる。
境から輻射されるより波長の短い光（紫外線など）に対
して光吸収性がある半導体を用いた場合には、モールド
材料の表面層にあるフィラーにより、この外部環境から
の光を吸収することができるため、この外部環境からの
光によるモールド材料の内部の劣化を防止することがで
きる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
【００２９】まず、この発明の第１の実施形態によるモ
ールド封止ＧａＮ系発光ダイオードについて説明する。
図１はＧａＮ系発光ダイオードを示し、図２は図１に示
すＧａＮ系発光ダイオードをモールドしたモールド封止
ＧａＮ系発光ダイオードを示す。
ールド封止ＧａＮ系発光ダイオードについて説明する。
図１はＧａＮ系発光ダイオードを示し、図２は図１に示
すＧａＮ系発光ダイオードをモールドしたモールド封止
ＧａＮ系発光ダイオードを示す。
【００３０】図１に示すように、このＧａＮ系発光ダイ
オードにおいては、例えばｃ面のサファイア基板１上
に、ＧａＮバッファ層２、ｎ型ＧａＮ層３、ｎ型ＡｌＧ
ａＮ層４、ＧａＩｎＮからなる発光層５、ｐ型ＡｌＧａ
Ｎ層６およびｐ型ＧａＮ層７が順次積層されている。こ
こで、ｎ型ＧａＮ層３の上層部、ｎ型ＡｌＧａＮ層４、
発光層５、ｐ型ＡｌＧａＮ層６およびｐ型ＧａＮ層７は
メサ形状にパターニングされている。これらの表面を覆
うようにＳｉＯ2 膜のような絶縁膜８が設けられてい
る。この絶縁膜８は、電気的絶縁および表面保護のため
のものである。この絶縁膜８には、ｐ型ＧａＮ層７の上
およびｎ型ＧａＮ層３の上にそれぞれ開口８ａ、８ｂが
設けられている。そして、開口８ａを通じてｐ型ＧａＮ
層７にｐ側電極９がコンタクトしているとともに、開口
８ｂを通じてｎ型ＧａＮ層３にｎ側電極１０がコンタク
トしている。ｐ側電極９としては例えばＮｉ／Ａｕ膜が
用いられ、ｎ側電極１０としては例えばＴｉ／Ａｌ／Ａ
ｕ膜が用いられる。
オードにおいては、例えばｃ面のサファイア基板１上
に、ＧａＮバッファ層２、ｎ型ＧａＮ層３、ｎ型ＡｌＧ
ａＮ層４、ＧａＩｎＮからなる発光層５、ｐ型ＡｌＧａ
Ｎ層６およびｐ型ＧａＮ層７が順次積層されている。こ
こで、ｎ型ＧａＮ層３の上層部、ｎ型ＡｌＧａＮ層４、
発光層５、ｐ型ＡｌＧａＮ層６およびｐ型ＧａＮ層７は
メサ形状にパターニングされている。これらの表面を覆
うようにＳｉＯ2 膜のような絶縁膜８が設けられてい
る。この絶縁膜８は、電気的絶縁および表面保護のため
のものである。この絶縁膜８には、ｐ型ＧａＮ層７の上
およびｎ型ＧａＮ層３の上にそれぞれ開口８ａ、８ｂが
設けられている。そして、開口８ａを通じてｐ型ＧａＮ
層７にｐ側電極９がコンタクトしているとともに、開口
８ｂを通じてｎ型ＧａＮ層３にｎ側電極１０がコンタク
トしている。ｐ側電極９としては例えばＮｉ／Ａｕ膜が
用いられ、ｎ側電極１０としては例えばＴｉ／Ａｌ／Ａ
ｕ膜が用いられる。
【００３１】図２に示すモールド封止ＧａＮ系発光ダイ
オードにおいては、図１に示すＧａＮ系発光ダイオード
のサファイア基板１の裏面が、リードフレーム２１の上
部に設けられた凹部２１ａの底面に接着剤（図示せず）
で接着されている。この接着剤としては、例えばエポキ
シ樹脂系の接着剤が用いられる。ＧａＮ系発光ダイオー
ドのｐ側電極９（図２においては図示せず）はワイヤー
２２によりリードフレーム２１とボンディングされ、そ
のｎ側電極１０（図２においては図示せず）はワイヤー
２３によりリードフレーム２４とボンディングされてい
る。そして、ＧａＮ系発光ダイオードは、素子の保護や
集光機能を持たせることなどを目的として、その近傍の
部分のリードフレーム２１、２４とともにモールド材料
２５でモールド封止されている。
オードにおいては、図１に示すＧａＮ系発光ダイオード
のサファイア基板１の裏面が、リードフレーム２１の上
部に設けられた凹部２１ａの底面に接着剤（図示せず）
で接着されている。この接着剤としては、例えばエポキ
シ樹脂系の接着剤が用いられる。ＧａＮ系発光ダイオー
ドのｐ側電極９（図２においては図示せず）はワイヤー
２２によりリードフレーム２１とボンディングされ、そ
のｎ側電極１０（図２においては図示せず）はワイヤー
２３によりリードフレーム２４とボンディングされてい
る。そして、ＧａＮ系発光ダイオードは、素子の保護や
集光機能を持たせることなどを目的として、その近傍の
部分のリードフレーム２１、２４とともにモールド材料
２５でモールド封止されている。
【００３２】この第１の実施形態において、モールド材
料２５としては、エポキシ樹脂にＳｉＣからなるフィラ
ーが添加されたものが用いられている。ＳｉＣは、その
不純物濃度や結晶構造などによっては不透明であった
り、ＧａＮ系発光ダイオードから発生する光を吸収する
場合があるため、この場合、このフィラーを構成するＳ
ｉＣとしては、ＧａＮ系発光ダイオードから発生する光
を透過する特性を有するものが用いられる。このフィラ
ーの形状は必要に応じて選ぶことができるが、その一例
を図３に示す。図３に示すように、この例では、フィラ
ー２６は不規則な形状を有する微粒子からなる。
料２５としては、エポキシ樹脂にＳｉＣからなるフィラ
ーが添加されたものが用いられている。ＳｉＣは、その
不純物濃度や結晶構造などによっては不透明であった
り、ＧａＮ系発光ダイオードから発生する光を吸収する
場合があるため、この場合、このフィラーを構成するＳ
ｉＣとしては、ＧａＮ系発光ダイオードから発生する光
を透過する特性を有するものが用いられる。このフィラ
ーの形状は必要に応じて選ぶことができるが、その一例
を図３に示す。図３に示すように、この例では、フィラ
ー２６は不規則な形状を有する微粒子からなる。
【００３３】また、導電性を有するＳｉＣからなるフィ
ラー２６を用いる場合には、図４に示すように、あらか
じめフィラー２６の表面に絶縁膜２７を形成しておく。
この絶縁膜２７の形成は、具体的には、例えば、ＳｉＣ
からなるフィラー２６の表面を酸化性雰囲気中でプラズ
マ処理して酸化膜を形成することにより行うことができ
る。
ラー２６を用いる場合には、図４に示すように、あらか
じめフィラー２６の表面に絶縁膜２７を形成しておく。
この絶縁膜２７の形成は、具体的には、例えば、ＳｉＣ
からなるフィラー２６の表面を酸化性雰囲気中でプラズ
マ処理して酸化膜を形成することにより行うことができ
る。
【００３４】また、モールド材料２５中のフィラー２６
の分布や濃度は、モールド封止ＧａＮ系発光ダイオード
に必要な輝度を得るのに支障を来さない範囲で、必要に
応じて選ぶことができる。例えば、モールド材料２５全
体に均一にフィラー２６を分散させてもよいし、フィラ
ーによる光の乱反射あるいは散乱による輝度低下を最小
限に抑えるために、ＧａＮ系発光ダイオードの付近にの
みフィラー２６を添加してもよい。また、モールド材料
２５全体の温度の均一性を向上させるために、ＧａＮ系
発光ダイオード付近でのフィラー２６の濃度を高めても
よい。さらに、モールド材料２５中のフィラー２６の濃
度に分布を持たせることにより、モールド材料２５を構
成するエポキシ樹脂とフィラー２６との屈折率の違いに
よって生じる光の散乱などを制御することができ、この
モールド封止ＧａＮ系発光ダイオードから発生する光の
指向性を制御することができる。
の分布や濃度は、モールド封止ＧａＮ系発光ダイオード
に必要な輝度を得るのに支障を来さない範囲で、必要に
応じて選ぶことができる。例えば、モールド材料２５全
体に均一にフィラー２６を分散させてもよいし、フィラ
ーによる光の乱反射あるいは散乱による輝度低下を最小
限に抑えるために、ＧａＮ系発光ダイオードの付近にの
みフィラー２６を添加してもよい。また、モールド材料
２５全体の温度の均一性を向上させるために、ＧａＮ系
発光ダイオード付近でのフィラー２６の濃度を高めても
よい。さらに、モールド材料２５中のフィラー２６の濃
度に分布を持たせることにより、モールド材料２５を構
成するエポキシ樹脂とフィラー２６との屈折率の違いに
よって生じる光の散乱などを制御することができ、この
モールド封止ＧａＮ系発光ダイオードから発生する光の
指向性を制御することができる。
【００３５】以上のように、この第１の実施形態によれ
ば、モールド封止ＧａＮ系発光ダイオードのモールド材
料２５として、エポキシ樹脂に熱伝導率が例えば４．９
Ｗ／ｃｍ・Ｋと極めて高いＳｉＣからなるフィラーが添
加されたものを用いているので、動作時にＧａＮ系発光
ダイオードから発生する熱をこのフィラーを通してモー
ルド材料２５中に速やかに拡散または伝導して効率よく
放熱することができ、局所的な温度上昇による熱歪や過
熱を防止することができる。これによって、発熱による
ＧａＮ系発光ダイオード自体の劣化やモールド材料２５
の劣化を防止することができ、信頼性が高く寿命が長い
モールド封止ＧａＮ系発光ダイオードを実現することが
できる。
ば、モールド封止ＧａＮ系発光ダイオードのモールド材
料２５として、エポキシ樹脂に熱伝導率が例えば４．９
Ｗ／ｃｍ・Ｋと極めて高いＳｉＣからなるフィラーが添
加されたものを用いているので、動作時にＧａＮ系発光
ダイオードから発生する熱をこのフィラーを通してモー
ルド材料２５中に速やかに拡散または伝導して効率よく
放熱することができ、局所的な温度上昇による熱歪や過
熱を防止することができる。これによって、発熱による
ＧａＮ系発光ダイオード自体の劣化やモールド材料２５
の劣化を防止することができ、信頼性が高く寿命が長い
モールド封止ＧａＮ系発光ダイオードを実現することが
できる。
【００３６】次に、この発明の第２の実施形態によるモ
ールド封止ＧａＮ系発光ダイオードについて説明する。
ールド封止ＧａＮ系発光ダイオードについて説明する。
【００３７】この第２の実施形態によるモールド封止Ｇ
ａＮ系発光ダイオードにおいては、図５に示すように、
ＧａＮ系発光ダイオードをリードフレーム２１上に接着
固定し、ワイヤーボンディングを行った後、モールドを
行う前に、スパッタリング法などにより、ＧａＮ系発光
ダイオード、リードフレーム２１、２４の先端部、ワイ
ヤー２２、２３などの表面にＳｉＯ2 膜のような絶縁膜
２８を形成しておく。そして、その後にモールド材料２
５でモールドする。すなわち、この第２の実施形態によ
るモールド封止ＧａＮ系発光ダイオードにおいては、Ｇ
ａＮ系発光ダイオード、リードフレーム２１、２４の先
端部、ワイヤー２２、２３などとモールド材料２５との
間に絶縁膜２８が設けられており、この絶縁膜２８によ
ってそれらの間の電気的絶縁が保たれている。その他の
ことは、第１の実施形態によるモールド封止ＧａＮ系発
光ダイオードと同様であるので、説明を省略する。
ａＮ系発光ダイオードにおいては、図５に示すように、
ＧａＮ系発光ダイオードをリードフレーム２１上に接着
固定し、ワイヤーボンディングを行った後、モールドを
行う前に、スパッタリング法などにより、ＧａＮ系発光
ダイオード、リードフレーム２１、２４の先端部、ワイ
ヤー２２、２３などの表面にＳｉＯ2 膜のような絶縁膜
２８を形成しておく。そして、その後にモールド材料２
５でモールドする。すなわち、この第２の実施形態によ
るモールド封止ＧａＮ系発光ダイオードにおいては、Ｇ
ａＮ系発光ダイオード、リードフレーム２１、２４の先
端部、ワイヤー２２、２３などとモールド材料２５との
間に絶縁膜２８が設けられており、この絶縁膜２８によ
ってそれらの間の電気的絶縁が保たれている。その他の
ことは、第１の実施形態によるモールド封止ＧａＮ系発
光ダイオードと同様であるので、説明を省略する。
【００３８】この第２の実施形態によれば、第１の実施
形態と同様な利点を得ることができるほか、絶縁膜２８
により電気的絶縁が保たれることにより、モールド材料
２５中のフィラーの材料として導電性を有するＳｉＣを
用いる場合においても、このフィラーの表面を絶縁物化
する必要が必ずしもなくなるという利点を得ることがで
きる。
形態と同様な利点を得ることができるほか、絶縁膜２８
により電気的絶縁が保たれることにより、モールド材料
２５中のフィラーの材料として導電性を有するＳｉＣを
用いる場合においても、このフィラーの表面を絶縁物化
する必要が必ずしもなくなるという利点を得ることがで
きる。
【００３９】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
【００４０】例えば、上述の第１および第２の実施形態
においては、この発明をＧａＮ系発光ダイオードに適用
した場合について説明したが、この発明は、例えば、Ｇ
ａＮ系ＦＥＴなどのＧａＮ系電子走行素子に適用するこ
とも可能である。
においては、この発明をＧａＮ系発光ダイオードに適用
した場合について説明したが、この発明は、例えば、Ｇ
ａＮ系ＦＥＴなどのＧａＮ系電子走行素子に適用するこ
とも可能である。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、樹脂にＳｉＣ、ＩＩＩ族元素の窒化物、カルコパイ
ライト型結晶構造を有する化合物半導体またはダイアモ
ンドからなるフィラーが添加されたモールド材料を用い
ていることにより、半導体発光素子またはキャリア走行
素子からの発熱による半導体発光素子またはキャリア走
行素子自体およびモールド材料の劣化が極めて少なく、
信頼性に優れた半導体発光装置または半導体装置を実現
することができる。
ば、樹脂にＳｉＣ、ＩＩＩ族元素の窒化物、カルコパイ
ライト型結晶構造を有する化合物半導体またはダイアモ
ンドからなるフィラーが添加されたモールド材料を用い
ていることにより、半導体発光素子またはキャリア走行
素子からの発熱による半導体発光素子またはキャリア走
行素子自体およびモールド材料の劣化が極めて少なく、
信頼性に優れた半導体発光装置または半導体装置を実現
することができる。
【図１】この発明の第１の実施形態によるモールド封止
ＧａＮ系発光ダイオードにおけるＧａＮ系発光ダイオー
ドを示す断面図である。
ＧａＮ系発光ダイオードにおけるＧａＮ系発光ダイオー
ドを示す断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態によるモールド封止
ＧａＮ系発光ダイオードを示す断面図である。
ＧａＮ系発光ダイオードを示す断面図である。
【図３】この発明の第１の実施形態によるモールド封止
ＧａＮ系発光ダイオードにおけるモールド材料中に添加
されたＳｉＣからなるフィラーの形状の一例を示す断面
図である。
ＧａＮ系発光ダイオードにおけるモールド材料中に添加
されたＳｉＣからなるフィラーの形状の一例を示す断面
図である。
【図４】この発明の第１の実施形態によるモールド封止
ＧａＮ系発光ダイオードにおけるモールド材料中に添加
されたＳｉＣからなるフィラーの他の例を示す断面図で
ある。
ＧａＮ系発光ダイオードにおけるモールド材料中に添加
されたＳｉＣからなるフィラーの他の例を示す断面図で
ある。
【図５】この発明の第２の実施形態によるモールド封止
ＧａＮ系発光ダイオードを説明するための一部拡大断面
図である。
ＧａＮ系発光ダイオードを説明するための一部拡大断面
図である。
１・・・サファイア基板、４・・・ｎ型ＡｌＧａＮ層、
５・・・発光層、６・・・ｐ型ＡｌＧａＮ層、８、２
７、２８・・・絶縁膜、９・・・ｐ側電極、１０・・・
ｎ側電極、２１、２４・・・リードフレーム、２５・・
・モールド材料、２６・・・フィラー
５・・・発光層、６・・・ｐ型ＡｌＧａＮ層、８、２
７、２８・・・絶縁膜、９・・・ｐ側電極、１０・・・
ｎ側電極、２１、２４・・・リードフレーム、２５・・
・モールド材料、２６・・・フィラー
Claims (24)
- 【請求項１】 窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用
いた半導体発光素子がモールドされた半導体発光装置に
おいて、 樹脂にＳｉＣからなるフィラーが添加されたモールド材
料を用いたことを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項２】 上記フィラーの表面が絶縁物からなるこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。 - 【請求項３】 上記半導体発光素子と上記モールド材料
との間に絶縁層が設けられていることを特徴とする請求
項１記載の半導体発光装置。 - 【請求項４】 窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用
いた半導体発光素子がモールドされた半導体発光装置に
おいて、 樹脂にＩＩＩ族元素の窒化物からなるフィラーが添加さ
れたモールド材料を用いたことを特徴とする半導体発光
装置。 - 【請求項５】 上記フィラーの表面が絶縁物からなるこ
とを特徴とする請求項４記載の半導体発光装置。 - 【請求項６】 上記半導体発光素子と上記モールド材料
との間に絶縁層が設けられていることを特徴とする請求
項４記載の半導体発光装置。 - 【請求項７】 窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用
いた半導体発光素子がモールドされた半導体発光装置に
おいて、 樹脂にカルコパイライト型結晶構造を有する化合物半導
体からなるフィラーが添加されたモールド材料を用いた
ことを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項８】 上記フィラーの表面が絶縁物からなるこ
とを特徴とする請求項７記載の半導体発光装置。 - 【請求項９】 上記半導体発光素子と上記モールド材料
との間に絶縁層が設けられていることを特徴とする請求
項７記載の半導体発光装置。 - 【請求項１０】 窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を
用いた半導体発光素子がモールドされた半導体発光装置
において、 樹脂にダイアモンドからなるフィラーが添加されたモー
ルド材料を用いたことを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項１１】 上記フィラーの表面が絶縁物からなる
ことを特徴とする請求項１０記載の半導体発光装置。 - 【請求項１２】 上記半導体発光素子と上記モールド材
料との間に絶縁層が設けられていることを特徴とする請
求項１０記載の半導体発光装置。 - 【請求項１３】 窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を
用いたキャリア走行素子がモールドされた半導体装置に
おいて、 樹脂にＳｉＣからなるフィラーが添加されたモールド材
料を用いたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項１４】 上記フィラーの表面が絶縁物からなる
ことを特徴とする請求項１３記載の半導体装置。 - 【請求項１５】 上記キャリア走行素子と上記モールド
材料との間に絶縁層が設けられていることを特徴とする
請求項１３記載の半導体装置。 - 【請求項１６】 窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を
用いたキャリア走行素子がモールドされた半導体装置に
おいて、 樹脂にＩＩＩ族元素の窒化物からなるフィラーが添加さ
れたモールド材料を用いたことを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項１７】 上記フィラーの表面が絶縁物からなる
ことを特徴とする請求項１６記載の半導体装置。 - 【請求項１８】 上記キャリア走行素子と上記モールド
材料との間に絶縁層が設けられていることを特徴とする
請求項１６記載の半導体装置。 - 【請求項１９】 窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を
用いたキャリア走行素子がモールドされた半導体装置に
おいて、 樹脂にカルコパイライト型結晶構造を有する化合物半導
体からなるフィラーが添加されたモールド材料を用いた
ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２０】 上記フィラーの表面が絶縁物からなる
ことを特徴とする請求項１９記載の半導体装置。 - 【請求項２１】 上記キャリア走行素子と上記モールド
材料との間に絶縁層が設けられていることを特徴とする
請求項１９記載の半導体装置。 - 【請求項２２】 窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を
用いたキャリア走行素子がモールドされた半導体装置に
おいて、 樹脂にダイアモンドからなるフィラーが添加されたモー
ルド材料を用いたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２３】 上記フィラーの表面が絶縁物からなる
ことを特徴とする請求項２２記載の半導体装置。 - 【請求項２４】 上記キャリア走行素子と上記モールド
材料との間に絶縁層が設けられていることを特徴とする
請求項２２記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21862297A JPH1168237A (ja) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | 半導体発光装置および半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21862297A JPH1168237A (ja) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | 半導体発光装置および半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1168237A true JPH1168237A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=16722848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21862297A Pending JPH1168237A (ja) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | 半導体発光装置および半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1168237A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003069685A3 (en) * | 2002-02-14 | 2004-07-01 | Enfis Ltd | A light system |
| JP2006313943A (ja) * | 2003-02-18 | 2006-11-16 | Sharp Corp | 半導体発光装置、その製造方法および電子撮像装置 |
| JP2009033081A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Yiguang Electronic Ind Co Ltd | 発光ダイオード装置 |
| JP2009506556A (ja) * | 2005-08-30 | 2009-02-12 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 表面実装可能なオプトエレクトロニクス素子及び表面実装可能なオプトエレクトロニクス素子の製造方法 |
| WO2012132232A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | パナソニック株式会社 | 半導体発光装置 |
-
1997
- 1997-08-13 JP JP21862297A patent/JPH1168237A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003069685A3 (en) * | 2002-02-14 | 2004-07-01 | Enfis Ltd | A light system |
| JP2006313943A (ja) * | 2003-02-18 | 2006-11-16 | Sharp Corp | 半導体発光装置、その製造方法および電子撮像装置 |
| JP2009506556A (ja) * | 2005-08-30 | 2009-02-12 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 表面実装可能なオプトエレクトロニクス素子及び表面実装可能なオプトエレクトロニクス素子の製造方法 |
| KR101314374B1 (ko) * | 2005-08-30 | 2013-10-04 | 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 | 표면 실장 가능한 광전 반도체소자 및 그 제조 방법 |
| JP2009033081A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Yiguang Electronic Ind Co Ltd | 発光ダイオード装置 |
| US7872277B2 (en) | 2007-07-25 | 2011-01-18 | Everlight Electronics Co., Ltd. | Light emitting diode device |
| WO2012132232A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | パナソニック株式会社 | 半導体発光装置 |
| JPWO2012132232A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2014-07-24 | パナソニック株式会社 | 半導体発光装置 |
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