KR100914110B1 - A semiconductor light emitting device - Google Patents

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코지 오츠카
요시히코 우치다
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산켄덴키 가부시키가이샤
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Abstract

발광 효율이 높은 반도체 발광 소자는, 발광 반도체 영역과, 전류 분산 반도체층(3)과, 제 1 전극(4)과, 제 2 전극을 구비한다. 평면적으로 보아 제 1 전극(4)의 주변 가장자리로부터 전류 분산 반도체층(3)의 주면(主面)(12)의 주변 가장자리로 향하여 연장되어 있는 복수의 제 1 가상 직선(A)상에 복수의 오목부(13)가 형성되고, 제 1 전극(4)의 주변 가장자리로부터 전류 분산 반도체층(3)의 주면(12)의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 제 2 가상 직선(B)상에 오목부가 형성되어 있지 않다. 전류 분산 반도체층(3)의 제 2 가상 직선(B)에 대응하는 부분은 전류 분산 반도체층(3)의 외주 방향으로 전류를 흘리기 위한 통로로서 기능하여, 발광 효율이 향상한다.The semiconductor light emitting element having high luminous efficiency includes a light emitting semiconductor region, a current spreading semiconductor layer 3, a first electrode 4, and a second electrode. In plan view, a plurality of first virtual straight lines A extend from the peripheral edge of the first electrode 4 toward the peripheral edge of the main surface 12 of the current spreading semiconductor layer 3. Concave portions 13 are formed on the plurality of second virtual straight lines B extending from the peripheral edge of the first electrode 4 toward the peripheral edge of the main surface 12 of the current spreading semiconductor layer 3. The recess is not formed. The portion corresponding to the second virtual straight line B of the current spreading semiconductor layer 3 functions as a passage for flowing a current in the outer circumferential direction of the current spreading semiconductor layer 3, thereby improving luminous efficiency.

Description

반도체 발광 소자{A SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}Semiconductor Light Emitting Device {A SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}

본 발명은, 예컨대 AlGaAs계, AlGaInP계, GaN계 등의 반도체로 이루어지는 발광 반도체 영역을 포함하는 반도체 발광 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor light emitting element including a light emitting semiconductor region made of a semiconductor such as AlGaAs, AlGaInP, GaN, or the like.

최근, 발광 반도체 영역을 구성하는 AlGaInP계 등의 결정을 유기 금속 기상 성장법, 즉 MOVPE(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy)로 성장시킬 수 있게 되고, 고휘도의 반도체 발광 소자를 제조할 수 있게 되었다. 그런데, 반도체 발광 소자의 광 출력은, 내부 양자(量子) 효율(내부 발광 효율)과, 반도체 발광 소자 내로부터 몰드 수지를 통해 대기 중에 취출(取出)되는 광의 효율을 나타내는 광 취출 효율의 곱으로 결정된다. 따라서, 반도체 발광 소자의 광 출력을 높이기 위해서 광 취출 효율을 높이는 것도 중요하다. 광 취출 효율의 향상을 방해하는 요인 중 하나로서, 광 취출면에서의 전(全)반사에 의한 광의 외부 취출량의 감소가 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자에 있어서 공지된 전류 분산 반도체층(또는 윈도우(window)층)의 광 취출면을 에폭시 수지 등의 투명 수지로 밀봉(sealing)한 경우, 전류 분산 반도체층과 투명 수지와의 굴절률 차이에 의해 전반사가 발생하면, 광의 외부 취출량이 감소하고, 원하는 만큼의 발광 효율을 얻을 수 없다.Recently, crystals such as AlGaInP-based constituting the light emitting semiconductor region can be grown by an organometallic vapor phase growth method, i.e., MOVPE (Metal Organic Vapor Phase Epitaxy), and a high brightness semiconductor light emitting device can be manufactured. By the way, the light output of a semiconductor light emitting element is determined by the product of an internal quantum efficiency (internal light emission efficiency) and the light extraction efficiency which shows the efficiency of the light taken out from the semiconductor light emitting element to air through mold resin. do. Therefore, it is also important to increase the light extraction efficiency in order to increase the light output of the semiconductor light emitting element. As one of the factors that hinder the improvement of the light extraction efficiency, there is a reduction in the external extraction amount of light due to total reflection on the light extraction surface. For example, when the light extraction surface of a well-known current dispersion semiconductor layer (or window layer) in a semiconductor light emitting element is sealed with a transparent resin such as an epoxy resin, the current dispersion semiconductor layer and the transparent resin When total reflection occurs due to the difference in refractive index, the amount of external extraction of light decreases, and the desired luminous efficiency cannot be obtained.

이러한 문제를 해결하기 위해, 반도체 발광 소자의 광 취출면에 미소 요철(凹凸)(거친 면)을 형성하고, 전반사를 방지하는 것이 예를 들어, 일본 특허 공개 공보 H10-200162호(특허문헌 1)에 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 1의 광 취출면에서의 미소 요철은 랜덤하게 형성되어 있기 때문에, 반도체 발광 소자의 총합 효율을 충분히 높일 수 없었다. 다시 말해, 반도체 발광 소자의 캐소드(cathode) 또는 애노드(anode)로서 기능하는 본딩 패드(bonding pad) 전극은 광 취출 방해를 적게 하기 위해 반도체 발광 소자의 광 취출면의 일부(예를 들면 중앙)에만 형성되어 있어, 본딩 패드 전극으로부터의 전류는 전류 분산 반도체층(윈도우층)을 통해 활성층의 전 영역에 분산된다. 그러나, 전류 분산 반도체층(윈도우층)에 형성된 오목부는 절연체로서 기능한다는 것과, 오목부를 형성했기 때문에 전류 분산 반도체층의 오목부 아래 부분이 얇아지는 것에 의해, 전류 분산 반도체층의 가로방향의 저항이 커지고, 전류의 가로방향의 확대(분산)가 나빠지고, 전류가 본딩 패드 전극의 근방에 집중하여 흐르고, 활성층의 전 영역에 분산하여 흐르지 않으므로, 원하는 만큼의 발광 효율을 얻을 수 없다. 이 문제를 해결하기 위해 전류 분산 반도체층(윈도우층)을 두껍게 형성하는 것을 고려할 수 있지만, 전류 분산 반도체층(윈도우층)을 두껍게 형성하면, 이것의 성장 시간이 길어져, 비용이 대폭 상승한다. 또한, 전류 분산 반도체층(윈도우층)의 저항률을 0으로 하는 것과, 광 투과율을 100퍼센트로 하는 것은 불가능하므로, 전류 분산 반도체층(윈도우층)을 두껍게 하면 필연적으로 전류 분산 반도체층(윈도우층)의 저항의 증대에 의한 전력 손실의 증가 및 광 취출 효율의 저하를 초래한다.In order to solve such a problem, it is for example to form a fine unevenness | corrugation (rough surface) in the light extraction surface of a semiconductor light emitting element, and to prevent total reflection, for example, Unexamined-Japanese-Patent No. H10-200162 (patent document 1) Is disclosed. However, since unevenness | corrugation in the light extraction surface of patent document 1 is formed at random, the total efficiency of a semiconductor light emitting element could not fully be raised. In other words, a bonding pad electrode functioning as a cathode or an anode of a semiconductor light emitting device has only a portion (for example, a center) of the light extraction surface of the semiconductor light emitting device in order to reduce light extraction interference. And the current from the bonding pad electrode is dispersed throughout the active layer through the current spreading semiconductor layer (window layer). However, the recess formed in the current spreading semiconductor layer (window layer) functions as an insulator, and since the recessed portion is formed, the portion below the recessed portion of the current spreading semiconductor layer becomes thin, whereby the resistance in the horizontal direction of the current spreading semiconductor layer is reduced. It becomes larger, the lateral expansion (dispersion) of the current worsens, the current flows in the vicinity of the bonding pad electrode and does not flow in the entire area of the active layer, so that the desired luminous efficiency cannot be obtained. In order to solve this problem, it is conceivable to form a thick current spreading semiconductor layer (window layer). However, when the thick current spreading semiconductor layer (window layer) is formed, its growth time becomes long, and the cost greatly increases. In addition, since it is impossible to set the resistivity of the current spreading semiconductor layer (window layer) to 0 and the light transmittance to 100%, if the current spreading semiconductor layer (window layer) is made thick, the current spreading semiconductor layer (window layer) is inevitably made. An increase in the resistance causes an increase in power loss and a decrease in light extraction efficiency.

전류 분산 반도체층과 투명 수지와의 굴절률 차이에 의한 전반사를 방지함과 동시에 전류의 가로방향의 확대를 양호하게 하기 위해, 전류 분산 반도체층의 표면에 오목부를 형성함과 동시에, 예를 들어 일본 특허 공개 공보 H1-225178호(특허문헌 2)에 개시되어 있는 공지의 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전막을 전류 분산 반도체층의 표면에 형성하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 투명 도전막은 극도로 얇은 막이므로, 오목부의 단차(段差)로 단선(斷線)하기 쉽고, 전류 확산 효과를 양호하게 얻기가 곤란하다.In order to prevent total reflection due to the difference in refractive index between the current spreading semiconductor layer and the transparent resin and to improve the lateral expansion of the current, a recess is formed on the surface of the current spreading semiconductor layer, for example, Japanese patent It is possible to consider forming a transparent conductive film such as known indium tin oxide (ITO) disclosed in JP-A H1-225178 (Patent Document 2) on the surface of the current dispersion semiconductor layer. However, since the transparent conductive film is an extremely thin film, it is easy to disconnect due to the step difference of the concave portion, and it is difficult to obtain a good current diffusion effect.

특허문헌 1 일본 특허 공개 공보 H10-200162호Patent Document 1 Japanese Patent Application Publication H10-200162

특허문헌 2 일본 특허 공개 공보 H1-225178호Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. H1-225178

본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 전류 분산 반도체층(윈도우층)에 전반사 방지용의 오목부를 랜덤하게 형성하면 전류의 가로방향의 확대가 방해되어, 발광 효율이 저하하는 것이다. 따라서, 본 발명의 목적은 전반사 방지용의 오목부를 형성했는데도 불구하고, 전류의 가로방향의 확대를 비교적 양호하게 유지할 수 있는 반도체 발광 소자를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to randomly form a recess for preventing total reflection in the current dispersion semiconductor layer (window layer), which prevents the current from expanding in the lateral direction and lowers the luminous efficiency. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a semiconductor light emitting device capable of maintaining relatively good enlargement of the transverse direction in spite of forming recesses for preventing total reflection.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 발광 기능을 갖는 발광 반도체 영역과, 상기 발광 반도체 영역 위에 배치되고 또한 광 취출면을 갖는 전류 분산 반도체층과, 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 일부 위에 배치된 제 1 전극과, 상기 발광 반도체 영역의 타방의 주면에 전기적으로 접속된 제 2 전극을 구비한 반도체 발광 소자로서,MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, the present invention provides a light emitting semiconductor region having a light emitting function, a current spreading semiconductor layer disposed on the light emitting semiconductor region and having a light extraction surface, and a part of the light extraction surface of the current dispersion semiconductor layer. A semiconductor light emitting element comprising a first electrode disposed above and a second electrode electrically connected to the other main surface of the light emitting semiconductor region,

평면적으로 보아 상기 제 1 전극의 주변 가장자리로부터 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 주변 가장자리로 향하여 연장되어 있는 복수의 제 1 가상 직선상에 오목부가 형성되고, 상기 제 1 전극의 주변 가장자리로부터 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 주변 가장자리로 향하여 연장되어 있는 복수의 제 2 가상 직선상에 오목부가 형성되어 있지 않는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자에 관계되는 것이다.In plan view, recesses are formed on a plurality of first virtual straight lines extending from the peripheral edge of the first electrode toward the peripheral edge of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer, and from the peripheral edge of the first electrode. It relates to a semiconductor light emitting element characterized in that no recess is formed on a plurality of second virtual straight lines extending toward the peripheral edge of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer.

한편, 청구항 2에 나타낸 바와 같이, 상기 제 1 전극은 평면적으로 보아 원 형의 주변 가장자리를 갖고, 상기 복수의 제 1 가상 직선 및 상기 복수의 제 2 가상 직선은 상기 제 1 전극의 원형 주변 가장자리로부터 방사상으로 연장되어 있는 것이 바람직하다.On the other hand, as shown in claim 2, the first electrode has a circular peripheral edge in plan view, and the plurality of first virtual straight lines and the plurality of second virtual straight lines are from the circular peripheral edge of the first electrode. It is preferred to extend radially.

또한, 청구항 3에 나타낸 바와 같이, 상기 제 1 전극은 평면적으로 보아 원형 중앙부와 상기 원형 중앙부로부터 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 돌출부로 이루어지고, 상기 복수의 제 1 가상 직선 및 상기 복수의 제 2 가상 직선은 상기 제 1 전극의 상기 원형 중앙부의 주변 가장자리로부터 방사상으로 연장되어 있고, 더욱이, 평면적으로 보아 상기 제 1 전극의 상기 돌출부의 주변 가장자리로부터 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 제 3 가상 직선상에 오목부가 형성되며, 상기 제 1 전극의 상기 돌출부의 주변 가장자리로부터 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 제 4 가상 직선상에 오목부가 형성되어 있지 않는 것이 바람직하다.In addition, as shown in claim 3, the first electrode consists of a circular center portion and a plurality of protrusions extending from the circular center portion toward the peripheral edge of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer in plan view. The plurality of first virtual straight lines and the plurality of second virtual straight lines extend radially from the peripheral edge of the circular center portion of the first electrode, and furthermore, the planar view of the first virtual straight line and the plurality of second virtual straight lines from the peripheral edge of the protrusion of the first electrode. Concave portions are formed on a plurality of third virtual straight lines extending toward the peripheral edges of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer, and the light extraction of the current spreading semiconductor layer is formed from the peripheral edges of the protrusions of the first electrode. Concave on a plurality of fourth virtual straight lines extending toward the peripheral edge of the face It is preferable that no addition is formed.

또한, 청구항 4에 나타낸 바와 같이, 상기 제 1 전극은 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면에 서로 분리하여 배치된 복수의 전극부분으로 이루어지고, 상기 복수의 제 1 가상 직선 및 상기 복수의 제 2 가상 직선은, 상기 제 1 전극의 상기 복수의 전극부분의 주변 가장자리로부터 상기 복수의 전극부분의 상호 간의 중간위치를 나타내는 가상 직선을 향하여 방사상으로 연장되어 있는 것이 바람직하다.In addition, as shown in claim 4, the first electrode is composed of a plurality of electrode portions disposed separately from each other on the light extraction surface of the current dispersion semiconductor layer, the plurality of first virtual straight lines and the plurality of The two virtual straight lines preferably extend radially from the peripheral edges of the plurality of electrode portions of the first electrode toward the virtual straight line representing intermediate positions of the plurality of electrode portions.

또한, 청구항 5에 나타낸 바와 같이, 상기 복수의 제 1 가상 직선상에 복수 의 오목부가 각각 배치되며, 상기 복수의 오목부는 상기 제 1 전극을 기준으로 하여 동심원 형상으로 배치되어 있는 것이 바람직하다.In addition, as shown in claim 5, it is preferable that a plurality of recesses are arranged on the plurality of first virtual straight lines, respectively, and the plurality of recesses are arranged concentrically on the basis of the first electrode.

또한, 청구항 6에 나타낸 바와 같이, 상기 전류 분산 반도체층의 상기 제 1 전극으로부터 가까운 영역에서의 상기 오목부의 분포 밀도, 즉 단위면적에서의 오목부의 면적의 비율이, 상기 제 1 전극으로부터 상기 가까운 영역보다 먼 영역에서의 상기 오목부의 분포 밀도보다 낮아지도록 상기 오목부가 배치되어 있는 것이 바람직하다.In addition, as shown in claim 6, the distribution density of the concave portion in the region close to the first electrode of the current dispersion semiconductor layer, that is, the ratio of the area of the concave portion in the unit area, is the region close to the first electrode. It is preferable that the said recessed part is arrange | positioned so that it may become lower than the distribution density of the said recessed part in a distant area | region.

또한, 상기 오목부의 깊이는 0.2 ~ 4㎛인 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the depth of the said recessed part is 0.2-4 micrometers.

또한, 상기 오목부의 폭은 0.2 ~ 4㎛인 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the width | variety of the said recessed part is 0.2-4 micrometers.

또한, 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면상에 배치된 광 투과성 도전막을 더 갖는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable to further have a light transmissive conductive film arrange | positioned on the said light extraction surface of the said current dispersion semiconductor layer.

또한, 상기 발광 반도체영역의 상기 광 취출면과 반대의 주면에 배치된 광 반사 도체층을 더 갖는 것이 바람직하다.Further, it is preferable to further have a light reflecting conductor layer disposed on a main surface opposite to the light extraction surface of the light emitting semiconductor region.

본원의 각 청구항의 발명에 따른 반도체 발광 소자에서는, 평면적으로 보아 상기 제 1 전극의 주변 가장자리로부터 전류 분산 반도체층의 광 취출면의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 제 1 가상 직선상에 오목부가 형성되고, 제 1 전극의 주변 가장자리로부터 전류 분산 반도체층의 광 취출면의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 제 2 가상 직선상에 오목부가 형성되어 있지 않다. 제 1 가상 직선상에서 복수의 오목부는 전류 분산 반도체층의 광 취출면에서의 전반사의 방지에 기여한다. 그러나, 제 2 가상 직선상에 오목부가 형성되지 않기 때문에, 전류는 오목부에 방해되지 않고 제 2 가상 직선을 따라 제 1 전극의 주변 가장자리로부터 전류 분산 반도체층의 주변 가장자리 방향(가로방향)으로 흐른다. 따라서, 전류의 가로방향으로의 확대를 비교적 양호하게 유지하여 광 취출면에서의 전반사를 방지할 수 있고, 내부 양자 효율(내부 발광 효율)과 광의 외부 취출 효율과의 양쪽을 비교적 크게 할 수 있고, 비교적 큰 광 출력을 갖는 반도체 발광 소자를 제공할 수 있다.In the semiconductor light emitting device according to the invention of each claim of the present application, the concave portion is formed on a plurality of first virtual straight lines extending in a planar view from the peripheral edge of the first electrode toward the peripheral edge of the light extraction surface of the current dispersion semiconductor layer. It is formed, and no recess is formed on the plurality of second virtual straight lines extending from the peripheral edge of the first electrode toward the peripheral edge of the light extraction surface of the current dispersion semiconductor layer. The plurality of recesses on the first virtual straight line contribute to the prevention of total reflection at the light extraction surface of the current dispersion semiconductor layer. However, since no recess is formed on the second virtual straight line, the current flows along the second virtual straight line from the peripheral edge of the first electrode to the peripheral edge direction (horizontal direction) of the current spreading semiconductor layer along the second virtual straight line. . Therefore, the expansion of the current in the horizontal direction can be maintained relatively good to prevent total reflection on the light extraction surface, and both the internal quantum efficiency (internal luminous efficiency) and the external extraction efficiency of light can be made relatively large. A semiconductor light emitting device having a relatively large light output can be provided.

그 다음에, 본 발명의 실시 형태를 도 1 ~ 도 7을 참조해서 설명한다.Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.

(실시예 1)(Example 1)

도 1 ~ 도 3에 나타난 본 발명의 실시예 1에 따른 이중 헤테로(double hetero) 접합형 반도체 발광 소자는, 대별하여, 도전성을 갖는 반도체 기판(1)과, 발광 반도체영역(2)과, 전류 분산 반도체층(3)과, 전류 분산 반도체층(3) 위에 형성된 본딩 패드(bonding pad) 기능을 갖는 제 1 전극(4)과, 반도체 기판(1)의 하면(下面)에 형성된 제 2 전극(5)과, 쇄선(鎖線)으로 나타낸 광 투과성 피복체(被覆體)(6)를 구비한다. 다음에 도 1 ~ 도 3의 각 부분을 상세하게 설명한다.The double hetero junction type semiconductor light emitting device according to Embodiment 1 of the present invention shown in FIGS. 1 to 3 is roughly divided into a conductive semiconductor substrate 1, a light emitting semiconductor region 2, and a current. A first electrode 4 having a function of a bonding pad formed on the dispersion semiconductor layer 3, a current dispersion semiconductor layer 3, and a second electrode formed on the bottom surface of the semiconductor substrate 1 ( 5) and the light-transmissive coating body 6 shown by the dashed line. Next, each part of FIGS. 1-3 is demonstrated in detail.

도전성을 갖는 반도체 기판(1)은, 발광 반도체영역(2)의 성장(成長) 기판 및 기계적 지지 기판으로서의 기능을 갖는 것으로서, ｎ형 불순물이 첨가된 GaAs로 이루어지고, 일방의 주면(7)과 타방의 주면(8)을 갖는다. 본 실시예에서는 반도체 기판(1)이 GaAs로 이루어지지만, 이 대신에 다른 3-5족 화합물 반도체 또는 실리콘(Si), 또는 탄화 규소(SiC) 등을 사용할 수도 있다. The conductive semiconductor substrate 1 has functions as a growth substrate and a mechanical support substrate of the light emitting semiconductor region 2, and is made of GaAs to which an n-type impurity is added. It has the other main surface 8. In this embodiment, the semiconductor substrate 1 is made of GaAs, but other Group 3-5 compound semiconductors, silicon (Si), silicon carbide (SiC), or the like may be used instead.

도전성을 갖는 반도체 기판(1)의 일방의 주면(7) 위에 배치된 발광 반도체 영역(2)은, ｎ형 클래드(clad)층이라 칭할 수 있는 ｎ형 반도체층(9)과 활성층(10)과 ｐ형 클래드층이라 칭할 수 있는 ｐ형 반도체층(11)으로 이루어진다. 발광 반도체 영역(2)의 각 층(9, 10, 11) 및 이 위의 전류 분산 반도체층(3)은 공지된 기상 에피택셜(epitaxial) 성장법(예컨대, 유기금속 기상성장법 즉 MOVPE법)으로 연속적으로 형성되어 있다. 한편, 반도체 기판(1)과 발광 반도체영역(2)과의 사이에 버퍼(buffer)층을 개재(介在)시킬 수 있다. The light emitting semiconductor region 2 disposed on one main surface 7 of the conductive semiconductor substrate 1 includes an n-type semiconductor layer 9 and an active layer 10, which may be referred to as an n-type clad layer. The X-type semiconductor layer 11 may be referred to as a X-type clad layer. Each layer 9, 10, 11 of the light emitting semiconductor region 2 and the current dissipation semiconductor layer 3 thereon are known gas phase epitaxial growth methods (e.g., organometallic gas phase growth method, ie MOVPE method). It is formed continuously. On the other hand, a buffer layer can be interposed between the semiconductor substrate 1 and the light emitting semiconductor region 2.

ｎ형 반도체층(9)은, 예컨대 ｎ형 불순물이 5x1017㎝-3정도의 농도로 첨가된 AlGaInP(알루미늄-갈륨-인듐-인)로 이루어지고, 예컨대 2㎛ 정도의 두께를 갖고, 도전성을 갖는 반도체 기판(1)에 전기적 및 기계적으로 결합되어 있다.The n-type semiconductor layer 9 is made of AlGaInP (aluminum-gallium-indium-phosphorus) in which an n-type impurity is added at a concentration of about 5x10 17 cm -3 , for example, has a thickness of about 2 μm, and has conductivity. It is electrically and mechanically coupled to the semiconductor substrate 1 which has it.

ｎ형 반도체층(9) 상에 배치된 활성층(10)은, 여기에 주입된 정공과 전자와의 재결합에 의해 발광하는 부분이며, 예컨대 언도프(undope)의 AlGaInP로 구성되어, 예컨대 0.5㎛ 정도의 두께를 갖는다. 또한, 활성층(10)을 단일 언도프 반도체층으로 구성하는 대신에, 장벽층과 우물층을 번갈아 복수 회 반복하여 배치한 공지된 다중 양자 우물(MQW:Multi-Quantum-Well) 구조, 또는 장벽층을 한 쌍의 우물층 사이에 끼운 구성의 공지된 단일 양자 우물 구조로 할 수 있다. 또한, 활성층(10)을 생략하여 ｎ형 반도체층(9)과 ｐ형 반도체층(11)을 직접 접촉시킬 수도 있다.The active layer 10 disposed on the n-type semiconductor layer 9 is a portion that emits light by recombination of holes and electrons injected therein, and is made of, for example, undoped AlGaInP, and is about 0.5 μm, for example. Has a thickness of. In addition, instead of configuring the active layer 10 as a single undoped semiconductor layer, a known Multi-Quantum-Well (MQW) structure or barrier layer in which a barrier layer and a well layer are alternately arranged a plurality of times. Can be a known single quantum well structure having a configuration sandwiched between a pair of well layers. In addition, the active layer 10 may be omitted to directly contact the n-type semiconductor layer 9 and the X-type semiconductor layer 11.

활성층(10) 상에 배치된 ｐ형 반도체층(ｐ형 클래드층)(11)은, 예컨대 ｐ형 불순물이 5x1017㎝-3 정도로 첨가된 AlGaInP로 이루어지고, 예컨대 2㎛ 정도의 두께를 갖는다. 또한, ｎ형 반도체층(ｎ형 클래드층)(9) 및 ｐ형 반도체층(ｐ형 클래드층)(11)을 각각 구성하는 AlGaInP 중의 Al 조성비는, 활성층(10)을 구성하는 AlGaInP 중의 Al 조성비보다도 크게 설정되어 있다.The X-type semiconductor layer (X-type cladding layer) 11 disposed on the active layer 10 is made of AlGaInP in which X-type impurities are added, for example, about 5 × 10 17 cm −3 , and has a thickness of about 2 μm, for example. In addition, the Al composition ratio in AlGaInP constituting the n-type semiconductor layer (n-type cladding layer) 9 and the 반도체 -type semiconductor layer (층 -type cladding layer) 11 is the Al composition ratio in AlGaInP constituting the active layer 10. It is set larger than.

ｐ형 반도체층(ｐ형 클래드층)(11) 상에 배치된 전류 분산 반도체층(윈도우층)(3)은, 예컨대 ｐ형 불순물이 1x1018㎝- 3정도의 농도로 첨가된 GaP(갈륨-인)로 이루어지고, 1㎛ 정도 이상의 두께를 갖는다. 또한, 전류 분산 반도체층(3)의 바람직한 두께의 범위는 1㎛ ~ 10㎛, 보다 바람직한 두께의 범위는 1 ~ 5㎛이다. 전류 분산 반도체층(3)의 두께가 1㎛보다 얇아지면 전류 분산을 양호하게 얻을 수 없게 되고, 10㎛보다 두꺼워지면 전류 분산 반도체층(3)의 성장 시간이 길어져, 반도체 발광 소자의 가격이 높아진다.p-type semiconductor layer a current distributed semiconductor layer (window layer) disposed on a (p-type cladding layer) 11 (3), for example, a p-type impurity 1x10 18 ㎝ - GaP (gallium doped at a concentration of about 3 - Phosphorus) and has a thickness of about 1 μm or more. Moreover, the range of the preferable thickness of the current dispersion semiconductor layer 3 is 1 micrometer-10 micrometers, and the range of the more preferable thickness is 1-5 micrometers. When the thickness of the current spreading semiconductor layer 3 becomes thinner than 1 mu m, current dispersion cannot be obtained satisfactorily. When the thickness of the current spreading semiconductor layer 3 becomes thicker than 10 mu m, the growth time of the current spreading semiconductor layer 3 becomes long, and the price of the semiconductor light emitting element becomes high.

전류 분산 반도체층(3)의 광 취출면으로서 기능하는 일방의 주면(12)에, 광 취출면에서의 광의 전반사를 방지하기 위한 다수의 오목부(13)가 형성되어 있다. 다수의 오목부(13)는 랜덤하게 배치되지 않고, 본 발명에 따른 특정 패턴으로 배치되어 있다. 다수의 오목부(13)의 상세 부분은 후술한다.On one main surface 12 which functions as a light extraction surface of the current dispersion semiconductor layer 3, a plurality of recesses 13 for preventing total reflection of light on the light extraction surface are formed. The plurality of recesses 13 are not arranged at random, but are arranged in a specific pattern according to the present invention. Details of the plurality of recesses 13 will be described later.

본딩 패드 기능을 갖는 제 1 전극(4)은, 도 1로부터 명확한 바와 같이 평면적으로 보아 4각형으로 형성된 전류 분산 반도체층(3)의 일방의 주면(12)의 중앙에 배치되고, 평면적으로 보아 원형의 외주 가장자리를 갖는다. 제 1 전극(4)은 애노드 전극으로서 기능하는 것으로서, 예컨대 금-베릴륨-티탄(Au-Be-Ti)층 또는 금-크롬(Au-Cr)층과 금(Au)층으로 이루어지는 금속 다층막으로 구성되어 있다. 이 본딩 패드 기능을 갖는 제 1 전극(4)은, 광 불투과성을 갖는다. 또한, 제 1 전극(4)을 상기 금속 다층막으로 형성하는 대신, 전류 분산 반도체층(3)에 저저항(低抵抗) 접촉하는 또 다른 금속으로 형성할 수 있다. 제 1 전극(4)에는, 도시되지 않은 금속 와이어 또는 접속 도체가 본딩된다.The 1st electrode 4 which has a bonding pad function is arrange | positioned at the center of the one main surface 12 of the current spreading semiconductor layer 3 formed in quadrangular shape by planar view as shown from FIG. Has an outer circumferential edge. The first electrode 4 functions as an anode electrode, and is composed of, for example, a metal multilayer film made of a gold-beryllium-titanium (Au-Be-Ti) layer or a gold-chromium (Au-Cr) layer and a gold (Au) layer. It is. The 1st electrode 4 which has this bonding pad function has a light impermeability. Instead of forming the first electrode 4 from the above metal multilayer film, it is possible to form another metal in low resistance contact with the current spreading semiconductor layer 3. A metal wire or connection conductor (not shown) is bonded to the first electrode 4.

도전성을 갖는 반도체 기판(1)의 타방의 주면(8)에 형성된 제 2 전극(5)은, 반도체 발광 소자의 캐소드 전극으로서 기능한다. 발광 반도체영역(2)의 외주 부분에의 전류의 분산을 양호하게 하기 위해 반도체 기판(1)의 타방의 주면(8)의 전체 또는 반도체 기판(1)의 타방의 주면(8)의 적어도 외주 부분에 형성하는 것이 바람직하다. 제 2 전극(5)은 금-게르마늄 합금(Au-Ge)막으로 형성되어 있다. 그러나, 제 2 전극(5)을 Au-Ge 이외의 반도체 기판(1)에 저저항 접촉하는 것이 가능한, 예컨대 Au-Ge, 니켈(Ni), 금(Au)으로 이루어지는 금속 다층막 등의 다른 금속으로 형성할 수도 있다.The second electrode 5 formed on the other main surface 8 of the conductive semiconductor substrate 1 functions as a cathode of the semiconductor light emitting element. At least an outer peripheral part of the entire other main surface 8 of the semiconductor substrate 1 or the other main surface 8 of the semiconductor substrate 1 in order to improve the distribution of current to the outer peripheral part of the light emitting semiconductor region 2. It is preferable to form in. The second electrode 5 is formed of a gold-germanium alloy (Au-Ge) film. However, the second electrode 5 may be in low-resistance contact with the semiconductor substrate 1 other than Au-Ge. It may be formed.

광 투과성 피복체(6)는 발광 반도체영역(2) 및 전류 분산 반도체층(3)을 보호하는 것이며, 광 투과성의 몰드 수지로 이루어지고, 전류 분산 반도체층(3)의 일방의 주면(12)을 덮도록 형성되어 있다.The light-transmissive coating body 6 protects the light emitting semiconductor region 2 and the current-dispersion semiconductor layer 3, and is made of a light-transmissive mold resin and has one main surface 12 of the current-dispersion semiconductor layer 3. It is formed to cover.

그 다음에, 전류 분산 반도체층(3)의 일방 주면(12)에 형성된 전반사 방지용의 오목부(13)를 상세하게 설명한다. 또한, 도 1에서 쇄선으로 도시하는 복수의 제 1 가상 직선(A)과 복수의 제 2 가상 직선(B)을 사용하여 오목부(13)의 패턴을 설명한다.Next, the recessed part 13 for total reflection prevention formed in the one main surface 12 of the current dispersion semiconductor layer 3 will be described in detail. In addition, the pattern of the recessed part 13 is demonstrated using the some 1st virtual straight line A and the some 2nd virtual straight line B shown by the dashed line in FIG.

복수의 제 1 가상 직선(A)은, 평면적으로 보아 원형의 제 1 전극(4)의 주변 가장자리로부터 전류 분산 반도체층(3)의 일방의 주면(광 취출면)(12)의 주변 가장자리를 향해 방사상으로 연장되어 있다. 복수의 제 2 가상 직선(B)도 제 1 가상 직선(A)과 동일하게 평면적으로 보아 원형의 제 1 전극(4)의 주변 가장자리로부터 전류 분산 반도체층(3)의 일방의 주면(12)의 주변 가장자리를 향해 방사상으로 연장되어 있고, 제 1 가상 직선(A)의 상호 간에 위치하고 있다. 복수의 오목부(13)는 제 1 가상 직선(A)상에 형성되어 있지만, 제 2 가상 직선(B)상에는 형성되어 있지 않다. 제 1 가상 직선(A)상의 전반사 방지용의 오목부(13)는 도 2에서 화살표(14)로 나타낸 바와 같이 제 1 전극(4)으로부터 전류 분산 반도체층(3)의 외주 가장자리를 향해 흐르는 전류를 방해한다. 이에 대하여, 제 2 가상 직선(B)상에는 오목부(13)가 형성되어 있지 않기 때문에, 도 3에서 화살표(14)로 나타낸 바와 같이 제 1 전극(4)으로부터 전류 분산 반도체층(3)의 외주 가장자리를 향해 흐르는 전류가 오목부(13)에 의해 방해되지 않고, 전류의 확대가 양호하게 발생한다.The plurality of first virtual straight lines A are planarly directed from the peripheral edge of the circular first electrode 4 toward the peripheral edge of one main surface (light extraction surface) 12 of the current spreading semiconductor layer 3. It extends radially. The plurality of second virtual straight lines B are also planarly seen in the same plane as the first virtual straight lines A, so that the plurality of second virtual straight lines B are separated from the peripheral edges of the circular first electrodes 4. It extends radially toward the peripheral edge and is mutually located of the 1st virtual straight line A. As shown to FIG. The plurality of recesses 13 are formed on the first virtual straight line A, but are not formed on the second virtual straight line B. FIG. The concave portion 13 for preventing total reflection on the first virtual straight line A receives current flowing from the first electrode 4 toward the outer circumferential edge of the current spreading semiconductor layer 3, as indicated by arrow 14 in FIG. 2. Disturb. On the other hand, since the recessed part 13 is not formed on the 2nd virtual straight line B, as shown by the arrow 14 in FIG. 3, the outer periphery of the current dispersion semiconductor layer 3 from the 1st electrode 4 is shown. The current flowing toward the edge is not hindered by the recess 13, and the enlargement of the current occurs well.

도 1의 실시예 1에서 제 1 가상 직선(A)의 합계 수는 72이다. 72개의 제 1 가상 직선(A)상에 오목부(13)가 각각 형성되어 있지만, 모든 제 1 가상 직선(A)에 동일한 수의 오목부(13)가 형성되어 있지 않다. 제 1 가상 직선(A)상의 가장 적은 오목부(13)의 수는 2개이며, 가장 많은 오목부(13)의 수는 9개이다. 다수의 오목부(13)는 복수의 가상 동심원 상에 배치되어 있다. 즉, 6개의 가상 동심원 위와, 6개의 가상 동심원 외측의 3개의 가상 원호(圓弧) 위에 오목부(13)가 배치되어 있다. 제 1 전극(4)에 가장 가깝고, 또한 가장 지름이 작은 제 1 번째의 가상 동심원 및 외측의 제 2 번째의 가상 동심원에 배치된 오목부(13)의 수는 18개이며, 제 2 번째의 가상 동심원의 외측의 제 3 번째의 가상 동심원 및 제 4 번째의 가상 동심원에 배치된 오목부(13)의 수는 36개이며, 제 4 번째의 가상 동심원의 외측의 제 5 번째의 가상 동심원 및 가장 지름이 큰 제 6 번째의 가상 동심원에 배치된 오목부(13)의 수는 72개이다. 따라서, 제 1 ~ 제 6 번째의 가상 동심원상의 오목부(13)의 수는 제 1 전극(4)으로부터 벗어남에 따라서 단계적으로 증대한다. 전류 분산 반도체층(3)의 일방의 주면(광 취출면)(12)의 주변 가장자리는 평면형상 4각형이기 때문에, 가장 지름이 큰 동심원보다 외측에서는 동심원을 그릴 수 없다. 따라서, 가장 지름이 큰 제 6 번째의 가상 동심원보다 외측에서는 가상 동심원의 일부를 잘라낸 가상 원호 상에 오목부(13)가 배치되어 있다. 가상 원호에서는, 이것을 횡단하는 모든 제 1 가상 직선(A)상에 오목부(13)가 배치되어 있다.In Example 1 of FIG. 1, the sum total of the 1st virtual straight line A is 72. FIG. The recesses 13 are formed on the 72 first virtual straight lines A, but the same number of recesses 13 are not formed on all the first virtual straight lines A. FIG. The smallest number of recesses 13 on the first virtual straight line A is two, and the number of the largest recesses 13 is nine. Many recesses 13 are arranged on a plurality of virtual concentric circles. That is, the recessed part 13 is arrange | positioned on six virtual concentric circles and three virtual circular arcs outside six virtual concentric circles. The number of the concave portions 13 arranged in the first virtual concentric circle closest to the first electrode 4 and the smallest in diameter and the second virtual concentric circle on the outer side is 18, and the second virtual The number of the concave portions 13 disposed in the third virtual concentric circles and the fourth virtual concentric circles outside the concentric circles is 36, and the fifth virtual concentric circles and the outer diameter of the fourth virtual concentric circles outside the concentric circles. The number of the recessed parts 13 arrange | positioned at this big 6th virtual concentric circle is 72 pieces. Therefore, the number of the first to sixth virtual concentric recesses 13 increases step by step as the first electrode 4 deviates from the first electrode 4. Since the peripheral edge of one main surface (light extraction surface) 12 of the current spreading semiconductor layer 3 is a planar quadrilateral, concentric circles cannot be drawn outside the largest diameter concentric circles. Therefore, the recessed part 13 is arrange | positioned on the virtual circular arc which cut out a part of virtual concentric circles outside the 6th virtual concentric circle which is largest diameter. In a virtual circular arc, the recessed part 13 is arrange | positioned on all the 1st virtual straight lines A which cross this.

도 1의 실시예에서는 모든 오목부(13)가 동일형상을 갖는다. 따라서, 제 1 ~ 제 6 번째의 가상 동심원의 영역 내에서, 전류 분산 반도체층(3)의 제 1 전극(4)으로부터 먼 영역(제 5 및 제 6 번째의 가상 동심원의 영역)에서의 오목부(13)의 분포 밀도가, 제 1 전극(4)에 가까운 영역(제 1 및 제 2 번째의 가상 동심원의 영역)에서의 오목부(13)의 분포 밀도보다도 높다. 즉, 도 1에서 쇄선으로 둘러싸여 나타난 단위면적(ΔS)에 포함되는 오목부(13)의 면적의 비율은, 제 1 전극(4)에 가까운 영역으로부터 먼 영역을 향함에 따라 단계적으로 커진다. 또한, 단위면적(ΔS)에 포함되는 오목부(13)의 수도 제 1 전극(4)에 가까운 영역으로부터 먼 영역을 향함에 따라 단계적으로 커진다. 제 1 전극(4)에 가까운 영역, 즉 전류밀도가 높은 영역에서 오목부(13)의 분포 밀도가 작으면, 제 1 전극(4)으로부터 전류 분산 반도체층(3)의 일방의 주면(광 취출면)(12)의 주변 가장자리 방향으로 흐르는 전류에 대한 오목부(13)의 방해가 작아져, 전류 분산 반도체층(3)의 일방의 주면(광 취출면)(12)의 주변 가장자리 방향으로의 전류의 확대가 양호하게 되어, 광의 취출 효율이 향상한다.In the embodiment of FIG. 1, all the recesses 13 have the same shape. Therefore, in the region of the first to sixth virtual concentric circles, the concave portion in the region distant from the first electrode 4 of the current spreading semiconductor layer 3 (regions of the fifth and sixth virtual concentric circles). The distribution density of (13) is higher than the distribution density of the recessed part 13 in the area | region (the area | region of the 1st and 2nd virtual concentric circles) near the 1st electrode 4. As shown in FIG. That is, the ratio of the area of the recessed part 13 contained in the unit area (DELTA) S shown by the dashed line in FIG. 1 becomes large stepwise as it goes to the area | region far from the area | region close to the 1st electrode 4. As shown in FIG. In addition, the number of the recesses 13 included in the unit area ΔS also increases in steps as the area is far from the area close to the first electrode 4. If the distribution density of the concave portion 13 is small in a region close to the first electrode 4, that is, in a region having a high current density, one main surface (light extraction of the current dispersion semiconductor layer 3 from the first electrode 4). The interference of the recess 13 with respect to the electric current which flows in the peripheral edge direction of the surface 12 is reduced, and it goes to the peripheral edge direction of one main surface (light extraction surface) 12 of the current dispersion semiconductor layer 3. The enlargement of an electric current becomes favorable, and light extraction efficiency improves.

오목부(13)의 수, 배치 및 제 1 가상 직선(A)의 수는 도 1에 한정되는 것이 아니고, 다양하게 변경가능하다. 예컨대, 제 1 번째의 가상 동심원의 오목부(13)와 제 2 번째의 가상 동심원의 오목부(13)를 연속(일체화)시킬 수 있고, 제 3 번째의 가상 동심원의 오목부(13)와 제 4 번째의 가상 동심원의 오목부(13)를 연속(일체화)시킬 수 있으며, 제 5 번째의 가상 동심원의 오목부(13)와 제 6 번째의 가상 동심원의 오목부(13)를 연속(일체화)시킬 수 있다.The number, arrangement and number of first virtual straight lines A of the recesses 13 are not limited to FIG. 1 and can be variously changed. For example, the recess 13 of the first virtual concentric circle and the recess 13 of the second virtual concentric circle can be continuous (integrated), and the recess 13 and the third virtual concentric circle can be made. The concave portions 13 of the fourth virtual concentric circles can be continuous (integrated), and the concave portions 13 of the fifth virtual concentric circles and the concave portions 13 of the sixth virtual concentric circles are continuous (integrated). You can.

또한, 제 1 ~ 제 6 번째의 가상 동심원의 외측의 가상 원호에서의 오목부(13)의 분포 밀도를 더 높이기 위해 제 1 가상 직선(A)의 수를 더 증가시키고, 이 증가한 제 1 가상 직선(A) 상에 오목부(13)를 배치할 수 있다. 즉, 가상 원호에서의 오목부(13)의 수를 제 1 ~ 제 6 번째의 가상 동심원에서의 오목부(13)의 수와 동일하게 제 1 전극(4)으로부터 벗어남에 따라 단계적으로 많게 할 수 있다.Further, in order to further increase the distribution density of the recesses 13 in the virtual arcs outside the first to sixth virtual concentric circles, the number of the first virtual straight lines A is further increased, and the increased first virtual straight lines are increased. The recessed part 13 can be arrange | positioned on (A). That is, the number of the recesses 13 in the virtual arc can be increased stepwise as the number of the recesses 13 in the first to sixth virtual concentric circles deviates from the first electrode 4. have.

또한, 도 1의 오목부(13)는 평면형상 직사각형(4각형)이지만, 정사각형, 원형, 타원형, 4각형 이외의 다각형(예를 들면 삼각형) 등으로 변형할 수 있다.In addition, although the recessed part 13 of FIG. 1 is a planar rectangle (4 rectangle), it can deform | transform into polygons (for example, a triangle) etc. other than square, a circle, an oval, and a rectangle.

또한, 오목부(13)를 제 1 전극(4) 아래에 형성하지 않는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable not to form the recessed part 13 under the 1st electrode 4. As shown in FIG.

오목부(13)는, 그 바닥부가 활성층(10)에 도달하지 않도록 할 것이고, 그 깊이(D)는, 예컨대 0.2 ~ 4㎛인 것이 바람직하다. 또한, 오목부(13)의 깊이(D)는, 전류 분산 반도체층(3)의 두께의 20∼100퍼센트인 것이 바람직하다. 이 오목부(13)의 깊이(D)는, 전반사 방지에 의한 광의 취출 효율의 향상과 광 투과성 피복체(6)의 오목부(13)에 대한 충전성을 고려하여 결정된다.It is preferable that the recessed part 13 does not let the bottom part reach | attain the active layer 10, and the depth D is preferably 0.2-4 micrometers, for example. In addition, it is preferable that the depth D of the recessed part 13 is 20 to 100 percent of the thickness of the current dispersion semiconductor layer 3. The depth D of this recessed part 13 is determined in consideration of the improvement of the extraction efficiency of light by total reflection prevention, and the filling property of the recessed part 13 of the light transmissive coating body 6.

오목부(13)의 깊이(D)와 발광 출력의 상대값과의 관계는 다음과 같다.The relationship between the depth D of the recess 13 and the relative value of the light emission output is as follows.

오목부 깊이(D)가 0㎛인 경우의 발광 출력은 1.00이고,Recess The light emission output when the depth D is 0 μm is 1.00,

오목부 깊이(D)가 0.21㎛인 경우의 발광 출력은 1.05이고,When the recessed depth D is 0.21 mu m, the light emission output is 1.05,

오목부 깊이(D)가 0.44㎛인 경우의 발광 출력은 1.08이고,Recess The light emission output when the depth D is 0.44 mu m is 1.08,

오목부 깊이(D)가 0.57㎛인 경우의 발광 출력은 1.11이며,Recess The light emission output when the depth D is 0.57 μm is 1.11,

오목부 깊이(D)가 1.60㎛인 경우의 발광 출력은 1.20이다.Recess The light emission output when the depth D is 1.60 mu m is 1.20.

또한, 오목부(13)를 형성함으로써 발광 출력이 1.00 이상이 되는 것이 확인되어 있지만, 오목부(13)의 깊이(D)가 지나치게 깊어지면, 오목부(13) 전부에 광 투과성 피복체(6)를 충전할 수 없게 될 우려가 있다.In addition, although it is confirmed that light emission output becomes 1.00 or more by forming the recessed part 13, when the depth D of the recessed part 13 becomes too deep, the light transmissive coating body 6 will be provided in all the recessed parts 13. ) Can not be charged.

전류 분산 반도체층(3)의 오목부(13)의 폭(W)은, 0.2 ~ 4.0㎛인 것이 바람직하다. 좁은 쪽이 더 많은 오목부(13)를 형성할 수 있고, 밝기를 더 향상시킬 수 있다. 그러나, 포토리소그래피 기술 등에 의해 패턴을 형성할 경우, 오목부(13)의 폭(W)을 지나치게 좁게 하면, 오목부(13)의 제조가 곤란해지고, 가격의 증대를 초래한다. 또한, 오목부(13)에 광 투과성 피복체(6)를 충전할 수 없게 될 우려가 있다. 따라서, 가격을 고려한 오목부(13)의 보다 바람직한 폭(W)은 1 ~ 4㎛이다.It is preferable that the width W of the recessed part 13 of the current dispersion semiconductor layer 3 is 0.2-4.0 micrometers. The narrower side can form more recessed part 13, and can improve brightness further. However, when the pattern is formed by photolithography or the like, if the width W of the recess 13 is made too narrow, it becomes difficult to manufacture the recess 13, resulting in an increase in price. Moreover, there exists a possibility that the light transmissive coating body 6 cannot be filled in the recessed part 13. Therefore, the more preferable width W of the recessed part 13 in consideration of price is 1-4 micrometers.

그 다음에, 도 1 ~ 도 3에 나타낸 본 발명의 실시예 1에 따른 반도체 발광 소자의 제조 방법의 일례를 설명한다. 또한, 이하에 나타낸 제조 방법은 하나의 예이며, 이외의 방법으로도 도 1 ~ 도 3에 나타낸 반도체 발광 소자를 제조할 수 있음은 물론이다.Next, an example of the manufacturing method of the semiconductor light emitting element which concerns on Example 1 of this invention shown in FIGS. 1-3 is demonstrated. In addition, the manufacturing method shown below is one example, Of course, the semiconductor light emitting element shown to FIGS. 1-3 can be manufactured also by other methods.

우선, ｎ형의 불순물이 도입된 GaAs로 구성되는 반도체 기판(1) 상에, 에피택셜 성장법에 의해, ｎ형 반도체층(9)과 활성층(10)과 ｐ형 반도체층(11)과 ｐ형 전류 분산 반도체층(3)을 유기금속 기상성장(MOCVD)법에 의해 순차적으로 에피택셜 성장시킨다. 이들의 에피택셜 성장을 유기금속 기상성장(MOCVD)법 이외의 분자선 에피택셜(MBE)법, 화학 빔 에피택시(epitaxy)(CBE)법, 분자층 에피택시(MLE)법 등으로 행할 수도 있다.First, the n-type semiconductor layer 9, the active layer 10, the X-type semiconductor layer 11, and the n-type semiconductor layer 1 are formed on the semiconductor substrate 1 composed of GaAs into which n-type impurities are introduced. The type current spreading semiconductor layer 3 is sequentially epitaxially grown by an organometallic vapor phase growth (MOCVD) method. These epitaxial growths may be performed by a molecular beam epitaxial (MBE) method, a chemical beam epitaxy (CBE) method, a molecular layer epitaxy (MLE) method, or the like other than the organometallic vapor phase growth (MOCVD) method.

더 상세하게 설명하면, TMA(trimethylaluminum)과, TEG(triethylgallium)과, TMIn(trimethylindium)과, PH3(phosphine)를 원료로서 이용하고, 예컨대 (AlXGa1-X)yIn1-yP(0.3≤x≤1, 0.3≤y≤0.6)의 조성을 갖는 ｎ형 반도체층(9)을 형성한다. 여기에서, ｎ형의 도펀트 가스(dopant gas)로서는, 예컨대, SiH4(monosilane), Si2H6(disilane), DESe(diethylselenium), DETe(diethyltellurium) 등을 이용할 수 있다. 그 다음에, ｎ형 반도체층(9)보다도 알루미늄 조성이 낮은 (AlXGa1-X)yIn1-yP(0.2≤x<1, 0.3≤y≤0.6)의 조성을 갖는 활성층(10)을 형성한다. 이 활성층(10)의 형성시에는, 도펀트 가스는 사용하지 않는다. 그 다음에, 활성층(10)보다도 알루미늄 조성이 높은 (AlXGa1-X)yIn1-yP(0.3≤x≤1, 0.3≤y≤ 0.6)의 조성을 갖는 ｐ형 반도체층(11)을 형성한다. 여기에서, ｐ형 불순물을 도입하기 위해, 예컨대 DEZn(diethylzinc), CP2Mg(biscyclopentadienyl magnesium) 등의 도펀트 가스를 이용하거나, 또는 고체의 베릴륨(Be)을 이용한다. 그 다음에, TEG 및 PH3을 도입하여 ｐ형의 불순물이 첨가된 GaP로 이루어지는 전류 분산 반도체층(윈도우층)(3)을 형성한다. 여기에서, PH3 대신에 TBP(Tertiary Butyl Phosphine)을 사용할 수도 있다.In more detail, TMA (trimethylaluminum), TEG (triethylgallium), TMIn (trimethylindium), and PH 3 (phosphine) are used as raw materials, for example An n-type semiconductor layer 9 having a composition of (Al X Ga 1-X ) y In 1-y P (0.3 ≦ x ≦ 1 , 0.3 ≦ y ≦ 0.6) is formed. Here, as the n-type dopant gas, for example, SiH 4 (monosilane), Si 2 H 6 (disilane), DESe (diethylselenium), DETe (diethyltellurium) or the like can be used. Next, the active layer 10 having a composition of (Al X Ga 1-X ) y In 1-y P (0.2 ≦ x <1, 0.3 ≦ y ≦ 0.6) having a lower aluminum composition than the n-type semiconductor layer 9. To form. In forming the active layer 10, dopant gas is not used. Next, an X - type semiconductor layer 11 having a composition of (Al X Ga 1-X ) y In 1-y P (0.3 ≦ x ≦ 1 , 0.3 ≦ y ≦ 0.6) having a higher aluminum composition than the active layer 10. To form. Here, in order to introduce the X-type impurities, dopant gas such as DEZn (diethylzinc), CP 2 Mg (biscyclopentadienyl magnesium), or solid beryllium (Be) is used. Next, TEG and PH 3 are introduced to form a current-dispersing semiconductor layer (window layer) 3 made of GaP to which an X-type impurity is added. Here, TBP (Tertiary Butyl Phosphine) may be used instead of PH 3 .

그 다음에, 전류 분산 반도체층(윈도우층)(3)상에, 포토레지스트(photoresist) 등을 도포하고, 공지의 포토리소그래피(photolithography)법이나 나노임프린트(nanoimprint)법 등에 의해 오목부(13)의 배치에 대응한 방사상의 패턴을 형성하고, 드라이 에칭 또는 웨트 에칭(wet etching) 등에 의해, 오목부(13)를 형성한다.Next, a photoresist or the like is applied onto the current spreading semiconductor layer (window layer) 3, and the recess 13 is formed by a known photolithography method, a nanoimprint method, or the like. The radial pattern corresponding to the arrangement of the cross sections is formed, and the concave portions 13 are formed by dry etching or wet etching.

그 다음에, 전류 분산 반도체층(윈도우층)(3) 상에, 전술한 금속 다층막을 진공 증착법 또는 스퍼터링(sputtering)법에 의해 형성한 후에, 금속 다층막을 포토리소그래피법 및 에칭법 등을 이용하여 선택적으로 제거하여 전류 분산 반도체층(윈도우층)(3)의 중앙에 제 1 전극(4)을 형성한다. 그 다음에, ｎ형 반도체 기판(1)의 타방의 주면에, 진공증착법 또는 스퍼터링법으로 제 2 전극(5)을 형성한다. Then, on the current spreading semiconductor layer (window layer) 3, the above-described metal multilayer film is formed by vacuum deposition or sputtering, and then the metal multilayer film is formed using a photolithography method, an etching method, or the like. It is selectively removed to form the first electrode 4 in the center of the current spreading semiconductor layer (window layer) 3. Next, the second electrode 5 is formed on the other main surface of the n-type semiconductor substrate 1 by the vacuum deposition method or the sputtering method.

그 다음에, 도시되지 않은 지지체 상에 반도체 발광 소자를 배치하고, 제 1 및 제 2 전극(4, 5)에 대하여 도체(도시되지 않음)를 접속한 후에, 광 투과성 수지에 의한 몰드에 의해 광 투과성 피복체(6)를 형성한다. Next, after disposing a semiconductor light emitting element on a support (not shown) and connecting a conductor (not shown) to the first and second electrodes 4 and 5, light is formed by a mold made of a light transmissive resin. The transparent cover 6 is formed.

실시예 1은 다음의 효과를 갖는다.Example 1 has the following effects.

(1) 평면적으로 보아 제 1 전극(4)의 주변 가장자리로부터 전류 분산 반도체층(3)의 광 취출면으로서의 일방의 주면(12)의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 제 1 가상 직선(A)상에 오목부(13)가 형성되고, 제 1 전극(4)의 주변 가장자리로부터 전류 분산 반도체층(3)의 광 취출면으로서의 일방의 주면(12)의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 제 2 가상 직선(B)상에 오목부(13)가 형성되어 있지 않다. 제 1 가상 직선(A) 상의 오목부(13)는 전류 분산 반도체층(3)의 광 취출면으로서의 일방의 주면(12)에서의 전반사의 방지에 기여한다. 전류 분산 반도체층(3)에서의 오목부(13)가 형성되어 있지 않은 제 2 가상 직선(B)에 대응하는 부분은, 오목부(13)에 의한 전류 저지(沮止)를 수반하지 않는 전류통로로서 기능하고, 제 1 전극(4)의 주변 가장자리로부터 전류 분산 반도체층(3)의 주변 가장자리 방향(가로방향)으로의 전류의 흐름을 양호하게 발생시킨다. 따라서, 전류의 가로방향으로의 확대를 비교적 양호하게 유지하여 광 취출면에서의 전반사를 방지할 수 있고, 내부 양자 효율(내부 발광 효율)과 광의 외부 취출 효율 양쪽을 비교적 크게 할 수 있고, 비교적 큰 광 출력을 얻을 수 있다.(1) A plurality of first virtual straight lines A extending in a planar view from the peripheral edge of the first electrode 4 toward the peripheral edge of one main surface 12 as the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer 3. A plurality of recesses 13 are formed on the plurality of recesses 13 and extend from the peripheral edge of the first electrode 4 toward the peripheral edge of one main surface 12 as the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer 3. The recessed part 13 is not formed on the 2nd virtual straight line B. FIG. The recess 13 on the first virtual straight line A contributes to the prevention of total reflection at one main surface 12 as the light extraction surface of the current dispersion semiconductor layer 3. The part corresponding to the 2nd virtual straight line B in which the recessed part 13 is not formed in the current dispersion semiconductor layer 3 is an electric current which does not involve the current interruption by the recessed part 13. It functions as a passage, and the flow of electric current from the peripheral edge of the first electrode 4 to the peripheral edge direction (horizontal direction) of the current dispersion semiconductor layer 3 is satisfactorily generated. Therefore, the expansion of the current in the transverse direction can be kept relatively good to prevent total reflection at the light extraction surface, and both the internal quantum efficiency (internal luminous efficiency) and the external extraction efficiency of light can be made relatively large, and relatively large. The light output can be obtained.

(2) 전류 분산 반도체층(3)의 일방의 주면(12)의 단위면적에 포함되는 오목부(13)의 면적의 합계가, 제 1 전극(4)에 가까운 영역에서 작고, 제 1 전극(4)으로부터 먼 영역에서 커지도록 오목부(13)가 분포하기 때문에, 전류밀도가 높은 제 1 전극(4)에 가까운 영역에서의 오목부(13)에 의한 전류의 가로방향으로의 확대의 방해가 저감되어, 전류의 가로방향으로의 확대가 양호해진다.(2) The sum of the areas of the concave portions 13 included in the unit area of one main surface 12 of the current dispersion semiconductor layer 3 is small in the region close to the first electrode 4, and the first electrode ( Since the recesses 13 are distributed so as to be larger in the region farther from 4), the obstruction of the expansion of the current in the lateral direction by the recesses 13 in the region close to the first electrode 4 having a high current density is prevented. It is reduced, and expansion of the electric current to the horizontal direction becomes favorable.

(3) 오목부(13)가 제 1 전극(4)을 중심으로 한 복수의 동심원 상에 배치되고, 또한 제 1 전극(4)으로부터 서로 등각도(等角度) 간격을 갖고 방사상으로 연장되는 복수의 제 1 가상 직선(A)상에 오목부(13)가 배치되어 있으므로, 전류 분산 반도체층(3)의 일방의 주면(12)에서의 광 강도의 균일성이 양호하다.(3) A plurality of concave portions 13 are disposed on a plurality of concentric circles about the first electrode 4 and extend radially from the first electrode 4 with an equiangular interval from each other. Since the recessed part 13 is arrange | positioned on the 1st virtual straight line A, the uniformity of the light intensity in one main surface 12 of the current dispersion semiconductor layer 3 is favorable.

(4) 오목부(13)의 깊이(D)가, 0.2 ~ 4.0㎛로 설정되고, 또한 오목부(13)의 폭(W)이 0.2 ~ 4.0㎛로 설정되어 있기 때문에, 광 투과성 피복체(6)를 오목부(13)에 비교적 양호하게 충전할 수 있다.(4) Since the depth D of the recess 13 is set to 0.2 to 4.0 µm, and the width W of the recess 13 is set to 0.2 to 4.0 µm, the light-transmissive coating body ( 6) can be filled in the recess 13 relatively well.

(실시예 2)(Example 2)

그 다음에, 도 4에 나타낸 본 발명의 실시예 2에 따른 반도체 발광 소자를 설명한다. 단, 도 4 및 후술하는 도 4 ~ 도 7에 있어서, 도 1 ~ 도 3과 실질적으로 동일한 부분에는 동일한 부호를 첨부하고, 그 설명을 생략한다.Next, a semiconductor light emitting device according to Embodiment 2 of the present invention shown in FIG. 4 will be described. However, in FIG. 4 and FIGS. 4 to 7 described later, the same reference numerals are attached to parts substantially the same as FIGS. 1 to 3, and the description thereof is omitted.

도 4에 나타낸 본 발명의 실시예 2에 따른 반도체 발광 소자는, 변형된 제 1 전극(4a)과 오목부(13)의 변형된 배치 패턴을 갖는 것 외에는, 도 1 ~ 도 3의 반도체 발광 소자와 동일하게 구성되어 있다.The semiconductor light emitting device according to Embodiment 2 of the present invention shown in FIG. 4 has the modified light emitting device of FIGS. 1 to 3 except that the modified first electrode 4a and the concave portion 13 have a modified arrangement pattern. It is configured in the same way.

제 1 전극(4a)은 평면적으로 보아 원형 중앙부(20)와 이 원형 중앙부(20)로부터 전류 분산 반도체층(3)의 평면적 형상 4각형의 일방의 주면(12)의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 4개의 돌출부(21)로 이루어진다. 원형 중앙부(20)로부터 전류 분산 반도체층(3)의 일방의 주면(12)의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있 는 복수의 제 1 가상 직선(A1) 및 복수의 제 2 가상 직선(B1)은 도 1의 복수의 제 1 가상 직선(A) 및 복수의 제 2 가상 직선(B)의 일부와 동일하게 도시되어 있다. 또한, 도 4의 복수의 제 1 가상 직선(A1)상에는 도 1의 제 1 ~ 제 6 가상 동심원에서의 오목부(13)의 배열의 일부와 동일한 배열로 오목부(13)가 형성되어 있다. 즉, 오목부(13)의 수가 제 1 전극(4a)으로부터 벗어남에 따라 단계적으로 많아지도록 오목부(13)가 가상 원호 상에 배치되어 있다.The first electrode 4a extends from the circular center portion 20 and from the circular center portion 20 toward the peripheral edge of one main surface 12 of the planar quadrangular shape of the current spreading semiconductor layer 3 in plan view. It consists of four protrusions 21. The plurality of first virtual straight lines A1 and the plurality of second virtual straight lines B1 extending from the circular center portion 20 toward the peripheral edge of one main surface 12 of the current spreading semiconductor layer 3 are shown in FIG. It is shown the same as a part of 1st some 1st virtual straight line A and 2nd some virtual virtual straight line B. FIG. Moreover, the recessed part 13 is formed in the same arrangement as the one part of the arrangement | positioning of the recessed part 13 in the 1st-6th virtual concentric circles of FIG. 1 on the some 1st virtual straight line A1 of FIG. That is, the recessed part 13 is arrange | positioned on a virtual circular arc so that it may increase in steps as the number of the recessed parts 13 deviates from the 1st electrode 4a.

도 4에는 제 1 전극(4a) 각 돌출부(21)의 직선적으로 연장되는 주변 가장자리에 대해 직각으로 연장되어 있는 복수의 제 3 가상 직선(C1) 및 복수의 제 4 가상 직선(D1)이 도시되어 있다. 제 3 가상 직선(C1)상에는 오목부(13)가 형성되어 있지만, 제 4 가상 직선(D1) 상에는 오목부(13)가 형성되어 있지 않다. 따라서, 전류 분산 반도체층(3)의 제 4 가상 직선(D1)을 따르는 부분은 제 1 전극(4a)으로부터 전류 분산 반도체층(3)의 외주 가장자리 방향으로의 전류통로로서 기능한다.In FIG. 4, a plurality of third virtual straight lines C1 and a plurality of fourth virtual straight lines D1 extending at right angles to the linearly extending peripheral edges of each of the protrusions 21 of the first electrode 4a are illustrated. have. Although the recessed part 13 is formed on 3rd virtual straight line C1, the recessed part 13 is not formed on 4th virtual straight line D1. Therefore, the portion along the fourth virtual straight line D1 of the current spreading semiconductor layer 3 functions as a current path from the first electrode 4a to the outer circumferential edge direction of the current spreading semiconductor layer 3.

제 1 전극(4a) 각 돌출부(21)의 선단(先端)은 반원형 주변 가장자리를 가지고 있기 때문에, 여기서부터 방사선 형상으로 연장하는 패턴으로 오목부(13)가 형성되어 있다.Since the tip of each protruding portion 21 of the first electrode 4a has a semicircular peripheral edge, the concave portion 13 is formed in a pattern extending radially from here.

도 4의 제 1 및 제 3 가상 직선(A1, C1) 상의 오목부(13)는 도 1의 제 1 가상 직선(A)상의 오목부(13)와 동일하게 기능하고, 도 4의 제 2 및 제 4 가상 직선(B1, D1)을 따르는 부분은 도 1의 제 2 가상 직선(B)을 따르는 부분과 동일하게 기능한다. 따라서, 도 4의 실시예 2에 의해서도 도 1의 실시예 1과 같은 효과를 얻을 수 있다.The recesses 13 on the first and third virtual straight lines A1 and C1 of FIG. 4 function in the same manner as the recesses 13 on the first virtual straight line A of FIG. The portion along the fourth virtual straight line B1, D1 functions the same as the portion along the second virtual straight line B of FIG. Therefore, the same effect as Example 1 of FIG. 1 can also be obtained by Embodiment 2 of FIG.

(실시예 3)(Example 3)

도 5에 나타낸 본 발명의 실시예 3에 따른 반도체 발광 소자는, 변형된 제 1 전극(4b)과, 오목부(13)의 변형된 배치 패턴을 갖는 것 외에는 도 1 ~ 도 3의 반도체 발광 소자와 동일하게 구성되어 있다.The semiconductor light emitting device according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 5 has the modified first electrode 4b and the modified arrangement pattern of the concave portion 13, except that the semiconductor light emitting device shown in FIGS. It is configured in the same way.

도 5의 제 1 전극(4b)은, 전류 분산 반도체층(3)의 광 취출면으로서의 일방의 주면(12)에 서로 분리하여 배치된 제 1 및 제 2 전극부분(4b1, 4b2)으로 이루어진다. 제 1 및 제 2 전극부분(4b1, 4b2)은 평면적으로 보아 1/4의 원호 형상으로 각각 형성되어, 전류 분산 반도체층(3)의 4각형의 일방의 주면(12)의 대각선상의 2개의 모서리의 근방에 배치되어 있다. 또한, 제 1 및 제 2 전극부분(4b1, 4b2)의 원호 형상의 외주 가장자리가 서로 대향하도록 제 1 및 제 2 전극부분(4b1, 4b2)이 배치되어 있다. 즉, 도 5의 전류 분산 반도체층(3)의 일방의 주면(12)에 도시되어 있는 대각선(30)을 기준으로 하여 제 1 및 제 2 전극부분(4b1, 4b2)은 대칭으로 배치되어 있다. 제 1 및 제 2 전극부분(4b1, 4b2)은 도시되지 않은 도체에 의해 서로 접속되어, 반도체 발광 소자의 일방의 전극(애노드)으로서 기능한다.The 1st electrode 4b of FIG. 5 consists of the 1st and 2nd electrode parts 4b1 and 4b2 arrange | positioned separately from each other on the one main surface 12 as a light extraction surface of the current dispersion semiconductor layer 3. The first and second electrode portions 4b1 and 4b2 are each formed in a quarter-shaped arc shape in plan view, so that the two corners on the diagonal of one main surface 12 of the quadrilateral of the current spreading semiconductor layer 3 are formed. It is arranged in the vicinity of. Further, the first and second electrode portions 4b1 and 4b2 are disposed so that the arcuate outer peripheral edges of the first and second electrode portions 4b1 and 4b2 face each other. That is, the first and second electrode portions 4b1 and 4b2 are arranged symmetrically with respect to the diagonal line 30 shown on one main surface 12 of the current spreading semiconductor layer 3 of FIG. 5. The first and second electrode portions 4b1 and 4b2 are connected to each other by a conductor (not shown), and function as one electrode (anode) of the semiconductor light emitting element.

도 5에 있어서, 복수의 제 1 가상 직선(A2) 및 복수의 제 2 가상 직선(B2)은 제 1 전극부분(4b1)으로부터 대각선(30)을 향해 방사선 형상으로 연장되어 있다. 복수의 제 3 가상 직선(C2) 및 복수의 제 4 가상 직선(D2)은 제 2 전극부분(4b2)으로부터 대각선(30)을 향해 방사선 형상으로 연장되어 있다. 제 1 및 제 3 가상 직선(A2, C2)상에는 도 1과 동일한 패턴으로 오목부(13)가 형성되어 있다. 즉, 제 1 및 제 2 전극부분(4b1, 4b2)으로부터 대각선(30)을 향해 오목부(13)의 분포 밀도가 단계적으로 높아진다. 더 상세하게는, 제 1 전극부분(4b1)과 대각선(30)과의 사이, 및 제 2 전극부분(4b2)과 대각선(30)과의 사이에서의 1/4의 원주(90도의 원주)를 갖는 제 1 번째 ~ 제 7 번째의 가상 원호 상에 오목부(13)가 배치되어 있다. 제 1 및 제 2 전극부분(4b1, 4b2)에 가까운 제 1 ~ 제 2 번째의 가상 원호 상에는 9개의 오목부(13)가 배치되고, 제 3 ~ 제 5 번째의 가상 원호 상에는 19개의 오목부(13)가 배치되고, 대각선(30)에 가까운 제 6 ~ 제 7 번째의 가상 원호 상에는 37개의 오목부(13)가 배치되어 있다. 또한, 제 7 번째의 가상 원호와 대각선(30)과의 사이에서의 1/4의 원주 (90도의 원주)보다도 작은 가상 원호 상에도 오목부(13)가 배치되어 있다.In FIG. 5, the plurality of first virtual straight lines A2 and the plurality of second virtual straight lines B2 extend radially from the first electrode portion 4b1 toward the diagonal line 30. The plurality of third virtual straight lines C2 and the plurality of fourth virtual straight lines D2 extend radially from the second electrode portion 4b2 toward the diagonal line 30. Concave portions 13 are formed on the first and third virtual straight lines A2 and C2 in the same pattern as in FIG. 1. In other words, the distribution density of the recesses 13 increases gradually stepwise from the first and second electrode portions 4b1 and 4b2 toward the diagonal line 30. More specifically, a 1/4 circumference (90 degree circumference) between the first electrode portion 4b1 and the diagonal 30 and between the second electrode portion 4b2 and the diagonal 30 is obtained. The recessed part 13 is arrange | positioned on the 1st-7th virtual circular arc which has. Nine recesses 13 are disposed on the first to second virtual arcs close to the first and second electrode portions 4b1 and 4b2, and nineteen recesses are disposed on the third to fifth virtual arcs. 13) is arrange | positioned, and 37 recessed parts 13 are arrange | positioned on the 6th-7th virtual circular arc near the diagonal 30. As shown in FIG. Moreover, the recessed part 13 is arrange | positioned also on the virtual circular arc smaller than the 1/4 circumference (90 degree circular cylinder) between the 7th virtual circular arc and the diagonal line 30. As shown in FIG.

도 5에서의 오목부(13)의 배치 원리는 도 1과 기본적으로 동일하므로, 도 5의 실시예 3의 반도체 발광 소자에 의해서도 도 1의 실시예 1과 같은 효과를 얻을 수 있다.Since the arrangement principle of the recess 13 in FIG. 5 is basically the same as that in FIG. 1, the same effect as in the first embodiment of FIG. 1 can be obtained by the semiconductor light emitting device of the third embodiment of FIG. 5.

(실시예 4)(Example 4)

도 6에 나타낸 본 발명의 실시예 4에 따른 반도체 발광 소자는, 추가된 광 투과성 도전막(41)을 갖는 것 외에는, 도 1 ~ 도 3의 반도체 발광 소자와 동일하게 구성되어 있다.The semiconductor light emitting element according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 6 is configured in the same manner as the semiconductor light emitting element of FIGS. 1 to 3 except that the added light transmitting conductive film 41 is provided.

광 투과성 도전막(41)은 전류 분산 반도체층(3)의 광 취출면으로서의 일방의 주면(12) 상에 배치되고, 전류 분산 반도체층(3)에 대하여 전기적으로 접속됨과 동시에 제 1 전극(4)에도 접속되어 있다. 광 투과성 도전막(41)은, 예컨대, 인듐·주석·옥사이드, 즉 ITO(Indium Tin Oxide)로 지극히 얇게(예컨대 0.1㎛) 형성되어 있다. 오목부(13)를 갖는 전류 분산 반도체층(3)의 일방의 주면(12)에 광 투과성 도전막(41)을 형성하면, 오목부(13)의 단차에서 광 투과성 도전막(41)이 절단될 우려가 있다. 그러나, 도 1의 제 2 가상 직선(B)에는 오목부가 형성되지 않기 때문에, 제 2 가상 직선(B) 상에서의 광 투과성 도전막(41)의 단선은 생기지 않는다. 따라서, 제 2 가상 직선(B) 상의 광 투과성 도전막(41)에 의해 제 1 전극(4)으로부터 전류 분산 반도체층(3)의 외주 가장자리 방향으로 전류를 양호하게 흘릴 수 있게 된다. 또한, 도 6에 나타낸 실시예 4는 도 1과 동일하게 형성된 오목부(13)를 갖기 때문에 도 1의 실시예와 동일한 효과도 갖는다.The light transmissive conductive film 41 is disposed on one main surface 12 as the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer 3, is electrically connected to the current spreading semiconductor layer 3, and is connected to the first electrode 4. ) Is also connected. The light transmissive conductive film 41 is formed extremely thin (for example, 0.1 μm) of indium tin oxide, that is, indium tin oxide (ITO). When the light transmissive conductive film 41 is formed on one main surface 12 of the current spreading semiconductor layer 3 having the concave portion 13, the light transmissive conductive film 41 is cut at the step of the concave portion 13. There is a concern. However, since no recess is formed in the second virtual straight line B of FIG. 1, disconnection of the light transmissive conductive film 41 on the second virtual straight line B does not occur. Therefore, the light-transmitting conductive film 41 on the second virtual straight line B can flow a good current from the first electrode 4 toward the outer circumferential edge direction of the current spreading semiconductor layer 3. In addition, since the fourth embodiment shown in FIG. 6 has a recess 13 formed in the same manner as in FIG.

도 6의 광 투과성 도전막(41)과 동일한 것을 도 4 및 도 5의 반도체 발광 소자 및 후술하는 도 7의 반도체 발광 소자에 형성할 수도 있다. 또한, 광 투과성 도전막(41)을 ＩＴＯ이외의, 예컨대 산화 인듐(In2O3) 또는 산화 주석(SnO2) 또는 ZnO 등으로 형성할 수도 있다.The same thing as the light transmissive conductive film 41 of FIG. 6 can also be formed in the semiconductor light emitting element of FIGS. 4 and 5 and the semiconductor light emitting element of FIG. Further, the light transmissive conductive film 41 may be formed of other than ITO, such as indium oxide (In 2 O 3 ), tin oxide (SnO 2 ), ZnO, or the like.

(실시예 5)(Example 5)

도 7에 나타낸 본 발명의 실시예 5에 따른 반도체 발광 소자는, 추가된 광 반사 도전층(50)과 접합 금속층(51)을 갖는 것 외에는, 도 1 ~ 도 3의 반도체 발광 소자와 동일하게 구성되어 있다.The semiconductor light emitting device according to Embodiment 5 of the present invention shown in FIG. 7 is configured in the same manner as the semiconductor light emitting device of FIGS. 1 to 3 except that the added light reflecting conductive layer 50 and the bonding metal layer 51 are provided. It is.

광 반사 도전층(50)은 Ag(은) 또는 Al(알루미늄) 등의 금속으로 이루어지고, 발광 반도체영역(2)의 타방의 주면(52)에 배치되어 있다. 발광 반도체영역(2)은 도전성을 갖는 반도체 기판(1)과는 다른 성장 기판(도시하지 않음)을 사용하여 형성한 것이다. 광 반사 도전층(50)을 수반한 발광 반도체영역(2)은 접합 금속층(51)을 통해 반도체 기판(1)에 기계적 및 전기적으로 결합되어 있다. 성장 기판(도시하지 않음)은 발광 반도체영역(2)과 반도체 기판(1)과의 접합 후에 제거된다.The light reflection conductive layer 50 is made of a metal such as Ag (silver) or Al (aluminum), and is disposed on the other main surface 52 of the light emitting semiconductor region 2. The light emitting semiconductor region 2 is formed by using a growth substrate (not shown) different from the conductive semiconductor substrate 1. The light emitting semiconductor region 2 with the light reflective conductive layer 50 is mechanically and electrically coupled to the semiconductor substrate 1 through the junction metal layer 51. The growth substrate (not shown) is removed after the bonding between the light emitting semiconductor region 2 and the semiconductor substrate 1.

도 7의 실시예 5는, 도 1의 실시예 1과 동일한 효과를 갖는 것 외에, 활성층(10)으로부터 광 반사 도전층(50) 측으로 방사된 광을 전류 분산 반도체층(3)의 일방의 주면(12) 측에 되돌려서 광의 취출 효율을 향상시킬 수 있다는 효과도 갖는다.In the fifth embodiment of FIG. 7, the main surface of one side of the current spreading semiconductor layer 3 receives light emitted from the active layer 10 toward the light reflection conductive layer 50 in addition to having the same effect as the first embodiment of FIG. 1. It also has the effect that it can return to (12) side and improve the light extraction efficiency.

본 발명은, 상기의 실시예에 한정되는 것이 아니고, 예컨대 다음의 변형이 가능한 것이다.This invention is not limited to the said Example, For example, the following modification is possible.

(1) 도 2, 도 3 및 도 6에 나타낸 반도체 기판(1)을 생략하여, 발광 반도체영역(2)의 타방의 주면에 제 2 전극(5)을 직접 형성할 수 있다. 또한, 도 7의 광 반사 도전층(50) 또는 접합 금속층(51)을 제 2 전극(5)으로서 사용할 수도 있다.(1) The second substrate 5 can be directly formed on the other main surface of the light emitting semiconductor region 2 by omitting the semiconductor substrate 1 shown in FIGS. 2, 3 and 6. In addition, the light reflection conductive layer 50 or the bonding metal layer 51 of FIG. 7 can also be used as the 2nd electrode 5. As shown in FIG.

(2) 발광 반도체영역(2)의 각 층(9, 11) 및 전류 분산 반도체층(3)의 도전형을 각 실시예와 반대로 할 수 있다.(2) The conductivity types of the layers 9 and 11 and the current spreading semiconductor layer 3 of the light emitting semiconductor region 2 can be reversed from those of the respective embodiments.

(3) 도 1에서 오목부(13)를 동심원 형상이 되지 않도록 배치할 수도 있다.(3) In FIG. 1, the recessed part 13 can also be arrange | positioned so that it may not become concentric.

(4) 본 발명에서의 반도체 발광 소자는, 완성된 발광 소자뿐만 아니라, 중간 제품으로서의 발광 칩(chip)이어도 된다.(4) The semiconductor light emitting element in the present invention may be not only a completed light emitting element but also a light emitting chip as an intermediate product.

(5) 본 발명을 발광 다이오드 이외의 구조를 갖는 전계 발광형의 반도체 발광 소자에도 적용가능하다.(5) The present invention is also applicable to an electroluminescent semiconductor light emitting element having a structure other than a light emitting diode.

(6) 본딩 패드 기능을 갖는 제 1 전극(4)은, 일반적으로 광 불투과성이므로, 활성층(10)의 제 1 전극(4)에 대향하는 부분에 전류를 흘리고, 여기로부터 광을 발생시켜도, 이 광이 제 1 전극(4)에서 저지되어 외부로 취출할 수 없다. 따라서, 도 1 ~ 도 6의 실시예에서, 제 2 전극(5)의 제 1 전극(4)에 대향하는 부분을 비(非)전극 부분, 즉 잘라내는 부분으로 하고, 활성층(10)의 제 1 전극(4)에 대향하는 부분에 전류가 흐르는 것을 저지 또는 억제하여 효율을 높일 수 있다.(6) Since the 1st electrode 4 which has a bonding pad function is generally light-impermeable, even if an electric current flows in the part which opposes the 1st electrode 4 of the active layer 10, and generates light from it, This light is blocked by the first electrode 4 and cannot be taken out to the outside. Therefore, in the embodiment of FIGS. 1 to 6, the portion of the second electrode 5 that faces the first electrode 4 is a non-electrode portion, that is, a cut portion, and the active layer 10 is formed. The efficiency can be improved by preventing or inhibiting the flow of current to a portion opposite to the one electrode 4.

(7) 도 7의 실시예에서, 광 반사 도전층(50) 또는 광 반사 도전층(50)과 접합 금속층(51)에서의 제 1 전극(4)에 대향하는 부분을 잘라내고, 여기에 절연체를 충전하여 전류 블록층을 형성하고, 활성층(10)의 제 1 전극(4)에 대향하는 부분에 전류가 흐르는 것을 저지 또는 억제하여 효율을 높일 수 있다.(7) In the embodiment of Fig. 7, the portion of the light reflecting conductive layer 50 or the light reflecting conductive layer 50 and the first electrode 4 in the bonding metal layer 51 which is cut out is cut out, and the insulator Can be charged to form a current block layer, and the efficiency can be improved by preventing or inhibiting the flow of current to a portion of the active layer 10 opposite to the first electrode 4.

(8) 전류 분산 반도체층(3)을 독립하여 형성하지 않고, ｐ형 반도체층(11)을 두껍게 형성하고, ｐ형 반도체층(11)의 상부를 전류 분산 반도체층(3)으로서 겸용할 수 있다.(8) Without forming the current spreading semiconductor layer 3 independently, the X-type semiconductor layer 11 is formed thick, and the upper portion of the X-type semiconductor layer 11 can be used as the current-dispersing semiconductor layer 3. have.

(9) 전류 분산 반도체층(3)을 복수의 반도체층의 복합층으로 할 수 있다. 복합층의 경우에는, 가장 상위층을 제 1 전극(4)이 저저항 접촉할 수 있는 층으로 하는 것이 바람직하다.(9) The current dispersion semiconductor layer 3 can be a composite layer of a plurality of semiconductor layers. In the case of a composite layer, it is preferable to make the uppermost layer into the layer which the 1st electrode 4 can contact with low resistance.

(10) 발광 반도체영역(2) 및 전류 분산 반도체층(3)을 질화물 반도체 등의 다른 반도체로 형성할 수 있다.(10) The light emitting semiconductor region 2 and the current spreading semiconductor layer 3 can be formed of another semiconductor such as a nitride semiconductor.

(11) 오목부(13)를 방사상으로 연장하는 기다란 홈으로 할 수 있다. 이 경우, 1개의 제 1 가상 직선에 1개의 기다란 오목부(홈)(13)만을 배치할 수 있다.(11) The concave portion 13 can be an elongated groove extending radially. In this case, only one elongate recess (groove) 13 can be arranged in one first virtual straight line.

(12) 도 4의 제 1 가상 직선(A1) 상의 오목부(13)의 배치를, 도 1의 제 1 가상 직선(A) 상의 오목부(13)의 배치의 전술한 변형예와 동일하게 바꿀 수 있다. 또한, 도 5의 제 1 및 제 3 가상 직선(A2, C2) 상의 오목부(13)의 배치를, 도 1의 제 1 가상 직선(A)상의 오목부(13)의 배치의 전술한 변형예와 동일하게 바꿀 수 있다.(12) The arrangement of the recesses 13 on the first virtual straight line A1 of FIG. 4 is changed in the same manner as the above-described modification of the arrangement of the recesses 13 on the first virtual straight line A of FIG. Can be. In addition, the above-mentioned modified example of arrangement | positioning of the recessed part 13 on the 1st and 3rd virtual straight line A2, C2 of FIG. 5, and the recessed part 13 on the 1st virtual straight line A of FIG. You can change it to

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 반도체 발광 소자를 나타내는 평면도이다.1 is a plan view illustrating a semiconductor light emitting device according to Embodiment 1 of the present invention.

도 2는 도 1의 반도체 발광 소자의 A-A선 단면도이다.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of the semiconductor light emitting device of FIG.

도 3은 도 1의 반도체 발광 소자의 B-B선 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along line B-B of the semiconductor light emitting device of FIG. 1.

도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 반도체 발광 소자를 나타내는 평면도이다.4 is a plan view illustrating a semiconductor light emitting device according to Embodiment 2 of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 반도체 발광 소자를 나타내는 평면도이다.5 is a plan view illustrating a semiconductor light emitting device according to Embodiment 3 of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예 4에 따른 반도체 발광 소자를 도 3과 동일한 형태로 나타내는 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to Embodiment 4 of the present invention, having the same shape as that of FIG. 3.

도 7은 본 발명의 실시예 5에 따른 반도체 발광 소자를 도 2와 동일한 형태로 나타내는 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to Embodiment 5 of the present invention, having the same shape as that of FIG. 2.

* 도면 부호의 설명* Explanation of reference numerals

2 발광 반도체 영역2 light emitting semiconductor region

3 전류 분산 반도체층3 current dispersion semiconductor layer

4 제 1 전극4 first electrode

5 제 2 전극5 second electrode

13 오목부13 recess

Claims (10)

삭제delete 발광 기능을 갖는 발광 반도체영역과,A light emitting semiconductor region having a light emitting function, 상기 발광 반도체영역 상에 배치되고 또한 광 취출(取出)면을 갖는 전류 분산 반도체층과,A current dispersion semiconductor layer disposed on the light emitting semiconductor region and having a light extraction surface; 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 일부 위에 배치된 제 1 전극과,A first electrode disposed on a part of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer; 상기 발광 반도체영역의 다른 쪽의 주면(主面)에 전기적으로 접속된 제 2 전극을 구비한 반도체 발광 소자로서,A semiconductor light emitting device comprising: a second electrode electrically connected to the other main surface of the light emitting semiconductor region; 평면적으로 보아 상기 제 1 전극의 주변 가장자리로부터 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 제 1 가상 직선 상에 오목부가 형성되고, 상기 제 1 전극의 주변 가장자리로부터 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 제 2 가상 직선 상에 오목부가 형성되어 있지 않으며, In plan view, recesses are formed on a plurality of first virtual straight lines extending from the peripheral edge of the first electrode toward the peripheral edge of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer, and from the peripheral edge of the first electrode. No recess is formed on the plurality of second virtual straight lines extending toward the peripheral edge of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer, 상기 제 1 전극은 평면적으로 보아 원형의 주변 가장자리를 갖고, 상기 복수의 제 1 가상 직선 및 상기 복수의 제 2 가상 직선은 상기 제 1 전극의 원형의 주변 가장자리로부터 방사상으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자.Wherein the first electrode has a circular peripheral edge in plan view, and the plurality of first virtual straight lines and the plurality of second virtual straight lines extend radially from the circular peripheral edge of the first electrode. Semiconductor light emitting device. 발광 기능을 갖는 발광 반도체영역과,A light emitting semiconductor region having a light emitting function, 상기 발광 반도체영역 상에 배치되고 또한 광 취출(取出)면을 갖는 전류 분산 반도체층과,A current dispersion semiconductor layer disposed on the light emitting semiconductor region and having a light extraction surface; 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 일부 위에 배치된 제 1 전극과,A first electrode disposed on a part of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer; 상기 발광 반도체영역의 다른 쪽의 주면(主面)에 전기적으로 접속된 제 2 전극을 구비한 반도체 발광 소자로서,A semiconductor light emitting device comprising: a second electrode electrically connected to the other main surface of the light emitting semiconductor region; 평면적으로 보아 상기 제 1 전극의 주변 가장자리로부터 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 제 1 가상 직선 상에 오목부가 형성되고, 상기 제 1 전극의 주변 가장자리로부터 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 제 2 가상 직선 상에 오목부가 형성되어 있지 않으며, In plan view, recesses are formed on a plurality of first virtual straight lines extending from the peripheral edge of the first electrode toward the peripheral edge of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer, and from the peripheral edge of the first electrode. No recess is formed on the plurality of second virtual straight lines extending toward the peripheral edge of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer, 상기 제 1 전극은 평면적으로 보아 원형 중앙부와 상기 원형 중앙부로부터 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 돌출부로 이루어지고, 상기 복수의 제 1 가상 직선 및 상기 복수의 제 2 가상 직선은 상기 제 1 전극의 상기 원형 중앙부의 주변 가장자리로부터 방사상으로 연장되어 있고, 더욱이, 평면적으로 보아 상기 제 1 전극의 상기 돌출부의 주변 가장자리로부터 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 제 3 가상 직선상에 오목부가 형성되며, 상기 제 1 전극의 상기 돌출부의 주변 가장자리로부터 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 제 4 가상 직선상에 오목부가 형성되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자.The first electrode includes a circular center portion and a plurality of protrusions extending from the circular center portion toward a peripheral edge of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer, wherein the plurality of first virtual straight lines and the plurality of protrusions extend from the circular center portion. The second virtual straight line of extends radially from the peripheral edge of the circular center portion of the first electrode, and furthermore, the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer from the peripheral edge of the protrusion of the first electrode in plan view. Recesses are formed on a plurality of third virtual straight lines extending toward the peripheral edges of the electrodes and extending from the peripheral edges of the protrusions of the first electrodes toward the peripheral edges of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer. The recess is not formed on the plurality of fourth virtual straight lines. The semiconductor light emitting device that. 발광 기능을 갖는 발광 반도체영역과,A light emitting semiconductor region having a light emitting function, 상기 발광 반도체영역 상에 배치되고 또한 광 취출(取出)면을 갖는 전류 분산 반도체층과,A current dispersion semiconductor layer disposed on the light emitting semiconductor region and having a light extraction surface; 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 일부 위에 배치된 제 1 전극과,A first electrode disposed on a part of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer; 상기 발광 반도체영역의 다른 쪽의 주면(主面)에 전기적으로 접속된 제 2 전극을 구비한 반도체 발광 소자로서,A semiconductor light emitting device comprising: a second electrode electrically connected to the other main surface of the light emitting semiconductor region; 평면적으로 보아 상기 제 1 전극의 주변 가장자리로부터 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 제 1 가상 직선 상에 오목부가 형성되고, 상기 제 1 전극의 주변 가장자리로부터 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 제 2 가상 직선 상에 오목부가 형성되어 있지 않으며, In plan view, recesses are formed on a plurality of first virtual straight lines extending from the peripheral edge of the first electrode toward the peripheral edge of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer, and from the peripheral edge of the first electrode. No recess is formed on the plurality of second virtual straight lines extending toward the peripheral edge of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer, 상기 제 1 전극은 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면에 서로 분리하여 배치된 복수의 전극부분으로 이루어지고,The first electrode is composed of a plurality of electrode portions disposed separately from each other on the light extraction surface of the current dispersion semiconductor layer, 상기 복수의 제 1 가상 직선 및 상기 복수의 제 2 가상 직선은, 상기 제 1 전극의 상기 복수의 전극부분의 주변 가장자리로부터 상기 복수의 전극부분 상호 간의 중간위치를 나타내는 가상 직선을 향해 방사상으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자.The plurality of first virtual straight lines and the plurality of second virtual straight lines extend radially from a peripheral edge of the plurality of electrode portions of the first electrode toward a virtual straight line indicating an intermediate position between the plurality of electrode portions. There is a semiconductor light emitting element. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 복수의 제 1 가상 직선상에 복수의 오목부가 각각 배치되고, 상기 복수의 오목부는 상기 제 1 전극을 기준으로 하여 동심원 형상으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자.A plurality of concave portions are respectively disposed on the plurality of first virtual straight lines, the plurality of concave portions are arranged in a concentric shape on the basis of the first electrode. 발광 기능을 갖는 발광 반도체영역과,A light emitting semiconductor region having a light emitting function, 상기 발광 반도체영역 상에 배치되고 또한 광 취출(取出)면을 갖는 전류 분산 반도체층과,A current dispersion semiconductor layer disposed on the light emitting semiconductor region and having a light extraction surface; 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 일부 위에 배치된 제 1 전극과,A first electrode disposed on a part of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer; 상기 발광 반도체영역의 다른 쪽의 주면(主面)에 전기적으로 접속된 제 2 전극을 구비한 반도체 발광 소자로서,A semiconductor light emitting device comprising: a second electrode electrically connected to the other main surface of the light emitting semiconductor region; 평면적으로 보아 상기 제 1 전극의 주변 가장자리로부터 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 제 1 가상 직선 상에 오목부가 형성되고, 상기 제 1 전극의 주변 가장자리로부터 상기 전류 분산 반도체층의 상기 광 취출면의 주변 가장자리를 향해 연장되어 있는 복수의 제 2 가상 직선 상에 오목부가 형성되어 있지 않으며, In plan view, recesses are formed on a plurality of first virtual straight lines extending from the peripheral edge of the first electrode toward the peripheral edge of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer, and from the peripheral edge of the first electrode. No recess is formed on the plurality of second virtual straight lines extending toward the peripheral edge of the light extraction surface of the current spreading semiconductor layer, 상기 전류 분산 반도체층의 상기 제 1 전극으로부터 가까운 영역에서의 상기 오목부의 분포 밀도가, 상기 제 1 전극으로부터 상기 가까운 영역보다도 먼 영역에서의 상기 오목부의 분포 밀도보다도 낮아지도록 상기 오목부가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자.The concave portion is arranged such that the distribution density of the concave portion in the region close to the first electrode of the current dispersion semiconductor layer is lower than the distribution density of the concave portion in the region farther from the region close to the first electrode. A semiconductor light emitting element characterized by the above-mentioned. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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