KR101998885B1 - 발광 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

소자 내부에서의 광의 감쇠를 억제하여, 광 취출 효율이 높은 발광 장치 및 그 제조 방법을 제공한다. 투광성 부재와, 반도체 적층부를 갖는 발광 소자와, 반도체 적층부에 형성된 전극을 순서대로 갖고, 발광 소자는 투광성 부재측으로부터 제1 영역과 제2 영역을 가지며, 투광성 부재는 발광 소자측으로부터 제3 영역과 제4 영역을 갖고, 제1 영역은 제2 영역과 비교해서 원자 배열이 불규칙하고, 제3 영역은 제4 영역과 비교해서 원자 배열이 불규칙하여, 제1 영역과 제3 영역이 직접 접합되어 있다.

Description

발광 장치 및 그 제조 방법{LIGHT-EMITTING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}
본 발명은, 발광 소자 및 투광성 부재를 갖는 발광 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터, 발광 장치의 광 취출 효율을 향상시키기 위해서 여러 가지 시도가 이루어져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에서는, p전극을 광 반사층으로 함으로써, p전극에서 광을 반사시켜 광 취출 효율의 향상을 도모하고 있다. 특허문헌 2에서는, 기판면에 요철을 형성함으로써, 광의 취출 효율의 향상을 도모하고 있다.
일본 특허 공개 제2007-157853호 공보 일본 특허 공개 제2008-060286호 공보
그러나, 가령 종래의 구조를 사용했다고 해도, 광을 완전하게 취출할 수는 없었다. 즉, 광의 일부는 발광 소자의 상하면에서 반사를 반복한 후에 외부로 취출되는데, 반사 횟수가 많을수록 광은 전극 등에서 흡수되고, 감쇠되어 버린다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은, 소자 내부에서의 광의 감쇠를 억제하여, 광 취출 효율이 높은 발광 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 발광 장치는, 투광성 부재와, 반도체 적층부를 갖는 발광 소자와, 반도체 적층부에 형성된 전극을 순서대로 갖는다. 특히, 발광 소자는 투광성 부재측으로부터 제1 영역과 제2 영역을 갖고, 투광성 부재는 발광 소자측으로부터 제3 영역과 제4 영역을 갖고, 제1 영역은 제2 영역과 비교해서 원자 배열이 불규칙하고, 제3 영역은 제4 영역과 비교해서 원자 배열이 불규칙하여, 제1 영역과 제3 영역이 직접 접합되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 발광 장치의 제조 방법은, 전극이 형성된 반도체 적층부를 갖는 발광 소자를 준비하는 발광 소자 준비 공정과, 투광성 부재를 준비하는 투광성 부재 준비 공정과, 전극이 형성된 측과 반대측에서 발광 소자와 투광성 부재를 직접 접합하는 접합 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 따르면, 소자 내부에서의 광의 감쇠를 억제하여, 광 취출 효율이 높은 발광 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본건 발명에 관한 일 발광 장치의 단면을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 파선 부분의 확대도이다.
도 3a는 본건 발명에 관한 일 발광 장치의 제조 방법에 있어서의 발광 소자 및 투광성 부재 준비 공정 도면이다.
도 3b는 본건 발명에 관한 일 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 발광 소자와 투광성 부재의 접합면을 활성화시키는 공정의 도면이다.
도 3c는 본건 발명에 관한 일 발광 장치의 제조 방법에 있어서, 발광 소자와 투광성 부재를 접합하는 공정의 도면이다.
이하에 본 발명을 실시하기 위한 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다. 단, 이하에 나타내는 형태는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 발광 장치 및 그 제조 방법을 예시하는 것이며, 본 발명을 이하로 한정하는 것은 아니다. 또한, 실시 형태에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것으로만 한정하는 취지가 아닌, 단순한 예시에 지나지 않는다. 또한, 각 도면이 나타내는 부재의 크기나 위치 관계 등은, 설명을 명확히 하기 위해서 과장되어 있는 것이 있다. 또한, 설명을 간략화하기 위해서, 동일 혹은 동질인 구성 요건에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그때마다 설명은 생략하고 있다.
도 1에 본 실시 형태에 관한 발광 장치의 광 관측면에 수직을 이루는 방향에 있어서의 단면도를 도시하고, 도 2에 도 1의 파선 부분의 확대도를 나타낸다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 일 형태에 관한 발광 장치는, 투광성 부재(20)와, 반도체 적층부(12)를 갖는 발광 소자(10)와, 반도체 적층부(12)에 형성된 전극(13, 14)을 순서대로 갖는다. 즉, 발광 소자(10)를 개재하여, 투광성 부재(20)와 전극(13, 14)이 반대측에 위치하고 있다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 발광 소자(10)는 투광성 부재(20)측으로부터 제1 영역(11a)과 제2 영역(11b)을 갖고, 투광성 부재(20)는 발광 소자(10)측으로부터 제3 영역(20a)과 제4 영역(20b)을 갖는다. 여기서, 제1 영역(11a)은 제2 영역(11b)과 비교해서 원자 배열이 불규칙하고, 제3 영역(20a)은 제4 영역(20b)과 비교해서 원자 배열이 불규칙하여, 제1 영역(11a)과 제3 영역(20a)이 직접 접합되어 있다.
이상과 같이 구성된 실시 형태의 발광 장치에서는, 광이 반복 반사되는 부분[반도체 적층부(12)와 기판(11)과 투광성 부재(20)를 합친 두께]을 두껍게 할 수 있으므로, 광이 전극(13 및 14)에 조사되는 횟수를 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 주로 전극(13 및 14)에서의 광의 흡수를 저감시킬 수 있어, 발광 장치로서의 광 취출 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 상세하게 설명한다.
투광성 부재(20)를 구비하지 않은 경우, 반도체 적층부(12)로부터 발생한 광의 일부는, 외부와의 굴절률 차에 의해, 발광 소자(10)의 내부에서 반사를 반복하면서, 그 일부의 광이 외부로 취출된다. 한편, 반도체 적층부(12) 상에 형성된 전극(13, 14)은, 어떤 재료를 사용했다고 해도 광을 완전하게 반사하거나 투과시키거나 할 수는 없고, 일부의 광을 흡수해버린다. 이 전극에 의한 광의 흡수는, 광이 반도체 적층부(12)와 전극(13, 14)과의 계면에서 반사되는 횟수가 많으면 많을수록, 광의 일부는 전극에서 흡수되어버려, 발광 장치로서의 광의 취출 효율은 저하한다. 따라서, 발광 소자(10)에 투광성 부재(20)를 직접 접합시켜서, 투광성 부재(20)의 두께만큼 발광 소자(10)의 두께를 실효적으로 두껍게 함으로써, 발광 장치 외부로 취출될 때까지의 전극 계면에서의 광의 반사 횟수를 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 전극에 의한 광의 흡수를 억제할 수 있으므로, 광의 취출 효율이 우수한 발광 장치로 할 수 있다.
발광 소자는 1매의 웨이퍼를 개개의 소자로 절단함으로써 얻어지지만, 현재 시점에서, 재현성 및 양산성을 고려하여, 절단 시에 웨이퍼의 두께는 어느 정도 얇게 할 필요가 있다. 예를 들어, 에칭 등에 의해 반도체 적층부를 제거하여 사파이어 기판을 노출시킨 상태라도, 사파이어 기판의 두께를 최대 400㎛ 정도로 하지 않으면 개별적으로 절단하는 것은 어렵다. 이러한 사정에 의해, 두꺼운 기판을 사용한 채 최종적으로 개개의 발광 소자를 얻을 수 없다. 따라서, 발광 소자(10)와는 별도로 투광성 부재(20)를 설치함으로써, 발광 소자(10)를 실효적으로 두껍게 하고 있다.
또한, 본 발명에서는, 발광 소자(10)를 실효적으로 두껍게 한 것 외에, 투광성 부재(20)가, 대략 균일한 굴절률과 투과율을 갖고 있으며, 반도체 적층부(20)로부터의 광에 대하여 실질적으로 투명한 것이 바람직하다. 또한, 굴절률 및 투과율이 실질적으로 균일한 투광성 부재란, 내부에 형광체, 확산재 등(이하, 간단히 형광체 등이라고 한다)의 광을 반사하는 것을 포함하고 있지 않고, 광을 내부에서 반사 산란하지 않고 직진시킬 수 있는 투광성 부재를 말한다.
이렇게 투광성 부재(20)가, 대략 균일한 굴절률과 투과율을 갖고 있으면, 더 효과적으로 전극에서의 광의 흡수가 억제되어, 광의 취출 효율의 악화를 방지할 수 있다. 투광성 부재에 반도체 적층부로부터의 광에서 발광하는 형광체 등이 포함되는 경우, 광의 일부는 형광체 등의 표면에서 전극 방향으로 반사되므로, 전극에서의 광의 흡수가 발생해버리기 때문이다.
또한, 본 실시 형태의 발광 장치는, 원자 배열이 불규칙한 제1 영역(11a)과 제3 영역(20a)이 일체로 되어 접합되므로, 이 접합 계면에서의 반사가 억제된다. 또한, 제1 영역(11a)과 제3 영역(20a)이 일체로 되어 접합되는 점에서, 발광 소자(10)와 투광성 부재(20)의 계면에 있어서의 왜곡을 완화시킬 수 있다. 이에 의해, 발광 소자(10)와 투광성 부재(20)가 직접 접하고, 발광 소자(10)에서 발생하는 발열에 의해 양자 간에서 발생하는 열 스트레스가 큼에도 불구하고, 접합 강도가 강한 발광 장치로 할 수 있다.
이상과 같이, 본 명세서에 있어서, 「제1 영역(11a)」은, 발광 소자(10)에 있어서, 파장 변환 부재(20)에 직접 접하고 있는 영역이다. 또한, 「제2 영역(11b)」은, 발광 소자(10)에 있어서의 「제1 영역(11a)」에 인접하는(직접 접한다) 영역이다. 마찬가지로, 「제3 영역(20a)」은, 파장 변환 부재(20)에 있어서, 발광 소자(10)와 직접 접하고 있는 영역이다. 또한, 「제4 영역(20b)」은, 파장 변환 부재(20)에 있어서의 「제3 영역(20a)」에 인접하는 영역이다.
이와 같이, 제2 영역(11b)과 비교해서 원자 배열이 불규칙한 제1 영역(11a)과, 제4 영역(20b)과 비교해서 원자 배열이 불규칙한 제3 영역(20a)이 직접 접해서 접합되고, 접합 계면(X)이 형성되며, 제2 영역(11b)과 제4 영역(20b)이 각각 접합 계면(X)으로부터 이격되어 있다.
본 명세서에 있어서, 제1 영역(11a) 및 제2 영역(11b)[제3 영역(20a) 및 제4 영역(20b)]은 서로 인접하지만, 제1 영역 및 제2 영역이 다른 부재 간에서 인접하는 경우는 본원 발명에서 말하는 곳인 제1 영역 및 제2 영역이 아니다. 예를 들어, 발광 소자가 표면측으로부터 GaN층과 AlGaN층을 갖는 경우, GaN층을 제1 영역으로 하고 AlGaN층을 제2 영역으로 할 수는 없다. 즉, 본 명세서에 있어서의 제1 영역(11a) 및 제2 영역(11b)[제3 영역(20a) 및 제4 영역(20b)]은, 원래 1개의 부재이지만, 그 부재의 일부를 제1 영역이라 하고, 그 부재 중 다른 일부를 제2 영역이라고 한다. 어떤 부재의 일부인지의 여부는, 예를 들어 고분해능 투과 전자 현미경에 의한 원자 레벨에서의 단면 관찰이나 원소 분석에 의한 조성의 대비에 의해 판단할 수 있다.
제1 영역(11a)과 제3 영역(20a)의 한쪽, 바람직하게는 양쪽 모두, 비정질(아몰퍼스)인 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광 소자(10)와 투광성 부재(20)와의 사이의 왜곡을 더욱 억제할 수 있다고 생각된다.
제2 영역(11b)과 제4 영역(20b)의 한쪽은, 다결정 또는 단결정인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 양쪽 모두, 다결정 또는 단결정으로 한다. 이 경우, 더욱 바람직하게는 단결정으로 한다. 제2 영역(11b) 및／또는 제4 영역(20b)이 다결정 또는 단결정(특히, 단결정)인 경우, 제2 영역(11b)과 제4 영역(20b)을 직접 접합했다고 하면 양자 간에 왜곡이 발생하기 쉬우므로, 이러한 경우에 본 실시 형태는 특히 효과적이다.
왜곡 완화의 관점에서, 제1 영역(11a) 및 제3 영역(20a)은, 실질적으로 접합 계면(X)의 전역에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 그러나, 제1 영역(11a) 및 제3 영역(20a)이 직접 접합되어 있는 영역이 접합 계면(X)의 일부이어도 본원 발명의 범위 내인 것은 물론이다.
제1 영역(11a) 및 제3 영역(20a)의 두께는 각각, 바람직하게는 1nm 이상 20nm 이하, 더욱 바람직하게는 2nm 이상 10nm 이하로 할 수 있다. 이에 의해, 왜곡을 완화시키는 효과를 충분히 얻을 수 있으므로 접합 강도를 강하게 할 수 있다. 또한, 제1 영역(11a) 및 제3 영역(20a)의 원자 배열을 불규칙하게 하면 광 취출에 악영향을 미칠 우려도 있지만, 상기 범위로 함으로써, 광이 감쇠되는 부분의 두께를 충분히 얇게 할 수 있으므로, 광의 손실을 경감할 수 있다.
발광 소자(10)에 있어서의 투광성 부재와 접하는 부위(11)는, 투광성 부재(20)와 동일한 재료인 것이 바람직하다. 예를 들어, 발광 소자(10)의 기판(11)을 사파이어로 하고, 이 부위와 사파이어로 이루어진 투광성 부재(20)를 접합시킬 수 있다. 또한, 발광 소자(10)로부터 기판(11)을 제거해서 GaN층을 노출시키고, 이 부위와 GaN으로 이루어진 투광성 부재를 접합시킬 수도 있다. 이에 의해, 굴절률 차에 의한 계면 반사를 실질적으로 없앨 수 있으므로, 전극에서의 광의 흡수를 억제하여, 광 취출 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 기판과 지지체의 구성 원소를 동일하게 할 수 있으므로, 양자의 접합 강도가 더욱 강해지는 효과를 기대할 수 있다.
발광 소자(10)는 한정되지 않고, 공지의 것을 사용할 수 있다. 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이, 발광 소자(10)는 기판(11)과, 기판(11) 상에 형성된 반도체 적층부(12)와, 반도체 적층부(12)의 동일면측에 형성된 n전극(13) 및 p전극(14)[p전극(14)은 전류 확산부(14a)와 패드부(14b)로 구성된다)를 갖는다. 기판(11)으로서는, 사파이어, GaN 등을 사용할 수 있다. 반도체 적층부(12)로서는, n층 및 p층을 포함하는 복수의 질화물 반도체층(AlXInYGa1-X-YN(0≤X≤1, 0≤Y≤1, 0≤X+Y≤1))이 적층된 것 등을 사용할 수 있다. 광 취출의 관점에서, 투광성 부재(20) 측을 관측면측으로 하는 페이스 다운(플립 칩) 실장으로 하는 것이 바람직하다.
반도체 적층부(12)에 형성되는 전극으로서는, ITO, Ag, Al 등, 공지의 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 비교적 큰 면적을 차지하는 전류 확산부(14a)로서, 반사율이 높은 Ag를 사용했다고 해도, 일부의 광은 Ag에서 흡수되어버리므로, 광을 완전하게 반사시킬 수는 없다. 한편, 전류 확산부(14a)로서 투광성이 높은 ITO를 사용했다고 해도, 일부의 광은 ITO에서 흡수되어버리므로, 광을 완전하게 투과시킬 수는 없다. 따라서, 투광성 부재(20)를 더 설치함으로써, 발광 장치를 실제로 두껍게 해서 광의 취출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 투광성 부재(20) 측을 관측면측으로 할 경우, Ag 등의 반사 전극을 사용하면, 효과적으로 광을 취출할 수 있으므로 바람직하다.
투광성 부재(20) 측을 관측면측으로 할 경우, 투광성 부재(20)를 볼록 등으로 하여 렌즈로서 기능시킬 수도 있다. 이에 의해, 발광 소자(10)에 투광성 부재(20)인 렌즈를 직접 설치하게 되므로, 발광 소자(10)로부터의 광을 고효율로 취출하는 것이 가능하게 된다.
투광성 부재(20) 측을 관측면측으로 할 경우, 발광 소자(10)와 투광성 부재(20)와의 접합 면적보다도 투광성 부재(20)의 관측면측의 면적을 크게 하고, 적어도 투광성 부재(20)의 관측면측에 형광체층(도시하지 않음)을 형성할 수도 있다. 이에 의해, 투광성 부재(20)가 없고 발광 소자(10)의 관측면측에 형광체층을 형성하는 경우에 비교하여, 형광체층에 조사되는 광의 밀도를 작게 할 수 있으므로, 형광체의 수명을 향상시킬 수 있다.
도 3에, 본 발명의 일 형태에 관한 발광 장치의 제조 방법을 나타낸다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 발광 장치의 제조 방법은, 전극(13, 14)이 형성된 반도체 적층부(12)를 갖는 발광 소자(10)를 준비하는 발광 소자 준비 공정(도 3a 참조)과, 투광성 부재(20), 바람직하게는 형광체 등을 포함하지 않는 실질적으로 균일한 굴절률 및 투과율을 갖는 투광성 부재(20)를 준비하는 투광성 부재 준비 공정(도 3a 참조)과, 전극(13, 14)이 형성된 측과 반대측에서 발광 소자(10)와 투광성 부재(20)를 직접 접합하는 접합 공정(도 3b 및 도 3c 참조)을 갖는다.
이에 의해, 투광성 부재(10)의 두께만큼 발광 소자(10)의 두께를 실효적으로 두껍게 할 수 있으므로, 광 취출 효율이 향상된 발광 장치를 제조할 수 있다. 상세한 것은 상기한 바와 같으므로 여기에서는 설명하지 않는다.
또한, 도 3의 예에서는, 발광 소자 준비 공정에 있어서 이미 전극(13, 14)이 반도체 적층부(12)에 형성되어 있지만, 다른 형태로서 전극 형성 공정을 별도로 마련할 수도 있다(도시하지 않음). 즉, 반도체 적층부를 갖는 발광 소자를 준비하는 발광 소자 준비 공정과, 투광성 부재를 준비하는 투광성 부재 준비 공정과, 발광 소자와 투광성 부재를 직접 접합하는 접합 공정과, 투광성 부재가 접합된 측과 반대측에서 반도체 적층부에 전극을 형성하는 전극 형성 공정을 가질 수도 있다. 발광 소자 준비 공정과 전극 형성 공정을 별도로 마련할지 여부에 관계없이, 상기와 마찬가지 효과를 얻을 수 있다.
발광 소자(10)에 있어서의 투광성 부재(20)와 접하는 부위는, 투광성 부재(20)와 동일한 재료인 것이 바람직하다. 이에 의해, 굴절률 차에 의한 계면 반사를 실질적으로 없앨 수 있으므로, 광 취출 효율이 더욱 향상된 발광 장치를 제조할 수 있다. 또한, 기판과 지지체의 구성 원소를 동일하게 할 수 있으므로, 양자의 접합 강도가 더욱 강해지는 효과를 기대할 수 있다.
발광 소자(10) 및 투광성 부재(20)의 접합 방법은 한정되지 않고, 열 압착이나 표면 활성화 접합법 등을 채용할 수 있지만, 바람직하게는 표면 활성화 접합법을 채용한다. 표면 활성화 접합법에 의해, 발광 소자(10)와 투광성 부재(20)를 견고하게 접합할 수 있다. 표면 활성화 접합법에서는, 스퍼터 에칭에 의해, 제1 영역(11a) 및 제3 영역(20a)이 형성되고, 양자가 일체로 되어 발광 소자(10)와 투광성 부재(20)와의 사이의 왜곡을 흡수하기 위해서라고 생각된다(도 2 참조). 상세한 것은 전술한 바와 같으므로, 여기에서는 생략한다.
여기서, 「표면 활성화 접합법」이란, 발광 소자(10) 및 투광성 부재(20)의 접합면을 이온 빔이나 플라즈마 등으로 스퍼터 에칭을 행하고, 양쪽 접합면을 활성화시킨 후에, 그 접합면에서 발광 소자(10) 및 투광성 부재(20)를 직접 접합하는 것을 말한다(도 3b 및 도 3c 참조). 제1 영역 및 제3 영역은, 표면을 활성화시키기 위한 스퍼터 에칭에 의해 형성된다.
또한, 표면 활성화 접합법에 의해 사파이어(단결정의 산화 알루미늄) 표면에 비정질의 제1 영역 또는 제3 영역을 형성한 경우, 그들 영역은 단결정이 아니기 때문에 정확하게는 사파이어가 아니고 비정질 산화 알루미늄으로 되지만, 본 명세서에서는 단결정이 아닌, 또는 비정질 산화 알루미늄에 대해서도 간단히 「사파이어」라고 한다.
표면 활성화 접합법에 의해, 발광 소자(10)와 투광성 부재(20)를 접합할 경우, 발광 소자(10)는 웨이퍼가 아닌 개별적으로 분단된 것을 사용하는 것이 바람직하다(본 명세서에서는, 개별적으로 분단된 것뿐만 아니라, 웨이퍼 상태인 것도 「발광 소자」로 한다). 즉, 통상, 웨이퍼의 발광 소자에서는 웨이퍼의 위치에 의해 피크 파장이나 출력 등의 특성이 상이하다. 그러나, 웨이퍼를 개별적으로 분단한 발광 소자이면 동일 또는 유사한 특성의 것을 임의로 선택할 수 있으므로 바람직하다.
예를 들어, 첫째로, 1매의 점착 시트에 임의로 선택한 개개의 발광 소자를 배치하고, 둘째로, 점착 시트에 배치된 개개의 발광 소자와 웨이퍼 형상의 투광성 부재를 표면 활성화 접합법에 의해 접합하며(본 명세서에서는, 개별적으로 분단된 것뿐만 아니라, 웨이퍼 상태인 것도 「투광성 부재」로 한다), 세번째로, 점착 시트를 제거하고, 네번째로, 필요에 따라 개개의 발광 장치가 되도록 투광성 부재를 분단할 수 있다. 개별적으로 분단된 발광 소자를 웨이퍼의 투광성 부재에 접합하고, 또한 투광성 부재를 개별적으로 분단함으로써, 보다 용이하게 발광 장치를 후막으로 할 수 있다. 즉, 발광 소자 및 투광성 부재를 개별적으로 분단하기 위해서는 하나의 분단 공정에서의 분단 막 두께를 어느 정도 얇게 할 필요가 있지만, 분단 공정을 따로따로 함으로써, 발광 장치로서 보다 후막으로 할 수 있다.
한편, 투광성 부재로서 사파이어를 사용하여 하나의 분단 공정에서 사파이어만을 분단할 경우, 사파이어의 막 두께를 어느 정도까지 얇게 하지 않으면 개별적으로 분단하는 것은 어렵다. 따라서, 사파이어의 막 두께는 200㎛ 이상 600㎛ 이하, 바람직하게는 300㎛ 이상 500㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 350㎛ 이상 450㎛ 이하로 할 수 있다. 이에 의해, 투광성 부재를 용이하게 분단할 수 있음과 함께, 광의 취출을 향상시키는데 충분한 막 두께로 할 수 있다.
한편, 발광 소자를 가열하면 전극이나 발광층이 열화될 우려가 있지만, 표면 활성화 접합법은 반드시 가열하는 것을 필요로 하지 않는다. 따라서, 발광 소자의 특성을 손상시키지 않고, 발광 소자(10)와 투광성 부재(20)를 접합할 수 있다. 전극의 재료 및 구성이나 반도체 적층부의 재료 및 구성에도 의하지만, 표면 활성화 접합법의 실시 온도의 범위로서는, 바람직하게는 0℃ 이상 300℃ 이하, 더욱 바람직하게는 0℃ 이상 200℃ 이하, 더욱 바람직하게는 0℃ 이상 100℃ 이하, 더욱 바람직하게는 0℃ 이상 50℃ 이하로 할 수 있다. 이에 의해, 발광 소자의 특성을 손상시키지 않고 견고하게 접합할 수 있다.
표면 활성화 접합법을 사용하는 경우, 발광 소자(10) 및 투광성 부재(20)의 접합면은 각각, 표면 거칠기(Ra)를, 바람직하게는 10nm 이하, 더욱 바람직하게는 5nm 이하, 더욱 바람직하게는 1nm 이하로 할 수 있다. 이에 의해, 발광 소자(10) 및 투광성 부재(20)를 용이하고 또한 견고하게 접합할 수 있다.
표면 활성화 접합법을 사용하는 경우, 발광 소자(10)에 있어서의 투광성 부재(20)와 접하는 부위는 사파이어 또는 GaN을 포함하고, 투광성 부재(20)는 사파이어 또는 GaN을 포함하는 것이 바람직하다. 양자는 표면을 평활하게 하기 쉬우므로, 더욱 용이하게 표면 활성화 접합법을 행할 수 있다.
<산업상 이용가능성>
본 발명의 일 실시 형태에 관한 발광 장치는, 예를 들어 조명 장치나 표시 장치 등에 이용할 수 있다.
10: 발광 소자
11: 기판
11a: 제1 영역
11b: 제2 영역
12: 반도체 적층부
13: n전극
14: p전극
14a: 전류 확산부
14b: 패드부
20: 투광성 부재
20a: 제3 영역
20b: 제4 영역

Claims (20)

  1. 투광성 부재와,
    반도체 적층부를 갖는 발광 소자와,
    상기 반도체 적층부에 형성된 전극을 순서대로 갖는 발광 장치로서,
    상기 발광 소자는, 상기 투광성 부재측으로부터 제1 영역과 제2 영역을 갖고,
    상기 투광성 부재는, 상기 발광 소자측으로부터 제3 영역과 제4 영역을 가지며,
    상기 제1 영역은, 상기 제2 영역과 비교하여 원자 배열이 불규칙하고,
    상기 제3 영역은, 상기 제4 영역과 비교하여 원자 배열이 불규칙하고,
    상기 제1 영역과 상기 제3 영역이 직접 접합되어 있고,
    상기 발광 소자에서 투광성 부재와 접하는 부위는 사파이어 또는 GaN으로 이루어지고, 투광성 부재는 사파이어 또는 GaN으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  2. 투광성 부재와,
    기판과 상기 기판에 형성된 반도체 적층부를 갖는 발광 소자와,
    상기 반도체 적층부에 형성된 전극을 순서대로 갖는 발광 장치로서,
    상기 기판은, 상기 투광성 부재측으로부터 제1 영역과 제2 영역을 갖고,
    상기 투광성 부재는, 상기 발광 소자측으로부터 제3 영역과 제4 영역을 가지며,
    상기 제1 영역은, 상기 제2 영역과 비교하여 원자 배열이 불규칙하고,
    상기 제3 영역은, 상기 제4 영역과 비교하여 원자 배열이 불규칙하고,
    상기 제1 영역과 상기 제3 영역이 직접 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자는, 제1 면과 제2 면을 갖는 기판을 포함하고,
    상기 기판은 제1 면측에 상기 제1 영역을 갖고, 상기 제2 면측에 상기 제2 영역을 갖고 이루어지며,
    상기 기판의 제2 면에 상기 반도체 적층부가 형성된 발광 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제3 영역 중 한쪽은 비정질인 발광 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 영역 및 상기 제3 영역은 모두 비정질인 발광 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 영역 및 상기 제3 영역의 두께가, 1nm 이상 20nm 이하인 발광 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 영역 및 상기 제3 영역의 두께가, 2㎚ 이상 10㎚ 이하인 발광 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 소자에서의 상기 투광성 부재와 접하는 부위는, 상기 투광성 부재와 동일 재료인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  9. 반도체 적층부를 갖는 발광 소자를 준비하는 발광 소자 준비 공정과,
    투광성 부재를 준비하는 투광성 부재 준비 공정과,
    상기 발광 소자와 상기 투광성 부재를 직접 접합하는 접합 공정과,
    상기 투광성 부재가 접합되는 측과 반대측에서, 상기 반도체 적층부에 전극을 형성하는 전극 형성 공정을 갖고,
    상기 발광 소자에서 투광성 부재와 접하는 부위는 사파이어 또는 GaN으로 이루어지고, 투광성 부재는 사파이어 또는 GaN으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
  10. 기판과 상기 기판 상에 형성된 반도체 적층부를 갖는 발광 소자를 준비하는 발광 소자 준비 공정과,
    투광성 부재를 준비하는 투광성 부재 준비 공정과,
    상기 발광 소자와 상기 투광성 부재를 직접 접합하는 접합 공정과,
    상기 투광성 부재가 접합되는 측과 반대측에서, 상기 반도체 적층부에 전극을 형성하는 전극 형성 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 발광 소자에서의 상기 투광성 부재와 접하는 부위는, 상기 투광성 부재와 동일 재료인 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 발광 소자에서의 상기 투광성 부재와 접하는 부위는, 상기 투광성 부재와 동일 재료인 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    표면 활성화 접합법에 의해, 상기 발광 소자와 상기 투광성 부재를 접합하는 발광 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 표면 활성화 접합법에 의한 접합 온도를, 0℃ 이상 300℃ 이하의 범위로 설정하는 발광 장치의 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 표면 활성화 접합법에 의한 접합 온도를, 0℃ 이상 200℃ 이하의 범위로 설정하는, 발광 장치의 제조 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 표면 활성화 접합법에 의한 접합 온도를, 0℃ 이상 100℃ 이하의 범위로 설정하는 발광 장치의 제조 방법.
  17. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    표면 활성화 접합법에 의해, 상기 발광 소자와 상기 투광성 부재를 접합하고,
    상기 발광 소자에서 투광성 부재와 접하는 부위는 사파이어 또는 GaN으로 이루어지고, 투광성 부재는 사파이어 또는 GaN으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
  18. 제9항에 있어서,
    상기 발광 소자는, 제1 면과 제2 면을 갖는 기판을 포함하고,
    상기 기판의 제2 면에 상기 반도체 적층부를 형성하고,
    상기 기판의 제1 면과 상기 투광성 부재를 직접 접합하는, 발광 장치의 제조 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
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