KR102553240B1 - 발광 소자 및 발광 장치 - Google Patents

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KR102553240B1
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히로키 후쿠타
구니히토 스기모토
야스히로 미키
고이찌 다께나가
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니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

방열성을 확보하면서, 기판으로의 접합 시에 발생하는 열 응력에 기인하는 절연막 및 전극 등의 파손을 방지할 수 있는 발광 소자 및 발광 장치를 제공한다.
제1 반도체층, 발광층 및 제2 반도체층을 순서대로 갖고, 또한 상기 제2 반도체층측에 상기 제2 반도체층 및 상기 발광층으로부터 상기 제1 반도체층이 노출되는 복수의 노출부가, 제1 방향을 따라서 복수의 열 형상으로 배치되는 반도체 적층체와, 상기 반도체 적층체를 덮고, 복수의 상기 노출부의 상방에 개구부를 갖는 절연막과, 상기 개구부에서 상기 노출부와 접속되고, 또한 일부가 상기 절연막을 개재하여 상기 제2 반도체층 상에 배치된 제1 전극과, 상기 제2 반도체층 상에 접속된 제2 전극과, 상기 제1 전극과 접속되고, 평면으로 보아, 상기 노출부와 이격되고, 상기 노출부의 상기 제1 방향을 따라서 배열되는 열 사이에서 상기 제1 방향으로 긴 형상을 갖는 제1 외부 접속부와, 상기 제2 전극과 접속되는 제2 외부 접속부를 포함하는 발광 소자.

Description

발광 소자 및 발광 장치 {LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHT EMITTING APPARATUS}
본 발명은, 발광 소자 및 발광 장치에 관한 것이다.
종래부터, n형 반도체층과 n형 반도체층의 일부를 노출되도록 적층된 발광층 및 p형 반도체층을 갖는 반도체 구조와, 반도체 구조 상에 마련된 복수의 개구부를 갖는 절연막과, 복수의 개구부 중 발광층 및 p형 반도체층으로부터 노출된 n형 반도체층 상에 마련된 개구부를 관통하여 접속된 n 전극과, 복수의 개구부 중 p형 반도체층 상에 마련된 개구부를 관통하여 접속된 p 전극과, p 전극에 접속된 p측 외부 접속부와, n 전극에 접속된 n측 외부 접속부를 구비하는 발광 소자가 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공표 제2010-525586호).
이러한 발광 소자에서는, 방열성을 확보하기 위해서, n측 외부 접속부 및 p측 외부 접속부는 대면적으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 이들의 외부 전극이, 발광층 및 p형 반도체층으로부터 노출된 n형 반도체층 상에 마련되어 있는 경우, 기판에 접합할 때, 열응력이, n형 반도체층이 노출된 영역 부근에 집중되고, n형 반도체층이 노출된 영역에 형성된 절연막 및 전극이 파손될 우려가 있다.
본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 방열성을 확보하면서, 기판으로의 접합 시에 발생하는 열 응력에 기인하는 절연막 및 전극 등의 파손을 방지할 수 있는 발광 소자 및 발광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는, 이하의 발명을 포함한다.
(1) 제1 반도체층, 발광층 및 제2 반도체층을 순서대로 갖고, 또한 상기 제2 반도체층측에 상기 제2 반도체층 및 상기 발광층으로부터 상기 제1 반도체층이 노출되는 복수의 노출부가, 제1 방향을 따라서 복수의 열 형상으로 배치되는 반도체 적층체와,
상기 반도체 적층체를 덮고, 복수의 상기 노출부의 상방에 개구부를 갖는 절연막과,
상기 개구부에서 상기 노출부와 접속되고, 또한 일부가 상기 절연막을 개재하여 상기 제2 반도체층 상에 배치된 제1 전극과,
상기 제2 반도체층 상에 접속된 제2 전극과,
상기 제1 전극과 접속되고, 평면으로 보아, 상기 노출부와 이격되고, 상기 제1 방향을 따라서 배열되는 상기 노출부의 열 사이에서 상기 제1 방향으로 긴 형상을 갖는 제1 외부 접속부와,
상기 제2 전극과 접속되는 제2 외부 접속부를 포함하는 발광 소자.
(2) 상면에 배선 패턴을 갖는 기판과,
상기 배선 패턴 상에 플립 칩 실장된 상기 발광 소자와,
상기 발광 소자, 상기 외부 접속부 및 상기 기판을 피복하는 피복 부재를 구비하는 발광 장치.
(3) 상면에 배선 패턴을 갖는 기판과,
상기 배선 패턴 상에 플립 칩 실장된 발광 소자와,
상기 발광 소자 및 상기 기판을 피복하는 피복 부재를 구비하는 발광 장치이며,
상기 발광 소자는,
제1 반도체층, 발광층 및 제2 반도체층을 순서대로 갖고, 또한 상기 제2 반도체층측에 상기 제2 반도체층 및 상기 발광층으로부터 상기 제1 반도체층이 노출되는 복수의 노출부가, 제1 방향을 따라서 복수의 열 형상으로 배치되는 반도체 적층체와,
상기 반도체 적층체를 덮고, 복수의 상기 노출부의 상방에 개구부를 갖는 절연막과,
상기 개구부에서 상기 노출부와 접속되고, 또한 일부가 상기 절연막을 개재하여 상기 제2 반도체층 상에 배치된 제1 전극과,
상기 제2 반도체층 상에 접속된 제2 전극을 구비하고,
상기 제1 전극 및 상기 배선 패턴과 접속되고, 평면으로 보아, 상기 노출부와 이격되고, 상기 제1 방향을 따라서 배열되는 상기 노출부의 열 사이에서 상기 제1 방향으로 긴 형상을 갖는 제1 외부 접속부와,
상기 제2 전극 및 상기 배선 패턴과 접속되는 제2 외부 접속부에 의해 배선 패턴 상에 실장되어 있는 발광 장치.
본 발명의 일 실시 형태의 발광 소자 및 발광 장치에 의하면, 방열성을 확보하면서, 기판으로의 접합 시에 발생하는 열 응력에 기인하는 절연막 및 전극 등의 파손을 방지할 수 있다.
도 1a는, 본 개시의 일 실시 형태의 발광 소자를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 1b는, 도 1a에 있어서의 I-I'선 단면도이다.
도 1c는, 도 1a에 있어서의 II-II'선 단면도이다.
도 2a는, 본 개시의 일 실시 형태의 발광 장치를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 2b는, 도 2a의 III-III'선 단면도이다.
도 3은, 본 개시의 다른 실시 형태의 발광 소자를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 4는, 본 개시의 다른 실시 형태의 발광 장치의 단면도이다.
이하의 설명에 있어서 참조하는 도면은, 실시 형태를 개략적으로 나타낸 것이기 때문에, 각 부재의 스케일이나 간격, 위치 관계 등이 과장, 또는, 부재의 일부 도시가 생략되어 있는 경우가 있다. 또한, 평면도와 그 단면도에 있어서, 각 부재의 스케일이나 간격이 일치하지 않는 경우도 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 동일한 명칭 및 부호에 대해서는 원칙으로서 동일하거나 또는 동질의 부재를 나타내고 있고, 상세한 설명을 적절히 생략하기로 한다.
〔발광 소자(10)〕
본 개시의 일 실시 형태에 있어서의 발광 소자(10)는, 도 1a로부터 1c에 도시하는 바와 같이, 제1 반도체층(13n), 발광층(13a) 및 제2 반도체층(13p)을 순서대로 갖고, 또한 제2 반도체층(13p)측에 제2 반도체층(13p) 및 발광층(13a)으로부터 제1 반도체층(13n)이 노출되는 복수의 노출부(13b)가 제1 방향을 따라서 복수의 열 형상으로 배치되는 반도체 적층체(13)와, 반도체 적층체(13)를 덮고, 복수의 노출부(13b)의 상방에 개구부(14a)를 갖는 절연막(14)과, 개구부(14a)에서 노출부(13b)와 접속되고, 또한 일부가 절연막(14)을 개재하여 제2 반도체층(13p) 상에 배치된 제1 전극(11)과, 제2 반도체층(13p) 상에 접속된 제2 전극(12)과, 제1 전극(11)과 접속되고, 평면으로 보아, 노출부(13b)와 이격되고, 제1 방향을 따라서 배열되는 노출부(13b)의 열 사이에서 제1 방향으로 긴 형상을 갖는 제1 외부 접속부(21)와, 제2 전극과 접속되는 제2 외부 접속부(22)를 포함한다. 이러한 발광 소자(10)에 있어서는, 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)과, 제1 외부 접속부(21) 및 제2 외부 접속부(22)가 마련된 면측을 실장면으로 한 플립 칩 실장에 적합한 구조를 갖고 있다. 이때, 실장면과 반대측의 면이 주된 광 취출면이 된다.
본원에 있어서는, 제1 방향을 따라서 배치되는 노출부를 열, 제2 방향을 따라서 배치되는 노출부를 행이라고 칭한다.
발광 소자(10)의 평면 형상은, 예를 들어 대략 직사각형상, 육각형 등의 다각형, 이들의 각에 둥그스름해진 형상, 원형 또는 타원형 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 대략 직사각형이 바람직하다.
(반도체 적층체(13))
발광 소자(10)를 구성하는 반도체 적층체(13)는, 제1 반도체층(13n), 발광층(13a) 및 제2 반도체층(13p)이 이 순서대로 적층되어 구성된다. 이러한 반도체 적층체(13)는, 통상, 절연성의 지지 기판(15) 상에 형성되어 있다. 단, 최종적으로, 발광 소자(10)에 있어서는, 지지 기판(15)이 제거된 것이어도 된다. 발광층(13a)과, 발광층(13a)의 상면에 마련된 제2 반도체층(13p)은, 제1 반도체층(13n)의 상면 중 소정의 영역에 마련되어 있다. 즉, 제1 반도체층(13n) 상의 일부의 영역에는, 제2 반도체층(13p) 및 발광층(13a)이 존재하지 않는다. 이와 같이, 제1 반도체층(13n)이 발광층(13a) 및 제2 반도체층(13p)으로부터 노출되는 영역을 노출부(13b)라고 칭한다. 즉, 반도체 적층체(13)는, 제2 반도체층(13p)의 표면에, 평면으로 보아 서로 이격된 복수의 구멍을 갖고, 구멍의 저면에 제1 반도체층(13n)이 노출되고 있다. 그리고, 구멍의 측면에는 제2 반도체층(13p), 발광층(13a) 및 제1 반도체층(13n)의 일부가 노출되고 있다.
노출부(13b)의 형상, 크기, 위치, 수는, 의도하는 발광 소자의 크기, 형상, 전극 패턴 등에 따라서 적절히 설정할 수 있다.
노출부(13b)의 형상은, 예를 들어 평면으로 보아 원 또는 타원, 삼각형, 사각형, 육각형 등의 다각형 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 원형 또는 원형에 가까운 형상(예를 들어 타원 또는 육각형 이상의 다각형)이 바람직하다. 노출부(13b)의 크기는, 반도체 적층체의 크기, 요구되는 발광 소자의 출력, 휘도 등에 따라서 적절히 조정할 수 있고, 예를 들어 직경이 몇십 ㎛ 내지 몇백 ㎛ 정도의 크기인 것이 바람직하다. 별도의 관점에서, 직경이 반도체 적층체의 1변의 1/20 내지 1/5 정도의 크기인 것이 바람직하다. 노출부(13b)는, 하나의 발광 소자에 있어서 규칙적으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제1 방향을 따라서 복수 열 배치되어 있는 것이 바람직하다. 여기에서의 제1 방향이란, 예를 들어 반도체 적층체(13) 또는 발광 소자(10)의 1변에 평행한 일방향을 가리킨다. 예를 들어, 제1 방향을 따라서 몇 열 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 노출부(13b)는 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로도 몇 행 이상 배치되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2 방향에 몇 행 내지 십몇 행 배치되어 있는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 제1 방향을 따라서 열 형상으로 배치하는 노출부(13b)는 서로 인접하도록 3열 이상 배치되어 있는 것이 보다 바람직하다. 제2 방향으로 배열되는 노출부(13b)의 수는, 제1 방향으로 배열되는 노출부(13b)의 수보다도 적은 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 열 형상으로 배치되는 노출부(13b)의 제2 방향을 따른 열의 수는, 하나의 열 내에 배치되는 노출부(13b)의 수보다도 적은 것이 바람직하다. 이에 의해, 후술하는 제1 외부 접속부를, 제1 방향을 따라서 배열되는 노출부의 열 사이에 의해 큰 면적으로 형성할 수 있다.
복수의 노출부(13b)의 평면으로 본 형상은, 모두가 대략 동일한 형상, 대략 동일한 크기여도 되고, 각각 또는 일부가 다른 형상, 크기여도 된다. 노출부(13b)는 발광층을 갖지 않는 영역이기 때문에, 동일 정도의 크기의 복수의 노출부를 규칙적으로 정렬하여 배치함으로써, 발광 면적 및 전류의 공급량의 치우침을 억제할 수 있다. 그 결과, 발광 소자 전체로서, 휘도 불균일을 억제할 수 있다.
노출부(13b)는 반도체 적층체(13)의 외측 모서리보다도 내측에 복수 형성되어 있는 것이 바람직하고, 반도체 적층체(13)의 외측 모서리 내측에 배치되는 것의 합계 면적이, 반도체 적층체(13)의 평면적의 30％ 이하, 25％ 이하, 20％ 이하, 18％ 이하, 15％ 이하가 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써, 제1 반도체층(13n) 및 제2 반도체층(13p)으로의 전류 공급의 밸런스를 도모할 수 있고, 공급되는 전력의 치우침에 의한 휘도 불균일을 억제할 수 있다.
노출부(13b)는 규칙적으로 배치하고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광 소자의 휘도 불균일을 억제하고, 균일하게 광 취출할 수 있다. 구체적으로는, 노출부(13b)는 상면에서 보아 대략 원 형상이며, 그 크기는, 예를 들어 직경 몇십 ㎛ 내지 몇백 ㎛이며, 상면측에 일정한 간격으로 정렬하여 배치되어 있는 것이 바람직하다.
반도체 적층체(13)는, 예를 들어 III-V족 화합물 반도체, II-VI족 화합물 반도체 등, 여러 가지 반도체를 들 수 있다. 구체적으로는, InXAlYGa1 -X- YN(0≤X, 0≤Y, X+Y≤1) 등의 질화물계의 반도체 재료를 들 수 있고, InN, AlN, GaN, InGaN, AlGaN, InGaAlN 등을 사용할 수 있다. 각 층의 막 두께 및 층 구조는, 당해 분야에서 공지된 것을 이용할 수 있다.
(절연막(14))
절연막(14)은, 반도체 적층체(13)의 상면 및 측면을 피복함과 함께, 노출부(13b)의 상방에 개구부(14a)를, 제2 반도체층(13p)의 상방에 개구부(14b)를 갖는다. 절연막(14)이 반도체 적층체(13)을 피복하고, 또한 노출부(13b)의 상방에 개구부(14a)를 가짐으로써, 제2 반도체층(13p)의 상면을 덮는 절연막(14)의 상면의 넓은 범위에 제1 전극(11)을 형성할 수 있다.
절연막(14)은, 당해 분야에서 공지된 재료에 의해, 전기적인 절연성을 확보할 수 있는 재료 및 두께로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 절연막(14)은 금속 산화물 및 금속 질화물 등, 예를 들어 Si, Ti, Zr, Nb, Ta, Al로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 산화물 또는 질화물에 의해 형성할 수 있다.
(제1 전극(11) 및 제2 전극(12))
제1 전극(11) 및 제2 전극(12)은, 반도체 적층체(13)의 상면측(즉, 성장 기판과는 반대측, 제2 반도체층측)에 배치되어 있다.
제1 전극(11)은, 노출부(13b)의 상방에 있어서의 절연막(14)의 개구부(14a)에서, 노출부(13b)와 접속하고 있다. 이 경우, 제1 전극(11)은 복수의 노출부(13b)를 덮도록 접속되는 것이 바람직하고, 모든 노출부(13b)가 제1 전극(11)에 덮여, 일체적으로 접속되는 것이 보다 바람직하다. 따라서, 제1 전극은, 제1 반도체층(13n) 상뿐만 아니라, 제2 반도체층(13p) 상방에도 배치된다. 즉, 제1 전극(11)은 절연막(14)을 개재하여, 노출부(13b)를 형성하는 구멍의 측면(즉 발광층(13a) 및 제2 반도체층(13p)의 측면) 및 제2 반도체층(13p) 상에 배치된다.
제2 전극(12)은 제2 반도체층(13p)의 상방에 있는 절연막(14)의 개구부(14b)를 관통해서, 제2 반도체층(13p) 상에 배치되고, 또한 제2 반도체층(13p)과 접속되어 있다.
제1 전극(11) 및 제2 전극(12)은, 제1 반도체층(13n) 및 제2 반도체층(13p)과, 각각 직접 접촉하고 있지 않고, 후술하는 광 반사성 전극 등의 도전성 부재를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있어도 된다.
제1 전극(11) 및 제2 전극(12)은, 예를 들어 Au, Pt, Pd, Rh, Ni, W, Mo, Cr, Ti, Al, Cu 등의 금속 또는 이들의 합금의 단층막 또는 적층막에 의해 형성할 수 있다. 구체적으로는, 이들 전극은, 반도체층측으로부터 Ti/Rh/Au, Ti/Pt/Au, W/Pt/Au, Rh/Pt/Au, Ni/Pt/Au, Al-Cu 합금/Ti/Pt/Au, Al-Si-Cu 합금/Ti/Pt/Au, Ti/Rh 등의 적층막에 의해 형성할 수 있다. 막 두께는, 당해 분야에서 사용되는 막의 막 두께 어느 것이어도 된다.
제1 전극(11) 및 제2 전극(12)의 평면으로 본 형상은, 반도체 적층체의 평면으로 본 형상이 직사각형인 경우, 마찬가지로 그 외측 모서리 형상이 직사각형 또는 대략 직사각형인 것이 바람직하다. 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)은 평면으로 보아, 하나의 반도체 적층체에 있어서, 일방향으로 병행하여 교대로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 평면으로 보아, 제1 전극이 제2 전극을 사이에 두도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
(광 반사성 전극)
발광 소자(10)는, 제1 전극 및/또는 제2 전극과 제2 반도체층 사이에 개재하는 광 반사성 전극(16)을 갖는다.
광 반사성 전극(16)으로서는, 은, 알루미늄 또는 이들 중 어느 하나의 금속을 주성분으로 하는 합금을 사용할 수 있고, 특히 발광층에서 발해지는 광에 대하여 높은 광 반사성을 갖는 은 또는 은 합금이 보다 바람직하다. 광 반사성 전극(16)은, 발광층에서 출사되는 광을 효과적으로 반사할 수 있는 두께를 갖는 것이 바람직하고, 예를 들어 20nm 내지 1㎛ 정도를 들 수 있다. 광 반사성 전극과 제2 반도체층의 접촉 면적은 클수록 바람직하고, 이로 인해, 광 반사성 전극(16)은 제1 전극(11)과 제2 반도체층(13p) 사이에도 배치되는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 광 반사성 전극(16)의 총 평면적은, 반도체 적층체의 평면적의 50％ 이상, 60％ 이상, 70％ 이상을 들 수 있다.
광 반사성 전극(16)이 은을 포함하는 경우에는, 은의 마이그레이션을 방지하기 위해서, 그 상면, 바람직하게는 상면 및 측면을 피복하는 보호층(17)을 마련해도 된다. 보호층(17)으로서는, 통상, 전극 재료로서 사용되고 있는 금속 및 합금 등의 도전성 부재에 의해 형성해도 되고, 절연성 부재를 사용해서 형성해도 된다. 도전성 부재로서는 알루미늄, 구리, 니켈 등의 금속을 함유하는 단층 또는 적층층을 들 수 있다. 절연성 부재로서는, 상술한 절연막(14)과 동일한 재료를 들 수 있지만, 그 중에서도 SiN을 사용하는 것이 바람직하다. SiN은 막이 치밀하기 때문에, 수분의 침입을 억제하는 재료로서 우수하다. 보호층(17)의 두께는, 효과적으로 은의 마이그레이션을 방지하기 위해서, 몇백 nm 내지 수 ㎛ 정도를 들 수 있다. 보호층(17)을 절연성 부재로 형성하는 경우, 보호층(17)이 광 반사성 전극의 상방에 개구를 가짐으로써 광 반사성 전극과 제2 전극을 전기적으로 접속할 수 있다. 또한, 발광 소자(10)가 제2 반도체층(13p) 상에 광 반사성 전극(16) 및 보호층(17)을 갖는 경우, 반도체 적층체(13)을 덮는 절연막(14)은 광 반사성 전극(16) 및 보호층(17)을 덮으며, 또한, 제2 전극(12)의 바로 아래 영역에 개구를 갖고, 이에 의해 제2 전극(12)과 광 반사성 전극(16)이 전기적으로 접속된다.
(제1 외부 접속부(21) 및 제2 외부 접속부(22))
제1 외부 접속부(21) 및 제2 외부 접속부(22)는, 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)과 전기적으로 접속되고, 외부와 접속하기 위하여 마련된다.
제1 외부 접속부(21)는, 제1 전극(11) 상에 마련된다. 제1 외부 접속부(21)는 제2 반도체층(13p)의 상방에 있어서, 절연막(14)의 상면에 마련된 제1 전극(11) 상에 마련됨과 함께, 평면으로 보아, 노출부(13b)와는 이격되어 배치되어 있다. 제1 외부 접속부(21)는, 제1 방향을 따라서 배열되는 노출부(13b)의 열 사이에 있어서, 제1 방향을 따라서 배치되어 있다. 제1 외부 접속부(21)는 제1 방향으로 긴 형상을 갖는다. 제1 외부 접속부(21)의 제1 방향에 있어서의 길이는, 반도체 적층체(13)의 제1 방향 길이보다도 약간 짧은 정도이다. 구체적으로는 반도체 적층체(13)의 제1 방향 길이의 85％ 내지 95％의 길이를 들 수 있다. 제1 외부 접속부(21)는, 제1 방향을 따라서 배열되는 노출부(13b)의 열 사이마다 하나씩 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 제1 외부 접속부(21)는 평면으로 보아 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연신되는 복수의 볼록부(21a)를 갖는다. 볼록부(21a)는, 제1 방향에 인접하는 노출부(13b) 사이로 연신되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 외부 접속부(21)의 평면으로 본 형상을 보다 큰 것으로 할 수 있다. 볼록부(21a)가 제1 방향으로 인접하는 노출부(13b) 사이에 연신되는 경우, 볼록부(21a)의 단부는 노출부(13b) 사이에 배치되어 있어도 되고, 노출부(13b)를 초과한 위치에 배치되어 있어도 된다. 특히, 제2 방향에 있어서 발광 소자의 외측 모서리에 근접하는 노출부(13b) 사이에서는, 볼록부(21a)는 노출부(13b)를 넘어서 연신되고, 볼록부(21a)의 단부가 노출부(13b)보다도 발광 소자의 외측 모서리에 가까운 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 제1 외부 접속부(21)의 볼록부(21a)는 발광 소자의 외측 모서리에 인접하는 노출부(13b)에 대하여 노출부(13b)의 외측 모서리측의 단부보다도 발광 소자의 외측 모서리에 가까운 단부를 갖는 것이 바람직하다. 볼록부(21a)의 폭(즉 제1 방향에 있어서의 길이)은 노출부(13b) 사이에 있어서, 노출부(13b)에 근접하고, 또한, 전기적인 단락을 발생시키지 않을 정도로 설정된다. 볼록부(21a)는 하나의 제1 외부 접속부(21)에 있어서 복수 배치되고, 그것들은 일부 또는 모두가 다른 크기 및 형상이어도 되지만, 적어도 동일한 방향으로 연장되는 모서리에 있어서는, 동일한 것이 바람직하다.
제1 외부 접속부는, 발광 소자의 외측 모서리에 인접하는 노출부에 대하여 이들 노출부의 단부보다도 외측 모서리에 가까운 단부를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 볼록부(21a)는 제1 방향으로 열 형상으로 배치되는 노출부의, 반도체 적층체(13)의 외측 모서리에 가장 가까이에 배열되는 노출부 사이에 있어서는, 노출부를 넘어서 연신되는 것이 바람직하다.
또한, 노출부가 제1 방향을 따라서 3열 이상의 열 형상으로 배치되는 경우, 발광 소자는 복수의 제1 외부 접속부를 갖고, 복수의 제1 외부 접속부는 각 열 사이에 하나씩 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 각 열 사이로 연장되는 2개 이상의 제1 외부 접속부는, 서로 열 형상으로 배치되는 노출부(13b)를 사이에 두고 이격되어 배치되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 각각의 제1 외부 접속부가, 제1 외부 접속부를 따라 인접하는 노출부 사이로 연신되는 볼록부(21a)를 구비함으로써, 제1 외부 접속부의 면적을 보다 크게 형성할 수 있다.
이렇게 제1 방향을 따라서 형성되는 제1 외부 접속부(21)가, 평면으로 보아 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연신되는 볼록부(21a)를 가짐으로써, 반도체 적층체(13) 상에 노출부(13b)를 피하여 제1 외부 전극을 보다 대면적으로 배치할 수 있다. 평면으로 보아, 제1 외부 접속부(21)와 노출부(13b)가 겹치지 않기 때문에, 후술하는 발광 소자의 기판(23)으로의 접합 시에, 접합 시의 응력에 의한 노출부(13b) 근방의 절연막 및 전극의 파손을 회피할 수 있다. 또한, 제1 외부 접속부(21)를 발광 소자의 일면에 있어서 대면적으로 배치할 수 있기 때문에, 방열성을 보다 한층 확보하는 것이 가능하게 된다. 또한, 상술한 바와 같이, 제1 방향으로 긴 형상을 갖는 2개 이상의 제1 외부 접속부가, 열 형상으로 배치되는 노출부(13b)를 사이에 두고 이격되어 배치됨으로써, 발광 소자(10)와 기판(23) 사이에 후술하는 피복 부재(27)를 형성할 때에, 피복 부재를 형성하는 미경화의 수지 재료가 유동하기 쉬워진다. 이에 의해, 발광 소자(10)의 바로 아래에 있어서의 보이드 등의 발생을 억제할 수 있다. 즉, 제1 외부 접속부가, 제1 방향으로 복수의 열 형상으로 배치된 노출부(13b)의 열 사이에서 제1 방향으로 긴 형상을 가짐으로써, 피복 부재를 형성하는 미경화의 수지 재료가 기판(23) 상에서 제1 외부 접속부를 따라, 노출부(13b)의 바로 아래에서 제1 방향으로 유동하기 쉬워진다. 이에 의해, 노출부(13b)를 형성하는 구멍의 내부에도 수지 재료가 배치되기 쉬워지고, 노출부(13b) 바로 아래(즉 노출부를 형성하는 구멍의 내부)에 있어서의 보이드의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 제1 외부 접속부(21)는, 평면으로 보아 제1 방향으로 연신되는 복수의 볼록부(21b)를 갖고 있어도 된다.
제1 외부 접속부가, 노출부를 사이에 두고 인접하는 경우, 제1 외부 접속부 사이의 가장 가까운 거리는, 예를 들어 반도체 적층체(13)의 길이의 0.1 내지 2％의 길이를 들 수 있다.
제2 외부 접속부는, 제2 전극과 접속된다. 제2 외부 접속부(22)는, 예를 들어 제1 방향으로 긴 형상이고, 제1 방향에 있어서 제1 외부 접속부(21)와 동등한 길이를 갖고, 제2 방향에 있어서 반도체 적층체(13)의 길이의 5 내지 20％의 길이를 들 수 있다.
제2 외부 접속부(22)는, 예를 들어 상기 제1 방향을 따라서 연장되는 제1 외부 접속부 사이에 끼워져서 배치되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 평면으로 보아, 제2 외부 접속부는 제1 방향으로 긴 형상이고, 제1 외부 접속부(21)는 제2 외부 접속부(22)를 사이에 두고 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 제1 외부 접속부(21)는, 제2 외부 접속부(22)의 제1 방향 중심선에 대하여 선 대칭으로 배치되어 있는 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 발광 소자(10)를 기판(23) 상에 플립 칩 실장할 때에 제1 외부 접속부(21) 및 제2 외부 접속부(22)에 가하는 응력의 치우침을 적게 할 수 있다. 이에 의해, 접합 정밀도가 안정된다. 또한, 상술한 피복 부재를 형성하는 미경화의 수지 재료의 유동성에도 기여할 수 있다. 이에 의해, 열 응력의 저감을 도모할 수 있다.
제1 외부 접속부(21) 및 제2 외부 접속부는, 각각 당해 분야에서 공지된 방법으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 도금법, 스퍼터링법, 증착법 등을 들 수 있다.
예를 들어, 제1 외부 접속부(21) 및 제2 외부 접속부(22)를 도금법으로 형성하는 경우, Al, Ag, Al 합금 및 Ag 합금, Cu, Au, Ni 등의 금속의 단층 또는 적층 구조를 사용할 수 있다. 제1 외부 접속부(21) 및 제2 외부 접속부(22)는, 부식 방지 및 Au-Sn 공정 땜납 등의 Au 합금계의 접착 부재를 사용한 기판(23)과의 접합성을 높이기 위해서, 적어도 최상층을 Au로 형성하는 것이 바람직하다.
〔발광 소자(30)〕
이 실시 형태에 있어서의 발광 소자(30)는 도 3에 도시한 바와 같이, 반도체 적층체(33)에 배치된 노출부(33b)의 수와 크기가 상이하고, 제1 외부 접속부(41)의 배치 및 형상이 다른 것 이외에는 실질적으로 발광 소자(10)와 동일한 구성을 갖는다. 여기서 노출부의 크기가 상이하다란, 실제의 평면적이 상이한 것에 추가로, 반도체 적층체(33)의 평면적에 대한 노출부의 평면적 비가 상이한 것도 포함한다.
또한, 이 발광 소자(30)에서는, 상술한 노출부(33b)와 제1 외부 접속부(41)의 배치의 설명을 위해서, 제1 방향과 제2 방향을, 발광 소자(10)에서의 제1 방향과 제2 방향에 반대로 설정하고 있다.
(노출부(33b))
발광 소자(30)에서는, 노출부(33b)는 제1 방향을 따라서 복수 열 배치되고, 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로도 복수행 배치되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 3에 있어서는, 제1 방향을 따라서 열 형상으로 배치하는 노출부(33b)는 제2 전극을 사이에 두고, 서로 인접하도록 4열씩 배치되고, 제2 방향으로 배열되는 노출부(33b)의 수는, 서로 인접하도록 8행 배치되어 있다. 즉, 제2 방향으로 연속하여 배열되는 노출부(13b)의 수는, 제1 방향으로 연속하여 배열되는 노출부(13b)의 수보다도 많다. 바꾸어 말하면, 열 형상으로 배치되는 노출부(33b)가 제2 방향을 따라서 배열되는 수는, 하나의 열 내에 배치되는 노출부(13b)의 수보다도 많은 것이 바람직하다. 이에 의해, 후술하는 제1 외부 접속부를, 제2 방향을 따라서 배열되는 노출부의 열 사이에 보다 큰 면적으로 형성할 수 있다.
(제1 외부 접속부(41) 및 제2 외부 접속부(42))
제1 외부 접속부(41)는 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 방향을 따라서 배열되는 노출부(33b)의 열 사이에 있어서, 제1 방향을 따라서 배치되어 있다. 제1 외부 접속부(41)는, 제1 방향으로 긴 형상을 갖는다. 제1 외부 접속부(41)의 제1 방향에 있어서의 길이는, 반도체 적층체(13)의 제1 방향 길이의 1/2보다도 짧다. 구체적으로는 반도체 적층체(33)의 제1 방향 길이의 (85％ 내지 95％)/2의 길이를 들 수 있다. 제1 외부 접속부(41)는 제1 방향을 따라서 배열되는 노출부(13b)의 열 사이마다 하나씩 배치되는 것이 바람직하다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1 외부 접속부(41)는 평면으로 보아, 발광 소자의 외측 모서리에 인접하는 노출부(33b)와 발광 소자의 외측 모서리 사이에도 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 노출부가 제1 방향을 따라서 3열 이상의 열 형상으로 배치되는 경우, 발광 소자는 복수의 제1 외부 접속부를 갖고, 복수의 제1 외부 접속부는 각 열 사이에 하나씩 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 각 열 사이로 연장되는 2개 이상의 제1 외부 접속부는, 서로, 열 형상으로 배치되는 노출부(33b)를 사이에 두고 이격되어 배치되어 있는 것이 바람직하다.
제1 외부 접속부가, 노출부를 사이에 두고 인접하는 경우, 제1 외부 접속부 사이의 가장 가까운 거리는, 예를 들어 반도체 적층체(33)의 길이의 0.1 내지 2％의 길이를 들 수 있다.
제2 외부 접속부(42)는, 예를 들어 상기 제1 방향을 따라서 연장되는 제1 외부 접속부 사이에 끼워져서 배치되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 평면으로 보아, 제2 외부 접속부는 제2 방향으로 긴 형상이고, 제1 외부 접속부(41)는 제2 외부 접속부(42)를 사이에 두고 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 제1 외부 접속부(41)는, 제2 외부 접속부(42)의 제2 방향의 중심선에 대하여 선 대칭으로 배치되어 있는 것이 보다 바람직하다.
제1 외부 접속부(21) 및 제2 외부 접속부(22)의 두께는, 예를 들어 5 내지 20㎛를 들 수 있다.
〔발광 장치〕
본 개시의 일 실시 형태에 있어서의 발광 장치(20)는, 도 2a 및 2b에 도시하는 바와 같이, 상면에 배선 패턴을 갖는 기판(23)과, 상술한 발광 소자(10)와, 피복 부재(27)를 구비한다.
(기판(23))
기판(23)은 상면에 배선 패턴(24, 25)을 갖고, 배선 패턴(24, 25) 상에 발광 소자(10)가, 플립 칩 실장되어 있다.
기판의 재료로서는, 예를 들어 유리 에폭시, 수지, 세라믹스 등의 절연성 부재, 표면에 절연성 부재를 형성한 금속 부재 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 기판의 재료는, 내열성 및 내후성이 높은 세라믹스를 이용한 것이 바람직하다. 세라믹스 재료로서는, 알루미나, 질화알루미늄 등을 들 수 있다.
배선 패턴(24, 25)은, 발광 소자에 전류를 공급할 수 있는 것이면 되고, 당해 분야에서 통상 사용되고 있는 재료, 두께, 형상 등으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 배선 패턴(24, 25)은, 예를 들어 구리, 알루미늄, 금, 은, 플라티나, 티타늄, 텅스텐, 팔라듐, 철, 니켈 등의 금속 또는 이들을 포함하는 합금 등에 의해 형성할 수 있다. 특히, 기판의 상면에 형성되는 배선 패턴은, 발광 소자(10)로부터의 광을 효율적으로 취출하기 위해서, 그 최표면이 은 또는 금 등의 반사율이 높은 재료로 덮여 있는 것이 바람직하다. 배선 패턴은, 전해 도금, 무전해 도금, 증착, 스퍼터 등에 의해 형성된다. 예를 들어, 발광 소자(10)의 전극으로서 배선 패턴에 접속되는 제1 외부 접속부(21) 및 제2 외부 접속부(22)의 최표면이 금에 의해 형성되어 있는 경우, 배선 패턴의 최표면도 Au로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광 소자(10)와 기판(23)의 접합성을 향상시킬 수 있다.
배선 패턴(24, 25)은, 기판(23)의 상면에 정부의 패턴을 갖고 있는 것이 바람직하다. 이러한 배선 패턴에 의해, 발광 소자(10)를 플립 칩 실장에 의해 접속할 수 있다. 제1 외부 접속부(21) 및 제2 외부 접속부(22)가 형성된 면을 하면으로 하여 기판(23) 상에 플립 칩 실장하는 경우, 하면과 반대측의 상면이 발광 소자(10)의 주된 광 취출면이 된다. 배선 패턴(24, 25)은, 기판(23)의 상면뿐만 아니라, 내부 및/또는 하면에 배치되어 있어도 된다.
발광 소자(10)에 있어서의 제1 외부 접속부(21) 및 제2 외부 접속부(22)와, 배선 패턴(24, 25)의 접합은, 예를 들어 초음파 접합법을 사용하여 접합할 수 있다. 또한, 접합 부재로서, 금, 은, 구리 등의 범프, 은, 금, 구리, 플라티나, 알루미늄, 팔라듐 등의 금속 분말과 수지 바인더를 포함하는 금속 페이스트, 주석-비스무트계, 주석-구리계, 주석-은계, 금-주석계 등의 땜납, 저융점 금속 등의 납재 등을 사용해도 된다.
(피복 부재(27))
피복 부재(27)는 발광 소자(10)의 측면, 발광 소자(10)와 기판(23) 사이, 기판(23)의 상면, 제1 외부 접속부(21) 및 제2 외부 접속부(22)의 측면을 피복한다. 피복 부재는, 발광 소자의 하면에 있어서, 노출부의 바로 아래에도 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 후술하는 바와 같이, 발광 장치(20)가 발광 소자의 상면에 투광 부재(28)를 갖는 경우에는, 피복 부재(27)는 투광 부재(28)의 측면도 피복하는 것이 바람직하다.
피복 부재(27)는 광 반사성, 투광성, 차광성 등을 갖는 수지, 이들 수지에 광 반사성 물질, 형광체, 확산재, 착색제 등을 함유시킨 수지 등에 의해 형성할 수 있다. 그 중에서도, 피복 부재는, 광 반사성 및/또는 차광성을 갖는 것이 바람직하다. 피복 부재를 구성하는 수지, 광 반사성 물질 등은, 당해 분야에서 통상 사용되고 있는 것의 어느 것도 이용할 수 있다. 예를 들어, 수지로서는 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 아크릴 수지의 1종 이상을 포함하는 수지 또는 하이브리드 수지 등을 들 수 있다. 광 반사성 물질로서는, 산화티타늄, 산화규소, 산화지르코늄, 티타늄산칼륨, 알루미나, 질화알루미늄, 질화붕소, 멀라이트 등을 들 수 있다.
피복 부재(27)를 구성하는 재료는, 발광 소자(10)와 기판(23) 사이에 들어가기 쉽고, 보이드의 발생을 방지하기 쉽다고 하는 관점에서, 유동성이 높고, 열 또는 광의 조사에 의해 경화되는 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 재료는, 예를 들어 0.5Pa·s 내지 30Pa·s의 점도에서의 유동성을 나타내는 것을 들 수 있다. 또한, 피복 부재(27)를 구성하는 재료에 있어서의 광 반사성 물질 등의 함유량 등에 의해 광의 반사량, 투과량 등을 변동시킬 수 있다. 피복 부재(27)는, 예를 들어 광 반사성 물질을 20중량％ 이상 함유하는 것이 바람직하다.
피복 부재(27)는, 예를 들어 사출 성형, 포팅 성형, 수지 인쇄법, 트랜스퍼 몰드법, 압축 성형 등으로 성형할 수 있다.
(투광 부재(28))
발광 장치(20)는 발광 소자(10)의 상면에 투광 부재(28)를 갖는 것이 바람직하다. 투광 부재(28)는 발광 소자의 광 취출면을 피복하고, 발광 소자로부터 출사되는 광의 50％ 이상 또는 60％ 이상, 바람직하게는 70％ 이상을 투과시켜, 외부로 방출하는 것이 가능한 부재이다. 투광 부재는, 광 확산재, 발광 소자(10)로부터 출사되는 광의 적어도 일부를 파장 변환 가능한 형광체를 함유할 수 있다. 투광 부재(28)의 하면 외측 모서리는, 발광 소자의 상면 외측 모서리와 일치하거나, 상면 외측 모서리보다 내측 또는 외측의 어느 쪽에만 위치하는 것이 바람직하다. 투광 부재(28)는 판상인 것이 바람직하고, 투광 부재의 두께는, 예를 들어 50㎛ 내지 300㎛를 들 수 있다.
투광 부재는, 예를 들어 수지, 유리, 무기물 등에 의해 형성할 수 있다. 또한, 형광체를 함유하는 투광 부재는, 형광체의 소결체, 수지, 유리 또는 다른 무기물에 형광체를 함유시킨 것 등을 들 수 있다. 또한, 평판 형상의 수지, 유리, 무기물 등의 성형체의 표면에 형광체를 함유하는 수지층을 형성한 것이어도 된다. 투광 부재는, 투명도가 높을수록, 피복 부재와의 계면에 있어서 광을 반사시키기 쉽기 때문에, 휘도를 향상시키는 것이 가능하게 된다.
투광 부재에 함유시키는 형광체로서는, 예를 들어 발광 소자(10)로서, 청색 발광 소자 또는 자외선 발광 소자를 사용하는 경우에는, 세륨으로 부활된 이트륨·알루미늄·가닛계 형광체(YAG: Ce), 세륨으로 부활된 루테튬·알루미늄·가닛계 형광체(LAG: Ce), 유로퓸 및/또는 크롬으로 부활된 질소 함유 알루미노 규산 칼슘계 형광체(CaO-Al2O3-SiO2: Eu), 유로퓸으로 부활된 실리케이트계 형광체(예를 들어 (Sr,Ba)2SiO4: Eu), β 사이알론계 형광체(예를 들어 Si6 - zAlzOzN8 -z: Eu(0<Z<4.2)), CASN계 형광체, SCASN계 형광체 등의 질화물계 형광체, KSF계 형광체(K2SiF6: Mn), 황화물계 형광체, 양자 도트 형광체 등을 들 수 있다. 이들의 형광체와, 청색 발광 소자 또는 자외선 발광 소자와의 조합에 의해, 원하는 발광색의 발광 장치(예를 들어 백색계의 발광 장치)를 얻을 수 있다. 이러한 형광체를 투광 부재에 함유시키는 경우, 형광체의 농도는, 예를 들어 5％ 내지 50％ 정도로 하는 것이 바람직하다.
투광 부재는, 발광 소자의 광 취출면을 피복하도록 접합되어 있다. 투광 부재와 발광 소자의 접합은, 접착재를 개재하여 또는 개재하지 않고 접합할 수 있다. 접착재는, 예를 들어 에폭시 또는 실리콘 등의 수지 재료를 사용한 것을 이용할 수 있다. 투광 부재와 발광 소자의 접합에는 압착, 소결, 표면 활성화 접합, 원자 확산 접합, 수산기 접합에 의한 직접 접합법을 사용해도 된다.
발광 장치(20)는 임의로, 보호 소자(26) 등의 다른 소자 또는 전자 부품 등을 갖고 있어도 된다. 이들 소자 및 전자 부품은, 피복 부재(27) 내에 매설되어 있는 것이 바람직하다.
실시 형태 1
이 실시 형태 1의 발광 소자(10)는, 도 1a 내지 1c에 도시하는 바와 같이, 반도체 적층체(13)와, 절연막(14)과, 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)과, 제1 외부 접속부(21) 및 제2 외부 접속부(22)를 포함한다.
반도체 적층체(13)는 사파이어를 포함하고, 표면에 요철을 갖는 지지 기판(15) 상에, 제1 반도체층(13n), 발광층(13a) 및 제2 반도체층(13p)이 이 순서대로 적층되어 구성되어 있다. 반도체 적층체(13)의 평면으로 본 형상은 대략 정사각 형상이고, 1변의 길이는 1.0mm 정도이다.
제2 반도체층(13p)측에는, 제2 반도체층(13p) 및 발광층(13a)으로부터, 제1 반도체층(13n)이 노출되는 복수의 노출부(13b)가 형성되어 있다. 노출부(13b)는 행렬 형상으로 배치되어 있다. 구체적으로는, 노출부(13b)는 제1 방향을 따라서 7개씩의 열 형상으로 배치되고, 제1 방향에 직교하는 제2 방향을 따라, 2군으로 나뉘어서 반도체 적층체의 양측에 3개씩의 행 형상으로 배열되어 있다. 노출부(13b)는 평면으로 보아, 직경 약 36㎛ 정도의 원형이고, 그 인접하는 원의 중심 간의 거리는, 제1 방향 및 제2 방향으로 각각 130㎛ 정도이다.
반도체 적층체(13)는 SiO2를 포함하는 절연막(14)에 피복되어 있다. 절연막(14)은 적어도 복수의 노출부(13b)의 상방 및 제2 반도체층의 제2 전극(12)과 접속되는 부위의 상방에, 각각 개구부(14a, 14b)를 갖는다.
발광 소자(10)는 제1 전극 및/또는 제2 전극과 제2 반도체층 사이에 개재하는 광 반사성 전극(16)을 갖는다.
또한, 제2 반도체층(13p)과 제1 전극 및/또는 제2 전극 사이에는, 은을 포함하는 광 반사성 전극(16)이, 대략 전체면에 배치되어 있고, 광 반사성 전극(16)은 그 상면 및 측면이 보호층(17)에 의해 피복되어 있다.
반도체 적층체(13)의 대략 중앙에는, 광 반사성 전극(16)을 개재하여, 제2 반도체층(13p)에 접속하는 제2 전극(12)이 형성되어 있다. 제2 전극(12)의 평면으로 본 형상은 제1 방향으로 긴 형상으로, 860×140㎛ 정도의 크기로 형성되어 있다.
또한, 평면으로 보아 제2 전극(12)을 사이에 두도록 제1 전극(11)이 형성되어 있다. 제1 전극(11)은 절연막(14)의 개구부(14a)에서 노출부(13b)와 접속되고, 또한, 절연막(14)을 개재하여 제2 반도체층(13p) 상에 형성되어 있다.
제2 전극(12) 상에는, 이 제2 전극(12)보다도 약간 작은 평면적을 갖고, 제2 전극(12)과 접속되는 제2 외부 접속부(22)가, 제1 방향으로 긴 형상으로 배치되어 있다. 제2 외부 접속부(22)는, 840×120㎛ 정도의 크기로 형성되어 있다.
제2 외부 접속부(22)의 양측에는, 제1 외부 접속부(21)가 각각 2개, 합계 4개 배치되어 있다. 제1 외부 접속부(21)는 제1 전극(11)과 접속되어 있고, 평면으로 보아, 노출부(13b)와 이격되고, 제1 방향을 따라서 배열되는 노출부(13b)의 열 사이에서, 제1 방향으로 긴 형상을 갖는다. 제1 외부 접속부(21)의 제1 방향에 있어서의 전체 길이는, 900㎛ 정도이다.
제1 외부 접속부(21)는 각각, 평면으로 보아 제2 방향으로 연신되는 복수의 볼록부(21a)를 갖는다.
즉, 제1 외부 접속부(21)는, 제1 방향에 인접하는 노출부(13b) 사이에 있어서, 반도체층을 종단하도록 연신되는 동시에, 제2 방향에 인접하는 노출부(13b) 사이로 연신되는 볼록부(21a)를 갖는다.
볼록부(21a)는 이격되어 배치되는 다른 제1 외부 접속부를 향하여 연신되는 경우에는, 그 단부가 노출부(13b) 사이에 배치되어 있고, 반도체 적층체(13)의 외측 모서리를 향하여 연신되는 경우에 있어서는, 노출부(13b)를 넘은 위치에 배치되어 있다. 즉, 제1 외부 접속부(21)의 볼록부(21a)는 발광 소자의 외측 모서리에 인접하는 노출부(13b)에 대하여, 노출부(13b)의 외측 모서리측의 단부보다도 발광 소자의 외측 모서리에 가까운 단부를 갖는다. 볼록부(21a)의 폭은, 노출부(13b) 사이를, 노출부(13b)를 피하여 전기적인 단락을 발생시키지 않을 정도로 설정되어 있다. 볼록부(21a)는 하나의 제1 외부 접속부(21)에 있어서 인접하는 각 노출 사이에 배치된다. 즉, 하나의 제1 외부 접속부는 외측 모서리에 복수의 볼록부(21a)를 갖는다. 동일한 방향으로 연신되는 복수의 볼록부(21a) 각각의 크기 및 형상은, 대략 동일하다.
즉, 볼록부(21a)의 볼록 길이는, 반도체 적층체(13)의 외측 모서리에 인접하는 노출부 사이에 있어서는 보다 길고, 반도체 적층체(13)의 내부에 있어서 인접하는 노출부(13b) 사이에 있어서는, 보다 짧다.
예를 들어, 볼록부(21a)의 선단과, 반도체 적층체(13)의 외측 모서리의 거리는 50㎛ 정도이고, 인접하는 제1 외부 접속부(21) 사이의 거리는 24㎛ 정도이고, 노출부(13b)의 외주와 제1 외부 접속부(21) 사이의 거리는 16㎛ 정도이고, 제1 외부 접속부(21)와 제2 외부 접속부(22)의 거리는 92㎛ 정도이다.
이러한 형상의 4개의 제1 외부 접속부(21)는 반도체 적층체(13)의 상면 합계 약 35％의 영역에 형성되어 있고, 제2 외부 접속부(22)는 약 10％의 영역에 배치되어 있다.
제1 외부 접속부(21) 및 제2 외부 접속부(22)는, 각각 도금에 의해 형성되어 있고, Al 합금/Au의 적층 구조를 갖고, 그 합계 두께는 약 20㎛이다.
이렇게 제1 외부 접속부(21)의 평면으로 본 외주가, 볼록부(21a)를 가짐으로써, 노출부(13b)를 피하여 제1 외부 접속부를 배치할 수 있다. 이에 의해, 후술하는 발광 소자의 기판으로의 접합 시에, 노출부(13b) 근방의 절연막 및 전극의 파손을 회피할 수 있다. 또한, 노출부(13b)를 피하면서, 발광 소자의 일면에 있어서 대면적으로 배치할 수 있기 때문에, 방열성을 보다 한층 확보하는 것이 가능하게 된다. 또한, 제1 방향으로 가늘고 긴 형상으로 함으로써, 또한, 상술한 바와 같이, 2개 이상의 제1 외부 접속부가, 서로 열 형상으로 배치되는 노출부(13b)를 사이에 두고 이격되어 있음으로써, 후술하는 발광 장치에 있어서의 피복 부재를 형성하는 경우에, 기판에 플립 칩 실장된 발광 소자에 대하여 그 바로 아래에까지, 피복 부재의 유입을 실현할 수 있기 때문에, 발광 장치의 광 취출 효율을 확보할 수 있다.
실시 형태 2
이 실시 형태 2의 발광 장치(20)는, 도 2a 및 2b에 도시하는 바와 같이, 상면에 배선 패턴을 갖는 기판(23)과, 상술한 발광 소자(10)와, 피복 부재(27)를 구비한다.
기판(23)은 알루미나를 포함하고, 그 상면에 정부의 배선 패턴(24, 25)을 갖는다. 배선 패턴(24, 25)은, 최표면이 Au에 의해 형성되어 있다. 기판(23) 상에는, 발광 소자(10)가 제1 외부 접속부(21) 및 제2 외부 접속부(22)가 형성된 면을 하면으로서 플립 칩 실장되어 있다.
발광 소자(10)의 상면에는, YAG가 약 15중량％ 함유된 YAG 유리가 투광 부재(28)로서, 투광성의 실리콘 수지에 의한 접착제에 의해 고정되어 있다. 투광 부재(28)의 두께는 180㎛ 정도이고, 그 평면으로 보아 외측 모서리는, 발광 소자(10)의 외측 모서리에 거의 일치하여 배치되어 있다.
발광 소자(10)의 측방에는, 보호 소자(26)가 배치되어 있다. 보호 소자(26)는, 예를 들어 제너 다이오드이다.
발광 소자(10)는 그 측면, 발광 소자(10)와 기판(23) 사이가, 피복 부재(27)에 의해 피복되어 있다. 피복 부재(27)는 또한, 기판(23)의 상면, 제1 외부 접속부(21) 및 제2 외부 접속부(22)의 측면 모두를 피복함과 함께, 보호 소자(26)를 그 내부에 매설하고 있다. 또한, 피복 부재는, 투광 부재(28)의 상면을 노출되고, 투광 부재(28)의 측면도 피복하고 있다.
피복 부재(27)는, 약 30중량％의 산화티타늄을 함유하는 변성 실리콘 수지에 의해 형성되어 있고, 광 반사성을 갖는다.
이와 같은 구성을 갖는 발광 장치에서는, 발광 소자 자체가, 상술한 바와 같이, 방열성을 확보하면서, 실장 시에 있어서의 응력 하중에 대해서도 노출부 근방에 있어서 파손을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 고품질로, 광 취출 효율이 높은 발광 장치를 얻을 수 있다.
실시 형태 3
이 실시 형태 3의 발광 소자(30)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 반도체 적층체(33)에 배치된 노출부(33b)의 수와 크기가 상이하고, 제1 외부 접속부(41)의 배치 및 형상이 다른 것 이외에는 실질적으로 발광 소자(10)와 동일한 구성을 갖는다. 발광 소자(30)의 평면으로 본 형상은 1.4×1.4mm 정도의 대략 직사각형상이다.
반도체 적층체(33)에 형성된 노출부(33b)는, 2군으로 나뉘어서 반도체 적층체의 양측에 제1 방향을 따라서 4개씩의 열 형상으로 배치되고, 제1 방향에 직교하는 제2 방향을 따라, 8개씩의 행 형상으로 배열되어 있다. 노출부(33b)는 평면으로 보아, 직경 36㎛ 정도의 원형이고, 하나의 군 중에 있어서 인접하는 원의 중심 사이의 거리는, 제1 방향으로 150㎛, 제2 방향으로 170㎛ 정도이다.
반도체 적층체(33)의 중앙 부분에는, 제2 외부 접속부(42)가 제2 방향을 따라서 긴 형상으로 배치되어 있다. 제2 외부 접속부(42)는, 840×120㎛ 정도의 크기로 형성되어 있다.
제2 외부 접속부(42)의 양측에는, 제1 외부 접속부(41)가 각각 9개, 합계 18개 배치되어 있다. 제1 외부 접속부(41)는 평면으로 보아, 노출부(33b)와 이격되고, 제1 방향을 따라서 배열되는 노출부(33b)의 열 사이에서, 제1 방향으로 긴 형상을 갖는다. 제1 외부 접속부(21)의 제1 방향에 있어서의 전체 길이는, 350㎛ 정도이다. 이 발광 소자(30)는 상술한 발광 소자(10)와 동일하게, 기판에 플립 칩 실장되어서 발광 장치를 구성하는 경우에, 광 취출 효율을 확보할 수 있다.
실시 형태 4
이 실시 형태 4의 발광 장치(50)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 상면에 배선 패턴(54, 55)을 갖는 기판(53)과, 상술한 발광 소자(30)를 구비하는 것 이외에는 실질적으로 발광 장치(20)와 동일한 구성을 갖는다.
이 발광 장치(50)는, 상술한 발광 장치(20)와 동일하게, 고품질로, 광 취출 효율이 높은 발광 장치를 얻을 수 있다.
실시 형태 5
이 실시 형태 5의 발광 장치는, 상술한 발광 소자(10 또는 30) 중, 제1 외부 접속부 및 제2 외부 접속부를 갖지 않는 발광 소자가, 상면에 배선 패턴(24, 25 또는 54, 55)을 갖는 기판(53)과, 발광 소자(10 또는 30)에 형성된 제1 외부 접속부 및 제2 외부 접속부와 동일한 형상을 갖는 제1 외부 접속부 및 제2 외부 접속부를 거쳐서 접속되어 있는 것 이외에는 실질적으로 발광 장치(20, 50)와 동일한 구성을 갖는다.
이 발광 장치는, 제1 외부 접속부 및 제2 외부 접속부가, 배선 패턴 상에 형성되어 있던 기판을 이용하여 형성할 수 있다.
이들 발광 장치는, 상술한 발광 장치(20, 50)와 동일하게, 고품질로, 광 취출 효율이 높은 발광 장치를 얻을 수 있다.
10, 30: 발광 소자
11: 제1 전극
12: 제2 전극
13, 33: 반도체 적층체
13a: 발광층
13b, 33b: 노출부
13n: 제1 반도체층
13p: 제2 반도체층
14: 절연막
14a, 14b: 개구부
15: 지지 기판
16: 광 반사성 전극
17: 보호층
20, 50: 발광 장치
21, 41: 제1 외부 접속부
21a, 21b: 볼록부
22, 42: 제2 외부 접속부
23, 53: 기판
24, 25, 54, 55: 배선 패턴
26: 보호 소자
27: 피복 부재
28: 투광 부재

Claims (11)

  1. 발광 소자로서,
    제1 반도체층, 발광층 및 제2 반도체층을 순서대로 갖고, 또한 상기 제2 반도체층측에 상기 제2 반도체층 및 상기 발광층으로부터 상기 제1 반도체층이 노출되는 복수의 노출부가, 제1 방향을 따라서 복수의 열 형상으로 배치되는 반도체 적층체와,
    상기 반도체 적층체를 덮고, 복수의 상기 노출부의 상방에 개구부를 갖는 절연막과,
    상기 개구부에서 상기 노출부와 접속되고, 또한 일부가 상기 절연막을 개재하여 상기 제2 반도체층 상에 배치된 제1 전극과,
    상기 제2 반도체층 상에 접속된 제2 전극과,
    상기 제1 전극과 접속되고, 평면으로 보아, 상기 노출부와 이격되고, 상기 제1 방향을 따라서 배열되는 상기 노출부의 열 사이에서 상기 제1 방향으로 긴 형상을 갖는 제1 외부 접속부와,
    상기 제2 전극과 접속되는 제2 외부 접속부를 포함하고,
    평면으로 보아, 상기 제2 외부 접속부는 상기 제1 방향으로 긴 형상이고, 상기 제1 외부 접속부는, 상기 제2 외부 접속부를 사이에 두고 배치되어 있는, 발광 소자.
  2. 발광 소자로서,
    제1 반도체층, 발광층 및 제2 반도체층을 순서대로 갖고, 또한 상기 제2 반도체층측에 상기 제2 반도체층 및 상기 발광층으로부터 상기 제1 반도체층이 노출되는 복수의 노출부가, 제1 방향을 따라서 복수의 열 형상으로 배치되는 반도체 적층체와,
    상기 반도체 적층체를 덮고, 복수의 상기 노출부의 상방에 개구부를 갖는 절연막과,
    상기 개구부에서 상기 노출부와 접속되고, 또한 일부가 상기 절연막을 개재하여 상기 제2 반도체층 상에 배치된 제1 전극과,
    상기 제2 반도체층 상에 접속된 제2 전극과,
    상기 제1 전극과 접속되고, 평면으로 보아, 상기 노출부와 이격되고, 상기 제1 방향을 따라서 배열되는 상기 노출부의 열 사이에서 상기 제1 방향으로 긴 형상을 갖는 제1 외부 접속부와,
    상기 제2 전극과 접속되는 제2 외부 접속부를 포함하고,
    평면으로 보아, 상기 제2 외부 접속부는 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 긴 형상이고, 상기 제1 외부 접속부는, 상기 제2 외부 접속부를 사이에 두고 배치되어 있는, 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 외부 접속부는, 평면으로 보아 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연신되는 복수의 볼록부를 갖는 발광 소자.
  4. 제3항에 있어서, 상기 볼록부는, 상기 제1 방향에 인접하는 상기 노출부 사이로 연신되는 발광 소자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 외부 접속부는, 상기 발광 소자의 외측 모서리에 인접하는 상기 노출부에 대하여, 해당 노출부의 상기 외측 모서리측의 단부보다도 상기 외측 모서리에 가까운 단부를 갖는 발광 소자.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 형상으로 배치되는 상기 노출부는, 서로 인접하도록 3열 이상 배치되어 있고,
    상기 열 사이로 연장되는 2개 이상의 상기 제1 외부 접속부는, 서로, 상기 열 형상으로 배치되는 노출부를 사이에 두고 이격되어 배치되어 있는 발광 소자.
  7. 제1항에 있어서, 평면으로 보아, 상기 열 형상으로 배치되는 상기 노출부의 열의 수는, 하나의 열 내에 배치되는 노출부의 수보다도 적은 발광 소자.
  8. 삭제
  9. 제2항에 있어서, 평면으로 보아, 상기 열 형상으로 배치되는 노출부의 열의 수는, 하나의 열 내에 배치되는 노출부의 수보다도 많은 발광 소자.
  10. 발광 장치로서,
    상면에 배선 패턴을 갖는 기판과,
    상기 배선 패턴 상에 플립 칩 실장되는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 발광 소자와,
    상기 발광 소자, 상기 제1 외부 접속부 및 제2 외부 접속부 및 상기 기판을 피복하는 피복 부재를 구비하는 발광 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 피복 부재는, 광 반사성 물질을 포함하는 발광 장치.
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