RU2550771C2 - Светоизлучающее устройство и способ изготовления светоизлучающего устройства - Google Patents

Светоизлучающее устройство и способ изготовления светоизлучающего устройства Download PDF

Info

Publication number
RU2550771C2
RU2550771C2 RU2012157560/28A RU2012157560A RU2550771C2 RU 2550771 C2 RU2550771 C2 RU 2550771C2 RU 2012157560/28 A RU2012157560/28 A RU 2012157560/28A RU 2012157560 A RU2012157560 A RU 2012157560A RU 2550771 C2 RU2550771 C2 RU 2550771C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light
region
emitting device
light emitting
emitting element
Prior art date
Application number
RU2012157560/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012157560A (ru
Inventor
Масацугу ИТИКАВА
Original Assignee
Нития Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Нития Корпорейшн filed Critical Нития Корпорейшн
Publication of RU2012157560A publication Critical patent/RU2012157560A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2550771C2 publication Critical patent/RU2550771C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Предложено светоизлучающее устройство, способное снизить затухание света в элементе и имеющее высокую световую отдачу, и способ изготовления светоизлучающего устройства. Светоизлучающее устройство содержит светоизлучающий элемент, имеющий светопроводящий элемент и многослойную полупроводниковую часть, электроды, расположенные на многослойной полупроводниковой части в этом порядке. Светоизлучающий элемент содержит первую область и вторую область со стороны светопроводящего элемента. Светопроводящий элемент содержит третью область и четвертую область со стороны светоизлучающего элемента. Первая область имеет неравномерное расположение атомов по сравнению со второй областью. Третья область имеет неравномерное расположение атомов по сравнению с четвертой областью. Первая область непосредственно соединена с третьей областью. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к светоизлучающему устройству, имеющему светоизлучающий элемент и светопроводящий элемент, и к способу изготовления светоизлучающего устройства.
Уровень техники
Обычно предпринимались различные попытки с целью увеличить световую отдачу светоизлучающего устройства. Например, в патентной литературе 1 р-электрод выполнен как светоотражающий слой для отражения света от р-электрода и, таким образом, для улучшения световой отдачи. В патентной литературе 2 на поверхности на подложке формируют неровность, чтобы улучшить световую отдачу.
Патентная литература 1: JP 2007-157853А
Патентная литература 2: JP 2008-060286А
Сущность изобретения
Задача, решаемая изобретением
Тем не менее, попытки полностью вывести свет с использованием обычных структур до сих пор не удались. То есть, хотя часть света выходит наружу после многократного отражения между верхней и нижней поверхностями светоизлучающего элемента, задача заключается в том, что, чем больше возникает отражений, тем больше свет поглощается электродами и т.п., что приводит к затуханию света.
Соответственно, цель настоящего изобретения - предложить светоизлучающее устройство, способное снизить затухание света в элементе и имеющее высокую световую отдачу, и способ изготовления светоизлучающего устройства.
Средство решения задач
Светоизлучающее устройство в соответствии с настоящим изобретением имеет светопроводящий элемент, светоизлучающий элемент, имеющий многослойную полупроводниковую часть, электроды, расположенные на многослойной полупроводниковой части в этом порядке. В частности, у светоизлучающего элемента со стороны светопроводящего элемента имеется первая область и вторая область, а у светопроводящего элемента со стороны светоизлучающего элемента имеется третья область и четвертая область. Первая область имеет неравномерное расположение атомов по сравнению со второй областью, третья область имеет неравномерное расположение атомов по сравнению с четвертой областью, при этом первая область непосредственно соединена с третьей областью.
Способ изготовления светоизлучающего устройства в соответствии с настоящим изобретением включает в себя следующие этапы: подготавливают светоизлучающий элемент, имеющий многослойную полупроводниковую часть, на которой соответственно расположены электроды, подготавливают светопроводящий элемент и непосредственно соединяют светоизлучающий элемент и светопроводящий элемент со стороны, противоположной той, на которой расположены электроды.
Результат изобретения
Настоящее изобретение, имеющее вышеописанную структуру, может предложить светоизлучающее устройство, способное снизить затухание света в элементе и имеющее высокую световую отдачу, и способ изготовления светоизлучающего устройства.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 приведена диаграмма, показывающая поперечное сечение светоизлучающего устройства в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.2 приведен увеличенный вид участка фиг.1, выделенный пунктирной линией.
На фиг.3А приведена диаграмма, показывающая этапы подготовки светоизлучающего элемента и светопроводящего элемента в соответствии со способом изготовления светоизлучающего устройства согласно изобретению.
На фиг.3В приведена диаграмма, показывающая действие по активации соответствующих соединяемых поверхностей светоизлучающего элемента и светопроводящего элемента в соответствии со способом изготовления светоизлучающего устройства согласно изобретению.
На фиг.3С приведена диаграмма, показывающая этап соединения светоизлучающего элемента и светопроводящего элемента в соответствии со способом изготовления светоизлучающего устройства согласно изобретению.
Осуществление изобретения
Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. Варианты осуществления изобретения приведены в качестве иллюстрации светоизлучающего устройства и способа изготовления светоизлучающего устройства, чтобы придать конкретную форму техническим идеям настоящего изобретения, при этом изобретение не ограничено описанными ниже вариантами осуществления. В частности, размеры, материалы, формы и взаимное расположение элементов, описанных в вариантах осуществления, приведены только в качестве примеров, а не в качестве ограничений изобретения, если только не установлены специально. Размеры и взаимные расположения элементов на каждом из чертежей иногда изображены преувеличенно для простоты объяснения. Элементы такие же или аналогичные элементам этого изобретения обозначены одинаковыми ссылочными позициями, а подробное их описание опущено.
На фиг.1 показано поперечное сечение в направлении, перпендикулярном поверхности наблюдения излучения света, светоизлучающего устройства в соответствии с настоящим изобретением. На фиг.2 приведен увеличенный вид участка фиг.1, выделенный пунктирной линией. Как показано на фиг.1, светоизлучающее устройство в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения имеет светопроводящий элемент 20, светоизлучающий элемент 10, имеющий многослойную полупроводниковую часть 12 и электроды 13 и 14, соответственно расположенные на многослойной полупроводниковой части 12 в этом порядке. Т.е. светопроводящий элемент 20 и электроды 13 и 14 расположены на противоположных сторонах светоизлучающего элемента 10. Более того, как показано на фиг.2, у светоизлучающего элемента 10 имеется первая область 11а и вторая область 11b со стороны светопроводящего элемента 20, а у светопроводящего элемента 20 имеется третья область 20а и четвертая область 20b со стороны светоизлучающего элемента 10. Первая область 11а имеет расположение атомов более неравномерное по сравнению со второй областью 11b, третья область 20а имеет неравномерное расположение атомов по сравнению с четвертой областью 20b, при этом первая область 11а непосредственно соединена с третьей областью 20а.
Светоизлучающее устройство варианта осуществления, выполненное, как описано выше, позволяет увеличить толщину участка (общую толщину многослойной полупроводниковой части 12, подложки 11 и светопроводящего элемента 20), в котором многократно отражается свет, так что количество света, попадающего на электроды 13 и 14, может быть уменьшено. Поэтому может быть снижено поглощение света, в основном, электродами 13 и 14, так что световая отдача светоизлучающего устройства может быть увеличена. Ниже будет дано подробное описание.
В случае, когда светопроводящий элемент 20 не используется, часть света, вырабатываемого многослойной полупроводниковой частью 12, многократно отражается в светоизлучающем элементе 10 из-за отличия коэффициента преломления относительно внешней среды, а часть отражающегося света выходит наружу. С другой стороны, независимо от материала электроды 13 и 14, расположенные на многослойной полупроводниковой части 12, не в состоянии полностью отразить или передать свет и поглощают часть света. Поглощение света электродами такое, что, чем больше раз свет отражается от соответствующих границ раздела между многослойной полупроводниковой частью 12 и электродами 13 и 14, часть света поглощается электродами, что приводит к снижению световой отдачи светоизлучающего устройства. По этой причине светопроводящий элемент 20 непосредственно соединен со светоизлучающим элементом 10, чтобы увеличить фактически толщину светоизлучающего элемента 10 на толщину светопроводящего элемента 20, таким образом, становится возможным уменьшить число раз, которое отражается свет на стыке с электродами, перед тем, как он выйдет наружу. Соответственно, поглощение света электродами может быть уменьшено, и, таким образом, может быть получено светоизлучающее устройство, обладающее превосходной световой отдачей.
Светоизлучающие элементы обычно получают путем нарезания пластины на множество отдельных элементов. Но в настоящее время, ввиду воспроизводимости и массового производства необходимо до некоторой меры уменьшить толщину пластины при вводе. Например, даже когда многослойную полупроводниковую часть удаляют путем травления или подобным образом и сапфировая подложка становится открытой, то необходимо, чтобы сапфировая подложка имела максимальную толщину приблизительно 400 мкм, в противном случае трудно осуществить нарезание на отдельные элементы. В силу описанных выше причин, при использовании подложки не уменьшенной толщины в конце не могут быть получены светоизлучающие элементы. Поэтому, чтобы фактически увеличить толщину светоизлучающего элемента, в дополнение к светоизлучающему элементу 10 устанавливают светопроводящий элемент 20.
В настоящем изобретении толщина светоизлучающего элемента 10 фактически увеличена и, в дополнение, предпочтительно, чтобы светопроводящий элемент 20 имел в основном однородный коэффициент преломления и оптическую проницаемость и в основном являлся прозрачным для света из многослойной полупроводниковой части 20. В описании термин "светопроводящий элемент, имеющий в основном однородный коэффициент преломления и оптическую проницаемость" относится к светопроводящему элементу, который не содержит подложки, способной отражать свет, такой как флуоресцентный материал или рассеивающий агент (далее в этом документе именуемый как "флуоресцентный материал и т.д."), и, таким образом, позволяющему свету проходить через него прямолинейно, не отражаясь или не рассеиваясь. Как описано выше, при использовании светопроводящего элемента, имеющего в основном однородный коэффициент преломления и оптическую проницаемость, поглощение света электродами может быть снижено более эффективно, так что может быть предотвращено ухудшение световой отдачи. Это имеет место, потому что в случае, когда в светопроводящем элементе содержится флуоресцентный материал и т.д., способный излучать свет из многослойной полупроводниковой части, часть света отражается на поверхности флуоресцентного материала и т.д. по направлению к электродам, что приводит к возникновению поглощения света электродами.
В светоизлучающем устройстве в соответствии с настоящим вариантом осуществления первая область 11а и третья область 20а, имеющие неравномерное расположение атомов, соединены в единое тело, так что может быть предотвращено отражение на этом стыке. Более того, первая область 11а и третья область 20а соединены в единое тело, так что может быть ослаблено напряжение на стыке между светоизлучающим элементом 10 и светопроводящим элементом 20. Соответственно, не смотря на тот факт, что светоизлучающий элемент 10 и светопроводящий элемент 20 находятся в непосредственном контакте друг с другом, а между светоизлучающим элементом 10 и светопроводящим элементом 20 из-за нагрева, возникающего в светоизлучающем элементе 10, возникает термическое напряжение, может быть получено светоизлучающее устройство, имеющее высокую прочность сцепления.
Как описано выше, в настоящем описании термин "первая область 11а" относится к области, которая находится в непосредственном контакте с элементом 20, преобразующим длину волны, в светоизлучающем элементе 10. Также термин "вторая область 11b" относится к области, которая примыкает (находится в непосредственном контакте) к "первой области 11а". Аналогично термин "третья область 20а" относится к области элемента 20, преобразующего длину волны, которая находится в непосредственном контакте со светоизлучающим элементом 10. Также термин "четвертая область 20b" относится к области элемента 20, преобразующего длину волны, которая примыкает к "третьей области 20а". Как описано выше, первая область 11а, имеющая неравномерное расположение атомов по сравнению со второй областью 11b, и третья область 20а, имеющая неравномерное расположение атомов по сравнению с четвертой областью 20b, соединены и находятся в непосредственном контакте друг с другом. Таким образом, образуется стык X, а вторая область 11b и четвертая область 20b соответственно расположены на определенном расстоянии от стыка X. В настоящем описании первая область 11а и вторая область 11b (третья область 20а и четвертая область 20b) примыкают друг к другу, но в случае, когда элементы, имеющие различную структуру, примыкают друг к другу, они не именуются первой областью и второй областью, как они упоминаются в настоящем изобретении. Например, в случае, когда светоизлучающий элемент со стороны поверхности имеет слой GaN и слой AlGaN, нельзя указать, что слой GaN является первой областью, а слой AlGaN является второй областью. То есть первая область 11а и вторая область 11b (третья область20а и четвертая область 20b) в настоящем описании преимущественно представляют собой единый элемент, но часть элемента именуется первой областью, а другая часть того же элемента именуется второй областью. Принадлежит ли часть конкретному элементу, можно определить, например, путем наблюдения на атомном уровне с использованием трансмиссионного электронного микроскопа высокого разрешения или путем сравнения структуры из элементного анализа.
Первая область 11а или третья область 20а или обе области предпочтительно являются аморфными. При таком устройстве напряжение между светоизлучающим элементом 10 и светопроводящим элементом 20 может быть дополнительно уменьшено.
Либо вторую область 11b, либо четвертую область 20b предпочтительно выполняют из поликристалла или монокристалла, более предпочтительно обе области выполняют из поликристалла или монокристалла. В настоящем случае более предпочтительным является монокристалл. В случае, когда вторая область 11b и/или четвертая область 20b выполнена из поликристалла или монокристалла (особенно из монокристалла), при непосредственном соединении второй области 11b с четвертой областью 20b имеет место тенденция к возникновению между ними напряжения, и в таком случае настоящий вариант осуществления особенно эффективен.
С точки зрения уменьшения напряжения предпочтительно, чтобы первая область 11а и третья область 20а были соответственно расположены в целом по всей площади стыка X. Нет необходимости говорить, что даже если область, в которой первая область 11а и третья область 20а непосредственно соединены, является частью стыка X, это тоже попадает под объем изобретения.
Первая область 11а и третья область 20а соответственно имеют толщину предпочтительно от 1 нм до 20 нм, более предпочтительно - от 2 нм до 10 нм. При таком устройстве может быть фактически получен эффект снижения напряжения, так что прочность сцепления может быть увеличена. Более того, выполнение первой области 11а и третьей области 20а с неравномерным расположением атомов может неблагоприятно повлиять на световую отдачу, но в описанных выше пределах толщина участка затухания света может быть в основном уменьшена, и, таким образом, могут быть снижены оптические потери.
Участок 11 светоизлучающего элемента 10, который находится в контакте со светопроводящим элементом, предпочтительно изготавливают из того же материала, что и светопроводящий элемент 20. Например, подложку 11 светоизлучающего элемента 10 изготавливают из сапфира, который может быть соединен со светопроводящим элементом 20, изготовленным из сапфира. Также возможно, что слой GaN открывают путем устранения подложки 11 из светоизлучающего элемента 10, и открытый участок соединяют со светопроводящим элементом, изготовленным из GaN. При таком устройстве из-за разницы в коэффициенте преломления может быть существенно подавлено отражение между поверхностями. Таким образом, может быть предотвращено поглощение света электродом и дополнительно увеличена световая отдача. Более того, подложка и опорный элемент могут быть изготовлены из тех же составляющих элементов, так что можно ожидать дополнительного увеличения прочности их сцепления.
Светоизлучающий элемент 10 не ограничен, может использоваться любой известный светоизлучающий элемент. Например, как показано на фиг.1, у светоизлучающего элемента 10 имеется подложка 11, многослойная полупроводниковая часть 12, расположенная на подложке 11, и n-электрод 13 и р-электрод 14 (р-электрод составлен из области 14а диффузии тока и опорного участка 14b), соответственно расположенные на той же стороне поверхности многослойной полупроводниковой части 12. Для подложки 11 может быть использован сапфир, GaN или что-то подобное. Для многослойной полупроводниковой части 12 может использоваться множество слоев нитридных полупроводников (AlXInYGal-X-YN (0≤Х≤1, 0≤Y≤1, 0≤X+Y≤1), включая n-слой или р-слой или подобное. Ввиду отдачи света предпочтительной является установка лицевой стороной вниз (перевернутый кристалл), при которой сторону светопроводящего элемента 20 используют в качестве наблюдаемой стороны.
Для электродов, расположенных на многослойной полупроводниковой части 12? может использоваться известный материал, такой как ITO, Ag и А1. Например, даже при использовании Ag, имеющего высокую отражательную способность, для области 14а диффузии тока, занимающего относительно большую площадь, часть света будет поглощена Ag, и, таким образом, невозможно отразить весь свет. С другой стороны, даже при использовании ITO, обладающего хорошими светопроводящими свойствами, для области 14а диффузии тока, часть света будет поглощена ITO, и, таким образом, невозможно отразить весь свет. По этой причине дополнительно предложен светопроводящий элемент 20, чтобы увеличить толщину светоизлучающего устройства, что позволяет увеличить световую отдачу. В случае, когда сторона светопроводящего элемента 20 является наблюдаемой стороной, предпочтительно использование отражающего электрода, такого как Ag, потому что свет может быть отдан эффективно.
В случае, когда сторона светопроводящего элемента 20 является наблюдаемой стороной, светопроводящему элементу 20 может быть придана выпуклая форма, так что он может выступать в качестве линзы. При таком устройстве линза, являющаяся светопроводящим элементом 20, расположена непосредственно на светоизлучающем элементе 10, так что свет от светоизлучающего элемента 10 может быть извлечен с высокой эффективностью.
В случае, когда сторона светопроводящего элемента 20 является наблюдаемой стороной, площадь светопроводящего элемента 20 с наблюдаемой стороны может быть больше, чем площадь стыка светоизлучающего элемента 10 и светопроводящего элемента 20, и, по меньшей мере, на наблюдаемой стороне светопроводящего элемента 20 может быть расположен слой флуоресцентного материала (не показан). При таком устройстве, по сравнению со случаем, когда отсутствует светопроводящий элемент 20, а слой флуоресцентного материала расположен на наблюдаемой стороне светоизлучающего элемента 10, может быть уменьшена оптическая плотность, излучаемая на слой флуоресцентного материала, так что может быть увеличен срок службы флуоресцентного материала.
Способ изготовления светоизлучающего устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения показан на фиг.3. Как показано на фиг.3, способ изготовления светоизлучающего устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления включает в себя следующие этапы: подготавливают светоизлучающий элемент 10 (см. фиг.3А), имеющий многослойную полупроводниковую часть 12, на которой соответственно расположены электроды 13 и 14, подготавливают светопроводящий элемент 20 (см. фиг.3А), который предпочтительно не содержит флуоресцентного материала и имеет в основном равномерный коэффициент преломления и отражательную способность, и непосредственно соединяют светоизлучающий элемент 10 и светопроводящий элемент 20 (см. фиг.3В и фиг.3С) со стороны, противоположной той, на которой расположены электроды 13 и 14.
При таком устройстве толщина светоизлучающего элемента 10 может быть значительно увеличена толщиной светопроводящего элемента 10, и, таким образом, может быть изготовлено светоизлучающее устройство с увеличенной световой отдачей. Подробности такие же, что приведены выше, и их описание будет опущено.
В примере, показанном на фиг.3, электроды 13 и 14 соответственно расположены на многослойной полупроводниковой части 12 на этапе подготовки светоизлучающего элемента, но этап формирования электродов (не показан) может быть выполнен отдельно как другой вариант осуществления. То есть способ может включать в себя следующие этапы: подготавливают светоизлучающий элемент, имеющий многослойную полупроводниковую часть, подготавливают светопроводящий элемент, непосредственно соединяют светоизлучающий элемент и светопроводящий элемент и формируют электроды соответственно на многослойной полупроводниковой части со стороны, противоположной той, которая соединена со светопроводящим элементом. Невзирая на разделение этапа подготовки светоизлучающего элемента и этапа формирования электродов, по сути, может быть получен тот же результат, что описан выше.
Участок светоизлучающего элемента 10, который находится в контакте со светопроводящим элементом 20, предпочтительно выполняют из того же материала, что и светопроводящий элемент 20. При таком устройстве из-за разницы в коэффициенте преломления может быть существенно подавлено отражение между поверхностями, и, таким образом, может быть изготовлено светоизлучающее устройство с увеличенной световой отдачей. Более того, подложка и опорный элемент могут быть изготовлены из тех же составляющих элементов, так что можно ожидать дополнительного увеличения прочности их сцепления.
Технология, используемая для соединения светоизлучающего элемента 10 и светопроводящего элемента 20, не ограничена, и может использоваться технология термокомпрессионной сварки, технология соединения активированных поверхностей или подобная технология, при этом технология соединения активированных поверхностей является предпочтительной. При использовании технологии соединения активированных поверхностей светоизлучающий элемент 10 и светопроводящий элемент 20 могут быть прочно соединены. Полагается, что при соединении активированных поверхностей в результате травления методом распыления образуется первая область 11а и третья область 20а, и обе комплексно поглощают напряжение между светоизлучающим элементом 10 и светопроводящим элементом 20 (см. фиг.2). Подробности такие же, как приведенные выше, и здесь повторяться не будут.
В настоящем варианте осуществления термин "технология соединения активированных поверхностей" относится к технологии, в соответствии с которой с использованием ионного пучка или плазмы выполняют травление методом распыления на поверхности соединения светоизлучающего элемента 10 и светопроводящего элемента 20, чтобы активировать обе поверхности, которые надо соединить, затем непосредственно соединяют светоизлучающий элемент 10 и светопроводящий элемент 20 поверхностями соединения (см. фиг.3В и 3С). Первую область и третью область формируют путем травления методом распыления, которое выполняют, чтобы активировать поверхности.
В случае, когда аморфную первую область или третью область формируют на поверхности сапфира (монокристалл оксида алюминия) с использованием технологии соединения активированных поверхностей, в силу того, что эти области не выполнены из монокристалла, поверхность становится, если быть точным, аморфным оксидом алюминия вместо сапфира. Но в настоящем описании оксид алюминия, который не является монокристаллом или который является аморфным, также именуют просто как "сапфир".
В случае, когда светоизлучающий элемент 10 и светопроводящий элемент 20 соединены с использованием технологии соединения активированных поверхностей, предпочтительно использовать светоизлучающий элемент 10в по отдельности, а не на пластине (в настоящем описании "светоизлучающим элементом" называется не только отдельный элемент, но также и элемент на пластине). То есть в общем, светоизлучающий элемент на пластине имеет свойства, такие, что пиковая длина волны и выход изменяются в зависимости от местоположения на пластине. Тем не менее, предпочтительными являются светоизлучающие элементы, полученные путем разделения пластины, потому что подходящим образом могут быть выбраны светоизлучающие элементы, имеющие одинаковые или схожие свойства.
Например, во-первых, каждый из подходящим образом выбранных светоизлучающих элементов располагают на одной самоклеящейся полоске, во-вторых, каждый из светоизлучающих элементов, расположенных на самоклеящейся полоске, и светопроводящий элемент в форме пластины соединяют с использованием технологии соединения активированных поверхностей (в настоящем описании "светоизлучающим элементом" называется не только отдельный элемент, но также и элемент на пластине), в-третьих, удаляют самоклеяющуюся полоску и, в-четвертых, при необходимости разделяют светопроводящий элемент, чтобы получить отдельные светоизлучающие устройства. Соединение разделенных по отдельности светоизлучающих элементов со светопроводящим элементом в виде пластины и дальнейшее разделение светопроводящего элемента на отдельные блоки позволяет более просто увеличить толщину светоизлучающих устройств. То есть разделение светоизлучающего элемента и светопроводящего элемента на отдельные блоки за один этап требует разделения, до некоторой степени, меньшей толщины. Но отдельные этапы разделения позволяют светоизлучающим устройствам иметь большую толщину.
С другой стороны, в случае, когда для светопроводящего элемента используют сапфир, а на одном этапе разделяют только участок сапфира, то необходимо, чтобы сапфир имел меньшую, до некоторой степени, толщину, чтобы его можно было разделить на отдельные блоки. По этой причине может использоваться сапфир толщиной от 200 мкм до 600 мкм, предпочтительно от 300 мкм до 500 мкм, более предпочтительно от 350 мкм до 450 мкм. Такое устройство облегчает разделение светопроводящего элемента, позволяя при этом светопроводящему элементу иметь достаточную толщину для увеличения световой отдачи.
В то же время нагревание светоизлучающего элемента может привести к износу электродов и/или светоизлучающего слоя, но технология соединения активированных поверхностей не обязательно требует нагревания. Таким образом, светоизлучающий элемент 10 и светопроводящий элемент 20 могут быть соединены без ухудшения свойств светоизлучающего элемента. Хотя в соответствии с материалами и конструкцией электродов и материалом и конструкцией многослойной полупроводниковой части диапазон температур для реализации технологии соединения активированных поверхностей может составлять предпочтительно от 0°С до 300°С, более предпочтительно от 0°С до 200°С, еще более предпочтительно от 0°С до 100°С, еще более предпочтительно от 0°С до 50°С. При таком устройстве может быть достигнуто прочное соединение без ухудшения свойств светоизлучающего элемента.
В случае, когда используют технологию соединения активированных поверхностей, соединительные поверхности светоизлучающего элемента 10 и светопроводящего элемента 20 могут иметь шероховатость поверхности (Ra) 10 нм или меньше, более предпочтительно 5 нм или меньше и еще более предпочтительно 1 нм или меньше. Соответственно, светоизлучающий элемент 10 и светопроводящий элемент 20 могут быть легко и прочно соединены.
В случае, когда используют технологию соединения активированных поверхностей, предпочтительно, чтобы участок светоизлучающего элемента 10, который находится в контакте со светопроводящим элементом 20, был выполнен из сапфира или GaN и светопроводящий элемент 20 был выполнен из сапфира или GaN. И сапфир, и GaN легко обрабатываются для получения гладкой поверхности, что дополнительно облегчает применение технологии соединения активированных поверхностей.
Промышленная применимость
Светоизлучающее устройство в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения может использоваться, например, для осветительных устройств и устройств отображения.
Ссылочные позиции
10 светоизлучающий элемент
11 подложка
11а первая область
1lb вторая область
12 многослойная полупроводниковая
13 n-электрод
14 р-электрод
14а область диффузии тока
14b опорный участок
20 светопроводящий элемент
20а третья область
20b четвертая область

Claims (16)

1. Светоизлучающее устройство, содержащее в указанном порядке: светопроводящий элемент;
светоизлучающий элемент, содержащий многослойную полупроводниковую часть; и
электроды, расположенные на многослойной полупроводниковой части;
при этом со стороны светопроводящего элемента светоизлучающий элемент содержит первую область и вторую область; а
светопроводящий элемент со стороны светоизлучающего элемента содержит третью область и четвертую область;
причем первая область имеет неравномерное расположение атомов по сравнению со второй областью;
третья область имеет неравномерное расположение атомов по сравнению с четвертой областью и
первая область непосредственно соединена с третьей областью.
2. Светоизлучающее устройство по п. 1, в котором
светоизлучающий элемент содержит подложку, причем указанная подложка соединена со светопроводящим элементом.
3. Светоизлучающее устройство по п. 1 или 2, в котором первая область и/или третья область являются аморфными.
4. Светоизлучающее устройство по п. 1 или 2, в котором первая область и третья область являются аморфными.
5. Светоизлучающее устройство по п. 1 или 2, в котором первая область и третья область имеют толщину не менее 1 нм, но не более 20 нм.
6. Светоизлучающее устройство по п. 1 или 2, в котором первая область и третья область имеют толщину не менее 2 нм, но не более 10 нм.
7. Светоизлучающее устройство по п. 1 или 2, в котором часть светоизлучающего элемента, которая находится в контакте со светопроводящим элементом, выполнена из того же материала, что и светопроводящий элемент.
8. Способ изготовления светоизлучающего устройства, содержащий этапы, на которых: подготавливают светоизлучающий элемент, содержащий многослойную полупроводниковую часть, на которой расположены электроды;
подготавливают светопроводящий элемент; и
непосредственно соединяют светоизлучающий элемент и светопроводящий элемент со стороны, противоположной стороне, на которой расположены электроды.
9. Способ изготовления светоизлучающего устройства, содержащий этапы, на которых: подготавливают светоизлучающий элемент, содержащий многослойную полупроводниковую часть;
подготавливают светопроводящий элемент;
непосредственно соединяют светоизлучающий элемент и светопроводящий элемент; и
формируют электрод на многослойной полупроводниковой части со стороны, противоположной стороне, которая соединена со светопроводящим элементом.
10. Способ изготовления светоизлучающего устройства по п. 8, в котором часть светоизлучающего элемента, которая находится в контакте со светопроводящим элементом, выполнена из того же материала, что и светопроводящий элемент.
11. Способ изготовления светоизлучающего устройства по п. 9, в котором часть светоизлучающего элемента, которая находится в контакте со светопроводящим элементом, выполнена из того же материала, что и светопроводящий элемент.
12. Способ изготовления светоизлучающего устройства по любому из пп. 8-11, в котором светоизлучающий элемент и светопроводящий элемент соединяют с использованием технологии соединения активированных поверхностей.
13. Способ изготовления светоизлучающего устройства по п. 12, в котором температуру для реализации технологии соединения активированных поверхностей устанавливают не менее 0°C, но не более 300°C.
14. Способ изготовления светоизлучающего устройства по п. 12, в котором температуру для реализации технологии соединения активированных поверхностей устанавливают не менее 0°C, но не более 200°C.
15. Способ изготовления светоизлучающего устройства по п. 12, в котором температуру для реализации технологии соединения активированных поверхностей устанавливают не менее 0°C, но не более 100°C.
16. Способ изготовления светоизлучающего устройства по п. 12, в котором часть светоизлучающего элемента, которая находится в контакте со светопроводящим элементом, выполнена из сапфира или GaN и светопроводящий элемент выполнен из сапфира или GaN.
RU2012157560/28A 2010-05-31 2011-05-25 Светоизлучающее устройство и способ изготовления светоизлучающего устройства RU2550771C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-123757 2010-05-31
JP2010123757 2010-05-31
PCT/JP2011/061979 WO2011152262A1 (ja) 2010-05-31 2011-05-25 発光装置及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012157560A RU2012157560A (ru) 2014-07-20
RU2550771C2 true RU2550771C2 (ru) 2015-05-10

Family

ID=45066638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012157560/28A RU2550771C2 (ru) 2010-05-31 2011-05-25 Светоизлучающее устройство и способ изготовления светоизлучающего устройства

Country Status (9)

Country Link
US (3) US9502608B2 (ru)
EP (1) EP2579338B1 (ru)
JP (1) JP5725022B2 (ru)
KR (1) KR101998885B1 (ru)
CN (2) CN105244422B (ru)
BR (1) BR112012030470B1 (ru)
RU (1) RU2550771C2 (ru)
TW (1) TWI521736B (ru)
WO (1) WO2011152262A1 (ru)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014225636A (ja) * 2013-04-16 2014-12-04 株式会社ディスコ 発光デバイス
JP6414391B2 (ja) * 2013-04-30 2018-10-31 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
JP2015002232A (ja) * 2013-06-14 2015-01-05 株式会社ディスコ 発光デバイス
JP6299478B2 (ja) * 2013-06-26 2018-03-28 日亜化学工業株式会社 発光装置およびその製造方法
TWI533478B (zh) * 2013-10-14 2016-05-11 新世紀光電股份有限公司 覆晶式發光二極體封裝結構
JP6387780B2 (ja) 2013-10-28 2018-09-12 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
WO2015111134A1 (ja) * 2014-01-21 2015-07-30 創光科学株式会社 窒化物半導体発光素子
US20150325748A1 (en) 2014-05-07 2015-11-12 Genesis Photonics Inc. Light emitting device
TWI641285B (zh) 2014-07-14 2018-11-11 新世紀光電股份有限公司 發光模組與發光單元的製作方法
DE102016114341A1 (de) * 2016-08-03 2018-02-08 HELLA GmbH & Co. KGaA Lichtmodul mit wenigstens einer Halbleiterlichtquelle und mit wenigstens einem Optikkörper
JP6579141B2 (ja) * 2017-03-24 2019-09-25 日亜化学工業株式会社 発光装置および発光装置の製造方法
US11011671B2 (en) * 2018-06-14 2021-05-18 Nichia Corporation Light emitting device
DE102018123931A1 (de) * 2018-09-27 2020-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement mit Saphirträger und Verfahren zur Herstellung des optoelektronischen Halbleiterbauelements

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001077413A (ja) * 1999-09-06 2001-03-23 Showa Denko Kk Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子およびその製造方法
RU2212734C1 (ru) * 2002-07-10 2003-09-20 Закрытое Акционерное Общество "Светлана - Оптоэлектроника" Полупроводниковый источник света

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0810672B2 (ja) * 1987-07-03 1996-01-31 富士通株式会社 平板の接着方法
JPH10335702A (ja) 1997-06-03 1998-12-18 Hitachi Ltd 窒化物系化合物半導体の成長方法およびその発光素子
JP2000340509A (ja) 1999-05-26 2000-12-08 Sumitomo Electric Ind Ltd ＧａＮ基板およびその製造方法
US6133589A (en) * 1999-06-08 2000-10-17 Lumileds Lighting, U.S., Llc AlGaInN-based LED having thick epitaxial layer for improved light extraction
TW497277B (en) * 2000-03-10 2002-08-01 Toshiba Corp Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
JP4543488B2 (ja) * 2000-03-24 2010-09-15 ソニー株式会社 半導体レーザ発光装置
US6719957B2 (en) 2002-04-17 2004-04-13 Bayer Corporation Process for purification of anhydrous hydrogen chloride gas
JP4254266B2 (ja) 2003-02-20 2009-04-15 豊田合成株式会社 発光装置及び発光装置の製造方法
JP2005158904A (ja) * 2003-11-21 2005-06-16 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ−ｖ族窒化物半導体素子及び発光装置
US7361938B2 (en) 2004-06-03 2008-04-22 Philips Lumileds Lighting Company Llc Luminescent ceramic for a light emitting device
JP4420021B2 (ja) 2004-06-24 2010-02-24 宇部興産株式会社 白色発光ダイオード装置
JP2006100787A (ja) * 2004-08-31 2006-04-13 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置および発光素子
CN100433383C (zh) * 2004-08-31 2008-11-12 丰田合成株式会社 光发射装置及其制造方法和光发射元件
JP3852462B2 (ja) * 2004-09-27 2006-11-29 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその形成方法
KR100631976B1 (ko) * 2005-03-30 2006-10-11 삼성전기주식회사 ３족 질화물 발광 소자
US20080192472A1 (en) * 2005-04-14 2008-08-14 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Light-Emitting Device
JP5082278B2 (ja) * 2005-05-16 2012-11-28 ソニー株式会社 発光ダイオードの製造方法、集積型発光ダイオードの製造方法および窒化物系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の成長方法
KR100665214B1 (ko) 2005-06-14 2007-01-09 삼성전기주식회사 형광체막 제조 방법, 이를 이용한 발광장치의 제조 방법 및발광장치
JP4913415B2 (ja) * 2006-01-23 2012-04-11 昭和電工株式会社 発光ダイオード及びその製造方法
CN101218687B (zh) 2005-07-05 2012-07-04 昭和电工株式会社 发光二极管及其制造方法
JP4715370B2 (ja) * 2005-07-29 2011-07-06 信越半導体株式会社 発光素子及びその製造方法
US7951617B2 (en) * 2005-10-06 2011-05-31 Showa Denko K.K. Group III nitride semiconductor stacked structure and production method thereof
US7461948B2 (en) * 2005-10-25 2008-12-09 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Multiple light emitting diodes with different secondary optics
JP2007157853A (ja) 2005-12-01 2007-06-21 Sony Corp 半導体発光素子およびその製造方法
US8592858B2 (en) 2006-01-23 2013-11-26 Showa Denko K.K. Light-emitting diode and method for fabrication thereof
JP5021213B2 (ja) 2006-01-23 2012-09-05 昭和電工株式会社 発光ダイオード及びその製造方法
JP5041714B2 (ja) 2006-03-13 2012-10-03 信越化学工業株式会社 マイクロチップ及びマイクロチップ製造用ｓｏｉ基板
JP4962840B2 (ja) * 2006-06-05 2012-06-27 信越半導体株式会社 発光素子及びその製造方法
JP2007329151A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光素子
JP2008060286A (ja) 2006-08-31 2008-03-13 Toyoda Gosei Co Ltd 半導体発光素子及びその製造方法
KR101330251B1 (ko) * 2007-03-06 2013-11-15 서울바이오시스 주식회사 패터닝된 기판 상에 질화물 반도체층을 형성하는 방법 및그것을 갖는 발광 다이오드
WO2009069671A1 (ja) * 2007-11-29 2009-06-04 Nichia Corporation 発光装置及びその製造方法
US10147843B2 (en) 2008-07-24 2018-12-04 Lumileds Llc Semiconductor light emitting device including a window layer and a light-directing structure
JP4631946B2 (ja) 2008-08-11 2011-02-16 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体層貼り合わせ基板の製造方法
JP5132524B2 (ja) 2008-11-04 2013-01-30 キヤノン株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体層の移設方法、及び窒化ガリウム系化合物半導体層が接合された基板
JP4871973B2 (ja) * 2009-04-28 2012-02-08 株式会社沖データ 半導体薄膜素子の製造方法並びに半導体ウエハ、及び、半導体薄膜素子
JP2011109002A (ja) 2009-11-20 2011-06-02 Citizen Holdings Co Ltd 集積デバイスおよび集積デバイスの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001077413A (ja) * 1999-09-06 2001-03-23 Showa Denko Kk Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子およびその製造方法
RU2212734C1 (ru) * 2002-07-10 2003-09-20 Закрытое Акционерное Общество "Светлана - Оптоэлектроника" Полупроводниковый источник света

Also Published As

Publication number Publication date
EP2579338A4 (en) 2014-08-13
US20180315892A1 (en) 2018-11-01
KR20130105312A (ko) 2013-09-25
KR101998885B1 (ko) 2019-07-10
WO2011152262A1 (ja) 2011-12-08
TW201203607A (en) 2012-01-16
BR112012030470A2 (pt) 2016-08-09
CN105244422A (zh) 2016-01-13
EP2579338A1 (en) 2013-04-10
US20130069104A1 (en) 2013-03-21
JP5725022B2 (ja) 2015-05-27
BR112012030470B1 (pt) 2020-05-05
CN102918662B (zh) 2015-11-25
CN105244422B (zh) 2018-09-04
US10658545B2 (en) 2020-05-19
US9502608B2 (en) 2016-11-22
CN102918662A (zh) 2013-02-06
JPWO2011152262A1 (ja) 2013-07-25
EP2579338B1 (en) 2019-08-07
RU2012157560A (ru) 2014-07-20
US20170040495A1 (en) 2017-02-09
US10043948B2 (en) 2018-08-07
TWI521736B (zh) 2016-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2550771C2 (ru) Светоизлучающее устройство и способ изготовления светоизлучающего устройства
US8525204B2 (en) Semiconductor light emitting element and illuminating apparatus using the same
JP4901117B2 (ja) 半導体発光素子及び半導体発光素子の製造方法
TWI470823B (zh) 發光元件及其製造方法
JP2006253298A (ja) 半導体発光素子及び半導体発光装置
JP2004521498A (ja) ビーム放射半導体素子およびその作製方法
JP2007123764A (ja) 発光素子及びその製造方法
JP2009004625A (ja) 半導体発光装置
JP5850036B2 (ja) 発光装置
JP2008141015A (ja) 発光ダイオード素子
JP2008192690A (ja) 半導体発光素子
JP2006210730A (ja) 発光素子
KR101550922B1 (ko) 발광 소자
US20100219440A1 (en) Inverted LED Structure with Improved Light Extraction
CN111106212A (zh) 垂直结构深紫外发光二极管及其制备方法
KR20150062194A (ko) 측면 발광 다이오드 및 그 제조 방법
JP2010186873A (ja) 白色発光素子およびその製造方法
JP2013235866A (ja) 半導体チップの製造方法
JP2005347700A (ja) 発光素子およびその製造方法
JP6747353B2 (ja) 半導体発光素子とその製造方法
KR20110115795A (ko) 반도체 발광소자 및 그 제조방법
JP2007329151A (ja) 発光素子
JP5367792B2 (ja) 発光素子
TWI603498B (zh) 側面發光雷射元件
JP2014082364A (ja) 半導体発光素子及びその製造方法