TWI795512B - 發光元件 - Google Patents

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三﨑貴生
寸田高政
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Abstract

本發明提供一種即便為將複數個半導體構造連接而成之發光元件，亦能夠確認複數個發光單元各者之電氣特性之發光元件。 本發明之發光元件具備：第1及第2發光單元，其等具有n側半導體層、活性層、及p側半導體層；第1絕緣膜，其覆蓋第1及第2發光單元，且具有第1p側開口部、及第1n側開口部；配線電極，其與第1發光單元於第1n側開口部連接，與第2發光單元於第1p側開口部連接；第1電極，其與第1發光單元於第1p側開口部連接；第2電極，其與第2發光單元於第1n側開口部連接；第2絕緣膜，其具有設置於第1電極之上方之第2p側開口部、設置於第2電極之上方之第2n側開口部、及設置於配線電極之上方之第3開口部；第1外部連接部，其於第2p側開口部連接於第1電極；及第2外部連接部，其於第2n側開口部連接於第2電極。

Description

發光元件
本發明係關於一種發光元件。
專利文獻1中，記載有一種發光元件，其係於基板上形成有複數個發光單元，且將該複數個發光單元藉由配線電極而串聯連接。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2016-12707號
[發明所欲解決之問題]
上述發光元件中，將發光單元串聯連接，故有難以評估發光單元各者之電氣特性、且無法確認有無產生漏電流等之情形。
因此，本發明之目的在於提供一種發光元件，即便為將複數個半導體構造藉由配線電極電性連接而成之發光元件，亦可確認複數個發光單元各者之電氣特性。 [解決問題之技術手段]
本發明之一態樣之發光元件具備：絕緣性之基板；第1及第2發光單元，其等分別具有設置於上述基板之上表面之n側半導體層、設置於上述n側半導體層之上表面之除一部分區域外之區域之活性層、及設置於上述活性層之上表面之p側半導體層；光反射性電極，其設置於上述第1及第2發光單元各者之p側半導體層之上表面；第1絕緣膜，其覆蓋上述第1及第2發光單元，且對於上述第1及第2發光單元之各者，具有設置於上述光反射性電極之上方之第1p側開口部、及設置於上述n側半導體層之上表面之一部分區域上方之第1n側開口部；配線電極，其設置於上述第1絕緣膜之上表面，並且與上述第1發光單元之上述n側半導體層於上述第1n側開口部連接，與上述第2發光單元之上述光反射性電極於上述第1p側開口部連接；第1電極，其設置於上述第1絕緣膜之上表面，並且與上述第1發光單元之上述光反射性電極於上述第1p側開口部連接；第2電極，其設置於上述第1絕緣膜之上表面，並且與上述第2發光單元之上述n側半導體層於上述第1n側開口部連接；第2絕緣膜，其具有設置於上述第1電極之上方之第2p側開口部、設置於上述第2電極之上方之第2n側開口部、及設置於上述配線電極之上方之第3開口部；第1外部連接部，其於上述第2p側開口部連接於上述第1電極；以及第2外部連接部，其於上述第2n側開口部連接於上述第2電極。
本發明之另一態樣之發光元件具備：絕緣性之基板；3個以上之發光單元，其等係串聯連接者，上述3個以上之發光單元包含位於串聯電路之一端之第1發光單元及位於串聯電路之另一端之第2發光單元，並且分別具有設置於上述基板之上表面之n側半導體層、設置於上述n側半導體層之上表面之除一部分區域外之區域之活性層、及設置於上述活性層之上表面之p側半導體層；光反射性電極，其設置於上述3個以上之發光單元各者之p側半導體層之上表面；第1絕緣膜，其覆蓋上述3個以上之發光單元，且對於上述3個以上之發光單元之各者，具有設置於上述光反射性電極之上方之第1p側開口部、及設置於上述n側半導體層之上表面之一部分區域上方之第1n側開口部；複數個配線電極，其等設置於上述第1絕緣膜之上表面，並且包含與上述第1發光單元之上述n側半導體層於上述第1n側開口部連接之第1配線電極、及與上述第2發光單元之上述光反射性電極於上述第1p側開口部連接之第2配線電極；第1電極，其設置於上述第1絕緣膜之上表面，並且與上述第1發光單元之上述光反射性電極於上述第1p側開口部連接；第2電極，其設置於上述第1絕緣膜之上表面，並且與上述第2發光單元之上述n側半導體層於上述第1n側開口部連接；第2絕緣膜，其具有設置於上述第1電極之上方之第2p側開口部、設置於上述第2電極之上方之第2n側開口部、及設置於上述複數個配線電極中之至少1者之上方之第3開口部；第1外部連接部，其於上述第2p側開口部連接於上述第1電極；以及第2外部連接部，其於上述第2n側開口部連接於上述第2電極。 [發明之效果]
藉由設為以上構成而可提供一種即便為將複數個發光單元藉由配線電極電性連接而成之發光元件，亦可確認複數個發光單元各者之電氣特性，故可靠性優異的發光元件。
圖1係模式性表示實施形態1之發光元件1A之構成之俯視圖。圖2A係發光元件1A之剖視圖，表示圖1之IIA-IIA線之剖面。圖2B係發光元件1A之剖視圖，表示圖1之IIB-IIB線之剖面。圖3係模式性表示具備發光元件1A之發光裝置100之立體圖。圖4係發光裝置100之剖視圖，表示圖3之IV-IV線之剖面。圖5係模式性表示實施形態2之發光元件1B之構成之俯視圖。圖6A係發光元件1B之剖視圖，表示圖5之VIA-VIA線之剖面。圖6B係發光元件1B之剖視圖，表示圖5之VIB-VIB線之剖面。圖7模式性表示實施形態3之發光元件2A之構成之俯視圖。圖8A係發光元件2A之剖視圖，表示圖7之VIIIA-VIIIA線之剖面。圖8B係發光元件2A之剖視圖，表示圖7之VIIIB-VIIIB線之剖面。圖9係模式性表示實施形態4之發光元件2B之構成之俯視圖。圖10A係發光元件2B之剖視圖，表示圖9之XA-XA線之剖面。圖10B係發光元件2B之剖視圖，表示圖9之XB-XB線之剖面。
再者，以下說明中參照之圖式係概略地表示實施形態，故有誇大各構件之尺度或間隔、位置關係等、或省略構件之一部分圖示之情形。又，於俯視圖及其剖視圖中，亦有各構件之尺度或間隔不一致之情形。又，於以下說明中，原則上對於相同之名稱及符號表示相同或同質之構件，適當省略詳細之說明。
＜實施形態1＞ 如圖1、2A、及2B所示，發光元件1A具備以下構成。 發光元件1A具有：絕緣性之基板11；以及第1及第2發光單元121、122，其等分別具有設置於基板11之上表面之n側半導體層12n、設置於n側半導體層12n之上表面之除一部分區域外之區域之活性層12a、及設置於活性層12a之上表面之p側半導體層12p。而且，進而具有：光反射性電極13，其設置於第1及第2發光單元121、122各者之p側半導體層12p之上表面；第1絕緣膜17，其覆蓋第1及第2發光單元121、122，且對於第1及第2發光單元121、122之各者，具有設置於光反射性電極13之上方之第1p側開口部17p、及設置於n側半導體層12n之上表面之一部分區域上方之第1n側開口部17n；配線電極14，其設置於第1絕緣膜17之上表面，並且與第1發光單元121之n側半導體層12n於第1n側開口部17n連接，與第2發光單元122之光反射性電極13於第1p側開口部17p連接；第1電極15，其設置於第1絕緣膜17之上表面，並且與第1發光單元121之光反射性電極13於第1p側開口部17p連接；第2電極16，其設置於第1絕緣膜17之上表面，並且與第2發光單元122之n側半導體層12n於第1n側開口部17n連接。而且，具有：第2絕緣膜18，其具有設置於第1電極15之上方之第2p側開口部18p、設置於第2電極16之上方之第2n側開口部18n、及設置於配線電極14之上方之第3開口部18e；第1外部連接部19p，其於第2p側開口部18p連接於第1電極15；及第2外部連接部19n，其於第2n側開口部18n連接於第2電極16。
藉此，即便為將設置於基板11之上表面之第1發光單元121與第2發光單元122藉由配線電極14連接而成之發光元件，亦可確認第1發光單元121及第2發光單元122各者之電氣特性。以下，對該點詳細地進行說明。
於將2個發光單元以配線電極連接而成之發光元件中，藉由對電性連接於一發光單元之第1外部連接部與電性連接於另一發光單元之第2外部連接部之間施加電壓，而可確認該發光元件之電氣特性。然而，可確認之電氣特性係將2個發光單元串聯連接之狀態下之電氣特性，故難以確認2個發光單元各者之電氣特性。因此，例如即便於2個發光單元中之一個發光單元產生有不良，亦有無法檢測出該不良之情形，從而有使發光元件之可靠性降低之虞。尤其關於不會引起順向電壓或逆向電壓之電氣特性變動之程度之發光單元之微小的漏電流，例如，於一個發光單元正常之情形時，即便測定串聯連接之2個發光單元之電流值亦難以檢測出。此種漏電流成為導致發光元件動作時可靠性降低之致命要因。又，於根據串聯連接有複數個發光單元之發光元件整體之順向電壓或逆向電壓之電氣特性而檢測漏電流之情形時，有根據包含各個發光單元之電氣特性之電壓降之值而檢測異常的方法。然而，各個發光單元具有之電氣特性中存在相較判斷為正常之基準值稍大或稍小之不均，由於該不均而難以檢測出微小之漏電流。串聯連接之發光單元之數量越多則此種傾向越大，微小之漏電流之檢測變得更加困難。
因此，本實施形態中，如圖1、2A、及2B所示，於第2絕緣膜18，除用以使第1外部連接部19p與第1電極15連接之第2p側開口部18p、及用以使第2外部連接部19n與第2電極16連接之第2n側開口部18n外，還於配線電極14之上方設置有第3開口部18e。藉此，藉由對第1外部連接部19p與第3開口部18e之配線電極14之間施加電壓而可確認第1發光單元121之電氣特性。同樣地，藉由對第2外部連接部19n與第3開口部18e之配線電極14之間施加電壓而可確認第2發光單元122之電氣特性。如此，根據本實施形態之發光元件1A，可確認第1發光單元121及第2發光單元122之各者之電氣特性。其結果，可正確地確認各個發光單元12有無不良，故可使發光元件之可靠性提高。
以下，對實施形態1之發光元件1A詳細地進行說明。
如圖1所示，發光元件1A具備：絕緣性之基板11；及第1發光單元121、第2發光單元122，其等分別具有設置於基板11之上表面之n側半導體層12n、設置於n側半導體層12n之上表面之一部分區域之活性層12a、及設置於活性層12a之上表面之p側半導體層12p。本實施形態中，具有由槽部12d分割之第1發光單元121、第2發光單元122。各發光單元121、122分別具有LED(Light Emitting Diode，發光二極體)構造。又，第1發光單元121與第2發光單元122藉由配線電極14等串聯連接。
將第1發光單元121與第2發光單元122串聯連接時，第1發光單元121與光反射性電極13、第1電極15、及第1外部連接部19p連接。又，第2發光單元122與第2電極16、及第2外部連接部19n連接。
發光元件1A之構成為，藉由將電源連接於第1外部連接部19p與第2外部連接部19n而使第1發光單元121及第2發光單元122發光。又，於p側半導體層12p之上表面側，設置有光反射性電極13與配線電極14，主要自發光元件1A之下表面側、例如基板11之下表面提取光。又，發光元件1A中，將第1外部連接部19p與第2外部連接部19n設置於發光元件1A之上表面側，具有適宜覆晶安裝之構造。
(基板) 基板11係具備絕緣性、且支持複數個發光單元12者。又，基板11亦可為用以使半導體層磊晶生長之生長基板。作為基板11，例如於將氮化物半導體用於半導體構造之情形時，可使用藍寶石(Al2 O3 )基板。
於基板11之上表面，亦可設置複數個凸部。藉由該複數個凸部，可使來自發光單元12之光散射或繞射而形成容易自發光元件提取之角度，故可使光提取效率提高。凸部之高度例如可設為約5 nm以上。又，凸部之高度較佳為相較設置於基板11上表面之半導體積層體構造之總膜厚低。凸部之俯視形狀並未特別限定。例如，可將凸部之俯視形狀設為圓形、三角形、四角形。
基板11之俯視形狀例如可設為矩形狀、正方形狀。於本實施形態中，基板11為大致矩形狀。基板11之一邊之長度可設為約300 μm以上且3000 μm以下，較佳為約500 μm以上且1500 μm以下。
(發光單元) 發光單元12具有自基板11之上表面側依序積層n側半導體層12n、活性層12a、及p側半導體層12p而成之半導體積層構造。活性層12a設置於n側半導體層12n之上表面之除一部分區域外之區域。p側半導體層12p設置於活性層12a之上表面。因此，於n側半導體層12n之上表面中之一部分區域，並未設置活性層12a及p側半導體層12p。
如圖1、2A所示，設置於基板11之上表面之第1發光單元121及第2發光單元122之底部藉由露出有基板11之上表面之槽部12d而分割。第1發光單元121及第2發光單元122藉由配線電極14而串聯連接，但若去除配線電極14之連接，則其等相互電性獨立。
於第1發光單元121及第2發光單元122之各者，設置有n側半導體層12n之上表面露出之區域即第1露出部12b而並未使p側半導體層12p及活性層12a局部存在。第1露出部12b係於發光單元12中形成有p側半導體層12p之上表面與n側半導體層12n之上表面之階差部之區域。於俯視下，第1露出部12b與p側半導體層12p之外緣鄰接而配置。本實施形態中，於第1發光單元121及第2發光單元122之各者設置有6個第1露出部12b。
於第1發光單元121及第2發光單元122之各者，沿著基板11之外周設置有n側半導體層12n自p側半導體層12p及活性層12a露出之區域即第2露出部12c。
如圖1所示，於俯視下，第1發光單元121及第2發光單元122之活性層12a之各者較佳為實質上相同形狀。藉由活性層12a之形狀相同，來自各個發光單元之亮度容易相同，從而可減輕發光元件之亮度不均。
n側半導體層12n、活性層12a及p側半導體層12p可使用InXA lY Ga1-X-Y N(0≦X，0≦Y，X+Y＜1)等之氮化物半導體。活性層12a發出之光之峰值波長例如為例如360 nm~650 nm之範圍。
(光反射性電極) 為了使電流流過p側半導體層12p之較大之區域，光反射性電極13作為使自第1電極15、第2電極16、及配線電極14供給之電流擴散之電流擴散層而發揮功能，並且亦作為光反射層而發揮功能。光反射性電極13設置於第1發光單元121及第2發光單元122各者之p側半導體層12p之上表面之大致整個區域。
光反射性電極13較佳為具有包含具有良好之導電性與光反射性之金屬材料之金屬層。作為此種金屬材料，可使用例如Ag、Al或以該等之任一金屬為主成分之合金。又，光反射性電極13亦可設為將複數個金屬層積層而成之積層構造。例如，亦可於下層側設置使用有Ag或其合金等光反射性良好之材料之光反射層，並於上層側設置用以使光反射層中使用之金屬材料之遷移降低之阻障層。阻障層較佳為以覆蓋光反射性電極13之方式設置。對於阻障層，較佳為以絕緣性之構件而形成，例如可使用SiN或SiO2 。
(第1絕緣膜) 如圖2A、2B所示，第1絕緣膜17連續地被覆第1發光單元121及第2發光單元122。第1絕緣膜17於第1發光單元121及第2發光單元122之各者，具有設置於光反射性電極13之上方之第1p側開口部17p、及設置於n側半導體層12n之上表面之一部分區域上方之第1n側開口部17n。本實施形態中，第1n側開口部17n針對設置於發光單元12之各者之6個第1露出部12b分別設置。於俯視下，第1n側開口部17n設置於第1發光單元121及第2發光單元122之p側半導體層12p之外側。而且，第1外部連接部19p設置於第1發光單元121之p側半導體層12p之內側，第2外部連接部19n設置於第2發光單元122之p側半導體層12p之內側。藉此，於設置外部連接部19之情形時，可於發光單元12上方之較大之區域不覆蓋第1n側開口部17n而設置。以不覆蓋第1n側開口部17n之方式設置外部連接部19之情形時，有因安裝時之熱應力等而於第1n側開口部17n內產生第2電極16或第1絕緣膜17之剝離等不良之虞。然而，根據本實施形態，可降低上述不良之產生，並且可將外部連接部19設置於較大之範圍，故可維持可靠性並使安裝性提昇。
第1絕緣膜17例如可使用含有選自包含Si、Ti、Zr、Nb、Ta、Al、Hf之群中之至少一種之氧化物或氮化物。該等之中，較佳為使用對可見光之透光性高、折射率低之SiO2 。藉由使用相較半導體構造或基板11之折射率低、且與半導體構造或基板11之折射率差較大的材料，可使該等構件與第1絕緣膜17之界面有效地反射光。藉由提高此種界面之光反射率，可減少來自發光元件1A之上表面側、即與光提取面相反側之漏光。
(配線電極) 如圖1、2A、2B所示，配線電極14係設置於第1絕緣膜17之上表面，並且用以使第1發光單元121與第2發光單元122連接者。配線電極14與第1發光單元121之n側半導體層12n於第1n側開口部17n連接，且與第2發光單元122之光反射性電極13於第1p側開口部17p連接。配線電極14於設置於光反射性電極13之上表面之第1p側開口部17p，經由光反射性電極13而與p側半導體層12p電性連接。配線電極14以連續地被覆第1發光單元121及第2發光單元122之上表面、側面及其之間之區域的方式設置。
配線電極14較佳為具有包含導電性及光反射性良好之金屬材料之金屬層。作為此種金屬材料，可使用Ag、Al或該等金屬之合金。Al或Al合金之光反射性較高，且相較Ag不易引起遷移，故宜作為配線電極14。
(第1電極、第2電極) 第1電極15設置於第1絕緣膜17之上表面，並且與第1發光單元121之光反射性電極13於第1p側開口部17p連接。第2電極16設置於第1絕緣膜17之上表面，並且與第2發光單元之n側半導體層12n於第1n側開口部17n連接。於第1電極15之上方，設置有下述第2絕緣膜18之第2p側開口部18p，於第2電極16之上方，設置有下述第2絕緣膜18之第2n側開口部18n。
第1電極15及第2電極16較佳為具有包含導電性及光反射性良好之金屬材料之金屬層。作為此種金屬材料，可使用與上述配線電極14相同之金屬材料。
(第2絕緣膜) 如圖1、2A、2B所示，第2絕緣膜18連續地被覆第1電極15、第2電極16、配線電極14、及第1絕緣膜17之表面之大致整個區域。第2絕緣膜18具有設置於第1電極15之上方之第2p側開口部18p、設置於第2電極16之上方之第2n側開口部18n、及設置於配線電極14之上方之第3開口部18e。本實施形態中，將1個第2p側開口部18p、1個第2n側開口部18n分別設置於第2絕緣膜18。再者，第2p側開口部18p及第2n側開口部18n之配置數量或形狀並非特別限定。
如圖1所示，第3開口部18e設置於未設置第1發光單元121及第2發光單元122之區域。藉此，與將第3開口部18e設置於設置有第1發光單元121及第2發光單元122之區域之情形相比，可降低對來自各發光單元12之光之阻礙。又，亦可避免與下述外部連接部之距離變得過近之事態，從而第3開口部18e與外部連接部不易電性連接。本實施形態中，第3開口部18e設置於藉由槽部12d而自第1發光單元121及第2發光單元122分離之半導體層上所設之配線電極14之上方。藉此，例如，如上所述於基板11之上表面設置有複數個凸部之情形時，可將配線電極14設置成所需之形狀而不會由凸部產生斷線等。再者，例如，於基板11上未設置凸部之情形時，亦可不設置半導體層而於基板11之上表面露出之區域之上方設置配線電極14，且於該配線電極14之上方設置第3開口部18e。
如圖1、2A所示，第3開口部18e設置於第1外部連接部19p及第2外部連接部19n對向之區域。藉此，容易使第3開口部18e與第1外部連接部19p之距離、及第3開口部18e與第2外部連接部19n之距離成為相同之距離。因此，可容易地進行第3開口部18e與第1外部連接部19p之間之測定、及第3開口部18e與第2外部連接部19n之間之測定。
第2絕緣膜18亦作為保護第1電極15、第2電極16、及配線電極14之保護膜而發揮功能。第2絕緣膜18可使用與上述第1絕緣膜17相同之材料。再者，第1絕緣膜17與第2絕緣膜18亦可使用不同之材料。
(外部連接部) 如圖1、2A、2B所示，第1外部連接部19p設置於第2絕緣膜18之上表面，且於第2p側開口部18p連接於第1電極15。又，第2外部連接部19n設置於第2絕緣膜18之上表面，且於第2n側開口部18n連接於第2電極16。第1外部連接部19p及第2外部連接部19n係為了與外部連接而設置，例如，與下述基體23之導電部24電性連接。
於第3開口部18e，設置有與配線電極14連接之第5外部連接部19e。藉此，第1外部連接部19p及第2外部連接部19n之高度與第5外部連接部19e之高度之偏差變小。其結果，於使用探針等測定電氣特性時，容易使探針接觸到該等外部連接部19，故可容易地進行測定。再者，第5外部連接部19e並非如第1外部連接部19p及第2外部連接部19n般係為了與基體23之導電部24電性連接而設置之構件，其係測定發光單元12之電氣特性時使探針等接觸之測定用構件。第5外部連接部19e於俯視下之大小較佳為小於第1外部連接部19p及第2外部連接部19n之大小。藉此，可發揮作為測定用構件之作用，並且可進一步擴大設置第1外部連接部19p及第2外部連接部19n之區域，故可使安裝性及散熱性提高。
如圖1所示，於俯視下，第1外部連接部19p及第2外部連接部19n之各者具有大致相同之形狀。藉由設為此種形狀，可降低安裝時產生之力偏向第1外部連接部19p側或第2外部連接部19n側，從而可提高安裝精度。
如圖1所示，第1外部連接部19p之俯視形狀成為與配置有第5外部連接部19e之區域對向之部分朝與配置有第5外部連接部19e之區域相反側凹陷之形狀。又，第2外部連接部19n之俯視形狀亦同樣地，成為與配置有第5外部連接部19e之區域對向之部分朝與配置有第5外部連接部19e之區域相反側凹陷之形狀。藉由設為此種形狀，可使第5外部連接部19e與第1外部連接部19p及第2外部連接部19n各者之距離相對較大。因此，可抑制第5外部連接部19e與第1外部連接部19p、及第5外部連接部19e與第2外部連接部19n藉由安裝時使用之焊料材料等接合構件而電性導通之事態。
本實施形態中，由鍍覆法形成第1外部連接部19p及第2外部連接部19n。該情形時，第1外部連接部19p及第2外部連接部19n係由與第1電極15或第2電極16電性連接之金屬層即晶種層20、及於晶種層20之上表面積層形成之鍍覆層21而構成。晶種層20係成為以電解鍍覆法形成鍍覆層21時之電流路徑之金屬層，可藉由濺鍍法或蒸鍍法等形成。
對於晶種層20，較佳為具有包含導電性及光反射性良好之金屬材料之金屬層。作為此種金屬材料，可列舉Al、Ag、Al合金及Ag合金。進而，晶種層20較佳為以使包含該Al、Ag、Al合金或Ag合金之金屬層與第2絕緣膜18接觸之方式設置。藉此，可將自半導體構造朝基體23側之光有效地反射至發光元件1A之光提取面側。
對於鍍覆層21，可使用Cu、Au、Ni等金屬。又，亦可將鍍覆層21設為使用有複數種金屬之積層構造。為了提高防腐蝕及與使用有Au-Sn共晶焊料等Au合金系接著構件之基體23之接合性，外部連接部19較佳為至少將最上層由Au形成。
於基板11之下表面，可設置反射來自活性層12a之光之反射膜。對於反射膜，可使用對來自活性層12a之光具有較高反射率之金屬膜、或積層有複數個介電體層之介電體多層膜。作為介電體多層膜，較佳為以使來自活性層12a之光反射之方式適當設定各個介電體層之膜厚者。藉由設置此種反射膜，而難以自基板11之下表面側提取光，主要自基板11之側面側提取光，例如，可較佳地用於並非對發光元件之正面側而是欲對側方提取光之情形等。
其次，一面參照圖3、4一面對具備發光元件1A之發光裝置100進行說明。圖3係表示發光裝置100之構成之立體圖，圖4表示圖3之IV-IV線之剖視圖。
(基體、導電部) 如圖4所示，基體23與導電部24形成為一體，發光元件1A與導電部24接合且導通。本實施形態中，於基體23上設置有2個導電部24，第1外部連接部19p及第2外部連接部19n分別與導電部24接合。發光元件1A藉由與基體23接合而可用作發光裝置100。又，導電部24之側面中，將圖4中與接合有發光元件1A之側相反側之側面安裝於安裝基板等。
對於外部連接部19與導電部24之接合，例如可使用Au-Sn系、Ag-Sn系之焊料等接合構件。
對於基體23，可使用熱固性樹脂或熱塑性樹脂。具體而言，可使用環氧樹脂、矽酮樹脂等。又，亦可使基體23中含有光反射性物質。作為光反射性物質，可使用氧化鈦、氧化矽、氧化鋯等。
對於導電部24，例如可使用具備良好散熱性之Cu、或以Cu為主成分之金屬材料。又，於導電部24之表面亦可形成金屬層。例如，於導電部24之最表面可形成包含Ag、Al等金屬材料之金屬層。
(光反射構件) 如圖4所示，光反射性構件25以覆蓋除發光元件1A之上表面外之部分之方式而設置。光反射性構件25係為了使朝基體23側漏出之光向發光元件1A之光提取面側反射而設置。對於光反射性構件25，較佳為使用與上述基體23相同之構件，例如，可使用含有光反射物質之樹脂。
(密封構件) 如圖3、4所示，密封構件26以覆蓋發光元件1A之光提取面側之方式設置。密封構件26具有保護發光元件1A避免外力或灰塵、水分等、並且使發光元件1A之耐熱性、耐候性、耐光性提高之功能。對於密封構件26，較佳為使用與上述基體23相同之構件。
以上，對發光元件1A進行了說明，但發光單元12之俯視形狀並未特別限定，亦可為正方形或六角形等多角形、圓形、橢圓形等。又，發光單元12之個數並不限定於2個，亦可為2個以上。又，複數個發光單元12並不限定於全部串聯連接，只要有1個以上的將2個以上之發光單元12串聯連接之情形即可，亦可包含並聯連接。
＜實施形態2＞ 參照圖5、6A、6B對本發明之實施形態2之發光元件1B進行說明。以下，對於與實施形態1對應之構件標註相同之符號。
與實施形態1之不同主要在於，發光元件1B中，第3開口部18e位於自第2發光單元122連續之n側半導體層12n上。藉此，與實施形態1相比，可將配線電極14之一部分設置於未配置槽部12d之區域上。於將配線電極14以覆蓋於槽部12d上之方式設置之情形時，階差較大，容易產生配線電極14之斷線等，從而成為可靠性劣化之要因。然而，本實施形態中，可進一步減少設置於槽部12d之配線電極14之區域，故可降低上述可靠性之劣化。再者，本實施形態中，將第3開口部18e配置於自第2發光單元122連續之n側半導體層12n上，但亦可配置於自第1發光單元121連續之n側半導體層12n上。
發光元件1B中，亦可發揮與發光元件1A相同之效果。又，當然發光元件1B可與發光元件1A同樣地與基體23接合而用作發光裝置100。
＜實施形態3＞ 參照圖7、8A、8B對本發明之實施形態3之發光元件2A進行說明。以下，對於與實施形態1對應之構件標註相同之符號。又，關於與實施形態1相同之構成適當地省略說明。
如圖7、8A、8B所示，發光元件2A具備以下之構成。 絕緣性之基板11；及3個以上之發光單元121~124，其等係串聯連接者，3個以上之發光單元121~124包含位於串聯電路之一端之第1發光單元121及位於串聯電路之另一端之第2發光單元122，並且分別具有設置於基板11之上表面之n側半導體層12n、設置於n側半導體層12n之上表面之除一部分區域外之區域之活性層12a、及設置於活性層12a之上表面之p側半導體層。而且，進而具有：光反射性電極13，其設置於3個以上之發光單元121~124各者之p側半導體層12p之上表面；第1絕緣膜17，其覆蓋3個以上之發光單元121~124，且對於3個以上之發光單元121~124各者，具有設置於光反射性電極13之上方之第1p側開口部17p、及設置於n側半導體層12n之上表面之一部分區域上方之第1n側開口部17n；複數個配線電極141~143，其等設置於第1絕緣膜17之上表面，並且包含與第1發光單元121之n側半導體層12n於第1n側開口部17n連接之第1配線電極141、及與第2發光單元122之光反射性電極13於第1p側開口部17p連接之第2配線電極142；第1電極15，其設置於第1絕緣膜17之上表面，並且與第1發光單元121之光反射性電極13於第1p側開口部17p連接；及第2電極16，其設置於第1絕緣膜17之上表面，並且與第2發光單元122之n側半導體層12n於第1n側開口部17n連接。而且，具有：第2絕緣膜18，其具有設置於第1電極15之上方之第2p側開口部18p、設置於第2電極16之上方之第2n側開口部18n、及設置於複數個配線電極141~143中之至少1者之上方之第3開口部18e；第1外部連接部19p，其於第2p側開口部18p連接於第1電極15；及第2外部連接部19n，其於第2n側開口部18n連接於第2電極16。
本實施形態中，與實施形態1之不同主要在於，於俯視形狀為大致正方形狀之基板11之上表面，將第1~第4發光單元121~124設置成2列2行，且第1~第4發光單元121~124藉由複數個配線電極141~143而連接。第1配線電極141與第1發光單元121之n側半導體層12n於第1n側開口部17n連接，且與設置於第3發光單元123之上表面之光反射性電極13於第1p側開口部17p連接。第2配線電極142與第4發光單元124之n側半導體層12n於第1n側開口部17n連接，且與設置於第2發光單元122之上表面之光反射性電極13於第1p側開口部17p連接。第3配線電極143與第3發光單元123之n側半導體層12n於第1n側開口部17n連接，且與設置於第4發光單元124之上表面之光反射性電極13於第1p側開口部17p連接。如此，第1~第4發光單元121~124藉由第1~第3配線電極141~143而串聯連接。
於第1~第4發光單元121~124之各者設置有6個第1露出部12b。而且，於設置有第1露出部12b之區域，分別設置有第1n側開口部17n。第1n側開口部17n設置於第1~第4發光單元121~124之p側半導體層12p之外側。第1外部連接部19p設置於第1發光單元121之p側半導體層12p之內側。第2外部連接部19n設置於第2發光單元122之p側半導體層12p之內側。第3外部連接部19c設置於第3發光單元123之p側半導體層12p之內側。第4外部連接部19d設置於第4發光單元124之p側半導體層12p之內側。
發光元件2A除實施形態1、2中所說明之第1外部連接部19p及第2外部連接部19n外，還具有第3外部連接部19c、第4外部連接部19d、及第5外部連接部19e。第3外部連接部19c於設置於第3發光單元123之光反射性電極13之上方之第3p側開口部18c連接於第1配線電極141。第4外部連接部19d於設置於第4發光單元124之光反射性電極13之上方之第4p側開口部18d連接於第3配線電極143。第5外部連接部19e於第3開口部18e連接於第2配線電極142。藉由將此種外部連接部19設置於第1~第4發光單元121~124之各者，可確認第1~第4發光單元121~124各者之電氣特性。具體而言，藉由對第1外部連接部19p與第3外部連接部19c之間施加電壓而可確認第1發光單元121之電氣特性。藉由對第3外部連接部19c與第4外部連接部19d之間施加電壓而可確認第3發光單元123之電氣特性。藉由對第4外部連接部19d與第5外部連接部19e之間施加電壓而可確認第4發光單元124之電氣特性。藉由對第5外部連接部19e與第2外部連接部19n之間施加電壓而可確認第2發光單元122之電氣特性。
設置於第1~第4發光單元121~124之各者之外部連接部19分別連接於上述導電部24。因此，可將發光元件2A以相對於安裝基板之安裝面之斜率降低之狀態安裝。又，設置於第1~第4發光單元121~124之各者之外部連接部19之高度較佳為相同，能夠以相對於安裝面之斜率進一步降低之狀態安裝。
於俯視下，第1外部連接部19p、第2外部連接部19n、第3外部連接部19c、及第4外部連接部19d分別具有大致相同之形狀。藉由設為此種形狀，可降低安裝時產生之力偏向任一外部連接部19，從而可提高安裝精度。
於俯視下，第1~第4發光單元121~124具有之活性層之各者為實質上相同形狀。藉此，可降低發光單元12間之亮度不均，藉由將此種第1~第4發光單元121~124配置成2列2行而可提高作為發光元件整體之亮度不均。
本實施形態中，如圖7、8A、8B所示，第3開口部18e設置於未設置第1~第4發光單元121~124之區域。具體而言，設置於半導體層之上表面所設之第2配線電極142之上方，位於由槽部12d包圍之區域。
第3開口部18e位於俯視形狀為大致正方形狀之基板11之中央區域。於活性層12a位於距成為主要散熱路徑之外部連接部19相對較遠之位置之時，有使發光元件之散熱性劣化之情形。本實施形態中，藉由於中央區域中不包含活性層12a之半導體層上配置第3開口部18e而可降低散熱性之劣化。
第3開口部18e設置於由第1外部連接部19p、第2外部連接部19n、第3外部連接部19c、及第4外部連接部19d所包圍之區域。藉此，容易使設置於第3開口部18e之第5外部連接部19e與第1外部連接部19p、第2外部連接部19n、第3外部連接部19c、及第4外部連接部19d各者之距離均等。因此，於確認上述第1~第4發光單元121~124之電氣特性時，可容易對外部連接部19施加電壓，故可縮短確認所需之時間。
關於發光元件2A，亦可發揮與發光元件1A相同之效果。又，當然發光元件2A可與發光元件1A同樣地與基體23接合而用作發光裝置100。
＜實施形態4＞ 參照圖9、10A、10B對本發明之實施形態4之發光元件2B進行說明。以下，對於與實施形態1對應之構件標註相同之符號。又，關於與實施形態2、3相同之構成適當地省略說明。
與實施形態3之不同主要在於，發光元件2B中，第3開口部18e與實施形態2同樣地位於自第2發光單元122連續之n側半導體層12n上。藉此，與實施形態3相比，可將配線電極14之一部分設置於未配置槽部12d之區域上，故可降低可靠性之劣化。再者，本實施形態中，將第3開口部18e配置於自第2發光單元122連續之n側半導體層12n上，但亦可配置於自第1發光單元121、第3發光單元123、及第4發光單元124之任一者連續之n側半導體層12n上。
關於發光元件2B，亦可發揮與發光元件2A相同之效果。又，當然發光元件2B可與發光元件2A同樣地與基體23接合而用作發光裝置100。
以上，藉由用於實施本發明之形態而對本發明之發光元件具體地進行了說明，但本發明之主旨並非限定於該等記載，必須根據申請專利範圍之記載而廣泛地解釋。又，當然，根據該等記載而實施各種變更、改變等而成者亦包含於本發明之主旨。
1A‧‧‧發光元件1B‧‧‧發光元件2A‧‧‧發光元件2B‧‧‧發光元件11‧‧‧基板12‧‧‧發光單元12a‧‧‧活性層12b‧‧‧第1露出部12c‧‧‧第2露出部12d‧‧‧槽部12n‧‧‧n側半導體層12p‧‧‧p側半導體層13‧‧‧光反射性電極14‧‧‧配線電極15‧‧‧第1電極16‧‧‧第2電極17‧‧‧第1絕緣膜17n‧‧‧第1n側開口部17p‧‧‧第1p側開口部18‧‧‧第2絕緣膜18c‧‧‧第3p側開口部18d‧‧‧第4p側開口部18e‧‧‧第3開口部18n‧‧‧第2n側開口部18p‧‧‧第2p側開口部19c‧‧‧第3外部連接部19d‧‧‧第4外部連接部19e‧‧‧第5外部連接部19n‧‧‧第2外部連接部19p‧‧‧第1外部連接部20‧‧‧晶種層21‧‧‧鍍覆層23‧‧‧基體24‧‧‧導電部25‧‧‧光反射性構件26‧‧‧密封構件100‧‧‧發光裝置121‧‧‧第1發光單元122‧‧‧第2發光單元123‧‧‧第3發光單元124‧‧‧第4發光單元141‧‧‧第1配線電極142‧‧‧第2配線電極143‧‧‧第3配線電極
圖1係模式性表示實施形態1之發光元件之構成之俯視圖。 圖2A係模式性表示實施形態1之發光元件之構成之剖視圖，表示圖1之IIA-IIA線之剖面。 圖2B係模式性表示實施形態1之發光元件之構成之剖視圖，表示圖1之IIB-IIB線之剖面。 圖3係模式性表示實施形態1之發光裝置之構成之立體圖。 圖4係模式性表示實施形態1之發光裝置之構成之剖視圖，表示圖3之IV-IV線之剖面。 圖5係模式性表示實施形態2之發光元件之構成之俯視圖。 圖6A係模式性表示實施形態2之發光裝置之構成之剖視圖，表示圖5之VIA-VIA線之剖面。 圖6B係模式性表示實施形態2之發光裝置之構成之剖視圖，表示圖5之VIB-VIB線之剖面。 圖7係模式性表示實施形態3之發光元件之構成之俯視圖。 圖8A係模式性表示實施形態3之發光元件之構成之剖視圖，表示圖7之VIIIA-VIIIA線之剖面。 圖8B係模式性表示實施形態3之發光元件之構成之剖視圖，表示圖7之VIIIB-VIIIB線之剖面。 圖9係模式性表示實施形態4之發光元件之構成之俯視圖。 圖10A係模式性表示實施形態4之發光元件之構成之剖視圖，表示圖9之XA-XA線之剖面。 圖10B係模式性表示實施形態4之發光元件之構成之剖視圖，表示圖9之XB-XB線之剖面。
1A‧‧‧發光元件
11‧‧‧基板
12n‧‧‧n側半導體層
12a‧‧‧活性層
12p‧‧‧p側半導體層
12c‧‧‧第2露出部
12d‧‧‧槽部
13‧‧‧光反射性電極
14‧‧‧配線電極
15‧‧‧第1電極
16‧‧‧第2電極
17‧‧‧第1絕緣膜
17p‧‧‧第1p側開口部
18‧‧‧第2絕緣膜
18p‧‧‧第2p側開口部
18n‧‧‧第2n側開口部
18e‧‧‧第3開口部
19p‧‧‧第1外部連接部
19n‧‧‧第2外部連接部
19e‧‧‧第5外部連接部
20‧‧‧晶種層
21‧‧‧鍍覆層

Claims (18)

  1. 一種發光元件，其具有：絕緣性之基板；第1及第2發光單元，其等分別具有設置於上述基板之上表面之n側半導體層、設置於上述n側半導體層之上表面之除一部分區域外之區域之活性層、及設置於上述活性層之上表面之p側半導體層；光反射性電極，其設置於上述第1及第2發光單元各者之p側半導體層之上表面；第1絕緣膜，其覆蓋上述第1及第2發光單元，且對於上述第1及第2發光單元各者，具有設置於上述光反射性電極之上方之第1p側開口部、及設置於上述n側半導體層之上表面之一部分區域上方之第1n側開口部；配線電極，其設置於上述第1絕緣膜之上表面，並且與上述第1發光單元之上述n側半導體層於上述第1n側開口部連接，與上述第2發光單元之上述光反射性電極於上述第1p側開口部連接；第1電極，其設置於上述第1絕緣膜之上表面，並且與上述第1發光單元之上述光反射性電極於上述第1p側開口部連接；第2電極，其設置於上述第1絕緣膜之上表面，並且與上述第2發光單元之上述n側半導體層於上述第1n側開口部連接；第2絕緣膜，其具有設置於上述第1電極之上方之第2p側開口部、設置於上述第2電極之上方之第2n側開口部、及設置於上述配線電極之上方之第3開口部；第1外部連接部，其於上述第2p側開口部連接於上述第1電極；以及 第2外部連接部，其於上述第2n側開口部連接於上述第2電極；於俯視下，上述第1n側開口部設置於上述第1及第2發光單元之p側半導體層之外側，上述第1外部連接部設置於上述第1發光單元之p側半導體層之內側，上述第2外部連接部設置於上述第2發光單元之p側半導體層之內側。
  2. 如請求項1之發光元件，其於上述第3開口部具有電性連接於上述配線電極之第5外部連接部。
  3. 如請求項1之發光元件，其中上述第3開口部僅設置於未設置上述第1及第2發光單元之區域。
  4. 如請求項1之發光元件，其中上述第3開口部僅設置於上述第1及第2發光單元中之任一者之上方。
  5. 如請求項1至4中任一項之發光元件，其中於俯視下，上述第1及第2發光單元之活性層之各者為相同形狀。
  6. 如請求項1至4中任一項之發光元件，其中上述第3開口部設置於上述第1外部連接部及上述第2外部連接部對向之區域。
  7. 如請求項1至4中任一項之發光元件，其中於俯視下，上述第1外部連 接部及上述第2外部連接部為相同形狀。
  8. 一種發光元件，其具有：絕緣性之基板；3個以上之發光單元，其等係串聯連接者，上述3個以上之發光單元包含位於串聯電路之一端之第1發光單元及位於串聯電路之另一端之第2發光單元，並且分別具有設置於上述基板之上表面之n側半導體層、設置於上述n側半導體層之上表面之除一部分區域外之區域之活性層、及設置於上述活性層之上表面之p側半導體層；光反射性電極，其設置於上述3個以上之發光單元各者之p側半導體層之上表面；第1絕緣膜，其覆蓋上述3個以上之發光單元，且對於上述3個以上之發光單元各者，具有設置於上述光反射性電極之上方之第1p側開口部、及設置於上述n側半導體層之上表面之一部分區域上方之第1n側開口部；複數個配線電極，其等設置於上述第1絕緣膜之上表面，並且包含與上述第1發光單元之上述n側半導體層於上述第1n側開口部連接之第1配線電極、及與上述第2發光單元之上述光反射性電極於上述第1p側開口部連接之第2配線電極；第1電極，其設置於上述第1絕緣膜之上表面，並且與上述第1發光單元之上述光反射性電極於上述第1p側開口部連接；第2電極，其設置於上述第1絕緣膜之上表面，並且與上述第2發光單元之上述n側半導體層於上述第1n側開口部連接；第2絕緣膜，其具有設置於上述第1電極之上方之第2p側開口部、設 置於上述第2電極之上方之第2n側開口部、及設置於上述複數個配線電極中之至少1者之上方之第3開口部；第1外部連接部，其於上述第2p側開口部連接於上述第1電極；以及第2外部連接部，其於上述第2n側開口部連接於上述第2電極；於俯視下，上述第1n側開口部設置於上述第1及第2發光單元之p側半導體層之外側，上述第1外部連接部設置於上述第1發光單元之p側半導體層之內側，上述第2外部連接部設置於上述第2發光單元之p側半導體層之內側。
  9. 如請求項8之發光元件，其中上述第3開口部設置於未設置上述3個以上之發光單元之區域。
  10. 如請求項8之發光元件，其中上述第3開口部設置於上述3個以上之發光單元中之任一上述發光單元之上方。
  11. 如請求項8至10中任一項之發光元件，其中於俯視下，上述3個以上之發光單元之活性層之各者為實質上相同形狀。
  12. 如請求項8至10中任一項之發光元件，其中上述3個以上之發光單元係設置成2列2行之4個發光單元，上述4個發光單元包含上述第1發光單元、藉由上述第1配線電極與上 述第1發光單元連接之第3發光單元、藉由上述第2配線電極與上述第2發光單元連接之第4發光單元、及上述第2發光單元，上述第2絕緣膜具有設置於上述第3發光單元之上述光反射性電極之上方之第3p側開口部、及設置於上述第4發光單元之上述光反射性電極之上方之第4p側開口部，且該發光元件具有於上述第3p側開口部連接於上述配線電極之第3外部連接部、及於上述第4p側開口部連接於上述配線電極之第4外部連接部。
  13. 如請求項12之發光元件，其中於俯視下，上述第1n側開口部設置於上述3個以上之發光單元之p側半導體層之外側，上述第1外部連接部設置於上述第1發光單元之p側半導體層之內側，上述第2外部連接部設置於上述第2發光單元之p側半導體層之內側，上述第3外部連接部設置於上述第3發光單元之p側半導體層之內側，上述第4外部連接部設置於上述第4發光單元之p側半導體層之內側。
  14. 如請求項12之發光元件，其中上述第3開口部設置於由上述第1外部連接部、上述第2外部連接部、上述第3外部連接部、及上述第4外部連接部所包圍之區域。
  15. 如請求項12之發光元件，其中於俯視下，上述第1外部連接部、上述第2外部連接部、上述第3外部連接部、及上述第4外部連接部為相同形 狀。
  16. 如請求項1至4及8至10中任一項之發光元件，其中於俯視下，上述基板為矩形狀，上述第3開口部位於上述基板之中央區域。
  17. 如請求項16之發光元件，其中於上述基板之下表面，設置有反射來自上述活性層之光之反射膜。
  18. 如請求項17之發光元件，其中上述反射膜係積層有複數個介電體層之介電體多層膜。
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