JP2008186892A - 半導体発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化と高輝度化とを図ることが可能な半導体発光装置を提供すること。
【解決手段】基板１と、基板１に形成されており、ｎ型半導体層２１、活性層２２、およびｐ型半導体層２３が積層された半導体発光素子２と、基板１に形成されており、半導体発光素子２と離間した電極５Ａ，５Ｂと、ｐ型半導体層２３と電極５Ａとを導通させる接続部材４Ａと、を備える半導体発光装置Ａ１であって、接続部材４Ａは、少なくとも半導体発光素子２を覆う部分が透明である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＬＥＤなどの半導体発光素子を用いた半導体発光装置に関する。

図４は、従来の半導体発光装置の一例を示している。同図に示された半導体発光装置Ｘは、基板９１、半導体発光素子９２、接続部材９３Ａ，９３Ｂ、および電極９４Ａ，９４Ｂを備えており、たとえば電子機器の光源として用いられる。基板９１は、絶縁材料からなり、半導体発光素子９２を支持している。半導体発光素子９２は、たとえばＧａＮ系半導体材料またはＧａＡｓ系半導体材料からなるＬＥＤとして構成されており、ｎ型半導体層９２ａ、活性層９２ｂ、およびｐ型半導体層９２ｃを備えている。ｎ型半導体層９２ａを介して供給される電子とｐ型半導体層９２ｃを介して供給される正孔とが活性層９２ｂにおいて再結合することにより、活性層９２ｂの材質によって規定される波長の光が活性層９２ｂからｐ型半導体層９２ｃを透して発せられる。

電極９４Ａ，９４Ｂは、基板９１上において半導体発光素子９２から離間した位置に形成されており、たとえばＡｕからなる。接続部材９３Ａは、ｐ型半導体層９２ｃと電極９４Ａとを導通させるために設けられており、パッド９３Ａａおよびワイヤ９３Ａｂからなる。接続部材９３Ｂは、ｎ型半導体層９２ａと電極９４Ｂとを導通させるために設けられており、パッド９３Ｂａおよびワイヤ９３Ｂｂからなる。パッド９３Ａａ，９３Ｂａは、たとえばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕが積層された構造とされている。

半導体発光装置Ｘの問題点としては、以下が挙げられる。まず、ワイヤ９３Ａｂ，９３Ｂｂが、半導体発光素子９２よりも基板９１から離間する方向に嵩張ってしまう。このため、半導体発光装置Ｘの高さが高くなり、半導体発光装置Ｘの小型化が阻害されていた。また、ｐ型半導体層９２ｃを覆うパッド９３Ａａは、不透明な材質からなる。このため、活性層９２ｂからｐ型半導体層９２ｃを透過してきた光の一部は、パッド９３Ａａによって遮られてしまう。したがって、半導体発光装置Ｘの発光効率が不当に低下させられていた。

特開２００６−１２０８８２号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、小型化と高輝度化とを図ることが可能な半導体発光装置を提供することをその課題とする。

本発明によって提供される半導体発光装置は、基板と、上記基板に形成されており、上記基板寄りに位置する第１型半導体層、活性層、および上記活性層を挟んで上記基板と離間する側に位置する第２型半導体層が積層された半導体発光素子と、上記基板に形成されており、上記半導体発光素子と離間した素子外電極と、上記第２型半導体層と上記素子外電極とを導通させる接続部材と、を備える半導体発光装置であって、上記接続部材は、少なくとも上記半導体発光素子を覆う部分が透明であることを特徴としている。

このような構成によれば、上記半導体発光素子からの光が上記接続部材によって遮られることがない。したがって、上記半導体発光装置の発光効率を高めることが可能であり、上記半導体発光装置の高輝度化を図ることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記接続部材は、膜状とされている。このような構成によれば、上記接続部材は、上記半導体発光素子、上記基板、および上記電極に沿った形状となる。このため、上記接続部材が上記基板から離間する方向に大きく嵩張ることがない。したがって、上記半導体発光装置の小型化を図ることができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１および図２は、本発明に係る半導体発光装置の第１実施形態を示している。同図に示された半導体発光装置Ａ１は、基板１、半導体発光素子２、絶縁膜３、接続部材４Ａ，４Ｂ、および電極５Ａ，５Ｂを備えている。半導体発光装置Ａ１は、半導体発光素子２からの光を出射させることにより、たとえば電子機器の光源として用いられる。なお、図２においては、理解の便宜上基板１を省略している。

基板１は、半導体発光装置Ａ１の土台となる部分であり、本実施形態においては、たとえばサファイアなどの絶縁材料からなる。基板１には、半導体発光素子２、絶縁膜３、接続部材４Ａ，４Ｂ、および電極５Ａ，５Ｂが形成されている。

半導体発光素子２は、たとえばＧａＮ系半導体材料またはＧａＡｓ系半導体材料に代表される半導体材料からなるＬＥＤであり、ｎ型半導体層（第１型半導体層）２１、活性層２２、およびｐ型半導体層（第２型半導体層）２３が積層された構造とされている。ｎ型半導体層２１は、基板１に形成されており、活性層２２に対して電子を供給する役割を果たす層である。本実施形態においては、ｎ型半導体層２１には、厚肉部分と薄肉部分が形成されている。この厚肉部分には、活性層２２およびｐ型半導体層２３が積層されている。活性層２２は、たとえば複数ずつの井戸層とバリア層とが交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造とされている。ｐ型半導体層２３は、活性層２２に対して正孔を供給する役割を果たす層である。

絶縁膜３は、たとえばＳｉＯ₂などの絶縁材料からなり、半導体発光素子２の一部、および基板１のうち半導体発光素子２の周辺にある部分を覆っている。絶縁膜３には、開口３ａ，３ｂが形成されている。開口３ａは、ｐ型半導体層２３の上面を露出させている。開口３ｂは、ｎ型半導体層２１のうち上記薄肉部分の上面を露出させている。絶縁膜３の両端は、電極５Ａ，５Ｂに接している。

電極（素子外電極）５Ａ，５Ｂは、半導体発光素子２に電力供給を行うためのものであり、たとえばＡｕの薄膜からなる。電極５Ａは、ｐ型半導体層２３と導通しており、正孔を供給するための正極とされている。電極５Ｂは、ｎ型半導体層２１と導通しており、電子を供給するための負極とされている。

接続部材４Ａ，４Ｂは、半導体発光素子２と電極５Ａ，５Ｂとを導通させるために設けられており、いずれもがたとえばＩＴＯまたは導電性ポリマなどの透明な導電材料によって形成された膜状とされている。接続部材４Ａは、電極５Ａとｐ型半導体層２３とを導通させており、電極５Ａからｐ型半導体層２３にわたる領域を覆っている。接続部材４Ｂは、電極５Ｂとｎ型半導体層２１とを導通させており、電極５Ｂからｎ型半導体層２１の上記薄肉部分にわたる領域を覆っている。

次に、半導体発光装置Ａ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、接続部材４Ａ，４Ｂは、いずれも半導体発光素子２および基板１に沿った膜状とされている。このため、接続部材４Ａ，４Ｂは、基板１から離間する方向に大きく嵩張ることがない。したがって、半導体発光装置Ａ１の高さを低くすることが可能であり、半導体発光装置Ａ１の小型化を図ることができる。

また、活性層２２からの光が出射されるｐ型半導体層２３の上面は、透明とされた接続部材４Ａによって覆われている。このため、ｐ型半導体層２３を透過してきた光は、接続部材４Ａによって遮られることなく半導体発光装置Ａ１外へと出射される。したがって、半導体発光装置Ａ１の発光効率を高めることが可能であり、半導体発光装置Ａ１の高輝度化を図ることができる。

図３は、本発明に係る半導体発光装置の第２実施形態を示している。なお、この図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。本実施形態の半導体発光装置Ａ２は、下面電極５１上に半導体発光素子２が設けられている点が上述した実施形態と異なっている。

本実施形態においては、基板１にコーン状の凹部１ａが形成されている。この凹部１ａの底部には、下面電極５１が形成されている。下面電極５１は、金属製の薄膜からなり、基板１の表面に沿って半導体発光素子２から離間する方向に延びている。半導体発光素子２は、ｎ型半導体層２１が下面電極５１に接するように配置されている。絶縁膜３は、凹部１ａの内向き側面と半導体発光素子２との間を埋めている。基板１には、正極としての電極５が形成されている。ｐ型半導体層２３と電極５とは、接続部材４によって接続されている。接続部材４は、上述した実施形態と同様にＩＴＯまたは導電性ポリマなどの透明な導電材料によって膜状に形成されている。

このような実施形態によっても、半導体発光装置Ａ２の小型化と高輝度化とを図ることができる。特に、基板１の凹部１ａに半導体発光素子２を設けることにより、半導体発光装置Ａ２の高さをさらに低くすることができる。

本発明に係る半導体発光装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体発光装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明でいう第１型半導体層および第２型半導体層は、いずれがｎ型半導体層およびｐ型半導体層であってもよい。本発明における接続部材は、上記実施形態のように全体が透明であるものに限定されず、半導体発光素子を覆う部分が透明であれば、それ以外の部分が不透明とされていてもよい。

本発明に係る半導体発光装置の第１実施形態を示す断面図である。 本発明に係る半導体発光装置の第１実施形態を示す要部平面図である。 本発明に係る半導体発光装置の第２実施形態を示す断面図である。 従来の半導体発光装置の一例を示す断面図である。

符号の説明

Ａ１，Ａ２ 半導体発光装置
１ 基板
２ 半導体発光素子
３ 絶縁膜
４，４Ａ，４Ｂ 接続部材
５，５Ａ，５Ｂ 電極（素子外電極）
２１ ｎ型半導体層（第１型半導体層）
２２ 活性層
２３ ｐ型半導体層（第２型半導体層）

Claims (2)

1. 基板と、
   上記基板に形成されており、上記基板寄りに位置する第１型半導体層、活性層、および上記活性層を挟んで上記基板と離間する側に位置する第２型半導体層が積層された半導体発光素子と、
   上記基板に形成されており、上記半導体発光素子と離間した素子外電極と、
   上記第２型半導体層と上記素子外電極とを導通させる接続部材と、
   を備える半導体発光装置であって、
   上記接続部材は、少なくとも上記半導体発光素子を覆う部分が透明であることを特徴とする、半導体発光装置。
2. 上記接続部材は、膜状である、請求項１に記載の半導体発光装置。

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