JP7525787B2 - Light-emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、発光装置に関する。 The present invention relates to a light-emitting device.
特許文献1には、ボンディングパッドが実装基板上にはんだ付けされる発光素子が開示されている。
特許文献1には、光取り出し効率について改善の余地がある。本発明は、順方向電圧の上昇を抑えつつ、光取り出し効率を向上できる発光装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、第1導電型半導体層と、前記第1導電型半導体層に設けられた発光層と、前記発光層に設けられた第2導電型半導体層と、を備える半導体積層体であって、前記第2導電型半導体層、前記発光層、および、前記第1導電型半導体層に連続し底面の少なくとも一部が前記第1導電型半導体層である第1凹部を有する前記半導体積層体と、平面視において、前記第1凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第1絶縁膜と、前記第1凹部に設けられ、前記第1凹部の前記底面において前記第1絶縁膜から露出する前記第1導電型半導体層と接する第1コンタクト部と、前記第1絶縁膜を露出させる開口部と、を有する第1電極と、前記第2導電型半導体層上に設けられ、前記第2導電型半導体層に接する第2電極と、前記第1電極の前記開口部に設けられ、前記発光層から出射される光の波長に対する反射率が前記第1電極よりも高い光反射部材と、を備えた発光装置が提供される。
本発明の別の一態様によれば、第1導電型半導体層と、前記第1導電型半導体層に設けられた発光層と、前記発光層に設けられた第2導電型半導体層と、を備える半導体積層体であって、前記第2導電型半導体層、前記発光層、および、前記第1導電型半導体層に連続し底面の少なくとも一部が前記第1導電型半導体層である第1凹部を有する前記半導体積層体と、平面視において、前記第1凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第1絶縁膜と、前記第1凹部に設けられ、前記第1凹部の前記底面において前記第1絶縁膜から露出する前記第1導電型半導体層と接する第1コンタクト部と、前記第1絶縁膜を露出させる開口部と、を有する第1電極と、前記第2導電型半導体層上に設けられ、前記第2導電型半導体層に接する第2電極と、前記第1電極の前記開口部に設けられ、白色顔料を含有した樹脂である光反射部材と、を備えた発光装置が提供される。
According to one aspect of the present invention, there is provided a light emitting device comprising: a semiconductor laminate including a first conductivity type semiconductor layer, a light emitting layer provided on the first conductivity type semiconductor layer, and a second conductivity type semiconductor layer provided on the light emitting layer, the semiconductor laminate having a first recess which is continuous with the second conductivity type semiconductor layer, the light emitting layer, and the first conductivity type semiconductor layer and at least a part of a bottom surface of which is the first conductivity type semiconductor layer; a first insulating film provided in a region including a central part of the bottom surface of the first recess in a planar view; a first electrode having a first contact portion provided in the first recess and in contact with the first conductivity type semiconductor layer exposed from the first insulating film at the bottom surface of the first recess, and an opening exposing the first insulating film; a second electrode provided on the second conductivity type semiconductor layer and in contact with the second conductivity type semiconductor layer; and a light reflective member provided in the opening of the first electrode and having a reflectance higher than that of the first electrode for a wavelength of light emitted from the light emitting layer.
According to another aspect of the present invention, there is provided a light emitting device comprising: a semiconductor laminate including a first conductivity type semiconductor layer, a light emitting layer provided on the first conductivity type semiconductor layer, and a second conductivity type semiconductor layer provided on the light emitting layer, the semiconductor laminate having a first recess continuous with the second conductivity type semiconductor layer, the light emitting layer, and the first conductivity type semiconductor layer, and at least a part of a bottom surface of the first conductivity type semiconductor layer being the first conductivity type semiconductor layer; a first insulating film provided in a region including a central part of the bottom surface of the first recess in a planar view; a first electrode provided in the first recess and having a first contact portion in contact with the first conductivity type semiconductor layer exposed from the first insulating film at the bottom surface of the first recess, and an opening exposing the first insulating film; a second electrode provided on the second conductivity type semiconductor layer and in contact with the second conductivity type semiconductor layer; and a light reflective member provided in the opening of the first electrode, the light reflective member being a resin containing a white pigment.
本発明によれば、順方向電圧の上昇を抑えつつ、光取り出し効率を向上できる。 The present invention makes it possible to improve light extraction efficiency while suppressing the increase in forward voltage.
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ符号を付している。 The following describes the embodiments with reference to the drawings. Note that the same elements in each drawing are given the same reference numerals.
図1は、本発明の実施形態の発光装置1の模式平面図である。
図2は、図1におけるII-II断面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view of a
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
発光装置1は、基板100と、基板100上に設けられた半導体積層体10とを有する。半導体積層体10は、基板100上に設けられた第1導電型半導体層11と、第1導電型半導体層11上に設けられた発光層12と、発光層12上に設けられた第2導電型半導体層13とを有する。第1導電型半導体層11は、例えば、n型である。第2導電型半導体層13は、例えば、p型である。
The
基板100は、発光層12が発する光に対する透過性を有する。また、基板100は、半導体積層体10をエピタキシャル成長させることができる。基板100の材料としては、例えば、サファイア、スピネル(MgAl2O4)、炭化ケイ素(SiC)、シリコン、ZnS、ZnO、GaAs、ダイヤモンド、ニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウムなどが挙げられる。
The
半導体積層体10には、例えば、InXAlYGa1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y<1)等の半導体が好適に用いられる。
For the
図2に示すように、第1導電型半導体層11は、下面11aを有する。下面11aは、第1導電型半導体層11と基板100との界面に位置する。発光層12からの光は、下面11aから基板100に入射し、基板100内部を通過して外部に取り出される。
As shown in FIG. 2, the first conductive
図2に示すように、基板100の側面には、波長変換部材6が形成されてもよい。波長変換部材6は、例えば、樹脂及び波長変換粒子を含む。波長変換粒子は、例えば、YAG系蛍光体、LAG系蛍光体、KSF蛍光体、CASN系蛍光体、SCASN系蛍光体、βサイアロン蛍光体、または、クロロシリケート蛍光体などの蛍光体を含む。発光層12から出射した光が波長変換部材6に入射し、光の波長が変換される。なお、波長変換部材6は設けられなくてもよい。
As shown in FIG. 2, a wavelength conversion member 6 may be formed on the side of the
半導体積層体10は、第2導電型半導体層13、発光層12および、第1導電型半導体層11に連続し底面の少なくとも一部が第1導電型半導体層である第1凹部10aを有する。例えば、基板100上に、第1導電型半導体層11、発光層12、および第2導電型半導体層13を順にエピタキシャル成長させた後、エッチングにより、第2導電型半導体層13および発光層12の積層部の一部を除去して、第1凹部10aを形成する。第2導電型半導体層13および発光層12が積層された部分は、第1導電型半導体層11上にメサ状に残される。
The
図3は、半導体積層体10の模式平面図である。図3は、半導体積層体10を図2に示される下面11aの反対側から見た平面図である。
Figure 3 is a schematic plan view of the
例えば円形状の複数の第1凹部10aが、第1導電型半導体層11の下面11aの反対側の面に設けられている。発光層12および第2導電型半導体層13は、第1導電型半導体層11の下面11aの反対側の面における第1凹部10aおよび外周領域11bを除く領域に設けられている。
For example, a plurality of circular first recesses 10a are provided on the surface opposite the lower surface 11a of the first conductive
図3に示す上面視において、発光層12および第2導電型半導体層13は、第1凹部10aを囲むように設けられている。
In the top view shown in FIG. 3, the light-emitting
図2に示すように、第2導電型半導体層13上に、第1導電部材21および第2導電部材22からなる第2電極が設けられている。第1導電部材21は、第2導電型半導体層13の上面に接している。
As shown in FIG. 2, a second electrode made of a first
また、第2導電型半導体層13上に、第1導電部材21および第2導電型半導体層13の上面を覆うように第4絶縁膜44が設けられている。さらに、その第4絶縁膜44を覆うように第2絶縁膜42が設けられている。
A fourth
第2絶縁膜42は、第2導電型半導体層13の側面、発光層12の側面、およびこれら側面に続く第1導電型半導体層11の側面を覆っている。すなわち、第2絶縁膜42は、発光層12および第2導電型半導体層13が積層された部分であるメサ部15の側面を覆っている。
The second insulating film 42 covers the side surface of the second conductive
その第2絶縁膜42上に、第1電極23が設けられている。第2絶縁膜42は、上記したように各部材の側面を覆い段差を有しており、第1電極23はその段差に沿うように設けられている。第1電極23は、第1凹部10aの底面において第1導電型半導体層と接する第1コンタクト部23aと、後述する第1絶縁膜41を露出させる開口部23bと、を有する。第1電極23は、さらに、メサ部15上の第2絶縁膜42上に設けられた配線部23cと、第1導電型半導体層11の外周領域11bに接する外周コンタクト部23dとを有する。第1コンタクト部23a、配線部23c、および外周コンタクト部23dは、一体につながっている。
The
配線部23cの上には、第1外部接続電極31が設けられている。第1外部接続電極31は、第1電極23を通じて、第1導電型半導体層11と電気的に接続されている。
A first
第1導電部材21を覆う第4絶縁膜44および第2絶縁膜42の一部は開口され、その開口に第2導電部材22が設けられている。第2導電部材22は、第1導電部材21に接している。第2導電部材22の一部は、第2絶縁膜42上に設けられている。第2導電部材22上に、第2外部接続電極32が設けられている。第2外部接続電極32は、第2導電部材22および第1導電部材21を通じて、第2導電型半導体層13と電気的に接続されている。
A portion of the fourth
図4は、発光装置1における第1凹部10aが設けられた領域の模式拡大断面図である。
Figure 4 is a schematic enlarged cross-sectional view of the area in which the first recess 10a is provided in the light-emitting
例えば円形状の第1凹部10aにおける中央部を含む領域に、第1絶縁膜41が設けられている。第1凹部10aは、中央部を含む領域と、その中央部を含む領域の周囲を囲む領域とを有する。そして、「中央部を含む領域」とは、第1凹部10aが円形状の場合にはその円の中心を含む領域であり、第1凹部10aが正多角形状または三角形状の場合にはその正多角形または三角形の内接円の中心を含む領域であり、第1凹部10aが円環形状の場合にはその内周または外周が形成する円の中心を含む領域である。 For example, the first insulating film 41 is provided in a region including the center of the circular first recess 10a. The first recess 10a has a region including the center and a region surrounding the periphery of the region including the center. The "region including the center" refers to a region including the center of the circle when the first recess 10a is circular, a region including the center of the inscribed circle of the regular polygon or triangle when the first recess 10a is regular polygonal or triangular, and a region including the center of the circle formed by the inner or outer periphery when the first recess 10a is annular.
第2絶縁膜42は半導体積層体10の全体を被覆するように形成され、その第2絶縁膜42をパターニングして、第1凹部10aに例えば円形状に第1絶縁膜41を残す。したがって、第2絶縁膜42と第1絶縁膜41は同種材料の膜であり、第2絶縁膜42の膜厚と第1絶縁膜41の膜厚は略同じである。
The second insulating film 42 is formed to cover the
第2絶縁膜42をパターニングする際のプロセス上、第2絶縁膜42の一部42aは、第1凹部10aの外周領域にも、例えば円環状に残される。 Due to the process of patterning the second insulating film 42, a portion 42a of the second insulating film 42 is left in the outer peripheral region of the first recess 10a, for example in a ring shape.
第1電極23の第1コンタクト部23aは、第1絶縁膜41の周囲に設けられ、例えば、円形状の第1絶縁膜41を囲む円環状に設けられる。つまり、第1凹部10aの中央部を含む領域において、第1電極23は設けられず、第1絶縁膜41が設けられている。このため、第1凹部10aの中央部を含む領域においては、第1電極23を構成する金属による光吸収を低減し、第1絶縁膜41と第1導電型半導体層11との界面での全反射成分を増やすことができる。これは、第1導電型半導体層11中を伝播して第1凹部10aに向かった光の第1凹部10aでの反射率を高め、下面11a側からの光取り出し効率を向上させる。
The first contact portion 23a of the
後述するように、第1凹部10aにおいて、第1電極23の配線部23cに近い外周部に電流が集中していると考えられる。そのため、第1凹部10aの中央部に第1絶縁膜41を設け、その中央部を非導通としても発光層12への電流供給の大きな妨げにならず、順方向電圧は上昇しづらいと言える。従って、第1凹部10aの中央部に第1絶縁膜41が設けられておらず第1凹部10aの中央部に第1電極23が形成されている場合と比較して大きな順方向電圧Vfの上昇は生じず、第1絶縁膜41による全反射領域の増加により、光強度Poを高めることができる。すなわち、第1絶縁膜41を設けた発光装置1であれば、順方向電圧Vfの上昇を抑えつつ、光取り出し効率を向上できる。
As described later, it is considered that in the first recess 10a, the current is concentrated in the outer periphery close to the wiring portion 23c of the
図2に示すように、第1電極23は開口部23bを有し、第1絶縁膜41を露出させる。第1電極23は、第1電極23が第1絶縁膜41の一部を被覆し、かつ、開口部23bによって第1絶縁膜41が露出するように形成されている。第1電極23が第1絶縁膜41の一部を被覆していることにより、第1絶縁膜41が剥がれることを抑制することができる。
As shown in FIG. 2, the
開口部23bには、光反射部材5が設けられる。光反射部材5は、発光層12から出射される光の波長に対する反射率が第1電極23よりも大きい部材であってもよい。ここでの第1電極23の反射率は、例えば、第1電極23を構成する部材のうち、発光層12からの光に対する反射率が最も小さな部材の反射率を指す。また、ここでの第1電極23の反射率は、例えば、第1電極23を構成する部材のうち、第1導電型半導体層11に接する部材の反射率を指す。また、光反射部材5は、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナなどの白色顔料を含有した樹脂であってもよい。白色顔料を含有する樹脂としては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂が挙げられる。光反射部材5は、第1電極23、第2導電部材22、半導体積層体10、及び、基板100、などを覆うことで、これらを支持する部材として機能してもよい。
The opening 23b is provided with a
開口部23bに、光反射部材5が設けられていることにより、第1絶縁膜41と第1導電型半導体層11との界面で反射せずに、第1絶縁膜41の内部に入射した光を、光反射部材5により反射させることができ、下面11a側からの光取り出し効率を向上させることができる。
By providing the
図4に示すように、開口部23bに光反射部材5が設けられていることにより、光反射部材5が第1絶縁膜41の一部を被覆していてもよい。光反射部材5が第1絶縁膜41の一部を被覆していることにより、第1絶縁膜41に入射した光が、光反射部材5によってより確実に反射されやすくなる。
As shown in FIG. 4, the
また、図5に示すように、第1絶縁膜41の外縁と第1電極23の端部とが一致していてもよい。第1絶縁膜41の外縁と第1電極23の端部とが一致することにより、第1電極23が第1絶縁膜41の一部を被覆している場合と比較して光反射部材5が第1絶縁膜41を被覆する面積を増やしつつ、第1コンタクト部23aが第1凹部10aと接する面積を第1電極23が第1絶縁膜41の一部を被覆している場合と略同じ面積にすることができる。
Also, as shown in FIG. 5, the outer edge of the first insulating film 41 and the end of the
また、図6に示すように、前記第1絶縁膜と前記第1電極とが、重ならないようにしてもよい。前記第1絶縁膜と前記第1電極とが、重ならないことにより、光反射部材5が第1絶縁膜41を被覆する面積が増加するため、第1絶縁膜41に入射した光が、光反射部材5によってより確実に反射されやすくなる。また、図6に示すように、光反射部材5が、第1電極23と第1絶縁膜41との間に設けられ第1凹部10aの底面に接してもよい。光反射部材5が、第1電極23と第1絶縁膜41との間に設けられ第1凹部10aの底面に接することで、第1電極23よりも反射率の大きい場合において光反射部材5が、第1導電型半導体層11と接することになり、順方向電圧Vfの上昇を抑えつつ第1凹部10aでの光の反射率を高めることができる。
Also, as shown in FIG. 6, the first insulating film and the first electrode may not overlap. By not overlapping the first insulating film and the first electrode, the area of the first insulating film 41 covered by the
図7は、図1におけるVII-VII断面の一部の模式拡大断面図である。図1、図3、及び、図7に示すように、平面視で第1外部接続電極31に重なる領域に、第2導電型半導体層13、発光層12、および、第1導電型半導体層11に連続し底面の少なくとも一部が前記第1導電型半導体層である第2凹部10bを有していてもよい。
Figure 7 is a schematic enlarged cross-sectional view of a portion of the VII-VII cross section in Figure 1. As shown in Figures 1, 3, and 7, in a region overlapping the first
第2凹部10bの中央部を含む領域において、第1電極23は設けられず、第3絶縁膜43が設けられている。このため、第2凹部10bの中央部を含む領域においては、第1電極23を構成する金属による光吸収を低減し、第3絶縁膜43と第1導電型半導体層11との界面での全反射成分を増やすことができる。これは、第1導電型半導体層11中を伝播して第2凹部10bに向かった光の第2凹部10bでの反射率を高め、下面11a側からの光取り出し効率を向上させる。
In the region including the center of the second recess 10b, the
図7に示すように、第2凹部10bにおいて、第1電極23は第3絶縁膜43を被覆する。言い換えると、第1電極23は第3絶縁膜43の表面のうち第2凹部10bの底面と接する面を除く面を被覆しており、第3絶縁膜43を露出させる開口部を有していない。第1電極23は、第1外部接続電極31よりも発光層12から出射される光に対する反射率が高い場合、第1電極23が第3絶縁膜43を被覆していることにより、第3絶縁膜43内に入射した光が第1電極23によって反射されやすくなる。
As shown in FIG. 7, in the second recess 10b, the
第3絶縁膜43は、第1絶縁膜41と同様に第2絶縁膜42とは同種材料の膜であり、第2絶縁膜42の膜厚と第3絶縁膜43の膜厚は略同じである。 The third insulating film 43, like the first insulating film 41, is a film made of the same material as the second insulating film 42, and the film thickness of the second insulating film 42 and the film thickness of the third insulating film 43 are approximately the same.
第1絶縁膜41をパターニングするエッチングプロセスに起因して、第1絶縁膜41の断面視形状は、図4に示すように台形になる。この台形は、上底41aと、上底41aよりも長い下底41bとを有し、下底41bは第1凹部10aの底面の界面に位置する。第3絶縁膜43においても同様である。 Due to the etching process for patterning the first insulating film 41, the cross-sectional shape of the first insulating film 41 becomes a trapezoid as shown in FIG. 4. This trapezoid has an upper base 41a and a lower base 41b that is longer than the upper base 41a, and the lower base 41b is located at the interface with the bottom surface of the first recess 10a. The same is true for the third insulating film 43.
第1導電部材21としては、例えば、Ag、Al、Ni、Ti、Pt、またはそれらの金属を主成分とする合金を好適に用いることができる。また、第1導電部材21は、それらの金属材料の単層またはそれらの金属材料が複数積層された積層体でもよい。
The first
第1電極23と、第2導電部材22は、例えば、同じ金属材料の膜をパターニングすることで得られる。それら第1電極23および第2導電部材22としては、例えば、Ag、Al、Ni、Rh、Au、Cu、Ti、Pt、Pd、Mo、Cr、W、またはそれらの金属を主成分とする合金を好適に用いることができる。また、第1電極23および第2導電部材22は、それらの金属材料の単層またはそれらの金属材料が複数積層された積層体でもよい。
The
第1電極23および第2導電部材22は、例えば、下地との界面側から順に形成されたAl膜、Ti膜、Pt膜、およびAu膜を含む。
The
第1外部接続電極31および第2外部接続電極32としては、例えば、Cu、Au、Niなどの金属を好適に用いることができる。第1外部接続電極31および第2外部接続電極32は、例えば、電解メッキ法により形成することができる。
The first
第4絶縁膜44は、例えばシリコン窒化膜である。第4絶縁膜44は、第1導電部材21に含まれる例えばAgのマイグレーションを防止する。第4絶縁膜44は、形成されなくてもよい。第1絶縁膜41は、屈折率が第1半導体層11よりも小さい部材を含む。また、第1絶縁膜41は透光性を有する。第2絶縁膜42、第1絶縁膜41、及び第3絶縁膜43は、例えばシリコン酸化膜である。なお、第1絶縁膜41、第2絶縁膜42、第3絶縁膜43、及び第4絶縁膜44は、高屈折率材質層と低屈折率材質層とを組み合わせた誘電体多層膜であってもよい。誘電体多層膜は、例えば、チタン酸化膜/シリコン酸化膜を2ペア以上積層させるものが挙げられる。誘電体多層膜を構成する各層には、チタン酸化膜及びシリコン酸化膜の他にも、例えば、ニオブ酸化膜、アルミ酸化膜、ジルコニウム酸化膜、アルミ窒化膜、シリコン窒化膜などを用いることができる。
The fourth insulating
第1外部接続電極31および第2外部接続電極32は、光反射部材5から露出し、発光装置1が実装される配線基板に形成されたパッドに、例えばはんだなどの導電材料を介して接合される。すなわち、発光装置1は、第1外部接続電極31および第2外部接続電極32を配線基板に向けた状態で、基板100および第1導電型半導体層11の下面11aが配線基板の上方を向く。なお、基板100はなくてもよい。
The first
そして、発光層12から放出された光は、下面11aを通じて外部に取り出される。下面11aの反対側の領域の大部分は、第2導電部材22および第1電極23を構成する金属膜(例えば、良好な光反射性を有するAg、Alを含む)で覆われている。そのため、発光層12から下面11aに直接向かわない光や、第1導電型半導体層11と基板100との界面で反射した光を、その金属膜で反射させて下面11aに向かわせることができる。
The light emitted from the light-emitting
また、上述したように、第1凹部10aの中央部を含む領域には、第1電極23は設けられず、第1絶縁膜41が設けられている。このため、第1凹部10aの中央部を含む領域においては、第1電極23を構成する金属による光吸収を低減し、第1絶縁膜41と第1導電型半導体層11との界面での全反射成分を増やすことができる。これは、第1導電型半導体層11中を伝播して第1凹部10aに向かう光の第1凹部10aでの反射率を高め、下面11a側からの光取り出し効率を向上させる。
As described above, the
図8は、第1絶縁膜41のうち第1凹部10aに接する領域、第1電極23のうち第1凹部10aに接する領域、および、第2絶縁膜42のうち第1凹部10aに接する領域の配置関係を示す模式平面図である。図8において、φ1は第1凹部10aの直径を示す。また、φ2は第1凹部10aに接する部分の第1絶縁膜41の直径を示す。
Figure 8 is a schematic plan view showing the relative positions of the region of the first insulating film 41 that contacts the first recess 10a, the region of the
第1凹部10aに接する部分の第1絶縁膜41の直径φ2を一定にして、第1凹部10aの直径φ1を小さくすると、第1凹部10aの直径φ1が小さくなるにつれ順方向電圧Vfが上がる。
これに対して、第1凹部10aの直径φ1を一定にして、第1凹部10aの直径φ1よりも小さい範囲で第1凹部10aに接する部分の第1絶縁膜41の直径φ2を大きくすると、第1絶縁膜41の直径φ2が大きくなることによる順方向電圧Vfの大幅な上昇は見られない。
When the diameter φ2 of the first insulating film 41 in contact with the first recess 10a is kept constant and the diameter φ1 of the first recess 10a is reduced, the forward voltage Vf increases as the diameter φ1 of the first recess 10a decreases.
In contrast, if the diameter φ1 of the first recess 10a is kept constant and the diameter φ2 of the first insulating film 41 in contact with the first recess 10a is increased within a range smaller than the diameter φ1 of the first recess 10a, no significant increase in the forward voltage Vf due to the increase in the diameter φ2 of the first insulating film 41 is observed.
このような結果より、第1凹部10aにおいて、第1電極23の第1コンタクト部23aは、配線部23cに近い外周部に電流が集中しており、中央部はほとんど電流が流れておらず、第1凹部10aの外周付近に電流が集中していると考えられる。そのため、第1凹部10aの中央部に第1絶縁膜41を設け、その中央部を非導通としても発光層12への電流供給の大きな妨げにならず、順方向電圧は上昇しづらいと言える。
従って、第1絶縁膜41を設けた発光装置1であれば、順方向電圧Vfの上昇を抑えつつ、光取り出し効率を向上できる。
From these results, it is considered that in the first recess 10a, the first contact portion 23a of the
Therefore, the
第1コンタクト部23aの第1凹部10aとの接触面積は、第1凹部10aの面積の40%以上70%以下が好ましい。また、この接触面積は140μm2以上250μm2以下とすることができる The contact area of the first contact portion 23a with the first recess 10a is preferably 40% to 70% of the area of the first recess 10a. In addition, this contact area can be 140 μm2 to 250 μm2.
第1凹部10aおよび第1絶縁膜41の形状は円形状に限らず、多角形状であってもよい。 The shape of the first recess 10a and the first insulating film 41 is not limited to a circular shape, but may be a polygonal shape.
図8に示すように、円形状の第1凹部10aに円形状の第1絶縁膜41を設けた場合には、第1絶縁膜41の周囲に設けられる第1コンタクト部23aの形状を角のない円環状にすることができる。このような形状の第1コンタクト部23aでは、電流密度分布を均一化しやすい。 As shown in FIG. 8, when a circular first insulating film 41 is provided in a circular first recess 10a, the shape of the first contact portion 23a provided around the first insulating film 41 can be a circular ring without corners. A first contact portion 23a having such a shape makes it easier to uniformize the current density distribution.
また、図4に示すように、第1絶縁膜41の断面視形状は台形状である。このようにすることで、第1絶縁膜41の下面(台形の下底)41bと第1導電型半導体層11との界面領域は大きく確保しつつ、第1絶縁膜41に対する第1電極23の被覆性を、第1絶縁膜41の断面視形状が例えば矩形状である場合に比べて良好にできる。
As shown in FIG. 4, the cross-sectional shape of the first insulating film 41 is trapezoidal. This ensures a large interface area between the lower surface (lower base of the trapezoid) 41b of the first insulating film 41 and the first conductive
図9は、第1絶縁膜41の他のパターンを示す模式平面図である。 Figure 9 is a schematic plan view showing another pattern of the first insulating film 41.
図9に示すように、第1絶縁膜41が第2絶縁膜42の一部42aと繋がって形成される。この場合、第1絶縁膜41と第2絶縁膜42が一体的に形成されるため、第1絶縁膜41の剥がれを抑制することができる。 As shown in FIG. 9, the first insulating film 41 is formed so as to be connected to a portion 42a of the second insulating film 42. In this case, the first insulating film 41 and the second insulating film 42 are formed integrally, so peeling of the first insulating film 41 can be suppressed.
図10は、他の実施形態の発光装置における半導体積層体10の模式平面図である。第1凹部10aは平面視において円環形状となっており、その円環形状の内側に半導体積層体10の一部が突出した突出部16が設けられている。突出部16は、発光層12および第2導電型半導体層13が積層された部分である。突出部16は、発光層12および第2導電型半導体層13を含まず、第1導電型半導体層11が突出した部分であってもよい。
Figure 10 is a schematic plan view of the
図11は、他の実施形態の発光装置における第1凹部10aが設けられた領域の模式拡大断面図である。 Figure 11 is a schematic enlarged cross-sectional view of a region in which the first recess 10a is provided in a light-emitting device of another embodiment.
図11に示すように、第1絶縁膜41は、突出部16の上面および側面を覆っている。第1絶縁膜41は突出部16の側面に直接設けられている。第1絶縁膜41と突出部16の上面との間には、第4絶縁膜44と第1導電部材21が設けられている。なお、第1絶縁膜41と突出部16の上面との間に、第4絶縁膜44と第1導電部材21を設けず、第1絶縁膜41をメサ部15の上面に直接設けてもよい。
As shown in FIG. 11, the first insulating film 41 covers the upper surface and side surfaces of the
第1絶縁膜41上には第1電極23が設けられている。第1電極23の第1コンタクト部23aは、第1凹部10aの底面において露出する第1導電型半導体層11と接している。
A
図11に示すように、第1電極23の開口部23bは、第1絶縁膜41を露出させる。第1電極23は、第1電極23が第1絶縁膜41の一部を被覆し、かつ、開口部23bによって第1絶縁膜41が露出するように形成されている。第1電極23が第1絶縁膜41の一部を被覆していることにより、第1絶縁膜41が剥がれることを抑制することができる。
As shown in FIG. 11, the opening 23b of the
また、図12に示すように、平面視において、第1絶縁膜41の外縁と第1電極23の端部とが一致してもよい。第1絶縁膜41の外縁と第1電極23の端部とが一致することにより、光反射部材5が第1絶縁膜41を被覆する面積を増やしつつ、第1コンタクト部23aが第1凹部10aと接する面積を最も大きくすることができる。
Also, as shown in FIG. 12, the outer edge of the first insulating film 41 may coincide with the end of the
また、図13に示すように、第1絶縁膜41と、第1電極23は平面視において重ならないようにすることができる。第1絶縁膜41と、第1電極23が、平面視において重ならないことにより、光反射部材5が第1絶縁膜41を被覆する面積が増加するため、第1絶縁膜41に入射した光が、光反射部材5によってより確実に反射されやすくなる。また、図13に示すように、光反射部材5が、第1電極23と第1絶縁膜41との間に設けられ第1凹部10aの底面に接してもよい。光反射部材5が、第1電極23と第1絶縁膜41との間に設けられ第1凹部10aの底面に接することで、第1電極23よりも反射率の大きい光反射部材5が、第1導電型半導体層11と接することになり、順方向電圧Vfの上昇を抑えつつ第1凹部10aでの光の反射率を高めることができる。
Also, as shown in FIG. 13, the first insulating film 41 and the
第1絶縁膜41が突出部16の上面および側面を覆うように立体的に設けられることで、図4に示す平面的な第1絶縁膜41に比べて、第1凹部10aの中央部を含む領域における第1絶縁膜41の面積を増大させることができる。このため、第1凹部10aの中央部を含む領域において、第1絶縁膜41により全反射される発光層12からの光を増やすことができる。さらに、第1電極23が第1絶縁膜41を露出させる開口部23bを有しており、開口部23bに光反射部材5が形成設けられていることにより、光取り出し効率を向上させることができる。
By providing the first insulating film 41 three-dimensionally so as to cover the upper and side surfaces of the
図14に示すように、突出部16は、発光層12および第2導電型半導体層13を含まず、第1導電型半導体層11が突出した部分であってもよい。発光層12および第2導電型半導体層13を含む突出部16に比べて、突出部16の高さを低くすることができるので、第1絶縁膜41を優れた被覆性で形成しやすくなる。
As shown in FIG. 14, the
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。本発明の上述した実施形態を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての形態も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。 The above describes the embodiments of the present invention with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. All forms that a person skilled in the art can implement by appropriately modifying the design based on the above-described embodiments of the present invention also fall within the scope of the present invention as long as they include the gist of the present invention. In addition, a person skilled in the art can come up with various modifications and amendments within the scope of the concept of the present invention, and it is understood that these modifications and amendments also fall within the scope of the present invention.
1…発光装置、10…半導体積層体、10a…第1凹部、10b…第2凹部、11…第1導電型半導体層、11a…下面、12…発光層、13…第2導電型半導体層、21…第1導電部材、22…第2導電部材、23…第1電極、23a…第1コンタクト部、23b…開口部、23c…配線部、23d…外周コンタクト部、31…第1外部接続電極、32…第2外部接続電極、41…第1絶縁膜、42…第2絶縁膜、43…第3絶縁膜、44…第4絶縁膜、5…光反射部材、6…波長変換部材、100…基板 1...light emitting device, 10...semiconductor laminate, 10a...first recess, 10b...second recess, 11...first conductive type semiconductor layer, 11a...lower surface, 12...light emitting layer, 13...second conductive type semiconductor layer, 21...first conductive member, 22...second conductive member, 23...first electrode, 23a...first contact portion, 23b...opening, 23c...wiring portion, 23d...peripheral contact portion, 31...first external connection electrode, 32...second external connection electrode, 41...first insulating film, 42...second insulating film, 43...third insulating film, 44...fourth insulating film, 5...light reflecting member, 6...wavelength conversion member, 100...substrate
Claims (11)
平面視において、前記第1凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第1絶縁膜と、
前記第1凹部に設けられ、前記第1凹部の前記底面において前記第1絶縁膜から露出する前記第1導電型半導体層と接する第1コンタクト部と、前記第1絶縁膜を露出させる開口部と、を有する第1電極と、
前記第2導電型半導体層上に設けられ、前記第2導電型半導体層に接する第2電極と、 前記第1電極の前記開口部に設けられ、前記発光層から出射される光の波長に対する反射率が前記第1電極よりも高い光反射部材と、を備えた発光装置。 A semiconductor laminate including a first conductive type semiconductor layer, a light emitting layer provided on the first conductive type semiconductor layer, and a second conductive type semiconductor layer provided on the light emitting layer, the semiconductor laminate having a plurality of first recesses that are continuous with the second conductive type semiconductor layer, the light emitting layer, and the first conductive type semiconductor layer, and at least a portion of a bottom surface of the first conductive type semiconductor layer;
a first insulating film provided in a region including a central portion of the bottom surface of the first recess in a plan view;
a first electrode provided in the first recess, the first electrode having a first contact portion in contact with the first conductive type semiconductor layer exposed from the first insulating film at the bottom surface of the first recess, and an opening portion exposing the first insulating film;
a second electrode provided on the second conductive type semiconductor layer and in contact with the second conductive type semiconductor layer; and a light reflecting member provided in the opening of the first electrode and having a reflectance for a wavelength of light emitted from the light emitting layer higher than that of the first electrode.
平面視において、前記第1凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第1絶縁膜と、
前記第1凹部に設けられ、前記第1凹部の前記底面において前記第1絶縁膜から露出する前記第1導電型半導体層と接する第1コンタクト部と、前記第1絶縁膜を露出させる開口部と、を有する第1電極と、
前記第2導電型半導体層上に設けられ、前記第2導電型半導体層に接する第2電極と、 前記第1電極の前記開口部に設けられ、白色顔料を含有した樹脂である光反射部材と、を備えた発光装置。 A semiconductor laminate including a first conductive type semiconductor layer, a light emitting layer provided on the first conductive type semiconductor layer, and a second conductive type semiconductor layer provided on the light emitting layer, the semiconductor laminate having a plurality of first recesses that are continuous with the second conductive type semiconductor layer, the light emitting layer, and the first conductive type semiconductor layer, and at least a portion of a bottom surface of the first conductive type semiconductor layer;
a first insulating film provided in a region including a central portion of the bottom surface of the first recess in a plan view;
a first electrode provided in the first recess, the first electrode having a first contact portion in contact with the first conductive type semiconductor layer exposed from the first insulating film at the bottom surface of the first recess, and an opening portion exposing the first insulating film;
a second electrode provided on the second conductive type semiconductor layer and in contact with the second conductive type semiconductor layer; and a light-reflecting member, which is a resin containing a white pigment and is provided in the opening of the first electrode.
前記第1コンタクト部は、平面視において前記第1絶縁膜の周囲を囲んで配置されている請求項1~5のいずれか1つに記載の発光装置。 In a plan view, the first recess and the first insulating film have a circular shape,
6. The light emitting device according to claim 1, wherein the first contact portion is disposed so as to surround the periphery of the first insulating film in a plan view.
前記第1絶縁膜が前記突出部を覆う請求項1~6のいずれか1つに記載の発光装置。 the first recess has a circular ring shape in a plan view, and has a protruding portion in which a part of the semiconductor laminate protrudes inside the circular ring shape in a plan view;
7. The light emitting device according to claim 1, wherein the first insulating film covers the protruding portion.
前記第1電極は、前記第2絶縁膜上に延在し、
前記第2絶縁膜の上方で前記第1電極と接続された配線部をさらに備える請求項1~9のいずれか1つに記載の発光装置。 A second insulating film is provided on the second electrode,
the first electrode extends onto the second insulating film;
10. The light emitting device according to claim 1, further comprising a wiring portion connected to the first electrode above the second insulating film.
前記半導体積層体は、平面視で前記外部接続電極に重なる領域に、前記第2導電型半導体層、前記発光層、および、前記第1導電型半導体層に連続し底面の少なくとも一部が前記第1導電型半導体層である第2凹部をさらに有し、
平面視において、前記第2凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第3絶縁膜と、
前記第1電極は、前記第2凹部の前記底面において前記第3絶縁膜から露出する前記第1導電型半導体層と接する第2コンタクト部をさらに備え、
前記第1電極は、前記第3絶縁膜を被覆する請求項10に記載の発光装置。 The semiconductor device further includes an external connection electrode provided above the wiring portion,
the semiconductor laminate further includes, in a region overlapping with the external connection electrode in a plan view, a second recess that is continuous with the second conductive type semiconductor layer, the light emitting layer, and the first conductive type semiconductor layer and has at least a portion of a bottom surface formed by the first conductive type semiconductor layer;
a third insulating film provided in a region including a central portion of the bottom surface of the second recess in a plan view;
the first electrode further includes a second contact portion in contact with the first conductive type semiconductor layer exposed from the third insulating film at the bottom surface of the second recess,
The light emitting device according to claim 10 , wherein the first electrode covers the third insulating film.
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