JPH06318731A - 半導体発光装置 - Google Patents

半導体発光装置

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JPH06318731A
JPH06318731A JP22177293A JP22177293A JPH06318731A JP H06318731 A JPH06318731 A JP H06318731A JP 22177293 A JP22177293 A JP 22177293A JP 22177293 A JP22177293 A JP 22177293A JP H06318731 A JPH06318731 A JP H06318731A
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JP
Japan
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groove
light emitting
conductivity type
light
type layer
Prior art date
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Application number
JP22177293A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Okamoto
哲也 岡本
Yasuhiro Wada
安弘 和田
Masahiko Kimoto
匡彦 木本
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPH06318731A publication Critical patent/JPH06318731A/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
    • H10W72/874—On different surfaces
    • H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink

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  • Led Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光出射効率を向上させることができ、かつ、
実装が容易な半導体発光装置を提供する。 【構成】 この半導体発光装置は、ＰＮ接合面Ｊに対向
するＰ型半導体部３の表面３ａから、ＰＮ接合面Ｊを貫
通し、Ｎ型半導体部２を貫通してＮ型基板１に達する溝
９と、表面３ａに溝９を挟んで設けられたＰ電極５およ
びＮ電極４とを備える。さらに、Ｐ電極５およびＮ電極
４にバンプ電極１２を設ける。 【効果】 光出射面である表面１ａに、光を遮る電極が
ない。バンプ電極１２,１２でフリップチップボンディ
ングできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＰＮ接合近傍で発生
した光を効率良く外部に取り出すことができ、かつ、容
易に実装できる半導体発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の半導体発光装置として
は、図６に示すものがある。この半導体発光装置６０
は、次のようにして作製される。即ち、Ｎ型基板６１上
に、エピタキシャル成長法によってＮ型半導体部６２,
Ｐ型半導体部６３を順に形成し、次に、上記Ｎ型基板６
１の表面全体およびＰ型半導体部６３の表面の必要部分
に、オーミックコンタクト用金属材料を付着させてＮ電
極６４とＰ電極６５を形成する。次に、ダイシングソー
やスクライブマシンによってチップ化する。
【０００３】上記半導体発光装置６０の実装例を図７に
示す。上記半導体発光装置のＮ電極６４は、銀ペースト
等の導電性ペースト６６でリードフレーム６７にダイボ
ンドされている。また、上記半導体発光装置のＰ電極６
５は、リード線６８でリードフレーム７０に接続されて
いる。そして、図７に示すように、上記半導体発光装置
６０の全体を被う透光性樹脂６９によるモールドがなさ
れている。
【０００４】上記半導体発光装置６０は、上記Ｐ電極６
５とＮ電極６４に電圧が印加されると、上記Ｎ型半導体
部６２と上記Ｐ型半導体部６３とのＰＮ接合面近傍から
光を発生し、この光を上記Ｐ型半導体部６３のＰ電極６
５側の光出射面６３ａから取り出すようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体発光装置は、以下に述べるような種々の欠点
がある。
【０００６】（１） 半導体発光装置６０をリードフレ
ームに実装する時に、Ｎ電極６４を下にしてＮ電極６４
をリードフレーム６７にダイボンドする工程と、上方の
Ｐ電極６５をリード線６８でリードフレーム６７に接続
する工程とが不可欠であるから、実装工数が大きい。
【０００７】（２） 上面のＰ電極６５が発光光の遮光
面となって光を遮えぎるので、光出射効率が悪い。
【０００８】（３） ＰＮ接合と平行方向に進行する光
が、上記ＰＮ接合面に対して垂直な端面から、横方向に
透過してしまうので、その分だけ光出射面６３ａから出
射する光が減少し、光出射効率が低下する。
【０００９】（４） 上記半導体発光装置のＰ型半導体
部６３は、たとえば、ＧａＰ,ＧａＡｓ,ＧａＡｌＡｓ,
ＧａＡｓＰ他で構成されており、その屈折率ｎが約３．
５であるから、上記Ｐ型半導体部６３の光出射面６３ａ
での反射率Ｒは、空気に対しては約３０％になり、エポ
キシ樹脂に対しては約１６％になる。このため、発光光
の一部が、上記光出射面６３ａで内側に反射し、内部に
閉じ込められるので、光出射効率が低下する。尚、上記
反射率Ｒの値は、光の進行方向が界面に垂直な場合のフ
レネルの式Ｒ＝(ｎ1−ｎ2）2／(ｎ1＋ｎ2）2より求め
た。
【００１０】（５） Ｎ型基板６１と銀ペーストとの界
面反射率は約５０％であるから、図７に示すように、上
記半導体発光装置６０を銀ペーストからなる導電性ペー
スト６６を用いてリードフレーム６７に実装した場合、
Ｎ型基板６１と銀ペーストとの界面に向かって進行した
発光光の約５０％が、上記界面から銀ペーストに吸収さ
れてしまう。
【００１１】そこで、この発明の目的は、上記(１)〜
(５)の欠点を解消でき、光出射効率を向上させることが
でき、かつ、実装が容易な半導体発光装置を提供するこ
とにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の半導体発光装置は、第１導電型層と第２
導電型層との接合面近傍から光を発生させる半導体発光
装置において、上記接合面に対向する上記第１導電型層
の対向面または上記接合面に対向する上記第２導電型層
の対向面の一方から、上記接合面を貫通し、上記第２導
電型層または第１導電型層に達する溝と、上記第１導電
型層の対向面または第２導電型層の対向面の一方に、上
記溝を挟んで設けられた正電極および負電極と、上記正
電極および負電極に設けられた突起電極とを備え、上記
接合面近傍で発生し、上記第１導電型層の対向面または
第２導電型層の対向面の他方を通過した光を外部に取り
出すようにしたことを特徴としている。
【００１３】また、請求項２の半導体発光装置は、請求
項１に記載の半導体発光装置において、上記溝が上記溝
の底面に向かって先細になるように、上記溝の側面を上
記接合面に対して傾斜面にし、上記接合面近傍で発生し
て上記接合面に略平行に進行する光を、上記傾斜面で反
射して、上記他方の対向面に向かわせるようにしたこと
を特徴としている。
【００１４】また、請求項３の半導体発光装置は、請求
項１または２に記載の半導体発光装置において、発光し
た光を外部に取り出すための光出射面に反射防止膜を形
成したことを特徴としている。
【００１５】また、請求項４の半導体発光装置は、請求
項１乃至３のいずれか１つに記載の半導体発光装置にお
いて、上記一方の対向面または上記溝の側面の少なくと
も一方に、反射膜を設け、上記一方の対向面に向かう光
または上記溝の側面に向かう光の少なくとも一方を、上
記反射膜で反射して上記他方の対向面に向かわせるよう
にしたことを特徴としている。
【００１６】また、請求項５の半導体発光装置は、第１
導電型層と第２導電型層との接合面近傍から光を発生さ
せる半導体発光装置において、上記接合面に対向する上
記第１導電型層の対向面または上記接合面に対向する上
記第２導電型層の対向面の一方から、上記接合面を貫通
し、上記第２導電型層または第１導電型層に達する溝
と、上記溝底面に形成され、上記溝の側面との間に所定
の間隔を隔てて上記接合面を横切る第２導電型または第
１導電型の凸部と、上記第１導電型層の対向面または第
２導電型層の対向面の一方と、上記凸部の上面とに、上
記溝の側面と凸部との間の空間を挟んで設けられた正電
極および負電極と、上記正電極および負電極に設けられ
た突起電極とを備え、上記接合面近傍で発生し、上記第
１導電型層の対向面または第２導電型層の対向面の他方
を通過した光を外部に取り出すようにしたことを特徴と
している。
【００１７】また、請求項６の半導体発光装置は、請求
項５に記載の半導体発光装置において、上記溝の側面と
上記凸部との間の空間が上記溝の底面に向かって先細に
なるように、上記溝の側面及び上記凸部の側面が上記接
合面に対して傾斜面に形成されており、上記接合面近傍
で発生して上記接合面に略平行に進行する光を、上記傾
斜面で反射して、上記他方の対向面に向かわせるように
したことを特徴としている。
【００１８】また、請求項７の半導体発光装置は、請求
項５または６に記載の半導体発光装置において、発光し
た光を外部に取り出すための光出射面に反射防止膜を形
成したことを特徴としている。
【００１９】また、請求項８の半導体発光装置は、請求
項５乃至７のいずれか１つに記載の半導体発光装置にお
いて、上記一方の対向面または上記溝の側面または上記
凸部の側面のうちの少なくとも１つに反射膜を設け、上
記一方の対向面に向かう光または上記溝の側面に向かう
光または上記凸部の側面に向かう光のうちの少なくとも
１つを、上記反射膜で反射して上記他方の対向面に向か
わせるようにしたことを特徴としている。
【００２０】
【作用】上記請求項１の半導体発光装置は、上記接合面
に対向する第１導電型層の対向面または上記接合面に対
向する第２導電型層の対向面の一方に、上記溝を挟んで
正電極および負電極の両方を設け、第１導電型層の対向
面または上記接合面に対向する第２導電型層の対向面の
他方から外部に光を取り出すようにした。したがって、
請求項１の発明によれば、光を取り出す面つまり光出射
面に電極を形成する必要がなくなる。したがって、請求
項１の発明によれば、光出射効率を向上させることがで
きる。
【００２１】また、上記一方の対向面に正電極および負
電極の両方を設け、この正電極および負電極に突起電極
を設けたので、リード線を用いないフリップチップボン
ディングによる実装が可能になり、簡単に実装できるよ
うになる。
【００２２】また、請求項２の発明によれば、上記溝が
上記溝の底面に向かって先細になるように、上記溝の側
面を上記接合面に対して傾斜面にして、上記接合面近傍
で発生して上記接合面に略平行に進行する光を、上記傾
斜面で反射して、上記他方の対向面に向かわせる。した
がって、上記溝の側面が上記接合面に対して垂直である
場合に比べて、光出射効率を向上させることができる。
【００２３】また、請求項３の発明によれば、発光した
光を外部に取り出すための光出射面に反射防止膜を形成
している。したがって、上記光出射面で発光光が反射す
ることを防止でき、上記発光した光を光出射面から出射
させて、光出射効率を向上させることができる。
【００２４】また、請求項４の発明によれば、上記一方
の対向面または上記溝の側面の少なくとも一方に、反射
膜を設け、上記一方の対向面に向かう光または上記側面
に向かう光の少なくとも一方を、上記反射膜で反射して
上記他方の対向面に向かわせるようにしている。したが
って、上記一方の対向面または上記溝の側面に、臨界角
以内の入射角で入射した光が透過することを防止でき、
上記光を光出射面から外部に取り出すことができるよう
になるので、光出射効率が向上する。
【００２５】上記請求項５の半導体発光装置は、上記接
合面を貫通する溝に形成した凸部を有し、上記溝の側面
と凸部との間の空間を挟んで、上記第１または第２導電
型層の対向面の一方と上記凸部の上面とに正電極および
負電極の両方を設け、第１導電型層の対向面または第２
導電型層の対向面の他方から外部に光を取り出すように
した。したがって、請求項５の発明によれば、光を取り
出す面つまり光出射面に電極を形成する必要がなくな
る。したがって、請求項５の発明によれば、光出射効率
を向上させることができる。
【００２６】また、上記一方の対向面に正電極および負
電極の両方を設け、この正電極および負電極に突起電極
を設けたので、リード線を用いないフリップチップボン
ディングによる実装が可能になり、簡単に実装できるよ
うになる。
【００２７】また、請求項６の発明によれば、上記溝の
側面と上記凸部との間の空間が上記溝の底面に向かって
先細になるように、上記溝の側面および上記凸部の側面
を上記接合面に対して傾斜面にして、上記接合面近傍で
発生して上記接合面に略平行に進行する光を、上記傾斜
面で反射して、上記他方の対向面に向かわせる。したが
って、上記溝の側面および上記凸部の側面が上記接合面
に対して垂直である場合に比べて、光出射効率を向上さ
せることができる。
【００２８】また、請求項７の発明によれば、発光した
光を外部に取り出すための光出射面に反射防止膜を形成
している。したがって、上記光出射面で発光光が反射す
ることを防止でき、上記発光した光を光出射面から出射
させて、光出射効率を向上させることができる。
【００２９】また、請求項８の発明によれば、上記一方
の対向面または上記溝の側面または上記凸部の側面のう
ちのの少なくとも１つに反射膜を設け、上記一方の対向
面に向かう光または上記側面に向かう光または上記凸部
の側面に向かう光のうちの少なくとも１つを、上記反射
膜で反射して上記他方の対向面に向かわせるようにして
いる。従って、上記一方の対向面または上記溝の側面ま
たは上記凸部の側面に、臨界角以内の入射角で入射した
光が透過することを防止でき、上記光を光出射面から外
部に取り出すことができるようになるので、光出射効率
が向上する。
【００３０】
【実施例】以下、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。
【００３１】本発明の半導体発光装置の第１実施例を、
その製造工程に沿って、図１を参照しながら説明する。
【００３２】まず、図１(Ａ)に示すように、Ｎ型基板１
上にエピタキシャル成長法によってＮ型半導体部２とＰ
型半導体部３を順次形成して作製したウェハのエピタキ
シャル層表面つまりＰ型半導体部３の表面３ａからＰＮ
接合面Ｊを通過して上記Ｎ型基板１に達する深さの溝９
をダイシングまたはエッチングによって形成する。な
お、上記溝９の形成時に、上記溝９の傾斜面９ａが上記
ＰＮ接合面Ｊとなす角度θを３０°〜６０°になるよう
にした。つまり、上記溝９は、その底面９ｂに向かって
先細になっている。
【００３３】次に、図１(Ｂ)に示すように、上記溝９の
傾斜面９ａから上記Ｐ型半導体部３の表面３ａおよび上
記溝９の底面９ｂに延びた反射膜１０を、溝９と溝９と
が挟む凸部Ｍを挟む一対の傾斜面９ａ，９ａに形成す
る。上記反射膜１０は、上記凸部Ｍに、１つおきに形成
する。上記反射膜１０は、光学的膜厚(屈折率ｎ×厚さ
ｄ)＝(１／４）・λp〔ｎｍ〕のＳｉＯ2（屈折率ｎ＝
１．４６)と光学的膜厚(屈折率ｎ×厚さｄ)＝(１／４)
・λp〔ｎｍ〕のＴｉＯ2(屈折率ｎ＝２.３)との対を４
対有する誘電体多層膜である。ここで、λp〔ｎｍ〕は
発光波長である。フォトリソグラフィと湿式エッチング
によってパターン形成されるか、もしくはリフトオフ法
によってパターン形成される。
【００３４】次に、図１(Ｃ)に示すように、上記反射膜
１０を形成した凸部ＭのＰ型半導体部３の表面３ａおよ
びこの表面３ａに形成した反射面１０の表面に正(Ｐ)電
極５を形成ずる。このＰ電極５は、例えば、Ａｕ／Ａｕ
Ｚｎからなり、蒸着とフォトリソグラフィと湿式エッチ
ングによって形成される。また、上記反射膜１０を形成
した凸部Ｍの隣の凸部ＭのＰ型半導体部３の表面３ａお
よびこの表面３ａに隣接する傾斜面９ａ,９ａおよびこ
の傾斜面９ａに隣接する溝底面９ｂの一部に負(Ｎ)電極
４を形成する。このＮ電極４は、例えば、ＡｕＧｅ／Ｎ
ｉからなり、蒸着とフォトリソグラフィと湿式エッチン
グによって形成される。Ｎ電極４は電気的にはＮ型半導
体部２とＰ型半導体部３を短絡し、Ｎ型基板１と電気的
接続することとなる。つまり、上記Ｎ電極４側の凸部は
電極導出用として形成される。
【００３５】次に、図１(Ｄ)に示すように、Ｎ型基板１
の表面１ａに、反射防止膜１１を形成する。この反射防
止膜１１は、たとえば、光学的膜厚ｎ×ｄ＝(１／４）
・λp〔ｎｍ〕のＴｉＯ2(屈折率ｎ＝２.３)からなる。
【００３６】次に、図１(Ｅ)に示すように、上記Ｐ型半
導体部３の表面３ａと対向する領域にあるＮ電極４の表
面に、Ａｕや半田等からなるバンプ電極１２を形成す
る。また、Ｐ型半導体部３の表面３ａと対向する領域に
あるＰ電極５の表面に、Ａｕや半田等からなるバンプ電
極１２を形成する。
【００３７】そして、最後に、図１(Ｅ)に示すウェハ
を、ダイシングによって分割して、図２に示すチップを
作製する。このチップが、この実施例の半導体発光装置
すなわち発光ダイオードである。
【００３８】上記構成の半導体発光装置は、Ｐ電極５と
Ｎ電極４との間に電圧を印加すると、上記Ｐ電極５に対
向するＰＮ接合面Ｊの近傍で発光する。Ｎ電極４に対向
するＰＮ接合面Ｊでは、上記の如く短絡されており発光
しない。上記発光による発光光は、上記ＰＮ接合面Ｊに
対向するＮ型半導体部２の対向面２ａを通過して、Ｎ型
基板１の表面１ａつまり光出射面から外部に出射する。
【００３９】また、上記ＰＮ接合面Ｊの近傍で発光し、
上記溝９の傾斜面９ａに達した光は、上記傾斜面９ａに
形成した反射膜１０で反射されて、上記光出射面に向か
って進み、上記光出射面から外部に出射する。
【００４０】また、上記ＰＮ接合面Ｊの近傍で発光し、
上記光出射面と逆方向に進行してＰ電極５に向かう光
は、上記Ｐ型半導体部３の表面３ａに有る反射膜１０で
反射されて、上記光出射面に向かって進み、上記光出射
面から外部に出射する。
【００４１】上記半導体発光装置は、溝９を挟むＰ型半
導体部３の表面３ａにＰ電極５およびＮ電極４を形成す
る一方、上記ＰＮ接合面Ｊを挟んで上記表面３ａに対向
するＮ型基板１の表面１ａを光出射面にした。つまり、
この実施例は、光出射面に電極５,４を形成していない
から、電極５,４が光出射面から出射する光を遮ること
がない。したがって、この実施例によれば、光出射面に
電極を形成する必要がある従来例に比べて、光出射効率
を向上させることができる。
【００４２】また、上記Ｐ型半導体部３の表面３ａに形
成したＰ電極５およびＮ電極４にバンプ電極１２を形成
したので、この実施例は、リード線を用いないフリップ
チップボンディングによる実装が可能になり、簡単に実
装できるようになる。
【００４３】また、上記溝９が、その底面９ｂに向かっ
て先細になるように、上記溝９の側面を上記ＰＮ接合面
Ｊに対して傾斜面９ａにし、上記ＰＮ接合面Ｊ近傍で発
生して上記ＰＮ接合面Ｊに略平行に進行する光を、上記
傾斜面９ａで反射して、上記Ｎ型基板１の表面１ａ(光
出射面)に向かわせるようにしたので、上記溝９の側面
が上記接合面Ｊに対して垂直である場合に比べて、光出
射効率を向上させることができる。
【００４４】また、発光した光を外部に取り出すための
表面１ａ(光出射面)に反射防止膜１１を形成したので、
上記光出射面で発光光が反射することを防止でき、光出
射効率を向上させることができる。
【００４５】また、上記Ｐ型半導体部３の表面３ａ及び
上記傾斜面９ａに反射膜１０を形成したので、上記表面
３ａまたは上記傾斜面９ａに、臨界角以内の入射角で入
射した発光光が透過することを防止でき、上記発光光を
上記反射膜１０で反射して、光出射面から外部に取り出
すことができるようになるので、光出射効率が向上す
る。さらに、上記反射膜１０はＳｉＯ2膜およびＴｉＯ2
膜を含む絶縁膜であるので、上記反射膜１０は、この実
施例を実装するときにダイボンド時に使用する導電性ペ
ーストや半田によって各半導体部が電気的に短絡するこ
とを防止する。尚、上記実施例では、傾斜面９ａを平面
にしたが、傾斜面９ａを曲面にしてもよい。
【００４６】次に、本発明の第２実施例を、その製造工
程に沿って、図３を参照しながら説明する。
【００４７】まず、図３(Ａ)に示すように、Ｎ型基板３
１上にエピタキシャル成長法によってＮ型半導体部３２
とＰ型半導体部３３を順次形成して作製したウェハのエ
ピタキシャル層表面つまりＰ型半導体部３３の表面３３
ａからＰＮ接合面Ｋを通過して上記Ｎ型基板３１に達す
る深さの溝３９をダイシングまたはエッチングによって
形成する。なお、上記溝３９の形成時に、上記溝３９の
側面３９ａが上記ＰＮ接合面Ｋとなす角度θ１を３０°
〜６０°にすることが望ましい。つまり、上記溝３９
は、その底面３９ｂに向かって先細にすることが望まし
い。この溝３９を形成することによって、溝３９の両側
に、ＰＮ接合面Ｋを含む凸部Ｗが形成される。
【００４８】次に、図３(Ｂ)に示すように、エピタキシ
ャル成長法を使用して、溝３９にＮ型半導体部４２を埋
め込む。その後、上記Ｐ型半導体部３３の表面３３ａお
よび上記Ｎ型半導体部４２の表面４２ａを研磨する。
【００４９】次に、図３(Ｃ)に示すように、エッチング
またはダイシングによって、上記Ｎ型半導体部４２の表
面４２ａから上記ＰＮ接合面Ｋを横切って通過する溝４
３を形成する。この溝４３は、上記溝３９の側面３９ａ
である一方の側面４３ａと、垂線に関して側面４３ａと
対称な他方の側面４３ｂとを有し、上記側面４３ａと側
面４３ｂとは最底端で交わって鋭角をなしている。この
溝４３を形成することによって、上記ＰＮ接合面Ｋを含
む凸部Ｗと凸部Ｗとの間に、溝４３を介して、ＰＮ接合
面を含まないＮ型半導体からなる凸部Ｚが形成される。
この凸部Ｚは、凸部Ｗと略同一の形状になっている。そ
して、ＰＮ接合面Ｋの延長面と上記側面４３ｂとがなす
角度θ２は、上記角度θ１に略等しい。
【００５０】次に、図３（Ｄ)に示すように、上記凸部
Ｗの側面である溝３９の側面３９ａと、上記Ｐ型半導体
部３３の表面３３ａの周辺部と、上記凸部Ｚの側面であ
る溝４３の側面４３ｂと、上記凸部Ｚの上面の周辺部と
に、反射膜４４を形成する。この反射膜４４は、たとえ
ば、光学的膜厚（屈折率ｎ×厚さｄ）＝（１／４）・λ
P〔ｎｍ〕のＳｉＯ2（屈折率ｎ＝１．４６）と、光学的
膜厚(屈折率ｎ×厚さｄ)＝(１／４)・λp〔ｎｍ〕のＴ
ｉＯ2(屈折率ｎ＝２.３)との対を８対有する誘電体多層
膜である。ここで、λp〔ｎｍ〕は発光波長である。こ
の誘電体多層膜は、フォトリソグラフィと湿式エッチン
グによってパターン形成されるか、もしくはリフトオフ
法によってパターン形成される。
【００５１】次に、図３(Ｅ)に示すように、上記ＰＮ接
合面Ｋを含む凸部Ｗの上面であるＰ型半導体部３３の表
面３３ａの中央部に正（Ｐ）電極３５を形成し、上記Ｐ
Ｎ接合面Ｋを含まない凸部Ｚの上面に負（Ｎ）電極３４
を形成する。上記正電極３５は、例えば、Ａｕ／ＡｕＺ
ｎからなり、蒸着とフォトリソグラフィと湿式エッチン
グによって形成される。また、上記負電極３４は、例え
ば、ＡｕＧｅ／Ｎｉからなり、蒸着とフォトリソグラフ
ィと湿式エッチングによって形成される。この負電極３
４側の凸部Ｚは、電極導出用として形成されたものであ
る。
【００５２】次に、図３(Ｅ)に示すように、Ｎ型基板３
１の表面３１ａに、反射防止膜４５を形成する。この反
射防止膜４５は、例えば、光学的膜厚ｎ×ｄ＝(１／
４）・λp〔ｎｍ〕のＴｉＯ2(屈折率ｎ＝２.３)で形成
する。
【００５３】次に、図３(Ｅ)に示すように、上記Ｎ電極
３４の表面およびＰ電極３５の表面に、Ａｕや半田等か
らなるバンプ電極４６を形成する。
【００５４】そして、最後に、図３(Ｅ)に示すウェハ
を、ダイシングまたは劈開によって分割して、図４に示
すチップを作製する。このチップが、この実施例の半導
体発光装置すなわち発光ダイオードである。
【００５５】上記構成の半導体発光装置は、Ｐ電極３５
とＮ電極３４との間に電圧を印加すると、上記Ｐ電極３
５に対向するＰＮ接合面Ｋの近傍で発光する。上記発光
による発光光は、上記ＰＮ接合面Ｋに対向するＮ型半導
体部３２の対向面３２ａを通過して、Ｎ型基板３１の表
面３１ａつまり光出射面から外部に出射する。
【００５６】また、上記ＰＮ接合面Ｋの近傍で発光し、
上記溝４３の傾斜面４３ａに達した光は、上記傾斜面４
３ａに形成した反射膜４４で反射されて、上記光出射面
に向かって進み、上記光出射面から外部に出射する。
【００５７】また、上記ＰＮ接合面Ｋの近傍で発光し、
上記光出射面と逆方向に進行してＰ電極３５に向かう光
は、上記Ｐ型半導体部３３の表面３３ａに有る反射膜４
４で反射されて、上記光出射面に向かって進み、上記光
出射面から外部に出射する。上記半導体発光装置は、溝
４３を挟む凸部Ｗの上面と凸部Ｚの上面に、Ｐ電極３５
とＮ電極３４を形成する一方、上記凸部ＷおよびＺの底
面側のＮ型基板３１の表面３１ａを光出射面とした。つ
まり、この実施例は、光出射面に電極３５,３４を形成
していないから、電極３５,３４が光出射面から出射す
る光を遮ることがない。したがって、この実施例によれ
ば、光出射面に電極を形成する必要がある従来例に比べ
て、光出射効率を向上させることができる。
【００５８】また、凸部Ｗ上のＰ電極３５および凸部Ｚ
上のＮ電極３４にバンプ電極４６を形成したので、この
実施例は、リード線を用いないフリップチップボンディ
ングによる実装が可能になり、簡単に実装できるように
なる。たとえば、図５に示すように、この実施例５０
は、導電性ペースト５６を用いたフリップチップボンデ
ィングによって、簡単にリードフレーム５７に実装する
ことができる。図５において、５９は透光性樹脂であ
る。
【００５９】また、上記溝４３が、その底に向かって先
細になるように、上記溝４３の側面４３ａを上記ＰＮ接
合面Ｋに対して傾斜面にし、上記ＰＮ接合面Ｋ近傍で発
生して上記ＰＮ接合面Ｋに略平行に進行する光を、上記
側面４３ａで反射して、上記Ｎ型基板３１の表面３１ａ
(光出射面)に向かわせるようにしたので、上記溝４３の
側面４３ａが上記接合面Ｋに対して垂直である場合に比
べて、光出射効率を向上させることができる。
【００６０】また、発光した光を外部に取り出すための
表面３１ａ(光出射面)に反射防止膜４５を形成したの
で、上記光出射面で発光光が反射することを防止でき、
光出射効率を向上させることができる。
【００６１】また、上記Ｐ型半導体部３３の表面３３ａ
及び上記側面４３ａに反射膜４４を形成したので、上記
表面３３ａまたは上記側面４３ａに、臨界角以内の入射
角で入射した発光光が透過することを防止でき、上記発
光光を上記反射膜４４で反射して、光出射面から外部に
取り出すことができるようになるので、光出射効率が向
上する。また、上記発光光透過防止によって、従来の図
７に示すようにリードフレーム６７をカップ形状にする
必要がなくなり、コストダウンを図れる。
【００６２】更に、上記反射膜４４はＳｉＯ2膜および
ＴｉＯ2膜を含む絶縁膜であるので、上記反射膜４４
は、この実施例を実装するときにダイボンド時に使用す
る導電性ペーストや半田によって各半導体部が電気的に
短絡することを防止する。更に、上記反射膜４４は、接
合部の保護膜としての作用がある。
【００６３】尚、上記実施例では、溝４３の側面４３ａ
を平面にしたが、側４３ａを曲面にしてもよい。
【００６４】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の半導体発光装置は、第１導電型層と第２導電型層と
の接合面に対向する第１導電型層の対向面または上記接
合面に対向する第２導電型層の対向面の一方に、上記溝
を挟んで正電極および負電極の両方を設け、第１導電型
層の対向面または上記接合面に対向する第２導電型層の
対向面の他方から外部に光を取り出すようにした。即
ち、請求項１の発明は、光を取り出す面つまり光出射面
に電極を形成していないから、光出射面から出射する光
を電極で遮ることがなく、光出射効率を向上させること
ができる。
【００６５】また、上記一方の対向面に正電極および負
電極の両方を設け、この正電極および負電極に突起電極
を設けたので、リード線を用いないフリップチップボン
ディングによる実装が可能になり、簡単に実装できるよ
うになる。
【００６６】また、請求項２の半導体発光装置は、上記
溝が上記溝の底面に向かって先細になるように、上記溝
の側面を上記接合面に対して傾斜面にして、上記接合面
近傍で発生して上記接合面に略平行に進行する光を、上
記傾斜面で反射して、上記他方の対向面に向かわせるよ
うにしている。したがって、上記溝の側面が上記接合面
に対して垂直である場合に比べて、光出射効率を向上さ
せることができる。
【００６７】また、請求項３に記載の半導体発光装置
は、発光した光を外部に取り出すための光出射面に反射
防止膜を形成している。したがって、上記光出射面で発
光光が反射することを防止でき、上記発光光を光出射面
から出射させて、光出射効率を向上させることができ
る。
【００６８】また、請求項４に記載の半導体発光装置
は、上記一方の対向面または上記溝の側面の少なくとも
一方に、反射膜を設け、上記一方の対向面に向かう光ま
たは上記溝の側面に向かう光の少なくとも一方を、上記
反射膜で反射して上記他方の対向面に向かわせるように
している。したがって、上記一方の対向面または上記溝
の側面に臨界角以内の入射角で入射した光が透過するこ
とを防止でき、上記光を光出射面から外部に取り出すこ
とができるようになるので、光出射効率が向上する。
【００６９】請求項５の発明の半導体発光装置は、溝の
側面と凸部との間の空間を挟んで、第１または第２導電
型層の対向面の一方と上記凸部の上面とに接合面を貫通
する溝に形成した凸部を有し、正電極および負電極の両
方を設け、第１導電型層の対向面または上記接合面に対
向する第２導電型層の対向面の他方から外部に光を取り
出すようにした。即ち、請求項５の発明は、光を取り出
す面つまり光出射面に電極を形成していないから、光出
射面から出射する光を電極で遮ることがなく、光出射効
率を向上させることができる。
【００７０】また、上記一方の対向面に正電極および負
電極の両方を設け、この正電極および負電極に突起電極
を設けたので、リード線を用いないフリップチップボン
ディングによる実装が可能になり、簡単に実装できるよ
うになる。
【００７１】また、請求項６の半導体発光装置は、上記
溝の側面と上記凸部との間の空間が上記溝の底面に向か
って先細になるように、上記溝の側面および上記凸部の
側面を上記接合面に対して傾斜面にして、上記接合面近
傍で発生して上記接合面に略平行に進行する光を、上記
傾斜面で反射して、上記他方の対向面に向かわせるよう
にしている。したがって、上記溝の側面および凸部の側
面が上記接合面に対して垂直である場合に比べて、光出
射効率を向上させることができる。
【００７２】また、請求項７に記載の半導体発光装置
は、発光した光を外部に取り出すための光出射面に反射
防止膜を形成している。したがって、上記光出射面で発
光光が反射することを防止でき、上記発光光を光出射面
から出射させて、光出射効率を向上させることができ
る。
【００７３】また、請求項８に記載の半導体発光装置
は、上記一方の対向面または上記溝の側面または上記凸
部の側面のうちの少なくとも１つに反射膜を設け、上記
一方の対向面に向かう光または上記溝の側面に向かう光
または上記凸部の側面に向かう光のうちの少なくとも１
つを、上記反射膜で反射して上記他方の対向面に向かわ
せるようにしている。したがって、上記一方の対向面ま
たは上記溝の側面または上記凸部の側面に臨界角以内の
入射角で入射した光が透過することを防止でき、上記光
を光出射面から外部に取り出すことができるようになる
ので、光出射効率が向上する
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の半導体発光装置の第１実施例の製
造工程を説明する図である。
【図２】 上記第１実施例の断面図である。
【図３】 この発明の第２実施例の製造工程を説明する
図である。
【図４】 上記第２実施例の断面図である。
【図５】 上記第２実施例の実装例を示す断面図であ
る。
【図６】 従来例の断面図である。
【図７】 上記従来例の実装例を示す断面図である。
【符号の説明】
１，３１…Ｎ型基板、２，４２…Ｎ型半導体部、３，４
３…Ｐ型半導体部、４，３４…Ｎ電極、５，３５…Ｐ電
極、９，３９，４３…溝、９ａ…傾斜面、１０，４４…
反射膜、１１，４５…反射防止膜、１２，４６…バンプ
電極、Ｊ，Ｋ…ＰＮ接合面、３９ａ，４３ａ，４３ｂ…
側面。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１導電型層と第２導電型層との接合面
    近傍から光を発生させる半導体発光装置において、 上記接合面に対向する上記第１導電型層の対向面または
    上記接合面に対向する上記第２導電型層の対向面の一方
    から、上記接合面を貫通し、上記第２導電型層または第
    １導電型層に達する溝と、 上記第１導電型層の対向面または第２導電型層の対向面
    の一方に、上記溝を挟んで設けられた正電極および負電
    極と、 上記正電極および負電極に設けられた突起電極とを備
    え、 上記接合面近傍で発生し、上記第１導電型層の対向面ま
    たは第２導電型層の対向面の他方を通過した光を外部に
    取り出すようにしたことを特徴とする半導体発光装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体発光装置におい
    て、上記溝が上記溝の底面に向かって先細になるよう
    に、上記溝の側面を上記接合面に対して傾斜面にし、上
    記接合面近傍で発生して上記接合面に略平行に進行する
    光を、上記傾斜面で反射して、上記他方の対向面に向か
    わせるようにしたことを特徴とする半導体発光装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の半導体発光装
    置において、発光した光を外部に取り出すための光出射
    面に反射防止膜を形成したことを特徴とする半導体発光
    装置。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の
    半導体発光装置において、上記一方の対向面または上記
    溝の側面の少なくとも一方に、反射膜を設け、上記一方
    の対向面に向かう光または上記溝の側面に向かう光の少
    なくとも一方を、上記反射膜で反射して上記他方の対向
    面に向かわせるようにしたことを特徴とする半導体発光
    装置。
  5. 【請求項５】 第１導電型層と第２導電型層との接合面
    近傍から光を発生させる半導体発光装置において、 上記接合面に対向する上記第１導電型層の対向面または
    上記接合面に対向する上記第２導電型層の対向面の一方
    から、上記接合面を貫通し、上記第２導電型層または第
    １導電型層に達する溝と、 上記溝底面に形成され、上記溝の側面との間に所定の間
    隔を隔てて上記接合面を横切る第２導電型または第１導
    電型の凸部と、 上記第１導電型層の対向面または第２導電型層の対向面
    の一方と、上記凸部の上面とに、上記溝の側面と凸部と
    の間の空間を挟んで設けられた正電極および負電極と、 上記正電極および負電極に設けられた突起電極とを備
    え、 上記接合面近傍で発生し、上記第１導電型層の対向面ま
    たは第２導電型層の対向面の他方を通過した光を外部に
    取り出すようにしたことを特徴とする半導体発光装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の半導体発光装置におい
    て、上記溝の側面と上記凸部との間の空間が上記溝の底
    面に向かって先細になるように、上記溝の側面及び上記
    凸部の側面が上記接合面に対して傾斜面に形成されてお
    り、上記接合面近傍で発生して上記接合面に略平行に進
    行する光を、上記傾斜面で反射して、上記他方の対向面
    に向かわせるようにしたことを特徴とする半導体発光装
    置。
  7. 【請求項７】 請求項５または６に記載の半導体発光装
    置において、発光した光を外部に取り出すための光出射
    面に反射防止膜を形成したことを特徴とする半導体発光
    装置。
  8. 【請求項８】 請求項５乃至７のいずれか１つに記載の
    半導体発光装置において、上記一方の対向面または上記
    溝の側面または上記凸部の側面のうちの少なくとも１つ
    に反射膜を設け、上記一方の対向面に向かう光または上
    記溝の側面に向かう光または上記凸部の側面に向かう光
    のうちの少なくとも１つを、上記反射膜で反射して上記
    他方の対向面に向かわせるようにしたことを特徴とする
    半導体発光装置。
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