JPH09205228A - 発光半導体装置 - Google Patents
発光半導体装置Info
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- JPH09205228A JPH09205228A JP1122496A JP1122496A JPH09205228A JP H09205228 A JPH09205228 A JP H09205228A JP 1122496 A JP1122496 A JP 1122496A JP 1122496 A JP1122496 A JP 1122496A JP H09205228 A JPH09205228 A JP H09205228A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 向上された製造歩留まりで信頼性の高い構造
の発光半導体装置を得る。 【解決手段】 発光素子の電極の一方とこの発光素子を
搭載するリード電極の突出部との間を導電性材料を使用
して電気的に接続する。
の発光半導体装置を得る。 【解決手段】 発光素子の電極の一方とこの発光素子を
搭載するリード電極の突出部との間を導電性材料を使用
して電気的に接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁性基板を使用
して形成した発光半導体装置に関する。
して形成した発光半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】発光ダイオードは比較的小さな電力で応
答性及び信頼性の高い光源が得られることから、各種表
示器やセンサーをはじめとして種々の分野で応用が広が
りつつある。とりわけ、窒化ガリウムから形成された発
光素子は、短波長の光（青、青緑）の発生を発生可能で
あることから、近年、注目を集めている。
答性及び信頼性の高い光源が得られることから、各種表
示器やセンサーをはじめとして種々の分野で応用が広が
りつつある。とりわけ、窒化ガリウムから形成された発
光素子は、短波長の光（青、青緑）の発生を発生可能で
あることから、近年、注目を集めている。
【０００３】窒化ガリウムから成る発光素子は、従来の
ようにＧａＡｓやＧａＰ等の基板に成長させることは非
常に困難で、絶縁体としてのサファイヤ基板上にＧａＮ
等の半導体から成る複数の層が形成されている。より具
体的には、これらの半導体層には、光を発生させる活性
層と、これを挟む下部及び上部クラッド層等の層を含ん
でいる。
ようにＧａＡｓやＧａＰ等の基板に成長させることは非
常に困難で、絶縁体としてのサファイヤ基板上にＧａＮ
等の半導体から成る複数の層が形成されている。より具
体的には、これらの半導体層には、光を発生させる活性
層と、これを挟む下部及び上部クラッド層等の層を含ん
でいる。
【０００４】このように、ＧａＮから成る発光素子を構
成する半導体層は絶縁性のサファイヤ基板上に形成され
ることから、その電極は下部クラッド層の表面や上部ク
ラッド層の上方に形成されている。このため、この種の
発光素子は、その組立に際して、従来、図５（ａ）に示
すように、発光素子２１の上面側に形成された２つの電
極２２、２３から素子を載置するための台座２４が形成
された一方側のリード電極２５２５の当該台座２４とこ
の一方側リード電極２５に平行に形成された他方側リー
ド電極２６の先端との間をそれぞれ金線２７、２８によ
るワイヤボンディングを行うことにより電気的接続を行
っている。
成する半導体層は絶縁性のサファイヤ基板上に形成され
ることから、その電極は下部クラッド層の表面や上部ク
ラッド層の上方に形成されている。このため、この種の
発光素子は、その組立に際して、従来、図５（ａ）に示
すように、発光素子２１の上面側に形成された２つの電
極２２、２３から素子を載置するための台座２４が形成
された一方側のリード電極２５２５の当該台座２４とこ
の一方側リード電極２５に平行に形成された他方側リー
ド電極２６の先端との間をそれぞれ金線２７、２８によ
るワイヤボンディングを行うことにより電気的接続を行
っている。
【０００５】他方、このような金線によるワイヤボンデ
ィングに代えて、図５（ｂ）に示すように、相互に平行
に延びる２つのリード電極２７、２８のそれぞれの上端
に台座２７ａ、２７ｂを形成してこれらの対向する台座
２７ａ、２８ａ上に発光素子２９のそれぞれの電極３
０、３１を対応する台座２７ａ、２８ａに当接状に電気
的に接続する構成も提案されている。
ィングに代えて、図５（ｂ）に示すように、相互に平行
に延びる２つのリード電極２７、２８のそれぞれの上端
に台座２７ａ、２７ｂを形成してこれらの対向する台座
２７ａ、２８ａ上に発光素子２９のそれぞれの電極３
０、３１を対応する台座２７ａ、２８ａに当接状に電気
的に接続する構成も提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図５（ａ）に
示したような２本の金線２７、２８を使用する方法で
は、１つの発光素子２１に対して配線のためのワイヤボ
ンディングがそれぞれの金線２７、２８について必要と
なるため、ワイヤボンディングによる配線不良が発生す
る割合が大幅に増大し製品歩留まりを低下させる一因に
なる不都合がある。
示したような２本の金線２７、２８を使用する方法で
は、１つの発光素子２１に対して配線のためのワイヤボ
ンディングがそれぞれの金線２７、２８について必要と
なるため、ワイヤボンディングによる配線不良が発生す
る割合が大幅に増大し製品歩留まりを低下させる一因に
なる不都合がある。
【０００７】他方、図５（ｂ）に示したような発光素子
２９の電極３０、３１を直接それぞれのリード電極２
７、２８の台座２７ａ、２８ａに当接させるような方法
では、発光素子２９自体が上面（または下面）電極３
０、３１を介してリード電極２７、２８に跨るように配
置される構造になるため、これらのリード電極２７、２
８を介して外力等が発光素子２９により大きく作用しや
すくなり、その現実の実用化はかなり難しい。
２９の電極３０、３１を直接それぞれのリード電極２
７、２８の台座２７ａ、２８ａに当接させるような方法
では、発光素子２９自体が上面（または下面）電極３
０、３１を介してリード電極２７、２８に跨るように配
置される構造になるため、これらのリード電極２７、２
８を介して外力等が発光素子２９により大きく作用しや
すくなり、その現実の実用化はかなり難しい。
【０００８】とりわけ、ＧａＮから成る発光素子は、一
般に、この種の外部応力に対しては弱く応力等の影響を
大きく受けた場合にはその電気的なまたは発光上の特性
も大きく影響を負わされるおそれがある。従って、本発
明の目的は、向上された生産歩留りで信頼性が高い構造
の発光半導体装置を提供することにある。
般に、この種の外部応力に対しては弱く応力等の影響を
大きく受けた場合にはその電気的なまたは発光上の特性
も大きく影響を負わされるおそれがある。従って、本発
明の目的は、向上された生産歩留りで信頼性が高い構造
の発光半導体装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、請求項１に記載の発光半導体装置は、サファイヤ基
板と、サファイヤ基板上に形成されＧａＮから成る素子
層と、素子層の表面に形成された上面電極と、素子層表
面の一端縁に沿って形成された端部電極と、から成る発
光素子と、発光素子を搭載する導電性のリード電極と、
から成り、発光素子はリード電極上に接着剤を介して固
定されると共に端部電極はその一端側にて導電性材料に
よりリード電極に電気的に接続されていることを特徴と
する。
め、請求項１に記載の発光半導体装置は、サファイヤ基
板と、サファイヤ基板上に形成されＧａＮから成る素子
層と、素子層の表面に形成された上面電極と、素子層表
面の一端縁に沿って形成された端部電極と、から成る発
光素子と、発光素子を搭載する導電性のリード電極と、
から成り、発光素子はリード電極上に接着剤を介して固
定されると共に端部電極はその一端側にて導電性材料に
よりリード電極に電気的に接続されていることを特徴と
する。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明による半導体発光装
置の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明の発光半導体装置は、図１に要部の側面を示すよ
うに、窒化ガリウム（ＧａＮ）から成る発光素子１と、
この発光素子１を接着剤２を介して搭載する平坦な上面
が形成された第１リード電極３と、この第１リード電極
と同じ材料でこれと平行に延びるように形成された第２
リード電極４と、から成っている。
置の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明の発光半導体装置は、図１に要部の側面を示すよ
うに、窒化ガリウム（ＧａＮ）から成る発光素子１と、
この発光素子１を接着剤２を介して搭載する平坦な上面
が形成された第１リード電極３と、この第１リード電極
と同じ材料でこれと平行に延びるように形成された第２
リード電極４と、から成っている。
【００１１】発光素子１は、電気的絶縁性のサファイヤ
基板１ａと、サファイヤ基板１ａ上に形成されたＧａＮ
から成る素子層１ｂと、この素子層１ｂの上面に形成さ
れた金属パッドから成る上面電極５と素子層の一端縁に
沿って形成された端部電極６とから成っている。素子層
１ｂには、光を発生させるための活性層から成る発光領
域１ｃが内部に形成され、両電極５、６を介した電圧の
印加により発光領域１ｃから光が発生される。
基板１ａと、サファイヤ基板１ａ上に形成されたＧａＮ
から成る素子層１ｂと、この素子層１ｂの上面に形成さ
れた金属パッドから成る上面電極５と素子層の一端縁に
沿って形成された端部電極６とから成っている。素子層
１ｂには、光を発生させるための活性層から成る発光領
域１ｃが内部に形成され、両電極５、６を介した電圧の
印加により発光領域１ｃから光が発生される。
【００１２】第１リード電極３はその先端側に、図２の
平面図にも示されるように、発光素子１を搭載するため
の平坦面３ａから成る台座部３ｂと、台座部３ｂの一端
側に突出した突出部３ｃと、が形成されている。この平
坦面３ａは光の良好な反射性が得られるように鏡面状に
仕上げられている。発光素子１はその裏面、即ちサファ
イヤ基板１ａの裏面、にて第１リード電極３の平坦面３
ａ上に接着剤２を介して固定されている。接着剤２とし
ては、例えば、エポキシ樹脂から成るＵＶ（紫外線）硬
化性接着剤または熱硬化性接着剤を適用できる。また、
透明な接着剤を使用することにより、後述するような、
発光素子の接着面を介した光りの反射が可能になる。
平面図にも示されるように、発光素子１を搭載するため
の平坦面３ａから成る台座部３ｂと、台座部３ｂの一端
側に突出した突出部３ｃと、が形成されている。この平
坦面３ａは光の良好な反射性が得られるように鏡面状に
仕上げられている。発光素子１はその裏面、即ちサファ
イヤ基板１ａの裏面、にて第１リード電極３の平坦面３
ａ上に接着剤２を介して固定されている。接着剤２とし
ては、例えば、エポキシ樹脂から成るＵＶ（紫外線）硬
化性接着剤または熱硬化性接着剤を適用できる。また、
透明な接着剤を使用することにより、後述するような、
発光素子の接着面を介した光りの反射が可能になる。
【００１３】発光素子１は、上述したように、外部への
接続用の上面電極５及び端部電極６が設けられているの
だが、上面電極５に関しては、図１及び図２に示すよう
に、金から成るワイヤ７を介して第２リード電極４に電
気的に接続されている。他方、発光素子１の端部電極６
は、導電性材料８を介して第１リード電極３の突出部３
ｃに電気的に接続されている。導電性材料としては、例
えばＡｇ等の導電性の粒子を含有する樹脂ペーストを使
用できる。このようなペースト状の樹脂を、図２に最良
に示されるように、端部電極６を突出部３ｃに近接また
は接触して対向させた状態で上方から両者を跨ぐように
滴下することにより実施できる。樹脂の滴下は、好まし
くは、複数の箇所に行うことにより十分な電気的接続性
の信頼性を得ることができる。端部電極６と突出部３ｃ
との間の隙間及びペースト状樹脂の粘性を調整すること
により両者の表面間のみならず両者間の隙間を介した電
気的接続も可能になる。
接続用の上面電極５及び端部電極６が設けられているの
だが、上面電極５に関しては、図１及び図２に示すよう
に、金から成るワイヤ７を介して第２リード電極４に電
気的に接続されている。他方、発光素子１の端部電極６
は、導電性材料８を介して第１リード電極３の突出部３
ｃに電気的に接続されている。導電性材料としては、例
えばＡｇ等の導電性の粒子を含有する樹脂ペーストを使
用できる。このようなペースト状の樹脂を、図２に最良
に示されるように、端部電極６を突出部３ｃに近接また
は接触して対向させた状態で上方から両者を跨ぐように
滴下することにより実施できる。樹脂の滴下は、好まし
くは、複数の箇所に行うことにより十分な電気的接続性
の信頼性を得ることができる。端部電極６と突出部３ｃ
との間の隙間及びペースト状樹脂の粘性を調整すること
により両者の表面間のみならず両者間の隙間を介した電
気的接続も可能になる。
【００１４】発光半導体装置をこのように構成すること
によって、第１及び第２リード電極３、４を介して電流
を供給することにより、発光素子１にその上面電極５及
び端部電極６を介した電流により発光領域１ｃから光が
素子外部に向けて放射される。この場合、放射された光
の一部は素子１の裏面方向、即ち素子１が搭載された台
座３ｂ方向、に発光されるが、これらの光はさらにその
一部が素子外で１台座３ａの鏡面状表面で反射されると
共に他の一部は素子のサファイヤ基板１ａ及び、例えば
透明な、接着剤２を介して台座３ｂの鏡面で反射され
る。一般に、半導体素子から発生される光はその輝度の
増大が非常に難しいのだが、本発明の発光半導体装置に
よれば、発光素子から発生される光の輝度の損失を最小
限に抑え、良好な効率の発光を得ることができる。
によって、第１及び第２リード電極３、４を介して電流
を供給することにより、発光素子１にその上面電極５及
び端部電極６を介した電流により発光領域１ｃから光が
素子外部に向けて放射される。この場合、放射された光
の一部は素子１の裏面方向、即ち素子１が搭載された台
座３ｂ方向、に発光されるが、これらの光はさらにその
一部が素子外で１台座３ａの鏡面状表面で反射されると
共に他の一部は素子のサファイヤ基板１ａ及び、例えば
透明な、接着剤２を介して台座３ｂの鏡面で反射され
る。一般に、半導体素子から発生される光はその輝度の
増大が非常に難しいのだが、本発明の発光半導体装置に
よれば、発光素子から発生される光の輝度の損失を最小
限に抑え、良好な効率の発光を得ることができる。
【００１５】また端部電極６の表面に形成される導電性
材料８は、端部電極６のリード電極突出部３ｃに隣接す
る側に限定されるように形成することができるので、端
部電極６の反対側端を超えて発光素子１の表面側にはみ
出して表面方向（図１中上方）への発光を遮ることにな
るおそれはほとんどない。他方、素子電極の一方を端部
電極６としてリード電極３の突出部３ｃとの間に導電性
材料８により電気的接続を行っているので、ワイヤボン
ディングの実施を上面電極５側のみに限定できるため、
ワイヤボンディングによる配線不良等による製造上の歩
留まり低下を抑えることができる。
材料８は、端部電極６のリード電極突出部３ｃに隣接す
る側に限定されるように形成することができるので、端
部電極６の反対側端を超えて発光素子１の表面側にはみ
出して表面方向（図１中上方）への発光を遮ることにな
るおそれはほとんどない。他方、素子電極の一方を端部
電極６としてリード電極３の突出部３ｃとの間に導電性
材料８により電気的接続を行っているので、ワイヤボン
ディングの実施を上面電極５側のみに限定できるため、
ワイヤボンディングによる配線不良等による製造上の歩
留まり低下を抑えることができる。
【００１６】次に、本発明の別の実施形態を図３に示
す。この実施形態は、導電性材料を発光素子１の端部電
極６とリード電極３の突出部３ｃとの隙間に沿って延び
るように形成したことを除けば、上述した実施形態と同
様に構成される。このような導電性材料による電気的接
続は、例えばＡｇ粒子を含有する樹脂ペーストをシリン
ジを用いて上述の間隙に沿って塗布し及び硬化させるこ
とにより形成することができる。このように導電性材料
を形成することにより、より信頼性の高い電気的接続を
得ることができる。
す。この実施形態は、導電性材料を発光素子１の端部電
極６とリード電極３の突出部３ｃとの隙間に沿って延び
るように形成したことを除けば、上述した実施形態と同
様に構成される。このような導電性材料による電気的接
続は、例えばＡｇ粒子を含有する樹脂ペーストをシリン
ジを用いて上述の間隙に沿って塗布し及び硬化させるこ
とにより形成することができる。このように導電性材料
を形成することにより、より信頼性の高い電気的接続を
得ることができる。
【００１７】図４に、更に別の実施形態を示す。この実
施形態では、発光素子１の上面電極５は上述のした形態
同様にワイヤボンディングが施されるのだが、導電性材
料による接続を端部電極６ａと突出部３ｃの隣接側面と
の間で行っている。このような接続は、例えば、接着剤
により台座３ｂ上に発光素子１を固定した状態でリード
電極３ごと例えば約３０度傾斜させた状態で上方より導
電性材料１０の形成のための樹脂ペーストを１箇所また
は複数箇所に滴下することによりより確実な方法で端部
電極６ａと突出部３ｃとの間の電気的接続を得ることが
できる。この実施形態でも、樹脂ペーストの滴下に代え
て、シリンジ等により線状に塗布することによる実施も
勿論可能である。
施形態では、発光素子１の上面電極５は上述のした形態
同様にワイヤボンディングが施されるのだが、導電性材
料による接続を端部電極６ａと突出部３ｃの隣接側面と
の間で行っている。このような接続は、例えば、接着剤
により台座３ｂ上に発光素子１を固定した状態でリード
電極３ごと例えば約３０度傾斜させた状態で上方より導
電性材料１０の形成のための樹脂ペーストを１箇所また
は複数箇所に滴下することによりより確実な方法で端部
電極６ａと突出部３ｃとの間の電気的接続を得ることが
できる。この実施形態でも、樹脂ペーストの滴下に代え
て、シリンジ等により線状に塗布することによる実施も
勿論可能である。
【００１８】尚、この実施形態では、端部電極６ａを素
子１の表面のみに形成したが、これに代えて、第１また
は第２実施形態に示したように、素子の側面まで延びる
ように設けてもよいことはいうまでもない。
子１の表面のみに形成したが、これに代えて、第１また
は第２実施形態に示したように、素子の側面まで延びる
ように設けてもよいことはいうまでもない。
【００１９】
【発明の効果】以上に詳細に説明したように、本発明の
発光半導体装置によれば、発光素子から放射された光の
一部は素子の裏面方向、即ち素子１が搭載された台座方
向、に発光されるが、これらの光はさらにその一部が素
子外で台座の鏡面状表面で反射されると共に他の一部は
素子のサファイヤ基板及び接着剤を介して台座の鏡面で
反射される。ここで、一般に、半導体素子から発生され
る光はその輝度の増大が非常に難しいのだが、本発明の
発光半導体装置によれば、発光素子から発生される光の
輝度の損失を最小限に抑え、良好な効率の発光を得るこ
とができる。
発光半導体装置によれば、発光素子から放射された光の
一部は素子の裏面方向、即ち素子１が搭載された台座方
向、に発光されるが、これらの光はさらにその一部が素
子外で台座の鏡面状表面で反射されると共に他の一部は
素子のサファイヤ基板及び接着剤を介して台座の鏡面で
反射される。ここで、一般に、半導体素子から発生され
る光はその輝度の増大が非常に難しいのだが、本発明の
発光半導体装置によれば、発光素子から発生される光の
輝度の損失を最小限に抑え、良好な効率の発光を得るこ
とができる。
【００２０】また端部電極の表面に形成される導電性材
料は、端部電極のリード電極突出部に隣接する側に限定
されるように形成することができるので、端部電極の反
対側端を超えて発光素子の表面側にはみ出して表面方向
（図１中上方）への発光を遮ることになるおそれはほと
んどない。他方、素子電極の一方を端部電極としてリー
ド電極の突出部との間に導電性材料８により電気的接続
を行っているので、ワイヤボンディングの実施を上面電
極５側のみに限定できるため、ワイヤボンディングによ
る配線不良等による製造上の歩留まり低下を抑えること
ができる。
料は、端部電極のリード電極突出部に隣接する側に限定
されるように形成することができるので、端部電極の反
対側端を超えて発光素子の表面側にはみ出して表面方向
（図１中上方）への発光を遮ることになるおそれはほと
んどない。他方、素子電極の一方を端部電極としてリー
ド電極の突出部との間に導電性材料８により電気的接続
を行っているので、ワイヤボンディングの実施を上面電
極５側のみに限定できるため、ワイヤボンディングによ
る配線不良等による製造上の歩留まり低下を抑えること
ができる。
【図１】本発明の第１実施形態による発光半導体装置の
要部を示す側面図である。
要部を示す側面図である。
【図２】図１の発光半導体装置の要部の平面図である。
【図３】本発明の第２実施形態による図２と同様の平面
図である。
図である。
【図４】本発明の第３実施形態による図１と同様の平面
図である。
図である。
【図５】従来の発光半導体装置を示す側面図である。
１ 発光素子 ２ 接着剤 ３ 第１リード電極 ３ｂ 台座 ３ｃ 突出部 ４ 第２リード電極 ５ 上面電極 ６ 端部電極 ７ ワイヤ ８、９、１０ 導電性材料
Claims (2)
- 【請求項１】サファイヤ基板と、前記サファイヤ基板上
に形成されＧａＮから成る素子層と、前記素子層の表面
に形成された上面電極と、前記素子層表面の一端縁に沿
って形成された端部電極と、から成る発光素子と、前記
発光素子を搭載する導電性のリード電極と、から成り、
前記発光素子は前記リード電極上に接着剤を介して固定
されると共に前記端部電極はその一端側にて導電性材料
によりリード電極に電気的に接続されていることを特徴
とする発光半導体装置。 - 【請求項２】前記導電性材料はＡｇ粒子を含有して成る
ペースト材から形成された請求項１に記載の発光半導体
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-01-25 JP JP1122496A patent/JPH09205228A/ja active Pending
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