JPH11150303A - 発光部品 - Google Patents
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- JPH11150303A JPH11150303A JP33108397A JP33108397A JPH11150303A JP H11150303 A JPH11150303 A JP H11150303A JP 33108397 A JP33108397 A JP 33108397A JP 33108397 A JP33108397 A JP 33108397A JP H11150303 A JPH11150303 A JP H11150303A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
- H01S5/0208—Semi-insulating substrates
-
- H—ELECTRICITY
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
- H01S5/04252—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the material
- H01S5/04253—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the material having specific optical properties, e.g. transparent electrodes
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単一の部品として形成されかつ大きな発光強
度を有する面光源として適する発光部品を得る。 【解決手段】 絶縁性基板１２上に、各ＧａＮ系発光ダ
イオード１４ａ〜１４ｄに対応して、ｎ型ＧａＮ層１
６、発光層１８およびｐ型ＧａＮコンタクト層２０を、
この順序で形成する。ｐ型ＧａＮコンタクト層２０上に
はｐ型側電極である透光性電極２２を面状に形成し、ｎ
型ＧａＮ層１６上の一端縁近傍かつ幅方向に延びてｎ型
側電極２４を形成する。絶縁性基板１２上の各部材を保
護膜２６で覆い、隣接するＧａＮ系発光ダイオード間の
透光性電極２２とｎ型側電極２４とを幅を有する内部配
線２８で直列接続し、両端の透光性電極２２およびｎ型
側電極２４には、それぞれ外部の部品と接続するための
パッド電極３０を接続する。このようにして、１枚の絶
縁性基板１２上に複数のＧａＮ系発光ダイオード１４ａ
〜１４ｄを直列接続した発光部品１０を得る。
度を有する面光源として適する発光部品を得る。 【解決手段】 絶縁性基板１２上に、各ＧａＮ系発光ダ
イオード１４ａ〜１４ｄに対応して、ｎ型ＧａＮ層１
６、発光層１８およびｐ型ＧａＮコンタクト層２０を、
この順序で形成する。ｐ型ＧａＮコンタクト層２０上に
はｐ型側電極である透光性電極２２を面状に形成し、ｎ
型ＧａＮ層１６上の一端縁近傍かつ幅方向に延びてｎ型
側電極２４を形成する。絶縁性基板１２上の各部材を保
護膜２６で覆い、隣接するＧａＮ系発光ダイオード間の
透光性電極２２とｎ型側電極２４とを幅を有する内部配
線２８で直列接続し、両端の透光性電極２２およびｎ型
側電極２４には、それぞれ外部の部品と接続するための
パッド電極３０を接続する。このようにして、１枚の絶
縁性基板１２上に複数のＧａＮ系発光ダイオード１４ａ
〜１４ｄを直列接続した発光部品１０を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は発光部品に関し、
特にたとえば３族窒化物半導体発光素子を用いる発光部
品に関する。
特にたとえば３族窒化物半導体発光素子を用いる発光部
品に関する。
【０００２】
【従来の技術】図９に示すように、従来のＧａＮ系発光
素子１としては、１つの絶縁性基板２上に、１つの透光
性電極３、およびアノード電極４とカソード電極５とか
らなる一対のボンディング用のパッド電極が形成され
た、すなわち１つのチップに対して１ヶ所の発光部を有
する、発光ダイオードが広く用いられてきた。
素子１としては、１つの絶縁性基板２上に、１つの透光
性電極３、およびアノード電極４とカソード電極５とか
らなる一対のボンディング用のパッド電極が形成され
た、すなわち１つのチップに対して１ヶ所の発光部を有
する、発光ダイオードが広く用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のＧａＮ系発光素
子１は発光部を１ヶ所しか有さないので、それ単独では
面光源としては適さなかった。
子１は発光部を１ヶ所しか有さないので、それ単独では
面光源としては適さなかった。
【０００４】また、ＧａＮ系発光素子１では１つの絶縁
性基板２上に１つの素子しか形成されないため、大面積
の面光源を得ようとすると、複数のＧａＮ系発光素子１
を基体上に配列して互いに接続する必要があるので相互
に隣接するＧａＮ系発光素子１の間隔に限界があり、大
きな発光強度を有する面光源を得られないという問題点
があった。
性基板２上に１つの素子しか形成されないため、大面積
の面光源を得ようとすると、複数のＧａＮ系発光素子１
を基体上に配列して互いに接続する必要があるので相互
に隣接するＧａＮ系発光素子１の間隔に限界があり、大
きな発光強度を有する面光源を得られないという問題点
があった。
【０００５】それゆえにこの発明の主たる目的は、単一
の部品として形成されかつ大きな発光強度を有する面光
源として適する、発光部品を提供することである。
の部品として形成されかつ大きな発光強度を有する面光
源として適する、発光部品を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発光部品は、基板、および基板上
にそれぞれ形成されかつ接続される複数の３族窒化物半
導体発光素子を備える。
に、請求項１に記載の発光部品は、基板、および基板上
にそれぞれ形成されかつ接続される複数の３族窒化物半
導体発光素子を備える。
【０００７】請求項２に記載の発光部品は、請求項１に
記載の発光部品において、複数の３族窒化物半導体発光
素子は直列に接続されるものである。
記載の発光部品において、複数の３族窒化物半導体発光
素子は直列に接続されるものである。
【０００８】請求項３に記載の発光部品は、請求項１ま
たは２に記載の発光部品において、各３族窒化物半導体
発光素子は、基板上に形成される第１導電型の半導体
層、第１導電型の半導体層上の一端縁近傍かつ幅方向に
延びて形成される第１導電型側電極、第１導電性の半導
体層上に形成される第２導電型の半導体層、および第２
導電型の半導体層上に面状に形成される第２導電型側電
極を含み、各３族窒化物半導体発光素子は直線状に配列
され、かつ相互に隣接する３族窒化物半導体発光素子の
一方の発光素子の第１導電型側電極と他方の発光素子の
第２導電型側電極とは幅を有する内部配線によって接続
されるものである。
たは２に記載の発光部品において、各３族窒化物半導体
発光素子は、基板上に形成される第１導電型の半導体
層、第１導電型の半導体層上の一端縁近傍かつ幅方向に
延びて形成される第１導電型側電極、第１導電性の半導
体層上に形成される第２導電型の半導体層、および第２
導電型の半導体層上に面状に形成される第２導電型側電
極を含み、各３族窒化物半導体発光素子は直線状に配列
され、かつ相互に隣接する３族窒化物半導体発光素子の
一方の発光素子の第１導電型側電極と他方の発光素子の
第２導電型側電極とは幅を有する内部配線によって接続
されるものである。
【０００９】請求項４に記載の発光部品は、請求項３に
記載の発光部品において、第１導電型の半導体層の抵抗
をＲ１、第２導電型側電極の抵抗をＲ２とすると、Ｒ１
≒Ｒ２に設定されるものである。
記載の発光部品において、第１導電型の半導体層の抵抗
をＲ１、第２導電型側電極の抵抗をＲ２とすると、Ｒ１
≒Ｒ２に設定されるものである。
【００１０】請求項５に記載の発光部品は、請求項３ま
たは４に記載の発光部品において、第２導電型側電極は
透光性電極を含むものである。
たは４に記載の発光部品において、第２導電型側電極は
透光性電極を含むものである。
【００１１】請求項６に記載の発光部品は、請求項１な
いし５のいずれかに記載の発光部品において、３族窒化
物半導体発光素子の数は駆動電圧に応じて決定されるも
のである。
いし５のいずれかに記載の発光部品において、３族窒化
物半導体発光素子の数は駆動電圧に応じて決定されるも
のである。
【００１２】請求項７に記載の発光部品は、請求項１な
いし６のいずれかに記載の発光部品において、３族窒化
物半導体発光素子はＧａＮ系発光素子を含むものであ
る。
いし６のいずれかに記載の発光部品において、３族窒化
物半導体発光素子はＧａＮ系発光素子を含むものであ
る。
【００１３】請求項１に記載の発光部品では、一般のＩ
Ｃ製造プロセスを用いて１枚の基板上に複数の３族窒化
物半導体発光素子が形成されかつ接続されるので、相互
に隣接する３族窒化物半導体発光素子の間隔を従来より
も狭くできる。したがって、単一の部品として形成され
かつ発光強度が大きい面光源が得られる。
Ｃ製造プロセスを用いて１枚の基板上に複数の３族窒化
物半導体発光素子が形成されかつ接続されるので、相互
に隣接する３族窒化物半導体発光素子の間隔を従来より
も狭くできる。したがって、単一の部品として形成され
かつ発光強度が大きい面光源が得られる。
【００１４】請求項２に記載するように、複数の３族窒
化物半導体発光素子が直列に接続されると、各３族窒化
物半導体発光素子からの発光量が等しくされる。
化物半導体発光素子が直列に接続されると、各３族窒化
物半導体発光素子からの発光量が等しくされる。
【００１５】請求項３に記載するように、各３族窒化物
半導体発光素子は直線状に配列され、かつ相互に隣接す
る３族窒化物半導体発光素子の一方の発光素子の第１導
電型側電極と他方の発光素子の第２導電型側電極とが幅
を有する内部配線によって接続されると、個々の３族窒
化物半導体発光素子における発光強度分布はより均一化
される。請求項４に記載するように、（第１導電型の半
導体層の抵抗Ｒ１）≒（第２導電型側電極の抵抗Ｒ２）
に設定されると、個々の３族窒化物半導体発光素子にお
ける発光強度分布は略均一化される。
半導体発光素子は直線状に配列され、かつ相互に隣接す
る３族窒化物半導体発光素子の一方の発光素子の第１導
電型側電極と他方の発光素子の第２導電型側電極とが幅
を有する内部配線によって接続されると、個々の３族窒
化物半導体発光素子における発光強度分布はより均一化
される。請求項４に記載するように、（第１導電型の半
導体層の抵抗Ｒ１）≒（第２導電型側電極の抵抗Ｒ２）
に設定されると、個々の３族窒化物半導体発光素子にお
ける発光強度分布は略均一化される。
【００１６】また、請求項６に記載するように、３族窒
化物半導体発光素子の数が、発光部品が用いられる装置
の駆動電圧に適合するように設定されると、さまざまな
駆動電圧に適用可能な発光部品が得られる。なお、請求
項５に記載するように、第２導電型側電極は透光性電極
によって形成され、請求項７に記載するように、３族窒
化物半導体発光素子としてはたとえばＧａＮ系発光素子
が用いられる。
化物半導体発光素子の数が、発光部品が用いられる装置
の駆動電圧に適合するように設定されると、さまざまな
駆動電圧に適用可能な発光部品が得られる。なお、請求
項５に記載するように、第２導電型側電極は透光性電極
によって形成され、請求項７に記載するように、３族窒
化物半導体発光素子としてはたとえばＧａＮ系発光素子
が用いられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。
いて、図面を参照して説明する。
【００１８】図１および図２を参照して、この発明の実
施の形態の発光部品１０は、たとえばサファイア基板等
などの絶縁性基板１２を含み、絶縁性基板１２上に４個
のＧａＮ（少なくともＧａ、Ｎを含む半導体）系発光ダ
イオード１４ａ〜１４ｄが形成されるものである。
施の形態の発光部品１０は、たとえばサファイア基板等
などの絶縁性基板１２を含み、絶縁性基板１２上に４個
のＧａＮ（少なくともＧａ、Ｎを含む半導体）系発光ダ
イオード１４ａ〜１４ｄが形成されるものである。
【００１９】すなわち、絶縁性基板１２上には、各Ｇａ
Ｎ系発光ダイオード１４ａ〜１４ｄに対応して、層厚
３．０μｍの電極設置層となるｎ型ＧａＮ層（Ｓｉドー
プ）１６、層厚０．１μｍの発光層１８、および層厚
０．５μｍのｐ型ＧａＮコンタクト層（Ｍｇドープ）２
０が、この順序で形成される。
Ｎ系発光ダイオード１４ａ〜１４ｄに対応して、層厚
３．０μｍの電極設置層となるｎ型ＧａＮ層（Ｓｉドー
プ）１６、層厚０．１μｍの発光層１８、および層厚
０．５μｍのｐ型ＧａＮコンタクト層（Ｍｇドープ）２
０が、この順序で形成される。
【００２０】また、各ｐ型ＧａＮコンタクト層２０上に
はｐ型側電極である透光性電極２２が面状に形成され、
各ｎ型ＧａＮ層１６上の一端縁近傍かつ幅方向にはｎ型
側電極２４が形成される。図１からよくわかるように、
透光性電極２２とｎ型側電極２４とは平行に形成され
る。
はｐ型側電極である透光性電極２２が面状に形成され、
各ｎ型ＧａＮ層１６上の一端縁近傍かつ幅方向にはｎ型
側電極２４が形成される。図１からよくわかるように、
透光性電極２２とｎ型側電極２４とは平行に形成され
る。
【００２１】そして、絶縁性基板１２上の各部材は保護
膜２６によって覆われ、隣接するＧａＮ系発光ダイオー
ド間の透光性電極２２とｎ型側電極２４とは所定の幅Ｗ
１を有する内部配線２８によって直列接続される。この
とき、内部配線２８の一端は透光性電極２２上の一端縁
近傍かつ幅方向に延びて形成される。したがって、１つ
のＧａＮ系発光ダイオードに関していえば、内部配線２
８と透光性電極２２との接続箇所は、ｎ型側電極２４の
形成箇所とは反対側の端縁近傍となる。なお、図１から
わかるように、内部配線２８の幅Ｗ１の寸法は、たとえ
ば、透光性電極２２の幅Ｗ２よりやや小さくかつｎ型側
電極２４の長さＬよりやや大きくなるように設定され
る。
膜２６によって覆われ、隣接するＧａＮ系発光ダイオー
ド間の透光性電極２２とｎ型側電極２４とは所定の幅Ｗ
１を有する内部配線２８によって直列接続される。この
とき、内部配線２８の一端は透光性電極２２上の一端縁
近傍かつ幅方向に延びて形成される。したがって、１つ
のＧａＮ系発光ダイオードに関していえば、内部配線２
８と透光性電極２２との接続箇所は、ｎ型側電極２４の
形成箇所とは反対側の端縁近傍となる。なお、図１から
わかるように、内部配線２８の幅Ｗ１の寸法は、たとえ
ば、透光性電極２２の幅Ｗ２よりやや小さくかつｎ型側
電極２４の長さＬよりやや大きくなるように設定され
る。
【００２２】さらに、両端の透光性電極２２およびｎ型
側電極２４には、それぞれ外部の部品と接続するための
パッド電極３０が接続される。パッド電極３０も内部電
極２８と同様に形成される。
側電極２４には、それぞれ外部の部品と接続するための
パッド電極３０が接続される。パッド電極３０も内部電
極２８と同様に形成される。
【００２３】このように、内部配線２８を介して透光性
電極２２とｎ型側電極２４とを接続することによって、
４個のＧａＮ系発光ダイオード１４ａ〜１４ｄを直列接
続した発光部品１０が得られる。発光部品１０の等価回
路が図３に示される。
電極２２とｎ型側電極２４とを接続することによって、
４個のＧａＮ系発光ダイオード１４ａ〜１４ｄを直列接
続した発光部品１０が得られる。発光部品１０の等価回
路が図３に示される。
【００２４】このような発光部品１０の製造方法の一例
を、図４を参照して説明する。
を、図４を参照して説明する。
【００２５】まず、図４（ａ）に示すように、絶縁性基
板１２上に、ｎ型ＧａＮ層１６、発光層１８およびｐ型
ＧａＮコンタクト層２０をＭＯＣＶＤ（有機金属化学気
相成長法）によってこの順序でエピタキシャル成長さ
せ、膜厚３．０μｍ、ＮD＝１０18ｃｍー3のｎ型ＧａＮ
層１６、膜厚０．１μｍの発光層１８、および膜厚０．
５μｍ、ＮA＝１０17ｃｍー3のｐ型ＧａＮコンタクト層
２０が形成される。
板１２上に、ｎ型ＧａＮ層１６、発光層１８およびｐ型
ＧａＮコンタクト層２０をＭＯＣＶＤ（有機金属化学気
相成長法）によってこの順序でエピタキシャル成長さ
せ、膜厚３．０μｍ、ＮD＝１０18ｃｍー3のｎ型ＧａＮ
層１６、膜厚０．１μｍの発光層１８、および膜厚０．
５μｍ、ＮA＝１０17ｃｍー3のｐ型ＧａＮコンタクト層
２０が形成される。
【００２６】ついで、図４（ｂ）に示すように、Ｎｉマ
スクによるフォトリソグラフィーおよび塩素ガスを０．
５Ｐａの圧力で供給するドライエッチング法によって、
絶縁性基板１２上のｐ型ＧａＮコンタクト層２０、発光
層１８およびｎ型ＧａＮ層１６がエッチング除去され、
メサ２１が形成される。このときのエッチングの深さは
０．８μｍである。
スクによるフォトリソグラフィーおよび塩素ガスを０．
５Ｐａの圧力で供給するドライエッチング法によって、
絶縁性基板１２上のｐ型ＧａＮコンタクト層２０、発光
層１８およびｎ型ＧａＮ層１６がエッチング除去され、
メサ２１が形成される。このときのエッチングの深さは
０．８μｍである。
【００２７】さらに、図４（ｃ）に示すように、Ｎｉマ
スクによるフォトリソグラフィーおよび塩素ガスを０．
５Ｐａの圧力で供給するドライエッチング法によって、
絶縁性基板１２上のｎ型ＧａＮ層１６がエッチング除去
され、絶縁性基板１２が露出するように凹部３２が形成
される。これによって、エッチングの深さは３．６μｍ
となり、ＧａＮ系発光ダイオード１４ａ〜１４ｄを構成
する層がそれぞれ分離される。
スクによるフォトリソグラフィーおよび塩素ガスを０．
５Ｐａの圧力で供給するドライエッチング法によって、
絶縁性基板１２上のｎ型ＧａＮ層１６がエッチング除去
され、絶縁性基板１２が露出するように凹部３２が形成
される。これによって、エッチングの深さは３．６μｍ
となり、ＧａＮ系発光ダイオード１４ａ〜１４ｄを構成
する層がそれぞれ分離される。
【００２８】つづいて、図４（ｄ）に示すように、２×
１０ー6ｔｏｒｒの圧力による電子ビーム蒸着によって、
ｐ型ＧａＮコンタクト層２０上面全体に、膜厚２ｎｍの
Ｎｉ膜および膜厚４ｎｍのＡｕ膜がこの順序で成膜さ
れ、フォトリソグラフィーによって面状の透光性電極２
２が形成される。また、２×１０ー6ｔｏｒｒの圧力によ
る電子ビーム蒸着によって、ｎ型ＧａＮ層１６上に、膜
厚３０ｎｍのＴｉ膜および膜厚５００ｎｍのＡｌ膜がこ
の順序で成膜され、フォトリソグラフィーによってｎ型
ＧａＮ層１６上の一端縁近傍かつ幅方向に延びたｎ型側
電極２４が形成される。ｎ型側電極２４はＧａＮ系発光
ダイオードのカソード電極に相当する。
１０ー6ｔｏｒｒの圧力による電子ビーム蒸着によって、
ｐ型ＧａＮコンタクト層２０上面全体に、膜厚２ｎｍの
Ｎｉ膜および膜厚４ｎｍのＡｕ膜がこの順序で成膜さ
れ、フォトリソグラフィーによって面状の透光性電極２
２が形成される。また、２×１０ー6ｔｏｒｒの圧力によ
る電子ビーム蒸着によって、ｎ型ＧａＮ層１６上に、膜
厚３０ｎｍのＴｉ膜および膜厚５００ｎｍのＡｌ膜がこ
の順序で成膜され、フォトリソグラフィーによってｎ型
ＧａＮ層１６上の一端縁近傍かつ幅方向に延びたｎ型側
電極２４が形成される。ｎ型側電極２４はＧａＮ系発光
ダイオードのカソード電極に相当する。
【００２９】その後、図４（ｅ）に示すように、図４
（ｄ）で形成されたチップの上面全体に膜厚３００ｎｍ
のＳｉＯ2からなる保護膜２６が電子ビーム蒸着によっ
て形成される。
（ｄ）で形成されたチップの上面全体に膜厚３００ｎｍ
のＳｉＯ2からなる保護膜２６が電子ビーム蒸着によっ
て形成される。
【００３０】その後、透光性電極２２およびｎ型側電極
２４のそれぞれの上面の一部が露出するように、フォト
リソグラフィーによって保護膜２６がエッチング除去さ
れて開口される。このとき、１つのＧａＮ系発光ダイオ
ードに関していえば、透光性電極２２上の開口はｎ型側
電極２４の形成箇所とは反対側の端縁近傍かつ幅方向に
延びて形成される。また、ｎ型側電極２４の開口も幅方
向に延びて形成される。
２４のそれぞれの上面の一部が露出するように、フォト
リソグラフィーによって保護膜２６がエッチング除去さ
れて開口される。このとき、１つのＧａＮ系発光ダイオ
ードに関していえば、透光性電極２２上の開口はｎ型側
電極２４の形成箇所とは反対側の端縁近傍かつ幅方向に
延びて形成される。また、ｎ型側電極２４の開口も幅方
向に延びて形成される。
【００３１】そして、図４（ｆ）に示すように、２×１
０ー6ｔｏｒｒの圧力による電子ビーム蒸着によって、保
護膜２６の上面全体に膜厚１００ｎｍのＮｉ膜および膜
厚７００ｎｍのＡｕ膜がこの順序で成膜され、フォトリ
ソグラフィーによって内部配線２８が形成される。した
がって、１つのＧａＮ系発光ダイオードに関していえ
ば、透光性電極２２に接続される内部配線２８およびｎ
型側電極２４に接続される内部配線２８は、ＧａＮ系発
光ダイオードの両端からそれぞれ反対方向に引き出され
ることになる。なお、図４（ｆ）には図示しないが、パ
ッド電極３０も同様にして同時に形成される。内部配線
２８およびパッド電極３０のうち、透光性電極２２と接
続される一端部が、ＧａＮ系発光ダイオードのアノード
電極に相当する。
０ー6ｔｏｒｒの圧力による電子ビーム蒸着によって、保
護膜２６の上面全体に膜厚１００ｎｍのＮｉ膜および膜
厚７００ｎｍのＡｕ膜がこの順序で成膜され、フォトリ
ソグラフィーによって内部配線２８が形成される。した
がって、１つのＧａＮ系発光ダイオードに関していえ
ば、透光性電極２２に接続される内部配線２８およびｎ
型側電極２４に接続される内部配線２８は、ＧａＮ系発
光ダイオードの両端からそれぞれ反対方向に引き出され
ることになる。なお、図４（ｆ）には図示しないが、パ
ッド電極３０も同様にして同時に形成される。内部配線
２８およびパッド電極３０のうち、透光性電極２２と接
続される一端部が、ＧａＮ系発光ダイオードのアノード
電極に相当する。
【００３２】このようにして、４個のＧａＮ系発光ダイ
オード１４ａ〜１４ｄが直列接続された発光部品１０が
形成される。
オード１４ａ〜１４ｄが直列接続された発光部品１０が
形成される。
【００３３】発光強度１０によれば、一般のＩＣ製造プ
ロセスを用いて１枚の絶縁性基板１２上に複数のＧａＮ
系発光ダイオード１４ａ〜１４ｄが形成されかつ接続さ
れるので、相互に隣接するＧａＮ系発光ダイオードの間
隔を従来よりも狭くできる。したがって、単一の部品と
して形成されかつ発光強度が大きい面光源として適する
発光部品１０が得られる。
ロセスを用いて１枚の絶縁性基板１２上に複数のＧａＮ
系発光ダイオード１４ａ〜１４ｄが形成されかつ接続さ
れるので、相互に隣接するＧａＮ系発光ダイオードの間
隔を従来よりも狭くできる。したがって、単一の部品と
して形成されかつ発光強度が大きい面光源として適する
発光部品１０が得られる。
【００３４】また、発光部品１０によれば、図５（ａ）
にも示すように、絶縁性基板１２上にＧａＮ系発光ダイ
オード１４ａ〜１４ｄを直線状に形成することができる
ので、図５（ｂ）からわかるように、大面積の発光が得
られる。
にも示すように、絶縁性基板１２上にＧａＮ系発光ダイ
オード１４ａ〜１４ｄを直線状に形成することができる
ので、図５（ｂ）からわかるように、大面積の発光が得
られる。
【００３５】また、同一の絶縁性基板１２上にＧａＮ系
発光ダイオード１４ａ〜１４ｄを形成できるので、Ｇａ
Ｎ系発光ダイオード１４ａ〜１４ｄ間の絶縁分離、集積
化が容易になる。
発光ダイオード１４ａ〜１４ｄを形成できるので、Ｇａ
Ｎ系発光ダイオード１４ａ〜１４ｄ間の絶縁分離、集積
化が容易になる。
【００３６】各ＧａＮ系発光ダイオード１４ａ〜１４ｄ
の発光強度分布は図６に示すようになる。透光性電極２
２の抵抗をＲｔ、ｎ型ＧａＮ層１６の抵抗をＲｎとし、
Ｒｐは、ｐ型ＧａＮコンタクト層２０の抵抗、透光性電
極２２とｐ型ＧａＮコンタクト層２０との接触抵抗およ
びｐ−ｎ接合電圧相当抵抗分を示し、各抵抗は面内にお
いて一定と考えるとする。
の発光強度分布は図６に示すようになる。透光性電極２
２の抵抗をＲｔ、ｎ型ＧａＮ層１６の抵抗をＲｎとし、
Ｒｐは、ｐ型ＧａＮコンタクト層２０の抵抗、透光性電
極２２とｐ型ＧａＮコンタクト層２０との接触抵抗およ
びｐ−ｎ接合電圧相当抵抗分を示し、各抵抗は面内にお
いて一定と考えるとする。
【００３７】各ＧａＮ系発光ダイオード１４ａ〜１４ｄ
は直線状に配列され、かつ相互に隣接するＧａＮ系発光
ダイオードの一方の発光ダイオードのｎ型側電極２４と
他方の発光ダイオードの透光性電極２２とが幅Ｗ１を有
する内部配線２８によって接続されているので、透光性
電極２２の単位面積当たりの抵抗が小さい場合（Ｒｔ≒
Ｒｎ）には、図６（ａ）に示すように、透光性電極２２
全面からｎ型ＧａＮ層１６に電流が流れ、発光層１８を
通過する電流は発光層１８内の位置に拘わらず均一にな
る。したがって、図６（ｂ）および（ｃ）に示すよう
に、透光性電極２２からの発光は発光箇所に拘わらず略
均一になり、かつより大きな発光強度が得られる。
は直線状に配列され、かつ相互に隣接するＧａＮ系発光
ダイオードの一方の発光ダイオードのｎ型側電極２４と
他方の発光ダイオードの透光性電極２２とが幅Ｗ１を有
する内部配線２８によって接続されているので、透光性
電極２２の単位面積当たりの抵抗が小さい場合（Ｒｔ≒
Ｒｎ）には、図６（ａ）に示すように、透光性電極２２
全面からｎ型ＧａＮ層１６に電流が流れ、発光層１８を
通過する電流は発光層１８内の位置に拘わらず均一にな
る。したがって、図６（ｂ）および（ｃ）に示すよう
に、透光性電極２２からの発光は発光箇所に拘わらず略
均一になり、かつより大きな発光強度が得られる。
【００３８】因みに、透光性電極２２の単位面積当たり
の抵抗が大きい場合（Ｒｔ＞Ｒｎ）には、図６（ｄ）に
示すように、発光層１８を通過する電流は内部配線２８
すなわちアノード電極近傍に集中する。この場合、図６
（ｅ）に示すＸーＸ断面における発光強度は不均一にな
るが、各ＧａＮ系発光ダイオード１４ａ〜１４ｄは直線
状に配列され、かつ相互に隣接するＧａＮ系発光ダイオ
ードの一方の発光ダイオードのｎ型側電極２４と他方の
発光ダイオードの透光性電極２２とが幅Ｗ１を有する内
部配線２８によって接続されているので、図６（ｆ）に
示すＹーＹ断面における発光強度は略均一になる。した
がって、上述した透光性電極２２の単位面積当たりの抵
抗が小さい場合より発光強度は不均一かつ小さくなる
が、少なくとも図９に示す従来技術より発光強度は均一
化されかつ大きくなる。
の抵抗が大きい場合（Ｒｔ＞Ｒｎ）には、図６（ｄ）に
示すように、発光層１８を通過する電流は内部配線２８
すなわちアノード電極近傍に集中する。この場合、図６
（ｅ）に示すＸーＸ断面における発光強度は不均一にな
るが、各ＧａＮ系発光ダイオード１４ａ〜１４ｄは直線
状に配列され、かつ相互に隣接するＧａＮ系発光ダイオ
ードの一方の発光ダイオードのｎ型側電極２４と他方の
発光ダイオードの透光性電極２２とが幅Ｗ１を有する内
部配線２８によって接続されているので、図６（ｆ）に
示すＹーＹ断面における発光強度は略均一になる。した
がって、上述した透光性電極２２の単位面積当たりの抵
抗が小さい場合より発光強度は不均一かつ小さくなる
が、少なくとも図９に示す従来技術より発光強度は均一
化されかつ大きくなる。
【００３９】さらに、図７（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、絶縁性基板１２ａ上にＧａＮ系発光ダイオード１４
ａ〜１４ｄを形成しコ字状に直列接続してもよく、この
場合にも、単一の部品として形成されかつ大きな発光強
度が得られ面光源として適する発光部品が得られる。
に、絶縁性基板１２ａ上にＧａＮ系発光ダイオード１４
ａ〜１４ｄを形成しコ字状に直列接続してもよく、この
場合にも、単一の部品として形成されかつ大きな発光強
度が得られ面光源として適する発光部品が得られる。
【００４０】すなわち、図５および図７からわかるよう
に、絶縁性基板上に複数個のＧａＮ系発光ダイオードを
形成し直列接続することによって、単一の部品として形
成されかつ大きな発光強度が得られ面光源に応用できる
発光部品が得られる。
に、絶縁性基板上に複数個のＧａＮ系発光ダイオードを
形成し直列接続することによって、単一の部品として形
成されかつ大きな発光強度が得られ面光源に応用できる
発光部品が得られる。
【００４１】なお、ＧａＮ系発光ダイオードを駆動する
には、３Ｖ以上必要であり、５Ｖ電源を用いて回路動作
を行うことが多い。１つのＧａＮ系発光ダイオードあた
り４Ｖ（たとえば２０ｍＡの電流を流す場合）程度必要
とすると、駆動電圧が２４Ｖの場合には６つのＧａＮ系
発光ダイオードが直列接続された発光部品を用いればよ
い。このように、駆動電圧に応じた直列素子数のＧａＮ
系発光ダイオードを用いることによって、大面積の発光
が可能となり、かつ駆動電圧の制限も少なくなり、多方
面にわたる応用が期待できる。
には、３Ｖ以上必要であり、５Ｖ電源を用いて回路動作
を行うことが多い。１つのＧａＮ系発光ダイオードあた
り４Ｖ（たとえば２０ｍＡの電流を流す場合）程度必要
とすると、駆動電圧が２４Ｖの場合には６つのＧａＮ系
発光ダイオードが直列接続された発光部品を用いればよ
い。このように、駆動電圧に応じた直列素子数のＧａＮ
系発光ダイオードを用いることによって、大面積の発光
が可能となり、かつ駆動電圧の制限も少なくなり、多方
面にわたる応用が期待できる。
【００４２】また、図８に示すように、ＧａＮ系発光ダ
イオード１４ａ〜１４ｎとともに抵抗（図８（ａ））や
ＦＥＴ（図８（ｂ））などの電流制御素子が同一絶縁性
基板上に形成されてもよく、この場合、ＧａＮ系発光ダ
イオード１４ａ〜１４ｎと電流制御素子とを同一の絶縁
性基板上にモノリシックに形成できる。
イオード１４ａ〜１４ｎとともに抵抗（図８（ａ））や
ＦＥＴ（図８（ｂ））などの電流制御素子が同一絶縁性
基板上に形成されてもよく、この場合、ＧａＮ系発光ダ
イオード１４ａ〜１４ｎと電流制御素子とを同一の絶縁
性基板上にモノリシックに形成できる。
【００４３】このように外付け素子が不要になるため、
小型かつ軽量の発光部品１０が得られ、また、ＧａＮ系
発光ダイオード１４ａ〜１４ｄだけではなく電流制御素
子をもワイドギャップバンド材料によって形成できるの
で、発熱に対して強い発光部品１０が得られ、集積化が
容易となる。さらに、絶縁性基板の一方主面にのみ素子
を構成するので、この場合にも一般的なＩＣ製造プロセ
スを適用できる。また、ＧａＮ系発光ダイオードの数を
調整するだけではなく電流制御素子を付加することによ
り、駆動電圧の制限がさらに少なくなる。さらに、Ｇａ
Ｎ系発光ダイオード１４ａ〜１４ｎに抵抗を付加するこ
とによって、組立時や使用時におけるサージ電流を抑制
することができる。
小型かつ軽量の発光部品１０が得られ、また、ＧａＮ系
発光ダイオード１４ａ〜１４ｄだけではなく電流制御素
子をもワイドギャップバンド材料によって形成できるの
で、発熱に対して強い発光部品１０が得られ、集積化が
容易となる。さらに、絶縁性基板の一方主面にのみ素子
を構成するので、この場合にも一般的なＩＣ製造プロセ
スを適用できる。また、ＧａＮ系発光ダイオードの数を
調整するだけではなく電流制御素子を付加することによ
り、駆動電圧の制限がさらに少なくなる。さらに、Ｇａ
Ｎ系発光ダイオード１４ａ〜１４ｎに抵抗を付加するこ
とによって、組立時や使用時におけるサージ電流を抑制
することができる。
【００４４】図１の実施の形態では、４個のＧａＮ系発
光ダイオード１４ａ〜１４ｄを直列接続する場合につい
て述べたが、ＧａＮ系発光ダイオードの数はこれに限定
されないことはいうまでもない。
光ダイオード１４ａ〜１４ｄを直列接続する場合につい
て述べたが、ＧａＮ系発光ダイオードの数はこれに限定
されないことはいうまでもない。
【００４５】また、上述の実施の形態では、発光素子と
して発光ダイオードを例に説明したが、これに限定され
ず、レーザであってもよい。
して発光ダイオードを例に説明したが、これに限定され
ず、レーザであってもよい。
【００４６】さらに、発光部品１０の３族窒化物半導体
発光素子としては、たとえばＡｌＮ、ＩｎＮ、ＢＮまた
はＩｎＧａＮなどを含む３族窒化物半導体からなる発光
素子であれば、任意の３族窒化物半導体発光素子を用い
ることができる。
発光素子としては、たとえばＡｌＮ、ＩｎＮ、ＢＮまた
はＩｎＧａＮなどを含む３族窒化物半導体からなる発光
素子であれば、任意の３族窒化物半導体発光素子を用い
ることができる。
【００４７】
【発明の効果】この発明によれば、１つの基板上に発光
部を複数形成でき、単一の部品として形成されかつ大き
な発光強度が得られ面光源として適する発光部品が得ら
れる。
部を複数形成でき、単一の部品として形成されかつ大き
な発光強度が得られ面光源として適する発光部品が得ら
れる。
【図１】この発明の一実施形態の主要部を示す平面図で
ある。
ある。
【図２】図１の実施形態を示す断面図である。
【図３】図１の実施形態を示す等価回路図である。
【図４】図１の実施形態の製造プロセスを示す工程図で
ある。
ある。
【図５】（ａ）は図１の実施形態におけるＧａＮ系発光
ダイオードの配置状態を模式的に示す平面図であり、
（ｂ）はその発光状態を模式的に示す側面図である。
ダイオードの配置状態を模式的に示す平面図であり、
（ｂ）はその発光状態を模式的に示す側面図である。
【図６】ＧａＮ系発光ダイオードの電流の流れおよび発
光強度分布の概略を示す図解図であり、（ａ）〜（ｃ）
は透光性電極の抵抗が小さい場合、（ｄ）〜（ｆ）は透
光性電極の抵抗が大きい場合をそれぞれ示す。
光強度分布の概略を示す図解図であり、（ａ）〜（ｃ）
は透光性電極の抵抗が小さい場合、（ｄ）〜（ｆ）は透
光性電極の抵抗が大きい場合をそれぞれ示す。
【図７】（ａ）はこの発明の他の実施の形態を示す等価
回路図であり、（ｂ）はその実施の形態におけるＧａＮ
系発光ダイオードの配置状態を模式的に示す平面図であ
り、（ｃ）はその発光状態を模式的に示す側面図であ
る。
回路図であり、（ｂ）はその実施の形態におけるＧａＮ
系発光ダイオードの配置状態を模式的に示す平面図であ
り、（ｃ）はその発光状態を模式的に示す側面図であ
る。
【図８】この発明のその他の実施の形態を示す等価回路
図であり、（ａ）はＧａＮ系発光ダイオードに抵抗を付
加したもの、（ｂ）はＧａＮ系発光ダイオードにＦＥＴ
を付加したものをそれぞれ示す。
図であり、（ａ）はＧａＮ系発光ダイオードに抵抗を付
加したもの、（ｂ）はＧａＮ系発光ダイオードにＦＥＴ
を付加したものをそれぞれ示す。
【図９】（ａ）は従来技術を示す平面図であり、（ｂ）
はその端面図である。
はその端面図である。
１０ 発光部品 １２、１２ａ 絶縁性基板 １４ａ〜１４ｄ、１４ｎ ＧａＮ系発光ダイオード １６ ｎ型ＧａＮバッファ層 １８ 発光層 ２０ ｐ型ＧａＮコンタクト層 ２２ 透光性電極 ２４ ｎ型側電極 ２６ 保護膜 ２８ 内部配線 ３０ パッド電極 Ｗ１ 内部配線の幅
Claims (7)
- 【請求項１】 基板、および前記基板上にそれぞれ形成
されかつ接続される複数の３族窒化物半導体発光素子を
備える、発光部品。 - 【請求項２】 前記複数の３族窒化物半導体発光素子は
直列に接続される、請求項１に記載の発光部品。 - 【請求項３】 前記各３族窒化物半導体発光素子は、前
記基板上に形成される第１導電型の半導体層、前記第１
導電型の半導体層上の一端縁近傍かつ幅方向に延びて形
成される第１導電型側電極、前記第１導電性の半導体層
上に形成される第２導電型の半導体層、および前記第２
導電型の半導体層上に面状に形成される第２導電型側電
極を含み、 前記各３族窒化物半導体発光素子は直線状に配列され、
かつ相互に隣接する前記３族窒化物半導体発光素子の一
方の発光素子の前記第１導電型側電極と他方の発光素子
の前記第２導電型側電極とは幅を有する内部配線によっ
て接続される、請求項１または２に記載の発光部品。 - 【請求項４】 前記第１導電型の半導体層の抵抗をＲ
１、前記第２導電型側電極の抵抗をＲ２とすると、Ｒ１
≒Ｒ２に設定される、請求項３に記載の発光部品。 - 【請求項５】 前記第２導電型側電極は透光性電極を含
む、請求項３または４に記載の発光部品。 - 【請求項６】 前記３族窒化物半導体発光素子の数は駆
動電圧に応じて決定される、請求項１ないし５のいずれ
かに記載の発光部品。 - 【請求項７】 前記３族窒化物半導体発光素子はＧａＮ
系発光素子を含む、請求項１ないし６のいずれかに記載
の発光部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33108397A JP3505374B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 発光部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33108397A JP3505374B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 発光部品 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003353149A Division JP2004048067A (ja) | 2003-10-14 | 2003-10-14 | 発光部品およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11150303A true JPH11150303A (ja) | 1999-06-02 |
| JP3505374B2 JP3505374B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=18239667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33108397A Expired - Fee Related JP3505374B2 (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 発光部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3505374B2 (ja) |
Cited By (45)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001041219A1 (en) * | 1999-12-03 | 2001-06-07 | Cree Lighting Company | Micro-led arrays with enhanced light extraction |
| JP2002270905A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 複合発光素子 |
| JP2002324915A (ja) * | 2001-04-24 | 2002-11-08 | Nichia Chem Ind Ltd | 集積型窒化物半導体発光素子 |
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| KR100683446B1 (ko) | 2005-07-16 | 2007-02-20 | 서울옵토디바이스주식회사 | 요철 버퍼층을 갖는 발광소자 및 그 제조방법 |
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| KR100715456B1 (ko) | 2005-11-01 | 2007-05-07 | 서울옵토디바이스주식회사 | 다수의 셀이 결합된 발광 소자의 제조 방법 |
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| WO2007126093A1 (ja) | 2006-05-01 | 2007-11-08 | Mitsubishi Chemical Corporation | 集積型半導体発光装置およびその製造方法 |
| WO2007126091A1 (ja) | 2006-05-01 | 2007-11-08 | Mitsubishi Chemical Corporation | エッチング方法、エッチングマスクおよびそれを用いた半導体装置の製造方法 |
| WO2007126092A1 (ja) | 2006-05-01 | 2007-11-08 | Mitsubishi Chemical Corporation | 集積型半導体発光装置およびその製造方法 |
| JP2008529297A (ja) * | 2005-01-26 | 2008-07-31 | ソウル オプト デバイス カンパニー リミテッド | 直列接続された複数の発光セルを有する発光装置及びそれを製造する方法 |
| JP2008533716A (ja) * | 2005-03-11 | 2008-08-21 | ソウル セミコンダクター カンパニー リミテッド | 直列接続された発光セルのアレイを有する発光ダイオードパッケージ |
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