JPH11298041A - 3族窒化物半導体発光素子及び光源装置 - Google Patents
3族窒化物半導体発光素子及び光源装置Info
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- JPH11298041A JPH11298041A JP12291898A JP12291898A JPH11298041A JP H11298041 A JPH11298041 A JP H11298041A JP 12291898 A JP12291898 A JP 12291898A JP 12291898 A JP12291898 A JP 12291898A JP H11298041 A JPH11298041 A JP H11298041A
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W72/075—Connecting or disconnecting of bond wires
- H10W72/07541—Controlling the environment, e.g. atmosphere composition or temperature
- H10W72/07554—Controlling the environment, e.g. atmosphere composition or temperature changes in dispositions
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- H10W72/541—Dispositions of bond wires
- H10W72/547—Dispositions of multiple bond wires
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- 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】順方向及び逆方向の静電圧に対する耐絶縁破壊
性を向上させること。 【解決手段】リードフレーム402がインサート成形さ
れ、リードフレーム402が露出した第1部屋404と
第2部屋406とが形成された枠体400が設けられて
いる。第1部屋404に青色発光ダイオード100B、
緑色発光ダイオード100G、赤色発光ダイオード10
0Rの各チップがダイボンディグされており、第2部屋
406には、露出したリードフレームにツェナーダイオ
ード300B、300Gが配設されていいる。ツェナー
ダイオード300B、300Gは、それぞれのダイオー
ドに並列接続されており、各ダイオードの順方向の動作
電圧以上の電圧でツェナーブレイクダウンを起こすよう
な極性で接続されている。これにより、順方向の過電圧
に対してはツェナーブレイクダウンにより、逆方向の過
電圧に対しては通常の順方向ダイオードとして過電流が
バイパスされる。
性を向上させること。 【解決手段】リードフレーム402がインサート成形さ
れ、リードフレーム402が露出した第1部屋404と
第2部屋406とが形成された枠体400が設けられて
いる。第1部屋404に青色発光ダイオード100B、
緑色発光ダイオード100G、赤色発光ダイオード10
0Rの各チップがダイボンディグされており、第2部屋
406には、露出したリードフレームにツェナーダイオ
ード300B、300Gが配設されていいる。ツェナー
ダイオード300B、300Gは、それぞれのダイオー
ドに並列接続されており、各ダイオードの順方向の動作
電圧以上の電圧でツェナーブレイクダウンを起こすよう
な極性で接続されている。これにより、順方向の過電圧
に対してはツェナーブレイクダウンにより、逆方向の過
電圧に対しては通常の順方向ダイオードとして過電流が
バイパスされる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は順方向及び逆方向の
静電耐圧を向上させた3族窒化物半導体を用いた発光素
子及びその素子を用いた光源装置に関する。
静電耐圧を向上させた3族窒化物半導体を用いた発光素
子及びその素子を用いた光源装置に関する。
【0002】
【従来技術】従来、3族窒化物半導体発光素子として、
In1-XGaXN/GaN のMQWから成る発光層をp型のAlGaN
からなるp層とGaN から成るn層とで挟んだダブルヘテ
ロ構造のものが知られている。この発光素子は発光層の
インジウムの組成比を変化させることにより、緑色から
青色の範囲の発光が可能である。この理由のために、カ
ラー発光素子、カラー情報読取光源としての利用が期待
されている。
In1-XGaXN/GaN のMQWから成る発光層をp型のAlGaN
からなるp層とGaN から成るn層とで挟んだダブルヘテ
ロ構造のものが知られている。この発光素子は発光層の
インジウムの組成比を変化させることにより、緑色から
青色の範囲の発光が可能である。この理由のために、カ
ラー発光素子、カラー情報読取光源としての利用が期待
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の構成の
3族窒化物半導体から成る発光素子は、静電気に対する
順、逆方向の耐電圧が低いという問題がある。
3族窒化物半導体から成る発光素子は、静電気に対する
順、逆方向の耐電圧が低いという問題がある。
【0004】本発明は上記の課題を解決するために成さ
れたものであり、その目的は、静電気に対する耐絶縁破
壊性を向上させることである。
れたものであり、その目的は、静電気に対する耐絶縁破
壊性を向上させることである。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用効果】本発明は、
3族窒化物半導体から成るp層、そのp層に対するp電
極、n層及びそのn層に対するn電極とから成る発光部
を有した発光素子において、p電極とn電極との間に、
p電極とn電極との間の順方向の動作電圧以上の順電圧
に対して定電圧で導通する定電圧ダイオード、p電極と
n電極との間の順方向の動作電圧以上の順電圧、及び、
逆電圧に対して定電圧で導通する双方向性定電圧ダイオ
ード、及び、コンデンサのうち、少なくとも1種から成
る静電圧に対する補償素子を接続したことをことを特徴
とする。
3族窒化物半導体から成るp層、そのp層に対するp電
極、n層及びそのn層に対するn電極とから成る発光部
を有した発光素子において、p電極とn電極との間に、
p電極とn電極との間の順方向の動作電圧以上の順電圧
に対して定電圧で導通する定電圧ダイオード、p電極と
n電極との間の順方向の動作電圧以上の順電圧、及び、
逆電圧に対して定電圧で導通する双方向性定電圧ダイオ
ード、及び、コンデンサのうち、少なくとも1種から成
る静電圧に対する補償素子を接続したことをことを特徴
とする。
【0006】この補償素子の作用により、発光部に順方
向及び逆方向に印加される静電気による破壊を防止する
ことができる。請求項2、3の発明は、補償素子と発光
部とを別々の基板に形成し、両者の接続をリードで行っ
たものであり、特に、請求項3の発明は、共通に樹脂で
封止したものである。発光部と補償素子とを別々に製造
でき、それらの集積により素子を形成できるので、最適
な製造工程を得ることができる。補償素子と発光部を共
通に樹脂で封止した場合には、補償素子の防水や機械的
外力に対する保護を図ることができる。
向及び逆方向に印加される静電気による破壊を防止する
ことができる。請求項2、3の発明は、補償素子と発光
部とを別々の基板に形成し、両者の接続をリードで行っ
たものであり、特に、請求項3の発明は、共通に樹脂で
封止したものである。発光部と補償素子とを別々に製造
でき、それらの集積により素子を形成できるので、最適
な製造工程を得ることができる。補償素子と発光部を共
通に樹脂で封止した場合には、補償素子の防水や機械的
外力に対する保護を図ることができる。
【0007】請求項4、5の発明は、補償素子と発光部
とを同一基板に形成したものであるので、発光部の層形
成工程において補償素子を製造することができ、製造が
簡略化される。又、請求項5の発明は、発光部の上に補
償素子を積層したものであり、発光部を形成する工程に
続いて補償素子を形成できるため、製造が簡単となる。
とを同一基板に形成したものであるので、発光部の層形
成工程において補償素子を製造することができ、製造が
簡略化される。又、請求項5の発明は、発光部の上に補
償素子を積層したものであり、発光部を形成する工程に
続いて補償素子を形成できるため、製造が簡単となる。
【0008】請求項6、7、8の発明は、発光素子を複
数搭載した光源装置に関するものである。請求項6の発
明は、リードフレームと、リードフレームをインサート
成形しそのリードフレームが一部露出された部屋を有し
た樹脂枠体と、その部屋のリードフレーム上に、請求項
1乃至請求項5のいずれか1項に記載の発光素子であっ
て、少なくとも、青色を発光する発光素子と緑色を発光
する発光素子とを配設したことを特徴とする。
数搭載した光源装置に関するものである。請求項6の発
明は、リードフレームと、リードフレームをインサート
成形しそのリードフレームが一部露出された部屋を有し
た樹脂枠体と、その部屋のリードフレーム上に、請求項
1乃至請求項5のいずれか1項に記載の発光素子であっ
て、少なくとも、青色を発光する発光素子と緑色を発光
する発光素子とを配設したことを特徴とする。
【0009】請求項7の発明は、補償素子と発光部とが
別基板であり、リードフレームと、リードフレームをイ
ンサート成形しそのリードフレームが一部露出された第
1部屋と第2部屋とを有した樹脂枠体と、その第1部屋
のリードフレーム上に、少なくとも、青色を発光する発
光素子もしくは緑色を発光する発光素子とを配設し、第
2部屋のリードフレーム上に補償素子を配設したことを
特徴とする。
別基板であり、リードフレームと、リードフレームをイ
ンサート成形しそのリードフレームが一部露出された第
1部屋と第2部屋とを有した樹脂枠体と、その第1部屋
のリードフレーム上に、少なくとも、青色を発光する発
光素子もしくは緑色を発光する発光素子とを配設し、第
2部屋のリードフレーム上に補償素子を配設したことを
特徴とする。
【0010】これらの構成により、1つの光源装置か
ら、少なくとも、光の3原色のうち、青色および/又は
緑色の光を選択的、又は、混色光を得ることができる。
ら、少なくとも、光の3原色のうち、青色および/又は
緑色の光を選択的、又は、混色光を得ることができる。
【0011】請求項8の発明は、赤色を発光する発光素
子がさらに部屋のリードフレーム上に配設されている。
これにより、光の3原色を得ることができ、カラー表示
器、カラーイメージスキャナの光源に用いることができ
る。
子がさらに部屋のリードフレーム上に配設されている。
これにより、光の3原色を得ることができ、カラー表示
器、カラーイメージスキャナの光源に用いることができ
る。
【0012】請求項9の発明は、発光素子が搭載された
部屋には、発光素子の搭載後に透明樹脂が封入されてい
ることを特徴とする。この構成により、光源装置の製造
が容易となり、光を出力できる機密性の良好な光源を得
ることができる。
部屋には、発光素子の搭載後に透明樹脂が封入されてい
ることを特徴とする。この構成により、光源装置の製造
が容易となり、光を出力できる機密性の良好な光源を得
ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】〔第1実施例〕図1は、サファイ
ア基板11上に形成されたGaN 系化合物半導体で形成さ
れた発光素子である発光ダイオード100の模式的な断
面構成図である。基板11の上には窒化アルミニウム(A
lN) から成る膜厚約25nmのバッファ層12が設けられ、
その上にシリコン(Si)ドープのGaN から成る膜厚約4.0
μmの高キャリア濃度n+ 層13が形成されている。こ
の高キャリア濃度n+ 層13の上にSiドープのn型GaN
から成る膜厚約0.5 μmのクラッド層14が形成されて
いる。そして、クラッド層14の上に膜厚約35ÅのGaN
から成るバリア層151と膜厚約35ÅのGa0.8In0.2N か
ら成る井戸層152とが交互に積層された多重量子井戸
構造(MQW) の発光層15が形成されている。バリア層1
51は6層、井戸層152は5層である。発光層15の
上にはp型Al0.15Ga0.85N から成る膜厚約50nmのクラッ
ド層16が形成されている。さらに、クラッド層16の
上にはp型GaN から成る膜厚約100nm のコンタクト層1
7が形成されている。
ア基板11上に形成されたGaN 系化合物半導体で形成さ
れた発光素子である発光ダイオード100の模式的な断
面構成図である。基板11の上には窒化アルミニウム(A
lN) から成る膜厚約25nmのバッファ層12が設けられ、
その上にシリコン(Si)ドープのGaN から成る膜厚約4.0
μmの高キャリア濃度n+ 層13が形成されている。こ
の高キャリア濃度n+ 層13の上にSiドープのn型GaN
から成る膜厚約0.5 μmのクラッド層14が形成されて
いる。そして、クラッド層14の上に膜厚約35ÅのGaN
から成るバリア層151と膜厚約35ÅのGa0.8In0.2N か
ら成る井戸層152とが交互に積層された多重量子井戸
構造(MQW) の発光層15が形成されている。バリア層1
51は6層、井戸層152は5層である。発光層15の
上にはp型Al0.15Ga0.85N から成る膜厚約50nmのクラッ
ド層16が形成されている。さらに、クラッド層16の
上にはp型GaN から成る膜厚約100nm のコンタクト層1
7が形成されている。
【0014】又、コンタクト層17の上には金属蒸着に
よる透光性のp電極18Aが、n+層13上にはn電極
18Bが形成されている。透光性のp電極18Aは、コ
ンタクト層17に接合する膜厚約15Åのコバルト(Co)
と、Coに接合する膜厚約60Åの金(Au)とで構成されてい
る。n電極18Bは膜厚約 200Åのバナジウム(V) と、
膜厚約1.8 μmのアルミニウム(Al)又はAl合金で構成さ
れている。p電極18A上の一部には、CoもしくはNiと
Au、Al、又は、それらの合金から成る膜厚約1.5μmの
電極パッド20が形成されている。又、基板11の裏面
には、膜厚約200nm のアルミニウム(Al)から成る金属層
10が形成されている。
よる透光性のp電極18Aが、n+層13上にはn電極
18Bが形成されている。透光性のp電極18Aは、コ
ンタクト層17に接合する膜厚約15Åのコバルト(Co)
と、Coに接合する膜厚約60Åの金(Au)とで構成されてい
る。n電極18Bは膜厚約 200Åのバナジウム(V) と、
膜厚約1.8 μmのアルミニウム(Al)又はAl合金で構成さ
れている。p電極18A上の一部には、CoもしくはNiと
Au、Al、又は、それらの合金から成る膜厚約1.5μmの
電極パッド20が形成されている。又、基板11の裏面
には、膜厚約200nm のアルミニウム(Al)から成る金属層
10が形成されている。
【0015】次に、この発光ダイオード100の製造方
法について説明する。上記発光ダイオード100は、有
機金属気相成長法(以下「MOVPE 」と略す)による気相
成長により製造された。用いられたガスは、アンモニア
(NH3) 、キャリアガス(H2,N2) 、トリメチルガリウム(G
a(CH3)3)(以下「TMG 」と記す)、トリメチルアルミニ
ウム(Al(CH3)3)(以下「TMA 」と記す)、トリメチルイ
ンジウム(In(CH3)3)(以下「TMI 」と記す)、シラン(S
iH4)とシクロペンタジエニルマグネシウム(Mg(C5H5)2)
(以下「CP2Mg 」と記す)である。まず、有機洗浄及び
熱処理により洗浄したa面を主面とした単結晶の基板1
1をMOVPE 装置の反応室に載置されたサセプタに装着す
る。次に、常圧でH2を反応室に流しながら温度1100℃で
基板11をベーキングした。次に、基板11の温度を40
0 ℃まで低下させて、H2、NH3 及びTMA を供給してAlN
のバッファ層12を約25nmの膜厚に形成した。
法について説明する。上記発光ダイオード100は、有
機金属気相成長法(以下「MOVPE 」と略す)による気相
成長により製造された。用いられたガスは、アンモニア
(NH3) 、キャリアガス(H2,N2) 、トリメチルガリウム(G
a(CH3)3)(以下「TMG 」と記す)、トリメチルアルミニ
ウム(Al(CH3)3)(以下「TMA 」と記す)、トリメチルイ
ンジウム(In(CH3)3)(以下「TMI 」と記す)、シラン(S
iH4)とシクロペンタジエニルマグネシウム(Mg(C5H5)2)
(以下「CP2Mg 」と記す)である。まず、有機洗浄及び
熱処理により洗浄したa面を主面とした単結晶の基板1
1をMOVPE 装置の反応室に載置されたサセプタに装着す
る。次に、常圧でH2を反応室に流しながら温度1100℃で
基板11をベーキングした。次に、基板11の温度を40
0 ℃まで低下させて、H2、NH3 及びTMA を供給してAlN
のバッファ層12を約25nmの膜厚に形成した。
【0016】次に、基板11の温度を1150℃に保持し、
H2、NH3 、TMG 及びシランを供給し、膜厚約4.0 μm、
電子濃度2 ×1018/cm3のGaN から成る高キャリア濃度n
+ 層13を形成した。次に、基板11の温度を1150℃に
保持し、N2又はH2、NH3 、TMG 、TMA 及びシランを供給
して、膜厚約0.5 μm、電子濃度1 ×1018/cm3のGaN か
ら成るクラッド層14を形成した。上記のクラッド層1
4を形成した後、続いて、N2又はH2、NH3 及びTMG を供
給して、膜厚約35ÅのGaN から成るバリア層151を形
成した。次に、N2又はH2、NH3 、TMG 及びTMI を供給し
て、膜厚約35ÅのGa0.8In0.2N から成る井戸層152を
形成した。さらに、バリア層151と井戸層152を同
一条件で4周期形成し、その上にGaN から成るバリア層
151を形成した。このようにして5周期のMQW 構造の
発光層15を形成した。
H2、NH3 、TMG 及びシランを供給し、膜厚約4.0 μm、
電子濃度2 ×1018/cm3のGaN から成る高キャリア濃度n
+ 層13を形成した。次に、基板11の温度を1150℃に
保持し、N2又はH2、NH3 、TMG 、TMA 及びシランを供給
して、膜厚約0.5 μm、電子濃度1 ×1018/cm3のGaN か
ら成るクラッド層14を形成した。上記のクラッド層1
4を形成した後、続いて、N2又はH2、NH3 及びTMG を供
給して、膜厚約35ÅのGaN から成るバリア層151を形
成した。次に、N2又はH2、NH3 、TMG 及びTMI を供給し
て、膜厚約35ÅのGa0.8In0.2N から成る井戸層152を
形成した。さらに、バリア層151と井戸層152を同
一条件で4周期形成し、その上にGaN から成るバリア層
151を形成した。このようにして5周期のMQW 構造の
発光層15を形成した。
【0017】次に、基板11の温度を1100℃に保持し、
N2又はH2、NH3 、TMG 、TMA 及びCP2Mg を供給して、膜
厚約50nm、マグネシウム(Mg)をドープしたp型Al0.15Ga
0.85N から成るクラッド層16を形成した。次に、基板
11の温度を1100℃に保持し、N2又はH2、NH3 、TMG 及
びCP2Mg を供給して、膜厚約100nm 、Mgをドープしたp
型GaN から成るコンタクト層17を形成した。次に、コ
ンタクト層17の上にエッチングマスクを形成し、所定
領域のマスクを除去して、マスクで覆われていない部分
のコンタクト層17、クラッド層16、発光層15、ク
ラッド層14、n+ 層13の一部を塩素を含むガスによ
る反応性イオンエッチングによりエッチングして、n+
層13の表面を露出させた。次に、フォトリソグラフィ
により、n+ 層13に対するn電極18Bと、コンタク
ト層17に対する透光性のp電極18Aと、電極パッド
20を形成した。
N2又はH2、NH3 、TMG 、TMA 及びCP2Mg を供給して、膜
厚約50nm、マグネシウム(Mg)をドープしたp型Al0.15Ga
0.85N から成るクラッド層16を形成した。次に、基板
11の温度を1100℃に保持し、N2又はH2、NH3 、TMG 及
びCP2Mg を供給して、膜厚約100nm 、Mgをドープしたp
型GaN から成るコンタクト層17を形成した。次に、コ
ンタクト層17の上にエッチングマスクを形成し、所定
領域のマスクを除去して、マスクで覆われていない部分
のコンタクト層17、クラッド層16、発光層15、ク
ラッド層14、n+ 層13の一部を塩素を含むガスによ
る反応性イオンエッチングによりエッチングして、n+
層13の表面を露出させた。次に、フォトリソグラフィ
により、n+ 層13に対するn電極18Bと、コンタク
ト層17に対する透光性のp電極18Aと、電極パッド
20を形成した。
【0018】このようにして形成された発光ダイオード
100は、図2に示すように、リード203の上部の平
坦部203に取り付けられ、n電極18Bとリード20
1がワイヤ204で接続され、電極バッド20とリード
202がワイヤ205で接続された後、レンズ206を
形成するために樹脂成形される。一方、補償素子を構成
するツェナーダイオード300のアノード301がリー
ド201に接続され、ツェナーダイオード300のカソ
ード302がリード202に接続されている。
100は、図2に示すように、リード203の上部の平
坦部203に取り付けられ、n電極18Bとリード20
1がワイヤ204で接続され、電極バッド20とリード
202がワイヤ205で接続された後、レンズ206を
形成するために樹脂成形される。一方、補償素子を構成
するツェナーダイオード300のアノード301がリー
ド201に接続され、ツェナーダイオード300のカソ
ード302がリード202に接続されている。
【0019】これにより、発光ダイオード100の順方
向の動作電圧(約3.5V)よりも高い静電圧がリード
202、201間に順方向(リード202が201に対
して正電位)に印加される場合には、ツェナーダイオー
ド300がブレイクダウンして、静電圧による過剰電流
はツェナーダイオード300を流れることになるので、
発光ダイオード100は静電圧による絶縁破壊から保護
される。又、リード202、201間に発光ダイオード
100の動作電圧に対して逆方向に静電圧が印加された
場合には、ツェナーダイオード300には通常のダイオ
ードとして順方向に過剰電流が流れることになり、発光
ダイオード100は高い逆電圧から保護されることにな
る。
向の動作電圧(約3.5V)よりも高い静電圧がリード
202、201間に順方向(リード202が201に対
して正電位)に印加される場合には、ツェナーダイオー
ド300がブレイクダウンして、静電圧による過剰電流
はツェナーダイオード300を流れることになるので、
発光ダイオード100は静電圧による絶縁破壊から保護
される。又、リード202、201間に発光ダイオード
100の動作電圧に対して逆方向に静電圧が印加された
場合には、ツェナーダイオード300には通常のダイオ
ードとして順方向に過剰電流が流れることになり、発光
ダイオード100は高い逆電圧から保護されることにな
る。
【0020】このように、リード202と201間に、
順方向及び逆方向に高い静電圧が印加されても、電流は
ツェナーダイオード300を流れることになり、発光ダ
イオード100は静電圧による絶縁破壊から保護され
る。
順方向及び逆方向に高い静電圧が印加されても、電流は
ツェナーダイオード300を流れることになり、発光ダ
イオード100は静電圧による絶縁破壊から保護され
る。
【0021】〔第2実施例〕本実施例は、図3に示すよ
うに、双方向性のツェナーダイオード310を発光ダイ
オード100と共に樹脂成形し、レンズ206の中に組
み込んだものである。ツェナーダイオード310の防水
及び機械的外力からの保護が達成される。補償素子とし
て双方向性のツェナーダイオードを用いた場合には、順
方向及び逆方向の静電圧に対して、ツェナーブレークダ
ウンを生じ、双方向の動作抵抗が極めて小さくなるた
め、発光ダイオード100のより確実な保護が達成され
る。
うに、双方向性のツェナーダイオード310を発光ダイ
オード100と共に樹脂成形し、レンズ206の中に組
み込んだものである。ツェナーダイオード310の防水
及び機械的外力からの保護が達成される。補償素子とし
て双方向性のツェナーダイオードを用いた場合には、順
方向及び逆方向の静電圧に対して、ツェナーブレークダ
ウンを生じ、双方向の動作抵抗が極めて小さくなるた
め、発光ダイオード100のより確実な保護が達成され
る。
【0022】〔第3実施例〕本実施例は、図4に示すよ
うに、発光ダイオード120のコンタクト層17の上に
ツェナーダイオード330を形成した例である。上述し
たように、バッファ層2からコンタクト層17まで形成
する。その後、ツェナーダイオード330を形成するた
めに、n型のGaN から成る第1層333とp型のGaN か
ら成る第2層334までを一様に形成する。
うに、発光ダイオード120のコンタクト層17の上に
ツェナーダイオード330を形成した例である。上述し
たように、バッファ層2からコンタクト層17まで形成
する。その後、ツェナーダイオード330を形成するた
めに、n型のGaN から成る第1層333とp型のGaN か
ら成る第2層334までを一様に形成する。
【0023】そして、第1実施例と同様な工程により、
エッチングした後、発光ダイオード120のp電極18
A、電極パッド20、n電極18B、ツェナーダイオー
ド330のp電極層331、n電極層332を形成す
る。このようにして形成された発光素子は図4に示すよ
うにリード201の平坦部203に取り付けられる。そ
して、発光ダイオード120の電極パッド20はツェナ
ーダイオード330のn電極層332(カソード)にワ
イヤ220で電気的に接続されると共にワイヤ221に
よりリード202に電気的に接続される。同様に、発光
ダイオード120のn電極18Bはリード201にワイ
ヤ222で電気的に接続され、ツェナーダイオード33
0のp電極層331はワイヤ223によりリード201
に電気的に接続される。
エッチングした後、発光ダイオード120のp電極18
A、電極パッド20、n電極18B、ツェナーダイオー
ド330のp電極層331、n電極層332を形成す
る。このようにして形成された発光素子は図4に示すよ
うにリード201の平坦部203に取り付けられる。そ
して、発光ダイオード120の電極パッド20はツェナ
ーダイオード330のn電極層332(カソード)にワ
イヤ220で電気的に接続されると共にワイヤ221に
よりリード202に電気的に接続される。同様に、発光
ダイオード120のn電極18Bはリード201にワイ
ヤ222で電気的に接続され、ツェナーダイオード33
0のp電極層331はワイヤ223によりリード201
に電気的に接続される。
【0024】これにより、発光ダイオード120に対し
てツェナダイオード330が並列接続されたことにな
り、第1実施例と同様な作用効果を奏する。
てツェナダイオード330が並列接続されたことにな
り、第1実施例と同様な作用効果を奏する。
【0025】又、上記の第1〜第3の実施例において、
発光ダイオード100、120に順方向及び逆方向に、
500Vの静電気を印加したが絶縁破壊は見られなかった。
発光ダイオード100、120に順方向及び逆方向に、
500Vの静電気を印加したが絶縁破壊は見られなかった。
【0026】〔第4実施例〕本実施例は、第1実施例で
説明した3族窒化物半導体から成る発光ダイオード(チ
ップ)100について青色発光と緑色発光の2種類を製
造した。発光層15のインジウムの組成比を多くするこ
とで、緑色発光のダイオードチップが得られる。又、赤
色の発光ダイオード(チップ)は、InGaAlP 系の化合物
半導体で得ることができる。この青色発光ダイオード1
00B、緑色発光ダイオード100G、赤色発光ダイオ
ード100Rを1つの樹脂枠体400に配設したもので
ある。
説明した3族窒化物半導体から成る発光ダイオード(チ
ップ)100について青色発光と緑色発光の2種類を製
造した。発光層15のインジウムの組成比を多くするこ
とで、緑色発光のダイオードチップが得られる。又、赤
色の発光ダイオード(チップ)は、InGaAlP 系の化合物
半導体で得ることができる。この青色発光ダイオード1
00B、緑色発光ダイオード100G、赤色発光ダイオ
ード100Rを1つの樹脂枠体400に配設したもので
ある。
【0027】図5、図6に示すように、リードフレーム
402のインサート成形により樹脂枠体400が形成さ
れる。この樹脂枠体400は、図面の上部から窪みがあ
り、下のリードフレーム402が露出した第1部屋40
4と第2部屋406とが形成されている。この第1部屋
404に青色発光ダイオード100B、緑色発光ダイオ
ード100G、赤色発光ダイオード100Rの各チップ
がダイボンディグされている。リード408は共通端子
であり、各ダイオードチップのn電極がワイヤボンディ
ングされている。リード410は青色発光ダイオード1
00Bの陽極端子であり、そのp電極がワイヤボンディ
ングされている。同様に、リード412は緑色発光ダイ
オード100Gの陽極端子であり、そのp電極がワイヤ
ボンディングされている。リード414は赤色発光ダイ
オード100Rの陽極端子であり、そのp電極がワイヤ
ボンディングされている。尚、リード416は電位遮蔽
のためのリードである。
402のインサート成形により樹脂枠体400が形成さ
れる。この樹脂枠体400は、図面の上部から窪みがあ
り、下のリードフレーム402が露出した第1部屋40
4と第2部屋406とが形成されている。この第1部屋
404に青色発光ダイオード100B、緑色発光ダイオ
ード100G、赤色発光ダイオード100Rの各チップ
がダイボンディグされている。リード408は共通端子
であり、各ダイオードチップのn電極がワイヤボンディ
ングされている。リード410は青色発光ダイオード1
00Bの陽極端子であり、そのp電極がワイヤボンディ
ングされている。同様に、リード412は緑色発光ダイ
オード100Gの陽極端子であり、そのp電極がワイヤ
ボンディングされている。リード414は赤色発光ダイ
オード100Rの陽極端子であり、そのp電極がワイヤ
ボンディングされている。尚、リード416は電位遮蔽
のためのリードである。
【0028】又、第2部屋406には、露出したリード
フレームにツェナーダイオード300B、300Gが配
設されていいる。リード408には、ツェナーダイオー
ド300B、300Gの陽極(p電極)がダイボンディ
ングされており、その陰極(n電極)はリード410、
412に、それぞれ、ワイヤーボンディングされてい
る。この各発光ダイオードと各ツェナーダイオードとの
接続関係は、図1と同様である。尚、赤色発光ダイオー
ド300Rにはツェナーダイオードが接続されていない
が、これは、InGaAlP 系の化合物半導体の場合には、3
族窒化物半導体と異なり、順方向にも逆方向にも、十分
な静電耐圧があるためである。
フレームにツェナーダイオード300B、300Gが配
設されていいる。リード408には、ツェナーダイオー
ド300B、300Gの陽極(p電極)がダイボンディ
ングされており、その陰極(n電極)はリード410、
412に、それぞれ、ワイヤーボンディングされてい
る。この各発光ダイオードと各ツェナーダイオードとの
接続関係は、図1と同様である。尚、赤色発光ダイオー
ド300Rにはツェナーダイオードが接続されていない
が、これは、InGaAlP 系の化合物半導体の場合には、3
族窒化物半導体と異なり、順方向にも逆方向にも、十分
な静電耐圧があるためである。
【0029】このように、各発光ダイオードチップとツ
ェナーダイオードチップとをリードフレムー上に接続し
た後に、第1部屋404と第2部屋406とに透明樹脂
が充填される。これにより、第1部屋404の表面か
ら、青色、緑色、赤色の3原色を選択的に、又は、それ
らの任意の混色光を得ることができる。このような光源
装置は、カラーイメージスキャナの光源とすることがで
きる。
ェナーダイオードチップとをリードフレムー上に接続し
た後に、第1部屋404と第2部屋406とに透明樹脂
が充填される。これにより、第1部屋404の表面か
ら、青色、緑色、赤色の3原色を選択的に、又は、それ
らの任意の混色光を得ることができる。このような光源
装置は、カラーイメージスキャナの光源とすることがで
きる。
【0030】上記のいずれの実施例においても、ツェナ
ーダイオードは、双方向性のツェナーダイオードであっ
ても良い。即ち、個別的なツェナーダイオードを相互に
逆向きに直列接続した素子、又は、pnp、npn型の
ように反対の伝導型の層を積層した1個の双方向性のツ
ェナーダイオードを用いても良い。又、ツェナーダイオ
ードに代えて、一方向性及び双方向性の定電圧ダイオー
ドであるアバランシェダイオードを用いて良い。さら
に、損失のあるコンデンサを用いても良い。例えば、第
3実施例において、ツェナーダイオード330を双方向
性とするには、n型の第1層333とp型の第2層33
4と、さらに、p型の第2層の上にn型の第3層を積層
して、npn構造とする。これにより、双方向性のツェ
ナーダイオードをコンタクト層17の上に形成すること
ができる。又、第3実施例において、補償素子としてコ
ンデンサを用いる場合には、コンタクト層17の上に一
様にp電極18Aを形成し、そのp電極18Aの上にSi
O2から成る絶縁膜を形成し、その上に金属電極を形成す
れば良い。さらに、第3実施例では、コンタクト層17
の上にツェナーダイオードを形成したが、一方向又は双
方向性のツェナーダイオードをサファイア基板11上の
発光ダイオード120と別の区画に形成しても良い。
ーダイオードは、双方向性のツェナーダイオードであっ
ても良い。即ち、個別的なツェナーダイオードを相互に
逆向きに直列接続した素子、又は、pnp、npn型の
ように反対の伝導型の層を積層した1個の双方向性のツ
ェナーダイオードを用いても良い。又、ツェナーダイオ
ードに代えて、一方向性及び双方向性の定電圧ダイオー
ドであるアバランシェダイオードを用いて良い。さら
に、損失のあるコンデンサを用いても良い。例えば、第
3実施例において、ツェナーダイオード330を双方向
性とするには、n型の第1層333とp型の第2層33
4と、さらに、p型の第2層の上にn型の第3層を積層
して、npn構造とする。これにより、双方向性のツェ
ナーダイオードをコンタクト層17の上に形成すること
ができる。又、第3実施例において、補償素子としてコ
ンデンサを用いる場合には、コンタクト層17の上に一
様にp電極18Aを形成し、そのp電極18Aの上にSi
O2から成る絶縁膜を形成し、その上に金属電極を形成す
れば良い。さらに、第3実施例では、コンタクト層17
の上にツェナーダイオードを形成したが、一方向又は双
方向性のツェナーダイオードをサファイア基板11上の
発光ダイオード120と別の区画に形成しても良い。
【0031】又、上記実施例ではダブルヘテロ接合構造
を用いたが、シングルヘテロ接合構造であっても良い。
又、発光層15をMQWとしたが、SQWでも良い。さ
らに、上記実施例は、発光ダイオードの例を示したが、
レーザダイオードであっても同様に構成可能である。
又、上記の第3実施例において、ツェナーダイオード3
30は3族窒化物半導体を用いたが他の物質であっても
良い。
を用いたが、シングルヘテロ接合構造であっても良い。
又、発光層15をMQWとしたが、SQWでも良い。さ
らに、上記実施例は、発光ダイオードの例を示したが、
レーザダイオードであっても同様に構成可能である。
又、上記の第3実施例において、ツェナーダイオード3
30は3族窒化物半導体を用いたが他の物質であっても
良い。
【図1】本発明の具体的な第1実施例に係る発光ダイオ
ードの構成を示した構成図。
ードの構成を示した構成図。
【図2】第1実施例に係る発光ダイオードの機構を示し
た構成図。
た構成図。
【図3】第2実施例に係る発光ダイオードの機構を示し
た構成図。
た構成図。
【図4】第3実施例に係る発光ダイオードの層構造を示
した断面図。
した断面図。
【図5】第4実施例に係る光源装置の機構を示した平面
図。
図。
【図6】第4実施例に係る光源装置の構成を示した透視
図。
図。
100,120…発光ダイオード 10…金属層 11…サファイア基板 12…バッファ層 13…高キャリア濃度n+ 層 14、16…クラッド層 15…発光層 17…コンタクト層 18A…p電極 18B…n電極 20…電極パッド 300,310,330,300B,300G…ツェナ
ーダイオード 331…p電極層 332…n電極層 201,202…リード 220,221,222,223…ワイヤ 400…樹脂枠体 402…リードフレーム 404…第1部屋 406…第2部屋 408,410,412,414,416…リード 100B,100G,100R…発光ダイオード
ーダイオード 331…p電極層 332…n電極層 201,202…リード 220,221,222,223…ワイヤ 400…樹脂枠体 402…リードフレーム 404…第1部屋 406…第2部屋 408,410,412,414,416…リード 100B,100G,100R…発光ダイオード
Claims (9)
- 【請求項1】3族窒化物半導体から成るp層、そのp層
に対するp電極、n層及びそのn層に対するn電極とか
ら成る発光部を有した発光素子において、 前記p電極と前記n電極との間に、前記p電極と前記n
電極との間の順方向の動作電圧以上の順電圧に対して定
電圧で導通する定電圧ダイオード、前記p電極と前記n
電極との間の順方向の動作電圧以上の順電圧、及び、逆
電圧に対して定電圧で導通する双方向性定電圧ダイオー
ド、及び、コンデンサのうち、少なくとも1種から成る
静電気に対する補償素子を接続したことをことを特徴と
する3族窒化物半導体発光素子。 - 【請求項2】前記補償素子は、前記発光部が形成されて
いる基板と別の基板に形成され、前記発光部と前記補償
素子との電気的接続はリードにより行われていることを
特徴とする請求項1に記載の3族窒化物半導体発光素
子。 - 【請求項3】前記補償素子は、前記発光部が形成されて
いる基板と別の基板に形成され、前記発光部と前記補償
素子との電気的接続はリードにより行われ、前記発光部
と前記補償素子とが樹脂で封止されていることを特徴と
する請求項2に記載の3族窒化物半導体発光素子。 - 【請求項4】前記補償素子は、前記発光部が形成されて
いる基板と同一基板に形成されていることを特徴とする
請求項1に記載の3族窒化物半導体発光素子。 - 【請求項5】前記補償素子は、前記発光部の前記p層の
上に形成されていることを特徴とする請求項4に記載の
3族窒化物半導体発光素子。 - 【請求項6】リードフレームと、リードフレームをイン
サート成形しそのリードフレームが一部露出された部屋
を有した樹脂枠体と、その部屋のリードフレーム上に、
請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の発光素子
であって、少なくとも、青色を発光する発光素子もしく
は緑色を発光する発光素子とを配設したことを特徴とす
る光源装置。 - 【請求項7】リードフレームと、リードフレームをイン
サート成形しそのリードフレームが一部露出された第1
部屋と第2部屋とを有した樹脂枠体と、その第1部屋の
リードフレーム上に、請求項2に記載の発光素子であっ
て、少なくとも、青色を発光する発光素子と緑色を発光
する発光素子とを配設し、前記第2部屋のリードフレー
ム上に前記補償素子を配設したことを特徴とする光源装
置。 - 【請求項8】赤色を発光する発光素子がさらに前記部屋
のリードフレーム上に配設されていることを特徴とする
請求項6又は請求項7に記載の光源装置。 - 【請求項9】前記発光素子が搭載された前記部屋には、
発光素子の搭載後に透明樹脂が封入されていることを特
徴とする請求項6乃至請求項8のいずれか1項に記載の
光源装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12291898A JPH11298041A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 3族窒化物半導体発光素子及び光源装置 |
| TW088105995A TW420880B (en) | 1998-04-15 | 1999-04-15 | Group III nitride semiconductor light-emitting element and light source device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12291898A JPH11298041A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 3族窒化物半導体発光素子及び光源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11298041A true JPH11298041A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14847829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12291898A Pending JPH11298041A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 3族窒化物半導体発光素子及び光源装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11298041A (ja) |
| TW (1) | TW420880B (ja) |
Cited By (15)
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-
1998
- 1998-04-15 JP JP12291898A patent/JPH11298041A/ja active Pending
-
1999
- 1999-04-15 TW TW088105995A patent/TW420880B/zh not_active IP Right Cessation
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| US8399899B2 (en) | 2009-07-01 | 2013-03-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light emitting device |
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