JP6118575B2

JP6118575B2 - 発光装置

Info

Publication number: JP6118575B2
Application number: JP2013024746A
Authority: JP
Inventors: 楠瀬　健; 健楠瀬; 利昭小川; 俊介湊; 和小山田
Original assignee: Nichia Corp; Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Nichia Corp; Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2013-02-12
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2033-02-12
Also published as: JP2014154769A; US20140225143A1; US9293674B2

Description

本発明は、発光装置に関し、特に発光装置の電極構造に関する。

近年、高輝度化に伴い、１ｍｍ×（０．５〜１）ｍｍ程度以上と大型化した発光素子を用いた発光装置が種々開発されている。このような発光素子を用いた発光装置は、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）と称される、発光素子と同程度の平面サイズを有し、その表面に実装用の電極が配置されるように構成されており、必要な輝度に応じて実装基板に搭載する個数を容易に調整して照明装置等の設計の自由度を向上させることができる。

なかでも、照明用光源として利用される発光装置は、発光素子からの光の一部を吸収して異なる波長の光を発する蛍光体を組み合わせ、白色系の混色光を発する発光装置とするために、少なくとも発光素子の一部、例えば、電極が形成されていない面及び側面を、蛍光体を含有する樹脂で被覆する又は発光素子の側面に遮光部材を配置するなどの提案がなされている（特許文献１及び２等）。

特開２００６−８６１９１号公報特開２０１２−２２７４７０号公報

このような発光装置では、構成部材の種類を低減してよりシンプルな構造を目指しているが、発光装置を実装するための実装基板の種類及び状態等によって又はＣＳＰ表面に配置された電極に接合される接合部材等に起因して、ＣＰＳのセルフアライメント不良が生じることがあった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、実装基板の種類及び状態等又はＣＳＰの電極と実装基板との間の接合部材等に起因するセルフアライメント不良を効果的に防止することができる発光装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下の発明を含む。
第１半導体層と第２半導体層とが順に積層された半導体積層体と、
該半導体積層体の上面となる前記第２半導体層の上面で、該第２半導体層に接続された第２電極と、
該半導体積層体の一面側の前記第２半導体層の一部が除去されて露出した第１半導体層の上面で、該露出した第１半導体層に接続された第１電極とを有する発光素子と、
該発光素子の第１電極及び第２電極とそれぞれ接続された第１外部接続用電極及び第２外部接続用電極と、
少なくとも該発光素子の側面を被覆する樹脂層とを備える発光装置であって、
前記樹脂層の上面が、前記半導体積層体の上面よりも低い発光装置。

本発明の発光装置によれば、実装基板の種類及び状態等又はＣＳＰの電極と実装基板との間の接合部材等に起因するセルフアライメント不良を効果的に防止することができる。

本発明の実施の形態１の発光装置を示す概略断面図である。本発明の実施の形態１の別の発光装置を示す概略断面図である。本発明の実施の形態１の発光装置における発光素子を示す概略平面透視図である。図２ＡのＡ−Ａ’線断面図である。本発明の実施の形態１の発光装置の製造方法を説明するための概略断面製造工程図である。本発明の実施の形態２の発光装置を示す概略断面図である。本発明の実施の形態２の別の発光装置を示す概略断面図である。本発明の実施の形態２の発光装置の製造方法を説明するための概略断面製造工程図である。本発明の実施の形態３の発光装置における発光素子を示す概略平面透視図である。図６ＡのＡ−Ａ’線断面図である。本発明の実施の形態４の発光装置における発光素子を示す概略平面透視図である。図７ＡのＡ−Ａ’線断面図である。図７Ｂの一部拡大図である。

以下、本発明に係る発光素子を実施するための形態として、図面を参照しながら説明する。各図面が示す部材の大きさ、厚み、位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称又は符号は、原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。
発光素子又は発光装置において、「上面」とは、第１電極及び第２電極又は第１外部接続用電極及び第２外部接続用電極が配置されている面を指し、「下面」とは、上面とは反対側の面を指す。

＜実施の形態１＞
この実施の形態の発光装置１０は、図１Ａに示したように、発光素子１と、後述する発光素子１の第１電極及び第２電極とそれぞれ接続された第１外部接続用電極１１及び第２外部接続用電極１２と、発光素子１の側面及び下面を被覆する樹脂層９とを備える。樹脂層９は、その上面が、半導体積層体の上面よりも低い位置に配置されている。

この発光装置は、通常、平面視が矩形又は略矩形である。ここで略矩形とは、四隅の角が９０±１０度程度の角度の変動が許容されることを意味する。

〔発光素子〕
発光素子１は、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、第１半導体層２ａと第２半導体層２ｂとが順に積層された半導体積層体３と、半導体積層体３の上面となる第２半導体層２ｂの上面で、第２半導体層２ｂに接続された第２電極５と、半導体積層体３の一面側の第２半導体層２ｂの一部が溝状に除去されて露出した第１半導体層２ａの上面で、露出した第１半導体層２ａに接続された第１電極４とを有する。

（半導体積層体）
半導体積層体３は、発光素子における発光部となる部材であり、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合、ＰＮ接合などのホモ構造、ヘテロ結合あるいはダブルヘテロ結合のいずれであってもよい。なかでも、第１半導体層２ａと、活性層と、第２半導体層２ｂとがこの順に積層されて構成されるものが好ましい。活性層は、量子効果が生ずる薄膜に形成された単一量子井戸構造、多重量子井戸構造のいずれでもよい。第１半導体層２ａを、例えば、ｎ型とすると、第２半導体層２ｂは、例えば、ｐ型とするが、これらは逆であってもよい。半導体層の種類、材料は特に限定されるものではなく、例えばＩｎ_XＡｌ_YＧａ_1-X-YＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等の窒化ガリウム系の半導体材料が好適に用いられる。

（基板）
半導体積層体３は、通常、基板７上に積層されている。基板７の材料としては、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）やスピネル（ＭｇＡ１₂Ｏ₄）のような絶縁性基板；炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ダイヤモンド及び窒化物半導体と格子接合するニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウム等の酸化物基板が挙げられる。
基板は、その表面に島状又はストライプ状の凹凸を有していてもよい（図７Ｂ参照）。

（第１電極及び第２電極）
第１電極４は、半導体積層体３の一面側の第２半導体層２ｂの一部が除去されて溝状に露出した第１半導体層２ａの上面で、露出した第１半導体層２ａに接続されている。この露出した第１半導体層２ａは、図２Ａに示したように、平面視において、半導体積層体３、つまり発光素子の内側に配置されており、その周囲が半導体積層体３で取り囲まれている。

第２電極５は、半導体積層体３の上面となる第２半導体層２ｂの上面で、第２半導体層２ｂに接続されている。

第１電極４及び第２電極５は、それぞれ、単層構造でもよいし、積層構造でもよく、第１半導体層２ａと第２半導体層２ｂにそれぞれオーミック接続されていることが好ましい。オーミック接続とは、例えば、電流−電圧特性が直線又は略直線となるように、半導体層に接続されていることを指す。また、デバイス動作時の接合部での電圧降下及び電力損失が無視できるほど小さいことを意味する。

第１電極４及び第２電極５は、例えば、亜鉛、インジウム、錫、マグネシウム、カドミウム、ガリウム、鉛からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸化物、具体的には、ＩＴＯ、ＺｎＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＭｇＯ等の導電性酸化物膜、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｒｕ等の金属又は合金の単層膜又は積層膜によって形成することができる。

特に、第１電極４は、導電性酸化物膜の上に、Ｔｉ／Ｒｈ／Ｔｉ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｒｈ／Ａｕ等からなる膜が順番に積層した多層膜によって形成されていることが好ましい。
また、第２電極５は、第２半導体層の略全面に形成された導電性酸化物膜からなる全面電極５ｃの一部上に、Ｔｉ／Ｒｈ／Ｔｉ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｒｈ／Ａｕ等からなる膜が順番に積層した多層膜によって形成されていることが好ましい。

第１電極４及び第２電極５の形状は、特に限定されるものではなく、図２Ａに示したように、外部電極等との接続のための接続部４ａ、５ａと、この接続部４ａ、５ａから延伸し、接続部４ａ、５ａより平面視幅狭の延伸部４ｂ、５ｂとを有する形状が挙げられる。延伸部の太さ、長さ、数、形状等は、発光素子の形状、特性等に応じて適宜設定することができる。

〔第１外部接続用電極及び第２外部接続用電極〕
第１外部接続用電極１１及び第２外部接続用電極１２は、発光素子１を実装するときに、実装基板と電気的な接続を図るための電極であり、発光素子１の第１電極４又は第２電極５とそれぞれ電気的に接続されている。

第１外部接続用電極１１及び第２外部接続用電極１２は、第１電極４又は第２電極５の全面と接触して、電気的に接続されていてもよいが、通常、層間絶縁層８を介して、その一部において、第１電極４又は第２電極５と電気的に接続されている。また、この層間絶縁層８を介して、第１外部接続用電極１１は、第２電極５上の一部を被覆している。さらに、この層間絶縁層８を介して、第２外部接続用電極１２は、第１電極４上の一部を被覆している。

これによって、第１外部接続用電極１１及び第２外部接続用電極１２は、その実装面において、平坦又は略平坦、言い換えれば、面一又は略面一となる。ここでの「略」とは、実装基板への実装に利用される接合部材（例えば、半田など）の厚み変動によって、発光素子を実装基板に水平に実装し得る程度の凹凸又は高低差を許容することを意味する。

第１外部接続用電極１１及び第２外部接続用電極１２は、上述した第１電極４及び第２電極５を構成する材料と同様の材料を用いて形成することができる。例えば、第１外部接続用電極１１及び第２外部接続用電極１２は、半導体層側から順にＴｉ、Ｐｔ、Ａｕ又はＴｉ、Ｎｉ、Ａｕ膜が積層した積層膜で形成することができる。
第１外部接続用電極１１及び第２外部接続用電極１２は、発光装置下面において、異なる面積を占有していてもよく、同一面積又は略同一面積としてもよい。同一面積又は略同一面積とする場合は、一方の外部接続用電極の面積が他方の外部接続用電極の面積の±１０％以内であることが好ましい。

〔層間絶縁層〕
第１外部接続用電極１１及び第２外部接続用電極１２と第１電極４及び第２電極５との間に介在する層間絶縁層８は、絶縁膜によって形成されていればよく、例えば、酸化膜、窒化膜、酸化窒化膜からなるものが挙げられる。なかでも、Ｎｂ_２Ｏ₅、ＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂等の単層又は積層膜とすることができ、もしくは後述するＤＢＲ（分布ブラッグ反射器）とすることができる。このような層間絶縁層８は、例えば、スパッタリング法、ＥＣＲスパッタリング法、ＣＶＤ法、ＥＣＲ−ＣＶＤ法、ＥＣＲ−プラズマＣＶＤ法、蒸着法、ＥＢ法等の公知の方法によって形成することができる。

層間絶縁層８は、通常、第１電極４及び第２電極５の上に配置された貫通孔を有しており、この貫通孔を通して第１外部接続用電極１１及び第２外部接続用電極１２が、第１電極４及び第２電極５とそれぞれ接続されている。
特に、このような層間絶縁層８によって、第１外部接続用電極１１及び第２外部接続用電極１２は、それぞれ、溝状に露出した第１半導体層２ａの上方から第２半導体層の上方を被覆するように配置され、上述したように、その実装面を、平坦又は面一とすることができる。

〔樹脂層〕
樹脂層９は、その上面が、発光素子１の半導体積層体３の上面よりも低い位置に配置されている。半導体積層体３の上面に高低差が存在する場合には、その最も高い位置の面、つまり、第２半導体層２ｂの上面よりも低い位置に樹脂層９の上面が配置される。

この樹脂層９の低い上面は、全面にわたって一定の高さであってもよいし、部分的に高低を有していてもよい。

樹脂層９の上面は、発光素子１自体の高さに相当する長さ以下の長さで、半導体積層体３の上面よりも下側に配置されていればよい。あるいは、半導体積層体３は、通常、基板７上に積層されているため、その場合には、半導体積層体３と基板７との合計厚み以下の長さで、半導体積層体３の上面よりも下側に配置されていればよい。図２Ｂにおいては、矢印Ｘの範囲内に樹脂層９の上面が配置されていればよい。特に、樹脂層９の上面は、半導体積層体３の上面よりも数μｍ〜数十μｍ程度が低く配置されていることが好ましい。
樹脂層９の発光素子の側面における幅（厚み、図１Ａ中Ｙ）は、例えば、１０μｍ〜２ｍｍ程度、数十μｍ〜１ｍｍ程度、数十μｍ〜数百μｍ程度が挙げられる。

このように、樹脂層９の上面を低く配置することにより、半導体積層体の側面からの光の漏れを抑制することができ、光取り出し効率の低下、色むらの発生を防止することができる。また、発光装置を実装する実装基板に反りやうねりがある場合であっても、発光装置の樹脂層が実装基板に当たること及び閊えることなく、常に適当な位置に発光装置を配置することができる。さらに、発光装置を実装基板に実装するための接合部材の這い上がりや逃げを妨げず、常に適当な量及び位置に接合部材を配置することができる。この結果、発光装置のアライメントずれを生じさせることなく、セルフアライメント効果を確実に発揮させることができ、適所への発光装置の実装を実現することができる。

樹脂層９は、半導体積層体３の側面の一部を露出していてもよいし（図１Ａ参照）、半導体積層体３の側面を被覆するが、半導体積層体３から離れるに従って、徐々に樹脂層９ａの上面９ｂが低くなっていてもよい（図１Ｂ参照）。

樹脂層を構成する樹脂は、当該分野で封止部材及び透光性部材に利用される樹脂を利用することができる。樹脂は、透光性、遮光性又は反射性を有する樹脂が挙げられる。例えば、エポキシ樹脂、耐光性の高いシリコーン樹脂、ポリフタルアミド、ポリイミド系樹脂等の熱可塑性樹脂が利用できる。

樹脂層には、白色顔料、蛍光体、フィラー、拡散剤等が含有されていてもよい。蛍光体、フィラー、拡散剤としては、例えば、特開２００６−８６１９１号等に記載のものが挙げられる。これら白色顔料、蛍光体、フィラー、拡散剤等の含有量は、適宜設定することができる。なかでも、樹脂層は、蛍光体又はフィラーを含有する層であることが好ましい。これらの含有量は、意図する特性によって適宜調整することができる。

樹脂層は、少なくとも発光素子の側面を被覆していればよく、さらに、発光素子の下面を被覆していてもよい（図１Ａ参照）。樹脂層が発光素子の下面を被覆している場合、下面における樹脂層の厚みＺは、例えば、１０μｍ〜数ｍｍ程度、数十μｍ〜１ｍｍ程度、数十μｍ〜数百μｍ程度が挙げられる。

樹脂層９は、例えば、スクリーン印刷、インクジェット塗布、ポッティング、孔版印刷、射出成形等によって形成することができる。あるいは、別工程にて、透光性樹脂又はガラス等に蛍光体等を含有させ、射出成型などにより成形された樹脂層を形成し、成形された樹脂層を、発光素子に嵌合させることにより形成することができる。このような方法を利用することにより、発光素子の周囲又は下面に均一な厚みで樹脂層を形成することができる。

具体的には、まず、図３Ａに示したように、発光素子１の第１電極４及び第２電極５にそれぞれ接続された第１外部接続用電極１１及び第２外部接続用電極１２を備えた発光素子１を、粘着シート１３に貼着する。この際、第１外部接続用電極１１及び第２外部接続用電極１２が粘着シート１３に埋設し、さらには発光素子１の上面を、粘着シート１３に押し込むように、粘着シート１３を貼着することが好ましい。また、発光素子１は、等間隔で、複数個粘着シート１３に貼着することが好ましい。

次いで、発光素子１と粘着シート１３とを金型に挟み込み、樹脂材料を発光素子１の周辺に配置するように、樹脂材料を金型内に射出し、その後、樹脂材料を硬化して金型から取り出す（図３Ｂ参照）。
続いて、図３Ｃに示すように、発光素子１ごとに樹脂層９を切断し、粘着シート１３を剥離する。
あるいは、まず、上記と同様に、発光素子を粘着シートに貼着する。
次いで、スクリーン印刷等によって、樹脂材料を発光素子の下面側から塗布することによって、発光素子間に樹脂材料を入り込ませる。
続いて、樹脂材料の硬化し、発光素子ごとに樹脂層を切断し、粘着シートを剥離する。

このような製造方法によって、粘着シートへの埋設及び押し込みに起因して、樹脂層の上面が、発光素子の半導体積層体の上面よりも低い位置に配置された発光装置を得ることができる。

＜実施の形態２＞
この実施の形態の発光装置２０は、図４Ａに示したように、発光素子１の側面に樹脂層１９を備えることに加え、発光素子１の下面に、蛍光体を含有する第２の樹脂層１８を備える以外、実施の形態１の発光装置１０と実質的に同様の構成を有する。
樹脂層１９は、半導体積層体３の側面の一部を露出していてもよいし（図４Ａ参照）、半導体積層体３の側面を被覆するが、半導体積層体３から離れるに従って、徐々に樹脂層１９ａの上面１９ｂが低くなっていてもよい（図４Ｂ参照）。

樹脂層１９及び第２の樹脂層１８は、まず、図５Ａに示したように、発光素子１の第１電極４及び第２電極５にそれぞれ接続された第１外部接続用電極１１及び第２外部接続用電極１２を備えた発光素子１を、粘着シート１３に貼着する。この際、第１外部接続用電極１１及び第２外部接続用電極１２が粘着シート１３に埋設し、さらには発光素子１の上面を、粘着シート１３に押し込むように、粘着シート１３を貼着することが好ましい。また、発光素子１は、等間隔で、複数個粘着シート１３に貼着することが好ましい。

次いで、図５Ｂに示したように、スクリーン印刷等によって、樹脂材料を発光素子の下面側から塗布することによって、発光素子間に樹脂材料を入り込ませ、樹脂材料の硬化し、樹脂層１９を形成する。
続いて、図５Ｃに示したように、発光素子１の下面側に、蛍光体を含有した第２の樹脂材料からなるシートを貼着する。
その後、図５Ｄに示したように、発光素子ごとに第２の樹脂層１８及び樹脂層１９を切断し、粘着シートを剥離する。
このような製造方法によって、粘着シートへの埋設及び押し込みに起因して、樹脂層の上面が、発光素子の半導体積層体の上面よりも低い位置に配置された発光装置を得ることができる。

＜実施の形態３＞
この実施の形態の発光装置は、図６Ａ及び図６Ｂに示したように、以下に説明する発光素子の第１電極３４及び第２電極３５の構造が異なる以外、実施の形態１の発光装置１０と実質的に同様の構成を有する。
なお、発光装置の下面において、第１外部電極１１及び第２外部電極１２との間に絶縁膜３８が配置されていてもよい。このような絶縁膜３８の配置によって、両者の電気的な接続を防止することができる。また、実装時における接合部材の両外部電極に対する短絡を防止することができる。

（第１電極及び第２電極）
この発光素子３１の第１電極３４及び第２電極３５は、第１半導体層２ａと第２半導体層２ｂにそれぞれ接触された第１オーミック電極３４ａと第２オーミック電極３５ａ、これら第１オーミック電極３４ａ及び第２オーミック電極３５ａの少なくとも一部とそれぞれ接続された第１電極層３４ｂと第２電極層３５ｂとを有する。あるいは、第１半導体層と第２半導体層に接触されたオーミック電極又は電極層のいずれか一方のみを有していてもよい。

オーミック電極は、通常、第１電極３４及び第２電極３５から供給される電流を、それぞれ半導体層の面内全体に均一に流すために、第１半導体層２ａ及び第２半導体層２ｂの略全面に配置されていることが好ましい。また、オーミック電極は、半導体積層体（つまり、活性層）からの光を効率的に取り出すために、透光性導電膜によって形成されていることが好ましい。ここで透光性とは、活性層から出射される光を、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上透過させる性質を意味する。例えば、上述した導電性酸化物膜の単層膜又は積層膜が挙げられる。また、透光性を有するものであれば、一般に電極に使用される薄膜状の金属又は合金の単層膜又は積層膜でもよい。なかでも、導電性及び透光性の観点からＩＴＯが好ましい。

第１オーミック電極３４ａと第２オーミック電極３５ａとは、同じ材料から形成されていてもよいし、異なる材料から形成されていてもよい。

電極層は、オーミック電極に電流を供給するための電極であり、例えば、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｒｕ等の金属又は合金の単層膜又は積層膜によって形成されている。なかでも、Ｔｉ／Ｒｈ／Ｔｉ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｒｈ／Ａｕ膜等を順番に積層した多層膜を用いることが好ましい。
電極層の形状は、特に限定されるものではなく、オーミック電極と同様の形状及び大きさであってもよいし、オーミック電極に対応する形状で若干小さくてもよい。

図６Ｂに示すように、例えば、第１オーミック電極３４ａ及び第２オーミック電極３５ａの上に、貫通孔３６ａを有する絶縁層３６が配置されており、この絶縁層３６の上に第１電極層３４ｂ又は第２電極層３５ｂが配置されており、この貫通孔３６ａを通して第１電極層３４ｂ又は第２電極層３５ｂがそれぞれ第１オーミック電極３４ａ又は第２オーミック電極３５ａと接続されている。

（絶縁層）
絶縁層３６は、オーミック電極と電極層とを絶縁させるための層であり、単層構造又は積層構造のいずれでもよい。
絶縁層３６は、上述した層間絶縁膜と同様の材料を用いて単層又は積層膜で形成することができ、さらには、後述するＤＢＲ（分布ブラッグ反射器）とすることが好ましい。
絶縁層３６に形成される貫通孔３６ａは、平面形状が円形、楕円形、多角形等とすることができ、個数や配置が限定されるものではないが、図６Ａに示したように、一例として８行１０列で配置されるものが挙げられる。あるいは、貫通孔はランダムに配置されていてもよい。貫通孔３６ａの平均直径は、５μｍ〜１５μｍ程度が好ましい。貫通孔３６ａの平面形状が、例えば、楕円である場合には長径と短径の平均値、正方形である場合には、正方形の面積と同じ面積を有する円の直径を指す。貫通孔３６ａの間隔は、例えば、貫通孔の平均直径の２〜８倍程度が好ましい。

＜実施の形態４＞
この実施の形態の発光装置は、図７Ａ及び図７Ｂに示したように、第１電極４４及び第２電極４５を構成する、第１オーミック電極４４ａ及び第２オーミック電極４５ａと、第１電極層４４ｂ及び第２電極層４５ｂとの間に配置される絶縁層の構造及びその貫通孔の配置が異なり、第１電極４４の数が異なる以外、実施の形態１の発光装置１０及び実施の形態３の発光装置と実質的に同様の構成を有する。

（絶縁層）
第１電極４４及び第２電極４５を構成する第１オーミック電極４４ａ及び第２オーミック電極４５ａと、第１電極層４４ｂ及び第２電極層４５ｂとの間に配置される絶縁層４６は、積層構造の絶縁層であり、その内部に導電性の膜が、オーミック電極と電極層との接続に影響しないように絶縁された状態で配置されている。

このような絶縁層４６としては、例えば、オーミック電極側から、下地層５４、ＤＢＲ（分布ブラッグ反射器）５５、金属膜５６、キャップ層５７がこの順に積層されたものが挙げられる。

下地層５４は、ＤＢＲ５５の下地となる層である。下地層５４は、絶縁膜からなるものであって、特に上述した酸化膜からなるものが好ましい。

ＤＢＲ５５は、図７Ｃに示すように、低屈折率層５５１と高屈折率層５５２とからなる１組の誘電体を、複数組にわたって積層させた多層構造であり、所定の波長光を選択的に反射するものである。具体的には屈折率の異なる膜を１／４波長の厚みで交互に積層し、所定の波長を高効率に反射できる。材料膜としては、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌからなる群より選択された少なくとも一種の酸化物または窒化物から選択されたものが好ましい。

ＤＢＲ５５を酸化膜で形成した場合、低屈折率層５５１は、例えばＳｉＯ₂で形成される。このとき、高屈折率層５５２は、例えば、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅等で形成される。ＤＢＲ５５は、下地層５４の側から順番に例えば（Ｎｂ₂Ｏ₅／ＳｉＯ₂）_n、ただしｎは自然数で構成される。自然数ｎは２〜５が好ましく、３〜４がより好ましい。ＤＢＲ５５の総膜厚は０．２〜１μｍが好ましく、０．３〜０．６μｍがより好ましい。

金属膜５６は、絶縁層４６の中に含まれており、電流を流さないことを前提としている。金属膜５６は、例えば、Ａｌ、Ａｇ等の反射率の高い金属又は合金によって、単層又は積層構造で形成される。Ａｌ単体の場合、高出力の素子とすることができる。Ａｌ合金の場合、Ａｌと、例えばＣｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の白金族系の金属との合金を用いることができる。なかでも、ＡｌとＣｕとの合金（ＡｌＣｕ）は、Ａｌのマイグレーションを抑制することができ、高信頼性の素子とすることができる。

金属膜５６が積層構造の場合、Ａｌ、Ａｇ等の反射率の高い金属又は合金の上に、後述するキャップ層５７との密着の効果又はＡｌ、Ａｇの腐食防止の効果を有する材料を設けた構造が好ましい。例えば、Ａｌ合金／Ｔｉの２層構造、Ａｌ合金／ＳｉＯ_２／Ｔｉの３層構造が挙げられる。

金属膜５６は、ＤＢＲ５５の上に形成されるため、半導体積層体３からＤＢＲ５５を透過した光を反射させることができる。ＤＢＲ５５は、所定入射角の光を全反射するため反射による損失が少ないという利点があるが、光の入射角が大きいと反射率が低下するという欠点がある。一方、金属膜５６は、光を反射可能な入射角度範囲が大きく、また反射可能な光の波長範囲が大きいという利点がある。このようなＤＢＲ５５と金属膜５６とを組み合わせることで、入射光を効率よく反射することができる。

キャップ層５７は、金属膜５６を覆って保護する層である。キャップ層５７は、下地層５４と同様に、例えばＳｉＯ₂等の酸化膜からなる。なお、キャップ層５７の材料は、下地層５４の材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。

本発明の発光装置は、各種発光装置、特に、照明用光源、ＬＥＤディスプレイ、液晶表示装置などのバックライト光源、信号機、照明式スイッチ、各種センサ及び各種インジケータ、動画照明補助光源、その他の一般的な民生品用光源等に好適に利用することができる。

１発光素子
２ａ第１半導体層
２ｂ第２半導体層
３半導体積層体
４、３４、４４第１電極
４ａ、５ａ接続部
４ｂ、５ｂ延伸部
５ｃ全面電極
５、３５、４５第２電極
７基板
８層間絶縁層
９、９ａ、１９、１９ａ樹脂層
９ｂ、１９ｂ上面
１０、２０発光装置
１１第１外部接続用電極
１２第２外部接続用電極
１３粘着シート
１８第２の樹脂層
３４ａ、４４ａ第１オーミック電極
３５ａ、４５ａ第２オーミック電極
３４ｂ、４４ｂ第１電極層
３５ｂ、４５ｂ第２電極層
３６ａ貫通孔
３６、４６絶縁層
３８絶縁膜
５４下地層
５５ＤＢＲ（分布フラッグ反射器）
５６金属膜
５７キャップ層
５５１低屈折率層
５５２高屈折率層

Claims

第１半導体層と第２半導体層とが順に積層された半導体積層体と、
該半導体積層体の上面となる前記第２半導体層の上面で、該第２半導体層に接続された第２電極と、
該半導体積層体の上面側の前記第２半導体層の一部が除去されて露出した第１半導体層の上面で、該露出した第１半導体層に接続された第１電極とを有する発光素子と、
該発光素子の第１電極及び第２電極とそれぞれ接続された第１外部接続用電極及び第２外部接続用電極と、
少なくとも該発光素子を構成する前記半導体積層体の側面を被覆する樹脂層とを備える発光装置であって、
前記樹脂層は、前記半導体積層体の側面の一部を露出し、かつその上面が、前記半導体積層体の上面よりも低い発光装置。
第１半導体層と第２半導体層とが順に積層された半導体積層体と、
該半導体積層体の上面となる前記第２半導体層の上面で、該第２半導体層に接続された第２電極と、
該半導体積層体の上面側の前記第２半導体層の一部が除去されて露出した第１半導体層の上面で、該露出した第１半導体層に接続された第１電極とを有する発光素子と、
該発光素子の第１電極及び第２電極とそれぞれ接続された第１外部接続用電極及び第２外部接続用電極と、
少なくとも該発光素子を構成する前記半導体積層体の側面を被覆するが、その上面が、前記半導体積層体から離れるに従って、徐々に前記樹脂層の上面が低くなって内側に凹み、前記半導体積層体の側方で一定の高さを有する樹脂層とを備える発光装置。
前記樹脂層は、蛍光体又はフィラーを含有する層である請求項１又は２に記載の発光装置。
前記第１外部接続用電極及び第２外部接続用電極は、その実装面が面一又は略面一である請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
前記第１電極及び第２電極は、第１半導体層と第２半導体層にそれぞれ接触された第１オーミック電極と第２オーミック電極、該第１オーミック電極及び第２オーミック電極の少なくとも一部とそれぞれ接続された第１電極層及び第２電極層とを有する請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置。
さらに、前記第１オーミック電極及び第２オーミック電極の上に配置された貫通孔を有する絶縁層を備え、
前記貫通孔を通して前記第１電極層及び第２電極層がそれぞれ前記第１オーミック電極及び第２オーミック電極と接続されている請求項５に記載の発光装置。
さらに、前記第１電極層及び第２電極層の上に配置された貫通孔を有する層間絶縁層を備え、
前記貫通孔を通して前記第１外部接続用電極及び第２外部接続用電極が前記第１電極層及び第２電極層とそれぞれ接続されている請求項５または６のいずれか１つに記載の発光装置。
前記第１電極層及び第２電極層は、接続部と、該接続部から延伸し、接続部より平面視幅狭の延伸部とを有する請求項５〜７のいずれか１つに記載の発光装置。
前記露出した第１半導体層及び第１電極は、平面視、半導体積層体の内側に配置されている請求項１〜８のいずれか１つに記載の発光装置。
前記第１外部接続用電極及び第２外部接続用電極は、第１半導体層の上方から第２半導体層の上方を被覆するように配置されている請求項１〜９のいずれか１つに記載の発光装置。
さらに、前記発光素子の上面と反対側の下面に、蛍光体を含有する第２の樹脂層を備える請求項１〜１０のいずれか１つに記載の発光装置。