JP2003338637A - 半導体発光素子および半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光素子および半導体発光装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光取り出し効率が高く、歩留まりが高く、寿
命が長い半導体発光素子および半導体発光装置を提供す
る。 【解決手段】 光を放射する発光層と、この光に対して
透光性を有する基板と、を備える半導体発光素子におい
て、上記基板の側面に、へき開によって得られ結晶欠陥
を防止する第１の側面と、上記発光層からの光の一部を
外部に射出する第２の側面と、マウントを容易にする第
３の側面と、を設ける。また、上記基板の側面に、素子
とリードフレームとの剥離を防止する第１の側面と、前
記発光層からの光の一部を外部に射出する第２の側面
と、マウントを容易にする第３の側面と、を設ける。
命が長い半導体発光素子および半導体発光装置を提供す
る。 【解決手段】 光を放射する発光層と、この光に対して
透光性を有する基板と、を備える半導体発光素子におい
て、上記基板の側面に、へき開によって得られ結晶欠陥
を防止する第１の側面と、上記発光層からの光の一部を
外部に射出する第２の側面と、マウントを容易にする第
３の側面と、を設ける。また、上記基板の側面に、素子
とリードフレームとの剥離を防止する第１の側面と、前
記発光層からの光の一部を外部に射出する第２の側面
と、マウントを容易にする第３の側面と、を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子お
よび半導体発光装置に関する。
よび半導体発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体発光素子は低消費電力、高効率、
高信頼性が得られる光源として、表示板や液晶のバック
ライト等に白色電球の代替用として使われている。特に
ＩｎＧａＡｌＰ系半導体材料は、直接遷移型であり、赤
色から緑色の領域で高輝度に発光できる材料である。こ
のため、ＩｎＧａＡｌＰ系半導体発光素子は、比較的輝
度が高い素子として、車載用の赤色ストップランプ、交
通信号での赤色ランプ、黄色ランプ、等に使われてい
る。半導体発光素子は発光層の内部の活性層に電流を注
入することでホールと電子の再結合により発光が実現さ
れる。そして、活性層で発生した光の一部が半導体素子
の表面から外部に取り出される。通常、半導体発光素子
は、反射板が形成されたリード上にマウントされ、レン
ズ形状をしたエポキシ等の樹脂で封止モールドされてい
る。半導体発光素子から出てきた光を反射板で反射しレ
ンズで集光することで発光特性の制御を行っている。
高信頼性が得られる光源として、表示板や液晶のバック
ライト等に白色電球の代替用として使われている。特に
ＩｎＧａＡｌＰ系半導体材料は、直接遷移型であり、赤
色から緑色の領域で高輝度に発光できる材料である。こ
のため、ＩｎＧａＡｌＰ系半導体発光素子は、比較的輝
度が高い素子として、車載用の赤色ストップランプ、交
通信号での赤色ランプ、黄色ランプ、等に使われてい
る。半導体発光素子は発光層の内部の活性層に電流を注
入することでホールと電子の再結合により発光が実現さ
れる。そして、活性層で発生した光の一部が半導体素子
の表面から外部に取り出される。通常、半導体発光素子
は、反射板が形成されたリード上にマウントされ、レン
ズ形状をしたエポキシ等の樹脂で封止モールドされてい
る。半導体発光素子から出てきた光を反射板で反射しレ
ンズで集光することで発光特性の制御を行っている。
【０００３】上記のようにＩｎＧａＡｌＰ系半導体材料
は高輝度に発光できるが、このＩｎＧａＡｌＰ系半導体
材料は、不透明なＧａＡｓ基板上に形成される。このた
め、ＧａＡｓ基板をそのままにしておくと、ＧａＡｓ基
板による光吸収が起こる。そこで、近時では、まずＩｎ
ＧａＡｌＰ系半導体材料を不透明なＧａＡｓ基板上に形
成した後、透明なＧａＰ基板を接着し、代わりに不透明
なＧａＡｓ基板を剥離して、比較的高輝度の半導体発光
素子を得る方法が開発されている。なお、ここで透明と
は、発光素子から放射される光に対して透光性を有する
ことを意味する。
は高輝度に発光できるが、このＩｎＧａＡｌＰ系半導体
材料は、不透明なＧａＡｓ基板上に形成される。このた
め、ＧａＡｓ基板をそのままにしておくと、ＧａＡｓ基
板による光吸収が起こる。そこで、近時では、まずＩｎ
ＧａＡｌＰ系半導体材料を不透明なＧａＡｓ基板上に形
成した後、透明なＧａＰ基板を接着し、代わりに不透明
なＧａＡｓ基板を剥離して、比較的高輝度の半導体発光
素子を得る方法が開発されている。なお、ここで透明と
は、発光素子から放射される光に対して透光性を有する
ことを意味する。
【０００４】もっとも、上記のように透明基板を接着形
成する方法でも、ＩｎＧａＡｌＰ系半導体材料の優れた
特性を十分に生かすことはできておらず、素子の輝度が
十分に高いとはいえなかった。これは、光取り出し効率
が低かったからである。すなわち、半導体素子内部でＩ
ｎＧａＡｌＰ活性層から発生した光は３６０°あらゆる
方向に放射されるが、半導体結晶とそれを封止するエポ
キシ樹脂に屈折率差があるため、半導体界面で反射さ
れ、半導体結晶の外部に取り出せない光が存在する。半
導体結晶の屈折率を３．３、封止モールド材のエポキシ
の屈折率を１．５とするとスネルの法則により臨界角は
θｃ＝ｓｉｎ-1 （1.5/3.3）＝２７°となり、２７°
より大きい角度で半導体と樹脂の界面に入射した光は全
反射され半導体結晶内部から取り出すことができない。
半導体発光素子は通常、立方体（六面体）であるので理
想的に全ての面から光が取り出せたとすると約２８％の
光を外部に取り出すことができる。しかし、半導体結晶
の表面にｎ型とｐ型の２種類の電極が形成されているこ
と、ｎ型或いはｐ型のいずれかの電極が接着材で反射板
に取付けられていること、電極面に入射した光が電極ア
ロイ層で吸収されること、から外部に光を取り出すこと
ができる光の割合は２８％を下回る。
成する方法でも、ＩｎＧａＡｌＰ系半導体材料の優れた
特性を十分に生かすことはできておらず、素子の輝度が
十分に高いとはいえなかった。これは、光取り出し効率
が低かったからである。すなわち、半導体素子内部でＩ
ｎＧａＡｌＰ活性層から発生した光は３６０°あらゆる
方向に放射されるが、半導体結晶とそれを封止するエポ
キシ樹脂に屈折率差があるため、半導体界面で反射さ
れ、半導体結晶の外部に取り出せない光が存在する。半
導体結晶の屈折率を３．３、封止モールド材のエポキシ
の屈折率を１．５とするとスネルの法則により臨界角は
θｃ＝ｓｉｎ-1 （1.5/3.3）＝２７°となり、２７°
より大きい角度で半導体と樹脂の界面に入射した光は全
反射され半導体結晶内部から取り出すことができない。
半導体発光素子は通常、立方体（六面体）であるので理
想的に全ての面から光が取り出せたとすると約２８％の
光を外部に取り出すことができる。しかし、半導体結晶
の表面にｎ型とｐ型の２種類の電極が形成されているこ
と、ｎ型或いはｐ型のいずれかの電極が接着材で反射板
に取付けられていること、電極面に入射した光が電極ア
ロイ層で吸収されること、から外部に光を取り出すこと
ができる光の割合は２８％を下回る。
【０００５】本問題を解決し、光取り出し効率を高くす
る構造として、透明基板を用い、かつ、透明基板を適当
な形状に加工する方法が検討されている。この方法は、
例えば、特開平１０−３４１０３５に記載されている。
これを図１６に示す。透明なｐ型のＧａＰ基板３００の
第１の面３０１上には発光層３１４が形成されている。
発光層３１４は、ｐ型ＧａＰ基板３００の第１の面３０
１上に、ｐ型半導体層、活性層、ｎ型半導体層、が順次
形成された構造を有する。この発光層３１４には、ｐ側
電極３０９と、ｎ側電極３１０と、から電流が注入され
る。この電流注入により、発光層３１４中の活性層が光
を放射し、この光は基板３００の第２の面３０２側から
取り出される。図１６の素子では、透明基板３００の側
面３０３の向きが、発光層３１４の垂直方向に対してオ
フセットした角度をなすように、半導体発光素子を整形
することによって、全光抽出量の増大を図っている。こ
の素子形状では、透明基板３００の整形側面３０３が、
発光層３１４からの光を第２の面３０２に向かって反射
する。このため、第２の面３０２から多くの光を取り出
すことが可能になる。また、第２の面３０２からの反射
光を整形側面３０３から取り出すことも可能になり、光
の取り出しが増大する。また、この整形側面３０３によ
って、内部で発生した光が結晶界面で多重反射されるこ
となく外部に取り出せるため、発光層３１４の吸収活性
層またはオーム性接触部で吸収が減少している。このよ
うに、図１６の発明は、基板３００の第２の面３０２を
光取り出し面とし、基板３００を適当な形状に加工する
ことによって、光取り出し効率を高くしている。
る構造として、透明基板を用い、かつ、透明基板を適当
な形状に加工する方法が検討されている。この方法は、
例えば、特開平１０−３４１０３５に記載されている。
これを図１６に示す。透明なｐ型のＧａＰ基板３００の
第１の面３０１上には発光層３１４が形成されている。
発光層３１４は、ｐ型ＧａＰ基板３００の第１の面３０
１上に、ｐ型半導体層、活性層、ｎ型半導体層、が順次
形成された構造を有する。この発光層３１４には、ｐ側
電極３０９と、ｎ側電極３１０と、から電流が注入され
る。この電流注入により、発光層３１４中の活性層が光
を放射し、この光は基板３００の第２の面３０２側から
取り出される。図１６の素子では、透明基板３００の側
面３０３の向きが、発光層３１４の垂直方向に対してオ
フセットした角度をなすように、半導体発光素子を整形
することによって、全光抽出量の増大を図っている。こ
の素子形状では、透明基板３００の整形側面３０３が、
発光層３１４からの光を第２の面３０２に向かって反射
する。このため、第２の面３０２から多くの光を取り出
すことが可能になる。また、第２の面３０２からの反射
光を整形側面３０３から取り出すことも可能になり、光
の取り出しが増大する。また、この整形側面３０３によ
って、内部で発生した光が結晶界面で多重反射されるこ
となく外部に取り出せるため、発光層３１４の吸収活性
層またはオーム性接触部で吸収が減少している。このよ
うに、図１６の発明は、基板３００の第２の面３０２を
光取り出し面とし、基板３００を適当な形状に加工する
ことによって、光取り出し効率を高くしている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３４１０３５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１６
の半導体発光素子やそれを用いた半導体発光装置は、光
取り出し効率は高いが、歩留まりが悪くなったり、寿命
が短くなったりするという問題があった。
の半導体発光素子やそれを用いた半導体発光装置は、光
取り出し効率は高いが、歩留まりが悪くなったり、寿命
が短くなったりするという問題があった。
【０００８】すなわち、図１６の素子は、基板３００の
第２の面３０２を光取り出し面としているため、発光層
３１４中のｐｎ接合が、図中下側のマウント面３０４に
近い。このため、リードフレーム上に素子のマウント面
３０４を導電性のマウント剤（接着剤）を用いてマウン
トする際、発光層３１４中のｐｎ接合の端面３０５がシ
ョートして、歩留まりが低下する問題が発生する。この
対応策としてマウント剤を半導体発光素子の側面に付着
しないように少量にすれば、接着強度が弱く、長期通電
時に発光素子のマウント面３０４がリードフレームから
剥がれやすくなり、寿命が短くなる問題が発生する。
第２の面３０２を光取り出し面としているため、発光層
３１４中のｐｎ接合が、図中下側のマウント面３０４に
近い。このため、リードフレーム上に素子のマウント面
３０４を導電性のマウント剤（接着剤）を用いてマウン
トする際、発光層３１４中のｐｎ接合の端面３０５がシ
ョートして、歩留まりが低下する問題が発生する。この
対応策としてマウント剤を半導体発光素子の側面に付着
しないように少量にすれば、接着強度が弱く、長期通電
時に発光素子のマウント面３０４がリードフレームから
剥がれやすくなり、寿命が短くなる問題が発生する。
【０００９】また、図１６の素子は、基板３００を適当
な形状に加工する際に、ダイシングを行うことが必須と
なる。しかし、このダイシングの際に、ダイシングブレ
ードにより基板３００の側面３０３および内部にダメー
ジ層（結晶欠陥）が形成される。そして、長期通電時
に、このダメージ層を基点に結晶欠陥が進行し、発光層
３１４が破壊されやすくなり、寿命が短くなる問題点が
ある。またダメージ層が形成された半導体発光素子をエ
ポキシ樹脂で封止した場合、通電中の樹脂ストレスによ
りダメージ層を有した基板３００の整形側面３０３から
結晶欠陥が発光層３１４まで進行し、光出力が低下しや
すくなり、同様に寿命が短くなる問題がある。このた
め、発光素子をやわらかなゲル状の樹脂、例えばシリコ
ーンで発光素子を封止するエンキャップが使用されてい
るが、エンキャップの外側をエポキシ等の硬い樹脂で封
止するため、シリコーンとエポキシの界面が剥離する界
面剥離が発生し、通電中に光出力が低下して、やはり寿
命が短くなる問題がある。このため、基板３００を加工
する場合は、寿命が短くなることが避けられないと考え
られていた。
な形状に加工する際に、ダイシングを行うことが必須と
なる。しかし、このダイシングの際に、ダイシングブレ
ードにより基板３００の側面３０３および内部にダメー
ジ層（結晶欠陥）が形成される。そして、長期通電時
に、このダメージ層を基点に結晶欠陥が進行し、発光層
３１４が破壊されやすくなり、寿命が短くなる問題点が
ある。またダメージ層が形成された半導体発光素子をエ
ポキシ樹脂で封止した場合、通電中の樹脂ストレスによ
りダメージ層を有した基板３００の整形側面３０３から
結晶欠陥が発光層３１４まで進行し、光出力が低下しや
すくなり、同様に寿命が短くなる問題がある。このた
め、発光素子をやわらかなゲル状の樹脂、例えばシリコ
ーンで発光素子を封止するエンキャップが使用されてい
るが、エンキャップの外側をエポキシ等の硬い樹脂で封
止するため、シリコーンとエポキシの界面が剥離する界
面剥離が発生し、通電中に光出力が低下して、やはり寿
命が短くなる問題がある。このため、基板３００を加工
する場合は、寿命が短くなることが避けられないと考え
られていた。
【００１０】このように、光取り出し効率を上げるため
に基板を適当な形状に加工した半導体発光素子では、光
取り出し効率は高くなるが、歩留まりが悪くなったり、
寿命が短くなったりするのが避けられないと考えられて
いた。
に基板を適当な形状に加工した半導体発光素子では、光
取り出し効率は高くなるが、歩留まりが悪くなったり、
寿命が短くなったりするのが避けられないと考えられて
いた。
【００１１】本発明は、かかる課題の認識に基づくもの
であり、その目的は、光取り出し効率が高く、歩留まり
が高く、寿命が長い半導体発光素子および半導体発光装
置を提供することにある。
であり、その目的は、光取り出し効率が高く、歩留まり
が高く、寿命が長い半導体発光素子および半導体発光装
置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の実施の形態の半
導体発光素子は、光を放射する発光層と、前記発光層か
らの前記光に対して透光性を有し、前記発光層を設けた
上面と、前記上面と向き合う底面と、前記上面と前記底
面とを結ぶ側面と、を有し、前記側面は、前記上面側か
ら前記底面側に向かう第１の側面と、この第１の側面か
ら前記底面側に向かう第２の側面と、この第２の側面か
ら前記底面側に向かう第３の側面と、を有し、前記第３
の側面は前記上面に向けて広がるように傾斜し、前記第
２の側面は前記上面に向けてさらに広がるように傾斜し
て前記発光層からの前記光の一部を外部に射出し、前記
第１の側面はへき開面に沿ってへき開することによって
得られた側面である、基板と、を備えることを特徴とす
る。
導体発光素子は、光を放射する発光層と、前記発光層か
らの前記光に対して透光性を有し、前記発光層を設けた
上面と、前記上面と向き合う底面と、前記上面と前記底
面とを結ぶ側面と、を有し、前記側面は、前記上面側か
ら前記底面側に向かう第１の側面と、この第１の側面か
ら前記底面側に向かう第２の側面と、この第２の側面か
ら前記底面側に向かう第３の側面と、を有し、前記第３
の側面は前記上面に向けて広がるように傾斜し、前記第
２の側面は前記上面に向けてさらに広がるように傾斜し
て前記発光層からの前記光の一部を外部に射出し、前記
第１の側面はへき開面に沿ってへき開することによって
得られた側面である、基板と、を備えることを特徴とす
る。
【００１３】また、本発明の実施の形態の半導体発光素
子は、光を放射する発光層と、前記発光層からの前記光
に対して透光性を有し、前記発光層を設けた上面と、前
記上面と向き合う底面と、前記上面と前記底面とを結ぶ
側面と、を有し、前記側面は、前記上面側から前記底面
側に向かう第１の側面と、この第１の側面から前記底面
側に向かう第２の側面と、この第２の側面から前記底面
側に向かう第３の側面と、を有し、前記第３の側面は前
記上面に向けて広がるように傾斜し、前記第２の側面は
前記上面に向けてさらに広がるように傾斜して前記発光
層からの前記光の一部を外部に射出し、前記第１の側面
は前記基板の前記上面に向かって狭まるように前記上面
に垂直な方向と１６°以上６０°以下傾斜している、基
板と、を備えることを特徴とする。
子は、光を放射する発光層と、前記発光層からの前記光
に対して透光性を有し、前記発光層を設けた上面と、前
記上面と向き合う底面と、前記上面と前記底面とを結ぶ
側面と、を有し、前記側面は、前記上面側から前記底面
側に向かう第１の側面と、この第１の側面から前記底面
側に向かう第２の側面と、この第２の側面から前記底面
側に向かう第３の側面と、を有し、前記第３の側面は前
記上面に向けて広がるように傾斜し、前記第２の側面は
前記上面に向けてさらに広がるように傾斜して前記発光
層からの前記光の一部を外部に射出し、前記第１の側面
は前記基板の前記上面に向かって狭まるように前記上面
に垂直な方向と１６°以上６０°以下傾斜している、基
板と、を備えることを特徴とする。
【００１４】また、本発明の実施の形態の半導体発光装
置は、光を放射する発光層と、基板と、を有し、前記基
板は、前記発光層からの前記光に対して透光性を有し、
前記発光層を設けた上面と、前記上面と向き合う底面
と、前記上面と前記底面とを結ぶ側面と、を有し、前記
側面は、前記上面側から前記底面側に向かう第１の側面
と、この第１の側面から前記底面側に向かう第２の側面
と、を有し、前記第２の側面は前記上面に向けて広がる
ように傾斜して前記発光層からの光を外部に射出し、前
記第１の側面はへき開面に沿ってへき開することによっ
て得られた側面である、半導体発光素子と、リードフレ
ームと、前記半導体発光素子の前記基板の前記底面を前
記リードフレームにマウントする、導電性の、マウント
材と、を備えることを特徴とする。
置は、光を放射する発光層と、基板と、を有し、前記基
板は、前記発光層からの前記光に対して透光性を有し、
前記発光層を設けた上面と、前記上面と向き合う底面
と、前記上面と前記底面とを結ぶ側面と、を有し、前記
側面は、前記上面側から前記底面側に向かう第１の側面
と、この第１の側面から前記底面側に向かう第２の側面
と、を有し、前記第２の側面は前記上面に向けて広がる
ように傾斜して前記発光層からの光を外部に射出し、前
記第１の側面はへき開面に沿ってへき開することによっ
て得られた側面である、半導体発光素子と、リードフレ
ームと、前記半導体発光素子の前記基板の前記底面を前
記リードフレームにマウントする、導電性の、マウント
材と、を備えることを特徴とする。
【００１５】また、本発明の実施の形態の半導体発光装
置は、光を放射する発光層と、基板と、を有し、前記基
板は、前記発光層からの前記光に対して透光性を有し、
前記発光層を設けた上面と、前記上面と向き合う底面
と、前記上面と前記底面とを結ぶ側面と、を有し、前記
側面は、前記上面側から前記底面側に向かう第１の側面
と、この第１の側面から前記底面側に向かう第２の側面
と、を有し、前記第２の側面は前記上面に向けて広がる
ように傾斜して前記発光層からの光を外部に射出し、前
記第１の側面は前記基板の前記上面に向かって狭まるよ
うに前記上面に垂直な方向と１６°以上６０°以下傾斜
している、半導体発光素子と、リードフレームと、前記
半導体発光素子の前記基板の前記底面を、前記リードフ
レームにマウントする、導電性の、マウント材と、を備
えることを特徴とする。
置は、光を放射する発光層と、基板と、を有し、前記基
板は、前記発光層からの前記光に対して透光性を有し、
前記発光層を設けた上面と、前記上面と向き合う底面
と、前記上面と前記底面とを結ぶ側面と、を有し、前記
側面は、前記上面側から前記底面側に向かう第１の側面
と、この第１の側面から前記底面側に向かう第２の側面
と、を有し、前記第２の側面は前記上面に向けて広がる
ように傾斜して前記発光層からの光を外部に射出し、前
記第１の側面は前記基板の前記上面に向かって狭まるよ
うに前記上面に垂直な方向と１６°以上６０°以下傾斜
している、半導体発光素子と、リードフレームと、前記
半導体発光素子の前記基板の前記底面を、前記リードフ
レームにマウントする、導電性の、マウント材と、を備
えることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照にしつつ、本発
明の実施の形態について説明する。
明の実施の形態について説明する。
【００１７】本実施形態の特徴の１つは、図１、図８か
ら分かるように、発光層１１４からの光に対して透明な
ＧａＰ基板１００を用い、この透明基板１００の側面
に、３つの側面１１１、１１２、１１３を設けた点であ
る。第３の側面１１３は、上面側に向けて広がるように
わずかに傾斜しており、マウント剤６による素子１とリ
ードフレーム２とのマウントを容易にし、かつ、マウン
ト剤６が第２の側面１１２に這い上がるのを防止して、
歩留まりを高くする。第２の側面は上面側に向けて広が
るように３０°傾斜しており、発光層１１４からの光の
一部を外部に射出して、光取り出し効率を高くする。第
１の側面１１１は、へき開面に沿ってへき開することに
よって得られ、結晶欠陥が極めて少なく、第２の側面１
１２に発生した結晶欠陥が発光層１１４に影響するのを
防止して、発光層１１４の劣化を抑え、素子の寿命を長
くする。また、第３の側面１１３および第２の側面１１
２には複数の凹凸が設けられており、上記の効果を高め
ている。以下、第１および第２の実施の形態について説
明する。
ら分かるように、発光層１１４からの光に対して透明な
ＧａＰ基板１００を用い、この透明基板１００の側面
に、３つの側面１１１、１１２、１１３を設けた点であ
る。第３の側面１１３は、上面側に向けて広がるように
わずかに傾斜しており、マウント剤６による素子１とリ
ードフレーム２とのマウントを容易にし、かつ、マウン
ト剤６が第２の側面１１２に這い上がるのを防止して、
歩留まりを高くする。第２の側面は上面側に向けて広が
るように３０°傾斜しており、発光層１１４からの光の
一部を外部に射出して、光取り出し効率を高くする。第
１の側面１１１は、へき開面に沿ってへき開することに
よって得られ、結晶欠陥が極めて少なく、第２の側面１
１２に発生した結晶欠陥が発光層１１４に影響するのを
防止して、発光層１１４の劣化を抑え、素子の寿命を長
くする。また、第３の側面１１３および第２の側面１１
２には複数の凹凸が設けられており、上記の効果を高め
ている。以下、第１および第２の実施の形態について説
明する。
【００１８】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態を示す半導体発光素子の概略断面図であ
る。半導体発光素子は、ＧａＰ基板１００と、このＧａ
Ｐ基板１００の上面上に形成されたＩｎＧａＡｌＰ系材
料からなる発光層１１４と、を有した構造である。Ｇａ
Ｐ基板１００は、（１００）面から［０１１］方向に１
５°傾斜している。また、発光層１１４は、ｐ型ＧａＰ
基板１００の上面上に、ｐ型不純物が添加されたＩｎＧ
ａＰからなる接着歪緩和層１０１、ｐ型不純物が添加さ
れたＩｎＧａＡｌＰからなるクラッド層１０２、ｐ型不
純物が添加されたＩｎＧａＡｌＰからなる光ガイド層１
０３、ｐ型不純物が添加されたＩｎＧａＡｌＰからなる
量子井戸層１０４、ｐ型不純物が添加されたＩｎＧａＡ
ｌＰからなる障壁層１０５、ｎ型不純物が添加されたＩ
ｎＧａＡｌＰからなるクラッド層１０６、ｎ型不純物が
添加されたＩｎＧａＡｌＰからなる電流拡散層１０７、
ｎ型不純物が添加されたＧａＡｓからなるコンタクト層
１０８、が順次形成された構造である。ｐ型ＧａＰ基板
１００の底面上には、少なくともＡｕとＺｎを含む金属
からなるｐ側電極１０９が形成されている。また、ｎ型
ＧａＡｓコンタクト層１０８上には、少なくともＡｕと
Ｇｅを含む金属からなるｎ側電極１１０が形成されてい
る。このｐ側電極１０９にプラス、ｎ側電極１１０にマ
イナスの電圧を加えることで量子井戸層１０４から光が
発生する。この際、ＧａＰ基板１００は、量子井戸層１
０４からの光に対して透明であり、ＧａＰ基板１００の
第２の側面１１２からも光が取り出される。
１の実施の形態を示す半導体発光素子の概略断面図であ
る。半導体発光素子は、ＧａＰ基板１００と、このＧａ
Ｐ基板１００の上面上に形成されたＩｎＧａＡｌＰ系材
料からなる発光層１１４と、を有した構造である。Ｇａ
Ｐ基板１００は、（１００）面から［０１１］方向に１
５°傾斜している。また、発光層１１４は、ｐ型ＧａＰ
基板１００の上面上に、ｐ型不純物が添加されたＩｎＧ
ａＰからなる接着歪緩和層１０１、ｐ型不純物が添加さ
れたＩｎＧａＡｌＰからなるクラッド層１０２、ｐ型不
純物が添加されたＩｎＧａＡｌＰからなる光ガイド層１
０３、ｐ型不純物が添加されたＩｎＧａＡｌＰからなる
量子井戸層１０４、ｐ型不純物が添加されたＩｎＧａＡ
ｌＰからなる障壁層１０５、ｎ型不純物が添加されたＩ
ｎＧａＡｌＰからなるクラッド層１０６、ｎ型不純物が
添加されたＩｎＧａＡｌＰからなる電流拡散層１０７、
ｎ型不純物が添加されたＧａＡｓからなるコンタクト層
１０８、が順次形成された構造である。ｐ型ＧａＰ基板
１００の底面上には、少なくともＡｕとＺｎを含む金属
からなるｐ側電極１０９が形成されている。また、ｎ型
ＧａＡｓコンタクト層１０８上には、少なくともＡｕと
Ｇｅを含む金属からなるｎ側電極１１０が形成されてい
る。このｐ側電極１０９にプラス、ｎ側電極１１０にマ
イナスの電圧を加えることで量子井戸層１０４から光が
発生する。この際、ＧａＰ基板１００は、量子井戸層１
０４からの光に対して透明であり、ＧａＰ基板１００の
第２の側面１１２からも光が取り出される。
【００１９】図１の半導体発光素子の特徴の１つは、上
記の透明基板１００の側面に、３つの側面１１１、１１
２、１１３を設けた点である。この透明基板１００はｐ
型不純物であるＺｎ、Ｍｇが添加されたＧａＰからな
り、厚さは２５０μｍである。この透明基板１００は、
発光層１１４を設けた上面と、この上面と向き合う底面
と、この上面を有する第１の部分１００Ａと、この第１
の部分１００Ａに隣り合って形成された第２の部分１０
０Ｂと、この第２の部分１００Ｂに隣り合って形成され
上記底面を有する第３の部分１００Ｃと、を有する。こ
の透明基板１００の第３の部分１００Ｃは、底面に繋が
り、上記上面に向けてわずかに広がるように傾斜する第
１の側面１１３を有する。底面の大きさは１５０×１５
０μｍ２、高さは１００μｍである。この第３の側面１
１３の表面には、高さ１〜２μｍの複数の凹凸が形成さ
れている。上記第２の部分１００Ｂは、上面に向けてさ
らに広がるように上面に垂直な方向と３０°傾斜し、発
光層１１４からの光の一部を外部に射出する第２の側面
１１２を有する。この、第２の側面１１２の表面にも、
大きさが１〜２μｍの複数の凹凸が形成されている。第
２の部分１１２の高さは１００μｍである。上記第１の
部分１００Ａは、へき開面に沿ってへき開することによ
って得られる第１の側面１１１を有する。第１の側面１
１１は、図中右側の面と、左側の面と、が平行になって
おり、図中左側の面は、上面側が狭くなるように傾斜し
ている。前述のように、ＧａＰ基板１００は（１００）
面から［０１１］方向に１５°傾斜しており、へき開面
となる第１の側面１１１の傾斜角度は、１５°となる。
この第１の側面１１１は、へき開面であるため、極めて
平坦な面であり、他の側面１１３、１１２に比べて結晶
欠陥が極めて少なくなる。第１の部分１００Ａの高さ
は、５０μｍである。
記の透明基板１００の側面に、３つの側面１１１、１１
２、１１３を設けた点である。この透明基板１００はｐ
型不純物であるＺｎ、Ｍｇが添加されたＧａＰからな
り、厚さは２５０μｍである。この透明基板１００は、
発光層１１４を設けた上面と、この上面と向き合う底面
と、この上面を有する第１の部分１００Ａと、この第１
の部分１００Ａに隣り合って形成された第２の部分１０
０Ｂと、この第２の部分１００Ｂに隣り合って形成され
上記底面を有する第３の部分１００Ｃと、を有する。こ
の透明基板１００の第３の部分１００Ｃは、底面に繋が
り、上記上面に向けてわずかに広がるように傾斜する第
１の側面１１３を有する。底面の大きさは１５０×１５
０μｍ２、高さは１００μｍである。この第３の側面１
１３の表面には、高さ１〜２μｍの複数の凹凸が形成さ
れている。上記第２の部分１００Ｂは、上面に向けてさ
らに広がるように上面に垂直な方向と３０°傾斜し、発
光層１１４からの光の一部を外部に射出する第２の側面
１１２を有する。この、第２の側面１１２の表面にも、
大きさが１〜２μｍの複数の凹凸が形成されている。第
２の部分１１２の高さは１００μｍである。上記第１の
部分１００Ａは、へき開面に沿ってへき開することによ
って得られる第１の側面１１１を有する。第１の側面１
１１は、図中右側の面と、左側の面と、が平行になって
おり、図中左側の面は、上面側が狭くなるように傾斜し
ている。前述のように、ＧａＰ基板１００は（１００）
面から［０１１］方向に１５°傾斜しており、へき開面
となる第１の側面１１１の傾斜角度は、１５°となる。
この第１の側面１１１は、へき開面であるため、極めて
平坦な面であり、他の側面１１３、１１２に比べて結晶
欠陥が極めて少なくなる。第１の部分１００Ａの高さ
は、５０μｍである。
【００２０】上記の透明基板１００は、次のように把握
することもできる。すなわち、この基板１００は、発光
層１１４を設けた上面と、この上面と向き合う底面と、
上面と底面とを結ぶ側面１１１〜１１３と、を有する。
側面１１１〜１１３は、上面側から底面側に向かう第１
の側面１１１と、この第１の側面１１１から底面側に向
かう第２の側面１１２と、この第２の側面１１２から底
面側に向かう第３の側面１１３と、を有する。第３の側
面１１３は上面に向けて広がるように傾斜している。第
２の側面１１２は、上面に向けてさらに広がるように傾
斜して発光層１１４からの光の一部を外部に射出する。
第１の側面１１１はへき開面に沿ってへき開することに
よって得られた側面である。このように上記基板１００
を把握することができる。
することもできる。すなわち、この基板１００は、発光
層１１４を設けた上面と、この上面と向き合う底面と、
上面と底面とを結ぶ側面１１１〜１１３と、を有する。
側面１１１〜１１３は、上面側から底面側に向かう第１
の側面１１１と、この第１の側面１１１から底面側に向
かう第２の側面１１２と、この第２の側面１１２から底
面側に向かう第３の側面１１３と、を有する。第３の側
面１１３は上面に向けて広がるように傾斜している。第
２の側面１１２は、上面に向けてさらに広がるように傾
斜して発光層１１４からの光の一部を外部に射出する。
第１の側面１１１はへき開面に沿ってへき開することに
よって得られた側面である。このように上記基板１００
を把握することができる。
【００２１】次に、図１の半導体発光素子の製造方法
を、図２〜図７を参照にして説明する。本実施形態の製
造方法の特徴の１つは、図７に示すように、第１の側面
１１１をへき開により形成した点である。これにより、
第１の側面１１１の結晶欠陥を極めて少なくすることが
できる。
を、図２〜図７を参照にして説明する。本実施形態の製
造方法の特徴の１つは、図７に示すように、第１の側面
１１１をへき開により形成した点である。これにより、
第１の側面１１１の結晶欠陥を極めて少なくすることが
できる。
【００２２】（１）まず、図２に示すように、ＧａＡｓ
基板上に、ＭＯＣＶＤ法により、発光層１１４を形成す
る。発光層１１４は、ＩｎＧａＡｌＰ系の材料であるた
め、これと格子整合するＧａＡｓ基板が用いられる。た
だし、このＧａＡｓ基板は、発光層１１４からの光に対
して不透明である。ここで、ＧａＡｓ基板は、（１０
０）面から［０１１］方向に１５°傾斜している。この
ような傾斜基板を用いることにより、発光層１１４の発
光輝度が高くなることが知られている。この効果を得る
ためには、傾斜角度を５°以上３０°以下とすることが
好ましい。 （２）次に、図３に示すように、透明なＧａＰ基板１０
０を発光層１１４に接着する。 （３）次に、図４に示すように、不透明なＧａＡｓ基板
を剥離し、電極１０９、１１０を形成する。 （４）次に、図５に示すように、発光層１１４の一部Ｍ
をエッチングする。このエッチングにより、後述のへき
開が容易になる。 （５）次に、図６に示すように、先端部を狭くしたダイ
シングのブレードを用いて、第３の側面１１３および第
２の側面１１２を形成する。なお、ダイシングのブレー
ドの先端部の傾斜角度を変えることで第２の側面１１２
の傾斜角度を変えることができる。その後、第３の側面
１１３および第２の側面１１２に凹凸を形成する。具体
的には、−５０℃から室温の間の温度に設定された過酸
化水素水と水と塩酸の混合液に数分浸し、さらに室温か
ら１００℃の間の温度に設定された塩酸で数分浸すこと
で、凹凸を形成する。浸す温度が高い場合は処理時間を
短くすることができるが、凹凸の形状は同じである。ま
た塩素ガスを含むガスを用いたガスエッチングで形成し
た場合、エッチングにより表面に堆積物が残るため、硫
酸系エッチング液、リン酸系エッチング液で除去する必
要があるが、溶液によるエッチングと形状は同じであ
る。なお、エッチング処理する工程では、レジストや酸
化膜を用いて、電極１０９、１１０をカバーする。 （６）次に、図７に示すように、へき開により、第１の
側面１１１を形成する。具体的には、ＩｎＧａＡｌＰ材
料からなる発光層１１４が除去された部分Ｍから、先端
にダイヤモンドを有したカッターを使いへき開方向に合
せてスクライブを行い、さらに加重を加え押し割ること
で、第１の側面１１１を形成する。
基板上に、ＭＯＣＶＤ法により、発光層１１４を形成す
る。発光層１１４は、ＩｎＧａＡｌＰ系の材料であるた
め、これと格子整合するＧａＡｓ基板が用いられる。た
だし、このＧａＡｓ基板は、発光層１１４からの光に対
して不透明である。ここで、ＧａＡｓ基板は、（１０
０）面から［０１１］方向に１５°傾斜している。この
ような傾斜基板を用いることにより、発光層１１４の発
光輝度が高くなることが知られている。この効果を得る
ためには、傾斜角度を５°以上３０°以下とすることが
好ましい。 （２）次に、図３に示すように、透明なＧａＰ基板１０
０を発光層１１４に接着する。 （３）次に、図４に示すように、不透明なＧａＡｓ基板
を剥離し、電極１０９、１１０を形成する。 （４）次に、図５に示すように、発光層１１４の一部Ｍ
をエッチングする。このエッチングにより、後述のへき
開が容易になる。 （５）次に、図６に示すように、先端部を狭くしたダイ
シングのブレードを用いて、第３の側面１１３および第
２の側面１１２を形成する。なお、ダイシングのブレー
ドの先端部の傾斜角度を変えることで第２の側面１１２
の傾斜角度を変えることができる。その後、第３の側面
１１３および第２の側面１１２に凹凸を形成する。具体
的には、−５０℃から室温の間の温度に設定された過酸
化水素水と水と塩酸の混合液に数分浸し、さらに室温か
ら１００℃の間の温度に設定された塩酸で数分浸すこと
で、凹凸を形成する。浸す温度が高い場合は処理時間を
短くすることができるが、凹凸の形状は同じである。ま
た塩素ガスを含むガスを用いたガスエッチングで形成し
た場合、エッチングにより表面に堆積物が残るため、硫
酸系エッチング液、リン酸系エッチング液で除去する必
要があるが、溶液によるエッチングと形状は同じであ
る。なお、エッチング処理する工程では、レジストや酸
化膜を用いて、電極１０９、１１０をカバーする。 （６）次に、図７に示すように、へき開により、第１の
側面１１１を形成する。具体的には、ＩｎＧａＡｌＰ材
料からなる発光層１１４が除去された部分Ｍから、先端
にダイヤモンドを有したカッターを使いへき開方向に合
せてスクライブを行い、さらに加重を加え押し割ること
で、第１の側面１１１を形成する。
【００２３】以上説明した製造方法によって得られる図
１の半導体発光素子およびこれを用いた半導体発光装置
では、透明基板１００の側面に、３つの側面１１１、１
１２、１１３を設けたので、光取り出し効率が高く、か
つ、歩留まりが高く、寿命が長い半導体発光素子および
半導体発光装置を提供することができる。以下、図８を
参照にして説明する。
１の半導体発光素子およびこれを用いた半導体発光装置
では、透明基板１００の側面に、３つの側面１１１、１
１２、１１３を設けたので、光取り出し効率が高く、か
つ、歩留まりが高く、寿命が長い半導体発光素子および
半導体発光装置を提供することができる。以下、図８を
参照にして説明する。
【００２４】図８は、図１の半導体発光素子を用いた半
導体発光装置である。半導体発光素子１の透明基板１０
０は、マウント剤（接着剤）であるＡｇペースト６によ
り、リードフレーム２にマウントされている。リードフ
レーム２は、ニッケル等がメッキされた金属からなり、
ｐ側リード５と、ｎ側リード４と、反射板３と、を有す
る。ｐ側リード５には、ｐ側電極１０９が、導電性のＡ
ｇペースト６により電気的に接続される。また、ｎ側リ
ード４には、ｎ側電極１１０が、ワイヤ７により、電気
的に接続される。ｎ側電極１１０およびｐ側電極１０９
を有する半導体発光素子１は、封止樹脂８により封止さ
れる。なお、ｐ側リード５と、反射板３と、が一体とな
ったリードを用いてもよい。
導体発光装置である。半導体発光素子１の透明基板１０
０は、マウント剤（接着剤）であるＡｇペースト６によ
り、リードフレーム２にマウントされている。リードフ
レーム２は、ニッケル等がメッキされた金属からなり、
ｐ側リード５と、ｎ側リード４と、反射板３と、を有す
る。ｐ側リード５には、ｐ側電極１０９が、導電性のＡ
ｇペースト６により電気的に接続される。また、ｎ側リ
ード４には、ｎ側電極１１０が、ワイヤ７により、電気
的に接続される。ｎ側電極１１０およびｐ側電極１０９
を有する半導体発光素子１は、封止樹脂８により封止さ
れる。なお、ｐ側リード５と、反射板３と、が一体とな
ったリードを用いてもよい。
【００２５】図８の半導体発光装置では、第３の側面１
１３の高さを１００μｍ設け、基板１００の底面部に加
え第３の側面１１３にもＡｇペースト６を接着したの
で、高い接着強度を得ることができる。さらに、第３の
側面１１３を、上面側が広くなるようにわずかに傾斜す
るようにしたので、Ａｇペースト６を熱処理により硬化
させる時に発生する、Ａｇペースト６の表面張力による
這い上がりを防止することができる。このため、不透明
なＡｇペーストが第２の側面１１２を覆うことを防止
し、第２の側面１１２からの光取り出しが低下するのを
防止することができる。この結果、歩留まりを高くする
ことができる。また、第３の側面１１３の表面に高さ１
〜２μｍの複数の凹凸を形成したので、Ａｇペースト６
這い上がりをさらに防止し、さらに歩留まりを高くする
ことができる。
１３の高さを１００μｍ設け、基板１００の底面部に加
え第３の側面１１３にもＡｇペースト６を接着したの
で、高い接着強度を得ることができる。さらに、第３の
側面１１３を、上面側が広くなるようにわずかに傾斜す
るようにしたので、Ａｇペースト６を熱処理により硬化
させる時に発生する、Ａｇペースト６の表面張力による
這い上がりを防止することができる。このため、不透明
なＡｇペーストが第２の側面１１２を覆うことを防止
し、第２の側面１１２からの光取り出しが低下するのを
防止することができる。この結果、歩留まりを高くする
ことができる。また、第３の側面１１３の表面に高さ１
〜２μｍの複数の凹凸を形成したので、Ａｇペースト６
這い上がりをさらに防止し、さらに歩留まりを高くする
ことができる。
【００２６】また、図８の半導体発光装置では、基板１
００を透明基板とし、第２の側面１１２の傾斜角を３０
°としたので、第２の側面１１２から光を取り出すこと
ができる。このため、光取り出し効率が高い装置を得る
ことができる。また、この第２の側面１１２の表面に高
さ１μｍ〜２μｍの複数の凹凸を設けたので、表面積を
広くして、光取り出し効率をさらに高くすることができ
る。また、表面積を広くすることにより、封止樹脂８と
半導体発光素子１との接着強度が強固になり、発光素子
１がリードフレーム２から剥れることを防止することが
できる。これに対し、凹凸を設けないと、封止樹脂８に
より第２の側面１１２に発光素子１を底面側から上面側
に持ち上げる方向に樹脂ストレスが働くため、通電中に
発光素子１がリードフレーム２から剥れやすくなり、寿
命が短くなるおそれがあった。
００を透明基板とし、第２の側面１１２の傾斜角を３０
°としたので、第２の側面１１２から光を取り出すこと
ができる。このため、光取り出し効率が高い装置を得る
ことができる。また、この第２の側面１１２の表面に高
さ１μｍ〜２μｍの複数の凹凸を設けたので、表面積を
広くして、光取り出し効率をさらに高くすることができ
る。また、表面積を広くすることにより、封止樹脂８と
半導体発光素子１との接着強度が強固になり、発光素子
１がリードフレーム２から剥れることを防止することが
できる。これに対し、凹凸を設けないと、封止樹脂８に
より第２の側面１１２に発光素子１を底面側から上面側
に持ち上げる方向に樹脂ストレスが働くため、通電中に
発光素子１がリードフレーム２から剥れやすくなり、寿
命が短くなるおそれがあった。
【００２７】さらに、図８の装置では、へき開面となる
第１の側面１１１を設けたので、ダイシング工程で発生
した第２の側面１１２の結晶欠陥が発光層１１４に影響
を及ぼすことを防止することができる。前述の図６よう
に、第３の側面１１３、第２の側面１１２は、ダイシン
グで形成されるが、このダイシングの際には、第３の側
面１１３および第２の側面１１２に結晶欠陥が発生し、
ダメージ層が発生することが避けられない。しかしなが
ら、図８の装置では、第１の側面１１１がへき開面であ
り、このへき開面１１１近傍には結晶欠陥が極めて少な
い。このため、第１の側面１１１により、発光層１１４
へ結晶欠陥の進行を防止することができる。
第１の側面１１１を設けたので、ダイシング工程で発生
した第２の側面１１２の結晶欠陥が発光層１１４に影響
を及ぼすことを防止することができる。前述の図６よう
に、第３の側面１１３、第２の側面１１２は、ダイシン
グで形成されるが、このダイシングの際には、第３の側
面１１３および第２の側面１１２に結晶欠陥が発生し、
ダメージ層が発生することが避けられない。しかしなが
ら、図８の装置では、第１の側面１１１がへき開面であ
り、このへき開面１１１近傍には結晶欠陥が極めて少な
い。このため、第１の側面１１１により、発光層１１４
へ結晶欠陥の進行を防止することができる。
【００２８】この結果、発光層１１４の結晶欠陥を少な
くし、結晶欠陥による光吸収を低減して、発光層１１４
からの光出力を高くすることができる。また、図中左側
の第１の側面１１１が、上面側が狭くなるように傾斜し
ているので、封止した樹脂２のストレスによる発光素子
１の剥がれを防止することができる。上述のように、発
光素子１の第２の側面１１２には、樹脂２により、発光
素子１を底面から上面に向かって持ち上げる力が働く。
しかし、図８の装置では、第１の側面１１１の図中左側
の面が、上面側が狭くなるように傾斜しているので、発
光素子１に働く樹脂ストレスが分散され、発光素子１の
剥れを低減することができる。これにより、寿命を長く
することができる。
くし、結晶欠陥による光吸収を低減して、発光層１１４
からの光出力を高くすることができる。また、図中左側
の第１の側面１１１が、上面側が狭くなるように傾斜し
ているので、封止した樹脂２のストレスによる発光素子
１の剥がれを防止することができる。上述のように、発
光素子１の第２の側面１１２には、樹脂２により、発光
素子１を底面から上面に向かって持ち上げる力が働く。
しかし、図８の装置では、第１の側面１１１の図中左側
の面が、上面側が狭くなるように傾斜しているので、発
光素子１に働く樹脂ストレスが分散され、発光素子１の
剥れを低減することができる。これにより、寿命を長く
することができる。
【００２９】また、図８の半導体発光装置では、発光層
１１４の表面積を基板１００の上部の表面積よりも小さ
くしたので、第１の側面１１１を形成する際に発光層１
１４の結晶欠陥が生じにくい。このため、発光層１１４
に結晶欠陥による劣化が発生しにくく、さらに寿命を長
くすることができる。特に、発光層１１４の表面積を基
板１００の上部の表面積の約６５〜８５％とすると、発
光層１１４の表面積を広くしながら結晶欠陥を少なく
し、高輝度でかつ信頼性の高い発光装置が実現できる。
１１４の表面積を基板１００の上部の表面積よりも小さ
くしたので、第１の側面１１１を形成する際に発光層１
１４の結晶欠陥が生じにくい。このため、発光層１１４
に結晶欠陥による劣化が発生しにくく、さらに寿命を長
くすることができる。特に、発光層１１４の表面積を基
板１００の上部の表面積の約６５〜８５％とすると、発
光層１１４の表面積を広くしながら結晶欠陥を少なく
し、高輝度でかつ信頼性の高い発光装置が実現できる。
【００３０】以上のように、図１の半導体発光素子を用
いた図８の半導体発光装置では、透明基板１００の側面
に、３つの側面１１１、１１２、１１３を設けたので、
光取り出し効率が高く、かつ、歩留まりが高く、寿命が
長い装置を提供することができる。
いた図８の半導体発光装置では、透明基板１００の側面
に、３つの側面１１１、１１２、１１３を設けたので、
光取り出し効率が高く、かつ、歩留まりが高く、寿命が
長い装置を提供することができる。
【００３１】以上説明した図１の半導体発光素子では、
ｐ型ＧａＰ基板１００の厚さを２５０μｍとしたが、こ
れを１５０μｍから３００μｍとすることもできる。３
００μｍより厚くなると、発光層１１４の量子井戸層１
０４で発生した光が、ＧａＰ基板１００のｐ型不純物で
吸収され、外部に取り出される光の量が低下してしま
う。また、交通信号や車載のテールランプ等に使用する
場合、発光素子の駆動電流を数アンペア等の大電流が必
要になる。このため、基板を３００μｍよりも厚くする
と、基板１００の厚さによる素子抵抗分で発生する発熱
量が増加し、封止している樹脂２が発光素子１の発熱に
より熱劣化する。この結果、基板厚さは３００μｍ以下
が望ましい。逆に、ＧａＰ基板１００の厚さが１５０μ
ｍ以下では、発光素子上面と下面に形成された電極１１
０、１０９が、量子井戸層１０４で発光した光を遮蔽す
るため光の取り出しが低下する。さらに電極オーミック
性を実現するため形成される電極アロイ層が光を吸収
し、外部に光を取り出す量が減少する。このため、基板
の厚さは１５０μｍ以上３００μｍ以下が望ましい。
ｐ型ＧａＰ基板１００の厚さを２５０μｍとしたが、こ
れを１５０μｍから３００μｍとすることもできる。３
００μｍより厚くなると、発光層１１４の量子井戸層１
０４で発生した光が、ＧａＰ基板１００のｐ型不純物で
吸収され、外部に取り出される光の量が低下してしま
う。また、交通信号や車載のテールランプ等に使用する
場合、発光素子の駆動電流を数アンペア等の大電流が必
要になる。このため、基板を３００μｍよりも厚くする
と、基板１００の厚さによる素子抵抗分で発生する発熱
量が増加し、封止している樹脂２が発光素子１の発熱に
より熱劣化する。この結果、基板厚さは３００μｍ以下
が望ましい。逆に、ＧａＰ基板１００の厚さが１５０μ
ｍ以下では、発光素子上面と下面に形成された電極１１
０、１０９が、量子井戸層１０４で発光した光を遮蔽す
るため光の取り出しが低下する。さらに電極オーミック
性を実現するため形成される電極アロイ層が光を吸収
し、外部に光を取り出す量が減少する。このため、基板
の厚さは１５０μｍ以上３００μｍ以下が望ましい。
【００３２】また、第３の部分１００Ｃは、底面を１０
０×１００μｍ２から２００×２００μｍ２、高さを５
０μｍから１００μｍとすることができる。前述のよう
に、基板１００は、底面部および第３の側面１１３が、
Ａｇペースト６により、リードフレーム２に接着され
る。信頼性試験の結果、第３の部分１００Ｃの高さが５
０μｍから１００μｍであれば接着強度が維持できるこ
とが分かった。また、底面の大きさを１００×１００μ
ｍ２から２００×２００μｍ２にすることでマウントの
接着強度を充分確保できることを環境試験を通して確認
できた。なお、第３の側面１１３の傾斜角度は、第２の
側面１１２の傾斜角度よりも小さく、２０°未満であ
る。
０×１００μｍ２から２００×２００μｍ２、高さを５
０μｍから１００μｍとすることができる。前述のよう
に、基板１００は、底面部および第３の側面１１３が、
Ａｇペースト６により、リードフレーム２に接着され
る。信頼性試験の結果、第３の部分１００Ｃの高さが５
０μｍから１００μｍであれば接着強度が維持できるこ
とが分かった。また、底面の大きさを１００×１００μ
ｍ２から２００×２００μｍ２にすることでマウントの
接着強度を充分確保できることを環境試験を通して確認
できた。なお、第３の側面１１３の傾斜角度は、第２の
側面１１２の傾斜角度よりも小さく、２０°未満であ
る。
【００３３】また、第２の側面１１２は、傾斜角度を２
０°から４０°、傾斜部の長さを６０μｍから２００μ
ｍとすることができる。この範囲であれば、第２の側面
１１２からの光取り出し効率を高くすることができる。
ただし、素子の作成容易性、組み立て性さらにコストか
ら傾斜部の長さが１００μｍから１５０μｍで、傾斜角
度が２５°から３５°が望ましい。
０°から４０°、傾斜部の長さを６０μｍから２００μ
ｍとすることができる。この範囲であれば、第２の側面
１１２からの光取り出し効率を高くすることができる。
ただし、素子の作成容易性、組み立て性さらにコストか
ら傾斜部の長さが１００μｍから１５０μｍで、傾斜角
度が２５°から３５°が望ましい。
【００３４】また、第１の側面１１１は、傾斜部の長さ
を４０μｍから８０μｍとすることができる。このよう
にすることで、前述のように、第２の側面１１２から発
光層１１４への結晶欠陥の進行を効果的に低減できる。
また、傾斜角度は、基板１００の傾斜角度にあわせて、
５°から３０°とすることができる。前述のように、基
板１００の傾斜角度を５°から３０°と、発光効率を高
くすることができる。また、後述の第２の実施の形態
（図９）のように、製造方法の簡易さを重視して、傾斜
角度をほぼ０°とすることもできる。
を４０μｍから８０μｍとすることができる。このよう
にすることで、前述のように、第２の側面１１２から発
光層１１４への結晶欠陥の進行を効果的に低減できる。
また、傾斜角度は、基板１００の傾斜角度にあわせて、
５°から３０°とすることができる。前述のように、基
板１００の傾斜角度を５°から３０°と、発光効率を高
くすることができる。また、後述の第２の実施の形態
（図９）のように、製造方法の簡易さを重視して、傾斜
角度をほぼ０°とすることもできる。
【００３５】以上説明した図１の半導体発光素子におけ
る発光層１１４は、ＧａＰ基板１００を透過する光を発
光する構造であれば、どのような構造を用いても良い。
図１の発光層１１４の具体例について説明すれば、次の
通りである。
る発光層１１４は、ＧａＰ基板１００を透過する光を発
光する構造であれば、どのような構造を用いても良い。
図１の発光層１１４の具体例について説明すれば、次の
通りである。
【００３６】まず、ｐ型ＩｎＧａＰ接着層１０１につい
て説明する。ｐ型不純物のＺｎ、Ｍｇが添加されたＩｎ
ＧａＰからなりｐ型の導電型を有する接着層１０１は、
厚さは１ｎｍから１μｍで、不純物の添加量が１Ｅ１７
／ｃｍ３から１Ｅ２１／ｃｍ ３である。この接着層は、
図２のように、ＧａＡｓ基板上に形成された発光層１１
４をＧａＰ基板１００に接着する際に発生する結晶歪を
低減する機能を有している。特にＩｎを含む半導体材料
はやわらかく結晶欠陥の垂直方向への進行を遅くする特
徴がある。このため、基板１００と発光層１１４とを接
着するときに発生する格子定数差による結晶歪と熱膨張
係数差による熱歪を低減できるため、発光層１１４への
結晶歪の進行が抑えられ発光層１１４が劣化しない。接
着の温度は４００℃から８００℃である。ただし、温度
が低い場合は接着界面の電圧降下が大きくなる。このた
め、接着の温度は、７００℃以上が望ましい。また、接
着層１０１の材質としては、柔らかなＩｎの効果を硬い
Ａｌが阻害しないようにするために、Ａｌを含まないＩ
ｎＧａＰが最適である。また、この層は井戸層１０４か
らの波長によっては吸収層として機能するので、井戸層
１０４のバンドギャップが接着層１０１のバンドギャッ
プより大きい場合は接着層１０１の厚さを数１０ｎｍ以
下がにすることが望ましい。結晶性は必ずしも良い必要
はなく、電流が流れる特性であれば良い。
て説明する。ｐ型不純物のＺｎ、Ｍｇが添加されたＩｎ
ＧａＰからなりｐ型の導電型を有する接着層１０１は、
厚さは１ｎｍから１μｍで、不純物の添加量が１Ｅ１７
／ｃｍ３から１Ｅ２１／ｃｍ ３である。この接着層は、
図２のように、ＧａＡｓ基板上に形成された発光層１１
４をＧａＰ基板１００に接着する際に発生する結晶歪を
低減する機能を有している。特にＩｎを含む半導体材料
はやわらかく結晶欠陥の垂直方向への進行を遅くする特
徴がある。このため、基板１００と発光層１１４とを接
着するときに発生する格子定数差による結晶歪と熱膨張
係数差による熱歪を低減できるため、発光層１１４への
結晶歪の進行が抑えられ発光層１１４が劣化しない。接
着の温度は４００℃から８００℃である。ただし、温度
が低い場合は接着界面の電圧降下が大きくなる。このた
め、接着の温度は、７００℃以上が望ましい。また、接
着層１０１の材質としては、柔らかなＩｎの効果を硬い
Ａｌが阻害しないようにするために、Ａｌを含まないＩ
ｎＧａＰが最適である。また、この層は井戸層１０４か
らの波長によっては吸収層として機能するので、井戸層
１０４のバンドギャップが接着層１０１のバンドギャッ
プより大きい場合は接着層１０１の厚さを数１０ｎｍ以
下がにすることが望ましい。結晶性は必ずしも良い必要
はなく、電流が流れる特性であれば良い。
【００３７】次に、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１０
２について説明する。ｐ型不純物のＭｇ、Ｚｎが添加さ
れたＩｎＧａＡｌＰからなりｐ型の導電型を有するクラ
ッド層１０２は、厚さが０．１μｍから２μｍで、不純
物の添加量が１Ｅ１７／ｃｍ ３から１Ｅ２０／ｃｍ３で
ある。このクラッド層１０２は活性層である量子井戸層
１０４のバンドギャップより広いバンドギャップを有
し、電子と正孔を活性層（１０４と１０５）に閉じ込め
る特性を有している。基板接着時の熱処理によりｐ型不
純物であるＺｎ、Ｍｇが熱拡散するため、不純物の添加
量は５Ｅ１９／ｃｍ３以下が望ましい。
２について説明する。ｐ型不純物のＭｇ、Ｚｎが添加さ
れたＩｎＧａＡｌＰからなりｐ型の導電型を有するクラ
ッド層１０２は、厚さが０．１μｍから２μｍで、不純
物の添加量が１Ｅ１７／ｃｍ ３から１Ｅ２０／ｃｍ３で
ある。このクラッド層１０２は活性層である量子井戸層
１０４のバンドギャップより広いバンドギャップを有
し、電子と正孔を活性層（１０４と１０５）に閉じ込め
る特性を有している。基板接着時の熱処理によりｐ型不
純物であるＺｎ、Ｍｇが熱拡散するため、不純物の添加
量は５Ｅ１９／ｃｍ３以下が望ましい。
【００３８】次に、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰ光ガイド層１０
３について説明する。ｐ型不純物のＭｇ、Ｚｎが添加さ
れたＩｎＧａＡｌＰからなりｐ型の導電型を有する光ガ
イド層１０３は、厚さが０．１μｍから１μｍで、不純
物の添加量が１Ｅ１７／ｃｍ ３から１Ｅ２１／ｃｍ３で
ある。この光ガイド層１０３はクラッド層１０２と活性
層となる量子井戸層１０４との中間的なバンドギャップ
を有する材料からなる。量子井戸層１０４の中央部で発
生した光は、量子井戸層１０４内に閉じ込められる。し
かし、量子井戸層１０４の端部では、発光が再吸収され
る可能性がある。そこで、屈折率差の小さな光ガイド層
１０３を形成することで、この量子井戸層１０４に閉じ
込められた光を、ｐクラッド層１０２を介してｐ型Ｇａ
Ｐ基板１００側に引き出すことができる。このため、Ｇ
ａＰ基板１００方向に向う光が増大し整形したＧａＰ基
板１００から多くの光を取り出すことができる。特にｐ
型とｎ型のクラッド層１０２、１０６で挟まれた量子井
戸構造ではクラッド層１０２、１０６と量子井戸層１０
４の中間的な屈折率を有する光ガイド層１０３の効果は
大きく、活性層１０４を端面方向に伝播していく光の再
吸収を低減することが出来る。このため、本実施例にｎ
型の光ガイド層をつけることでさらに光取り出しは増加
する。また光ガイド層１０３はＧａＰ基板１００接着時
の熱処理によりｐクラッド層１０２から不純物が量子井
戸層１０４まで拡散しないように５００ｎｍ以上が望ま
しい。
３について説明する。ｐ型不純物のＭｇ、Ｚｎが添加さ
れたＩｎＧａＡｌＰからなりｐ型の導電型を有する光ガ
イド層１０３は、厚さが０．１μｍから１μｍで、不純
物の添加量が１Ｅ１７／ｃｍ ３から１Ｅ２１／ｃｍ３で
ある。この光ガイド層１０３はクラッド層１０２と活性
層となる量子井戸層１０４との中間的なバンドギャップ
を有する材料からなる。量子井戸層１０４の中央部で発
生した光は、量子井戸層１０４内に閉じ込められる。し
かし、量子井戸層１０４の端部では、発光が再吸収され
る可能性がある。そこで、屈折率差の小さな光ガイド層
１０３を形成することで、この量子井戸層１０４に閉じ
込められた光を、ｐクラッド層１０２を介してｐ型Ｇａ
Ｐ基板１００側に引き出すことができる。このため、Ｇ
ａＰ基板１００方向に向う光が増大し整形したＧａＰ基
板１００から多くの光を取り出すことができる。特にｐ
型とｎ型のクラッド層１０２、１０６で挟まれた量子井
戸構造ではクラッド層１０２、１０６と量子井戸層１０
４の中間的な屈折率を有する光ガイド層１０３の効果は
大きく、活性層１０４を端面方向に伝播していく光の再
吸収を低減することが出来る。このため、本実施例にｎ
型の光ガイド層をつけることでさらに光取り出しは増加
する。また光ガイド層１０３はＧａＰ基板１００接着時
の熱処理によりｐクラッド層１０２から不純物が量子井
戸層１０４まで拡散しないように５００ｎｍ以上が望ま
しい。
【００３９】次に、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰ量子井戸層１０
４について説明する。ｐ型不純物のＭｇ、Ｚｎが添加さ
れたＩｎＧａＡｌＰからなりｐ型の導電型を有する量子
井戸層１０４は、厚さが、量子効果が発生する１ｎｍか
ら２０ｎｍで、不純物の添加量が、１Ｅ１７／ｃｍ３か
ら１Ｅ２１／ｃｍ３である。この量子井戸層１０４は１
０層から５０層形成することで電流注入による光出力の
直線性がよく、数ｍＡから数Ａまで光出力の飽和が見ら
れない発光素子が実現できる。またＧａＰ基板１００を
接着、整形した発光素子では、結晶界面で反射された光
が吸収層となる量子井戸層１０４で再吸収される問題が
顕著になる。このため、井戸層１０４の厚さ１０ｎｍ以
下の薄膜にすることで、井戸層１０４を横断したときの
吸収を低減できる。さらに、井戸層１０４の薄膜化で、
井戸層１０４での光閉じ込め効果が低下し井戸層１０４
に存在する光の割合が小さくなるため、井戸層１０４で
の再吸収を低減できる。このため、井戸層１０４で発生
した光を有効に外部に取り出すことができる。
４について説明する。ｐ型不純物のＭｇ、Ｚｎが添加さ
れたＩｎＧａＡｌＰからなりｐ型の導電型を有する量子
井戸層１０４は、厚さが、量子効果が発生する１ｎｍか
ら２０ｎｍで、不純物の添加量が、１Ｅ１７／ｃｍ３か
ら１Ｅ２１／ｃｍ３である。この量子井戸層１０４は１
０層から５０層形成することで電流注入による光出力の
直線性がよく、数ｍＡから数Ａまで光出力の飽和が見ら
れない発光素子が実現できる。またＧａＰ基板１００を
接着、整形した発光素子では、結晶界面で反射された光
が吸収層となる量子井戸層１０４で再吸収される問題が
顕著になる。このため、井戸層１０４の厚さ１０ｎｍ以
下の薄膜にすることで、井戸層１０４を横断したときの
吸収を低減できる。さらに、井戸層１０４の薄膜化で、
井戸層１０４での光閉じ込め効果が低下し井戸層１０４
に存在する光の割合が小さくなるため、井戸層１０４で
の再吸収を低減できる。このため、井戸層１０４で発生
した光を有効に外部に取り出すことができる。
【００４０】次に、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰ障壁層１０５に
ついて説明する。ｐ型不純物のＭｇ、Ｚｎが添加された
ＩｎＧａＡｌＰからなりｐ型の導電型を有する障壁層１
０５は、厚さが１ｎｍから２０ｎｍで、不純物の添加量
が１Ｅ１７／ｃｍ３から１Ｅ２０／ｃｍ３である。この
障壁層１０５のバンドギャップは井戸層１０４とクラッ
ド層１０２の中間のバンドギャップの大きさを有してい
る。これは井戸層１０４への電子と正孔の閉じ込めと井
戸層１０４からの光のしみ出しを多くできるためであ
る。障壁層１０５に不純物を多く添加すると不純物の準
位により光の吸収が顕著になるため、添加量は５Ｅ１９
／ｃｍ３以下が望ましい。
ついて説明する。ｐ型不純物のＭｇ、Ｚｎが添加された
ＩｎＧａＡｌＰからなりｐ型の導電型を有する障壁層１
０５は、厚さが１ｎｍから２０ｎｍで、不純物の添加量
が１Ｅ１７／ｃｍ３から１Ｅ２０／ｃｍ３である。この
障壁層１０５のバンドギャップは井戸層１０４とクラッ
ド層１０２の中間のバンドギャップの大きさを有してい
る。これは井戸層１０４への電子と正孔の閉じ込めと井
戸層１０４からの光のしみ出しを多くできるためであ
る。障壁層１０５に不純物を多く添加すると不純物の準
位により光の吸収が顕著になるため、添加量は５Ｅ１９
／ｃｍ３以下が望ましい。
【００４１】次に、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１０
６について説明する。ｎ型不純物のＳｉ、Ｓｅが添加さ
れたＩｎＧａＡｌＰからなりｎ型の導電型を有するクラ
ッド層１０６は、厚さが０．１μｍから２μｍで、不純
物の添加量が１Ｅ１７／ｃｍ ３から１Ｅ２１／ｃｍ３で
ある。このクラッド層１０６は活性層１０４より広いバ
ンドギャップを有し電子と正孔を活性層１０４に閉じ込
める特性を有している。
６について説明する。ｎ型不純物のＳｉ、Ｓｅが添加さ
れたＩｎＧａＡｌＰからなりｎ型の導電型を有するクラ
ッド層１０６は、厚さが０．１μｍから２μｍで、不純
物の添加量が１Ｅ１７／ｃｍ ３から１Ｅ２１／ｃｍ３で
ある。このクラッド層１０６は活性層１０４より広いバ
ンドギャップを有し電子と正孔を活性層１０４に閉じ込
める特性を有している。
【００４２】次に、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰ電流拡散層１０
７について説明する。ｎ型不純物のＳｉ、Ｓｅが添加さ
れたＩｎＧａＡｌＰからなりｎ型の導電型を有する電流
拡散層１０７は、厚さが０．５μｍから４μｍで、不純
物の添加量が１Ｅ１７／ｃｍ ３から１Ｅ２１／ｃｍ３で
ある。この電流拡散層１０７は、クラッド層より狭くか
つ活性層１０４の光を吸収しないバンドギャップを有し
ている。井戸層１０４と屈折率差が小さいため、ｎ型ク
ラッド層１０６方向に放出された光を結晶表面に取り出
す効果を有している。不純物を高濃度に添加すると格子
不整合率が大きくなり結晶性が悪くなるため、不純物添
加量は厚さが２μｍ以下では１Ｅ２１／ｃｍ３以下が、
２μｍから４μｍまでは１Ｅ１９／ｃｍ３以下が望まし
い。
７について説明する。ｎ型不純物のＳｉ、Ｓｅが添加さ
れたＩｎＧａＡｌＰからなりｎ型の導電型を有する電流
拡散層１０７は、厚さが０．５μｍから４μｍで、不純
物の添加量が１Ｅ１７／ｃｍ ３から１Ｅ２１／ｃｍ３で
ある。この電流拡散層１０７は、クラッド層より狭くか
つ活性層１０４の光を吸収しないバンドギャップを有し
ている。井戸層１０４と屈折率差が小さいため、ｎ型ク
ラッド層１０６方向に放出された光を結晶表面に取り出
す効果を有している。不純物を高濃度に添加すると格子
不整合率が大きくなり結晶性が悪くなるため、不純物添
加量は厚さが２μｍ以下では１Ｅ２１／ｃｍ３以下が、
２μｍから４μｍまでは１Ｅ１９／ｃｍ３以下が望まし
い。
【００４３】次に、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１０８に
ついて説明する。ｎ型不純物のＳｉ、Ｓｅが添加された
ＧａＡｓからなりｎ型の導電型を有するコンタクト層１
０８は、厚さが１ｎｍから１００ｎｍで、不純物の添加
量が１Ｅ１８／ｃｍ３から１Ｅ２１／ｃｍ３である。こ
のコンタクト層１０８は量子井戸発光層１０４からの発
光を吸収する材料であるため、厚さを吸収の影響の少な
い数１０ｎｍ以下にすることが望ましい。コンタクト層
１０８をＩｎＧａＰにした場合、量子井戸層１０４から
の発光を吸収する割合が低下するためさらに望ましい。
ついて説明する。ｎ型不純物のＳｉ、Ｓｅが添加された
ＧａＡｓからなりｎ型の導電型を有するコンタクト層１
０８は、厚さが１ｎｍから１００ｎｍで、不純物の添加
量が１Ｅ１８／ｃｍ３から１Ｅ２１／ｃｍ３である。こ
のコンタクト層１０８は量子井戸発光層１０４からの発
光を吸収する材料であるため、厚さを吸収の影響の少な
い数１０ｎｍ以下にすることが望ましい。コンタクト層
１０８をＩｎＧａＰにした場合、量子井戸層１０４から
の発光を吸収する割合が低下するためさらに望ましい。
【００４４】次に、ｐ側電極１０９について説明する。
ｐ型電極１０９は、ＡｕとＺｎを含む材料からなりＺｎ
の一部がコンタクト層に拡散していくことにより、良好
なオーミック特性を示す。接着材との密着性を強固にす
るため厚さは１μｍから数μｍが形成されている。
ｐ型電極１０９は、ＡｕとＺｎを含む材料からなりＺｎ
の一部がコンタクト層に拡散していくことにより、良好
なオーミック特性を示す。接着材との密着性を強固にす
るため厚さは１μｍから数μｍが形成されている。
【００４５】次に、ｎ型電極１１０について説明する。
ｎ型電極１１０は、ＡｕとＧｅを含む材料からなり、電
極のミグレーションを抑えるためＭｏを含む場合もあ
る。厚さが１μｍから数μｍで形成されたボンディング
パッドと厚さ数１００ｎｍで周辺に伸びた複数の直線か
ら形成されている。ＧａＰ基板１００を接着した構造で
はＡｕワイヤをボンディングする工程でのボンディング
加重と超音波により接着界面にクラックが発生する問題
が発生したが、コンタクト層１０８の厚さを０．１μｍ
から０．５μｍで電流拡散層１０７の厚さが１μｍから
２μｍにすることでボンディング時にクラックが発生す
ることがなく長期動作ができるようになる。
ｎ型電極１１０は、ＡｕとＧｅを含む材料からなり、電
極のミグレーションを抑えるためＭｏを含む場合もあ
る。厚さが１μｍから数μｍで形成されたボンディング
パッドと厚さ数１００ｎｍで周辺に伸びた複数の直線か
ら形成されている。ＧａＰ基板１００を接着した構造で
はＡｕワイヤをボンディングする工程でのボンディング
加重と超音波により接着界面にクラックが発生する問題
が発生したが、コンタクト層１０８の厚さを０．１μｍ
から０．５μｍで電流拡散層１０７の厚さが１μｍから
２μｍにすることでボンディング時にクラックが発生す
ることがなく長期動作ができるようになる。
【００４６】（第２の実施の形態）第２の実施の形態の
半導体発光素子が第１の実施の形態（図１）と異なる点
は、図９に示すように、基板１００の第１の側面１１１
を上面に向けて狭くなるように傾斜させた点である。こ
の素子では、発光素子１がリードフレーム２から剥がれ
るのを防止する効果（図８参照）、および、光取り出し
効率を高くする効果、を高めることができる。第１の実
施の形態（図１）の素子に比べて発光層１１４からの発
光出力はやや低下するが、用途に応じて、第１の実施の
形態の素子と使い分けることができる。
半導体発光素子が第１の実施の形態（図１）と異なる点
は、図９に示すように、基板１００の第１の側面１１１
を上面に向けて狭くなるように傾斜させた点である。こ
の素子では、発光素子１がリードフレーム２から剥がれ
るのを防止する効果（図８参照）、および、光取り出し
効率を高くする効果、を高めることができる。第１の実
施の形態（図１）の素子に比べて発光層１１４からの発
光出力はやや低下するが、用途に応じて、第１の実施の
形態の素子と使い分けることができる。
【００４７】図９は、本発明の第２の実施の形態の半導
体発光素子を示す概念断面図である。第１の実施の形態
（図１）と同じ構成部分には、同じ番号を示した。基板
１００の第１の側面１１１の傾斜角度は、４６°になっ
ている。
体発光素子を示す概念断面図である。第１の実施の形態
（図１）と同じ構成部分には、同じ番号を示した。基板
１００の第１の側面１１１の傾斜角度は、４６°になっ
ている。
【００４８】この図９の素子の第１の側面１１１は、ダ
イシング工程によって形成される。つまり、この第１の
側面１１１は、へき開面に沿ってへき開することによっ
て得られた側面ではない。このようにダイシング工程に
よって形成された側面１１１にはダメージ領域が形成さ
れる。ただし、このダメージ領域は、塩酸系のエッチン
グ液によりエッチングにより、一定程度除去できる。
イシング工程によって形成される。つまり、この第１の
側面１１１は、へき開面に沿ってへき開することによっ
て得られた側面ではない。このようにダイシング工程に
よって形成された側面１１１にはダメージ領域が形成さ
れる。ただし、このダメージ領域は、塩酸系のエッチン
グ液によりエッチングにより、一定程度除去できる。
【００４９】図９の素子では、第１の側面１１１が第２
の側面１１２と対向するように形成されているので、第
２の側面１１２で反射された光の一部を第１の側面１１
１から外部に取り出し、さらに光取り出し効率を高くす
ることができる。
の側面１１２と対向するように形成されているので、第
２の側面１１２で反射された光の一部を第１の側面１１
１から外部に取り出し、さらに光取り出し効率を高くす
ることができる。
【００５０】また、図９の素子は、第１の側面１１１が
上側に向けて狭まるように形成されているので、図８の
ように素子１をリードフレーム２にマウントした場合、
樹脂８から図８中下側方向に力を受ける。このため、発
光素子１がリードフレーム２から剥がれるのを防止する
効果を高めることができる。
上側に向けて狭まるように形成されているので、図８の
ように素子１をリードフレーム２にマウントした場合、
樹脂８から図８中下側方向に力を受ける。このため、発
光素子１がリードフレーム２から剥がれるのを防止する
効果を高めることができる。
【００５１】このように、図９の素子では、図１の素子
に比べ、剥がれ防止効果、および、光取り出し効率増加
効果、をさらに高めることができる。ただし、図９の素
子は、第１の側面１１１がへき開によって形成されてい
ないため、発光層１１４へのダメージがやや増加し、発
光層１１４からの光出力はやや低下する。このため、図
９の素子は、用途に応じて、図１の素子と使い分けるこ
とができる。
に比べ、剥がれ防止効果、および、光取り出し効率増加
効果、をさらに高めることができる。ただし、図９の素
子は、第１の側面１１１がへき開によって形成されてい
ないため、発光層１１４へのダメージがやや増加し、発
光層１１４からの光出力はやや低下する。このため、図
９の素子は、用途に応じて、図１の素子と使い分けるこ
とができる。
【００５２】以上説明した図９の素子の第１の側面１１
１の傾斜角度は、ダイシングブレードの先端の角度変更
することで、１６°以上６０°以下の範囲で任意に設定
できる。傾斜角度を１６°よりも小さくすると、上述の
剥がれ防止の効果が得にくくなる。また、傾斜角度を６
０°よりも大きくするのは、製造方法の観点から困難で
ある。
１の傾斜角度は、ダイシングブレードの先端の角度変更
することで、１６°以上６０°以下の範囲で任意に設定
できる。傾斜角度を１６°よりも小さくすると、上述の
剥がれ防止の効果が得にくくなる。また、傾斜角度を６
０°よりも大きくするのは、製造方法の観点から困難で
ある。
【００５３】また、上記の第１の側面１１１の傾斜角度
は、光取り出し効率を高くするために、第２の側面１１
２の傾斜角度±１６°にすることが好ましい。
は、光取り出し効率を高くするために、第２の側面１１
２の傾斜角度±１６°にすることが好ましい。
【００５４】例えば、図９のように第２の側面１１２の
傾斜角度が３０°の時は、第１の側面の傾斜角度を１４
°または４６°にすると、光取り出し効率が高くなる。
そして、上述の剥がれ防止の効果を高めるために、傾斜
角度を４６°とすると良い。
傾斜角度が３０°の時は、第１の側面の傾斜角度を１４
°または４６°にすると、光取り出し効率が高くなる。
そして、上述の剥がれ防止の効果を高めるために、傾斜
角度を４６°とすると良い。
【００５５】（第３の実施の形態）第３の実施の形態の
半導体発光素子が第１の実施の形態（図１）と異なる点
は、図１０から分かるように、第１の側面２１１が基板
２００の上面とほぼ垂直に形成されている点、および、
基板２００の底面に溝部２１５を設けている点である。
第１の側面２１１をへき開により形成した点は、第１の
実施の形態と同じである。
半導体発光素子が第１の実施の形態（図１）と異なる点
は、図１０から分かるように、第１の側面２１１が基板
２００の上面とほぼ垂直に形成されている点、および、
基板２００の底面に溝部２１５を設けている点である。
第１の側面２１１をへき開により形成した点は、第１の
実施の形態と同じである。
【００５６】図１０は、本発明の第３の実施形態を示す
半導体発光素子の概略断面図を示す。また、図１１は、
図１０の素子を基板２００の底部側から見た図である。
第１の実施例と同様に、半導体発光素子は、ＧａＰ基板
２００と、このＧａＰ上に形成されたＩｎＧａＡｌＰ系
材料からなる発光層２１４と、を有した構造である。発
光層２１４の厚さは数μｍ、ＧａＰ基板２００は数１０
０μｍである。この図１０の素子では、基板２００の傾
斜角度を０°としている。このため、へき開面となる第
１の側面２１１は、基板２００の底面および上面とほぼ
垂直になる。
半導体発光素子の概略断面図を示す。また、図１１は、
図１０の素子を基板２００の底部側から見た図である。
第１の実施例と同様に、半導体発光素子は、ＧａＰ基板
２００と、このＧａＰ上に形成されたＩｎＧａＡｌＰ系
材料からなる発光層２１４と、を有した構造である。発
光層２１４の厚さは数μｍ、ＧａＰ基板２００は数１０
０μｍである。この図１０の素子では、基板２００の傾
斜角度を０°としている。このため、へき開面となる第
１の側面２１１は、基板２００の底面および上面とほぼ
垂直になる。
【００５７】以上説明した図１０の素子では、第１の側
面２１１がへき開により形成でき、しかもへき開面が上
面と垂直なので、製造工程を簡易にすることができる。
また、第１の側面２１１をへき開により形成したので、
第１の実施の形態と同様に、発光層２１４の結晶欠陥を
防止して光出力を高くすることができる。
面２１１がへき開により形成でき、しかもへき開面が上
面と垂直なので、製造工程を簡易にすることができる。
また、第１の側面２１１をへき開により形成したので、
第１の実施の形態と同様に、発光層２１４の結晶欠陥を
防止して光出力を高くすることができる。
【００５８】もっとも、図１０の素子では、第１の側面
２１１が上面と垂直であるため、素子１をリードフレー
ム２上にマウントした際（図８参照）、樹脂８が第１の
側面２１１をリードフレーム２側に押す力が弱くなる。
そこで、図１０の素子では、基板２００の底部側に溝２
１５を設けている。このように溝２１５を設けること
で、底面およびｐ側電極２０９と、マウント剤６（図８
参照）と、の接触面積を広げ、密着強度を向上させるこ
とができる。この結果、発光素子１の剥れを低減し、十
分な寿命を維持できる。なお、ｐ側電極２０９は、図１
１のように、底面の中心と、底面の端部と、に線状に設
けている。
２１１が上面と垂直であるため、素子１をリードフレー
ム２上にマウントした際（図８参照）、樹脂８が第１の
側面２１１をリードフレーム２側に押す力が弱くなる。
そこで、図１０の素子では、基板２００の底部側に溝２
１５を設けている。このように溝２１５を設けること
で、底面およびｐ側電極２０９と、マウント剤６（図８
参照）と、の接触面積を広げ、密着強度を向上させるこ
とができる。この結果、発光素子１の剥れを低減し、十
分な寿命を維持できる。なお、ｐ側電極２０９は、図１
１のように、底面の中心と、底面の端部と、に線状に設
けている。
【００５９】また、図１０の素子では、第２の側面２１
２および第３の側面２１３の表面に高さ１μｍ〜２μｍ
の複数の凹凸を設けている。このように凹凸を設けるこ
とにより、表面積が広くなり、封止樹脂８と半導体発光
素子１との接着強度が強固になる。このため、この観点
からも、発光素子１の剥がれを低減することができる。
２および第３の側面２１３の表面に高さ１μｍ〜２μｍ
の複数の凹凸を設けている。このように凹凸を設けるこ
とにより、表面積が広くなり、封止樹脂８と半導体発光
素子１との接着強度が強固になる。このため、この観点
からも、発光素子１の剥がれを低減することができる。
【００６０】以上説明した図１０、図１１の半導体発光
素子では、底面に溝２１５を設けたが、素子１と、リー
ドフレーム２と、の剥がれが起こりにくい環境で装置を
使用する場合は、溝２１５を設けないこともできる。
素子では、底面に溝２１５を設けたが、素子１と、リー
ドフレーム２と、の剥がれが起こりにくい環境で装置を
使用する場合は、溝２１５を設けないこともできる。
【００６１】また、図１０、図１１の半導体発光素子で
は、用途に応じて、第１の側面２１１を第２の実施の形
態（図９）のように傾斜させることもできる。
は、用途に応じて、第１の側面２１１を第２の実施の形
態（図９）のように傾斜させることもできる。
【００６２】（第４の実施の形態）図１２は、本発明の
第４の実施の形態の半導体発光素子を示す図である。第
３の実施の形態（図１０）と異なる点は、ＧａＰ基板２
００に第３の部分２００Ｃを設けなかった点である。第
３の実施の形態（図１０）と同じ構成部分には、同じ番
号を示した。
第４の実施の形態の半導体発光素子を示す図である。第
３の実施の形態（図１０）と異なる点は、ＧａＰ基板２
００に第３の部分２００Ｃを設けなかった点である。第
３の実施の形態（図１０）と同じ構成部分には、同じ番
号を示した。
【００６３】図１２の素子では、ＧａＰ基板２００の上
面上には、電流注入により光を放射する発光層２１４が
設けられている。ＧａＰ基板２００は、上記の発光層２
１４を設けた上面と、この上面を有する第１の部分２０
０Ａと、この第１の部分２００Ａに隣り合って形成され
た第２の部分２００Ｂと、を有する。この第２の部分２
００Ｂは、第１の部分２００Ａに向けて広がるように傾
斜して上記発光層２１４からの上記光の一部を外部に射
出する第２の側面２１２を有する。また、上記第１の部
分２００Ａは、へき開面に沿ってへき開することによっ
て得られた第１の側面２１１を有する。
面上には、電流注入により光を放射する発光層２１４が
設けられている。ＧａＰ基板２００は、上記の発光層２
１４を設けた上面と、この上面を有する第１の部分２０
０Ａと、この第１の部分２００Ａに隣り合って形成され
た第２の部分２００Ｂと、を有する。この第２の部分２
００Ｂは、第１の部分２００Ａに向けて広がるように傾
斜して上記発光層２１４からの上記光の一部を外部に射
出する第２の側面２１２を有する。また、上記第１の部
分２００Ａは、へき開面に沿ってへき開することによっ
て得られた第１の側面２１１を有する。
【００６４】図１３は、図１２の素子１をリードフレー
ム２上にマウントして得られた半導体発光装置を示す図
である。基本的な構成は図８と同様である。図８と同じ
構成部分には同じ符号を示している。
ム２上にマウントして得られた半導体発光装置を示す図
である。基本的な構成は図８と同様である。図８と同じ
構成部分には同じ符号を示している。
【００６５】図１３の装置でも、発光素子１に第２の側
面２１２を設けたので、光取り出し効率を高くすること
ができる。また、発光素子１にへき開によって形成され
た第１の側面２１１を設けたので、結晶欠陥を低減する
ことができる。このため、光取り出し効率が高く、かつ
光出力が高い装置を得ることができる。
面２１２を設けたので、光取り出し効率を高くすること
ができる。また、発光素子１にへき開によって形成され
た第１の側面２１１を設けたので、結晶欠陥を低減する
ことができる。このため、光取り出し効率が高く、かつ
光出力が高い装置を得ることができる。
【００６６】また、図１３の装置は、発光素子１に第３
の側面２１３を設けていないので、製造方法を簡単にす
ることができる。
の側面２１３を設けていないので、製造方法を簡単にす
ることができる。
【００６７】もっとも、図１３の装置では、第３の側面
２１３を設けていないので、第２の側面２１２の一部ま
でマウント材６が広がり易くなり、光出力が低下してし
まうおそれがある。そこで図１３の装置では、次のよう
な構造を用いている。
２１３を設けていないので、第２の側面２１２の一部ま
でマウント材６が広がり易くなり、光出力が低下してし
まうおそれがある。そこで図１３の装置では、次のよう
な構造を用いている。
【００６８】まず、図１３の装置では、素子の第２の側
面２１２の表面に高さ１μｍ〜２μｍの複数の凹凸を設
けている。このように凹凸を設けることにより、表面積
が広くなり、封止樹脂８と半導体発光素子１との接着強
度が強固になる。このため、発光素子１がリードフレー
ム２から剥れにくくなる。この結果、マウント材６の量
を少なくすることが可能になる。これにより、マウント
材６が第２の側面２１２に広がることを防止できる。ま
た、凹凸を設けて表面積を広げたので、マウント材６が
多すぎた場合でも、マウント材６が図中上側に広がりに
くくなる。これにより、マウント材６が第２の側面２１
２に広がることを防止できる。
面２１２の表面に高さ１μｍ〜２μｍの複数の凹凸を設
けている。このように凹凸を設けることにより、表面積
が広くなり、封止樹脂８と半導体発光素子１との接着強
度が強固になる。このため、発光素子１がリードフレー
ム２から剥れにくくなる。この結果、マウント材６の量
を少なくすることが可能になる。これにより、マウント
材６が第２の側面２１２に広がることを防止できる。ま
た、凹凸を設けて表面積を広げたので、マウント材６が
多すぎた場合でも、マウント材６が図中上側に広がりに
くくなる。これにより、マウント材６が第２の側面２１
２に広がることを防止できる。
【００６９】次に、図１３の装置では、底部に図１２に
示すような溝２１５を設けている。このように溝２１５
を設けることで、底面およびｐ側電極２０９と、マウン
ト剤６と、の接触面積を広げ、密着強度を向上させるこ
とができる。この結果、マウント材６の量を少なくする
ことが可能になり、マウント材６が第２の側面２１２に
広がることを防止できる。
示すような溝２１５を設けている。このように溝２１５
を設けることで、底面およびｐ側電極２０９と、マウン
ト剤６と、の接触面積を広げ、密着強度を向上させるこ
とができる。この結果、マウント材６の量を少なくする
ことが可能になり、マウント材６が第２の側面２１２に
広がることを防止できる。
【００７０】以上のように、図１３の装置は、製造方法
を簡単にし、かつ、光出力の低下を防止できる。
を簡単にし、かつ、光出力の低下を防止できる。
【００７１】以上説明した図１２、図１３の半導体発光
素子では、底面に溝２１５を設けたが、素子１と、リー
ドフレーム２と、の剥がれが起こりにくい環境で装置を
使用する場合は、溝２１５を設けないこともできる。
素子では、底面に溝２１５を設けたが、素子１と、リー
ドフレーム２と、の剥がれが起こりにくい環境で装置を
使用する場合は、溝２１５を設けないこともできる。
【００７２】（第５の実施の形態）第５の実施の形態の
半導体発光素子が第４の実施の形態（図１２）と異なる
点は、図１４に示すように、第１の側面２１１を上面に
向けて狭まるように傾斜させた点である。第１の側面２
１１の傾斜角度は、第２の実施の形態（図９）と同様
に、４６°としている。第４の実施の形態（図１２）と
同様の構成部分は同じ符号で示した。
半導体発光素子が第４の実施の形態（図１２）と異なる
点は、図１４に示すように、第１の側面２１１を上面に
向けて狭まるように傾斜させた点である。第１の側面２
１１の傾斜角度は、第２の実施の形態（図９）と同様
に、４６°としている。第４の実施の形態（図１２）と
同様の構成部分は同じ符号で示した。
【００７３】また、図１５は、図１４の素子１をリード
フレーム２上にマウントして得られた半導体発光装置を
示す図である。基本的な構成は図１３と同様である。図
１３の装置と同じ構成部分には同じ符号を示している。
フレーム２上にマウントして得られた半導体発光装置を
示す図である。基本的な構成は図１３と同様である。図
１３の装置と同じ構成部分には同じ符号を示している。
【００７４】図１５の装置では、第１の側面２１１を上
面に向けて狭まるように傾斜させたので、第２の実施の
形態で説明したのと同様に、図１３の装置に比べ、発光
素子１がリードフレーム２から剥がれるのを防止する効
果、および、光取り出し効率を高くする効果、を高める
ことができる。第４の実施の形態の装置（図１３）に比
べて発光層２１４からの発光出力はやや低下するが、用
途に応じて、第４の実施の形態の装置と使い分けること
ができる。
面に向けて狭まるように傾斜させたので、第２の実施の
形態で説明したのと同様に、図１３の装置に比べ、発光
素子１がリードフレーム２から剥がれるのを防止する効
果、および、光取り出し効率を高くする効果、を高める
ことができる。第４の実施の形態の装置（図１３）に比
べて発光層２１４からの発光出力はやや低下するが、用
途に応じて、第４の実施の形態の装置と使い分けること
ができる。
【００７５】以上説明した図１５の装置では、第１の側
面２１１を上面に向けて狭まるように傾斜させて剥がれ
防止効果を高めたので、第２の側面１１２の凹凸および
底面の溝２１５を設けなくても、発光素子１の剥れを低
減し、十分な寿命を維持できる。
面２１１を上面に向けて狭まるように傾斜させて剥がれ
防止効果を高めたので、第２の側面１１２の凹凸および
底面の溝２１５を設けなくても、発光素子１の剥れを低
減し、十分な寿命を維持できる。
【００７６】
【発明の効果】本発明によれば、光を放射する発光層
と、この光に対して透光性を有する基板と、を備える半
導体発光素子において、上記基板の側面に、へき開によ
って得られ結晶欠陥を防止する第１の側面と、上記発光
層からの光の一部を外部に射出する第２の側面と、マウ
ントを容易にする第３の側面と、を設けたので、光取り
出し効率が高く、寿命が長く、歩留まりが高い素子を提
供することができる。また、上記基板の側面に、素子と
リードフレームとの剥離を防止する第１の側面と、前記
発光層からの光の一部を外部に射出する第２の側面と、
マウントを容易にする第３の側面と、を設けたので、光
取り出し効率が高く、寿命が長く、歩留まりが高い素子
を提供することができる。
と、この光に対して透光性を有する基板と、を備える半
導体発光素子において、上記基板の側面に、へき開によ
って得られ結晶欠陥を防止する第１の側面と、上記発光
層からの光の一部を外部に射出する第２の側面と、マウ
ントを容易にする第３の側面と、を設けたので、光取り
出し効率が高く、寿命が長く、歩留まりが高い素子を提
供することができる。また、上記基板の側面に、素子と
リードフレームとの剥離を防止する第１の側面と、前記
発光層からの光の一部を外部に射出する第２の側面と、
マウントを容易にする第３の側面と、を設けたので、光
取り出し効率が高く、寿命が長く、歩留まりが高い素子
を提供することができる。
【００７７】また、本発明によれば、光を放射する発光
層と、この光に対して透光性を有する基板と、を有する
半導体発光素子を備える半導体発光装置において、上記
基板の側面に、へき開によって得られ結晶欠陥を防止す
る第１の側面と、上記発光層からの光の一部を外部に射
出する第２の側面と、を設け、上記基板の底面をリード
フレームにマウントしたので、光取り出し効率が高く、
寿命が長く、歩留まりが高い装置を提供することができ
る。また、上記基板の側面に、素子とリードフレームと
の剥離を防止する第１の側面と、前記発光層からの光の
一部を外部に射出する第２の側面と、を設け、上記基板
の底面をリードフレームにマウントしたので、光取り出
し効率が高く、寿命が長く、歩留まりが高い装置を提供
することができる。
層と、この光に対して透光性を有する基板と、を有する
半導体発光素子を備える半導体発光装置において、上記
基板の側面に、へき開によって得られ結晶欠陥を防止す
る第１の側面と、上記発光層からの光の一部を外部に射
出する第２の側面と、を設け、上記基板の底面をリード
フレームにマウントしたので、光取り出し効率が高く、
寿命が長く、歩留まりが高い装置を提供することができ
る。また、上記基板の側面に、素子とリードフレームと
の剥離を防止する第１の側面と、前記発光層からの光の
一部を外部に射出する第２の側面と、を設け、上記基板
の底面をリードフレームにマウントしたので、光取り出
し効率が高く、寿命が長く、歩留まりが高い装置を提供
することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の半導体発光素子の
概念断面図。
概念断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の半導体発光素子の
製造方法を示す概念断面図。
製造方法を示す概念断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態の半導体発光素子の
製造方法を示す概念断面図で、図２に続く図。
製造方法を示す概念断面図で、図２に続く図。
【図４】本発明の第１の実施の形態の半導体発光素子の
製造方法を示す概念断面図で、図３に続く図。
製造方法を示す概念断面図で、図３に続く図。
【図５】本発明の第１の実施の形態の半導体発光素子の
製造方法を示す概念断面図で、図４に続く図。
製造方法を示す概念断面図で、図４に続く図。
【図６】本発明の第１の実施の形態の半導体発光素子の
製造方法を示す概念断面図で、図５に続く図。
製造方法を示す概念断面図で、図５に続く図。
【図７】本発明の第１の実施の形態の半導体発光素子の
製造方法を示す概念断面図で、図６に続く図。
製造方法を示す概念断面図で、図６に続く図。
【図８】本発明の第１の実施の形態の半導体発光装置の
概念断面図。
概念断面図。
【図９】本発明の第２の実施の形態の半導体発光素子の
概念断面図。
概念断面図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態の半導体発光素子
の概念断面図。
の概念断面図。
【図１１】本発明の第３の実施の形態の半導体発光素子
の底面図。
の底面図。
【図１２】本発明の第４の実施の形態の半導体発光素子
の概念断面図。
の概念断面図。
【図１３】本発明の第４の実施の形態の半導体発光装置
の概念断面図。
の概念断面図。
【図１４】本発明の第５の実施の形態の半導体発光素子
の概念断面図。
の概念断面図。
【図１５】本発明の第５の実施の形態の半導体発光装置
の概念断面図。
の概念断面図。
【図１６】従来の半導体発光素子の概念断面図。
１ 半導体発光素子
２ リードフレーム
６ マウント剤
１００、２００ ｐ型ＧａＰからなる透明基板
１１１、２１１ 第１の側面
１１２、２１２ 第２の側面
１１３、２１３ 第３の側面
１１４、２１４ 発光層
１０９、２０９ ｐ側電極
１１０、２１０ ｎ側電極
２１５ 溝
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 紺 野 邦 明
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン
ター内
(72)発明者 赤 池 康 彦
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン
ター内
(72)発明者 遠 藤 佳 紀
兵庫県揖保郡太子町鵤300番地 株式会社
東芝姫路半導体工場内
Ｆターム(参考） 5F041 AA03 AA41 AA44 CA05 CA23
CA34 CA35 CA37 CA65 CA76
CA77 CB15 FF11
Claims (18)
- 【請求項１】光を放射する発光層と、 前記発光層からの前記光に対して透光性を有し、前記発
光層を設けた上面と、前記上面と向き合う底面と、前記
上面と前記底面とを結ぶ側面と、を有し、前記側面は、
前記上面側から前記底面側に向かう第１の側面と、この
第１の側面から前記底面側に向かう第２の側面と、この
第２の側面から前記底面側に向かう第３の側面と、を有
し、前記第３の側面は前記上面に向けて広がるように傾
斜し、前記第２の側面は前記上面に向けてさらに広がる
ように傾斜して前記発光層からの前記光の一部を外部に
射出し、前記第１の側面はへき開面に沿ってへき開する
ことによって得られた側面である、基板と、 を備えることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項２】前記基板がＧａＰからなることを特徴とす
る請求項１記載の半導体発光素子。 - 【請求項３】前記発光層がＩｎＧａＡｌＰを含むことを
特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体発光素
子。 - 【請求項４】前記基板の前記第２の側面と、前記上面に
垂直な方向と、の角度が２０°以上４０°以下であるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の半導体発光素子。 - 【請求項５】前記基板が（１００）面から［０１１］方
向に５°以上３０°以下傾斜していることを特徴とする
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の半導体発光素
子。 - 【請求項６】前記第２の側面と、前記第３の側面と、の
表面に高さ１μｍ以上２μｍ以下の複数の凹凸が形成さ
れていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいず
れかに記載の半導体発光素子。 - 【請求項７】前記基板の前記底面に溝が形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記
載の半導体発光素子。 - 【請求項８】光を放射する発光層と、 前記発光層からの前記光に対して透光性を有し、前記発
光層を設けた上面と、前記上面と向き合う底面と、前記
上面と前記底面とを結ぶ側面と、を有し、前記側面は、
前記上面側から前記底面側に向かう第１の側面と、この
第１の側面から前記底面側に向かう第２の側面と、この
第２の側面から前記底面側に向かう第３の側面と、を有
し、前記第３の側面は前記上面に向けて広がるように傾
斜し、前記第２の側面は前記上面に向けてさらに広がる
ように傾斜して前記発光層からの前記光の一部を外部に
射出し、前記第１の側面は前記基板の前記上面に向かっ
て狭まるように前記上面に垂直な方向と１６°以上６０
°以下傾斜している、基板と、 を備えることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項９】前記基板がＧａＰからなることを特徴とす
る請求項８記載の半導体発光素子。 - 【請求項１０】前記発光層がＩｎＧａＡｌＰを含むこと
を特徴とする請求項８または請求項９記載の半導体発光
素子。 - 【請求項１１】前記基板の前記第２の側面と、前記上面
に垂直な方向と、の角度が２０°以上４０°以下である
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに
記載の半導体発光素子。 - 【請求項１２】前記第２の側面と、前記第３の側面と、
の表面に高さ１μｍ以上２μｍ以下の複数の凹凸が形成
されていることを特徴とする請求項８乃至請求項１１の
いずれかに記載の半導体発光素子。 - 【請求項１３】光を放射する発光層と、基板と、を有
し、前記基板は、前記発光層からの前記光に対して透光
性を有し、前記発光層を設けた上面と、前記上面と向き
合う底面と、前記上面と前記底面とを結ぶ側面と、を有
し、前記側面は、前記上面側から前記底面側に向かう第
１の側面と、この第１の側面から前記底面側に向かう第
２の側面と、を有し、前記第２の側面は前記上面に向け
て広がるように傾斜して前記発光層からの光を外部に射
出し、前記第１の側面はへき開面に沿ってへき開するこ
とによって得られた側面である、半導体発光素子と、 リードフレームと、 前記半導体発光素子の前記基板の前記底面を前記リード
フレームにマウントする導電性のマウント材と、 を備えることを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項１４】前記半導体発光素子の前記基板がＧａＰ
からなり、前記基板の前記第２の側面に高さ１μｍ以上
２μｍ以下の複数の凹凸が形成されていることを特徴と
する請求項１３記載の半導体発光装置。 - 【請求項１５】前記基板の前記底面に溝が形成されてい
ることを特徴とする請求項１３または請求項１４記載の
半導体発光層装置。 - 【請求項１６】光を放射する発光層と、基板と、を有
し、前記基板は、前記発光層からの前記光に対して透光
性を有し、前記発光層を設けた上面と、前記上面と向き
合う底面と、前記上面と前記底面とを結ぶ側面と、を有
し、前記側面は、前記上面側から前記底面側に向かう第
１の側面と、この第１の側面から前記底面側に向かう第
２の側面と、を有し、前記第２の側面は前記上面に向け
て広がるように傾斜して前記発光層からの光を外部に射
出し、前記第１の側面は前記基板の前記上面に向かって
狭まるように前記上面に垂直な方向と１６°以上６０°
以下傾斜している、半導体発光素子と、 リードフレームと、 前記半導体発光素子の前記基板の前記底面を、前記リー
ドフレームにマウントする導電性のマウント材と、 を備えることを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項１７】前記半導体発光素子の前記基板がＧａＰ
からなり、前記基板の前記第２の側面に高さ１μｍ以上
２μｍ以下の複数の凹凸が形成されていることを特徴と
する請求項１６記載の半導体発光装置。 - 【請求項１８】前記基板の前記底面に溝が形成されてい
ることを特徴とする請求項１６または請求項１７記載の
半導体発光層装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003062079A JP3705791B2 (ja) | 2002-03-14 | 2003-03-07 | 半導体発光素子および半導体発光装置 |
| US10/388,376 US7038245B2 (en) | 2002-03-14 | 2003-03-13 | Semiconductor light emitting device having angled side surface |
| US11/371,873 US7329903B2 (en) | 2002-03-14 | 2006-03-08 | Semiconductor light emitting element having three side surfaces inclined to connect the top and bottom surfaces of the transparent substrate |
| US11/371,717 US20060151798A1 (en) | 2002-03-14 | 2006-03-09 | Semiconductor light emitting element and semiconductor light emitting device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002-70719 | 2002-03-14 | ||
| JP2002070719 | 2002-03-14 | ||
| JP2003062079A JP3705791B2 (ja) | 2002-03-14 | 2003-03-07 | 半導体発光素子および半導体発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003338637A true JP2003338637A (ja) | 2003-11-28 |
| JP3705791B2 JP3705791B2 (ja) | 2005-10-12 |
Family
ID=29217964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003062079A Expired - Lifetime JP3705791B2 (ja) | 2002-03-14 | 2003-03-07 | 半導体発光素子および半導体発光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US7038245B2 (ja) |
| JP (1) | JP3705791B2 (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100650279B1 (ko) | 2005-09-01 | 2006-11-27 | 삼성전기주식회사 | 발광 다이오드 소자 |
| US7190912B2 (en) | 2003-06-12 | 2007-03-13 | Ricoh Company, Limited | Tandem type color image forming apparatus |
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