JP2014110332A - 半導体発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトで十分な発光効率が得られ、且つ充分なサージ保護が可能な半導体発光装置を提供する。
【解決手段】半導体基板１上に、サージ保護用のツェナーダイオードＺＤと並列に接続して使用する半導体発光素子であるＬＥＤ２を搭載した半導体発光装置１０であり、半導体基板１のＬＥＤ２を搭載する表面側にＰ型拡散層１１とＮ型拡散層１２とを、その間にツェナーダイオードＺＤを形成するように設ける。そのＰ型拡散層１１とＮ型拡散層１２の各表面に、それぞれＬＥＤ接続用の電極３，４を設け、その各電極３，４から離れた位置にそれぞれ給電用の電極５，６を設ける。そして、ＬＥＤ２のカソード側とアノード側の金バンプ２１，２２をそれぞれＬＥＤ接続用の各電極３，４に電気的に接続すると共に固着して、ＬＥＤ２を半導体基板１上にフリップチップ実装している。
【選択図】 図１

Description

この発明は、発光ダイオード（「ＬＥＤ」と略称する）を搭載したＬＥＤパッケージのような半導体発光装置に関する。

近年、半導体発光素子であるＬＥＤを電極が形成された基板上に実装し、それを透明樹脂で封止したＬＥＤパッケージが、半導体発光装置として多用されている。このような半導体発光装置は、従来から各種表示用や電飾用などに広く使用されていたが、その輝度が増加すると共に白色光も作れるようになり、しかも消費電力が極めて少ないので、省エネルギー化を図るため、照明用や各種ディスプレイのバックライトなどにも多用されるようになってきた。

そのＬＥＤは砒素化ガリウム（ＧａＡｓ）や窒化ガリウム（ＧａＮ）等の化合物半導体でできているため、静電気放電などのサージ電圧に対して弱い。そのため、ＬＥＤの駆動回路にはサージ保護回路が必要になる。
そこで、例えば特許文献１に記載されているように、ＬＥＤチップを実装する半導体基板自体に、サージ保護素子としてツェナーダイオードを形成したＬＥＤパッケージがある。

そのＬＥＤパッケージは図９に示すように、Ｎ型半導体基板１０２のＬＥＤ１１２を搭載する表面側の一部にＰ型領域１０３を形成し、その表面に絶縁膜１０５を形成している。そして、その絶縁膜１０５の各開口を通してＮ型半導体基板１０２と導通するカソード電極１０６と、Ｐ型領域１０３と導通するアノード電極１０７とを設け、裏面の全面に裏面電極１０８を設けて、サージ保護素子であるツェナーダイオード１００を構成している。

そして、ＬＥＤ１１２を、そのアノードをツェナーダイオード１００のカソード電極１０６に直接接続して、Ｎ型半導体基板１０２上に立てて搭載し、カソードを配線用のワイヤ１０９によってアノード電極１０７に接続している。さらに、上部が折れ曲がって裏面電極１０８に密着した金属フレーム１０１ａと、配線用のワイヤ１０４によってアノード電極１０７と接続された金属フレーム１０１ｂとを備えている。
これらを、光透過性樹脂１１３で封止して、金属フレーム１０１ａ，１０１ｂのみを外部に突出させて、ＬＥＤパッケージ１１０を構成している。

このＬＥＤパッケージ１１０の等価回路は図１０に示すように、ツェナーダイオード１００とＬＥＤ１１２とが、並列に且つ順方向が逆向きになるように接続された回路になる。
したがって、給電端子となる金属フレーム１０１ａ，１０１ｂから、ＬＥＤ１１２に駆動電圧を印加し、所定の駆動電流ｉを流してＬＥＤ１１２を発光させることができる。
そのＬＥＤ１１２の駆動中に、ツェナーダイオード１００の降伏電圧以上の異常電圧が印加されると、ツェナーダイオード１００が導通してその異常電圧による異常電流をバイパスするため、ＬＥＤ１１２に異常電流が流れることはない。このようにして、ＬＥＤ１１２を異常電圧であるサージ電圧に対して保護することができる。

特開２００６−２３７１０４号公報（図１０、背景技術）

しかしながら、このような従来のＬＥＤパッケージの構造では、ＬＥＤ１１２が、アノードだけを半導体基板上の電極（カソード電極１０６）に直接電気的に接続すると共に固着して、半導体基板上に立てて搭載されている。そのため、ＬＥＤ１１２のカソードと半導体基板上の他方の電極（アノード電極１０７）とをワイヤで電気的に接続する工程が必要になるばかりか、ＬＥＤパッケージの高さが高くなる。しかも、ＬＥＤを電極面を下向きにして、半導体基板上にフリップチップ実装した場合に比べて、正面方向（図９では上方）への有効な発光光量（出力）が低下する等の問題がある。

さらに、図９に示したＬＥＤパッケージの等価回路は、実際には図１０に示したようにはならず、金属フレーム１０１ａに印加される正電圧は、ツェナーダイオード１００を構成するＮ型半導体基板１０２を通してＬＥＤ１１２のアノードに印加される。すなわち、ＬＥＤ１１２の給電回路に、Ｎ型半導体基板１０２の抵抗が直列に挿入された回路になる。
そのＮ型半導体基板１０２の抵抗は、サージ電圧による大電流に対する電流制限抵抗としての機能も果すが、Ｎ型半導体基板１０２の厚さが比較的厚いため抵抗値が必要以上に大きくなり、ＬＥＤ１１２の発光出力が低下し、駆動電力に対する発光効率が低下するという問題もあった。

この発明は、半導体発光装置におけるこれらの問題を解決するためになされたものであり、内部にサージ保護素子としてツェナーダイオードを形成した半導体基板上に、半導体発光素子をフリップチップ実装できるようにする。さらに、半導体発光素子への給電回路に最適な電流制限抵抗（保護抵抗）を挿入できるようにする。それによって、コンパクトで十分な発光効率が得られ、且つ充分なサージ保護が可能な半導体発光装置を提供することを目的とする。

この発明は、上記の目的を達成するため、半導体基板上に、サージ保護用のツェナーダイオードと並列に接続して使用する半導体発光素子を搭載した半導体発光装置を、次のように構成したことを特徴とする。
上記半導体基板の半導体発光素子を搭載する側の表面にＰ型拡散層とＮ型拡散層とを、上記ツェナーダイオードを形成するように形成している。
上記Ｐ型拡散層とＮ型拡散層の各表面に、それぞれ半導体発光素子接続用の電極を設けると共に、そのＰ型拡散層とＮ型拡散層の各表面又は各裏面に、それぞれ上記半導体発光素子接続用の電極から離れた給電用の電極を設けている。
上記半導体発光素子を、上記各半導体発光素子接続用の各電極に電気的に接続すると共に固着して実装している。

上記半導体発光装置において、上記半導体基板の裏面側から上記Ｐ型拡散層の裏面に到達する第１の穴と上記Ｎ型拡散層の裏面に達する第２の穴とを設け、その第１の穴及び第２の穴の各内周面及び上記半導体基板の裏面を覆う絶縁層を形成し、上記給電用の各電極を、上記第１の穴及び第２の穴の内周面の上記絶縁層上に、それぞれ上記半導体基板の裏面から上記Ｐ型拡散層及びＮ型拡散層の各裏面に個別に到達するように設けてもよい。
上記第１の穴及び第２の穴を、上記Ｐ型拡散層と導通する給電用の電極及び上記Ｎ型拡散層と導通する給電用の電極に対して、それぞれ複数個ずつ設けるのが望ましい。

これらの半導体発光装置において、上記Ｐ型拡散層とＮ型拡散層とが直接接合して上記ツェナーダイオードを形成するとよい。
上記Ｐ型拡散層及びＮ型拡散層によって、上記半導体基板の上記半導体発光素子を搭載する側の表面全体が覆われているとよい。

この発明による半導体発光装置は、半導体基板の表面側にＰ型拡散層とＮ型拡散層と設けて、サージ保護用のツェナーダイオードを形成し、その上に半導体発光素子をフリップチップ実装しているので、有効な発光光量を最大限にすることができ、高さも低くコンパクトに構成でき、ワイヤ配線の工数も省くことができる。
また、半導体発光素子への給電回路の正極側にＰ型拡散層によって、負極側にＮ型拡散層によって、それぞれ発光効率を実質的に殆ど低下させない最適な電流制限抵抗を挿入することができる。それによって、コンパクトで高い発光効率が得られ、且つ充分なサージ保護が可能になる。

この発明による半導体発光装置の第１の実施形態を示す模式的な断面図である。 同じくその半導体発光装置の等価回路図である。 この発明による半導体発光装置の第２の実施形態を示す模式的な断面図である。 この発明による半導体発光装置の第３の実施形態を示す模式的な断面図である。

この発明による半導体発光装置の第４の実施形態を示す模式的な断面図である。 この発明による半導体発光装置の第５の実施形態を示す模式的な断面図である。 この発明による半導体発光装置の第６の実施形態を示す模式的な断面図である。 この発明による半導体発光装置の第３〜第６の実施形態の変更例を示す半導体基板の裏面図である。 従来のＬＥＤパッケージの構造例を示す概略断面図である。 同じくそのＬＥＤパッケージの等価回路図である。

以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔第１の実施形態〕
まず、この発明による半導体発光装置の第１の実施形態を図１及び図２によって説明する。図１はその半導体発光装置の模式的な断面図であり、図２はその等価回路図である。

図１に示す半導体発光装置１０は、半導体基板１上に半導体発光素子であるチップ状のＬＥＤ（発光ダイオード）２を、フリップチップ実装して搭載している。
半導体基板１は、不純物がドープされていないシリコン（Ｓｉ）又はゲルマニウム（Ｇｅ）等の真性半導体の基板のＬＥＤ２を搭載する表面側に、Ｐ型拡散層１１とＮ型拡散層１２とを設けている。

Ｐ型拡散層１１は、平面形状が長方形の半導体基板１における表面側の一半部（図１では右半部）に硼素（Ｂ）がドープされた層であり、Ｎ型拡散層１２は、その他半部（図１では左半部）に燐（Ｐ）又は砒素（Ａｓ）がドープされた層である。
この例では、そのＰ型拡散層１１とＮ型拡散層１２とが直接接合（ＰＮ接合）して、その間にサージ保護用のツェナーダイオードＺＤを形成している。また、このＰ型拡散層１
１とＮ型拡散層１２によって、半導体基板１のＬＥＤ２を搭載する側の表面全体が覆われている。このＰ型拡散層１１とＮ型拡散層１２の厚みは１〜２μｍ程度である。

さらに、そのＰ型拡散層１１とＮ型拡散層１２の各表面に、それぞれ半導体発光素子接続用の電極であるＬＥＤ接続用の電極３，４を設けると共に、その各表面にそれぞれＬＥＤ接続用の電極３，４から離れた給電用の電極５，６を設けている。その各電極３〜６は、それぞれＰ型拡散層１１又はＮ型拡散層１２の表面に、電解メッキ又はスパッタ等によって、下層側から銅（Ｃｕ）層、ニッケル（Ｎｉ）層、及び金（Ａｕ）層が順に積層して形成されている。
各層の厚さとしては、銅層は５μｍ以上、ニッケル層は３μｍ以上、金層は薄い方が好ましいが０．２μｍ以上は必要である。

一方、チップ状のＬＥＤ２の下面には、カソード側の接続電極である金バンプ２１と、アノード側の接続電極である金バンプ２２が設けられている。
そして、そのＬＥＤ２を半導体基板１上に設けられたＬＥＤ接続用の電極３，４の中央部の上に金バンプ２１，２２が載るように位置合わせして、圧力と熱を加えて、電極３と金バンプ２１、電極４と金バンプ２２とをそれぞれ共晶接合させている。それによって、ＬＥＤ２が、そのカソードとアノードがＬＥＤ接続用の電極３，４と電気的に接続すると共に機械的に固着され、半導体基板１上にフリップチップ実装される。
この半導体発光装置１０における半導体基板１の少なくともＬＥＤ２を実装した側は、光透過性の樹脂によって封止されてＬＥＤパッケージとなるが、その樹脂は図示を省略している。

この半導体発光装置１０を等価回路で表すと図２に示すようになり、ＬＥＤ２は、半導体基板１内のツェナーダイオードＺＤと並列に且つ順方向が逆向きになるように接続されて使用される。また、ＬＥＤ接続用の電極３と給電用の電極５との間に、その間隔に応じたＰ型拡散層１１による抵抗Ｒ１が介挿され、ＬＥＤ接続用の電極４と給電用の電極６との間に、その間隔に応じたＮ型拡散層１２による抵抗Ｒ２が介挿される。

この半導体発光装置１０の給電用の電極５，６と直流電源Ｅの陰極及び陽極とを、それぞれ配線用のワイヤ７，８によって接続することによって、ＬＥＤ２に駆動電流ｉを流して発光させることができる。配線用のワイヤ７，８は、金、銅、またはアルミニウム等の導電性が高い金属で作られる。
この場合、ＬＥＤ２が半導体基板１上にフリップチップ実装されているので、ＬＥＤパッケージの高さを低くして、コンパクトにすることができ、図１で上方への有効な発光効率を最大にすることができる。また、ＬＥＤと半導体基板上の電極とを接続するワイヤ配線が不要である。

また、前述した従来例と同様に、ＬＥＤ２の駆動中に、電極３，４間にツェナーダイオードＺＤの降伏電圧以上の異常電圧が印加されると、ツェナーダイオードＺＤが導通してその異常電圧による異常電流をバイパスするため、ＬＥＤ２に異常電流が流れることはない。したがって、ＬＥＤ２を異常電圧であるサージ電圧に対して保護することができる。
ここで、ＬＥＤ２の駆動電圧をＶｆ、ＬＥＤ２の耐圧をＶｂ、ツェナーダイオードＺＤの降伏電圧をＶｚとすると、これらの電圧の大きさが次式の関係を満たすようにする。
Ｖｂ＞Ｖｚ＞Ｖｆ

すなわち、ツェナーダイオードＺＤの降伏電圧ＶｚがＬＥＤ２の耐圧Ｖｂより低いことにより、ＬＥＤ２の順方向に過電圧が印加されたとき、ＬＥＤ２が破壊する前にツェナーダイオードＺＤに降伏電流が流れ、ＬＥＤ２が破壊しないように保護することができる。ツェナーダイオードＺＤの降伏電圧ＶｚがＬＥＤ２の駆動電圧Ｖｆより高いことにより、
ＬＥＤ２の順方向に通常の駆動電圧Ｖｆが印加されているときには、ツェナーダイオードＺＤには電流が流れず、ＬＥＤ２に駆動電圧Ｖｆに相当する駆動電流ｉが流れて発光する。
なお、ＬＥＤ２に逆方向の電圧が印加された場合は、ツェナーダイオードＺＤには順方向の電圧印加になるので、ツェナーダイオードＺＤに電流が流れる。

また、図２に示したように、ＬＥＤ２とツェナーダイオードＺＤの逆並列回路に流れる電流は、電極６と電極４との間のＮ型拡散層１２による抵抗Ｒ２を通して流入し、電極３と電極５との間のＰ型拡散層１１による抵抗Ｒ１を通して流出する。したがって、この抵抗Ｒ２，Ｒ１が、ＬＥＤ２に対する電流制限抵抗として機能して、サージ電圧による過電流を低減するため、ＬＥＤ２の保護を一層高めることができる。

そして、この抵抗Ｒ２，Ｒ１の抵抗値は、電極６と電極４の間隔及び電極３と電極５の間隔によって任意に調整できるので、ＬＥＤ２の発光効率を実質的に殆ど低下させない最適な抵抗値にすることができる。
また、Ｐ型拡散層１１とＮ型拡散層１２を半導体基板１の表面全体を覆うように広く形成することによって、抵抗Ｒ２，Ｒ１の抵抗値を小さくして、ＬＥＤ２の発光効率の低下を少なくすることができる。また、Ｐ型拡散層１１とＮ型拡散層１２に流れる電流による発熱が、熱伝導率が高い半導体基板１を通して高率よく放熱できる効果もある。

〔第２の実施形態〕
次に、この発明による半導体発光装置の第２の実施形態を図３によって説明する。図３はその半導体発光装置の模式的な断面図である。この図３において、図１と対応する部分には同一の符号を付している。
図３に示す半導体発光装置１０の半導体基板は、不純物として硼素（Ｂ）がドープされたシリコン又はゲルマニウム等によるＰ型半導体基板１Ｐである。

そのＰ型半導体基板１ＰのＬＥＤ２を搭載する表面側の一半部（図３では左半部）に、硼素（Ｂ）が他の領域より多くドープされたＰ^＋ウェル１３が形成されている。そのＰ^＋ウェル１３の表面側に、不純物として燐（Ｐ）又は砒素（Ａｓ）を多くドープしたＮ^＋のＮ型拡散層１２が設けられている。また、そのＰ型半導体基板１ＰのＬＥＤ２を搭載する表面側の他半部（図３では右半部）には、Ｎ型拡散層１２と間隔を置いて、Ｐ^＋ウェル１３より多く硼素（Ｂ）がドープされたＰ^＋＋のＰ型拡散層１１が設けられている。

この場合は、Ｐ型拡散層１１とＮ型拡散層１２が、Ｐ型半導体基板１ＰのＬＥＤ２を搭載する側の表面全体を覆ってはいない。
そのＮ型拡散層１２とＰ型拡散層１１との間に、Ｎ型拡散層１２とＰ^＋ウェル１３とのＰＮ接合によって、ツェナーダイオードＺＤが形成されている。
その他の構成及び作用効果は、前述した第１の実施形態と同様であるから、説明を省略する。

〔第３の実施形態〕
次に、この発明による半導体発光装置の第３の実施形態を図４によって説明する。図４はその半導体発光装置の模式的な断面図である。この図４においても、図１と対応する部分には同一の符号を付している。

図４に示す半導体発光装置１０において、半導体基板１及びその表面側のＰ型拡散層１１とＮ型拡散層１２、そのＰ型拡散層１１とＮ型拡散層１２の各表面にそれぞれ設けたＬＥＤ接続用の電極３，４は、図１に示した第１の実施形態と同様である。但し、Ｐ型拡散層１１とＮ型拡散層１２の各表面に給電用の電極５，６を設けていないので、その分だけ
Ｐ型拡散層１１とＮ型拡散層１２の各外側端部付近の長さを短くしている。そのため、Ｐ型拡散層１１とＮ型拡散層１２が、半導体基板１のＬＥＤ２を搭載する側の表面全体を覆ってはいない。この例でも、そのＰ型拡散層１１とＮ型拡散層１２とが直接接合（ＰＮ接合）して、その間にツェナーダイオードＺＤを形成している。

この実施形態では、半導体基板１の裏面側からＰ型拡散層１１の裏面に到達する第１の穴１５とＮ型拡散層１２の裏面に達する第２の穴１６とが設けられている。
そして、第１の穴１５及び第２の穴１６の各内周面及び半導体基板１の裏面を覆う絶縁層１７が形成されている。さらに、第１の穴１５及び第２の穴１６の内周面の絶縁層１７上に、それぞれ半導体基板１の裏面からＰ型拡散層１１の裏面に達する裏面電極１８と、Ｎ型拡散層１２の各裏面に到達する裏面電極１９とが個別に設けられている。この裏面電極１８，１９が、図１における給電用の電極５，６に相当する給電用の電極である。

第１の穴１５及び第２の穴１６は、半導体基板１を裏面からＰ型拡散層１１又はＮ型拡散層１２に達するまでウェットエッチングして形成される。絶縁層１７は、その第１の穴１５及び第２の穴１６の内周面と半導体基板１の裏面に、熱酸化処理を施して酸化膜を形成したものである。
裏面電極１８，１９は、第１の穴１５及び第２の穴１６の内周の絶縁層１７上に、下層からＴｉＷ膜を０．１μｍ程度、Ｃｕ膜を１０〜３０μｍ、Ｎｉ膜を３〜５μｍ、Ａｕ膜を０．１〜１μｍがスパッタ等によって順次積層されて形成される。
このように、半導体基板１の裏面側から第１、第２の穴１５，１６を形成し、その内部まで絶縁層１７及び裏面電極１８，１９を形成するため、半導体基板１が厚いとそれらの形成プロセスに時間がかかる。そのため、半導体基板１の厚さをなるべく薄くした方がよいが、強度上必要な厚さは確保しなければならない。

この第３の実施形態による半導体発光装置１０の等価回路も図２に示した等価回路における給電用の電極５，６が、裏面電極１８，１９に代わるだけであり、電源Ｅの陰極及び陽極と裏面電極１８，１９とを、それぞれ配線用のワイヤで接続すればよい。
この場合，電流制限機能を有する抵抗Ｒ１，Ｒ２は、ＬＥＤ接続用の電極３，４と裏面電極１８，１９との間のＰ型拡散層１１、Ｎ型拡散層１２の厚さ方向の抵抗による。
そして、この半導体発光装置１０によっても第２の実施形態による半導体発光装置１０と同様な作用効果が得られる。

さらに、この第３の実施形態による半導体発光装置１０は、裏面配線であるため実用性が多様化する。しかも、半導体基板を貫通するスルーホールがないため、樹脂封止する際に透明樹脂の流れ込みが発生しないので、ウエハレベルでＬＥＤ（チップ）を実装して樹脂封止することも可能になる。また、エア吸引による吸着が可能になるので、吸着用固定テープを貼り付けて、吸着によるプロセス後にそれを剥離するといった煩わしい作業が不要になり、各種工程プロセスに対応しやすい等の効果も得られる。

〔第４の実施形態〕
この発明による半導体発光装置の第４の実施形態は、図５に示すように構成される。この半導体発光装置１０は、前述した第３の実施形態の図４に示した半導体発光装置１０と殆ど同じである。
第３の実施形態と相違する点は、半導体基板１の表面側に設けたＰ型拡散層１１とＮ型拡散層１２が、半導体基板１の各側端まで延びており、半導体基板１の表面側の全面を覆っている点だけである。
その他の構成及び作用効果は第３の実施形態と同じであるから、その説明を省略する。

〔第５の実施形態〕
この発明による半導体発光装置の第５の実施形態は、図６に示すように構成される。この半導体発光装置１０も、前述した第３の実施形態の図４に示した半導体発光装置１０と殆どほぼ共通している。
第３の実施形態と相違する点は、半導体基板が、図３に示した第２の実施形態と同様なＰ型半導体基板１Ｐに代わった点だけである。

したがって、Ｐ型半導体基板１ＰのＬＥＤ２を搭載する表面側の一半部（図６では左半部）に、Ｐ^＋ウェル１３が形成され、その表面側にＮ^＋のＮ型拡散層１２が設けられている。また、そのＰ型半導体基板１ＰのＬＥＤ２を搭載する表面側の他半部（図６では右半部）に、Ｎ型拡散層１２と間隔を置いてＰ^＋＋のＰ型拡散層１１が設けられている。
そして、そのＮ型拡散層１２とＰ型拡散層１１との間に、Ｎ型拡散層１２とＰ^＋ウェル１３とのＰＮ接合によって、ツェナーダイオードＺＤが形成されている。
その他の構成及び作用効果は、前述した第３の実施形態と同様であるから、説明を省略する。

〔第６の実施形態〕
この発明による半導体発光装置の第６の実施形態は、図７に示すように構成される。この半導体発光装置１０も、前述した第３の実施形態の図４に示した半導体発光装置１０と殆どほぼ共通している。したがって、図７においても図４と対応する部分には同一の符号を付している。
この第６の実施形態の半導体発光装置１０が第３の実施形態と相違する点は、半導体基板が、Ｎ型半導体基板１Ｎに代わった点だけである。

そのＮ型半導体基板１Ｎは、不純物として燐（Ｐ）又は砒素（Ａｓ）がドープされたシリコン又はゲルマニウム等による半導体基板である。そのＮ型半導体基板１ＮのＬＥＤ２を搭載する表面側の一半部（図７では右半部）に、燐（Ｐ）又は砒素（Ａｓ）が他の領域より多くドープされたＮ^＋ウェル１４が形成されている。そのＮ^＋ウェル１４の表面側に、不純物として硼素（Ｂ）を多くドープしたＰ^＋のＰ型拡散層１１が設けられている。また、そのＮ型半導体基板１ＮのＬＥＤ２を搭載する表面側の他半部（図７では左半部）には、Ｐ型拡散層１１と間隔を置いて、Ｎ^＋ウェル１４より多く燐（Ｐ）又は砒素（Ａｓ）がドープされたＮ^＋＋のＮ型拡散層１２が設けられている。

この場合も、Ｐ型拡散層１１とＮ型拡散層１２が、Ｎ型半導体基板１ＮのＬＥＤ２を搭載する側の表面全体を覆ってはいない。
そのＮ型拡散層１２とＰ型拡散層１１との間に、Ｐ型拡散層１１とＮ^＋ウェル１４とのＰＮ接合によって、ツェナーダイオードＺＤが形成されている。
その他の構成及び作用効果は、前述した第３の実施形態と同様であるから、説明を省略する。

〔実施形態の変更例〕
前述した第３〜第６の実施形態の変更例を図８によって説明する。図８は、その半導体発光装置における半導体基板の裏面図である。
この変更例では、半導体基板１（Ｐ型半導体基板１Ｐ又はＮ型半導体基板１Ｎでもよい）の裏面側から、前述したＰ型拡散層１１の裏面に到達する第１の穴１５とＮ型拡散層１２の裏面に到達する第２の穴１６とが複数個（図８の場合は６個）ずつ形成されている。
そして、その全ての第１の穴１５及び第２の穴１６の各内周面及び半導体基板１の裏面を覆うように絶縁層１７が形成される。

さらに、給電用の裏面電極１８Ａが、半導体基板１の裏面に形成された長方形の共通部から全ての第１の穴１５の内周面の絶縁層上に、それぞれＰ型拡散層１１の裏面に到達す
るように設けられている。また、給電用の裏面電極１９Ａが、半導体基板１の裏面に形成された長方形の共通部から全ての第２の穴１６の内周面の絶縁層上に、それぞれＮ型拡散層１２の裏面に到達するように設けられている。

すなわち、Ｐ型拡散層１１の裏面に到達する第１の穴１５と、Ｎ型拡散層１２の裏面に到達する第２の穴１６が、Ｐ型拡散層１１と導通する給電用の裏面電極１８Ａと、Ｎ型拡散層１２と導通する給電用の裏面電極１９Ａに対して、それぞれ複数個（図８の場合は６個）ずつ設けられている。
このようにすれば、裏面電極１８ＡとＰ型拡散層１１及び裏面電極１９ＡとＮ型拡散層１２の導通をそれぞれ確実にし、その各導通抵抗を無視できる程小さい値にすることができる。また、各裏面電極１８Ａ，１９Ａの面積が広くなり、駆動回路等への接続が容易になる。さらに、半導体基板１に大きな穴を開けて接続するよりも、小さい孔を多数設けて接続する構造にした方が、基板の強度が増すという効果もある。

以上、この発明の各種の実施形態について説明してきたが、これらの構成は特許請求の範囲の各請求項に規定した事項を満たす範囲で、各実施形態の構成を適宜変更、追加又は省略したり、組み合わせたりすることが可能である。例えば、共通の半導体基板上に複数のＬＥＤ素子を実装する半導体発光装置などにも適用できる。

この発明による半導体発光素子として、ＬＥＤ素子を実装した半導体発光装置は、ＬＥＤ電球などの照明用、表示用、装飾用など各種のＬＥＤ光源装置に広く利用できる。
また、上述した各実施形態では、半導体基板上に実装する半導体発光素子がＬＥＤ素子である場合の例について説明したが、この発明は、半導体発光素子がＬＥＤ素子に限らず、レーザダイオード（ＬＤ）素子やエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子など、他の半導体発光素子を実装する半導体発光装置にも同様に利用できる。

１：半導体基板 １Ｐ：Ｐ型半導体基板 １Ｎ：Ｎ型半導体基板
２：ＬＥＤ（発光ダイオード／半導体発光素子）
３，４：ＬＥＤ接続用の電極（半導体発光素子接続用の電極）
５，６：給電用の電極 ７，８：配線用のワイヤ １０：半導体発光装置
１１：Ｐ型拡散層 １２：Ｎ型拡散層 １３：Ｐ^＋ウェル
１４：Ｎ^＋ウェル １５：第１の穴 １６：第２の穴 １７：絶縁層
１８，１８Ａ，１９，１９Ａ：裏面電極（給電用の電極）
２１：金バンプ（ＬＥＤのカソード側の接続電極）
２２：金バンプ（ＬＥＤのアノード側の接続電極）

Claims (5)

1. 半導体基板上に、サージ保護用のツェナーダイオードと並列に接続して使用する半導体発光素子を搭載した半導体発光装置であって、
   前記半導体基板の前記半導体発光素子を搭載する側の表面にＰ型拡散層とＮ型拡散層とを、前記ツェナーダイオードを形成するように形成し、
   前記Ｐ型拡散層と前記Ｎ型拡散層の各表面に、それぞれ半導体発光素子接続用の電極を設けると共に、該Ｐ型拡散層とＮ型拡散層の各表面又は各裏面に、それぞれ前記半導体発光素子接続用の電極から離れた給電用の電極を設け、
   前記半導体発光素子を、前記各半導体発光素子接続用の各電極に電気的に接続すると共に固着して実装したことを特徴とする半導体発光装置。
2. 請求項１に記載の半導体発光装置において、
   前記半導体基板の裏面側から前記Ｐ型拡散層の裏面に到達する第１の穴と前記Ｎ型拡散層の裏面に到達する第２の穴とが設けられ、
   前記第１の穴及び前記第２の穴の各内周面及び前記半導体基板の裏面を覆う絶縁層が形成され、
   前記給電用の各電極が、前記第１の穴及び前記第２の穴の内周面の前記絶縁層上に、それぞれ前記半導体基板の裏面から前記Ｐ型拡散層及び前記Ｎ型拡散層の各裏面に個別に到達するように設けられたことを特徴とする半導体発光装置。
3. 前記第１の穴及び前記第２の穴が、前記Ｐ型拡散層と導通する前記給電用の電極及び前記Ｎ型拡散層と導通する前記給電用の電極に対して、それぞれ複数個ずつ設けられたことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
4. 前記Ｐ型拡散層と前記Ｎ型拡散層とが直接接合して前記ツェナーダイオードを形成していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
5. 前記Ｐ型拡散層及び前記Ｎ型拡散層によって、前記半導体基板の前記半導体発光素子を搭載する側の表面全体が覆われていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体発光装置。

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