JP2019153777A - 発光素子及び発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)第1半導体層、発光層及び第2半導体層を順に有し、かつ前記第2半導体層側に前記第2半導体層及び前記発光層から前記第1半導体層が露出する複数の露出部が配列された半導体積層体と、
前記半導体積層体を覆い、複数の前記露出部の上方に開口部を有する絶縁膜と、
前記開口部にて前記露出部と接続され、かつ一部が前記絶縁膜を介して前記第2半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層に接続された第2電極と、
前記第1電極と接続され、平面視において、前記露出部と離間して配置される第1外部接続部と、
前記第2電極と接続される第2外部接続部とを含み、
前記第1外部接続部は、平面視において、1つの前記露出部を包囲し、かつ隣接する前記露出部をそれぞれ包囲する前記第1外部接続部同士は離間されている発光素子。
(2)上面に配線パターンを有する基板と、
前記配線パターン上に、複数の第1外部接続部と第2外部接続部とを介してフリップチップ実装された発光素子と、
前記発光素子、前記第1外部接続部及び前記第2外部接続部並びに前記基板を被覆する被覆部材とを備え、
前記発光素子は、
第1半導体層、発光層及び第2半導体層を順に有し、かつ前記第2半導体層側に前記第2半導体層及び前記発光層から前記第1半導体層が露出する複数の露出部が配列された半導体積層体と、
前記半導体積層体を覆い、複数の前記露出部の上方に開口部を有する絶縁膜と、
前記開口部にて前記露出部と接続され、かつ一部が前記絶縁膜を介して前記第2半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層に接続された第2電極とを有し、
前記第2外部接続部は第2電極と接続されており、
前記第1電極と接続され、平面視において、前記露出部と離間して配置される第1外部接続部と、
前記第2電極と接続される第2外部接続部とを含み、
前記第1外部接続部は、平面視において、1つの前記露出部を包囲し、かつ隣接する前記露出部をそれぞれ包囲する前記第1外部接続部同士は離間されている発光装置。
本開示の一実施形態における発光素子は、第1半導体層、発光層及び第2半導体層を順に有し、かつ第2半導体層側に第2半導体層及び発光層から第1半導体層が露出する複数の露出部が配列された半導体積層体と、半導体積層体を覆い、複数の露出部の上方に開口部を有する絶縁膜と、開口部にて露出部と接続され、かつ一部が絶縁膜を介して第2半導体層上に配置された第1電極と、第2半導体層上に接続された第2電極と、第1電極と接続され、平面視において、露出部と離間して配置される第1外部接続部と、第2電極と接続される第2外部接続部とを含む。第1外部接続部は、平面視において、1つの露出部を包囲し、かつ隣接する露出部をそれぞれ包囲する第1外部接続部同士は離間されている。
つまり、本開示の一実施形態における発光素子10は、図1Aから1Cに示すように、半導体積層体13と、絶縁膜14と、第1電極11及び第2電極12と、第1外部接続部21及び第2外部接続部22とを含んで構成される。特に、第1外部接続部21は、複数あり、平面視において、それぞれが小片形状である。第1外部接続部21は、平面視において、1つの露出部を複数で包囲しており、露出部とは離間して配置されており、かつ、隣接する露出部を包囲する複数の第1外部接続部は互いに離間されている。発光素子10の平面形状は、例えば、略矩形状、六角形等の多角形、これらの角に丸みを帯びた形状、円形又は楕円形等が挙げられる。なかでも、略矩形が好ましい。
このような発光素子では、後述する発光素子の基板への接合の際に、露出部13bの周辺に第1外部接続部が配置されるため、放熱性を確保すること又は向上させることが可能となる。また、露出部13b近傍の絶縁膜及び電極の破損を回避することができる。さらに、第1外部接続部が、小片状であり、1つの露出部を複数で包囲し、かつ、隣接する露出部を包囲する複数の第1外部接続部は互いに離間されていることにより、後述する発光装置における被覆部材を形成する場合に、基板にフリップチップ実装された発光素子に対して、発光素子と基板との間における被覆部材を形成する未硬化の樹脂材料の流動性を妨げないため、その直下にまで、被覆部材を配置しやすくなる。これにより、発光装置の光取出し効率を確保することができる。
発光素子10を構成する半導体積層体13は、第1半導体層13n、発光層13a及び第2半導体層13pがこの順に積層されて構成される。このような半導体積層体13は、通常、絶縁性の支持基板15上に形成されている。ただし、最終的に、発光素子10は、支持基板15が除去されたものでもよい。発光層13aと、発光層13aの上面に設けられた第2半導体層13pとは、第1半導体層13nの上面のうち所定の領域に設けられている。つまり、第1半導体層13n上の一部の領域には、第2半導体層13p及び発光層13aが存在しない。このように、第2半導体層側において、第1半導体層13nが、発光層13a及び第2半導体層13pから露出する領域を露出部13bと称する。さらに言い換えると、半導体積層体13は、第2半導体層13pの表面に、平面視において互いに離間した複数の孔を有し、孔の底面に第1半導体層13nが露出している。この孔の底面に露出する第1半導体層13nを露出部13bと称する。孔は第2半導体層13p及び発光層13aを貫通しており、孔の側面には第2半導体層13p、発光層13a及び第1半導体層13nの一部が露出している。
露出部13bの形状は、例えば、平面視において円又は楕円、三角形、四角形、六角形等の多角形等が挙げられ、なかでも、円形又は円形に近い形状(例えば楕円又は六角形以上の多角形)が好ましい。露出部13bの大きさは、半導体積層体の大きさ、求められる発光素子の出力、輝度等によって適宜調整することができ、例えば、直径が数十μm〜数百μm程度の大きさであることが好ましい。別の観点から、直径が、半導体積層体の一辺の1/20〜1/5程度の大きさであることが好ましい。また、隣接する露出部13b間の距離は、全部が同じであってもよいし、一部又は全部が異なってもよいが、全部が略同じであることが好ましい。例えば、露出部13b間の距離は、半導体積層体の一辺の1/15〜1/5程度が挙げられる。なかでも、露出部の直径よりも大きいことが好ましい。
第1方向に並ぶ露出部13bの数は、2以上であることが好ましく、3以上、5以上又は7以上であることがより好ましい。第2方向に並ぶ露出部13bの数は、第1方向に並ぶ露出部13bの数よりも少なくても多くてもよいが、少ないことが好ましい。言い換えると、列状に配置される露出部13bの第2方向に沿った列の数は、1つの列内に配置される露出部13bの数よりも少ないことが好ましい。
特に、露出部13bは、平面視で略円形状であり、その大きさは、例えば、直径数十μm〜数百μmであり、上面側に一定の間隔、例えば、露出部13bの直径の1.5倍〜5倍の間隔で配置されていることが好ましい。
絶縁膜14は、半導体積層体13の上面及び側面を被覆するとともに、露出部13bの上方に開口部14aを、第2半導体層13pの上方に開口部14bを有する。絶縁膜14が半導体積層体13を被覆し、かつ露出部13bの上方に開口部14aを有することにより、第2半導体層13pの上面を覆う絶縁膜14の上面の広範囲に第1電極11を形成することができる。
絶縁膜14は、当該分野で公知の材料によって、電気的な絶縁性を確保し得る材料及び厚みで形成されていることが好ましい。具体的には、絶縁膜14は、金属酸化物及び金属窒化物等、例えば、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又は窒化物によって形成することができる。絶縁膜は、絶縁性を確保し得る膜厚を有するものであればよい。
第1電極11及び第2電極12は、半導体積層体13の上面側(つまり、支持基板とは反対側、第2半導体層側)に配置されている。
第1電極11は、露出部13bの上方における絶縁膜14の開口部14aにて、露出部13bと接続している。この場合、第1電極11は複数の露出部13bを覆うように接続されることが好ましく、全ての露出部13bが第1電極11に覆われ、一体的に接続されることがより好ましい。従って、第1電極は、第1半導体層13n上のみならず、第2半導体層13p上方にも配置される。つまり、第1電極11は絶縁膜14を介して、露出部13bを形成する孔の側面(つまり発光層13a及び第2半導体層13pの側面)及び第2半導体層13p上に配置される。
第1電極11及び第2電極12は、第1半導体層13n及び第2半導体層13pと、それぞれ直接接触しておらず、後述する光反射性電極等の導電性部材を介して電気的に接続されていてもよい。
第1電極11及び第2電極12の平面視形状は、半導体積層体の平面視形状が矩形の場合、同様にその外縁形状が矩形又は略矩形であることが好ましい。第1電極11及び第2電極12は、平面視、1つの半導体積層体において、一方向に並行して交互に配置されていることが好ましい。例えば、平面視、第1電極が第2電極を挟むように配置されていることが好ましい。
発光素子10は、第1電極及び/又は第2電極と第2半導体層との間に介在する光反射性電極16を有することが好ましい。
光反射性電極16としては、銀、アルミニウム又はこれらのいずれかの金属を主成分とする合金を用いることができ、特に発光層から発せられる光に対して高い光反射性を有する銀又は銀合金がより好ましい。光反射性電極16は、発光層から出射される光を効果的に反射することができる厚みを有することが好ましく、例えば、20nm〜1μm程度が挙げられる。光反射性電極と第2半導体層との接触面積は大きいほど好ましく、このため、光反射性電極16は、第1電極11と第2半導体層13pとの間にも配置されることが好ましい。具体的には、光反射性電極16の総平面積は、半導体積層体の平面積の50%以上、60%以上、70%以上が挙げられる。
第1外部接続部21及び第2外部接続部22は、外部と接続するために設けられる。
第1外部接続部21は、第2半導体層13pの上方において、絶縁膜14の上面に設けられた第1電極11上に設けられて、第1電極11と接続されている。
第1外部接続部21は、複数あり、それぞれが小片形状である。第1外部接続部21は、平面視において、1つの露出部13bを複数で包囲しているが、露出部13bとは離間している。また、隣接する露出部13bを包囲する複数の第1外部接続部21は互いに離間されている。
第1外部接続部の数は、半導体積層体に形成された露出部の数によって、適宜設定することができる。例えば、1つの露出部に対して、1以上であればよく、例えば、2つ、3つ、4つ等が挙げられる。ただし、全ての露出部に対して、第1外部接続部が同じように配置されていなくてもよく、露出部13bの位置によって、露出部13bを包囲する第1外部接続部の数及び/又は形状が異なっていてもよい。例えば、半導体積層体の外縁に対向する位置及び/又は第2電極に対向する位置及び/又は露出部で囲まれた半導体積層体の内側の位置で、第1外部接続部の数及び/又は形状が異なっていてもよい。言い換えると、第1外部接続部21は、上述したように配置されているもの、特に、規則的に配置されているものを含む限り、ランダムに配置されたものが含まれていてもよい。
1つの露出部を包囲する小片形状の複数の第1外部接続部21は、隣接する露出部を包囲する小片形状の複数の第1外部接続部21と互いに離間している。つまり、隣接する露出部間において、第1外部接続部は複数配置されている。隣接する露出部間において、互いに離間する第1外部接続部21同士は、例えば、3μm以上離間していることが好ましく、20μm以上離間していることがより好ましい。このような距離に設定されることにより、被覆部材を構成する未硬化の樹脂材料を、第1外部接続部間に空隙などを発生させることなく流動させることができる。これにより、発光素子と基板との間に存在する気体の熱膨張に起因する発光素子の剥がれ等を効果的に防止することができる。
例えば、第1方向に長い形状であり、第1方向において第2電極及び半導体積層体よりも若干短い長さを有するものが挙げられ、半導体積層体の一辺の長さの1/15〜1/3の幅が挙げられ、1/10〜1/5の幅を有するものが好ましい。また、第1方向に、規則的又はランダムに配置された、複数の多角形(例えば、四角形)、円形又は楕円形等の形状であってもよい。第2外部接続部22間の間隔は規則的であってもよいしランダムであってもよい。第2外部接続部22は、配置される部位によって、その形状及び/又は大きさが異なっていてもよい。例えば、半導体積層体の外縁に近い部分が細いもしくは太い四角形又は小さいもしくは大きい円形等であり、中央部分もしくは両端の内側が太いもしくは細い四角形又は小さなもしくは大きな円形等が挙げられる。この場合、例えば、第2外部接続部の大きさは、第1外部接続部の80%〜500%程度、80%〜200%程度、80%〜150%程度とすることができる。
なかでも、平面視における第1外部接続部と第2外部接続部との面積比を近づけることで(例えば1:0.8〜1.5程度)、発光素子を基板上にフリップチップ実装する際、発光素子にかかる応力の偏りを緩和することができ好ましい。その結果、接合精度が安定する。特に、第2外部接続部の大きさが第1接続部の大きさと同等(例えば1:0.9〜1.1程度)とした場合、この効果は顕著である。また、後述する被覆部材を形成する未硬化の樹脂材料の流動性にも寄与することができる。
第1外部接続部21及び第2外部接続部22をメッキ法で形成する場合、Al、Ag、Al合金及びAg合金、Cu、Au、Niなどの金属の単層又は積層構造を用いることができる。第1外部接続部21及び第2外部接続部22は、腐食防止及び基板23との接合性を高めるために、少なくとも最上層をAuで形成することが好ましい。
なお、第1外部接続部21及び第2外部接続部22の厚みは、発光素子の大きさ、特性等によって、適宜調整することができ、例えば、1μm〜100μm程度が挙げられる。
本開示の一実施形態における発光装置20は、図2A及び2Bに示すように、上面に配線パターン24、25を有する基板23と、上述した発光素子10が1つ又は複数と、被覆部材27と、透光部材28とを備える。
基板23は、上面に配線パターン24、25を有し、配線パターン24、25上に発光素子10が、フリップチップ実装されている。
基板の材料としては、例えば、ガラスエポキシ、樹脂、セラミックスなどの絶縁性部材、表面に絶縁性部材を形成した金属部材等が挙げられる。なかでも、基板の材料は、耐熱性及び耐候性の高いセラミックスを利用したものが好ましい。セラミックス材料としては、アルミナ、窒化アルミニウムなどが挙げられる。
被覆部材27は、発光素子10の側面、発光素子10と基板23との間、基板23の上面、第1外部接続部21及び第2外部接続部22の側面を被覆する。また、発光素子10と基板23との間であって、小片形状の第1外部接続部の間も被覆する。被覆部材は、発光素子の下面において、露出部の直下にも配置されることが好ましい。また、後述するように、発光装置20が、発光素子の上面に透光部材28を有する場合には、被覆部材27は、透光部材28の側面も被覆することが好ましい。
被覆部材27は、基板23上に形成された枠体27aの内側に配置されていてもよい。枠体27aは、平面視において、発光素子10を取り囲むように、発光素子10から離間して配置されていることが好ましい。このような枠体27aによって、被覆部材27の形状を規定することができる。枠体27aは、被覆部材27と同じ材料によって形成されていてもよいし、異なる材料によって形成されていてもよい。
被覆部材27、枠体27aは、例えば、射出成形、ポッティング成形、樹脂印刷法、トランスファーモールド法、圧縮成形などで成形することができる。
発光装置20は、発光素子10の上面に透光部材28を有することが好ましい。透光部材28は、発光素子の光取り出し面を被覆し、発光素子から出射される光の50%以上又は60%以上、好ましくは70%以上を透過させ、外部に放出することが可能な部材である。透光部材は、光拡散材、発光素子10から出射される光の少なくとも一部を波長変換可能な蛍光体を含有することができる。透光部材28の下面外縁は、発光素子の上面外縁と一致するか、上面外縁より内側又は外側のいずれかのみに位置することが好ましい。透光部材28は板状であることが好ましく、透光部材の厚みは、例えば、50μm〜300μmが挙げられる。透光部材28は、上面側の外周の全部又は一部において切欠を有していることが好ましい。これにより、透光部材28の上面が、下面よりも小さい面積とすることができるため、透光部材28を通して、より小さい面積で光を取り出すことができる。
この実施形態1の発光素子10は、図1A〜1Cに示すように、半導体積層体13と、絶縁膜14と、第1電極11及び第2電極12と、第1外部接続部21及び第2外部接続部22とを含む。
半導体積層体13は、サファイアからなり、表面に凹凸を有する支持基板15上に、第1半導体層13n、発光層13a及び第2半導体層13pがこの順に積層されて構成されている。半導体積層体13の平面視形状は略正方形状であり、一辺の長さは1.0mm程度である。
半導体積層体13の第2半導体層13p側の表面には、第2半導体層13p及び発光層13aから、第1半導体層13nが露出する複数の露出部13bが形成されている。露出部13bは平面視において行列状に配置されている。具体的には、露出部13bは、第1方向に沿って8個ずつの列状に配列され、第1方向に直交する第2方向に沿って、2群に分かれて半導体積層体の両側に4個ずつの行状に配列されている。露出部13bは平面視において、直径13μm程度の円形であり、その隣接する円の中心間の距離は、第1方向及び第2方向にそれぞれ170μm程度である。
第2半導体層13pと第1電極及び/又は第2電極との間には、銀からなる光反射性電極16が、略全面に配置されており、光反射性電極16は、その上面及び側面が保護層17によって被覆されている。
発光素子10は、平面視において、第2電極12を第2方向に挟むように形成された第1電極11を備える。第1電極11は、絶縁膜14の開口部14aにて露出部13bと接続され、さらに、絶縁膜14を介して第2半導体層13p上に形成されている。
列状に配置された第2外部接続部22の両側には、複数の第1外部接続部21が形成されている。
第1外部接続部21は、平面形状が、円環の略1/4の環状扇形の小片形状であり、その平面積は、2000μm2程度である。1つの露出部13bに対して、4つの第1外部接続部21が、露出部13bに近接するが離間して、露出部13bを包囲するようにそれぞれ配置されている。第1外部接続部21間の距離D1は、3μm〜20μm程度である。
隣接する露出部13bをそれぞれ包囲する第1外部接続部21は、互いに離間して配置されている。離間の距離は、例えば、第1方向の距離D2、及び第2方向の距離D3は3μm〜20μm程度である。
第1外部接続部21及び第2外部接続部22の厚みは10μm〜20μm程度である。
この実施形態2の発光装置20は、図2A及び2Bに示すように、上面に配線パターンを有する基板23と、上述した発光素子10と、被覆部材27と、透光部材28とを備える。
基板23は、窒化アルミニウムからなり、その上面に正負の配線パターン24、25を有する。配線パターン24、25は、最表面がAuによって形成されている。基板23上には、発光素子10が、第1外部接続部21及び第2外部接続部22が形成された面を実装面としてフリップチップ実装されている。
発光素子10の側方には、保護素子26が配置されている。保護素子26は、例えば、ツェナーダイオードである。
被覆部材27及び枠体27aは、約30重量%の酸化チタンを含有する変性シリコーン樹脂によって形成されており、光反射性を有する。
この実施形態3の発光素子30は、図3に示すように、露出部33bを取り囲む第1外部接続部31a、31b、31c、31dの数及び形状と、第2外部接続部32の形状とが異なる以外、発光素子10の構成と実質的に同様である。
つまり、第1半導体層33n、発光層及び第2半導体層33pがこの順に積層された半導体積層体33の上に配置された第2電極12には、第1方向に帯状に延びる第2外部接続部32が配置されている。
第1方向及び第2方向に規則的に配列された露出部33bのうち、第2電極12に隣接して配置された露出部33bには、それらの露出部33bと第2電極12との間には、第1外部接続部が配置されておらず、第2電極12とは反対側において、1つの露出部33bに対して、平面視が円環の約1/4の環状扇形の小片状の第1外部接続部31aが2つ配置されている。第1外部接続部31aは、露出部33bに近接するが、離間している。
第1方向に沿って配列された露出部33bのうち、第2電極12に隣接せず、半導体積層体33の外縁に対向しない露出部33bには、第1方向に沿って、それぞれ、1つの露出部33bを挟むように、平面視が半円環形状を有する小片状の第1外部接続部31bが2つ配置されている。第1外部接続部31bは露出部33bに近接するが、離間している。
さらに、半導体積層体33の第1方向に延びる外縁に対向する露出部33bには、第1方向に沿って、それぞれ、露出部33bを挟むように、第1外部接続部31cが2つ配置されている。第1外部接続部31cは、露出部33bに近接するが、離間している。第1外部接続部31cは、平面視が、半円環形状の、半導体積層体33の外縁側の一端部が外縁側に延長した小片形状である。
なお、半導体積層体33の角部及び第2電極の角部に対向する小片状の第1外部接続部31e、31fは、露出部の大きさ及び配置等、半導体積層体33の形状等に応じて、若干変形した形状を有する。ただし、上記のいずれかと同様の形状であってもよい。
この実施形態4の発光素子40は、図4Aに示すように、露出部43bの数、露出部43bを取り囲む第1外部接続部41の数及び厚みと、第2外部接続部42a、42bの形状及び数が異なる以外、発光素子10の構成と実質的に同様である。
つまり、半導体積層体43において、露出部43bは、第1方向に沿って7個ずつの列状に配列され、第1方向に直交する第2方向に沿って、2群に分かれて半導体積層体の両側に3個ずつの行状に配列されている。露出部43bは平面視において、直径13μm程度の円形であり、その隣接する円の中心間の距離は、第1方向及び第2方向にそれぞれ170μm程度である。
第2電極12の上には、両端側において、平面視小円形状の第2外部接続部42aが3つ、中央部においては、平面視大円形状の第2外部接続部42bが7つ配置されている。
また、第1方向に沿って配列された露出部43bのうち、半導体積層体43の外縁に対向しない露出部43bには、第1方向及び第2方向に沿って、それぞれ、1つの露出部43bを挟むように、平面視が1/4の環状扇形の小片状の第1外部接続部41が4つ、露出部43bに近接するが、離間して配置されている。ただし、第2電極12と第2電極12に隣接する露出部43bの列との間には、小片状の第1外部接続部が配置されていない。
さらに、半導体積層体43の第1方向に延長する外縁に対向する露出部43bには、第1方向に沿って、それぞれ、平面視が環状扇形の小片状の第1外部接続部41が3つ、露出部43bに近接するが、離間して配置されている。
この発光素子40においても、発光素子10と同様の効果を有する。
比較のために、図4Bに示すように、平面視において、円形状の第1外部接続部41Bを、行列間で隣接する4つの露出部43bの間に1つずつ配置した以外は実質的に同様の構成を有する発光素子40Bを作成した。なお、第1外部接続部41Bの合計の平面積は、発光素子40の第1外部接続部41の合計の平面積と同程度である。この発光素子40Bも、発光素子40と同様に熱抵抗を測定した。
これらの結果を図4Cに示す。図4Cの結果から、発光素子40は、発光素子40Bに対して、約23%の熱抵抗の低減が認められた。この熱抵抗値の低減は、良好な放熱性を表し、より高性能の発光装置を提供に寄与する。
この実施形態5の発光素子50は、図5に示すように、露出部53bを取り囲む第1外部接続部51a、51b、51c、51d、51eの数及び形状と、第2外部接続部52の数及び形状とが異なる以外、発光素子10、30、40の構成と実質的に同様である。
つまり、発光素子50は、第1半導体層53n、発光層及び第2半導体層53pがこの順に積層された半導体積層体53の上に配置された、第1方向に帯状に延びる第2電極12を備える。第2電極の上には、第1方向に沿って列状に複数の小片形状の第2外部接続部52が配置されている。
第1方向に沿って配列された露出部53bのうち、第2電極12に隣接せず、半導体積層体53の外縁に対向しない露出部53bには、第1方向に沿って、それぞれ、1つの露出部53bを挟むように、平面視が半円環形状を有する小片状の第1外部接続部51aが2つ配置されている。
第2電極12に隣接して配置された露出部53bには、第2電極12との間に第1外部接続部が配置されておらず、第2電極12とは反対側において、平面視が半円環形状を有する小片状の第1外部接続部51aが配置されている。
半導体積層体53の第1方向に延びる外縁に対向する露出部53bには、それぞれ、露出部53bを挟むように、第1方向に、第1外部接続部51b、露出部53b、第1外部接続部51bの順で、第1外部接続部51bが2つ配置されている。第1外部接続部51bは、平面視が半円環形状を有する小片状の、半導体積層体33の外縁側の一端部が外縁側に延長した小片形状である。
半導体積層体53の第2方向に延びる外縁に対向する露出部53bには、外縁との間に、露出部33bの外形に沿った凹みを備える帯型の小片状で第1外部接続部51dが、第2方向に沿って配置されている。
なお、半導体積層体53の外縁又は角部に対向する小片状の第1外部接続部51e、51cは、露出部の大きさ及び配置等、半導体積層体53の形状等に応じて、半円環形状の小片が半導体積層体の外縁に沿うように若干変形した形状を有する。ただし、上記のいずれかと同様の形状であってもよい。
全ての第1外部接続部51a〜51eは露出部53bに近接するが、離間している。
また、半導体積層体53の1つの外縁側において、隣接する露出部を囲む第1外部接続部51a間に円形の電極51Xが配置されている。電極51Xは第1外部接続部と同様に第1電極に接続されており、例えば、発光素子の光学特性を測定する際のプローブ用の電極として用いることができる。
半導体積層体53の上に配置され、第1方向に帯状に延びる第2電極12上には、第2外部接続部52が複数配置されている。小片形状の第2外部接続部は、例えば角に丸みがある略四角形状であり、複数の略同形状の第2外部接続部が、均等な間隔(例えば、16μm程度)にて、第1方向に沿って配置されている。第2外部接続部52は、1つの第1外部接続部51a〜51eと同等〜約3倍程度の平面積とすることができる。なお、第2外部接続部52のうち、例えば両端の第2外部接続部52を、発光素子の光学特性を測定する際のプロープ用の電極として用いることができる。
このような発光素子50では、発光素子10、30、40と同様の効果、つまり、半導体積層体33の外周に沿った第1外部接続部によって、発光素子30の外周において、より強固に、実装基板等に接続することができる。これに加えて、第2外部接続部と第1外部接続部との平面積の差を小さくすることにより、発光素子を基板上にフリップチップ実装する際、接合時に第1外部接続部及び第2外部接続部の潰れ量が同程度となり、接合精度が安定する。これにより、発光素子にかかる応力の偏りを緩和することができる。また、上述した被覆部材を形成する未硬化の樹脂材料の流動性にも寄与することができる。これにより、熱応力の低減を図ることができる。
この実施形態6の発光素子60は、図6に示すように、第2外部接続部52の形状が異なる以外、発光素子50の構成と実質的に同様である。
つまり、露出部63b、第1外部接続部51a〜51e、電極51Xの形状及び配置は、発光素子50と同様である。
第2電極12上に配置された小片形状の第2外部接続部62a、62bうち、両端の第2外部接続部62aは、例えば、発光素子の光学特性を測定する際のプローブ用の電極として用いるために比較的大きな形状で配置され、それらの間に配置された第2外部接続部62bは、第2外部接続部62aよりも小さい形状で複数配置され、均等な間隔にて、第1方向に沿って配置されている。より小さい形状の第2外部接続部62bは、1つの第1外部接続部51a〜51eと同等〜約1.5倍程度の平面積とすることができる。
このような発光素子60では、発光素子10、30、40及び50と同様の効果を得ることができる。さらに、第2外部接続部と第1外部接続部との平面積の差をより小さくすることにより、発光素子を基板上にフリップチップ実装する際、接合時に第1外部接続部及び第2外部接続部の潰れ量が同程度となり、接合精度がより安定する。これにより、発光素子にかかる応力の偏りを緩和することができる。また、上述した被覆部材を形成する未硬化の樹脂材料の流動性にも寄与することができる。これにより、熱応力の低減を図ることができる。
この実施形態7の発光素子70は、図7に示すように、第1外部接続部の形状と配置が異なる以外、発光素子60の構成と実質的に同様である。
つまり、第2外部接続部62a、62bの形状及び配置は、発光素子60と同様である。
第2電極12に隣接しない露出部73bには、それぞれ、1つの露出部73bを挟むように、第2方向に、第1外部接続部71a、露出部73b、第1外部接続部71aの順で、第1外部接続部71aが2つ配置されている。
第2電極12に隣接して配置された露出部73bには、第2電極12との間に第1外部接続部が配置されておらず、第2電極12とは反対側において、第1方向に沿って第1外部接続部51aが配置されている。
このように、露出部を中心とする略半円環形状の小片状の第1外部接続部を第1方向に沿って配置することにより、上述した被覆部材を形成する未硬化の樹脂材料が第1外部接続部に沿って流動しやすくなる(いわゆる毛管現象)。
なお、半導体積層体73の外縁又は角部に対向する小片状の第1外部接続部71b、71c、71d、71eは、露出部の大きさ及び配置等、半導体積層体73の形状等に応じて、半円環形状の小片が半導体積層体の外縁に沿うように若干変形した形状を有する。
このような発光素子70では、発光素子10、30及び60と同様の効果を得ることができる。さらに、第1外部接続部の形状や向きを調整することで、発光素子直下における樹脂材料が流動する方向や速さを制御することが可能となり、ボイドの発生を抑制しながら、簡便に被覆部材を形成することができる。
11 第1電極
12 第2電極
13、33、43、53、63、73 半導体積層体
13a 発光層
13b、33b、43b、53b、63b、73b 露出部
13n、33n 第1半導体層
13p、33p 第2半導体層
14 絶縁膜
14a 開口部
15 支持基板
16 光反射性電極
17 保護層
20 発光装置
21、31a、31b、31c、31d、31e、31f、41、41B、51a〜51e、71a〜71e 第1外部接続部
22、32、42a、42b、52、62a、62b 第2外部接続部
23 基板
24、25 配線パターン
26 保護素子
27 被覆部材
27a 枠体
28 透光部材
Claims (10)
- 第1半導体層、発光層及び第2半導体層を順に有し、かつ前記第2半導体層側に前記第2半導体層及び前記発光層から前記第1半導体層が露出する複数の露出部が配列された半導体積層体と、
前記半導体積層体を覆い、複数の前記露出部の上方に開口部を有する絶縁膜と、
前記開口部にて前記露出部と接続され、かつ一部が前記絶縁膜を介して前記第2半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層に接続された第2電極と、
前記第1電極と接続され、平面視において、前記露出部と離間して配置される第1外部接続部と、
前記第2電極と接続される第2外部接続部とを含み、
前記第1外部接続部は、平面視において、1つの前記露出部を包囲し、かつ隣接する前記露出部をそれぞれ包囲する前記第1外部接続部同士は離間されている発光素子。 - 前記第1外部接続部は小片形状を有し、前記小片で1つの前記露出部を、それぞれ規則的に包囲している請求項1に記載の発光素子。
- 前記小片のうち、前記半導体積層体の外縁に対面する小片は、前記半導体積層体の外縁に対面しない小片よりも平面積が大きい請求項1又は2に記載の発光素子。
- 前記露出部は、前記半導体積層体の一部の外縁に平行な第1方向と、該第1方向に直交する第2方向とに、それぞれ複数配列されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光素子。
- 平面視において、前記第2外部接続部は前記第1方向に長い形状であり、前記第1外部接続部は、前記第2外部接続部を前記第2方向に挟んで配置されている請求項4に記載の発光素子。
- 平面視において、複数の前記第2外部接続部が前記第1方向に沿って列状に配置されており、前記第1外部接続部は、前記第2外部接続部を前記第2方向に挟んで配置されている請求項4に記載の発光素子。
- 平面視において、前記第2電極と該第2電極に隣接する前記露出部との間には、前記第1外部接続部が配置されていない請求項1〜6のいずれか1項に記載の発光素子。
- 上面に配線パターンを有する基板と、
前記配線パターン上に、複数の第1外部接続部と第2外部接続部とを介してフリップチップ実装された発光素子と、
前記発光素子、前記第1外部接続部及び前記第2外部接続部並びに前記基板を被覆する被覆部材とを備え、
前記発光素子は、
第1半導体層、発光層及び第2半導体層を順に有し、かつ前記第2半導体層側に前記第2半導体層及び前記発光層から前記第1半導体層が露出する複数の露出部が配列された半導体積層体と、
前記半導体積層体を覆い、複数の前記露出部の上方に開口部を有する絶縁膜と、
前記開口部にて前記露出部と接続され、かつ一部が前記絶縁膜を介して前記第2半導体層上に配置された第1電極と、
前記第2半導体層に接続された第2電極とを有し、
前記第2外部接続部は前記第2電極と接続されており、
前記第1電極と接続され、平面視において、前記露出部と離間して配置される第1外部接続部と、
前記第2電極と接続される第2外部接続部とを含み、
前記第1外部接続部は、平面視において、1つの前記露出部を包囲し、かつ隣接する前記露出部をそれぞれ包囲する前記第1外部接続部同士は離間されている発光装置。 - 前記被覆部材は、光反射性物質を含む請求項8に記載の発光装置。
- 平面視において、前記第2外部接続部は複数の小片形状で互いに離間されている請求項8又は9に記載の発光装置。
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