JP5531575B2 - Group III nitride compound semiconductor light emitting device - Google Patents

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Description

本発明は、蛍光体を含ませたＩＩＩ族窒化物化合物半導体発光素子に関するものである。   The present invention relates to a group III nitride compound semiconductor light emitting device containing a phosphor.

発光強度の強い紫外光や青色光を発光可能な窒化ガリウム系化合物半導体（Ａｌ１−Ｘ−ＹＩｎＸＧａＹＮ、０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦１，０≦Ｘ＋Ｙ≦１）を用いた発光素子が実用化されている。窒化ガリウム系化合物半導体は屈折率が高いため、これを封止するエポキシ樹脂やシリコン樹脂等の封止材と、この発光光と、これを励起光とする蛍光体による発光素子の発光光より長波長の波長変換光との混色光により、白色光を発光する発光装置が照明や液晶ディスプレイのバックライトに利用されている。このような発光素子から出光された光を蛍光体により波長変換して発光装置の外部に取り出す場合、一般に、発光素子を被覆する樹脂等の封止部材に蛍光体を混入させる。 Luminous intensity strong ultraviolet light or capable of emitting gallium nitride-based compound semiconductor blue light (Al 1-X-Y In X Ga Y N, 0 ≦ X ≦ 1,0 ≦ Y ≦ 1,0 ≦ X + Y ≦ 1) The used light emitting device has been put into practical use. Since the gallium nitride compound semiconductor has a high refractive index, it is longer than the emission light of the light emitting element by the sealing material such as epoxy resin or silicon resin that seals it, the emitted light, and the phosphor that uses the emitted light as excitation light. A light-emitting device that emits white light by using mixed color light with wavelength-converted light of a wavelength is used for illumination or a backlight of a liquid crystal display. When light emitted from such a light emitting element is wavelength-converted by the phosphor and taken out of the light emitting device, the phosphor is generally mixed in a sealing member such as a resin covering the light emitting element.

一般的に、窒化ガリウム系化合物半導体の屈折率は、封止部材と比較して屈折率が極めて高い。従って、封止部材に発光光が取り出されず、発光素子内で発光光が篭る、所謂、篭り光の割合が高い。この篭り光により、発光層による発光光の吸収が生じ、発光素子の光取り出し効率が低下していた。このような現象を生じさせないため、発光層に吸収されない長波長の光に発光光をいち早く変換することを目的として、発光素子の内部に蛍光体層を形成する技術が提案されている。   In general, the refractive index of a gallium nitride compound semiconductor is extremely higher than that of a sealing member. Therefore, the emitted light is not extracted to the sealing member, and the ratio of so-called turning light in which the emitted light is emitted in the light emitting element is high. Due to the illuminating light, the light emitting layer absorbs the emitted light, and the light extraction efficiency of the light emitting element is lowered. In order to prevent such a phenomenon from occurring, a technique for forming a phosphor layer inside a light emitting element has been proposed for the purpose of quickly converting emitted light into long wavelength light that is not absorbed by the light emitting layer.

そのような技術の例として、発光素子の半導体層の表面を保護するための保護膜に蛍光体を含有させる（例えば、特許文献１参照。）技術や、発光素子の半導体層に溝を設け、その溝内を充填する蛍光体層を形成する（例えば、特許文献２、３参照。）技術がある。   As an example of such a technique, a technique of incorporating a phosphor into a protective film for protecting the surface of the semiconductor layer of the light emitting element (see, for example, Patent Document 1), or providing a groove in the semiconductor layer of the light emitting element, There is a technique for forming a phosphor layer filling the groove (for example, see Patent Documents 2 and 3).

特開平１１−０８７７７８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-087778 特開平１１−２０４８３２号公報JP 11-204832 A 特開２００２−２４３７２６号公報JP 2002-243726 A

上記の技術により、発光素子の光取り出し効率は向上する。しかしながら、白色を得る程度の蛍光体を発光素子の内部に形成するためには、発光素子に設ける蛍光体層の膜厚や溝の大きさを十分にとる必要があり、コストがかかる。   With the above technique, the light extraction efficiency of the light emitting element is improved. However, in order to form a phosphor capable of obtaining white in the light emitting element, it is necessary to sufficiently take the thickness of the phosphor layer provided in the light emitting element and the size of the groove, which is expensive.

本発明は、このような従来技術の課題を鑑みてなされたものであって、発光素子に形成する蛍光体層の膜厚や溝を小さくでき、且つ、白色を得られる発光素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and provides a light-emitting element capable of reducing the film thickness and groove of the phosphor layer formed in the light-emitting element and obtaining a white color. With the goal.

上記の課題は、第１の光を発光する発光層を含むＩＩＩ族窒化物化合物半導体積層構造と、前記第１の光に励起されて、該第１の光より長波長の第２の光に変換する蛍光体層と、前記第１の光と第２の光を反射する反射層とを有し、前記発光層と前記反射層との間に蛍光体層が配置されて、前記第１の光と前記第２の光との混合光により白色光を発光することを特徴とする発光素子により解決される。   The above problem is that a group III nitride compound semiconductor multilayer structure including a light-emitting layer that emits first light and second light having a longer wavelength than the first light is excited by the first light. A phosphor layer for converting; a reflective layer for reflecting the first light and the second light; and a phosphor layer disposed between the light emitting layer and the reflective layer, This is solved by a light-emitting element that emits white light by mixed light of light and the second light.

本発明の発光素子は、発光層と反射層との間に蛍光体層が配置されているので、発光層から発光した第１の光が蛍光体層の入射時に第２の光に変換されなくとも、反射層により反射されて、再度蛍光体層に入射した際に変換される場合があるため、蛍光体による励起が促進される。そのため、通常、発光素子内に蛍光体層を形成する場合と比較して、その膜厚を薄くしても白色光を得ることができる。従って、蛍光体量を少量化によるコストの低減を図ることができる。   In the light emitting device of the present invention, since the phosphor layer is disposed between the light emitting layer and the reflective layer, the first light emitted from the light emitting layer is not converted into the second light when entering the phosphor layer. In both cases, the light is reflected by the reflective layer and may be converted when it enters the phosphor layer again, so that excitation by the phosphor is promoted. Therefore, normally, white light can be obtained even if the film thickness is reduced as compared with the case where the phosphor layer is formed in the light emitting element. Therefore, the cost can be reduced by reducing the phosphor amount.

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の断面図を示している。FIG. 1 shows a cross-sectional view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention. 図２は、本発明の第２の実施の形態に係る発光素子の平面図を示している。FIG. 2 shows a plan view of a light emitting device according to the second embodiment of the present invention. 図３は、各々、本発明の第２の実施の形態に係る発光素子の断面図であり、図３（ａ）は図２中のＡ−Ａ断面図を示し、図３（ａ）は図２中のＢ−Ｂ断面図を示している。FIG. 3 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2, and FIG. BB sectional drawing in 2 is shown.

以下に、添付の図面に基づいて、本発明を実施するための最良の形態について説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の断面図を示している。
本実施の形態に係る発光素子１０は、図１に示すように、サファイア基板１１と、サファイア基板１１上に設けられるバッファ層１２と、バッファ層１２上にバッファ層１２側からｎ側コンタクト層、ｎ側クラッド層の順に設けられるｎ側層１３と、ｎ側層１３上に設けられる発光層１４と、発光層１４上に発光層１４側からｐ側クラッド層、ｐ側コンタクト層の順に設けられるｐ側層１５を含む半導体積層構造を備える。 (First embodiment)
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the light emitting element 10 according to the present embodiment includes a sapphire substrate 11, a buffer layer 12 provided on the sapphire substrate 11, an n-side contact layer on the buffer layer 12 from the buffer layer 12 side, The n-side layer 13 provided in the order of the n-side cladding layer, the light-emitting layer 14 provided on the n-side layer 13, and the light-emitting layer 14 are provided in this order from the light-emitting layer 14 side to the p-side cladding layer and the p-side contact layer. A semiconductor multilayer structure including the p-side layer 15 is provided.

また、発光素子は、ｐ側コンタクト層上に設けられる透明性を有するｐ側コンタクト電極２１と、ｐ側コンタクト電極２１上の隅部に設けられるｐ側バッファ電極２２とを備えている。さらに、発光素子１０は、隅部にｐ側コンタクト層から少なくともｎ側コンタクト層の表面まで除去されることにより露出したｎ側コンタクト層に設けられるｎ側電極２３と、これらの表面を覆い蛍光体を有する蛍光体層３１と、蛍光体層の表面を覆う絶縁層３３を有する。そして、蛍光体層３１と絶縁層３３にはｐ側バッファ電極２２とｎ側電極２３が露出するようにドライエッチングにより開口部が設けられ、開口部を充填してｐ側バッファ電極２２とｎ側電極２３と接合し、絶縁層の表面の所定領域を覆うｐ側接合電極及２５ａ及びｎ側接合電極２５ｂが形成されている。   Further, the light emitting element includes a transparent p-side contact electrode 21 provided on the p-side contact layer and a p-side buffer electrode 22 provided at a corner on the p-side contact electrode 21. Further, the light emitting element 10 includes an n-side electrode 23 provided on the n-side contact layer exposed by removing the p-side contact layer from the p-side contact layer to at least the surface of the n-side contact layer at the corners, and covering these surfaces with a phosphor. And an insulating layer 33 that covers the surface of the phosphor layer. The phosphor layer 31 and the insulating layer 33 are provided with an opening by dry etching so that the p-side buffer electrode 22 and the n-side electrode 23 are exposed, and the opening is filled to fill the p-side buffer electrode 22 and the n-side electrode. A p-side bonding electrode 25a and an n-side bonding electrode 25b are formed which are bonded to the electrode 23 and cover a predetermined region on the surface of the insulating layer.

また、蛍光体層３１と絶縁層３３との間に反射層３２を備える。尚、反射層３２は、ｐ側接合電極２５ａ及びｎ側接合電極２５ｂが充填される開口部に接しないように、これらの近傍部分を除くように設けられている。この反射層３２により発光層１４から発光される発光光及び蛍光体層３１により波長変換される波長変換光をサファイア基板の方向に反射するフリップチップ型の発光素子となっている。   A reflective layer 32 is provided between the phosphor layer 31 and the insulating layer 33. The reflective layer 32 is provided so as to exclude the vicinity thereof so as not to contact the opening filled with the p-side junction electrode 25a and the n-side junction electrode 25b. This reflection layer 32 is a flip-chip type light emitting element that reflects the emitted light emitted from the light emitting layer 14 and the wavelength converted light converted in wavelength by the phosphor layer 31 toward the sapphire substrate.

半導体積層構造を構成するバッファ層１２と、ｎ側層１３、発光層１４、及びｐ側層１５はそれぞれ、窒化ガリウム系化合物半導体（Ａｌ１−Ｘ−ＹＩｎＸＧａＹＮ、０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦１，０≦Ｘ＋Ｙ≦１）からなる。 The buffer layer 12, the n-side layer 13, the light emitting layer 14, and the p-side layer 15 constituting the semiconductor stacked structure are each composed of a gallium nitride compound semiconductor (Al 1-XY In X Ga Y N, 0 ≦ X ≦ 1, 0 ≦ Y ≦ 1, 0 ≦ X + Y ≦ 1).

本実施形態においては、バッファ層１２は、スパッタ法、又はＭＯＣＶＤ法により形成されたＡｌＮからなる。そして、ｎ側層１３、発光層１４、ｐ側層１５はＭＯＣＶＤ法により形成される。ｎ側層１３を構成するｎ側コンタクト層及びｎ側クラッド層は、各々、ｎ−ＧａＮ及びノンドープＩｎＧａＮ／ｎ−ＧａＮの超格子構造により形成される。ｎ型ドーパントとしては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃを用いることできる。発光層２５は、ノンドープＩｎＧａＮからなる井戸層とノンドープＧａＮからなる障壁層とを含む多重量子井戸構造により形成されている。ｐ側層を構成するｐ側クラッド層及びｎ側コンタクト層は、各々、ｐ−ＩｎＧａＮ／ｐ−ＡｌＧａＮの超格子構造及びｎ−ＧａＮにより形成されている。ｐ型ドーパントとしては、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａを用いることができる。   In the present embodiment, the buffer layer 12 is made of AlN formed by sputtering or MOCVD. The n-side layer 13, the light emitting layer 14, and the p-side layer 15 are formed by MOCVD. The n-side contact layer and the n-side cladding layer constituting the n-side layer 13 are each formed by a superlattice structure of n-GaN and non-doped InGaN / n-GaN. Si, Ge, Se, Te, and C can be used as the n-type dopant. The light emitting layer 25 has a multiple quantum well structure including a well layer made of non-doped InGaN and a barrier layer made of non-doped GaN. The p-side cladding layer and the n-side contact layer constituting the p-side layer are each formed of a p-InGaN / p-AlGaN superlattice structure and n-GaN. Mg, Zn, Be, Ca, Sr, and Ba can be used as the p-type dopant.

ｐ側コンタクト電極２１は透明導電酸化物から形成される。例えば、透明導電酸化物は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）やＩＣＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｃｅｒｉｕｍ Ｏｘｉｄｅ）である。また、ｎ側電極２３はＶ／Ａｌからなり、ｐバッファ電極はＮｉ／Ａｕからなる。これらのｐ側コンタクト電極２１、ｎ側電極２３、及びｐ側バッファ電極２２は蒸着法により形成される。   The p-side contact electrode 21 is formed from a transparent conductive oxide. For example, the transparent conductive oxide is ITO (Indium Tin Oxide) or ICO (Indium Cerium Oxide). The n-side electrode 23 is made of V / Al, and the p-buffer electrode is made of Ni / Au. These p-side contact electrode 21, n-side electrode 23, and p-side buffer electrode 22 are formed by vapor deposition.

蛍光体層３１は、発光層１４が発する青色光を黄色光に波長変換するＹＡＧ系蛍光体（（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）やＢＯＳ系蛍光体（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ）等の蛍光体を含んで形成される。蛍光体層３１は蛍光体単体で形成しても良いし、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯＮ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の絶縁体を含ませて形成しても良い。蛍光体層３１は蒸着法、スパッタ法、又は蛍光体層を含有させた有機溶媒又はＳｉ等のアルコキシドを用いたスピンオンコートにより形成される。 The phosphor layer 31 is a YAG phosphor ((Y, Gd) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce) or a BOS phosphor ((Ba) that converts the wavelength of the blue light emitted from the light emitting layer 14 into yellow light. , Sr, Ca, Mg) 2 SiO 4 : Eu). The phosphor layer 31 may be formed of a single phosphor or may be formed by including an insulator such as SiO 2 , Si 3 N 4 , SiON, TiO 2 , Al 2 O 3 . The phosphor layer 31 is formed by vapor deposition, sputtering, or spin-on coating using an organic solvent containing the phosphor layer or an alkoxide such as Si.

反射層３２は、Ａｌ、Ａｇ、又はこれらの合金からなり、蒸着法により形成され、蛍光体層上に開口部に露出しないようにパターニングされている。
絶縁層３３は、反射層を蛍光体層との間で挟むように反射層及び蛍光体層上に設けられる。絶縁層は、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯＮ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の絶縁体からなり、プラズマＣＶＤ法により形成される。 The reflective layer 32 is made of Al, Ag, or an alloy thereof, is formed by vapor deposition, and is patterned on the phosphor layer so as not to be exposed at the opening.
The insulating layer 33 is provided on the reflective layer and the phosphor layer so that the reflective layer is sandwiched between the phosphor layer. Insulating layer is made of SiO 2, Si 3 N 4, SiON, an insulator such as TiO 2, Al 2 O 3, it is formed by a plasma CVD method.

ｐ側接合電極２５ａ及びｎ側接合電極２５ｂは各々、その表層が発光素子１０を搭載基板に接合するための接合層として機能するＡｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｓｉ、Ａｇ−Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｂｉ等の共晶合金により形成され、その下層がＳｎの拡散を防止するための拡散バリア層として機能するＴｉ、Ｎｉ、Ｐｔの単層構造又はこれら２種以上の積層構造となっている。ｐ側接合電極２５ａ及びｎ側接合電極２５ｂは蒸着法により形成される。そして、ｐ側接合電極２５ａ及びｎ側接合電極２５ｂに電圧が印加されると、ｐ側バッファ電極２２を介してｐ側接合電極２５ａと電気的に接続されたｐ側コンタクト電極２１と、ｎ側接合電極２５ｂと電気的に接続されたｎ側電極２３から半導体積層構造に電流が流れる。これにより、発光層から青色光が発光し、その一部が蛍光体層により黄色光に変換されて、青色光と黄色光の混合光により発光素子１０は白色光を発光するようになっている。   The p-side bonding electrode 25a and the n-side bonding electrode 25b each have Au—Sn, Au—Si, Ag—Sn—Cu, Sn—Bi whose surface layers function as bonding layers for bonding the light emitting element 10 to the mounting substrate. The lower layer has a single layer structure of Ti, Ni, and Pt that functions as a diffusion barrier layer for preventing the diffusion of Sn, or a laminated structure of two or more of them. The p-side junction electrode 25a and the n-side junction electrode 25b are formed by vapor deposition. When a voltage is applied to the p-side junction electrode 25a and the n-side junction electrode 25b, the p-side contact electrode 21 electrically connected to the p-side junction electrode 25a via the p-side buffer electrode 22 and the n-side A current flows from the n-side electrode 23 electrically connected to the junction electrode 25b to the semiconductor multilayer structure. As a result, blue light is emitted from the light emitting layer, part of which is converted into yellow light by the phosphor layer, and the light emitting element 10 emits white light by the mixed light of blue light and yellow light. .

以上のように構成された本実施の形態の発光素子１０では、発光層１４から発光した青色光が蛍光体層３１の入射時に黄色光に変換されなくとも、反射層３１により反射されて、再度蛍光体層３１に入射した際に変換される場合があるため、蛍光体による励起が促進される。そのため、通常、発光素子内に蛍光体層を形成する場合と比較して、その膜厚を薄くしても白色光を得ることができる。従って、蛍光体量を少量化によるコストの低減を図ることができる。   In the light emitting element 10 according to the present embodiment configured as described above, the blue light emitted from the light emitting layer 14 is reflected by the reflective layer 31 even if it is not converted to yellow light when the phosphor layer 31 is incident, and again. Since it may be converted when it enters the phosphor layer 31, excitation by the phosphor is promoted. Therefore, normally, white light can be obtained even if the film thickness is reduced as compared with the case where the phosphor layer is formed in the light emitting element. Therefore, the cost can be reduced by reducing the phosphor amount.

（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る発光素子の平面図を示している。また、図３は、各々、本発明の第２の実施の形態に係る発光素子の断面図であり、図３（ａ）は図２中のＡ−Ａ断面図を示し、図３（ａ）は図２中のＢ−Ｂ断面図を示している。 (Second Embodiment)
FIG. 2 shows a plan view of a light emitting device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 2 shows a cross-sectional view along BB in FIG.

本実施の形態の発光素子５０は、第１の実施の形態の発光素子と比較し、（１）サファイア基板が除去されている点、（２）ｐ側接合電極及びｎ側接合電極と、ｐ側バッファ電極及びｎ側電極の配置と異なる所望の配置にするためのｐ側配線及びｎ側配線を設けられている点、（３）ｎ側配線を形成する開口部の内部に蛍光体層を形成している点、において主に異なる。   The light emitting device 50 of this embodiment is compared with the light emitting device of the first embodiment (1) the sapphire substrate is removed, (2) the p-side junction electrode and the n-side junction electrode, and p P-side wiring and n-side wiring for providing a desired arrangement different from the arrangement of the side buffer electrode and the n-side electrode, and (3) a phosphor layer inside the opening for forming the n-side wiring. It differs mainly in the point which forms.

サファイア基板の除去には、サファイア基板側からレーザー光を照射することにより行う。レーザーの波長は、サファイアを透過し、ｎ型コンタクト層に吸収される波長であればよく、たとえば波長２４８ｎｍのＫｒＦレーザーや、波長１９３ｎｍのＡｒＦレーザーなどを用いる。その後、サファイア基板１１４の除去により露出したｎ型コンタクト層の表面にＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液にウェハを浸漬することで、ｎ型コンタクト層の表面の領域に発光層から発光される青色光の波長よりピッチが小さい凹凸１１３を形成する。凹凸の形成にはＴＭＡＨ以外にもＫＯＨやＮａＯＨ等の水溶液を用いることもできる。   The sapphire substrate is removed by irradiating laser light from the sapphire substrate side. The wavelength of the laser may be any wavelength that passes through sapphire and is absorbed by the n-type contact layer. For example, a KrF laser having a wavelength of 248 nm or an ArF laser having a wavelength of 193 nm is used. Thereafter, the blue light emitted from the light emitting layer in the region of the surface of the n-type contact layer is immersed in a TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution on the surface of the n-type contact layer exposed by removing the sapphire substrate 114. Concavities and convexities 113 having a pitch smaller than the wavelength of light are formed. In addition to TMAH, an aqueous solution such as KOH or NaOH can also be used to form the unevenness.

図３（ａ），（ｂ）に示すように、ｐ側配線７４ａ及びｎ側配線７５ｂは、各々、蛍光体層８２上に形成された第１の絶縁層上８３ａの同一平面にＴｉ／Ａｌ／Ａｕからなり、各々、規則的に配置された複数のｐ側バッファ電極７２と複数のｎ側電極７３の上面を露出させる蛍光体層８１に設けられた開口部を充填してｐ側バッファ電極７２とｎ側電極７３と接合するように形成されている。尚、ｐ側コンタクト電極７１を形成し、ｐ側コンタクト電極７１からｎ側コンタクト層の表面まで除去した開口部により露出させたｎ側コンタクト層に設けられるｎ側電極７３を形成した後、蛍光体層８１を発光素子の上面全面に形成している。そして、蛍光体層の上に第１の絶縁層を形成し、上記の開口部より開口径の小さく第１の絶縁層からｎ側電極の上面までを除去する複数の開口部を形成したため、ｎ側電極７３とｎ側配線７４ｂとを接合する開口部の内周面には蛍光体層８１を残すようにしている。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the p-side wiring 74a and the n-side wiring 75b are Ti / Al on the same plane of the first insulating layer 83a formed on the phosphor layer 82, respectively. The p-side buffer electrode is filled with openings provided in the phosphor layer 81 that exposes the upper surfaces of the plurality of p-side buffer electrodes 72 and the plurality of n-side electrodes 73 that are regularly arranged. 72 and the n-side electrode 73 are joined. After forming the p-side contact electrode 71 and forming the n-side electrode 73 provided in the n-side contact layer exposed through the opening removed from the p-side contact electrode 71 to the surface of the n-side contact layer, the phosphor The layer 81 is formed on the entire upper surface of the light emitting element. And since the 1st insulating layer was formed on the fluorescent substance layer and the several opening part which removes from the said 1st insulating layer to the upper surface of an n side electrode smaller than said opening part is formed, n The phosphor layer 81 is left on the inner peripheral surface of the opening that joins the side electrode 73 and the n-side wiring 74b.

ｐ側配線７４ａは、図２に示すように、発光素子５０の平面視にて、発光素子５０の外周近傍であって、当該外周に沿って設けられる外周部と、外周部の一辺から対向する対辺に向けて伸びる複数の細線部を有する。細線部は、長手方向において上記対辺に接しない範囲でそれぞれ略同一の長さを有しており、幅方向において略等しい間隔をおいて配置される。   As shown in FIG. 2, the p-side wiring 74 a is in the vicinity of the outer periphery of the light emitting element 50 in a plan view of the light emitting element 50, and faces the outer peripheral portion provided along the outer periphery from one side of the outer peripheral portion. It has a plurality of thin line portions extending toward the opposite side. The thin line portions have substantially the same length in a range that does not contact the opposite side in the longitudinal direction, and are arranged at substantially equal intervals in the width direction.

ｎ側配線７４ｂは、図２に示すように、発光素子の平面視にて、ｐ側配線の外周部の内側であって、ｐ側配線の複数の細線部と垂直な方向に伸び、外周部の上記対辺近傍に配置される辺部と、辺部から上記一辺に向けて伸びる複数の細線部とを有する。複数の細線部はそれぞれ、外周部とｐ側配線の細線部との間、若しくは２本のｐ側配線の細線部の間に、平面視にて、最近接の外周部及び最近接のｐ側配線の細線部からの距離が略同一になる位置に配置される。従って、ｐ側配線の複数の細線部とｎ側配線の複数の細線部とは、平面視にて、互い違いに配置される。   As shown in FIG. 2, the n-side wiring 74 b extends inside the outer peripheral portion of the p-side wiring in a plan view of the light emitting element and extends in a direction perpendicular to the plurality of thin line portions of the p-side wiring. A side portion disposed in the vicinity of the opposite side, and a plurality of thin line portions extending from the side portion toward the one side. Each of the plurality of thin line portions is located between the outer peripheral portion and the thin wire portion of the p-side wiring, or between the thin wire portions of the two p-side wirings, in the plan view, the nearest outer peripheral portion and the nearest p-side wire. The wiring is arranged at a position where the distance from the thin line portion is substantially the same. Therefore, the plurality of thin line portions of the p-side wiring and the plurality of thin line portions of the n-side wiring are alternately arranged in plan view.

そして、第１の絶縁層８３ａと、ｐ側配線７４ａ及びｎ側配線７４ｂを覆うように第２の絶縁層８３ｂが形成され、ｐ側配線７４ａ及びｎ側配線７４ｂの所望の位置に開口部が形成され、ｐ側配線７４ａ及びｎ側配線７４ｂと接合するように開口部を充填してｐ側接合電極７５ａ及びｎ側接合電極７５ｂが形成されている。   Then, a second insulating layer 83b is formed so as to cover the first insulating layer 83a and the p-side wiring 74a and the n-side wiring 74b, and an opening is formed at a desired position of the p-side wiring 74a and the n-side wiring 74b. The p-side bonding electrode 75a and the n-side bonding electrode 75b are formed by filling the opening so as to be bonded to the p-side wiring 74a and the n-side wiring 74b.

以上のように構成された本実施の形態の発光素子５０では、第１の実施例の効果と同様に反射層８２により蛍光体による励起が促進されるため、蛍光体層８１の膜厚や溝を小さくしても白色光を得ることができる。従って、蛍光体量を少量化によるコストの低減を図ることができる。   In the light emitting element 50 according to the present embodiment configured as described above, excitation by the phosphor is promoted by the reflective layer 82 as in the effect of the first example. White light can be obtained even with a small value. Therefore, the cost can be reduced by reducing the phosphor amount.

また、サファイア基板を除去し、除去して露出したｎ側コンタクト層に発光層５４から発光される青色光の波長よりピッチの小さい凹凸により粗面化したので、サファイア基板を除去しない場合に、サファイア基板側に発光された光であって、半導体積層構造とサファイア基板との界面で反射された光や、半導体積層構造からサファイア基板に入射し、再度、半導体積層構造に戻った光等からなる篭り光となっていた光を効率的に凹凸面から発光素子の外部に取り出すことができる。   Further, the sapphire substrate is removed, and the n-side contact layer exposed by removing the sapphire is roughened by unevenness having a pitch smaller than the wavelength of the blue light emitted from the light emitting layer 54. Light that is emitted to the substrate side and reflected from the interface between the semiconductor multilayer structure and the sapphire substrate, or light that enters the sapphire substrate from the semiconductor multilayer structure and returns to the semiconductor multilayer structure again. Light that has become light can be efficiently extracted from the uneven surface to the outside of the light emitting element.

更に、ｐ側接合電極７５ａ及びｎ側接合電極７５ｂと、ｐ側バッファ電極７２及びｎ電極７３とを各々接続するｐ側配線７４ａ及びｎ側配線７４ｂを設けたので、ｐ側接合電極７５ａ及びｎ側接合電極７５ｂ、ｐバッファ電極７２及びｎ側電極７３の配置に対する設計の自由度が向上する。   Further, since the p-side wiring 74a and the n-side wiring 74b for connecting the p-side bonding electrode 75a and the n-side bonding electrode 75b and the p-side buffer electrode 72 and the n-electrode 73, respectively, are provided. The degree of freedom in designing the arrangement of the side junction electrode 75b, the p buffer electrode 72, and the n side electrode 73 is improved.

（その他の実施の形態）
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記の実施の形態では、青色光を発光する発光層を有する発光素子に対し、青色光を黄色光に変換する黄色蛍光体を用いたが、青色光を緑色若しくは黄色に変換する蛍光体と赤色蛍光体を用いて、白色光を発光させてよい。
また、青色光を発光する発光層を有する発光素子を用いずに、紫外光若しくは紫光を発光する発光層を有する発光素子を用いて白色光を発光させてもよい。この場合、蛍光体として、これらの光を励起光とする青色蛍光体、緑色及び／又は黄色蛍光体、赤色蛍光体を用いることが好ましい。
更に、上記の実施の形態では、ｐ側バッファ電極及びｎ側電極を異なる材料から形成したが、これらの電極を同時形成することにより、同じ材料としてもよい。これにより、発光素子の製造工程の簡略化を図ることができる。電極材料としては、Ｎｉ／Ａｕ／Ａｌが挙げられる。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment.
For example, in the above embodiment, a yellow phosphor that converts blue light into yellow light is used for a light emitting element having a light emitting layer that emits blue light, but a phosphor that converts blue light into green or yellow. And red phosphor may be used to emit white light.
Alternatively, white light may be emitted using a light-emitting element having a light-emitting layer that emits ultraviolet light or violet light, without using a light-emitting element that has a light-emitting layer that emits blue light. In this case, it is preferable to use a blue phosphor, a green and / or yellow phosphor, or a red phosphor that uses these lights as excitation light.
Furthermore, in the above embodiment, the p-side buffer electrode and the n-side electrode are formed from different materials, but the same material may be formed by forming these electrodes simultaneously. Thereby, the manufacturing process of a light emitting element can be simplified. Examples of the electrode material include Ni / Au / Al.

本発明の発光素子は、白色光を効率よく生成できるため、屋内外照明やバックライト等、白色光を用いる種々のアプリケーションに適用することができる。   Since the light-emitting element of the present invention can generate white light efficiently, it can be applied to various applications using white light such as indoor and outdoor lighting and backlights.

１０、５０ 発光素子
１１ サファイア基板
１２ バッファ層
１３、５３ ｎ側層
１４、５４ 発光層
１５、５５ ｐ側層
２１、７１ ｐ側コンタクト電極
２２、７２ ｐ側バッファ電極
２３、７３ ｎ側電極
７４ａ ｐ側配線
７４ｂ ｎ側配線
２５ａ、７５ａ ｐ側接合電極
２５ｂ、７５ｂ ｎ側接合電極
３１ 蛍光体層
３２ 反射層
３３ 絶縁層 10, 50 Light-emitting element 11 Sapphire substrate 12 Buffer layer 13, 53 n-side layer 14, 54 Light-emitting layer 15, 55 p-side layer 21, 71 p-side contact electrode 22, 72 p-side buffer electrode 23, 73 n-side electrode 74a p Side wiring 74b n-side wiring 25a, 75a p-side junction electrode 25b, 75b n-side junction electrode 31 phosphor layer 32 reflective layer 33 insulating layer

Claims (5)

フリップチップ型の発光素子で、
第１の光を発光する発光層を含むＩＩＩ族窒化物化合物半導体積層構造と、
前記ＩＩＩ族窒化物化合物半導体積層構造の上に設けられる透明電極と、
前記透明電極の上に設けられ、前記第１の光によって励起されて、概第１の光より長波長の第２の光に変換する蛍光体層と、
前記蛍光体層上に設けられ、前記第１の光と第２の光を反射する反射層と、
前記反射層を前記蛍光体層との間で挟むように、前記反射層及び前記蛍光体層の上に設けられる絶縁層と、を有し、
前記第１の光は青色光であり、前記第２の光は黄色光であり、
前記発光層と前記反射層との間に蛍光体層が配置されて、前記第１の光と前記第２の光との混合光により白色光を発光することを特徴とする発光素子。 Flip chip type light emitting device
A group III nitride compound semiconductor multilayer structure including a light emitting layer that emits first light;
A transparent electrode provided on the group III nitride compound semiconductor multilayer structure;
A phosphor layer that is provided on the transparent electrode and is excited by the first light to be converted into second light having a longer wavelength than the first light;
A reflective layer provided on the phosphor layer and reflecting the first light and the second light;
An insulating layer provided on the reflective layer and the phosphor layer so as to sandwich the reflective layer with the phosphor layer;
The first light is blue light, the second light is yellow light,
A phosphor layer is disposed between the light emitting layer and the reflective layer, and emits white light by mixed light of the first light and the second light. 前記ＩＩＩ族窒化物化合物半導体積層構造は前記発光層をｐ側及びｎ側層により挟んだ構造であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。       2. The light emitting device according to claim 1, wherein the group III nitride compound semiconductor multilayer structure is a structure in which the light emitting layer is sandwiched between p side and n side layers. 前記絶縁層上に前記透明電極と電気的に接続する接合電極を備えることを特徴とする請求項２に記載の発光素子。       The light-emitting element according to claim 2, further comprising a bonding electrode electrically connected to the transparent electrode on the insulating layer. 前記絶縁層内に前記透明電極と前記接合電極とを接合する配線が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の発光素子。       The light emitting element according to claim 3, wherein a wiring for joining the transparent electrode and the joining electrode is formed in the insulating layer. 前記ＩＩＩ族窒化物化合物半導体積層構造は、前記ｐ側層からｎ側層の表面まで除去した開口部を有し、前記蛍光体層は該開口部の内部にも形成されていることを特徴とする請求項２に記載の発光素子。       The group III nitride compound semiconductor multilayer structure has an opening removed from the p-side layer to the surface of the n-side layer, and the phosphor layer is also formed inside the opening. The light emitting device according to claim 2.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160053010A (en) * 2014-10-30 2016-05-13 주식회사 씨티랩 Semiconductor light emitting device

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5874233B2 (en) * 2011-08-05 2016-03-02 日亜化学工業株式会社 Light emitting element and light emitting device
KR101363495B1 (en) 2012-07-18 2014-02-17 주식회사 세미콘라이트 Semiconductor light emimitting device
KR101291088B1 (en) 2012-07-18 2013-08-01 주식회사 세미콘라이트 Semiconductor light emimitting device
CN108598229A (en) * 2012-07-18 2018-09-28 世迈克琉明有限公司 Light emitting semiconductor device
WO2014092167A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 日本碍子株式会社 Surface light-emission element using zinc oxide substrate
WO2014092165A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 日本碍子株式会社 Surface light-emission element using zinc oxide substrate
EP2933847B1 (en) 2012-12-14 2019-05-22 NGK Insulators, Ltd. Surface light-emission element using zinc oxide substrate
JPWO2014092168A1 (en) * 2012-12-14 2017-01-12 日本碍子株式会社 Surface light emitting device using zinc oxide substrate
US10008635B2 (en) * 2014-06-10 2018-06-26 Semicon Light Co., Ltd. Semiconductor light-emitting element
KR102487989B1 (en) 2015-09-30 2023-01-12 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 Light emitting device
CN116199429A (en) * 2022-12-22 2023-06-02 隆基绿能科技股份有限公司 Coating material, application of coating material in glass for photovoltaic module and photovoltaic module

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4704628B2 (en) * 2001-08-31 2011-06-15 アーベル・システムズ株式会社 Light emitting diode
JP2003243724A (en) * 2002-02-14 2003-08-29 Matsushita Electric Works Ltd Light emitting apparatus
JP4967370B2 (en) * 2005-06-06 2012-07-04 三菱化学株式会社 SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE MEMBER, ITS MANUFACTURING METHOD, AND SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE USING THE SAME
JP2007067000A (en) * 2005-08-29 2007-03-15 Mitsubishi Rayon Co Ltd Light-emitting diode module
KR100900620B1 (en) * 2007-02-20 2009-06-02 삼성전기주식회사 White Light Emitting Device
WO2008111693A1 (en) * 2007-03-13 2008-09-18 Seoul Opto Device Co., Ltd. Ac light emitting diode
KR100901369B1 (en) * 2007-11-19 2009-06-05 일진반도체 주식회사 White light emitting diode chip and manufacturing method therof
JP2009164423A (en) * 2008-01-08 2009-07-23 Nichia Corp Light-emitting element
JP5340712B2 (en) * 2008-01-16 2013-11-13 ローム株式会社 Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160053010A (en) * 2014-10-30 2016-05-13 주식회사 씨티랩 Semiconductor light emitting device
KR101635521B1 (en) 2014-10-30 2016-07-05 주식회사 씨티랩 Semiconductor light emitting device

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