JPH06177429A - 青色led素子 - Google Patents
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- JPH06177429A JPH06177429A JP35194892A JP35194892A JPH06177429A JP H06177429 A JPH06177429 A JP H06177429A JP 35194892 A JP35194892 A JP 35194892A JP 35194892 A JP35194892 A JP 35194892A JP H06177429 A JPH06177429 A JP H06177429A
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- semiconductor layer
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- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷却のため、透光性基板を発光面側にし、一
方、p−n接合窒化ガリウム系の化合物半導体層側をリ
ードフレーム側とした青色LED素子において、LED
チップをより小型化できる青色LED素子を提供する。 【構成】 透光性基板と、この透光性基板上に積層され
たp−n接合窒化ガリウム系の化合物半導体層とからな
るLEDチップを具備してなる青色LED素子におい
て、LEDチップが、該化合物半導体層に重畳された絶
縁スペーサを介して一方のリードフレーム上に形成され
ており、また、化合物半導体層に対向した絶縁スペーサ
上には、化合物半導体層のp型及びn型の窒化ガリウム
層に夫々接続された金属電極層が形成され、これら金属
電極層とリードフレームとが電気的に接続されているこ
とを特徴とする。
方、p−n接合窒化ガリウム系の化合物半導体層側をリ
ードフレーム側とした青色LED素子において、LED
チップをより小型化できる青色LED素子を提供する。 【構成】 透光性基板と、この透光性基板上に積層され
たp−n接合窒化ガリウム系の化合物半導体層とからな
るLEDチップを具備してなる青色LED素子におい
て、LEDチップが、該化合物半導体層に重畳された絶
縁スペーサを介して一方のリードフレーム上に形成され
ており、また、化合物半導体層に対向した絶縁スペーサ
上には、化合物半導体層のp型及びn型の窒化ガリウム
層に夫々接続された金属電極層が形成され、これら金属
電極層とリードフレームとが電気的に接続されているこ
とを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、p−n接合窒化ガリウ
ム系の化合物半導体層を用いた青色LED素子に係り、
特に、青色LEDチップの小型化を図った青色LED素
子の改良に関するものである。
ム系の化合物半導体層を用いた青色LED素子に係り、
特に、青色LEDチップの小型化を図った青色LED素
子の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】青色LED(発光ダイオード)、青色L
D(レーザーダイオード)等の青色発光デバイスの材料
としてGaN、InGaN、GaAlN等の窒化ガリウ
ム系化合物半導体が注目されている。
D(レーザーダイオード)等の青色発光デバイスの材料
としてGaN、InGaN、GaAlN等の窒化ガリウ
ム系化合物半導体が注目されている。
【0003】窒化ガリウム系化合物半導体の中、例え
ば、GaNを用いた従来の青色LED素子の構造を説明
すると、透光性基板としてサファイア基板を用い、この
サフャイア基板上に、n型GaN層、n型InGaN層
及びp型GaN層を順次積層した化合物半導体層からな
るLEDチップを形成し、次いで、n型GaN層上及び
p型GaN層上に夫々電極を形成し、これら電極は、好
適な導電性接着剤を介して、離間した一対のリードフレ
ームに電気的に接続されると共に、化合物半導体層から
なるLEDチップを一対のリードフレームに支持してい
る。即ち、LEDチップの冷却のため、LEDチップ
は、サフャイヤ基板を発光面側にしてp−n接合窒化ガ
リウム系の化合物半導体層側を両リードフレームに支持
された構造となっている。そして、リードフレーム上に
は、LEDチップを包囲し且つLEDチップからの光を
集光するようにレンズ状のモールドが形成されている。
ば、GaNを用いた従来の青色LED素子の構造を説明
すると、透光性基板としてサファイア基板を用い、この
サフャイア基板上に、n型GaN層、n型InGaN層
及びp型GaN層を順次積層した化合物半導体層からな
るLEDチップを形成し、次いで、n型GaN層上及び
p型GaN層上に夫々電極を形成し、これら電極は、好
適な導電性接着剤を介して、離間した一対のリードフレ
ームに電気的に接続されると共に、化合物半導体層から
なるLEDチップを一対のリードフレームに支持してい
る。即ち、LEDチップの冷却のため、LEDチップ
は、サフャイヤ基板を発光面側にしてp−n接合窒化ガ
リウム系の化合物半導体層側を両リードフレームに支持
された構造となっている。そして、リードフレーム上に
は、LEDチップを包囲し且つLEDチップからの光を
集光するようにレンズ状のモールドが形成されている。
【0004】しかしながら、このような構造の青色LE
D素子では、LEDチップの大きさを、離間したリード
フレームの間隔以上にしなければならず、現状では、機
械強度及び加工技術等の問題により、リードフレーム間
の間隔が0.3mm必要であり、少なくとも0.6mm
前後の長さのLEDチップの大きさとならざるを得ず、
より小型化の青色LED素子を得る場合に大きな障壁と
なっていた。また、従来、LEDチップの側面から出る
光をサファイア基板側に集光するために、LEDチップ
の側面にカップ状のフレームを取付けることが知られて
いるが、上述した構造の青色LED素子では、LEDチ
ップが一対のリードフレームの両方に支持されているた
め、一方のリードフレームにLEDチップを支持させる
構造であるカップ状リードフレームも応用できず、LE
Dチップの側面から出る光を有効的に利用できないとい
う不都合があった。
D素子では、LEDチップの大きさを、離間したリード
フレームの間隔以上にしなければならず、現状では、機
械強度及び加工技術等の問題により、リードフレーム間
の間隔が0.3mm必要であり、少なくとも0.6mm
前後の長さのLEDチップの大きさとならざるを得ず、
より小型化の青色LED素子を得る場合に大きな障壁と
なっていた。また、従来、LEDチップの側面から出る
光をサファイア基板側に集光するために、LEDチップ
の側面にカップ状のフレームを取付けることが知られて
いるが、上述した構造の青色LED素子では、LEDチ
ップが一対のリードフレームの両方に支持されているた
め、一方のリードフレームにLEDチップを支持させる
構造であるカップ状リードフレームも応用できず、LE
Dチップの側面から出る光を有効的に利用できないとい
う不都合があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、冷却
のため、透光性基板を発光面側にし、一方、p−n接合
窒化ガリウム系の化合物半導体層側をリードフレーム側
とした青色LED素子において、LEDチップをより小
型化できる青色LED素子を提供することにある。
のため、透光性基板を発光面側にし、一方、p−n接合
窒化ガリウム系の化合物半導体層側をリードフレーム側
とした青色LED素子において、LEDチップをより小
型化できる青色LED素子を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的は、透光性基
板と、この透光性基板上に積層されたp−n接合窒化ガ
リウム系の化合物半導体層とからなるLEDチップを具
備してなる青色LED素子において、LEDチップが、
該化合物半導体層に重畳された絶縁スペーサを介して一
方のリードフレーム上に形成されており、また、化合物
半導体層に対向した絶縁スペーサ上には、化合物半導体
層のp型及びn型の窒化ガリウム層に夫々接続された金
属電極層が形成され、これら金属電極層とリードフレー
ムとが電気的に接続されていることを特徴とする青色L
ED素子により、解決される。
板と、この透光性基板上に積層されたp−n接合窒化ガ
リウム系の化合物半導体層とからなるLEDチップを具
備してなる青色LED素子において、LEDチップが、
該化合物半導体層に重畳された絶縁スペーサを介して一
方のリードフレーム上に形成されており、また、化合物
半導体層に対向した絶縁スペーサ上には、化合物半導体
層のp型及びn型の窒化ガリウム層に夫々接続された金
属電極層が形成され、これら金属電極層とリードフレー
ムとが電気的に接続されていることを特徴とする青色L
ED素子により、解決される。
【0007】好適には、上記青色LED素子において、
一方のリードフレームが、前記LEDチップの側面を包
囲したカップ部を有している。
一方のリードフレームが、前記LEDチップの側面を包
囲したカップ部を有している。
【0008】
【作用】LEDチップが両電極部材及び絶縁スペーサを
介して一方のリードフレーム上に形成されることによ
り、従来、離間した一対のリードフレームの双方に支持
されていたときの如く、LEDチップの大きさがリード
フレームの離間間隔による制約を受けないので、より小
さいLEDチップを用いることができ、全体として青色
LED素子を小型化することができる。また、製造にお
いては、大幅に収率を向上さすことができる。
介して一方のリードフレーム上に形成されることによ
り、従来、離間した一対のリードフレームの双方に支持
されていたときの如く、LEDチップの大きさがリード
フレームの離間間隔による制約を受けないので、より小
さいLEDチップを用いることができ、全体として青色
LED素子を小型化することができる。また、製造にお
いては、大幅に収率を向上さすことができる。
【0009】また、LEDチップが両電極部材及び絶縁
スペーサを介して一方のリードフレーム上に形成される
ので、LEDチップの側面を全周に亙って包囲するカッ
プ部を有した一方のリードフレームを使用することがで
きる。リードフレームのカップ部により、LEDチップ
の側面から出る光を有効的に透光性基板側の発光面に発
光させることができ、青色LED素子の外部量子効率の
向上を図ることができる。
スペーサを介して一方のリードフレーム上に形成される
ので、LEDチップの側面を全周に亙って包囲するカッ
プ部を有した一方のリードフレームを使用することがで
きる。リードフレームのカップ部により、LEDチップ
の側面から出る光を有効的に透光性基板側の発光面に発
光させることができ、青色LED素子の外部量子効率の
向上を図ることができる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の一実施
例について説明する。
例について説明する。
【0011】図1には、本発明の一実施例に係る青色L
ED素子が示されている。この青色LED素子はLED
チップ2を含んでいる。このLEDチップ2は、透光性
基板としてのサフャイヤ基板4と、p−n接合窒化ガリ
ウム系の化合物半導体層とを有しており、化合物半導体
層は、サフャイヤ基板4上に順次積層されたn型GaN
層6、n型InGaN層8及びp型GaN層10とから
なっている。図1から明らかなように、p型GaN層1
0にはニッケル電極12が積層され、一方、n型GaN
層6には、好適なエッチングによりn型InGaN層8
及びp型GaN層10を取り除かれた位置でアルミニウ
ム電極14が積層されている。これらニッケル電極12
及びアルミニウム電極14は、蒸着等の好適な手段によ
りp型GaN層10及びn型GaN層6にそれぞれ容易
に形成される。
ED素子が示されている。この青色LED素子はLED
チップ2を含んでいる。このLEDチップ2は、透光性
基板としてのサフャイヤ基板4と、p−n接合窒化ガリ
ウム系の化合物半導体層とを有しており、化合物半導体
層は、サフャイヤ基板4上に順次積層されたn型GaN
層6、n型InGaN層8及びp型GaN層10とから
なっている。図1から明らかなように、p型GaN層1
0にはニッケル電極12が積層され、一方、n型GaN
層6には、好適なエッチングによりn型InGaN層8
及びp型GaN層10を取り除かれた位置でアルミニウ
ム電極14が積層されている。これらニッケル電極12
及びアルミニウム電極14は、蒸着等の好適な手段によ
りp型GaN層10及びn型GaN層6にそれぞれ容易
に形成される。
【0012】ニッケル電極12とアルミニウム電極14
とは、導電性の良い材料であって、例えば、銀ペース
ト、インジウム、半田等からなる導電性接着剤層16、
18を介して金属電極層20、22に夫々固着されてお
り、これら金属電極層20、22は、例えば、金を蒸着
する等によって絶縁スペーサ24上に形成されている。
絶縁スペーサ24の大きさは、後述する電極構造のた
め、LEDチップ2より大きい。絶縁スペーサ24は、
熱電導性の良い材料であって、例えば、銀ペースト、イ
ンジウム、半田等からなる接着剤層26を介してリード
フレーム28上に固着されている。リードフレーム28
は、LEDチップ2の側面を全周に亙って包囲するよう
にカップ部30を有している。即ち、LEDチップ2は
接着剤層26、絶縁スペーサ24、金属電極層20、2
2及び導電性接着剤16、18を介してリードフレーム
28のカップ部30の底部に取付けられている。
とは、導電性の良い材料であって、例えば、銀ペース
ト、インジウム、半田等からなる導電性接着剤層16、
18を介して金属電極層20、22に夫々固着されてお
り、これら金属電極層20、22は、例えば、金を蒸着
する等によって絶縁スペーサ24上に形成されている。
絶縁スペーサ24の大きさは、後述する電極構造のた
め、LEDチップ2より大きい。絶縁スペーサ24は、
熱電導性の良い材料であって、例えば、銀ペースト、イ
ンジウム、半田等からなる接着剤層26を介してリード
フレーム28上に固着されている。リードフレーム28
は、LEDチップ2の側面を全周に亙って包囲するよう
にカップ部30を有している。即ち、LEDチップ2は
接着剤層26、絶縁スペーサ24、金属電極層20、2
2及び導電性接着剤16、18を介してリードフレーム
28のカップ部30の底部に取付けられている。
【0013】青色LED素子は、カップ部30を有した
リードフレーム28と離間して併設されたリードフレー
ム32を有しており、LEDチップ2の化合物半導体層
に対向した絶縁スペーサ24上に形成された各金属電極
層16、18は、好適なボンデング手段により形成され
た導線34、36を通じてリードフレーム28、32に
電気的に接続されている。
リードフレーム28と離間して併設されたリードフレー
ム32を有しており、LEDチップ2の化合物半導体層
に対向した絶縁スペーサ24上に形成された各金属電極
層16、18は、好適なボンデング手段により形成され
た導線34、36を通じてリードフレーム28、32に
電気的に接続されている。
【0014】そして、青色LED素子には、リードフレ
ーム28のカップ部30の底部に接着剤層26、絶縁ス
ペーサ24及び金属電極層20、22を介して取り付け
られたLEDチップ2を中心にして、両リードフレーム
28、32を覆うモールド38が設けられており、この
モールド38は、LEDチップ2からの光を集光するよ
うにレンズ状に形成されている。
ーム28のカップ部30の底部に接着剤層26、絶縁ス
ペーサ24及び金属電極層20、22を介して取り付け
られたLEDチップ2を中心にして、両リードフレーム
28、32を覆うモールド38が設けられており、この
モールド38は、LEDチップ2からの光を集光するよ
うにレンズ状に形成されている。
【0015】このように形成された青色LED素子で
は、リードフレーム28、32を介して順電圧5Vで、
発光波長430nm、約300μWを示した。一方のリ
ードフレームだけでLEDチップを支持することなく、
一対のリードフレームにLEDチップを支持させた従来
の青色LED素子の発光出力が200μWであるのに比
べて、本実施例の青色LED素子は、リードフレーム2
8のカップ部30によるLEDチップ2の側面への散乱
を透光性基板4側の発光方向に寄与さすことができ、
1.5倍ほど明るくなった。
は、リードフレーム28、32を介して順電圧5Vで、
発光波長430nm、約300μWを示した。一方のリ
ードフレームだけでLEDチップを支持することなく、
一対のリードフレームにLEDチップを支持させた従来
の青色LED素子の発光出力が200μWであるのに比
べて、本実施例の青色LED素子は、リードフレーム2
8のカップ部30によるLEDチップ2の側面への散乱
を透光性基板4側の発光方向に寄与さすことができ、
1.5倍ほど明るくなった。
【0016】しかも、この実施例では、一対のリードフ
レームにLEDチップを支持させた従来のものに比べ
て、LEDチップ2の大きさを約3割も小さくすること
ができる。このことは、LEDチップ2を切り出すウエ
ハを約6割程度有効に利用できることであり、即ち、一
定のウエハから個数を6割多くしてLEDチップが取れ
ることを意味する。
レームにLEDチップを支持させた従来のものに比べ
て、LEDチップ2の大きさを約3割も小さくすること
ができる。このことは、LEDチップ2を切り出すウエ
ハを約6割程度有効に利用できることであり、即ち、一
定のウエハから個数を6割多くしてLEDチップが取れ
ることを意味する。
【0017】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、金属
電極層を有した絶縁スペーサをLEDチップとリードフ
レームとの間に設けることにより、LEDチップを1つ
のリードフレームに取り付けることができ、これによ
り、LEDチップの小型化、青色LED素子全体の小型
化が図れ、しかも、LEDチップをリードフレームのカ
ップ部に取り付けることができ、これにより、外部量子
効率を向上さすことができる。
電極層を有した絶縁スペーサをLEDチップとリードフ
レームとの間に設けることにより、LEDチップを1つ
のリードフレームに取り付けることができ、これによ
り、LEDチップの小型化、青色LED素子全体の小型
化が図れ、しかも、LEDチップをリードフレームのカ
ップ部に取り付けることができ、これにより、外部量子
効率を向上さすことができる。
【図1】本発明の一実施例による青色LED素子を示す
断面図である。
断面図である。
2 LEDチップ 4 透光性基板(サファイヤ基板) 6 n型GaN層 8 n型InGaN層 10 p型GaN層 20、22 金属電極層 24 絶縁スペーサ 28、32 リードフレーム 30 カップ部
Claims (2)
- 【請求項1】 透光性基板と、この透光性基板上に積層
されたp−n接合窒化ガリウム系の化合物半導体層とか
らなるLEDチップを具備してなる青色LED素子にお
いて、 前記LEDチップが、該化合物半導体層に重畳された絶
縁スペーサを介して一方のリードフレーム上に形成され
ており、また、前記化合物半導体層に対向した絶縁スペ
ーサ上には、化合物半導体層のp型及びn型の窒化ガリ
ウム層に夫々接続された金属電極層が形成され、これら
金属電極層とリードフレームとが電気的に接続されてい
ることを特徴とする青色LED素子。 - 【請求項2】 前記一方のリードフレームは、前記LE
Dチップの側面を包囲したカップ部を有してなることを
特徴とする青色LED素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35194892A JPH06177429A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 青色led素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35194892A JPH06177429A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 青色led素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06177429A true JPH06177429A (ja) | 1994-06-24 |
Family
ID=18420727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35194892A Pending JPH06177429A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 青色led素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06177429A (ja) |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1992
- 1992-12-08 JP JP35194892A patent/JPH06177429A/ja active Pending
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