JPH06177429A - 青色ｌｅｄ素子 - Google Patents
青色ｌｅｄ素子Info
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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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- lead frame
- compound semiconductor
- semiconductor layer
- insulating spacer
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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 |
|---|---|---|---|---|
| JPH0954036A (ja) * | 1995-08-17 | 1997-02-25 | Kobe Steel Ltd | Ｃｒ濃度計 |
| EP0921577A1 (en) * | 1997-01-31 | 1999-06-09 | Matsushita Electronics Corporation | Light emitting element, semiconductor light emitting device, and method for manufacturing them |
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| US6696704B1 (en) | 1999-01-11 | 2004-02-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Composite light-emitting device, semiconductor light-emitting unit and method for fabricating the unit |
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| US7029935B2 (en) | 2003-09-09 | 2006-04-18 | Cree, Inc. | Transmissive optical elements including transparent plastic shell having a phosphor dispersed therein, and methods of fabricating same |
| JP2007043180A (ja) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Samsung Electronics Co Ltd | Ｌｅｄパッケージ及びその製造方法 |
| US7183587B2 (en) | 2003-09-09 | 2007-02-27 | Cree, Inc. | Solid metal block mounting substrates for semiconductor light emitting devices |
| US7589396B2 (en) | 1999-09-13 | 2009-09-15 | Vishay-Siliconix | Chip scale surface mount package for semiconductor device and process of fabricating the same |
| US7595547B1 (en) | 2005-06-13 | 2009-09-29 | Vishay-Siliconix | Semiconductor die package including cup-shaped leadframe |
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| US9220149B2 (en) | 2006-01-20 | 2015-12-22 | Cree, Inc. | Lighting devices having remote lumiphors that are excited by lumiphor-converted semiconductor excitation sources |
| US9608166B2 (en) | 2003-08-14 | 2017-03-28 | Cree, Inc. | Localized annealing of metal-silicon carbide ohmic contacts and devices so formed |
| US9841175B2 (en) | 2012-05-04 | 2017-12-12 | GE Lighting Solutions, LLC | Optics system for solid state lighting apparatus |
| US9951938B2 (en) | 2009-10-02 | 2018-04-24 | GE Lighting Solutions, LLC | LED lamp |
-
1992
- 1992-12-08 JP JP35194892A patent/JPH06177429A/ja active Pending
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