JPH0997922A

JPH0997922A - 発光素子

Info

Publication number: JPH0997922A
Application number: JP25390195A
Authority: JP
Inventors: Kunio Takeuchi; 邦生竹内
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-04-08
Anticipated expiration: 2015-09-29
Also published as: JP3960636B2

Abstract

(57)【要約】【課題】発光領域の大きい、半導体層側にｐ型側、ｎ
型側電極を備える発光素子を提供することを目的とす
る。【解決手段】基板１と、基板１上に複数の半導体層
２、３が成長されてなると共に、半導体層側に第１導電
型側用の第１の電極４と第２導電型側用の第２の電極６
とを備えてなる発光素子において、第２の電極６は第１
の電極４領域の周囲の少なくとも一部を周設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオード等
の発光素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、ＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａ
Ｎ、ＩｎＡｌＧａＮ等の窒化ガリウム系半導体からなる
発光素子が、強度の強い青色等の短波長発光が可能であ
ることから、活発に研究開発されている。

【０００３】しかしながら、一般に斯る窒化ガリウム系
半導体からなる発光素子では、サファイア等の絶縁性基
板が使用されている。

【０００４】この絶縁性基板を用いた発光素子では、こ
の基板の裏面に一方の電極を設けた構造にすることが困
難であり、半導体層側（同一面側）にｐ型側、ｎ型側電
極とも備えた構造が採用される。

【０００５】斯る半導体層側に両電極を備える発光素子
としては、例えば特開平６−３３８６３２号（Ｈ０１Ｌ
３３／００）公報に記載されている。

【０００６】図４は従来の発光ダイオードの概略上面図
（半導体層側）、図５は図４中一点鎖線Ａ−Ａに沿った
概略断面図である。

【０００７】図４及び図５中、１０１はサファイア基
板、１０２はｎ型ＧａＮ層、１０３はｐ型ＧａＮ層、１
０４はｎ型ＧａＮ層１０２上に形成されたｎ型側電極、
１０５はｐ型ＧａＮ層１０３上に形成された透光性のｐ
型側電極、１０６はｐ型側電極１０５の隅部に形成され
たボンディング用パットである。

【０００８】この発光ダイオードではｐ型側電極１０５
側から光取り出しが行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記発
光ダイオードは、ｎ型側電極１０４がｎ型ＧａＮ層１０
２の隅部にのみ存在するため、ｎ型ＧａＮ層１０２全体
に電流が均一に流れない。

【００１０】この結果、従来の発光ダイオードでは、発
光領域が狭く、また電流集中に起因した素子の劣化が起
こる等の恐れがあった。

【００１１】本発明は上述の問題点を鑑み成されたもの
であり、発光領域の大きい半導体層側にｐ型側、ｎ型側
電極を備える発光素子を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の発光素子は、基
板と、該基板上に複数の半導体層が成長されてなると共
に、該半導体層側に第１導電型側用の第１の電極と第２
導電型側用の第２の電極とを備えてなる発光素子におい
て、上記第２の電極は上記第１の電極領域の少なくとも
一部を周設していることを特徴とする。

【００１３】特に、上記第２の電極は上記複数の半導体
層の第２導電型の最上層上に位置し、上記第１の電極は
上記最上層の周囲に位置する複数の半導体層のうちの第
１導電型の半導体層上に位置することを特徴とする。
尚、第１の電極領域は最上層上の略全域であるのが好ま
しい。

【００１４】更に、上記第２の電極は上記第１の電極領
域の略半分以上を周設することを特徴とする。

【００１５】また、上記第１の電極は透光性の金属電極
からなることを特徴とする。

【００１６】特に、上記第１の電極は線状の金属電極か
らなることを特徴とする。

【００１７】また、上記第１の電極は透光性を有する厚
みに設定されていることを特徴とする。

【００１８】加えて、上記第１の電極はその隅部でワイ
ヤーボンディングされると共に、上記第２の電極は上記
隅部とは略対角線上の該第２の電極の略中心でワイヤー
ボンディングされることを特徴とする。

【００１９】更に、上記第２の電極は上記第１の電極の
ボンディング部から等距離となる形状配置にしたことを
特徴とする。

【００２０】特に、上記第２の電極は上記第１の電極領
域の略半分を周設することを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係る発光
ダイオードを図面を用いて説明する。図１、図２はそれ
ぞれこの発光ダイオードの概略上面図（半導体層側）、
図１中の一点鎖線Ａ−Ａに沿った略断面図である。

【００２２】図１及び図２において、サファイア等の絶
縁性基板１上には、層厚３μｍのｎ型ＧａＮ層２、層厚
１μｍのｐ型ＧａＮ層３がこの順序に積層されると共
に、ｐ型層３の周囲がエッチング除去されてｎ型層２が
露出している。

【００２３】上記ｐ型ＧａＮ層（最上層）３上の略全域
には、膜厚１００ÅのＮｉからなる透光性の略正方形状
ｐ型側電極（第１の電極）４が形成されており、その端
部に膜厚１μｍのＡｕからなるボンディング用パット５
が形成されている。

【００２４】上記ｎ型層２の上記露出面上には、ボンデ
ィング用パット５に対向するように略矩形状ｐ型側電極
４の電極領域の周囲に、Ｌ字状部（該領域の周囲の１つ
の対向する各辺側領域部）６ａに形成されると共にその
略中心にボンディングパット部６ｂを有する層厚１μｍ
のＡｌからなるｎ型側電極（第２の電極）６が周設され
ている。

【００２５】そして、図示しないが、ボンディング用パ
ット５、ボンディングパット部６ｂには図示しないＡｕ
等からなるボンディング線がそれぞれボンディングされ
て、リードフレーム等に電気的に接続される。

【００２６】上記ｐ型側電極４は、発光が透過するよう
に厚みが設定されることにより、発光に対して透光性を
有し、ｐ型側電極４側が光取り出し側になる。

【００２７】上記ｐ型側電極４はｐ型ＧａＮ層３上の略
全域に形成されることにより、ｐ型側で電流が略均一に
流れるように構成されると共に、ｎ型側電極６もｐ型側
電極４の領域の周囲を囲むようにＬ字状をなすことによ
り、ｎ型側も電流がより均一に流れるように構成されて
いる。この結果、電流は発光領域（ｐｎ接合面）を含む
素子中を大面積で且つ略均一に流れるので、発光面積が
大きく、電流集中も略起こらない。

【００２８】しかも、本実施形態では、ボンディング用
パット５とボンディングパット部６ｂが素子の対角線上
の隅部に位置するので、素子中を流れる電流はより均一
になる。

【００２９】本発明の他の実施の形態に係る発光ダイオ
ードを概略上面図（半導体層側）である図３を用いて説
明する。尚、ｐ型側電極以外は上記実施の形態と同じで
あるので、その説明は割愛する。

【００３０】図３中、ｐ型ＧａＮ層３上には、線状電極
部が略中心から放射状に延在してなる電極部１３とその
一端部に一体に接続するボンディング用パット５からな
る膜厚０．１μｍのＮｉ膜と膜厚０．７μｍのＡｕ膜が
この順序で積層されてなるＡｕ／Ｎｉ構造のｐ型側電極
（第１の電極）１４が形成されている。

【００３１】ｎ型層２の上記露出面上には、上記実施の
形態と同様にボンディング用パット５を望むように略正
方形状ｐ型側電極１４の電極領域（図中、点線内）１５
の周囲に、Ｌ字状部（該領域の周囲の１つの対向する各
辺側領域部）６ａに形成されると共にその略中心にボン
ディングパット部６ｂを有する層厚１μｍのＡｌからな
るｎ型側電極６が周設されている。

【００３２】上記ｐ型側電極１４は、発光が透過するよ
うに線状の形状とすることにより、発光に対して透光性
を有し、ｐ型側電極１４側が光取り出し側になる。

【００３３】上記ｐ型側電極１４はその電極領域１５が
ｐ型ＧａＮ層３上の略全域であることにより、ｐ型側で
電流が略均一に流れるように構成されると共に、ｎ型側
電極６もｐ型側電極１４の電極領域１５の周囲を囲むよ
うにＬ字状をなすことにより、ｎ型側も電流がより均一
に流れるように構成されている。この結果、電流は発光
領域（ｐｎ接合面）を含む素子中を大面積で且つ略均一
に流れるので、発光面積が大きく、電流集中も略起こら
ない。

【００３４】しかも、本実施形態でも、ボンディング用
パット５とボンディングパット部６ｂが素子の対角線上
の隅部に位置するので、素子中を流れる電流はより均一
になる。

【００３５】加えて、本実施形態も上記実施形態と同じ
く、ｎ型側電極６はｐ型側電極１４のボンディング用パ
ット５から略等しい距離となるような形状配置を選択さ
れているので、更に電流は均一化する。

【００３６】尚、ｎ型電極がｐ型側電極領域の略半分よ
り少なく周設するようにしても効果があるが、上記実施
形態のように略半分以上に周設する方が、電流の流れの
均一化が図れることが可能であるので好ましく、略全部
を周設するようにも適宜可能である。

【００３７】また、上述では、基板上にｎ型層、ｐ型層
の順序で構成したが、基板上にｐ型層、ｎ型層の順序で
構成するようにしてもよく、この場合、ｐ型側、ｎ型側
の構成は上述とは逆になる。

【００３８】勿論、上述では単一のｐｎ接合からなる発
光ダイオードについて述べたが、ダブルヘテロ構造、更
には量子井戸構造の活性層を備えるダブルヘテロ構造で
もよい。

【００３９】また、本発明は発光ダイオードに限らず、
面発光型レーザ等にも適宜適用できる。

【００４０】

【発明の効果】本発明の発光素子は、基板と、該基板上
に複数の半導体層が成長されてなると共に、該半導体層
側に第１導電型側用の第１の電極と第２導電型側用の第
２の電極とを備えてなる発光素子において、上記第２の
電極は上記第１の電極領域の少なくとも一部を周設して
いるので、素子中を流れる電流が大面積で且つより均一
になる。

【００４１】この結果、発光面積が大きく、且つ素子寿
命が長くなる。

【００４２】また、上記第２の電極が上記複数の半導体
層の第２導電型の最上層上に位置し、上記第１の電極が
上記最上層の周囲に位置する複数の半導体層のうちの第
１導電型の半導体層上に位置する場合、発光面積を大き
くすることが容易であると共に、ワイヤーボンディング
が同一面側にでき、ボンディングが簡単になる。

【００４３】更に、上記第２の電極が上記第１の電極領
域の略半分以上を周設する場合、より素子中を流れる電
流が大面積で且つ均一になる。

【００４４】加えて、上記第１の電極がその隅部でワイ
ヤーボンディングされると共に、上記第２の電極が上記
隅部とは略対角線上の該第２の電極の略中心でワイヤー
ボンディングされる場合、電流入出力口間の距離が大き
くなるので、更により素子中を流れる電流が大面積で且
つ均一になる。

【００４５】更に、上記第２の電極が上記第１の電極の
ボンディング部から等距離となる形状配置にした場合、
電流の流れの均一化が顕著に行える。

【００４６】特に、上記第２の電極が上記第１の電極領
域の略半分を周設するようにしても良好な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る発光ダイオードの概
略上面図である。

【図２】上記一実施形態に係る発光ダイオードの概略断
面図である。

【図３】本発明の他の一実施形態に係る発光ダイオード
の概略上面図である。

【図４】従来の発光ダイオードの概略上面図である。

【図５】上記従来の発光ダイオードの概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１基板２ｎ型層３ｐ型層６ｎ型側電極４、１４ｐ型側電極１５ｐ型側電極領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、該基板上に複数の半導体層が成
長されてなると共に、該半導体層側である同一面側に第
１導電型側用の第１の電極と第２導電型側用の第２の電
極とを備えてなる発光素子において、上記第２の電極は
上記第１の電極領域の少なくとも一部を周設しているこ
とを特徴とする発光素子。
【請求項２】上記第２の電極は上記複数の半導体層の
うちの第２導電型の最上層上に位置し、上記第１の電極
は上記最上層の周囲に位置する複数の半導体層のうちの
第１導電型の半導体層上に位置することを特徴とする請
求項１記載の発光素子。
【請求項３】上記第２の電極は上記第１の電極領域の
略半分以上を周設することを特徴とする請求項１又は２
記載の発光素子。
【請求項４】上記第１の電極は透光性の金属電極から
なることを特徴とする請求項１、２、又は３記載の発光
素子。
【請求項５】上記第１の電極は線状の金属電極からな
ることを特徴とする請求項４記載の発光素子。
【請求項６】上記第１の電極は透光性を有する厚みに
設定されていることを特徴とする請求項４記載の発光素
子。
【請求項７】上記第１の電極はその隅部でワイヤーボ
ンディングされると共に、上記第２の電極は上記隅部と
は略対角線上の該第２の電極の略中心でワイヤーボンデ
ィングされることを特徴とする請求項１、２、３、４、
５、又は６記載の発光素子。
【請求項８】上記第２の電極は上記第１の電極のボン
ディング部から等距離となる形状配置にしたことを特徴
とする請求項１、２、３、４、５、６、又は７記載の発
光素子
【請求項９】上記第２の電極は上記第１の電極領域の
略半分を周設することを特徴とする請求項１、２、３、
４、５、６、７、又は８記載の発光素子。