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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022070484
(43)【公開日】2022-05-13
(54)【発明の名称】発光装置
(51)【国際特許分類】
H01L 33/46 20100101AFI20220506BHJP
H01L 33/60 20100101ALI20220506BHJP
【ＦＩ】
H01L33/46
H01L33/60
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020179575
(22)【出願日】2020-10-27
(71)【出願人】
【識別番号】000226057
【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社
(72)【発明者】
【氏名】粟飯原 善之
【テーマコード（参考）】
5F142
5F241
【Ｆターム（参考）】
5F142AA04
5F142BA02
5F142CA11
5F142CG04
5F142CG05
5F142CG24
5F142CG43
5F142DA14
5F142DB16
5F241AA04
5F241CA40
5F241CA93
5F241CB15
(57)【要約】 （修正有）
【課題】順方向電圧の上昇を抑えつつ、光取り出し効率を向上できる発光装置を提供する。
【解決手段】第１導電型半導体層１１と、発光層１２と、第２導電型半導体層１３と、を備える半導体積層体１０であって、第２導電型半導体層、発光層、および、第１導電型半導体層に連続し、底面の少なくとも一部が第１導電型半導体層である第１凹部１０ａを有する半導体積層体と、平面視において、第１凹部における底面の中央部を含む領域に設けられた第１絶縁膜４１と、第１凹部に設けられ、第１凹部の底面において第１絶縁膜から露出する第１導電型半導体層と接する第１コンタクト部２３ａと、第１絶縁膜を露出させる開口部２３ｂと、を有する第１電極２３と、第２導電型半導体層上に設けられ、第２導電型半導体層に接する第２電極と、第１電極の開口部に設けられ、発光層から出射される光の波長に対する反射率が第１電極よりも高い光反射部材５と、を備えた発光装置。
【選択図】図４
【解決手段】第１導電型半導体層１１と、発光層１２と、第２導電型半導体層１３と、を備える半導体積層体１０であって、第２導電型半導体層、発光層、および、第１導電型半導体層に連続し、底面の少なくとも一部が第１導電型半導体層である第１凹部１０ａを有する半導体積層体と、平面視において、第１凹部における底面の中央部を含む領域に設けられた第１絶縁膜４１と、第１凹部に設けられ、第１凹部の底面において第１絶縁膜から露出する第１導電型半導体層と接する第１コンタクト部２３ａと、第１絶縁膜を露出させる開口部２３ｂと、を有する第１電極２３と、第２導電型半導体層上に設けられ、第２導電型半導体層に接する第２電極と、第１電極の開口部に設けられ、発光層から出射される光の波長に対する反射率が第１電極よりも高い光反射部材５と、を備えた発光装置。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層に設けられた発光層と、前記発光層に設けられた第２導電型半導体層と、を備える半導体積層体であって、前記第２導電型半導体層、前記発光層、および、前記第１導電型半導体層に連続し底面の少なくとも一部が前記第１導電型半導体層である第１凹部を複数有する前記半導体積層体と、
平面視において、前記第１凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第１絶縁膜と、
前記第１凹部に設けられ、前記第１凹部の前記底面において前記第１絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層と接する第１コンタクト部と、前記第１絶縁膜を露出させる開口部と、を有する第１電極と、
前記第２導電型半導体層上に設けられ、前記第２導電型半導体層に接する第２電極と、
前記第１電極の前記開口部に設けられ、前記発光層から出射される光の波長に対する反射率が前記第１電極よりも高い光反射部材と、を備えた発光装置。
第１導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層に設けられた発光層と、前記発光層に設けられた第２導電型半導体層と、を備える半導体積層体であって、前記第２導電型半導体層、前記発光層、および、前記第１導電型半導体層に連続し底面の少なくとも一部が前記第１導電型半導体層である第１凹部を有する前記半導体積層体と、
平面視において、前記第１凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第１絶縁膜と、
前記第１凹部に設けられ、前記第１凹部の前記底面において前記第１絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層と接する第１コンタクト部と、前記第１絶縁膜を露出させる開口部と、を有する第１電極と、
前記第２導電型半導体層上に設けられ、前記第２導電型半導体層に接する第２電極と、
前記第１電極の前記開口部に設けられ、前記発光層から出射される光の波長に対する反射率が前記第１電極よりも高い光反射部材と、を備えた発光装置。
平面視において、前記第１凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第１絶縁膜と、
前記第１凹部に設けられ、前記第１凹部の前記底面において前記第１絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層と接する第１コンタクト部と、前記第１絶縁膜を露出させる開口部と、を有する第１電極と、
前記第２導電型半導体層上に設けられ、前記第２導電型半導体層に接する第２電極と、
前記第１電極の前記開口部に設けられ、前記発光層から出射される光の波長に対する反射率が前記第１電極よりも高い光反射部材と、を備えた発光装置。
第１導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層に設けられた発光層と、前記発光層に設けられた第２導電型半導体層と、を備える半導体積層体であって、前記第２導電型半導体層、前記発光層、および、前記第１導電型半導体層に連続し底面の少なくとも一部が前記第１導電型半導体層である第１凹部を有する前記半導体積層体と、
平面視において、前記第１凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第１絶縁膜と、
前記第１凹部に設けられ、前記第１凹部の前記底面において前記第１絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層と接する第１コンタクト部と、前記第１絶縁膜を露出させる開口部と、を有する第１電極と、
前記第２導電型半導体層上に設けられ、前記第２導電型半導体層に接する第２電極と、
前記第１電極の前記開口部に設けられ、前記発光層から出射される光の波長に対する反射率が前記第１電極よりも高い光反射部材と、を備えた発光装置。
【請求項2】
第１導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層に設けられた発光層と、前記発光層に設けられた第２導電型半導体層と、を備える半導体積層体であって、前記第２導電型半導体層、前記発光層、および、前記第１導電型半導体層に連続し底面の少なくとも一部が前記第１導電型半導体層である第１凹部を複数有する前記半導体積層体と、
平面視において、前記第１凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第１絶縁膜と、
前記第１凹部に設けられ、前記第１凹部の前記底面において前記第１絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層と接する第１コンタクト部と、前記第１絶縁膜を露出させる開口部と、を有する第１電極と、
前記第２導電型半導体層上に設けられ、前記第２導電型半導体層に接する第２電極と、
前記第１電極の前記開口部に設けられ、白色顔料を含有した樹脂である光反射部材と、を備えた発光装置。
平面視において、前記第１凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第１絶縁膜と、
前記第１凹部に設けられ、前記第１凹部の前記底面において前記第１絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層と接する第１コンタクト部と、前記第１絶縁膜を露出させる開口部と、を有する第１電極と、
前記第２導電型半導体層上に設けられ、前記第２導電型半導体層に接する第２電極と、
前記第１電極の前記開口部に設けられ、白色顔料を含有した樹脂である光反射部材と、を備えた発光装置。
【請求項3】
前記第１電極が、前記第１絶縁膜の一部を被覆する請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項4】
平面視において、前記第１絶縁膜と前記第１電極は重ならない請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項5】
前記光反射部材は、前記第１電極と前記第１絶縁膜との間に設けられ前記第１凹部の底面に接する請求項４に記載の発光装置。
【請求項6】
平面視において、前記第１凹部の形状および前記第１絶縁膜の形状は、円形状であり、
前記第１コンタクト部は、平面視において前記第１絶縁膜の周囲を囲んで配置されている請求項１～５のいずれか１つに記載の発光装置。
前記第１コンタクト部は、平面視において前記第１絶縁膜の周囲を囲んで配置されている請求項１～５のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項7】
前記第１絶縁膜の断面視形状は上底と前記上底よりも長い下底とを有する台形であり、前記下底は前記第１凹部の前記底面との界面に位置する請求項１～６のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項8】
前記第１凹部は平面視で円環形状であり、平面視で前記円環形状の内側に前記半導体積層体の一部が突出している突出部を有し、
前記第１絶縁膜が前記突出部を覆う請求項１～６のいずれか１つに記載の発光装置。
前記第１絶縁膜が前記突出部を覆う請求項１～６のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項9】
前記光反射部材の少なくとも一部が、前記第１絶縁膜に接する請求項１～８のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項10】
前記第２電極の上に設けられた第２絶縁膜をさらに備え、
前記第１電極は、前記第２絶縁膜上に延在し、
前記第２絶縁膜の上方で前記第１電極と接続された配線部をさらに備える請求項１～９のいずれか１つに記載の発光装置。
前記第１電極は、前記第２絶縁膜上に延在し、
前記第２絶縁膜の上方で前記第１電極と接続された配線部をさらに備える請求項１～９のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項11】
前記配線部の上方に設けられた外部接続電極をさらに有し、
前記半導体積層体は、平面視で前記外部接続電極に重なる領域に、前記第２導電型半導体層、前記発光層、および、前記第１導電型半導体層に連続し底面の少なくとも一部が前記第１導電型半導体層である第２凹部をさらに有し、
平面視において、前記第２凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第３絶縁膜と、
前記第１電極は、前記第２凹部の前記底面において前記第３絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層と接する第２コンタクト部をさらに備え、
前記第１電極は、前記第３絶縁膜を被覆する請求項１０に記載の発光装置。
前記半導体積層体は、平面視で前記外部接続電極に重なる領域に、前記第２導電型半導体層、前記発光層、および、前記第１導電型半導体層に連続し底面の少なくとも一部が前記第１導電型半導体層である第２凹部をさらに有し、
平面視において、前記第２凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第３絶縁膜と、
前記第１電極は、前記第２凹部の前記底面において前記第３絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層と接する第２コンタクト部をさらに備え、
前記第１電極は、前記第３絶縁膜を被覆する請求項１０に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、ボンディングパッドが実装基板上にはんだ付けされる発光素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表２０１７－５３５０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１には、光取り出し効率について改善の余地がある。本発明は、順方向電圧の上昇を抑えつつ、光取り出し効率を向上できる発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様によれば、第１導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層に設けられた発光層と、前記発光層に設けられた第２導電型半導体層と、を備える半導体積層体であって、前記第２導電型半導体層、前記発光層、および、前記第１導電型半導体層に連続し底面の少なくとも一部が前記第１導電型半導体層である第１凹部を有する前記半導体積層体と、平面視において、前記第１凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第１絶縁膜と、前記第１凹部に設けられ、前記第１凹部の前記底面において前記第１絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層と接する第１コンタクト部と、前記第１絶縁膜を露出させる開口部と、を有する第１電極と、前記第２導電型半導体層上に設けられ、前記第２導電型半導体層に接する第２電極と、前記第１電極の前記開口部に設けられ、前記発光層から出射される光の波長に対する反射率が前記第１電極よりも高い光反射部材と、を備えた発光装置が提供される。
本発明の別の一態様によれば、第１導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層に設けられた発光層と、前記発光層に設けられた第２導電型半導体層と、を備える半導体積層体であって、前記第２導電型半導体層、前記発光層、および、前記第１導電型半導体層に連続し底面の少なくとも一部が前記第１導電型半導体層である第１凹部を有する前記半導体積層体と、平面視において、前記第１凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第１絶縁膜と、前記第１凹部に設けられ、前記第１凹部の前記底面において前記第１絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層と接する第１コンタクト部と、前記第１絶縁膜を露出させる開口部と、を有する第１電極と、前記第２導電型半導体層上に設けられ、前記第２導電型半導体層に接する第２電極と、前記第１電極の前記開口部に設けられ、白色顔料を含有した樹脂である光反射部材と、を備えた発光装置が提供される。
本発明の別の一態様によれば、第１導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層に設けられた発光層と、前記発光層に設けられた第２導電型半導体層と、を備える半導体積層体であって、前記第２導電型半導体層、前記発光層、および、前記第１導電型半導体層に連続し底面の少なくとも一部が前記第１導電型半導体層である第１凹部を有する前記半導体積層体と、平面視において、前記第１凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第１絶縁膜と、前記第１凹部に設けられ、前記第１凹部の前記底面において前記第１絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層と接する第１コンタクト部と、前記第１絶縁膜を露出させる開口部と、を有する第１電極と、前記第２導電型半導体層上に設けられ、前記第２導電型半導体層に接する第２電極と、前記第１電極の前記開口部に設けられ、白色顔料を含有した樹脂である光反射部材と、を備えた発光装置が提供される。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、順方向電圧の上昇を抑えつつ、光取り出し効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の実施形態の発光装置の模式平面図である。
【図3】本発明の実施形態の発光装置における半導体積層体の模式平面図である。
【図4】本発明の実施形態の発光装置の一部分の模式拡大断面図である。
【図5】本発明の実施形態の発光装置の変形例の一部分の模式拡大断面図である。
【図6】本発明の実施形態の発光装置の変形例の一部分の模式拡大断面図である。
【図8】本発明の実施形態の発光装置の一部分の模式平面図である。
【図9】第１絶縁膜の他のパターンを示す模式平面図である。
【図10】本発明の他の実施形態の発光装置における半導体積層体の模式平面図である。
【図11】本発明の他の実施形態の発光装置の変形例の一部分の模式拡大断面図である。
【図12】本発明の他の実施形態の発光装置の変形例の一部分の模式拡大断面図である。
【図13】本発明の他の実施形態の発光装置の変形例の一部分の模式拡大断面図である。
【図14】本発明の他の実施形態の発光装置の変形例の一部分の模式拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ符号を付している。
【0009】
【0010】
発光装置１は、基板１００と、基板１００上に設けられた半導体積層体１０とを有する。半導体積層体１０は、基板１００上に設けられた第１導電型半導体層１１と、第１導電型半導体層１１上に設けられた発光層１２と、発光層１２上に設けられた第２導電型半導体層１３とを有する。第１導電型半導体層１１は、例えば、ｎ型である。第２導電型半導体層１３は、例えば、ｐ型である。
【0011】
基板１００は、発光層１２が発する光に対する透過性を有する。また、基板１００は、半導体積層体１０をエピタキシャル成長させることができる。基板１００の材料としては、例えば、サファイア、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリコン、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ダイヤモンド、ニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウムなどが挙げられる。
【0012】
半導体積層体１０には、例えば、ＩｎＸＡｌＹＧａ１－Ｘ－ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）等の半導体が好適に用いられる。
【0013】
図２に示すように、第１導電型半導体層１１は、下面１１ａを有する。下面１１ａは、第１導電型半導体層１１と基板１００との界面に位置する。発光層１２からの光は、下面１１ａから基板１００に入射し、基板１００内部を通過して外部に取り出される。
【0014】
図２に示すように、基板１００の側面には、波長変換部材６が形成されてもよい。波長変換部材６は、例えば、樹脂及び波長変換粒子を含む。波長変換粒子は、例えば、ＹＡＧ系蛍光体、ＬＡＧ系蛍光体、ＫＳＦ蛍光体、ＣＡＳＮ系蛍光体、ＳＣＡＳＮ系蛍光体、βサイアロン蛍光体、または、クロロシリケート蛍光体などの蛍光体を含む。発光層１２から出射した光が波長変換部材６に入射し、光の波長が変換される。なお、波長変換部材６は設けられなくてもよい。
【0015】
半導体積層体１０は、第２導電型半導体層１３、発光層１２および、第１導電型半導体層１１に連続し底面の少なくとも一部が第１導電型半導体層である第１凹部１０ａを有する。例えば、基板１００上に、第１導電型半導体層１１、発光層１２、および第２導電型半導体層１３を順にエピタキシャル成長させた後、エッチングにより、第２導電型半導体層１３および発光層１２の積層部の一部を除去して、第１凹部１０ａを形成する。第２導電型半導体層１３および発光層１２が積層された部分は、第１導電型半導体層１１上にメサ状に残される。
【0016】
【0017】
例えば円形状の複数の第１凹部１０ａが、第１導電型半導体層１１の下面１１ａの反対側の面に設けられている。発光層１２および第２導電型半導体層１３は、第１導電型半導体層１１の下面１１ａの反対側の面における第１凹部１０ａおよび外周領域１１ｂを除く領域に設けられている。
【0018】
図３に示す上面視において、発光層１２および第２導電型半導体層１３は、第１凹部１０ａを囲むように設けられている。
【0019】
図２に示すように、第２導電型半導体層１３上に、第１導電部材２１および第２導電部材２２からなる第２電極が設けられている。第１導電部材２１は、第２導電型半導体層１３の上面に接している。
【0020】
また、第２導電型半導体層１３上に、第１導電部材２１および第２導電型半導体層１３の上面を覆うように第４絶縁膜４４が設けられている。さらに、その第４絶縁膜４４を覆うように第２絶縁膜４２が設けられている。
【0021】
第２絶縁膜４２は、第２導電型半導体層１３の側面、発光層１２の側面、およびこれら側面に続く第１導電型半導体層１１の側面を覆っている。すなわち、第２絶縁膜４２は、発光層１２および第２導電型半導体層１３が積層された部分であるメサ部１５の側面を覆っている。
【0022】
その第２絶縁膜４２上に、第１電極２３が設けられている。第２絶縁膜４２は、上記したように各部材の側面を覆い段差を有しており、第１電極２３はその段差に沿うように設けられている。第１電極２３は、第１凹部１０ａの底面において第１導電型半導体層と接する第１コンタクト部２３ａと、後述する第１絶縁膜４１を露出させる開口部２３ｂと、を有する。第１電極２３は、さらに、メサ部１５上の第２絶縁膜４２上に設けられた配線部２３ｃと、第１導電型半導体層１１の外周領域１１ｂに接する外周コンタクト部２３ｄとを有する。第１コンタクト部２３ａ、配線部２３ｃ、および外周コンタクト部２３ｄは、一体につながっている。
【0023】
配線部２３ｃの上には、第１外部接続電極３１が設けられている。第１外部接続電極３１は、第１電極２３を通じて、第１導電型半導体層１１と電気的に接続されている。
【0024】
第１導電部材２１を覆う第４絶縁膜４４および第２絶縁膜４２の一部は開口され、その開口に第２導電部材２２が設けられている。第２導電部材２２は、第１導電部材２１に接している。第２導電部材２２の一部は、第２絶縁膜４２上に設けられている。第２導電部材２２上に、第２外部接続電極３２が設けられている。第２外部接続電極３２は、第２導電部材２２および第１導電部材２１を通じて、第２導電型半導体層１３と電気的に接続されている。
【0025】
図４は、発光装置１における第１凹部１０ａが設けられた領域の模式拡大断面図である。
【0026】
例えば円形状の第１凹部１０ａにおける中央部を含む領域に、第１絶縁膜４１が設けられている。第１凹部１０ａは、中央部を含む領域と、その中央部を含む領域の周囲を囲む領域とを有する。そして、「中央部を含む領域」とは、第１凹部１０ａが円形状の場合にはその円の中心を含む領域であり、第１凹部１０ａが正多角形状または三角形状の場合にはその正多角形または三角形の内接円の中心を含む領域であり、第１凹部１０ａが円環形状の場合にはその内周または外周が形成する円の中心を含む領域である。
【0027】
第２絶縁膜４２は半導体積層体１０の全体を被覆するように形成され、その第２絶縁膜４２をパターニングして、第１凹部１０ａに例えば円形状に第１絶縁膜４１を残す。したがって、第２絶縁膜４２と第１絶縁膜４１は同種材料の膜であり、第２絶縁膜４２の膜厚と第１絶縁膜４１の膜厚は略同じである。
【0028】
第２絶縁膜４２をパターニングする際のプロセス上、第２絶縁膜４２の一部４２ａは、第１凹部１０ａの外周領域にも、例えば円環状に残される。
【0029】
第１電極２３の第１コンタクト部２３ａは、第１絶縁膜４１の周囲に設けられ、例えば、円形状の第１絶縁膜４１を囲む円環状に設けられる。つまり、第１凹部１０ａの中央部を含む領域において、第１電極２３は設けられず、第１絶縁膜４１が設けられている。このため、第１凹部１０ａの中央部を含む領域においては、第１電極２３を構成する金属による光吸収を低減し、第１絶縁膜４１と第１導電型半導体層１１との界面での全反射成分を増やすことができる。これは、第１導電型半導体層１１中を伝播して第１凹部１０ａに向かった光の第１凹部１０ａでの反射率を高め、下面１１ａ側からの光取り出し効率を向上させる。
【0030】
後述するように、第１凹部１０ａにおいて、第１電極２３の配線部２３ｃに近い外周部に電流が集中していると考えられる。そのため、第１凹部１０ａの中央部に第１絶縁膜４１を設け、その中央部を非導通としても発光層１２への電流供給の大きな妨げにならず、順方向電圧は上昇しづらいと言える。従って、第１凹部１０ａの中央部に第１絶縁膜４１が設けられておらず第１凹部１０ａの中央部に第１電極２３が形成されている場合と比較して大きな順方向電圧Ｖｆの上昇は生じず、第１絶縁膜４１による全反射領域の増加により、光強度Ｐｏを高めることができる。すなわち、第１絶縁膜４１を設けた発光装置１であれば、順方向電圧Ｖｆの上昇を抑えつつ、光取り出し効率を向上できる。
【0031】
図２に示すように、第１電極２３は開口部２３ｂを有し、第１絶縁膜４１を露出させる。第１電極２３は、第１電極２３が第１絶縁膜４１の一部を被覆し、かつ、開口部２３ｂによって第１絶縁膜４１が露出するように形成されている。第１電極２３が第１絶縁膜４１の一部を被覆していることにより、第１絶縁膜４１が剥がれることを抑制することができる。
【0032】
開口部２３ｂには、光反射部材５が設けられる。光反射部材５は、発光層１２から出射される光の波長に対する反射率が第１電極２３よりも大きい部材であってもよい。ここでの第１電極２３の反射率は、例えば、第１電極２３を構成する部材のうち、発光層１２からの光に対する反射率が最も小さな部材の反射率を指す。また、ここでの第１電極２３の反射率は、例えば、第１電極２３を構成する部材のうち、第１導電型半導体層１１に接する部材の反射率を指す。また、光反射部材５は、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナなどの白色顔料を含有した樹脂であってもよい。白色顔料を含有する樹脂としては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂が挙げられる。光反射部材５は、第１電極２３、第２導電部材２２、半導体積層体１０、及び、基板１００、などを覆うことで、これらを支持する部材として機能してもよい。
【0033】
開口部２３ｂに、光反射部材５が設けられていることにより、第１絶縁膜４１と第１導電型半導体層１１との界面で反射せずに、第１絶縁膜４１の内部に入射した光を、光反射部材５により反射させることができ、下面１１ａ側からの光取り出し効率を向上させることができる。
【0034】
図４に示すように、開口部２３ｂに光反射部材５が設けられていることにより、光反射部材５が第１絶縁膜４１の一部を被覆していてもよい。光反射部材５が第１絶縁膜４１の一部を被覆していることにより、第１絶縁膜４１に入射した光が、光反射部材５によってより確実に反射されやすくなる。
【0035】
また、図５に示すように、第１絶縁膜４１の外縁と第１電極２３の端部とが一致していてもよい。第１絶縁膜４１の外縁と第１電極２３の端部とが一致することにより、第１電極２３が第１絶縁膜４１の一部を被覆している場合と比較して光反射部材５が第１絶縁膜４１を被覆する面積を増やしつつ、第１コンタクト部２３ａが第１凹部１０ａと接する面積を第１電極２３が第１絶縁膜４１の一部を被覆している場合と略同じ面積にすることができる。
【0036】
また、図６に示すように、前記第１絶縁膜と前記第１電極とが、重ならないようにしてもよい。前記第１絶縁膜と前記第１電極とが、重ならないことにより、光反射部材５が第１絶縁膜４１を被覆する面積が増加するため、第１絶縁膜４１に入射した光が、光反射部材５によってより確実に反射されやすくなる。また、図６に示すように、光反射部材５が、第１電極２３と第１絶縁膜４１との間に設けられ第１凹部１０ａの底面に接してもよい。光反射部材５が、第１電極２３と第１絶縁膜４１との間に設けられ第１凹部１０ａの底面に接することで、第１電極２３よりも反射率の大きい場合において光反射部材５が、第１導電型半導体層１１と接することになり、順方向電圧Ｖｆの上昇を抑えつつ第１凹部１０ａでの光の反射率を高めることができる。
【0037】
図７は、図１におけるＶII－ＶII断面の一部の模式拡大断面図である。図１、図３、及び、図７に示すように、平面視で第１外部接続電極３１に重なる領域に、第２導電型半導体層１３、発光層１２、および、第１導電型半導体層１１に連続し底面の少なくとも一部が前記第１導電型半導体層である第２凹部１０ｂを有していてもよい。
【0038】
第２凹部１０ｂの中央部を含む領域において、第１電極２３は設けられず、第３絶縁膜４３が設けられている。このため、第２凹部１０ｂの中央部を含む領域においては、第１電極２３を構成する金属による光吸収を低減し、第３絶縁膜４３と第１導電型半導体層１１との界面での全反射成分を増やすことができる。これは、第１導電型半導体層１１中を伝播して第２凹部１０ｂに向かった光の第２凹部１０ｂでの反射率を高め、下面１１ａ側からの光取り出し効率を向上させる。
【0039】
図７に示すように、第２凹部１０ｂにおいて、第１電極２３は第３絶縁膜４３を被覆する。言い換えると、第１電極２３は第３絶縁膜４３の表面のうち第２凹部１０ｂの底面と接する面を除く面を被覆しており、第３絶縁膜４３を露出させる開口部を有していない。第１電極２３は、第１外部接続電極３１よりも発光層１２から出射される光に対する反射率が高い場合、第１電極２３が第３絶縁膜４３を被覆していることにより、第３絶縁膜４３内に入射した光が第１電極２３によって反射されやすくなる。
【0040】
第３絶縁膜４３は、第１絶縁膜４１と同様に第２絶縁膜４２とは同種材料の膜であり、第２絶縁膜４２の膜厚と第３絶縁膜４３の膜厚は略同じである。
【0041】
第１絶縁膜４１をパターニングするエッチングプロセスに起因して、第１絶縁膜４１の断面視形状は、図４に示すように台形になる。この台形は、上底４１ａと、上底４１ａよりも長い下底４１ｂとを有し、下底４１ｂは第１凹部１０ａの底面の界面に位置する。第３絶縁膜４３においても同様である。
【0042】
第１導電部材２１としては、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、またはそれらの金属を主成分とする合金を好適に用いることができる。また、第１導電部材２１は、それらの金属材料の単層またはそれらの金属材料が複数積層された積層体でもよい。
【0043】
第１電極２３と、第２導電部材２２は、例えば、同じ金属材料の膜をパターニングすることで得られる。それら第１電極２３および第２導電部材２２としては、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ、またはそれらの金属を主成分とする合金を好適に用いることができる。また、第１電極２３および第２導電部材２２は、それらの金属材料の単層またはそれらの金属材料が複数積層された積層体でもよい。
【0044】
第１電極２３および第２導電部材２２は、例えば、下地との界面側から順に形成されたＡｌ膜、Ｔｉ膜、Ｐｔ膜、およびＡｕ膜を含む。
【0045】
第１外部接続電極３１および第２外部接続電極３２としては、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉなどの金属を好適に用いることができる。第１外部接続電極３１および第２外部接続電極３２は、例えば、電解メッキ法により形成することができる。
【0046】
第４絶縁膜４４は、例えばシリコン窒化膜である。第４絶縁膜４４は、第１導電部材２１に含まれる例えばＡｇのマイグレーションを防止する。第４絶縁膜４４は、形成されなくてもよい。第１絶縁膜４１は、屈折率が第１半導体層１１よりも小さい部材を含む。また、第１絶縁膜４１は透光性を有する。第２絶縁膜４２、第１絶縁膜４１、及び第３絶縁膜４３は、例えばシリコン酸化膜である。なお、第１絶縁膜４１、第２絶縁膜４２、第３絶縁膜４３、及び第４絶縁膜４４は、高屈折率材質層と低屈折率材質層とを組み合わせた誘電体多層膜であってもよい。誘電体多層膜は、例えば、チタン酸化膜／シリコン酸化膜を２ペア以上積層させるものが挙げられる。誘電体多層膜を構成する各層には、チタン酸化膜及びシリコン酸化膜の他にも、例えば、ニオブ酸化膜、アルミ酸化膜、ジルコニウム酸化膜、アルミ窒化膜、シリコン窒化膜などを用いることができる。
【0047】
第１外部接続電極３１および第２外部接続電極３２は、光反射部材５から露出し、発光装置１が実装される配線基板に形成されたパッドに、例えばはんだなどの導電材料を介して接合される。すなわち、発光装置１は、第１外部接続電極３１および第２外部接続電極３２を配線基板に向けた状態で、基板１００および第１導電型半導体層１１の下面１１ａが配線基板の上方を向く。なお、基板１００はなくてもよい。
【0048】
そして、発光層１２から放出された光は、下面１１ａを通じて外部に取り出される。下面１１ａの反対側の領域の大部分は、第２導電部材２２および第１電極２３を構成する金属膜（例えば、良好な光反射性を有するＡｇ、Ａｌを含む）で覆われている。そのため、発光層１２から下面１１ａに直接向かわない光や、第１導電型半導体層１１と基板１００との界面で反射した光を、その金属膜で反射させて下面１１ａに向かわせることができる。
【0049】
また、上述したように、第１凹部１０ａの中央部を含む領域には、第１電極２３は設けられず、第１絶縁膜４１が設けられている。このため、第１凹部１０ａの中央部を含む領域においては、第１電極２３を構成する金属による光吸収を低減し、第１絶縁膜４１と第１導電型半導体層１１との界面での全反射成分を増やすことができる。これは、第１導電型半導体層１１中を伝播して第１凹部１０ａに向かう光の第１凹部１０ａでの反射率を高め、下面１１ａ側からの光取り出し効率を向上させる。
【0050】
図８は、第１絶縁膜４１のうち第１凹部１０ａに接する領域、第１電極２３のうち第１凹部１０ａに接する領域、および、第２絶縁膜４２のうち第１凹部１０ａに接する領域の配置関係を示す模式平面図である。図８において、φ１は第１凹部１０ａの直径を示す。また、φ２は第１凹部１０ａに接する部分の第１絶縁膜４１の直径を示す。
【0051】
第１凹部１０ａに接する部分の第１絶縁膜４１の直径φ２を一定にして、第１凹部１０ａの直径φ１を小さくすると、第１凹部１０ａの直径φ１が小さくなるにつれ順方向電圧Ｖｆが上がる。
これに対して、第１凹部１０ａの直径φ１を一定にして、第１凹部１０ａの直径φ１よりも小さい範囲で第１凹部１０ａに接する部分の第１絶縁膜４１の直径φ２を大きくすると、第１絶縁膜４１の直径φ２が大きくなることによる順方向電圧Ｖｆの大幅な上昇は見られない。
これに対して、第１凹部１０ａの直径φ１を一定にして、第１凹部１０ａの直径φ１よりも小さい範囲で第１凹部１０ａに接する部分の第１絶縁膜４１の直径φ２を大きくすると、第１絶縁膜４１の直径φ２が大きくなることによる順方向電圧Ｖｆの大幅な上昇は見られない。
【0052】
このような結果より、第１凹部１０ａにおいて、第１電極２３の第１コンタクト部２３ａは、配線部２３ｃに近い外周部に電流が集中しており、中央部はほとんど電流が流れておらず、第１凹部１０ａの外周付近に電流が集中していると考えられる。そのため、第１凹部１０ａの中央部に第１絶縁膜４１を設け、その中央部を非導通としても発光層１２への電流供給の大きな妨げにならず、順方向電圧は上昇しづらいと言える。
従って、第１絶縁膜４１を設けた発光装置１であれば、順方向電圧Ｖｆの上昇を抑えつつ、光取り出し効率を向上できる。
従って、第１絶縁膜４１を設けた発光装置１であれば、順方向電圧Ｖｆの上昇を抑えつつ、光取り出し効率を向上できる。
【0053】
第１コンタクト部２３ａの第１凹部１０ａとの接触面積は、第１凹部１０ａの面積の４０％以上７０％以下が好ましい。また、この接触面積は１４０μｍ２以上２５０μｍ２以下とすることができる
【0054】
第１凹部１０ａおよび第１絶縁膜４１の形状は円形状に限らず、多角形状であってもよい。
【0055】
図８に示すように、円形状の第１凹部１０ａに円形状の第１絶縁膜４１を設けた場合には、第１絶縁膜４１の周囲に設けられる第１コンタクト部２３ａの形状を角のない円環状にすることができる。このような形状の第１コンタクト部２３ａでは、電流密度分布を均一化しやすい。
【0056】
また、図４に示すように、第１絶縁膜４１の断面視形状は台形状である。このようにすることで、第１絶縁膜４１の下面（台形の下底）４１ｂと第１導電型半導体層１１との界面領域は大きく確保しつつ、第１絶縁膜４１に対する第１電極２３の被覆性を、第１絶縁膜４１の断面視形状が例えば矩形状である場合に比べて良好にできる。
【0057】
図９は、第１絶縁膜４１の他のパターンを示す模式平面図である。
【0058】
図９に示すように、第１絶縁膜４１が第２絶縁膜４２の一部４２ａと繋がって形成される。この場合、第１絶縁膜４１と第２絶縁膜４２が一体的に形成されるため、第１絶縁膜４１の剥がれを抑制することができる。
【0059】
図１０は、他の実施形態の発光装置における半導体積層体１０の模式平面図である。第１凹部１０ａは平面視において円環形状となっており、その円環形状の内側に半導体積層体１０の一部が突出した突出部１６が設けられている。突出部１６は、発光層１２および第２導電型半導体層１３が積層された部分である。突出部１６は、発光層１２および第２導電型半導体層１３を含まず、第１導電型半導体層１１が突出した部分であってもよい。
【0060】
図１１は、他の実施形態の発光装置における第１凹部１０ａが設けられた領域の模式拡大断面図である。
【0061】
図１１に示すように、第１絶縁膜４１は、突出部１６の上面および側面を覆っている。第１絶縁膜４１は突出部１６の側面に直接設けられている。第１絶縁膜４１と突出部１６の上面との間には、第４絶縁膜４４と第１導電部材２１が設けられている。なお、第１絶縁膜４１と突出部１６の上面との間に、第４絶縁膜４４と第１導電部材２１を設けず、第１絶縁膜４１をメサ部１５の上面に直接設けてもよい。
【0062】
第１絶縁膜４１上には第１電極２３が設けられている。第１電極２３の第１コンタクト部２３ａは、第１凹部１０ａの底面において露出する第１導電型半導体層１１と接している。
【0063】
図１１に示すように、第１電極２３の開口部２３ｂは、第１絶縁膜４１を露出させる。第１電極２３は、第１電極２３が第１絶縁膜４１の一部を被覆し、かつ、開口部２３ｂによって第１絶縁膜４１が露出するように形成されている。第１電極２３が第１絶縁膜４１の一部を被覆していることにより、第１絶縁膜４１が剥がれることを抑制することができる。
【0064】
また、図１２に示すように、平面視において、第１絶縁膜４１の外縁と第１電極２３の端部とが一致してもよい。第１絶縁膜４１の外縁と第１電極２３の端部とが一致することにより、光反射部材５が第１絶縁膜４１を被覆する面積を増やしつつ、第１コンタクト部２３ａが第１凹部１０ａと接する面積を最も大きくすることができる。
【0065】
また、図１３に示すように、第１絶縁膜４１と、第１電極２３は平面視において重ならないようにすることができる。第１絶縁膜４１と、第１電極２３が、平面視において重ならないことにより、光反射部材５が第１絶縁膜４１を被覆する面積が増加するため、第１絶縁膜４１に入射した光が、光反射部材５によってより確実に反射されやすくなる。また、図１３に示すように、光反射部材５が、第１電極２３と第１絶縁膜４１との間に設けられ第１凹部１０ａの底面に接してもよい。光反射部材５が、第１電極２３と第１絶縁膜４１との間に設けられ第１凹部１０ａの底面に接することで、第１電極２３よりも反射率の大きい光反射部材５が、第１導電型半導体層１１と接することになり、順方向電圧Ｖｆの上昇を抑えつつ第１凹部１０ａでの光の反射率を高めることができる。
【0066】
第１絶縁膜４１が突出部１６の上面および側面を覆うように立体的に設けられることで、図４に示す平面的な第１絶縁膜４１に比べて、第１凹部１０ａの中央部を含む領域における第１絶縁膜４１の面積を増大させることができる。このため、第１凹部１０ａの中央部を含む領域において、第１絶縁膜４１により全反射される発光層１２からの光を増やすことができる。さらに、第１電極２３が第１絶縁膜４１を露出させる開口部２３ｂを有しており、開口部２３ｂに光反射部材５が形成設けられていることにより、光取り出し効率を向上させることができる。
【0067】
図１４に示すように、突出部１６は、発光層１２および第２導電型半導体層１３を含まず、第１導電型半導体層１１が突出した部分であってもよい。発光層１２および第２導電型半導体層１３を含む突出部１６に比べて、突出部１６の高さを低くすることができるので、第１絶縁膜４１を優れた被覆性で形成しやすくなる。
【0068】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。本発明の上述した実施形態を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての形態も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【0069】
１…発光装置、１０…半導体積層体、１０ａ…第１凹部、１０ｂ…第２凹部、１１…第１導電型半導体層、１１ａ…下面、１２…発光層、１３…第２導電型半導体層、２１…第１導電部材、２２…第２導電部材、２３…第１電極、２３ａ…第１コンタクト部、２３ｂ…開口部、２３ｃ…配線部、２３ｄ…外周コンタクト部、３１…第１外部接続電極、３２…第２外部接続電極、４１…第１絶縁膜、４２…第２絶縁膜、４３…第３絶縁膜、４４…第４絶縁膜、５…光反射部材、６…波長変換部材、１００…基板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【手続補正書】
【提出日】2020-12-08
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層に設けられた発光層と、前記発光層に設けられた第２導電型半導体層と、を備える半導体積層体であって、前記第２導電型半導体層、前記発光層、および、前記第１導電型半導体層に連続し底面の少なくとも一部が前記第１導電型半導体層である第１凹部を複数有する前記半導体積層体と、
平面視において、前記第１凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第１絶縁膜と、
前記第１凹部に設けられ、前記第１凹部の前記底面において前記第１絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層と接する第１コンタクト部と、前記第１絶縁膜を露出させる開口部と、を有する第１電極と、
前記第２導電型半導体層上に設けられ、前記第２導電型半導体層に接する第２電極と、 前記第１電極の前記開口部に設けられ、前記発光層から出射される光の波長に対する反射率が前記第１電極よりも高い光反射部材と、を備えた発光装置。
平面視において、前記第１凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第１絶縁膜と、
前記第１凹部に設けられ、前記第１凹部の前記底面において前記第１絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層と接する第１コンタクト部と、前記第１絶縁膜を露出させる開口部と、を有する第１電極と、
前記第２導電型半導体層上に設けられ、前記第２導電型半導体層に接する第２電極と、 前記第１電極の前記開口部に設けられ、前記発光層から出射される光の波長に対する反射率が前記第１電極よりも高い光反射部材と、を備えた発光装置。
【請求項2】
第１導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層に設けられた発光層と、前記発光層に設けられた第２導電型半導体層と、を備える半導体積層体であって、前記第２導電型半導体層、前記発光層、および、前記第１導電型半導体層に連続し底面の少なくとも一部が前記第１導電型半導体層である第１凹部を複数有する前記半導体積層体と、
平面視において、前記第１凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第１絶縁膜と、
前記第１凹部に設けられ、前記第１凹部の前記底面において前記第１絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層と接する第１コンタクト部と、前記第１絶縁膜を露出させる開口部と、を有する第１電極と、
前記第２導電型半導体層上に設けられ、前記第２導電型半導体層に接する第２電極と、 前記第１電極の前記開口部に設けられ、白色顔料を含有した樹脂である光反射部材と、を備えた発光装置。
平面視において、前記第１凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第１絶縁膜と、
前記第１凹部に設けられ、前記第１凹部の前記底面において前記第１絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層と接する第１コンタクト部と、前記第１絶縁膜を露出させる開口部と、を有する第１電極と、
前記第２導電型半導体層上に設けられ、前記第２導電型半導体層に接する第２電極と、 前記第１電極の前記開口部に設けられ、白色顔料を含有した樹脂である光反射部材と、を備えた発光装置。
【請求項3】
前記第１電極が、前記第１絶縁膜の一部を被覆する請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項4】
平面視において、前記第１絶縁膜と前記第１電極は重ならない請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項5】
前記光反射部材は、前記第１電極と前記第１絶縁膜との間に設けられ前記第１凹部の底面に接する請求項４に記載の発光装置。
【請求項6】
平面視において、前記第１凹部の形状および前記第１絶縁膜の形状は、円形状であり、
前記第１コンタクト部は、平面視において前記第１絶縁膜の周囲を囲んで配置されている請求項１～５のいずれか１つに記載の発光装置。
前記第１コンタクト部は、平面視において前記第１絶縁膜の周囲を囲んで配置されている請求項１～５のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項7】
前記第１絶縁膜の断面視形状は上底と前記上底よりも長い下底とを有する台形であり、前記下底は前記第１凹部の前記底面との界面に位置する請求項１～６のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項8】
前記第１凹部は平面視で円環形状であり、平面視で前記円環形状の内側に前記半導体積層体の一部が突出している突出部を有し、
前記第１絶縁膜が前記突出部を覆う請求項１～６のいずれか１つに記載の発光装置。
前記第１絶縁膜が前記突出部を覆う請求項１～６のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項9】
前記光反射部材の少なくとも一部が、前記第１絶縁膜に接する請求項１～８のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項10】
前記第２電極の上に設けられた第２絶縁膜をさらに備え、
前記第１電極は、前記第２絶縁膜上に延在し、
前記第２絶縁膜の上方で前記第１電極と接続された配線部をさらに備える請求項１～９のいずれか１つに記載の発光装置。
前記第１電極は、前記第２絶縁膜上に延在し、
前記第２絶縁膜の上方で前記第１電極と接続された配線部をさらに備える請求項１～９のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項11】
前記配線部の上方に設けられた外部接続電極をさらに有し、
前記半導体積層体は、平面視で前記外部接続電極に重なる領域に、前記第２導電型半導体層、前記発光層、および、前記第１導電型半導体層に連続し底面の少なくとも一部が前記第１導電型半導体層である第２凹部をさらに有し、
平面視において、前記第２凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第３絶縁膜と、
前記第１電極は、前記第２凹部の前記底面において前記第３絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層と接する第２コンタクト部をさらに備え、
前記第１電極は、前記第３絶縁膜を被覆する請求項１０に記載の発光装置。
前記半導体積層体は、平面視で前記外部接続電極に重なる領域に、前記第２導電型半導体層、前記発光層、および、前記第１導電型半導体層に連続し底面の少なくとも一部が前記第１導電型半導体層である第２凹部をさらに有し、
平面視において、前記第２凹部における前記底面の中央部を含む領域に設けられた第３絶縁膜と、
前記第１電極は、前記第２凹部の前記底面において前記第３絶縁膜から露出する前記第１導電型半導体層と接する第２コンタクト部をさらに備え、
前記第１電極は、前記第３絶縁膜を被覆する請求項１０に記載の発光装置。