特表 2024-526142 発光効率の高い小サイズの垂直型発光ダイオードチップ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-17

(54)【発明の名称】発光効率の高い小サイズの垂直型発光ダイオードチップ

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/38 20100101AFI20240709BHJP

【ＦＩ】

H01L33/38

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023578172

(86)(22)【出願日】2021-12-21

(85)【翻訳文提出日】2023-12-19

(86)【国際出願番号】 CN2021140047

(87)【国際公開番号】W WO2023115325

(87)【国際公開日】2023-06-29

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】511207730

【氏名又は名称】聯嘉光電股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】陳 復邦

(72)【発明者】

【氏名】黄 國欣

【テーマコード（参考）】

5F241

【Ｆターム（参考）】

5F241AA03

5F241CA39

5F241CA82

5F241CA92

5F241CA93

5F241CB05

5F241CB15

(57)【要約】

【課題】発光効率の高い小サイズの垂直型発光ダイオードチップを提供する。
【解決手段】本発明は、発光効率の高い小サイズの垂直型発光ダイオードチップであり、ＰＮ接合構造が界面構造の発光エリアプラットフォームに設けられ、且つ、発光エリアプラットフォームの下に高反射性金属層が設けられ、界面構造は、発光エリアプラットフォームに隣接する外側延伸プラットフォームの下にＰ型オーミック接触ブロックが設けられ、絶縁層が外側延伸プラットフォームに形成され且つＰＮ接合構造を被覆するように延伸しておりかつ取り囲んでフレーム被覆エリアが形成され、Ｎ型オーミック接触電極は、外側延伸プラットフォームから遠い場所でＰＮ接合構造とオーミック接触し且つフレーム被覆エリアを被覆し、局所的に斜め下に対称なＮ型オーミック接触電極及びＰ型オーミック接触ブロックの幾何学的な位置の設定により、対辺への斜め下の電流伝達を実現し、ＰＮ接合構造内の活性層の上方の出射面及び下方の反射面にいずれも遮蔽物と光吸収物質を設けないことにより、良好な発光効率を備える。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｐ型電極と、
片側に前記Ｐ型電極が設けられるチップ導電性ベース構造と、
前記チップ導電性ベース構造の前記Ｐ型電極から遠い側に設けられる界面構造であって、順次積層された、高導電性金属層と、高反射性金属層と、部分Ｐ型オーミック接触層と、光透過性の高濃度Ｐ型半導体層とを含み、発光エリアプラットフォームと、前記発光エリアプラットフォームに隣接する外側延伸プラットフォームとを備え、前記部分Ｐ型オーミック接触層は、前記外側延伸プラットフォームの下に位置するＰ型オーミック接触ブロックと、前記発光エリアプラットフォームの下に位置する非Ｐ型オーミック接触ブロックとを含み、前記Ｐ型オーミック接触ブロックと前記高濃度Ｐ型半導体層はオーミック接触であり、前記非Ｐ型オーミック接触ブロックと前記高濃度Ｐ型半導体層は非オーミック接触である界面構造と、
順次積層された、Ｐ型半導体と、活性層と、Ｎ型半導体とを含み、且つ、前記Ｐ型半導体は、前記発光エリアプラットフォームの上に設けられるＰＮ接合構造であって、４つの直線の辺長を備える閉鎖パターンであり、且つ、中心領域を備え、最長辺と最短辺の比は３未満であり、その発光表面積は、０．０６ｍｍ^２未満である前記ＰＮ接合構造と、
前記外側延伸プラットフォームに形成される絶縁層であって、前記Ｎ型半導体を被覆するように延伸しており前記４つの直線の辺長において前記Ｎ型半導体を取り囲むフレーム被覆エリアが形成される前記絶縁層と、
前記絶縁層に設けられ且つ両端がそれぞれ前記フレーム被覆エリア及び前記外側延伸プラットフォームまで延伸するブリッジ連通金属層と、
前記外側延伸プラットフォームから遠い場所で前記Ｎ型半導体とオーミック接触するＮ型オーミック接触電極であって、前記フレーム被覆エリアを部分的に被覆し、また、前記フレーム被覆エリアまで延伸しており前記ブリッジ連通金属層に電気的に接続されるＮ型オーミック接触電極と、
前記外側延伸プラットフォームに対応する場所に前記ブリッジ連通金属層に形成されることによって前記ブリッジ連通金属層に電気的に接続されるＮ型電極パッドとを含むことを特徴とする発光効率の高い小サイズの垂直型発光ダイオードチップ。

【請求項2】

前記Ｎ型オーミック接触電極の前記フレーム被覆エリアを被覆する被覆長さは、前記４つの直線の辺長の全長の１／２未満であることを特徴とする請求項１に記載の小サイズの垂直型発光ダイオードチップ。

【請求項3】

前記Ｎ型半導体の最大の厚さの領域は、２．５μｍより大きいことを特徴とする請求項１に記載の小サイズの垂直型発光ダイオードチップ。

【請求項4】

前記ＰＮ接合構造は、単一のＰＮ接合の発光ダイオード構造又は２つのＰＮ接合のトンネル接合発光ダイオード構造から選ばれるいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の小サイズの垂直型発光ダイオードチップ。

【請求項5】

前記Ｎ型オーミック接触電極は、少なくとも１つの露出開口部を備え、前記少なくとも１つの露出開口部は、前記ＰＮ接合構造の境界まで延伸することを特徴とする請求項１に記載の小サイズの垂直型発光ダイオードチップ。

【請求項6】

前記Ｎ型オーミック接触電極は、前記中心領域内まで延在し且つ連続しないブロックである延伸電極を少なくとも１つ備えることを特徴とする請求項１に記載の小サイズの垂直型発光ダイオードチップ。

【請求項7】

前記高濃度Ｐ型半導体層は、Ｐ型リン化ガリウム又はＰ型リン化インジウムガリウムから選ばれるいずれかであり、且つ、高濃度のドーピングは、炭素又はマグネシウムから選ばれるいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の小サイズの垂直型発光ダイオードチップ。

【請求項8】

前記非Ｐ型オーミック接触ブロックは、透明で透過性の誘電体材料、高反射性の金属材料から選ばれるいずれかで作製されることを特徴とする請求項１に記載の小サイズの垂直型発光ダイオードチップ。

【請求項9】

前記非Ｐ型オーミック接触ブロックは、透明で透過性の誘電体材料から選ばれる場合に、全方向性反射体ＯＤＲ構造であることを特徴とする請求項８に記載の小サイズの垂直型発光ダイオードチップ。

【請求項10】

前記Ｐ型オーミック接触ブロックは、連続する全体的な単一の領域、連続しない複数の領域から選ばれるいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の小サイズの垂直型発光ダイオードチップ。

【請求項11】

前記Ｐ型オーミック接触ブロックは、前記高導電性金属層及び前記高濃度Ｐ型半導体層内まで垂直に延伸することを特徴とする請求項１に記載の小サイズの垂直型発光ダイオードチップ。

【請求項12】

前記高濃度Ｐ型半導体層の厚さは、１μｍより大きく、前記外側延伸プラットフォームは、前記高濃度Ｐ型半導体層に設けられることを特徴とする請求項１に記載の小サイズの垂直型発光ダイオードチップ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光ダイオードのチップ構造に関し、特に、発光効率の高い小サイズの垂直型発光ダイオードチップに関する。

【背景技術】

【0002】

ＬＥＤチップは、外観、電極の配置、半導体層の電流方向から、主に、１．水平型（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）、２．垂直型（ｖｅｒｔｉｃａｌ）、３．フリップチップ型（ｆｌｉｐ－ｃｈｉｐ）の３つの形態に分けられる。そのうち、小サイズの水平型ＬＥＤチップ及び垂直型ＬＥＤチップは発光効率が低いため、現在、ハイエンドな狭ピッチＬＥＤディスプレイには主に、発光効率の良い小サイズのフリップチップ型チップが使用され、それは、表面実装部品（ＳＭＤ、Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔｅｄ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）であり、発光面の上方にワイヤーボンディングの方式で電極パッドを接続させる必要がなく、チップの下方の底部のＮ電極とＰ電極（Ｐ／Ｎ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が電極パッドによってパッケージングキャリアに導電可能に接着されるため、チップの上方の発光表面は電極によって遮蔽されず、小サイズでの発光は発光効率が良い。

【0003】

しかしながら、小サイズのチップの底部にＮ電極及びＰ電極を同時に配置してキャリアと導電可能に実装するのは、電極パッドが小さすぎたりピッチが近すぎるため短絡しやすいという欠点があり、その放熱も底部全面式の垂直型ＬＥＤより悪く、自動車に使用する場合は、信頼性が懸念される。また、リン化物赤色発光フリップチップ型ＬＥＤチップは、窒化物青緑色発光と比べて工程がはるかに複雑であり、非サファイア基板に結晶成長させるフリップチップ型ＬＥＤチップのコストは垂直型ＬＥＤをはるかに上回っている。したがって、垂直型ＬＥＤは自動車用の場合は信頼性の点で有利であるが、その発光効率は悪く、発光効率を改善できるなら、高い信頼性が求められる自動車用の小サイズＬＥＤディスプレイの発展に役立つだろう。

【0004】

従来の垂直型発光ダイオードの構造は、図１に示すように、Ｐ型電極１と、チップ導電性ベース構造２と、反射層３と、界面構造４と、ＰＮ接合構造５と、Ｎ型電極パッド６とを含み、そのうち、チップ導電性ベース構造２は、構造金属層２Ａと、替代基板接着層２Ｂと、替代基板２Ｃとを含み、界面構造４は、Ｐ型オーミック接触ブロック４Ａと、非Ｐ型オーミック接触ブロック４Ｂとを含む部分Ｐ型オーミック接触金属層である。ＰＮ接合構造５は、Ｐ型半導体５Ａと、活性層５Ｂと、Ｎ型半導体５Ｃとを含む。垂直型発光ダイオードは軸方向光でありながら良好な放熱性を備え、演色性や高温下での動作のために役立つ。しかしながら、従来の小サイズの垂直型発光ダイオードチップの直線の辺長は約２００μｍであり、チップの縁部に切断路、側壁、金属層導通層などの光吸収干渉物質を設ける必要があり、約４０μｍは使用され、且つ図２に示すように、Ｎ型半導体５Ｃ（発光表面）上の中央領域にＮ型電極パッド６（Ｎ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）があるため、中心の発光が遮蔽され、且つＮ型電極パッド６は活性層５Ｂ（Ａｃｔｉｖｅ Ｌａｙｅｒ）及びＮ型半導体５Ｃの上方に位置し、チップ及び電極パッドの面積がいずれも非常に小さいため、ワイヤーボンディングの時には活性層５Ｂに微細な亀裂及び欠陥が生じやすい。また一般的には、フィンガー状にしてＮ型半導体５Ｃの上方に位置する二次ワイヤー６Ａ（Ｆｉｎｇｅｒ）を備え、Ｎ型半導体５Ｃに二次ワイヤー６Ａが設けられるほど、電流が効果的に分散されるが、遮光面積は増加する。したがって、従来の小サイズの垂直型ＬＥＤの発光効率及び信頼性はいずれも小サイズのフリップチップ型ＬＥＤに劣るが、従来の小サイズの垂直型ＬＥＤの軸方向光及び高放熱の特性から、高コントラストの自動車用狭ピッチディスプレイの方に利用しやすい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の主な目的は、発光効率の高い小サイズの垂直型発光ダイオードチップを提供することであり、その上方の出射面及び下方の反射面にいずれも遮蔽物と光吸収物質がなく、高発光効率のニーズを満たすことができ、且つＮ電極パッドのワイヤーボンディングは半導体のＰＮ接合構造の上方の平面に位置しないため、高い信頼性のニーズは満たされる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、Ｐ型電極と、チップ導電性ベース構造と、界面構造と、ＰＮ接合構造と、絶縁層と、ブリッジ連通金属層と、Ｎ型オーミック接触電極と、Ｎ型電極パッドとを含む発光効率の高い小サイズの垂直型発光ダイオードチップである。ただし、当該チップ導電性ベース構造の片側に当該Ｐ型電極が設けられ、当該チップ導電性ベース構造の当該Ｐ型電極から遠い側に当該界面構造が設けられる。当該界面構造は、順次積層された、高導電性金属層と、高反射性金属層と、部分Ｐ型オーミック接触層と、光透過性の高濃度Ｐ型半導体層とを含み、当該界面構造は、発光エリアプラットフォームと、外側延伸プラットフォームとを備え、当該外側延伸プラットフォームは、当該発光エリアプラットフォームに隣接する。

【0007】

当該部分Ｐ型オーミック接触層は、Ｐ型オーミック接触ブロックと、非Ｐ型オーミック接触ブロックとを含み、当該Ｐ型オーミック接触ブロックは、当該外側延伸プラットフォームの下に位置し、当該非Ｐ型オーミック接触ブロックは、当該発光エリアプラットフォームの下に位置し、当該Ｐ型オーミック接触ブロックと当該高濃度Ｐ型半導体層はオーミック接触であり、当該非Ｐ型オーミック接触ブロックと当該高濃度Ｐ型半導体層は非オーミック接触である。

【0008】

当該ＰＮ接合構造は、順次積層された、Ｐ型半導体と、活性層と、Ｎ型半導体とを含み、且つ、当該Ｐ型半導体は、当該発光エリアプラットフォームの上に設けられ、且つ、当該ＰＮ接合構造は、４つの直線の辺長を備える閉鎖パターンであり、且つ、最長辺と最短辺の比は３未満であり、当該ＰＮ接合構造の発光表面積は、０．０６ｍｍ^２未満である。当該絶縁層は、当該外側延伸プラットフォームに形成され、当該絶縁層は、当該Ｎ型半導体を被覆するように延伸しており当該４つの直線の辺長においてフレーム被覆エリアが形成され、当該フレーム被覆エリアは、当該Ｎ型半導体を取り囲む。当該ブリッジ連通金属層は、当該絶縁層に設けられ且つその両端がそれぞれ当該フレーム被覆エリア及び当該外側延伸プラットフォームまで延伸する。

【0009】

当該Ｎ型オーミック接触電極は、当該外側延伸プラットフォームから遠い場所で当該Ｎ型半導体とオーミック接触し、且つ、当該Ｎ型オーミック接触電極は、当該フレーム被覆エリアを部分的に被覆し、また、当該Ｎ型オーミック接触電極は、当該フレーム被覆エリアまで延伸しており当該ブリッジ連通金属層に電気的に接続され、当該Ｎ型電極パッドは、当該外側延伸プラットフォームに対応する場所に当該ブリッジ連通金属層に形成されることによって当該ブリッジ連通金属層に電気的に接続される。

【発明の効果】

【0010】

これにより、Ｎ型オーミック接触電極とＰ型オーミック接触ブロックがそれぞれ異なる対辺領域に位置することにより、局所的に斜め下の対称なオーミック接触領域という幾何学的な設定により、対辺の斜め下の電流の対辺への伝達を実現し、これによって電流はＮ型オーミック接触電極から斜め下にＰＮ接合構造中の活性層を通過し、ＰＮ接合構造中の活性層の上方の発光面と下方の反射面にいずれも遮蔽物と光吸収物質がないため、良好な出射効率を備える。また、当該設計において、Ｎ型電極パッド上のワイヤーボンディングは半導体のＰＮ接合構造の上方の平面に位置しないため、高い信頼性のニーズは満たされる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、従来の小サイズの垂直型ＬＥＤ構造の断面模式図である。

【図2】図２は、従来の小サイズの垂直型ＬＥＤの平面視下の表面構造図である。

【図3】図３は、本発明の第１実施例のチップ構造の断面模式図である。

【図4A】図４Ａは、本発明の第１実施例のチップ構造の平面視模式図その１である。

【図4B】図４Ｂは、本発明の第１実施例のチップ構造の平面視模式図その２である。

【図4C】図４Ｃは、本発明の第１実施例のチップ構造の平面視模式図その３である。

【図5】図５は、本発明の第２実施例のチップ構造の平面視模式図である。

【図6】図６は、本発明の第３実施例のチップ構造の平面視模式図である。

【図7】図７は、本発明の第４実施例のチップ構造の断面模式図である。

【図8】図８は、本発明の第５実施例のチップ構造の断面模式図である。

【図9】図９は、本発明の第６実施例のチップ構造の断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の特徴、目的及び効果が一層知られ、認められるよう、以下、好ましい実施例を挙げ、図面を添えて次のとおりに説明する。
図３に示すように、本発明の第１実施例であり、Ｐ型電極１０と、チップ導電性ベース構造２０と、界面構造３０と、ＰＮ接合構造４０と、絶縁層５０と、ブリッジ連通金属層６０と、Ｎ型オーミック接触電極７０と、Ｎ型電極パッド８０とを含む。ただし、チップ導電性ベース構造２０の片側にＰ型電極１０が設けられ、チップ導電性ベース構造２０のＰ型電極１０から遠い側に界面構造３０が設けられる。チップ導電性ベース構造２０は、構造金属層２１と、替代基板接着層２２と、替代基板２３とを含む。

【0013】

一実施例では、界面構造３０は、順次積層された、高導電性金属層３１と、高反射性金属層３２と、部分Ｐ型オーミック接触層３３と、光透過性の高濃度Ｐ型半導体層３４とを含み、界面構造３０は、発光エリアプラットフォーム３０１（上方はＰＮ接合構造４０である）と、外側延伸プラットフォーム３０２とを備え、外側延伸プラットフォーム３０２は、発光エリアプラットフォーム３０１に隣接し、且つ、部分Ｐ型オーミック接触層３３は、Ｐ型オーミック接触ブロック３３１と、非Ｐ型オーミック接触ブロック３３２とを含み、Ｐ型オーミック接触ブロック３３１は、外側延伸プラットフォーム３０２の下に位置し、非Ｐ型オーミック接触ブロック３３２は、発光エリアプラットフォーム３０１の下に位置し、非Ｐ型オーミック接触ブロック３３２は、Ｐ型オーミック接触ブロック３３１に隣接する。Ｐ型オーミック接触ブロック３３１と高濃度Ｐ型半導体層３４はオーミック接触の挙動であり、これによって電流は下向きに伝達され、非Ｐ型オーミック接触ブロック３３２と高濃度Ｐ型半導体層３４は、電流の下向きの伝達を阻止する非オーミック接触（ｎｏｎ－ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ）の挙動である（ショットキー接触（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ ｃｏｎｔａｃｔ）とも呼ばれる）。高濃度Ｐ型半導体層３４の厚さは、Ｐ型電流の横方向の導電に備えて１μｍより大きい。

【0014】

また、非Ｐ型オーミック接触ブロック３３２は、透明で透過性の誘電体材料、高反射性の金属材料から選ばれるいずれかで作製される。非Ｐ型オーミック接触ブロック３３２は透明で透過性の誘電体材料から選ばれる場合に全方向性反射体ＯＤＲ構造（Ｏｍｎｉ－Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）であってもよく、高反射性の金属材料は銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）又は金（Ａｕ）から選ばれてもよく、非Ｐ型オーミック接触ブロック３３２が高反射性の金属材料である場合は、電流が直接当該領域から下向きに導通するのを避けるために、高濃度Ｐ型半導体と非オーミック接触である必要がある。

【0015】

ＰＮ接合構造４０は、発光エリアプラットフォーム３０１に設けられ、一実施例では、ＰＮ接合構造４０は、下から順次積層された、Ｐ型半導体４１と、活性層４２と、Ｎ型半導体４３とを含み、ＰＮ接合構造４０は、単一のＰＮ接合の発光ダイオード構造又は２つのＰＮ接合のトンネル接合発光ダイオード構造（ｔｕｎｎｅｌ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｅｒ ｄｉｏｄｅ）から選ばれるいずれかである。且つ、Ｐ型半導体４１は、発光エリアプラットフォーム３０１の上に設けられ、且つ、Ｎ型半導体４３の最大の厚さの領域は、Ｎ型半導体４３の横方向の電流伝達に備えて、２．５μｍより大きくあるべきである。且つ、ＰＮ接合構造４０は、４つの直線の辺長を備える閉鎖パターンであり、且つ、中心領域４０１を備え、最長辺と最短辺の比は３未満であり、なお、１の近くは電流の伝達が最適であり、長方形が１より大きく且つ３未満であるのは、複数のチップを同じパッケージに構成するために役立ち、ＰＮ接合構造４０の発光表面積は、０．０６ｍｍ^２未満であり、Ｎ型半導体４３が２．５μｍより大きいことが加わると、Ｎ型半導体４３の横方向の電流が均一に拡散するために役立つ。

【0016】

また、図４Ａ～図４Ｃに示すように、絶縁層５０、ブリッジ連通金属層６０、Ｎ型オーミック接触電極７０及びＮ型電極パッド８０の作製の模式図であり、且つ、各層の構造の階層関係を明瞭に示すために、各層の構造は不透明に描画される。最初に、図４Ａに示すように、絶縁層５０を敷設することであり、絶縁層５０は、外側延伸プラットフォーム３０２に形成され、絶縁層５０は、ＰＮ接合構造４０を被覆するように延伸しており当該４つの直線の辺長においてフレーム被覆エリア４０２が形成される。絶縁層５０は、一般的には、均一に堆積するＰＥＣＶＤにより作製された５００ｎｍより大きいＳｉＯ_２絶縁材料であり、ＰＮ接合構造４０の側壁に対して良い付着力を有する。絶縁層５０の材料として、ＴｉＯ_２又はＳｉＮを選んでもよい。

【0017】

続いて図４Ｂに示すように、ブリッジ連通金属層６０を敷設しその上方にＮ型電極パッド８０を製作することであり、ブリッジ連通金属層６０は、絶縁層５０に設けられ且つ両端がそれぞれフレーム被覆エリア４０２及び外側延伸プラットフォーム３０２まで延伸する。Ｎ型電極パッド８０は、外側延伸プラットフォーム３０２に対応する場所にブリッジ連通金属層６０に形成されることによってブリッジ連通金属層６０に電気的に接続される。外側延伸プラットフォーム３０２において円形のＮ電極パッドを製作し、且つ後のパッケージングワイヤーボンディングに備えて上方に金（Ａｕ）を約３μｍ堆積する。

【0018】

続いて図４Ｃに示すように、第１実施例のチップ構造の平面視図であり、Ｎ型オーミック接触電極７０を敷設することであり、Ｎ型オーミック接触電極７０は外側延伸プラットフォーム３０２から遠い場所でＮ型半導体４３（ＰＮ接合構造４０）とオーミック接触し、且つ、Ｎ型オーミック接触電極７０は、フレーム被覆エリア４０２を部分的に被覆し、また、Ｎ型オーミック接触電極７０は、フレーム被覆エリア４０２まで延伸しておりブリッジ連通金属層６０に電気的に接続される。

【0019】

別の実施例では、Ｐ型オーミック接触ブロック３３１は、連続する全体的な単一の領域であり、好ましくは、外向きの円弧状の連続領域である（図４Ｃを参照）。Ｎ型オーミック接触電極７０は同じく連続する全体的な単一の領域であり、コーナー部では、電流を分散させるために面取りが施されてもよい。且つ、Ｐ型オーミック接触ブロック３３１は、外側延伸プラットフォーム３０２の下方に設けられる。

【0020】

且つ、図４Ｃでは、Ｎ型オーミック接触電極７０とＰ型オーミック接触ブロック３３１の相対的な位置関係を明瞭に表示するために、さらに、Ｐ型オーミック接触ブロック３３１の位置が描画される。これにより、図３に示すように、Ｎ型電極パッド８０によって導入される電流Ｉは、Ｎ型オーミック接触電極７０とＰ型オーミック接触ブロック３３１の相対的な位置により斜め下向きの電流Ｉを生じることができ、電流Ｉは、Ｎ型オーミック接触電極７０から斜め下にＰＮ接合構造４０の中心領域４０１を通過する。

【0021】

図５を参照すると、本発明の第２実施例であり、Ｐ型オーミック接触ブロック３３１Ａは、連続しない複数の領域であり、例えば、複数の円筒状（例えば、ＡｌＧａＩｎＰ ＬＥＤにおけるｐ－ＧａＰとオーミック接触できるＢｅＡｕ円筒状）の構造であってもよく、高導電性金属層３１（図３を参照）は、化学的に安定した高導電性金属により高度な横方向電流の伝達を実現し、材料は、Ａｇ／Ａｕ／Ａｌ／Ｔｉ／ＴｉＷ又はＰｔであってもよい。高濃度Ｐ型半導体層３４は、Ｐ型リン化ガリウム（ｐ－ＧａＰ）又はＰ型リン化インジウムガリウム（ｐ－Ｇａ_（ｘ）Ｉｎ_{（１－ｘ）}Ｐ）から選ばれるいずれかであり、且つ、高濃度のドーピングは、炭素（Ｃ）又はマグネシウム（Ｍｇ）から選ばれるいずれかである。

【0022】

図６に示すように、本発明の第３実施例のチップ構造の平面視図であり、ＰＮ接合構造４０は、長方形であり、Ｎ型オーミック接触電極７０は、連続しないブロックである少なくとも１つの延伸電極７２を備え、電流Ｉの拡散の調整に備えて、それは中心領域４０１に一層深く入ってもよく、且つ、Ｎ型オーミック接触電極７０は、少なくとも１つの露出開口部７１を備え、少なくとも１つの露出開口部７１は、ＰＮ接合構造４０の境界まで延伸する。

【0023】

Ｎ型オーミック接触電極７０は同じく、外側延伸プラットフォーム３０２から遠い場所でＮ型半導体４３（ＰＮ接合構造４０）とオーミック接触し、且つ、Ｎ型オーミック接触電極７０は、フレーム被覆エリア４０２を被覆し、実施上、Ｎ型オーミック接触電極７０のフレーム被覆エリア４０２を被覆する被覆長さを当該４つの直線の辺長の全長の１／２未満にさえすればよい。且つ、本実施例では、ＰＮ接合構造４０は、長方形であり、長方形は、複数のチップ構造を単一のパッケージ内に配置するために役立つ。

【0024】

図７に示すように、本発明の第４実施例のチップ構造の断面模式図であり、ここで、導電率を高めるために、Ｐ型オーミック接触ブロック３３１Ｂは、高導電性金属層３１及び高濃度Ｐ型半導体層３４まで垂直に延伸してもよい。

【0025】

図８に示すように、本発明の第５実施例のチップ構造の断面模式図であり、ここで、界面構造３０は、順次積層された、高導電性金属層３１と、部分Ｐ型オーミック接触層３３と、高濃度Ｐ型半導体層３４とを含む。Ｐ型オーミック接触ブロック３３１Ｃは、部分Ｐ型オーミック接触層３３内に設けられ、且つ、部分Ｐ型オーミック接触層３３は、Ｐ型オーミック接触ブロック３３１Ｃに隣接する、高反射性金属層３２としての非Ｐ型オーミック接触ブロック３３２Ｃをさらに含み、且つ、非Ｐ型オーミック接触ブロック３３２Ｃは、高濃度Ｐ型半導体と非オーミック接触する高反射性の金属材料から選ばれるもの、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）又は金（Ａｕ）から作製されてもよく、本実施例では、高反射性金属層３２の役割は、高反射性金属からなる非Ｐ型オーミック接触ブロック３３２Ｃによって置き換えられる。

【0026】

図９に示すように、本発明の第６実施例のチップ構造の断面模式図であり、ここで、第５実施例と同じように、界面構造３０は、順次積層された、高導電性金属層３１と、部分Ｐ型オーミック接触層３３と、高濃度Ｐ型半導体層３４とだけを含み、Ｐ型オーミック接触ブロック３３１Ｃは、部分Ｐ型オーミック接触層３３内に設けられ、且つ、本実施例では、部分Ｐ型オーミック接触層３３は、高反射性金属層３２の役割の代わりとなる非Ｐ型オーミック接触ブロック３３２Ｄを含み、非Ｐ型オーミック接触ブロック３３２Ｄは、全方向性反射体ＯＤＲ構造（Ｏｍｎｉ－Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）（例えば、ＳｉＯ_２／ＴｉＯ_２を複数回積層させた光学ミラー）である。

【0027】

以上から分かるように、本発明の特徴は、少なくとも以下のことを含む。
１．Ｎ型オーミック接触電極及びＰ型オーミック接触ブロックの電流の対辺への伝達の方式を利用して、Ｎ型電極パッドによって導入される電流をＮ型オーミック接触電極から斜め下にＰＮ接合構造中の活性層の中心領域を通過させ、ＰＮ接合構造で、中心領域の上方に遮蔽物がないため、最適に上向きに出射される。また、下向きの光は光を吸収しない反射面によって上方の出射面まで反射されるため、高い発光効率のニーズは満たされる。

【0028】

２．Ｎ型電極パッドの下方にＰＮ接合構造がないため、パッケージング工程のワイヤーボンディング応力により、ＰＮ接合構造に欠陥が生じることはない。また、Ｎ型電極パッドの接触抵抗より生じる熱は、従来の構造のように下向きに活性層に伝達されて、キャリアの再結合効率に影響を与えることはない。

【符号の説明】

【0029】

１ Ｐ型電極
２ チップ導電性ベース構造
２Ａ 構造金属層
２Ｂ 替代基板接着層
２Ｃ 替代基板
３ 反射層
４ 界面構造
４Ａ Ｐ型オーミック接触ブロック
４Ｂ 非Ｐ型オーミック接触ブロック
５ ＰＮ接合構造
５Ａ Ｐ型半導体
５Ｂ 活性層
５Ｃ Ｎ型半導体
６ Ｎ型電極パッド
６Ａ 二次ワイヤー
Ｉ 電流
１０ Ｐ型電極
２０ チップ導電性ベース構造
２１ 構造金属層
２２ 替代基板接着層
２３ 替代基板
３０ 界面構造
３０１ 発光エリアプラットフォーム
３０２ 外側延伸プラットフォーム
３１ 高導電性金属層
３２ 高反射性金属層
３３ 部分Ｐ型オーミック接触層
３３１、３３１Ａ、３３１Ｂ、３３１Ｃ Ｐ型オーミック接触ブロック
３３２、３３２Ｃ、３３２Ｄ 非Ｐ型オーミック接触ブロック
３４ 高濃度Ｐ型半導体層
４０ ＰＮ接合構造
４０１ 中心領域
４０２ フレーム被覆エリア
４１ Ｐ型半導体
４２ 活性層
４３ Ｎ型半導体
５０ 絶縁層
６０ ブリッジ連通金属層
７０ Ｎ型オーミック接触電極
７１ 露出開口部
７２ 延伸電極
８０ Ｎ型電極パッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】