JP2000022210A

JP2000022210A - 半導体発光素子および半導体発光装置

Info

Publication number: JP2000022210A
Application number: JP18347198A
Authority: JP
Inventors: Yukio Yamazaki; 幸生山崎; Shigetoshi Ito; 茂稔伊藤; Taiji Morimoto; 泰司森本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2000-01-21
Anticipated expiration: 2018-06-30
Also published as: JP4083877B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】絶縁性基板を用いても、対称性の良好な放射
パターンを特性を持つ半導体発光素子を得る。【解決手段】上面視において、第２導電型半導体層の
部分が、発光部を構成しており、さらに、該第１電極に
電気的に接続された第１ボンディングパッド１５、該第
２電極に電気的に接続された第２ボンディングパッド１
８を有している半導体発光素子であって、該第１ボンデ
ィングパッド直下には絶縁層１６を有しており、さら
に、上面視において、該第１ボンディングパッドと該第
２ボンディングパッドとが隣接して発光部に対して同じ
側に配設され、かつ、該第１ボンディングパッドおよび
該第２ボンディングパッドの外形が形作る長辺部側に近
接して該発光部１９が配設され、かつ、該第１電極は該
第２ボンディングパッドと発光部を挟んで対向する側に
設けられることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子の
構造、特に、絶縁性基板上に形成された半導体発光素子
の電極およびボンディングパッドの構造、形状に係わ
り、また、それを用いて実装した半導体発光装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、またはこれら
の混晶に代表される窒化物半導体材料により、可視ない
し紫外領域で発光するＬＥＤ等の半導体発光素子が実現
されている。これらの発光素子では、成長基板として、
主にサファイア等が用いられるが、これらの基板は絶縁
性であるため、成長面側から正電極及び負電極を取り出
す必要があり、ＧａＡｓ等の導電性基板を用いた従前の
発光素子とは異なった、種々の構造が提案されている。

【０００３】図１１は、特開平７―９４７８２号公報に
記載された、このような技術に関わる従来例である。図
１１（ａ）は従来例の窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子の平面図（上面視）であり、図１１（ｂ）は図１１
（ａ）Ｈ―Ｈ’線で切断した模式断面図である。図１１
において、サファイア基板等の絶縁性基板７０の上にｎ
型窒化ガリウム系化合物半導体層７１とｐ型窒化ガリウ
ム化合物半導体層７３とが順に積層されており、ｎ型窒
化ガリウム系化合物半導体層７１上には負電極７２が形
成され、ｐ型窒化ガリウム化合物半導体層７３には正電
極用ワイヤボンディングパッド７４が形成されている。
７５はｐ型窒化ガリウム化合物半導体層７３のほぼ全面
を覆って形成された電流拡散用の透光性電極であり、７
６は前記透光性電極７５に設けられた正電極用ワイヤボ
ンディングパッド７４を取り出すための窓部である。

【０００４】本従来例において、負電極７２は、正電極
用ワイヤボンディングパッドの機能を兼ねており、同図
に示されるように、正電極用ワイヤボンディングパッド
７４と負電極７２は四辺形であるチップ外形の対向する
隅部に形成されている。本ＬＥＤ素子は、正電極用ワイ
ヤボンディングパッド７４および負電極７２に導電性ワ
イヤが接続され、これらを通じて外部から電流が供給さ
れることにより発光動作する。

【０００５】

【発明の解決しようとする課題】しかしながら、上述の
正電極用ワイヤボンディングパッド７４および負電極７
２は、ワイヤの接続を確実に行うため、相当の厚さ以上
の膜厚の金属層を使用する必要があるので、発光を透過
することが不可能であり、さらに、ボンディング領域の
確保のために、通常８０μｍ角以上の大きさを必要とす
るため、正負電極を素子の対角位置の隅部に形成する構
造の発光素子の発光パターンは中心部でくびれ、両側に
略正方形の暗黒部のある複雑な発光パターン形状とな
る。図１２はこのような電極・ボンディングパッドの配
置を持つ半導体発光素子（ＬＥＤチップ）７７をレンズ
付き樹脂モールドの半導体装置（ＬＥＤランプ）として
組み立てた場合の発光パターンを説明する図であり、レ
ンズ付き樹脂モールドＬＥＤランプ７８を見る方向、例
えば７９の方向及び８０の方向によって、発光パターン
は非対称な形８１、８２となる。従って、このような指
向特性を持つＬＥＤランプを、他のランプと組み合わせ
て、例えばフルカラーディスプレイパネルを組み立てた
場合には、見る角度により、他のＬＥＤとの混合、混色
割合が変化し、輝度の不均一、色の不均一と認識されて
いた。

【０００６】また、図１３は、従来例の発光素子を表面
実装型のランプに組み立てた半導体発光装置の構成を示
す図で（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の変形図、
（ｃ）は（ａ）の断面図である。本図において、表面実
装型の半導体発光装置８３のモールドケース９１の底面
９２に、電極端子８９、９０が形成され、半導体発光素
子７７のボンディングパッド８４、８５と電極端子８
９、９０とがワイヤ８６、８７によりそれぞれ接続され
ている。従来例の発光素子は、ボンディングパッドがチ
ップの対角位置に有ることから、半導体発光装置８３へ
半導体発光素子７７を取り付ける際に、ボンディングパ
ッド８４、８５にワイヤボンディングされたワイヤ８
６、８７が出射光を遮らないように半導体発光素子７７
の発光部の前面を横切らないようにしなくてはならな
い。そのため、ワイヤがリードフレーム等に接続する電
極端子８９、９０は図１３（ａ）に示すようにが発光素
子の両側、あるいは同図（ｂ）のように、２辺の側に形
成する必要が有り、半導体発光装置の小型化を阻んでい
た。

【０００７】さらに、図１４は、従来例の発光素子を複
数個用いてアレイ状の表面実装型の半導体発光装置に組
み立てた場合の構成を示す図であり、図１４（ａ）は給
電用の共通配線９５、９６に対して、発光素子の辺をア
レイに平行に配列した場合の平面図であり、図１４
（ｂ）は給電用の共通配線に対して、発光素子の辺をア
レイに対して４５度の角度で、菱形状に配列した場合の
平面図である。図１４（ａ）および図１４（ｂ）におい
て、８４、８５は半導体発光素子７７のボンディングパ
ッド、８６、８７はワイヤボンディングのワイヤ、８８
は半導体発光素子７７の発光部、８９、９０は電極端
子、９５、９６は供給用の共通配線である。図１４
（ａ）の場合においては、切片ｉ−ｉ’とｊ−ｊ’にお
ける光強度分布は９３、９４にそれぞれ示されるよう
に、最高となる位置がズレるため、例えば原稿読み取り
光源に使った場合、読み取り精度の低下を来たす原因と
なっていた。この読み取り精度を維持するためには、図
１３（ｂ）のような配置とすることが必要であり、発光
素子はアレイならび方向に対して４５度に傾けて（発光
素子の辺を菱形に配列して）配列する必要があり、アレ
イ状の表面実装型の半導体発光装置光源の外形サイズが
大きくなり、また、発光点を密にできないという問題点
があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の半導体
発光素子は、基板上に第１導電型半導体層、第１導電型
半導体層上の一部に形成された第２導電型半導体層、第
１導電型半導体層の上に第１電極、第２導電型半導体層
上の第２電極、第１電極と電気的に接している第１ボン
ディングパッド、第２電極と電気的に接している第２ボ
ンディングパッドを有し、第２電極が発光部を形成して
いる半導体発光素子において、第１ボンディングパッド
と第２ボンディングパッドは発光部に対して同じ側に形
成されており、第１ボンディングパッドの直下には絶縁
膜が形成されており、第１電極と第２ボンディングパッ
ドはチップ外形の異なる辺に沿って設けられていること
を特徴とする。

【０００９】請求項２に記載の半導体発光素子は、前記
第１電極は、前記第２ボンディングパッドと発光部を挟
んで対向する側に設けられることを特徴とする。

【００１０】請求項３に記載の半導体発光素子は、第１
電極は第１ボンディングパッドと配線層を介して電気的
に接続されており、配線層の直下に絶縁層が形成されて
いることを特徴とする。

【００１１】請求項４に記載の半導体発光素子は、前記
第２電極と前記第２ボンディングパッドに接して第２電
極よりシート抵抗の低いリード線が形成されており、前
記リード線は発光部を挟んで前記第１電極と対向する側
に形成されていることを特徴とする。

【００１２】請求項５に記載の半導体発光素子は、前記
第１電極と前記リード線は、前記第１ボンディングパッ
ドおよび前記第２ボンディングパッドが形成されている
チップ外周の辺に隣接する２辺に沿って形成されている
ことを特徴とする。

【００１３】請求項６に記載の半導体発光素子は、前記
発光部の平面形状が、少なくとも３回以上の回転対称の
形状であることを特徴とする。

【００１４】請求項７に記載の半導体発光装置は、前記
半導体発光素子がケースに固定されてなり、該発光素子
における第１ボンディングパッド、第２ボンディングパ
ッドに、各々ワイヤが接続され、かつ、各々のワイヤ
は、前記発光素子における発光部とは反対側に引き出さ
れて、該ケースに設けられた端子に接続されてなること
を特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】〈実施の形態１〉図１は、本発明
の第１の実施の形態よりなる発光素子の構成を示す図で
あり、図１（ａ）は平面図（上面視）であり、図１
（ｂ）および図１（ｃ）は模式断面図である。図１
（ａ）において、１０はサファイア基板（約３５０μｍ
×３５０μｍの正方形）であり、１９は発光部（約３０
０μｍ×１７０μｍの長方形）であり、１５は約１３０
μｍ角略正方形の正電極用ボンディングパッド（以下、
正電極パッドと呼ぶ）、１８は約８０μｍ角の負電極用
ボンディングパッド（以下、負電極パッドと呼ぶ）であ
り、正負の電極パッドはチップ上で発光部１９に対して
同じ側に配設されており、正電極パッドおよび負電極パ
ッドの外形が形作る長辺部に近接して該半導体発光素子
の発光部１９が配設されている。負電極パッド１８は、
発光部を挟んで正電極パッドと対向する位置に形成され
た負電極２０（幅約２０μｍ）と、発光部１９の横に設
けられた配線層２１で電気的に接続されており、配線層
２１および負電極パッド１８部分の直下には、絶縁層１
６が積層されている。図１（ａ）のＡ−Ａ’線で切断し
た略断面図を図１（ｂ）に、Ｂ−Ｂ’線で切断した略断
面図を図１（ｃ）に示す。

【００１６】図１（ｂ）において、サファイア基板１０
上に、前記サファイア基板１０と略平行の面が一部露出
したｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層（０≦Ｘ≦１、０≦
Ｙ≦１）１１が形成され、その上には発光層であるＡｌ
_ZＧａ_TＩｎ_1-Z-TＮ層（０≦Ｚ≦１、０≦Ｔ≦１）１
２、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層（０≦Ｕ≦１、０≦
Ｖ≦１）１３が積層されている。透光性正電極１４は、
ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層１３上を覆って形成され
ている。配線層２１は、ｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層
１１の一部露出した面上に絶縁層１６を介して形成さ
れ、その上に負電極パッド１８が重ねられて形成されて
いることにより配線層２１と負電極パッド１８とが電気
的に接続されている。

【００１７】また、該負電極パッド１８と、発光部を挟
んで対向する位置に、ｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層１
１の露出した面上に直接負電極部２０が形成されてい
る。また、図１（ｃ）においては、サファイア基板１０
上に、前記サファイア基板１０と略平行の面が一部露出
したｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層（０≦Ｘ≦１、０≦
Ｙ≦１）１１が形成され、その上には発光層であるＡｌ
_ZＧａ_TＩｎ_1-Z-TＮ層（０≦Ｚ≦１、０≦Ｔ≦１）１
２、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層（０≦Ｕ≦１、０≦
Ｖ≦１）１３が積層されている。透光性正電極１４は、
ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層１３上を覆って形成され
ており、その上の所定の領域にのみ直接正電極パッド１
５が形成されることにより、透光性正電極１４と正電極
パッド１５とが電気的に接続されている。また、正電極
と発光部１９を挟んで対向する位置に、ｎ型Ａｌ_XＧａ_Y
Ｉｎ_1-X-YＮ層１１の露出した面の直上に負電極２０が
形成されている。上記構成により、平面図における発光
部１９とは、ｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層１１、Ａｌ_Z
Ｇａ_TＩｎ_1-Z-TＮ層１２、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ
層１３、透光性正電極１４の積層構造に対応した領域で
あることになる。

【００１８】次に、本実施の形態における半導体発光素
子の製造方法について述べる。サファイア基板１０上
に、ｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層（０≦Ｘ≦１、０≦
Ｙ≦１）１１、Ａｌ_ZＧａ_TＩｎ_1-Z-TＮ層（０≦Ｚ≦
１、０≦Ｔ≦１）１２、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層
（０≦Ｕ≦１、０≦Ｖ≦１）１３を順次積層する。その
後、フォトリソグラフィー技術とドライエッチング技術
を用い、ウェハ表面よりｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層
１１の途中まで、素子の周辺部および、負電極を形成す
る部分を除去する。エッチングされなかったメサ上の部
分にのみｐｎ界面が残されることとなる。

【００１９】次いで、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層１
３上のほぼ全面に透光性正電極１４（膜厚約６ｎｍ）を
形成する。電極材料としてＮｉを用いた。その上の所定
の領域に正電極パッド１５を形成する。正電極パッド１
５の厚さは、ボンディングが容易なように比較的厚く形
成すれば良く、約１μｍとした。正電極パッド１５の材
料は、通常ＡｕもしくはＡｕ系の合金もしくはＡｌもし
くはＡｌ系の合金で形成されるワイヤ材料と接続が容易
な金属で形成すれば良く、ここではＴｉ／Ａｕ（Ｔｉが
下側）を用いた。本実施の形態では、正電極パッド１５
のサイズを約１３０μｍ角とした。

【００２０】また、ｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層１１
上には、絶縁層１６を形成した後、負電極２０と配線層
２１とを一体として形成し、その上の所定領域に負電極
パッド１８を形成する。絶縁層１６の材料としてＳｉＯ
₂を用いた。負電極２０および配線層２１は、ボンディ
ングの必要が無い為むやみに大きくすることは不要で、
線幅として２〜２０μｍ程度が適当であり、本実施の形
態では１０μｍとした。逆に、負電極パッド１８はボン
ディングの為に幅８０μｍ以上の大きさが必要である。
本実施の形態では、約８０μｍ角の略正方形とした。絶
縁層１６は、マスクあわせの際の余裕を設けて配線層２
１直下の領域では約３０μｍ幅とし、負電極パッド１８
直下の領域では約１００μｍ×１３０μｍのほぼ長方形
とした。また、配線層２１直下の領域における絶縁層１
６の長さは、本実施の形態においては負電極パッド１８
の存在する発光部の一辺側に位置する配線層２１の直下
部分も含めて約２７０μｍとした。

【００２１】ここで、正電極パッド１５と発光部を挟ん
で対向する側に設けられた負電極２０は、ｎ型Ａｌ_XＧ
ａ_YＩｎ_1-X-YＮ層１１に接合することにより該層に電流
を注入する役割を果たしており、正電極パッド１５と発
光部１９に対して同じ側に設けられた負電極パッド１
８、および、これら負電極２０と負電極パッド１８とを
電気的に接続している配線層２１は、それらの下に設け
られた絶縁層１６の存在により、半導体層から絶縁され
ている。負電極２０および配線層２１の材料としてはＴ
ｉ／Ａｌを用い、負電極パッド１８の材料としてはＴｉ
／Ｍｏ／Ａｕを用いた。

【００２２】なお、本実施の形態では、負電極２０と配
線層２１を一括して設けたので工程が簡略化されている
が、これらを適宜別々の材料で設けてもよいことはいう
までもない。両者を異なる材料で作製する場合は、例え
ば負電極２０はＴｉ／Ａｌ、配線層２１は例えばＡｌを
用いる。以上の工程は、実際にはウェハー上で多数の半
導体素子に対して一括して適用され、その後、四辺形状
に各素子（チップ）が切り出されて図１に示す半導体発
光素子が完成する。

【００２３】本発明における発光素子は、正電極パッド
および負電極パッドに素子外部から電力が供給されて発
光する。素子における電流の流れを説明すると、まず、
正電極パッドから透光性正電極に電流が供給され、さら
に、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層１３、Ａｌ_ZＧａ_TＩ
ｎ_1-Z-TＮ１２（発光層）、ｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ
層１１を経て負電極２０に至り、ここからさらに、配線
層２１を経て負電極パッドに至る。

【００２４】ここで、発光領域の上面を覆うかたちで、
透光性正電極が設けられているので、発光部サイズ（本
実施の形態においては約３００μｍ×１７０μｍの長方
形）に比べて極めて小さい膜厚（数μｍ以下）でしか無
いｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層１３から、比較的均一
に発光層に電流が供給されやすくなる。さらに、負電極
２０が正電極パッド１５と発光部１９を挟んで対向に位
置している事により、平面図で視れば、発光部の一方の
側（正電極パッド１５）からその対向する側（負電極２
０）に電流が流れるように構成されており、よって、発
光部の各部に電流が均一に注入されるようになってい
る。これにより、略長方形状の発光部が均一に発光する
ことが出来る。

【００２５】本実施の形態の発光素子の変形として、従
来例のように、負側のボンディングパッドと負電極とを
共通とした発光素子を作製する、すなわち、図１におい
て、絶縁層１６、負電極２０、配線層２１を除き、負電
極パッド１８直下にｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層１１
と接する負電極部分を設けた他は、電極形状、電極配置
が本実施の形態と全く同じ構造を有する半導体発光素子
を作製したところ、発光部１９のうち、正電極パッド１
５および負電極パッド１８が位置している側の辺近傍の
みに電流が集中して流れてしまうために、この部分が強
く発光し他の領域はほとんど発光しなかった。

【００２６】よって、電流集中による部分発熱等の問題
により、発光素子の特性が本実施の形態と比較して悪化
してしまった。また、このように部分発熱を生じる素子
は、駆動電流値もしくは駆動電流パルス幅によって各部
の発熱量の偏差も異なるので、発光効率が発熱量により
変化することから、結果として、発光パターンが駆動電
流値もしくは駆動電流パルス幅によって変化してしまう
使いづらいものとなってしまった。

【００２７】また、図１において絶縁層１６を省略す
る、すなわち、ｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層１１に
は、図１における負電極パッド１８、配線層２１、負電
極２１の３方向から電流が注入される構成とした本実施
の発光素子の変形例も試作したところ、先の変形例ほど
ではないものの、やはり、発光部１９のうち、正電極パ
ッド１５および負電極パッド１８が位置している側の辺
近傍のみに電流が集中して流れてしまうためにこの部分
が強く発光した。これらのことから、本発明の構成に基
づいて、発光部の一方の側（正電極パッド１５）から、
その対向する側（負電極２０）にのみ電流が流れるよう
に、絶縁層１６等を適正に配置しつつ、ボンディングパ
ッドを素子の片側に配置することが重要であることが判
明した。

【００２８】図２は、図１の発光素子をレンズ付き樹脂
モールドの発光ダイオードランプに実装した様子であ
り、垂直軸上方向２２から紙面右方向２３および左方向
２４（各々発光部の長辺に沿って傾いた方向）において
もほぼ同様の、滑らかな放射特性を得ることが出来た。
これは、従来例と異なり、発光部の形状が左右対称であ
り、また、ボンディングパッドがチップの片側に寄って
いることにより、ボンディングワイヤ（図示されない）
が左右方向の発光の取り出しを妨げにくいという本発明
の発光素子自身の効果による。

【００２９】図３は、本実施の形態よりなる発光素子を
用いて表面実装型の半導体発光装置に組み立てた場合の
構成を示す図であり、図３（ａ）は平面図であり、図３
（ｂ）はＣ−Ｃ’線で切断した略断面図である。図にお
いて、１０はサファイア基板（約３５０μｍの正方形）
であり、１９は発光部（約３００μｍ×１７０μｍの長
方形）であり、１５は正電極パッド（約１３０μｍ角の
正方形）、１８は負電極パッド（約８０μｍ角の正方
形）であり、正電極パッド１５および負電極パッド１８
はサファイア基板上で発光部１９と同じ側に配設されて
おり、該正電極パッド１５および該負電極パッド１８の
外形が形作る長辺部に近接して該半導体発光素子の発光
部が配設されている。

【００３０】該負電極パッド１８は、発光部１９を挟ん
で正電極パッド１５と対向する位置に形成された負電極
２０（幅約１０μｍ）と、発光部１９の横に設けられた
配線層２１で電気的に接続されており、配線層２１およ
び負電極パッド１８部分の直下には、絶縁層１６が積層
されている。２５および２６は表面実装型の半導体発光
装置のモールドケース２９の底面３０にメッキ等の手法
により形成された電極端子であり、金線ワイヤ２７およ
び２８によりそれぞれ正電極パッド１５及び負電極パッ
ド１８と電気的に結線されている。また３１は透明なモ
ールド樹脂である。

【００３１】このように、本実施の形態の発光素子を用
いれば、モールドケース２９側の電極端子２５および電
極端子２６を発光素子の片側に集めることが出来て、発
光素子を組み込んだ表面実装型の半導体発光装置の小型
化が図れた。具体的には、図３に示された表面実装型の
半導体発光装置の外形サイズは、縦約１．２ｍｍ×横約
１．８ｍｍ×高さ約１．２ｍｍ程度となり、図１３
（ａ）に示される様に、従来例の発光素子を用いた場合
に見積もられる外形サイズ縦約１．２ｍｍ×横約２．０
〜２．３ｍｍ×高さ約１．２ｍｍ程度と比較してより小
型化することが出来た。

【００３２】図４は、本実施の形態よりなる半導体発光
素子を複数個用いて、ＬＥＤアレイに組み立てた場合の
構成を示す図である。図３のような、１個の発光素子を
用いて表面実装型の半導体発光装置に組み立てた場合と
異なり、表面実装型の半導体発光装置のモールドケース
３２の底面にメッキ等の手法により形成されたそれぞれ
の電極端子３３および電極端子３４は共通ライン３５お
よび共通ライン３６により電気的に結線されている。２
７、２８は電極端子２５および電極端子２６と正電極パ
ッド１５および負電極パッド１８とを結線する金線ワイ
ヤである。この結果、正電極パッド１５、負電極パッド
１８は近接して配設されており、且つ該正負の両電極パ
ッドの外形が形作る長辺部に近接して該半導体発光素子
の発光部１９を配設することにより、発光素子からの金
線ワイヤ２７、２８を同一辺側に引き出すことが出来
て、また、従来例の図１４（ａ）で問題になった光強度
の軸上のズレの問題を、図１４（ｂ）の斜め配置を使わ
ずとも解決することが出来た。

【００３３】図５は、本発明の第１の実施の形態よりな
る半導体発光素子を、底面に対し垂直に立てて表面実装
するタイプの半導体発光装置に組み立てた場合の構成を
示す図であり、異方導電性樹脂接着剤を用いてモールド
ケース等の基体に接続する場合の構成を表している。図
５（ａ）は、上記半導体発光装置のモールドケースの一
例を表す要部斜面図であり、図５（ｂ）および図５
（ｃ）は、上記モールドケースに、本発明の第１の実施
の形態よりなる半導体発光素子を接続した場合の要部模
式図であり、図５（ｂ）は要部平面図、図５（ｃ）は
（ｂ）のＤ−Ｄ’線で切断した要部断面図を表してい
る。

【００３４】図５（ａ）において、３７は底面に対し半
導体発光素子を垂直に立てて実装するタイプのモールド
ケースの一例である。底面４１に対して垂直な壁面４２
を有しており、また、モールドケース表面には、配線３
８および配線３９が形成され、壁面４２にまでこれらは
伸びている。壁面４２における２本の配線３８、配線３
９の間には、溝４０が存在している。斜面４３は、半導
体発光素子からの出射光を底面４１に対し垂直な方向に
集める為の反射板の役割を果たす。

【００３５】壁面４２の高さは、２０μｍ以上３５０μ
ｍ以下であり、１００μｍ以上２００μｍ以下が望まし
い。ここでは、１５０μｍとした。また、溝４０の幅は
１９０μｍ以下であり、ここでは、１００μｍ程度とし
た。また、溝４０の深さは、異方導電性樹脂接着剤４４
中に含まれる金属粉等の導電性物質の最大径を例えば５
μｍとすると、少なくとも５μｍ以上に設計する必要が
有る。

【００３６】図５（ｂ）（ｃ）は、（ａ）に示したモー
ルドケース３７に、本発明の第１の実施の形態よりなる
半導体発光素子を実装した様子を表している。壁面４２
上の配線３８、配線３９および溝４０が存在する領域
に、例えばハイソール社製の「モーフィットＴＧ−９０
００Ｒ」やその類似品（液状の透光性エポキシ樹脂に数
乃至数十ｗｔ％の粒径約１０μｍ以下の導電性素粒子を
配合した樹脂材料）等の異方性導電樹脂接着剤４４を塗
布する。次に、壁面４２に対してサファイア基板１０が
平行になるように、かつ、配線３８、配線３９と正両電
極パッド１５、負電極パッド１８とがそれぞれ接するよ
うに、半導体発光素子を搭載する。

【００３７】最後に、半導体発光素子の上面から荷重
（約２乃至２０ｋｇ／ｃｍ²、図中矢印で示した方向か
ら加圧する）をかけながら異方導電性樹脂接着剤４４の
硬化を行う。硬化条件は、異方導電性樹脂接着剤４４の
種類により異なるが、本実施例で用いたものでは、１５
０℃−２分乃至２００℃−３０秒である。この結果、荷
重を受けて硬化した正電極パッド１５、負電極パッド１
８と壁面４２上の配線３８、配線３９との間では、間に
挟まった個々の導電性物質が直接接触するので、導通状
態が作り出される。

【００３８】これに対し、その他の部分の異方導電性樹
脂接着剤４４は、負荷を受けずに硬化するので導電性物
質同士が接触し合う事はほとんど無く、樹脂中に分散し
ているので絶縁性樹脂接着剤として振る舞う。この場
合、上記モールドケース３７では、配線３８、配線３９
の間に溝４０が形成されているので、正負の両電極パッ
ド間で、導電性物質による導通状態は起こらない。

【００３９】図５のように実装した場合、発光部１９か
ら取り出される出射光に加え、半導体発光素子のｐｎ接
合面に対し平行な方向に出射する光、および、半導体発
光素子のサファイア基板１０が透明な場合、基板側面側
から出射する光をも、底面４１に対し垂直な方向に直接
取り出せる為、正面輝度が向上するという効果が発生す
る。通常ＬＥＤ素子においては、チップ外部（通常モー
ルド樹脂）よりも半導体層の屈折率が大きいため、半導
体層に沿って発光した光が導波しており、チップ側面か
ら取り出された導波光を直接放射する構成とすること
で、効果的に輝度を向上させることが出来るのである。

【００４０】また、図５のようにチップを立てて実装す
る構成とすることにより、投影面積が極めて小さい表面
実装タイプの発光装置を実現することも可能となる。本
構成の表面実装タイプの発光装置においても、本実施の
形態の発光素子の上方への放射パターン特性の対称性が
良好なことから、立てられた素子に平行な方向の各部で
は比較的一定な放射パターンが得られる。

【００４１】なお、本実施の形態の発光素子において、
配線層２１の直下から絶縁層を無くし、配線層２１の部
分をｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層１１と接合する負電
極に変更しても、この領域は、発光部１９を挟んで正電
極パッドと対向する部分であることから、発光部に均一
に電流を供給する妨げとならないことは、図１の平面図
から明らかであり、このような変更は本発明の範囲に含
まれるものである。より詳細には、図１（ａ）の平面図
において、負電極２０がｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層
１１と接している領域中の任意の一点と、正電極パッド
１５と発光部１９との境界線分上の任意の一点とを結ぶ
線分が、少なくとも発光部１９を横切る構造になるよう
に絶縁層１６が配置されておればよい。

【００４２】〈実施の形態２〉図６は、本発明の第２の
実施の形態よりなる発光素子の構成を示す平面図であ
る。図において、１０はサファイア基板（約３５０μｍ
×４８０μｍの長方形）であり、４５はほぼ正方形の発
光部（約３００μｍ角）であり、１５は約１３０μｍ角
正方形の正電極パッド、１８は約８０μｍ角の負電極パ
ッドであり、正電極パッド１５および負電極パッド１８
はサファイア基板１０上で発光部１９に対して同じ側に
配設されており、該正電極パッド１５および該負電極パ
ッド１８の外形が形作る長辺部に近接して該半導体発光
素子の発光部４５が配設されている。透光性正電極１４
の１辺に沿って、リード線４９が正電極パッド１５と一
体的に形成されており、チップ外形に対して前記リード
線４９と対向する側に、負電極２０（幅約１０μｍ）が
設置されている。

【００４３】該負電極パッド１８は、該負電極２０（幅
約１０μｍ）と、発光部４５の横に設けられた配線層２
１で電気的に接続されており、配線層２１および負電極
パッド１８部分の直下には、絶縁層１６が積層されてい
る。正電極パッド１５および負電極パッド１８および発
光部４５および負電極２０の構成は、図１（ｂ）ないし
図１（ｃ）に示したものと同様である。本実施の形態に
おける半導体発光素子の製造方法については、実施の形
態１と同様であるので詳細を省略する。

【００４４】ここで、リード線は、正電極パッドから延
伸した透光性正電極に接続された導電材料であって、透
光性正電極と比較してシート抵抗が飛躍的に小さい導電
層から構成されており、発光素子の動作時に、リード線
先端部付近と正電極パッドとの電位差をなくすことが出
来る。本実施の形態において、リード線は総膜厚１μｍ
の金属膜より構成されており、透光性とするために膜厚
１０ｎｍ程度以下の金属膜で構成される透光性正電極と
比較して、２桁程度シート抵抗の小さい層で構成され
た。

【００４５】本実施の形態によれば、正電極パッドに接
合したリード線４９から負電極２０までの距離が一様な
為、注入電流密度の不均一が発生しやすい材料でも、半
導体発光素子を構成する事が可能となった。これによ
り、実施の形態１の場合と比較して、さらに、均一に発
光部を発光させる効果を高めることが出来る。また、本
実施の形態においても、電極パッドをチップの片側に配
置したので、実施の形態１と同様の効果を得ることが出
来、図２ないし５に示されたものと同様の半導体発光装
置を得ることが可能になった。

【００４６】〈実施の形態３〉図７は、本発明の第３の
実施の形態よりなる発光素子の構成を示す平面図であ
る。図において、１０はサファイア基板（約３５０μｍ
×４８０μｍの長方形）であり、４６はほぼ円形の発光
部（直径約３００μｍ）であり、１５は約１３０μｍ角
正方形の正電極パッド、１８は約８０μｍ角の負電極パ
ッドであり、正電極パッド１５および負電極パッド１８
はサファイア基板１０上で発光部１９に対して同じ側に
配設されており、該正電極パッド１５および該負電極パ
ッド１８の外形が形作る長辺部に近接して該半導体発光
素子の発光部４６が配設されている。

【００４７】発光部４６を挟んで正電極パッド１５およ
び負電極パッド１８と対向する位置に形成された負電極
２０（幅約５μｍ）は、該負電極パッド１８と、発光部
４６の横に設けられた配線層２１で電気的に接続されて
おり、配線層２１および負電極パッド１８部分の直下に
は、絶縁層１６が積層されている。正電極パッド１５お
よび負電極パッド１８および発光部４６および負電極２
０の構成は、図１（ｂ）ないし図１（ｃ）に示したもの
と同様である。本実施の形態における半導体発光素子の
製造方法については、実施の形態１と同様であるので詳
細を省略する。

【００４８】本実施の形態における電極構造をとる事に
より、ほぼ円形の発光部４６を得る事ができた。また、
本実施の形態においても、実施の形態１と同様の効果に
より、活性層に注入される電流は均一となる為、発光パ
ターンの不均一を小さくする事ができる。この発光素子
により、図２で示したような左右対称な発光パターンを
得る事ができた。特に、本発明のほぼ円形の発光部４６
の形は、無限回の回転対称形状であり、発光素子のリー
ドフレーム等への実装時に、取付角度を選ばないという
利点がある。即ち、円形でない発光部の形の発光素子を
軸対称形のリードフレームに取り付ける場合には、取付
角度によりリードフレームの方向に対する発光の指向パ
ターンが異なっていたが、本実施例では、この問題を完
全に回避する事ができる。

【００４９】また、本実施の形態では、図７に示した半
導体発光素子のチップの角部近傍において、比較的細い
線状に形成される負電極２０および配線層２１が存在し
ない為、チップの角が欠けても素子特性に影響する事は
なく、歩留まり向上に関して有利である。また、本実施
の形態においても、電極パッドをチップの片側に配置し
たので、実施の形態１と同様の効果を得ることが出来、
図２ないし５に示されたものと同様の半導体発光装置を
得ることが可能になった。

【００５０】〈実施の形態４〉図８は、本発明の第４の
実施の形態よりなる発光素子の構成を示す平面図であ
る。図において、１０はサファイア基板（約３５０μｍ
×４８０μｍの長方形）であり、４７はほぼ多角形の発
光部（外径約３００μｍ）であり、１５は約１３０μｍ
角正方形の正電極パッド、１８は約８０μｍ角の負電極
パッドであり、正電極パッド１５および負電極パッド１
８はサファイア基板１０上で発光部１９に対して同じ側
に配設されており、該正電極パッド１５および該負電極
パッド１８の外形が形作る長辺部に近接して該半導体発
光素子の発光部４７が配設されている。該負電極パッド
１８は、発光部４７を挟んで正電極パッド１５と対向す
る位置に形成された負電極２０（幅約５μｍ）と、発光
部３９の横に設けられた配線層２１で電気的に接続され
ており、配線層２１および負電極パッド１８部分の直下
には、絶縁層１６が積層されている。

【００５１】正電極パッド１５および負電極パッド１８
および発光部４７および負電極２０の構成は、図１
（ｂ）ないし図１（ｃ）に示したものと同様である。本
実施の形態における半導体発光素子の製造方法について
は、実施の形態１と同様であるので詳細を省略する。

【００５２】本実施の形態における電極構造をとる事に
より、ほぼ多角形の発光部４７を得る事ができた。ま
た、本実施の形態においても、実施の形態１と同様の効
果により、活性層に注入される電流は均一となる為、発
光パターンの不均一を小さくする事ができる。この発光
素子により、図２で示したような左右対称な発光パター
ンを得る事ができた。特に本発明のほぼ多角形の発光部
４７の形は、回転対称形状となっており、３回対称より
４回対称、４回対称より５回対称へと回転対称数が上が
るにつれて、発光部の形状は円形に近づく事になり、リ
ードフレーム等への実装時に、取付角度を選ばないとい
う利点が発生する。

【００５３】即ち、点対称でない発光パターンの場合に
は、軸対称形のリードフレームの方向に対する発光の指
向パターンが異なっていたが、本実施の形態では、この
問題を無視できるほど低減できた。また、本実施の形態
では、図８に示した半導体発光素子のチップの角部近傍
において、比較的細い線状に形成される負電極２０およ
び配線層２１が存在しない為、チップの角が欠けても素
子特性に影響する事はなく、歩留まり向上に関して有利
である。

【００５４】また、本実施の形態においても、電極パッ
ドをチップの片側に配置したので、実施の形態１と同様
の効果を得ることが出来、図２ないし５に示されたもの
と同様の半導体発光装置を得ることが可能になった。

【００５５】なお、本実施の形態における説明図である
図８においては、発光部４７の形状が正八角形となって
いるが、本発明はこれに限定されるものではなく、少な
くとも３回以上の回転対称形となっておればよい。

【００５６】〈実施の形態５〉図９は、本発明の第５の
実施の形態よりなる発光素子の構成を示す図である。図
９（ａ）において、１０はサファイア基板（約３３０μ
ｍ×４８０μｍの長方形）であり、１９は発光部（約３
００μｍ角のほぼ正方形）であり、１５は正電極パッ
ド、１８は負電極パッドであり、正電極パッド１５（約
１３０μｍのほぼ正方形）および負電極パッド１８（約
８０μｍのほぼ正方形）は発光部１９に対して同じ側に
配設され、正電極パッド１５および負電極パッド１８の
外形が形作る長辺部に近接して半導体発光素子の発光部
１９が配設されている。発光部１９上には、透光性正電
極１４の１辺に沿って、リード線４９が正電極パッド１
５と一体的に形成されており、リード線４９と対向する
側に、負電極２０（幅約１０μｍ）が設置されている。

【００５７】さらに、絶縁層１６が発光素子ほぼ全面に
形成され、負電極２０、透光性正電極１４等を覆ってい
る。前記絶縁層１６には、前記負電極２０の一部および
正電極パッド１５が露出するように窓部が形成されてい
る。さらに該負電極パッド１８は、前記絶縁層１６上
に、負電極２０と対向する位置に形成されており、発光
部１９の上に設けられた配線層４８により、負電極２０
と負電極パッド１８が電気的に結線されている。負電極
２０と配線層４８との接続は、前記絶縁層に設けられた
窓部でなされている。

【００５８】また、図９（ａ）のＥ−Ｅ’線で切断した
略断面図を図９（ｂ）に、Ｆ−Ｆ’線で切断した略断面
図を図９（ｃ）に示す。

【００５９】図９（ｂ）において、サファイア基板１０
上に、前記サファイア基板１０と略平行の面が一部露出
したｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層（０≦Ｘ≦１、０≦
Ｙ≦１）１１が形成され、その上には、発光層であるＡ
ｌ_ZＧａ_TＩｎ_1-Z-TＮ層（０≦Ｚ≦１、０≦Ｔ≦１）１
２、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層（０≦Ｕ≦１、０≦
Ｖ≦１）１３が積層されている。透光性正電極１４は、
ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層１３上を覆って形成され
ている。負電極２０は、ｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層
１１の一部露出した面に接合して形成され、負電極２０
と配線層４８との接続のための窓部を有する絶縁層１６
が形成されている。負電極パッド１８は、負電極２０と
対向する位置に、絶縁層１６上に形成され、負電極パッ
ド１８および負電極２０は、絶縁層上１６に形成された
配線層４８により、電気的に結線されている。

【００６０】また、図９（ｃ）においては、サファイア
基板１０上に、サファイア基板１０上面と略平行の面が
一部露出したｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層（０≦Ｘ≦
１、０≦Ｙ≦１）１１が形成され、その上には、発光層
であるＡｌ_ZＧａ_TＩｎ_1-Z-TＮ層（０≦Ｚ≦１、０≦Ｔ
≦１）１２、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層（０≦Ｕ≦
１、０≦Ｖ≦１）１３が積層されている。透光性正電極
１４は、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層１３上を覆って
形成されており、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層１３上
の所定の領域に正電極パッド１５が形成されている。

【００６１】負電極２０は、ｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-Y
Ｎ層１１の一部露出した面上に形成されている。さら
に、正電極パッド１５が露出するように窓部を設けられ
た絶縁層１６が、半導体発光素子のほぼ全面に形成され
ている。上記構成により、平面図における発光部１９と
は、ｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層１１、Ａｌ_ZＧａ_TＩ
ｎ_1-Z-TＮ層１２、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層１３、
透光性正電極１４の積層構造に対応した領域であること
になる。

【００６２】次に、本実施の形態における半導体発光素
子の製造方法について述べる。サファイア基板１０上
に、ｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層（０≦Ｘ≦１、０≦
Ｙ≦１）１１、Ａｌ_ZＧａ_TＩｎ_1-Z-TＮ層（０≦Ｚ≦
１、０≦Ｔ≦１）１２、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層
（０≦Ｕ≦１、０≦Ｖ≦１）１３を順次積層する。その
後、フォトリソグラフィー技術とドライエッチング技術
を用い、ウェハ表面よりｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層
１１の途中まで、素子の周辺部および、負電極を形成す
る部分を除去する。エッチングされなかったメサ上の部
分にのみｐｎ界面が残され、この大部分が発光部１９に
相当することとなる。本実施の形態においては、発光部
のサイズを約３００μｍ角のほぼ正方形とした。

【００６３】次いで、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層１
３上のほぼ全面に、透光性正電極１４（膜厚１０ｎｍ程
度）を形成する。電極材料として、例えば、Ｐｄ／Ａｕ
を用いた。さらに、その上の所定の領域に、正電極パッ
ド１５を形成する。正電極パッド１５の厚さは、ボンデ
ィングが容易なように、約２μｍと厚く形成した。本実
施の形態においては、正電極パッド１５の大きさは、約
１３０μｍ角とした。正電極パッド１５の材料として
は、ＰｔＳｉ／Ａｕを用いた。また、ｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩ
ｎ_1-X-YＮ層１１上の一部露出した面上に、負電極２０
を形成する。負電極２０は、ボンディングの必要が無い
為、細くてよく、電極幅として１０μｍ程度とした。負
電極２０材料としては、Ｗ／Ａｌを用いた。

【００６４】その後、絶縁層１６をウェハー表面に形成
し、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術を用い
て、負電極２０上の適切な位置および正電極パッド１５
上に開口部を儲け、通常の薄膜形成技術と選択エッチン
グ技術により配線層４８を形成する。この場合、絶縁層
１６は発光部の保護をも兼ねている。絶縁層の材料とし
ては、ＳｉＯ₂を用い、配線層の材料として、Ｔｉ／Ａ
ｌを用いた。

【００６５】絶縁層１６は、他の絶縁材料を用いて構成
する事も出来るが、特に本実施の形態においては、絶縁
層が発光部表面をカバーしているので、絶縁層材料が発
光光の波長に対して透明である必要が有る。その後に、
配線層４８と接続するように、負電極パッド１８を形成
する。負電極パッド１８は、ボンディングの為に幅８０
μｍ以上の大きさが必要である。本実施の形態では、約
８０μｍ角の正方形とした。負電極パッド１８の材料と
しては、Ａｌを用いた。

【００６６】その後、図９には示されないが、必要に応
じて、配線層４８を絶縁膜で覆ってもよい。以上の工程
は、実際には、ウェハー上で多数の半導体素子に対して
一括して適用され、その後、四辺形状に、各素子（チッ
プ）が切り出されて図９に示す半導体発光素子が完成す
る。

【００６７】本実施の形態における電極構造では、配線
層４８を発光部１９の上部に設けた為、同じサイズの発
光部１９を有する実施の形態２に比べ、半導体発光素子
の短辺のサイズを小さくする事ができた。具体的には、
実施の形態２では、半導体発光素子のサイズを約３５０
μｍ×４８０μｍとしたが、本実施の形態においては、
図１における配線層２１の幅約１０μｍ分と、フォトリ
ソグラフィー時の位置あわせに必要とされるマージン分
だけ低減できる為、約３３０μｍ×４８０μｍサイズの
半導体発光素子を構成する事ができた。

【００６８】さらに、本実施の形態では、発光部１９の
形状をほぼ正方形とした。また、本実施の形態において
も、実施の形態１と同様の効果により、活性層に注入さ
れる電流は均一となる為、発光パターンの不均一を小さ
くする事ができる。この電極配置により、図２で示した
ような左右対称な発光パターンを実現できた。また、本
実施の形態においても、電極パッドをチップの片側に配
置したので、実施の形態１と同様の効果を得ることが出
来、図２ないし５に示されたものと同様の半導体発光装
置を得ることが可能になった。

【００６９】なお、本実施の形態において、発光部の形
状としてほぼ正方形を選んだが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、ほぼ長方形、ほぼ円形、ほぼ多角形
でもよい。その際に発生する効果は実施の形態１ないし
実施の形態４に示した効果と同様である。

【００７０】〈実施の形態６〉図１０は、本発明の第６
の実施の形態よりなる発光素子の構成を示す図である。
図１０（ａ）において、１０はサファイア基板（約３５
０μｍ×４５０μｍの長方形）であり、１９は発光部
（約３００μｍ角のほぼ正方形）であり、１５は正電極
パッド（約１３０μｍ角の正方形）、１８は負電極パッ
ド（約８０μｍ角の正方形）であり、正電極パッド１５
および負電極パッド１８はサファイア基板１０上で発光
部１９に対して同じ側に配設し、該正電極パッド１５お
よび該負電極パッド１８の外形が形作る長辺部に近接し
て該半導体発光素子の発光部１９が配設されている。

【００７１】発光部１９上には、リード線４９が正電極
パッド１５と一体的に形成されており、前記リード線４
９及び負電極２０は、前記正電極パッド１５及び負電極
パッド１８が形成されているチップ外周の辺に近接する
チップ外周の２辺に沿って形成されている。該負電極２
０は、ｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層１１上の所定の領
域に形成された絶縁膜１６上まで延伸しており、その上
に負電極パッド１８が形成されている。図１０（ａ）の
Ｇ−Ｇ’線で切断した略断面図を図１０（ｂ）に示す。

【００７２】図１０（ｂ）において、サファイア基板１
０上に、前記サファイア基板１０と略平行の面が一部露
出したｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層（０≦Ｘ≦１、０
≦Ｙ≦１）１１が形成され、その上には、発光層である
Ａｌ_ZＧａ_TＩｎ_1-Z-TＮ層（０≦Ｚ≦１、０≦Ｔ≦１）
１２、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層（０≦Ｕ≦１、０
≦Ｖ≦１）１３が積層されている。透光性正電極１４
は、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層１３上のほぼ全面に
形成され、その上の所定の領域に正電極パッド１５と電
気的に接続されたリード線４９が形成されている。負電
極２０は、ｎ型ＡｌＸＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＮ層１１の
一部露出した面上に形成されている。図１０（ａ）で示
した発光部１９は、ｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層１
１、Ａｌ_ZＧａ_TＩｎ_1-Z-TＮ層１２、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩ
ｎ_1-U-VＮ層１３、透光性正電極１４より構成されてい
る。

【００７３】次に、本実施の形態における半導体発光素
子の製造方法について述べる。サファイア基板１０上
に、ｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層（０≦Ｘ≦１、０≦
Ｙ≦１）１１、Ａｌ_ZＧａ_TＩｎ_1-Z-TＮ層（０≦Ｚ≦
１、０≦Ｔ≦１）１２、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層
（０≦Ｕ≦１、０≦Ｖ≦１）１３を順次積層する。その
後、フォトリソグラフィー技術とドライエッチング技術
を用い、ウェハ表面よりｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層
１１の途中まで、素子の周辺部および、負電極を形成す
る部分を除去する。エッチングされなかったメサ上の部
分にのみｐｎ界面が残され、この大部分が発光部１９に
相当することとなる。本実施の形態においては、発光部
のサイズを約３００μｍ角のほぼ正方形とした。

【００７４】次いで、ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層１
３上のほぼ全面に、透光性正電極１４（膜厚１２ｎｍ程
度）を形成する。電極材料として、例えば、Ｎｉ／Ｐｔ
を用いた。その後に、正電極パッド１５およびリード線
４９を一体的に形成する。正電極パッド１５の厚さは、
ボンディングが容易なように、例えば１μｍと厚く形成
する。正電極パッド１５の大きさは、本実施の形態にお
いては、約１３０μｍ角とした。また、リード線４９
は、ボンディングの必要が無い為、幅２〜１０μｍ程度
が適当である。正電極パッド１５およびリード線４９の
材料は、Ｃｒ／Ａｕを用いた。

【００７５】また、ｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層１１
上には、絶縁膜１６を形成した後、負電極２０を形成
し、その上の所定の領域に負電極パッド１８を形成す
る。負電極２０は、ボンディングの必要が無い為、電極
幅として２〜２０μｍ程度が適当である。本実施の形態
では幅約１０μｍとした。逆に、負電極パッド１８は、
ボンディングの為に幅８０μｍ以上の大きさが必要であ
る。本実施の形態では、約８０μｍ角の正方形とした。
絶縁層の材料として、ＳｉＯ₂を用い、負電極２０の材
料として、Ｔｉ／Ａｌを用い、負電極パッド１８の材料
として、Ａｌを用いた。

【００７６】以上の工程は、実際には、ウェハー上で多
数の半導体素子に対して一括して適用され、その後、四
辺形状に、各素子（チップ）が切り出されて図９に示す
半導体発光素子が完成する。

【００７７】本実施の形態における電極構造では、負電
極２０が正電極パッド及び不電極パッドが形成されてい
るチップ外周の辺に近接するチップ外周の辺に沿って、
負電極パッド１８から延伸して設けられている為、図６
（ａ）で示した実施の形態２で配線層２１を構成してい
た領域に、負電極２０を形成して半導体発光素子を構成
した構造になっており、同じサイズの発光部１９を有す
る実施の形態２に比べ、正負の両電極パッド半導体発光
素子の長辺のサイズを小さくする事ができた。

【００７８】具体的には、実施の形態２では、半導体発
光素子のサイズを約３５０μｍ×４８０μｍとしたが、
本実施の形態においては、図６（ａ）における負電極２
０の幅約１０〜２０μｍ分と、フォトリソグラフィー時
の位置あわせに必要とされるマージン分だけ低減できる
為、約３５０μｍ×４５０μｍサイズの半導体発光素子
を構成することができた。

【００７９】また、本実施の形態における電極構造で
は、正電極パットに接合したリード線４９から負電極２
０までの距離が一様な為、注入電流密度の不均一が発生
しやすい材料でも、半導体発光素子を構成する事が可能
となった。この電極構造により、図２で示したような左
右対称な発光パターンを実現できた。さらに、本実施の
形態においても、電極パッドをチップの片側に配置した
ので、実施の形態１と同様の効果を得ることが出来、図
２ないし５に示されたものと同様の半導体発光装置を得
ることが可能になった。

【００８０】上述の、各実施の形態において、発光部の
形状としてそれぞれ特定のものに基づいて説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、それぞれ、略
正方形、略長方形、略多角形、略円形、略半円形、略楕
円形のように、少なくとも３回以上の回転対称な形状に
してもよい。また、絶縁層１６として、特定の材料につ
いて説明したが、適宜、ＳｉＮ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、
ＳｉＯＮ、ＭｇＦ等の酸化物・窒化物・弗化物絶縁体
や、ポリイミド等の有機物絶縁体など、他の絶縁材料を
用いて構成することも出来る。

【００８１】

【発明の効果】本発明の半導体発光装置によれば、外部
より半導体発光素子に電流を流す為の２本のリードワイ
ヤーを一方向に引き出すことが可能となり、半導体発光
素子の小型化を図ることが出来た。また、発光部の形状
が単純な形状となったことで、半導体製造装置に組み立
てた場合、左右対称な発光パターン（放射特性）を得る
ことが出来る。さらに、本発明によれば、上記構成によ
って、ボンディング工程を複雑化したり、素子サイズを
無用に増大させること無く、第２電極下のｐｎ界面に均
一に電流を供給でき、これにより、上面より正負両電極
を取るタイプの発光素子の輝度向上、発光効率向上など
に貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の発光素子の構成を示す
図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ―Ａ’断面図、
（ｃ）はＢ−Ｂ’断面図である。

【図２】本発明の実施の形態１の発光素子をレンズ付き
樹脂モールドしたＬＥＤランプを示す模式図である。

【図３】本発明の実施の形態１の発光素子を用いて組み
立てた表面実装形の半導体発光装置を示す図で、（ａ）
は平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ’断面図である。

【図４】本発明の実施の形態１の発光素子を複数個用い
て組み立てたＬＥＤアレイを示す図である。

【図５】本発明の実施の形態１の発光素子を用いて組み
立てた表面実装形の半導体発光装置を示す図で、（ａ）
はモールドケースの一例を示す斜視図であり、（ｂ）は
発光素子を実装した場合の上から見た図、（ｃ）はＤ−
Ｄ’断面図である。

【図６】本発明の実施の形態２の発光素子の構成を示す
図である。

【図７】本発明の実施の形態３の発光素子の構成を示す
図である。

【図８】本発明の実施の形態４の発光素子の構成を示す
図である。

【図９】本発明の実施の形態５の発光素子の構成を示す
図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＥ−Ｅ’断面図、
（ｃ）はＦ−Ｆ’断面図である。

【図１０】本発明の実施の形態６の発光素子の構成を示
す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＧ−Ｇ’断面図であ
る。

【図１１】従来例の半導体発光素子の構成を示す図で、
（ａ）は平面図、（ｂ）はＨ−Ｈ’断面図である。

【図１２】従来例の発光素子をレンズ付き樹脂モールド
したＬＥＤランプを示す模式図である。

【図１３】従来例の発光素子を用いて組み立てた表面実
装形の半導体発光装置を示す図で、（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）の変形例、（ｃ）は（ａ）の断面図であ
る。

【図１４】従来例の発光素子をを複数個用いて組み立て
たＬＥＤアレイを示す図で（ａ）は一例、（ｂ）は変形
例である。

【符号の説明】

１０サファイア基板１１ｎ型Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_1-X-YＮ層（０≦Ｘ≦１、０
≦Ｙ≦１）１２Ａｌ_ZＧａ_TＩｎ_1-Z-TＮ層（０≦Ｚ≦１、０≦Ｔ
≦１）１３ｐ型Ａｌ_UＧａ_VＩｎ_1-U-VＮ層（０≦Ｕ≦１、０
≦Ｖ≦１）１４透光性正電極１５正電極用ボンディングパッド（正電極パッド）１６絶縁層１８負電極用ボンディングパッド（負電極パッド）１９発光部２０負電極２１配線層２２垂直軸方向２３右方向の発光パターン２４左方向の発光パターン２５、２６電極端子２７、２８金線ワイヤ２９モールドケース３０モールドケース２９の底面３１透明モールド樹脂３２表面実装型の半導体発光装置のモールドケース３３、３４電極端子３５、３６共通ライン３７モールドケース３８、３９配線４０溝４１底面４２壁面４３斜面４４異方導電性樹脂接着剤４５発光部４６発光部４７発光部４８配線層４９リード線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森本泰司大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 5F041 CA12 CA40 CA92 CA93 DA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に第１導電型半導体層、第１導電
型半導体層上の一部に形成された第２導電型半導体層、
第１導電型半導体層の上に第１電極、第２導電型半導体
層上の第２電極、第１電極と電気的に接している第１ボ
ンディングパッド、第２電極と電気的に接している第２
ボンディングパッドを有し、第２電極が発光部を形成し
ている半導体発光素子において、第１ボンディングパッドと第２ボンディングパッドは発
光部に対して同じ側に形成されており、第１ボンディン
グパッドの直下には絶縁膜が形成されており、第１電極
と第２ボンディングパッドはチップ外形の異なる辺に沿
って設けられていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】前記第１電極は、前記第２ボンディング
パッドと発光部を挟んで対向する側に設けられることを
特徴とする、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】第１電極は第１ボンディングパッドと配
線層を介して電気的に接続されており、配線層の直下に
絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１或い
は２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】前記第２電極と前記第２ボンディングパ
ッドに接して第２電極よりシート抵抗の低いリード線が
形成されており、前記リード線は発光部を挟んで前記第
１電極と対向する側に形成されていることを特徴とする
請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項５】前記第１電極と前記リード線は、前記第
１ボンディングパッドおよび前記第２ボンディングパッ
ドが形成されているチップ外周の辺に隣接する２辺に形
成されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体
発光素子。
【請求項６】前記発光部の平面形状が、少なくとも３
回以上の回転対称の形状であることを特徴とする請求項
１、２、３、４または５のいずれかに記載の半導体発光
素子。
【請求項７】請求項１、２、３、４、５または６のい
ずれかに記載の半導体発光素子がケースに固定されてな
り、該発光素子における第１ボンディングパッド、第２
ボンディングパッドに、各々ワイヤが接続され、かつ、
各々のワイヤは、前記発光素子における発光部とは反対
側に引き出されて、該ケースに設けられた端子に接続さ
れてなることを特徴とする半導体発光装置。