專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效且能大電流通電的發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管由于從紅色到藍(lán)色全色齊全，被積極地嘗試著用于照明。但是， 為了將發(fā)光二極管普及用于照明，需要解決兩個(gè)問(wèn)題。首先，要將發(fā)光二極管 的效率從白熾燈級(jí)別提高到熒光燈級(jí)別的轉(zhuǎn)換效率。其次，為了用少數(shù)的發(fā)光 二極管得到與燈泡或焚光燈同等的亮度，要在1個(gè)發(fā)光二極管上通過(guò)大電流。
但是，在發(fā)光二極管上通過(guò)大電流后會(huì)發(fā)熱，熱會(huì)導(dǎo)致效率降低和可靠性 降低。避免其發(fā)生的第一個(gè)方法是盡量不產(chǎn)生熱，第二個(gè)方法是^f吏產(chǎn)生的熱迅 速擴(kuò)散，防止溫度上升。
首先，為了盡量不產(chǎn)生熱，要提高發(fā)光二極管的發(fā)光效率，盡量使電能轉(zhuǎn) 換成光而取出。為了提高發(fā)光二極管的轉(zhuǎn)換效率，要盡量提高使注入的電子和 空穴有效再結(jié)合的效率即內(nèi)部量子效率，以及提高用于從發(fā)光二極管的芯片內(nèi) 取出發(fā)出的光的光取出效率。
其次，作為使熱擴(kuò)散的方法，例如有將作為發(fā)熱部分的發(fā)光層盡量接近 安裝基座來(lái)配置，使在發(fā)光層上產(chǎn)生的熱有效地?cái)U(kuò)散到安裝基座的方法，或在
一般來(lái)說(shuō)，發(fā)光二極管在光輸出面上設(shè)置大面積的上部電極(上側(cè)電極)， 與此相應(yīng)，由于包含在發(fā)光層中的活性層同樣發(fā)光，所以上部電極會(huì)妨礙在位 于上部電極的正下方區(qū)域的活性層上發(fā)出的光，不能將活性層產(chǎn)生的光全部取 出到外部。
作為避免該問(wèn)題發(fā)生的發(fā)光元件有例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1、 2所示的發(fā)光元件。 專(zhuān)利文獻(xiàn)1的發(fā)光元件是在上部電極的下部形成^f吏電流不流動(dòng)的絕緣層。由 此，能夠使電流分散在上部電極的周?chē)?，抑制上部電極的正下方的發(fā)光。
另夕卜，專(zhuān)利文獻(xiàn)2的發(fā)光元件是將用于電傳導(dǎo)的部分電極配置在上部電極
3以外的區(qū)域。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1: JP特開(kāi)2001-144322號(hào)公報(bào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)2:美國(guó)專(zhuān)利第6784462B2號(hào)說(shuō)明書(shū)

發(fā)明內(nèi)容
但是，根據(jù)現(xiàn)有的發(fā)光二極管，即使在專(zhuān)利文獻(xiàn)l、 2所示的元件構(gòu)造中， 在上述的發(fā)光部分的下方有導(dǎo)電性電極，由于在該導(dǎo)電性電極上會(huì)產(chǎn)生光吸 收，所以不能得到很高的發(fā)光效率。
因此，本發(fā)明的目的在于提供高效且能大電流通電的發(fā)光二極管。 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管，包括含有活性層的化 合物半導(dǎo)體層；與上述化合物半導(dǎo)體層接合的導(dǎo)電性襯底；設(shè)于上述化合物半 導(dǎo)體層的表面，使電流在面方向上分散的第一電極；設(shè)于上述化合物半導(dǎo)體層
鏡層的活性層形成側(cè)，設(shè)置在上述第一電極的外周部或其近旁的正下方區(qū)域的 至少1個(gè)第二電極；以及設(shè)于與上述導(dǎo)電性襯底和上述化合物半導(dǎo)體層接合側(cè) 的面相反一側(cè)的背面的的背面電極。
根據(jù)本發(fā)明，能夠得到高效且能大電流通電的發(fā)光二極管。


圖1是顯示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的發(fā)光二極管的剖視圖。 圖2是圖1的發(fā)光二極管的主視圖。
圖3是顯示圖1的發(fā)光二極管的電流注入用界面接觸層的主視圖。 圖4是顯示第一實(shí)施方式所涉及的發(fā)光二極管的光反射的說(shuō)明圖。 圖5是顯示比較例的剖視圖。 圖6是用于說(shuō)明比較例的問(wèn)題點(diǎn)的說(shuō)明圖。
圖7是顯示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的發(fā)光二極管的剖視圖。 圖8是顯示本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的發(fā)光二極管的剖視圖。 圖9是顯示本發(fā)明的第四實(shí)施方式所涉及的發(fā)光二極管的剖視圖。
圖IO是顯示本發(fā)明的第五實(shí)施方式所涉及的發(fā)光二極管的剖視圖。 圖中，
1—實(shí)裝基座；2—實(shí)裝用合金；3—芯片焊接用電極；4~下部接觸用電極；5—支撐襯底；6—支撐襯底用接觸電極；7、 8—粘貼用金屬層；9 j金化抑 制層；10—光反射鏡層；11—下部電流阻止層；12—電流注入用界面接觸電極； 13—下部包覆層；14—活性層；15—上部包覆層；16—上部電流阻止層；17— 電流注入用接觸電極；18—電流分散用枝狀電極；19一引線(xiàn)接合用電極；20— 透明電極；100—發(fā)光二極管；101—半導(dǎo)體發(fā)光元件；200—發(fā)光二極管；201— 半導(dǎo)體發(fā)光元件；203—下側(cè)電極；204—高熱傳導(dǎo)性及高電傳導(dǎo)性襯底；205— 支撐襯底接合層；206—下部接合層；207—上部接合層；208~^金化抑制層； 209—光反射鏡層；210—電流局限用絕緣層；211—第一歐姆接觸用部分電極； 212—第一導(dǎo)電型包覆層；213—活性層；214—第二導(dǎo)電型包覆層；215—電流 局限用絕緣層；216—電流分散用導(dǎo)電膜；217—上側(cè)電極具體實(shí)施方式
第一實(shí)施方式 發(fā)光二極管的構(gòu)成圖1是顯示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的發(fā)光二極管的剖視圖，圖2 是圖1的發(fā)光二極管的主視圖。圖3是顯示圖1的發(fā)光二極管的電流注入用界 面接觸層的主視圖。在圖1中，顯示由AlGalnP系化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的發(fā)光二 極管100的構(gòu)造。發(fā)光二極管IOO是由半導(dǎo)體發(fā)光元件101、安裝基座1、及接合半導(dǎo)體發(fā) 光元件101和實(shí)裝基座1的實(shí)裝用合金2構(gòu)成。半導(dǎo)體發(fā)光元件101的結(jié)構(gòu)包括芯片焊接用電極3;下部接觸用電極4; 具有導(dǎo)電性的支撐襯底5;支撐襯底用接觸電極6;粘貼用金屬層7、 8;合金 化抑制層9;光反射鏡層10;下部電流阻止層11;多個(gè)電流注入用界面接觸 電極12;下部包覆層13;活性層14;上部包覆層15;上部電流阻止層16; 電流注入用接觸電極17;電流分散用枝狀電極18;以及作為引線(xiàn)接合用的極 板電極(pad electrode )設(shè)置的引線(xiàn)接合用電極19。下部包覆層13、活性層14及上部包覆層15形成發(fā)光層。在本實(shí)施方式 中，發(fā)光層是由AlGalnP系化合物半導(dǎo)體的雙異質(zhì)構(gòu)造的外延層構(gòu)成。實(shí)裝用合金2是例如由AuSn構(gòu)成的金屬，接合在散熱性高的實(shí)裝基座1上。_設(shè)于與支撐襯底5的外延層的接合面相反一側(cè)的背面 的背面電極。下部接觸用電極4是用于與實(shí)裝基座1側(cè)取得電接觸的電極。支撐襯底5具有低電阻，是例如200jum厚度的硅(Si)構(gòu)成的襯底。在 此，使用了可廉價(jià)得到的Si襯底，但只要電傳導(dǎo)特性?xún)?yōu)越，不一定必須是半 導(dǎo)體，也可以使用金屬板。作為這種場(chǎng)合的金屬，可以是鋁等的單元素的襯底， 也可以是如散熱性?xún)?yōu)越的CuW的合金，進(jìn)而為了耐腐蝕性和接觸電阻降低還 可以是由電鍍等形成的多層構(gòu)造的襯底。支撐襯底用接觸電極6是用于與發(fā)光層側(cè)取得電接觸的電極。粘貼用金屬層7、 8是由例如金(Au)構(gòu)成的層。合金化抑制層9是由例如鈦(Ti)構(gòu)成的層。光反射鏡層IO是例如由金構(gòu)成的層，與電流注入用界面接觸電極12電連接。下部電流阻止層11是例如由Si02構(gòu)成，設(shè)置成埋住多個(gè)電流注入用界面 接觸電極12的周?chē)?。電流注入用界面接觸電極12作為第二電極在下部電流阻止層11上環(huán)狀形 成，或形成環(huán)狀分散的部分電極狀形成。例如，平均半徑為85jum、寬度為 10 ium。電流注入用界面接觸電極12在引線(xiàn)接合用電極19的下方設(shè)置成位于 盡量靠外周側(cè)。另外，為使面積盡量小，且使串連電阻盡量少，電流注入用界面接觸電極 12配置在作為上部電極的引線(xiàn)接合用電極19的盡量靠外側(cè)，設(shè)置成可最大限 度地抑制電流注入用界面接觸電極12造成的光吸收。下部包覆層13是由例如p型AlGalnP構(gòu)成?；钚詫?4具有量子阱結(jié)構(gòu)。上部包覆層15是由例如n型AlGalnP構(gòu)成。上部電流阻止層16是由例如Si02構(gòu)成。電流注入用接觸電極17是用于將電流注入外延層的電極，圓環(huán)狀設(shè)置在 上部電流阻止層16上。電流分散用枝狀電極18將引線(xiàn)接合用電極19與電流注入用接觸電極17之間進(jìn)行電連接，使電流在面方向上分散。如圖2所示，從設(shè)于半導(dǎo)體發(fā)光元 件101的表面的引線(xiàn)接合用電極19的中央向?qū)欠较虺适中?放射狀)設(shè) 置在上部電流阻止層16上。
引線(xiàn)接合用電極19圓形狀設(shè)于上部電流阻止層16的上部中央及電流分散 用枝狀電極18的中心。該引線(xiàn)接合用電極19例如按直徑100nm形成，與電 流分散用枝狀電極18 —起構(gòu)成第 一 電極。 發(fā)光二極管的制造方法
下面說(shuō)明發(fā)光二極管100的制造方法。
首先，在n型GaAs襯底上用MOCVD法生長(zhǎng)由4層AlGalnP系化合物半 導(dǎo)體構(gòu)成的外延層。
先在n型GaAs襯底上形成蝕刻阻止層，進(jìn)而順序形成上部包覆層15、 AlGalnP的量子阱型活性層14、下部包覆層13,制作外延晶片。
其次，在上述外延晶片的表面，形成作為下部電流阻止層11的透明的絕 緣層形成SiCM莫。
接著，在Si02膜上用光刻法及蝕刻法形成用于形成電流注入用界面接觸 電極12的孔，作為下部電流阻止層ll?？椎男螤钊鐖D3所示。在該孔中，用 蒸鍍法和剝離法(lift-off)形成由Ti/AuBe/Au的多層構(gòu)造構(gòu)成的電流注入用 界面接觸電極12。
其后，通過(guò)蒸鍍?cè)陔娏髯⑷胗媒缑娼佑|電極12上連續(xù)形成由Au構(gòu)成的 光反射鏡層10、由Ti構(gòu)成的合金化抑制層9及由Au構(gòu)成的粘貼用金屬層8。 另夕卜，最好在下部電流阻止層11與光反射鏡層IO之間很薄地加入提高密合性 的密合層。
接著，在作為支撐襯底5的Si襯底的表面，以取得與電傳導(dǎo)性的接合為 目的，通過(guò)蒸鍍法形成由Ti構(gòu)成的支撐襯底用接觸電極6和由Au構(gòu)成的粘貼 用金屬層7，制作Si晶片。
然后，將上述的外延晶片和Si晶片這2張晶片重合，使得外延晶片側(cè)的 粘貼用金屬層8與Si晶片側(cè)的粘貼用金屬層7對(duì)合，將它們放入粘貼裝置內(nèi)。 粘貼裝置可以使用作為微型機(jī)械用等市場(chǎng)銷(xiāo)售的晶片粘貼裝置。在該極板粘合 裝置內(nèi)，將重合的2張晶片定位。接著，將粘貼裝置內(nèi)形成高真空。然后開(kāi)始粘貼裝置的升溫。在達(dá)到350 。C后，將該溫度保持約1小時(shí)。其后，使粘貼裝置的溫度下降，在溫度充分下 降了時(shí)開(kāi)放加壓，回到大氣壓，取出粘貼了的晶片。接著，將上述粘貼了的晶片的GaAs襯底側(cè)作為正面，將晶片張貼在研磨 板上，通過(guò)拋光研磨GaAs襯底。在GaAs襯底的剩余厚度成為30 ju m時(shí)，停 止研磨，從研磨板上取下晶片。從該晶片上去除粘貼用的石蠟后，放入GaAs的蝕刻氛圍氣中完全去除 GaAs襯底。在GaAs襯底被去除了的階段結(jié)束蝕刻。接下來(lái)，通過(guò)更換蝕刻液進(jìn)行蝕刻，去除蝕刻阻止層。由此，做成在界面 上具有接合金屬層的LED用外延晶片。通過(guò)在該晶片的表面及背面一側(cè)形成 電極，得到LED。下面說(shuō)明LED芯片的制作。首先，在形成上述LED用外延晶片的上面的電極的部分以外的地方，按 0.5 iu m尺寸及1 ju m間隔，周期性均勻地用光刻法和蝕刻法形成凹凸部。凹凸的形成對(duì)光取出有效是公知常識(shí)，但預(yù)先在LED的表面?zhèn)然蚪缑鎮(zhèn)?形成用于改變光的反射角的凹凸，在使光反射上是非常有效的。接著，在作為L(zhǎng)ED用外延晶片的光取出側(cè)的外延層側(cè)形成由Si02構(gòu)成的 上部電流阻止層16。然后，用光刻法及蝕刻法在上部電流阻止層16上形成用于形成電流注入 用接觸電極17的孔。該孔的形狀是圖2所示的電流注入用接觸電極17的形狀， 例如，在離中心100jum的位置按寬度10]um圓環(huán)狀形成。接著，在上述孔中通過(guò)激光剝離法形成由AuGe/Ni/Au電極構(gòu)成的電流注 入用接觸電極17。屆時(shí)，為了很好地得到接觸，只要在外延層的表面形成高 載流子濃度的GaAs層的薄膜即可，由此就能夠?qū)崿F(xiàn)低電阻。接著，在電流注入用接觸電極17及上部電流阻止層16之上用光刻法及蒸 鍍法形成引線(xiàn)接合用電極19和電流分散用技狀電極18。該電極是由密合層和 金層構(gòu)成的雙層構(gòu)造。接著，在支撐襯底5的底面?zhèn)鹊恼嫔?，通過(guò)蒸鍍法形成由Ti構(gòu)成的下 部接觸用電極4及芯片焊接用電極3。上述工序結(jié)束后，為了在低電阻下使電流動(dòng)而進(jìn)行合金處理。其后，將
LED用外延晶片上形成的LED組通過(guò)臺(tái)面分離工序進(jìn)行元件分離后，通過(guò)切 割進(jìn)行切斷，結(jié)束LED芯片的制作。
圖4是顯示第一實(shí)施方式所涉及的發(fā)光二極管中的光反射的說(shuō)明圖。在對(duì) 發(fā)光二極管100通電后，發(fā)光層發(fā)光，從活性層14發(fā)出的光如(a) ~ (d), 面向上部包覆層15及下部包覆層13射出，在引線(xiàn)接合用電極19的下面、光 反射鏡層10、電流注入用界面接觸電極12等上多次反射。
光(a) ~ (d)的一部分在引線(xiàn)接合用電極19和電流注入用界面接觸電 極12上被吸收，但大部分的光從發(fā)光層的上面向外部射出。 第一實(shí)施方式的效果
根據(jù)第一實(shí)施方式，可取得以下的效果。
(1) 通過(guò)將電流注入用界面接觸電極12、電流注入用接觸電極17及電 流分散用枝狀電極18設(shè)置成不易成為光吸收層的形狀，做成能夠使朝向與電 極表面相反方向的光大致100%反射的形狀，能夠使各電極造成的光吸收不易 產(chǎn)生，能夠在提高光反射率的同時(shí)穩(wěn)定地得到高光輸出。
(2) 通過(guò)改善光反射率，能夠降低電力消費(fèi)量。
(3) 通過(guò)提高光電轉(zhuǎn)換效率，能夠抑制發(fā)光二極管內(nèi)部的熱發(fā)生，能夠 得到即便更多的電流流動(dòng)也不發(fā)熱的發(fā)光二極管。
在本實(shí)施方式中，是從兩側(cè)用包覆層13、 15夾住作為發(fā)光層的活性層14, 使其具有電流局限效應(yīng)和電流分散效應(yīng)這兩個(gè)功能。為了使包覆層13、 15變 薄，以往公知很多情況下是讓各個(gè)層具有該功能來(lái)使外延層變薄，或者使得外 延層的成本下降。因此，在本實(shí)施方式中，也能夠做成利用了該現(xiàn)象的構(gòu)造。 特別是在芯片大型化了時(shí)有效。只要電流分散層位于半導(dǎo)體層和絕緣性的上部 電流阻止層16之間即可，在此針對(duì)發(fā)光波長(zhǎng)，能夠設(shè)置透明的導(dǎo)電膜，例如 設(shè)置ITO膜來(lái)進(jìn)行代用。 實(shí)施例1
將如上制作的0.3mmx0.3mm尺寸、200pm厚度的LED芯片(發(fā)光二極 管100)實(shí)裝在實(shí)裝基座1上，進(jìn)行樹(shù)脂封裝，評(píng)價(jià)了 LED特性。其結(jié)果確 認(rèn)了在按順?lè)较螂娏?0mA通電時(shí)，發(fā)光波長(zhǎng)為630nm、順向電壓為2.01V、
9發(fā)光輸出為24 26mW，與至此為止報(bào)告的LED相比，確認(rèn)光電轉(zhuǎn)換效率大幅 度提高了。
進(jìn)而，在該發(fā)光二才及管100上流動(dòng)100mA以下的大電流，測(cè)定電流-光輸 出特性，得到了良好的直線(xiàn)性。這是因?yàn)?，除了由于支撐襯底5是Si而能得 到良好的熱傳導(dǎo)性以外，還具備因化合物半導(dǎo)體層的光取出效率高而使得發(fā)光 二極管100的發(fā)熱少的結(jié)構(gòu)。因此，顯示了即便是大電流，效率也高。
能夠提高光取出效率的理由是因?yàn)殡娏髯⑷胗媒缑娼佑|電極12的面積相 對(duì)于作為一部分電極的后述的比較例的第一歐姆接觸用部分電極211,在面積 上能夠做成1/5以下。 比較例
圖5是顯示比較例的剖視圖。該發(fā)光二極管200是由半導(dǎo)體發(fā)光元件201 及接合半導(dǎo)體發(fā)光元件201和實(shí)裝基座1的實(shí)裝用合金2構(gòu)成的。
半導(dǎo)體發(fā)光元件201的結(jié)構(gòu)包括下側(cè)電極203、高熱傳導(dǎo)性及高電傳導(dǎo) 性襯底204、支撐襯底接合層205、下部接合層206、上部接合層207、合金化 抑制層208、光反射鏡層209、電流局限用絕緣層210、第一歐姆接觸用部分 電極211、第一導(dǎo)電型包覆層212、活性層213、第二導(dǎo)電型包覆層214、電流 局限用絕緣層215、電流分散用導(dǎo)電膜216、上側(cè)電極217。
第 一歐姆接觸用部分電極211是去除電流局限用絕緣層210的中心部而設(shè) 置的。
電流局限用絕緣層215設(shè)置在第二導(dǎo)電型包覆層214上方的中心部。
電流分散用導(dǎo)電膜216設(shè)置成覆蓋電流局限用絕緣層215及第二導(dǎo)電型包
覆層214的露出面。
上側(cè)電極217設(shè)置在電流分散用導(dǎo)電膜216上方的中心部。
圖5的發(fā)光二極管200與本實(shí)施方式相比，光取出效率仍低。其原因是由
于從活性層213發(fā)出的光在外延層內(nèi)多重反射，造成光在上部電極及界面電極
上被吸收。用圖6來(lái)說(shuō)明該理由。
圖6是用于說(shuō)明比較例的問(wèn)題點(diǎn)的說(shuō)明圖。在表面反射的光Pl及在界面
反射的光P2的一部分從表面取出，其它的光在表面和界面上反射。反射光在
表面?zhèn)扰c界面之間反復(fù)反射，直至上側(cè)電極217的正下方。在此，光通過(guò)上側(cè)電4及217和其正下方的第一歐姆4妄觸用部分電極211被 吸收。該光吸收損失I^在發(fā)光二極管的效率上是不可忽^L的效率。另外，如 上所述，在發(fā)光部218，光強(qiáng)度強(qiáng)的部分是上側(cè)電極217的周?chē)谏蟼?cè)電 極217的正下方也產(chǎn)生發(fā)光，這成為發(fā)生光吸收損失Lp2的原因之一。
另外，在比較例中，由于上側(cè)電極217的下側(cè)是光吸收層，所以成為光吸 收損失Lp2發(fā)生的要因。與此不同，由于上述實(shí)施方式中的發(fā)光二極管100是 上側(cè)電極217的下側(cè)也是良好的光反射層，所以能夠減少光吸收損失。 第二實(shí)施方式
圖7是顯示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的發(fā)光二極管的剖視圖。本實(shí)施 方式是在第一實(shí)施方式中，取代電流分散用枝狀電極18而使用了對(duì)發(fā)光波長(zhǎng) 透明的電極20，其它的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式同樣。
透明電極20的形狀及尺寸可以與電極分散用枝狀電才及18相同，但由于其 是透明的，所以也可以將面積做得更大。
使用透明電極20的優(yōu)點(diǎn)在于在從發(fā)光層發(fā)出的光從半導(dǎo)體發(fā)光元件101 出來(lái)時(shí)，在第一實(shí)施方式中電流分散用枝狀電極18成為了障礙，而透明電極 20的存在不會(huì)成為障礙。特別是在芯片尺寸小的場(chǎng)合，由于透明電極20不會(huì) 成為障礙，所以對(duì)光反射率的提高有效。 第三實(shí)施方式
圖8是顯示本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的發(fā)光二極管的剖視圖。本實(shí)施 方式是在第二實(shí)施方式中，改變電流注入用接觸電才及17的形狀和電流注入用 界面接觸電極12的形狀，并做成不設(shè)置透明電極20的結(jié)構(gòu)。其它的結(jié)構(gòu)與第 二實(shí)施方式同樣。
由于第三實(shí)施方式所涉及的發(fā)光二極管IOO在光出射側(cè)(表面?zhèn)?不存在 枝狀的電極，所以能夠提高來(lái)自表面的光取出效率。
另外，在圖8的結(jié)構(gòu)中，由于電流注入用界面接觸電極12配置在從表面 可見(jiàn)的位置上，所以容易導(dǎo)致光吸收損失。另外，從電流注入用接觸電極17 注入的電流流向引線(xiàn)接合用電極19的下部方向的成分大，在此的損失也大。 但是，與上述的比較例相比，能夠與引線(xiàn)接合用電極19的下方的光吸收部小 相應(yīng)，使光吸收損失減少。在發(fā)光二極管IOO的尺寸增大的場(chǎng)合，電流從芯片的外周面向內(nèi)周在外延 層中流動(dòng)的距離變長(zhǎng)。因此，在芯片尺寸增大的場(chǎng)合，上部圓環(huán)狀電極不是做 成1個(gè)而是做成多個(gè)圓環(huán)狀，另外，通過(guò)將連接部的接觸電極同樣配置成多個(gè) 圓環(huán)狀，能夠使驅(qū)動(dòng)電壓(-順向電壓)下降。 第四實(shí)施方式
圖9是顯示本發(fā)明的第四實(shí)施方式所涉及的發(fā)光二極管的剖視圖。本實(shí)施 方式是在第 一實(shí)施方式中，將引線(xiàn)接合用電極19的設(shè)置位置從上部包覆層15 的中央變更至外邊緣部近旁，在其下方區(qū)域設(shè)置電流注入用界面接觸電極12， 其它的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式同樣。
這種場(chǎng)合，電流分散用枝狀電極18配合引線(xiàn)接合用電極19的位置而變形。 根據(jù)第四實(shí)施方式，雖然近年來(lái)芯片形狀從正方形變?yōu)殚L(zhǎng)方形的的情況;f艮
多，但也能對(duì)應(yīng)這樣的形狀的LED。 第五實(shí)施方式
圖IO是顯示本發(fā)明的第五實(shí)施方式所涉及的發(fā)光二極管的剖視圖。本實(shí) 施方式是在第三實(shí)施方式中，將引線(xiàn)接合用電極19及上部電流阻止層16的形 成位置從上部包覆層15的中央變更為靠周邊，是去除了位于其下方區(qū)域的電 流注入用界面接觸電極12的結(jié)構(gòu)，其它的結(jié)構(gòu)與第三實(shí)施方式同樣。
在第五實(shí)施方式中，能夠得到與第四實(shí)施方式同樣的效果。 其它實(shí)施方式
另外，本發(fā)明并不限于上述各實(shí)施方式，可以在不脫離或不變更本發(fā)明的 技術(shù)思想的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形。
例如，在上述的實(shí)施方式中，說(shuō)明了 AlGalnP系化合物半導(dǎo)體層構(gòu)成的發(fā) 光二極管，但用AlGalnN系化合物半導(dǎo)體層構(gòu)成的發(fā)光二極管也能夠期待同 樣的效果。在AlGalnN系化合物半導(dǎo)體上由于通常是進(jìn)行使用了藍(lán)寶石襯底 的結(jié)晶生長(zhǎng)，所以雖然沒(méi)有使用了金屬層的粘貼結(jié)枸，但通過(guò)由粘貼結(jié)構(gòu)形成 元件，能夠顯著改善散熱特性。因此，在電流LED上，該粘貼結(jié)構(gòu)對(duì)散熱特 性的改善是有效的。
另外，在上述實(shí)施方式中，活性層14是做成量子阱型，但用雙異質(zhì)結(jié)構(gòu) 也能夠充分得到該效果。本發(fā)明涉及的發(fā)光二極管能夠再現(xiàn)性好地實(shí)現(xiàn)與以往相比為50 %以上的
高轉(zhuǎn)換效率。因此，在小電流通電時(shí)要求節(jié)能的用途上，例如手機(jī)等要求電池 消耗小的場(chǎng)合也可起到效果。
進(jìn)而，在流動(dòng)大電流的燈等的設(shè)備上使用的場(chǎng)合，由于上述各實(shí)施方式的 散熱性?xún)?yōu)越，所以能夠進(jìn)行大電流驅(qū)動(dòng)，并且效果顯著。在這種場(chǎng)合，為了確
保良好的散熱性，在實(shí)裝時(shí)，優(yōu)選用AuSn等的共晶合金進(jìn)行實(shí)裝。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管，其特征在于，包括含有活性層的化合物半導(dǎo)體層；與上述化合物半導(dǎo)體層接合的導(dǎo)電性襯底；設(shè)置于上述化合物半導(dǎo)體層的表面，使電流在面方向上分散的第一電極；設(shè)置于上述化合物半導(dǎo)體層的上述活性層與上述導(dǎo)電性襯底的接合部之間的光反射鏡層；設(shè)置于上述光反射鏡層的活性層形成側(cè)，設(shè)置在上述第一電極的外周部或其近旁的正下方區(qū)域的至少1個(gè)第二電極；以及設(shè)置于與上述導(dǎo)電性襯底和上述化合物半導(dǎo)體層接合側(cè)的面相反一側(cè)的背面的背面電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于上述化合物半導(dǎo)體 層是AlGalnP系或AlGalnN系。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于上述化合物半導(dǎo)體 層在上述第一電極的形成側(cè)形成電極的部分以外的區(qū)域具有凹凸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于上述第一電極是由 極板電極和層疊在上述極板電極上的枝狀電極構(gòu)成的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管，其特征在于上述枝狀電極，從上 述化合物半導(dǎo)體層的上述表面的中央開(kāi)始被放射狀設(shè)置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于上述第一電極是由 極板電極和層疊在上述極板電極上的透明電極構(gòu)成的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于上述第一電極與設(shè) 置于上述化合物半導(dǎo)體層上的環(huán)狀的電流注入用接觸電極連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于上述第二電極設(shè)置 成整體為環(huán)狀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高效率且能大電流通電的發(fā)光二極管。在由活性層(14)和從兩側(cè)夾住該活性層(14)的下部包覆層(13)及上部包覆層(15)構(gòu)成的AlGaInP系化合物半導(dǎo)體層的上側(cè)，設(shè)置圓形狀的引線(xiàn)接合用電極(19)和與其連接的十字形的電流分散用枝狀電極(18)，在電流分散用枝狀電極(18)上連接有電流注入用接觸電極(17)，在AlGaInP系化合物半導(dǎo)體層的下側(cè)設(shè)置電流注入用界面接觸電極(12)，在電流注入用界面用接觸電極(12)的下面設(shè)有光反射鏡層(10)。電流注入用界面接觸電極(12)設(shè)置在引線(xiàn)接合用電極(19)的正下方的外周部或其附近區(qū)域。
文檔編號(hào)H01L33/62GK101295760SQ200810092648
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者海野恒弘 申請(qǐng)人:日立電線(xiàn)株式會(huì)社