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JP2009194109A - Semiconductor light-emitting element, manufacturing method thereof and illumination apparatus - Google Patents

Semiconductor light-emitting element, manufacturing method thereof and illumination apparatus Download PDF

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JP2009194109A
JP2009194109A JP2008032460A JP2008032460A JP2009194109A JP 2009194109 A JP2009194109 A JP 2009194109A JP 2008032460 A JP2008032460 A JP 2008032460A JP 2008032460 A JP2008032460 A JP 2008032460A JP 2009194109 A JP2009194109 A JP 2009194109A
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Japan
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light emitting
semiconductor light
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sic substrate
lead electrode
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Withdrawn
Application number
JP2008032460A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiichiro Hayashi
恵一郎 林
Hitoshi Kamamori
均 釜森
Sadao Oku
定夫 奥
Hiroyuki Fujita
宏之 藤田
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light-emitting element which is easily manufactured at a low cost, and emits a generated light at the maximum light quantity. <P>SOLUTION: The semiconductor light-emitting element 1 includes: a package cup 3 having a recess portion 2 with a lead electrode 6 formed in the inner surface; a semiconductor light-emitting chip 4 disposed in the recess portion 2 of the package cup 3, wherein the semiconductor light-emitting chip 4 includes light-emitting layers 8, 9 stacked in two layers, and the light-emitting layer 9 far from the package cup 3, out of the light-emitting layers 8, 9, is electrically connected to the lead electrode 6 via a through-hole 10 formed so as to penetrate the light-emitting layer 8 near the package cup in the thickness direction. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体発光素子とその製造方法および照明装置に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor light emitting device, a method for manufacturing the same, and a lighting device.

従来、半導体発光チップの表面とパッケージカップ内のリード電極とを接続するようにボンディングされるワイヤが、半導体発光チップから発生する光の光量を低下させる不都合を低減するために、多角形状の半導体発光チップの角部を通過するようにワイヤを配置した半導体発光装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   Conventionally, in order to reduce the disadvantage that the wire bonded so as to connect the surface of the semiconductor light emitting chip and the lead electrode in the package cup reduces the amount of light generated from the semiconductor light emitting chip, A semiconductor light-emitting device in which wires are arranged so as to pass through corners of a chip is known (for example, see Patent Document 1).

特開2007−27431号公報JP 2007-27431 A

しかしながら、特許文献1に開示される発光装置では半導体発光チップの位置決めおよびワイヤボンディング時のワイヤの配線軌道を厳密に調整する必要があり、調整作業に要する時間およびコストがかかり、また手直しに要する時間やコストもかかるなど、歩留まりが悪いという不都合がある。また、半導体発光チップから出射された光は、これを覆う樹脂内において乱反射されてから出射されるので、当該樹脂内にワイヤが存在する場合にはやはり出射される光の光量が低下するという不都合もある。   However, in the light emitting device disclosed in Patent Document 1, it is necessary to strictly adjust the wiring track of the semiconductor light emitting chip during positioning and wire bonding, which requires time and cost for adjustment work, and time required for reworking. There is an inconvenience that the yield is bad, such as cost and cost. In addition, the light emitted from the semiconductor light emitting chip is emitted after being diffusely reflected in the resin covering the semiconductor light emitting chip, so that when the wire exists in the resin, the amount of the emitted light is also reduced. There is also.

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、簡易かつ低コストに製造でき、かつ、発生した光を最大限の光量で出射することができる半導体発光素子とその製造方法および照明装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can be manufactured easily and at low cost, and a semiconductor light emitting element capable of emitting generated light with the maximum amount of light, a manufacturing method thereof, and an illumination device The purpose is to provide.

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、内面にリード電極が形成された凹部を有するパッケージカップと、該パッケージカップの凹部内に配置された半導体発光チップとを備え、該半導体発光チップが、2層に積層された発光層を有し、該発光層のうち、パッケージカップから遠い側の発光層が、近い側の発光層を厚さ方向に貫通形成された貫通孔を介して前記リード電極に電気的に接続されている半導体発光素子を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention includes a package cup having a recess having an inner surface formed with a lead electrode, and a semiconductor light emitting chip disposed in the recess of the package cup, the light emitting layer having the semiconductor light emitting chip laminated in two layers Among the light emitting layers, the light emitting layer far from the package cup is electrically connected to the lead electrode through a through hole formed through the light emitting layer on the near side in the thickness direction. A semiconductor light emitting device is provided.

本発明によれば、パッケージカップに近い側の発光層に貫通形成された貫通孔を介してパッケージカップから遠い側の発光層がパッケージカップの凹部内のリード電極に電気的に接続されるので、従来のボンディングワイヤのように2層の発光層間の発光部分を横切る部材を存在させずに済み、発生した光を最大限の光量で外部に出射させることができる。また、光を遮るワイヤを配線しないので、従来のように、半導体発光チップとワイヤとの相対位置関係を考慮して配線を行う必要がなく、半導体発光チップの位置決めやワイヤの配線軌道の調整のような煩雑な調整作業が不要であり、簡易かつ低コストに製造することができる。   According to the present invention, the light emitting layer far from the package cup is electrically connected to the lead electrode in the recess of the package cup through the through hole formed in the light emitting layer near the package cup. Unlike the conventional bonding wire, it is not necessary to have a member that crosses the light emitting portion between the two light emitting layers, and the generated light can be emitted to the outside with the maximum amount of light. In addition, since the wires that block light are not wired, there is no need to perform wiring in consideration of the relative positional relationship between the semiconductor light emitting chip and the wires as in the past, and the positioning of the semiconductor light emitting chip and the adjustment of the wiring track of the wires are not required. Such a complicated adjustment work is unnecessary, and it can be manufactured easily and at low cost.

上記発明においては、前記半導体発光チップが、SiC基板を備えるとともに、前記2層の発光層が前記SiC基板の表面に積層され、前記SiC基板が、隣接する発光層と導通するとともに、前記パッケージカップの一方の前記リード電極に電気的に接続され、前記遠い側の発光層が、前記近い側の発光層および前記SiC基板を厚さ方向に貫通形成された貫通孔を介して、他方の前記リード電極に電気的に接続されていてもよい。   In the above invention, the semiconductor light emitting chip includes a SiC substrate, the two light emitting layers are stacked on the surface of the SiC substrate, the SiC substrate is electrically connected to an adjacent light emitting layer, and the package cup. The other light emitting layer is electrically connected to one of the lead electrodes, and the far light emitting layer passes through the light emitting layer on the near side and the SiC substrate through the through hole formed in the thickness direction. It may be electrically connected to the electrode.

このようにすることで、2層の発光層の内の1層については、導電性のSiC基板を介してパッケージカップの一方のリード電極に直接接続し、さらに簡易に製造することができる。   In this way, one of the two light emitting layers can be directly connected to one lead electrode of the package cup via the conductive SiC substrate, and can be manufactured more easily.

また、上記発明においては、前記SiC基板の裏面が、金属粒子入りペースト層によって前記リード電極に接続されていてもよい。
また、上記発明においては、前記SiC基板の裏面に絶縁層を挟んで設けられ、前記貫通孔を介して前記遠い側の発光層に電気的に接続する導電層が、金属粒子入りペーストによって前記リード電極に接続されていてもよい。
また、上記発明においては、前記リード電極とSiC基板の裏面および導電層との間に異方性導電膜または異方性導電ペーストが配置されていてもよい。
Moreover, in the said invention, the back surface of the said SiC substrate may be connected to the said lead electrode by the paste layer containing a metal particle.
In the above invention, the conductive layer provided on the back surface of the SiC substrate with an insulating layer interposed therebetween and electrically connected to the light emitting layer on the far side through the through hole is formed of the metal particle paste with the lead. It may be connected to an electrode.
In the above invention, an anisotropic conductive film or anisotropic conductive paste may be disposed between the lead electrode and the back surface of the SiC substrate and the conductive layer.

このようにすることで、導電性および熱伝導性の良好な金属粒子入りペーストや異方性導電膜あるいは異方性導電ペーストによってSiC基板の裏面側ほぼ全面をリード電極に接続させることができ、各発光層に接続する配線の電気抵抗を低減するとともに、発光層において発生した熱を外部に効率的に放散させることができる。   By doing in this way, almost the entire back side of the SiC substrate can be connected to the lead electrode by a paste containing metal particles having good conductivity and thermal conductivity, an anisotropic conductive film or an anisotropic conductive paste, While reducing the electrical resistance of the wiring connected to each light emitting layer, the heat generated in the light emitting layer can be efficiently dissipated to the outside.

また、本発明は、SiC基板の表面に2層の発光層を積層するステップと、該発光層、前記SiC基板を貫通する貫通孔を形成するステップと、該貫通孔の内面および前記SiC基板の裏面の一部に絶縁性の材料からなる絶縁層を形成するステップと、前記貫通孔および前記絶縁層の表面に、前記表面側の発光層に導通する導電性の材料からなる導電層を形成するステップと、内面にリード電極が形成されたパッケージカップの凹部内の別個のリード電極に、前記SiC基板の裏面および前記導電層をそれぞれ電気的に接続するステップとを備える半導体発光素子の製造方法を提供する。   The present invention also includes a step of laminating two light emitting layers on the surface of the SiC substrate, a step of forming a through hole penetrating the light emitting layer and the SiC substrate, an inner surface of the through hole, and the SiC substrate. Forming an insulating layer made of an insulating material on a part of the back surface, and forming a conductive layer made of a conductive material conducting to the light emitting layer on the surface side on the surface of the through hole and the insulating layer; And a step of electrically connecting the back surface of the SiC substrate and the conductive layer to separate lead electrodes in the recesses of the package cup having lead electrodes formed on the inner surface, respectively. provide.

本発明によれば、SiC基板および発光層を貫通する貫通孔を介して、表面側の発光層をパッケージカップの凹部内のリード電極に簡易に電気的に接続し、ワイヤボンディングを不要として、発光効率および消費電力の高い半導体発光素子を製造することができる。
絶縁層の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法、印刷法あるいは絶縁薄膜貼付法等を挙げることができる。また、導電層の形成方法としては、スパッタ法、メッキ法、蒸着法、印刷法あるいは金属薄膜貼付法等を挙げることができる。
According to the present invention, the light emitting layer on the surface side can be easily electrically connected to the lead electrode in the recess of the package cup through the SiC substrate and the through hole penetrating the light emitting layer, so that wire bonding is unnecessary, and light emission is achieved. A semiconductor light emitting device with high efficiency and power consumption can be manufactured.
Examples of the method for forming the insulating layer include a sputtering method, a vapor deposition method, a printing method, and an insulating thin film sticking method. Examples of the method for forming the conductive layer include sputtering, plating, vapor deposition, printing, and metal thin film pasting.

また、本発明は、上記いずれかの半導体発光素子を備える照明装置を提供する。
本発明によれば、半導体発光素子から最大限の光量の光を出射させるので、低消費電力で光量の大きな照明を行うことができる。
Moreover, this invention provides an illuminating device provided with one of the said semiconductor light-emitting devices.
According to the present invention, since the maximum amount of light is emitted from the semiconductor light emitting element, illumination with a large amount of light can be performed with low power consumption.

本発明によれば、簡易かつ低コストに製造でき、かつ、発生した光を最大限の光量で出射することができるという効果を奏する。   According to the present invention, there is an effect that it can be manufactured easily and at low cost, and the generated light can be emitted with the maximum amount of light.

本発明の一実施形態に係る半導体発光素子1とその製造方法について、図1〜図3を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る半導体発光素子1は、図1および図2に示されるように、凹部2を有するパッケージカップ3と、該パッケージカップ3の凹部2内に装着された半導体発光チップ4と、該半導体発光チップ4の表面全体を覆うように凹部2内にポッティングされた透明な絶縁性の樹脂5とを備えている。
A semiconductor light emitting device 1 and a method for manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor light emitting device 1 according to the present embodiment includes a package cup 3 having a recess 2, a semiconductor light emitting chip 4 mounted in the recess 2 of the package cup 3, And a transparent insulating resin 5 potted in the recess 2 so as to cover the entire surface of the semiconductor light emitting chip 4.

パッケージカップ3の凹部2の内面には、リード電極6が設けられている。リード電極6はパッケージカップ3を貫通して外部まで引き出されている。
半導体発光チップ4は、図2に示されるように、SiC基板7と該SiC基板7の表面に積層形成されたn型半導体およびp型半導体の2層のガリウムナイトライド層(発光層)8,9とを備えている。SiC基板7および2層のガリウムナイトライド層8,9には、厚さ方向に貫通する貫通孔10が形成されている。貫通孔10は、例えば、DeepRIE法(ボッシュプロセス)、サンドブラスト法により簡易かつ正確に形成することができる。
A lead electrode 6 is provided on the inner surface of the recess 2 of the package cup 3. The lead electrode 6 extends through the package cup 3 to the outside.
As shown in FIG. 2, the semiconductor light-emitting chip 4 includes a SiC substrate 7 and two gallium nitride layers (light-emitting layers) 8 of an n-type semiconductor and a p-type semiconductor formed on the surface of the SiC substrate 7, 9 and. A through hole 10 penetrating in the thickness direction is formed in the SiC substrate 7 and the two gallium nitride layers 8 and 9. The through hole 10 can be easily and accurately formed by, for example, the Deep RIE method (Bosch process) or the sand blast method.

また、該貫通孔10内面およびSiC基板7の裏面には、絶縁層11と第1の導電層12とが積層形成されている。また、上層のガリウムナイトライド層9の表面および貫通孔10内の第1の導電層12の表面には第2の導電層13が形成されている。
絶縁層11の形成方法としては、スパッタ法、メッキ法、蒸着法、印刷法あるいは絶縁薄膜貼付法等を挙げることができる。また、導電層12,13の形成方法としては、スパッタ法、メッキ法、蒸着法、印刷法あるいは金属薄膜貼付法等を挙げることができる。
An insulating layer 11 and a first conductive layer 12 are laminated on the inner surface of the through hole 10 and the back surface of the SiC substrate 7. A second conductive layer 13 is formed on the surface of the upper gallium nitride layer 9 and the surface of the first conductive layer 12 in the through hole 10.
Examples of the method for forming the insulating layer 11 include a sputtering method, a plating method, a vapor deposition method, a printing method, and an insulating thin film sticking method. Moreover, as a formation method of the conductive layers 12 and 13, a sputtering method, a plating method, a vapor deposition method, a printing method, a metal thin film sticking method, etc. can be mentioned.

SiC基板7の裏面に形成された絶縁層11および第1の導電層12は、図3に示されるように、貫通孔10の開口部の周囲を含むSiC基板7の裏面に部分的に平面状に広がっている。この第1の導電層12は、SiC基板7との間に形成された絶縁層11によってSiC基板7に対して電気的に絶縁されている。一方、この第1の導電層12は、貫通孔10内に形成されている第1の導電層12と一体的に形成され、電気的に導通している。
絶縁層11および第1の導電層12が形成されていない部分のSiC基板7の裏面には、前記裏面に形成された絶縁層11および第1の導電層12の総厚と同じ厚さの電極用導電層15が前記導電層12と電気的に絶縁して形成されている。
As shown in FIG. 3, the insulating layer 11 and the first conductive layer 12 formed on the back surface of the SiC substrate 7 are partially planar on the back surface of the SiC substrate 7 including the periphery of the opening of the through hole 10. Has spread. The first conductive layer 12 is electrically insulated from the SiC substrate 7 by an insulating layer 11 formed between the SiC substrate 7 and the first conductive layer 12. On the other hand, the first conductive layer 12 is formed integrally with the first conductive layer 12 formed in the through hole 10 and is electrically conductive.
On the back surface of the SiC substrate 7 where the insulating layer 11 and the first conductive layer 12 are not formed, an electrode having the same thickness as the total thickness of the insulating layer 11 and the first conductive layer 12 formed on the back surface The conductive layer 15 is electrically insulated from the conductive layer 12.

貫通孔10内に形成されている第1の導電層12は、貫通孔10の内面との間に形成されている絶縁層11によって、SiC基板7および2層のガリウムナイトライド層8,9に対して電気的に絶縁されている。   The first conductive layer 12 formed in the through hole 10 is formed on the SiC substrate 7 and the two gallium nitride layers 8 and 9 by the insulating layer 11 formed between the inner surface of the through hole 10. It is electrically insulated from it.

上層のガリウムナイトライド層9の表面と貫通孔10内の第1の導電層12の表面に形成されている第2の導電層13は、該第2の導電層13に接触している上層のガリウムナイトライド層9および貫通孔10内の第1の導電層12に電気的に導通している。一方、第2の導電層13は、貫通孔10内に形成されている絶縁層11によって、下層のガリウムナイトライド層8に対しては電気的に絶縁されている。   The second conductive layer 13 formed on the surface of the upper gallium nitride layer 9 and the surface of the first conductive layer 12 in the through hole 10 is an upper layer in contact with the second conductive layer 13. The gallium nitride layer 9 and the first conductive layer 12 in the through hole 10 are electrically connected. On the other hand, the second conductive layer 13 is electrically insulated from the underlying gallium nitride layer 8 by the insulating layer 11 formed in the through hole 10.

このような半導体発光チップ4は、図4に示されるように、(a)SiC基板7上に2層のガリウムナイトライド層8,9を成長させたものに、(b)貫通孔10を形成し、(c)SiC基板7の裏面側から貫通孔10内および裏面の一部に絶縁層11を形成し、(d)絶縁層11の表面に第1の導電層12を形成し、(e)その後、上層のガリウムナイトライド層9の表面側からその表面および貫通孔10内の第1の導電層12の表面に第2の導電層13を形成することにより製造される。   In such a semiconductor light emitting chip 4, as shown in FIG. 4, (a) a through-hole 10 is formed in (a) two gallium nitride layers 8 and 9 grown on a SiC substrate 7. (C) an insulating layer 11 is formed in the through-hole 10 and a part of the back surface from the back surface side of the SiC substrate 7; (d) a first conductive layer 12 is formed on the surface of the insulating layer 11; After that, the second conductive layer 13 is formed from the surface side of the upper gallium nitride layer 9 to the surface and the surface of the first conductive layer 12 in the through hole 10.

このようにして製造された半導体発光チップ4は、異方性導電膜14を用いてパッケージカップ3の凹部2内面に形成されているリード電極6に電気的および機械的に接続されている。異方性導電膜14は、パッケージカップ3の凹部2底面の半導体発光チップ4が設置される領域全域にわたって所定の厚さ寸法で形成されている。   The semiconductor light emitting chip 4 manufactured in this way is electrically and mechanically connected to the lead electrode 6 formed on the inner surface of the recess 2 of the package cup 3 using an anisotropic conductive film 14. The anisotropic conductive film 14 is formed with a predetermined thickness over the entire region where the semiconductor light emitting chip 4 is installed on the bottom surface of the recess 2 of the package cup 3.

半導体発光チップ4を異方性導電膜14に押しつけることにより、半導体発光チップ4のSiC基板7の裏面に形成された電極用導電層15および第1の導電層12が、それぞれ別個のリード電極6に電気的に導通した状態に接着されている。異方性導電膜14は、圧力の加わった方向のみに電気的に導通させ、それ以外の方向には絶縁状態が維持されるので、2層のガリウムナイトライド層8,9に別個のリード電極6を容易に電気的に接続することができる。   By pressing the semiconductor light emitting chip 4 against the anisotropic conductive film 14, the electrode conductive layer 15 and the first conductive layer 12 formed on the back surface of the SiC substrate 7 of the semiconductor light emitting chip 4 are separated from each other by separate lead electrodes 6. It is bonded in a state of electrical conduction. The anisotropic conductive film 14 is electrically conducted only in the direction in which pressure is applied, and the insulating state is maintained in the other directions. Therefore, separate lead electrodes are provided on the two gallium nitride layers 8 and 9. 6 can be easily electrically connected.

また、異方性導電膜14の代わりに導電ペースト14′を用いて電気的および機械的に接続することもできる。導電ペースト14′を使用する場合には、前記SiC基板7の裏面に形成された2カ所の電極が電気的にショートしないように、前記導電ペースト14′を塗布し、図6に示すように基板7部分の導電ペースト14′と、第1の導電層12部分の導電ペースト14′とは、隙間を空けて配置されることにより、相互に電気的に絶縁されている。   Further, the conductive paste 14 ′ can be used instead of the anisotropic conductive film 14 for electrical and mechanical connection. When the conductive paste 14 'is used, the conductive paste 14' is applied so that the two electrodes formed on the back surface of the SiC substrate 7 are not electrically short-circuited, and as shown in FIG. The seven-part conductive paste 14 'and the first conductive layer 12-part conductive paste 14' are electrically insulated from each other by being arranged with a gap therebetween.

前記導電ペースト14′に接続方法は比較的広い面積で面接触させた状態で電気的に接続させるようになっているため、半導体発光チップ4が発する熱をパッケージカップ3の下部へ効率的に放熱される。   Since the conductive paste 14 'is electrically connected to the conductive paste 14' in a surface contact with a relatively large area, the heat generated by the semiconductor light emitting chip 4 is efficiently radiated to the lower part of the package cup 3. Is done.

半導体発光チップ4を覆う透明な樹脂5には蛍光物質が含有されている。蛍光物質としては、例えば、イットリウム・アルミニウムガーネット酸化物蛍光体や、ケイ酸塩蛍光体、あるいはユーロピウム賦活アルカリ土類金属シリケート系蛍光体などが挙げられる。蛍光体は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。樹脂5としては、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂が挙げられる。また、樹脂5に代えて、ゾルゲルガラスを用いることにしてもよい。   The transparent resin 5 covering the semiconductor light emitting chip 4 contains a fluorescent substance. Examples of the fluorescent material include yttrium / aluminum garnet oxide phosphor, silicate phosphor, europium activated alkaline earth metal silicate phosphor, and the like. A fluorescent substance may be used independently and may be used in mixture of 2 or more types. Examples of the resin 5 include an epoxy resin and a silicone resin. Further, instead of the resin 5, sol-gel glass may be used.

このように構成された本実施形態に係る半導体発光素子1によれば、一方のリード電極6に加えた電圧は、異方性導電膜14、電極用導電層15、SiC基板7を介して下層のガリウムナイトライド層8に加えられる。また、他方のリード電極6に加えた電圧は、異方性導電膜14、第1の導電層12および第2の導電層13を介して上層のガリウムナイトライド層9に加えられる。これにより、2層のガリウムナイトライド層8,9間において発光する。   According to the semiconductor light emitting device 1 according to the present embodiment configured as described above, the voltage applied to one lead electrode 6 is lower than the anisotropic conductive film 14, the electrode conductive layer 15, and the SiC substrate 7. The gallium nitride layer 8 is added. The voltage applied to the other lead electrode 6 is applied to the upper gallium nitride layer 9 via the anisotropic conductive film 14, the first conductive layer 12 and the second conductive layer 13. As a result, light is emitted between the two gallium nitride layers 8 and 9.

この場合に、上層のガリウムナイトライド層8とリード電極6とをワイヤによって接続しないので、発光した光がワイヤによって遮られることがなく、発光した光を最大限に出射させることができる。すなわち、発光した光を無駄なく利用でき、発光効率を向上し、消費電力が低く明るい照明装置(図示略)を構成することができる。   In this case, since the upper gallium nitride layer 8 and the lead electrode 6 are not connected by the wire, the emitted light is not blocked by the wire, and the emitted light can be emitted to the maximum. That is, the emitted light can be used without waste, the luminous efficiency can be improved, and a bright lighting device (not shown) with low power consumption can be configured.

また、リード電極6とガリウムナイトライド層9とをワイヤによって接続しないので、ワイヤと周囲の樹脂5との間の熱膨張率の差に依存して、発光による発熱時にワイヤが破断してしまう不都合の発生を防止することができる。
また、リード電極6とガリウムナイトライド層9とをワイヤによって接続しないので、従来の半導体発光チップの角部を通過するようにワイヤを配線する場合のように、半導体発光チップ4の位置決めやワイヤの配線軌跡の厳密な制御が不要であり、簡易に製造することができるという利点がある。
In addition, since the lead electrode 6 and the gallium nitride layer 9 are not connected by a wire, the wire breaks during heat generation due to light emission depending on the difference in thermal expansion coefficient between the wire and the surrounding resin 5. Can be prevented.
Further, since the lead electrode 6 and the gallium nitride layer 9 are not connected by a wire, the positioning of the semiconductor light emitting chip 4 and the wire are not performed as in the case where the wire is wired so as to pass through the corner of the conventional semiconductor light emitting chip. Strict control of the wiring trajectory is not necessary, and there is an advantage that it can be easily manufactured.

また、本実施形態に係る半導体発光素子1によれば、半導体発光チップ4を銀ペースト15および異方性導電膜14によって、比較的広い面積でリード電極6に接続できる。その結果、以下の効果がある。   Further, according to the semiconductor light emitting device 1 according to the present embodiment, the semiconductor light emitting chip 4 can be connected to the lead electrode 6 with a relatively wide area by the silver paste 15 and the anisotropic conductive film 14. As a result, the following effects are obtained.

すなわち、本実施形態に係る半導体発光素子1は、2層のガリウムナイトライド層8,9の間から発光する際に発熱するが、その熱は、SiC基板7を介してパッケージカップ3側に放散されていく。この場合に、SiC基板7とパッケージカップ3との間が銀ペースト15および異方性導電膜14によって接触しているので、空気層を介することなく、広い放熱面積によって放熱を円滑に行うことができる。   That is, the semiconductor light emitting device 1 according to the present embodiment generates heat when light is emitted from between the two gallium nitride layers 8 and 9, but the heat is dissipated to the package cup 3 side through the SiC substrate 7. It will be done. In this case, since the SiC substrate 7 and the package cup 3 are in contact with each other by the silver paste 15 and the anisotropic conductive film 14, heat can be smoothly radiated by a wide heat radiation area without using an air layer. it can.

また、図7に示すようにガリウムナイトライド層にバンプを設け、サファイア基板7′とガリウムナイトライド層とを反転させてバンプ電極16をパッケージカップのリード電極に接続するフリップチップボンディングによってもワイヤによる配線をなくすことができる。しかしながら、この場合には半導体発光素子1を回路基板(図示略)に実装するリフローハンダ付けの際に加熱により、サファイア基板7′とガリウムナイトライド層との線膨張係数の相違によって基板からガリウムナイトライド層が剥離するという不都合がある。   Further, as shown in FIG. 7, bumps are provided on the gallium nitride layer, and flip chip bonding in which the bump electrode 16 is connected to the lead electrode of the package cup by inverting the sapphire substrate 7 'and the gallium nitride layer is also performed by a wire. Wiring can be eliminated. However, in this case, when reflow soldering is performed to mount the semiconductor light emitting device 1 on a circuit board (not shown), the gallium nitride is heated from the substrate due to the difference in linear expansion coefficient between the sapphire substrate 7 'and the gallium nitride layer. There is an inconvenience that the ride layer peels off.

これに対して、本実施形態によれば、ガリウムナイトライド層8,9は、熱伝導率の低いSiC基板7を介してパッケージカップ3内のリード電極6に接続されているので、リフローハンダ付けの際の熱がガリウムナイトライド層8,9に直接加わりにくく、剥離の不都合がないという利点がある。   On the other hand, according to the present embodiment, the gallium nitride layers 8 and 9 are connected to the lead electrode 6 in the package cup 3 via the SiC substrate 7 having a low thermal conductivity. There is an advantage that the heat at this time is not directly applied to the gallium nitride layers 8 and 9, and there is no inconvenience of peeling.

なお、本実施形態においては、ガリウムナイトライド層8,9を成長させる基板として導電性を有するSiC基板7を採用したが、これに代えて、サファイア、ダイヤモンド、銅ダイヤモンド、ルビー、GaN、BeO、ZnO、Si、ZnS、Al、Cu、W、AlN等の単結晶または多結晶を採用してもよい。   In the present embodiment, the SiC substrate 7 having conductivity is employed as the substrate on which the gallium nitride layers 8 and 9 are grown. Instead, sapphire, diamond, copper diamond, ruby, GaN, BeO, A single crystal or polycrystal such as ZnO, Si, ZnS, Al, Cu, W, or AlN may be employed.

また、本実施形態においては、SiC基板7を備える半導体発光チップ4を例示したが、これに代えて、図5に示されるように、ガリウムナイトライド層8,9を形成後に基板を剥離したガリウムナイトライド層8,9からなる半導体発光チップ4′をパッケージカップ3の凹部2内に設置することにしてもよい。   In the present embodiment, the semiconductor light emitting chip 4 including the SiC substrate 7 is illustrated, but instead of this, as shown in FIG. 5, the gallium nitride layer 8 or 9 is formed and then the substrate is peeled off. The semiconductor light emitting chip 4 ′ composed of the nitride layers 8 and 9 may be installed in the recess 2 of the package cup 3.

この場合には、基板を剥離した後に、上記と同様にして、2層のガリウムナイトライド層8,9を貫通する貫通孔10を形成し、貫通孔10および下層のガリウムナイトライド層8の裏面の一部に絶縁膜11および第1の導電層12を形成し、上層のガリウムナイトライド層9の表面および貫通孔10内に第1の導電層11の表面に第2の導電層13を形成する。そして、下層のガリウムナイトライド層8の裏面を直接パッケージカップ3の凹部2内の一方のリード電極6に電気的に接続し、上層のガリウムナイトライド層9については、貫通孔10内に形成された第1の導電層12および第2の導電層13を介して他方のリード電極6に電気的に接続することにすればよい。   In this case, after the substrate is peeled off, the through-hole 10 penetrating the two gallium nitride layers 8 and 9 is formed in the same manner as described above, and the back surface of the through-hole 10 and the lower gallium nitride layer 8 is formed. An insulating film 11 and a first conductive layer 12 are formed on a part of the first conductive layer 11, and a second conductive layer 13 is formed on the surface of the first conductive layer 11 in the surface of the upper gallium nitride layer 9 and the through hole 10. To do. Then, the back surface of the lower gallium nitride layer 8 is directly electrically connected to one lead electrode 6 in the recess 2 of the package cup 3, and the upper gallium nitride layer 9 is formed in the through hole 10. The other lead electrode 6 may be electrically connected through the first conductive layer 12 and the second conductive layer 13.

本発明の一実施形態に係る半導体発光素子を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the semiconductor light-emitting device concerning one Embodiment of this invention. 図1の半導体発光素子に備えられる半導体発光チップを異方性導電膜で接続した拡大縦断面図である。FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view in which semiconductor light emitting chips provided in the semiconductor light emitting element of FIG. 1 are connected by an anisotropic conductive film. 図2の半導体発光チップを示す裏面図である。FIG. 3 is a rear view showing the semiconductor light emitting chip of FIG. 2. 図2の半導体発光チップの製造方法を示す工程図である。FIG. 3 is a process diagram illustrating a method for manufacturing the semiconductor light emitting chip of FIG. 2. 図2の半導体発光チップの変形例を示す縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a modification of the semiconductor light emitting chip in FIG. 2. 図1の半導体発光素子に備えられる半導体発光チップを導電ペーストで接続した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which connected the semiconductor light-emitting chip with which the semiconductor light-emitting element of FIG. 1 is equipped with the electrically conductive paste. ガリウムナイトライド層にバンプを設け、サファイア基板とガリウムナイトライド層とを反転させてバンプ電極をパッケージカップのリード電極に接続するフリップチップボンディング用半導体発光チップの一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the semiconductor light-emitting chip for flip-chip bonding which provides a bump in a gallium nitride layer, inverts a sapphire substrate and a gallium nitride layer, and connects a bump electrode to the lead electrode of a package cup.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体発光素子
2 凹部
3 パッケージカップ
4,4′ 半導体発光チップ
5 樹脂
6 リード電極
7 SiC基板
7′サファイア基板
8,9 ガリウムナイトライド層(発光層)
10 貫通孔
11 絶縁層
12 第1の導電層(導電層)
13 第2の導電層(導電層)
14 異方性導電膜
14′ 導電ペースト
15 電極用導電層
16 バンプ電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor light emitting element 2 Recessed part 3 Package cup 4,4 'Semiconductor light emitting chip 5 Resin 6 Lead electrode 7 SiC substrate 7' Sapphire substrate 8,9 Gallium nitride layer (light emitting layer)
10 through-hole 11 insulating layer 12 first conductive layer (conductive layer)
13 Second conductive layer (conductive layer)
14 Anisotropic Conductive Film 14 'Conductive Paste 15 Electrode Layer for Electrode 16 Bump Electrode

Claims (7)

内面にリード電極が形成された凹部を有するパッケージカップと、
該パッケージカップの凹部内に配置された半導体発光チップとを備え、
該半導体発光チップが、2層に積層された発光層を有し、
該発光層のうち、パッケージカップから遠い側の発光層が、近い側の発光層を厚さ方向に貫通形成された貫通孔を介して前記リード電極に電気的に接続されている半導体発光素子。
A package cup having a recess with a lead electrode formed on the inner surface;
A semiconductor light emitting chip disposed in the recess of the package cup,
The semiconductor light emitting chip has a light emitting layer laminated in two layers,
A semiconductor light-emitting element in which a light-emitting layer far from the package cup is electrically connected to the lead electrode through a through-hole formed through the light-emitting layer on the near side in the thickness direction.
前記半導体発光チップが、SiC基板を備えるとともに、前記2層の発光層が前記SiC基板の表面に積層され、
前記SiC基板が、隣接する発光層と導通するとともに、前記パッケージカップの一方の前記リード電極に電気的に接続され、
前記遠い側の発光層が、前記近い側の発光層および前記SiC基板を厚さ方向に貫通形成された貫通孔を介して、他方の前記リード電極に電気的に接続されている請求項1に記載の半導体発光素子。
The semiconductor light emitting chip includes a SiC substrate, and the two light emitting layers are stacked on the surface of the SiC substrate,
The SiC substrate is electrically connected to the adjacent light emitting layer and electrically connected to one of the lead electrodes of the package cup,
The distant light emitting layer is electrically connected to the other lead electrode through a through hole formed in the thickness direction through the light emitting layer on the near side and the SiC substrate. The semiconductor light emitting element as described.
前記SiC基板の裏面が、金属粒子入りペースト層によって前記リード電極に接続されている請求項2に記載の半導体発光素子。   The semiconductor light emitting element according to claim 2, wherein a back surface of the SiC substrate is connected to the lead electrode by a paste layer containing metal particles. 前記SiC基板の裏面に絶縁層を挟んで設けられ、前記貫通孔を介して前記遠い側の発光層に電気的に接続する導電層が、金属粒子入りペーストによって前記リード電極に接続されている請求項2または請求項3に記載の半導体発光素子。   A conductive layer provided on the back surface of the SiC substrate with an insulating layer interposed therebetween and electrically connected to the light emitting layer on the far side through the through hole is connected to the lead electrode by a paste containing metal particles. The semiconductor light emitting device according to claim 2 or claim 3. 前記リード電極とSiC基板の裏面および導電層との間に異方性導電膜または異方性導電ペーストが配置されている請求項4に記載の半導体発光素子。   The semiconductor light emitting element according to claim 4, wherein an anisotropic conductive film or an anisotropic conductive paste is disposed between the lead electrode and the back surface of the SiC substrate and the conductive layer. SiC基板の表面に2層の発光層を積層するステップと、
該発光層、前記SiC基板を貫通する貫通孔を形成するステップと、
該貫通孔の内面および前記SiC基板の裏面の一部に絶縁性の材料からなる絶縁層を形成するステップと、
前記貫通孔および前記絶縁層の表面に、前記表面側の発光層に導通する導電性の材料からなる導電層を形成するステップと、
内面にリード電極が形成されたパッケージカップの凹部内の別個のリード電極に、前記SiC基板の裏面および前記導電層をそれぞれ電気的に接続するステップとを備える半導体発光素子の製造方法。
Laminating two light emitting layers on the surface of the SiC substrate;
Forming a through hole penetrating the light emitting layer and the SiC substrate;
Forming an insulating layer made of an insulating material on the inner surface of the through hole and a part of the back surface of the SiC substrate;
Forming a conductive layer made of a conductive material conducting to the light emitting layer on the surface side on the surface of the through hole and the insulating layer;
A method of manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising: electrically connecting a back surface of the SiC substrate and the conductive layer to separate lead electrodes in a recess of a package cup having lead electrodes formed on the inner surface.
請求項1から請求項5のいずれかに記載の半導体発光素子を備える照明装置。   An illuminating device provided with the semiconductor light emitting element in any one of Claims 1-5.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012004297A (en) * 2010-06-16 2012-01-05 Napura:Kk Light-emitting diode, light emitting device, illumination device, and display
CN102376864A (en) * 2010-08-10 2012-03-14 晶元光电股份有限公司 Light emitting element
JP2012119428A (en) * 2010-11-30 2012-06-21 Toyoda Gosei Co Ltd Light-emitting device and method of manufacturing the same
CN102593303A (en) * 2011-01-05 2012-07-18 晶元光电股份有限公司 Light emitting element with plug
US8643042B2 (en) 2010-07-12 2014-02-04 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device
JP2014116392A (en) * 2012-12-07 2014-06-26 Stanley Electric Co Ltd Semiconductor light-emitting element array and lighting fixture for vehicle
JP2014135490A (en) * 2013-01-14 2014-07-24 Lg Innotek Co Ltd Light-emitting element

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012004297A (en) * 2010-06-16 2012-01-05 Napura:Kk Light-emitting diode, light emitting device, illumination device, and display
US8643042B2 (en) 2010-07-12 2014-02-04 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device
US8866178B2 (en) 2010-07-12 2014-10-21 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device
US9117986B2 (en) 2010-07-12 2015-08-25 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device
CN102376864A (en) * 2010-08-10 2012-03-14 晶元光电股份有限公司 Light emitting element
JP2012119428A (en) * 2010-11-30 2012-06-21 Toyoda Gosei Co Ltd Light-emitting device and method of manufacturing the same
CN102593303A (en) * 2011-01-05 2012-07-18 晶元光电股份有限公司 Light emitting element with plug
JP2014116392A (en) * 2012-12-07 2014-06-26 Stanley Electric Co Ltd Semiconductor light-emitting element array and lighting fixture for vehicle
JP2014135490A (en) * 2013-01-14 2014-07-24 Lg Innotek Co Ltd Light-emitting element
EP2755245A3 (en) * 2013-01-14 2016-05-04 LG Innotek Co., Ltd. Light emitting device
US9368688B2 (en) 2013-01-14 2016-06-14 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device

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