发明名称 发光装置
摘要
申请公布号 TWI348226 申请公布日期 2011.09.01
申请号 TW093124068 申请日期 2004.08.11
申请人 住友电气工业股份有限公司 发明人 永井阳一;木山诚;中村孝夫;樱田隆;秋田胜史;上松康二;池田亚矢子;片山浩二;吉本晋
分类号 H01L33/00 主分类号 H01L33/00
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 一种发光装置,其系具备:氮化物半导体基板;于上述氮化物半导体基板之第1主表面侧的n型氮化物半导体层;p型氮化物半导体层,其自上述氮化物半导体基板观察,位于距离上述n型氮化物半导体层较远处;及发光层,其位于上述n型氮化物半导体层与p型氮化物半导体层之间者;且上述氮化物半导体基板之电阻率为0.5 Ω.cm以下;向下安装上述p型氮化物半导体层侧,自与上述氮化物半导体基板之上述第1主表面相反侧之主表面的第2主表面发出光;该发光装置具备第1p电极,其与上述p型氮化物半导体层相接,遍及该p型氮化物半导体层之表面离散性配置;及第2p电极,其充填该第1p电极之间隙,覆盖上述p型氮化物半导体层与上述第1p电极,并含有Ag、Al以及Rh中任一者;上述第1p电极之上述p型氮化物半导体层表面之覆盖率在10~40%之范围。如请求项1之发光装置,其中上述发光装置之静电耐压有3000 V以上。如请求项1之发光装置,其中并未特别具备用以保护上述发光装置以防止施加于上述氮化物半导体基板与上述向下安装之p型AlxGa1-xN层侧之间的过渡电压或静电放电的保护电路。如请求项3之发光装置,其中不具备用以应付上述过渡电压或静电放电之包含曾纳二极体之电力分路电路。如请求项1之发光装置,其中上述发光装置藉由施加4V以下之电压发光。如请求项1之发光装置,其中上述氮化物半导体基板之厚度有50 μm以上。如请求项1之发光装置,其中于上述氮化物半导体基板之第2主表面上以开口率50%以上设有电极。如请求项1之发光装置,其中设置于上述氮化物半导体基板之电极与该氮化物半导体基板之接触面积为0.055 mm2以上。如请求项8之发光装置,其中电性连接上述电极与引线框架之接合线之截面积为0.002 mm2以上。如请求项9之发光装置,其中电性连接上述电极与引线框架之接合线之截面积为0.07 mm2以上。如请求项8之发光装置,其中上述电极分开位于上述氮化物半导体基板之2个以上之角落,上述电极与上述氮化物半导体基板之接触面积合计为0.055 mm2以上,且电性连接引线框架与位于上述角落之电极的接合线之截面积合计为0.002 mm2以上。如请求项11之发光装置,其中电性连接位于上述角落之电极与引线框架之接合线之截面积合计为0.07 mm2以上。如请求项1之发光装置,其中发出上述氮化物半导体基板之第2主表面之光之部分的面积为0.25 mm2以上。如请求项1之发光装置,其中发出上述氮化物半导体基板之第2主表面之光的部分为1 mm×1 mm以上之尺寸。如请求项14之发光装置,其中发出上述氮化物半导体基板之第2主表面之光的部分为3 mm×3 mm以上之尺寸。如请求项14之发光装置,其中发出上述氮化物半导体基板之第2主表面之光的部分为5 mm×5 mm以上之尺寸。如请求项1之发光装置,其中以热电阻为30℃/W以下之方式构成。如请求项1之发光装置,其中于连续发光状态下,温度最上升之部分的温度为150℃以下。如请求项1之发光装置,其中上述n型氮化物半导体层之厚度为3 μm以下。如请求项1之发光装置,其中于上述氮化物半导体基板之第2主表面,于上述电极未覆盖之部分施有非镜面处理。如请求项20之发光装置,其中施有上述非镜面处理之表面为使用氢氧化钾(KOH)水溶液、氢氧化钠(NaOH)水溶液、氨(NH3)水溶液或其他硷性水溶液进行非镜面化之表面。如请求项20之发光装置,其中施有上述非镜面处理之表面为使用硫酸(H2SO4)水溶液、盐酸(HCL)水溶液、磷酸(H2PO4)水溶液、氢氟酸(HF)水溶液以及其他酸水溶液之至少一种进行非镜面化之表面。如请求项20之发光装置,其中施有上述非镜面处理之表面为使用反应性离子蚀刻(Reactive Ion Etching:RIE)进行非镜面化之表面。如请求项1之发光装置,其中设置于上述p型氮化物半导体层之电极以反射率0.5以上之反射率之材质形成。如请求项1之发光装置,其中以覆盖上述氮化物半导体基板之第2主表面之方式配置有萤光体。如请求项1之发光装置,其中以离开上述氮化物半导体基板,对向于上述氮化物半导体基板之第2主表面之方式配置有萤光板。如请求项26之发光装置,其中面向上述萤光板之上述氮化物半导体基板之第2主表面的表面施有凹凸化处理。如请求项1之发光装置,其中上述氮化物半导体基板包含发出萤光之杂质及缺陷之至少一方。一种发光装置,其系包含2个以上上述请求项1之发光装置,且串联连接或并联连接该等发光装置。一种发光装置,其系包含上述请求项1之发光装置以及用以使该等发光装置发光之电源电路,于上述电源电路中,串联连接上述发光装置2个以上并联连接之2个以上并联部。一种发光装置,其系具备:氮化物半导体基板之GaN基板;于上述GaN基板之第1主表面侧的n型氮化物半导体层之n型AlxGa1-xN层(0@sIMGCHAR!d10116.TIF@eIMG!x@sIMGCHAR!d10117.TIF@eIMG!1);p型AlxGa1-xN层(0@sIMGCHAR!d10118.TIF@eIMG!x@sIMGCHAR!d10119.TIF@eIMG!1),其自上述GaN基板观察,位于距离上述n型AlxGa1-xN层较远处;及发光层,其位于上述n型AlxGa1-xN层与p型AlxGa1-xN层之间者;且上述GaN基板之差排密度为108/cm2以下;向下安装上述p型AlxGa1-xN层侧,自与上述GaN基板之上述第1主表面相反侧之主表面的第2主表面发出光;于上述GaN基板与上述n型AlxGa1-xN层(0@sIMGCHAR!d10120.TIF@eIMG!x@sIMGCHAR!d10121.TIF@eIMG!1)之间,n型AlGaN缓冲层与上述GaN基板相接,又,n型GaN缓冲层与该n型AlGaN缓冲层相接,上述n型AlxGa1-xN层(0@sIMGCHAR!d10122.TIF@eIMG!x@sIMGCHAR!d10123.TIF@eIMG!1)与该n型GaN缓冲层相接。如请求项31之发光装置,其中上述GaN基板藉由氧掺杂n型化,氧浓度在氧原子1E17个/cm3~2E19个/cm3之范围,上述GaN基板之厚度为100 μm~600 μm。如请求项31之发光装置,其中上述氧浓度在氧原子5E18个/cm3~2E19个/cm3之范围,上述GaN基板之厚度在200 μm~400 μm之范围,发出上述第2主表面之光的矩形状面之两方的边在10 mm以下之范围。如请求项31之发光装置,其中上述氧浓度在氧原子3E18个/cm3~5E18个/cm3之范围,上述GaN基板之厚度在400 μm~600 μm之范围,发出上述第2主表面之光的矩形状面之两方的边在3 mm以下之范围。如请求项31之发光装置,其中上述氧浓度在氧原子5E18个/cm3~5E19个/cm3之范围,上述GaN基板之厚度在100 μm~200 μm之范围,发出上述第2主表面之光的矩形状面之两方的边在3 mm以下之范围。如请求项31之发光装置,其中为提高上述GaN基板之大部分区域之结晶性,使其形成时不可避免产生之差排离散性集中化为带状,沿基板厚度方向分布之差排束于上述GaN基板之第1主表面以平均4E6个/cm2以下之密度分布。如请求项36之发光装置,其中上述差排束于上述第1主表面以平均4E2个/cm2以下之密度分布,发出上述第2主表面之光的矩形状面之两方之边在200 μm~400 μm之范围。如请求项31之发光装置,其中上述GaN基板具有偏角为0.10°以下之区域与1.0°以上之区域。如请求项31之发光装置,其中于上述GaN基板上分布有差排束,上述差排束未传播于与上述GaN缓冲层相接之n型AlxGa1-xN层(0@sIMGCHAR!d10127.TIF@eIMG!x@sIMGCHAR!d10124.TIF@eIMG!1)中。如请求项31之发光装置,其中具备p型GaN缓冲层,其与上述p型AlxGa1-xN层(0@sIMGCHAR!d10125.TIF@eIMG!x@sIMGCHAR!d10126.TIF@eIMG!1)相接且位于向下侧;及p型InGaN连接层,其与该p型GaN缓冲层相接。如请求项40之发光装置,其中上述p型InGaN连接层之Mg浓度在Mg原子1E18~1E21个/cm3之范围。如请求项40之发光装置,其中具有p电极层,其与上述p型InGaN连接层相接,并包含Ag、Al以及Rh层之任一者。如请求项31之发光装置,其中上述GaN基板具有沿着其厚度方向与该GaN基板面内之一方向连续平面状延伸之板状结晶反转区域,该GaN基板内之板状结晶反转区域与传播至形成于上述GaN基板上之上述n型及p型氮化物半导体层的板状结晶反转区域,自上述p型氮化物半导体层侧经过上述n型氮化物半导体层直至上述GaN基板内之位置被除去,与其除去后所剩之p型氮化物半导体层相接,于各p型氮化物半导体层设有p电极。如请求项43之发光装置,其中上述板状结晶反转区域系使用KOH水溶液除去至上述GaN基板内之位置。
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