【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发光装置，更具体的说，是涉及由氮化物半导体形成的发光装置的专利技术。所需说明的是，在以后的说明中，“发光装置”，只要不特别事先说明，均指“发光元件(芯片)”或“含有该发光元件的发光元件的安装结构”。
技术介绍
白色发光二极管(LEDLight Emitting Diode)被广泛使用在包括便携电话的便携式信息终端等的显示装置的照明。在将LED应用于便携式信息终端的显示装置的光源的情况下，能够特别地得到提高发光特性的效果。为此，提出了在每次使用后述的蓝宝石基板，装入GaN系发光元件而以n向下(p向上)的方式安装的侧视型LED的制作时，防止发光不均的结构(参照特开2000-223751号公报)。根据该方案，公开了一种分别位于从光取出侧(上侧)俯视发光装置时的矩形的相对的角部的2个电极沿着侧视型LED的厚度方向那样的配置，即在角部竖立的配置等形式。另外，LED虽然还暗涵有应用于大的空间或大面积的照明的可能性，但无论是否为大面积的照明及便携式信息终端的用途，都有必要提高LED的光的输出效率。图51中表示现在所提出的GaN系LED的构造(参照特开2003-8083号公报)。在该GaN系LED中，在蓝宝石基板101上设置n型GaN层102，在该n型GaN层102和p型GaN层104之间形成有量子势阱结构103。光是有该量子势阱结构103发出的。在p型GaN层104上以欧姆接触(电阻接触)的方式形成p电极105，另外，在n型GaN层102上以欧姆接触的方式形成n电极106。所述的p电极105以及n电极106，以软钎球107、108介于中间而与安装部件1...
【技术保护点】
一种发光装置（３０），其中，具备电阻率０．５Ω.ｃｍ或其以下的氮化物半导体基板（１）、位于前述氮化物半导体基板（１）的第１主表面侧的ｎ型氮化物半导体层（３）、从前述氮化物半导体基板（１）看位于比前述ｎ型氮化物半导体层（３）更远的位置上的ｐ型氮化物半导体层（５）和位于前述ｎ型氮化物半导体层（３）以及ｐ型氮化物半导体层（５）之间的发光层（４）；将前述氮化物半导体基板（１）以及ｐ型氮化物半导体层（５）的任意一方安装在放出光的上侧，另外将另一方安装在下侧，且位于该上侧的电极由１个构成。
【技术特征摘要】
JP 2003-12-3 2003-404266;JP 2004-9-27 2004-2799801.一种发光装置(30)，其中，具备电阻率0.5Ω·cm或其以下的氮化物半导体基板(1)、位于前述氮化物半导体基板(1)的第1主表面侧的n型氮化物半导体层(3)、从前述氮化物半导体基板(1)看位于比前述n型氮化物半导体层(3)更远的位置上的p型氮化物半导体层(5)和位于前述n型氮化物半导体层(3)以及p型氮化物半导体层(5)之间的发光层(4)；将前述氮化物半导体基板(1)以及p型氮化物半导体层(5)的任意一方安装在放出光的上侧，另外将另一方安装在下侧，且位于该上侧的电极由1个构成。2.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，具备与前述p型氮化物半导体层(5)接触并离散地配置在该p型氮化物半导体层(5)的表面上的第1p电极(12a)，和填充该第1p电极(12a)的间隙并覆盖前述p型氮化物半导体层(5)及前述第1p电极(12a)的由Ag、Al或Rh构成的第2p电极(73)。3.如权利要求2所述的发光装置(30)，其中，前述第1p电极(12a)的在前述p型氮化物半导体层(5)的表面的覆盖率，在10～40％的范围内。4.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，前述发光装置(30)被树脂(33)密封，在前述发光装置(30)的任意部分以及前述树脂(33)的任意部分上含有荧光体，前述荧光体接受前述光而发出荧光，并使从前述树脂(33)向外部放出的光成为白色光。5.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，位于前述上侧的1个电极，在俯视前述各层状态下，位于前述发光装置(30)的中央部。6.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，前述发光装置(30)，以组入了该发光装置(30)而形成的侧视型LED灯(30)的厚度在0.5mm或其以下的方式被构成。7.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，前述发光装置(30)，以组入了该发光装置(30)而形成的侧视型LED灯(30)的厚度在0.4mm或其以下的方式被构成。8.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，前述发光装置(30)的耐静电压为3000V或其以上。9.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，尤其不具备用于针对加在前述氮化物半导体基板(1)和前述p型氮化物半导体层(5)的一侧之间的过渡电压或静电放电来保护前述发光装置(30)的保护电路。10.如权利要求9所述的发光装置(30)，其中，不具备包含用于应对前述过渡电压或静电放电的稳压二极管的电力分路电路。11.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，前述发光装置(30)通过施加4V或其以下的电压来发光。12.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，前述氮化物半导体基板(1)的厚度在50μm或其以上、且500μm或其以下。13.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，前述上侧的电极占有率不到50％，其开口率或透明部分是50％或其以上。14.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，前述上侧的面的至少一边是350μm或其以下。15.如权利要求14所述的发光装置(30)，其中，将前述上侧的面镶边，相对的边都具有400μm或其以上的长度。16.如权利要求14所述的发光装置(30)，其中，将前述上侧的面镶边，相对的边具有1.6mm或其以下的长度。17.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，前述上侧的面的至少一边在250μm或其以下。18.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，以热阻成为30℃/W或其以下的方式构成。19.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，在连续发光状态下温度上升最高的部分的温度在150℃或其以下。20.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，前述n型氮化物半导体层(3)的厚度在3μm或其以下。21.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，向下安装前述p型氮化物半导体层(5)，在作为光放出面的前述氮化物半导体基板(1)的第2主表面上，在前述电极没有覆盖的部分上实施非镜面处理。22.如权利要求21所述的发光装置(30)，其中，实施了前述非镜面处理的表面，是用氢氧化钾即KOH水溶液、氢氧化钠即NaOH水溶液、氨即NH3水溶液或其他的碱性水溶液进行非镜面化处理后的表面。23.如权利要求21所述的发光装置(30)，其中，实施了前述非镜面处理的表面，是用硫酸即H2SO4水溶液、盐酸即HCl水溶液、磷酸即H2PO4水溶液、氟酸即HF水溶液以及其他的酸性水溶液的至少1种进行非镜面化处理后的表面。24.如权利要求21所述的发光装置(30)，其中，实施了前述非镜面处理的表面，是用反应性离子蚀刻进行非镜面化处理后的表面。25.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，配置在前述安装侧的电极由反射率0.5或其以上的材质形成。26.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，以覆盖前述氮化物半导体基板(1)的第2主表面的方式配置荧光体。27.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，以从前述氮化物半导体基板(1)离开并与前述氮化物半导体基板(1)的第2主表面相对的方式配置荧光板(46)。28.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，将前述荧光板(46)的与前述氮化物半导体基板(1)的第2主表面相对的表面进行凹凸化处理。29.如权利要求1所述的发光装置(30)，其中，前述氮化物半导体基板(1)包含有发出荧光的杂质以及缺陷的至少一方。30.一种发光装置(30)，其中，包括2个或其以上的权利要求1所述的发光装置(30)，并将这些发光装置(30)串联连接或并联连接。31.一种发光装置(30)，其中，包括权利要求1所述的发光装置(30)和用于使这些发光装置(30)发光的电源电路，在前述电源电路中，将并联连接2个或其以上的前述发光装置(30)的2个或其以上的并联部串联连接。32.一种发光装置(30)，其中，具备位错密度在108/cm2或其以下的氮化物半导体基板GaN基板(1)、位于前述GaN基板(1)的第1主表面侧的n型氮化物半导体层的n型AlxGa1-xN层(3)、从前述GaN基板(1)看位于比前述n型AlxGa1-xN层(3)更远的位置上的p型AlxGa1-xN层(5)和位于前述n型AlxGa1-xN层(3)以及p型AlxGa1-xN层(5)之间的发光层(4)，其中0≤x≤1；以与作为前述GaN基板(1)的与前述第1主表面相对一侧的主表面的第2主表面接触的方式具有n电极(11)，另外以与前述p型AlxGa1-xN层(5)接触的方式具有p电极(12)；将前述n电极(11)以及p电极(12)的任意一方安装在放出光的上侧，另外将另一方安装在下侧，且位于该上侧的电极由1个构成。33.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，将前述GaN基板(1)安装在上侧，并通过氧掺杂使之n型化，该氧浓度在氧原子1E17个/cm3～2E19个/cm3的范围内，前述GaN基板的厚度为100μm～600μm。34.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，将前述GaN基板(1)安装在上侧，并通过氧掺杂使之n型化，该氧浓度在氧原子2E18个/cm3～5E18个/cm3的范围内，前述GaN基板(1)的厚度在100μm～300μm的范围内，前述第2主表面的放出光的面的矩形的面的两侧的边在0.5mm或其以下的范围内。35.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，将前述GaN基板(1)安装在上侧，并通过氧掺杂使之n型化，该氧浓度在氧原子3E18个/cm3～5E18个/cm3的范围内，前述GaN基板(1)的厚度在200μm～300μm的范围内，前述第2主表面的放出光的矩形的面的两侧的边在2mm或其以下的范围内。36.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，位错束在前述GaN基板(1)的第1主表面上以平均4E6个/cm2或其以下的密度分布，其中位错束是为了提高前述GaN基板(1)的大部分区域的结晶性而将在其形成时不可避免地生成的位错离散地、呈带状地集中化，使之沿基板厚度方向分布而成的。37.如权利要求36所述的发光装置(30)，其中，前述位错束在前述第1主表面上以平均4E2个/cm2或其以下的密度分布，前述第2主表面的放出光的面的短边在200μm～400μm的范围内。38.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中n型AlGaN缓冲层(71)与前述GaN基板(1)接触地位于前述GaN基板(1)和前述n型AlxGa1-xN层(3)之间，另外n型GaN缓冲层(2)与该n型AlGaN缓冲层(71)接触地位于前述GaN基板(1)和前述n型AlxGa1-xN层(3)之间，并且前述n型AlxGa1-xN层(3)位于与该n型GaN缓冲层(2)相接触的位置，其中0≤x≤1。39.如权利要求38所述的发光装置(30)，其中，前述GaN基板(1)，具有偏离角为0.10°或其以下的区域、和1.0°或其以上的区域。40.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，具备与前述p型AlxGa1-xN层(5)接触地位于下侧的p型GaN缓冲层(6)，和位于与该p型GaN缓冲层(6)相接触的位置上的p型InGaN接触层，其中0≤x≤1。41.如权利要求40所述的发光装置(30)，其中，前述p型InGaN接触层的Mg浓度，在Mg原子1E18个/cm3～1E21个/cm3的范围内。42.如权利要求40所述的发光装置(30)，其中，与前述p型InGaN接触层接触地具有由Ag、Al或Rh构成的p电极层。43.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，前述GaN基板(1)，具有沿着其厚度方向与该GaN基板面内的1方向连续地延伸成平面状的板状结晶反转区域(51)，将该GaN基板内的板状结晶反转区域(51)和在形成于前述GaN基板之上的前述n型以及p型氮化物半导体层(3，5)中传播的板状结晶反转区域(51)，从前述p型氮化物半导体层(5)侧经过前述n型氮化物半导体层(3)到前述GaN基板内(1)的位置除去，与除去之后剩下的p型氮化物半导体层(5)相接触地在每个p型氮化物半导体层(5)上设置p电极(12)。44.如权利要求43所述的发光装置(30)，其中，用KOH水溶液除去前述板状结晶反转区域(51)。45.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，具备与前述p型氮化物半导体层(5)接触并离散地配置在该p型氮化物半导体层(5)的表面上的第1p电极(12a)，和填充该第1p电极(12a)的间隙并覆盖前述p型氮化物半导体层(5)和前述第1p电极(12a)的由Ag、Al或Rh构成的第2p电极(73)。46.如权利要求45所述的发光装置(30)，其中，前述第1p电极(12a)的在前述p型氮化物半导体层(5)的表面的覆盖率，在10～40％的范围内。47.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，前述发光装置(30)被树脂(33)密封，在前述发光装置(30)的任意部分以及前述树脂(33)的任意部分上含有荧光体，前述荧光体接受前述光而发出荧光，并使从前述树脂(33)向外部放出的光成为白色光。48.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，位于前述上侧的1个电极，在俯视前述各层状态下，位于前述发光装置(30)的中央部。49.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，前述发光装置(30)，以组入了该发光装置(30)而形成的侧视型LED灯(30)的厚度在0.5mm或其以下的方式被构成。50.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，前述发光装置(30)，以组入了该发光装置(30)而形成的侧视型LED灯(30)的厚度在0.4mm或其以下的方式被构成。51.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，前述发光装置(30)的耐静电压为3000V或其以上。52.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，尤其不具备用于针对加在前述氮化物半导体基板(1)和前述p型氮化物半导体层(5)的一侧之间的过渡电压或静电放电来保护前述发光装置(30)的保护电路。53.如权利要求52所述的发光装置(30)，其中，不具备包含用于应对前述过渡电压或静电放电的稳压二极管的电力分路电路。54.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，前述发光装置(30)通过施加4V或其以下的电压来发光。55.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，前述氮化物半导体基板(1)的厚度在50μm或其以上、且500μm或其以下。56.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，前述上侧的电极占有率不到50％，其开口率或透明部分是50％或其以上。57.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，前述上侧的面的至少一边是350μm或其以下。58.如权利要求57所述的发光装置(30)，其中，将前述上侧的面镶边，相对的边都具有400μm或其以上的长度。59.如权利要求57所述的发光装置(30)，其中，将前述上侧的面镶边，相对的边具有1.6mm或其以下的长度。60.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，前述上侧的面的至少一边在250μm或其以下。61.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，以热阻成为30℃/W或其以下的方式构成。62.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，在连续发光状态下温度上升最高的部分的温度在150℃或其以下。63.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，前述n型氮化物半导体层(3)的厚度在3μm或其以下。64.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，向下安装前述p型氮化物半导体层(5)，在作为光放出面的前述氮化物半导体基板(1)的第2主表面上，在前述电极没有覆盖的部分上实施非镜面处理。65.如权利要求64所述的发光装置(30)，其中，实施了前述非镜面处理的表面，是用氢氧化钾即KOH水溶液、氢氧化钠即NaOH水溶液、氨即NH3水溶液或其他的碱性水溶液进行非镜面化处理后的表面。66.如权利要求64所述的发光装置(30)，其中，实施了前述非镜面处理的表面，是用硫酸即H2SO4水溶液、盐酸即HCl水溶液、磷酸即H2PO4水溶液、氟酸即HF水溶液以及其他的酸性水溶液的至少1种进行非镜面化处理后的表面。67.如权利要求64所述的发光装置(30)，其中，实施了前述非镜面处理的表面，是用反应性离子蚀刻进行非镜面化处理后的表面。68.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，配置在前述安装侧的电极由反射率0.5或其以上的材质形成。69.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，以覆盖前述氮化物半导体基板(1)的第2主表面的方式配置荧光体。70.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，以从前述氮化物半导体基板(1)离开并与前述氮化物半导体基板(1)的第2主表面相对的方式配置荧光板(46)。71.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，将前述荧光板(46)的与前述氮化物半导体基板(1)的第2主表面相对的表面进行凹凸化处理。72.如权利要求32所述的发光装置(30)，其中，前述氮化物半导体基板(1)包含有发出荧光的杂质以及缺陷的至少一方。73.一种发光装置(30)，其中，包括2个或其以上的权利要求32所述的发光装置(30)，并将这些发光装置(30)串联连接或并联连接。74.一种发光装置(30)，其中，包括权利要求32所述的发光装置(30)和用于使这些发光装置(30)发光的电源电路，在前述电源电路中，将并联连接2个或其以上的前述发光装置(30)的2个或其以上的并联部串联连接。75.一种发光装置(30)，其中，具备热传导率在100W/(m·k)或其以上的氮化物半导体AlN基板(1)、位于前述AlN基板(1)的第1主表面侧的n型氮化物半导体层的n型AlxGa1-xN层(3)、从前述AlN基板(1)看位于比前述n型AlxGa1-xN层(3)更远的位置上的p型AlxGa1-xN层(5)、和位于前述n型AlxGa1-xN层(3)以及p型AlxGa1-xN层(5)之间的发光层(4)，其中0≤x≤1；以与作为前述AlN基板(1)的与前述第1主表面相对一侧的主表面的第2主表面接触的方式具有n电极(11)，另外以与前述p型AlxGa1-xN层(5)接触的方式具有p电极(12)；将前述n电极(11)以及p电极(12)的任意一方安装在放出光的上侧，另外将另一方安装在下侧，且位于该上侧的电极由1个构成。76.如权利要求75所述的发光装置(30)，其中，具备与前述p型氮化物半导体层(5)接触并离散地配置在该p型氮化物半导体层(5)的表面上的第1p电极(12a)，和填充该第1p电极(12a)的间隙并覆盖前述p型氮化物半导体层(5)和前述第1p电极(12a)的由Ag、Al或Rh构成的第2p电极(7...
【专利技术属性】
技术研发人员：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，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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