一种发光二极管元件，具有：n型导电层（2），具有第1区域（2a）、第2区域（2b）及背面（2c）；设于n型导电层（2）的第1区域（2a）的活性层（3）以及p型导电层（4）；p型电极（5），设于p型导电层（4）的主面上；绝缘膜（15），设于通孔（8）的内壁，该通孔贯通n型导电层（2），并在n型导电层（2）的第2区域（2b）及背面（2c）具有开口；导电体部（9），在所述通孔（8）的内部设于绝缘膜（15）的表面；n型表面电极（6），设于第2区域（2b），并与导电体部（9）相接；以及n型背面电极（7），设于n型导电层（2）的背面（2c），并与导电体部（9）相接。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及发光二极管元件及发光二极管装置，尤其涉及具有通孔的发光二极管元件及发光二极管装置。
技术介绍
具有作为V族元素的氮(N)的氮化物半导体由于其带隙的大小而有望被作为短波长发光元件的材料。其中，氮化镓类化合物半导体(GaN类半导体)的研究正在广泛展开，蓝色发光二极管(LED)、緑色LED以及以GaN类半导体为材料的半导体激光器也已经得到实际应用(例如，參照专利文献1、2)。氮化镓类半导体具有纤锌矿(wurtzite)型晶体构造。图I示意地示出了 GaN的单位晶格。在AlaGabIncN (0きa、b、cき1，a + b + c = I)半导体的晶体中，图I所示的 Ga的一部分能够置换为Al及/或In。图2示出了在利用4指数标注(六方晶指数)表示纤锌矿型晶体构造的面时通常使用的4个基本向量ai、a2、a3、c。基本向量c沿方向延伸，该方向被称为“c轴”。与c轴垂直的面(plane)被称为“c面”或“(0001)面”。另外，“ c轴”和“ c面”有时也分别标记为“C轴”和“C面”。在纤锌矿型晶体构造中，如图3所示，也存在除c面之外的代表性的晶面方位。图3 (a)示出了(0001)面，图 3 (b)示出了(10 — 10)面，图 3 (c)示出了( 11 一 20)面，图 3(d)示出了(10 — 12)面。其中，表示密勒指数的括弧内数字的左侧附带的“一”表示“横杠(bar)”。(0001)面、(10 — 10)面、(11 — 20)面及(10 — 12)面分别是 c 面、m 面、a 面及r面。m面及a面是与c轴(基本向量c)平行的“非极性面”，r面是“半极性面”。长期以来，利用了氮化镓类化合物半导体的发光元件是通过“c面生长(c 一 planegrowth)”制得的。在本说明书中，“ X面生长”是指在与六方晶纤锌矿构造的X面(X = C、m、a、i■等)垂直的方向上产生外延生长。在X面生长中，有时将X面称为“生长面”。并且，有时也将通过X面生长而形成的半导体的层称为“X面半导体层”。在利用通过c面生长而形成的半导体层叠构造来制造发光元件吋，由于c面是极性面，因而在与C面垂直的方向(C轴方向)上产生较强的内部极化。产生极化的原因是在C面中Ga原子和N原子的位置沿c轴方向偏移。如果在发光部产生这样的极化，则产生载流子的量子限制斯塔克效应。根据这种效应，发光部内的载流子的发光复合概率下降，因而导致发光效率下降。因此，近年来，关于使氮化镓类化合物半导体在m面、a面等非极性面或r面等半极性面上生长的研究比较活跃。如果选择非极性面作为生长面，则在发光部的层厚方向(晶体生长方向)上不产生极化，因而也不产生量子限制斯塔克效应，能够潜在性地制造高效率的发光元件。在将半极性面选择为生长面的情况下，也能够大幅减轻量子限制斯塔克效应的作用。当前，作为产品进行销售的发光二极管是通过将发光二极管元件(LED芯片)安装在次黏着基台(submount)上而制得的，该发光二极管元件是在c面基板上外延生长GaN、InGaN, AlGaN等GaN类半导体层制得的。发光二极管元件的平面尺寸(基板主面的平面尺寸，以下简称为“芯片尺寸”)根据发光二极管元件的用途而不同，代表性的芯片尺寸例如是300 u mX 300 u m 或者 ImmX 1mm。发光二极管元件的电极的配置大致分为两种类型。一种类型是在发光二极管元件的表面和背面分别形成P型电极(阳极电极)和n型电极(阴极电极)的“两面电极型”。另一种类型是在发光二极管元件的表面侧形成P型电极和n型电极双方的“表面电极型”。下面，对具有这些电极配置的以往的发光二极管元件的结构进行说明。图4 (a)是表示两面电极型的发光二极管元件115的剖视图，图4 (b)是其俯视图。图4 (c)是表示两面电极型的发光二极管元件115被安装于安装基板112的状态的剖视图。图5 (a)是表示表面电极型的发光二极管元件114被安装于安装基板112的状态的剖视图，图5 (b)是从p型电极(阳极电极)105和n型表面电极(阴极电极)106侧观察表面电极型的发光二极管元件114的图。在图4 (a)和图4 (b)示出的例子中，在由GaN构成的n型基板101上层叠了由GaN构成的n型导电层102、由InGaN及GaN的量子阱构成的活性层103、由GaN构成的p型导电层104。在p型导电层104上形成有p型电极105，在基板101的背面形成有n型背面电极107。在该示例中，由于从活性层103放出的光从基板101的背面取出，因而n型背面电极107由透明电极材料形成。在由不透明的导电材料形成n型背面电极107的情况下，n型背面电极107以不遮挡光的方式形成于基板101的背面的部分区域。在安装n型背面电极107透明的两面电极型的发光二极管元件的情况下，如图4 (c)所示，以使p型电极105位于安装基板112侧的方式进行配置。在n型背面电极107上设有焊盘122，焊盘122通过焊丝(wire) 123而与安装基板112电连接。在图5 (a)和图5 (b)示出的例子中，在将p型导电层104、活性层103以及n型导电层102的一部分去除而露出的n型导电层102上形成有n型表面电极106。p型电极105形成于p型导电层104上。在该示例中，由活性层103产生的光从基板101的背面取出。因此，在安装这种类型的发光二极管元件的情况下，以使P型电极105和n型表面电极106位于安装基板112侧的方式进行安装。在两面电极型的情况下，P型电极105和n型表面电极106之间的电阻由于基板101的电阻成分而受到较大影响，因而优选将基板101的电阻抑制得尽可能低。GaN半导体以比P型杂质相对高的浓度掺杂了 n型杂质，因而通常n型一方容易实现低电阻。因此，通常，基板101的导电型被设定为n型。另外，即使在表面电极型的情况下，p型电极105和n型表面电极106之间的电气电阻也由于基板101的电阻成分而受到影响，因此，通常，基板101的导电型被设定为n型。上述的电极配置是在c面的发光二极管元件中采用的。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2001 — 308462号公报专利文献2 日本特开2003 — 332697号公报专利技术概要专利技术要解决的问题但是，在上述以往的结构中，随着输入电流增加，施加给活性层的电压由于接触电阻及导电层的电阻而下降，功率效率下降。并且，由于因载流子从活性层溢出而产生的暗电流、导电层及接触部分的电阻而引起的芯片温度上升，因而存在内部量子效率下降的问题。在图4 (a) (C)所示的两面电极型的发光二极管元件115中，n型背面电极107和安装基板112通过引线接合(wire bonding)而连接。发光二极管元件115在进行高输出动作时发热，其芯片温度接近400K。引线接合的散热性低于凸点(bump)，通过引线接合而安装的发光二极管元件115被加热为高温。因此，在两面电极型的发光二极管元件115中，产生在发热时该引线接合的可靠性下降的问题。另外，在图5所示的表面电极型的发光二极管元件114的情况下，在进行高输出动作时，大量的电流集中于n型表面电极106周边。因此，电流密度高的部分发热，产生发光效率下降的问题。并且，由于n本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：岩永顺子，横川俊哉，山田笃志，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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