[发明专利]发光元件

说明书

技术领域

本发明涉及在同一个芯片构成了以半导体层作为构成材料发光的发光二极管（LED）和与该LED并联连接的保护二极管的发光元件的结构。

背景技术

半导体的发光二极管（LED）用于各种目的。例如使用该光二极管（LED）的照明设备相比于以往的白炽灯泡和荧光灯而言消耗功率较低且散热性较低，因而期待将来置换为该技术。其中，LED中的p型半导体层和n型半导体层通常通过外延生长和离子注入等而形成。因此，pn结面形成为与半导体晶片表面平行，与p侧连接的电极和与n侧连接的电极被分配到该半导体层的上表面和下表面。在这些电极之间流过pn结的顺向电流，从而能够使该发光元件发光。

另一方面，在通过ESD（Electro Static Discharge）等瞬间地对半导体层施加反方向的高电压时，LED有时会破损。因此使用图8的电路图所示的发光二极管（LED）91与保护二极管92并联连接的结构的发光元件。保护二极管92与LED91连接成顺向彼此相反，在LED91的通常动作时（发光时）电流不会流过保护二极管92，在对LED91施加反方向的高电压时，保护二极管92成为顺向，电流绕行LED91而流过。

其中，作为构成LED91的半导体层的材料，使用GaN等氮化物半导体。由于保护二极管92也能由同样的材料构成，因此能够在同一晶片上形成LED91和保护二极管92。由此就能以低成本获得可信度较高的发光元件。

专利文献1描述了如下结构的发光元件。该发光元件中在同一块外延衬底上形成半导体层，使用该半导体层形成LED91和保护二极管92。另外，它们之间凭借凹陷至外延衬底的槽而分离。这种情况下，LED91侧的n型层与保护二极管92侧的n型层、LED91侧的p型层与保护二极管92侧的p型层原本分别以相同层构成，然而此时作为按照由槽分离的每个区域而不同的二极管的一部分进行工作。

此时，为了将LED91与保护二极管92反向连接，将LED91侧的阳极（与p型层连接的电极）与保护二极管92侧的阴极（与n型层连接的电极）、LED91侧的阴极（与n型层连接的电极）与保护二极管92侧的阳极（与p型层连接的电极），从而实现图8的电路。在该发光元件中，用在半导体层上延伸的电极将LED91侧的阳极与保护二极管92侧的阴极连接起来，并且用与该延伸电极交叉的接合线将LED91侧的阴极与保护二极管92侧的阳极连接起来。

【专利文献1】日本特开2009-152637号公报

在将元件安装于安装基板上时，大多采用用焊料等将安装基板与元件连接，通过该焊接进行与元件之间的电连接的所谓的倒装芯片连接的方式。这对于发光元件而言也相同，此时大多构成为向基板的相反侧发光。

在对专利文献1所述的发光元件进行倒装芯片连接的情况下，将设有延伸电极一侧与安装基板连接，因此在使用接合线时难以进行该安装。此外，虽然能够在不使用接合线的情况下进行倒装芯片安装，然而会在设有延伸电极一侧形成级差，因而难以使得发光元件在安装基板上的接合状态变为良好。

即，难以获得在同一块衬底上形成LED和保护二极管且具有适于倒装芯片安装的结构的发光元件。

发明内容

本发明就是鉴于该问题点而完成的，其目的在于提供解决上述问题点的发明。

本发明为了解决上述课题而采取如下所示的构成。

本发明的发光元件，其构成为在绝缘性衬底上形成有层叠n型层和p型层而成的半导体层，使用上述半导体层形成了发光二极管和保护二极管，该发光元件的特征在于，在上述衬底上的发光二极管区域与上述衬底上的保护二极管区域之间具备去除上述半导体层而形成的分离槽，其中，该发光二极管区域是形成有上述发光二极管的区域，该保护二极管区域是形成有上述保护二极管的区域，隔着绝缘层在上述发光二极管区域的上述半导体层之上形成发光二极管阴极和发光二极管阳极，隔着绝缘层在上述保护二极管区域的上述半导体层之上形成保护二极管阴极和保护二极管阳极，夹着上述分离槽以分别相对的方式配置有上述发光二极管阳极和上述保护二极管阴极、上述发光二极管阴极和上述保护二极管阳极，上述半导体层之上的上述发光二极管阳极、上述发光二极管阴极、上述保护二极管阴极和上述保护二极管阳极的高度大致相同。

本发明的发光元件的特征在于，该发光元件在上表面具备连接电极，该连接电极跨越上述分离槽分别连接上述发光二极管阳极与上述保护二极管阴极、上述发光二极管阴极与上述保护二极管阳极。

本发明的发光元件的特征在于，上述发光二极管阴极经由形成于上述绝缘层的多个开口与上述半导体层的n型层连接。