光電素子
【課題】本発明は光電素子を提供する。
【解決手段】光電素子であって、基板と、基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間に形成された活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、それぞれ第一半導体層に位置する複数の第一電極と、この複数の半導体ユニットに形成されて複数の半導体ユニットを電気的に直列につなぐ連結部と、それぞれ第二半導体層に位置する複数の第二電極と、を含み、複数の第一電極の中の一つは第一延在部を有し、複数の第二電極の中の一つは第二延在部を有する。
【解決手段】光電素子であって、基板と、基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間に形成された活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、それぞれ第一半導体層に位置する複数の第一電極と、この複数の半導体ユニットに形成されて複数の半導体ユニットを電気的に直列につなぐ連結部と、それぞれ第二半導体層に位置する複数の第二電極と、を含み、複数の第一電極の中の一つは第一延在部を有し、複数の第二電極の中の一つは第二延在部を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は発光素子アレイに関する。
【背景技術】
【0002】
固体照明素子のうち、発光ダイオードは低消費電力、低発熱、長寿命、耐衝突、小型、快速応答及び安定した波長の単色光の発出可能などの良好な光電特性を有しているため、家電、メーターの表示灯及び光電製品等に幅広く適用されている。光電技術の発展において、固体照明素子は発光効率、寿命及び輝度に注視し、近い将来に照明の適用において主流になると予期される。
【0003】
現在、LEDはアレイ型発光素子の形で用いられ、高い駆動電圧の応用によく適用され、LEDの体積及び重量を減少することができる。LED製造者は、高い駆動電圧LEDに対するユーザーの要求に応じるように、アレイ型発光素子に対して異なる電極配置構造を設計し、これにより、コストを下げ、製造率を向上させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は光電素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の光電素子であって、基板と、この基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間にある活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、それぞれ第一半導体層に位置する複数の第一電極と、この複数の半導体ユニットに形成されて複数の半導体ユニットを電気的に直列につなぐ連結部と、それぞれ第二半導体層に位置する複数の第二電極と、を含み、一つの第一電極が第一延在部を有し、一つの第二電極が第二延在部を有する。
【0006】
本発明の光電素子であって、基板と、この基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間にある活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、それぞれ第一半導体層に位置する複数の第一電極と、この複数の半導体ユニットに形成されて複数の半導体ユニットを電気的に直列につなぐ連結部と、それぞれ第二半導体層に位置する複数の第二電極と、を含み、一つの第一電極が第一延在部を有し、一つの第二電極が第二延在部を有し、この複数の半導体ユニットの駆動電圧は大体同様である。
【0007】
本発明の光電素子であって、基板と、この基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間にある活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、それぞれ第一半導体層に位置する複数の第一電極と、それぞれ第二半導体層に位置する複数の第二電極とを含み、複数の半導体ユニットは第一半導体ユニットと、第二半導体ユニットと、第三半導体ユニットを含み、第一電極の中の少なくとも一つは基板の最外側にある第一半導体ユニットに位置する第一電極パッドを有し、第二電極の中の少なくとも一つは基板の最外側にある第二半導体ユニットに位置する第二電極パッドを有し、第一電極及び第二電極は電極パッドがない第三半導体ユニットに位置する第一延在部及び第二延在部を有する。
【0008】
本発明の光電素子であって、基板と、この基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間にある活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、それぞれ複数の半導体ユニットに位置する複数の第一電極及び複数の第二電極とを含み、各半導体ユニットは第一半導体ユニット、第二半導体ユニット及び第三半導体ユニットを含み、第一電極の中の少なくとも一つは第一半導体ユニットの第二半導体層に位置する第一電極パッドを有し、第二電極の中の少なくとも一つは第二半導体ユニットの第二半導体層に位置する第二電極パッドを有し、第一電極及び第二電極は電極パッドがない第三半導体ユニットに位置する第一延在部及び第二延在部を有する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【図2】図1に示された光電素子の断面図である。
【図3】図1に示された光電素子の3D斜視図である。
【図4】図1に示された光電素子の等価回路図である。
【図5】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【図6】図5に示された光電素子の3D斜視図である。
【図7】図5に示された光電素子の等価回路図である。
【図8】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【図9】図8に示された光電素子の3D斜視図である。
【図10】図8に示された光電素子の等価回路図である。
【図11】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【図12】図11に示された光電素子の3D斜視図である。
【図13】図11に示された光電素子の等価回路図である。
【図14】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【図15】図14に示された光電素子の3D斜視図である。
【図16】図14に示された光電素子の等価回路図である。
【図17】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【図18】図17に示された光電素子の3D斜視図である。
【図19】図17に示された光電素子の等価回路図である。
【図20】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【図21】図20に示された光電素子の3D斜視図である。
【図22】図20に示された光電素子の等価回路図である。
【図23】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【図24】図23に示された光電素子の3D斜視図である。
【図25】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
図1は本発明の実施例による光電素子10の上面図である。光電素子10は、例えば発光ダイオード(LED)、レーザーダイオード(LD)又は太陽電池であり、基板11に形成された複数の半導体ユニットを含み、第一電極141、第二電極142及び連結部143が半導体ユニットに形成されている。本実施例において、光電素子10は発光ダイオード(LED)である。図2は図1に示された光電素子10のA−A′線の断面図である。各半導体ユニットは第一半導体層121、第二半導体層123及び第一半導体層121と第二半導体層123の間に形成された活性領域122を含む。第一半導体層121と第二半導体層123は、p型又はn型の不純物を混合したIII−V半導体材料から構成され、電気特性が相互異なる。活性領域122は、単一へテロ構造(SH)、ダブルへテロ構造(DH)又は多重量子井戸構造(MQW)である。スロット170は半導体ユニットをエッチングすることによって半導体ユニットに形成され、一部の第一半導体層121を露出する。半導体ユニット間に複数の隔溝111が形成され、一部の基板11を露出する。光電素子10は複数の第一電極141及び第二電極142を有し、第一電極141は露出された第一半導体層121に形成され、第二電極142は第二半導体層123に形成される。第一電極141は第一延在部1411を有し、第二電極142は第二延在部1421を有する。また、複数の半導体ユニット中の一つの半導体ユニットの第一電極141は第一電極パッド1412を有し、別の一つの半導体ユニットの第二電極142は第二電極パッド1422を有する。
【0011】
光電素子の特定面積、電流及び駆動電圧に対するユーザーの要求を満足するために、半導体ユニット及び電極の配置を特別に設計する必要がある。半導体ユニットの数量は基本的に式
(数1) n=v/vf −1
(数2) n=v/vf
又は、
(数3) n=v/vf +1
(その内、nは半導体ユニットの数量、Vは光電素子の駆動電圧、Vfは半導体ユニットの駆動電圧を示す)
によって設計する。本実施例において、光電素子10の寸法は85×85mil2であり、その駆動電圧は72Vである。個々の半導体ユニットの駆動電圧は実に3Vであるが、半導体ユニットの駆動電圧は工程に対する制御及びエピタキシャル層の品質によって変化することがある。通常、光電素子の電気特性の効率上、半導体ユニットの駆動電圧は低いほどよい。各半導体ユニットの面積はほぼ同様である。上記の式によると、光電素子10は24個の半導体ユニットを有し、それぞれ行105、106、107、108及び109に配置される。第一行105には五個の半導体ユニット151、152、153、154及び155を有し、第一方向に沿って直列につながり、第二行106には五個の半導体ユニット161、162、163、164及び165を有し、第二方向に沿って直列につながり、第三行107には四個の半導体ユニット171、172、173及び174を有し、第一方向に沿って直列につながり、第四行108には五個の半導体ユニット181、182、183、184及び185を有し、第二方向に沿って直列につながり、第五行109には五個の半導体ユニット191、192、193、194及び195を有し、第一方向に沿って直列につながる。第一方向及び第二方向は相反する方向であり、異なる行に異なる数量の半導体ユニットを有する配置構造は、配置上ユーザーの要求をさらに容易に満たすことができる。
【0012】
第三行107において、半導体ユニットの形状は長方形で、他の行にある半導体ユニットの形状と異なる。このように設計することによって、電極の配置構造を更に容易にすることができる。図1及び図3を参考するに、第一行105及び第五行109において、基板11のコーナー領域にある半導体ユニット151、155、191及び195を除いて、他の半導体ユニットの電極の配置構造は類似している。第二行106及び第四行108において、基板11の縁に近接する半導体ユニット161、165、181及び185を除いて、他の半導体ユニットの電極配置構造は同様である。第三行107にある半導体ユニットは、その電極配置構造が他の行にある半導体ユニットと比べて大きく相違し、その中の半導体ユニット172及び173の電極配置構造は同様であるが、基板11の縁に近接する半導体ユニット171及び174の電極配置構造は相互異なる。
【0013】
第一延在部1411は第一曲線延在部1411aを有し、第二延在部1421は第二曲線延在部1421aを有し、行105、106、108及び109にある半導体ユニットの第二延在部1421はさらに直線延在部1421bを有し、第一曲線延在部1411a及び/又は第二曲線延在部1421aは半導体ユニットの何れかの一辺にも平行しない。第一行105、第三行107及び第五行109にある半導体ユニット上の第一延在部1411は、スロット170の中に位置し、半導体ユニットの第一辺から第一辺に相対する第二辺へ延び、第二延在部1421は半導体ユニットの第二辺から第一辺へ延びる。第二行106及び第四行108の半導体ユニット上の第一延在部1411は、半導体ユニットの第二辺から第一辺へ延び、第二延在部1421は半導体ユニットの第一辺から第二辺へ延びる。本実施例において、第二延在部1421は大体半導体ユニットの縁に近接して設けられ、第一延在部1411は半導体ユニットのスロット170の中に配置されて、第一半導体層121と電気接続されている。延在部の数量は半導体ユニットの面積によって調整され、半導体ユニットの面積が大きい場合、数多くの延在部が必要になる。さらに、延在部は第一曲線延在部1411aから延びて形成された二級延在部1411c及び/又は第二曲線延在部1421aから延びて形成された二級延在部1421cを有して、電流分散を増加することができる。
【0014】
第一電極パッド1412及び第二電極パッド1422は、それぞれ基板11の相対するコーナーにある半導体ユニット155及び191に位置し、第一電極パッド1412は半導体ユニット155にある第一延在部1411と接続し、第二電極パッド1422は半導体ユニット191にある第二延在部1421と接続する。電極パッドは、ワイヤボンディング(wire bonding)又はフリップチップ型ボンディング(flip chip type bonding)に用いられる。接続の難度を下げるために、電極パッドはそれぞれ基板11の一番外側にある異なる半導体ユニットに配置されるのが好ましい。
【0015】
各半導体ユニットを電気接続するために、各半導体ユニットの間に連結部143を形成する。連結部143は、例えば第一半導体ユニットの第一延在部1411及びそれに隣接する第二半導体ユニットの第二延在部1421と接続する。本実施例において、連結部143は第一行105、第三行107及び第五行109で半導体ユニットを第一方向へ直列させ、第二行106及び第四行108で半導体ユニットを逆方向としての第二方向へ直列させる。各行の間は、連結部143を介して半導体ユニット151と161、165と174、171と181及び185と195を直列につなぐ。第一行105、第二行106、第四行108及び第五行109において、二つ毎の半導体ユニットの間に二つの連結部143が存在し、第三行107において、二つ毎の半導体ユニットの間に一つの連結部143が存在する。図4は図1に示された光電素子10の等価回路図である。
【0016】
光電素子10の第二半導体層123と第二電極142の間に更に透明導電層を含み、透明導電層の材料は、例えば酸化インジウム錫(ITO)、酸化カドミウム錫(CTO)、酸化アンチモンスズ、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛アルミニウム又は亜鉛―スズ酸化物のような金属酸化材料を用いることができる。一方、金属層が光束を透過させる厚さを有する場合、この金属層を透明導電層として用いることもできる。
【0017】
また、基板11と第一半導体層121の間に更に接合層を含み、半導体ユニットを基板11に接合することができる。接合層は透明絶縁接合層又は透明導電接合層である。透明絶縁接合層である場合、その材料はポリイミド(polyimide)、ベンゾシクロブテン(BCB)又は過フルオロシクロブタン(PFCB)であり、導電接合層である場合、その材料は金属酸化材料又は金属である。金属酸化材料として、酸化インジウム錫(ITO)、酸化カドミウム錫(CTO)、酸化アンチモンスズ、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛アルミニウム又は亜鉛―スズ酸化物を含み、金属材料として、ニッケル、金、チタン、クロム、アルミニウム又は白金を含む。隔溝111は各半導体ユニットの間に形成され、一部の基板11及び/又は透明絶縁接合層を露出する。接合層が導電接合層である場合、隔溝111は導電接合層を通り抜いて基板11を露出し、各半導体ユニットが互いに電気的に絶縁されるようにする。この場合、基板11は、窒化アルミニウム(AlN)、サファイア又はガラスである。
【0018】
図5は本発明の第二実施例による光電素子20の上面図である。図5、図6を参照するに、光電素子20は基板21に形成され、且つ複数の隔溝211によって仕切った複数の半導体ユニットを含み、第一電極241、第二電極242及び連結部243が半導体ユニットに形成される。半導体ユニットの構造は光電素子10の半導体ユニットと同様であり、第一半導体層121と、第二半導体層123と、第一半導体層121及び第二半導体層123の間に設けられた活性領域122を含む。複数の隔溝211は各半導体ユニットの間に形成される。光電素子20には複数の第一電極241及び第二電極242が設けられ、第一電極241は露出された第一半導体層121に形成され、第二電極242は第二半導体層123に形成される。第一電極241は第一延在部2411を有し、第二電極242は第二延在部2421を有する。更に、複数の半導体ユニットにおいて、一つの半導体ユニットの第一電極241は第一電極パッド2412を含み、別の一つの半導体ユニットの第二電極242は第二電極パッド2422を含む。
【0019】
本実施例において、光電素子20の寸法は85×85mil2であり、駆動電圧は72Vであり、個々の半導体ユニットの面積はほぼ同様であり、上記の式(数1を参照)によって、光電素子20は23個の半導体ユニットを含み、それぞれ行205、206、207、208及び209に配置されている。第一行205には第一方向に沿って直列につながる五個の半導体ユニット251、252、253、254及び255を有し、電極の配置構造は光電素子10の第一行105の半導体ユニットにある電極配置構造と等しい。第二行206には第二方向に沿って直列につながる四個の半導体ユニット261、262、263及び264を有し、電極の配置構造は光電素子10の第三行107の半導体ユニットにある電極配置構造と等しい。第三行207には第一方向に沿って直列につながる五個の半導体ユニット271、272、273、274及び275を有し、電極の配置構造は光電素子10の第一行105の半導体ユニットにある電極配置構造と等しい。第四行208には第二方向に沿って直列につながる四個の半導体ユニット281、282、283及び284を有し、電極の配置構造は光電素子10の第三行107の半導体ユニットにある電極配置構造と等しい。第五行209には第一方向に沿って直列につながる五個の半導体ユニット291、292、293、294及び295を有し、電極の配置構造は光電素子10の第一行105の半導体ユニットにある電極配置構造と等しい。
【0020】
第二行206及び第四行208において、半導体ユニットの形状は長方形で、他の行にある半導体ユニットの形状と異なる。図5及び図6を参照するに、第一行205、第三行207及び第五行209の半導体ユニットの電極配置構造は、半導体ユニット251、255、271、275、291及び295の電極を除いて、他の半導体ユニットの電極配置構造がほぼ類似し、第二行206及び第四行208の半導体ユニットの電極配置構造は、半導体ユニット261、264、281及び284の電極を除いて、他の半導体ユニットの電極配置構造がほぼ類似する。第一延在部2411は第一曲線延在部2411aを含み、第二延在部2421は第二曲線延在部2421aを含む。行205、207及び209の半導体ユニットにおいて、第二延在部2421は更に直線延在部2421bを含む。第一曲線延在部2411a及び第二曲線延在部2421aは、半導体ユニットのいずれかの一辺にも平行しない。第一行205、第三行207及び第五行209の半導体ユニットの第一延在部2411は第一半導体層121に設けられ、半導体ユニットの第一辺から第一辺に相対する第二辺へ延び、第二延在部2421は半導体ユニットの第二辺から第一辺へ延びる。第二行206及び第四行208の半導体ユニット上の第一延在部2411は、半導体ユニットの第二辺から第一辺へ延び、第二延在部2421は半導体ユニットの第一辺から第二辺へ延びる。本実施例において、第二延在部2421は大体半導体ユニットの縁に近接して設けられ、第一延在部2411は半導体ユニットに配置されて、第一半導体層と電気接続されている。さらに、延在部は第一曲線延在部2411aから延びて形成された二級延在部2411cを有して、電流分散を増加することができる。
【0021】
第一電極パッド2412及び第二電極パッド2422はそれぞれ半導体ユニット255及び291に形成され、第一電極パッド2412は半導体ユニット255の第一延在部2411と接続し、第二電極パッド2422は半導体ユニット291の第二延在部2421と接続する。電極パッドはボンディング用として、それぞれ基板21のコーナー領域にある異なる半導体ユニットに配置される。
【0022】
本実施例において、連結部243は第一行205、第三行207及び第五行209で半導体ユニットを第一方向へ直列させ、第二行206及び第四行208で半導体ユニットを逆方向としての第二方向へ直列させる。各行の間は、連結部243を介して半導体ユニット251と261、264と275、271と281及び284と295を直列につなぐ。第一行205、第三行207及び第五行209において、二つ毎の半導体ユニットの間に二つの連結部243が存在し、第二行206及び第四行208において、二つ毎の半導体ユニットの間に一つの連結部243が存在する。図7は図5に示された光電素子20の等価回路図である。
【0023】
図8は本発明の第三実施例による光電素子30の上面図である。図8、図9を参照するに、光電素子30は基板31に形成された複数の半導体ユニットを含み、第一電極341、第二電極342及び連結部343が半導体ユニットに形成される。半導体ユニットは第一半導体層121と、第二半導体層123と、第一半導体層121及び第二半導体層123の間に設けられた活性領域122を含む。また、複数の隔溝311が各半導体ユニットの間に形成される。光電素子30には複数の第一電極341及び第二電極342が設けられ、第一電極341は第一延在部3411を有し、半導体ユニット355以外の半導体ユニットに形成され、第二電極342は第二延在部3421を有する。更に、半導体ユニット355上の第一電極341は第一電極パッド3412を含み、半導体ユニット391上の第二電極342は第二電極パッド3422を含む。
本実施例において、光電素子30の寸法は50×50mil2であり、駆動電圧は72Vであり、半導体ユニットの駆動電圧は3Vであり、各半導体ユニットの面積はほぼ同様である。光電素子30は23個の半導体ユニットを含み、それぞれ行305、306、307、308及び309に配置されている。第一行305には第一方向に沿って直列につながる五個の半導体ユニット351、352、353、354及び355を有し、第二行306には第二方向に沿って直列につながる四個の半導体ユニット361、362、363及び364を有し、第三行307には第一方向に沿って直列につながる五個の半導体ユニット371、372、373、374及び375を有し、第四行308には第二方向に沿って直列につながる四個の半導体ユニット381、382、383及び384を有し、第五行309には第一方向に沿って直列につながる五個の半導体ユニット391、392、393、394及び395を有する。
【0024】
第二行306及び第四行308において、半導体ユニットの形状は他の行にある半導体ユニットの形状と異なる。図8及び図9を参照するに、第一行305、第三行307及び第五行309の半導体ユニットの電極配置構造は、半導体ユニット351、355、371、375、391及び395の電極を除いて、他の半導体ユニットの電極配置構造がほぼ類似し、第二行306及び第四行308の半導体ユニットの電極配置構造は、半導体ユニット361、364、381及び384の電極を除いて、他の半導体ユニットの電極配置構造がほぼ類似する。第一延在部3411は、基板31の周囲に接近する半導体ユニット361、375、381、391及び395に設けられた曲線延在部3411aであり、他の半導体ユニットに設けられた直線延在部3411bでもある。第二延在部3421は曲線延在部である。
第一行305、第三行307及び第五行309において、半導体ユニット375、395を除く他の半導体ユニットの第一延在部3411は、半導体ユニットの第一辺から第一辺に相対する第二辺へ延び、第二延在部3421は半導体ユニットの第二辺から第一辺へ延びる。半導体ユニット375及び395の第一延在部3411は半導体ユニットの第三辺から第二辺へ延びる。第二行306及び第四行308において、半導体ユニット361及び381を除くほかの半導体ユニットの第一延在部3411は、半導体ユニットの第二辺から第一辺へ延び、第二延在部3421は半導体ユニットの第一辺から第二辺へ延びる。半導体ユニット361及び381の第一延在部3411は半導体ユニット361及び381の第三辺から第一辺へ延びる。第一延在部3411の曲線延在部及び第二延在部3421は半導体ユニットのいずれかの一辺にも平行しない。本実施例において、第二延在部3421は大体半導体ユニットの縁に近接して設けられ、第一延在部3411は半導体ユニットに配置されて、第一半導体層と電気接続されている。さらに、延在部は曲線延在部3411a及び直線延在部3411bから延びて形成された二級延在部3411cを有して、電流分散を増加することができる。
【0025】
第一電極パッド3412及び第二電極パッド3422はそれぞれ半導体ユニット355及び391に形成され、第二電極パッド3422は半導体ユニット391の第二延在部3421と接続する。電極パッドはワイヤボンディング(wire bonding)又はフリップチップ型ボンディング(flip chip type bonding)に用いられ、それぞれ基板31のコーナー領域にある異なる半導体ユニットに配置される。
【0026】
本実施例において、連結部343は第一行305、第三行307及び第五行309で半導体ユニットを第一方向へ直列させ、第二行306及び第四行308で半導体ユニットを逆方向としての第二方向へ直列させる。各行の間は、連結部343を介して半導体ユニット351と361、364と375、371と381及び384と395を直列につなぐ。二つ毎の半導体ユニットの間に一つの連結部343が存在する。図10は図8に示された光電素子30の等価回路図である。
【0027】
図11は本発明の第四実施例による光電素子40の上面図である。図11、図12を参照するに、光電素子40は基板41に形成された複数の半導体ユニットを含み、第一電極441、第二電極442及び連結部443が半導体ユニットに形成される。半導体ユニットは第一半導体層121と、第二半導体層123と、第一半導体層121及び第二半導体層123の間に設けられた活性領域122を含む。また、複数の隔溝411が各半導体ユニットの間に形成される。光電素子40には複数の第一電極441及び第二電極442が設けられ、第一電極441は第一延在部4411を有し、半導体ユニット455以外の半導体ユニットに形成され、半導体ユニット471以外の半導体ユニットに形成された第二電極442は第二延在部4421を有する。更に、半導体ユニット455上の第一電極441は第一電極パッド4412を含み、半導体ユニット471上の第二電極442は第二電極パッド4422を含む。
本実施例において、光電素子40の寸法は45×45mil2であり、駆動電圧は48Vであり、半導体ユニットの駆動電圧は3Vである。上記の式によって、光電素子40は16個の半導体ユニットを含み、それぞれ行405、406及び407に配置されている。第一行405には第一方向に沿って直列につながる五個の半導体ユニット451、452、453、454及び455を有し、第二行406には第二方向に沿って直列につながる六個の半導体ユニット461、462、463、464、465及び466を有し、第三行407には第一方向に沿って直列につながる五個の半導体ユニット471、472、473、474及び475を有する。
【0028】
第二行406にある半導体ユニットの形状は他の行にある半導体ユニットの形状と異なる。図11及び図12を参照するに、第一行405及び第三行407の半導体ユニットの電極配置構造は、半導体ユニット451、455、471及び475上の電極を除いて、他の半導体ユニットの電極配置構造がほぼ類似する。第一延在部4411は直線延在部4411a及び二級延在部4411cを含み、全ての第二延在部4421は曲線の延在部である。第一行405及び第三行407にある半導体ユニットの第一延在部4411は、半導体ユニットの第一辺から第一辺に隣接する第三辺及び第四辺へ延び、第二延在部4421は半導体ユニットの第二辺から第三辺及び第四辺へ延びる。第二行406にある半導体ユニット上の第一延在部4411は、半導体ユニットの第二辺から第三辺及び第四辺へ延び、第二延在部4421は半導体ユニットの第一辺から第三辺及び第四辺へ延びる。曲線延在部4411及び4421は半導体ユニットのいずれかの一辺にも平行しない。
【0029】
第一電極パッド4412及び第二電極パッド4422はそれぞれ半導体ユニット455及び471に形成され、連結部443は半導体ユニットを直列につなぐ。図13は図11に示された光電素子40の等価回路図である。
図14は本発明の第五実施例による光電素子50の上面図である。図15は光電素子50の3D斜視図である。光電素子50の寸法は40×40mil2であり、駆動電圧は36Vであり、半導体ユニットの駆動電圧は約3Vである。式(数1を参照)によって、本実施例で、光電素子50は11個の半導体ユニットを含み、それぞれ行505、506及び507に配置されている。第一行505には第一方向に沿って直列につながる四個の半導体ユニット551、552、553及び554を有し、第二行506には第二方向に沿って直列につながる三個の半導体ユニット561、562及び563を有し、第三行507には第一方向に沿って直列につながる四個の半導体ユニット571、572、573及び574を有する。第一延在部5411を有する第一電極541は半導体ユニット554以外の半導体ユニットに形成され、第二延在部5421を有する第二電極542は全ての半導体ユニットに形成される。半導体ユニット554上の第一電極541は第一電極パッド5412を含み、半導体ユニット571上の第二電極542は第二電極パッド5422を含む。連結部543は半導体ユニットを直列につなぐ。図16は図14に示された光電素子50の等価回路図である。
【0030】
図17は本発明の第六実施例による光電素子60の上面図である。図18は光電素子60の3D斜視図である。光電素子60の寸法は120×120mil2であり、駆動電圧は24Vであり、半導体ユニットの駆動電圧は約3Vである。式(数2を参照)によって、本実施例で、光電素子60は8個の半導体ユニットを含み、それぞれ行605、606及び607に配置されている。第一行605には第一方向に沿って直列につながる二個の半導体ユニット651及び652を有し、第二行606には第二方向に沿って直列につながる四個の半導体ユニット661、662、663及び664を有し、第三行607には第一方向に沿って直列につながる二個の半導体ユニット671及び672を有する。第一電極641は第一延在部6411を有し、第二電極642は第二延在部6421を有する。さらに、複数の半導体ユニットの中、一つの半導体ユニットにある第一電極641は二つの第一電極パッド6412を有し、別の一つの半導体ユニットにある第二電極642は二つの第二電極パッド6422を有する。連結部643は半導体ユニットを直列につなぐ。図19は図17に示された光電素子60の等価回路図である。
【0031】
図20は本発明の第七実施例による光電素子70の上面図である。図21は光電素子70の3D斜視図である。光電素子70の寸法は120×120mil2であり、駆動電圧は24Vであり、半導体ユニットの駆動電圧は約3Vである。式(数1を参照)によって、本実施例で、光電素子70は7個の半導体ユニットを含み、それぞれ行705、706及び707に配置されている。第一行705には第一方向に沿って直列につながる二個の半導体ユニット751及び752を有し、第二行706には第二方向に沿って直列につながる三個の半導体ユニット761、762及び763を有し、第三行707には第一方向に沿って直列につながる二個の半導体ユニット771及び772を有する。第一電極741は第一延在部7411を有し、第二電極742は第二延在部7421を有する。さらに、複数の半導体ユニットの中、一つの半導体ユニットにある第一電極741は二つの第一電極パッド7412を有し、別の一つの半導体ユニットにある第二電極742は二つの第二電極パッド7422を有する。連結部743は半導体ユニットを直列につなぐ。図22は図20に示された光電素子70の等価回路図である。
【0032】
図23は本発明の第八実施例による光電素子80の上面図である。図24は光電素子80の3D斜視図である。光電素子80の寸法は85×85mil2であり、駆動電圧は144Vであり、半導体ユニットの駆動電圧は約3Vである。式(数2を参照)によって、本実施例で、光電素子80は48個の半導体ユニットを含み、それぞれ行801、802、803、804、805、806及び807に配置されている。行801、803、805及び807には第一方向に沿って直列につながる七個の半導体ユニットを有し、行802及び806には第二方向に沿って直列につながる七個の半導体ユニットを有し、第四行804には第一方向に沿って直列につながる六個の半導体ユニットを有する。複数の半導体ユニットの中、一つの半導体ユニットにある第一電極841は半導体ユニット811の第一半導体層121に位置する第一電極パッド8412を含み、半導体ユニット871にある第二電極842は第二半導体層123に位置する第二電極パッド8422を含む。さらに、第一延在部8411を有する第一電極841は、第一電極パッド8412が位置した半導体ユニット以外の半導体ユニットに位置し、第二延在部8421を有する第二電極842は全ての半導体ユニットに位置する。連結部843は半導体ユニットを直列につなぐ。第一電極パッド8412が位置する半導体ユニット811上の第二電極842は第二半導体層123に位置し、連結部843を介して半導体ユニット812の第一電極841に連結される。第二電極パッド8422が位置する半導体ユニット871上の第一電極841は第一半導体層121に位置し、連結部843を介して半導体ユニット872の第二電極842に連結される。
【0033】
図25は本発明の第九実施例による光電素子90の上面図である。光電素子90は48個の半導体ユニットを含み、それぞれ行801、802、803、804、805、806及び807に配置されている。本実施例の光電素子90は、その形状及び電極配置構造が光電素子80と類似するが、第一電極パッド9412は半導体ユニット811の第二半導体層123に形成され、連結部843を介して半導体ユニット812の第一電極841と直列につながり、第二電極パッド9422は半導体ユニット871の第二半導体層123に形成され、連結部843を介して半導体ユニット872の第二電極842と直列につながる点で光電素子80と相違する。ある外部電源から電流を供給し、第二電極パッド9422から入力して更に第一電極パッド9412から出力する場合、第二電極パッド9422の下の半導体ユニット871の抵抗が連結部843及び半導体ユニット812の第一電極841の直列接続抵抗より大きいため、電流は直接第二電極パッド9422から連結部843を経由して半導体ユニット812の第一電極841に流れ、半導体ユニット871の下の第一半導体層121、活性領域122及び第二半導体層123に流れない。同様な電流は、半導体ユニット812の第一電極841まで流れ、連結部843を経由して第一電極パッド9412に流れた後、半導体ユニット811の下方の第一半導体層121、活性領域122及び第二半導体層123に流れず、直接外部電源に出力される。従って、第一電極パッド9412及び第二電極パッド9422の下方の半導体ユニット811及び871には光が生じない。電極パッド及び下方の半導体ユニットを更に電気的に絶縁するために、電極パッド及び半導体ユニットの間に絶縁層が形成され、大電流によって電極パッドの下方にある半導体層を電流が突き抜けて短路になることを避ける。
【0034】
第一電極パッド9412及び第二電極パッド9422の下方の半導体ユニットが発光しないため、第一電極パッド9412の面積は半導体ユニット811の面積とほぼ同様に形成され、第二電極パッド9422の面積は半導体ユニット871の面積とほぼ同様に形成されて、ワイヤー工程の歩留まりを向上させることができる。一方、光電素子90において、第一電極パッド9412は光電素子80中の第二電極パッド8422と組み合わせることができる。この場合、第一電極パッド9412は半導体ユニット811の第二半導体層123を全体的に覆うように形成され、第二電極パッド8422は半導体ユニット871の一部第二半導体層123に形成される。第一電極パッド9412の下方にある半導体ユニットには電流が流れないため、発光しない。第二電極パッド8422が位置する半導体ユニット871上の第一電極841は、連結部843を介して半導体ユニット872の第二電極842と連結され、電流が流れると、第二電極パッド8422が位置する半導体ユニット871は発光する。同様に、光電素子90において、第二電極パッド9422は光電素子80中の第一電極パッド8412と組み合わせることができる。この場合、第一電極パッド8412は半導体ユニット811の一部第一半導体層121に位置され、第二電極パッド9422は半導体ユニット871の第二半導体層123を全体的に覆うように形成される。第一電極パッドが位置する半導体ユニット811上の第二電極842は、連結部843を介して半導体ユニット812の第一電極841と連結され、電流が流れると、第一電極パッド8422が位置する半導体ユニット811は発光する。しかし、第二電極パッド9422に流れる電流は半導体ユニット871の活性領域122を通らず、直接連結部843を介して半導体ユニット872に流れるため、第二電極パッド9422が位置する半導体ユニット871は発光しない。
【0035】
第一半導体層、活性層及び第二半導体層の材料は、Ga、Al、In、As、P、N及びSiか
ら構成された群から選択された一つ又は複数の元素を含み、例えば、GaN、AlGaN、InGaN、AlGaInN、GaP、GaAs、GaAsP、GaNAs又はSiである。基板の材料は、サファイア、GaAs、GaP、SiC、ZnO、GaN、AlN、Cu又はSiを含む。
【0036】
上記に挙げられた各実施例は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明に対して行った各種変更と修飾は、依然として本発明の範囲に属する。
【符号の説明】
【0037】
10、20、30、40、50、60、70、80、90 光電素子
11、21、31、41、51、61、71、81 基板
141、241、341、441、541、641、741、841 第一電極
142、242、342、442、542、642、742、842 第二電極
143、243、343、443、543、643、743、843 連結部
121 第一半導体層
123 第二半導体層
122 活性領域
170 スロット
111、311 隔溝
1411、2411、3411、4411、5411、6411、7411、8411 第一延在部
1421、2421、3421、4421、5421、6421、7421、8421 第二延在部
1412、2412、3412、4412、5412、6412、7412、8412、9412 第一電極パット
1422、2422、3422、4422、5422、6422、7422、8422、9422 第二電極パット
105〜109、205〜209、305〜309、405〜407、505〜507、605〜607、705〜707、801〜807 行
151〜155、161〜165、171〜174、181〜185、191〜195、251〜255、261〜264、271〜275、281〜284、291〜295、351〜355、361〜364、371〜375、381〜384、391〜395、451〜455、461〜466、471〜475、551〜554、561〜563、571〜574、651〜652、661〜664、671〜672、751〜752、761〜762、769、771〜772、811〜812、871〜872 半導体ユニット
1411a、2411a 第一曲線延在部
1421a、2421a 第二曲線延在部
1421b、2421b、3411b、4411a 直線延在部
1411c、1421c、2411c、3411c、4411c 二級延在部
3411a 曲線延在部
【技術分野】
【0001】
本発明は発光素子アレイに関する。
【背景技術】
【0002】
固体照明素子のうち、発光ダイオードは低消費電力、低発熱、長寿命、耐衝突、小型、快速応答及び安定した波長の単色光の発出可能などの良好な光電特性を有しているため、家電、メーターの表示灯及び光電製品等に幅広く適用されている。光電技術の発展において、固体照明素子は発光効率、寿命及び輝度に注視し、近い将来に照明の適用において主流になると予期される。
【0003】
現在、LEDはアレイ型発光素子の形で用いられ、高い駆動電圧の応用によく適用され、LEDの体積及び重量を減少することができる。LED製造者は、高い駆動電圧LEDに対するユーザーの要求に応じるように、アレイ型発光素子に対して異なる電極配置構造を設計し、これにより、コストを下げ、製造率を向上させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は光電素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の光電素子であって、基板と、この基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間にある活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、それぞれ第一半導体層に位置する複数の第一電極と、この複数の半導体ユニットに形成されて複数の半導体ユニットを電気的に直列につなぐ連結部と、それぞれ第二半導体層に位置する複数の第二電極と、を含み、一つの第一電極が第一延在部を有し、一つの第二電極が第二延在部を有する。
【0006】
本発明の光電素子であって、基板と、この基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間にある活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、それぞれ第一半導体層に位置する複数の第一電極と、この複数の半導体ユニットに形成されて複数の半導体ユニットを電気的に直列につなぐ連結部と、それぞれ第二半導体層に位置する複数の第二電極と、を含み、一つの第一電極が第一延在部を有し、一つの第二電極が第二延在部を有し、この複数の半導体ユニットの駆動電圧は大体同様である。
【0007】
本発明の光電素子であって、基板と、この基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間にある活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、それぞれ第一半導体層に位置する複数の第一電極と、それぞれ第二半導体層に位置する複数の第二電極とを含み、複数の半導体ユニットは第一半導体ユニットと、第二半導体ユニットと、第三半導体ユニットを含み、第一電極の中の少なくとも一つは基板の最外側にある第一半導体ユニットに位置する第一電極パッドを有し、第二電極の中の少なくとも一つは基板の最外側にある第二半導体ユニットに位置する第二電極パッドを有し、第一電極及び第二電極は電極パッドがない第三半導体ユニットに位置する第一延在部及び第二延在部を有する。
【0008】
本発明の光電素子であって、基板と、この基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間にある活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、それぞれ複数の半導体ユニットに位置する複数の第一電極及び複数の第二電極とを含み、各半導体ユニットは第一半導体ユニット、第二半導体ユニット及び第三半導体ユニットを含み、第一電極の中の少なくとも一つは第一半導体ユニットの第二半導体層に位置する第一電極パッドを有し、第二電極の中の少なくとも一つは第二半導体ユニットの第二半導体層に位置する第二電極パッドを有し、第一電極及び第二電極は電極パッドがない第三半導体ユニットに位置する第一延在部及び第二延在部を有する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【図2】図1に示された光電素子の断面図である。
【図3】図1に示された光電素子の3D斜視図である。
【図4】図1に示された光電素子の等価回路図である。
【図5】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【図6】図5に示された光電素子の3D斜視図である。
【図7】図5に示された光電素子の等価回路図である。
【図8】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【図9】図8に示された光電素子の3D斜視図である。
【図10】図8に示された光電素子の等価回路図である。
【図11】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【図12】図11に示された光電素子の3D斜視図である。
【図13】図11に示された光電素子の等価回路図である。
【図14】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【図15】図14に示された光電素子の3D斜視図である。
【図16】図14に示された光電素子の等価回路図である。
【図17】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【図18】図17に示された光電素子の3D斜視図である。
【図19】図17に示された光電素子の等価回路図である。
【図20】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【図21】図20に示された光電素子の3D斜視図である。
【図22】図20に示された光電素子の等価回路図である。
【図23】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【図24】図23に示された光電素子の3D斜視図である。
【図25】本発明の実施例による光電素子の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
図1は本発明の実施例による光電素子10の上面図である。光電素子10は、例えば発光ダイオード(LED)、レーザーダイオード(LD)又は太陽電池であり、基板11に形成された複数の半導体ユニットを含み、第一電極141、第二電極142及び連結部143が半導体ユニットに形成されている。本実施例において、光電素子10は発光ダイオード(LED)である。図2は図1に示された光電素子10のA−A′線の断面図である。各半導体ユニットは第一半導体層121、第二半導体層123及び第一半導体層121と第二半導体層123の間に形成された活性領域122を含む。第一半導体層121と第二半導体層123は、p型又はn型の不純物を混合したIII−V半導体材料から構成され、電気特性が相互異なる。活性領域122は、単一へテロ構造(SH)、ダブルへテロ構造(DH)又は多重量子井戸構造(MQW)である。スロット170は半導体ユニットをエッチングすることによって半導体ユニットに形成され、一部の第一半導体層121を露出する。半導体ユニット間に複数の隔溝111が形成され、一部の基板11を露出する。光電素子10は複数の第一電極141及び第二電極142を有し、第一電極141は露出された第一半導体層121に形成され、第二電極142は第二半導体層123に形成される。第一電極141は第一延在部1411を有し、第二電極142は第二延在部1421を有する。また、複数の半導体ユニット中の一つの半導体ユニットの第一電極141は第一電極パッド1412を有し、別の一つの半導体ユニットの第二電極142は第二電極パッド1422を有する。
【0011】
光電素子の特定面積、電流及び駆動電圧に対するユーザーの要求を満足するために、半導体ユニット及び電極の配置を特別に設計する必要がある。半導体ユニットの数量は基本的に式
(数1) n=v/vf −1
(数2) n=v/vf
又は、
(数3) n=v/vf +1
(その内、nは半導体ユニットの数量、Vは光電素子の駆動電圧、Vfは半導体ユニットの駆動電圧を示す)
によって設計する。本実施例において、光電素子10の寸法は85×85mil2であり、その駆動電圧は72Vである。個々の半導体ユニットの駆動電圧は実に3Vであるが、半導体ユニットの駆動電圧は工程に対する制御及びエピタキシャル層の品質によって変化することがある。通常、光電素子の電気特性の効率上、半導体ユニットの駆動電圧は低いほどよい。各半導体ユニットの面積はほぼ同様である。上記の式によると、光電素子10は24個の半導体ユニットを有し、それぞれ行105、106、107、108及び109に配置される。第一行105には五個の半導体ユニット151、152、153、154及び155を有し、第一方向に沿って直列につながり、第二行106には五個の半導体ユニット161、162、163、164及び165を有し、第二方向に沿って直列につながり、第三行107には四個の半導体ユニット171、172、173及び174を有し、第一方向に沿って直列につながり、第四行108には五個の半導体ユニット181、182、183、184及び185を有し、第二方向に沿って直列につながり、第五行109には五個の半導体ユニット191、192、193、194及び195を有し、第一方向に沿って直列につながる。第一方向及び第二方向は相反する方向であり、異なる行に異なる数量の半導体ユニットを有する配置構造は、配置上ユーザーの要求をさらに容易に満たすことができる。
【0012】
第三行107において、半導体ユニットの形状は長方形で、他の行にある半導体ユニットの形状と異なる。このように設計することによって、電極の配置構造を更に容易にすることができる。図1及び図3を参考するに、第一行105及び第五行109において、基板11のコーナー領域にある半導体ユニット151、155、191及び195を除いて、他の半導体ユニットの電極の配置構造は類似している。第二行106及び第四行108において、基板11の縁に近接する半導体ユニット161、165、181及び185を除いて、他の半導体ユニットの電極配置構造は同様である。第三行107にある半導体ユニットは、その電極配置構造が他の行にある半導体ユニットと比べて大きく相違し、その中の半導体ユニット172及び173の電極配置構造は同様であるが、基板11の縁に近接する半導体ユニット171及び174の電極配置構造は相互異なる。
【0013】
第一延在部1411は第一曲線延在部1411aを有し、第二延在部1421は第二曲線延在部1421aを有し、行105、106、108及び109にある半導体ユニットの第二延在部1421はさらに直線延在部1421bを有し、第一曲線延在部1411a及び/又は第二曲線延在部1421aは半導体ユニットの何れかの一辺にも平行しない。第一行105、第三行107及び第五行109にある半導体ユニット上の第一延在部1411は、スロット170の中に位置し、半導体ユニットの第一辺から第一辺に相対する第二辺へ延び、第二延在部1421は半導体ユニットの第二辺から第一辺へ延びる。第二行106及び第四行108の半導体ユニット上の第一延在部1411は、半導体ユニットの第二辺から第一辺へ延び、第二延在部1421は半導体ユニットの第一辺から第二辺へ延びる。本実施例において、第二延在部1421は大体半導体ユニットの縁に近接して設けられ、第一延在部1411は半導体ユニットのスロット170の中に配置されて、第一半導体層121と電気接続されている。延在部の数量は半導体ユニットの面積によって調整され、半導体ユニットの面積が大きい場合、数多くの延在部が必要になる。さらに、延在部は第一曲線延在部1411aから延びて形成された二級延在部1411c及び/又は第二曲線延在部1421aから延びて形成された二級延在部1421cを有して、電流分散を増加することができる。
【0014】
第一電極パッド1412及び第二電極パッド1422は、それぞれ基板11の相対するコーナーにある半導体ユニット155及び191に位置し、第一電極パッド1412は半導体ユニット155にある第一延在部1411と接続し、第二電極パッド1422は半導体ユニット191にある第二延在部1421と接続する。電極パッドは、ワイヤボンディング(wire bonding)又はフリップチップ型ボンディング(flip chip type bonding)に用いられる。接続の難度を下げるために、電極パッドはそれぞれ基板11の一番外側にある異なる半導体ユニットに配置されるのが好ましい。
【0015】
各半導体ユニットを電気接続するために、各半導体ユニットの間に連結部143を形成する。連結部143は、例えば第一半導体ユニットの第一延在部1411及びそれに隣接する第二半導体ユニットの第二延在部1421と接続する。本実施例において、連結部143は第一行105、第三行107及び第五行109で半導体ユニットを第一方向へ直列させ、第二行106及び第四行108で半導体ユニットを逆方向としての第二方向へ直列させる。各行の間は、連結部143を介して半導体ユニット151と161、165と174、171と181及び185と195を直列につなぐ。第一行105、第二行106、第四行108及び第五行109において、二つ毎の半導体ユニットの間に二つの連結部143が存在し、第三行107において、二つ毎の半導体ユニットの間に一つの連結部143が存在する。図4は図1に示された光電素子10の等価回路図である。
【0016】
光電素子10の第二半導体層123と第二電極142の間に更に透明導電層を含み、透明導電層の材料は、例えば酸化インジウム錫(ITO)、酸化カドミウム錫(CTO)、酸化アンチモンスズ、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛アルミニウム又は亜鉛―スズ酸化物のような金属酸化材料を用いることができる。一方、金属層が光束を透過させる厚さを有する場合、この金属層を透明導電層として用いることもできる。
【0017】
また、基板11と第一半導体層121の間に更に接合層を含み、半導体ユニットを基板11に接合することができる。接合層は透明絶縁接合層又は透明導電接合層である。透明絶縁接合層である場合、その材料はポリイミド(polyimide)、ベンゾシクロブテン(BCB)又は過フルオロシクロブタン(PFCB)であり、導電接合層である場合、その材料は金属酸化材料又は金属である。金属酸化材料として、酸化インジウム錫(ITO)、酸化カドミウム錫(CTO)、酸化アンチモンスズ、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛アルミニウム又は亜鉛―スズ酸化物を含み、金属材料として、ニッケル、金、チタン、クロム、アルミニウム又は白金を含む。隔溝111は各半導体ユニットの間に形成され、一部の基板11及び/又は透明絶縁接合層を露出する。接合層が導電接合層である場合、隔溝111は導電接合層を通り抜いて基板11を露出し、各半導体ユニットが互いに電気的に絶縁されるようにする。この場合、基板11は、窒化アルミニウム(AlN)、サファイア又はガラスである。
【0018】
図5は本発明の第二実施例による光電素子20の上面図である。図5、図6を参照するに、光電素子20は基板21に形成され、且つ複数の隔溝211によって仕切った複数の半導体ユニットを含み、第一電極241、第二電極242及び連結部243が半導体ユニットに形成される。半導体ユニットの構造は光電素子10の半導体ユニットと同様であり、第一半導体層121と、第二半導体層123と、第一半導体層121及び第二半導体層123の間に設けられた活性領域122を含む。複数の隔溝211は各半導体ユニットの間に形成される。光電素子20には複数の第一電極241及び第二電極242が設けられ、第一電極241は露出された第一半導体層121に形成され、第二電極242は第二半導体層123に形成される。第一電極241は第一延在部2411を有し、第二電極242は第二延在部2421を有する。更に、複数の半導体ユニットにおいて、一つの半導体ユニットの第一電極241は第一電極パッド2412を含み、別の一つの半導体ユニットの第二電極242は第二電極パッド2422を含む。
【0019】
本実施例において、光電素子20の寸法は85×85mil2であり、駆動電圧は72Vであり、個々の半導体ユニットの面積はほぼ同様であり、上記の式(数1を参照)によって、光電素子20は23個の半導体ユニットを含み、それぞれ行205、206、207、208及び209に配置されている。第一行205には第一方向に沿って直列につながる五個の半導体ユニット251、252、253、254及び255を有し、電極の配置構造は光電素子10の第一行105の半導体ユニットにある電極配置構造と等しい。第二行206には第二方向に沿って直列につながる四個の半導体ユニット261、262、263及び264を有し、電極の配置構造は光電素子10の第三行107の半導体ユニットにある電極配置構造と等しい。第三行207には第一方向に沿って直列につながる五個の半導体ユニット271、272、273、274及び275を有し、電極の配置構造は光電素子10の第一行105の半導体ユニットにある電極配置構造と等しい。第四行208には第二方向に沿って直列につながる四個の半導体ユニット281、282、283及び284を有し、電極の配置構造は光電素子10の第三行107の半導体ユニットにある電極配置構造と等しい。第五行209には第一方向に沿って直列につながる五個の半導体ユニット291、292、293、294及び295を有し、電極の配置構造は光電素子10の第一行105の半導体ユニットにある電極配置構造と等しい。
【0020】
第二行206及び第四行208において、半導体ユニットの形状は長方形で、他の行にある半導体ユニットの形状と異なる。図5及び図6を参照するに、第一行205、第三行207及び第五行209の半導体ユニットの電極配置構造は、半導体ユニット251、255、271、275、291及び295の電極を除いて、他の半導体ユニットの電極配置構造がほぼ類似し、第二行206及び第四行208の半導体ユニットの電極配置構造は、半導体ユニット261、264、281及び284の電極を除いて、他の半導体ユニットの電極配置構造がほぼ類似する。第一延在部2411は第一曲線延在部2411aを含み、第二延在部2421は第二曲線延在部2421aを含む。行205、207及び209の半導体ユニットにおいて、第二延在部2421は更に直線延在部2421bを含む。第一曲線延在部2411a及び第二曲線延在部2421aは、半導体ユニットのいずれかの一辺にも平行しない。第一行205、第三行207及び第五行209の半導体ユニットの第一延在部2411は第一半導体層121に設けられ、半導体ユニットの第一辺から第一辺に相対する第二辺へ延び、第二延在部2421は半導体ユニットの第二辺から第一辺へ延びる。第二行206及び第四行208の半導体ユニット上の第一延在部2411は、半導体ユニットの第二辺から第一辺へ延び、第二延在部2421は半導体ユニットの第一辺から第二辺へ延びる。本実施例において、第二延在部2421は大体半導体ユニットの縁に近接して設けられ、第一延在部2411は半導体ユニットに配置されて、第一半導体層と電気接続されている。さらに、延在部は第一曲線延在部2411aから延びて形成された二級延在部2411cを有して、電流分散を増加することができる。
【0021】
第一電極パッド2412及び第二電極パッド2422はそれぞれ半導体ユニット255及び291に形成され、第一電極パッド2412は半導体ユニット255の第一延在部2411と接続し、第二電極パッド2422は半導体ユニット291の第二延在部2421と接続する。電極パッドはボンディング用として、それぞれ基板21のコーナー領域にある異なる半導体ユニットに配置される。
【0022】
本実施例において、連結部243は第一行205、第三行207及び第五行209で半導体ユニットを第一方向へ直列させ、第二行206及び第四行208で半導体ユニットを逆方向としての第二方向へ直列させる。各行の間は、連結部243を介して半導体ユニット251と261、264と275、271と281及び284と295を直列につなぐ。第一行205、第三行207及び第五行209において、二つ毎の半導体ユニットの間に二つの連結部243が存在し、第二行206及び第四行208において、二つ毎の半導体ユニットの間に一つの連結部243が存在する。図7は図5に示された光電素子20の等価回路図である。
【0023】
図8は本発明の第三実施例による光電素子30の上面図である。図8、図9を参照するに、光電素子30は基板31に形成された複数の半導体ユニットを含み、第一電極341、第二電極342及び連結部343が半導体ユニットに形成される。半導体ユニットは第一半導体層121と、第二半導体層123と、第一半導体層121及び第二半導体層123の間に設けられた活性領域122を含む。また、複数の隔溝311が各半導体ユニットの間に形成される。光電素子30には複数の第一電極341及び第二電極342が設けられ、第一電極341は第一延在部3411を有し、半導体ユニット355以外の半導体ユニットに形成され、第二電極342は第二延在部3421を有する。更に、半導体ユニット355上の第一電極341は第一電極パッド3412を含み、半導体ユニット391上の第二電極342は第二電極パッド3422を含む。
本実施例において、光電素子30の寸法は50×50mil2であり、駆動電圧は72Vであり、半導体ユニットの駆動電圧は3Vであり、各半導体ユニットの面積はほぼ同様である。光電素子30は23個の半導体ユニットを含み、それぞれ行305、306、307、308及び309に配置されている。第一行305には第一方向に沿って直列につながる五個の半導体ユニット351、352、353、354及び355を有し、第二行306には第二方向に沿って直列につながる四個の半導体ユニット361、362、363及び364を有し、第三行307には第一方向に沿って直列につながる五個の半導体ユニット371、372、373、374及び375を有し、第四行308には第二方向に沿って直列につながる四個の半導体ユニット381、382、383及び384を有し、第五行309には第一方向に沿って直列につながる五個の半導体ユニット391、392、393、394及び395を有する。
【0024】
第二行306及び第四行308において、半導体ユニットの形状は他の行にある半導体ユニットの形状と異なる。図8及び図9を参照するに、第一行305、第三行307及び第五行309の半導体ユニットの電極配置構造は、半導体ユニット351、355、371、375、391及び395の電極を除いて、他の半導体ユニットの電極配置構造がほぼ類似し、第二行306及び第四行308の半導体ユニットの電極配置構造は、半導体ユニット361、364、381及び384の電極を除いて、他の半導体ユニットの電極配置構造がほぼ類似する。第一延在部3411は、基板31の周囲に接近する半導体ユニット361、375、381、391及び395に設けられた曲線延在部3411aであり、他の半導体ユニットに設けられた直線延在部3411bでもある。第二延在部3421は曲線延在部である。
第一行305、第三行307及び第五行309において、半導体ユニット375、395を除く他の半導体ユニットの第一延在部3411は、半導体ユニットの第一辺から第一辺に相対する第二辺へ延び、第二延在部3421は半導体ユニットの第二辺から第一辺へ延びる。半導体ユニット375及び395の第一延在部3411は半導体ユニットの第三辺から第二辺へ延びる。第二行306及び第四行308において、半導体ユニット361及び381を除くほかの半導体ユニットの第一延在部3411は、半導体ユニットの第二辺から第一辺へ延び、第二延在部3421は半導体ユニットの第一辺から第二辺へ延びる。半導体ユニット361及び381の第一延在部3411は半導体ユニット361及び381の第三辺から第一辺へ延びる。第一延在部3411の曲線延在部及び第二延在部3421は半導体ユニットのいずれかの一辺にも平行しない。本実施例において、第二延在部3421は大体半導体ユニットの縁に近接して設けられ、第一延在部3411は半導体ユニットに配置されて、第一半導体層と電気接続されている。さらに、延在部は曲線延在部3411a及び直線延在部3411bから延びて形成された二級延在部3411cを有して、電流分散を増加することができる。
【0025】
第一電極パッド3412及び第二電極パッド3422はそれぞれ半導体ユニット355及び391に形成され、第二電極パッド3422は半導体ユニット391の第二延在部3421と接続する。電極パッドはワイヤボンディング(wire bonding)又はフリップチップ型ボンディング(flip chip type bonding)に用いられ、それぞれ基板31のコーナー領域にある異なる半導体ユニットに配置される。
【0026】
本実施例において、連結部343は第一行305、第三行307及び第五行309で半導体ユニットを第一方向へ直列させ、第二行306及び第四行308で半導体ユニットを逆方向としての第二方向へ直列させる。各行の間は、連結部343を介して半導体ユニット351と361、364と375、371と381及び384と395を直列につなぐ。二つ毎の半導体ユニットの間に一つの連結部343が存在する。図10は図8に示された光電素子30の等価回路図である。
【0027】
図11は本発明の第四実施例による光電素子40の上面図である。図11、図12を参照するに、光電素子40は基板41に形成された複数の半導体ユニットを含み、第一電極441、第二電極442及び連結部443が半導体ユニットに形成される。半導体ユニットは第一半導体層121と、第二半導体層123と、第一半導体層121及び第二半導体層123の間に設けられた活性領域122を含む。また、複数の隔溝411が各半導体ユニットの間に形成される。光電素子40には複数の第一電極441及び第二電極442が設けられ、第一電極441は第一延在部4411を有し、半導体ユニット455以外の半導体ユニットに形成され、半導体ユニット471以外の半導体ユニットに形成された第二電極442は第二延在部4421を有する。更に、半導体ユニット455上の第一電極441は第一電極パッド4412を含み、半導体ユニット471上の第二電極442は第二電極パッド4422を含む。
本実施例において、光電素子40の寸法は45×45mil2であり、駆動電圧は48Vであり、半導体ユニットの駆動電圧は3Vである。上記の式によって、光電素子40は16個の半導体ユニットを含み、それぞれ行405、406及び407に配置されている。第一行405には第一方向に沿って直列につながる五個の半導体ユニット451、452、453、454及び455を有し、第二行406には第二方向に沿って直列につながる六個の半導体ユニット461、462、463、464、465及び466を有し、第三行407には第一方向に沿って直列につながる五個の半導体ユニット471、472、473、474及び475を有する。
【0028】
第二行406にある半導体ユニットの形状は他の行にある半導体ユニットの形状と異なる。図11及び図12を参照するに、第一行405及び第三行407の半導体ユニットの電極配置構造は、半導体ユニット451、455、471及び475上の電極を除いて、他の半導体ユニットの電極配置構造がほぼ類似する。第一延在部4411は直線延在部4411a及び二級延在部4411cを含み、全ての第二延在部4421は曲線の延在部である。第一行405及び第三行407にある半導体ユニットの第一延在部4411は、半導体ユニットの第一辺から第一辺に隣接する第三辺及び第四辺へ延び、第二延在部4421は半導体ユニットの第二辺から第三辺及び第四辺へ延びる。第二行406にある半導体ユニット上の第一延在部4411は、半導体ユニットの第二辺から第三辺及び第四辺へ延び、第二延在部4421は半導体ユニットの第一辺から第三辺及び第四辺へ延びる。曲線延在部4411及び4421は半導体ユニットのいずれかの一辺にも平行しない。
【0029】
第一電極パッド4412及び第二電極パッド4422はそれぞれ半導体ユニット455及び471に形成され、連結部443は半導体ユニットを直列につなぐ。図13は図11に示された光電素子40の等価回路図である。
図14は本発明の第五実施例による光電素子50の上面図である。図15は光電素子50の3D斜視図である。光電素子50の寸法は40×40mil2であり、駆動電圧は36Vであり、半導体ユニットの駆動電圧は約3Vである。式(数1を参照)によって、本実施例で、光電素子50は11個の半導体ユニットを含み、それぞれ行505、506及び507に配置されている。第一行505には第一方向に沿って直列につながる四個の半導体ユニット551、552、553及び554を有し、第二行506には第二方向に沿って直列につながる三個の半導体ユニット561、562及び563を有し、第三行507には第一方向に沿って直列につながる四個の半導体ユニット571、572、573及び574を有する。第一延在部5411を有する第一電極541は半導体ユニット554以外の半導体ユニットに形成され、第二延在部5421を有する第二電極542は全ての半導体ユニットに形成される。半導体ユニット554上の第一電極541は第一電極パッド5412を含み、半導体ユニット571上の第二電極542は第二電極パッド5422を含む。連結部543は半導体ユニットを直列につなぐ。図16は図14に示された光電素子50の等価回路図である。
【0030】
図17は本発明の第六実施例による光電素子60の上面図である。図18は光電素子60の3D斜視図である。光電素子60の寸法は120×120mil2であり、駆動電圧は24Vであり、半導体ユニットの駆動電圧は約3Vである。式(数2を参照)によって、本実施例で、光電素子60は8個の半導体ユニットを含み、それぞれ行605、606及び607に配置されている。第一行605には第一方向に沿って直列につながる二個の半導体ユニット651及び652を有し、第二行606には第二方向に沿って直列につながる四個の半導体ユニット661、662、663及び664を有し、第三行607には第一方向に沿って直列につながる二個の半導体ユニット671及び672を有する。第一電極641は第一延在部6411を有し、第二電極642は第二延在部6421を有する。さらに、複数の半導体ユニットの中、一つの半導体ユニットにある第一電極641は二つの第一電極パッド6412を有し、別の一つの半導体ユニットにある第二電極642は二つの第二電極パッド6422を有する。連結部643は半導体ユニットを直列につなぐ。図19は図17に示された光電素子60の等価回路図である。
【0031】
図20は本発明の第七実施例による光電素子70の上面図である。図21は光電素子70の3D斜視図である。光電素子70の寸法は120×120mil2であり、駆動電圧は24Vであり、半導体ユニットの駆動電圧は約3Vである。式(数1を参照)によって、本実施例で、光電素子70は7個の半導体ユニットを含み、それぞれ行705、706及び707に配置されている。第一行705には第一方向に沿って直列につながる二個の半導体ユニット751及び752を有し、第二行706には第二方向に沿って直列につながる三個の半導体ユニット761、762及び763を有し、第三行707には第一方向に沿って直列につながる二個の半導体ユニット771及び772を有する。第一電極741は第一延在部7411を有し、第二電極742は第二延在部7421を有する。さらに、複数の半導体ユニットの中、一つの半導体ユニットにある第一電極741は二つの第一電極パッド7412を有し、別の一つの半導体ユニットにある第二電極742は二つの第二電極パッド7422を有する。連結部743は半導体ユニットを直列につなぐ。図22は図20に示された光電素子70の等価回路図である。
【0032】
図23は本発明の第八実施例による光電素子80の上面図である。図24は光電素子80の3D斜視図である。光電素子80の寸法は85×85mil2であり、駆動電圧は144Vであり、半導体ユニットの駆動電圧は約3Vである。式(数2を参照)によって、本実施例で、光電素子80は48個の半導体ユニットを含み、それぞれ行801、802、803、804、805、806及び807に配置されている。行801、803、805及び807には第一方向に沿って直列につながる七個の半導体ユニットを有し、行802及び806には第二方向に沿って直列につながる七個の半導体ユニットを有し、第四行804には第一方向に沿って直列につながる六個の半導体ユニットを有する。複数の半導体ユニットの中、一つの半導体ユニットにある第一電極841は半導体ユニット811の第一半導体層121に位置する第一電極パッド8412を含み、半導体ユニット871にある第二電極842は第二半導体層123に位置する第二電極パッド8422を含む。さらに、第一延在部8411を有する第一電極841は、第一電極パッド8412が位置した半導体ユニット以外の半導体ユニットに位置し、第二延在部8421を有する第二電極842は全ての半導体ユニットに位置する。連結部843は半導体ユニットを直列につなぐ。第一電極パッド8412が位置する半導体ユニット811上の第二電極842は第二半導体層123に位置し、連結部843を介して半導体ユニット812の第一電極841に連結される。第二電極パッド8422が位置する半導体ユニット871上の第一電極841は第一半導体層121に位置し、連結部843を介して半導体ユニット872の第二電極842に連結される。
【0033】
図25は本発明の第九実施例による光電素子90の上面図である。光電素子90は48個の半導体ユニットを含み、それぞれ行801、802、803、804、805、806及び807に配置されている。本実施例の光電素子90は、その形状及び電極配置構造が光電素子80と類似するが、第一電極パッド9412は半導体ユニット811の第二半導体層123に形成され、連結部843を介して半導体ユニット812の第一電極841と直列につながり、第二電極パッド9422は半導体ユニット871の第二半導体層123に形成され、連結部843を介して半導体ユニット872の第二電極842と直列につながる点で光電素子80と相違する。ある外部電源から電流を供給し、第二電極パッド9422から入力して更に第一電極パッド9412から出力する場合、第二電極パッド9422の下の半導体ユニット871の抵抗が連結部843及び半導体ユニット812の第一電極841の直列接続抵抗より大きいため、電流は直接第二電極パッド9422から連結部843を経由して半導体ユニット812の第一電極841に流れ、半導体ユニット871の下の第一半導体層121、活性領域122及び第二半導体層123に流れない。同様な電流は、半導体ユニット812の第一電極841まで流れ、連結部843を経由して第一電極パッド9412に流れた後、半導体ユニット811の下方の第一半導体層121、活性領域122及び第二半導体層123に流れず、直接外部電源に出力される。従って、第一電極パッド9412及び第二電極パッド9422の下方の半導体ユニット811及び871には光が生じない。電極パッド及び下方の半導体ユニットを更に電気的に絶縁するために、電極パッド及び半導体ユニットの間に絶縁層が形成され、大電流によって電極パッドの下方にある半導体層を電流が突き抜けて短路になることを避ける。
【0034】
第一電極パッド9412及び第二電極パッド9422の下方の半導体ユニットが発光しないため、第一電極パッド9412の面積は半導体ユニット811の面積とほぼ同様に形成され、第二電極パッド9422の面積は半導体ユニット871の面積とほぼ同様に形成されて、ワイヤー工程の歩留まりを向上させることができる。一方、光電素子90において、第一電極パッド9412は光電素子80中の第二電極パッド8422と組み合わせることができる。この場合、第一電極パッド9412は半導体ユニット811の第二半導体層123を全体的に覆うように形成され、第二電極パッド8422は半導体ユニット871の一部第二半導体層123に形成される。第一電極パッド9412の下方にある半導体ユニットには電流が流れないため、発光しない。第二電極パッド8422が位置する半導体ユニット871上の第一電極841は、連結部843を介して半導体ユニット872の第二電極842と連結され、電流が流れると、第二電極パッド8422が位置する半導体ユニット871は発光する。同様に、光電素子90において、第二電極パッド9422は光電素子80中の第一電極パッド8412と組み合わせることができる。この場合、第一電極パッド8412は半導体ユニット811の一部第一半導体層121に位置され、第二電極パッド9422は半導体ユニット871の第二半導体層123を全体的に覆うように形成される。第一電極パッドが位置する半導体ユニット811上の第二電極842は、連結部843を介して半導体ユニット812の第一電極841と連結され、電流が流れると、第一電極パッド8422が位置する半導体ユニット811は発光する。しかし、第二電極パッド9422に流れる電流は半導体ユニット871の活性領域122を通らず、直接連結部843を介して半導体ユニット872に流れるため、第二電極パッド9422が位置する半導体ユニット871は発光しない。
【0035】
第一半導体層、活性層及び第二半導体層の材料は、Ga、Al、In、As、P、N及びSiか
ら構成された群から選択された一つ又は複数の元素を含み、例えば、GaN、AlGaN、InGaN、AlGaInN、GaP、GaAs、GaAsP、GaNAs又はSiである。基板の材料は、サファイア、GaAs、GaP、SiC、ZnO、GaN、AlN、Cu又はSiを含む。
【0036】
上記に挙げられた各実施例は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明に対して行った各種変更と修飾は、依然として本発明の範囲に属する。
【符号の説明】
【0037】
10、20、30、40、50、60、70、80、90 光電素子
11、21、31、41、51、61、71、81 基板
141、241、341、441、541、641、741、841 第一電極
142、242、342、442、542、642、742、842 第二電極
143、243、343、443、543、643、743、843 連結部
121 第一半導体層
123 第二半導体層
122 活性領域
170 スロット
111、311 隔溝
1411、2411、3411、4411、5411、6411、7411、8411 第一延在部
1421、2421、3421、4421、5421、6421、7421、8421 第二延在部
1412、2412、3412、4412、5412、6412、7412、8412、9412 第一電極パット
1422、2422、3422、4422、5422、6422、7422、8422、9422 第二電極パット
105〜109、205〜209、305〜309、405〜407、505〜507、605〜607、705〜707、801〜807 行
151〜155、161〜165、171〜174、181〜185、191〜195、251〜255、261〜264、271〜275、281〜284、291〜295、351〜355、361〜364、371〜375、381〜384、391〜395、451〜455、461〜466、471〜475、551〜554、561〜563、571〜574、651〜652、661〜664、671〜672、751〜752、761〜762、769、771〜772、811〜812、871〜872 半導体ユニット
1411a、2411a 第一曲線延在部
1421a、2421a 第二曲線延在部
1421b、2421b、3411b、4411a 直線延在部
1411c、1421c、2411c、3411c、4411c 二級延在部
3411a 曲線延在部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光電素子であって、
基板と、
前記基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間に形成された活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、
それぞれ前記第一半導体層に位置する複数の第一電極と、
前記複数の半導体ユニットに形成されて前記複数の半導体ユニットを電気的に直列につなぐ連結部と、
それぞれ前記第二半導体層に位置する複数の第二電極と、を含み、
前記複数の第一電極中の少なくとも一つは第一延在部を有し、前記複数の第二電極中の少なくとも一つは第二延在部を有することを特徴とする光電素子。
【請求項2】
前記複数の半導体ユニットの駆動電圧及び/又は面積は大体同様であることを特徴とする請求項1に記載の光電素子。
【請求項3】
前記複数の半導体ユニットは少なくとも二種類の異なる形状を有することを特徴とする請求項2に記載の光電素子。
【請求項4】
前記第一延在部及び前記第二延在部の中の少なくとも一つは直線延在部を含み、且つ/又は前記第一延在部及び前記第二延在部の中の少なくとも一つは二級延在部を含むことを特徴とする請求項1に記載の光電素子。
【請求項5】
前記複数の第一電極はそれぞれ第一延在部を含み、前記複数の第二電極はそれぞれ第二延在部を含むことを特徴とする請求項1に記載の光電素子。
【請求項6】
前記複数の第一延在部はそれぞれ第一曲線延在部を含み、前記複数の第二延在部はそれぞれ第二曲線延在部を含み、前記第一曲線延在部及び前記第二曲線延在部は前記複数の半導体ユニットのいずれか一辺にも平行しないことを特徴とする請求項5に記載の光電素子。
【請求項7】
前記複数の第一電極はそれぞれ直線延在部を含み、前記複数の第二電極はそれぞれ直線延在部を含むことを特徴とする請求項5に記載の光電素子。
【請求項8】
前記複数の半導体ユニットは第一半導体ユニットと、第二半導体ユニットと、第三半導体ユニットを含み、
前記複数の第一電極の中の一つは第一電極パッドを有し、前記第一電極パッドは前記第一半導体ユニットに位置し、前記第一半導体ユニットは前記基板のコーナー領域に位置し、
前記複数の第二電極の中の一つは第二電極パッドを有し、前記第二電極パッドは前記第二半導体ユニットに位置し、前記第二半導体ユニットは前記基板のコーナー領域に位置し、
前記第一延在部及び前記第二延在部は、電極パッドがない第三半導体ユニットに位置することを特徴とする請求項1に記載の光電素子。
【請求項9】
前記第一半導体ユニットに位置する前記第一電極は、更に前記第一電極パッドと接触する延在部を含み、且つ/又は前記第二半導体ユニットに位置する前記第二電極は、更に前記第二電極パッドと接触する延在部を含むことを特徴とする請求項8に記載の光電素子。
【請求項10】
前記第一延在部及び前記第二延在部の中の少なくとも一つは曲線延在部を含み、前記曲線延在部は前記複数の半導体ユニットのいずれか一辺にも平行しないことを特徴とする請求項1に記載の光電素子。
【請求項11】
前記複数の半導体ユニットのいずれか一つにある前記第一延在部は、前記半導体ユニットの第一辺から前記第一辺に相対する第二辺に延び、前記第二延在部は前記半導体ユニットの前記第二辺から前記第一辺に延び、前記第一延在部は前記第二延在部の間に位置することを特徴とする請求項1に記載の光電素子。
【請求項12】
前記複数の半導体ユニットは、第一半導体ユニットと、第二半導体ユニットと、第三半導体ユニットと、第四半導体ユニットとを含み、前記第一半導体ユニットと前記第二半導体ユニットは第一行に配置され、前記第三半導体ユニットと前記第四半導体ユニットは前記第一行と隣接する第二行に配置されることを特徴とする請求項1に記載の光電素子。
【請求項13】
前記第一延在部及び前記第二延在部は前記第一半導体ユニットに位置し、前記第三半導体ユニットに位置した前記第一電極は第三延在部を含み、前記第一延在部は前記第一半導体ユニットの第一辺から前記第一半導体ユニットの第二辺に延び、前記第二延在部は前記第二辺から前記第一辺に延び、前記第一半導体ユニットの前記第一辺は前記基板の第一辺に最も近接し、前記第一半導体ユニットの前記第二辺は前記基板の前記第一辺に相対する第二辺に最も近接し、前記第三延在部は前記第三半導体ユニットの第二辺から前記第三半導体ユニットの第一辺に延び、前記第三半導体ユニットの前記第二辺は前記基板の第二辺に最も近接し、前記第三半導体ユニットの前記第一辺は前記基板の前記第一辺に最も近接することを特徴とする請求項12に記載の光電素子。
【請求項14】
前記第一電極は前記第三半導体ユニットに形成された第四延在部を含み、前記第四延在部は前記第三半導体ユニットの第一辺から前記第三半導体ユニットの第二辺に延在することを特徴とする請求項13に記載の光電素子。
【請求項15】
前記第一半導体ユニットの前記電極の配置構造は前記第二半導体ユニットの前記電極の配置構造と同様であり、且つ/又は前記第三半導体ユニットの前記電極の配置構造は前記第四半導体ユニットの前記電極の配置構造と同様であることを特徴とする請求項13に記載の光電素子。
【請求項16】
前記第一行の前記電極の配置構造は前記第二行の前記電極の配置構造と異なり、且つ/又は前記第一行の中の前記複数の半導体ユニットの数は前記第二行の中の前記複数の半導体ユニットの数と異なることを特徴とする請求項13に記載の光電素子。
【請求項17】
更に、前記基板に重複して配置された複数の前記第一行及び複数の前記第二行を含むことを特徴とする請求項13に記載の光電素子。
【請求項18】
前記第一行中の前記複数の半導体ユニットは第一連結部を介して第一方向に沿って直列につながり、前記第二行中の前記複数の半導体ユニットは第二連結部を介して第二方向に沿って直列につながり、前記第一方向及び前記第二方向は相反することを特徴とする請求項13に記載の光電素子。
【請求項19】
更に、前記基板と前記複数の半導体ユニットの間に形成された接合層を含むことを特徴とする請求項1に記載の光電素子。
【請求項20】
光電素子であって、
基板と、
前記基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間に形成された活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、
それぞれ前記第一半導体層に位置する複数の第一電極と、
それぞれ前記第二半導体層に位置する複数の第二電極と、
前記複数の第一電極中の少なくとも一つは第一延在部を有し、前記複数の第二電極中の少なくとも一つは第二延在部を有し、前記複数の半導体ユニットの駆動電圧は大体同様であることを特徴とする光電素子。
【請求項21】
光電素子であって、
基板と、
前記基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間に形成された活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、
それぞれ前記第一半導体層に位置する複数の第一電極と、
それぞれ前記第二半導体層に位置する複数の第二電極と、を含み、
前記複数の半導体ユニットは第一半導体ユニットと、第二半導体ユニットと、第三半導体ユニットを含み、前記複数の第一電極の中の少なくとも一つは前記基板の最外側にある前記第一半導体ユニットに位置する第一電極パッドを有し、前記複数の第二電極の中の少なくとも一つは前記基板の最外側にある前記第二半導体ユニットに位置する第二電極パッドを有し、前記第一電極及び前記第二電極は電極パッドがない第三半導体ユニットに位置する第一延在部及び第二延在部を有することを特徴とする光電素子。
【請求項22】
光電素子であって、
基板と、
前記基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間に形成された活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、
それぞれ複数の半導体ユニットに位置する複数の第一電極及び複数の第二電極と、を含み、
前記複数の半導体ユニットは第一半導体ユニット、第二半導体ユニット及び第三半導体ユニットを含み、前記複数の第一電極の中の少なくとも一つは前記第一半導体ユニットの前記第二半導体層に位置する第一電極パッドを有し、前記複数の第二電極の中の少なくとも一つは前記第二半導体ユニットの前記第二半導体層に位置する第二電極パッドを有し、前記第一電極及び前記第二電極は電極パッドがない前記第三半導体ユニットに位置する第一延在部及び第二延在部を有することを特徴とする光電素子。
【請求項1】
光電素子であって、
基板と、
前記基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間に形成された活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、
それぞれ前記第一半導体層に位置する複数の第一電極と、
前記複数の半導体ユニットに形成されて前記複数の半導体ユニットを電気的に直列につなぐ連結部と、
それぞれ前記第二半導体層に位置する複数の第二電極と、を含み、
前記複数の第一電極中の少なくとも一つは第一延在部を有し、前記複数の第二電極中の少なくとも一つは第二延在部を有することを特徴とする光電素子。
【請求項2】
前記複数の半導体ユニットの駆動電圧及び/又は面積は大体同様であることを特徴とする請求項1に記載の光電素子。
【請求項3】
前記複数の半導体ユニットは少なくとも二種類の異なる形状を有することを特徴とする請求項2に記載の光電素子。
【請求項4】
前記第一延在部及び前記第二延在部の中の少なくとも一つは直線延在部を含み、且つ/又は前記第一延在部及び前記第二延在部の中の少なくとも一つは二級延在部を含むことを特徴とする請求項1に記載の光電素子。
【請求項5】
前記複数の第一電極はそれぞれ第一延在部を含み、前記複数の第二電極はそれぞれ第二延在部を含むことを特徴とする請求項1に記載の光電素子。
【請求項6】
前記複数の第一延在部はそれぞれ第一曲線延在部を含み、前記複数の第二延在部はそれぞれ第二曲線延在部を含み、前記第一曲線延在部及び前記第二曲線延在部は前記複数の半導体ユニットのいずれか一辺にも平行しないことを特徴とする請求項5に記載の光電素子。
【請求項7】
前記複数の第一電極はそれぞれ直線延在部を含み、前記複数の第二電極はそれぞれ直線延在部を含むことを特徴とする請求項5に記載の光電素子。
【請求項8】
前記複数の半導体ユニットは第一半導体ユニットと、第二半導体ユニットと、第三半導体ユニットを含み、
前記複数の第一電極の中の一つは第一電極パッドを有し、前記第一電極パッドは前記第一半導体ユニットに位置し、前記第一半導体ユニットは前記基板のコーナー領域に位置し、
前記複数の第二電極の中の一つは第二電極パッドを有し、前記第二電極パッドは前記第二半導体ユニットに位置し、前記第二半導体ユニットは前記基板のコーナー領域に位置し、
前記第一延在部及び前記第二延在部は、電極パッドがない第三半導体ユニットに位置することを特徴とする請求項1に記載の光電素子。
【請求項9】
前記第一半導体ユニットに位置する前記第一電極は、更に前記第一電極パッドと接触する延在部を含み、且つ/又は前記第二半導体ユニットに位置する前記第二電極は、更に前記第二電極パッドと接触する延在部を含むことを特徴とする請求項8に記載の光電素子。
【請求項10】
前記第一延在部及び前記第二延在部の中の少なくとも一つは曲線延在部を含み、前記曲線延在部は前記複数の半導体ユニットのいずれか一辺にも平行しないことを特徴とする請求項1に記載の光電素子。
【請求項11】
前記複数の半導体ユニットのいずれか一つにある前記第一延在部は、前記半導体ユニットの第一辺から前記第一辺に相対する第二辺に延び、前記第二延在部は前記半導体ユニットの前記第二辺から前記第一辺に延び、前記第一延在部は前記第二延在部の間に位置することを特徴とする請求項1に記載の光電素子。
【請求項12】
前記複数の半導体ユニットは、第一半導体ユニットと、第二半導体ユニットと、第三半導体ユニットと、第四半導体ユニットとを含み、前記第一半導体ユニットと前記第二半導体ユニットは第一行に配置され、前記第三半導体ユニットと前記第四半導体ユニットは前記第一行と隣接する第二行に配置されることを特徴とする請求項1に記載の光電素子。
【請求項13】
前記第一延在部及び前記第二延在部は前記第一半導体ユニットに位置し、前記第三半導体ユニットに位置した前記第一電極は第三延在部を含み、前記第一延在部は前記第一半導体ユニットの第一辺から前記第一半導体ユニットの第二辺に延び、前記第二延在部は前記第二辺から前記第一辺に延び、前記第一半導体ユニットの前記第一辺は前記基板の第一辺に最も近接し、前記第一半導体ユニットの前記第二辺は前記基板の前記第一辺に相対する第二辺に最も近接し、前記第三延在部は前記第三半導体ユニットの第二辺から前記第三半導体ユニットの第一辺に延び、前記第三半導体ユニットの前記第二辺は前記基板の第二辺に最も近接し、前記第三半導体ユニットの前記第一辺は前記基板の前記第一辺に最も近接することを特徴とする請求項12に記載の光電素子。
【請求項14】
前記第一電極は前記第三半導体ユニットに形成された第四延在部を含み、前記第四延在部は前記第三半導体ユニットの第一辺から前記第三半導体ユニットの第二辺に延在することを特徴とする請求項13に記載の光電素子。
【請求項15】
前記第一半導体ユニットの前記電極の配置構造は前記第二半導体ユニットの前記電極の配置構造と同様であり、且つ/又は前記第三半導体ユニットの前記電極の配置構造は前記第四半導体ユニットの前記電極の配置構造と同様であることを特徴とする請求項13に記載の光電素子。
【請求項16】
前記第一行の前記電極の配置構造は前記第二行の前記電極の配置構造と異なり、且つ/又は前記第一行の中の前記複数の半導体ユニットの数は前記第二行の中の前記複数の半導体ユニットの数と異なることを特徴とする請求項13に記載の光電素子。
【請求項17】
更に、前記基板に重複して配置された複数の前記第一行及び複数の前記第二行を含むことを特徴とする請求項13に記載の光電素子。
【請求項18】
前記第一行中の前記複数の半導体ユニットは第一連結部を介して第一方向に沿って直列につながり、前記第二行中の前記複数の半導体ユニットは第二連結部を介して第二方向に沿って直列につながり、前記第一方向及び前記第二方向は相反することを特徴とする請求項13に記載の光電素子。
【請求項19】
更に、前記基板と前記複数の半導体ユニットの間に形成された接合層を含むことを特徴とする請求項1に記載の光電素子。
【請求項20】
光電素子であって、
基板と、
前記基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間に形成された活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、
それぞれ前記第一半導体層に位置する複数の第一電極と、
それぞれ前記第二半導体層に位置する複数の第二電極と、
前記複数の第一電極中の少なくとも一つは第一延在部を有し、前記複数の第二電極中の少なくとも一つは第二延在部を有し、前記複数の半導体ユニットの駆動電圧は大体同様であることを特徴とする光電素子。
【請求項21】
光電素子であって、
基板と、
前記基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間に形成された活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、
それぞれ前記第一半導体層に位置する複数の第一電極と、
それぞれ前記第二半導体層に位置する複数の第二電極と、を含み、
前記複数の半導体ユニットは第一半導体ユニットと、第二半導体ユニットと、第三半導体ユニットを含み、前記複数の第一電極の中の少なくとも一つは前記基板の最外側にある前記第一半導体ユニットに位置する第一電極パッドを有し、前記複数の第二電極の中の少なくとも一つは前記基板の最外側にある前記第二半導体ユニットに位置する第二電極パッドを有し、前記第一電極及び前記第二電極は電極パッドがない第三半導体ユニットに位置する第一延在部及び第二延在部を有することを特徴とする光電素子。
【請求項22】
光電素子であって、
基板と、
前記基板に位置し、それぞれ第一半導体層、第二半導体層及びその間に形成された活性領域を有し、相互電気的に接続されている複数の半導体ユニットと、
それぞれ複数の半導体ユニットに位置する複数の第一電極及び複数の第二電極と、を含み、
前記複数の半導体ユニットは第一半導体ユニット、第二半導体ユニット及び第三半導体ユニットを含み、前記複数の第一電極の中の少なくとも一つは前記第一半導体ユニットの前記第二半導体層に位置する第一電極パッドを有し、前記複数の第二電極の中の少なくとも一つは前記第二半導体ユニットの前記第二半導体層に位置する第二電極パッドを有し、前記第一電極及び前記第二電極は電極パッドがない前記第三半導体ユニットに位置する第一延在部及び第二延在部を有することを特徴とする光電素子。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【公開番号】特開2012−15480(P2012−15480A)
【公開日】平成24年1月19日(2012.1.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−259153(P2010−259153)
【出願日】平成22年11月19日(2010.11.19)
【出願人】(598061302)晶元光電股▲ふん▼有限公司 (44)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年1月19日(2012.1.19)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年11月19日(2010.11.19)
【出願人】(598061302)晶元光電股▲ふん▼有限公司 (44)
【Fターム(参考)】
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