半導体発光装置
【課題】１チップで小型パッケージに組み込まれ、高輝度、多色発光可能な半導体発光装置を提供する。
【解決手段】基板１０と、基板１０上に配置された第１の半導体発光素子１２と、第１の半導体発光素子１２上に配置された貼り付け電極１４と、貼り付け電極１４上に配置された第２の半導体発光素子１６とを備え、基板１０は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置。
【解決手段】基板１０と、基板１０上に配置された第１の半導体発光素子１２と、第１の半導体発光素子１２上に配置された貼り付け電極１４と、貼り付け電極１４上に配置された第２の半導体発光素子１６とを備え、基板１０は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置に関し、特に、多色発光可能な半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の異なる色の光を発光することのできる発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などの多波長半導体発光素子が開発されている。
【０００３】
例えば、１つの半導体基板上に異なる半導体材料により発光層形成部が少なくとも２個形成される１チップ型の半導体発光素子の製法に関しては、既に開示されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１の半導体発光素子においては、少なくとも２個形成される発光層形成部の一方は、ＡｌＧａＩｎＰの４元系化合物半導体層で形成され、他方はＧａＰからなる化合物半導体層で形成されている。
【０００４】
一方、例えば、一つの基板上に２波長の発光素子を実現して、白色または多様な混合色を形成できかつ、簡単な工程で製作することのできる白色発光ダイオード及びその製造方法についても、既に開示されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２の白色発光ダイオードにおいては、第１の発光部を構成する活性層は、ＡｌＧａＩｎＰの４元系化合物半導体層で形成され、第２の発光部を構成する活性層は、ＩＩ―ＶＩ族の化合物半導体層で形成されている。結果として、基板上に６３５〜７８０ｎｍの波長領域を有するIII−Ｖ族の化合物半導体と、４５０〜５５０ｎｍの波長領域を有するＩＩ―ＶＩ族の化合物半導体とを成長させることで、白色及び多様な可視光領域の波長帯を実現している。
【０００５】
さらに、例えば、ＩｎＡｌＧａＮが積層されてなる窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、特に１チップで多色発光可能にできる発光素子についても、既に開示されている（例えば、特許文献３参照。）。特許文献３の発光素子においては、ＩｎＡｌＧａＮからなる活性層にドーピングを実施することによって、多色発光を実現している。
【０００６】
従来は２色以上の発光には、エピタキシャル成長を２回行うか、１度のエピタキシャル成長で発光波長の違う活性層を作りこむ必要があった。
【０００７】
図１６（ａ）は、第１の半導体発光素子１２と第２の半導体発光素子１６を形成する際、エピタキシャル成長を２回行うことによって、発光波長の違う活性層を作りこむ従来構造例を模式的に示し、図１６（ｂ）は、第１の半導体発光素子１２と第２の半導体発光素子１６を形成する際、連続したエピタキシャル成長を行い、１度のエピタキシャル成長で発光波長の違う活性層を作りこむ従来構造例を模式的に示す。
【０００８】
しかしながら、青色〜緑色発光のＬＥＤは窒化ガリウム系半導体材料で形成し、黄緑色〜赤色発光のＬＥＤはＩｎＧａＡｌＰ系半導体材料で形成する必要があり、材料系が違うため、高効率なエピタキシャル成長層を使うことが難しかった。
【特許文献１】特許第３８１７３２３号
【特許文献２】特開２００２−４３６２４号公報
【特許文献３】特許番号第２９１００２３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、１チップで小型パッケージに組み込まれ、高輝度、多色発光可能な半導体発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の一態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１の半導体発光素子と、前記第１の半導体発光素子上に配置された貼り付け電極と、前記貼り付け電極上に配置された第２の半導体発光素子とを備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置が提供される。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１の半導体発光素子と、前記基板上に、前記第１の半導体発光素子に隣接して配置された貼り付け電極と、前記貼り付け
電極上に配置された第２の半導体発光素子とを備えることを特徴とする半導体発光装置が提供される。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１の半導体発光素子と、前記基板上に、前記第１の半導体発光素子に隣接して配置された第２の半導体発光素子と、前記第１の半導体発光素子上に配置された第１の貼り付け電極と、前記第２の半導体発光素子上に配置された第２の貼り付け電極と、前記第１および第２の貼り付け電極上に配置された第３の貼り付け電極と、前記第３の貼り付け電極上に配置された第３の半導体発光素子とを備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置が提供される。
【００１３】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１の半導体発光素子と、前記第１の半導体発光素子上に配置された貼り付け電極と、前記貼り付け電極上に配置された第２の半導体発光素子と、前記貼り付け電極上に、前記第２の半導体発光素子に隣接して配置された第３の半導体発光素子とを備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置が提供される。
【００１４】
本発明の実施の形態に係る半導体発光装置においては、窒化ガリウム系のＬＥＤとＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤを貼り合わせて、２色以上のＬＥＤを実現することができる。
【００１５】
下側のＬＥＤは貼り付けをした貼り付け電極部で光がさえぎられるため、横方向から光を取り出す必要があるため下側は透明な基板にすることで、基板の横方向から光を取り出すことができる。なお、貼り付け電極部分を減らすことによって、下側のＬＥＤ（例えば青色ＬＥＤ）の光を上側に取り出すことも可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、１チップで小型パッケージに組み込まれ、高効率のＬＥＤを使うことで輝度が向上し、多色発光可能な半導体発光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１８】
また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１９】
以下の本発明の実施の形態に係る半導体発光装置において、「透明」とは、透過率が約５０％以上であるものと定義する。「透明」とは、本発明の実施の形態に係る半導体発光装置において、可視光線に対して、無色透明という意味で使用する。可視光線は波長約３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ程度、エネルギー約３．４ｅＶ〜１．５ｅＶ程度に相当し、この領域で吸収および反射,散乱を起こさなければ、透明である。
【００２０】
透明性はバンドギャップＥgとプラズマ周波数ωpによって決定される。バンドギャップＥgが約３．４ｅＶ以上である場合、可視光線では電子のバンド間遷移が起こらないため、可視光線を吸収せずに透過する。一方、プラズマ周波数ωpよりも低エネルギーの光は、プラズマ内部に進入できないため、プラズマとみなせるキャリアによって、反射される。プラズマ周波数ωpは、キャリア密度をｎ、電荷をｑ、誘電率をε、有効質量をｍ*とすると、ωp＝（ｎｑ2／εｍ*）1/2で表され、キャリア密度の関数である。
【００２１】
[第１の実施の形態]
（素子構造）
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置は、図１（ａ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１の半導体発光素子１２と、第１の半導体発光素子１２上に配置された貼り付け電極１４と、貼り付け電極１４上に配置された第２の半導体発光素子１６とを備える。基板１０は発光波長に対して透明である。ここで、基板１０は、例えばサファイア、ＧａＰなどで構成することができる。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、第１の半導体発光素子１２上に、貼り付け電極１４に隣接して配置された電極１８をさらに備え、第１の半導体発光素子１２上に、電極４を備えていても良い。
【００２３】
貼り付け電極１４と電極１８が、第１の半導体発光素子１２のアノード若しくはカソード電極を構成し、電極４と貼り付け電極１４が、第２の半導体発光素子１６のアノード若しくはカソード電極を構成する。貼り付け電極１４が共通アノード電極若しくはカソード電極となる。
【００２４】
また、第１の半導体発光素子１２および第２の半導体発光素子１６は、発光ピークの波長が１波長、若しくは２波長の半導体発光素子であっても良い。
【００２５】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置においては、例えば第１の半導体発光素子１２として、窒化ガリウム系のＬＥＤを適用し、第２の半導体発光素子１６として、ＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤを適用し、貼り付け電極１４で互いに貼り合わせて、２色以上のＬＥＤを実現することができる。下側のＬＥＤ１は貼り付けをした貼り付け電極１４の部分で光がさえぎられるため、横方向から光を取り出す必要がある。このため下側は透明な基板１０にすることで、基板１０の横方向から光を取り出すことができる。
【００２６】
なお、後述する図１（ｂ）と同様に、基板１０上に配置された透明電極８をさらに備えていても良い。透明電極８の材料としては、ＺｎＯ、ＩＴＯなどを適用することができる。
【００２７】
なお、貼り付け電極１４の部分を減らすことによって、下側のＬＥＤ１（例えば青色ＬＥＤ）の光を上側に取り出すことも可能である。
【００２８】
（変形例１）
本発明の第１の実施の形態の変形例１に係る半導体発光装置は、図１（ｂ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１の半導体発光素子１２と、第１の半導体発光素子１２上に配置された貼り付け電極１４と、貼り付け電極１４上に配置された第２の半導体発光素子１６とを備える。基板１０は発光波長に対して透明である。基板１０は、例えばサファイア、ＧａＰなどで構成することができる。
【００２９】
第２の半導体発光素子１６上に、電極４を備え、基板１０上に配置された透明電極８をさらに備えていても良い。
【００３０】
本発明の第１の実施の形態の変形例１に係る半導体発光装置においては、例えば第１の半導体発光素子１２として、窒化ガリウム系のＬＥＤを適用し、第２の半導体発光素子１６として、ＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤを適用し、貼り付け電極１４で互いに貼り合わせて、２色以上のＬＥＤを実現することができる。下側のＬＥＤ１は貼り付けをした貼り付け電極１４の部分で光がさえぎられるため、横方向から光を取り出す必要があるため下側は透明な基板１０にすることで、基板１０の横方向から光を取り出すことができる。
【００３１】
貼り付け電極１４と透明電極８が、第１の半導体発光素子１２のアノード若しくはカソード電極を構成し、電極４と貼り付け電極１４が、第２の半導体発光素子１６のアノード若しくはカソード電極を構成する。貼り付け電極１４が共通アノード電極若しくはカソード電極となる。
【００３２】
また、第１の半導体発光素子１２および第２の半導体発光素子１６は、発光ピークの波長が１波長、若しくは２波長の半導体発光素子であっても良い。
【００３３】
（変形例２）
本発明の第１の実施の形態の変形例２に係る半導体発光装置は、図１（ｃ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１の半導体発光素子１２と、基板１０上に、第１の半導体発光素子１２に隣接して配置された貼り付け電極１４と、貼り付け電極１４上に配置された第２の半導体発光素子１６とを備える。ここで、基板１０は、例えばサファイア、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＳｉＣなどで構成することができる。
【００３４】
基板１０は発光波長に対して透明であっても良い。この場合、基板１０は、例えばサファイア、ＧａＰなどで構成することができる。
【００３５】
図１（ｃ）に示すように、第１の半導体発光素子１２上に配置された電極１８と、第２の半導体発光素子１６上に配置された電極４と、基板１０上に配置された電極２をさらに備えていても良い。
【００３６】
貼り付け電極１４と電極４が、第２の半導体発光素子１６のアノード若しくはカソード電極を構成し、電極１８と電極２が、第１の半導体発光素子１２のアノード若しくはカソード電極を構成する。貼り付け電極１４が共通アノード電極若しくはカソード電極となる。
【００３７】
また、第１の半導体発光素子１２および第２の半導体発光素子１６は、発光ピークの波長が１波長、若しくは２波長の半導体発光素子であっても良い。
【００３８】
本発明の第１の実施の形態の変形例２に係る半導体発光装置においては、例えば第１の半導体発光素子１２として、窒化ガリウム系のＬＥＤを適用し、第２の半導体発光素子１６として、ＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤを適用し、貼り付け電極１４で互いに貼り合わせて、２色以上のＬＥＤを実現することができる。第１の半導体発光素子１２および第２の半導体発光素子１６は、いずれも上側から光をとりだすことができる。尚、第１の半導体発光素子１２は、透明な基板１０を用いることで、光を下側から取り出すこともできる。
【００３９】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される第１の半導体発光素子１２の構成例であって、サファイア基板１０上に青色ＬＥＤを形成した模式的断面構造図を示す。図３に示すように、第１の半導体発光素子１２上には、例えば金（Ａｕ）層からなる貼り付け電極１４が配置されている。
【００４０】
また、図４は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される第２の半導体発光素子１６の例であって、ＧａＡｓ基板上に赤色ＬＥＤを形成した模式的断面構造図を示す。すなわち、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される第２の半導体発光素子１６は、図４に示すように、ＧａＡｓ基板２２と、ＧａＡｓ基板２２上に配置されたＧａＰ層２４と、ＧａＰ層２４上に配置されたＡｌＩｎＰからなるｎ型クラッド層２６と、ｎ型クラッド層２６上に配置された活性層２８と、活性層２８上に配置されたＡｌＩｎＰからなるｐ型クラッド層３０と、ｐ型クラッド層３０上に配置されたＧａＰ層３２と、ＧａＰ層３２上に配置され, 例えば金（Ａｕ）層からなる貼り付け電極３４とを備える。
【００４１】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置であって、図３に示した青色ＬＥＤと図４に示した赤色ＬＥＤを貼り付け技術によって、貼り付けた構成の模式的断面構造図を示す。
【００４２】
貼り付け電極１４と３４の貼り付けの条件は、例えば、約１５０℃〜７００℃、望ましくは２００℃〜４００℃であり、熱圧着の圧力は、例えば、約０．１Ｐａ〜１０Ｐａ程度であり、望ましくは、約０．１Ｐａ〜１.０Ｐａ程度である。上記の例では、Ａｕ層―Ａｕ層間を張り合わせる例を示したが、Ａｕ層―Ｓｎ層間を張り合わせても良い。結果として、図５に示すように、貼り付け電極１４と３４が熱圧着によって貼り付けられて、共通のアノード電極４８が形成される。
【００４３】
図６は、図５において、貼り付け技術によって接続された部分の詳細な拡大された模式的断面構造図を示す。図６に示すように、第１の半導体発光素子１２のアノード側近傍は、ＧａＮ層からなるｐ型半導体層４４と、ｐ型半導体層４４上に配置された透明電極３８と、透明電極３８上に配置された反射層３６と、反射層３６上に配置された貼り付け電極１４を備える。
【００４４】
透明電極３８は、例えば厚さ約０．１μｍ〜１０μｍ程度のＺｎＯ膜で形成する。さらに、望ましくは、透明電極３は、約１μｍ程度のＺｎＯ膜で形成すると良い。
【００４５】
反射層３６はλ／４ｎ1とλ／４ｎ2の積層構造（ｎ1，ｎ2は積層する層の屈折率）を有する反射積層膜（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector）で構成することができる。積層構造に用いる材料としては、例えばλ＝４５０ｎｍの青色光に対して、ＺｒＯ2(ｎ＝２．１２)とＳｉＯ2(ｎ＝１．４６)からなる積層構造を用いることができる。この場合の各層の厚さは、ＺｒＯ2を、例えば約５３ｎｍ、ＳｉＯ2を、例えば約７７ｎｍとしている。積層構造を形成するための他の材料としては、ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3などを用いることもできる。さらにまた、積層構造を形成するための他の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）を用いることができる。
【００４６】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置の具体的な構成例であって、青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤを貼り付けて、２色発光の半導体発光素子を形成した模式的断面構造図を示す。
【００４７】
図５の貼り付け構造において、さらにＧａＡｓ基板２２を除去後、図７（ａ）に示すように、カソード電極５０、４６形成して、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置を完成する。
【００４８】
図７（ｂ）は、図７（ａ）の回路構成を示しており、共通アノードＡに対して、カソードＫ１、Ｋ２が分離され、アノードコモン構成の半導体発光装置が構成されている。
【００４９】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置の具体的な別の構成例であって、青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤを貼り付けて、２色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図を示す。図４の構成において、ＧａＰ層３２を省略した構造を貼り合せた構造に対応し、図７の構成に比べ、積層構造を簡略化している。その他の構成部分は図７と重複するため、説明は省略する。
【００５０】
（具体的構成例）
―赤色ＬＥＤ―
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な赤色ＬＥＤは、図９に示すように、ＧａＡｓ基板１００と、ＧａＡｓ基板１００上に配置されたＧａＡｓバッファ層１２０と、ＧａＡｓバッファ層１２０上に配置されたＡｌＩｎＰ／（ＡｌＧａ）ＩｎＰの積層構造からなる反射積層膜（ＤＢＲ）１４０と、反射積層膜１４０上に配置され，例えばＡｌＩｎＰからなるｎ型クラッド層１６０と、ｎ型クラッド層１６０上に配置され，例えば(ＡｌxＧａ1-x)0.5Ｉｎ0.5Ｐウェル層と(ＡｌyＧａ1-y)0.5Ｉｎ0.5Ｐバリア層(０≦ｘ＜ｙ＜１)の多重量子井戸構造の活性層１８０と、活性層１８０上に配置され，例えばＡｌＩｎＰからなるｐ型クラッド層２００と、ｐ型クラッド層２００上に配置されたＩｎＧａＡｌＰ層２２０と、ＩｎＧａＡｌＰ層２２０上に配置されたＧａＰウィンドウ層２４０と、ＧａＰウィンドウ層２４０上に配置され，エッチングストップ層となる（ＡｌＧａ）ＩｎＰ層２６０と、（ＡｌＧａ）ＩｎＰ層２６０上に配置されたＧａＡｓ層２８０とを備える。第１のエピタキシャル成長層３００は、連続した結晶成長によって形成される。
【００５１】
―黄緑色ＬＥＤ―
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な黄緑色ＬＥＤは、図１０に示すように、ＧａＡｓ基板１００と、ＧａＡｓ基板１００上に配置されたＧａＡｓバッファ層１２０と、ＧａＡｓバッファ層１２０上に配置されたＡｌＩｎＰ／（ＡｌＧａ）ＩｎＰの積層構造からなる反射積層膜１５０と、反射積層膜１５０上に配置され，例えばＡｌＩｎＰからなるｎ型クラッド層１７０と、ｎ型クラッド層１７０上に配置され，例えば(ＡｌxＧａ1-x)0.5Ｉｎ0.5Ｐウェル層と(ＡｌyＧａ1-y)0.5Ｉｎ0.5Ｐバリア層(０≦ｘ＜ｙ＜１)の多重量子井戸構造の活性層１９０と、活性層１９０上に配置され，例えばＡｌＩｎＰからなるｐ型クラッド層２１０と、ｐ型クラッド層２１０上に配置されたＩｎＧａＡｌＰ層２３０と、ＩｎＧａＡｌＰ層２３０上に配置されたＧａＰウィンドウ層２５０と、ＧａＰウィンドウ層２５０上に配置され，エッチングストップ層となる（ＡｌＧａ）ＩｎＰ層２７０と、（ＡｌＧａ）ＩｎＰ層２７０上に配置されたＧａＡｓ層２９０とを備える。第２のエピタキシャル成長層３２０も、連続した結晶成長によって形成される。
【００５２】
―青色ＬＥＤ―
本発明の本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色ＬＥＤは、図１１（ａ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置されたバッファ層３９と、バッファ層３９配置され、ｎ型不純物が不純物添加されたｎ型半導体層４０と、ｎ型半導体層４０上に配置され、ｎ型半導体層４０より低い濃度でｎ型不純物が不純物添加されたブロック層４１と、ブロック層４１上に配置された活性層４２と、活性層４２上に配置されたｐ型半導体層４４と、ｐ型半導体層４４上に配置された酸化物電極４５とを備える。
【００５３】
活性層４２は、図１１（ｂ）に示すように、バリア層３１１〜３１ｎ、３１０とそのバリア層３１１〜３１ｎ、３１０よりバンドギャップが小さい井戸層３２１〜３２ｎが交互に配置された積層構造を有する。以下において、活性層４２に含まれる第１バリア層３１１〜第ｎバリア層３１ｎを総称して「バリア層」という。また、活性層４２に含まれるすべての井戸層３２１〜３２ｎを総称して「井戸層」という。
【００５４】
上記の積層構造の最上層の最終バリア層３１０の膜厚は、その最終バリア層３１０以外の積層構造に含まれる他のバリア層（第１バリア層３１１〜第ｎバリア層３１ｎ）の厚さより厚く形成されていてもよい。
【００５５】
図１１に示した半導体発光素子では、最終バリア層３１０のｐ型ドーパンドの濃度が、ｐ型半導体層４４に接する最終バリア層３１０の第１主面から最終バリア層３１０の膜厚方向に沿って漸減し、第１主面に対向する第２主面においてｐ型ドーパンドが存在しない。
【００５６】
基板１０には、例えば、ｃ面（０００１）,０．２５°オフのサファイア基板などが採用可能である。ｎ型半導体層４０、活性層４２及びｐ型半導体層４４はそれぞれＩＩＩ族窒化物系半導体からなり、基板１０上にバッファ層３９、ｎ型半導体層４０、ブロック層４１、活性層４２及びｐ型半導体層４４が順次積層される。
【００５７】
ｐ型半導体層４４は、図１１（ａ）に示すように、活性層４２の上部に配置され,ｐ型不純物を含む第１窒化物系半導体層４１１と、第１窒化物系半導体層４１１上に配置され,第１窒化物系半導体層４１１のｐ型不純物よりも低濃度のｐ型不純物を含む第２窒化物系半導体層４１２と、第２窒化物系半導体層４１２上に配置され,第２窒化物系半導体層４１２のｐ型不純物よりも高濃度のｐ型不純物を含む第３窒化物系半導体層４１３と、第３窒化物系半導体層４１３上に配置され,第３窒化物系半導体層４１３のｐ型不純物よりも低濃度のｐ型不純物を含む第４窒化物系半導体層４１４とを備える。
【００５８】
第２窒化物系半導体層４１２の厚さは、第１窒化物系半導体層４１１、或いは第３窒化物系半導体層４１３乃至第４窒化物系半導体層４１４の厚さよりも厚く形成される。
【００５９】
活性層４２は、図１１（ｂ）に示すように、第１バリア層３１１〜第ｎバリア層３１ｎ及び最終バリア層３１０でそれぞれ挟まれた第１井戸層３２１〜第ｎ井戸層３２ｎを有する多重量子井戸（ＭＱＷ）構造である（ｎ：自然数）。つまり、活性層４２は、井戸層を井戸層よりもバンドギャップの大きなバリア層でサンドイッチ状に挟んだ量子井戸構造を単位ペア構造とし、この単位ペア構造をｎ回積層したｎペア構造を有する。
【００６０】
具体的には、第１井戸層３２１は第１バリア層３１１と第２バリア層３１２の間に配置され、第２井戸層３２２は第２バリア層３１２と第３バリア層３１３の間に配置される。そして、第ｎ井戸層３２ｎは第ｎバリア層３１ｎと最終バリア層３１０の間に配置される。活性層４２の第１バリア層３１１は、ｎ型半導体層４０上にブロック層４１を介して配置され、活性層４２の最終バリア層３１０上にはｐ型半導体層４４（４１１〜４１４）が配置される。
【００６１】
井戸層３２１〜３２ｎは、例えばＩｎxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）層によって形成され、バリア層３１１〜３１ｎ，３１０は、例えばＧａＮ層によって形成される。
【００６２】
図１２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な別の青色ＬＥＤの模式的断面構造図あって、半導体発光素子部分の模式的断面構造図、図１２（ｂ）は、活性層部分の拡大された模式的断面構造図を示す。
【００６３】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な別の青色ＬＥＤは、図１２（ａ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置されたバッファ層３９と、バッファ層３９上に配置され、ｎ型不純物が不純物添加されたｎ型半導体層４０と、ｎ型半導体層４０上に配置され、ｎ型半導体層４０より低い濃度でｎ型不純物が不純物添加されたブロック層４１と、ブロック層４１上に配置された活性層４２と、活性層４２上に配置されたｐ型半導体層４４と、ｐ型半導体層４４上に配置された酸化物電極４５とを備える。
【００６４】
本発明の第１乃至第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な別の青色ＬＥＤは、図１２（ａ）に示すように、活性層４２の上部に配置されたｐ型不純物を含む第３窒化物系半導体層４１３と、第３窒化物系半導体層４１３上に配置され、第３窒化物系半導体層４１３のｐ型不純物よりも低濃度のｐ型不純物を含む第４窒化物系半導体層４１４と、第４窒化物系半導体層４１４上に配置され、酸化物電極４５からなる透明電極とを備えることを特徴とする。
【００６５】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色ＬＥＤは、図１３に示すように、ｎ型半導体層４０に電圧を印加するｎ側電極５１０と、ｐ型半導体層４４に電圧を印加するｐ側電極１１０を更に備える。図１３に示すように、ｐ型半導体層４４、活性層４２、ブロック層４１、及びｎ型半導体層４０の一部領域をメサエッチングして露出させたｎ型半導体層４０の表面に、ｎ側電極５１０が配置される。
【００６６】
ｐ側電極１１０は、ｐ型半導体層４４上に酸化物電極４５を介して配置される。或いはまた、ｐ側電極１１０は、ｐ型半導体層４４上に直接配置されていても良い。第４窒化物系半導体層４１４上に配置される酸化物電極４５からなる透明電極は、例えば、ＺｎＯ、ＩＴＯ若しくはインジウムを含有するＺｎＯのいずれかを含む。
【００６７】
ｎ側電極５１０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）膜、Ｔｉ／Ｎｉ／ＡｕまたはＡｌ／Ｔｉ／Ａｕ，Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ，Ａｌ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕの多層膜、或いは上層からＡｕ-Ｓｎ／Ｔｉ／Ａｕ／Ｎi／Ａｌの多層膜からなり、ｐ側電極１１０は、例えばＡｌ膜、パラジウム（Ｐｄ）−金（Ａｕ）合金膜、Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｕの多層膜、或いは上層からＡｕ-Ｓｎ／Ｔｉ／Ａｕの多層膜からなる。そして、ｎ側電極５１０はｎ型半導体層４０に、ｐ側電極１１０は、酸化物電極４５を介してｐ型半導体層４４に、それぞれオーミック接続される。
【００６８】
図１４は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色ＬＥＤをフリップチップ構造に実装するために、ｐ側電極１１０の表面とｎ側電極３３０の表面を、基板１０から測った高さが同じ高さとなるように形成している。ｎ側電極３３０は、ｎ側電極５１０と同様に、例えばアルミニウム（Ａｌ）膜、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕの多層膜、或いは上層からＡｕ-Ｓｎ／Ｔｉ／Ａｕ／Ｎi／Ａｌの多層膜からなる。
【００６９】
図１４の構造は、酸化物電極４５として透明導電膜ＺｎＯを形成し、このＺｎＯを、発光する光の波長λに対して反射する反射積層膜５８で覆う構造を備える。反射積層膜５８はλ／４ｎ1とλ／４ｎ2の積層構造（ｎ1，ｎ2は積層する層の屈折率）を有する。積層構造に用いる材料としては、例えばλ＝４５０ｎｍの青色光に対して、ＺｒＯ2(ｎ＝２．１２)とＳｉＯ2(ｎ＝１．４６)からなる積層構造を用いることができる。この場合の各層の厚さは、ＺｒＯ2を、例えば約５３ｎｍ、ＳｉＯ2を、例えば約７７ｎｍとしている。積層構造を形成するための他の材料としては、ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3などを用いることもできる。
【００７０】
図１４に示す青色ＬＥＤによれば、反射積層膜５８により活性層４２内で発光した光を、ｐ側電極１１０で吸収されることなく、基板１０側から外部に取り出すことができるため、外部発光効率を向上することができる。
【００７１】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置は、２００μｍ×３００μｍの寸法を有する。このような微細パターンを有する多色発光の半導体発光装置によって、赤色、黄緑色、青色の２色発光、３色発光などの多色発光が可能となった。
【００７２】
赤色、黄緑色、青色の素子を個別に小さく形成しても、それを搭載するパッケージ台座の分、パッケージ全体の大きさが小さくならない。しかし、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置を用いることで、例えば約１．５ｍｍ×１．３ｍｍ角程度のパッケージを、例えば約１．０ｍｍ×１．０ｍｍ角程度まで小さくすることが可能となった。
【００７３】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置においては、第１の半導体発光素子１２の活性層を、例えばＩｎxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）／ＧａＮのＭＱＷ構造によって形成し、第２の半導体発光素子１６の活性層を、(ＡｌxＧａy)0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０≦x≦０．８５、０≦ｙ≦１）４元系化合物半導体で形成することによって、青色ＬＥＤと赤色若しくは黄緑色ＬＥＤを貼り付け技術によって、実装化することができる。
【００７４】
例えば第２の半導体発光素子１６の活性層を、(ＡｌxＧａ1-x)0.5Ｉｎ0.5Ｐウェル層と(ＡｌyＧａ1-y)0.5Ｉｎ0.5Ｐバリア層(０≦ｘ＜ｙ＜１) の多重量子井戸構造で形成し、組成比を調整することによって、黄緑色ＬＥＤ若しくは赤色ＬＥＤを実装化可能となる。
【００７５】
組成比などを調整することによって、波長範囲約４５０ｎｍ〜７００ｎｍ程度において、所望の発光波長ピークを有する２色発光、３色発光、多色発光の半導体発光装置を得ることができる。
【００７６】
（平面パターン構成例）
図１５は、図７に対応する本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置の平面パターン構成例であって、図１５（ａ）は平面パターン例１の構成図、図１５（ｂ）は平面パターン例２の構成図、図１５（ｃ）は平面パターン例３の構成図をそれぞれ示す。
【００７７】
多色発光の半導体発光装置を別々、または同時に発光させるためには、カソード電極を共通とし、アノード電極パッドを別々に構成するカソードコモン構成と、アノード電極を共通とし、カソード電極パッドを別々に構成するアノードコモン構成がある。図７に対応する本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置は、図７（ｂ）の回路構成からも明らかなように、アノードコモン構成に対応する。
【００７８】
機械で認識する際は、電極パッドの反射率で認識するので、形状、もしくは反射率を変える必要がある。この機械認識によって、量産が可能となる。
【００７９】
図１５（ａ）乃至（ｃ）のパターン例１〜３においては、赤色ＬＥＤのＧａＰ層２４上にカソード電極５０が配置され、青色ＬＥＤのｎ型半導体層４０上にカソード電極４６が配置され、青色ＬＥＤのｐ型半導体層４４上に共通のアノード電極４８が配置されている。
【００８０】
青色ＬＥＤのｐ型半導体層４４の平面パターン形状を変化させることによって、図１５（ａ）乃至（ｃ）のパターン例１〜３のように変化した構成が可能である。特に、図１５（ｃ）の平面パターン例３においては、青色ＬＥＤのｐ型半導体層４４は基板１０の形状と略同等であるため、図示を省略している。
【００８１】
本発明の第１の実施の形態およびその変形例１、２によれば、１チップで小型パッケージに組み込まれ、高効率のＬＥＤを使うことで輝度が向上し、多色発光可能な半導体発光装置を提供することができる。
【００８２】
[第２の実施の形態]
（素子構造）
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置は、図２（ａ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１の半導体発光素子１２と、基板１０上に、第１の半導体発光素子１２に隣接して配置された第２の半導体発光素子１６と、第１の半導体発光素子１２上に配置された第１の貼り付け電極１４ａと、第２の半導体発光素子１６上に配置された第２の貼り付け電極１４ｃと、第１の貼り付け電極１４ａおよび第２の貼り付け電極１４ｃ上に配置された第３の貼り付け電極１４ｂと、第３の貼り付け電極１４ｂ上に配置された第３の半導体発光素子２０とを備える。基板は発光波長に対して透明である。
【００８３】
ここで、基板１０は、例えばサファイア、ＧａＰなどで構成することができる。
【００８４】
図２（ａ）に示すように、第３の半導体発光素子２０上に配置された電極６と、基板１０上に配置された透明電極８をさらに備えていても良い。
【００８５】
貼り付け電極１４ａと透明電極８が、第１の半導体発光素子１２のアノード若しくはカソード電極を構成し、貼り付け電極１４ｃと透明電極８が、第２の半導体発光素子１６のアノード若しくはカソード電極を構成する。貼り付け電極１４ｂと電極６が、第３の半導体発光素子２０のアノード若しくはカソード電極を構成する。
【００８６】
貼り付け電極１４ａ,１４ｂ,１４ｃが共通アノード電極若しくはカソード電極となる。
【００８７】
また、第１の半導体発光素子１２、第２の半導体発光素子１６および第３の半導体発光素子２０は、発光ピークの波長が１波長、若しくは２波長の半導体発光素子であっても良い。
【００８８】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置においては、例えば第１の半導体発光素子１２として、窒化ガリウム系のＬＥＤを適用し、第２の半導体発光素子１６として、ＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤを適用し、第３の半導体発光素子２０として、ＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤを適用し、貼り付け電極１４ａ,１４ｂ,１４ｃで互いに貼り合わせて、３色以上のＬＥＤを実現することができる。
【００８９】
下側のＬＥＤ１およびＬＥＤ２は貼り付けをした貼り付け電極１４ａ或いは１４ｃの部分で光がさえぎられるため、横方向から光を取り出す必要があるため下側は透明な基板１０にすることで、基板１０の横方向から光を取り出すことができる。
【００９０】
なお、基板１０上に配置された透明電極８の材料としては、ＺｎＯ、ＩＴＯなどを適用することができる。
【００９１】
なお、貼り付け電極１４ａあるいは１４ｃの部分を減らすことによって、下側のＬＥＤ１（例えば青色ＬＥＤ）或いはＬＥＤ２の光を上側に取り出すことも可能である。
【００９２】
（変形例）
本発明の第２の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置は、図２（ｂ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１の半導体発光素子１２と、第１の半導体発光素子１２上に配置された貼り付け電極１４と、貼り付け電極１４上に配置された第２の半導体発光素子１６と、貼り付け電極１４上に、第２の半導体発光素子１６に隣接して配置された第３の半導体発光素子２０とを備える。基板１０は発光波長に対して透明である。ここで、基板１０は、例えばサファイア、ＧａＰなどで構成することができる。
【００９３】
図２（ｂ）に示すように、第１の半導体発光素子１２上に、貼り付け電極１４に隣接して配置された電極１８をさらに備え、第２の半導体発光素子１６上に電極４を備え、第３の半導体発光素子２０上に電極６を備えていても良い。
【００９４】
貼り付け電極１４と電極１８が、第１の半導体発光素子１２のアノード若しくはカソード電極を構成し、電極４と貼り付け電極１４が、第２の半導体発光素子１６のアノード若しくはカソード電極を構成し、電極６と貼り付け電極１４が、第３の半導体発光素子２０のアノード若しくはカソード電極を構成する。貼り付け電極１４が共通アノード電極若しくはカソード電極となる。
【００９５】
また、第１の半導体発光素子１２、第２の半導体発光素子１６および第３の半導体発光素子２０は、発光ピークの波長が１波長、若しくは２波長の半導体発光素子であっても良い。
【００９６】
本発明の第２の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置においては、例えば第１の半導体発光素子１２として、窒化ガリウム系のＬＥＤを適用し、第２の半導体発光素子１６として、ＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤを適用し、第３の半導体発光素子２０として、ＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤを適用し、貼り付け電極１４で互いに貼り合わせて、３色以上のＬＥＤを実現することができる。下側のＬＥＤ１は貼り付けをした貼り付け電極１４の部分で光がさえぎられるため、横方向から光を取り出す必要があるため下側は透明な基板１０にすることで、基板１０の横方向から光を取り出すことができる。
【００９７】
なお、図１（ｂ）と同様に、基板１０上に配置された透明電極８をさらに備えていても良い。透明電極８の材料としては、ＺｎＯ、ＩＴＯなどを適用することができる。
【００９８】
なお、貼り付け電極１４の部分を減らすことによって、下側のＬＥＤ１（例えば青色ＬＥＤ）の光を上側に取り出すことも可能である。
【００９９】
（具体的構成例）
本発明の第２の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置においても、第１乃至第３の半導体発光素子の具体的構造は、図９乃至図１４に示した構造例を適用することができる。
【０１００】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置においても、図９に示した赤色ＬＥＤを適用可能である。
【０１０１】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置においても、図１０に示した黄緑色ＬＥＤを適用可能である。
【０１０２】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置においても、図１１〜図１４に示した青色ＬＥＤを適用可能である。
【０１０３】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置においても、第１の半導体発光素子１２の活性層を、例えばＩｎxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）／ＧａＮのＭＱＷ構造によって形成し、第２の半導体発光素子１６の活性層および第３の半導体発光素子１６の活性層を、(ＡｌxＧａy)0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０≦x≦０．８５、０≦ｙ≦１）４元系化合物半導体で形成することによって、青色ＬＥＤ、赤色および黄緑色ＬＥＤを貼り付け技術によって、実装化することができる。
【０１０４】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置においても、第１の半導体発光素子１２の活性層を、例えばＩｎxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）／ＧａＮのＭＱＷ構造によって形成し、第２の半導体発光素子１６の活性層を、例えば(ＡｌxＧａ1-x)0.5Ｉｎ0.5Ｐウェル層と(ＡｌyＧａ1-y)0.5Ｉｎ0.5Ｐバリア層(０≦ｘ＜ｙ＜１) の多重量子井戸構造で形成し、第３の半導体発光素子２０の活性層も、(ＡｌxＧａ1-x)0.5Ｉｎ0.5Ｐウェル層と(ＡｌyＧａ1-y)0.5Ｉｎ0.5Ｐバリア層(０≦ｘ＜ｙ＜１) の多重量子井戸構造で形成することによって、青色ＬＥＤ、黄緑色ＬＥＤ、および赤色ＬＥＤを共に実装化可能となる。
【０１０５】
組成比などを調整することによって、波長範囲約４５０ｎｍ〜７００ｎｍ程度において、所望の発光波長ピークを有する２色発光、３色発光、多色発光の半導体発光装置を得ることができる。
【０１０６】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置においても、第１の実施の形態に係る半導体発光装置の平面パターン構成の図１５を拡張し、同様に構成することができる。
【０１０７】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置においても、３個の半導体発光素子におおいて、カソード電極を共通とし、アノード電極パッドを別々に構成するカソードコモン構成と、アノード電極を共通とし、カソード電極パッドを別々に構成するアノードコモン構成が可能である。或いはまた、３個の半導体発光素子のうち、２個を並列構成として、使用することも可能である。
【０１０８】
本発明の第２の実施の形態およびその変形例によれば、１チップで小型パッケージに組み込まれ、高効率のＬＥＤを使うことで輝度が向上し、多色発光可能な半導体発光装置を提供することができる。
【０１０９】
[その他の実施の形態]
上記のように、本発明は第１乃至第２の実施の形態およびそれぞれの変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【０１１０】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光素子として、主としてＬＥＤを例に説明したが、レーザダイオード（ＬＤ:Laser Diode）を構成してもよく、その場合には、分布帰還型（ＤＦＢ：Distributed Feedback）ＬＤ、分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）ＬＤ、面発光ＬＤなどを構成しても良い。
【０１１１】
既に述べた実施の形態の説明においては、活性層が、それぞれバリア層で挟まれた複数の井戸層を有するＭＱＷ構造である場合を示したが、活性層が１つの井戸層を含み、この井戸層とｐ型半導体層間に配置された最終バリア層の膜厚を、Ｍｇの拡散距離より厚くした構造であってもよい。
【０１１２】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明の実施の形態に係る半導体発光装置は、半導体発光素子を２色、３色のパッケージなどの小型パッケージに組み込み、携帯電話などに組み込む半導体発光装置全般に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置であって、貼り付け技術によって、２色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図、（ｂ）本発明の第１の実施の形態の変形例１に係る半導体発光装置であって、貼り付け技術によって、別の２色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図、（ｃ）本発明の第１の実施の形態の変形例２に係る半導体発光装置であって、貼り付け技術によって、更に別の２色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図。
【図２】（ａ）本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置であって、貼り付け技術によって、３色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図、（ｂ）本発明の第２の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置であって、貼り付け技術によって、別の３色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される第１の半導体発光素子の例であって、サファイア基板上に青色ＬＥＤを形成した模式的断面構造図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される第２の半導体発光素子の例であって、ＧａＡｓ基板上に赤色ＬＥＤを形成した模式的断面構造図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置であって、図３に示した青色ＬＥＤと図４に示した赤色ＬＥＤを貼り付け技術によって、２色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図。
【図６】図５において、貼り付け技術によって接続された部分の拡大された模式的断面構造図。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置の具体的な構成例であって、（ａ）青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤを貼り付けて、２色発光の半導体発光素子を形成した模式的断面構造図、（ｂ）（ａ）に対応する回路構成図。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置の具体的な別の構成例であって、青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤを貼り付けて、２色発光の半導体発光素子を形成した模式的断面構造図。
【図９】本発明の第１乃至第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な赤色ＬＥＤの模式的断面構造図。
【図１０】本発明の第１乃至第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な黄緑色ＬＥＤの模式的断面構造図。
【図１１】本発明の第１乃至第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色ＬＥＤの模式的断面構造図であって、(ａ) 半導体発光素子部分の模式的断面構造図、（ｂ）活性層部分の拡大された模式的断面構造図。
【図１２】本発明の第１乃至第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な別の青色ＬＥＤの模式的断面構造図あって、(ａ) 半導体発光素子部分の模式的断面構造図、（ｂ）活性層部分の拡大された模式的断面構造図。
【図１３】本発明の第１乃至第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色ＬＥＤのｐ側電極およびｎ側電極まで形成した模式的断面構造図。
【図１４】本発明の第１乃至第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色ＬＥＤにおいて、最終電極形成工程後の模式的断面構造図。
【図１５】図７に対応する本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置の平面パターン構成例であって、（ａ）平面パターン例１の構成図、（ｂ）平面パターン例２の構成図、（ｃ）平面パターン例３の構成図。
【図１６】従来例に係る半導体発光素子の模式的断面構造図であって、（ａ）エピタキシャル成長を２回行うことによって、発光波長の違う活性層を作りこむ例、（ｂ）連続したエピタキシャル成長を行い、１度のエピタキシャル成長で発光波長の違う活性層を作りこむ例。
【符号の説明】
【０１１５】
２、４、６、１８…電極
８、３８…透明電極
１０…基板
１２…第１の半導体発光素子（ＬＥＤ１）
１４，１４ａ、１４ｂ，１４ｃ、３４…貼り付け電極
１６…第２の半導体発光素子（ＬＥＤ２）
２０…第３の半導体発光素子（ＬＥＤ３）
２２、１００…ＧａＡｓ基板
２４、３２…ＧａＰ層
２６、１６０、１７０…ｎ型クラッド層
２８、４２、１８０、１９０…活性層
３０、２００、２１０…ｐ型クラッド層
３６…反射層
３９…バッファ層
４０…ｎ型半導体層
４１…ブロック層
４４…ｐ型半導体層
４５…酸化物電極
４６、５０…カソード電極
４８…アノード電極
５８…反射積層膜
１００…ＧａＡｓ基板
１１０…ｐ側電極
１２０…ＧｓＡｓバッファ層
１４０、１５０…反射積層膜（ＤＢＲ）
２２０、２３０…ＩｎＧａＡｌＰ層
２４０、２５０…ＧａＰウィンドウ層
２６０、２７０…ＡｌＧａＩｎＰ層
２８０、２９０…ＧａＡｓ層（エッチングストップ層）
３００…第１のエピタキシャル成長層
３１０…最終バリア層
３１１〜３１ｎ…バリア層
３２０…第２のエピタキシャル成長層
３２１〜３２ｎ…井戸層
３３０,５１０…ｎ側電極
４１１…第１窒化物系半導体層
４１２…第２窒化物系半導体層
４１３…第３窒化物系半導体層
４１４…第４窒化物系半導体層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置に関し、特に、多色発光可能な半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の異なる色の光を発光することのできる発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などの多波長半導体発光素子が開発されている。
【０００３】
例えば、１つの半導体基板上に異なる半導体材料により発光層形成部が少なくとも２個形成される１チップ型の半導体発光素子の製法に関しては、既に開示されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１の半導体発光素子においては、少なくとも２個形成される発光層形成部の一方は、ＡｌＧａＩｎＰの４元系化合物半導体層で形成され、他方はＧａＰからなる化合物半導体層で形成されている。
【０００４】
一方、例えば、一つの基板上に２波長の発光素子を実現して、白色または多様な混合色を形成できかつ、簡単な工程で製作することのできる白色発光ダイオード及びその製造方法についても、既に開示されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２の白色発光ダイオードにおいては、第１の発光部を構成する活性層は、ＡｌＧａＩｎＰの４元系化合物半導体層で形成され、第２の発光部を構成する活性層は、ＩＩ―ＶＩ族の化合物半導体層で形成されている。結果として、基板上に６３５〜７８０ｎｍの波長領域を有するIII−Ｖ族の化合物半導体と、４５０〜５５０ｎｍの波長領域を有するＩＩ―ＶＩ族の化合物半導体とを成長させることで、白色及び多様な可視光領域の波長帯を実現している。
【０００５】
さらに、例えば、ＩｎＡｌＧａＮが積層されてなる窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、特に１チップで多色発光可能にできる発光素子についても、既に開示されている（例えば、特許文献３参照。）。特許文献３の発光素子においては、ＩｎＡｌＧａＮからなる活性層にドーピングを実施することによって、多色発光を実現している。
【０００６】
従来は２色以上の発光には、エピタキシャル成長を２回行うか、１度のエピタキシャル成長で発光波長の違う活性層を作りこむ必要があった。
【０００７】
図１６（ａ）は、第１の半導体発光素子１２と第２の半導体発光素子１６を形成する際、エピタキシャル成長を２回行うことによって、発光波長の違う活性層を作りこむ従来構造例を模式的に示し、図１６（ｂ）は、第１の半導体発光素子１２と第２の半導体発光素子１６を形成する際、連続したエピタキシャル成長を行い、１度のエピタキシャル成長で発光波長の違う活性層を作りこむ従来構造例を模式的に示す。
【０００８】
しかしながら、青色〜緑色発光のＬＥＤは窒化ガリウム系半導体材料で形成し、黄緑色〜赤色発光のＬＥＤはＩｎＧａＡｌＰ系半導体材料で形成する必要があり、材料系が違うため、高効率なエピタキシャル成長層を使うことが難しかった。
【特許文献１】特許第３８１７３２３号
【特許文献２】特開２００２−４３６２４号公報
【特許文献３】特許番号第２９１００２３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、１チップで小型パッケージに組み込まれ、高輝度、多色発光可能な半導体発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の一態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１の半導体発光素子と、前記第１の半導体発光素子上に配置された貼り付け電極と、前記貼り付け電極上に配置された第２の半導体発光素子とを備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置が提供される。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１の半導体発光素子と、前記基板上に、前記第１の半導体発光素子に隣接して配置された貼り付け電極と、前記貼り付け
電極上に配置された第２の半導体発光素子とを備えることを特徴とする半導体発光装置が提供される。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１の半導体発光素子と、前記基板上に、前記第１の半導体発光素子に隣接して配置された第２の半導体発光素子と、前記第１の半導体発光素子上に配置された第１の貼り付け電極と、前記第２の半導体発光素子上に配置された第２の貼り付け電極と、前記第１および第２の貼り付け電極上に配置された第３の貼り付け電極と、前記第３の貼り付け電極上に配置された第３の半導体発光素子とを備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置が提供される。
【００１３】
本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１の半導体発光素子と、前記第１の半導体発光素子上に配置された貼り付け電極と、前記貼り付け電極上に配置された第２の半導体発光素子と、前記貼り付け電極上に、前記第２の半導体発光素子に隣接して配置された第３の半導体発光素子とを備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置が提供される。
【００１４】
本発明の実施の形態に係る半導体発光装置においては、窒化ガリウム系のＬＥＤとＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤを貼り合わせて、２色以上のＬＥＤを実現することができる。
【００１５】
下側のＬＥＤは貼り付けをした貼り付け電極部で光がさえぎられるため、横方向から光を取り出す必要があるため下側は透明な基板にすることで、基板の横方向から光を取り出すことができる。なお、貼り付け電極部分を減らすことによって、下側のＬＥＤ（例えば青色ＬＥＤ）の光を上側に取り出すことも可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、１チップで小型パッケージに組み込まれ、高効率のＬＥＤを使うことで輝度が向上し、多色発光可能な半導体発光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１８】
また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１９】
以下の本発明の実施の形態に係る半導体発光装置において、「透明」とは、透過率が約５０％以上であるものと定義する。「透明」とは、本発明の実施の形態に係る半導体発光装置において、可視光線に対して、無色透明という意味で使用する。可視光線は波長約３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ程度、エネルギー約３．４ｅＶ〜１．５ｅＶ程度に相当し、この領域で吸収および反射,散乱を起こさなければ、透明である。
【００２０】
透明性はバンドギャップＥgとプラズマ周波数ωpによって決定される。バンドギャップＥgが約３．４ｅＶ以上である場合、可視光線では電子のバンド間遷移が起こらないため、可視光線を吸収せずに透過する。一方、プラズマ周波数ωpよりも低エネルギーの光は、プラズマ内部に進入できないため、プラズマとみなせるキャリアによって、反射される。プラズマ周波数ωpは、キャリア密度をｎ、電荷をｑ、誘電率をε、有効質量をｍ*とすると、ωp＝（ｎｑ2／εｍ*）1/2で表され、キャリア密度の関数である。
【００２１】
[第１の実施の形態]
（素子構造）
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置は、図１（ａ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１の半導体発光素子１２と、第１の半導体発光素子１２上に配置された貼り付け電極１４と、貼り付け電極１４上に配置された第２の半導体発光素子１６とを備える。基板１０は発光波長に対して透明である。ここで、基板１０は、例えばサファイア、ＧａＰなどで構成することができる。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、第１の半導体発光素子１２上に、貼り付け電極１４に隣接して配置された電極１８をさらに備え、第１の半導体発光素子１２上に、電極４を備えていても良い。
【００２３】
貼り付け電極１４と電極１８が、第１の半導体発光素子１２のアノード若しくはカソード電極を構成し、電極４と貼り付け電極１４が、第２の半導体発光素子１６のアノード若しくはカソード電極を構成する。貼り付け電極１４が共通アノード電極若しくはカソード電極となる。
【００２４】
また、第１の半導体発光素子１２および第２の半導体発光素子１６は、発光ピークの波長が１波長、若しくは２波長の半導体発光素子であっても良い。
【００２５】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置においては、例えば第１の半導体発光素子１２として、窒化ガリウム系のＬＥＤを適用し、第２の半導体発光素子１６として、ＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤを適用し、貼り付け電極１４で互いに貼り合わせて、２色以上のＬＥＤを実現することができる。下側のＬＥＤ１は貼り付けをした貼り付け電極１４の部分で光がさえぎられるため、横方向から光を取り出す必要がある。このため下側は透明な基板１０にすることで、基板１０の横方向から光を取り出すことができる。
【００２６】
なお、後述する図１（ｂ）と同様に、基板１０上に配置された透明電極８をさらに備えていても良い。透明電極８の材料としては、ＺｎＯ、ＩＴＯなどを適用することができる。
【００２７】
なお、貼り付け電極１４の部分を減らすことによって、下側のＬＥＤ１（例えば青色ＬＥＤ）の光を上側に取り出すことも可能である。
【００２８】
（変形例１）
本発明の第１の実施の形態の変形例１に係る半導体発光装置は、図１（ｂ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１の半導体発光素子１２と、第１の半導体発光素子１２上に配置された貼り付け電極１４と、貼り付け電極１４上に配置された第２の半導体発光素子１６とを備える。基板１０は発光波長に対して透明である。基板１０は、例えばサファイア、ＧａＰなどで構成することができる。
【００２９】
第２の半導体発光素子１６上に、電極４を備え、基板１０上に配置された透明電極８をさらに備えていても良い。
【００３０】
本発明の第１の実施の形態の変形例１に係る半導体発光装置においては、例えば第１の半導体発光素子１２として、窒化ガリウム系のＬＥＤを適用し、第２の半導体発光素子１６として、ＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤを適用し、貼り付け電極１４で互いに貼り合わせて、２色以上のＬＥＤを実現することができる。下側のＬＥＤ１は貼り付けをした貼り付け電極１４の部分で光がさえぎられるため、横方向から光を取り出す必要があるため下側は透明な基板１０にすることで、基板１０の横方向から光を取り出すことができる。
【００３１】
貼り付け電極１４と透明電極８が、第１の半導体発光素子１２のアノード若しくはカソード電極を構成し、電極４と貼り付け電極１４が、第２の半導体発光素子１６のアノード若しくはカソード電極を構成する。貼り付け電極１４が共通アノード電極若しくはカソード電極となる。
【００３２】
また、第１の半導体発光素子１２および第２の半導体発光素子１６は、発光ピークの波長が１波長、若しくは２波長の半導体発光素子であっても良い。
【００３３】
（変形例２）
本発明の第１の実施の形態の変形例２に係る半導体発光装置は、図１（ｃ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１の半導体発光素子１２と、基板１０上に、第１の半導体発光素子１２に隣接して配置された貼り付け電極１４と、貼り付け電極１４上に配置された第２の半導体発光素子１６とを備える。ここで、基板１０は、例えばサファイア、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＳｉＣなどで構成することができる。
【００３４】
基板１０は発光波長に対して透明であっても良い。この場合、基板１０は、例えばサファイア、ＧａＰなどで構成することができる。
【００３５】
図１（ｃ）に示すように、第１の半導体発光素子１２上に配置された電極１８と、第２の半導体発光素子１６上に配置された電極４と、基板１０上に配置された電極２をさらに備えていても良い。
【００３６】
貼り付け電極１４と電極４が、第２の半導体発光素子１６のアノード若しくはカソード電極を構成し、電極１８と電極２が、第１の半導体発光素子１２のアノード若しくはカソード電極を構成する。貼り付け電極１４が共通アノード電極若しくはカソード電極となる。
【００３７】
また、第１の半導体発光素子１２および第２の半導体発光素子１６は、発光ピークの波長が１波長、若しくは２波長の半導体発光素子であっても良い。
【００３８】
本発明の第１の実施の形態の変形例２に係る半導体発光装置においては、例えば第１の半導体発光素子１２として、窒化ガリウム系のＬＥＤを適用し、第２の半導体発光素子１６として、ＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤを適用し、貼り付け電極１４で互いに貼り合わせて、２色以上のＬＥＤを実現することができる。第１の半導体発光素子１２および第２の半導体発光素子１６は、いずれも上側から光をとりだすことができる。尚、第１の半導体発光素子１２は、透明な基板１０を用いることで、光を下側から取り出すこともできる。
【００３９】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される第１の半導体発光素子１２の構成例であって、サファイア基板１０上に青色ＬＥＤを形成した模式的断面構造図を示す。図３に示すように、第１の半導体発光素子１２上には、例えば金（Ａｕ）層からなる貼り付け電極１４が配置されている。
【００４０】
また、図４は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される第２の半導体発光素子１６の例であって、ＧａＡｓ基板上に赤色ＬＥＤを形成した模式的断面構造図を示す。すなわち、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される第２の半導体発光素子１６は、図４に示すように、ＧａＡｓ基板２２と、ＧａＡｓ基板２２上に配置されたＧａＰ層２４と、ＧａＰ層２４上に配置されたＡｌＩｎＰからなるｎ型クラッド層２６と、ｎ型クラッド層２６上に配置された活性層２８と、活性層２８上に配置されたＡｌＩｎＰからなるｐ型クラッド層３０と、ｐ型クラッド層３０上に配置されたＧａＰ層３２と、ＧａＰ層３２上に配置され, 例えば金（Ａｕ）層からなる貼り付け電極３４とを備える。
【００４１】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置であって、図３に示した青色ＬＥＤと図４に示した赤色ＬＥＤを貼り付け技術によって、貼り付けた構成の模式的断面構造図を示す。
【００４２】
貼り付け電極１４と３４の貼り付けの条件は、例えば、約１５０℃〜７００℃、望ましくは２００℃〜４００℃であり、熱圧着の圧力は、例えば、約０．１Ｐａ〜１０Ｐａ程度であり、望ましくは、約０．１Ｐａ〜１.０Ｐａ程度である。上記の例では、Ａｕ層―Ａｕ層間を張り合わせる例を示したが、Ａｕ層―Ｓｎ層間を張り合わせても良い。結果として、図５に示すように、貼り付け電極１４と３４が熱圧着によって貼り付けられて、共通のアノード電極４８が形成される。
【００４３】
図６は、図５において、貼り付け技術によって接続された部分の詳細な拡大された模式的断面構造図を示す。図６に示すように、第１の半導体発光素子１２のアノード側近傍は、ＧａＮ層からなるｐ型半導体層４４と、ｐ型半導体層４４上に配置された透明電極３８と、透明電極３８上に配置された反射層３６と、反射層３６上に配置された貼り付け電極１４を備える。
【００４４】
透明電極３８は、例えば厚さ約０．１μｍ〜１０μｍ程度のＺｎＯ膜で形成する。さらに、望ましくは、透明電極３は、約１μｍ程度のＺｎＯ膜で形成すると良い。
【００４５】
反射層３６はλ／４ｎ1とλ／４ｎ2の積層構造（ｎ1，ｎ2は積層する層の屈折率）を有する反射積層膜（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector）で構成することができる。積層構造に用いる材料としては、例えばλ＝４５０ｎｍの青色光に対して、ＺｒＯ2(ｎ＝２．１２)とＳｉＯ2(ｎ＝１．４６)からなる積層構造を用いることができる。この場合の各層の厚さは、ＺｒＯ2を、例えば約５３ｎｍ、ＳｉＯ2を、例えば約７７ｎｍとしている。積層構造を形成するための他の材料としては、ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3などを用いることもできる。さらにまた、積層構造を形成するための他の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）を用いることができる。
【００４６】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置の具体的な構成例であって、青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤを貼り付けて、２色発光の半導体発光素子を形成した模式的断面構造図を示す。
【００４７】
図５の貼り付け構造において、さらにＧａＡｓ基板２２を除去後、図７（ａ）に示すように、カソード電極５０、４６形成して、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置を完成する。
【００４８】
図７（ｂ）は、図７（ａ）の回路構成を示しており、共通アノードＡに対して、カソードＫ１、Ｋ２が分離され、アノードコモン構成の半導体発光装置が構成されている。
【００４９】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置の具体的な別の構成例であって、青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤを貼り付けて、２色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図を示す。図４の構成において、ＧａＰ層３２を省略した構造を貼り合せた構造に対応し、図７の構成に比べ、積層構造を簡略化している。その他の構成部分は図７と重複するため、説明は省略する。
【００５０】
（具体的構成例）
―赤色ＬＥＤ―
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な赤色ＬＥＤは、図９に示すように、ＧａＡｓ基板１００と、ＧａＡｓ基板１００上に配置されたＧａＡｓバッファ層１２０と、ＧａＡｓバッファ層１２０上に配置されたＡｌＩｎＰ／（ＡｌＧａ）ＩｎＰの積層構造からなる反射積層膜（ＤＢＲ）１４０と、反射積層膜１４０上に配置され，例えばＡｌＩｎＰからなるｎ型クラッド層１６０と、ｎ型クラッド層１６０上に配置され，例えば(ＡｌxＧａ1-x)0.5Ｉｎ0.5Ｐウェル層と(ＡｌyＧａ1-y)0.5Ｉｎ0.5Ｐバリア層(０≦ｘ＜ｙ＜１)の多重量子井戸構造の活性層１８０と、活性層１８０上に配置され，例えばＡｌＩｎＰからなるｐ型クラッド層２００と、ｐ型クラッド層２００上に配置されたＩｎＧａＡｌＰ層２２０と、ＩｎＧａＡｌＰ層２２０上に配置されたＧａＰウィンドウ層２４０と、ＧａＰウィンドウ層２４０上に配置され，エッチングストップ層となる（ＡｌＧａ）ＩｎＰ層２６０と、（ＡｌＧａ）ＩｎＰ層２６０上に配置されたＧａＡｓ層２８０とを備える。第１のエピタキシャル成長層３００は、連続した結晶成長によって形成される。
【００５１】
―黄緑色ＬＥＤ―
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な黄緑色ＬＥＤは、図１０に示すように、ＧａＡｓ基板１００と、ＧａＡｓ基板１００上に配置されたＧａＡｓバッファ層１２０と、ＧａＡｓバッファ層１２０上に配置されたＡｌＩｎＰ／（ＡｌＧａ）ＩｎＰの積層構造からなる反射積層膜１５０と、反射積層膜１５０上に配置され，例えばＡｌＩｎＰからなるｎ型クラッド層１７０と、ｎ型クラッド層１７０上に配置され，例えば(ＡｌxＧａ1-x)0.5Ｉｎ0.5Ｐウェル層と(ＡｌyＧａ1-y)0.5Ｉｎ0.5Ｐバリア層(０≦ｘ＜ｙ＜１)の多重量子井戸構造の活性層１９０と、活性層１９０上に配置され，例えばＡｌＩｎＰからなるｐ型クラッド層２１０と、ｐ型クラッド層２１０上に配置されたＩｎＧａＡｌＰ層２３０と、ＩｎＧａＡｌＰ層２３０上に配置されたＧａＰウィンドウ層２５０と、ＧａＰウィンドウ層２５０上に配置され，エッチングストップ層となる（ＡｌＧａ）ＩｎＰ層２７０と、（ＡｌＧａ）ＩｎＰ層２７０上に配置されたＧａＡｓ層２９０とを備える。第２のエピタキシャル成長層３２０も、連続した結晶成長によって形成される。
【００５２】
―青色ＬＥＤ―
本発明の本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色ＬＥＤは、図１１（ａ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置されたバッファ層３９と、バッファ層３９配置され、ｎ型不純物が不純物添加されたｎ型半導体層４０と、ｎ型半導体層４０上に配置され、ｎ型半導体層４０より低い濃度でｎ型不純物が不純物添加されたブロック層４１と、ブロック層４１上に配置された活性層４２と、活性層４２上に配置されたｐ型半導体層４４と、ｐ型半導体層４４上に配置された酸化物電極４５とを備える。
【００５３】
活性層４２は、図１１（ｂ）に示すように、バリア層３１１〜３１ｎ、３１０とそのバリア層３１１〜３１ｎ、３１０よりバンドギャップが小さい井戸層３２１〜３２ｎが交互に配置された積層構造を有する。以下において、活性層４２に含まれる第１バリア層３１１〜第ｎバリア層３１ｎを総称して「バリア層」という。また、活性層４２に含まれるすべての井戸層３２１〜３２ｎを総称して「井戸層」という。
【００５４】
上記の積層構造の最上層の最終バリア層３１０の膜厚は、その最終バリア層３１０以外の積層構造に含まれる他のバリア層（第１バリア層３１１〜第ｎバリア層３１ｎ）の厚さより厚く形成されていてもよい。
【００５５】
図１１に示した半導体発光素子では、最終バリア層３１０のｐ型ドーパンドの濃度が、ｐ型半導体層４４に接する最終バリア層３１０の第１主面から最終バリア層３１０の膜厚方向に沿って漸減し、第１主面に対向する第２主面においてｐ型ドーパンドが存在しない。
【００５６】
基板１０には、例えば、ｃ面（０００１）,０．２５°オフのサファイア基板などが採用可能である。ｎ型半導体層４０、活性層４２及びｐ型半導体層４４はそれぞれＩＩＩ族窒化物系半導体からなり、基板１０上にバッファ層３９、ｎ型半導体層４０、ブロック層４１、活性層４２及びｐ型半導体層４４が順次積層される。
【００５７】
ｐ型半導体層４４は、図１１（ａ）に示すように、活性層４２の上部に配置され,ｐ型不純物を含む第１窒化物系半導体層４１１と、第１窒化物系半導体層４１１上に配置され,第１窒化物系半導体層４１１のｐ型不純物よりも低濃度のｐ型不純物を含む第２窒化物系半導体層４１２と、第２窒化物系半導体層４１２上に配置され,第２窒化物系半導体層４１２のｐ型不純物よりも高濃度のｐ型不純物を含む第３窒化物系半導体層４１３と、第３窒化物系半導体層４１３上に配置され,第３窒化物系半導体層４１３のｐ型不純物よりも低濃度のｐ型不純物を含む第４窒化物系半導体層４１４とを備える。
【００５８】
第２窒化物系半導体層４１２の厚さは、第１窒化物系半導体層４１１、或いは第３窒化物系半導体層４１３乃至第４窒化物系半導体層４１４の厚さよりも厚く形成される。
【００５９】
活性層４２は、図１１（ｂ）に示すように、第１バリア層３１１〜第ｎバリア層３１ｎ及び最終バリア層３１０でそれぞれ挟まれた第１井戸層３２１〜第ｎ井戸層３２ｎを有する多重量子井戸（ＭＱＷ）構造である（ｎ：自然数）。つまり、活性層４２は、井戸層を井戸層よりもバンドギャップの大きなバリア層でサンドイッチ状に挟んだ量子井戸構造を単位ペア構造とし、この単位ペア構造をｎ回積層したｎペア構造を有する。
【００６０】
具体的には、第１井戸層３２１は第１バリア層３１１と第２バリア層３１２の間に配置され、第２井戸層３２２は第２バリア層３１２と第３バリア層３１３の間に配置される。そして、第ｎ井戸層３２ｎは第ｎバリア層３１ｎと最終バリア層３１０の間に配置される。活性層４２の第１バリア層３１１は、ｎ型半導体層４０上にブロック層４１を介して配置され、活性層４２の最終バリア層３１０上にはｐ型半導体層４４（４１１〜４１４）が配置される。
【００６１】
井戸層３２１〜３２ｎは、例えばＩｎxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）層によって形成され、バリア層３１１〜３１ｎ，３１０は、例えばＧａＮ層によって形成される。
【００６２】
図１２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な別の青色ＬＥＤの模式的断面構造図あって、半導体発光素子部分の模式的断面構造図、図１２（ｂ）は、活性層部分の拡大された模式的断面構造図を示す。
【００６３】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な別の青色ＬＥＤは、図１２（ａ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置されたバッファ層３９と、バッファ層３９上に配置され、ｎ型不純物が不純物添加されたｎ型半導体層４０と、ｎ型半導体層４０上に配置され、ｎ型半導体層４０より低い濃度でｎ型不純物が不純物添加されたブロック層４１と、ブロック層４１上に配置された活性層４２と、活性層４２上に配置されたｐ型半導体層４４と、ｐ型半導体層４４上に配置された酸化物電極４５とを備える。
【００６４】
本発明の第１乃至第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な別の青色ＬＥＤは、図１２（ａ）に示すように、活性層４２の上部に配置されたｐ型不純物を含む第３窒化物系半導体層４１３と、第３窒化物系半導体層４１３上に配置され、第３窒化物系半導体層４１３のｐ型不純物よりも低濃度のｐ型不純物を含む第４窒化物系半導体層４１４と、第４窒化物系半導体層４１４上に配置され、酸化物電極４５からなる透明電極とを備えることを特徴とする。
【００６５】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色ＬＥＤは、図１３に示すように、ｎ型半導体層４０に電圧を印加するｎ側電極５１０と、ｐ型半導体層４４に電圧を印加するｐ側電極１１０を更に備える。図１３に示すように、ｐ型半導体層４４、活性層４２、ブロック層４１、及びｎ型半導体層４０の一部領域をメサエッチングして露出させたｎ型半導体層４０の表面に、ｎ側電極５１０が配置される。
【００６６】
ｐ側電極１１０は、ｐ型半導体層４４上に酸化物電極４５を介して配置される。或いはまた、ｐ側電極１１０は、ｐ型半導体層４４上に直接配置されていても良い。第４窒化物系半導体層４１４上に配置される酸化物電極４５からなる透明電極は、例えば、ＺｎＯ、ＩＴＯ若しくはインジウムを含有するＺｎＯのいずれかを含む。
【００６７】
ｎ側電極５１０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）膜、Ｔｉ／Ｎｉ／ＡｕまたはＡｌ／Ｔｉ／Ａｕ，Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ，Ａｌ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕの多層膜、或いは上層からＡｕ-Ｓｎ／Ｔｉ／Ａｕ／Ｎi／Ａｌの多層膜からなり、ｐ側電極１１０は、例えばＡｌ膜、パラジウム（Ｐｄ）−金（Ａｕ）合金膜、Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｕの多層膜、或いは上層からＡｕ-Ｓｎ／Ｔｉ／Ａｕの多層膜からなる。そして、ｎ側電極５１０はｎ型半導体層４０に、ｐ側電極１１０は、酸化物電極４５を介してｐ型半導体層４４に、それぞれオーミック接続される。
【００６８】
図１４は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色ＬＥＤをフリップチップ構造に実装するために、ｐ側電極１１０の表面とｎ側電極３３０の表面を、基板１０から測った高さが同じ高さとなるように形成している。ｎ側電極３３０は、ｎ側電極５１０と同様に、例えばアルミニウム（Ａｌ）膜、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕの多層膜、或いは上層からＡｕ-Ｓｎ／Ｔｉ／Ａｕ／Ｎi／Ａｌの多層膜からなる。
【００６９】
図１４の構造は、酸化物電極４５として透明導電膜ＺｎＯを形成し、このＺｎＯを、発光する光の波長λに対して反射する反射積層膜５８で覆う構造を備える。反射積層膜５８はλ／４ｎ1とλ／４ｎ2の積層構造（ｎ1，ｎ2は積層する層の屈折率）を有する。積層構造に用いる材料としては、例えばλ＝４５０ｎｍの青色光に対して、ＺｒＯ2(ｎ＝２．１２)とＳｉＯ2(ｎ＝１．４６)からなる積層構造を用いることができる。この場合の各層の厚さは、ＺｒＯ2を、例えば約５３ｎｍ、ＳｉＯ2を、例えば約７７ｎｍとしている。積層構造を形成するための他の材料としては、ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3などを用いることもできる。
【００７０】
図１４に示す青色ＬＥＤによれば、反射積層膜５８により活性層４２内で発光した光を、ｐ側電極１１０で吸収されることなく、基板１０側から外部に取り出すことができるため、外部発光効率を向上することができる。
【００７１】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置は、２００μｍ×３００μｍの寸法を有する。このような微細パターンを有する多色発光の半導体発光装置によって、赤色、黄緑色、青色の２色発光、３色発光などの多色発光が可能となった。
【００７２】
赤色、黄緑色、青色の素子を個別に小さく形成しても、それを搭載するパッケージ台座の分、パッケージ全体の大きさが小さくならない。しかし、本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置を用いることで、例えば約１．５ｍｍ×１．３ｍｍ角程度のパッケージを、例えば約１．０ｍｍ×１．０ｍｍ角程度まで小さくすることが可能となった。
【００７３】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置においては、第１の半導体発光素子１２の活性層を、例えばＩｎxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）／ＧａＮのＭＱＷ構造によって形成し、第２の半導体発光素子１６の活性層を、(ＡｌxＧａy)0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０≦x≦０．８５、０≦ｙ≦１）４元系化合物半導体で形成することによって、青色ＬＥＤと赤色若しくは黄緑色ＬＥＤを貼り付け技術によって、実装化することができる。
【００７４】
例えば第２の半導体発光素子１６の活性層を、(ＡｌxＧａ1-x)0.5Ｉｎ0.5Ｐウェル層と(ＡｌyＧａ1-y)0.5Ｉｎ0.5Ｐバリア層(０≦ｘ＜ｙ＜１) の多重量子井戸構造で形成し、組成比を調整することによって、黄緑色ＬＥＤ若しくは赤色ＬＥＤを実装化可能となる。
【００７５】
組成比などを調整することによって、波長範囲約４５０ｎｍ〜７００ｎｍ程度において、所望の発光波長ピークを有する２色発光、３色発光、多色発光の半導体発光装置を得ることができる。
【００７６】
（平面パターン構成例）
図１５は、図７に対応する本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置の平面パターン構成例であって、図１５（ａ）は平面パターン例１の構成図、図１５（ｂ）は平面パターン例２の構成図、図１５（ｃ）は平面パターン例３の構成図をそれぞれ示す。
【００７７】
多色発光の半導体発光装置を別々、または同時に発光させるためには、カソード電極を共通とし、アノード電極パッドを別々に構成するカソードコモン構成と、アノード電極を共通とし、カソード電極パッドを別々に構成するアノードコモン構成がある。図７に対応する本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置は、図７（ｂ）の回路構成からも明らかなように、アノードコモン構成に対応する。
【００７８】
機械で認識する際は、電極パッドの反射率で認識するので、形状、もしくは反射率を変える必要がある。この機械認識によって、量産が可能となる。
【００７９】
図１５（ａ）乃至（ｃ）のパターン例１〜３においては、赤色ＬＥＤのＧａＰ層２４上にカソード電極５０が配置され、青色ＬＥＤのｎ型半導体層４０上にカソード電極４６が配置され、青色ＬＥＤのｐ型半導体層４４上に共通のアノード電極４８が配置されている。
【００８０】
青色ＬＥＤのｐ型半導体層４４の平面パターン形状を変化させることによって、図１５（ａ）乃至（ｃ）のパターン例１〜３のように変化した構成が可能である。特に、図１５（ｃ）の平面パターン例３においては、青色ＬＥＤのｐ型半導体層４４は基板１０の形状と略同等であるため、図示を省略している。
【００８１】
本発明の第１の実施の形態およびその変形例１、２によれば、１チップで小型パッケージに組み込まれ、高効率のＬＥＤを使うことで輝度が向上し、多色発光可能な半導体発光装置を提供することができる。
【００８２】
[第２の実施の形態]
（素子構造）
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置は、図２（ａ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１の半導体発光素子１２と、基板１０上に、第１の半導体発光素子１２に隣接して配置された第２の半導体発光素子１６と、第１の半導体発光素子１２上に配置された第１の貼り付け電極１４ａと、第２の半導体発光素子１６上に配置された第２の貼り付け電極１４ｃと、第１の貼り付け電極１４ａおよび第２の貼り付け電極１４ｃ上に配置された第３の貼り付け電極１４ｂと、第３の貼り付け電極１４ｂ上に配置された第３の半導体発光素子２０とを備える。基板は発光波長に対して透明である。
【００８３】
ここで、基板１０は、例えばサファイア、ＧａＰなどで構成することができる。
【００８４】
図２（ａ）に示すように、第３の半導体発光素子２０上に配置された電極６と、基板１０上に配置された透明電極８をさらに備えていても良い。
【００８５】
貼り付け電極１４ａと透明電極８が、第１の半導体発光素子１２のアノード若しくはカソード電極を構成し、貼り付け電極１４ｃと透明電極８が、第２の半導体発光素子１６のアノード若しくはカソード電極を構成する。貼り付け電極１４ｂと電極６が、第３の半導体発光素子２０のアノード若しくはカソード電極を構成する。
【００８６】
貼り付け電極１４ａ,１４ｂ,１４ｃが共通アノード電極若しくはカソード電極となる。
【００８７】
また、第１の半導体発光素子１２、第２の半導体発光素子１６および第３の半導体発光素子２０は、発光ピークの波長が１波長、若しくは２波長の半導体発光素子であっても良い。
【００８８】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置においては、例えば第１の半導体発光素子１２として、窒化ガリウム系のＬＥＤを適用し、第２の半導体発光素子１６として、ＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤを適用し、第３の半導体発光素子２０として、ＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤを適用し、貼り付け電極１４ａ,１４ｂ,１４ｃで互いに貼り合わせて、３色以上のＬＥＤを実現することができる。
【００８９】
下側のＬＥＤ１およびＬＥＤ２は貼り付けをした貼り付け電極１４ａ或いは１４ｃの部分で光がさえぎられるため、横方向から光を取り出す必要があるため下側は透明な基板１０にすることで、基板１０の横方向から光を取り出すことができる。
【００９０】
なお、基板１０上に配置された透明電極８の材料としては、ＺｎＯ、ＩＴＯなどを適用することができる。
【００９１】
なお、貼り付け電極１４ａあるいは１４ｃの部分を減らすことによって、下側のＬＥＤ１（例えば青色ＬＥＤ）或いはＬＥＤ２の光を上側に取り出すことも可能である。
【００９２】
（変形例）
本発明の第２の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置は、図２（ｂ）に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１の半導体発光素子１２と、第１の半導体発光素子１２上に配置された貼り付け電極１４と、貼り付け電極１４上に配置された第２の半導体発光素子１６と、貼り付け電極１４上に、第２の半導体発光素子１６に隣接して配置された第３の半導体発光素子２０とを備える。基板１０は発光波長に対して透明である。ここで、基板１０は、例えばサファイア、ＧａＰなどで構成することができる。
【００９３】
図２（ｂ）に示すように、第１の半導体発光素子１２上に、貼り付け電極１４に隣接して配置された電極１８をさらに備え、第２の半導体発光素子１６上に電極４を備え、第３の半導体発光素子２０上に電極６を備えていても良い。
【００９４】
貼り付け電極１４と電極１８が、第１の半導体発光素子１２のアノード若しくはカソード電極を構成し、電極４と貼り付け電極１４が、第２の半導体発光素子１６のアノード若しくはカソード電極を構成し、電極６と貼り付け電極１４が、第３の半導体発光素子２０のアノード若しくはカソード電極を構成する。貼り付け電極１４が共通アノード電極若しくはカソード電極となる。
【００９５】
また、第１の半導体発光素子１２、第２の半導体発光素子１６および第３の半導体発光素子２０は、発光ピークの波長が１波長、若しくは２波長の半導体発光素子であっても良い。
【００９６】
本発明の第２の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置においては、例えば第１の半導体発光素子１２として、窒化ガリウム系のＬＥＤを適用し、第２の半導体発光素子１６として、ＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤを適用し、第３の半導体発光素子２０として、ＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤを適用し、貼り付け電極１４で互いに貼り合わせて、３色以上のＬＥＤを実現することができる。下側のＬＥＤ１は貼り付けをした貼り付け電極１４の部分で光がさえぎられるため、横方向から光を取り出す必要があるため下側は透明な基板１０にすることで、基板１０の横方向から光を取り出すことができる。
【００９７】
なお、図１（ｂ）と同様に、基板１０上に配置された透明電極８をさらに備えていても良い。透明電極８の材料としては、ＺｎＯ、ＩＴＯなどを適用することができる。
【００９８】
なお、貼り付け電極１４の部分を減らすことによって、下側のＬＥＤ１（例えば青色ＬＥＤ）の光を上側に取り出すことも可能である。
【００９９】
（具体的構成例）
本発明の第２の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置においても、第１乃至第３の半導体発光素子の具体的構造は、図９乃至図１４に示した構造例を適用することができる。
【０１００】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置においても、図９に示した赤色ＬＥＤを適用可能である。
【０１０１】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置においても、図１０に示した黄緑色ＬＥＤを適用可能である。
【０１０２】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置においても、図１１〜図１４に示した青色ＬＥＤを適用可能である。
【０１０３】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置においても、第１の半導体発光素子１２の活性層を、例えばＩｎxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）／ＧａＮのＭＱＷ構造によって形成し、第２の半導体発光素子１６の活性層および第３の半導体発光素子１６の活性層を、(ＡｌxＧａy)0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０≦x≦０．８５、０≦ｙ≦１）４元系化合物半導体で形成することによって、青色ＬＥＤ、赤色および黄緑色ＬＥＤを貼り付け技術によって、実装化することができる。
【０１０４】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置においても、第１の半導体発光素子１２の活性層を、例えばＩｎxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）／ＧａＮのＭＱＷ構造によって形成し、第２の半導体発光素子１６の活性層を、例えば(ＡｌxＧａ1-x)0.5Ｉｎ0.5Ｐウェル層と(ＡｌyＧａ1-y)0.5Ｉｎ0.5Ｐバリア層(０≦ｘ＜ｙ＜１) の多重量子井戸構造で形成し、第３の半導体発光素子２０の活性層も、(ＡｌxＧａ1-x)0.5Ｉｎ0.5Ｐウェル層と(ＡｌyＧａ1-y)0.5Ｉｎ0.5Ｐバリア層(０≦ｘ＜ｙ＜１) の多重量子井戸構造で形成することによって、青色ＬＥＤ、黄緑色ＬＥＤ、および赤色ＬＥＤを共に実装化可能となる。
【０１０５】
組成比などを調整することによって、波長範囲約４５０ｎｍ〜７００ｎｍ程度において、所望の発光波長ピークを有する２色発光、３色発光、多色発光の半導体発光装置を得ることができる。
【０１０６】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置においても、第１の実施の形態に係る半導体発光装置の平面パターン構成の図１５を拡張し、同様に構成することができる。
【０１０７】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置においても、３個の半導体発光素子におおいて、カソード電極を共通とし、アノード電極パッドを別々に構成するカソードコモン構成と、アノード電極を共通とし、カソード電極パッドを別々に構成するアノードコモン構成が可能である。或いはまた、３個の半導体発光素子のうち、２個を並列構成として、使用することも可能である。
【０１０８】
本発明の第２の実施の形態およびその変形例によれば、１チップで小型パッケージに組み込まれ、高効率のＬＥＤを使うことで輝度が向上し、多色発光可能な半導体発光装置を提供することができる。
【０１０９】
[その他の実施の形態]
上記のように、本発明は第１乃至第２の実施の形態およびそれぞれの変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【０１１０】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光素子として、主としてＬＥＤを例に説明したが、レーザダイオード（ＬＤ:Laser Diode）を構成してもよく、その場合には、分布帰還型（ＤＦＢ：Distributed Feedback）ＬＤ、分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）ＬＤ、面発光ＬＤなどを構成しても良い。
【０１１１】
既に述べた実施の形態の説明においては、活性層が、それぞれバリア層で挟まれた複数の井戸層を有するＭＱＷ構造である場合を示したが、活性層が１つの井戸層を含み、この井戸層とｐ型半導体層間に配置された最終バリア層の膜厚を、Ｍｇの拡散距離より厚くした構造であってもよい。
【０１１２】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明の実施の形態に係る半導体発光装置は、半導体発光素子を２色、３色のパッケージなどの小型パッケージに組み込み、携帯電話などに組み込む半導体発光装置全般に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置であって、貼り付け技術によって、２色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図、（ｂ）本発明の第１の実施の形態の変形例１に係る半導体発光装置であって、貼り付け技術によって、別の２色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図、（ｃ）本発明の第１の実施の形態の変形例２に係る半導体発光装置であって、貼り付け技術によって、更に別の２色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図。
【図２】（ａ）本発明の第２の実施の形態に係る半導体発光装置であって、貼り付け技術によって、３色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図、（ｂ）本発明の第２の実施の形態の変形例に係る半導体発光装置であって、貼り付け技術によって、別の３色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される第１の半導体発光素子の例であって、サファイア基板上に青色ＬＥＤを形成した模式的断面構造図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される第２の半導体発光素子の例であって、ＧａＡｓ基板上に赤色ＬＥＤを形成した模式的断面構造図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置であって、図３に示した青色ＬＥＤと図４に示した赤色ＬＥＤを貼り付け技術によって、２色発光の半導体発光装置を形成した模式的断面構造図。
【図６】図５において、貼り付け技術によって接続された部分の拡大された模式的断面構造図。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置の具体的な構成例であって、（ａ）青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤを貼り付けて、２色発光の半導体発光素子を形成した模式的断面構造図、（ｂ）（ａ）に対応する回路構成図。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置の具体的な別の構成例であって、青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤを貼り付けて、２色発光の半導体発光素子を形成した模式的断面構造図。
【図９】本発明の第１乃至第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な赤色ＬＥＤの模式的断面構造図。
【図１０】本発明の第１乃至第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な黄緑色ＬＥＤの模式的断面構造図。
【図１１】本発明の第１乃至第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色ＬＥＤの模式的断面構造図であって、(ａ) 半導体発光素子部分の模式的断面構造図、（ｂ）活性層部分の拡大された模式的断面構造図。
【図１２】本発明の第１乃至第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な別の青色ＬＥＤの模式的断面構造図あって、(ａ) 半導体発光素子部分の模式的断面構造図、（ｂ）活性層部分の拡大された模式的断面構造図。
【図１３】本発明の第１乃至第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色ＬＥＤのｐ側電極およびｎ側電極まで形成した模式的断面構造図。
【図１４】本発明の第１乃至第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用可能な青色ＬＥＤにおいて、最終電極形成工程後の模式的断面構造図。
【図１５】図７に対応する本発明の第１の実施の形態に係る半導体発光装置の平面パターン構成例であって、（ａ）平面パターン例１の構成図、（ｂ）平面パターン例２の構成図、（ｃ）平面パターン例３の構成図。
【図１６】従来例に係る半導体発光素子の模式的断面構造図であって、（ａ）エピタキシャル成長を２回行うことによって、発光波長の違う活性層を作りこむ例、（ｂ）連続したエピタキシャル成長を行い、１度のエピタキシャル成長で発光波長の違う活性層を作りこむ例。
【符号の説明】
【０１１５】
２、４、６、１８…電極
８、３８…透明電極
１０…基板
１２…第１の半導体発光素子（ＬＥＤ１）
１４，１４ａ、１４ｂ，１４ｃ、３４…貼り付け電極
１６…第２の半導体発光素子（ＬＥＤ２）
２０…第３の半導体発光素子（ＬＥＤ３）
２２、１００…ＧａＡｓ基板
２４、３２…ＧａＰ層
２６、１６０、１７０…ｎ型クラッド層
２８、４２、１８０、１９０…活性層
３０、２００、２１０…ｐ型クラッド層
３６…反射層
３９…バッファ層
４０…ｎ型半導体層
４１…ブロック層
４４…ｐ型半導体層
４５…酸化物電極
４６、５０…カソード電極
４８…アノード電極
５８…反射積層膜
１００…ＧａＡｓ基板
１１０…ｐ側電極
１２０…ＧｓＡｓバッファ層
１４０、１５０…反射積層膜（ＤＢＲ）
２２０、２３０…ＩｎＧａＡｌＰ層
２４０、２５０…ＧａＰウィンドウ層
２６０、２７０…ＡｌＧａＩｎＰ層
２８０、２９０…ＧａＡｓ層（エッチングストップ層）
３００…第１のエピタキシャル成長層
３１０…最終バリア層
３１１〜３１ｎ…バリア層
３２０…第２のエピタキシャル成長層
３２１〜３２ｎ…井戸層
３３０,５１０…ｎ側電極
４１１…第１窒化物系半導体層
４１２…第２窒化物系半導体層
４１３…第３窒化物系半導体層
４１４…第４窒化物系半導体層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された第１の半導体発光素子と、
前記第１の半導体発光素子上に配置された貼り付け電極と、
前記貼り付け電極上に配置された第２の半導体発光素子と
を備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記第１の半導体発光素子上に、前記貼り付け電極に隣接して配置された電極をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記基板上に配置された透明電極をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記第１の半導体発光素子および前記第２の半導体発光素子は、発光ピークの波長が１波長、若しくは２波長の半導体発光素子であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
基板と、
前記基板上に配置された第１の半導体発光素子と、
前記基板上に、前記第１の半導体発光素子に隣接して配置された貼り付け電極と、
前記貼り付け電極上に配置された第２の半導体発光素子と
を備えることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項６】
前記第１の半導体発光素子および前記第２の半導体発光素子は、発光ピークの波長が１波長、若しくは２波長の半導体発光素子であることを特徴とする請求項５に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
基板と、
前記基板上に配置された第１の半導体発光素子と、
前記基板上に、前記第１の半導体発光素子に隣接して配置された第２の半導体発光素子と、
前記第１の半導体発光素子上に配置された第１の貼り付け電極と、
前記第２の半導体発光素子上に配置された第２の貼り付け電極と、
前記第１および第２の貼り付け電極上に配置された第３の貼り付け電極と、
前記第３の貼り付け電極上に配置された第３の半導体発光素子と
を備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項８】
前記基板上に配置された透明電極をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の半導体発光装置。
【請求項９】
基板と、
前記基板上に配置された第１の半導体発光素子と、
前記第１の半導体発光素子上に配置された貼り付け電極と、
前記貼り付け電極上に配置された第２の半導体発光素子と、
前記貼り付け電極上に、前記第２の半導体発光素子に隣接して配置された第３の半導体発光素子と
を備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項１０】
前記第１の半導体発光素子上に、前記貼り付け電極に隣接して配置された電極をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の半導体発光装置。
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された第１の半導体発光素子と、
前記第１の半導体発光素子上に配置された貼り付け電極と、
前記貼り付け電極上に配置された第２の半導体発光素子と
を備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記第１の半導体発光素子上に、前記貼り付け電極に隣接して配置された電極をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記基板上に配置された透明電極をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記第１の半導体発光素子および前記第２の半導体発光素子は、発光ピークの波長が１波長、若しくは２波長の半導体発光素子であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
基板と、
前記基板上に配置された第１の半導体発光素子と、
前記基板上に、前記第１の半導体発光素子に隣接して配置された貼り付け電極と、
前記貼り付け電極上に配置された第２の半導体発光素子と
を備えることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項６】
前記第１の半導体発光素子および前記第２の半導体発光素子は、発光ピークの波長が１波長、若しくは２波長の半導体発光素子であることを特徴とする請求項５に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
基板と、
前記基板上に配置された第１の半導体発光素子と、
前記基板上に、前記第１の半導体発光素子に隣接して配置された第２の半導体発光素子と、
前記第１の半導体発光素子上に配置された第１の貼り付け電極と、
前記第２の半導体発光素子上に配置された第２の貼り付け電極と、
前記第１および第２の貼り付け電極上に配置された第３の貼り付け電極と、
前記第３の貼り付け電極上に配置された第３の半導体発光素子と
を備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項８】
前記基板上に配置された透明電極をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の半導体発光装置。
【請求項９】
基板と、
前記基板上に配置された第１の半導体発光素子と、
前記第１の半導体発光素子上に配置された貼り付け電極と、
前記貼り付け電極上に配置された第２の半導体発光素子と、
前記貼り付け電極上に、前記第２の半導体発光素子に隣接して配置された第３の半導体発光素子と
を備え、前記基板は発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項１０】
前記第１の半導体発光素子上に、前記貼り付け電極に隣接して配置された電極をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の半導体発光装置。
【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】
【公開番号】特開２００９−１５２２９７（Ｐ２００９−１５２２９７Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２７４２４（Ｐ２００７−３２７４２４）
【出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
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