(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２導電型半導体層とその間に位置する活性層を含み、それぞれ前記第１及び第２導電型半導体層により形成され互いに反対方向を向いた第１及び第２面とその間に位置する側面を有する複数の発光積層体と、
前記第１導電型半導体層に接続するように前記それぞれの発光積層体の前記第１面に形成された第１コンタクトと、
前記第２導電型半導体層に接続するよう前記それぞれの発光積層体の前記第２面に形成された第２コンタクトと、
前記第２コンタクトが形成された領域を除いた前記それぞれの発光積層体の前記第２面及び側面に形成された第１絶縁層と、
前記第２コンタクトに連結され前記それぞれの発光積層体の側面に沿って延長され、前記第１面に隣接した部分が前記第１面と同一の方向に向かって露出した導電層と、
前記それぞれの発光積層体の側面と前記第２面を囲むよう形成された導電性物質からなる基板構造物と、
前記それぞれの発光積層体の前記第２コンタクト及び前記導電層が前記基板構造物と電気的に絶縁されるように前記発光積層体と前記基板構造物との間に形成された第２絶縁層を含み、
前記複数の発光積層体が互いに電気的に連結されるように形成された少なくとも一つの配線層をさらに含むことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記基板構造物は、メッキ工程によって得られた金属層であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
第１及び第２導電型半導体層とその間に位置する活性層を含み、それぞれ前記第１及び第２導電型半導体層により形成され互いに反対方向を向いた第１及び第２面とその間に位置する側面を有する複数の発光積層体と、
前記第１導電型半導体層に接続するように前記それぞれの発光積層体の前記第１面に形成された第１コンタクトと、
前記第２導電型半導体層に接続するよう前記それぞれの発光積層体の前記第２面に形成された第２コンタクトと、
前記第２コンタクトが形成された領域を除いた前記それぞれの発光積層体の前記第２面及び側面に形成された第１絶縁層と、
前記第２コンタクトに連結され前記それぞれの発光積層体の側面に沿って延長され、前記第１面に隣接した部分が前記第１面と同一の方向に向かって露出した導電層と、
前記それぞれの発光積層体の側面と前記第２面を囲むよう形成された基板構造物と、を含み、
前記基板構造物は、電気的絶縁性を有する物質からなり、
前記複数の発光積層体が互いに電気的に連結されるように形成された少なくとも一つの配線層をさらに含むことを特徴とする発光装置。
【請求項４】
前記導電層のうちの前記第１面に隣接した部分は、前記発光積層体の前記第１面とほぼ同一の高さに位置していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記導電層のうちの前記第１面に隣接した部分は、前記発光積層体の前記第１面より低い位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記少なくとも一つの配線層は、前記発光積層体の１つに設けられた前記導電層の露出した部分と、他の前記発光積層体に設けられた前記第１コンタクトとを連結する配線層を含むことを特徴とする請求項１又は３に記載の発光装置。
【請求項７】
前記少なくとも一つの配線層は、前記発光積層体の１つに設けられた前記導電層の露出した部分と、他の前記発光積層体に設けられた前記導電層の露出した部分とを連結する配線層を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記発光積層体の前記第１面のうち前記配線層が形成されている領域に形成された第３絶縁層をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記複数の発光積層体は、交流電圧で動作できるよう相互に電気的に連結されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
それぞれ成長用基板上に第１及び第２導電型半導体層とその間に位置する活性層を含む複数の発光積層体を形成する段階であって、前記それぞれの発光積層体は前記第１及び第２導電型半導体層により形成され互いに反対方向を向いた第１及び第２面とその間に位置する側面を有する段階と、
前記それぞれの発光積層体の前記第２面の少なくとも一部領域に第２コンタクトを形成し、前記第２コンタクトが形成された領域を除いた前記発光積層体の前記第２面と側面に第１絶縁層を形成する段階と、
前記第２コンタクトに連結され前記それぞれの発光積層体の側面に沿って前記第１面に隣接した領域まで延長された導電層を形成する段階と、
前記それぞれの発光積層体の側面と前記第２面を囲むように基板構造物を形成する段階と、
前記導電層のうちの前記第１面まで延長された部分が露出されるよう前記成長用基板から前記複数の発光積層体を分離する段階と、
前記第１導電型半導体層に接続するように前記それぞれの発光積層体の前記第１面に第１コンタクトを形成する段階と、を含み、
前記基板構造物は導電性物質からなり、
前記導電層の形成段階と前記基板構造物の形成段階との間に、前記発光積層体の側面と前記第２面上に第２絶縁層を形成する段階をさらに含み、
前記複数の発光積層体が互いに電気的に連結されるように少なくとも一つの配線層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記基板構造物を形成する段階は、メッキ工程により行われることを特徴とする請求項１６に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１２】
それぞれ成長用基板上に第１及び第２導電型半導体層とその間に位置する活性層を含む複数の発光積層体を形成する段階であって、前記それぞれの発光積層体は前記第１及び第２導電型半導体層により形成され互いに反対方向を向いた第１及び第２面とその間に位置する側面を有する段階と、
前記それぞれの発光積層体の前記第２面の少なくとも一部領域に第２コンタクトを形成し、前記第２コンタクトが形成された領域を除いた前記発光積層体の前記第２面と側面に第１絶縁層を形成する段階と、
前記第２コンタクトに連結され前記それぞれの発光積層体の側面に沿って前記第１面に隣接した領域まで延長された導電層を形成する段階と、
前記それぞれの発光積層体の側面と前記第２面を囲むように基板構造物を形成する段階と、
前記導電層のうちの前記第１面まで延長された部分が露出されるよう前記成長用基板から前記複数の発光積層体を分離する段階と、
前記第１導電型半導体層に接続するように前記それぞれの発光積層体の前記第１面に第１コンタクトを形成する段階と、
前記基板構造物は、電気的絶縁性を有する物質からなり、
前記複数の発光積層体が互いに電気的に連結されるように少なくとも一つの配線層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第２コンタクト及び前記第１絶縁層を形成する段階は、
前記第２コンタクトが形成される領域を除いた前記発光積層体の前記第２面と側面に第１絶縁層を形成する段階と、前記第２面の、前記第１絶縁層が形成されない領域に前記第２コンタクトを形成する段階とを含むことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１４】
前記複数の発光積層体を形成する段階は、
前記成長用基板上に前記第１導電型半導体層、前記活性層及び前記第２導電型半導体層を順に形成する段階と、成長させられたこれらの層から前記複数の発光積層体が得られるようメサエッチングを行う段階とを含むことを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１絶縁層は、前記複数の発光積層体の間の領域の上面まで延長され、
前記発光積層体を分離する段階の後に、前記第１絶縁層の、前記複数の発光積層体の間に位置する部分を除去する段階を含むことを特徴とする請求項１４に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１６】
前記メサエッチングは、前記複数の発光積層体の間の領域で前記成長用基板の一部が露出するよう行われることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１７】
前記導電層を形成する段階は、
前記第２コンタクトに連結され前記発光積層体の側面に沿って前記成長用基板の露出した部分まで延長された導電層を形成する段階であることを特徴とする請求項１６に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１８】
前記メサエッチングは、前記複数の発光積層体の間の領域で前記第１導電型半導体層の少なくとも一部が残留するように行われることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１９】
前記導電層を形成する段階は、
前記第２コンタクトに連結され前記発光積層体の側面に沿って前記第１導電型半導体層の残留した部分まで延長されるように前記導電層を形成する段階であることを特徴とする請求項１８に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２０】
前記少なくとも一つの配線層は前記発光積層体の１つに設けられた前記導電層の露出した部分と、他の前記発光積層体に設けられた前記第１コンタクトとを連結する配線層を含むことを特徴とする請求項１０乃至１９のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２１】
前記少なくとも一つの配線層は前記発光積層体の１つに設けられた前記導電層の露出した部分と、他の前記発光積層体に設けられた前記導電層の露出した部分とを連結する配線層を含むことを特徴とする請求項１０乃至２０のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２２】
前記配線層を形成する段階の前に、前記発光積層体の前記第１面のうちの前記配線層が形成される領域上に第３絶縁層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０乃至２１のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２３】
前記複数の発光積層体は交流電圧で動作できるように相互に電気的に連結されていることを特徴とする請求項１０乃至２２のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２４】
それぞれ第１及び第２導電型半導体層とその間に位置する活性層を有する発光積層体と、前記第１導電型半導体層に接続されるよう形成された第１コンタクトと、前記第２導電型半導体層に接続されるよう形成された第２コンタクトとをそれぞれ含む第１乃至第５ＬＥＤセルと、
前記第２導電型半導体層のうち前記第２コンタクトが形成された面が上面で露出されるように前記第１乃至第５ＬＥＤセルが埋設された導電性物質からなる基板構造物と、
前記各ＬＥＤセルの前記発光積層体の表面のうち前記第２コンタクトが形成された領域を除いた前記基板構造物に埋め込まれた面を覆うよう形成された絶縁層と、
前記各ＬＥＤセルの前記第２コンタクトに接続された領域と前記絶縁層に沿って延長されて前記基板構造物の上面の方向に露出して形成された領域を有するように形成された導電層と、
前記それぞれの発光積層体の前記第２コンタクト及び前記導電層が前記基板構造物と電気的に絶縁されるように前記発光積層体と前記基板構造物との間に形成された第２絶縁層と、
前記基板構造物の上面に配置され、前記ＬＥＤセルの１つの前記第１コンタクトまたは前記導電層の露出領域と他の前記ＬＥＤセルの前記第１コンタクトまたは前記導電層の露出した領域とを連結する配線層と、を含むことを特徴とするモノリシック発光ダイオードアレイ。
【請求項２５】
それぞれ第１及び第２導電型半導体層とその間に位置する活性層を有する発光積層体と、前記第１導電型半導体層に接続されるよう形成された第１コンタクトと、前記第２導電型半導体層に接続されるよう形成された第２コンタクトとをそれぞれ含む第１乃至第５ＬＥＤセルと、
前記第２導電型半導体層のうち前記第２コンタクトが形成された面が上面で露出されるように前記第１乃至第５ＬＥＤセルが埋設された電気的絶縁性を有する物質からなる基板構造物と、
前記各ＬＥＤセルの前記発光積層体の表面のうち前記第２コンタクトが形成された領域を除いた前記基板構造物に埋め込まれた面を覆うよう形成された絶縁層と、
前記各ＬＥＤセルの前記第２コンタクトに接続された領域と前記絶縁層に沿って延長されて前記基板構造物の上面の方向に露出して形成された領域を有するように形成された導電層と、
前記基板構造物の上面に配置され、前記ＬＥＤセルの１つの前記第１コンタクトまたは前記導電層の露出領域と他の前記ＬＥＤセルの前記第１コンタクトまたは前記導電層の露出した領域とを連結する配線層と、を含むことを特徴とするモノリシック発光ダイオードアレイ。
【請求項２６】
前記配線層は前記第１乃至第５ＬＥＤセルが交流電圧で動作できるように相互に電気的に連結されるよう形成されていることを特徴とする請求項２４又は２５に記載のモノリシック発光ダイオードアレイ。
【請求項２７】
前記配線層は、
前記第１ＬＥＤセルの前記第１コンタクトと前記第２ＬＥＤセルの前記第２コンタクトが一電源端に連結され、前記第３ＬＥＤセルの前記第２コンタクトと前記第２ＬＥＤセルの前記第１コンタクトが他の電源端に連結され、前記第５ＬＥＤセルの前記第１コンタクトに対して前記第１及び第４ＬＥＤセルの前記第２コンタクトが共通接点を有し、前記第５ＬＥＤセルの前記第２コンタクトに対して前記第２及び第３ＬＥＤセルの前記第１コンタクトが共通接点を有するよう形成されていることを特徴とする請求項２３乃至２５のいずれか１項に記載のモノリシック発光ダイオードアレイ。
【請求項２８】
相互に直列に連結された複数の前記第５ＬＥＤセルを含み、
該直列の連結で、一端に位置した前記第５ＬＥＤセルの前記第１コンタクトに対して前記第１及び第４ＬＥＤセルの前記第２コンタクトが共通接点を有し、他端に位置した前記第５ＬＥＤセルの前記第２コンタクトに対して前記第２及び第３ＬＥＤセルの前記第１コンタクトが共通接点を有することを特徴とする請求項２６に記載のモノリシック発光ダイオードアレイ。
【請求項２９】
２〜４つの前記第５ＬＥＤセルを有することを特徴とする請求項２７に記載のモノリシック発光ダイオードアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光装置及びその製造方法に関するもので、特に、複数の発光ダイオードが様々なアレイ形態で組み込まれたモノリシック発光ダイオードアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光ダイオードは出力及び効率や信頼性の面で光源として有利な長所を有するため、照明装置またはディスプレー装置のバックライトを代替できる高出力、高効率の光源として積極的に研究開発されつつある。
【０００３】
一般的に発光ダイオードは低い直流電流により駆動される。従って、正規電圧（交流２２０Ｖ）で発光ダイオードを駆動するためには低いＤＣ出力電圧を供給する追加の回路（例、ＡＣ／ＤＣコンバータ）が求められる。
【０００４】
しかし、このような追加の回路の導入はＬＥＤモジュールの構成を複雑にするだけでなく、その効率性及び信頼性を低下させることがある。また、複雑な構造により個別ＬＥＤの実装及び組立の過程で過ちが発生することがあり、この場合、高い逆バイアス電圧によりＬＥＤ素子が破壊する恐れがある。
【０００５】
このような問題を解決するため、ＡＣ電圧でも駆動可能な配線連結を有するＬＥＤアレイが提案されている。しかし、このような配線の連結も複雑な形態を有し、複雑な配線のために、十分な小型化を実現することは困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の従来の技術的問題を解決するためのもので、その１つの目的は多様な配線連結構造、特にＡＣ電圧駆動のための複雑な配線連結構造を容易に実現できる発光装置とモノリシック発光ダイオードアレイを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、多様な配線連結構造、特にＡＣ電圧駆動のための複雑な配線連結構造を有する発光装置とモノリシック発光ダイオードアレイの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の技術的目的を実現すべく、本発明の一態様は、
第１及び第２導電型半導体層とその間に位置した活性層を含み、第１及び第２導電型半導体層により形成され互いに反対方向を向いた第１及び第２面と、その間に位置する側面を有する少なくとも一つの発光積層体と、第１導電型半導体層に接続するように発光積層体の第１面に形成された第１コンタクトと、第２導電型半導体層に接続するよう発光積層体の第２面に形成された第２コンタクトと、第２コンタクトが形成された領域を除いた発光積層体の第２面及び側面に形成された第１絶縁層と第２コンタクトに連結され発光積層体の側面に沿って延長され、第１面に隣接した部分が第１面と同一の方向に向かって露出した導電層と発光積層体の側面と第２面を囲むよう形成された、導電性物質からなる基板構造物と、前記それぞれの発光積層体の前記第２コンタクト及び前記導電層が前記基板構造物と電気的に絶縁されるように前記発光積層体と前記基板構造物との間に形成された第２絶縁層を含み、前記複数の発光積層体が互いに電気的に連結されるように形成された少なくとも一つの配線層をさらに含む発光装置を提供する。
【０００９】
前記基板構造物はメッキ工程から得られた金属層とすることが出来る。
【００１０】
上記の技術的目的を実現すべく、本発明の他の態様は、第１及び第２導電型半導体層とその間に位置する活性層を含み、それぞれ前記第１及び第２導電型半導体層により形成され互いに反対方向を向いた第１及び第２面とその間に位置する側面を有する複数の発光積層体と、前記第１導電型半導体層に接続するように前記それぞれの発光積層体の前記第１面に形成された第１コンタクトと、前記第２導電型半導体層に接続するよう前記それぞれの発光積層体の前記第２面に形成された第２コンタクトと、前記第２コンタクトが形成された領域を除いた前記それぞれの発光積層体の前記第２面及び側面に形成された第１絶縁層と、前記第２コンタクトに連結され前記それぞれの発光積層体の側面に沿って延長され、前記第１面に隣接した部分が前記第１面と同一の方向に向かって露出した導電層と、前記それぞれの発光積層体の側面と前記第２面を囲むよう形成された基板構造物と、を含み、前記基板構造物は、電気的絶縁性を有する物質からなり、前記複数の発光積層体が互いに電気的に連結されるように形成された少なくとも一つの配線層をさらに含む発光装置を提供する。
【００１２】
他の実施態様では、導電層のうち第１面に隣接した部分は発光積層体の第１面とほぼ同一の高さに配置することが出来る。これとは異なって、導電層のうち第１面に隣接した部分は発光積層体の第１面より低い位置に配置することも出来る。
【００１３】
発光装置は、好ましくは、複数の発光積層体が相互に電気的に連結するように形成された少なくとも一つの配線層を含むことが出来る。少なくとも一つの配線層は発光積層体の１つに設けられた導電層の露出した部分または第１コンタクトと、他の発光積層体に設けられた導電層の露出した部分または第１コンタクトとを連結することが出来る。発光積層体の第１面のうち配線層が形成された領域が存在する場合には、その領域上に形成された第３絶縁層をさらに含むことが出来る。
【００１４】
このような発光積層体間の電気的な連結は、複数の発光積層体が交流電圧で動作できるよう構成することが出来る。
【００１５】
本発明の他の態様は、成長用基板上に第１及び第２導電型半導体層とその間に位置する活性層を含む少なくとも一つの発光積層体を形成する段階であって、発光積層体は第１及び第２導電型半導体層により形成され互いに反対方向を向いた第１及び第２面と、その間に位置する側面を有する、段階と、発光積層体の第２面の少なくとも一部領域に第２コンタクトを形成し、第２コンタクトが形成された領域を除いた発光積層体の第２面と側面に第１絶縁層を形成する段階と、第２コンタクトに連結され発光積層体の側面に沿って第１面に隣接した領域まで延長された導電層を形成する段階と、発光積層体の側面と第２面を囲むように基板構造物を形成する段階と、導電層のうちの第１面まで延長された部分が露出されるように成長用基板から発光積層体を分離する段階と、第１導電型半導体層に接続するように発光積層体の第１面に第１コンタクトを形成する段階と、を含み、前記基板構造物は導電性物質からなり、前記導電層の形成段階と前記基板構造物の形成段階との間に、前記発光積層体の側面と前記第２面上に第２絶縁層を形成する段階をさらに含み、前記複数の発光積層体が互いに電気的に連結されるように少なくとも一つの配線層を形成する段階をさらに含む発光装置の製造方法を提供する。
【００１６】
前記基板構造物を形成する段階は、メッキ工程により行うことが出来る。
【００１７】
本発明の他の態様は、それぞれ成長用基板上に第１及び第２導電型半導体層とその間に位置する活性層を含む複数の発光積層体を形成する段階であって、前記それぞれの発光積層体は前記第１及び第２導電型半導体層により形成され互いに反対方向を向いた第１及び第２面とその間に位置する側面を有する段階と、前記それぞれの発光積層体の前記第２面の少なくとも一部領域に第２コンタクトを形成し、前記第２コンタクトが形成された領域を除いた前記発光積層体の前記第２面と側面に第１絶縁層を形成する段階と、前記第２コンタクトに連結され前記それぞれの発光積層体の側面に沿って前記第１面に隣接した領域まで延長された導電層を形成する段階と、前記それぞれの発光積層体の側面と前記第２面を囲むように基板構造物を形成する段階と、前記導電層のうちの前記第１面まで延長された部分が露出されるよう前記成長用基板から前記複数の発光積層体を分離する段階と、
前記第１導電型半導体層に接続するように前記それぞれの発光積層体の前記第１面に第１コンタクトを形成する段階と、前記基板構造物は、電気的絶縁性を有する物質からなり、
前記複数の発光積層体が互いに電気的に連結されるように少なくとも一つの配線層を形成する段階をさらに含む発光装置の製造方法を提供する。
【００１８】
第２コンタクト及び第１絶縁層を形成する段階は、第２コンタクトが形成される領域を除いた発光積層体の第２面と側面に第１絶縁層を形成する段階と、第２面のうち第１絶縁層が形成されていない領域に第２コンタクトを形成する段階で実現することが出来る。
【００１９】
少なくとも一つの発光積層体としては複数の発光積層体を形成することができ、この場合、少なくとも一つの発光積層体を形成する段階は、成長用基板上に第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を順に形成する段階と、成長させられた層から複数の発光積層体が得られるようにメサエッチングを行う段階を含むことが出来る。
【００２０】
好ましくは、第１絶縁層は、複数の発光積層体の間の領域の上面まで延長され、発光積層体を分離する段階の後に、複数の発光積層体の間に位置した第１絶縁層の部分を除去する段階を含むことが出来る。
【００２１】
メサエッチングは、複数の発光積層体の間の領域で成長用基板の一部が露出するよう行うことが出来る。この場合、導電層を形成する段階は、第２コンタクトに連結され発光積層体の側面に沿って成長用基板の露出した部分まで延長された導電層を形成する段階とすることが出来る。
【００２２】
これとは異なって、メサエッチングは、複数の発光積層体の間の領域で第１導電型半導体層の少なくとも一部が残留するよう行うことも出来る。この場合、導電層を形成する段階は、第２コンタクトに連結され発光積層体の側面に沿って、残留した第１導電型窒化物半導体層まで延長された導電層を形成する段階とすることが出来る。
【００２３】
本発明の好ましい形態のモノリシック発光ダイオードアレイは、それぞれ第１及び第２導電型半導体層とその間に位置する活性層を有する発光積層体と、第１導電型半導体層にそれぞれ接続するよう形成された第１コンタクトと、第２導電型半導体層にそれぞれ接続するよう形成された第２コンタクトを含む第１乃至第５ＬＥＤセルと、第２導電型半導体層のうちの第２コンタクトが形成された面が露出した上面を有するよう第１乃至第５ＬＥＤセルが埋設された導電性物質からなる基板構造物と、各ＬＥＤセルの発光積層体の表面のうち第２コンタクトが形成された領域を除いた、基板構造物に埋め込まれた面に位置するよう形成された絶縁層と、各ＬＥＤセルの第２コンタクトに接続された領域と絶縁層に沿って延長されて基板構造物の上面の方向に露出する領域を有するように形成された導電層と、前記それぞれの発光積層体の前記第２コンタクト及び前記導電層が前記基板構造物と電気的に絶縁されるように前記発光積層体と前記基板構造物との間に形成された第２絶縁層と、基板構造物の上面に配置され、ＬＥＤセルの１つの第１コンタクトまたは導電層の露出領域と他のＬＥＤセルの第１コンタクトまたは導電層の露出した領域とを連結する配線層とを含む。
【００２４】
本発明の他の好ましい形態のモノリシック発光ダイオードアレイは、それぞれ第１及び第２導電型半導体層とその間に位置する活性層を有する発光積層体と、前記第１導電型半導体層に接続されるよう形成された第１コンタクトと、前記第２導電型半導体層に接続されるよう形成された第２コンタクトとをそれぞれ含む第１乃至第５ＬＥＤセルと、前記第２導電型半導体層のうち前記第２コンタクトが形成された面が上面で露出されるように前記第１乃至第５ＬＥＤセルが埋設された電気的絶縁性を有する物質からなる基板構造物と、前記各ＬＥＤセルの前記発光積層体の表面のうち前記第２コンタクトが形成された領域を除いた前記基板構造物に埋め込まれた面を覆うよう形成された絶縁層と、前記各ＬＥＤセルの前記第２コンタクトに接続された領域と前記絶縁層に沿って延長されて前記基板構造物の上面の方向に露出して形成された領域を有するように形成された導電層と、前記基板構造物の上面に配置され、前記ＬＥＤセルの１つの前記第１コンタクトまたは前記導電層の露出領域と他の前記ＬＥＤセルの前記第１コンタクトまたは前記導電層の露出した領域とを連結する配線層と、を含む。
【００２５】
本明細書で使用する用語のうち、「発光積層体」は発光ダイオードを構成するためのエピタキシャル層が積層された構造体を意味し、「発光ダイオード（ＬＥＤ）セル」はコンタクト構造が設けられた発光積層体を意味する。また、「モノリシック発光ダイオードアレイ」は複数の発光積層体または発光ダイオード（ＬＥＤ）セルを有する発光装置を意味し、従って、「複数の発光積層体を有する発光装置」と類似した用語として使われる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、基板構造物に埋め込まれた一方のコンタクトを導電層によって引出すことにより同一の面に両コンタクトが配置された発光装置が提供される。このような発光装置は、複数のＬＥＤセルを含むモノリシック構造の発光装置に適用することにより、複雑な連結（直列、並列またはその組合せ）を有するＬＥＤアレイを同一の面に形成された配線層を用いて容易に実現することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付の図面を参照して本発明をより詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態による発光装置を示す側断面図である。図１には、様々な配線連結を容易に実現できる発光装置の例として、単一セル構造のものが図示されている。
【００２８】
図１に図示されている通り、本実施形態による発光装置１０は、第１導電型半導体層１１ａ及び第２導電型半導体層１１ｂとその間に位置する活性層１１ｃを有する発光積層体１１と、発光積層体１１の下面及び側面を囲むよう形成された基板構造物１７とを含む。本実施形態に採用できる発光積層体１０は、ＡｌＧａＩｎＮだけでなく、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＺｎＯのような公知の半導体物質で構成することが出来る。
【００２９】
発光積層体１１の上面と下面にはそれぞれ第１及び第２導電型半導体層１１ａ，１１ｂに接続するように第１及び第２コンタクト１８，１３が形成されている。活性層１１ｃから生成された光は上記発光積層体１１の上面、即ち第１導電型半導体層１１ａを通して放出される。効率的な光放出が保障されるように、本実施形態のように第１コンタクト１８は発光積層体１１の上面のうちの一部の領域に限って形成されるか、光透過性を有する電極物質で形成されることが好ましい。
【００３０】
発光積層体１１の下面のうちの第２コンタクト１３が形成されていない領域と側面には第１絶縁層１２ａが形成されている。第１絶縁層１２ａはＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3のような高抵抗性酸化物または窒化物とすることが出来る。
【００３１】
発光装置１０は第２コンタクト１３に連結され発光積層体１１の側面に沿って延長された導電層１４を含む。ここで、導電層１４は第１絶縁層１２ａにより発光積層体１１と電気的に絶縁することが出来る。導電層１４のうち発光積層体２１の上面に隣接した部分はその上面と同一の方向に向かって露出している。導電層１４の露出領域と第１コンタクト１８（またはそれぞれから連結された他の導電物質の領域）は外部回路と連結されるボンディング領域として構成することが出来る。
【００３２】
本実施形態において、基板構造物１７は導電性物質から成ることが出来る。このような導電性物質は一般的に優れた熱伝導性を有するため、発光装置１０の基板として好ましく使用することが出来る。基板構造物１７は金属層とすることができ、支持体として十分な厚さを容易に得るため、好ましくはメッキ工程により形成することが出来る。このように基板構造物１７が電気的伝導性を有する場合には、発光積層体１１と基板構造物１７との間に第２絶縁層１２ｂをさらに形成する。第２絶縁層１２ｂにより発光積層体１１の第２コンタクト１３及び導電層１４は基板構造物１７と電気的に絶縁することが出来る。勿論、基板構造物１７は電気的絶縁性を有する物質から構成することが考えられ、この場合、第２絶縁層１２ｂが要らないこともある。
【００３３】
このように、基板構造物１７に埋設された第２コンタクト１３を導電層１４及び第１及び第２絶縁層１２ａ，１２ｂを有する電極引出構造を通して基板構造物１７の上面に引出すことにより、ほぼ同一の平面上に両極性のコンタクト領域を配置することが出来る。
【００３４】
このような構造を有する複数の発光積層体をモノリシック発光ダイオードアレイに適用した場合には、複数の発光積層体間の直列または並列の配線構造をより容易に実現することが出来る。
【００３５】
図２及び図３は本発明の他の実施形態による発光装置のモノリシック発光ダイオードアレイの配線構造の例を示す側断面図である。図２及び図３に図示されたモノリシック発光ダイオードアレイはそれぞれ直列及び並列の連結構造の例として理解することが出来る。
【００３６】
先ず、図２を参照すると、それぞれＬＥＤセル２０Ａ，２０Ｂとして提供される２つの発光積層体２１が直列に連結されたモノリシック発光ダイオードアレイ２０が図示されている。
【００３７】
各発光積層体２１は、第１及び第２導電型半導体層２１ａ，２１ｂとその間に位置した活性層２１ｃを有する。基板構造物２７が発光積層体２１の下面及び側面を囲むよう形成されている。
【００３８】
発光積層体２１の上面と下面にはそれぞれ第１及び第２導電型半導体層２１ａ，２１ｂに接続された第１及び第２コンタクト２８，２３が形成されている。第１コンタクト２８は発光積層体２１の上面のうちの一部の領域に限って形成されている。これとは異なって、より効率的な光放出が保障されるよう第１コンタクト２８は透明電極物質で形成することも出来る。勿論、本実施形態のように一部の領域に限って形成した場合にも透明電極物質を使用することが出来る。また、発光積層体２１間の配線連結が容易となるよう、第１コンタクト２８は図示されている通り、少なくとも発光積層体２１の上面の角領域に位置するよう形成することが好ましい。
【００３９】
発光積層体２１の下面のうち第２コンタクト２３が形成されない領域と側面には第１絶縁層２２ａが形成されている。第１絶縁層２２ａはＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３のような高抵抗性酸化物または窒化物とすることが出来る。
【００４０】
また、発光装置、すなわちモノリシック発光ダイオードアレイ２０は第２コンタクト２３に連結され発光積層体２１の側面に沿って延長された導電層２４を含む。ここで、導電層２４は第１絶縁層２２ａにより発光積層体２１と電気的に絶縁することが出来る。
【００４１】
ここで、ＬＥＤセルの所望の配線連結構造に応じて導電層２４が延長される側面を適切に選択することが出来る。即ち、本実施形態のように、直列連結を実現するため、１つのＬＥＤセル２０Ｂの導電層２４は他のＬＥＤセル２０Ａに隣接した側面に沿って延長することが好ましい。
【００４２】
導電層２４は発光積層体２１の上面に隣接した位置まで延長された構造を有することにより、埋め込まれた第２コンタクト２３を別途の配線層２９を用いて他の第２コンタクト２３に連結された導電層２４または第１コンタクト２８に連結させることが出来る。
【００４３】
即ち、本実施形態のように、ＬＥＤセル２０Ｂの導電層２４はそのＬＥＤセル２０Ｂの第２コンタクト２３から延長された形態を有し、配線層２９により他の隣接したＬＥＤセル２０Ａの第１コンタクト２８と連結させることが出来る。図２には、２つのＬＥＤセル２０Ａ，２０Ｂのみが例示されているが、当技術分野において通常の知識を有している者であれば、このような連結構造は３つ以上のＬＥＤセルでも同様に実現できるということが理解出来る。
【００４４】
本実施形態において、基板構造物２７は導電性物質から構成することが出来る。基板構造物２７はメッキ工程により形成される金属層とすることが出来る。基板構造物２７が電気的伝導性を有する場合、発光積層体２１と基板構造物２７との間に第２絶縁層２２ｂをさらに形成することが出来る。第２絶縁層２２ｂにより発光積層体２１の第２コンタクト２３及び導電層２４を基板構造物２７と電気的に絶縁することが出来る。
【００４５】
配線層２９が発光積層体２１の所望しない領域に接触することを効果的に防ぐため、発光積層体２１の上面のうち配線層２９が形成される領域に第３絶縁層２２ｃをさらに形成することが出来る。
【００４６】
このように、基板構造物２７に埋設された第２コンタクト２３は導電層２４及び第１及び第２絶縁層２２ａ，２２ｂを有する引出構造を用いて基板構造物２７の上面まで引出すことが出来る。従って、第１コンタクト２８と共に第２コンタクト２３はほぼ同一の平面上に接続部を有するため、本実施形態のように、簡素な配線層２９の形成工程を用いてＬＥＤセルの直列連結構造を容易に実現することが出来る。
【００４７】
図３に図示されたモノリシック発光ダイオードアレイ３０は、並列連結構造のＬＥＤセル３０Ａ，３０Ｂの配線構造を表す。
【００４８】
図３に図示されている通り、モノリシック発光ダイオードアレイ３０は、それぞれＬＥＤセル３０Ａ，３０Ｂとして構成された２つの発光積層体３１を含む。発光積層体３１はそれぞれ第１及び第２導電型半導体層３１ａ，３１ｂとその間に位置する活性層３１ｃを有する。基板構造物３７が発光積層体３１の下面及び側面を囲むよう形成されている。
【００４９】
先の実施形態と同様に、発光積層体３１の上面と下面にはそれぞれ第１及び第２導電型半導体層３１ａ，３１ｂに接続された第１及び第２コンタクト３８，３３が形成されている。第１コンタクト３８は発光積層体３１の上面のうちの一部の角領域に限って形成されている。
【００５０】
発光積層体３１の下面のうち第２コンタクト３３が形成されない領域と側面には第１絶縁層３２ａが形成されている。第１絶縁層３２ａはＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3のような高抵抗性酸化物または窒化物とすることが出来る。また、発光装置、すなわちモノリシック発光ダイオードアレイ３０は第２コンタクト３３に連結され発光積層体３１の側面に沿って延長された導電層３４を含む。ここで、導電層３４は第１絶縁層３２ａにより発光積層体３１と電気的に絶縁することが出来る。
【００５１】
本実施形態において、基板構造物３７は導電性物質から成ることが出来る。基板構造物３７はメッキ工程により形成される金属層とすることが出来る。基板構造物３７が電気的伝導性を有する場合、発光積層体３１と基板構造物３７との間に第２絶縁層３２ｂをさらに形成することが出来る。先の実施形態で説明した通り、第２絶縁層３２ｂにより発光積層体３１の第２コンタクト３３及び導電層３４は基板構造物３７と電気的に絶縁することが出来る。
【００５２】
また、本実施形態では、並列に連結されるよう、隣接した２つのＬＥＤセル３０Ａ，３０Ｂの導電層３４は他のＬＥＤセル３０Ｂ，３０Ａに隣接した側面に沿って延長することが好ましい。このような構造において、ＬＥＤセル３０Ａ，３０Ｂの導電層３４は相互に連結することができ、連結されるように形成されなくても、上面に隣接した領域が相互に連結されるように配線層３９を形成することにより連結することが出来る。これにより、埋め込まれた第２コンタクト３３は相互に電気的に連結することが出来る。
【００５３】
配線層３９が発光積層体３１の所望しない領域と接触することを効果的に防ぐため、発光積層体３１の上面のうち配線層３９が形成される領域に第３絶縁層３２ｃをさらに形成することが出来る。
【００５４】
図３には２つのＬＥＤセル３０Ａ，３０Ｂのみ例示されているが、当技術分野において通常の知識を有している者であれば、このような連結構造は３つ以上のＬＥＤセルでも同様に実現できるということが理解できる。
【００５５】
このように、本実施形態は先の実施形態と同様に、基板構造物３７に埋設された第２コンタクト３３を導電層３４及び第１及び第２絶縁層３２ａ，３２ｂを有する電極引出構造を用いて基板構造物３７の上面まで引出すことにより、ほぼ同一の平面上に両極性のコンタクト領域を配置することが出来る。従って、本実施形態のように、簡素な配線層３９の形成工程を用いてＬＥＤセルの連結構造を実現することが出来る。
【００５６】
上述の発光装置または複数のＬＥＤセルとその配線構造を含むモノリシック発光ダイオードアレイは、基板の分離工程を採用する通常の垂直構造発光ダイオードの製造方法を応用して製造することが出来る。
【００５７】
図４（ａ）乃至図４（ｇ）は、本発明によるモノリシック発光ダイオードアレイの製造工程の一例を説明するための工程別の断面図である。
【００５８】
先ず、図４（ａ）に図示されている通り、成長用基板１１０上にｎ型半導体層１１１ａ、活性層１１１ｃ及びｐ型半導体層１１１ｂを順に成長させた後に、メサエッチング工程を適用して複数の発光積層体１１１を形成する。
【００５９】
ｎ及びｐ型半導体層１１１ａ，１１１ｂと活性層１１１ｃはＡｌＧａＩｎＮだけでなく、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＺｎＯのような公知の半導体物質で構成することが出来る。本実施形態において、上記のメサエッチング工程は成長用基板１１０が露出する深さまで行われ、エピタキシャル層であるｎ半導体層１１１ａ，ｐ型半導体層１１１ｂ，及び活性層１１１ｃが複数の発光積層体１１１毎に完全に分離される。このように、２つの発光積層体１１１は、ｎ及びｐ型半導体層１１１ａ，１１１ｂにより形成され、互いに反対方向を向いた第１及び第２面と、その間に位置する側面を有する構造体として構成することが出来る。
【００６０】
次に、図４（ｂ）のように、コンタクト形成領域を除いた発光積層体１１１の第２面と側面に第１絶縁層１１２ａを形成する。
【００６１】
絶縁層１１２ａの形成工程は、発光積層体１１１の第２面と側面の全領域に絶縁体を蒸着させた後に、所望のコンタクト形成領域で絶縁体を選択的に除去することによって実現することが出来る。第１絶縁層１１２ａはＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3のような高抵抗性酸化物または窒化物とすることが出来る。
【００６２】
本実施形態において、第１絶縁層１１２ａは、発光積層体１１１の間の領域の上面まで延長された形態で例示されている。この場合、発光積層体１１１を分離する工程の後に、第１絶縁層１１２ａの、発光積層体１１１の間に位置する部分を除去することが出来る。これとは異なって、本工程で発光積層体１１１の間の第１絶縁層１１２ａの部分をさらに除去することにより、後続の工程で成長用基板１１０の分離と共に必要な導電層の部分を露出させることも出来る。
【００６３】
次に、図４（ｃ）に図示されている通り、発光積層体１１１の第２面のうちの露出されたコンタクト形成領域にｐ側コンタクト層１１３を形成し、ｐ側コンタクト層１１３に連結され発光積層体１１１の側面に沿って第１面に隣接する領域まで延長された導電層１１４を形成する。
【００６４】
ｐ側コンタクト層１１３はｐ型半導体層１１１ｂとオーミックコンタクトを形成する電極物質で構成することが出来る。導電層１１４はｐ側コンタクト層１１３の一部領域から第１絶縁層１１２ａが形成された発光積層体１１１の側面に沿って延長されて第１面に隣接する領域まで延長されるように形成される。先に説明した通り、導電層１１４を形成する側面としては、連結する他の発光積層体と隣接する側面を選択することが好ましい。ｐ側コンタクト層１１３は後続の工程で基板構造物１１７内に埋設されても、ｐ側コンタクト層１１３と連結された導電層１１４は発光積層体１１１の第１面の方向に露出した領域を有することが出来るため、他の発光積層体との適切な配線連結が可能になる。
【００６５】
次に、図４（ｄ）に図示されている通り、発光積層体１１１の側面と第２面上に第２絶縁層１１２ｂを形成することが出来る。
【００６６】
第２絶縁層１１２ｂは後続の工程で形成する基板構造物（図４（ｅ）の１１７）と導電層１１４を電気的に絶縁する役割を果たす。従って、第２絶縁層１１２ｂは少なくとも導電層１１４が覆われるよう形成される。第２絶縁層１１２ｂも第１絶縁層１１２ａと同様にＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3のような高抵抗性酸化物または窒化物とすることが出来る。このような第２絶縁層１１２ｂは基板構造物１１７を導電性物質で構成する場合に要される。従って、基板構造物１１７が電気的絶縁性を有する物質で形成される場合には第２絶縁層１１２ｂの形成工程を省略することが出来る。
【００６７】
次に、図４（ｅ）に図示されている通り、発光積層体１１１の側面と第２面を囲むように基板構造物１１７を形成する。
【００６８】
本実施形態において、基板構造物１１７はメッキ工程のためのシード層１１６を第２絶縁層１１２ｂ上に形成した後、メッキ工程を行うことによって得られる。基板構造物１１７はメッキ工程により形成された金属物質として例示されているが、これに限らず、先に説明した通り、金属のような導電性基板ではなく他の絶縁性基板で構成することもできる。
【００６９】
次に、図４（ｆ）に図示されている通り、成長用基板１１０から発光積層体１１１を分離する。必要に応じて、本実施形態のように、発光積層体１１１の第１面の一部領域に第３絶縁層１１２ｃを形成することが出来る。
【００７０】
基板構造物１１７を形成した後、成長用基板１１０を発光積層体１１１から分離する。このような分離工程としては、成長用基板１１０を除去する機械的または機械化学的研磨、化学的エッチング工程のような公知の工程が用いられるが、好ましくはレーザーリフトオフ工程により行うことが出来る。本工程によって、発光積層体１１１の第１面には先に形成された導電層１１４のうちの一部を露出させることができる。このような導電層１１４の露出領域は埋め込まれたｐ側コンタクト層１１３のための外部接続構造として用いることが出来る。
【００７１】
最後に、図４（ｇ）に図示されている通り、ｎ型半導体層１１１ａに接続するように発光積層体１１１の第１面にｎ側コンタクト層１１８を形成し、次にＬＥＤセル１２０Ａ，１  ２０Ｂを連結する配線層１１９を形成する。
【００７２】
本工程は成長用基板１１０の分離により露出した面に関する工程である。露出した面は発光積層体１１１の第１面を含む。発光積層体１１１の第１面の一部領域に所望のｎ側コンタクト層１１８を形成する。ｎ側コンタクト層１１８にはｎ型半導体層１１１ａとオーミックコンタクトを形成する電極物質を使用することが出来る。次に各発光積層体１１１を含むＬＥＤセル１２０Ａ，１２０Ｂが相互に連結されるように配線層１１９を形成する。
【００７３】
本実施形態のように、必要に応じて、配線層１１９の形成工程に先立ち、所望しない領域との接続を防ぐため、発光積層体１１１の第１面上に第３絶縁層１１２ｃを形成する工程をさらに行うことが出来る。本例では、図２と同様に配線層１１９が１つのＬＥＤセル１２０Ａのｎ側コンタクト層１１８と他のＬＥＤセル１２０Ｂのｐ側コンタクト層１１３（正確にはそれと連結された導電層１１４の露出領域）が連結されたモノリシック発光ダイオードアレイ１２０として例示されているが、図３で説明した通り、他の連結方式も容易に実現することが出来る。
【００７４】
上述の製造工程では、発光積層体の形成のため成長用基板が露出するようエピタキシャル層を完全に分離させる形態（ディープメサエッチング（ｄｅｅｐ−ｍｅｓａ ｅｔｃｈｉｎｇ））を例示したが、これとは異なり、発光積層体のためのメサエッチング工程をエピタキシャル層の一部領域を残留させる方式で行うことも出来る。この場合、導電層がレーザーリフトオフのような分離工程により損傷されることを防ぐことが出来る。
【００７５】
図５（ａ）乃至図５（ｇ）は本発明の他の実施形態で、シェロウメサエッチング（ｓｈａｌｌｏｗ ｍｅｓａ ｅｔｃｈｉｎｇ）を採用したモノリシック発光ダイオードアレイの製造工程を説明するための工程別の断面図である。
【００７６】
先ず、図５（ａ）に図示されている通り、成長用基板１３０上にｎ型半導体層１３１ａ、活性層１３１ｃ及びｐ型半導体層１３１ｂを順に成長させた後、メサエッチング工程を適用して複数の発光積層体１３１を形成する。
【００７７】
本実施形態で採用されたメサエッチング工程は、エピタキシャル層、すなわちｎ型半導体層１３１ａ、ｐ型半導体層１３１ｂ及び活性層１３１ｃを複数の発光積層体１３１毎に分離させるが、そのエピタキシャル層（特に、１３１ａ）の一部が所定の厚さｔで残留するよう行われる。残留した部分は、先に説明した通り、成長用基板の分離工程で導電層の損傷を防ぎながらもその後の除去が容易な程度の厚さとするのが好ましい。
【００７８】
本工程を通して得られた２つの発光積層体１３１は、図４（ａ）に図示する発光積層体１１１と同様に、ｎ及びｐ型半導体層１３１ａ，１３１ｂにより形成され、互いに反対方向を向いた第１及び第２面と、その間に位置する側面を有する構造体となっていることが分かる。
【００７９】
次に、図５（ｂ）のように、コンタクトの形成領域を除いた発光積層体１３１の第２面と側面に第１絶縁層１３２ａを形成する。
【００８０】
第１絶縁層１３２ａの形成工程は、発光積層体１３１の第２面と側面の全領域に絶縁体を蒸着した後に、所望のコンタクト形成領域で絶縁層を選択的に除去することによって実現することが出来る。第１絶縁層１３２ａはＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3のような高抵抗性酸化物または窒化物とすることが出来る。
【００８１】
次に、図５（ｃ）に図示されている通り、発光積層体１３１の第２面のうちの露出されたコンタクトの形成領域にｐ側コンタクト層１３３を形成し、ｐ側コンタクト層１３３に連結され発光積層体１３１の側面に沿って第１面に隣接する領域まで延長された導電層１３４を形成する。
【００８２】
ｐ側コンタクト層１３３は、ｐ型半導体層１３１ｂとオーミックコンタクトを形成する電極物質で構成することが出来る。導電層１３４はｐ側コンタクト層１３３の一部領域から第１絶縁層１３２ａが形成された発光積層体１３１の側面に沿って延長されて第１面に隣接する領域まで延長されるように形成される。
【００８３】
ｐ側コンタクト層１３３は後続の工程で基板構造物１３０内に埋め込まれても、ｐ側コンタクト層１３３と連結された導電層１３４は発光積層体１３１の第１面の方向に露出した領域を有することが出来るため、他の発光積層体との適切な配線連結が可能になる。
【００８４】
次に、図５（ｄ）に図示されている通り、発光積層体１３１の側面と第２面上に第２絶縁層１３２ｂを形成することが出来る。
【００８５】
第２絶縁層１３２ｂは、後続の工程で形成される基板構造物（図５（ｅ）の１３７）と導電層１３４を電気的に絶縁する役割を果たす。従って、第２絶縁層１３２ｂは少なくとも導電層１３４が覆われるよう形成される。
【００８６】
次に、図５（ｅ）に図示されている通り、発光積層体１３１の側面と第２面を囲むように基板構造物１３７を形成する。
【００８７】
本実施形態において、基板構造物１３７はメッキ工程のためのシード層１３６を第２絶縁層１３２ｂ上に形成した後、メッキ工程を行うことによって得られる。基板構造物１３７はメッキ工程により形成された金属物質として例示されているが、これに限定されず、金属のような導電性基板ではない他の絶縁性基板により構成することも出来る。
【００８８】
次に、図５（ｆ）に図示されている通り、成長用基板１３０から発光積層体１３１を分離する。必要に応じて、本実施形態のように、発光積層体１３１の第１面の一部領域に第３絶縁層１３２ｃを形成することが出来る。
【００８９】
基板構造物１３７を形成した後、成長用基板１３０を発光積層体１３１から分離する。このような分離工程としては、成長用基板１３０を除去する機械的または機械化学的研磨、化学的エッチング工程のような公知の工程が用いられるが、好ましくはレーザーリフトオフ工程により行うことが出来る。
【００９０】
導電層１３４は残留したエピタキシャル層の部分Ｓにより保護されるため、本分離工程において機械的な、化学的な、またはレーザー照射による損傷を効果的に防ぐことが出来る。また、残留したエピタキシャル層の部分Ｓは導電層１３４の一部を露出させるため第１絶縁層１３２ａの一部と共に除去する必要がある。分離工程においてレーザー照射などにより付随的に除去されるようにすることが好ましいが、必要に応じてさらなるエッチング工程を通して、配線連結に必要な導電層１３４の一部を露出させることが出来る。
【００９１】
発光積層体１３１の第１面には先に形成された導電層１３４のうちの一部が露出されるようにすることが出来る。このような導電層１３４の露出領域は埋め込まれたｐ側コンタクト層１３３のための外部接続構造として用いることが出来る。
【００９２】
最後に、図５（ｇ）に図示されている通り、ｎ型半導体層１３１ａに接続するように発光積層体１３１の第１面にｎ側コンタクト層１３８を形成し、次にＬＥＤセル１４０Ａ，１４０Ｂを連結する配線層１３９を形成する。
【００９３】
本工程は、成長用基板１３０の分離により露出した面に関する工程である。露出した面は発光積層体１３１の第１面を含む。発光積層体１３１の第１面の一部領域に所望のｎ側コンタクト層１３８を形成する。ｎ側コンタクト層１３８にはｎ型半導体層１３１ｂとオーミックコンタクトを形成する電極物質を使用することが出来る。
【００９４】
次に、各発光積層体１３１を含むＬＥＤセル１４０Ａ，１４０Ｂが相互に連結されるよう配線層１３９を形成する。
【００９５】
本実施形態のように、必要に応じて、配線層１３９の形成工程に先立ち、所望しない領域との接続を防ぐために、発光積層体１３１の第１面上に第３絶縁層１３２ｃを形成する工程をさらに行うことが出来る。本例では、図２と同様に配線層１３９が１つのＬＥＤセル１４０Ａのｎ側コンタクト層１３８と他のＬＥＤセル１４０Ｂのｐ側コンタクト層１３３（正確にはそれと連結された導電層１３４の露出領域）が連結されたモノリシック発光ダイオードアレイ１４０と例示されているが、図３で説明した通り、他の連結方式も容易に実現することが出来る。
【００９６】
本発明で提案するモノリシック発光ダイオードアレイは、ほぼ平面の同一の面に両コンタクトと連結された外部接続構造を配置することにより、複数のＬＥＤセル間の複雑な配線連結を容易に実現することが出来る。特に、交流電圧で動作するよう連結されたモノリシック発光素子は複雑な配線構造を要する場合が多い。このような場合に本発明は非常に有益に適用できる。
【００９７】
図６（ａ）は本発明により実現できるモノリシック発光ダイオードアレイのレイアウトで、図６（ｂ）に図示された等価回路によって表される形態を例示している。
【００９８】
図６（ａ）に図示されたレイアウトによるモノリシック発光ダイオードアレイは、相互に反対側に位置した両辺に隣接して形成された第１及び第２ＬＥＤセルＡ１，Ａ２と第３及び第４ＬＥＤセルＣ１，Ｃ２とを含み、その間に位置した３つの第５ＬＥＤセルＢ１，Ｂ２，Ｂ３に区分して理解することが出来る。
【００９９】
以下、図６（ｂ）を参照して、上記のモノリシック発光ダイオードアレイの配線構造を説明する。
【０１００】
先ず、第１ＬＥＤセルＡ１のｎ側コンタクトと第２ＬＥＤセルＡ２のｐ側コンタクトは第１ＡＣ電源端Ｐ１に連結される。第３ＬＥＤセルＣ１のｐ側コンタクトと第２ＬＥＤセルＣ２のｎ側コンタクトは第２ＡＣ電源端Ｐ２に連結される。
【０１０１】
３つの第５ＬＥＤセルＢ１，Ｂ２，Ｂ３は相互に直列に連結された構造を有している。一側辺に位置した、即ち第１及び第４ＬＥＤセルＡ１，Ｃ２の間に位置した第５ＬＥＤセルＢ１のｎ側コンタクトは第１及び第４ＬＥＤセルＡ１，Ｃ２のｐ側コンタクトとの共通接点を構成し、他の側辺に位置した、即ち第２及び第３ＬＥＤセルＡ２，Ｃ１の間に位置した第５ＬＥＤセルＢ３のｐ側コンタクトは第２及び第３ＬＥＤセルＡ２，Ｃ１のｎ側コンタクトとの共通接点を構成している。
【０１０２】
このようなレイアウトによる発光ダイオードアレイでは、電源端Ｐ１，Ｐ２にＡＣ電圧が印加された際に、３つの第５ＬＥＤセルＢ１，Ｂ２，Ｂ３は常に駆動され、ＡＣ電圧の周期に応じて第１及び第４ＬＥＤセルＡ１，Ｃ２と第２及び第３ＬＥＤセルＡ２，Ｃ１は交代で駆動される。結果として、ＡＣ電圧が印加されても、３つのＬＥＤセルＢ１，Ｂ２，Ｂ３を連続して駆動することが出来る。
【０１０３】
また、本例によるモノリシック発光ダイオードアレイのレイアウトは、ブレイクダウン電圧の面で有利な長所を有する。ブレイクダウン電圧の耐性を考慮して、ＬＥＤセルに印加される電圧がほぼ同様となるように設計することがより好ましい。このような設計は各ＬＥＤセルをほぼ同一の面積に構成することにより効果的に実現することが出来る。また、このために、第５ＬＥＤセルの数を適切に調整することが出来る。好ましい第５ＬＥＤセルの数は１乃至４つの範囲である。
【０１０４】
上述のＡＣ用モノリシック発光ダイオードアレイは、図６（ａ）のレイアウトに図示されている通り、複雑な配線構造を有するため、モノリシック構造で実現することが困難である。しかし、このような配線構造も本発明で提示した配線構造を通して非常に容易に実現することが出来る。
【０１０５】
これは図６（ａ）に図示されたモノリシック発光ダイオードアレイを本発明によって実現できる形態である図７（ａ）乃至図７（ｃ）を参照した説明を通して理解することができる。
【０１０６】
図７（ａ）乃至図７（ｃ）はそれぞれ図６（ａ）に図示されたモノリシック発光ダイオードアレイをＸ１−Ｘ１'、Ｘ２−Ｘ２'及びＹ−Ｙ'に沿って切断した側断面図で、図２及び図３についての説明を参照することが出来る。但し、本実施形態において発光積層体を構成するメサエッチング工程及びそれによる構造に関しては、図３に説明した方式と同様の場合を例示している。
【０１０７】
図７（ａ）乃至図７（ｃ）を参照すると、切断線に応じて、基板構造物１５７に埋め込まれたＬＥＤセルのうちの３つがそれぞれ図示されている。ＬＥＤセルはそれぞれｎ型及びｐ型半導体層１５１ｂ，１５１ａとその間に位置した活性層１５１ｃを有する発光積層体１５１と発光積層体１５１の下面及び側面を囲むよう形成された基板構造物１５７を含んでいる。
【０１０８】
切断線に応じて部分的に図示されていない場合もあるが、発光積層体１５１の上面と下面にはそれぞれｎ型及びｐ型半導体層１５１ｂ，１５１ａに接続されたｎ及びｐ側コンタクト１５８，１５３が形成されている。発光積層体１５１の下面のうちｐ側コンタクト１５３が形成されない領域と側面には第１絶縁層１５２ａが形成されている。
【０１０９】
ｐ側コンタクト１５３に連結され発光積層体１５１の側面に沿って延長された導電層１５４が形成されている。導電層１５４は第１絶縁層１５２ａにより発光積層体１５１と電気的に絶縁することが出来る。
【０１１０】
以下、図６（ａ）に図示された各コンタクトの配線連結に関して図７（ａ）乃至図７（ｃ）をそれぞれ参照して説明する。
【０１１１】
先ず、図７（ａ）を参照すると、各ＬＥＤセルＡ１，Ｃ２に設けられた導電層１５４は、そのｐ側コンタクトを連結する対象（他のＬＥＤセルとコンタクト種類）と隣接した側面を選択して、その側面に沿って延長されている。即ち、図７（ａ）に図示された構造（即ち、図６（ａ）のＸ１−Ｘ１'）では、第１及び第４ＬＥＤセルＡ１，Ｃ２の導電層１５４は第５ＬＥＤセルＢ１に隣接した側面に沿って延長することが出来る。
【０１１２】
導電層１５４は配線連結のために発光積層体１５１の上面に隣接した位置で露出した領域を有する。第１及び第４ＬＥＤセルＡ１，Ｃ２の導電層１５４のうちの露出した領域は、配線層１５９により第５ＬＥＤセルＢ１のｎ側コンタクト１５８と電気的に連結されている。これにより、第１及び第４ＬＥＤセルＡ１，Ｃ２のｐ側コンタクト１５３はその間に位置する第５ＬＥＤセルＢ１のｎ側コンタクト１５８との共通接点を有することが出来る。
【０１１３】
図７（ｂ）（Ｘ２−Ｘ２'線に沿った断面図）を参照すると、第２及び第３ＬＥＤセルＡ２，Ｃ１の間に位置した第５ＬＥＤセルＢ３の導電層１５４は、第２及び第３ＬＥＤセルＡ２，Ｃ１に隣接した側面に沿って２つの方向に延長され、配線連結のために発光積層体１５１の上面に隣接した位置で露出した領域を有する。
【０１１４】
第５ＬＥＤセルＢ３の導電層１５４のうちの露出した領域は、配線層１５９により第２及び第３ＬＥＤセルＡ２，Ｃ１のｎ側コンタクト１５８と電気的に連結されている。これにより、第２及び第３ＬＥＤセルＡ２，Ｃ１のｎ側コンタクト１５８はその間に位置した第５ＬＥＤセルＢ３のｐ側コンタクト１５３との共通接点を有することが出来る。
【０１１５】
図７（ｃ）（Ｙ−Ｙ'線に沿った断面図）を参照すると、３つの第５ＬＥＤセルＢ１，Ｂ２，Ｂ３が並んで直列に連結された構造が図示されている。第５ＬＥＤセルＢ１，Ｂ２の導電層１５４はそれぞれ他の第５ＬＥＤセルＢ２，Ｂ３に隣接した側面に沿って延長され、配線連結のために発光積層体１５１の上面に隣接した位置で露出した領域を有している。
【０１１６】
第５ＬＥＤセルＢ１，Ｂ２の導電層１５４のうちの露出した領域は、配線層１５９により他の第５ＬＥＤセルＢ２，Ｂ３のｎ側コンタクト１５８と電気的に連結されている。これにより、３つの第５ＬＥＤセルＢ１，Ｂ２，Ｂ３は並んで直列に連結することが出来る。
【０１１７】
このように、基板構造物１５７に埋め込まれたｐ側コンタクト１５３を引出す導電層１５４の位置を適切に選択し、配線層１５７を形成することによりＬＥＤセル間の所望の連結を容易に実現することが出来る。特に、切断面毎に別々に説明したが、各断面図において互いに対応する構成要素は同一の工程を通して形成されるため、図６（ａ）に図示された複雑な配線構造を有するモノリシック発光ダイオードアレイをより効率的に製造することが出来る。
【０１１８】
上述の例では説明しなかったが、配線層１５９の形成位置に応じて第３絶縁層１５２ｃをさらに形成することが出来る。第３絶縁層１５２ｃは主に配線層１５９のような外部要素との接触を防ぐことにより発光積層体１５１を保護する働きをする。
【０１１９】
本発明は上述の実施形態及び添付の図面により限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲により規定される。特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で様々な形態の置換、変形及び変更が可能であるということは当技術分野の通常の知識を有している者には自明である。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の一実施形態による発光装置を示す側断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態による発光装置であってモノリシック発光ダイオードアレイの一例の配線構造を示す側断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態による発光装置であってモノリシック発光ダイオードアレイの他の配線構造を示す側断面図である。
【図４】本発明の一例のモノリシック発光ダイオードアレイの製造工程を説明するための工程別の断面図である。
【図５】本発明の他の例によるモノリシック発光ダイオードアレイの製造工程を説明するための工程別の断面図である。
【図６】本発明の好ましい実施形態によるモノリシック発光ダイオードアレイの配置図及びその等価回路図である。
【図７】図６（ａ）に図示されたモノリシック発光ダイオードアレイに採用可能な配線構造を示す側断面図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１０ 発光装置
１１，２１，３１ 発光積層体
１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂ，３２a，３２ｂ，３２ｃ 絶縁層
１３，１８，２３，２８ コンタクト
１４，２４，３４ 導電層
１７，２７，３７ 基板構造物
２０，３０ モノリシック発光ダイオードアレイ
２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ ＬＥＤセル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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