JP2000114592A - 発光ダイオードの製造方法 - Google Patents
発光ダイオードの製造方法Info
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- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 高輝度で、信頼性の向上した、効率の良い発
光ダイオードの製造方法を提供する。 【解決手段】 第１導電型のＧａＡｓ基板上に、単層ま
たは多層からなるＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ(０≦ｘ≦１，
０≦ｙ≦１)発光層、第２導電型のＡｌxＧａyＩｎ1-x-y
Ｐ(０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１)中間層、および第２導電型
のＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ(０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１)電
流拡散層を形成する工程と、該第１導電型のＧａＡｓ基
板および該第２導電型の電流拡散層に、第１導電型の電
極、第２導電型の電極をそれぞれ接するように形成する
工程とを包含する発光ダイオードの製造方法。
光ダイオードの製造方法を提供する。 【解決手段】 第１導電型のＧａＡｓ基板上に、単層ま
たは多層からなるＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ(０≦ｘ≦１，
０≦ｙ≦１)発光層、第２導電型のＡｌxＧａyＩｎ1-x-y
Ｐ(０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１)中間層、および第２導電型
のＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ(０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１)電
流拡散層を形成する工程と、該第１導電型のＧａＡｓ基
板および該第２導電型の電流拡散層に、第１導電型の電
極、第２導電型の電極をそれぞれ接するように形成する
工程とを包含する発光ダイオードの製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示用および伝送
用等に用いられる発光ダイオードの製造方法に関する。
用等に用いられる発光ダイオードの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信や情報表示パネル等に発光
ダイオード(ＬＥＤ)が広く用いられている。これらの発
光ダイオードのチップ化工程は、従来ダイシングにより
実施されているが、ダイシング時において基板のダイシ
ング面は歪が残留した状態にある。この状態のままでチ
ップを樹脂モールドを実施すると、通電によって輝度の
低下が発生する。極端な場合は、チップを樹脂モールド
するだけでダークラインが観察されたり、クラックが入
ることがある。このような問題を回避するために、基板
をダイシングした後にダイシング面を数μｍ程度の深さ
でエッチングすることにより、チップの歪層を除去し
て、その後にチップを樹脂モールドする手法が採用され
ている。
ダイオード(ＬＥＤ)が広く用いられている。これらの発
光ダイオードのチップ化工程は、従来ダイシングにより
実施されているが、ダイシング時において基板のダイシ
ング面は歪が残留した状態にある。この状態のままでチ
ップを樹脂モールドを実施すると、通電によって輝度の
低下が発生する。極端な場合は、チップを樹脂モールド
するだけでダークラインが観察されたり、クラックが入
ることがある。このような問題を回避するために、基板
をダイシングした後にダイシング面を数μｍ程度の深さ
でエッチングすることにより、チップの歪層を除去し
て、その後にチップを樹脂モールドする手法が採用され
ている。
【０００３】例えば、従来のＧａＰ系のＬＥＤの場合に
は、基板をダイシングした後にダイシング面を硫酸／過
酸化水素系のエッチャントにより、３μｍ程度エッチン
グしている。また、電流拡散層にＡｌxＧａ1-xＡｓ(０
≦ｘ≦１)を採用したＡｌＧａＩｎＰ系のＬＥＤの場合
には臭素／メタノール混合液により、２μｍ程度エッチ
ングしている。
は、基板をダイシングした後にダイシング面を硫酸／過
酸化水素系のエッチャントにより、３μｍ程度エッチン
グしている。また、電流拡散層にＡｌxＧａ1-xＡｓ(０
≦ｘ≦１)を採用したＡｌＧａＩｎＰ系のＬＥＤの場合
には臭素／メタノール混合液により、２μｍ程度エッチ
ングしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電流拡
散層にＡｌＧａＡｓを採用したＡｌＧａＩｎＰ系のＬＥ
Ｄの場合、発光波長を短波長(例えば、５５０〜５９０
ｎｍ)化したときに、電流拡散層で光の吸収が生じて、
輝度が低下する。さらに、このような光の吸収を減らす
ために、電流拡散層におけるＡｌ混晶比を増加させる
と、高温高湿下でのＬＥＤの信頼性に問題が生じる。
散層にＡｌＧａＡｓを採用したＡｌＧａＩｎＰ系のＬＥ
Ｄの場合、発光波長を短波長(例えば、５５０〜５９０
ｎｍ)化したときに、電流拡散層で光の吸収が生じて、
輝度が低下する。さらに、このような光の吸収を減らす
ために、電流拡散層におけるＡｌ混晶比を増加させる
と、高温高湿下でのＬＥＤの信頼性に問題が生じる。
【０００５】そこで、電流拡散層にＡｌＧａＡｓに比べ
てエネルギーバンドギャップがさらに大きく、かつＡｌ
を含まないＧａＰを採用している。しかしこの場合にお
いては、電流拡散層のＧａＰが基板のＧａＡｓに対して
約３．６％の格子不整合を有するので、基板をダイシン
グした時にＡｌＧａＩｎＰ発光層とＧａＰ電流拡散層の
界面に歪がより深くまで入り易くなる。従って、通電に
よる輝度の低下を防止するために、ＡｌＧａＩｎＰ発光
層およびＧａＰ電流拡散層をより深くまでエッチングす
る必要がある。
てエネルギーバンドギャップがさらに大きく、かつＡｌ
を含まないＧａＰを採用している。しかしこの場合にお
いては、電流拡散層のＧａＰが基板のＧａＡｓに対して
約３．６％の格子不整合を有するので、基板をダイシン
グした時にＡｌＧａＩｎＰ発光層とＧａＰ電流拡散層の
界面に歪がより深くまで入り易くなる。従って、通電に
よる輝度の低下を防止するために、ＡｌＧａＩｎＰ発光
層およびＧａＰ電流拡散層をより深くまでエッチングす
る必要がある。
【０００６】本発明の目的は、高輝度で、信頼性の向上
した、効率の良い発光ダイオードの製造方法を提供する
ことにある。
した、効率の良い発光ダイオードの製造方法を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の発光ダイオード
の製造方法は、第１導電型のＧａＡｓ基板上に、単層ま
たは多層からなるＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ(０≦ｘ≦１，
０≦ｙ≦１)発光層、第２導電型のＡｌxＧａyＩｎ1-x-y
Ｐ(０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１)中間層、および第２導電型
のＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ(０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１)電
流拡散層を形成する工程と、該第１導電型のＧａＡｓ基
板および該第２導電型の電流拡散層に、第１導電型の電
極、第２導電型の電極をそれぞれ接するように形成する
工程とを包含する発光ダイオードの製造方法であって：
該第２導電型の電流拡散層および該第２導電型の電極の
露出表面に保護膜を形成する工程と；該第２導電型の電
極を挟み、かつ、少なくとも該第１導電型のＧａＡｓ基
板に達する深さの溝部をダイシングによって形成する工
程と；臭素系のエッチャントにより、該発光層、該第２
導電型の中間層、および該第２導電型の電流拡散層を該
溝部に面した位置から該基板面に垂直な方向に４μｍ以
上、かつ該第２導電型の電極の端部に達しない位置ま
で、エッチングする工程と；該第２導電型の電流拡散層
および該第２導電型の電極上に形成された該保護膜を除
去する工程と；を包含する。
の製造方法は、第１導電型のＧａＡｓ基板上に、単層ま
たは多層からなるＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ(０≦ｘ≦１，
０≦ｙ≦１)発光層、第２導電型のＡｌxＧａyＩｎ1-x-y
Ｐ(０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１)中間層、および第２導電型
のＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ(０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１)電
流拡散層を形成する工程と、該第１導電型のＧａＡｓ基
板および該第２導電型の電流拡散層に、第１導電型の電
極、第２導電型の電極をそれぞれ接するように形成する
工程とを包含する発光ダイオードの製造方法であって：
該第２導電型の電流拡散層および該第２導電型の電極の
露出表面に保護膜を形成する工程と；該第２導電型の電
極を挟み、かつ、少なくとも該第１導電型のＧａＡｓ基
板に達する深さの溝部をダイシングによって形成する工
程と；臭素系のエッチャントにより、該発光層、該第２
導電型の中間層、および該第２導電型の電流拡散層を該
溝部に面した位置から該基板面に垂直な方向に４μｍ以
上、かつ該第２導電型の電極の端部に達しない位置ま
で、エッチングする工程と；該第２導電型の電流拡散層
および該第２導電型の電極上に形成された該保護膜を除
去する工程と；を包含する。
【０００８】上記第２導電型の電流拡散層はＧａＰであ
っても良い。
っても良い。
【０００９】上記第１導電型のＧａＡｓ基板と、該単層
あるいは多層からなるＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ発光層と
の間に多層反射膜を備える構成としても良い。
あるいは多層からなるＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ発光層と
の間に多層反射膜を備える構成としても良い。
【００１０】上記臭素系エッチャントは臭素水溶液とリ
ン酸との混合液であっても良い。
ン酸との混合液であっても良い。
【００１１】上記ダイシング工程における溝部の幅は５
０μｍ以上であっても良い。
０μｍ以上であっても良い。
【００１２】以下、本発明の作用について説明する。
【００１３】本発明の発光ダイオードの製造方法によれ
ば、少なくとも第１導電型のＧａＡｓ基板に達する深さ
までダイシングし、次いで溝部に面した位置から基板面
に垂直な方向に４μｍ以上エッチングしているので、単
層あるいは多層からなるＡｌ xＧａyＩｎ1-x-yＰ発光
層、第２導電型のＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ中間層、およ
び第２導電型のＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ電流拡散層間の
格子不整合に起因するダイシング時に導入された歪の残
留する部分を、続くエッチングによって十分に除去する
ことができる。さらに、このエッチングは、第２導電型
の電極の端部に達しない位置で停止されるので、第２導
電型の電極と第１導電型の層との接触が起こらず、よっ
てこれに起因するリーク電流の発生を防止することがで
きる。
ば、少なくとも第１導電型のＧａＡｓ基板に達する深さ
までダイシングし、次いで溝部に面した位置から基板面
に垂直な方向に４μｍ以上エッチングしているので、単
層あるいは多層からなるＡｌ xＧａyＩｎ1-x-yＰ発光
層、第２導電型のＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ中間層、およ
び第２導電型のＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ電流拡散層間の
格子不整合に起因するダイシング時に導入された歪の残
留する部分を、続くエッチングによって十分に除去する
ことができる。さらに、このエッチングは、第２導電型
の電極の端部に達しない位置で停止されるので、第２導
電型の電極と第１導電型の層との接触が起こらず、よっ
てこれに起因するリーク電流の発生を防止することがで
きる。
【００１４】第２導電型の電流拡散層にＧａＰを用いる
ことによって、発光波長に対して吸収のない、耐湿性が
高く、低抵抗の発光ダイオードを製造することができ
る。
ことによって、発光波長に対して吸収のない、耐湿性が
高く、低抵抗の発光ダイオードを製造することができ
る。
【００１５】第１導電型のＧａＡｓ基板と単層あるいは
多層からなるＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ(０≦ｘ≦１，０≦
ｙ≦１)発光層との間に多層反射膜を備える構成とする
と、ＧａＡｓ基板で吸収される発光をチップ表面方向
(すなわち、ＧａＡｓ基板から第２導電型の電極に向か
う方向)に反射することができる。従って、外部出射効
率を向上させ得て、より明るい発光ダイオードを製造す
ることができる。
多層からなるＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ(０≦ｘ≦１，０≦
ｙ≦１)発光層との間に多層反射膜を備える構成とする
と、ＧａＡｓ基板で吸収される発光をチップ表面方向
(すなわち、ＧａＡｓ基板から第２導電型の電極に向か
う方向)に反射することができる。従って、外部出射効
率を向上させ得て、より明るい発光ダイオードを製造す
ることができる。
【００１６】ＧａＡｓ基板、ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ発
光層、およびＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ電流拡散層を溝部
に面した位置からエッチングするエッチャントに、臭素
水溶液とリン酸との混合液を使用することによって、各
層間のエッチングレートの差が小さく、エッチング後の
溝部側面を平坦に形成することができる。加えて、危険
有害性の高い臭素の原液を取り扱う頻度を、臭素メタノ
ール混合液をエッチャントに使用する場合よりも大幅に
低減でき、製造時の安全性を向上させることができる。
光層、およびＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ電流拡散層を溝部
に面した位置からエッチングするエッチャントに、臭素
水溶液とリン酸との混合液を使用することによって、各
層間のエッチングレートの差が小さく、エッチング後の
溝部側面を平坦に形成することができる。加えて、危険
有害性の高い臭素の原液を取り扱う頻度を、臭素メタノ
ール混合液をエッチャントに使用する場合よりも大幅に
低減でき、製造時の安全性を向上させることができる。
【００１７】溝部の幅を５０μｍ以上とすることによっ
て、続くエッチング工程において、エッチャントが溝部
の奥まで入り込み易く、ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ発光
層、ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ中間層、およびＡｌxＧａy
Ｉｎ1-x-yＰ電流拡散層を４μｍ以上エッチングする時
間を短縮できる。
て、続くエッチング工程において、エッチャントが溝部
の奥まで入り込み易く、ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ発光
層、ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ中間層、およびＡｌxＧａy
Ｉｎ1-x-yＰ電流拡散層を４μｍ以上エッチングする時
間を短縮できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら詳細に説明する。
参照しながら詳細に説明する。
【００１９】(実施形態１)図１(ａ)〜(ｅ)は本実施形態
の発光ダイオードの製造プロセスを示す断面模式図であ
る。本実施形態の発光ダイオード１００は、活性層がＡ
ｌＧａＩｎＰからなるＡｌＧａＩｎＰ系の発光ダイオー
ドである。
の発光ダイオードの製造プロセスを示す断面模式図であ
る。本実施形態の発光ダイオード１００は、活性層がＡ
ｌＧａＩｎＰからなるＡｌＧａＩｎＰ系の発光ダイオー
ドである。
【００２０】図１(ａ)に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板
１(約３５０μｍ)上に、ｎ型ＧａＡｓバッファー層２
(約１μｍ)、ｎ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐとｎ型(Ａｌ0.4Ｇａ
0.6)0. 5Ｉｎ0.5Ｐとの１０ペアからなる多層反射膜とし
てのＤＢＲ３(約１μｍ)、ｎ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第１ク
ラッド層４(約１μｍ)、ｐ型(Ａｌ0.3Ｇａ0.7)0.5Ｉｎ0
.5Ｐ活性層５(約０．５μｍ)、ｐ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第
２クラッド層６(約１μｍ)、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ中間層
７(約０．１５μｍ)、ｐ型ＧａＰ電流拡散層８(約７μ
ｍ)、およびｐ型ＧａＡｓキャップ層９(約０．０１μ
ｍ)をＭＯＣＶＤ法により順次積層形成した。
１(約３５０μｍ)上に、ｎ型ＧａＡｓバッファー層２
(約１μｍ)、ｎ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐとｎ型(Ａｌ0.4Ｇａ
0.6)0. 5Ｉｎ0.5Ｐとの１０ペアからなる多層反射膜とし
てのＤＢＲ３(約１μｍ)、ｎ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第１ク
ラッド層４(約１μｍ)、ｐ型(Ａｌ0.3Ｇａ0.7)0.5Ｉｎ0
.5Ｐ活性層５(約０．５μｍ)、ｐ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第
２クラッド層６(約１μｍ)、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ中間層
７(約０．１５μｍ)、ｐ型ＧａＰ電流拡散層８(約７μ
ｍ)、およびｐ型ＧａＡｓキャップ層９(約０．０１μ
ｍ)をＭＯＣＶＤ法により順次積層形成した。
【００２１】その後、図１(ｂ)に示すように、ｐ型Ｇａ
Ａｓキャップ層９を硫酸／過酸化水素系エッチャントに
よりエッチングし、ｐ型ＧａＰ電流拡散層８上にＡｕＢ
ｅ／Ａｕを蒸着し、フォトリソグラフィーおよびＡｕエ
ッチャント(例えば、ヨウ素・ヨウ化アンモニウム系エ
ッチャントなど)によるエッチングにより、約１２０μ
ｍφの複数の表面電極を形成した。その後、基板を熱処
理して、複数のｐ型オーミックコンタクト電極１０を得
た。そして、ＧａＡｓ基板１を約２８０μｍの厚さまで
裏面から研磨し、この研磨面にＡｕＧｅ／Ａｕを蒸着
し、基板を熱処理して、ｎ型オーミックコンタクト電極
１１を形成した。
Ａｓキャップ層９を硫酸／過酸化水素系エッチャントに
よりエッチングし、ｐ型ＧａＰ電流拡散層８上にＡｕＢ
ｅ／Ａｕを蒸着し、フォトリソグラフィーおよびＡｕエ
ッチャント(例えば、ヨウ素・ヨウ化アンモニウム系エ
ッチャントなど)によるエッチングにより、約１２０μ
ｍφの複数の表面電極を形成した。その後、基板を熱処
理して、複数のｐ型オーミックコンタクト電極１０を得
た。そして、ＧａＡｓ基板１を約２８０μｍの厚さまで
裏面から研磨し、この研磨面にＡｕＧｅ／Ａｕを蒸着
し、基板を熱処理して、ｎ型オーミックコンタクト電極
１１を形成した。
【００２２】その後、図１(ｃ)に示すように、ｐ型電極
１０およびｐ型ＧａＰ電流拡散層８の露出表面をフォト
レジスト１２で保護し、ワックス(図示せず)によりＳｉ
ウェハ(図示せず)に貼りつけた。
１０およびｐ型ＧａＰ電流拡散層８の露出表面をフォト
レジスト１２で保護し、ワックス(図示せず)によりＳｉ
ウェハ(図示せず)に貼りつけた。
【００２３】次に、ダイシングにより、ピッチ約２８０
μｍ、深さ約１６０μｍ、幅約２５μｍの溝を複数のｐ
型電極１０の間に等間隔に形成した。これにより、ｐ型
電極１０とこれを挟むダイシングにより形成された両側
の溝端部とは、約６７．５μｍの距離を有した。次い
で、約３０℃で飽和溶解させた臭素水溶液、リン酸、お
よび純水を混合した臭素系エッチャントを約３０℃に
し、このエッチャントにダイシングを行ったウエハを浸
すことにより、ダイシングによる歪の入っている面をＬ
ＥＤチップ表面となるｐ型ＧａＰ電流拡散層８の上面で
基板面と垂直な方向に約８μｍエッチングした。このと
き、ｎ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第１クラッド層４、ｐ型(Ａ
ｌ0.3Ｇａ0.7)0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層５、ｐ型Ａｌ0.5Ｉｎ
0.5Ｐ第２クラッド層６、およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰ中
間層７の溝に面する部分は基板面と垂直な方向に５μｍ
程度エッチングされた。
μｍ、深さ約１６０μｍ、幅約２５μｍの溝を複数のｐ
型電極１０の間に等間隔に形成した。これにより、ｐ型
電極１０とこれを挟むダイシングにより形成された両側
の溝端部とは、約６７．５μｍの距離を有した。次い
で、約３０℃で飽和溶解させた臭素水溶液、リン酸、お
よび純水を混合した臭素系エッチャントを約３０℃に
し、このエッチャントにダイシングを行ったウエハを浸
すことにより、ダイシングによる歪の入っている面をＬ
ＥＤチップ表面となるｐ型ＧａＰ電流拡散層８の上面で
基板面と垂直な方向に約８μｍエッチングした。このと
き、ｎ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第１クラッド層４、ｐ型(Ａ
ｌ0.3Ｇａ0.7)0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層５、ｐ型Ａｌ0.5Ｉｎ
0.5Ｐ第２クラッド層６、およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰ中
間層７の溝に面する部分は基板面と垂直な方向に５μｍ
程度エッチングされた。
【００２４】その後、図１(ｄ)に示すように、Ｓｉウェ
ハ(図示せず)から基板を取り外し、ワックス(図示せず)
およびレジスト１２を洗浄により除去した。次に、図１
(ｅ)に示すように、基板を個々のＬＥＤチップに分割し
た。以上により、発光ダイオード１００が製造された。
ハ(図示せず)から基板を取り外し、ワックス(図示せず)
およびレジスト１２を洗浄により除去した。次に、図１
(ｅ)に示すように、基板を個々のＬＥＤチップに分割し
た。以上により、発光ダイオード１００が製造された。
【００２５】このようにして得られた発光ダイオード
(ＬＥＤチップ)１００は、チップ表面において、ｐ型電
極１０とこれを挟むダイシングにより形成された両側の
溝端部とは、ダイシング工程(約６７．５μｍ)とエッチ
ング工程(約８μｍ)とを経て、約５９．５μｍの距離が
置かれているので、ｐ型電極１０とｎ型層(例えば、ｎ
型クラッド層４)との接触によるリーク電流を防止する
ことができる。従来の製造方法に従って、ダイシング側
面の溝部を約２μｍエッチングして作製された発光ダイ
オードでは、チップを樹脂モールドした後に、−３０
℃、５０ｍＡの通電試験を行うと５００時間で初期光度
の約７０％まで劣化したものが見られたのに対し、本実
施形態の発光ダイオード１００は、同条件の通電試験に
おいても、５００時間で最大劣化したもので初期光度の
約９０％であり、良好な発光特性を示した。
(ＬＥＤチップ)１００は、チップ表面において、ｐ型電
極１０とこれを挟むダイシングにより形成された両側の
溝端部とは、ダイシング工程(約６７．５μｍ)とエッチ
ング工程(約８μｍ)とを経て、約５９．５μｍの距離が
置かれているので、ｐ型電極１０とｎ型層(例えば、ｎ
型クラッド層４)との接触によるリーク電流を防止する
ことができる。従来の製造方法に従って、ダイシング側
面の溝部を約２μｍエッチングして作製された発光ダイ
オードでは、チップを樹脂モールドした後に、−３０
℃、５０ｍＡの通電試験を行うと５００時間で初期光度
の約７０％まで劣化したものが見られたのに対し、本実
施形態の発光ダイオード１００は、同条件の通電試験に
おいても、５００時間で最大劣化したもので初期光度の
約９０％であり、良好な発光特性を示した。
【００２６】さらに、本実施形態では、ｐ型電流拡散層
にＧａＰを採用しており、電流拡散層がＡｌを含有して
いないので、耐湿性も高く、８５℃、湿度９０％、３０
ｍＡの通電試験においても５００時間で初期光度の９０
％の光度を維持していた。抵抗率も低いため動作電圧も
約１．９Ｖと低くできている。
にＧａＰを採用しており、電流拡散層がＡｌを含有して
いないので、耐湿性も高く、８５℃、湿度９０％、３０
ｍＡの通電試験においても５００時間で初期光度の９０
％の光度を維持していた。抵抗率も低いため動作電圧も
約１．９Ｖと低くできている。
【００２７】さらに、本実施形態では、チップ構造に多
層反射膜を採用しているので、外部出射効率を向上させ
ることができる。
層反射膜を採用しているので、外部出射効率を向上させ
ることができる。
【００２８】また、ダイシング面のエッチングに臭素水
溶液とリン酸の混合液を使用しているため臭素原液を取
り扱う頻度を非常に少なくでき、安全性の点で臭素とメ
タノールの混合液を使用する方法よりも優れている。
溶液とリン酸の混合液を使用しているため臭素原液を取
り扱う頻度を非常に少なくでき、安全性の点で臭素とメ
タノールの混合液を使用する方法よりも優れている。
【００２９】(実施形態２)図２(ａ)〜(ｅ)は本実施形態
の発光ダイオードの製造プロセスを示す断面模式図であ
る。本実施形態の発光ダイオード２００は、実施形態１
と同じく、活性層がＡｌＧａＩｎＰからなるＡｌＧａＩ
ｎＰ系の発光ダイオードであり、ダイシングされる溝部
の幅と、この溝部のエッチング量とが実施形態１と異な
る。
の発光ダイオードの製造プロセスを示す断面模式図であ
る。本実施形態の発光ダイオード２００は、実施形態１
と同じく、活性層がＡｌＧａＩｎＰからなるＡｌＧａＩ
ｎＰ系の発光ダイオードであり、ダイシングされる溝部
の幅と、この溝部のエッチング量とが実施形態１と異な
る。
【００３０】図２(ａ)に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板
１(約３５０μｍ)上に、ｎ型ＧａＡｓバッファー層２
(約１μｍ)、ｎ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐとｎ型(Ａｌ0.4Ｉｎ
0.6)0. 5Ｉｎ0.5Ｐとの１０ペアからなる多層反射膜とし
てのＤＢＲ３(約１μｍ)、ｎ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第１ク
ラッド層４(約１μｍ)、ｐ型(Ａｌ0.3Ｇａ0.7)0.5Ｉｎ0
.5Ｐ活性層５(約０．５μｍ)、ｐ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第
２クラッド層６(約１μｍ)、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ中間層
７(約０．１５μｍ)、ｐ型ＧａＰ電流拡散層８(約７μ
ｍ)、およびｐ型ＧａＡｓキャップ層９(約０．０１μ
ｍ)をＭＯＣＶＤ法により順次積層形成した。
１(約３５０μｍ)上に、ｎ型ＧａＡｓバッファー層２
(約１μｍ)、ｎ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐとｎ型(Ａｌ0.4Ｉｎ
0.6)0. 5Ｉｎ0.5Ｐとの１０ペアからなる多層反射膜とし
てのＤＢＲ３(約１μｍ)、ｎ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第１ク
ラッド層４(約１μｍ)、ｐ型(Ａｌ0.3Ｇａ0.7)0.5Ｉｎ0
.5Ｐ活性層５(約０．５μｍ)、ｐ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第
２クラッド層６(約１μｍ)、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ中間層
７(約０．１５μｍ)、ｐ型ＧａＰ電流拡散層８(約７μ
ｍ)、およびｐ型ＧａＡｓキャップ層９(約０．０１μ
ｍ)をＭＯＣＶＤ法により順次積層形成した。
【００３１】その後、図２(ｂ)に示すように、ｐ型Ｇａ
Ａｓキャップ層９を硫酸／過酸化水素系エッチャントに
よりエッチングし、ｐ型ＧａＰ電流拡散層８上にＡｕＢ
ｅ／Ａｕを蒸着し、フォトリソグラフィーおよびＡｕエ
ッチャント(例えば、ヨウ素・ヨウ化アンモニウム系エ
ッチャントなど)によるエッチングにより、約１２０μ
ｍφの複数の表面電極を形成した。その後、基板を熱処
理して、複数のｐ型オーミックコンタクト電極１０を得
た。そして、ＧａＡｓ基板１を約２８０μｍの厚さまで
裏面から研磨し、この研磨面にＡｕＧｅ／Ａｕを蒸着
し、基板を熱処理して、ｎ型オーミックコンタクト電極
１１を形成した。
Ａｓキャップ層９を硫酸／過酸化水素系エッチャントに
よりエッチングし、ｐ型ＧａＰ電流拡散層８上にＡｕＢ
ｅ／Ａｕを蒸着し、フォトリソグラフィーおよびＡｕエ
ッチャント(例えば、ヨウ素・ヨウ化アンモニウム系エ
ッチャントなど)によるエッチングにより、約１２０μ
ｍφの複数の表面電極を形成した。その後、基板を熱処
理して、複数のｐ型オーミックコンタクト電極１０を得
た。そして、ＧａＡｓ基板１を約２８０μｍの厚さまで
裏面から研磨し、この研磨面にＡｕＧｅ／Ａｕを蒸着
し、基板を熱処理して、ｎ型オーミックコンタクト電極
１１を形成した。
【００３２】その後、図２(ｃ)に示すように、ｐ型電極
１０およびｐ型ＧａＰ電流拡散層８の露出表面をフォト
レジスト１２で保護し、ワックス(図示せず)によりＳｉ
ウェハ(図示せず)に貼りつけた。
１０およびｐ型ＧａＰ電流拡散層８の露出表面をフォト
レジスト１２で保護し、ワックス(図示せず)によりＳｉ
ウェハ(図示せず)に貼りつけた。
【００３３】次に、ダイシングにより、ピッチ約２８０
μｍ、深さ約１６０μｍ、幅約５０μｍの溝を複数のｐ
型電極１０の間に等間隔に形成した。これにより、ｐ型
電極１０とこれを挟むダイシングにより形成された両側
の溝端部とは、約５５μｍの距離を有した。次いで、約
３０℃で飽和溶解させた臭素水溶液、リン酸、および純
水を混合した臭素系エッチャントを約３０℃にし、この
エッチャントにダイシングを行ったウェハを浸すことに
より、ダイシングによる歪の入っている面をＬＥＤチッ
プ表面となるｐ型ＧａＰ電流拡散層８の上面で基板面と
垂直な方向に約６μｍエッチングした。このとき、ｎ型
Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第１クラッド層４、ｐ型(Ａｌ0.3Ｇａ
0.7)0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層５、ｐ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２
クラッド層６、およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰ中間層７の溝
部に面する部分は基板面と垂直な方向に５μｍ程度エッ
チングされた。
μｍ、深さ約１６０μｍ、幅約５０μｍの溝を複数のｐ
型電極１０の間に等間隔に形成した。これにより、ｐ型
電極１０とこれを挟むダイシングにより形成された両側
の溝端部とは、約５５μｍの距離を有した。次いで、約
３０℃で飽和溶解させた臭素水溶液、リン酸、および純
水を混合した臭素系エッチャントを約３０℃にし、この
エッチャントにダイシングを行ったウェハを浸すことに
より、ダイシングによる歪の入っている面をＬＥＤチッ
プ表面となるｐ型ＧａＰ電流拡散層８の上面で基板面と
垂直な方向に約６μｍエッチングした。このとき、ｎ型
Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第１クラッド層４、ｐ型(Ａｌ0.3Ｇａ
0.7)0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層５、ｐ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２
クラッド層６、およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰ中間層７の溝
部に面する部分は基板面と垂直な方向に５μｍ程度エッ
チングされた。
【００３４】その後、図２(ｄ)に示すように、Ｓｉウェ
ハ(図示せず)から基板を取り外し、ワックス(図示せず)
およびレジスト１２を洗浄により除去した。次に、図１
(ｅ)に示すように、基板を個々のＬＥＤチップに分割し
た。以上により、発光ダイオード２００が製造された。
ハ(図示せず)から基板を取り外し、ワックス(図示せず)
およびレジスト１２を洗浄により除去した。次に、図１
(ｅ)に示すように、基板を個々のＬＥＤチップに分割し
た。以上により、発光ダイオード２００が製造された。
【００３５】このようにして得られた発光ダイオード
(ＬＥＤチップ)２００は、チップ表面において、ｐ型電
極１０とこれを挟むダイシングにより形成された両側の
溝端部とは、ダイシング工程(約５５μｍ)とエッチング
工程(約６μｍ)とを経て、約４９μｍの距離が置かれて
いるので、ｐ型電極１０とｎ型層(例えば、ｎ型クラッ
ド層４)との接触によるリーク電流を防止することがで
きる。
(ＬＥＤチップ)２００は、チップ表面において、ｐ型電
極１０とこれを挟むダイシングにより形成された両側の
溝端部とは、ダイシング工程(約５５μｍ)とエッチング
工程(約６μｍ)とを経て、約４９μｍの距離が置かれて
いるので、ｐ型電極１０とｎ型層(例えば、ｎ型クラッ
ド層４)との接触によるリーク電流を防止することがで
きる。
【００３６】また、ダイシング幅が約５０μｍと比較的
広く設定しているので、エッチャントが溝部の奥まで入
り込み易く、ダイシング幅を約２５μｍに設定した実施
形態１の場合では、中間層７の溝部に面する近傍が電流
拡散層８のチップ表面部分に対して６〜７割程度の深さ
しかエッチングされないのに対し、本実施形態２の場合
は、８〜９割程度の深さでエッチングされた。これによ
り、本実施形態では、エッチング時間を実施形態１に比
較して３／４程度に短縮することができた。
広く設定しているので、エッチャントが溝部の奥まで入
り込み易く、ダイシング幅を約２５μｍに設定した実施
形態１の場合では、中間層７の溝部に面する近傍が電流
拡散層８のチップ表面部分に対して６〜７割程度の深さ
しかエッチングされないのに対し、本実施形態２の場合
は、８〜９割程度の深さでエッチングされた。これによ
り、本実施形態では、エッチング時間を実施形態１に比
較して３／４程度に短縮することができた。
【００３７】さらに、−３０℃、５０ｍＡの通電試験に
おいては５００時間で最大劣化したものが初期光度の約
９０％であり、良好な発光特性を示した。
おいては５００時間で最大劣化したものが初期光度の約
９０％であり、良好な発光特性を示した。
【００３８】本発明においては、発光層、中間層、およ
び電流拡散層の組成比は上記の実施形態１および２の組
成比に限定されるものではなく、ＡｌxＧａyＩｎ1-x-y
Ｐ(０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１)を満たすものであれば良
い。保護膜は、フォトレジストに限定されず、任意の適
切な材料で形成され得る。好ましい保護膜材料は、フォ
トレジスト、Ａｌ2Ｏ3膜、ＳｉＯ2膜などが挙げられ
る。臭素系のエッチャントは、好ましくは臭素水溶液と
リン酸とを含む混合液であり、１０℃以上３０℃以下で
使用するのが好ましい。さらに、チップ表面に形成され
る電極は、必ずしもこのチップを挟む両側の溝部から等
間隔に形成される必要はなく、本発明の範囲内で任意の
位置に配置され得る。さらに、このチップ表面に形成さ
れる電極は、基板上に任意の数で形成され得る。
び電流拡散層の組成比は上記の実施形態１および２の組
成比に限定されるものではなく、ＡｌxＧａyＩｎ1-x-y
Ｐ(０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１)を満たすものであれば良
い。保護膜は、フォトレジストに限定されず、任意の適
切な材料で形成され得る。好ましい保護膜材料は、フォ
トレジスト、Ａｌ2Ｏ3膜、ＳｉＯ2膜などが挙げられ
る。臭素系のエッチャントは、好ましくは臭素水溶液と
リン酸とを含む混合液であり、１０℃以上３０℃以下で
使用するのが好ましい。さらに、チップ表面に形成され
る電極は、必ずしもこのチップを挟む両側の溝部から等
間隔に形成される必要はなく、本発明の範囲内で任意の
位置に配置され得る。さらに、このチップ表面に形成さ
れる電極は、基板上に任意の数で形成され得る。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の発光ダイ
オードの製造方法によれば、高輝度で、信頼性の向上し
た、効率の良い発光ダイオードを得ることができた。
オードの製造方法によれば、高輝度で、信頼性の向上し
た、効率の良い発光ダイオードを得ることができた。
【図１】本発明の第１実施例の発光ダイオードの製造プ
ロセスを示す断面図である。
ロセスを示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施例の発光ダイオードの製造プ
ロセスを示す断面図である。
ロセスを示す断面図である。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型ＧａＡｓバッファー層 ３ ｎ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ／ｎ型(Ａｌ0.4Ｉｎ0.6)0.5
Ｉｎ0.5Ｐ ＤＢＲ ４ ｎ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層 ５ ｐ型(Ａｌ0.3Ｉｎ0.7)0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層 ６ ｐ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層 ７ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ中間層 ８ ｐ型ＧａＰ電流拡散層 ９ ｐ型ＧａＡｓキャップ層 １０ ｐ型オーミックコンタクト電極 １１ ｎ型オーミックコンタクト電極 １２ フォトレジスト １３ 溝部 １００ 発光ダイオード ２００ 発光ダイオード
Ｉｎ0.5Ｐ ＤＢＲ ４ ｎ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層 ５ ｐ型(Ａｌ0.3Ｉｎ0.7)0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層 ６ ｐ型Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層 ７ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ中間層 ８ ｐ型ＧａＰ電流拡散層 ９ ｐ型ＧａＡｓキャップ層 １０ ｐ型オーミックコンタクト電極 １１ ｎ型オーミックコンタクト電極 １２ フォトレジスト １３ 溝部 １００ 発光ダイオード ２００ 発光ダイオード
Claims (5)
- 【請求項１】 第１導電型のＧａＡｓ基板上に、単層ま
たは多層からなるＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ(０≦ｘ≦１，
０≦ｙ≦１)発光層、第２導電型のＡｌxＧａ yＩｎ1-x-y
Ｐ(０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１)中間層、および第２導電型
のＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ(０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１)電
流拡散層を形成する工程と、該第１導電型のＧａＡｓ基
板および該第２導電型の電流拡散層に、第１導電型の電
極、第２導電型の電極をそれぞれ接するように形成する
工程とを包含する発光ダイオードの製造方法であって：
該第２導電型の電流拡散層および該第２導電型の電極の
露出表面に保護膜を形成する工程と；該第２導電型の電
極を挟み、かつ、少なくとも該第１導電型のＧａＡｓ基
板に達する深さの溝部をダイシングによって形成する工
程と；臭素系のエッチャントにより、該発光層、該第２
導電型の中間層、および該第２導電型の電流拡散層を該
溝部に面した位置から該基板面に垂直な方向に４μｍ以
上、かつ該第２導電型の電極の端部に達しない位置ま
で、エッチングする工程と；該第２導電型の電流拡散層
および該第２導電型の電極上に形成された該保護膜を除
去する工程と；を包含する、発光ダイオードの製造方
法。 - 【請求項２】 前記第２導電型の電流拡散層がＧａＰで
ある、請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。 - 【請求項３】 前記第１導電型のＧａＡｓ基板と、該単
層あるいは多層からなるＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰ発光層
との間に多層反射膜を備える、請求項１または２に記載
の発光ダイオードの製造方法。 - 【請求項４】 前記臭素系エッチャントが臭素水溶液と
リン酸との混合液である、請求項１から３のいずれかに
記載の発光ダイオードの製造方法。 - 【請求項５】 前記ダイシング工程における溝部の幅が
５０μｍ以上である、請求項１から３のいずれかに記載
の発光ダイオードの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27613998A JP3724620B2 (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 発光ダイオードの製造方法 |
| TW088114040A TW417318B (en) | 1998-09-29 | 1999-08-17 | Method for producing a light-emitting diode |
| DE19945672A DE19945672A1 (de) | 1998-09-29 | 1999-09-23 | Verfahren zum Herstellen einer Licht emittierenden Diode |
| US09/406,783 US6083769A (en) | 1998-09-29 | 1999-09-28 | Method for producing a light-emitting diode |
| CNB991207521A CN1155119C (zh) | 1998-09-29 | 1999-09-28 | 制造发光二极管的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27613998A JP3724620B2 (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 発光ダイオードの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000114592A true JP2000114592A (ja) | 2000-04-21 |
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Family
ID=17565328
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27613998A Expired - Fee Related JP3724620B2 (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 発光ダイオードの製造方法 |
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|---|---|
| US (1) | US6083769A (ja) |
| JP (1) | JP3724620B2 (ja) |
| CN (1) | CN1155119C (ja) |
| DE (1) | DE19945672A1 (ja) |
| TW (1) | TW417318B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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