JP2002280601A

JP2002280601A - 半導体発光素子

Info

Publication number: JP2002280601A
Application number: JP2001063785A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Kamemura; 高行亀村; Kazuhiro Mitani; 和弘三谷; Teruyuki Kobayashi; 輝幸小林; Nobuo Uotani; 信夫魚谷; Kasumi Nakamura; 佳澄中村; Yuji Ito; 祐司伊藤
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2000-06-08
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-09-27
Also published as: TW535301B

Abstract

(57)【要約】【課題】発光光の指向性が高く高出力の、小型半導体発
光素子を提供する。【解決手段】ｐｎ接合部を有する半導体発光素子におい
て、光取り出し部の一部を導電性の低い遮光性物質で被
覆する。遮光性物質の電気抵抗は、１０⁶Ωｍ以上と
し、遮光性物質を、金属、顔料から選ばれた少なくとも
１種以上の粉体を含むようにする。金属の粉体は、Ａ
ｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐ
ｂ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒから選ばれた少なく
とも１種を含むようにする。また粉体を、厚さが０．０
０１μｍ〜１０μｍの範囲内で、長さが０．０１μｍ〜
１００μｍの範囲内の板状とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体発光素子に関
し、更に詳しくは発光素子の発光光の指向性を向上させ
た半導体発光素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体を用いた発光素子としては、発光
ダイオード（以下、ＬＥＤと略す。）やレーザーダイオ
ード等が知られている。例えばＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体を用いたＬＥＤは、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｓ、
ＧａＡｌＡｓ、ＧａＡｌＩｎＰ、ＧａＮ等の層を、Ｇａ
ＰやＧａＡｓ等の単結晶基板上にエピタキシャル成長さ
せて得られる。その構造はｐ層、ｎ層各１層以上の薄膜
からｐｎ接合を形成し、そのｐｎ接合部に電子が注入さ
れた際に発光現象が現れるよう最適な構造が選択され
る。

【０００３】ＬＥＤではｐｎ接合部からの発光光が全方
位に放出される。これに対し、レーザーダイオードは発
光光の指向性が強く、光を一定方向に絞って使用する場
合に用いられる。レーザーダイオードは一般的に値段が
高価であり、駆動に際しては大きな電力を使用するなど
の問題点を有するため、ＬＥＤの発光光に指向性をもた
せる試みがなされている。例えば、ＬＥＤの構造を一部
変え発光光の指向性を高めた、いわゆる電流狭窄型のＬ
ＥＤが提案されている。しかしながら、電流狭窄型のＬ
ＥＤは、エピタキシャル成長させる結晶成長のコントロ
ールが難しいことや、結晶の一部に大電流が流れること
から信頼性が低下する等の問題点がある。また、レーザ
ーダイオードに比べると安価ではあるが、従来のＬＥＤ
と比べると構造が複雑で高価であるという問題もある。

【０００４】またＬＥＤの発光光の指向性を高くするた
めに、発光部のフレームに反射板あるいは反射カップを
設置、成形するなどの試みがなされている。しかしこの
場合、反射板や反射カップの設置、成形により発光装置
が高価になるとともに小型化が難しいという問題点があ
る。また発光領域を、レーザーダイオードや電流狭窄型
のＬＥＤのように小さくすることができないため、点光
源として使用することが難しい。

【０００５】他に、素子の上面の電極に光取り出し用の
窓を設け、点光源として使用する試みがなされている
が、素子側面から漏れ出す光が迷光となりノイズ成分が
増えるためＳＮ比が悪くなり従来のＬＥＤと同等の発光
光の指向性しか得られていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの問
題点を解決し、発光光の指向性が高く、高出力で小型の
ＬＥＤ、および該ＬＥＤの製造方法を提供し、このＬＥ
Ｄを用いることにより、高性能の光学方式センサ、光通
信装置およびこれらを組み込んだ電子装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意努力検討した結果、ＬＥＤの周囲を導
電性の低い遮光性を有する物質で被覆することにより発
光光の指向性の高いＬＥＤを形成できることを見出し本
発明に到達した。即ち、［１］ｐｎ接合部を有する半導
体発光素子において、素子の一部が遮光性を有する物質
（以後、遮光性物質とする。）で被覆されていることを
特徴とする半導体発光素子、［２］遮光性物質が、金属
または顔料から選ばれた少なくとも１種以上を含むこと
を特徴とする［１］に記載の半導体発光素子、［３］金
属が、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓ
ｎ、Ｐｂ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒから選ばれた
少なくとも１種を含むことを特徴とする［２］に記載の
半導体発光素子、［４］顔料が、体質顔料、白色顔料、
黒色顔料、黄色顔料、褐色顔料、赤色顔料、紫色顔料、
青色顔料、緑色顔料、蛍光顔料、金属粉顔料の有機、無
機顔料の中から選ばれた少なくとも１種を含むことを特
徴とする［２］または［３］に記載の半導体発光素子、
［５］被覆された遮光性物質の電気抵抗が、１０⁶Ωｍ
以上であることを特徴とする［１］〜［４］の何れか１
項に記載の半導体発光素子、［６］遮光性物質が粉体を
含み、該粉体の表面には電気絶縁層が形成されているこ
とを特徴とする［２］〜［５］の何れか１項に記載の半
導体発光素子、［７］遮光性物質が粉体を含み、該粉体
の表面は樹脂により覆われ、被覆した樹脂の厚さが０．
０１〜３０μｍの範囲内であることを特徴とする［２］
〜［６］の何れか１項に記載の半導体発光素子、［８］
粉体の粒径が０．０１〜１００μｍの範囲内であること
を特徴とする［２］〜［７］の何れか１項に記載の半導
体発光素子、［９］粉体が、厚さが０．００１μｍ〜１
０μｍの範囲内で、長さが０．０１μｍ〜１００μｍの
範囲内の板状であることを特徴とする［２］〜［８］の
何れか１項に記載の半導体発光素子、［１０］遮光性物
質が、全反射率が５０％以上の物質を５０質量％以上含
むことを特徴とする［１］〜［９］の何れか１項に記載
の半導体発光素子、［１１］半導体発光素子の発光光の
波長が、３５０〜１８００ｎｍの範囲内であることを特
徴とする［１］〜［１０］の何れか１項に記載の半導体
発光素子、［１２］被覆された遮光性物質の、半導体発
光素子の発光光に対する透過率が、５０％以下であるこ
とを特徴とする［１］〜［１１］の何れかに記載の半導
体発光素子、［１３］遮光性物質を被覆する素子部分の
表面に、凹凸を有することを特徴とする［１］〜［１
２］の何れかに記載の半導体発光素子、［１４］凹凸の
深さが、０．１〜５０μｍの範囲内であることを特徴と
する［１３］に記載の半導体発光素子、［１５］半導体
発光素子を作製するためのエピタキシャルウェーハの、
遮光性物質を被覆する部分に溝を形成した後、該溝部に
遮光性物質を被覆し、その後エピタキシャルウェーハを
切断して個々の半導体発光素子とすることを特徴とする
［１］〜［１４］の何れか１項に記載の半導体発光素子
の製造方法、［１６］光取り出し部に形成する溝の幅
が、５〜５００μｍの範囲内であることを特徴とする
［１５］に記載の半導体発光素子の製造方法、［１７］
半導体発光素子を、粘着性を有するシートの上に隙間を
開けて並べた後、該半導体発光素子の隙間部分に遮光性
物質を形成することにより、半導体発光素子に遮光性物
質を被覆することを特徴とする［１］〜［１４］の何れ
か１項に記載の半導体発光素子の製造方法、［１８］半
導体発光素子を並べた隙間の間隔が、５〜３０００μｍ
の範囲内であることを特徴とする［１７］に記載の製造
方法、［１９］半導体発光素子の光取り出し部分をマス
キングする工程の後に、半導体発光素子を遮光性物質で
被覆する工程、および、マスキングした物質を除去する
工程とを含むことを特徴とする［１］〜［１４］の何れ
かの１項に記載の半導体発光素子の製造方法、［２０］
［１５］〜［１９］の何れか１項に記載の製造方法で作
製された半導体発光素子、［２１］［１］〜［１４］ま
たは［２０］の何れか１項に記載の半導体発光素子を用
いて作製した樹脂封止型発光素子、［２２］封止に用い
る樹脂が、半導体発光素子から放射させる光に対し透明
である、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂か
ら選ばれた何れか１種を含むことを特徴とする［２１］
に記載の樹脂封止型発光素子、［２３］［１］〜［１
４］または［２０］の何れか１項に記載の半導体発光素
子または［２１］または［２２］に記載の樹脂封止型発
光素子を用いて作製した光学方式センサ、［２４］
［１］〜［１４］または［２０］の何れか１項に記載の
半導体発光素子または［２１］または［２２］に記載の
樹脂封止型発光素子を用いて作製した光通信装置または
表示装置、［２５］［２３］に記載の光学方式センサを
搭載した電子装置、［２６］［２４］に記載の光通信装
置または表示装置を搭載した電子装置に関する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の半導体発光素子は、単結
晶基板上にｐ型半導体層およびｎ型半導体層をエピタキ
シャル成長させｐｎ接合を形成させた構造を有する。具
体的には、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＡｓ
Ｐ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＰ等のＩＩＩ−Ｖ族元素から
なる半導体発光素子、または、ＺｎＳｅ、ＺｎＳなどの
ＩＩ−ＶＩ族元素からなる半導体発光素子が例示でき
る。また、構造的には、ホモ接合型、シングルへテロ
（以下ＳＨ、という）構造、ダブルヘテロ（以下ＤＨ、
という）構造、透明基板を用いたダブルへテロ（以下Ｔ
Ｓ−ＤＨという）構造、単一量子井戸構造、多重量子井
戸構造など様々なタイプの構造が使用できる。これらの
構造の、半導体発光素子のエピタキシャル層の成長方法
としては、液相エピタキシャル成長法が一般的である
が、ハライド系の気相エピタキシャル成長法や、有機金
属を利用したいわゆるＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法で作製さ
れた半導体発光素子も本発明で使用できる。

【０００９】本発明の半導体発光素子は、光取り出し部
以外の部分を遮光性物質で被覆する。遮光性物質とは、
発光素子の発光光を素子外部に放射させない機能を有す
る物質であり、遮光性物質内で発光光を吸収する機能を
有しても良く、また発光光を素子外部に放射しないよう
反射しても良い。遮光性物質を、発光光を反射する機能
を有する物質で構成する場合は、素子の反射光が最終的
に光り取り出し部より素子外部に放出されることが好ま
しく、これにより指向性の高い発光光の強度をさらに高
めることができる。光取り出し部とは、半導体発光素子
の上表面の他、側面部、底面部で指向性の高い光が取り
出される部分を指すが、この部分の形状（発光面形
状）、および大きさ（発光面サイズ）は、特に制限され
るものでなく、用途、目的、パッケージングの形状など
にあわせて、光の取り出しが最適となるよう設計され
る。この場合、光取り出し部以外の部分の全面を遮光性
物質で覆う必要はなく、例えば発光光を透過しない電極
が素子上面に位置する場合、素子側面を遮光性物質で被
覆することにより、素子上面で電極以外の部分から指向
性が高い放射光を得ることができる。電極の形状は円
形、楕円形、正方形、長方形、多角形等いかなる形状で
も良く、更に発光面サイズを小さくしたい場合は電極に
開口部を形成し、開口部から光を取り出す構造とするこ
とができる。開口部の形状は円形、楕円形、正方形、長
方形、多角形等いかなる形状でも良く、大きさも適当に
選ぶことができる。また複数の電極を配置し、発光面形
状および発光面サイズを決めても良い。

【００１０】本発明の遮光性物質は導電性の低い物質で
構成する。遮光性物質の導電性を低くするのは、半導体
発光素子の電気特性に影響を与えることなく、遮光性物
質を半導体発光素子表面に直接形成することができるか
らである。また導電性が低い物質で覆われている部分で
は、表面リーク電流が減少するため、信頼性の高い発光
素子とすることができる。遮光性物質に求められる電気
抵抗率は、好ましくは、１０⁶Ωｍ以上であり、より好
ましくは１０⁸Ωｍ以上、最も好ましくは絶縁体とす
る。

【００１１】本発明において半導体発光素子を被覆する
物質は、金属または顔料から選ばれた少なくとも１種以
上を含む組成とすることが好ましい。また被覆する物質
は金属または顔料を含む粉体であっても良い。これらの
物質は、半導体発光素子の発光光に対し、優れた遮光性
を有し、粉体の場合は半導体発光素子に被覆する際の分
散性が良いため塗りむらが少なく、また溶剤に溶かして
塗布する際のバインダーとの親和性が高い。

【００１２】この中でも特に、金属としては、Ａｌ、Ｃ
ｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｍｇ、Ｚ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒから選ばれた少なくとも１種を含
むことが好ましく、これらの金属の合金としては、Ｎｉ
−Ｃｕ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ａｕ−Ａｇが好ましい。またこれ
らの金属の他に非金属や半金族元素を用いたものでも好
適に用いることができる。これらの金属が粉体の場合
は、同種または異種の金属による酸化物で表面を覆う
か、また樹脂等でコーティングすることにより、表面に
電気絶縁層を形成することが可能であり、遮光性物質の
導電性を下げるのに適している。

【００１３】また顔料としては、体質顔料、白色顔料、
黒色顔料、黄色顔料、褐色顔料、赤色顔料、紫色顔料、
青色顔料、緑色顔料、蛍光顔料の中から単独あるいは２
種以上を混合して選ぶことができる。

【００１４】体質顔料とは具体的には、シリカ、アルミ
ナ、タルク、バライト粉、炭酸バリウム等であり、白色
顔料とは具体的には、亜鉛華、酸化チタン、硫化亜鉛、
酸化アンチモン等であり、黒色顔料とは具体的には、カ
ーボンブラック、アセチレンブラック、アニリンブラッ
ク等であり、黄色顔料とは具体的には、黄鉛、亜鉛黄、
クロム酸バリウム等であり、褐色顔料とは具体的には、
酸化鉄、アンバー、パーマネントブラウン、バラブラウ
ン等であり、赤色顔料とは具体的には、べんがら、カド
ミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、
ファイヤーレッド等であり、紫色顔料とは具体的には、
コバルト紫、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メ
チルバイオレットレーキ等であり、青色顔料とは具体的
には、群青、紺青、アルカリブルーレーキ、フタロシア
ニンブルー等であり、緑色顔料とは具体的には、クロム
グリーン、ビリジアン、エメラルドグリーン、フタロシ
アニングリーン等であり、蛍光顔料とは具体的には、硫
化亜鉛、珪酸亜鉛、硫化亜鉛カドミウム、硫化ストロン
チウム等である。顔料は有機物でも無機物でもかまわな
いが、上記に例示した顔料に限定されずに用いることが
できる。これら内、電気抵抗率が高いものについては、
半導体発光素子の電気特性に影響を与えることなく、半
導体発光素子表面に直接塗布することができ、電気抵抗
率が低いものについては、粉体の表面を樹脂等でコーテ
ィングすることにより、表面に電気絶縁層を形成して用
いることができる。粉体の表面に形成する樹脂層の層厚
は、０．０１〜３０μｍの範囲内とすることが好まし
い。

【００１５】上記の粉体の中で、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇなど
の酸化しやすいものであれば、大気中で表面が酸化する
ため、これを含む遮光性物質の電気抵抗率を簡単に下げ
ることができる。また、アルミナ、酸化チタン、シリカ
なども使用可能であるが、これらは一般的には反射率が
金属に比べ劣る。このため、塗布量を多くして反射率を
上げるか、または、予め光を反射しやすい他の物質を表
面に塗布するなどの方法で反射効果を高くすることによ
り使用することができる。

【００１６】粉体の形状としては板状、球状、不定形状
等種々のものを用いることができる。金属粉の粒径は、
０．０１〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、
より好ましくは、０．１〜８０μｍ、最も好ましくは、
１〜５０μｍの範囲内である。粒径が０．０１μｍ未満
になると遮光性物質の遮光性が低下し十分な特性が得ら
れない。また粒径が１００μｍを超えると、遮光性物質
の半導体発光素子への密着性が低下する。

【００１７】粉体の形状としては板状のものが特に好ま
しい。本発明者の研究結果では、厚さが０．００１μｍ
〜１０μｍの範囲内、さらに好ましくは０．００１〜
０．５μｍの範囲内であり、長さが０．０１μｍ〜１０
０μｍの範囲内、さらに好ましくは１〜５０μｍの範囲
内である薄い板状の粉体を用いるのが特に効果的であっ
た。板状の粉体は溶剤が蒸発するのに従い、溶剤の表面
張力により塗布面に対し板状面を平行にして整列するた
め、薄い膜厚であっても被覆性が高く反射率の高い鏡面
状の膜を形成することができる。板状の粉体の厚さが
０．００１μｍより薄い場合は、塗布した際に、遮光性
物質が変形し、膜同士の重なりが平面とはならないた
め、光の反射率が低下する。

【００１８】本発明でこれらの金属、顔料等、またはこ
れらの粉体を含む遮光性物質を半導体発光素子に被覆す
る方法としては、遮光性物質を直接、化学蒸着、物理蒸
着、塗布等の方法により行うほか、バインダーとなる樹
脂と混ぜ、これを水あるいは有機溶剤等に分散させ、こ
れを半導体発光素子面に塗布後乾燥または硬化させて行
うことができる。

【００１９】バインダーとなる樹脂は、半導体発光素子
の発光光に対し吸収が少なく、遮光性物質の分散性が高
く、水または有機溶剤に可溶で塗布後に乾燥し塗膜が形
成できるもの、または塗布後に乾燥し光、熱等で硬化す
ることにより塗膜が形成できるものであれば特に制限な
く用いることができる。例えば、炭化水素系樹脂、アク
リル酸系樹脂、酢酸ビニル及びビニルアルコール系樹
脂、含ハロゲン系樹脂、含窒素ビニル重合体、フェノー
ル系樹脂、アミノ樹脂、芳香族炭化水素系樹脂、ポリエ
ステル型樹脂、ポリアミド型樹脂、珪素樹脂、ポリウレ
タン樹脂、エポキシ樹脂、タンパク質系樹脂等を挙げる
ことができる。また、塗布後に架橋反応する硬化性樹脂
として例えば、ＵＶ硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等を挙げ
ることができる。これらの樹脂は、単独で用いても２種
以上混合しても良い。

【００２０】また分散に用いる溶剤としては、水、メタ
ノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−プロパノ
ール、ｎ−ブタノール、メチルエチルケトン、酢酸エチ
ル、酢酸ブチル、アセトン、ジメチルホルムアルデヒ
ド、メチルセルソルブ、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、フッ素系溶剤、トルエン、キシレン、等
が挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いても２種以
上混合しても良い。

【００２１】本発明の遮光性物質中に含まれる金属粉及
び顔料粉は、それぞれ単独で用いても２種以上混合して
もかまわないが、配合量としては乾燥重量で遮光性物質
の全固形分に対して、好ましくは、５〜９９質量％、よ
り好ましくは、２０〜９５質量％、最も好ましくは、４
０〜９５質量％である。配合量が５質量％未満では遮光
性が充分でない場合もある。配合量が９９質量％を越え
ると遮光物質の発光素子への密着性が低くなる。

【００２２】本発明の遮光性物質のコーティング材料に
は必要に応じてさらに、ＵＶ吸収剤、酸化防止剤、分散
剤、蛍光増白剤、消泡剤、潤滑剤、防腐剤等の各種添加
剤を含有させることができる。

【００２３】ＵＶ吸収剤とは具体的には、ベンゾトリア
ゾール系、トリアジン系、ベンゾフェノン系ＵＶ吸収剤
等が例示でき、例えばＴＩＮＵＶＩＮ２３４、ＴＩＮＵ
ＶＩＮ３２０、ＴＩＮＵＶＩＮ１５７７、ＣＨＩＭＡＳ
ＳＯＲＢ８１（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ
（株）製）があり、好ましい添加量は０．０１〜１０質
量％である。酸化防止剤とは具体的には、フェノール
系、ホスファイト系、チオエーテル系等が例示でき、例
えばアデカスタブＡＯ−２０、ＡＯ−３０、ＰＥＰ−
４Ｃ、ＰＥＰ−８、ＡＯ−２３、ＡＯ−４１２Ｓ（旭電
化工業（株）製）等があり、好ましい添加量は０．０１
〜１０質量％である。分散剤とは具体的には、デモール
ＥＰ、ポイズ５２０、ポイズ５２１、ポイズ５３０（花
王（株）製）等が例示でき、好ましい添加量は０．０１
〜１０質量％である。蛍光増白剤とは具体的には、ＵＶ
ＩＴＥＸＯＢ、ＵＶＩＴＥＸＯＢ−Ｐ（チバ・スペ
シャルティ・ケミカルズ（株）製）等が例示でき、好ま
しい添加量は０．０１〜１０質量％である。消泡剤とは
具体的には、エマルゲン４０４、エマゾールＯ−１５Ｒ
（花王（株）製）等が例示でき、好ましい添加量は０．
０１〜１０質量％である。潤滑剤とは具体的には、ルナ
ックＳ−３０、Ｓ−４０、脂肪酸アマイドＳ、エキセル
Ｔ−９５（花王（株）製）等が例示でき、好ましい添加
量は０．０１〜１０質量％である。防腐剤とは具体的に
はバイオデン−Ｓ、バイオデン−４２１、アモルデンＡ
ＬＫ（大和化学工業（株）製）等が例示でき、好ましい
添加量は０．０１〜１０質量％である。以上の添加剤は
例示した物質に限定されることなく用いることができ
る。

【００２４】遮光性物質の厚みは、薄すぎると発光光を
十分に遮蔽することができず、十分な発光光の指向性が
得られないおそれがあるので好ましくない。逆に、厚す
ぎると塗膜が脆くなり、十分な密着性が得られない可能
性があるので好ましくない。遮光性物質の好ましい厚み
は、０．１〜１００μｍ、より好ましくは１〜５０μｍ
である。遮光性物質は２回以上重ねて塗布してもよい、
あるいは成分の異なる遮光性物質を２重以上に重ねて塗
布しても良いが、その場合は全体の厚みを遮光性物質の
厚みとすればよい。

【００２５】半導体発光素子の遮光性物質を被覆する結
晶表面には、予め凹凸を形成することが望ましい。この
凹凸は遮光性物質のコーティング材料の結晶表面への均
一な拡がりを促進すると共に、遮光性物質の密着性を高
める効果を有する。凹凸の深さは遮光性物質中の遮光性
成分の大きさやコーティング材料の粘度等にあわせて適
当な深さとすればよいが、本発明において例示した遮光
性物質に対しては、好ましくは、０．１〜５０μｍ、よ
り好ましくは、０．１〜３０μｍ、最も好ましくは、
０．１〜１５μｍの範囲である。

【００２６】本発明において、遮光性物質を効率良く、
再現性良く、また、均一に半導体発光素子の光取り出し
部の一部に被覆する方法としては、例えば、半導体発光
素子用ウェーハの、光取り出し部以外の遮光性物質を被
覆する部分に対応して溝を形成した後、該溝部分に遮光
性物質を被覆し、該遮光性物質を乾燥または硬化させ、
その後ウェーハを切断して個々の半導体発光素子とする
方法、または、半導体発光素子を、粘着性を有するシー
ト上に隙間を開けて並べた後、その半導体発光素子を並
べた隙間の部分に遮光性物質注入し、側面部に遮光性物
質を被覆することができる。この際、遮光性物質を若干
多く、はみ出し気味に注入し、光取り出し部の一部に遮
光性物質を被覆後、該遮光性物質を乾燥または硬化さ
せ、その後、個々の素子に分離する方法を用いることも
指向性の高い発光光を得るために適している。この遮光
性物質を形成する際、発光面および電極上が遮光性物質
で汚れることを防ぐために予めレジスト材や粘着テープ
等の有機保護材、ＳｉＯ₂膜やＳｉ₃Ｎ₄膜等の無機保護
材でこの部分をコートした後、遮光性物質を形成し保護
材を除去しても良い。

【００２７】遮光性物質の塗布方法としては、スピンコ
ート、ディップコート、ポッティング、フローコート、
スプレー等を用いることができる。また塗布は数回行っ
ても良い。この際、異なった組成のコーティング材料を
用いても良い。また、乾燥は熱及び減圧乾燥等、通常の
塗膜の乾燥方法で行うことができる。

【００２８】コーティング材料を塗布する際の半導体発
光素子の隙間は、形成したい遮光性物質の厚みに合わせ
コーティング材料の粘度等を考慮して適当な幅とすれば
よい。ただし、５μｍより狭いとコーティング材料が入
りにくくなり均一な塗布ができないことがある。ウェハ
に溝を形成して遮光性物質を形成する場合は、溝が広く
なるほど発光素子に占める遮光性物質が形成されている
部分の割合が多くなるが、この部分を必要以上に大きく
しても遮光の効果は変わらないので、溝の幅は、好まし
くは、５〜５００μｍである。

【００２９】半導体発光素子を、隙間を開けて並べ、隙
間に遮光性物質を塗布する場合は、その隙間が必要以上
に広くなっても遮光性物質の厚さの効果はほとんど変わ
らなくなってくるため、素子の隙間は、好ましくは、５
〜３０００μｍの範囲内とする。

【００３０】上記の製造方法をさらに詳細に例示する。
予め半導体発光素子用エピタキシャルウェーハに電極を
形成し、必要に応じて、遮光性物質を塗布したく無い場
所にマスキングを施す。遮光性物質を塗布する為の溝入
れ加工には、そのウェーハにフォトリソグラフィを適用
したメサエッチング法、または、ダイシングソーを用い
てウェーハに溝入れ加工を行うダイシング法を用いるこ
とができる。溝にはコーティング液が浸透し、光反射に
必要な膜厚を形成出来る幅と、反射が有効に機能する為
の深さが必要である。溝幅は、コーティング膜の必要と
する厚みが十分に包含される厚さでなければならなく、
また幅が狭い方が、ダイサイズが小型化されコスト的に
は有利であるが液の注入は難しくなる。従って、一般的
には５μｍから５００μｍ幅が好ましいが、より好まし
くは、１０〜３００μｍ、最も好ましくは、２０〜１８
０μｍとする。ここで溝の幅とは、溝の最も広い部分の
距離を指す。

【００３１】溝の深さはエピタキシャルウェーハの構造
により有効となる深さが異なるため、エピタキシャル層
厚によって条件を変える必要がある。ＧａＡｓ基板付き
の発光波長８８０ｎｍ以下のＧａＡｌＡｓ半導体発光素
子はＧａＡｓ基板によって放射光が吸収される為、エピ
タキシャル層部分がカバーされればよく、基板深くまで
溝を入れる必要はない。

【００３２】遮光性物質の他の塗布方法としては、スピ
ンコート法、スプレー法などの方法が利用できる。この
場合には、単に液を溝に注入した場合よりも膜の均一性
は増すが、遮光性物質がコーティング溶液中で分離する
可能性があるため、遮光性物質塗布時の液組成や塗布条
件に注意を要する。

【００３３】バインダーとなる樹脂は、溝への浸透性を
上げる為、溶媒を用いて粘性を下げたり、界面活性剤を
少量添加して素材への濡れ性を改善し、浸透性を高める
ことができる。また、予め溝の側面にエッチングや、機
械的に凹凸を形成し、毛細管現象を利用して液の浸透性
を高めることも可能である。その後、溝の部分にダイシ
ングソーでウェーハの下まで切断し、素子を分離すると
半導体発光素子素子が完成する。また、これとは別に溝
に合わせてスクライバーでウェーハの裏面に傷を付け、
素子を分離することもできる。

【００３４】ＧａＰ、ＧａＮ系半導体発光素子のように
一般的には放射光が基板の吸収を受けない場合は、ダイ
シング法やスクライブ法を用いて、素子を完全に一個一
個の単体に分離したあと遮光性物質を塗布する方が素子
の側面からの光の漏れが防げ好ましい。この方法も、必
要に応じて、遮光性物質を塗布したくない電極部や光取
り出し部に、予め、マスキングを行い塗布処理を行うこ
とができる。

【００３５】毛細管現象を利用した塗布処理方法を実施
する場合は、素子を一定間隔に並べ、その隙間に遮光性
物質を注入し、素子側面に塗布する方法が簡便でよい。
この場合は素子と素子の間隔によって液の注入のされ方
が異なる為、素子間隔が狭い場合には、毛細管現象によ
り液の注入が進むが、液の粘性に対し広すぎる場合には
液が浸透せずコーティングがうまくいかない。逆に、狭
い場合には、注入する液の粘性を低くする必要がある。
本発明者の研究によると、５００μｍ以下の幅にした際
には、粘性として５０ｃｐ以下に調整する必要がある。
この毛細管現象を利用した塗布方法は、処理する素子の
固定に粘着シートを使用して塗布することができる。粘
着シートとしてはポリエチレン、塩化ビニル、アクリル
系シートなどに粘着層が形成されたものが使用できる。
この場合の素子と素子との配列は、５μｍ以上の間隔が
あれば塗布可能であるが、間隔が広すぎた場合には毛細
管現象が有効に働かず塗布ができない。そのため、素子
の配列の間隔は５〜３０００μｍの範囲内が好ましい
が、より好ましくは、１０〜１０００μｍ、最も好まし
くは、５０〜３００μｍの範囲内である。粘着シートを
使用する方法の溶剤としては、シートを犯さない溶剤系
を選択する必要がある。

【００３６】別の塗布方法としては、スピンコート法が
利用出来る。この場合には、遠心力を利用する為、比較
的、高粘性のものでも塗布は可能となり、膜厚も均一化
出来る。しかしながら、スピンコート法では、分散させ
た遮光性物質とバインダー液に比重差がある場合には、
コーティング中に分離し、遮光性物質の分散が不均一に
なる場合があるため、液の配合に注意を要する。この場
合には、液の粘性によらず、また、配列の幅に関して
も、５μｍ以上の幅があることが好ましい。幅の上限は
ないが、当然のことながら、幅を取りすぎると一回当た
りの処理数量が減少する為、生産性は低下する。

【００３７】他の方法としては、スプレー法が利用出来
る。この方式は均一に塗布することは可能であるが、コ
ーティング膜の厚さが厚くなる傾向があり、特性上厚い
膜を塗布したい場合には有効な手段となる。

【００３８】本発明の半導体発光素子は従来の半導体発
光素子と同様に樹脂によって封止して用いることができ
る。封止に用いる樹脂は、半導体発光素子から放射させ
る光に対し透明である、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シ
リコーン樹脂から選ばれた何れか１種を用いることが好
ましい。また、封止するための樹脂（封止剤）に遮光性
物質としての機能を付与してもかまわない。この場合、
封止剤に遮光性物質を混入させ、さらに光取り出し部に
は遮光性物質を混入しないようにしたり、また、光取り
出し部への遮光性物質の混入量を下げても良い。

【００３９】本発明による半導体発光素子は、発光光の
指向性が高く発光径を小さくでき、信頼性が高く、小型
で、発光出力の高い半導体発光素子を、従来の半導体発
光素子と同一形態あるいは樹脂封止された半導体発光素
子の形態で用いることが可能である。用途としては、従
来の半導体発光素子が使用されている用途の他、レーザ
ーダイオードや電流狭窄型の半導体発光素子を使用して
いる用途への適用が可能であり、特に物体の変位量や位
置を検知する等の各種光学センサー、あるいは赤外線通
信や光ファイバー用光源等の光通信装置の発光部として
使用するのに適している。

【００４０】本発明による半導体発光素子は、従来の半
導体発光素子やレーザーダイオード、電流狭窄型の半導
体発光素子の、発光光の指向性、高出力化、高信頼性、
低価格化等の問題を解決するものであり、各種機器に本
発明による半導体発光素子を搭載することにより機器の
高信頼性、低価格化、小型化、低消費電力化等を達成す
ることが可能となる。

【００４１】

【実施例】以下実施例、比較例によって発明の内容をさ
らに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定される
ものではない。

【００４２】（実施例１〜１０）発光波長６６０ｎｍの
可視発光素子用エピタキシャルウェーハを用いて本発明
の半導体発光素子を作製した。エピタキシャルウェーハ
の構造は、ｐ型ＧａＡｓ基板上に、ｐ型Ｇａ_1-x1Ａｌ_x1
Ａｓ（０．５＜ｘ１＜０．８）透明基板層、ｐ型Ｇａ
_1-x2Ａｌ_x2Ａｓ（０．５＜ｘ２＜０．８）クラッド層、
ｐ型Ｇａ_1-x3Ａｌ_x3Ａｓ（ｘ３＝０．３５）活性層層、
およびｎ型Ｇａ_1-x4Ａｌ_x4Ａｓ（０．５＜ｘ４＜０．
８）クラッド層をエピタキシャル成長させた後ｐ型Ｇａ
Ａｓ基板を除去して作製した、ダブルへテロ構造の直径
４５ｍｍ、厚み１８０μｍのウェーハである。

【００４３】このエピタキシャルウェーハの両面にＡｕ
系合金の蒸着、アロイングを行いオーミック電極を形成
した後、ｎ面側の電極に１２０μｍφの開口部を３５０
μｍ間隔でフォトリソグラフィ法を用いて形成した。ウ
ェーハをｎ面側電極の開口部が素子中央に位置するよう
に３５０μｍ角でダイシングにより分離し、アンモニア
−過酸化水素でエッチングすることにより３３０μｍ×
３３０μｍ×１８０μｍの半導体発光素子素子を多数個
作製した。素子の側面を表面粗さ計で測定したところ、
凹凸の深さは５〜８μｍであった。

【００４４】作製した半導体発光素子素子を粘着シート
上に２００μｍ間隔で格子状に整列させ、ｐ面側電極を
汚さないように注意して素子側面に表１の条件の遮光性
物質をスピンコート法で塗布した。遮光性物質のバイン
ダーにはアクリル酸系樹脂、溶剤にはメタノールを用い
た。この遮光性物質を、４０℃、５時間乾燥により硬化
させた。図１に作製された半導体発光素子を光取り出し
方向から見た模式図を、図２に作製された半導体発光素
子の断面図を示す。

【００４５】本実施例で作製した半導体発光素子の評価
結果を表１に示す。なお、表１中の透過率は、遮光性物
質を半導体発光素子の光取り出し部に被覆後の透過率を
示し、電気抵抗も遮光性物質を半導体発光素子の光取り
出し部に被覆後の電気抵抗を示す。

【表１】

【００４６】（比較例１）実施例１で用いた半導体発光
素子で、素子側面に遮光性物質を塗布せずに評価を行っ
た。評価結果を表１に示す。

【００４７】表１より本発明の遮光性物質を被覆した半
導体発光素子は側面側からの発光が遮蔽され上面側から
のみの発光となり、発光光の指向性の高い素子が得られ
た。また実施例３、４、６、１０の素子では遮光性物質
を塗布しない比較例の素子と比較して、上面側からの発
光強度の向上が見られ、遮光性物質からの反射光による
上面側からの発光出力の向上が得られた。

【００４８】（実施例１１）図３に本実施例で作製した
半導体発光素子の断面図を示す。作製した半導体発光素
子用エピタキシャルウェーハは、Ｚｎドープｐ型ＧａＡ
ｓ単結晶基板１３（厚さ２５０μｍ）の上に、液相エピ
タキシャル法により、Ｚｎをｐ型ドーパントとして添加
したＧａＡｌＡｓクラッド層１４を２０μｍ成長させ、
さらに、その上に、ドーパントとしてＺｎを用いた約１
μｍ程度のＧａＡｌＡｓ活性層１５、Ｔｅをｎ型ドーパ
ントとして用いたＧａＡｌＡｓクラッド層１６を３０μ
ｍ成長させた。発光波長は６６０ｎｍとなるように活性
層中の混晶比はＧａ_0.65Ａｌ_0. ₃₅Ａｓに調整した。ｐ、
ｎ型クラッド層１６は６６０ｎｍの光に対し透明となる
ようＧａ_0.35Ａｌ_0.65Ａｓとした。このウェーハから作
製される半導体発光素子素子は、ＧａＡｓ基板１３が６
６０ｎｍの光を吸収するので、基板表面から光は放射さ
れず、基板上に成長したＧａＡｌＡｓ層表面からのみ発
光した光は放射される。エピタキシャル層を成長したウ
ェーハは基板側を研磨し、２４０μｍの厚みに加工し
た。ｐ側のオーミック電極１２としてはＡｕＢｅ合金を
使用し、ｎ側のオーミック電極１８としてはＡｕＧｅＮ
ｉ合金を使用した。電極パターンは裏面のＧａＡｓ基板
側はベタ電極とし、表面側の電極は１５０μｍφの開口
部を持つ電極とし、その開口部を光取り出し窓とした。
電極の部分と光の取り出す窓部に予めレジスト液を用い
たマスキング膜を形成した後、ダイシングソーによりウ
ェーハの上の縦横方向にピッチ４００μｍ、幅８０μ
ｍ、深さ１００μｍの溝を形成した。溝を形成後、Ａｌ
からなる金属箔小片を約５０％、樹脂を５０％含み、溶
剤によって５倍に希釈された液を形成した溝に注入し
た。それに用いたＡｌ箔は厚さ０．０２μｍで平均サイ
ズが１０μｍ、サイズの分布としては１μｍから３０μ
ｍ程度の分布をもつＡｌ箔を使用した。そのウェーハ
を、温度を５０℃、時間６０分の条件で熱処理し、溶剤
を蒸発させて素子側面に遮光性物質膜１７を形成した。
塗膜の厚さは塗布時に約１０μｍ厚となるように量を決
め、乾燥後は約２μｍ厚の膜が完成した。その後、マス
キングに用いたレジストを除去し、スクライバーにより
裏面から溝に対応する部分に沿って傷をつけ、チップブ
レーカーを用いて個々のチップに分離して素子が完成し
た。

【００４９】塗膜中にはＡｌ箔が素子表面に水平に密着
するように整列しており、その光反射率は全反射で９０
％、正反射率（膜に対して垂直方向よりの入射光に対す
る垂直方向への反射光の強度比）として８０％の値が得
られた。その半導体発光素子を光反射カップのないフラ
ットなＴＯ−１８ステムにマウントし、順方向電流２０
ｍＡ時で指向特性を測定したところ、光取り出し部以外
からの光の漏れのない理想的な指向特性を示す半導体発
光素子素子が得られた。評価結果を表１に示す。発光出
力は積分球を使用した全光量測定で１．１ｍＷであっ
た。

【００５０】（比較例２）本比較例で作製した半導体発
光素子の断面図を図４に示す。実施例１１で準備したウ
ェーハに光反射膜を形成せずにスクライバーで分離し、
４００μｍピッチの素子を試作した。そのときの指向特
性を実施例と同様の方法で測定したが、素子の側面から
漏れた光の為、指向特性は良くなかった。評価結果を表
２に示すが、発光出力は積分球を使用した全光量測定で
１．３ｍＷであった。比較例２は実施例１１に比べ、発
光光の指向性が悪く本発明の有用性が確認された。

【００５１】（実施例１２）本実施例で作製した半導体
発光素子の断面図を図５に示す。本実施例では、Ｚｎド
ープｐ型ＧａＡｓ単結晶基板（厚さ２５０μｍ）の上
に、液相エピタキシャル法により、ＧａＡｌＡｓ結晶に
Ｚｎをｐ型ドーパントとして添加した透明基板層２８を
１００μｍ成長させ、さらにＧａＡｌＡｓ結晶からなり
Ｚｎを添加したｐ型クラッド層２９を２０μｍと、その
上に、ＧａＡｌＡｓ結晶からなるドーパントとしてＺｎ
を用いた約１μｍ程度の活性層３０と、ＧａＡｌＡｓ結
晶からなり、Ｔｅをｎ型ドーパントとして用いたｎ型ク
ラッド層３１を３０μｍの合計４エピ層を積層した成長
させたエピタキシャルウェーハを使用した。発光波長は
６６０ｎｍとなるように活性層中の混晶比はＧａ_0.65Ａ
ｌ_0.35Ａｓに調整した。ｐ型透明基板層、ｐ、ｎクラッ
ド層は６６０ｎｍの光に対し透明となるようＧａ_0. ₃₅Ａ
ｌ_0.65Ａｓとした。その後、ＧａＡｓ基板をエッチング
により除去し、基板による光の吸収のないエピタキシャ
ルウェーハを完成させた。従ってこのタイプの半導体発
光素子では、電極部を除く結晶表面の全てから光は放射
される。ｐ側のオーミック接合用金属２７としてはＡｕ
Ｂｅ合金を使用し、ｎ側のオーミック電極３３としては
ＡｕＧｅＮｉ合金を使用した。電極パターンは裏面とな
るＧａＡｌＡｓ透明基板層側はベタ電極とし、表面側の
電極は１５０μｍφの穴開き電極とし、その１５０μｍ
φの穴を光取り出し窓とした。そのウェーハを塩化ビニ
ルからなりアクリル系粘着層を有する粘着シートに貼
り、ダイシングソーにより、正方形の形に４００μｍピ
ッチで完全に結晶を切断した。それをエクスパンダーに
かけ、熱をかけながら素子と素子を一定間隔に引き延ば
した。

【００５２】その後、Ａｌからなる金属箔小片を約５０
％、樹脂を５０％含み、溶剤によって５倍に希釈された
遮光性物質を含む液を素子と素子の間に注入した。それ
に用いたＡｌ箔は厚さ０．０２μｍで平均サイズが１０
μｍ、サイズの分布としては１μｍから３０μｍ程度の
分布をもつＡｌ箔を使用した。そのウェーハを温度を３
０℃、時間３６０分の条件で熱処理し、溶剤を蒸発させ
て光反射膜を素子側面に遮光性物質膜３２を形成した。
塗膜の厚さは塗布時に約１０μｍ厚となるように量を決
め、乾燥後は約２μｍ厚の膜が完成した。

【００５３】塗膜中にはＡｌ箔が素子表面に水平に密着
するように整列しており、その光反射率は実施例１１と
同様に、全反射で９０％、正反射率として８０％の値が
得られた。その半導体発光素子素子を光反射カップのな
いフラットなＴＯ−１８ステムにマウントし、電流２０
ｍＡ（ＤＣ）で、指向特性を測定したところ、光取り出
し部以外からの光の漏れのない理想的な指向特性を示す
半導体発光素子素子が得られた。評価結果を表１に示
す。発光出力は積分球を使用した全光量測定で２．１ｍ
Ｗであった。

【００５４】（比較例３）本比較例で作製した半導体発
光素子の断面図を図６に示す。実施例１２で準備した素
子に光反射膜を形成せずに特性評価を実施した。そのと
きの指向特性を実施例１２と同様の方法で測定したが、
素子の側面から漏れた光の為、指向特性は良くなかっ
た。また、発光出力は積分球を使用した全光量測定で
２．６ｍＷであった。評価結果を表１に示すが、実施例
１１、１２に比べ発光光の指向性が悪く、本発明の有用
性が確認された。

【００５５】（実施例１３）基板のない高出力型の赤色
半導体発光素子を用いて、光センサ用機器の製造に適用
した。

【００５６】本実施例では、実施例１２に示した半導体
発光素子素子を使用した。その素子には予め、光放出部
にレジスト樹脂によりマスキングを実施した。その素子
をリードフレームにＡｇペーストでマウントし、チップ
型半導体発光素子に実装した。そのチップ半導体発光素
子には光反射板、光反射カップをもうけず、フラットな
リードフレームを使用した。もう一方の電極はワイヤー
ボンディング法を用いて配線した。

【００５７】その後、Ａｌからなる金属箔を約５０％、
樹脂を５０％含み、溶剤によって５倍に希釈された光反
射物質を含む液を素子表面にスプレー法で塗布し、素子
の表面に厚さが一定の光反射膜を形成した。それに用い
たＡｌ箔は厚さ０．０２μｍで平均サイズが１０μｍ、
サイズの分布としては１μｍから３０μｍ程度の分布を
もつＡｌ箔を使用した。そのリードフレームを、温度を
５０℃、時間６０分の条件で熱処理し、溶剤を蒸発させ
て光反射膜を素子表面に光反射膜を形成した。塗膜の厚
さは塗布時に約２０μｍ厚となるように量を決め、乾燥
後は約３μｍ厚の膜が完成した。その後光取り出し用窓
に塗布されているマスキング樹脂を剥離し、光取り出し
部の光反射物を除去し、エポキシ樹脂で封止して素子が
完成した。

【００５８】塗膜上にはＡｌ箔が素子表面に水平に密着
するように接着されており、その光反射率は実施例１
１、１２と同様に、全反射で９０％、正反射率として８
０％の値が得られた。そのチップ半導体発光素子の電流
２０ｍＡ（ＤＣ）で、指向特性を測定したところ、光取
り出し部以外からの光の漏れのない理想的な指向特性を
示すチップ半導体発光素子が得られた。評価結果を表１
に示す。発光出力は積分球を使用した全光量測定で４．
５ｍＷであった。

【００５９】（比較例４）実施例１３で準備した素子に
光反射膜を形成せずにチップ半導体発光素子を作製し、
特性評価を実施した。そのときの指向特性を実施例３と
同様の方法で測定したが、素子の側面から漏れた光の
為、指向特性は良くなかった。また、発光出力は積分球
を使用した全光量測定で５．１ｍＷであった。本比較例
４は実施例１１、１２、１３に比べ、発光光の指向性が
悪く、本発明の有用性が確認された。評価結果を表１に
示す。

【００６０】（比較例５）実施例１３で使用した素子に
光反射膜を形成せずに、光反射板付きのリードフレーム
に実装して、比較例４と同様に特性評価を実施した。評
価結果を表１に示すが、発光光の指向性は、比較例４よ
りも改善されているものの、実施例１３に比べて正面へ
の集光度は悪い結果となった。また、発光出力は積分球
を使用した全光量測定で５．０ｍＷであった。本比較例
５は、指向性は実施例１１、１２、１３ほどは良くな
く、本発明の有用性が確認された。

【００６１】

【発明の効果】本発明の構造の半導体発光素子によっ
て、発光光の指向性が高く、高出力で小型の半導体発光
素子を製造することが可能となった。

【００６２】また、本発明による製造方法を用いること
により簡便なプロセスで、本発明の半導体発光素子を製
造することが可能となった。

【００６３】本発明の半導体発光素子により発光光の指
向性が高く、発光強度の高い光源が得られるため長距
離、高速度、高感度の光通信が可能となり、本発明の半
導体発光素子を光通信装置、電子装置、光学方式センサ
に用いることにより、より高機能、高性能、小型、低消
費電力、低価格の光通信装置、電子装置、光学方式セン
サを提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体発光素子の、光取り出し方
向からの平面図の一例を示す。

【図２】本発明による半導体発光素子の断面図の一例を
示す。

【図３】実施例１１の半導体発光素子の断面図を示す。

【図４】比較例２の半導体発光素子の断面図を示す。

【図５】実施例１２の半導体発光素子の断面図を示す。

【図６】比較例３の半導体発光素子の断面図を示す。

【符号の説明】

１光放出部２Ａｕ電極３遮光性物質４Ａｕ電極５ｐ型ＧａＡｌＡｓ透明基板層６ｐ型ＧａＡｌＡｓクラッド層７ｐ型ＧａＡｌＡｓ活性層８ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層９遮光性物質１０Ａｕ電極１１光放出部１２ＡｕＢｅ合金電極１３ｐ型ＧａＡｓ単結晶基板１４ｐ型ＧａＡｌＡｓクラッド層１５ＧａＡｌＡｓ活性層１６ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層１７遮光性物質１８ＡｕＧｅＮｉ合金電極１９光放出部２０ＡｕＢｅ合金電極２１ｐ型ＧａＡｓ単結晶基板２２ｐ型ＧａＡｌＡｓクラッド層２３ＧａＡｌＡｓ活性層２４ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層２５ＡｕＧｅＮｉ合金電極２６光放出部２７ＡｕＢｅ合金電極２８ｐ型透明基板層２９ｐ型ＧａＡｌＡｓクラッド層３０ＧａＡｌＡｓ活性層３１ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層３２遮光性物質３３ＡｕＧｅＮｉ合金電極３４光放出部３５ＡｕＢｅ合金電極３６ｐ型透明基板層３７ｐ型ＧａＡｌＡｓクラッド層３８ＧａＡｌＡｓ活性層３９ｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層４０ＡｕＧｅＮｉ合金電極４１光放出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林輝幸埼玉県秩父市大字下影森1505番地昭和電工株式会社秩父生産・技術統括部内 (72)発明者魚谷信夫千葉県千葉市緑区大野台１丁目１−１昭和電工株式会社総合研究所内 (72)発明者中村佳澄千葉県千葉市緑区大野台１丁目１−１昭和電工株式会社総合研究所内 (72)発明者伊藤祐司千葉県千葉市緑区大野台１丁目１−１昭和電工株式会社総合研究所内Ｆターム(参考） 5F041 AA04 AA06 CA04 CA35 CA36 CA74 CA75 CA76 CA77 CA85 DA44 DA45 EE24 FF01 FF14 FF16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ｐｎ接合部を有する半導体発光素子におい
て、素子の一部が遮光性を有する物質（以後、遮光性物
質とする。）で被覆されていることを特徴とする半導体
発光素子。
【請求項２】遮光性物質が、金属または顔料から選ばれ
た少なくとも１種以上を含むことを特徴とする請求項１
に記載の半導体発光素子。
【請求項３】金属が、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、
Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃ
ｒから選ばれた少なくとも１種を含むことを特徴とする
請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】顔料が、体質顔料、白色顔料、黒色顔料、
黄色顔料、褐色顔料、赤色顔料、紫色顔料、青色顔料、
緑色顔料、蛍光顔料、金属粉顔料の有機、無機顔料の中
から選ばれた少なくとも１種を含むことを特徴とする請
求項２または３に記載の半導体発光素子。
【請求項５】被覆された遮光性物質の電気抵抗が、１０
⁶Ωｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４の何れ
か１項に記載の半導体発光素子。
【請求項６】遮光性物質が粉体を含み、該粉体の表面に
は電気絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項
２〜５の何れか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項７】遮光性物質が粉体を含み、該粉体の表面は
樹脂により覆われ、被覆した樹脂の厚さが０．０１〜３
０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項２〜６の
何れか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項８】粉体の粒径が０．０１〜１００μｍの範囲
内であることを特徴とする請求項６または７の何れかに
記載の半導体発光素子。
【請求項９】粉体が、厚さが０．００１μｍ〜１０μｍ
の範囲内で、長さが０．０１μｍ〜１００μｍの範囲内
の板状であることを特徴とする請求項６〜８の何れか１
項に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】遮光性物質が、全反射率が５０％以上の
物質を５０質量％以上含むことを特徴とする請求項１〜
９の何れか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項１１】半導体発光素子の発光光の波長が、３５
０〜１８００ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求
項１〜１０の何れか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項１２】被覆された遮光性物質の、半導体発光素
子の発光光に対する透過率が、５０％以下であることを
特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の半導体発光
素子。
【請求項１３】遮光性物質を被覆する素子部分の表面
に、凹凸を有することを特徴とする請求項１〜１２の何
れかに記載の半導体発光素子。
【請求項１４】凹凸の深さが、０．１〜５０μｍの範囲
内であることを特徴とする請求項１３に記載の半導体発
光素子。
【請求項１５】半導体発光素子を作製するためのエピタ
キシャルウェーハの、遮光性物質を被覆する部分に溝を
形成した後、該溝部に遮光性物質を被覆し、その後エピ
タキシャルウェーハを切断して個々の半導体発光素子と
することを特徴とする請求項１〜１４の何れか１項に記
載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１６】光取り出し部に形成する溝の幅が、５〜
５００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１５
に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１７】半導体発光素子を、粘着性を有するシー
トの上に隙間を開けて並べた後、該半導体発光素子の隙
間部分に遮光性物質を形成することにより、半導体発光
素子に遮光性物質を被覆することを特徴とする請求項１
〜１４の何れか１項に記載の半導体発光素子の製造方
法。
【請求項１８】半導体発光素子を並べた隙間の間隔が、
５〜３０００μｍの範囲内であることを特徴とする請求
項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】半導体発光素子の光取り出し部分をマス
キングする工程の後に、半導体発光素子を遮光性物質で
被覆する工程、および、マスキングした物質を除去する
工程とを含むことを特徴とする請求項１〜１４の何れか
の１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項２０】請求項１５〜１９の何れか１項に記載の
製造方法で作製された半導体発光素子。
【請求項２１】請求項１〜１４または２０の何れか１項
に記載の半導体発光素子を用いて作製した樹脂封止型発
光素子。
【請求項２２】封止に用いる樹脂が、半導体発光素子か
ら放射させる光に対し透明である、エポキシ樹脂、ユリ
ア樹脂、シリコーン樹脂から選ばれた何れか１種を含む
ことを特徴とする請求項２１に記載の樹脂封止型発光素
子。
【請求項２３】請求項１〜１４または２０の何れか１項
に記載の半導体発光素子または請求項２１または２２に
記載の樹脂封止型発光素子を用いて作製した光学方式セ
ンサ。
【請求項２４】請求項１〜１４または２０の何れか１項
に記載の半導体発光素子または請求項２１または２２に
記載の樹脂封止型発光素子を用いて作製した光通信装置
または表示装置。
【請求項２５】請求項２３に記載の光学方式センサを搭
載した電子装置。
【請求項２６】請求項２４に記載の光通信装置または表
示装置を搭載した電子装置。