JP2002344019A - 発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents
発光ダイオード及びその製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L33/36—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 characterised by the electrodes
- H01L33/40—Materials therefor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電流分散膜として透明導電膜を用いた発光ダイ
オードを製造する際に、透明導電膜からの電極剥がれを
起こさない構造とする。 【解決手段】スプレー法を用いて、又はウエットエッチ
ング、ドライエッチング、サンドブラスト、研磨などに
より、ＩＴＯの透明導電膜７の表面に５ｎｍ以上で２０
０ｎｍ以下の凹凸を形成する。
オードを製造する際に、透明導電膜からの電極剥がれを
起こさない構造とする。 【解決手段】スプレー法を用いて、又はウエットエッチ
ング、ドライエッチング、サンドブラスト、研磨などに
より、ＩＴＯの透明導電膜７の表面に５ｎｍ以上で２０
０ｎｍ以下の凹凸を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高輝度、且つ廉価
な発光ダイオード及びその製造方法に関するものであ
る。
な発光ダイオード及びその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、発光ダイオード（Light Emitting
Diode：ＬＥＤ）用エピタキシャルウェハは、ほとんど
液相エピタキシャル成長法により作られていた。最近、
有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）により、発光ダイ
オード用エピタキシャルウェハが作られるようになって
きた。これにより、ＧａＮ系の青色用、ＡｌＧａＩｎＰ
系の緑色から黄色、橙色の発光ダイオードが普及してき
た。
Diode：ＬＥＤ）用エピタキシャルウェハは、ほとんど
液相エピタキシャル成長法により作られていた。最近、
有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）により、発光ダイ
オード用エピタキシャルウェハが作られるようになって
きた。これにより、ＧａＮ系の青色用、ＡｌＧａＩｎＰ
系の緑色から黄色、橙色の発光ダイオードが普及してき
た。
【０００３】図３に従来のＡｌＧａＩｎＰ４元混晶ダブ
ルヘテロ（ＤＨ）構造を有するＬＥＤの一例を示す。全
てのエピタキシャル層はＭＯＶＰＥ法によって成長して
いる。ｎ型ＧａＡｓ基板２１の上には、ｎ型（Ｓｉまた
はＳｅドープ）ＧａＡｓバッファ層２２、ｎ型（Ｓｉま
たはＳｅドープ）ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３、アン
ドープＡｌＧａＩｎＰ活性層２４、ｐ型（亜鉛ドープ）
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２５を順番に形成している。
２３〜２５がＡｌＧａＩｎＰ４元ダブルヘテロ構造部分
をなす。このｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２５の上
に、ｐ型（亜鉛ドープ）ＡｌＧａＡｓの電流分散層２６
を形成している。２８はｐ側電極、２９はｎ側電極であ
る。
ルヘテロ（ＤＨ）構造を有するＬＥＤの一例を示す。全
てのエピタキシャル層はＭＯＶＰＥ法によって成長して
いる。ｎ型ＧａＡｓ基板２１の上には、ｎ型（Ｓｉまた
はＳｅドープ）ＧａＡｓバッファ層２２、ｎ型（Ｓｉま
たはＳｅドープ）ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２３、アン
ドープＡｌＧａＩｎＰ活性層２４、ｐ型（亜鉛ドープ）
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２５を順番に形成している。
２３〜２５がＡｌＧａＩｎＰ４元ダブルヘテロ構造部分
をなす。このｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２５の上
に、ｐ型（亜鉛ドープ）ＡｌＧａＡｓの電流分散層２６
を形成している。２８はｐ側電極、２９はｎ側電極であ
る。
【０００４】このような構造の発光ダイオードは、光の
取り出し面中にある上部電極の直下での発光は、上部電
極２８に反射されてしまう為、外部に取り出すことがで
きない。従って、発光ダイオードの輝度を向上させる為
には、この上部電極直下での発光を低減させ、上部電極
直下以外の場所での発光を増加させる必要がある。電流
分散層２６がその役割をしている。
取り出し面中にある上部電極の直下での発光は、上部電
極２８に反射されてしまう為、外部に取り出すことがで
きない。従って、発光ダイオードの輝度を向上させる為
には、この上部電極直下での発光を低減させ、上部電極
直下以外の場所での発光を増加させる必要がある。電流
分散層２６がその役割をしている。
【０００５】上部電極２８から供給された電流は、電流
分散層２６中でチップ横方向に広がり、その結果、上部
電極直下以外の領域で発光する割合を高くしている。電
流分散層２６は、電気抵抗が低いほど効率良く横方向に
電流を広げることができる為、電気抵抗を低くすること
が望まれる。具体的には、キャリア濃度を高くすること
と、膜厚を厚くすることで、低抵抗化を実現している。
また、電流分散層２６は、活性層２４からの発光を透過
する材料でなければならない。現状、電流分散層は、こ
れらの条件を満足しているＡｌＧａＡｓ層（Ａｌ組成
０．８以上）又は、ＧａＰ層が使われている。これらの
材料の電流分散層を用いて電流を横方向に十分に広げる
為には、電流分散層２６は８μｍ以上もの膜厚が必要に
なる。
分散層２６中でチップ横方向に広がり、その結果、上部
電極直下以外の領域で発光する割合を高くしている。電
流分散層２６は、電気抵抗が低いほど効率良く横方向に
電流を広げることができる為、電気抵抗を低くすること
が望まれる。具体的には、キャリア濃度を高くすること
と、膜厚を厚くすることで、低抵抗化を実現している。
また、電流分散層２６は、活性層２４からの発光を透過
する材料でなければならない。現状、電流分散層は、こ
れらの条件を満足しているＡｌＧａＡｓ層（Ａｌ組成
０．８以上）又は、ＧａＰ層が使われている。これらの
材料の電流分散層を用いて電流を横方向に十分に広げる
為には、電流分散層２６は８μｍ以上もの膜厚が必要に
なる。
【０００６】冒頭に述べたように、ＭＯＶＰＥにより、
ＧａＮやＡｌＧａＩｎＰのエピタキシャル層の形成が可
能となり、短波長のＬＥＤが可能となってきたが、電流
分散層２６となるべきｐ型で低抵抗のエピタキシャル層
の成長が難しかった。すなわち、高キャリア濃度のｐ層
を形成できないことから、電流分散膜を形成することが
難しく、低抵抗が得られる別の半導体や膜厚を厚くする
などの対策をして、電流分散させていた。しかし、膜厚
を厚くすると、ＬＥＤ用エピタキシャルウェハのコスト
が高くなってしまうという大きな問題があった。
ＧａＮやＡｌＧａＩｎＰのエピタキシャル層の形成が可
能となり、短波長のＬＥＤが可能となってきたが、電流
分散層２６となるべきｐ型で低抵抗のエピタキシャル層
の成長が難しかった。すなわち、高キャリア濃度のｐ層
を形成できないことから、電流分散膜を形成することが
難しく、低抵抗が得られる別の半導体や膜厚を厚くする
などの対策をして、電流分散させていた。しかし、膜厚
を厚くすると、ＬＥＤ用エピタキシャルウェハのコスト
が高くなってしまうという大きな問題があった。
【０００７】これらの解決策の一つとして、電流分散層
２６に、金属酸化膜からなる透明導電膜、例えばＩＴＯ
（Indium Tin Oxide）膜（酸化インジウムに錫が添加さ
れている材料）を用いることが考えられる。この方法を
用いれば電流分散がＩＴＯ膜等の透明導電膜で起こるた
め、半導体の電流分散層が要らなくなる。従って安価に
高輝度のＬＥＤを生産できるようになる。
２６に、金属酸化膜からなる透明導電膜、例えばＩＴＯ
（Indium Tin Oxide）膜（酸化インジウムに錫が添加さ
れている材料）を用いることが考えられる。この方法を
用いれば電流分散がＩＴＯ膜等の透明導電膜で起こるた
め、半導体の電流分散層が要らなくなる。従って安価に
高輝度のＬＥＤを生産できるようになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この金
属酸化物系透明導電膜を半導体上に形成し、その上にワ
イヤボンディング用の金属電極を形成し、ワイヤボンデ
ィングすると、その時に、金属電極が透明導電膜から剥
がれてしまうという問題があり、発光ダイオードチップ
を製作できないという問題があった。
属酸化物系透明導電膜を半導体上に形成し、その上にワ
イヤボンディング用の金属電極を形成し、ワイヤボンデ
ィングすると、その時に、金属電極が透明導電膜から剥
がれてしまうという問題があり、発光ダイオードチップ
を製作できないという問題があった。
【０００９】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、電流分散膜として透明導電膜を用いた発光ダイオー
ドを製造する際に、透明導電膜からの電極剥がれを起こ
さない構造の発光ダイオード及びその製造方法を提供す
ることにある。
し、電流分散膜として透明導電膜を用いた発光ダイオー
ドを製造する際に、透明導電膜からの電極剥がれを起こ
さない構造の発光ダイオード及びその製造方法を提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達するため
に、本発明は次のように構成したものである。
に、本発明は次のように構成したものである。
【００１１】（１）請求項１の発明に係る発光ダイオー
ドは、第一導電型基板上に、半導体のｐ型層とｎ型層の
ヘテロ構造または活性層をｐ型とｎ型のクラッド層で挟
んだダブルヘテロ構造を持つ発光部を形成し、その上に
透明導電膜を形成し、その表面と裏面側に金属電極を形
成し、透明導電膜側から光を取り出す発光ダイオードに
おいて、表面に５ｎｍ以上で２００ｎｍ以下の凹凸を形
成した透明導電膜を有することを特徴とするものであ
る。
ドは、第一導電型基板上に、半導体のｐ型層とｎ型層の
ヘテロ構造または活性層をｐ型とｎ型のクラッド層で挟
んだダブルヘテロ構造を持つ発光部を形成し、その上に
透明導電膜を形成し、その表面と裏面側に金属電極を形
成し、透明導電膜側から光を取り出す発光ダイオードに
おいて、表面に５ｎｍ以上で２００ｎｍ以下の凹凸を形
成した透明導電膜を有することを特徴とするものであ
る。
【００１２】（２）請求項２の発明に係る発光ダイオー
ドの製造方法は、第一導電型基板上に、半導体のｐ型層
とｎ型層のヘテロ構造または活性層をｐ型とｎ型のクラ
ッド層で挟んだダブルヘテロ構造を持つ発光部を形成
し、その上に透明導電膜を形成し、その表面と裏面側に
金属電極を形成する発光ダイオードの製造方法におい
て、スプレー法を用いて、前記透明導電膜の表面に５ｎ
ｍ以上で２００ｎｍ以下の凹凸を形成することを特徴と
するものである。
ドの製造方法は、第一導電型基板上に、半導体のｐ型層
とｎ型層のヘテロ構造または活性層をｐ型とｎ型のクラ
ッド層で挟んだダブルヘテロ構造を持つ発光部を形成
し、その上に透明導電膜を形成し、その表面と裏面側に
金属電極を形成する発光ダイオードの製造方法におい
て、スプレー法を用いて、前記透明導電膜の表面に５ｎ
ｍ以上で２００ｎｍ以下の凹凸を形成することを特徴と
するものである。
【００１３】請求項３の発明は、請求項２記載の発光ダ
イオードの製造方法において、前記スプレー法を用いる
代わりに、透明導電膜を形成後に表面をウエットエッチ
ングすることにより、前記凹凸を形成することを特徴と
するものである。
イオードの製造方法において、前記スプレー法を用いる
代わりに、透明導電膜を形成後に表面をウエットエッチ
ングすることにより、前記凹凸を形成することを特徴と
するものである。
【００１４】請求項４の発明は、請求項２記載の発光ダ
イオードの製造方法において、前記スプレー法を用いる
代わりに、透明導電膜を形成後に表面をドライエッチン
グすることにより、前記凹凸を形成することを特徴とす
るものである。
イオードの製造方法において、前記スプレー法を用いる
代わりに、透明導電膜を形成後に表面をドライエッチン
グすることにより、前記凹凸を形成することを特徴とす
るものである。
【００１５】請求項５の発明は、請求項２記載の発光ダ
イオードの製造方法において、前記スプレー法を用いる
代わりに、透明導電膜を形成後に表面をサンドブラスト
することにより、前記凹凸を形成することを特徴とする
ものである。
イオードの製造方法において、前記スプレー法を用いる
代わりに、透明導電膜を形成後に表面をサンドブラスト
することにより、前記凹凸を形成することを特徴とする
ものである。
【００１６】請求項６の発明は、請求項２記載の発光ダ
イオードの製造方法において、前記スプレー法を用いる
代わりに、透明導電膜を形成後に表面を研磨することに
より、前記凹凸を形成することを特徴とするものであ
る。
イオードの製造方法において、前記スプレー法を用いる
代わりに、透明導電膜を形成後に表面を研磨することに
より、前記凹凸を形成することを特徴とするものであ
る。
【００１７】＜発明の要点＞本発明は、透明導電膜の表
面に凹凸を形成することにより、電極の剥がれを防止す
るものである。透明導電膜の表面に形成する凹凸は、図
２に示すように、５ｎｍ未満では凹凸が小さすぎて剥が
れ防止効果が少なく、また２００ｎｍを超えると不必要
に大きくなるので、５ｎｍ以上で２００ｎｍ以下の凹凸
とするのがよい。
面に凹凸を形成することにより、電極の剥がれを防止す
るものである。透明導電膜の表面に形成する凹凸は、図
２に示すように、５ｎｍ未満では凹凸が小さすぎて剥が
れ防止効果が少なく、また２００ｎｍを超えると不必要
に大きくなるので、５ｎｍ以上で２００ｎｍ以下の凹凸
とするのがよい。
【００１８】凹凸を形成する方法としては、最初から凹
凸があるよう透明導電膜の形成方法を用いる方法と、透
明導電膜を形成してから表面を荒らして凹凸を形成する
方法がある。具体的には、スプレー法や、ウエットエッ
チング、ドライエッチング、サンドブラスト、研磨など
を用いることができる。
凸があるよう透明導電膜の形成方法を用いる方法と、透
明導電膜を形成してから表面を荒らして凹凸を形成する
方法がある。具体的には、スプレー法や、ウエットエッ
チング、ドライエッチング、サンドブラスト、研磨など
を用いることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００２０】本発明の実施形態を説明するための発光ダ
イオードの構造を図１に示す。この発光ダイオードの構
造は、第一導電型基板としてのｎ型のＧａＡｓ基板２上
に、第一導電型クラッド層であるｎ型のＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層３と、ＡｌＧａＩｎＰ活性層４と、第二導電
型クラッド層であるｐ型のＡｌＧａＩｎＰクラッド層５
とから成る発光部があり、その上にｐ型ＡｌＧａＩｎＰ
電流分散層（第二導電型電流分散層）６、その上に透明
導電膜としてＳｎドープＩｎ2Ｏ3であるＩＴＯ膜７があ
り、裏面にはｎ側用金属電極から成る基板側電極１が、
表面側中央には円形の部分電極から成る表面側電極８が
ある。ここまでの構造は従来の透明導電膜を用いた構造
の発光ダイオードと同じであり、本発明はこの構造の発
光ダイオードにおいて、透明導電膜たるＩＴＯ膜７の表
面側に５ｎｍ程度の凹凸を形成したことに特徴がある。
イオードの構造を図１に示す。この発光ダイオードの構
造は、第一導電型基板としてのｎ型のＧａＡｓ基板２上
に、第一導電型クラッド層であるｎ型のＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層３と、ＡｌＧａＩｎＰ活性層４と、第二導電
型クラッド層であるｐ型のＡｌＧａＩｎＰクラッド層５
とから成る発光部があり、その上にｐ型ＡｌＧａＩｎＰ
電流分散層（第二導電型電流分散層）６、その上に透明
導電膜としてＳｎドープＩｎ2Ｏ3であるＩＴＯ膜７があ
り、裏面にはｎ側用金属電極から成る基板側電極１が、
表面側中央には円形の部分電極から成る表面側電極８が
ある。ここまでの構造は従来の透明導電膜を用いた構造
の発光ダイオードと同じであり、本発明はこの構造の発
光ダイオードにおいて、透明導電膜たるＩＴＯ膜７の表
面側に５ｎｍ程度の凹凸を形成したことに特徴がある。
【００２１】この発光ダイオードを製作するためには、
まずｎ型のＧａＡｓ基板２上にＭＯＶＰＥ法により、ｎ
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３、ＡｌＧａＩｎＰ活性層
４、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５、ｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰ電流分散層６を成長させる。この成長は、すでに汎
用となっており、４元ＬＥＤを生産しているところでは
どこでも容易にできる工程となっている。
まずｎ型のＧａＡｓ基板２上にＭＯＶＰＥ法により、ｎ
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３、ＡｌＧａＩｎＰ活性層
４、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５、ｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰ電流分散層６を成長させる。この成長は、すでに汎
用となっており、４元ＬＥＤを生産しているところでは
どこでも容易にできる工程となっている。
【００２２】このエピタキシャルウェハの表面に、ＩＴ
Ｏ膜７をスプレー法により形成した。スプレー法は、Ｓ
ｎＯ2などの透明導電膜の形成方法としては良く知られ
ているが、ＩＴＯの透明導電膜の形成方法としては用い
られていない。ＬＥＤ用エピタキシャルウェハを５００
℃に加熱した状態で、ＩＴＯの原料をシンナーで希釈し
た溶液をスプレーしながら、膜を形成していった。形成
したＩＴＯ膜７の表面は目視で観察すると、曇っている
ように見える。この表面をＡＦＭにより観察してた結
果、表面に５ｎｍ程度の凹凸があることが分かった。こ
のＩＴＯ膜７の上に、表面側電極８となるＮｉ／Ａｕの
電極を形成した。また裏面のＧａＡｓ基板には、基板側
電極１となるＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕの表面電極を形成し
た。このエピタキシャルウェハの表面電極をホトリソグ
ラフィ工程により加工し、表面に円形の部分電極（表面
側電極８）を形成した。
Ｏ膜７をスプレー法により形成した。スプレー法は、Ｓ
ｎＯ2などの透明導電膜の形成方法としては良く知られ
ているが、ＩＴＯの透明導電膜の形成方法としては用い
られていない。ＬＥＤ用エピタキシャルウェハを５００
℃に加熱した状態で、ＩＴＯの原料をシンナーで希釈し
た溶液をスプレーしながら、膜を形成していった。形成
したＩＴＯ膜７の表面は目視で観察すると、曇っている
ように見える。この表面をＡＦＭにより観察してた結
果、表面に５ｎｍ程度の凹凸があることが分かった。こ
のＩＴＯ膜７の上に、表面側電極８となるＮｉ／Ａｕの
電極を形成した。また裏面のＧａＡｓ基板には、基板側
電極１となるＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕの表面電極を形成し
た。このエピタキシャルウェハの表面電極をホトリソグ
ラフィ工程により加工し、表面に円形の部分電極（表面
側電極８）を形成した。
【００２３】このエピタキシャルウェハを３００μｍ角
にダイシングし、ベアチップとした。このチップをステ
ム状にダイボンディングにより実装し、ワイヤボンディ
ングにより配線した。
にダイシングし、ベアチップとした。このチップをステ
ム状にダイボンディングにより実装し、ワイヤボンディ
ングにより配線した。
【００２４】図２に、透明導電膜であるＩＴＯ膜表面の
凹凸の大きさとパッド電極にワイヤボンディングした時
の電極の剥がれの関係を示す。凹凸が１ｎｍではワイヤ
ボンディング時の電極の剥がれは５０％もあったが、凹
凸が５ｎｍでワイヤボンディング時の電極剥がれは０．
１％まで減ることがわかった。またＩＴＯ膜の凹凸があ
り過ぎるとワイヤボンディング時のエピタキシャル層中
に欠陥を生じ、信頼性が悪くなることが分かった。
凹凸の大きさとパッド電極にワイヤボンディングした時
の電極の剥がれの関係を示す。凹凸が１ｎｍではワイヤ
ボンディング時の電極の剥がれは５０％もあったが、凹
凸が５ｎｍでワイヤボンディング時の電極剥がれは０．
１％まで減ることがわかった。またＩＴＯ膜の凹凸があ
り過ぎるとワイヤボンディング時のエピタキシャル層中
に欠陥を生じ、信頼性が悪くなることが分かった。
【００２５】ＩＴＯ膜７の表面側に５ｎｍ程度の凹凸を
形成した本実施形態の場合、ワイヤボンディング時の電
極の剥がれは０．１％以下であった。
形成した本実施形態の場合、ワイヤボンディング時の電
極の剥がれは０．１％以下であった。
【００２６】次に、上記ＩＴＯ膜７をスパッタ法、蒸着
法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法により形成し
て、電極剥がれを比較してみた。これらの方法で形成し
たＩＴＯ膜に電極を形成した場合には、ワイヤボンディ
ング時に９０％以上の電極が剥がれてしまった。この結
果からは、ＩＴＯ膜の形成方法により、電極の剥がれが
依存しているように思われる。しかし、スプレー法によ
るＩＴＯ膜と他の形成方法により形成したＩＴＯ膜の差
を見てみると、表面の凹凸に大きな差があることが観察
された。スプレー法以外の方法で形成した場合のＩＴＯ
膜の表面の凹凸は５ｎｍ以下であることが分かった。
法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法により形成し
て、電極剥がれを比較してみた。これらの方法で形成し
たＩＴＯ膜に電極を形成した場合には、ワイヤボンディ
ング時に９０％以上の電極が剥がれてしまった。この結
果からは、ＩＴＯ膜の形成方法により、電極の剥がれが
依存しているように思われる。しかし、スプレー法によ
るＩＴＯ膜と他の形成方法により形成したＩＴＯ膜の差
を見てみると、表面の凹凸に大きな差があることが観察
された。スプレー法以外の方法で形成した場合のＩＴＯ
膜の表面の凹凸は５ｎｍ以下であることが分かった。
【００２７】そこで、スパッタ法により形成したＩＴＯ
膜表面をサンドブラストにより、凹凸を形成した。この
表面にＮｉ／Ａｕの電極を形成し、ワイヤボンディング
のテストをしてみたところ、電極剥がれが起こらないこ
とが分かった。
膜表面をサンドブラストにより、凹凸を形成した。この
表面にＮｉ／Ａｕの電極を形成し、ワイヤボンディング
のテストをしてみたところ、電極剥がれが起こらないこ
とが分かった。
【００２８】つまり電極剥がれを起こさないようにする
ためには、ＩＴＯ膜の形成時に凹凸が発生するように形
成する方法と、平坦なＩＴＯ膜を形成後に表面を荒らし
て凹凸を形成する方法とが考えられる。従って、凹凸を
形成しやすいスプレー法がＩＴＯ膜の形成方法として望
ましい。しかし平坦なＩＴＯ膜を形成する方法でも、ウ
エットエッチング、ドライエッチング、サンドブラス
ト、研磨などにより表面に凹凸を形成しても効果のある
ことが分かった。
ためには、ＩＴＯ膜の形成時に凹凸が発生するように形
成する方法と、平坦なＩＴＯ膜を形成後に表面を荒らし
て凹凸を形成する方法とが考えられる。従って、凹凸を
形成しやすいスプレー法がＩＴＯ膜の形成方法として望
ましい。しかし平坦なＩＴＯ膜を形成する方法でも、ウ
エットエッチング、ドライエッチング、サンドブラス
ト、研磨などにより表面に凹凸を形成しても効果のある
ことが分かった。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
プレー法を用いて、又はウエットエッチング、ドライエ
ッチング、サンドブラスト、研磨などにより、透明導電
膜の表面に５ｎｍ以上で２００ｎｍ以下の凹凸を形成す
るようにしたので、電極剥がれを防止することができ
る。
プレー法を用いて、又はウエットエッチング、ドライエ
ッチング、サンドブラスト、研磨などにより、透明導電
膜の表面に５ｎｍ以上で２００ｎｍ以下の凹凸を形成す
るようにしたので、電極剥がれを防止することができ
る。
【００３０】従って、本発明により、透明導電膜により
電流分散するＬＥＤチップの実装が可能となった。これ
により、従来半導体の電流分散膜を厚く成長する必要が
あったが、薄くすることができるようになった。これに
より、エピタキシャルウェハのコストを大幅に下げるこ
とができるようになった。
電流分散するＬＥＤチップの実装が可能となった。これ
により、従来半導体の電流分散膜を厚く成長する必要が
あったが、薄くすることができるようになった。これに
より、エピタキシャルウェハのコストを大幅に下げるこ
とができるようになった。
【００３１】また透明導電膜の表面に凹凸が形成された
ために、ＬＥＤチップからの光取出し率が向上した。光
学素子の表面に凹凸を形成すると光取出しが良くなるこ
とはよく知られていることである。
ために、ＬＥＤチップからの光取出し率が向上した。光
学素子の表面に凹凸を形成すると光取出しが良くなるこ
とはよく知られていることである。
【図１】本発明の実施形態に係る発光ダイオードの構造
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】凹凸の大きさと電極剥がれの関係を示した図で
ある。
ある。
【図３】従来の発光ダイオードチップの外観図である。
１ 基板側電極 ２ ｎ型のＧａＡｓ基板（第一導電型基板） ３ ｎ型のＡｌＧａＩｎＰクラッド層（第一導電型クラ
ッド層） ４ 活性層 ５ ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（第二導電型クラッド
層） ６ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ電流分散層（第二導電型電流分
散層） ７ ＩＴＯ膜（透明導電膜）
ッド層） ４ 活性層 ５ ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（第二導電型クラッド
層） ６ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ電流分散層（第二導電型電流分
散層） ７ ＩＴＯ膜（透明導電膜）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 憲治 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内 Ｆターム(参考） 4M104 AA05 AA07 BB05 BB11 BB36 DD24 DD51 DD64 DD65 DD75 GG04 HH08 5F041 AA25 AA43 CA04 CA34 CA64 CA88 CA93 CA98 DA07
Claims (6)
- 【請求項１】第一導電型基板上に、半導体のｐ型層とｎ
型層のヘテロ構造または活性層をｐ型とｎ型のクラッド
層で挟んだダブルヘテロ構造を持つ発光部を形成し、そ
の上に透明導電膜を形成し、その表面と裏面側に金属電
極を形成し、透明導電膜側から光を取り出す発光ダイオ
ードにおいて、 表面に５ｎｍ以上で２００ｎｍ以下の凹凸を形成した透
明導電膜を有することを特徴とする発光ダイオード。 - 【請求項２】第一導電型基板上に、半導体のｐ型層とｎ
型層のヘテロ構造または活性層をｐ型とｎ型のクラッド
層で挟んだダブルヘテロ構造を持つ発光部を形成し、そ
の上に透明導電膜を形成し、その表面と裏面側に金属電
極を形成する発光ダイオードの製造方法において、 スプレー法を用いて、前記透明導電膜の表面に５ｎｍ以
上で２００ｎｍ以下の凹凸を形成することを特徴とする
発光ダイオードの製造方法。 - 【請求項３】請求項２記載の発光ダイオードの製造方法
において、前記スプレー法を用いる代わりに、透明導電
膜を形成後に表面をウエットエッチングすることによ
り、前記凹凸を形成することを特徴とする発光ダイオー
ドの製造方法。 - 【請求項４】請求項２記載の発光ダイオードの製造方法
において、前記スプレー法を用いる代わりに、透明導電
膜を形成後に表面をドライエッチングすることにより、
前記凹凸を形成することを特徴とする発光ダイオードの
製造方法。 - 【請求項５】請求項２記載の発光ダイオードの製造方法
において、前記スプレー法を用いる代わりに、透明導電
膜を形成後に表面をサンドブラストすることにより、前
記凹凸を形成することを特徴とする発光ダイオードの製
造方法。 - 【請求項６】請求項２記載の発光ダイオードの製造方法
において、前記スプレー法を用いる代わりに、透明導電
膜を形成後に表面を研磨することにより、前記凹凸を形
成することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2001142601A JP4380083B2 (ja) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | 発光ダイオードの製造方法 |
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| JP2001142601A JP4380083B2 (ja) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | 発光ダイオードの製造方法 |
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|---|---|
| JP2002344019A true JP2002344019A (ja) | 2002-11-29 |
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004356221A (ja) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Hitachi Cable Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP2005005557A (ja) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Hitachi Cable Ltd | 半導体発光素子の製造方法 |
| WO2006011497A1 (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-02 | Fujikura Ltd. | 発光素子及びその製造方法 |
| KR100674859B1 (ko) | 2005-07-07 | 2007-01-29 | 삼성전기주식회사 | 질화물 단결정의 조면처리방법 및 이를 이용한 질화물발광소자 제조방법 |
| US7183586B2 (en) | 2003-11-19 | 2007-02-27 | Nichia Corporation | Semiconductor element and manufacturing method for the same |
| JP2007134533A (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP2007220972A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Showa Denko Kk | 半導体発光素子及びその製造方法、並びにランプ |
| JP2008004931A (ja) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 前面発光型窒化物系発光素子の製造方法 |
| US7675075B2 (en) | 2003-08-28 | 2010-03-09 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting apparatus, display element and manufacturing method of semiconductor light emitting device |
| JP2010528469A (ja) * | 2007-05-22 | 2010-08-19 | ソウル オプト デバイス カンパニー リミテッド | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
-
2001
- 2001-05-14 JP JP2001142601A patent/JP4380083B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004356221A (ja) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Hitachi Cable Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP2005005557A (ja) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Hitachi Cable Ltd | 半導体発光素子の製造方法 |
| US7675075B2 (en) | 2003-08-28 | 2010-03-09 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting apparatus, display element and manufacturing method of semiconductor light emitting device |
| US8692285B2 (en) | 2003-08-28 | 2014-04-08 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting apparatus and display element |
| US8324632B2 (en) | 2003-08-28 | 2012-12-04 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting apparatus, display element and manufacturing method of semiconductor light emitting device |
| US8207548B2 (en) | 2003-08-28 | 2012-06-26 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting apparatus, display element and manufacturing method of semiconductor light emitting device |
| US7183586B2 (en) | 2003-11-19 | 2007-02-27 | Nichia Corporation | Semiconductor element and manufacturing method for the same |
| CN100459189C (zh) * | 2003-11-19 | 2009-02-04 | 日亚化学工业株式会社 | 半导体元件 |
| US7683379B2 (en) | 2004-07-30 | 2010-03-23 | Fujikura Ltd. | Light emitting element and manufacturing method thereof |
| WO2006011497A1 (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-02 | Fujikura Ltd. | 発光素子及びその製造方法 |
| KR100674859B1 (ko) | 2005-07-07 | 2007-01-29 | 삼성전기주식회사 | 질화물 단결정의 조면처리방법 및 이를 이용한 질화물발광소자 제조방법 |
| JP2007134533A (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP2007220972A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Showa Denko Kk | 半導体発光素子及びその製造方法、並びにランプ |
| JP2008004931A (ja) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 前面発光型窒化物系発光素子の製造方法 |
| US8227283B2 (en) | 2006-06-22 | 2012-07-24 | Samsung Led Co., Ltd. | Top-emitting N-based light emitting device and method of manufacturing the same |
| JP2010528469A (ja) * | 2007-05-22 | 2010-08-19 | ソウル オプト デバイス カンパニー リミテッド | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
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