JP2003152222A - 多色半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents

多色半導体発光素子及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数ピクセルを有し、発光強度が大きいもの
を容易に作る。 【解決手段】 サファイヤ基板13上にGaNの青色発
光層11B、InGaNの緑色発光層11Gを順次気相
成長させ、発光層11Gの各ピクセルに対する電極形成
と配線を行って配線層23Gを形成する(A)。GaA
s基板15上にAlGaAsPの赤色発光層11Rを形
成し、発光層11Rに対する配線層23Rを形成する
(B)。SiO2の絶縁層21で配線層23Gと23R
を加熱、加圧接着し、レーザ光線で基板13を剥離し
(C)、青色発光層11Bに対する配線層23Bを形成
する(D)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明の複数の発光色を発
光する多色半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の3原色発光素子としては、図4A
に示すような各個別の青色発光素子チップ14Bと緑色
発光素子チップ14Gと赤色発光素子チップ14Rと
を、図4Bに示すように、小さな1つのパッケージ12
内に組込み、これら発光素子チップ14B、14G、1
4Rを選択的に1乃至複数発光させ、1点から発光して
いるように感じさせるものであった。青色発光素子チッ
プ14Bは例えばサファイヤ基板13上に半導体よりな
る青色発光層11Bが形成されて構成され、緑色発光素
子チップ14Gは例えばサファイヤ基板13上に半導体
よりなる緑色発光層11Gが形成されて構成され、赤色
発光素子チップ14Rは例えばGaAs基板15上に半
導体よりなる赤色発光層11Rが形成されて構成されて
いる。
【0003】従って、カラー表示パネルを構成するに
は、図4Bに示したカプセルを多数面状に並べて構成す
る必要があり、1つの発光素子(カプセル)を極めて小
さなものとする必要があり、これに伴ってカプセル12
に小さなチップ14B、14G、14Rを互いに接近さ
せて組込む必要があり、その製作が大変であった。一
方、一つの基板に異なる発光色の半導体薄膜(発光層)
を積層して、3原色発光素子を構成することが提案され
ている。現在のところ赤色発光層としてはAs系半導体
結晶又はP系半導体結晶が主として知られており、一方
青色発光層としてはN系半導体結晶が主として知られて
いる。しかしAs系半導体結晶又はP系半導体結晶とN
系半導体結晶とを同一基板上に作製することが困難であ
り、何れかの発光層は良質な単結晶にならず、十分な発
光が得られないものとなる。
【0004】このような点から図5に示すように例えば
サファイヤ基板13上にGaNの青色発光層11Bを形
成し、その上にInGaNの緑色発光層11Gを形成
し、更にその上にInNの赤色発光層11Rを形成する
ことも提案されている。このように赤色発光層11Rと
して、N系半導体を用いると、赤色発光層11Rは比較
的良質な単結晶が得られる。しかし赤色発光層11Rの
発光色は正確な赤色ではなく、しかも、その単結晶性も
十分とは云えず、発光強度が比較的弱いものとなる。更
にこのような発光層を積層した多色発光素子として図6
に示すように比較的大きな基板に形成し、これに対し基
盤の目のように行列にピクセル17を構成し、つまりカ
ラーパネルを構成することが考えられる。この場合、そ
の各ピクセル17ごとに図7に示すように、青色発光層
11BのN形層、P形層、緑色発光層11GのN形層、
P形層、赤色発光層11RのN形層にそれぞれ達する階
段状の蝕刻を行い、これら層に対し、それぞれ電極16
BN、16BP、16GN、16GP、16RNを形成
し、更に赤色発光層11R上に電極16RPを形成し、
各ピクセル17を選択し、かつその発光層11B、11
G、11Rを選択して発光させることを可能とする配線
を行うことになる。
【0005】このような電極を形成するには、マスクを
用いたエッチングを5回行う必要があり、しかも、各層
が1〜3μm程度と薄いため、高い精度の深さのエッチ
ング加工をする必要があり、エッチング加工が大変な作
業となる。しかも、上側の発光層程、面積が小さくな
り、発光強度が弱くなる。また、各ピクセル17ごとの
各電極16BN、16BP、16GN、16GP、16
RN、16RPに対する配線も段差があるため高度の技
術を必要とする。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は十分
な性能を有する多色半導体発光素子及びその製造方法を
提供することにある。この発明の他の目的は比較的簡単
に配線することを可能とする複数の発光部(ピクセル)
を有する多色半導体発光素子及びそ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】この発明による多色半導
体発光素子によれば、電流注入により互いに異なる色を
発光する複数の発光層が積層され、その積層された発光
層の間に単結晶でない絶縁層が介在されている。この多
色半導体発光素子には、好ましくは複数の発光部(ピク
セル)が設けられ、上記絶縁層に各発光部に対する配線
が形成されている。この発明の製造方法によれば、第1
基板に第1発光色の第1発光層を形成し、第2基板に第
2発光色の第2発光層を形成し、これら第1発光層と第
2発光層とを第1基板及び第2基板を反対側として互い
に接着し、その後、第1基板及び第2基板の一方を除去
する。
【0008】好ましくは各発光層には複数の発光部(ピ
クセル)が形成され、上記第1発光層と第2発光層とを
接着する前に、これら第1発光層及び第2発光層のその
各発光部に対するそれぞれの配線を行う。
【0009】
【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施形態を実施
例により説明する。実施例1 図1にこの発明による素子の実施例をその製造方法の実
施例と共に説明する。図1Aに示すように例えばサファ
イヤなどの基板13上に青色発光層11Bとして例えば
GaNを気相成長により形成し、その後、その青色発光
層11B上に緑色発光層11Gとして例えばInGaN
を気相成長により形成する。なお基板13の厚さは例え
ば300μm程度であり、発光層11B及び11Gの各
厚さは例えば1〜3μm程度である。基板13の格子定
数と発光層11B及び11Gの格子定数とがほぼ同一ま
たは比較的近く、つまり、基板13上に単結晶の発光層
11B及び11Gが成長形成できるようにされる。
【0010】一方、図1Bに示すように例えばGaAs
単結晶よりなる基板15上に赤色発光層11Rとして例
えばAlGaAsPを気相成長により形成される。赤色
発光層11RとしてはGaAs、GaAsP、AlGa
Asなどで形成してもよく、何れにしても電流注入によ
り、赤色光を発光する単結晶半導体層であればよく、つ
まり基板15と赤色発光層11Rとは単結晶の格子定数
がほぼ同一または比較的近く赤色発光層11Rが基板1
5上に単結晶として成長形成できればよい。次に図1C
に示すように絶縁層21を介在させて緑色発光層11G
と赤色発光層11Rとが互いに接着される。つまり絶縁
層21は緑色発光層11Gと赤色発光層11Rとを互い
に接着させるものであって、例えばSiO2層(ガラス
層)であり、これを緑色発光層11Gと赤色発光層11
Rの少くとも一方に形成し、その絶縁層21を介して緑
色発光層11Gと赤色発光層11Rを互いに重ねて加熱
加圧し、絶縁層21を溶かして、緑色発光層11Gと赤
色発光層11Rを互いに融着させる。加熱温度としては
例えば300°〜400℃程度でよい、加圧力としては
例えば2.5kg程度とする、これより小さくてもよ
く、絶縁層21の厚さを薄くしたい場合は加圧力を大と
すればよい。しかし加圧力を大きくし過ぎるとGaAs
基板15が比較的もろいため、これが破損するおそれが
ある。絶縁層21の形成はSeS2の粉末又は溶液を用
いてもよい。また接着のための加熱温度は、この加熱に
より各発光層11R、11G、11Bの結晶性がよくな
るように例えば700℃程度のような高温にしてもよ
い。
【0011】次に図1Dに示すように、サファイヤ基板
13を例えばレーザ光線を照射して剥離する。これによ
り同一基板15上に赤色発光層11R、緑色発光層11
G、青色発光層11Bが順次積層された多色発光素子が
得られる。絶縁層21は、赤色発光層11Rと緑色発光
層11Gとをそれぞれ独立に発光制御するために電気的
絶縁性があり、かつ両発光層11Gと11Rを接着させ
るものであればよく、樹脂系の接着剤を用いてもよい。
また図1Eに示すようにサファイヤ基板13を残しGa
As基板15を除去してもよい。この場合は例えば図1
Bに破線で示すようにGaAs基板15上に剥離層22
を形成した後赤色発光層11Rを形成する。剥離層22
は赤色発光層11Rを溶かさない溶剤で溶かすことがで
き、かつ赤色発光層11Rの格子定数と同一又はこれに
近く、良好な単結晶の赤色発光層11Rを成長させるこ
とができるものであればよい。剥離層22は例えばIn
GaPの層を形成すればHClで溶解され、AlGaA
sの赤色発光層11Rは溶解しない。しかもInとGa
の組成が50%、50%(1:1)の時にInGaPは
GaAsと格子定数が同一となるが、欠陥が生じない程
度の単結晶のAlGaAsを成長させることができる。
あるいはAlAsを剥離層22と使用し、AlAsはH
Fで溶けるがHFが溶けないGaAsPにより赤色発光
層11Rの単結晶を成長させることができる。剥離層2
2の厚さは例えば10nm程度あればよい。
【0012】図1Cに示すように、緑色発光層11Gと
赤色発光層11Rとを接着した後に、剥離層22を溶剤
で溶かしてGaAs基板15を剥離して図1Eに示すサ
ファイヤ基板13上に青色発光層11B、緑色発光層1
1G、赤色発光層11Rが積層された多色発光素子を得
ることができる。次に図6に示したように同一基板上に
赤色、緑色、青色を選択的に発光することができるピク
セル17を多数形成する場合の実施例を図2を参照して
説明する。図2Aに示すように例えばサファイヤ基板1
3上に青色発光層11Bを形成し、その青色発光層11
B上に緑色発光層11Gを形成し、更に、緑色発光層1
1Gにその各ピクセルに対する電極形成と配線を行った
配線層23Gを形成する。
【0013】一方、GaAs基板15上に赤色発光層1
1Rを形成し、その赤色発光層11R上にその各ピクセ
ルに対する電極形成と配線を行った配線層23Rを形成
する。図2Cに示すよう配線層23Rと配線層23Gを
絶縁層21を介して接着し、更にレーザ光線の照射によ
りサファイヤ基板13を剥離する。図2Dに示すように
次に青色発光層11B上にその各ピクセルに対する電極
形成及び配線を行って配線層23Bを形成する。配線層
23Gと23Rは絶縁層21により電気的に絶縁され
る。このように各赤色発光層11R、緑色発光層11
G、青色発光層11Bのそれぞれについて、その一面が
外に露出された時に、その発光層の各ピクセルに対する
電極と配線を形成するため、各発光層について電極形成
のためのマスクエッチングは各1回でよく、その深さ
も、浅くて済み、エッチングの加工が容易であり、また
発光面積の減少も極くわずかで済む。
【0014】一方、接着後GaAs基板を剥離して多色
発光素子を製作する場合には、図3Aに示すようにサフ
ァイヤ基板13上に青色発光層11Bを形成し、その上
に緑色発光層11Gを形成し、その上に青色発光層11
B及び緑色発光層11Gのそれぞれに対する各ピクセル
ごとの電極形成と配線を行って配線層23BGを形成す
る。この場合は3段階の深さの異なるマスクエッチング
を行う必要があるが、従来技術の項で述べた5段階の深
さの異なるマスクエッチングより格段に容易に行うこと
ができる。これに対し、図2Bに示したように赤色発光
層11Rとその配線層23Rを形成したものを絶縁層2
1を介して接着し、その後、GaAs基板15を剥離し
てもよい。
【0015】この場合、図3Bに示すように、赤色発光
層11Rを絶縁層21を介して配線層23BGに接着
し、GaAs基板15を剥離した後、赤色発光層11R
に対する配線層23Rを形成してもよい。
【0016】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、多
色発光素子を形成することができ、しかも十分の発光強
度が得られる。また比較的大きな表示面の多色発光素子
を容易に作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の製造工程を示す図。
【図2】この発明の他の実施例の製造工程を示す図。
【図3】この発明の他の実施例を示す図。
【図4】従来の多色発光素子を示す図。
【図5】従来の多色発光素子の他の例を示す図。
【図6】多数のピクセルを介する多色発光素子を示す平
面図。
【図7】従来の多色発光素子の各ピクセルに対する電極
の形成状態を示す図。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電流注入により互いに異なる色を発光す
    る複数の発光層が積層された多色半導体発光素子におい
    て、 上記積層された発光層の間に単結晶でない絶縁層が介在
    されていることを特徴とする多色半導体発光素子。
  2. 【請求項2】 上記絶縁層とこれと対向する一方の発光
    層との間にその発光層の各ピクセルに対する電極及び配
    線よりなる配線層が介在され、上記絶縁層とこれと対向
    する他方の発光層との間にその発光層の各ピクセルに対
    する電極及び配線よりなる配線層が形成されていること
    を特徴とする請求項1記載の多色半導体発光素子。
  3. 【請求項3】 上記積層された発光層は基板上に形成さ
    れ、その基板に対し、最も離れた発光層のみのピクセル
    に対する電極及び配線よりなる配線層が上記基板に対し
    反対側に形成されていることを特徴とする請求項2記載
    の多色半導体発光素子。
  4. 【請求項4】 第1基板に第1発光色の第1発光層を形
    成し、 第2基板に第2発光色の第2発光層を形成し、 これら第1発光層と第2発光層とを、第1基板及び第2
    基板を反対側として互いに接着し、 上記第1基板及び上記第2基板の一方を除去することを
    特徴とする多色半導体発光素子製造方法。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005019981A (ja) * 2003-06-05 2005-01-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 蛍光体及び半導体発光素子、並びにこれらの製造方法
JP2005072323A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Oki Data Corp 半導体装置
JP2005340836A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh オプトエレクトロニクス構成素子及びその製造方法
JP2008124504A (ja) * 2003-06-05 2008-05-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光素子及びその製造方法
US7435995B2 (en) 2003-06-05 2008-10-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Phosphor, semiconductor light emitting device, and fabrication method thereof
US7482641B2 (en) 2004-02-19 2009-01-27 Panasonic Corporation White light emitting element and white light source
JP2010062201A (ja) * 2008-09-01 2010-03-18 Sony Corp 半導体発光素子およびその製造方法
WO2010141351A2 (en) * 2009-06-01 2010-12-09 Massachusetts Institute Of Technology Wafer bonding technique in nitride semiconductors
CN102064170A (zh) * 2010-11-25 2011-05-18 山东华光光电子有限公司 一种白光led芯片及其制备方法
KR101163838B1 (ko) * 2009-10-19 2012-07-09 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
CN104518056A (zh) * 2014-12-31 2015-04-15 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种反极性AlGaInP红光LED芯片的制备方法
CN104716153A (zh) * 2013-12-12 2015-06-17 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 全光单片集成光电器件及其制作方法
WO2018163713A1 (ja) * 2017-03-07 2018-09-13 信越半導体株式会社 発光素子及びその製造方法

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005019981A (ja) * 2003-06-05 2005-01-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 蛍光体及び半導体発光素子、並びにこれらの製造方法
JP2008124504A (ja) * 2003-06-05 2008-05-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光素子及びその製造方法
US7435995B2 (en) 2003-06-05 2008-10-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Phosphor, semiconductor light emitting device, and fabrication method thereof
JP2005072323A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Oki Data Corp 半導体装置
US7482641B2 (en) 2004-02-19 2009-01-27 Panasonic Corporation White light emitting element and white light source
US7781793B2 (en) 2004-02-19 2010-08-24 Panasonic Corporation White light emitting element and white light source
EP1601026A3 (de) * 2004-05-28 2010-11-10 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
US7459727B2 (en) 2004-05-28 2008-12-02 Osram Opto Semiconductor Gmbh Optoelectronic component and method of fabricating same
DE102004026125A1 (de) * 2004-05-28 2005-12-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2005340836A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh オプトエレクトロニクス構成素子及びその製造方法
JP2010062201A (ja) * 2008-09-01 2010-03-18 Sony Corp 半導体発光素子およびその製造方法
WO2010141351A2 (en) * 2009-06-01 2010-12-09 Massachusetts Institute Of Technology Wafer bonding technique in nitride semiconductors
WO2010141351A3 (en) * 2009-06-01 2011-03-03 Massachusetts Institute Of Technology Wafer bonding technique in nitride semiconductors
US8703623B2 (en) 2009-06-01 2014-04-22 Massachusetts Institute Of Technology Fabrication technique for gallium nitride substrates
US8624270B2 (en) 2009-10-19 2014-01-07 Lg Innotek Co., Ltd. Device having a plurality of light emitting structures bonded by adhesive layers and light emitting device package having the same
KR101163838B1 (ko) * 2009-10-19 2012-07-09 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
CN102064170A (zh) * 2010-11-25 2011-05-18 山东华光光电子有限公司 一种白光led芯片及其制备方法
CN104716153A (zh) * 2013-12-12 2015-06-17 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 全光单片集成光电器件及其制作方法
CN104518056A (zh) * 2014-12-31 2015-04-15 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种反极性AlGaInP红光LED芯片的制备方法
CN104518056B (zh) * 2014-12-31 2017-05-10 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种反极性AlGaInP红光LED芯片的制备方法
WO2018163713A1 (ja) * 2017-03-07 2018-09-13 信越半導体株式会社 発光素子及びその製造方法
JP2018148074A (ja) * 2017-03-07 2018-09-20 信越半導体株式会社 発光素子及びその製造方法
CN110249435A (zh) * 2017-03-07 2019-09-17 信越半导体株式会社 发光元件及其制造方法

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