JP2003188410A - 発光ダイオードチップ - Google Patents
発光ダイオードチップInfo
- Publication number
- JP2003188410A JP2003188410A JP2001385958A JP2001385958A JP2003188410A JP 2003188410 A JP2003188410 A JP 2003188410A JP 2001385958 A JP2001385958 A JP 2001385958A JP 2001385958 A JP2001385958 A JP 2001385958A JP 2003188410 A JP2003188410 A JP 2003188410A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- emitting diode
- light
- diode chip
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 28
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 12
- 239000010408 film Substances 0.000 description 7
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 InGaP Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000002329 Inga feuillei Species 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000012788 optical film Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
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
- H01L33/02—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 semiconductor bodies
- H01L33/10—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 semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
-
- 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
- H01L33/02—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 semiconductor bodies
- H01L33/20—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 semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
-
- 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
- H01L33/02—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 semiconductor bodies
- H01L33/20—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 semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
-
- 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
- H01L33/38—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 with a particular shape
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 効率的に生産でき、かつ光取り出し効率が向
上する発光ダイオードチップを提供する。 【解決手段】 透明基板３の側面１ａを光射出面とし、
透明基板３の下面に発光ダイオード層２を形成して、当
該発光ダイオード層２中の、発光源たる活性層２１に対
し透明基板３とは反対位置で下部電極４２との間に、膜
厚が漸次変化する多層膜よりなるチャープＤＢＲの光反
射層２２を形成する。透明基板３は、縮小する上面に向
けて側面１ａが傾斜する四角錐台に成形され、側面１ａ
を粗面にする。
上する発光ダイオードチップを提供する。 【解決手段】 透明基板３の側面１ａを光射出面とし、
透明基板３の下面に発光ダイオード層２を形成して、当
該発光ダイオード層２中の、発光源たる活性層２１に対
し透明基板３とは反対位置で下部電極４２との間に、膜
厚が漸次変化する多層膜よりなるチャープＤＢＲの光反
射層２２を形成する。透明基板３は、縮小する上面に向
けて側面１ａが傾斜する四角錐台に成形され、側面１ａ
を粗面にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発光ダイオードチッ
プに関し、特に光取り出し効率を向上させた発光ダイオ
ードチップに関する。
プに関し、特に光取り出し効率を向上させた発光ダイオ
ードチップに関する。
【０００２】
【従来の技術】光取り出し効率を向上させた発光ダイオ
ードチップとして、例えば特開平１１−６８１５３号公
報には、図７に示すような、使用する波長光に対して透
明なＧａＡｓ半導体基板９１を半球面に成形してドーム
形の光射出面としたものが提案されている。すなわち、
上記半導体基板９１の下面には、発光源たる活性層９２
１を含む発光ダイオード層９２が、ＧａＡｓやＩｎＧａ
Ｐ、ＩｎＧａＡｓ等の薄膜を積層して形成されており、
アノード電極９３からカソード電極９４へ通電すること
によって、多重量子井戸構造の上記活性層９２１から光
Ｌが出力される。活性層９２１は半球面のほぼ中心に位
置していることから、活性層９２１から前方へ放射状に
発する光Ｌは半球状の半導体基板９１の表面にほぼ垂直
に入射して殆ど全反射されることなく外方へ射出され
る。
ードチップとして、例えば特開平１１−６８１５３号公
報には、図７に示すような、使用する波長光に対して透
明なＧａＡｓ半導体基板９１を半球面に成形してドーム
形の光射出面としたものが提案されている。すなわち、
上記半導体基板９１の下面には、発光源たる活性層９２
１を含む発光ダイオード層９２が、ＧａＡｓやＩｎＧａ
Ｐ、ＩｎＧａＡｓ等の薄膜を積層して形成されており、
アノード電極９３からカソード電極９４へ通電すること
によって、多重量子井戸構造の上記活性層９２１から光
Ｌが出力される。活性層９２１は半球面のほぼ中心に位
置していることから、活性層９２１から前方へ放射状に
発する光Ｌは半球状の半導体基板９１の表面にほぼ垂直
に入射して殆ど全反射されることなく外方へ射出され
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
発光ダイオードチップでは、半導体基板９１を半球面と
するのに、発光ダイオード層９２側を所定の治具に固定
して、これと反対側の基板面を半球凹面のみがき皿によ
りレンズ研磨の要領で研磨している。しかし、この方法
では、０．６ｍｍ角程度の小さな上記チップをそれぞれ
治具に固定して、個別にみがき皿を当てて研磨する必要
があるため、生産効率が極めて悪いという問題があっ
た。また、活性層９２１から下方（後方）へ発せられる
光がアノード電極９３のオーム接触部で殆ど吸収され
て、上方へ反射されないために、光取り出し効率の更な
る向上は困難であるという問題があった。
発光ダイオードチップでは、半導体基板９１を半球面と
するのに、発光ダイオード層９２側を所定の治具に固定
して、これと反対側の基板面を半球凹面のみがき皿によ
りレンズ研磨の要領で研磨している。しかし、この方法
では、０．６ｍｍ角程度の小さな上記チップをそれぞれ
治具に固定して、個別にみがき皿を当てて研磨する必要
があるため、生産効率が極めて悪いという問題があっ
た。また、活性層９２１から下方（後方）へ発せられる
光がアノード電極９３のオーム接触部で殆ど吸収され
て、上方へ反射されないために、光取り出し効率の更な
る向上は困難であるという問題があった。
【０００４】そこで、本発明はこのような課題を解決す
るもので、効率的に生産でき、かつ光取り出し効率も向
上する発光ダイオードチップを提供することを目的とす
る。
るもので、効率的に生産でき、かつ光取り出し効率も向
上する発光ダイオードチップを提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本第１発明では、透明基板（３）の上面（５ａ）お
よび／または側面（１ａ，５ｂ）を光射出面とし、透明
基板（３）の下面に発光ダイオード層（２）を形成し
て、当該発光ダイオード層（２）中の、発光源たる活性
層（２１）に対し透明基板（３）とは反対位置で通電用
の電極（４２）との間に、膜厚が漸次変化する多層膜よ
りなるチャープＤＢＲの光反射層（２２）を形成する。
に、本第１発明では、透明基板（３）の上面（５ａ）お
よび／または側面（１ａ，５ｂ）を光射出面とし、透明
基板（３）の下面に発光ダイオード層（２）を形成し
て、当該発光ダイオード層（２）中の、発光源たる活性
層（２１）に対し透明基板（３）とは反対位置で通電用
の電極（４２）との間に、膜厚が漸次変化する多層膜よ
りなるチャープＤＢＲの光反射層（２２）を形成する。
【０００６】本第１発明においては、活性層から電極方
向へ向かった光の大部分が当該電極のオーム接触部へ至
ることなく、その途中に介在する光反射層で反射されて
上方へ向かう。したがって、発光ダイオードチップ内部
での光吸収を小さく抑えることができ、チップ外への光
取り出し効率が向上する。
向へ向かった光の大部分が当該電極のオーム接触部へ至
ることなく、その途中に介在する光反射層で反射されて
上方へ向かう。したがって、発光ダイオードチップ内部
での光吸収を小さく抑えることができ、チップ外への光
取り出し効率が向上する。
【０００７】本第２発明では、上記透明基板（３）を、
縮小する上面に向けて側面（１ａ）が傾斜する四角錐台
に成形する。本第２発明においては、各側面が透明基板
の縮小する上面に向けて傾斜しているから、活性層から
直接出力され、あるいは光反射層で反射された光が全反
射角以下の角度で入射し易く、チップ外へ効率的に透過
し射出させられる。これにより、チップ外への光取り出
し効率が向上する。
縮小する上面に向けて側面（１ａ）が傾斜する四角錐台
に成形する。本第２発明においては、各側面が透明基板
の縮小する上面に向けて傾斜しているから、活性層から
直接出力され、あるいは光反射層で反射された光が全反
射角以下の角度で入射し易く、チップ外へ効率的に透過
し射出させられる。これにより、チップ外への光取り出
し効率が向上する。
【０００８】本第３発明では、上記透明基板（３）の上
面に当該透明基板（３）内へ凹陥する凹陥部（３１，３
２）を形成する。本第３発明においては、活性層から直
接出力され、あるいは光反射層で反射された光が凹陥部
の表面で多様な方向へ反射させられ、チップ外へ効率的
に透過し射出させられる。この結果、チップ外への光取
り出し効率が向上する。
面に当該透明基板（３）内へ凹陥する凹陥部（３１，３
２）を形成する。本第３発明においては、活性層から直
接出力され、あるいは光反射層で反射された光が凹陥部
の表面で多様な方向へ反射させられ、チップ外へ効率的
に透過し射出させられる。この結果、チップ外への光取
り出し効率が向上する。
【０００９】本第４発明では、上記透明基板（３）の側
面（１ａ，５ｂ）および／または上面（５ａ）を粗面に
する。本第４発明においては、活性層から直接出力さ
れ、あるいは光反射層で反射された光が、粗面の凹凸の
いずれかへ全反射角以下の角度で入射し易く、チップ外
へ効率的に透過し射出させられる。この結果、チップ外
への光取り出し効率が向上する。
面（１ａ，５ｂ）および／または上面（５ａ）を粗面に
する。本第４発明においては、活性層から直接出力さ
れ、あるいは光反射層で反射された光が、粗面の凹凸の
いずれかへ全反射角以下の角度で入射し易く、チップ外
へ効率的に透過し射出させられる。この結果、チップ外
への光取り出し効率が向上する。
【００１０】なお、上記カッコ内の符号は、後述する実
施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。
施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１に発光ダイ
オードチップの斜視図を、図２にその断面図を示す。発
光ダイオードチップ１は４つの傾斜する側面１ａを有す
る四角錐台形をしており、その底部に発光ダイオード層
２が形成されている。すなわち、発光ダイオードチップ
１は底部を除く大部分がＧａＡｓ材の透明基板３よりな
り、その下面に、ＧａＡｓやＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＡｓ
等の薄膜が積層されて、発光源としての活性層２１を含
む公知の基本構造を有する発光ダイオード層２が形成さ
れている。このような四角錐台形の発光ダイオードチッ
プ１は、一面に発光ダイオード層２を形成したＧａＡｓ
ウエハを、楔形断面のブレードを使ってウエハ面に沿っ
て縦横方向へダイサーで切断することにより得られる。
なお、理解を容易にするために、上記各図の透明基板３
と発光ダイオード層２の厚みの比は実際のものとは異な
っている。
オードチップの斜視図を、図２にその断面図を示す。発
光ダイオードチップ１は４つの傾斜する側面１ａを有す
る四角錐台形をしており、その底部に発光ダイオード層
２が形成されている。すなわち、発光ダイオードチップ
１は底部を除く大部分がＧａＡｓ材の透明基板３よりな
り、その下面に、ＧａＡｓやＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＡｓ
等の薄膜が積層されて、発光源としての活性層２１を含
む公知の基本構造を有する発光ダイオード層２が形成さ
れている。このような四角錐台形の発光ダイオードチッ
プ１は、一面に発光ダイオード層２を形成したＧａＡｓ
ウエハを、楔形断面のブレードを使ってウエハ面に沿っ
て縦横方向へダイサーで切断することにより得られる。
なお、理解を容易にするために、上記各図の透明基板３
と発光ダイオード層２の厚みの比は実際のものとは異な
っている。
【００１２】透明基板３の上面と発光ダイオード層２の
下面にはＡｕ材からなる上部電極４１と下部電極４２が
それぞれ膜形成され、これらにリード線４３，４４が接
続されている。発光ダイオード層２中には、活性層２１
と下部電極４２との間にチャープＤＢＲ（Distributed
Bragg Reflector）の光反射層２２が形成されている。
下面にはＡｕ材からなる上部電極４１と下部電極４２が
それぞれ膜形成され、これらにリード線４３，４４が接
続されている。発光ダイオード層２中には、活性層２１
と下部電極４２との間にチャープＤＢＲ（Distributed
Bragg Reflector）の光反射層２２が形成されている。
【００１３】チャープＤＢＲの光反射層２２は、材料の
屈折率をｎ、膜厚をｄ、活性層２１から出力される光の
波長をλとして、光学的膜厚ｎ・ｄがλ／４近傍となる
ような膜厚の薄膜を、膜厚を少しづつ変化させて多数積
層したものである。チャープＤＢＲの一例は、波長９５
０ｎｍの出力光に対して、屈折率３．４５のＡｌＧａＡ
ｓ材と屈折率２．９７のＡｌＡｓ材をそれぞれ６９ｎｍ
程度と８０ｎｍ程度の膜厚を中心に、それぞれ０．７１
ｎｍ程度と０．８３ｎｍ程度づつ変化させて３０ペア積
層する。このような光反射層２２は、３０°程度までの
入射角で入射する上記波長光を、殆ど減衰させることな
く良好に反射する。
屈折率をｎ、膜厚をｄ、活性層２１から出力される光の
波長をλとして、光学的膜厚ｎ・ｄがλ／４近傍となる
ような膜厚の薄膜を、膜厚を少しづつ変化させて多数積
層したものである。チャープＤＢＲの一例は、波長９５
０ｎｍの出力光に対して、屈折率３．４５のＡｌＧａＡ
ｓ材と屈折率２．９７のＡｌＡｓ材をそれぞれ６９ｎｍ
程度と８０ｎｍ程度の膜厚を中心に、それぞれ０．７１
ｎｍ程度と０．８３ｎｍ程度づつ変化させて３０ペア積
層する。このような光反射層２２は、３０°程度までの
入射角で入射する上記波長光を、殆ど減衰させることな
く良好に反射する。
【００１４】四角錐台形の上記発光ダイオードチップ１
の、４つの側面１ａは全て粗面としてある。この粗面
は、各側面１ａの表面に異方性エッチングによって５μ
ｍ程度の凹凸を形成したものである。
の、４つの側面１ａは全て粗面としてある。この粗面
は、各側面１ａの表面に異方性エッチングによって５μ
ｍ程度の凹凸を形成したものである。
【００１５】このような構造の発光ダイオードチップに
おいて、下部電極４２と上部電極４１間に通電すると活
性層２１から前後（図２の上下）方向へ光が出力され
る。活性層２１から前方（図２の上方）へ向かった光Ｌ
１は直接、発光ダイオードチップ１の側面１ａに入射す
る。各側面１ａは発光ダイオードチップ１の縮小する上
面に向けて傾斜している上に、凹凸を形成した粗面とな
っているから、下方から至った光Ｌ１が全反射角以下の
角度で各凹凸へ入射し易く、これら光Ｌ１の大部分は発
光ダイオードチップ１外へ効率的に透過し射出させられ
る。
おいて、下部電極４２と上部電極４１間に通電すると活
性層２１から前後（図２の上下）方向へ光が出力され
る。活性層２１から前方（図２の上方）へ向かった光Ｌ
１は直接、発光ダイオードチップ１の側面１ａに入射す
る。各側面１ａは発光ダイオードチップ１の縮小する上
面に向けて傾斜している上に、凹凸を形成した粗面とな
っているから、下方から至った光Ｌ１が全反射角以下の
角度で各凹凸へ入射し易く、これら光Ｌ１の大部分は発
光ダイオードチップ１外へ効率的に透過し射出させられ
る。
【００１６】活性層２１から後方へ向かった光のうち、
上記入射角以内の角度で光反射層２２に入射した光Ｌ２
は、図２の矢印で示すように、光反射層２２で殆ど減衰
することなく反射されて上方へ向かい、傾斜する各側面
１ａに入射する。各側面１ａは傾斜している上に、凹凸
を形成した粗面となっているから、上述の理由で光Ｌ２
の大部分は発光ダイオードチップ１外へ効率的に透過し
射出させられる。側面１ａを透過できずチップ内部の下
方へ反射された光Ｌ３は、光反射層２２に入射して殆ど
減衰することなく再び上方へ反射させられ、側面１ａの
別の領域に至ってここを透過し射出させられる。
上記入射角以内の角度で光反射層２２に入射した光Ｌ２
は、図２の矢印で示すように、光反射層２２で殆ど減衰
することなく反射されて上方へ向かい、傾斜する各側面
１ａに入射する。各側面１ａは傾斜している上に、凹凸
を形成した粗面となっているから、上述の理由で光Ｌ２
の大部分は発光ダイオードチップ１外へ効率的に透過し
射出させられる。側面１ａを透過できずチップ内部の下
方へ反射された光Ｌ３は、光反射層２２に入射して殆ど
減衰することなく再び上方へ反射させられ、側面１ａの
別の領域に至ってここを透過し射出させられる。
【００１７】上記構造の発光ダイオードチップによれ
ば、活性層２１から後方（図２の下方）へ向かった光の
大部分が下部電極４２のオーム接触部へ至ることなく、
その途中に介在する光反射層２２で反射されて前方へ向
かう。したがって、発光ダイオードチップ１内部での光
減衰は小さく抑えられる。そして、この状態で、光反射
層２２からの反射光は直接側面１ａを透過して、あるい
は側面１ａと光反射層２２との間で多重反射を繰り返し
た後、上記側面１ａから効率的に射出される。これによ
り、光取り出し効率が向上する。また、上記発光ダイオ
ードチップ１は、従来のような研磨工程を経ることなく
ダイサーによる切断とエッチングの工程のみで効率的に
生産することができる。
ば、活性層２１から後方（図２の下方）へ向かった光の
大部分が下部電極４２のオーム接触部へ至ることなく、
その途中に介在する光反射層２２で反射されて前方へ向
かう。したがって、発光ダイオードチップ１内部での光
減衰は小さく抑えられる。そして、この状態で、光反射
層２２からの反射光は直接側面１ａを透過して、あるい
は側面１ａと光反射層２２との間で多重反射を繰り返し
た後、上記側面１ａから効率的に射出される。これによ
り、光取り出し効率が向上する。また、上記発光ダイオ
ードチップ１は、従来のような研磨工程を経ることなく
ダイサーによる切断とエッチングの工程のみで効率的に
生産することができる。
【００１８】（第２実施形態）本実施形態では、発光ダ
イオードチップ５を第１実施形態で示した四角錐台形に
成形せず、図３、図４に示すように発光ダイオードチッ
プ５の外形は通常のダイサーでウエハを切断したままの
直方体形としてある。そして、透明基板３上面の内周部
に、ウエットエッチング等の等方性エッチングによって
半球状の凹陥部３１が形成してある。発光ダイオード層
２内には第１実施形態で説明したと同様に、活性層２１
とその下方に光反射層２２が形成されている。上部電極
４１は透明基板３上面の外周部全周に膜形成されてお
り、その一つのコーナ部にリード線４３が接続されてい
る。発光ダイオード層２の下面には全面に下部電極４２
が膜形成されて、ここにリード線４４が接続されてい
る。また、直方体形の上記発光ダイオードチップ５の、
凹陥部３１を除く上面５ａと４つの側面５ｂは、第１実
施形態と同様の粗面としてある。
イオードチップ５を第１実施形態で示した四角錐台形に
成形せず、図３、図４に示すように発光ダイオードチッ
プ５の外形は通常のダイサーでウエハを切断したままの
直方体形としてある。そして、透明基板３上面の内周部
に、ウエットエッチング等の等方性エッチングによって
半球状の凹陥部３１が形成してある。発光ダイオード層
２内には第１実施形態で説明したと同様に、活性層２１
とその下方に光反射層２２が形成されている。上部電極
４１は透明基板３上面の外周部全周に膜形成されてお
り、その一つのコーナ部にリード線４３が接続されてい
る。発光ダイオード層２の下面には全面に下部電極４２
が膜形成されて、ここにリード線４４が接続されてい
る。また、直方体形の上記発光ダイオードチップ５の、
凹陥部３１を除く上面５ａと４つの側面５ｂは、第１実
施形態と同様の粗面としてある。
【００１９】このような構造の発光ダイオードチップ５
において、下部電極４２と上部電極４１間に通電する
と、活性層２１から前後（図４の上下）方向へ光が出力
される。前方（上方）へ向かった光Ｌ４のうち一部Ｌ４
１は凹陥部３１表面で屈折透過してそのまま前方へ射出
される。また、上記光Ｌ４のうち他の一部Ｌ４２は凹陥
部３１表面で反射して発光ダイオードチップ５の上面５
ａに入射する。上面５ａは粗面となっているから、その
凹凸のいずれかへ全反射角以下の角度で入射して、発光
ダイオードチップ５から上方へ効率的に透過し射出させ
られる。凹陥部３１表面で反射させられて側面へ向かっ
た光Ｌ５は、当該側面５ｂが粗面となっているから、上
記と同様に発光ダイオードチップ５から側方へ効率的に
透過し射出させられる。凹陥部３１表面で反射させられ
て下方へ向かった光Ｌ６は、活性層２１から直接下方へ
向かった光とともに、光反射層２２で殆ど減衰すること
なく反射されて上方へ向かい、発光ダイオードチップ５
の側面５ｂあるいは凹陥部３１の表面に入射して、上述
の過程で発光ダイオードチップ５外へ効率的に透過し射
出させられる。
において、下部電極４２と上部電極４１間に通電する
と、活性層２１から前後（図４の上下）方向へ光が出力
される。前方（上方）へ向かった光Ｌ４のうち一部Ｌ４
１は凹陥部３１表面で屈折透過してそのまま前方へ射出
される。また、上記光Ｌ４のうち他の一部Ｌ４２は凹陥
部３１表面で反射して発光ダイオードチップ５の上面５
ａに入射する。上面５ａは粗面となっているから、その
凹凸のいずれかへ全反射角以下の角度で入射して、発光
ダイオードチップ５から上方へ効率的に透過し射出させ
られる。凹陥部３１表面で反射させられて側面へ向かっ
た光Ｌ５は、当該側面５ｂが粗面となっているから、上
記と同様に発光ダイオードチップ５から側方へ効率的に
透過し射出させられる。凹陥部３１表面で反射させられ
て下方へ向かった光Ｌ６は、活性層２１から直接下方へ
向かった光とともに、光反射層２２で殆ど減衰すること
なく反射されて上方へ向かい、発光ダイオードチップ５
の側面５ｂあるいは凹陥部３１の表面に入射して、上述
の過程で発光ダイオードチップ５外へ効率的に透過し射
出させられる。
【００２０】このように、活性層２１よりも後方（下
方）へ向かう光は大部分が下部電極４２のオーム接触部
へ至ることなく、その途中に介在する光反射層２２で反
射されて前方へ向かうから、発光ダイオードチップ５内
部での光減衰が小さく抑えられる。そして、この状態
で、光反射層２２からの反射光は直接側面５ｂを透過
し、あるいは光反射層２２と凹陥部３１表面との間で多
重反射を繰り返した後、上記上面５ａないし側面５ｂか
ら効率的に射出される。これにより、光取り出し効率が
向上する。また、ダイサーによる切断とエッチングによ
り発光ダイオードチップ５自体を効率的に生産すること
ができる。
方）へ向かう光は大部分が下部電極４２のオーム接触部
へ至ることなく、その途中に介在する光反射層２２で反
射されて前方へ向かうから、発光ダイオードチップ５内
部での光減衰が小さく抑えられる。そして、この状態
で、光反射層２２からの反射光は直接側面５ｂを透過
し、あるいは光反射層２２と凹陥部３１表面との間で多
重反射を繰り返した後、上記上面５ａないし側面５ｂか
ら効率的に射出される。これにより、光取り出し効率が
向上する。また、ダイサーによる切断とエッチングによ
り発光ダイオードチップ５自体を効率的に生産すること
ができる。
【００２１】（その他の実施形態）図５に示すように、
直方体形の発光ダイオードチップ５の上面５ａに半球状
の凹陥部３２を複数（図５では４つ）形成すると、活性
層２１から出力された光が発光ダイオードチップ５内で
さらに多様な方向へ反射させられて、より効率的にチッ
プ５外へ透過射出される。また、図６に示すように、直
方体形の発光ダイオードチップ５の上面５ａおよび４つ
の側面５ｂを粗面としただけで凹陥部を形成しないよう
にしても、従来に比して光取り出し効率は十分向上す
る。なお、図５、図６中、上記各実施形態と同じ部分に
は同一符号を付してある。上記各実施形態において、発
光ダイオードチップ１，５の上面５ａおよび／または側
面１ａ，５ｂを粗面とすることは必ずしも必要でない。
直方体形の発光ダイオードチップ５の上面５ａに半球状
の凹陥部３２を複数（図５では４つ）形成すると、活性
層２１から出力された光が発光ダイオードチップ５内で
さらに多様な方向へ反射させられて、より効率的にチッ
プ５外へ透過射出される。また、図６に示すように、直
方体形の発光ダイオードチップ５の上面５ａおよび４つ
の側面５ｂを粗面としただけで凹陥部を形成しないよう
にしても、従来に比して光取り出し効率は十分向上す
る。なお、図５、図６中、上記各実施形態と同じ部分に
は同一符号を付してある。上記各実施形態において、発
光ダイオードチップ１，５の上面５ａおよび／または側
面１ａ，５ｂを粗面とすることは必ずしも必要でない。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明の発光ダイオード
チップは、効率的な生産が可能であるとともに、光取り
出し効率を向上させることができる。
チップは、効率的な生産が可能であるとともに、光取り
出し効率を向上させることができる。
【図１】本発明の第１実施形態における発光ダイオード
チップの斜視図である。
チップの斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態における発光ダイオード
チップの断面図である。
チップの断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態における発光ダイオード
チップの斜視図である。
チップの斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態における発光ダイオード
チップの断面図である。
チップの断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態における発光ダイオード
チップの斜視図である。
チップの斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態における発光ダイオード
チップの斜視図である。
チップの斜視図である。
【図７】従来の発光ダイオードチップの断面図である。
１…発光ダイオードチップ、１ａ…側面、２…発光ダイ
オード層、２１…活性層、２２…光反射層、３…透明基
板、３１，３２…凹陥部、４２…下部電極、５…発光ダ
イオードチップ、５ａ…上面、５ｂ…側面。
オード層、２１…活性層、２２…光反射層、３…透明基
板、３１，３２…凹陥部、４２…下部電極、５…発光ダ
イオードチップ、５ａ…上面、５ｂ…側面。
Claims (4)
- 【請求項１】 透明基板の上面および／または側面を光
射出面とし、透明基板の下面に発光ダイオード層を形成
して、当該発光ダイオード層中の、発光源たる活性層に
対し前記透明基板とは反対位置で通電用の電極との間
に、膜厚が漸次変化する多層膜よりなるチャープＤＢＲ
の光反射層を形成した発光ダイオードチップ。 - 【請求項２】 前記透明基板を、縮小する前記上面に向
けて側面が傾斜する四角錐台に成形した請求項１に記載
の発光ダイオードチップ。 - 【請求項３】 前記透明基板の上面に当該透明基板内へ
凹陥する凹陥部を形成した請求項１に記載の発光ダイオ
ードチップ。 - 【請求項４】 前記透明基板の側面および／または上面
を粗面にしたことを特徴とする請求項１ないし３のいず
れかに記載の発光ダイオードチップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001385958A JP2003188410A (ja) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | 発光ダイオードチップ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001385958A JP2003188410A (ja) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | 発光ダイオードチップ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003188410A true JP2003188410A (ja) | 2003-07-04 |
Family
ID=27595235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001385958A Pending JP2003188410A (ja) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | 発光ダイオードチップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003188410A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005039122A (ja) * | 2003-07-17 | 2005-02-10 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置 |
| JP2006319320A (ja) * | 2005-05-10 | 2006-11-24 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 垂直構造の窒化ガリウム系発光ダイオード素子及びその製造方法 |
| JP2007324326A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Aisin Seiki Co Ltd | 発光ダイオードチップ及びウェハ分割加工方法 |
| JP2008130663A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Sharp Corp | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| KR100870592B1 (ko) | 2005-08-15 | 2008-11-25 | 가부시끼가이샤 도시바 | 반도체 발광 장치 |
| US7462869B2 (en) | 2004-05-17 | 2008-12-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device and semiconductor light emitting apparatus |
| US7476902B2 (en) | 2004-08-24 | 2009-01-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting device with faceted surfaces and interstice |
| KR101164663B1 (ko) | 2007-12-28 | 2012-07-12 | 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 | 반도체 발광 소자 및 그 제조방법 |
| US20170309678A1 (en) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | Au Optronics Corporation | Micro light emitting diode structure, pixel unit, and light emitting diode display panel |
| CN110148659A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-08-20 | 福建兆元光电有限公司 | 半导体发光元件 |
-
2001
- 2001-12-19 JP JP2001385958A patent/JP2003188410A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005039122A (ja) * | 2003-07-17 | 2005-02-10 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置 |
| US7462869B2 (en) | 2004-05-17 | 2008-12-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device and semiconductor light emitting apparatus |
| US7476902B2 (en) | 2004-08-24 | 2009-01-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting device with faceted surfaces and interstice |
| JP2006319320A (ja) * | 2005-05-10 | 2006-11-24 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 垂直構造の窒化ガリウム系発光ダイオード素子及びその製造方法 |
| US8686450B2 (en) | 2005-05-10 | 2014-04-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of manufacturing a vertically-structured GaN-based light emitting diode |
| KR100870592B1 (ko) | 2005-08-15 | 2008-11-25 | 가부시끼가이샤 도시바 | 반도체 발광 장치 |
| JP2007324326A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Aisin Seiki Co Ltd | 発光ダイオードチップ及びウェハ分割加工方法 |
| JP2008130663A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Sharp Corp | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| US8552445B2 (en) | 2007-12-28 | 2013-10-08 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same |
| KR101164663B1 (ko) | 2007-12-28 | 2012-07-12 | 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 | 반도체 발광 소자 및 그 제조방법 |
| US8883529B2 (en) | 2007-12-28 | 2014-11-11 | Nichia Corporation | Method for manufacturing semiconductor light emitting device |
| US9159868B2 (en) | 2007-12-28 | 2015-10-13 | Nichia Corporation | Method for manufacturing semiconductor light emitting device |
| US20170309678A1 (en) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | Au Optronics Corporation | Micro light emitting diode structure, pixel unit, and light emitting diode display panel |
| US10038031B2 (en) * | 2016-04-22 | 2018-07-31 | Au Optronics Corporation | Micro light emitting diode structure, pixel unit, and light emitting diode display panel |
| CN110148659A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-08-20 | 福建兆元光电有限公司 | 半导体发光元件 |
| CN110148659B (zh) * | 2019-05-22 | 2024-05-17 | 福建兆元光电有限公司 | 半导体发光元件 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4721166B2 (ja) | 高出力発光ダイオード及びその製造方法 | |
| US5793062A (en) | Transparent substrate light emitting diodes with directed light output | |
| US9935249B2 (en) | Light emitting device and method for manufacturing the same | |
| US6015719A (en) | Transparent substrate light emitting diodes with directed light output | |
| US20240042166A1 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
| US6229160B1 (en) | Light extraction from a semiconductor light-emitting device via chip shaping | |
| US20170047492A1 (en) | Led with scattering features in substrate | |
| JP3312049B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
| US20110025190A1 (en) | Luminous device | |
| US20030146442A1 (en) | Optical devices | |
| US20070145883A1 (en) | Semiconductor light emitting device and semiconductor light emitting apparatus | |
| US20040070000A1 (en) | Chip shaping for flip-chip light emitting diode | |
| JP2000261096A (ja) | Ｄｂｒを用いた発光デバイス | |
| JP7318048B2 (ja) | 放射放出半導体デバイス | |
| JP2003188410A (ja) | 発光ダイオードチップ | |
| CN116404084A (zh) | 发光二极管芯片及其制作方法 | |
| TW200803091A (en) | Diode laser device | |
| JPS59205774A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2004031655A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPWO2019038877A1 (ja) | 窒化物半導体紫外線発光素子の製造方法及び窒化物半導体紫外線発光素子 | |
| JP2001028456A (ja) | 半導体発光素子 | |
| CN111799654A (zh) | 一种激光器及其制造方法与应用 | |
| CN110574175B (zh) | 一种半导体发光元件 | |
| JP2000349392A (ja) | 面発光型レーザ素子及びその作製方法 | |
| JPH07131066A (ja) | 発光ダイオード |