JP2003197960A - Light emitting diode array and its manufacturing method - Google Patents

Light emitting diode array and its manufacturing method

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JP2003197960A
JP2003197960A JP2001392003A JP2001392003A JP2003197960A JP 2003197960 A JP2003197960 A JP 2003197960A JP 2001392003 A JP2001392003 A JP 2001392003A JP 2001392003 A JP2001392003 A JP 2001392003A JP 2003197960 A JP2003197960 A JP 2003197960A
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JP
Japan
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light emitting
emitting diode
wafer
groove
semiconductor layer
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Application number
JP2001392003A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroki Yamamoto
裕記 山本
Shoji Inaba
稲葉  昌治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Tottori Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a light emitting diode array which is equipped with electrodes of evaporation metal film that can be formed in an optional direction and high in degree of freedom of design. <P>SOLUTION: A method of manufacturing a light emitting diode array 1 comprises a first process of cutting grooves 31 in the surface of a semiconductor layer 23 by scanning a laser beam on the semiconductor layer 23 on the surface of a wafer 2 and of forming a plurality of light emitting diodes 30 each surrounded with the groove 31, a second process of forming an insulating film 24 on the surface of the wafer 2, a third process of boring a hole communicating with the light emitting diode 30 in the insulating film 24, and a fourth process of evaporating a metal film (discrete minus electrode 26) whose one end is brought into contact with the semiconductor layer 23 through the intermediary of the above hole and other end extends beyond the range of the light emitting diode 30, passing above the groove 31. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードア
レイおよびその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode array and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、セン亜鉛鉱型のIII-V族化合物
半導体結晶にあっては、ケミカルエッチングの速度やへ
き開方向に異方性が強く存在し、そのため、素子形成用
単結晶ウェーハとしては、(100)面ないしこれに近い面
方位をもったものが用いられる。
2. Description of the Related Art In general, in a zinc-zinc-type III-V group compound semiconductor crystal, there is a strong anisotropy in the rate of chemical etching and the cleavage direction. Therefore, as a single crystal wafer for device formation, , (100) plane or a plane orientation close to this is used.

【0003】例えば、図7に示すように、(100)面を<01
1>方向およびこれと直角な方向<0-11>にケミカルエッチ
ングすれば、それぞれのメサの稜角は<011>方向のもの
では鋭角になるため、これを逆メサと呼び、<011>方向
ないしこれに近い方向を逆メサ方向と呼んでいる。反対
に、稜角が鈍角になる<0-11>方向ないしこれに近い方向
を順メサ方向と呼んでいる。ここで、-1は、ベクトルの
方向が1と反対であることを示している。
For example, as shown in FIG.
When chemical etching is performed in the <1-11> direction and <0-11>, which is perpendicular to this direction, the ridge angle of each mesa becomes an acute angle in the <011> direction. The direction close to this is called the reverse mesa direction. On the other hand, the <0-11> direction where the ridge angle is obtuse or a direction close to this is called the forward mesa direction. Here, -1 indicates that the direction of the vector is opposite to 1.

【0004】このウェーハの表面に金属膜を蒸着させる
と、以下の現象が起こることが一般に知られている。す
なわち、図8(a)に示すように、逆メサ方向のエッチ
ング部では蒸着金属膜16がメサ稜部で段切れを起こ
す。一方、順メサ方向のエッチング部では、図8(b)
に示すように、蒸着金属膜16の段切れは起こらない。
なお、図7および図8中、12は結晶基板、13は絶縁
膜である。
It is generally known that the following phenomenon occurs when a metal film is deposited on the surface of this wafer. That is, as shown in FIG. 8A, in the etched portion in the reverse mesa direction, the vapor-deposited metal film 16 is discontinuous at the mesa edge portion. On the other hand, in the etching portion in the forward mesa direction, FIG.
As shown in FIG. 7, the step breakage of the deposited metal film 16 does not occur.
7 and 8, 12 is a crystal substrate and 13 is an insulating film.

【0005】以下、特公平3−63830号公報に開示
された従来のケミカルエッチングによるモノリシック発
光ダイオードアレイの製造手順について述べる。図5
は、その従来の発光ダイオードアレイ1の上面図、図6
は図5のB-B'断面の斜視図をそれぞれ示している。
The manufacturing procedure of the monolithic light emitting diode array by the conventional chemical etching disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-63830 will be described below. Figure 5
Is a top view of the conventional LED array 1 shown in FIG.
Shows a perspective view of the BB 'cross section of FIG. 5, respectively.

【0006】図中、21はp型GaAs基板、22はエピタ
キシャル成長させたp型Ga1-xAlxAs層であり、その混晶
比xの値は、x=0.10〜0.35程度の範囲内で、これは希
望する発光波長によって適宜定められる。23はp型Ga
1-xAlxAs層22上にエピタキシャル成長させたn型Ga
1-yAlyAs層であり、その混晶比yは、上記混晶比xより
も高くすることによって、p型Ga1-xAlxAs層22からの
発光波長に対する光透過性と、このn型Ga1-yAlyAs層2
3からの電子の注入効率の増加およびp型Ga1-xAlxAs層
22内に注入された少数キャリアの閉じ込めを図ってい
る。ここで、p型層22とn型層23の間には、発光層
として機能する活性層を設けることもできる。
In the figure, 21 is a p-type GaAs substrate, 22 is an epitaxially grown p-type Ga 1-x Al x As layer, and the value of the mixed crystal ratio x is within the range of x = 0.10 to 0.35. , Which is appropriately determined according to the desired emission wavelength. 23 is p-type Ga
N-type Ga epitaxially grown on the 1-x Al x As layer 22
It is a 1-y Al y As layer, and its mixed crystal ratio y is higher than the mixed crystal ratio x, so that the light transmission property with respect to the emission wavelength from the p-type Ga 1-x Al x As layer 22 is This n-type Ga 1-y Al y As layer 2
The electron injection efficiency from 3 is increased and the minority carriers injected into the p-type Ga 1-x Al x As layer 22 are confined. Here, an active layer functioning as a light emitting layer may be provided between the p-type layer 22 and the n-type layer 23.

【0007】26は、n型Ga1-yAlyAs層23の電極部2
9に接続される配線用の個別マイナス電極であり、金属
膜を蒸着することにより形成されている。
Reference numeral 26 denotes an electrode portion 2 of the n-type Ga 1-y Al y As layer 23.
It is an individual negative electrode for wiring connected to 9, and is formed by depositing a metal film.

【0008】24は、個別マイナス電極26と電極部2
9以外のn型Ga1-yAlyAs層23とを絶縁するために設け
られたフォスホ・シリケート・ガラス(PSG)膜であ
る。なお、各発光ダイオード部30の電極部29上のP
SG膜24はフッ酸により除去されており、その孔を通
って個別マイナス電極26の一端がn型Ga1-yAlyAs層2
3に接触されるようになっている。
Reference numeral 24 is an individual negative electrode 26 and an electrode portion 2.
It is a phosphor silicate glass (PSG) film provided to insulate the n-type Ga 1-y Al y As layer 23 other than 9. In addition, P on the electrode portion 29 of each light emitting diode portion 30
The SG film 24 has been removed by hydrofluoric acid, and one end of the individual negative electrode 26 passes through the hole to form the n-type Ga 1-y Al y As layer 2
3 is contacted.

【0009】30aは、逆メサ方向の稜部であり、30
bは、順メサ方向の稜部である。矩形の各発光ダイオー
ド部30は、これらの稜部30a,30bによって完全
に孤立している。したがって、隣接する発光ダイオード
部30間には、それぞれの逆メサ方向の稜部30aが対
向することになる。
Reference numeral 30a is a ridge portion in the reverse mesa direction.
b is a ridge in the forward mesa direction. Each rectangular light emitting diode section 30 is completely isolated by these ridges 30a and 30b. Therefore, the ridge portions 30a in the reverse mesa direction face each other between the adjacent light emitting diode portions 30.

【0010】ここで、各個別マイナス電極26は、電極
部29から順メサ方向の稜部30b上を通って引き出さ
れている。したがって、各個別マイナス電極26は、稜
部30bで段切れを起こして断線することがない。
Here, each individual negative electrode 26 is drawn out from the electrode portion 29 along the ridge portion 30b in the forward mesa direction. Therefore, each individual negative electrode 26 does not break due to a step break at the ridge 30b.

【0011】この構造において、個別マイナス電極26
と共通プラス電極27との間に電圧を印加して発光ダイ
オード部30に順方向電流を流せば、n型Ga1-yAlyAs層
23からp型Ga1-xAlxAs層22に電子が注入されて発光
再結合を起こし、光は発光ダイオード部30から上方に
放出される。
In this structure, the individual negative electrode 26
When a forward current is applied to the light emitting diode section 30 by applying a voltage between the common positive electrode 27 and the common positive electrode 27, the n-type Ga 1-y Al y As layer 23 is changed to the p-type Ga 1-x Al x As layer 22. Electrons are injected to cause radiative recombination, and light is emitted upward from the light emitting diode unit 30.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、この従来の
発光ダイオードアレイ1では、逆メサ方向の稜部30a
上を通って個別マイナス電極26を引き出すと、稜部3
0aで蒸着金属膜が途切れ断線してしまう。したがっ
て、前述のように、各個別マイナス電極26は、電極部
29から順メサ方向の稜部30b上を通って引き出され
ている。そのため、発光ダイオードアレイ1の製造は、
ウェーハ2の結晶構造上の制約を受け、設計の自由度が
損なわれるという問題があった。
By the way, in the conventional light emitting diode array 1, the ridge portion 30a in the reverse mesa direction is formed.
When the individual negative electrode 26 is pulled out through the top, the ridge 3
At 0a, the vapor-deposited metal film is interrupted and broken. Therefore, as described above, each individual negative electrode 26 is drawn out from the electrode portion 29 through the ridge portion 30b in the forward mesa direction. Therefore, the manufacture of the light emitting diode array 1 is
There is a problem in that the degree of freedom in design is impaired due to restrictions on the crystal structure of the wafer 2.

【0013】また、各発光ダイオード部30が発光する
と、光は発光ダイオード部30の上面からウェーハ2の
上方に出射されるが、このとき稜部30a,30bから
も光漏れが起こる。特に、逆メサ方向の稜部30aから
漏れた光は、隣接する発光ダイオード部30の稜部30
aに達し、発光部から離れた位置で反射されるため、光
の指向性が乱される。したがって、この発光ダイオード
アレイ1を用いたプリンタなどでは印字品位や解像度が
悪くなるという問題があった。
When each light emitting diode section 30 emits light, light is emitted from the upper surface of the light emitting diode section 30 to above the wafer 2. At this time, light leakage also occurs from the ridges 30a and 30b. In particular, the light leaked from the ridge portion 30a in the reverse mesa direction is not included in the ridge portions 30 of the adjacent light emitting diode portions 30.
Since it reaches a and is reflected at a position away from the light emitting portion, the directivity of light is disturbed. Therefore, the printer using the light emitting diode array 1 has a problem that the printing quality and the resolution are deteriorated.

【0014】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、蒸着金属膜の電極を任意の方向に形成できる設
計自由度の高い発光ダイオードアレイとその製造方法を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a light emitting diode array having a high degree of freedom in designing, in which electrodes of a vapor-deposited metal film can be formed in an arbitrary direction, and a manufacturing method thereof. .

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の発光ダイオードアレイは、基板上にp−n接
合面が形成されるように少なくとも1層の半導体層が成
長されたウェーハと、このウェーハ表面に刻まれた前記
p−n接合面よりも深い溝によって囲まれるとともに、
前記ウェーハ表面で規則的に並ぶ複数の発光ダイオード
部と、この発光ダイオード部の形成された前記ウェーハ
表面に形成された絶縁膜と、この絶縁膜に設けられ前記
発光ダイオード部に通ずる孔と、一端が前記孔を介して
前記半導体層に接触し、他端が前記溝上を通って前記発
光ダイオード部の範囲外へ延びる金属膜電極とを備えた
ことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the light emitting diode array of the present invention comprises a wafer having at least one semiconductor layer grown so that a pn junction surface is formed on the substrate. , Surrounded by a groove deeper than the pn junction surface engraved on the wafer surface,
A plurality of light emitting diode portions regularly arranged on the wafer surface, an insulating film formed on the wafer surface on which the light emitting diode portion is formed, a hole provided in the insulating film and communicating with the light emitting diode portion, and one end Is in contact with the semiconductor layer through the hole, and the other end of the metal film electrode extends over the groove and out of the range of the light emitting diode section.

【0016】これによると、各発光ダイオード部の周囲
は溝で囲まれているため、ケミカルエッチングによる逆
メサの稜部はできず、発光ダイオード部の範囲外へ延び
る金属膜電極は、溝で段切れを起こすおそれがない。し
たがって、任意の方向に自由に電極を引き出すことがで
きる。
According to this, since the periphery of each light emitting diode portion is surrounded by the groove, the ridge portion of the reverse mesa by chemical etching cannot be formed, and the metal film electrode extending outside the range of the light emitting diode portion is stepped by the groove. There is no danger of cutting. Therefore, the electrode can be pulled out freely in any direction.

【0017】また、本発明の発光ダイオードアレイの製
造方法は、レーザ光線をウェーハ表面の半導体層上で走
査することにより前記半導体層表面に溝を刻み、この溝
に囲まれた発光ダイオード部を前記ウェーハ表面に複数
形成する工程と、そのウェーハ表面上に絶縁膜を形成す
る工程と、前記絶縁膜に前記発光ダイオード部に通ずる
孔を設ける工程と、一端が前記孔を介して前記半導体層
に接触し、他端が前記溝上を通って前記発光ダイオード
部の範囲外へ延びる金属膜を形成する工程とから成るこ
とを特徴としている。これによると、レーザ光線の照射
によってウェーハの表面に刻まれる溝は、断面が半円形
状をしているため、そのウェーハ表面に金属膜を形成し
ても、溝の部分で蒸着金属膜が段切れを起こすおそれが
ない。
Further, in the method for manufacturing a light emitting diode array of the present invention, a groove is formed in the surface of the semiconductor layer by scanning a laser beam on the semiconductor layer on the surface of the wafer, and the light emitting diode part surrounded by the groove is formed. A step of forming a plurality on the wafer surface, a step of forming an insulating film on the wafer surface, a step of providing a hole communicating with the light emitting diode portion in the insulating film, and one end contacting the semiconductor layer through the hole And forming a metal film having the other end extending over the groove and out of the range of the light emitting diode portion. According to this, since the groove carved on the surface of the wafer by the irradiation of the laser beam has a semicircular cross section, even if a metal film is formed on the surface of the wafer, the vapor-deposited metal film is stepped at the groove portion. There is no danger of cutting.

【0018】また、本発明の発光ダイオードアレイの製
造方法は、レーザ光線をウェーハ表面の半導体層上で走
査することにより前記半導体層表面に溝を刻み、この溝
に囲まれた発光ダイオード部を前記ウェーハ表面に複数
形成する工程と、レーザ光線をウェーハ表面の半導体層
上で走査することにより、前記半導体層表面に溝を刻
み、この溝で所定の数の連続する前記発光ダイオード部
を囲んでグループとして分離する工程と、そのウェーハ
表面上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に前記発
光ダイオード部に通ずる孔を設ける工程と、一端が前記
孔を介して前記半導体層に接触し、他端が前記溝上を通
って前記発光ダイオード部の範囲外へ延びる金属膜を形
成する工程とから成ることを特徴としている。これによ
ると、所定の数の連続する発光ダイオード部をレーザの
照射によって刻んだ溝で囲み、ウェーハの表面でグルー
プとして分離することができる。
Further, in the method for manufacturing a light emitting diode array of the present invention, a groove is formed in the surface of the semiconductor layer by scanning a laser beam on the semiconductor layer on the surface of the wafer, and the light emitting diode part surrounded by the groove is formed into the groove. By forming a plurality of steps on the wafer surface and scanning a laser beam on the semiconductor layer on the wafer surface to form a groove in the semiconductor layer surface, and enclosing a predetermined number of the continuous light emitting diode portions with the groove, a group is formed. As a separate step, a step of forming an insulating film on the surface of the wafer, a step of providing a hole in the insulating film that communicates with the light emitting diode portion, one end contacts the semiconductor layer through the hole, A step of forming a metal film whose end extends over the groove and out of the range of the light emitting diode portion. According to this, a predetermined number of continuous light emitting diode portions can be surrounded by a groove cut by laser irradiation and separated as a group on the surface of the wafer.

【0019】この場合、前記レーザ光線を矩形、円形又
は楕円形に走査することにより、前記発光ダイオード部
を、矩形、円形又は楕円形に形成することができる。
In this case, the light emitting diode section can be formed in a rectangular, circular or elliptical shape by scanning the laser beam in a rectangular, circular or elliptical shape.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は、発光ダイオードアレイ1の
平面図であり、図2は、図1のA-A'線断面の斜視図であ
る。図1及び図2において、図5及び図6に示す従来の
発光ダイオードアレイ1と同一の部分には同一の符号を
附し、その詳細な説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of the light emitting diode array 1, and FIG. 2 is a perspective view taken along the line AA ′ of FIG. 1 and 2, the same parts as those of the conventional light emitting diode array 1 shown in FIGS. 5 and 6 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0021】本発明による発光ダイオードアレイ1の製
造手順を、図1及び図2を参照して説明する。まず、基
板上にp−n接合面が形成されるように少なくとも1層
の半導体層が成長されたウェーハ2を用意する。このウ
ェーハ2(p型GaAs基板21、p型Ga1-xAlxAs層22及
びn型Ga1-yAlyAs層23から成る)の表面に強力なレー
ザ光線を照射する。このとき、矩形を描くようにレーザ
光線を走査する。これにより、矩形に溝31が刻まれ、
この溝31に囲まれた発光ダイオード部30が形成され
る。なお、矩形のみならず円形又は楕円形にレーザ光線
を走査しても良い。そして、このレーザ光線の走査を繰
り返すことにより、複数の発光ダイオード部30をウェ
ーハ2の表面に形成し、全体として配列されるようにす
る。その後、同じレーザ光線を、図4に示すように、ウ
ェーハ2の表面で走査し、所定の数の連続する発光ダイ
オード部30を溝32で囲んでグループとして分離する
こともできる。レーザ走査の速度を変更することによ
り、溝31,32の深さを変更することができる。
A procedure for manufacturing the light emitting diode array 1 according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, a wafer 2 in which at least one semiconductor layer is grown so that a pn junction surface is formed on a substrate is prepared. The surface of this wafer 2 (consisting of the p-type GaAs substrate 21, the p-type Ga 1-x Al x As layer 22 and the n-type Ga 1-y Al y As layer 23) is irradiated with a strong laser beam. At this time, the laser beam is scanned so as to draw a rectangle. As a result, the groove 31 is engraved in a rectangle,
The light emitting diode section 30 surrounded by the groove 31 is formed. The laser beam may be scanned not only in a rectangular shape but also in a circular shape or an elliptical shape. Then, by repeating the scanning of the laser beam, a plurality of light emitting diode units 30 are formed on the surface of the wafer 2 and arranged as a whole. After that, the same laser beam may be scanned on the surface of the wafer 2 as shown in FIG. 4, and a predetermined number of continuous light emitting diode portions 30 may be surrounded by a groove 32 to be separated as a group. The depth of the grooves 31 and 32 can be changed by changing the laser scanning speed.

【0022】溝31の断面は、図3に示すように、半円
形状であり、ケミカルエッチングで見られるような、結
晶構造の異方性に起因する鋭角に切り立った稜部30a
(図2参照)は形成されない。後述する溝32の断面も
溝31と同様である。ウェーハ2は、表面にケミカルエ
ッチングによってメサを形成した際に、メサの周囲に順
方向と逆方向の稜部が混在するものである。しかしなが
ら、ウェーハ2表面にレーザ光線によって溝を形成する
ので、発光ダイオード部30を構成するメサの周囲は、
順方向の稜部のみが存在する形状となる。後述する溝3
2によって囲まれる領域も発光ダイオード部30を構成
するメサと同様である。
As shown in FIG. 3, the groove 31 has a semi-circular cross section, and has a sharp ridge portion 30a due to the anisotropy of the crystal structure as seen in chemical etching.
(See FIG. 2) is not formed. The cross section of the groove 32 described later is also similar to the groove 31. When the mesa is formed on the surface of the wafer 2 by chemical etching, the ridges in the forward direction and the reverse direction are mixed around the mesa. However, since the groove is formed on the surface of the wafer 2 by the laser beam, the periphery of the mesa forming the light emitting diode unit 30 is
The shape has only ridges in the forward direction. Groove 3 described later
The region surrounded by 2 is the same as the mesa forming the light emitting diode unit 30.

【0023】次に、このウェーハ2の表面に保護膜とし
てのPSG膜24を形成した後、各発光ダイオード部3
0の電極部29と対応する部分のPSG膜24をフッ酸
により除去して孔を設ける。さらにこの孔を通じて一端
がn型Ga1-yAlyAs層23に接触されるとともに他端が溝
31上を通って発光ダイオード部30の外側へ引き出さ
れるように、帯状に金属膜を蒸着させる。
Next, after forming a PSG film 24 as a protective film on the surface of the wafer 2, each light emitting diode section 3 is formed.
The portion of the PSG film 24 corresponding to the 0 electrode portion 29 is removed by hydrofluoric acid to form a hole. As further other end with one end through the hole is in contact with the n-type Ga 1-y Al y As layer 23 is pulled out to the outside of the light emitting diode 30 through the upper groove 31, thereby depositing a metal film in a strip .

【0024】ここで、溝31の断面は、前述のように、
半円形状をしているため、蒸着金属膜は、溝31上で段
切れするおそれがなくなる。これにより、図1に示すよ
うに、電極部29から任意の方向に個別マイナス電極2
6を引き出すことが可能となり、発光ダイオードアレイ
1の設計の自由度が向上する。
Here, the cross section of the groove 31 is, as described above,
Since it has a semi-circular shape, the vapor-deposited metal film has no possibility of being cut off on the groove 31. As a result, as shown in FIG. 1, the individual negative electrode 2 is moved in any direction from the electrode portion 29.
6 can be pulled out, and the degree of freedom in designing the light emitting diode array 1 is improved.

【0025】さらに、図2に示すように、隣接する発光
ダイオード部30の光が入らない様に、隣接する各発光
ダイオード部30は、各々の周囲の溝31がそれぞれ独
立している。すなわち、矩形に刻まれた溝31によって
各発光ダイオード部30は分離されているため、隣接す
る各発光ダイオード部30間には、ウェーハ2の表面が
そのまま存在することになる。したがって、発光ダイオ
ード部30が発光したとき、その上面以外から光の漏れ
る範囲は、せいぜい周囲に形成された矩形の溝31の枠
内に限られるため、各発光ダイオード部30の上面から
安定して高い指向性の光を放射できる。
Further, as shown in FIG. 2, in order to prevent the light from the adjacent light emitting diode portions 30 from entering, the adjacent light emitting diode portions 30 have independent grooves 31 around each of them. That is, since the light emitting diode portions 30 are separated by the rectangular grooves 31, the surface of the wafer 2 remains as it is between the adjacent light emitting diode portions 30. Therefore, when the light emitting diode sections 30 emit light, the range where light leaks from other than the upper surface is limited to the frame of the rectangular groove 31 formed at the periphery at most, so that the light emitting diode sections 30 are stably exposed from the upper surface. It can emit highly directional light.

【0026】なお、図1及び図2では、レーザエッチン
グによる溝31の断面形状を強調するために、溝31を
太めに描いているが、実際に刻まれる溝31はかなり細
いものである。すなわち、レーザ光線は一点に収束した
光線であるため、レーザエッチングは微細な切削溝を刻
むのに適しているといえる。
1 and 2, the groove 31 is drawn thick in order to emphasize the cross-sectional shape of the groove 31 formed by laser etching, but the groove 31 that is actually engraved is quite thin. That is, since the laser beam is a beam that converges at one point, it can be said that laser etching is suitable for making fine cutting grooves.

【0027】図4に示す実施形態は、ウェーハ2の表面
に、所定の数の連続する発光ダイオード部30を溝32
で囲んでグループとして分離する例を示している。ウェ
ーハ2の表面には、溝32で囲まれたグループが複数配
列されている。溝32の深さは、溝31の深さよりも深
くしている。溝32は、グループ間の電気的な分離を行
なうような深さに設定され、少なくとも基板21に至る
程度の深さを有している。
In the embodiment shown in FIG. 4, a predetermined number of continuous light emitting diode portions 30 are formed in the groove 32 on the surface of the wafer 2.
An example of enclosing with and separating as a group is shown. A plurality of groups surrounded by the groove 32 are arranged on the surface of the wafer 2. The depth of the groove 32 is deeper than the depth of the groove 31. The groove 32 is set to a depth that allows electrical isolation between the groups, and has a depth that reaches at least the substrate 21.

【0028】溝32によって囲まれる領域のPSG膜2
4には、孔33が形成されている。孔33は、溝31の
外側に位置する。PSG膜24の下に位置するn型Ga
1-yAlyAs層23は、孔33からp型Ga1-xAlxAs層22が
露出するように、孔33の直下と孔33よりも若干広い
範囲にわたって除去されている。このn型Ga1-yAlyAs層
23の除去は、ケミカルエッチングによって行なうこと
もできるが、レーザ光照射によって行なうこともでき
る。例えば、上記溝31の形成に用いた装置を利用して
のレーザ光照射によって行なうことが望ましい。
The PSG film 2 in the region surrounded by the groove 32
A hole 33 is formed in the hole 4. The hole 33 is located outside the groove 31. N-type Ga located under the PSG film 24
The 1-y Al y As layer 23 is removed immediately below the hole 33 and over a range slightly wider than the hole 33 so that the p-type Ga 1-x Al x As layer 22 is exposed from the hole 33. The removal of the n-type Ga 1-y Al y As layer 23 can be performed by chemical etching or laser light irradiation. For example, it is desirable to perform laser light irradiation using the device used to form the groove 31.

【0029】ウェーハ2の表面には、個別電極26と共
通電極34を配置している。個別電極26は、図1の電
極26に対応するもので、グループ内の1つの発光ダイ
オード部30を特定するために用いられる。共通電極3
4は、図1の電極27に対応するもので、図1のように
ウェーハ2の裏面に配置することもできるが、この例で
はウェーハ2の表面に配置している。共通電極34は、
グループを特定するために、溝32によって規定される
グループ毎に配置している。電極34の一端は、孔33
を介してp型Ga1-xAlxAs層22に接続されている。電極
34の他端は、溝32によって囲まれた領域を出て、ウ
ェーハ2の表面に位置するパッド領域を形成している。
グループを規定する溝32は、発光ダイオード部30間
に位置する部分を共用している。共用することによっ
て、発光ダイオード部30のピッチが狭い場合にも対応
することができる。
The individual electrode 26 and the common electrode 34 are arranged on the surface of the wafer 2. The individual electrode 26 corresponds to the electrode 26 of FIG. 1 and is used to specify one light emitting diode unit 30 in the group. Common electrode 3
Reference numeral 4 corresponds to the electrode 27 of FIG. 1, and although it can be arranged on the back surface of the wafer 2 as shown in FIG. 1, it is arranged on the front surface of the wafer 2 in this example. The common electrode 34 is
In order to specify the groups, they are arranged for each group defined by the groove 32. One end of the electrode 34 has a hole 33.
Is connected to the p-type Ga 1-x Al x As layer 22 via. The other end of the electrode 34 exits the region surrounded by the groove 32 and forms a pad region located on the surface of the wafer 2.
The groove 32 defining the group shares the portion located between the light emitting diode portions 30. By sharing it, it is possible to cope with a case where the pitch of the light emitting diode sections 30 is narrow.

【0030】上記の素子は、以下の製造方法によって形
成される。すなわち、レーザ光線をウェーハ2表面の半
導体層上で走査することにより前記半導体層表面に溝3
1を刻み、この溝31に囲まれた発光ダイオード部30
を前記ウェーハ表面に複数形成する工程。レーザ光線を
ウェーハ2表面の半導体層上で走査することにより、前
記半導体層表面に溝32を刻み、この溝で所定の数の連
続する前記発光ダイオード部30とそれに共通の領域を
囲んでグループとして分離する工程。前記グループ内の
発光ダイオード部30に共通の電極を形成するために、
前記ウェーハ表面にエッチングを行なう工程。このエッ
チングによって、n型層23の一部が除去され、孔33
と対応した位置からp型層22が露出する。そのウェー
ハ表面上に絶縁膜24を形成する工程。前記絶縁膜24
に前記発光ダイオード部に接続する個別電極用の孔、並
びに共通電極用の孔33を設ける工程。前記絶縁膜上に
金属膜を積層し、パターニングして個別電極26と共通
電極34を形成する工程。
The above element is formed by the following manufacturing method. That is, by scanning the semiconductor layer on the surface of the wafer 2 with a laser beam, grooves 3 are formed on the surface of the semiconductor layer.
1 is carved, and the light emitting diode section 30 surrounded by this groove 31
Forming a plurality of wafers on the wafer surface. By scanning the semiconductor layer on the surface of the wafer 2 with a laser beam, a groove 32 is formed in the surface of the semiconductor layer, and a predetermined number of continuous light emitting diode units 30 and a region common thereto are surrounded by the groove to form a group. The process of separating. In order to form a common electrode for the light emitting diode units 30 in the group,
Etching the wafer surface. By this etching, a part of the n-type layer 23 is removed, and the holes 33
The p-type layer 22 is exposed from a position corresponding to. A step of forming an insulating film 24 on the surface of the wafer. The insulating film 24
A step of forming a hole for an individual electrode connected to the light emitting diode section and a hole 33 for a common electrode in the. A step of stacking a metal film on the insulating film and patterning the metal film to form the individual electrode 26 and the common electrode 34.

【0031】上記実施例では、基板結晶としてp型GaAs
を用いていたが、n型GaAsを用いることも可能で、n型
GaAsを用いた場合、共通電極側をマイナス電極、個別電
極側をプラス電極としても良い。また、化合物半導体と
して、上記以外の組成のものを用いたウェーハ2を用い
ても良い。
In the above embodiment, p-type GaAs is used as the substrate crystal.
However, it is also possible to use n-type GaAs.
When GaAs is used, the common electrode side may be the negative electrode and the individual electrode side may be the positive electrode. Further, a wafer 2 having a composition other than the above may be used as the compound semiconductor.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、レ
ーザエッチングにより発光ダイオード部の周囲に溝を形
成したので、発光ダイオード部の電極部から任意の方向
に途切れることなく、溝上を通って金属電極膜を形成可
能である。したがって、電極の取り出し方向を選ばず、
設計自由度の高い発光ダイオードアレイを実現できる。
さらに、ウェーハ表面にレーザ光線を照射することによ
って、所定の数の連続する発光ダイオード部を溝で囲ん
でグループとして分離も行え、各グループで個別に発光
制御することが可能となる。
As described above, according to the present invention, since the groove is formed around the light emitting diode portion by laser etching, the metal is passed through the groove without interruption in any direction from the electrode portion of the light emitting diode portion. An electrode film can be formed. Therefore, regardless of the electrode extraction direction,
It is possible to realize a light emitting diode array having a high degree of design freedom.
Further, by irradiating the wafer surface with a laser beam, a predetermined number of continuous light emitting diode portions can be surrounded by grooves to be separated as a group, and light emission can be controlled individually in each group.

【0033】また、隣接する発光ダイオード部の間に
は、ウェーハの表面がそのまま残っているので、各発光
ダイオード部の上面から安定して高い指向性の光を放射
できる。
Further, since the surface of the wafer remains as it is between the adjacent light emitting diode portions, it is possible to stably radiate light of high directivity from the upper surface of each light emitting diode portion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の発光ダイオードアレイを示す上面図
である。
FIG. 1 is a top view showing a light emitting diode array of the present invention.

【図2】 図1のA-A'線断面の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a cross section taken along the line AA ′ of FIG.

【図3】 その断面の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the cross section.

【図4】 発光ダイオード部の分離されたウェーハを示
す上面図である。
FIG. 4 is a top view showing a wafer in which a light emitting diode unit is separated.

【図5】 従来の発光ダイオードアレイを示す上面図で
ある。
FIG. 5 is a top view showing a conventional light emitting diode array.

【図6】 図5のB-B'線断面の斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of a cross section taken along the line BB ′ of FIG.

【図7】 ケミカルエッチングによるメサ形状を示す説
明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a mesa shape formed by chemical etching.

【図8】 その逆メサ方向(a)と順メサ方向(b)の
断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view in the reverse mesa direction (a) and the forward mesa direction (b).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発光ダイオードアレイ 2 ウェーハ 21 p型GaAs基板 22 p型Ga1-xAlxAs層 23 n型Ga1-yAlyAs層 26 個別マイナス電極 27 共通プラス電極 29 電極部 30 発光ダイオード部 31,32 溝1 light emitting diode array 2 wafer 21 p type GaAs substrate 22 p type Ga 1-x Al x As layer 23 n type Ga 1-y Al y As layer 26 individual negative electrode 27 common positive electrode 29 electrode part 30 light emitting diode part 31, 32 grooves

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲葉 昌治 鳥取県鳥取市南吉方3丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内 Fターム(参考) 4E068 AD00 DA10 5F041 AA25 CA02 CA35 CA36 CA74 CA75 CA77 CB11 CB25    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Shoji Inaba             3-201 Minamiyoshikata, Tottori City, Tottori Prefecture Tottori             Sanyo Electric Co., Ltd. F-term (reference) 4E068 AD00 DA10                 5F041 AA25 CA02 CA35 CA36 CA74                       CA75 CA77 CB11 CB25

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上にp−n接合面が形成されるよう
に少なくとも1層の半導体層が成長されたウェーハと、
このウェーハ表面に刻まれた前記p−n接合面よりも深
い互いに独立した溝によって囲まれるとともに、前記ウ
ェーハ表面で規則的に並ぶ複数の発光ダイオード部と、
この発光ダイオード部の形成された前記ウェーハ表面に
形成された絶縁膜と、この絶縁膜に設けられ前記発光ダ
イオード部に通ずる孔と、一端が前記孔を介して前記半
導体層に接触し、他端が前記溝上を通って前記発光ダイ
オード部の範囲外へ延びる金属膜電極とを備えたことを
特徴とする発光ダイオードアレイ。
1. A wafer having at least one semiconductor layer grown to form a pn junction surface on a substrate,
A plurality of light emitting diode portions which are surrounded by mutually independent grooves deeper than the pn junction surface engraved on the wafer surface and which are regularly arranged on the wafer surface;
An insulating film formed on the surface of the wafer on which the light emitting diode portion is formed, a hole provided in the insulating film and communicating with the light emitting diode portion, one end contacts the semiconductor layer through the hole, and the other end And a metal film electrode extending over the groove and out of the range of the light emitting diode section.
【請求項2】 レーザ光線をウェーハ表面の半導体層上
で走査することにより前記半導体層表面に溝を刻み、こ
の溝に囲まれた発光ダイオード部を前記ウェーハ表面に
複数形成する工程と、そのウェーハ表面上に絶縁膜を形
成する工程と、前記絶縁膜に前記発光ダイオード部に通
ずる孔を設ける工程と、一端が前記孔を介して前記半導
体層に接触し、他端が前記溝上を通って前記発光ダイオ
ード部の範囲外へ延びる金属膜を形成する工程とから成
ることを特徴とする発光ダイオードアレイの製造方法。
2. A step of forming a groove on the surface of the semiconductor layer by scanning a laser beam on the semiconductor layer on the surface of the wafer to form a plurality of light emitting diode portions surrounded by the groove on the surface of the wafer, and the wafer. A step of forming an insulating film on the surface; a step of providing a hole communicating with the light emitting diode portion in the insulating film; one end contacting the semiconductor layer through the hole; the other end passing over the groove; And a step of forming a metal film extending out of the range of the light emitting diode portion.
【請求項3】 レーザ光線をウェーハ表面の半導体層上
で走査することにより前記半導体層表面に溝を刻み、こ
の溝に囲まれた発光ダイオード部を前記ウェーハ表面に
複数形成する工程と、レーザ光線をウェーハ表面の半導
体層上で走査することにより、前記半導体層表面に溝を
刻み、この溝で所定の数の連続する前記発光ダイオード
部を囲んでグループとして分離する工程と、そのウェー
ハ表面上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に前記
発光ダイオード部に通ずる孔を設ける工程と、一端が前
記孔を介して前記半導体層に接触し、他端が前記溝上を
通って前記発光ダイオード部の範囲外へ延びる金属膜を
形成する工程とから成ることを特徴とする発光ダイオー
ドアレイの製造方法。
3. A step of forming a groove on the surface of the semiconductor layer by scanning a laser beam on the semiconductor layer on the surface of the wafer, and forming a plurality of light emitting diode portions surrounded by the groove on the surface of the wafer. By scanning on the semiconductor layer on the surface of the wafer, to form a groove in the surface of the semiconductor layer, and a step of separating a predetermined number of the continuous light emitting diode portions in the groove to separate them as a group, and on the surface of the wafer A step of forming an insulating film, a step of providing a hole communicating with the light emitting diode part in the insulating film, and one end contacting the semiconductor layer through the hole and the other end passing over the groove and the light emitting diode part And a step of forming a metal film extending out of the range.
【請求項4】 前記レーザ光線を矩形、円形又は楕円形
に走査することを特徴とする請求項2又は3に記載の発
光ダイオードアレイの製造方法。
4. The method for manufacturing a light emitting diode array according to claim 2, wherein the laser beam is scanned in a rectangular shape, a circular shape, or an elliptical shape.
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