JP2006261266A - Semiconductor light emitting device and its manufacturing method, and electronic equipment - Google Patents

Semiconductor light emitting device and its manufacturing method, and electronic equipment Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light emitting device which can prevent the reduction of luminance due to optical absorption. <P>SOLUTION: The semiconductor light emitting device is provided with a first conductive type first semiconductor layer 3, a light emitting layer 5 to generate a light, a second conductive type second semiconductor layer 8, and a transparent substrate 10 that is transparent for a light emitted from the light emitting layer 5 and of which bottom surface is directly joined with the second semiconductor layer 8, in this order. In the transparent substrate 10, a surface electrode 11 is provided in the partly area of its upper surface 10a. A groove 30 concaved against the outside on the upper surface 10a excluding an area occupied by the surface electrode 11. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は半導体発光素子およびその製造方法に関する。典型的には、この発明の半導体発光素子は、光通信機器、情報表示パネル、CCD(Charge Coupled Device)カメラ補助光源、LCD(Liquid Crystal Display)バックライト、あるいは、照明機器等の電子機器に用いられる。   The present invention relates to a semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same. Typically, the semiconductor light emitting device of the present invention is used in an electronic device such as an optical communication device, an information display panel, a CCD (Charge Coupled Device) camera auxiliary light source, an LCD (Liquid Crystal Display) backlight, or a lighting device. It is done.

また、この発明は、そのような半導体発光素子を備えた電子機器に関する。   The present invention also relates to an electronic device including such a semiconductor light emitting element.

近年、光通信機器、情報表示パネル、CCDカメラ補助光源、LCDバックライト、あるいは、照明機器等の電子機器に、半導体発光素子であるLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)が広く用いられている。これらの用途のLEDは高輝度であることが重要である。特に最近、照明機器用としてLEDが使用され始め、高輝度化に対するニーズはいっそう高まってきている。高輝度を得るための一つの方法はLEDの効率を高くすることである。LEDの効率は内部量子効率と外部出射効率によって決まり、このうち、外部出射効率は素子構造に大きく影響される。   In recent years, LEDs (Light Emitting Diodes), which are semiconductor light emitting elements, have been widely used in electronic devices such as optical communication devices, information display panels, CCD camera auxiliary light sources, LCD backlights, and lighting devices. It is important that the LEDs for these applications have high brightness. In particular, recently, LEDs have begun to be used for lighting equipment, and the need for higher brightness has further increased. One way to obtain high brightness is to increase the efficiency of the LED. The efficiency of the LED is determined by the internal quantum efficiency and the external emission efficiency. Among these, the external emission efficiency is greatly influenced by the element structure.

LEDの外部出射効率を向上させるためには、発光波長に対して透明な基板を使用する手段がある。AlGaInP(アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン)系のLEDについて、発光波長に対して透明な基板を有するLEDの製造方法として、従来、図11に示すようなものがある(特許文献1(特開平6−302857号公報)参照)。このLEDの製造方法は、発光波長に対して不透明なGaAs(ガリウム・ヒ素)基板101上に、AlGaInP系の発光層102をエピタキシャル成長し、その上に、GaP電流拡散層103を数10μm成長する。続いて、発光波長に対して不透明な上記GaAs基板101を除去し、この除去した面に、GaP基板105を熱処理によって直接接合する。図11において、180が直接接合を示している。106は基板側電極であり、107は表面電極である。   In order to improve the external emission efficiency of the LED, there is a means of using a substrate transparent to the emission wavelength. As an AlGaInP (aluminum / gallium / indium / phosphorus) LED, a method for manufacturing an LED having a substrate transparent to the emission wavelength is shown in FIG. -302857)). In this LED manufacturing method, an AlGaInP-based light-emitting layer 102 is epitaxially grown on a GaAs (gallium arsenide) substrate 101 that is opaque with respect to the emission wavelength, and a GaP current diffusion layer 103 is grown thereon by several tens of μm. Subsequently, the GaAs substrate 101 opaque to the emission wavelength is removed, and the GaP substrate 105 is directly bonded to the removed surface by heat treatment. In FIG. 11, 180 indicates direct bonding. Reference numeral 106 denotes a substrate side electrode, and reference numeral 107 denotes a surface electrode.

このLEDの製造方法では、AlGaInP系の発光層102は、GaPに対して格子整合しないので、一旦GaAs基板101上に成長した後、このGaAs基板101を除去して、GaP基板を接合している。上記発光層102上に成長するGaP電流拡散層103の厚さは、成長時間とGaAs基板101を除去した後のウエハの機械的強度との兼ね合いで、50μm〜100μm程度に設定されている。上記GaP電流拡散層103の厚さが50μm以下であると、ウエハを取り扱う時に非常に割れやすい一方、上記厚さが100μm以上であると、成長時間が長くなってLEDのコストが高くなるからである。   In this LED manufacturing method, the AlGaInP-based light emitting layer 102 is not lattice-matched to GaP, so once grown on the GaAs substrate 101, the GaAs substrate 101 is removed and the GaP substrate is bonded. . The thickness of the GaP current diffusion layer 103 grown on the light emitting layer 102 is set to about 50 μm to 100 μm in consideration of the growth time and the mechanical strength of the wafer after the GaAs substrate 101 is removed. When the thickness of the GaP current spreading layer 103 is 50 μm or less, it is very easy to break when handling a wafer, whereas when the thickness is 100 μm or more, the growth time becomes long and the cost of the LED increases. is there.

しかしながら、上記GaP電流拡散層103の厚さを50μm〜100μmとしても、機械的強度は十分とはいえず、ウエハの取り扱い時にウエハが割れてしまう問題は解決されていない。   However, even if the thickness of the GaP current diffusion layer 103 is 50 μm to 100 μm, the mechanical strength is not sufficient, and the problem that the wafer breaks during handling of the wafer has not been solved.

そこで、上記問題を解決するため、AlGaInP系のLEDの他の製造方法として、図12に示すようなものがある(特許文献2(特許第3230638号公報)参照)。このLEDの製造方法は、発光波長に対して不透明なGaAs基板111上に、AlGaInP系の発光層112をエピタキシャル成長し、この上にGaP層113を形成する。そして、このGaP層113上に、発光波長に対して透明なGaP基板114を配置して熱処理を施すことによって直接接合する。この後、発光波長に対して不透明なGaAs基板111を除去している。図12において、190が直接接合を示している。116は基板側電極であり、117は表面電極である。   In order to solve the above problem, another method for manufacturing an AlGaInP-based LED is shown in FIG. 12 (see Patent Document 2 (Japanese Patent No. 3230638)). In this LED manufacturing method, an AlGaInP-based light emitting layer 112 is epitaxially grown on a GaAs substrate 111 that is opaque to the light emission wavelength, and a GaP layer 113 is formed thereon. Then, a GaP substrate 114 that is transparent to the emission wavelength is disposed on the GaP layer 113 and is directly bonded by performing a heat treatment. Thereafter, the GaAs substrate 111 that is opaque to the emission wavelength is removed. In FIG. 12, 190 indicates direct bonding. Reference numeral 116 denotes a substrate side electrode, and reference numeral 117 denotes a surface electrode.

このLEDの製造方法は、50μm〜100μmの厚さのウエハを取り扱う必要が無いので、製造過程においてウエハが割れるという問題を解決することができる。   Since this LED manufacturing method does not require handling of a wafer having a thickness of 50 μm to 100 μm, it is possible to solve the problem that the wafer breaks during the manufacturing process.

ところで、LEDにおいて高輝度を得るための他の方法には、LEDに注入する電流を大きくすることがある。しかしながら、LEDに注入する電流を大きくするとき、発光層での発熱による熱飽和の問題が発生する。すなわち、注入電流の増大に伴い、発光層の発熱量が、主にダイボンド部を介して外部に放出される熱量を超えるので、上記発光層の温度が上昇して、キャリアがオーバーフローして、光出力が飽和するのである。   By the way, another method for obtaining high brightness in the LED is to increase the current injected into the LED. However, when the current injected into the LED is increased, a problem of thermal saturation due to heat generation in the light emitting layer occurs. That is, as the injection current increases, the amount of heat generated in the light emitting layer exceeds the amount of heat released to the outside mainly through the die bond portion, so that the temperature of the light emitting layer rises and carriers overflow, The output is saturated.

この問題を解決するため、従来、図13に示すようなAlGaInP系LEDが提案されている(非特許文献1(大塚康二ら著「明るさの100倍の発光ダイオード 蛍光管の置き換えが視野に」日経エレクトロニクス、株式会社日経ビーピー、2002年10月21日 p.123−131)参照)。このLEDでは、従来使用されていたGaAs基板よりも熱伝導率が約3倍高いSi(シリコン)基板121を、金属層122を介して、発光層124を含む半導体層125に貼り付けている。このLEDは、GaAs基板上に半導体層125をエピタキシャル成長し、金属層122を介してSi基板121を貼り付けた後、上記GaAs基板を除去している。図11において、126は基板側電極であり、127は表面電極であり、128は電流ブロック層である。   In order to solve this problem, an AlGaInP-based LED as shown in FIG. 13 has been proposed (Non-patent Document 1 (written by Koji Otsuka et al. “Replacement of light-emitting diode fluorescent tube 100 times brighter”). Nikkei Electronics, Nikkei BPP, October 21, 2002, p. 123-131)). In this LED, a Si (silicon) substrate 121 having a thermal conductivity approximately three times higher than that of a conventionally used GaAs substrate is attached to a semiconductor layer 125 including a light emitting layer 124 via a metal layer 122. In this LED, a semiconductor layer 125 is epitaxially grown on a GaAs substrate, a Si substrate 121 is attached via a metal layer 122, and then the GaAs substrate is removed. In FIG. 11, 126 is a substrate side electrode, 127 is a surface electrode, and 128 is a current blocking layer.

このLEDは、GaAs基板による比較的大きい熱抵抗が無いので、放熱のロスを大幅に低減することが可能となる。
特開平6−302857号公報 特許第3230638号公報 大塚康二ら著「明るさの100倍の発光ダイオード 蛍光管の置き換えが視野に」日経エレクトロニクス、株式会社日経ビーピー、2002年10月21日 p.123−131
Since this LED does not have a relatively large thermal resistance due to the GaAs substrate, it is possible to greatly reduce the heat dissipation loss.
JP-A-6-302857 Japanese Patent No. 3230638 Koji Otsuka et al. “Light-Emitting Diodes 100 times Brighter than Replacing Fluorescent Tubes” Nikkei Electronics, Nikkei Beepee, Inc., October 21, 2002 p. 123-131

しかしながら、図11乃至図13に示した従来のLEDは、次に述べる他の原因により、輝度の低下が生じるという問題がある。   However, the conventional LEDs shown in FIG. 11 to FIG. 13 have a problem that the luminance is reduced due to other causes described below.

すなわち、AlGaInP系半導体材料は屈折率が3〜3.5程度である一方、空気は屈折率が1であり、樹脂は1.5程度である。したがって、LEDチップを構成するAlGaInP系半導体層とその周囲の空気や樹脂との間(これを「チップ界面」と呼ぶ。)には、2〜2.5または1.5〜2の屈折率差がそれぞれ存在する。この屈折率差によって、LEDチップ内で発生した光のうち、チップ界面に全反射臨界角以上の角度で入射した光は全反射される。全反射臨界角は、AlGaInP系半導体層から空気に入射する場合は約17°であり、AlGaInP系半導体層から樹脂に入射する場合は約25°である。   That is, the refractive index of the AlGaInP-based semiconductor material is about 3 to 3.5, while the refractive index of air is 1 and the resin is about 1.5. Therefore, there is a refractive index difference of 2 to 2.5 or 1.5 to 2 between the AlGaInP-based semiconductor layer constituting the LED chip and the surrounding air or resin (referred to as “chip interface”). Each exists. Due to this difference in refractive index, of the light generated in the LED chip, the light incident on the chip interface at an angle greater than the total reflection critical angle is totally reflected. The total reflection critical angle is about 17 ° when entering the air from the AlGaInP-based semiconductor layer and about 25 ° when entering the resin from the AlGaInP-based semiconductor layer.

ここで、図11および図12に示した従来のLED(GaP基板105,114を直接接合したもの)では、図14に模式的に示すようにチップ130の形状が略直方体であるため、発光層131で生成された光L(実線の矢印で示す)のうち、チップ界面140で全反射される光の割合が比較的多い。詳しくは、発光層131で生成した光Lは、チップ内部で多重反射されて、発光層131を複数回通過し、また、複数の電極132,133で反射される。このとき、光Lは、図14中に例示するような複数の位置A(破線の楕円で示す)で、徐々に発光層131や電極132,133に吸収される。このように、複数の位置Aで光が吸収される結果、LEDの輝度が低下する。   Here, in the conventional LED shown in FIGS. 11 and 12 (in which the GaP substrates 105 and 114 are directly joined), the shape of the chip 130 is a substantially rectangular parallelepiped as schematically shown in FIG. Of the light L generated by 131 (indicated by solid arrows), the proportion of light totally reflected at the chip interface 140 is relatively high. Specifically, the light L generated in the light emitting layer 131 is multiply reflected inside the chip, passes through the light emitting layer 131 a plurality of times, and is reflected by the plurality of electrodes 132 and 133. At this time, the light L is gradually absorbed by the light emitting layer 131 and the electrodes 132 and 133 at a plurality of positions A (indicated by broken line ellipses) as illustrated in FIG. Thus, as a result of the light being absorbed at the plurality of positions A, the luminance of the LED is lowered.

また、図13に示した従来のLED(Si基板121を貼り付けたもの)では、出射光に対して透明な半導体層125(発光層124を除く)の厚さが、LED全体の厚さに対して比較的薄くなっている。このため、発光層124で生成された光が多重反射によって発光層124を通過し、電極126,127で反射される回数が、図11および図12に示したLEDのそれよりも更に多くなる。したがって、発光層124や電極126,127での吸収量が多くなって、LEDの輝度の低下が大きくなる。   In the conventional LED shown in FIG. 13 (with the Si substrate 121 attached), the thickness of the semiconductor layer 125 (excluding the light emitting layer 124) transparent to the emitted light is equal to the thickness of the entire LED. On the other hand, it is relatively thin. For this reason, the number of times that the light generated in the light emitting layer 124 passes through the light emitting layer 124 by multiple reflection and is reflected by the electrodes 126 and 127 is larger than that of the LED shown in FIGS. Therefore, the amount of absorption in the light emitting layer 124 and the electrodes 126 and 127 increases, and the decrease in the luminance of the LED increases.

そこで、この発明の課題は、光吸収に起因する輝度の低下を防止できる半導体発光素子およびその製造方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device capable of preventing a decrease in luminance due to light absorption and a method for manufacturing the same.

また、この発明の課題は、そのような半導体発光素子を備えた電子機器を提供することにある。   Moreover, the subject of this invention is providing the electronic device provided with such a semiconductor light-emitting device.

上記課題を解決するため、この発明の半導体発光素子は、
第1導電型の第1半導体層と、光を生成する発光層と、第2導電型の第2半導体層と、上記発光層からの光に対して透明であると共に上記第2半導体層に第1の面が直接接合された透明基板とを順に備え、
上記透明基板は、上記第1の面とは反対側の第2の面の一部領域に表面電極が設けられ、上記第2の面のうち上記表面電極が占める領域以外の領域に、外部に対して窪んだ溝が設けられていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a semiconductor light emitting device of the present invention is
A first conductive type first semiconductor layer, a light emitting layer for generating light, a second conductive type second semiconductor layer, and transparent to light from the light emitting layer, and in the second semiconductor layer A transparent substrate with the surfaces of 1 directly joined, in order,
The transparent substrate is provided with a surface electrode in a partial region of the second surface opposite to the first surface, and outside the region of the second surface other than the region occupied by the surface electrode. On the other hand, a recessed groove is provided.

ここで「外部」とは、半導体発光素子の外部を意味する。半導体発光素子の外部には、通常は空気や樹脂が存在する。   Here, the “outside” means the outside of the semiconductor light emitting element. Air or resin is usually present outside the semiconductor light emitting device.

また、透明基板の第1の面と第2の面は、互いに対向する二つの面である。   The first surface and the second surface of the transparent substrate are two surfaces facing each other.

この発明の半導体発光素子では、上記発光層で生成された光のうち、もし上記溝が無ければ上記透明基板の第2の面で全反射される光を、上記溝の内面を通して外部へ出射させることができる。つまり、素子内部での多重反射を従来よりも少なくして外部出射効率を高めることができる。したがって、この半導体発光素子の輝度を増大できる。   In the semiconductor light emitting device of the present invention, out of the light generated in the light emitting layer, if there is no groove, the light totally reflected by the second surface of the transparent substrate is emitted to the outside through the inner surface of the groove. be able to. That is, the external reflection efficiency can be increased by reducing the multiple reflection inside the element as compared with the conventional case. Therefore, the brightness of the semiconductor light emitting element can be increased.

一実施形態の半導体発光素子は、実質的に直方体状をなすチップの形態を取り、上記溝は、上記第2の面に沿って、チップ側面に対して実質的に45°の角度をなして延在していることを特徴とする。   The semiconductor light emitting device of one embodiment takes the form of a substantially rectangular parallelepiped chip, and the groove forms an angle of substantially 45 ° with respect to the chip side surface along the second surface. It is characterized by extending.

この一実施形態の半導体発光素子では、上記溝がチップ側面に対してなす角度のお蔭で、素子内部での多重反射をさらに少なくして外部出射効率を高めることができる。また、ウエハ上に複数の半導体発光素子を作製する製造段階で、例えばダイシングブレードを用いて複数の溝を一定ピッチで並べて形成することにより、ウエハ上の全ての半導体発光素子にわたって同様の溝を形成することができる。したがって、この半導体発光素子は容易に製造される。   In the semiconductor light emitting device of this embodiment, the angle formed by the groove with respect to the side surface of the chip can further reduce the multiple reflection inside the device and increase the external emission efficiency. In addition, at the manufacturing stage of manufacturing a plurality of semiconductor light emitting elements on a wafer, a similar groove is formed over all the semiconductor light emitting elements on the wafer by forming, for example, a plurality of grooves side by side with a constant pitch using a dicing blade. can do. Therefore, this semiconductor light emitting device is easily manufactured.

一実施形態の半導体発光素子は、上記溝の数が1チップ当たり4本以上であることを特徴とする半導体発光素子。   The semiconductor light-emitting device according to one embodiment is characterized in that the number of grooves is four or more per chip.

この一実施形態の半導体発光素子では、上記溝の数が1チップ当たり4本以上であるので、素子内部での多重反射をさらに少なくして外部出射効率を高めることができる。   In the semiconductor light emitting device of this embodiment, since the number of the grooves is four or more per chip, the multiple reflection inside the device can be further reduced, and the external emission efficiency can be increased.

また、上記溝の本数を4の倍数に設定するのが望ましい。上記溝の本数を4の倍数に設定すれば、ウエハ上に複数の半導体発光素子を作製する製造段階で、例えばダイシングブレードを用いて、ウエハ上の全ての半導体発光素子にわたって同様の溝を形成することができる(詳しくは後述)。   Further, it is desirable to set the number of the grooves to a multiple of four. If the number of the grooves is set to a multiple of 4, the same groove is formed over all the semiconductor light emitting elements on the wafer by using, for example, a dicing blade in the manufacturing stage of manufacturing a plurality of semiconductor light emitting elements on the wafer. (Details will be described later).

一実施形態の半導体発光素子は、上記溝の深さが50μm以上であることを特徴とする。   The semiconductor light emitting device of one embodiment is characterized in that the depth of the groove is 50 μm or more.

この一実施形態の半導体発光素子では、上記溝の深さが50μm以上であるから、溝の側面積を大きくすることができる。したがって、素子内部での多重反射をさらに少なくして外部出射効率を高めることができる。   In the semiconductor light emitting device of this embodiment, since the depth of the groove is 50 μm or more, the side area of the groove can be increased. Therefore, it is possible to further reduce the multiple reflection inside the element and increase the external emission efficiency.

一実施形態の半導体発光素子は、上記第2の面のうち上記表面電極が占める領域以外で、かつ隣り合う二つのチップ側面と上記溝とによって囲まれた領域に対向する発光層部分に、注入電流を集中させる構造を備えたことを特徴とする。   In one embodiment, the semiconductor light emitting device is injected into a light emitting layer portion opposite to a region surrounded by two adjacent side surfaces of the chip and the groove other than the region occupied by the surface electrode in the second surface. It has a structure for concentrating current.

ここで、「発光層部分」とは、上記発光層の一部を意味する。   Here, the “light emitting layer portion” means a part of the light emitting layer.

この一実施形態の半導体発光素子では、動作時に、上記構造によって、上記第2の面のうち上記表面電極が占める領域以外で、かつ隣り合う二つのチップ側面と上記溝とによって囲まれた領域に対向する発光層部分に、注入電流が集中される。平面視では上記発光層部分は上記溝に関して上記表面電極とは反対側の領域にあるから、上記発光層部分で生成される光の大部分は、上記表面電極に達する前に、上記溝の内面を通して外部へ出射する。したがって、素子内部での多重反射をさらに少なくして外部出射効率を高めることができる。   In the semiconductor light-emitting device according to this embodiment, during operation, the semiconductor light-emitting device has a structure other than a region occupied by the surface electrode in the second surface and a region surrounded by two adjacent chip side surfaces and the groove. The injection current is concentrated on the opposing light emitting layer portions. Since the light emitting layer portion is in a region opposite to the surface electrode with respect to the groove in plan view, most of the light generated in the light emitting layer portion is formed on the inner surface of the groove before reaching the surface electrode. Through to the outside. Therefore, it is possible to further reduce the multiple reflection inside the element and increase the external emission efficiency.

一実施形態の半導体発光素子では、
上記溝は、それぞれ対応するチップ側面に対して実質的に平行に上記第2の面に沿って延在し、
上記第2の面のうち上記表面電極が占める領域以外で、かつ上記チップ側面とそのチップ側面に対応する上記溝とによって挟まれた領域に対向する発光層部分に、注入電流を集中させる構造を備えたことを特徴とする。
In the semiconductor light emitting device of one embodiment,
Each of the grooves extends along the second surface substantially parallel to the corresponding chip side surface;
A structure in which the injection current is concentrated on a light emitting layer portion facing the region sandwiched between the chip side surface and the groove corresponding to the chip side surface other than the region occupied by the surface electrode in the second surface. It is characterized by having.

この一実施形態の半導体発光素子では、動作時に、上記構造によって、上記第2の面のうち上記表面電極が占める領域以外で、かつ上記チップ側面とそのチップ側面に対応する上記溝とによって挟まれた領域に対向する発光層部分に、注入電流が集中される。平面視では上記発光層部分は上記溝に関して上記表面電極とは反対側の領域にあるから、上記発光層部分で生成される光の大部分は、上記表面電極に達する前に、上記溝の内面を通して外部へ出射する。したがって、素子内部での多重反射をさらに少なくして外部出射効率を高めることができる。   In the semiconductor light emitting device of this embodiment, during operation, the structure is sandwiched between the chip side surface and the groove corresponding to the chip side surface, except for the region occupied by the surface electrode in the second surface. The injected current is concentrated on the light emitting layer portion facing the region. Since the light emitting layer portion is in a region opposite to the surface electrode with respect to the groove in plan view, most of the light generated in the light emitting layer portion is formed on the inner surface of the groove before reaching the surface electrode. Through to the outside. Therefore, it is possible to further reduce the multiple reflection inside the element and increase the external emission efficiency.

一実施形態の半導体発光素子では、上記発光層は、(AlyGa1-yzIn1-zP(ただし、0≦y≦1、0<z<1である。)で形成された層を少なくとも1つ有することを特徴とする。 In the semiconductor light-emitting device of one embodiment, the light emitting layer was formed by (Al y Ga 1-y) z In 1-z P ( provided that 0 ≦ y ≦ 1,0 <z < 1.) It has at least one layer.

この一実施形態の半導体発光素子では、上記発光層の組成のお蔭で、赤色から緑色までの光を高輝度に出射することができる。   In the semiconductor light emitting device of this embodiment, light from red to green can be emitted with high luminance thanks to the composition of the light emitting layer.

一実施形態の半導体発光素子は、上記透明基板がGaPからなることを特徴とする。   The semiconductor light emitting device of one embodiment is characterized in that the transparent substrate is made of GaP.

この一実施形態の半導体発光素子では、上記発光層の組成のお蔭で、赤色から緑色までの光を高輝度に出射することができる。   In the semiconductor light emitting device of this embodiment, light from red to green can be emitted with high luminance thanks to the composition of the light emitting layer.

別の局面では、この発明は、請求項1に記載の半導体発光素子を作製する半導体発光素子の製造方法であって、
犠牲基板上に上記第1半導体層、発光層および第2半導体層を順に積層し、
上記第2半導体層に上記透明基板の第1の面を直接接合し、
上記犠牲基板を除去し、
上記透明基板の上記第1の面とは反対側の第2の面の一部領域に上記表面電極を設け、
上記透明基板の上記第2の面のうち上記表面電極が占める領域以外の領域に、ダイシングブレードを用いて、外部に対して窪んだ溝を設けることを特徴とする。
In another aspect, the present invention is a method for manufacturing a semiconductor light emitting device for manufacturing the semiconductor light emitting device according to claim 1,
The first semiconductor layer, the light emitting layer, and the second semiconductor layer are sequentially stacked on the sacrificial substrate,
Directly bonding the first surface of the transparent substrate to the second semiconductor layer;
Removing the sacrificial substrate,
The surface electrode is provided in a partial region of the second surface opposite to the first surface of the transparent substrate,
A groove that is recessed with respect to the outside is provided in a region other than the region occupied by the surface electrode in the second surface of the transparent substrate using a dicing blade.

この発明の半導体発光素子の製造方法によれば、ダイシングブレードを用いて上記溝を形成しているので、上記溝を簡単に形成できる。また、製造過程で、各半導体層が犠牲基板または透明基板で支持されているので、ウエハが割れることもない。したがって、上記半導体発光素子が容易に作製される。   According to the method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, since the groove is formed using a dicing blade, the groove can be formed easily. Moreover, since each semiconductor layer is supported by the sacrificial substrate or the transparent substrate in the manufacturing process, the wafer is not broken. Therefore, the semiconductor light emitting device is easily manufactured.

この発明の電子機器は、上記半導体発光素子を備えた電子機器であって、伝熱性をもつダイボンド面に、上記半導体発光素子の上記透明基板とは反対側の上記第1半導体層の側がダイボンディングされていることを特徴とする。   The electronic device according to the present invention is an electronic device including the semiconductor light emitting element, wherein the first semiconductor layer side opposite to the transparent substrate of the semiconductor light emitting element is die bonded to a die bond surface having heat conductivity. It is characterized by being.

この発明の電子機器では、上記第1半導体層の厚さは基板に比して薄く設定され得るので、発光層とダイボンド面とが非常に接近している。したがって、動作時に上記発光層が発生した熱は、上記第1半導体層、ダイボンド面を介して効率良く放熱される。この結果、注入電流を増やすことが可能になる。したがって、上記半導体発光素子の外部出射効率が高いことと相まって、高輝度が得られる。   In the electronic device according to the present invention, since the thickness of the first semiconductor layer can be set thinner than that of the substrate, the light emitting layer and the die bond surface are very close to each other. Therefore, the heat generated by the light emitting layer during operation is efficiently dissipated through the first semiconductor layer and the die bond surface. As a result, the injection current can be increased. Therefore, high luminance is obtained in combination with the high external emission efficiency of the semiconductor light emitting device.

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

(第1実施形態)
図1A、図1Bおよび図1Cは、本発明の第1実施形態の半導体発光素子としてのLED20を示す側断面図、上方から見た平面図および底面図である。なお、図1Aは、図1BにおけるA−A線断面に相当する。このLED20は略直方体状をなすチップの形態を取っている。
(First embodiment)
1A, 1B, and 1C are a side sectional view, a plan view, and a bottom view, respectively, showing an LED 20 as a semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention. 1A corresponds to a cross section taken along line AA in FIG. 1B. The LED 20 takes the form of a chip having a substantially rectangular parallelepiped shape.

図1Aに示すように、このLED20は、第1半導体層としてのn型Al0.5Ga0.5As電流拡散層3、n型Al0.5In0.5Pクラッド層4、発光層としての量子井戸活性層5、p型Al0.5In0.5Pクラッド層6、p型(Al0.2Ga0.80.77In0.23P中間層7、第2半導体層としてのp型Ga0.915In0.085P貼付コンタクト層8、および透明基板としてのp型GaP基板10を順に備えている。量子井戸活性層5は、(Al0.5Ga0.50.5In0.5Pからなるバリア層と、GaInPからなる井戸層とを交互に複数積層して構成されている。GaP基板10はコンタクト層8に対して直接接合されている(80が直接接合界面を示す)。図1Bに示すように、このp型GaP基板10の上面10aの中央領域には、表面電極としてのAuBe/Auからなる円形のボンディングパッド11が形成されている。一方、図1Cに示すように、電流拡散層3の下面3bには、AuSiからなる9個の円形のn型電極12が形成されている。このLED20は、各種電子機器の伝熱性をもつダイボンド面(図示せず)に、n型電極12の側がダイボンディングされるようになっている。 As shown in FIG. 1A, the LED 20 includes an n-type Al 0.5 Ga 0.5 As current diffusion layer 3 as a first semiconductor layer, an n-type Al 0.5 In 0.5 P cladding layer 4, a quantum well active layer 5 as a light emitting layer, p-type Al 0.5 In 0.5 P cladding layer 6, p-type (Al 0.2 Ga 0.8 ) 0.77 In 0.23 P intermediate layer 7, p-type Ga 0.915 In 0.085 P-attached contact layer 8 as the second semiconductor layer, and transparent substrate A p-type GaP substrate 10 is sequentially provided. The quantum well active layer 5 is configured by alternately laminating a plurality of barrier layers made of (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P and well layers made of GaInP. The GaP substrate 10 is directly bonded to the contact layer 8 (80 indicates a direct bonding interface). As shown in FIG. 1B, a circular bonding pad 11 made of AuBe / Au as a surface electrode is formed in the central region of the upper surface 10a of the p-type GaP substrate 10. On the other hand, as shown in FIG. 1C, nine circular n-type electrodes 12 made of AuSi are formed on the lower surface 3 b of the current diffusion layer 3. The LED 20 is configured such that the n-type electrode 12 side is die-bonded to a die-bonding surface (not shown) having heat conductivity of various electronic devices.

上記GaP基板10は、上面10aのうちボンディングパッド11が占める領域以外の領域に、チップ外部に対して窪んだ4本の溝30を有する。これらの溝30は、断面矩形状で、GaP基板10の上面10aから深さ70μmになるように形成されている。図1Bによって良く分かるように、平面視では、これらの溝30は、ボンディングパッド11の周りを取り囲むように設けられ、各チップ側面10bに対して約45°の角度をなしている。   The GaP substrate 10 has four grooves 30 which are recessed with respect to the outside of the chip in a region other than the region occupied by the bonding pads 11 on the upper surface 10a. These grooves 30 have a rectangular cross section and are formed to have a depth of 70 μm from the upper surface 10 a of the GaP substrate 10. As can be seen from FIG. 1B, in a plan view, these grooves 30 are provided so as to surround the bonding pad 11 and form an angle of about 45 ° with respect to each chip side surface 10b.

このLED20は、以下のようにして製造される。なお、LED20のチップサイズ(平面寸法)は300μm□とする。   The LED 20 is manufactured as follows. The LED 20 has a chip size (planar dimension) of 300 μm □.

まず、図2に示すように、犠牲基板としてのn型GaAs基板1上に、層厚1μmのn型のGaAsバッファ層2、層厚3μmのn型Al0.5Ga0.5As電流拡散層3、層厚1μmのn型Al0.5In0.5Pクラッド層4、量子井戸活性層5、層厚1μmのp型のAl0.5In0.5Pクラッド層6、層厚0.15μmのp型(Al0.2Ga0.80.77In0.23P中間層7、層厚5μmのp型Ga0.915In0.085P貼付コンタクト層8、および、層厚0.01μmのノンドープGaAsキャップ層9を、MOCVD法(有機金属気相成長法)により順に積層する。量子井戸活性層5は、既述のように(Al0.5Ga0.50.5In0.5Pからなるバリア層と、GaInPからなる井戸層とを交互に複数積層して形成する。各半導体層の成長方法としては、MOCVD法以外に、MBE法(分子線エピタキシャル法)やMOMBE法(有機金属分子線エピタキシャル法)等の他の方法が利用可能である。 First, as shown in FIG. 2, an n-type GaAs buffer layer 2 with a layer thickness of 1 μm, an n-type Al 0.5 Ga 0.5 As current diffusion layer 3 with a layer thickness of 3 μm, and a layer on an n-type GaAs substrate 1 as a sacrificial substrate. 1 μm thick n-type Al 0.5 In 0.5 P cladding layer 4, quantum well active layer 5, 1 μm thick p-type Al 0.5 In 0.5 P cladding layer 6, 0.15 μm thick p-type (Al 0.2 Ga 0.8 ) 0.77 In 0.23 P intermediate layer 7, p-type Ga 0.915 In 0.085 P pasted contact layer 8 having a layer thickness of 5 μm, and non-doped GaAs cap layer 9 having a layer thickness of 0.01 μm are formed by MOCVD (metal organic chemical vapor deposition). Laminate in order. As described above, the quantum well active layer 5 is formed by alternately stacking a plurality of barrier layers made of (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P and well layers made of GaInP. As a method for growing each semiconductor layer, in addition to the MOCVD method, other methods such as an MBE method (molecular beam epitaxial method) and a MOMBE method (organometallic molecular beam epitaxial method) can be used.

各半導体層の成長時に、p型ドーパントにはZnを用いる一方、n型ドーパントにはSiを用いる。この他にp型ドーパントとしてはMg、C、Be、n型ドーパントとしてはSe、Te等が使用できる。   During the growth of each semiconductor layer, Zn is used for the p-type dopant, while Si is used for the n-type dopant. In addition, Mg, C, and Be can be used as the p-type dopant, and Se and Te can be used as the n-type dopant.

また、p型のGa0.915In0.085P貼付コンタクト層8のキャリア濃度は、積層方向に関して変化(傾斜)させる。具体的には、GaAsキャップ層9側の4μmは2.5×1018cm-3とし、p型(Al0.2Ga0.80.77In0.23P中間層7側の1μmは1.0×1018cm-3とする。このようにコンタクト層8のキャリア濃度を傾斜させる理由は、直接接合界面のキャリア濃度を高い状態として直接接合界面での動作電圧上昇を避ける一方、コンタクト層8から活性層5へのZn拡散を抑制するためである。 Further, the carrier concentration of the p-type Ga 0.915 In 0.085 P adhered contact layer 8 is changed (inclined) with respect to the stacking direction. Specifically, 4 μm on the GaAs cap layer 9 side is 2.5 × 10 18 cm −3, and 1 μm on the p-type (Al 0.2 Ga 0.8 ) 0.77 In 0.23 P intermediate layer 7 side is 1.0 × 10 18 cm 3. -3 . The reason why the carrier concentration of the contact layer 8 is inclined as described above is that the carrier concentration at the direct bonding interface is set high to avoid an increase in operating voltage at the direct bonding interface, while suppressing Zn diffusion from the contact layer 8 to the active layer 5. It is to do.

この後、図3に示すように、ノンドープGaAsキャップ層9を除去すると共に、p型Ga0.915In0.085P貼付コンタクト層8をポリッシュし、コンタクト層8の表面(図3における上面)を鏡面に加工した後、エッチャントで表面処理して酸化膜を除去する。また、表面が鏡面であるp型のGaP基板10を用意し、エッチャントで表面処理して酸化膜を除去する。その後、それらを十分に洗浄、乾燥した後、上記GaP基板10の直接接合すべき面(図3における下面)を貼付コンタクト層8の表面に加圧状態で密着させて、真空中で750℃の温度で0.5時間熱処理する。これにより、上記貼付コンタクト層8にGaP基板10を直接接合する。上記熱処理は、水素雰囲気で行ってもよい。 Thereafter, as shown in FIG. 3, the non-doped GaAs cap layer 9 is removed, and the p-type Ga 0.915 In 0.085 P- bonded contact layer 8 is polished, and the surface of the contact layer 8 (upper surface in FIG. 3) is processed into a mirror surface. After that, the oxide film is removed by surface treatment with an etchant. Also, a p-type GaP substrate 10 having a mirror surface is prepared, and the oxide film is removed by surface treatment with an etchant. Then, after sufficiently washing and drying them, the surface (the lower surface in FIG. 3) to be directly bonded to the GaP substrate 10 is brought into close contact with the surface of the adhesive contact layer 8 in a pressurized state, and is 750 ° C. in vacuum. Heat treatment at temperature for 0.5 hour. As a result, the GaP substrate 10 is directly bonded to the stuck contact layer 8. The heat treatment may be performed in a hydrogen atmosphere.

その後、図4に示すように、アンモニア:過酸化水素系エッチャントにより、n型GaAs基板1及びn型GaAsバッファ層2をエッチング除去する。その後、p型GaP基板10の表面(図4における上面)を研磨して、このp型GaP基板10を280μmの厚さにする。このp型GaP基板10の研磨された面に、チップ平面寸法に応じた300μmピッチで直径100μmのAuBe/Auからなるボンディングパッド11を形成する。また、n型のAl0.5Ga0.5As電流拡散層3の表面(図4における下面)に、AuSiからなる直径40μmの円形状のn型電極12を形成する。このn型電極12は、1チップ当たり9個づつ分配されるように形成する。 Thereafter, as shown in FIG. 4, the n-type GaAs substrate 1 and the n-type GaAs buffer layer 2 are removed by etching with an ammonia: hydrogen peroxide-based etchant. Thereafter, the surface of the p-type GaP substrate 10 (upper surface in FIG. 4) is polished so that the p-type GaP substrate 10 has a thickness of 280 μm. Bonding pads 11 made of AuBe / Au having a diameter of 100 μm are formed on the polished surface of the p-type GaP substrate 10 at a pitch of 300 μm according to the chip plane dimensions. Further, a circular n-type electrode 12 made of AuSi and having a diameter of 40 μm is formed on the surface (the lower surface in FIG. 4) of the n-type Al 0.5 Ga 0.5 As current diffusion layer 3. The n-type electrodes 12 are formed so that nine pieces are distributed per chip.

その後、上記p型GaP基板10の上面に、20μm幅のブレードによって、深さ70μmの複数の溝30を形成する。この溝30は、図5Aに示すように、ボンディングパッド11,11間の中点を通って、チップ側面10bとなることが見込まれるライン(図5A中に破線で示す)に対して45°の角度をなすように形成する。この例では、チップの平面寸法が300μmであるのに基づいて、溝30のピッチは212.1μmとなる。このようにすれば、全てのチップに対して同じように溝30を形成することができる。   Thereafter, a plurality of grooves 30 having a depth of 70 μm are formed on the upper surface of the p-type GaP substrate 10 by a blade having a width of 20 μm. As shown in FIG. 5A, the groove 30 passes through a midpoint between the bonding pads 11 and 11 and is 45 ° with respect to a line (shown by a broken line in FIG. 5A) that is expected to become the chip side surface 10b. Form to form an angle. In this example, the pitch of the grooves 30 is 212.1 μm based on the chip planar dimension of 300 μm. In this way, the groove 30 can be formed in the same manner for all the chips.

さらに、20μm幅のブレードを用いて、この状態のウエハを個々のチップにダイシングする。その後、ダイシングによるダメージ層をエッチングにより除去して、チップ毎に分割する。このようにして、図1A乃至図1Cに示したLED20が得られる。   Further, the wafer in this state is diced into individual chips using a blade having a width of 20 μm. Thereafter, the damage layer caused by dicing is removed by etching, and the chip is divided into chips. In this way, the LED 20 shown in FIGS. 1A to 1C is obtained.

このようにして作製されたLED20では、外部量子効率が17%となった。図6に示す比較例のLED(LED20に対して、p形GaP基板10に溝30を設けない点のみが異なるもの)では、外部量子効率が14%であった。したがって、p型GaP基板10に上記溝30を設けることにより、外部量子効率が約1.2倍に向上したことになる。   In the LED 20 thus manufactured, the external quantum efficiency was 17%. The external quantum efficiency of the LED of the comparative example shown in FIG. 6 (which differs from the LED 20 only in that the groove 30 is not provided in the p-type GaP substrate 10) was 14%. Therefore, by providing the groove 30 in the p-type GaP substrate 10, the external quantum efficiency is improved by about 1.2 times.

この結果は、p型GaP基板10に設けられた溝30がチップ側面10bに対して45°の角度をなしていることにより、チップ内部で多重反射する光が減少して、電極11,12及び活性層5での吸収によるロスが低減したことを示している。   As a result, since the groove 30 provided in the p-type GaP substrate 10 forms an angle of 45 ° with respect to the chip side surface 10b, the light that is multiply reflected inside the chip is reduced, and the electrodes 11, 12 and It shows that the loss due to absorption in the active layer 5 is reduced.

なお、溝30の深さは50μm以上になるとその効果が明確になる。溝30の深さを50μmにしたLEDでは、外部量子効率は図6のLEDに対して1.1倍であった。   The effect becomes clear when the depth of the groove 30 is 50 μm or more. In the LED in which the depth of the groove 30 was 50 μm, the external quantum efficiency was 1.1 times that of the LED in FIG.

また、上の例では、溝30の数は1チップ当たり4本であったが、図5Bのように、各溝30を平行な一対の溝50,50に分けて、1チップ当たり8本にすることも可能である。このようにすればチップ側面10bに対して角度45°をなす溝の内面積を増やすことができ、より外部量子効率を向上させることができる。実際に、このように溝(深さ70μm)の数を8本にしたLEDでは、外部量子効率を図6のLEDに対して1.3倍に向上させることができた。   In the above example, the number of grooves 30 is four per chip. However, as shown in FIG. 5B, each groove 30 is divided into a pair of parallel grooves 50 and 50 so that the number of grooves 30 is eight per chip. It is also possible to do. In this way, the inner area of the groove having an angle of 45 ° with respect to the chip side surface 10b can be increased, and the external quantum efficiency can be further improved. Actually, in the LED in which the number of grooves (depth: 70 μm) is eight in this way, the external quantum efficiency can be improved 1.3 times as compared with the LED of FIG.

電流−光出力特性は、透明基板側をダイボンドする従来のLEDでは、周期1秒、デューティ比3%のパルス駆動を行った場合、注入電流が200mA程度で熱飽和が生じた。これに対して、本実施形態のLED20は、同じ条件でパルス駆動を行った場合、注入電流が800mA以上となるまで熱飽和は生じなかった。これは、本実施形態の方が発光層である量子井戸活性層5がダイボンド面に近いため、放熱性が大幅に向上したからであると考えられる。この結果、注入電流を増やすことが可能になる。したがって、LED20の外部出射効率が高いことと相まって、高輝度が得られる。   Regarding current-light output characteristics, in a conventional LED die-bonded on the transparent substrate side, when pulse driving with a period of 1 second and a duty ratio of 3% was performed, thermal saturation occurred at an injection current of about 200 mA. On the other hand, when the LED 20 of this embodiment was pulse-driven under the same conditions, thermal saturation did not occur until the injection current reached 800 mA or more. This is probably because the quantum well active layer 5 which is the light emitting layer in the present embodiment is closer to the die bond surface, and thus the heat dissipation is greatly improved. As a result, the injection current can be increased. Therefore, coupled with the high external emission efficiency of the LED 20, high brightness can be obtained.

(第2実施形態)
図7A、図7Bおよび図7Cは、本発明の第2実施形態の半導体発光素子としてのLED40を示す側断面図、上方から見た平面図および底面図である。なお、図7Aは、図7BにおけるA−A線断面に相当する。このLED40は略直方体状をなすチップの形態を取っている。
(Second Embodiment)
7A, 7B, and 7C are a side cross-sectional view, a plan view, and a bottom view, respectively, showing an LED 40 as a semiconductor light-emitting device according to a second embodiment of the present invention. 7A corresponds to a cross section taken along line AA in FIG. 7B. The LED 40 takes the form of a chip having a substantially rectangular parallelepiped shape.

図7Aに示すように、このLED40は、第1半導体層としてのn型Al0.5Ga0.5As電流拡散層3、n型Al0.5In0.5Pクラッド層4、発光層としての量子井戸活性層5、p型Al0.5In0.5Pクラッド層6、p型(Al0.2Ga0.80.77In0.23P中間層7、第2半導体層としてのp型Ga0.915In0.085P貼付コンタクト層8、および透明基板としてのp型GaP基板10を順に備えている。量子井戸活性層5は、(Al0.5Ga0.50.5In0.5Pからなるバリア層と、GaInPからなる井戸層とを交互に複数積層して構成されている。GaP基板10はコンタクト層8に対して直接接合されている(80が直接接合界面を示す)。図7Bに示すように、このp型GaP基板10の上面10aの中央領域には、表面電極としてのAuBe/Auからなる円形のボンディングパッド11が形成されている。一方、図7Cに示すように、電流拡散層3の下面3bの中央領域には円形のAl電極23が設けられ、そこから放射状に4本のAuSiからなるn型電極12Aが延びている。このLED40は、各種電子機器の伝熱性をもつダイボンド面(図示せず)に、Al電極23およびn型電極12Aの側がダイボンディングされるようになっている。 As shown in FIG. 7A, the LED 40 includes an n-type Al 0.5 Ga 0.5 As current diffusion layer 3 as a first semiconductor layer, an n-type Al 0.5 In 0.5 P cladding layer 4, a quantum well active layer 5 as a light emitting layer, p-type Al 0.5 In 0.5 P cladding layer 6, p-type (Al 0.2 Ga 0.8 ) 0.77 In 0.23 P intermediate layer 7, p-type Ga 0.915 In 0.085 P-attached contact layer 8 as the second semiconductor layer, and transparent substrate A p-type GaP substrate 10 is sequentially provided. The quantum well active layer 5 is configured by alternately laminating a plurality of barrier layers made of (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P and well layers made of GaInP. The GaP substrate 10 is directly bonded to the contact layer 8 (80 indicates a direct bonding interface). As shown in FIG. 7B, a circular bonding pad 11 made of AuBe / Au as a surface electrode is formed in the central region of the upper surface 10a of the p-type GaP substrate 10. On the other hand, as shown in FIG. 7C, a circular Al electrode 23 is provided in the central region of the lower surface 3b of the current diffusion layer 3, and n-type electrodes 12A made of four AuSis extend radially therefrom. The LED 40 is configured such that the Al electrode 23 and the n-type electrode 12A side are die-bonded to a die-bonding surface (not shown) having heat conductivity of various electronic devices.

上記GaP基板10は、上面10aのうちボンディングパッド11が占める領域以外の領域に、チップ外部に対して窪んだ4対(8本)の溝50A,50Bを有する。これらの溝50A,50Bは、断面矩形状で、GaP基板10の上面10aから深さ70μmになるように形成されている。図7Bによって良く分かるように、平面視では、これらの4対の溝50A,50Bは、ボンディングパッド11の周りを取り囲むように設けられ、各チップ側面10bに対して約45°の角度をなしている。   The GaP substrate 10 has four pairs (eight) grooves 50A and 50B that are recessed with respect to the outside of the chip in a region other than the region occupied by the bonding pads 11 on the upper surface 10a. These grooves 50 </ b> A and 50 </ b> B have a rectangular cross section and are formed to have a depth of 70 μm from the upper surface 10 a of the GaP substrate 10. 7B, in a plan view, these four pairs of grooves 50A, 50B are provided so as to surround the bonding pad 11, and form an angle of about 45 ° with respect to each chip side surface 10b. Yes.

また、図7Aに示すように、上記p型GaP基板10のうち直接接合界面80側の一部には、Zn拡散部25が形成されている。図7Bに示すように、平面視では、このZn拡散部25は、隣り合う二つのチップ側面10bと上記溝50とによって囲まれた領域に設けられている。このZn拡散部25は、それが対向する量子井戸活性層のコーナー部に注入電流を集中させて、実質的な発光領域を量子井戸活性層5のコーナー部26(図7A中に破線で示す)に限定する。   As shown in FIG. 7A, a Zn diffusion portion 25 is formed in a part of the p-type GaP substrate 10 on the direct bonding interface 80 side. As shown in FIG. 7B, the Zn diffusion portion 25 is provided in a region surrounded by two adjacent chip side surfaces 10 b and the groove 50 in a plan view. The Zn diffusion portion 25 concentrates the injection current at the corner portion of the quantum well active layer facing the Zn diffusion portion 25, and a substantial light emitting region is shown at the corner portion 26 of the quantum well active layer 5 (indicated by a broken line in FIG. 7A). Limited to.

このLED40は、以下のようにして製造される。なお、LED40のチップサイズ(平面寸法)は300μm□とする。   The LED 40 is manufactured as follows. The LED 40 has a chip size (planar dimension) of 300 μm □.

まず、第1実施形態と同様に、MOCVD法等により以下の各層を積層する。すなわち、図2に示したのと同様に、犠牲基板としてのn型GaAs基板1上に、層厚1μmのn型GaAsバッファ層2、層厚3μmのn型Al0.5Ga0.5As電流拡散層3、層厚1μmのn型Al0.5In0.5Pクラッド層4、量子井戸活性層5、層厚1μmのp型Al0.5In0.5Pクラッド層6、層厚0.15μmのp型(Al0.2Ga0.80.77In0.23P中間層7、層厚5μmのp型Ga0.915In0.085P貼付コンタクト層8、層厚0.01μmのノンドープGaAsキャップ層9を積層する。量子井戸活性層5は、既述のように(Al0.5Ga0.50.5In0.5Pからなるバリア層と、GaInPからなる井戸層とを交互に複数積層して形成する。各半導体層の成長方法としてはMOCVD法の他にMBE法、MOMBE法等の種々の方法が利用可能である。 First, as in the first embodiment, the following layers are stacked by MOCVD or the like. That is, as shown in FIG. 2, an n-type GaAs buffer layer 2 having a layer thickness of 1 μm and an n-type Al 0.5 Ga 0.5 As current diffusion layer 3 having a layer thickness of 3 μm are formed on an n-type GaAs substrate 1 as a sacrificial substrate. 1 μm thick n-type Al 0.5 In 0.5 P clad layer 4, quantum well active layer 5, 1 μm thick p-type Al 0.5 In 0.5 P clad layer 6, 0.15 μm thick p-type (Al 0.2 Ga 0.8 A 0.77 In 0.23 P intermediate layer 7, a p-type Ga 0.915 In 0.085 P sticking contact layer 8 having a layer thickness of 5 μm, and a non-doped GaAs cap layer 9 having a layer thickness of 0.01 μm are laminated. As described above, the quantum well active layer 5 is formed by alternately laminating a plurality of barrier layers made of (Al 0.5 Ga 0.5 ) 0.5 In 0.5 P and well layers made of GaInP. As a method for growing each semiconductor layer, various methods such as the MBE method and the MOMBE method can be used in addition to the MOCVD method.

各半導体層の成長時に、p型ドーパントにはZnを用いる一方、n型ドーパントにはSiを用いる。この他にp型ドーパントとしてはMg、C、Be、n型ドーパントとしてはSe、Te等が使用できる。   During the growth of each semiconductor layer, Zn is used for the p-type dopant, while Si is used for the n-type dopant. In addition, Mg, C, and Be can be used as the p-type dopant, and Se and Te can be used as the n-type dopant.

また、p型のGa0.915In0.085P貼付コンタクト層8のキャリア濃度は、5×1017cm-3で一定とする。 Further, the carrier concentration of the p-type Ga 0.915 In 0.085 P adhered contact layer 8 is fixed at 5 × 10 17 cm −3 .

この後、図3に示したのと同様に、ノンドープGaAsキャップ層9を除去すると共に、p型Ga0.915In0.085P貼付コンタクト層8をポリッシュし、コンタクト層8の表面(図3における上面)を鏡面に加工する。 Thereafter, in the same manner as shown in FIG. 3, the non-doped GaAs cap layer 9 is removed and the p-type Ga 0.915 In 0.085 P pasted contact layer 8 is polished, and the surface of the contact layer 8 (upper surface in FIG. 3) is polished. Process into a mirror surface.

一方、p型GaP基板10の直接接合すべき面(図3における下面)には、直径50μmで1チップ当たり4個の円形状にZnを拡散して、キャリア濃度が1×1019cm-3のZn拡散部25を形成する。このZn拡散部25は、p型GaP基板10の直接接合すべき面に、1チップ当たり4個ずつ、チップの平面寸法に応じた300μmピッチで形成する。 On the other hand, on the surface (the lower surface in FIG. 3) to be directly bonded of the p-type GaP substrate 10, Zn is diffused into four circular shapes with a diameter of 50 μm per chip, and the carrier concentration is 1 × 10 19 cm −3. The Zn diffusion portion 25 is formed. The Zn diffusion portions 25 are formed on the surface to be directly bonded to the p-type GaP substrate 10 at a pitch of 300 μm according to the planar dimensions of the chip, four pieces per chip.

その後、このp型GaP基板10の表面と、上記貼付コンタクト層8の表面とをエッチャントで表面処理し、酸化膜を除去する。その後、それらを十分に洗浄、乾燥した後、上記p型GaP基板10の直接接合すべき面と上記貼付コンタクト層8の表面とを加圧状態で密着させて、真空中で0.5時間にわたって、750℃で熱処理する。これにより、上記貼付コンタクト層8にp型GaP基板10を直接接合する。   Thereafter, the surface of the p-type GaP substrate 10 and the surface of the adhesive contact layer 8 are surface-treated with an etchant to remove the oxide film. Then, after sufficiently washing and drying them, the surface of the p-type GaP substrate 10 to be directly bonded and the surface of the pasted contact layer 8 are brought into close contact with each other in a pressurized state for 0.5 hours in a vacuum. And heat treatment at 750 ° C. As a result, the p-type GaP substrate 10 is directly bonded to the stuck contact layer 8.

このとき、p型GaP基板10のZn拡散部25が貼付コンタクト層8に接合する部分はオーミック接合となるが、貼付コンタクト層8のその他の部分とp型GaP基板10とは、いずれのキャリア濃度も低いためオーミック接合にならない。したがって、上記Zn拡散部25による直径50μmの円形状のチャンネルが形成される。この結果、動作時に注入電流がこの部分にのみ流れ、実質的な発光領域を量子井戸活性層5のコーナー部26に限定する電流狭窄構造が得られる。   At this time, the portion where the Zn diffusion portion 25 of the p-type GaP substrate 10 is joined to the pasted contact layer 8 is an ohmic junction, but the other portions of the pasted contact layer 8 and the p-type GaP substrate 10 have any carrier concentration. Therefore, ohmic junction is not achieved. Therefore, a circular channel having a diameter of 50 μm is formed by the Zn diffusion portion 25. As a result, an injection current flows only in this portion during operation, and a current confinement structure is obtained in which a substantial light emitting region is limited to the corner portion 26 of the quantum well active layer 5.

その後、図4に示すように、アンモニア:過酸化水素系エッチャントにより、n型GaAs基板1及びn型GaAsバッファ層2をエッチング除去する。その後、p型GaP基板10の表面(図4における上面)を研磨して、このp型GaP基板10を280μmの厚さにする。このp型GaP基板10の研磨された面に、チップ平面寸法に応じた300μmピッチで直径100μmのAuBe/Auからなるボンディングパッド11を形成する。また、n型のAl0.5Ga0.5As電流拡散層3の表面(図4における下面)に、AuSiからなるn型電極12Aを形成し、さらに、それらのn型電極12と導通するように円形状のAl電極23を形成する。 Thereafter, as shown in FIG. 4, the n-type GaAs substrate 1 and the n-type GaAs buffer layer 2 are removed by etching with an ammonia: hydrogen peroxide-based etchant. Thereafter, the surface of the p-type GaP substrate 10 (upper surface in FIG. 4) is polished so that the p-type GaP substrate 10 has a thickness of 280 μm. Bonding pads 11 made of AuBe / Au having a diameter of 100 μm are formed on the polished surface of the p-type GaP substrate 10 at a pitch of 300 μm according to the chip plane dimensions. Further, an n-type electrode 12A made of AuSi is formed on the surface (the lower surface in FIG. 4) of the n-type Al 0.5 Ga 0.5 As current diffusion layer 3, and is further circularly connected to the n-type electrode 12. The Al electrode 23 is formed.

その後、上記p型GaP基板10の上面に、20μm幅のブレードによって、図5Bに示した態様で、深さ70μmの複数対の溝50,50を形成する。溝50,50の各対のピッチは、チップの平面寸法が300μmであるのに基づいて、212.1μmとなる。このようにすれば、全てのチップに対して同じように溝50A,50B(図7B)を形成することができる。   Thereafter, a plurality of pairs of grooves 50 and 50 having a depth of 70 μm are formed on the upper surface of the p-type GaP substrate 10 by a blade having a width of 20 μm in the manner shown in FIG. 5B. The pitch of each pair of grooves 50, 50 is 212.1 μm based on the chip planar dimension of 300 μm. In this way, the grooves 50A and 50B (FIG. 7B) can be formed in the same manner for all the chips.

さらに、20μm幅のブレードを用いて、この状態のウエハを個々のチップにダイシングする。その後、ダイシングによるダメージ層をエッチングにより除去して、チップ毎に分割する。このようにして、図7A乃至図7Cに示したLED40が得られる。   Further, the wafer in this state is diced into individual chips using a blade having a width of 20 μm. Thereafter, the damage layer caused by dicing is removed by etching, and the chip is divided into chips. In this way, the LED 40 shown in FIGS. 7A to 7C is obtained.

このようにして作製されたLED40では、外部量子効率が20%となった。一方、電流狭窄構造を有しない比較例のLED(LED40に対して、Zn拡散部25を有しない点のみが異なるもの)では、外部量子効率が18%であった。したがって、Zn拡散部25によって電流狭窄を行うことにより、外部量子効率が約1.1倍に向上したことになる。   In the LED 40 thus manufactured, the external quantum efficiency was 20%. On the other hand, the external quantum efficiency of the comparative example LED that does not have the current confinement structure (which differs from the LED 40 only in that the Zn diffusion portion 25 is not provided) was 18%. Therefore, by performing current confinement by the Zn diffusion portion 25, the external quantum efficiency is improved by about 1.1 times.

この理由は次のように説明される。すなわち、このLED40では、図7Bに示すように平面視では、実質的な発光領域である量子井戸活性層5のコーナー部26は上記溝50Bに関して表面電極11とは反対側の領域にある。したがって、図7A中に示すように、コーナー部26で生成される光Lの大部分Lmは、表面電極11に達する前に、上記溝50Bの内面を通して外部へ出射する。したがって、素子内部での多重反射をさらに少なくして外部出射効率を高めることができる。   The reason for this is explained as follows. That is, in this LED 40, as shown in FIG. 7B, in a plan view, the corner portion 26 of the quantum well active layer 5 that is a substantial light emitting region is in a region opposite to the surface electrode 11 with respect to the groove 50B. Therefore, as shown in FIG. 7A, most of the light L generated at the corner portion 26 is emitted outside through the inner surface of the groove 50B before reaching the surface electrode 11. Therefore, it is possible to further reduce the multiple reflection inside the element and increase the external emission efficiency.

(第3実施形態)
上の第2実施形態では発光領域を限定する方法として内部狭窄構造を採用したが、図8A、図8Bおよび図8Cに示すLED60のように、n型Al0.5Ga0.5As電流拡散層3に対してオーミック接触するn型電極12Bをチップの四隅にのみ設ける構造としても同様の効果を得ることができる。
(Third embodiment)
In the second embodiment, the internal confinement structure is adopted as a method for limiting the light emitting region. However, as in the LED 60 shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, the n-type Al 0.5 Ga 0.5 As current diffusion layer 3 is used. A similar effect can be obtained by providing the n-type electrode 12B in ohmic contact only at the four corners of the chip.

図8A、図8B、図8Cはそれぞれ図7A、図7B、図7Cに対応しており、同一の構成要素には同一の符号を用いて個々の説明を省略する。このLED60は、上述のp型GaP基板10のZn拡散部25に代えて、電流拡散層3の下面3bの四隅に、それぞれAuSiからなる三角枠形状のn型電極12Bを備えている。それらのn型電極12Bは、下面3bの中央領域の円形状のAl電極23から放射状に延びる4本のAl電極24を介して、それぞれAl電極23と導通している。   8A, FIG. 8B, and FIG. 8C correspond to FIG. 7A, FIG. 7B, and FIG. 7C, respectively. The LED 60 includes triangular frame-shaped n-type electrodes 12B each made of AuSi at the four corners of the lower surface 3b of the current diffusion layer 3, instead of the Zn diffusion portion 25 of the p-type GaP substrate 10 described above. These n-type electrodes 12B are electrically connected to the Al electrodes 23 via four Al electrodes 24 extending radially from the circular Al electrode 23 in the central region of the lower surface 3b.

このLED60でも、動作時に実質的な発光領域が量子井戸活性層5のコーナー部26に限定される。したがって、図8A中に示すように、コーナー部26で生成される光Lの大部分Lmは、表面電極11に達する前に、上記溝50Bの内面を通して外部へ出射する。したがって、素子内部での多重反射をさらに少なくして外部出射効率を高めることができる。   Also in this LED 60, the substantial light emitting region is limited to the corner portion 26 of the quantum well active layer 5 during operation. Therefore, as shown in FIG. 8A, most of the light L generated at the corner portion 26 is emitted outside through the inner surface of the groove 50B before reaching the surface electrode 11. Therefore, it is possible to further reduce the multiple reflection inside the element and increase the external emission efficiency.

(第4実施形態)
また、図9A、図9Bおよび図9Cに示すLED61のように、それぞれ対応するチップ側面10bに対して実質的に平行な4本の溝31を備えても良い。
(Fourth embodiment)
Moreover, you may provide the four groove | channels 31 substantially parallel with respect to the chip | tip side surface 10b to respectively correspond like LED61 shown to FIG. 9A, FIG. 9B, and FIG. 9C.

図9A、図9B、図9Cはそれぞれ図7A、図7B、図7Cに対応しており、同一の構成要素には同一の符号を用いて個々の説明を省略する。図1Bによって良く分かるように、平面視では、このLED61の4本の溝31は、ボンディングパッド11の周りを取り囲むように設けられ、それぞれ対応するチップ側面10bに対して実質的に平行に延びている。図9A中に示すp型GaP基板10のZn拡散部25Aは、平面視では、チップ側面10bとそのチップ側面に対応する上記溝31とによって挟まれた領域、すなわちチップ周辺領域に全周にわたって枠状に設けられている。   9A, FIG. 9B, and FIG. 9C correspond to FIG. 7A, FIG. 7B, and FIG. 7C, respectively. As can be clearly seen from FIG. 1B, in a plan view, the four grooves 31 of the LED 61 are provided so as to surround the bonding pad 11 and extend substantially parallel to the corresponding chip side surface 10b. Yes. The Zn diffusion portion 25A of the p-type GaP substrate 10 shown in FIG. 9A has a frame over the entire periphery in a region sandwiched between the chip side surface 10b and the groove 31 corresponding to the chip side surface in a plan view. It is provided in the shape.

このZn拡散部25Aは、それが対向する量子井戸活性層のコーナー部に注入電流を集中させて、実質的な発光領域を量子井戸活性層5の周辺部26A(図9A中に破線で示す)に限定する。したがって、図9A中に示すように、周辺部26Aで生成される光Lの大部分Lmは、表面電極11に達する前に、上記溝31の内面を通して外部へ出射する。したがって、素子内部での多重反射をさらに少なくして外部出射効率を高めることができる。   The Zn diffusion portion 25A concentrates the injection current at the corner portion of the quantum well active layer facing the Zn diffusion portion 25A, and a substantial light emitting region is shown in the peripheral portion 26A of the quantum well active layer 5 (indicated by a broken line in FIG. 9A). Limited to. Therefore, as shown in FIG. 9A, most of the light L generated at the peripheral portion 26 </ b> A is emitted outside through the inner surface of the groove 31 before reaching the surface electrode 11. Therefore, it is possible to further reduce the multiple reflection inside the element and increase the external emission efficiency.

(第5実施形態)
上の第4実施形態では発光領域を限定する方法として内部狭窄構造を採用したが、図10A、図10Bおよび図10Cに示すLED62のように、n型Al0.5Ga0.5As電流拡散層3に対してオーミック接触するn型電極12Cをチップの周辺領域に枠状に設ける構造としても同様の効果を得ることができる。
(Fifth embodiment)
In the fourth embodiment, the internal confinement structure is adopted as a method for limiting the light emitting region. However, like the LED 62 shown in FIGS. 10A, 10B, and 10C, the n-type Al 0.5 Ga 0.5 As current diffusion layer 3 is used. The same effect can be obtained even if the n-type electrode 12C in ohmic contact is provided in a frame shape in the peripheral region of the chip.

図10A、図10B、図10Cそれぞれ図9A、図9B、図9Cに対応しており、同一の構成要素には同一の符号を用いて個々の説明を省略する。このLED62は、上述のp型GaP基板10のZn拡散部25Aに代えて、電流拡散層3の下面3bの周辺領域の全周にわたるAuSiからなる枠状のn型電極12Cを備えている。そのn型電極12Cは、下面3bの中央領域の円形状のAl電極23から放射状に延びる4本のAl電極24を介して、Al電極23と導通している。   10A, FIG. 10B, and FIG. 10C correspond to FIG. 9A, FIG. 9B, and FIG. 9C, respectively, and the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. The LED 62 includes a frame-shaped n-type electrode 12C made of AuSi over the entire circumference of the peripheral region of the lower surface 3b of the current diffusion layer 3 instead of the Zn diffusion portion 25A of the p-type GaP substrate 10 described above. The n-type electrode 12C is electrically connected to the Al electrode 23 via four Al electrodes 24 extending radially from the circular Al electrode 23 in the central region of the lower surface 3b.

このLED62でも、動作時に実質的な発光領域が量子井戸活性層5のコーナー部26A(図10A中に破線で示す)に限定される。したがって、図10A中に示すように、周辺部26Aで生成される光Lの大部分Lmは、表面電極11に達する前に、上記溝31の内面を通して外部へ出射する。したがって、素子内部での多重反射をさらに少なくして外部出射効率を高めることができる。   Also in this LED 62, a substantial light emitting region during operation is limited to the corner portion 26A (indicated by a broken line in FIG. 10A) of the quantum well active layer 5. Therefore, as shown in FIG. 10A, most of the light L generated at the peripheral portion 26 </ b> A is emitted to the outside through the inner surface of the groove 31 before reaching the surface electrode 11. Therefore, it is possible to further reduce the multiple reflection inside the element and increase the external emission efficiency.

上述の各実施形態では、AlGaInP系の材料で量子井戸活性層5を形成したが、発光層の材料および形式はこれに限定されるものではなく、AlGaAs系等の他の材料系でもよく、また、単層のものでもよい。   In each of the above-described embodiments, the quantum well active layer 5 is formed of an AlGaInP-based material. However, the material and type of the light-emitting layer are not limited to this, and other material systems such as an AlGaAs-based material may be used. A single layer may be used.

また、透明基板としてGaP基板10を用いたが、これに限定されるものではなく、発光光に対して透明であれば、GaN、SiC等の他の半導体基板でもよい。さらに、サファイアやガラス等の絶縁性の基板でもよい。この場合は、ダイボンディングされる側の半導体層にp型およびn型の両方の電極を形成し、この電極をバンプによりダイボンドすればよい。また、透明基板が直接接合される層は、コンタクト層以外のクラッド層等であってもよい。   Further, although the GaP substrate 10 is used as the transparent substrate, the present invention is not limited to this, and other semiconductor substrates such as GaN and SiC may be used as long as they are transparent to the emitted light. Furthermore, an insulating substrate such as sapphire or glass may be used. In this case, both p-type and n-type electrodes may be formed on the die-bonded semiconductor layer, and the electrodes may be die-bonded with bumps. The layer to which the transparent substrate is directly bonded may be a cladding layer other than the contact layer.

また、電流拡散層としてn型Al0.5Ga0.5As層を用いたが、これに限定されるものではなく、(Al0.3Ga0.70.5In0.5P等の成長基板に格子整合し、発光波長に対して透明な層であればよい。 In addition, although an n-type Al 0.5 Ga 0.5 As layer is used as the current diffusion layer, the present invention is not limited to this, and lattice matching is performed with a growth substrate such as (Al 0.3 Ga 0.7 ) 0.5 In 0.5 P, so that the emission wavelength can be adjusted. A transparent layer may be used.

この発明の第1実施形態のLEDを示す側断面図である。It is a sectional side view which shows LED of 1st Embodiment of this invention. 第1実施形態のLEDを示す平面図である。It is a top view which shows LED of 1st Embodiment. 第1実施形態のLEDを示す底面図である。It is a bottom view which shows LED of 1st Embodiment. 第1実施形態のLEDの製造工程のうちの1工程を示す図である。It is a figure which shows 1 process among the manufacturing processes of LED of 1st Embodiment. 貼付コンタクト層に、p型GaP基板を直接接合する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that a p-type GaP board | substrate is directly joined to a sticking contact layer. n型GaAs基板およびn型GaAsバッファ層を除去した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the n-type GaAs substrate and the n-type GaAs buffer layer were removed. ダイシングによって溝を形成する例を示す図である。It is a figure which shows the example which forms a groove | channel by dicing. ダイシングによって溝を形成する別の例を示す図である。It is a figure which shows another example which forms a groove | channel by dicing. 比較例のLEDを示す図である。It is a figure which shows LED of a comparative example. 第2実施形態の一例のLEDを示す側断面図である。It is a sectional side view which shows LED of an example of 2nd Embodiment. 第2実施形態の一例のLEDを示す平面図である。It is a top view which shows LED of an example of 2nd Embodiment. 第2実施形態のLEDを示す底面図である。It is a bottom view which shows LED of 2nd Embodiment. 第3実施形態のLEDを示す側断面図である。It is a sectional side view which shows LED of 3rd Embodiment. 第3実施形態のLEDを示す平面図である。It is a top view which shows LED of 3rd Embodiment. 第3実施形態のLEDを示す底面図である。It is a bottom view which shows LED of 3rd Embodiment. 第4実施形態のLEDを示す側断面図である。It is a sectional side view which shows LED of 4th Embodiment. 第4実施形態のLEDを示す平面図である。It is a top view which shows LED of 4th Embodiment. 第4実施形態のLEDを示す底面図である。It is a bottom view which shows LED of 4th Embodiment. 第5実施形態のLEDを示す側断面図である。It is side sectional drawing which shows LED of 5th Embodiment. 第5実施形態のLEDを示す平面図である。It is a top view which shows LED of 5th Embodiment. 第5実施形態のLEDを示す底面図である。It is a bottom view which shows LED of 5th Embodiment. 従来のAlGaInP系LEDの製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the conventional AlGaInP type LED. 従来のAlGaInP系LEDの製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the conventional AlGaInP type LED. 従来のAlGaInP系LEDを示す図である。It is a figure which shows the conventional AlGaInP type LED. 従来のLEDにおける多重反射の様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mode of the multiple reflection in the conventional LED.

符号の説明Explanation of symbols

1 n型GaAs基板
2 n型GaAsバッファ層
3 n型Al0.5Ga0.5As電流拡散層
4 n型Al0.5In0.5Pクラッド層
5 量子井戸活性層
6 p型Al0.5In0.5Pクラッド層
7 p型(Al0.2Ga0.80.77In0.23P中間層
8 p型Ga0.915In0.085P貼付コンタクト層
9 ノンドープGaAsキャップ層9
10 p型GaP基板
11 ボンディングパッド
12,12A,12B,12C n型電極
20,40,60,61,62 LED
25,25A Zn拡散部
30,31,50,50A,50B 溝
1 n-type GaAs substrate 2 n-type GaAs buffer layer 3 n-type Al 0.5 Ga 0.5 As current diffusion layer 4 n-type Al 0.5 In 0.5 P clad layer 5 quantum well active layer 6 p-type Al 0.5 In 0.5 P clad layer 7 p-type (Al 0.2 Ga 0.8 ) 0.77 In 0.23 P intermediate layer 8 p-type Ga 0.915 In 0.085 P stuck contact layer 9 Non-doped GaAs cap layer 9
10 p-type GaP substrate 11 bonding pad 12, 12A, 12B, 12C n-type electrode 20, 40, 60, 61, 62 LED
25, 25A Zn diffused portion 30, 31, 50, 50A, 50B groove

Claims (10)

第1導電型の第1半導体層と、光を生成する発光層と、第2導電型の第2半導体層と、上記発光層からの光に対して透明であると共に上記第2半導体層に第1の面が直接接合された透明基板とを順に備え、
上記透明基板は、上記第1の面とは反対側の第2の面の一部領域に表面電極が設けられ、上記第2の面のうち上記表面電極が占める領域以外の領域に、外部に対して窪んだ溝が設けられていることを特徴とする半導体発光素子。
A first conductive type first semiconductor layer, a light emitting layer for generating light, a second conductive type second semiconductor layer, and transparent to light from the light emitting layer, and in the second semiconductor layer A transparent substrate with the surfaces of 1 directly joined, in order,
The transparent substrate is provided with a surface electrode in a partial region of the second surface opposite to the first surface, and outside the region of the second surface other than the region occupied by the surface electrode. A semiconductor light emitting device, wherein a recessed groove is provided.
請求項1に記載の半導体発光素子において、
実質的に直方体状をなすチップの形態を取り、
上記溝は、上記第2の面に沿って、チップ側面に対して実質的に45°の角度をなして延在していることを特徴とする半導体発光素子。
The semiconductor light emitting device according to claim 1,
Take the form of a chip that is substantially rectangular parallelepiped,
The semiconductor light emitting element, wherein the groove extends along the second surface at an angle of substantially 45 ° with respect to the side surface of the chip.
請求項2に記載の半導体発光素子において、
上記溝の数が1チップ当たり4本以上であることを特徴とする半導体発光素子。
The semiconductor light emitting device according to claim 2,
4. A semiconductor light emitting device, wherein the number of grooves is 4 or more per chip.
請求項1に記載の半導体発光素子において、
上記溝の深さが50μm以上であることを特徴とする半導体発光素子。
The semiconductor light emitting device according to claim 1,
A depth of the groove is 50 μm or more.
請求項2に記載の半導体発光素子において、
上記第2の面のうち上記表面電極が占める領域以外で、かつ隣り合う二つのチップ側面と上記溝とによって囲まれた領域に対向する発光層部分に、注入電流を集中させる構造を備えたことを特徴とする半導体発光素子。
The semiconductor light emitting device according to claim 2,
A structure for concentrating the injection current in the light emitting layer portion facing the region surrounded by the two adjacent side surfaces of the chip and the groove other than the region occupied by the surface electrode in the second surface is provided. A semiconductor light emitting device characterized by the above.
請求項1に記載の半導体発光素子において、
実質的に直方体状をなすチップの形態を取り、
上記溝は、それぞれ対応するチップ側面に対して実質的に平行に上記第2の面に沿って延在し、
上記第2の面のうち上記表面電極が占める領域以外で、かつ上記チップ側面とそのチップ側面に対応する上記溝とによって挟まれた領域に対向する発光層部分に、注入電流を集中させる構造を備えたことを特徴とする半導体発光素子。
The semiconductor light emitting device according to claim 1,
Take the form of a chip that is substantially rectangular parallelepiped,
Each of the grooves extends along the second surface substantially parallel to the corresponding chip side surface;
A structure in which the injection current is concentrated on a light emitting layer portion facing the region sandwiched between the chip side surface and the groove corresponding to the chip side surface other than the region occupied by the surface electrode in the second surface. A semiconductor light emitting device comprising the semiconductor light emitting device.
請求項1に記載の半導体発光素子において、
上記発光層は、(AlyGa1-yzIn1-zP(ただし、0≦y≦1、0<z<1である。)で形成された層を少なくとも1つ有することを特徴とする半導体発光素子。
The semiconductor light emitting device according to claim 1,
The light emitting layer may characterized by having at least one layer formed of (Al y Ga 1-y) z In 1-z P ( provided that 0 ≦ y ≦ 1,0 <z < 1.) A semiconductor light emitting device.
請求項1に記載の半導体発光素子において、
上記透明基板がGaPからなることを特徴とする半導体発光素子。
The semiconductor light emitting device according to claim 1,
A semiconductor light emitting element, wherein the transparent substrate is made of GaP.
請求項1に記載の半導体発光素子を作製する半導体発光素子の製造方法であって、
犠牲基板上に上記第1半導体層、発光層および第2半導体層を順に積層し、
上記第2半導体層に上記透明基板の第1の面を直接接合し、
上記犠牲基板を除去し、
上記透明基板の上記第1の面とは反対側の第2の面の一部領域に上記表面電極を設け、
上記透明基板の上記第2の面のうち上記表面電極が占める領域以外の領域に、ダイシングブレードを用いて、外部に対して窪んだ溝を設けることを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor light emitting device for producing the semiconductor light emitting device according to claim 1,
The first semiconductor layer, the light emitting layer, and the second semiconductor layer are sequentially stacked on the sacrificial substrate,
Directly bonding the first surface of the transparent substrate to the second semiconductor layer;
Removing the sacrificial substrate,
The surface electrode is provided in a partial region of the second surface opposite to the first surface of the transparent substrate,
A method of manufacturing a semiconductor light emitting element, comprising: forming a groove recessed with respect to the outside using a dicing blade in a region other than the region occupied by the surface electrode in the second surface of the transparent substrate.
請求項1に記載の半導体発光素子を備えた電子機器であって、
伝熱性をもつダイボンド面に、上記半導体発光素子の上記透明基板とは反対側の上記第1半導体層の側がダイボンディングされていることを特徴とする電子機器。
An electronic device comprising the semiconductor light emitting device according to claim 1,
An electronic apparatus, wherein the first semiconductor layer side opposite to the transparent substrate of the semiconductor light emitting element is die-bonded to a die bond surface having heat conductivity.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009017155A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. High-luminance light-emitting diode and manufacturing method thereof
WO2012073993A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-07 昭和電工株式会社 Light-emitting diode, light-emitting diode lamp, and illumination device
JP2015167245A (en) * 2015-04-30 2015-09-24 昭和電工株式会社 Light-emitting diode, light-emitting diode lamp and luminaire
CN110521010A (en) * 2019-06-25 2019-11-29 京东方科技集团股份有限公司 Light emitting diode and preparation method thereof, display device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009017155A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. High-luminance light-emitting diode and manufacturing method thereof
JP2009038132A (en) * 2007-07-31 2009-02-19 Shin Etsu Handotai Co Ltd High-luminance light-emitting diode and manufacturing method thereof
WO2012073993A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-07 昭和電工株式会社 Light-emitting diode, light-emitting diode lamp, and illumination device
JP2012119585A (en) * 2010-12-02 2012-06-21 Showa Denko Kk Light-emitting diode, light-emitting diode lamp and luminaire
TWI462332B (en) * 2010-12-02 2014-11-21 Showa Denko Kk Light-emitting diode, light-emitting diode lamp and illuminating device
US9299885B2 (en) 2010-12-02 2016-03-29 Showa Denko K.K. Light-emitting diode, light-emitting diode lamp, and illumination device
JP2015167245A (en) * 2015-04-30 2015-09-24 昭和電工株式会社 Light-emitting diode, light-emitting diode lamp and luminaire
CN110521010A (en) * 2019-06-25 2019-11-29 京东方科技集团股份有限公司 Light emitting diode and preparation method thereof, display device
US11870011B2 (en) 2019-06-25 2024-01-09 Beijing Boe Technology Development Co., Ltd. Light-emitting diode and method of manufacturing the same, and display device

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