JP2007227895A - 金属拡散接合による発光ダイオード及びその製造法 - Google Patents
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Abstract
【課題】製品の信頼性と高性能を増進することを可能にする金属拡散接合による発光ダイオード及びその製造法を提供する。
【解決手段】第二導電型電極32の上に形成される第二導電型永久性基板30と、永久性基板30の上に形成されるオーム接触金属層と、オーム接触金属層の上に形成される金属拡散接合層と、金属拡散接合層40の上に形成されるオーム接触面25と、オーム接触面25の上に形成され、その頂面が粗面化されたAlInGaP半導体エピタキシー層20と、オーム接触面25とAlInGaP半導体エピタキシー層20の底面との間の部分的な表面に配置される絶縁透明層24と、AlInGaP半導体エピタキシー層20の第一導電型の第一束縛層21の部分的な表面の上に形成され、かつ絶縁透明層24に対応する位置の上方に配置される第一導電型電極50と、を有する。
【選択図】図7
【解決手段】第二導電型電極32の上に形成される第二導電型永久性基板30と、永久性基板30の上に形成されるオーム接触金属層と、オーム接触金属層の上に形成される金属拡散接合層と、金属拡散接合層40の上に形成されるオーム接触面25と、オーム接触面25の上に形成され、その頂面が粗面化されたAlInGaP半導体エピタキシー層20と、オーム接触面25とAlInGaP半導体エピタキシー層20の底面との間の部分的な表面に配置される絶縁透明層24と、AlInGaP半導体エピタキシー層20の第一導電型の第一束縛層21の部分的な表面の上に形成され、かつ絶縁透明層24に対応する位置の上方に配置される第一導電型電極50と、を有する。
【選択図】図7
Description
本発明は金属拡散接合(Diffusion bonding)技術で異質のチップを接合することにより輝度を高めると同時に金属拡散作用によりLED表面を粗面化し、出光効率を向上させる高効率発光ダイオードに関するものである。
MOCVDエピタキシー技術により高輝度を生じるIII‐V族発光ダイオード(LED)のうち、特にAlInGaP系半導体材料(発光範囲:560μmから650μm)やInGaN系半導体材料(発光範囲:380μmから550μm)は表示ランプ、交通信号灯、広告看板などに汎用されている。AlInGaP系半導体材料は基板のセル定数と後続のエピタキシー成長層を一致させなければならないため、GaAs基板を用いる(GaAsの発光範囲に基づいて光吸収材料として採用される)ことが一般的である。従って、LEDから放射された光の半分以上はこの光吸収基板に吸収されてしまう。それに対し、多くの発明者は相次いでこの光吸収基板を除去し、かつ永久性基板を接合する製造法または構造を提示した。
1993年Fred A. Kishなど数人の発明者は特許文献1により半導体発光ダイオードの製造法及び構造を提示した。図1に示すように、高温高圧下(温度は900℃以上、圧力は400Kg/cm2以上である)でチップを接合する方法により半導体エピタキシーのウェハー61と透光性のあるGaP半導体基板60を接合し、かつ接合前または接合後、光吸収GaAs基板を除去する。このような製造工程には二枚の半導体材料を接合する必要があるため、Fred A. Kishは接合インターフェースにGaPまたはInGaP層から形成される接合層62を配置する必要があると提案した。この接合方法は融解接合(Fusion Bonding)法である。二枚の半導体層に融解接合工程を行った後、電流の導電性を考慮しなければならない。従って、セル方向に正確に当てないと接合インターフェースに電流の障碍を生じる。また融解接合工程を行う場合、次の欠点がある。一つは高温高圧製造工程を使用する場合、ウェハーの完全性が維持しにくいため良品の歩合があまり高くないことである。もう一つはインターフェースセル方向が制御しにくいためLEDの操作電圧が比較的高くなることである。
2003年Tzer-Perng Chenは特許文献2によりLED半導体構造を提示した。図2に示すように、一時的光吸収GaAs基板の上にMOCVDによりエピタキシー層100を成長させ、そののち電流をスムーズに伝導させるためにp型オーム接触層(p-ohmic contact layer:GaAsP、AlGaAs or GaP)の上にオーム接触金属面112を形成し、続いて自主発光層106が生じた光を反射するために透明導電酸化層114と金属反射層116とを沈積させ、また透明導電酸化層114により電流伝導の役割を果たし、垂直式構造のLED装置を構成する。またSi、AlN、SiCなどの永久性基板120を用意し、この基板120上にAu‐Sn、Au‐Si、Pb‐Sn、Au‐Geなどの共晶材料またはInなどの低融点材料122を沈積させることにより永久性基板とエピタキシー層の接合面を形成する。また金属接合層124は半導体チップと金属基板を接合する材料であり、その原理は共晶(Eutectic)金属または低融点金属を用い、共晶点または融点の温度下で金属を速やかに接合・液体化し、続いて液体化した金属を凝結させれば二つの異質のウェハーの接合が完成する。また接合過程において固体金属を液体化する際、液体化した金属が接合過程において圧迫を受けて流失することを防止するために圧力を15Kg/cm2以下に設定する必要がある。このような接合方法は「共晶接合」法である。
Chenにより提示された金属接合層の共晶点または融点は下記の表1の通りである。
Chenにより提示された金属接合層の共晶点または融点は下記の表1の通りである。
上述のデータによりChenが提示した金属接合層は低温(400℃以下)低圧(15Kg/cm2以下)法により二種の異質の材料を接合するものであることが判明する。その欠点は次の通りである。一つはこのような共晶反応が速く、液体化の後、接合された金属の間の厚さが制御しにくいことである。もう一つは金属間化合物(intermetallic compound、IMC)が生成されやすいことである。一般的に言えばIMCが脆性材料であるためさらに金属接合層の接合特性を劣化させる現象が生じる。またもう一つは後続の製造工程において高温作業を行えば金属接合層に影響を与える恐れがあることである。またLEDが長期にわたり点灯し続ける場合、インターフェースの温度は200度を超える可能性があり、かつ接合金属面が長期にわたり周りのEpoxyからの圧迫を受け続ければ潜変(Creep)が起こりやすくなり、接合面を分離させてしまう現象が生じる。
2002年Shunji Yoshitakeなどは特許文献3によりエピタキシーによるチップの表面を粗面化する製造法を提示した。図3に示すように、周知の通り、半導体材料と空気との反射率が異なるため半導体発光ダイオードから放射された光は吸光性のある基板(GaAs)に吸収されてしまい、また大部分の光は一回で半導体内部から完全に脱出することができずその内部に何回も全反射されてしまう。また多数の全反射された光は最後に熱の形で半導体内に消えてしまう。それに対し、表面を粗面化し、LEDの出光効率を向上させることにより光を半導体内部から脱出させる効果を高めるのは良好な方法であると考えられる。しかし、エピタキシー層100の表面は数多くの面を有するため、粗面化工程が行いにくい。Shunji Yoshitakeが提示した方法はMOCVDによりエピタキシー沈積を行い、そののちH2+AsH3を用いて温度を600℃以上に設定した上でチップ表面に熱処理を行うことである。また高温下のIII‐V材料は熱エッチング効果(Thermal Etch effect)があるため、Shunji Yoshitakeは異なる製造工程の条件によりエピタキシー表面を粗面化することを提示した。しかし、このような製造法は粗面化工程を行う際にウェハー表面に金属層を配置してはいけないという条件に制限される。これはウェハー表面に金属層が配置してありさえすればエピタキシーが高温(600℃以上)処理下で金属層から破壊されてしまうからである。この制限を受けた上でAlInGaP系半導体表面の粗面化を実施することは難しい。
本発明の主な目的は、III‐V族材料のうちの一時的基板(GaAs)を有するAlInGaP系発光ダイオードエピタキシーのウェハーと、熱膨張係数がエピタキシーのチップに近い永久性基板材料(例えばGaP、GaAsなど)とを接合し、垂直式構造のLED発光ダイオードを形成し、かつ製品の信頼性と高性能(High Performance)を増進することを可能にする金属拡散接合による発光ダイオード及びその製造法を提供することである。
本発明のもう一つの目的はオーム接触面の金属拡散技術とウェットエッチング技術により表面を粗面化し、出光効率を高めることを可能にする高性能LEDを提供することである。
本発明のもう一つの目的はオーム接触面の金属拡散技術とウェットエッチング技術により表面を粗面化し、出光効率を高めることを可能にする高性能LEDを提供することである。
上述の目的を達成するために、本発明による方法は次のステップを含む。
a)、一時的基板に厚さが20μm以下のAlInGaP半導体エピタキシー層を形成する。半導体エピタキシー層は一時的基板に順番にエピタキシーした第一束縛層、自主発光層、及び第二束縛層を有する。
b)、第二束縛層の部分的な表面に絶縁透明層を形成する。
a)、一時的基板に厚さが20μm以下のAlInGaP半導体エピタキシー層を形成する。半導体エピタキシー層は一時的基板に順番にエピタキシーした第一束縛層、自主発光層、及び第二束縛層を有する。
b)、第二束縛層の部分的な表面に絶縁透明層を形成する。
c)、絶縁透明層と第二束縛層にオーム接触面を形成する。
d)、厚さが75から200μmの第二導電型永久性基板を選び出す。永久性基板は上表面にオーム接触金属層、下表面に第二導電型電極を有する。
e)、厚さが5μm以下の金属拡散接合層を介して特定の温度(400℃から700℃)と圧力(50から500kg/cm2)下で半導体エピタキシー層のオーム接触面と永久性基板のオーム接触金属層を拡散接合する(Diffusion bonding)。
d)、厚さが75から200μmの第二導電型永久性基板を選び出す。永久性基板は上表面にオーム接触金属層、下表面に第二導電型電極を有する。
e)、厚さが5μm以下の金属拡散接合層を介して特定の温度(400℃から700℃)と圧力(50から500kg/cm2)下で半導体エピタキシー層のオーム接触面と永久性基板のオーム接触金属層を拡散接合する(Diffusion bonding)。
f)、一時的基板を除去する。
g)、半導体エピタキシー層の第一導電型の第一束縛層の部分的な表面に第一導電型電極を形成し、半導体エピタキシーの頂面にオーム接触面の金属を介して400℃から600℃で熱処理を行い、オーム接触面の金属を第一束縛層の内部に拡散させ、その内部に不連続的な金属クラスターを現出させ、そののちウェットエッチング薬剤で第一束縛層をエッチングし、続いて超音波の振動により金属クラスターを洗浄・除去し、粗面を形成する。
g)、半導体エピタキシー層の第一導電型の第一束縛層の部分的な表面に第一導電型電極を形成し、半導体エピタキシーの頂面にオーム接触面の金属を介して400℃から600℃で熱処理を行い、オーム接触面の金属を第一束縛層の内部に拡散させ、その内部に不連続的な金属クラスターを現出させ、そののちウェットエッチング薬剤で第一束縛層をエッチングし、続いて超音波の振動により金属クラスターを洗浄・除去し、粗面を形成する。
上述の本発明の方法により製作された発光ダイオードの構造は、第二導電型電極の上に形成される第二導電型永久性基板と、永久性基板の上に形成されるオーム接触金属層と、オーム接触金属層の上に形成される金属拡散接合層と、金属拡散接合層の上に形成されるオーム接触面と、オーム接触面の上に形成され、その頂面が粗面化されたAlInGaP半導体エピタキシー層と、オーム接触面とAlInGaP半導体エピタキシー層の底面との間の部分的な表面に配置される絶縁透明層と、AlInGaP半導体エピタキシー層の第一導電型の第一束縛層の部分的な表面の上に形成され、かつ絶縁透明層に対応する位置の上方に配置される第一導電型電極と、を有する。
前述の通り、AlInGaP系材料は光吸収性のある基板(GaAs)上に成長しなければならないため、自主発光層から下向きに放射された光の大部分は光吸収性のある基板に吸収されてしまう。それに対し、本発明者は光吸収性のある基板を除去し、永久性基板と接合する製造法または構造を提示する。永久性基板はエピタキシー層に機械的支持作用を提供可能であるため、接合方法は生産のコストと接合面の接合強度に影響を与える。また前述の記載により掲示された方法のうちの「融解接合」法は高温高圧下で接合を行うということである。そのインターフェースの構造の強度は良好であるが、電圧とコストのコントロールは難しい。もう一つの「共晶接合」法は低温低圧下で工程を行うことである。接合面の強度があまり良くなく、LEDに接合面の分離が起こりやすく、信頼性があまり高くないことがその欠点である。
本発明の実施例に適用した金属拡散作用は融点Tgが600℃から1400℃の金属を選び出し、温度が1/2Tg以上である場合、適切な圧力下(50Kg/cm2以上)で二つの金属の間に生じる相互拡散である。これにより二枚の異質のウェハーを接合することが可能である。そのインターフェースの接合強度は金属本来のBulk Moduleに近い。材料の選択リストは下記の表2の通りである。
上述の表に記載されたあらゆる材料は金属拡散接合層に適用することが可能である。また純金属に少量のAu‐Zn、Au‐Ge、Au‐Beなどの拡散接合工程の温度を下げる合金を添加することが可能である。特に材料がAuに相関する合金、圧力範囲が50から500Kg/cm2であればより好ましい。
この半導体装置は二種の異質の材料(半導体エピタキシーと永久性基板)を接合し、後続の半導体製造工程においてオーム接触面を製作する。特にオーム接触面を製作するのには高温融解接合工程を応用する必要がある。温度は400℃から600℃に設定される。それは熱膨張係数の差異により半導体エピタキシー層20と金属基板とを相対的に変化させ、別々の方向へ移動させてしまい、エピタキシー層と基板との中に応力を生じるからである。またエピタキシー層は発光の主体となるため、エピタキシー層の受けた応力を慎重に考慮する必要がある。また永久性基板30の厚さは75から200μm、エピタキシー層20の厚さは20μm以下、金属拡散接合層40の厚さは5μm以下である。また上述の厚さの分析とエピタキシー層の受けた応力は永久性基板とエピタキシー層との熱膨張係数の差異に基づいて提供された。また金属拡散接合層は厚さが最も小さいため、その生じた応力は無視しては構わない。それに対し、永久性基板の選択は装置の信頼性において極めて重要なことである。
それぞれの材料の熱膨張係数は下記の表3の通りである。
この半導体装置は二種の異質の材料(半導体エピタキシーと永久性基板)を接合し、後続の半導体製造工程においてオーム接触面を製作する。特にオーム接触面を製作するのには高温融解接合工程を応用する必要がある。温度は400℃から600℃に設定される。それは熱膨張係数の差異により半導体エピタキシー層20と金属基板とを相対的に変化させ、別々の方向へ移動させてしまい、エピタキシー層と基板との中に応力を生じるからである。またエピタキシー層は発光の主体となるため、エピタキシー層の受けた応力を慎重に考慮する必要がある。また永久性基板30の厚さは75から200μm、エピタキシー層20の厚さは20μm以下、金属拡散接合層40の厚さは5μm以下である。また上述の厚さの分析とエピタキシー層の受けた応力は永久性基板とエピタキシー層との熱膨張係数の差異に基づいて提供された。また金属拡散接合層は厚さが最も小さいため、その生じた応力は無視しては構わない。それに対し、永久性基板の選択は装置の信頼性において極めて重要なことである。
それぞれの材料の熱膨張係数は下記の表3の通りである。
上述の材料のうち、特にGaP、GaAs、Moなどの基板を永久性基板として使用することが好ましい。GaAs基板は光吸収基板とされるが、本装置の構造において、自主発光層が下向きに生じた光の大部分は金属鏡面層から反射されるため、GaAs基板は本発明の実施例に適用することが可能である。
本発明の実施例の製造法は永久性基板30と金属拡散接合層40とを選び出すほかに、下記のステップを含む。
本発明の実施例の製造法は永久性基板30と金属拡散接合層40とを選び出すほかに、下記のステップを含む。
図4に示すのは本発明の一実施例による発光ダイオードの製造法である。まずn型GaAsを一時的基板10として使用するが、必ずしもGaAsを使用するとは限らない。続いてMOCVD工程によりAlGaInP半導体エピタキシー層20を基板10上に形成する。本実施例では、半導体エピタキシー層20はn型第一束縛層21と、第一束縛層21上に形成された自主発光層22と、自主発光層22上に形成されたp型第二束縛層23とを有する。第一束縛層21はn‐AlInPから構成することが可能であり、特にn‐AlInGaPから構成されるものであればより好ましい。第二束縛層23はp‐AlInGaPまたはp‐AlInPから構成することが可能である。自主発光層22はAlGaInPから構成される。別の実施例では、自主発光層22は周知の多重量子井戸(multiple quantum well、MQW)構造を用いて形成される。
図4に示すように、本発明の実施例は垂直式構造を設計するために第二束縛層23にオーム接触面25を設ける。しかしオーム接触面25は高温の熱処理を受けた後、反射面を破壊するため、オーム接触面25と第二束縛層23との間、第二束縛層23の部分的な表面に絶縁透明層24を増設する必要がある。この絶縁透明層24はSiO2、Al2O3及びSiNx系材料などのいずれか一つから構成され、かつ第二束縛層23の表面が破壊されることを防止することが可能である。そのパターン(pattern)は塊状または環状などの任意の形から構成することが可能である。また同時にオーム接触面25に金属反射面の作用を持たせることにより自主発光層が生じた光を確実に反射することが可能である。
続いて、図5に示すようにGaP、GaAsまたは金属Mo基板などから構成された、厚さが75から200μmの第二導電型永久性基板30を選び出す。永久性基板30は上表面にオーム接触金属層31を有し、下表面に永久性基板30の電流の流通性を維持する第二導電型電極32を有する。
続いてオーム接触金属層31に金属拡散接合層40を沈積させる。その材料はAu、Cu、Ag、Alなどのいずれか一つである。また半導体エピタキシー層20のオーム接触面25の表面に金属拡散接合層40を沈積させることも可能である。
続いてオーム接触金属層31に金属拡散接合層40を沈積させる。その材料はAu、Cu、Ag、Alなどのいずれか一つである。また半導体エピタキシー層20のオーム接触面25の表面に金属拡散接合層40を沈積させることも可能である。
また前述の通り、特定の温度(400℃から700℃)と圧力(50から500Kg/cm2)下で金属拡散作用により二枚の異質のチップを接合し(Diffusion bonding)、一時的基板10を除去した後の構造は図6に示す通りである。
最後に、図7に示すように、半導体エピタキシー層20の第一導電型の第一束縛層21の部分的な表面、即ちn‐AlInGaPの部分的な表面の上に、中間の結合パッド(bonding pad)51と周辺の接触パッド(contact pad)52を有する第一導電型電極50を形成する。本実施例では、第一導電型電極50は絶縁透明層24の形と相対的な位置に対応するように設けられる所定のパターン(pattern)であり、接触パッド52は絶縁透明層24に合わせるように設けられるため、発光ダイオードが通常操作下で生じたショットキー障壁(Shottky barrier)は良好な電流遮断(current block)効果を有する。
最後に、図7に示すように、半導体エピタキシー層20の第一導電型の第一束縛層21の部分的な表面、即ちn‐AlInGaPの部分的な表面の上に、中間の結合パッド(bonding pad)51と周辺の接触パッド(contact pad)52を有する第一導電型電極50を形成する。本実施例では、第一導電型電極50は絶縁透明層24の形と相対的な位置に対応するように設けられる所定のパターン(pattern)であり、接触パッド52は絶縁透明層24に合わせるように設けられるため、発光ダイオードが通常操作下で生じたショットキー障壁(Shottky barrier)は良好な電流遮断(current block)効果を有する。
自主発光層22が生じた光は四方八方に放射される。それに対し、出光効率を高めるためにAlInGaPの第一束縛層21の発光表面に対し粗面化工程を行うことが本実施例のもう一つの特徴である。その方法は次の通りである。オーム接触面の金属(例えばAu‐Zu、Au‐Be、Au‐Ge、Au‐Snなどの合金のいずれか一つ)を介して熱処理(400℃から600℃)を行い、オーム接触面の金属を第一束縛層21(その成分は(AlxGa1-x)yIn1-yPである)の内部に拡散させる。金属がn‐AlGaInPから構成される第一束縛層21の内部に拡散したため、その内部に不連続的な金属クラスターが現出する。この金属クラスターは金に相関する合金である。そののちウェットエッチング薬剤(NH4OH:H2O2:H2O=2:1:5或いはH2SO4:H2O2:H2O=1:1:10など)で第一束縛層21をエッチングし、続いて超音波の振動により第一束縛層21のマイクロマスク(Micro Mask)とともに金属クラスターを洗浄することにより、金属クラスターを除去し、図7に示すように粗面211を形成することが可能である。図8に示すのは電子顕微鏡下で本実施例により粗面化された表面を表示した画像である。この粗面化工程により50%から70%の輝度を高めることが可能なだけでなく、この粗面化工程により形成された粗面が周知の熱エッチング方法により形成される粗面より優れている。
また本実施例は金属拡散作用により融点を特定した金属を選び出し、二枚の異質のウェハーを接合することである。これにより周知の「融解接合」法と「共晶接合」法の欠点を改善することが可能である。また同時に金属拡散作用で表面を粗面化し、出光効率を高めることによりLED製品の信頼性と高性能(High Performance)を増進することが可能である。
上述をまとめてみると、本発明により掲示された技術手段は、「新規性」、「進歩性」、「産業に適用可能な点」などがそろうという特許出願請求の条件を満たすと考えられる。
また上述の図面と説明は本発明の比較的好ましい一例に過ぎないため、この技術を熟知している人でも本発明の精神範疇に基づき修飾または同等の変化をするのは本発明の請求範囲に属すべきである。
また上述の図面と説明は本発明の比較的好ましい一例に過ぎないため、この技術を熟知している人でも本発明の精神範疇に基づき修飾または同等の変化をするのは本発明の請求範囲に属すべきである。
10:一時的基板、20:半導体エピタキシー層、21:第一束縛層、211:粗面、22:自主発光層、23:第二束縛層、24:絶縁透明層、25:オーム接触面、30:永久性基板、31:オーム接触金属層、32:第二導電型電極、40:金属拡散接合層、50:第一導電型電極、51:結合パッド、52:接触パッド
Claims (19)
- 一時的基板に厚さが20μm以下のAlInGaP半導体エピタキシー層を形成し、半導体エピタキシー層は一時的基板に順番にエピタキシーした第一束縛層、自主発光層、及び第二束縛層を有するステップa)と、
第二束縛層の部分的な表面に絶縁透明層を形成するステップb)と、
絶縁透明層と第二束縛層とにオーム接触面を形成するステップc)と、
厚さが75から200μmの第二導電型永久性基板を選び出し、永久性基板は上表面にオーム接触金属層と、下表面に第二導電型電極とを有するステップd)と、
厚さが5μm以下の金属拡散接合層を介して特定の温度(400℃から700℃)と圧力(50から500kg/cm2)との下で半導体エピタキシー層のオーム接触面と永久性基板のオーム接触金属層とを拡散接合する(Diffusion bonding)ステップe)と、
一時的基板を除去するステップf)と、
半導体エピタキシー層の第一導電型の第一束縛層の部分的な表面に第一導電型電極を形成し、半導体エピタキシーの頂面にオーム接触面の金属を介して400℃から600℃で熱処理を行い、オーム接触面の金属を第一束縛層の内部に拡散させ、その内部に不連続的な金属クラスターを現出させ、そののちウェットエッチング薬剤で第一束縛層をエッチングし、続いて超音波の振動により金属クラスターを洗浄・除去し、粗面を形成するステップg)と、
を含むことを特徴とする金属拡散接合による発光ダイオードの製造法。 - 一時的基板はn‐GaAsから構成されることを特徴とする請求項1に記載の金属拡散接合による発光ダイオードの製造法。
- 第一束縛層はn‐AlInGaP及びn‐AlInPのいずれか一つから構成されることを特徴とする請求項1に記載の金属拡散接合による発光ダイオードの製造法。
- 第二束縛層はp‐AlInGaP及びp‐AlInPのいずれか一つから構成されることを特徴とする請求項1に記載の金属拡散接合による発光ダイオードの製造法。
- 絶縁透明層はSiO2、Al2O3、及びSiNx系材料のいずれか一つから構成されることを特徴とする請求項1に記載の金属拡散接合による発光ダイオードの製造法。
- 第二導電型永久性基板はGaP、GaAs、及び金属Moのいずれか一つから構成されることを特徴とする請求項1に記載の金属拡散接合による発光ダイオードの製造法。
- 金属拡散接合層はAu、Cu、Ag、Al、Au‐Zn合金、Au‐Ge合金、及びAu‐Be合金のいずれか一つから構成されることを特徴とする請求項1に記載の金属拡散接合による発光ダイオードの製造法。
- オーム接触面の金属はAu‐Zn合金、Au‐Ge合金、及びAu‐Sn合金のいずれか一つから構成されることを特徴とする請求項1に記載の金属拡散接合による発光ダイオードの製造法。
- 第一導電型電極は中間の結合パッド(bonding pad)と周辺の接触パッド(contact pad)とを有することを特徴とする請求項1に記載の金属拡散接合による発光ダイオードの製造法。
- ウェットエッチング薬剤はNH4OH:H2O2:H2O=2:1:5とH2SO4:H2O2:H2O=1:1:10とのうちの一種類から構成されることを特徴とする請求項1に記載の金属拡散接合による発光ダイオードの製造法。
- 第二導電型電極の上に形成される第二導電型永久性基板と、
永久性基板の上に形成されるオーム接触金属層と、
オーム接触金属層の上に形成される金属拡散接合層と、
金属拡散接合層の上に形成されるオーム接触面と、
オーム接触面の上に形成され、頂面が粗面化されたAlInGaP半導体エピタキシー層と、
オーム接触面とAlInGaP半導体エピタキシー層の底面との間の部分的な表面に配置される絶縁透明層と、
AlInGaP半導体エピタキシー層の第一導電型の第一束縛層の部分的な表面の上に形成され、かつ絶縁透明層に対応する位置の上方に配置される第一導電型電極と、
を有することを特徴とする金属拡散接合による発光ダイオード。 - 第二導電型永久性基板はGaP、GaAs、及び金属Moのいずれか一つから構成され、厚さは75から200μmであることを特徴とする請求項11に記載の金属拡散接合による発光ダイオード。
- 金属拡散接合層はAu、Cu、Ag、Al、Au‐Zn合金、Au‐Ge合金、及びAu‐Be合金のいずれか一つから構成され、その厚さは5μm以下であることを特徴とする請求項11に記載の金属拡散接合による発光ダイオード。
- 絶縁透明層はSiO2、Al2O3、及びSiNx系材料のいずれか一つから構成されることを特徴とする請求項11に記載の金属拡散接合による発光ダイオード。
- AlGaInP半導体エピタキシー層の厚さは20μm以下であり、前記エピタキシー層は一時的基板の表面に形成された第一導電型の第一束縛層と、
第一束縛層の表面に形成された自主発光層と、
自主発光層の表面に形成された第二導電型の第二束縛層と、
を有することを特徴とする請求項11に記載の金属拡散接合による発光ダイオード。 - 第一束縛層はn‐AlInGaP及びn‐AlInPのいずれか一つから構成されることを特徴とする請求項15に記載の金属拡散接合による発光ダイオード。
- 第二束縛層はp‐AlInGaP及びp‐AlInPのいずれか一つから構成されることを特徴とする請求項15に記載の金属拡散接合による発光ダイオード。
- 一時的基板はn‐GaAsから構成されることを特徴とする請求項15に記載の金属拡散接合による発光ダイオード。
- 第一導電型電極は中間の結合パッド(bonding pad)と周辺の接触パッド(contact pad)とを有することを特徴とする請求項11に記載の金属拡散接合による発光ダイオード。
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