JP2013065785A5

JP2013065785A5 -

Info

Publication number: JP2013065785A5
Application number: JP2011204618A
Authority: JP
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2013-05-30
Anticipated expiration: 2031-09-20

Description

上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
（１）基板上に反射層と活性層を含む化合物半導体層とを備えた発光ダイオードであって、上面及び側面を有する支持構造部と、該支持構造部上に配置し、傾斜側面及び頂面を有するメサ型構造部とからなり、前記支持構造部は少なくとも前記反射層の一部を含むものであって、その側面が、ウェットエッチングによって形成され、前記上面から前記基板側に少なくとも前記反射層を越える位置まで延在する傾斜部を含み、該傾斜部を含む水平方向の断面積が前記上面に向かって連続的に小さく形成されてなり、前記メサ型構造部は少なくとも前記活性層の一部を含むものであって、その傾斜側面がウェットエッチングによって形成されてなると共に、水平方向の断面積が前記頂面に向かって連続的に小さく形成されてなり、前記支持構造部及び前記メサ型構造部はそれぞれ、少なくとも一部は保護膜、電極膜によって順に覆われてなり、前記保護膜は、前記上面の少なくとも一部と、前記側面のうち少なくとも傾斜部と、前記傾斜側面と、前記頂面の周縁領域とを少なくとも覆うとともに、平面視して前記周縁領域の内側に前記化合物半導体層の表面の一部を露出する通電窓を有し、前記電極層は、前記通電窓から露出された化合物半導体層の表面に直接接触すると共に、前記上面上に形成された保護膜の一部を少なくとも覆い、前記メサ型構造部の頂面上に光射出孔を有するように形成された連続膜である、ことを特徴とする発光ダイオード。
（２）前記反射層がＤＢＲ反射層であることを特徴とする（１）に記載の発光ダイオード。
（３）前記活性層の基板と反対側に上部ＤＢＲ反射層を備えたことを特徴とする（２）に記載の発光ダイオード。
（４）前記傾斜部が二以上の傾斜部分からなり、各傾斜部分を含む水平方向の断面積はそれぞれ前記上面に向かって連続的に小さく、前記上面に近い傾斜部分を含む水平方向の断面積の方が前記上面に遠い傾斜部分を含む水平方向の断面積よりも小さいことを特徴とする（１）〜（３）のいずれか一つに記載の発光ダイオード。
（５）前記電極層及び／又は前記保護膜上に光漏れ防止膜を備えたことを特徴とする（１）〜（４）のいずれか一つに記載の発光ダイオード。
（６）前記化合物半導体層が、前記電極層に接触するコンタクト層を有することを特徴とする（１）〜（５）のいずれか一つに記載の発光ダイオード。
（７）前記メサ型構造部が前記活性層のすべてと、前記反射層の一部または全部を含むことを特徴とする（１）〜（６）のいずれか一つに記載の発光ダイオード。
（８）前記メサ型構造部は平面視して矩形であることを特徴とする（１）〜（７）のいずれか一つに記載の発光ダイオード。
（９）前記メサ型構造部の各傾斜側面は前記基板のオリエンテーションフラットに対してオフセットして形成されていることを特徴とする（８）に記載の発光ダイオード。
（１０）前記メサ型構造部の高さが３〜７μｍであって、平面視した前記傾斜側面の幅が０．５〜７μｍであることを特徴とする（１）〜（９）のいずれか一つに記載の発光ダイオード。
（１１）前記光射出孔は平面視して円形又は楕円であることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれか一つに記載の発光ダイオード。
（１２）前記光射出孔の径が５０〜１５０μｍであることを特徴とする（１１）に記載の発光ダイオード。
（１３）前記電極層の前記上面上の部分にボンディングワイヤを有することを特徴とする（１）〜（１２）のいずれか一つに記載の発光ダイオード。
（１４）前記活性層に含まれる発光層が多重量子井戸からなることを特徴とする（１）〜（１３）のいずれか一つに記載の発光ダイオード。
（１５）前記活性層に含まれる発光層が（（Ａｌ_Ｘ１Ｇａ_１−Ｘ１）_Ｙ１Ｉｎ_１−Ｙ１Ｐ（０≦Ｘ１≦１，０＜Ｙ１≦１）、（Ａｌ_Ｘ２Ｇａ_１−Ｘ２）Ａｓ（０≦Ｘ２≦１）、（Ｉｎ_Ｘ３Ｇａ_１−Ｘ３）Ａｓ（０≦Ｘ３≦１））のいずれかからなることを特徴とする（１）〜（１４）のいずれか一つに記載の発光ダイオード。
（１６）上面及び側面を有する支持構造部と、該支持構造部上に配置し、傾斜側面及び頂面を有するメサ型構造部とからなる発光ダイオードの製造方法であって、基板上に、反射層と活性層を含む化合物半導体層とを形成する工程と、前記化合物半導体層に第１のウェットエッチングを行って、頂面に向かって水平方向の断面積が連続的に小さく形成されてなるメサ型構造部と、該メサ型構造部の周囲に配置する、支持構造部の上面とを形成する工程と、個片化用切断ラインに沿って第２のウェットエッチングを行って、支持構造部の側面の傾斜部を形成する工程と、前記傾斜部と前記上面の少なくとも一部とを覆うと共に、前記メサ型構造部の頂面に前記化合物半導体層の表面の一部を露出する通電窓を有するように、前記支持構造部及びメサ型構造部上に保護膜を形成する工程と、前記通電窓から露出された化合物半導体層の表面に直接接触すると共に、前記上面上に形成された保護膜の一部を少なくとも覆い、前記メサ型構造部の頂面上に光射出孔を有するように、連続膜である電極層を形成する工程と、を有することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
（１７）前記第１及び第２のウェットエッチングを、リン酸／過酸化水素水混合液、アンモニア／過酸化水素水混合液、ブロムメタノール混合液、ヨウ化カリウム／アンモニアの群から選択される少なくとも１種以上を用いて行うことを特徴とする（１６）に記載の発光ダイオードの製造方法。

本発明の発光ダイオードによれば、傾斜部が二以上の傾斜部分からなり、各傾斜部分を含む水平方向の断面積はそれぞれ上面に向かって連続的に小さく、上面に近い傾斜部分を含む水平方向の断面積の方が上面に遠い傾斜部分を含む水平方向の断面積よりも小さい構成を採用することにより、垂直側面の場合に比べて側面に保護膜及びその上の電極膜を形成しやすいために均一な膜厚で連続な膜が形成されるため、不連続な膜に起因したリークや通電不良がなく、安定で高輝度の発光が担保されている。

メサ型構造部７は、上面６ａに対して上方に突出した構造であり、傾斜側面７ａと頂面７ｂとを有する。図１で示した例の場合、傾斜側面７ａは、活性層３の全層、上部ＤＢＲ層４及びコンタクト層５の傾斜断面からなり、傾斜側面７ａの上に、保護膜８、電極層(おもて面電極層)９が順に設けられている。頂面７ｂは、コンタクト層５の表面からなり、頂面７ｂの上に、保護膜８（符号８ｂａ及び符号８ｄの部分）と、電極膜９（符号９ｂａ、９ｂｂ及び９ｄの部分）とが設けられている。

Claims

基板上に反射層と活性層を含む化合物半導体層とを備えた発光ダイオードであって、
上面及び側面を有する支持構造部と、該支持構造部上に配置し、傾斜側面及び頂面を有するメサ型構造部とからなり、
前記支持構造部は少なくとも前記反射層の一部を含むものであって、その側面が、ウェットエッチングによって形成され、前記上面から前記基板側に少なくとも前記反射層を越える位置まで延在する傾斜部を含み、該傾斜部を含む水平方向の断面積が前記上面に向かって連続的に小さく形成されてなり、
前記メサ型構造部は少なくとも前記活性層の一部を含むものであって、その傾斜側面がウェットエッチングによって形成されてなると共に、水平方向の断面積が前記頂面に向かって連続的に小さく形成されてなり、
前記支持構造部及び前記メサ型構造部はそれぞれ、少なくとも一部は保護膜、電極膜によって順に覆われてなり、
前記保護膜は、前記上面の少なくとも一部と、前記側面のうち少なくとも傾斜部と、前記傾斜側面と、前記頂面の周縁領域とを少なくとも覆うとともに、平面視して前記周縁領域の内側に前記化合物半導体層の表面の一部を露出する通電窓を有し、
前記電極層は、前記通電窓から露出された化合物半導体層の表面に直接接触すると共に、前記上面上に形成された保護膜の一部を少なくとも覆い、前記メサ型構造部の頂面上に光射出孔を有するように形成された連続膜である、ことを特徴とする発光ダイオード。
前記反射層がＤＢＲ反射層であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
前記活性層の基板と反対側に上部ＤＢＲ反射層を備えたことを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオード。
前記傾斜部が二以上の傾斜部分からなり、各傾斜部分を含む水平方向の断面積はそれぞれ前記上面に向かって連続的に小さく、前記上面に近い傾斜部分を含む水平方向の断面積の方が前記上面に遠い傾斜部分を含む水平方向の断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
前記電極層及び／又は前記保護膜上に光漏れ防止膜を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
前記化合物半導体層が、前記電極層に接触するコンタクト層を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
前記メサ型構造部が前記活性層のすべてと、前記反射層の一部または全部を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
前記メサ型構造部は平面視して矩形であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
前記メサ型構造部の各傾斜側面は前記基板のオリエンテーションフラットに対してオフセットして形成されていることを特徴とする請求項８に記載の発光ダイオード。
前記メサ型構造部の高さが３〜７μｍであって、平面視した前記傾斜側面の幅が０．５〜７μｍであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
前記光射出孔は平面視して円形又は楕円であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
前記光射出孔の径が５０〜１５０μｍであることを特徴とする請求項１１に記載の発光ダイオード。
前記電極層の前記上面上の部分にボンディングワイヤを有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
前記活性層に含まれる発光層が多重量子井戸からなることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
前記活性層に含まれる発光層が（（Ａｌ_Ｘ１Ｇａ_１−Ｘ１）_Ｙ１Ｉｎ_１−Ｙ１Ｐ（０≦Ｘ１≦１，０＜Ｙ１≦１）、（Ａｌ_Ｘ２Ｇａ_１−Ｘ２）Ａｓ（０≦Ｘ２≦１）、（Ｉｎ_Ｘ３Ｇａ_１−Ｘ３）Ａｓ（０≦Ｘ３≦１））のいずれかからなることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
上面及び側面を有する支持構造部と、該支持構造部上に配置し、傾斜側面及び頂面を有するメサ型構造部とからなる発光ダイオードの製造方法であって、
基板上に、反射層と活性層を含む化合物半導体層とを形成する工程と、
前記化合物半導体層に第１のウェットエッチングを行って、頂面に向かって水平方向の断面積が連続的に小さく形成されてなるメサ型構造部と、該メサ型構造部の周囲に配置する、支持構造部の上面とを形成する工程と、
個片化用切断ラインに沿って第２のウェットエッチングを行って、支持構造部の側面の傾斜部を形成する工程と、
前記傾斜部と、前記上面の少なくとも一部と、前記傾斜側面と、前記頂面の周縁領域とを少なくとも覆うとともに、平面視して前記周縁領域の内側に前記化合物半導体層の表面の一部を露出する通電窓を有するように、前記支持構造部及びメサ型構造部上に保護膜を形成する工程と、
前記通電窓から露出された化合物半導体層の表面に直接接触すると共に、前記上面上に形成された保護膜の一部を少なくとも覆い、前記メサ型構造部の頂面上に光射出孔を有するように、連続膜である電極層を形成する工程と、を有することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
前記第１及び第２のウェットエッチングを、リン酸／過酸化水素水混合液、アンモニア／過酸化水素水混合液、ブロムメタノール混合液、ヨウ化カリウム／アンモニアの群から選択される少なくとも１種以上を用いて行うことを特徴とする請求項１６に記載の発光ダイオードの製造方法。