JP2780744B2 - ＧａＡｌＡｓ発光素子の製造方法 - Google Patents
ＧａＡｌＡｓ発光素子の製造方法Info
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- emitting device
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
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-
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表示素子、センサー光
源等に用いられる高発光出力のＧａＡｌＡｓ発光素子の
製造方法に関する。
源等に用いられる高発光出力のＧａＡｌＡｓ発光素子の
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＧａＡｌＡｓ発光素子を構成する
ＧａＡｌＡｓ発光素子用ペレット（以下、ＧａＡｌＡｓ
ＬＥＤペレット又は単にＬＥＤペレットという。）４２
は、例えば図６に示したような構造を有しており、その
製造工程を図６とともに説明すれば、次の通りである。
ＧａＡｌＡｓ発光素子用ペレット（以下、ＧａＡｌＡｓ
ＬＥＤペレット又は単にＬＥＤペレットという。）４２
は、例えば図６に示したような構造を有しており、その
製造工程を図６とともに説明すれば、次の通りである。
【０００３】まず、発光素子用ＧａＡｌＡｓエピタキシ
ャルウエーハのｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層４４上にｎ
側電極４６、ｐ型クラッド層４８上にｐ側電極５０を形
成する。５２はｐ型ＧａＡｌＡｓ活性層で、発光領域と
なる。
ャルウエーハのｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層４４上にｎ
側電極４６、ｐ型クラッド層４８上にｐ側電極５０を形
成する。５２はｐ型ＧａＡｌＡｓ活性層で、発光領域と
なる。
【０００４】次いで、上記のようにして製造された構造
体をダイシングして、図６に示すようなＬＥＤペレット
４２を得る。
体をダイシングして、図６に示すようなＬＥＤペレット
４２を得る。
【０００５】このＬＥＤペレット４２を、例えば硫酸
（Ｈ2 ＳＯ4 ）／過酸化水素（Ｈ2 Ｏ 2 ）／水（組成比
５／１／１）でエッチングし、上記したダイシングによ
ってＬＥＤペレット４２に発生する加工歪を除去する。
（Ｈ2 ＳＯ4 ）／過酸化水素（Ｈ2 Ｏ 2 ）／水（組成比
５／１／１）でエッチングし、上記したダイシングによ
ってＬＥＤペレット４２に発生する加工歪を除去する。
【０００６】さらに、このＬＥＤペレット４２の表面に
酸化アルミニウムの保護膜（パッシベーション膜）を形
成する。
酸化アルミニウムの保護膜（パッシベーション膜）を形
成する。
【０００７】上記のようにして得られたＬＥＤペレット
４２を支持体１４に導電性ペースト（例えばＡｇペース
ト１６）で固着し、ワイヤボンディング後エポキシ樹脂
１８等でモールドして発光素子５４を作製する（図
２）。
４２を支持体１４に導電性ペースト（例えばＡｇペース
ト１６）で固着し、ワイヤボンディング後エポキシ樹脂
１８等でモールドして発光素子５４を作製する（図
２）。
【０００８】発光素子の外部発光効率は一般的に内部発
光効率と、発光した光の外部取り出し効率により決ま
る。内部発光効率は、主に発光素子用エピタキシャルウ
エーハの品質に依存し、外部取り出し効率は主としてＬ
ＥＤペレットの構造、形状等によるところが大きい。
光効率と、発光した光の外部取り出し効率により決ま
る。内部発光効率は、主に発光素子用エピタキシャルウ
エーハの品質に依存し、外部取り出し効率は主としてＬ
ＥＤペレットの構造、形状等によるところが大きい。
【０００９】この種の発光素子の発光出力の向上を図る
手段としては、従来は発光素子基板であるＧａＡｌＡｓ
エピタキシャルウエーハの品質向上、即ち内部発光効率
の改善が主として行われてきたが、これには限界があ
る。
手段としては、従来は発光素子基板であるＧａＡｌＡｓ
エピタキシャルウエーハの品質向上、即ち内部発光効率
の改善が主として行われてきたが、これには限界があ
る。
【００１０】従来のＬＥＤペレット４２においては、ペ
レット上面４２ａ及び側面４２ｂはダイシング後の歪除
去エッチングにより平坦な鏡面になっている。
レット上面４２ａ及び側面４２ｂはダイシング後の歪除
去エッチングにより平坦な鏡面になっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、更なる高
発光出力化の要求に応えるために、外部取り出し効率に
着目し、ＬＥＤペレットの製造面からの改善を追求し、
発光した光を効率よく外部に取り出すＬＥＤペレットの
研究開発を行った。
発光出力化の要求に応えるために、外部取り出し効率に
着目し、ＬＥＤペレットの製造面からの改善を追求し、
発光した光を効率よく外部に取り出すＬＥＤペレットの
研究開発を行った。
【００１２】その結果、本発明者は、ＬＥＤペレットの
発光出力をさらに高くするためには、ＬＥＤペレット側
面に特殊の処理を施すことによって、外部取り出し効率
を大きくすることが可能となることを見出し、本発明を
完成したものである。
発光出力をさらに高くするためには、ＬＥＤペレット側
面に特殊の処理を施すことによって、外部取り出し効率
を大きくすることが可能となることを見出し、本発明を
完成したものである。
【００１３】本発明は、ＬＥＤペレットの発光領域から
発光した光の外部取り出し効率を大きくした高発光出力
のＧａＡｌＡｓ発光素子の製造方法を提供することを目
的とする。
発光した光の外部取り出し効率を大きくした高発光出力
のＧａＡｌＡｓ発光素子の製造方法を提供することを目
的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のＧａＡｌＡｓ発光素子の製造方法は、ｐｎ
接合を有するＧａＡｌＡｓ発光素子用ペレットの側面に
対して、硫酸／過酸化水素／水によりエッチングして加
工歪みのない平坦な表面を形成する処理を施した後、フ
ッ化水素酸によりエッチングして、該側面を微細な凹凸
を有する面となす処理を行うようにしたものである。
に、本発明のＧａＡｌＡｓ発光素子の製造方法は、ｐｎ
接合を有するＧａＡｌＡｓ発光素子用ペレットの側面に
対して、硫酸／過酸化水素／水によりエッチングして加
工歪みのない平坦な表面を形成する処理を施した後、フ
ッ化水素酸によりエッチングして、該側面を微細な凹凸
を有する面となす処理を行うようにしたものである。
【００１５】前記微細な凹凸は前記ＧａＡｌＡｓ発光素
子用のペレットの上面及び側面に形成されるのがより好
適である。また、前記加工歪みは、ダイシングによるも
のである。
子用のペレットの上面及び側面に形成されるのがより好
適である。また、前記加工歪みは、ダイシングによるも
のである。
【００１６】前記フッ化水素酸によるエッチングは、フ
ッ化水素酸１〜４０重量％、処理温度０〜８０℃、処理
時間５〜３００秒の範囲内で行うのが好ましい。
ッ化水素酸１〜４０重量％、処理温度０〜８０℃、処理
時間５〜３００秒の範囲内で行うのが好ましい。
【００１７】本発明のＧａＡｌＡｓ発光素子が高発光出
力である理由は、図６についていえば、その発光領域５
２で発光した光がその側面に到達後内部反射によって結
晶内部で吸収されることなく、直接外部に射出される光
成分が多くなるためと考えられる。そして、この効果は
ペレット側面に対して加工歪がなくかつ微細な凹凸を形
成する処理を施したためである。
力である理由は、図６についていえば、その発光領域５
２で発光した光がその側面に到達後内部反射によって結
晶内部で吸収されることなく、直接外部に射出される光
成分が多くなるためと考えられる。そして、この効果は
ペレット側面に対して加工歪がなくかつ微細な凹凸を形
成する処理を施したためである。
【００１８】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１は、本発明の高発光出力ＧａＡｌＡｓ発
光素子用ペレット２の一実施例を示すものである。
説明する。図１は、本発明の高発光出力ＧａＡｌＡｓ発
光素子用ペレット２の一実施例を示すものである。
【００１９】図１において、符号４はｎ型ＧａＡｌＡｓ
クラッド層、６はｐ型ＧａＡｌＡｓ活性層、８はｐ型Ｇ
ａＡｌＡｓクラッド層、１０はｎ側電極及び１２はｐ側
電極である。該ＬＥＤペレット２の側面２ｂには微細な
凹凸面化エッチングが施されている。図示の実施例で
は、フッ化水素酸で側面２ｂのみに凹凸面化エッチング
を施した場合を示したが、上面２ａ及び側面２ｂの両方
にともに凹凸面化エッチングを施しても所期の効果が達
成されるものである。
クラッド層、６はｐ型ＧａＡｌＡｓ活性層、８はｐ型Ｇ
ａＡｌＡｓクラッド層、１０はｎ側電極及び１２はｐ側
電極である。該ＬＥＤペレット２の側面２ｂには微細な
凹凸面化エッチングが施されている。図示の実施例で
は、フッ化水素酸で側面２ｂのみに凹凸面化エッチング
を施した場合を示したが、上面２ａ及び側面２ｂの両方
にともに凹凸面化エッチングを施しても所期の効果が達
成されるものである。
【００２０】続いて、本発明方法の実施例を挙げて説明
する。 実施例１〜４及び比較例１ （１）発光素子の製造 赤色発光素子用ＧａＡｌＡｓ系エピタキシャルウエー
ハ（活性層６の組成；Ｇａ 0.65 Ａｌ0.35Ａｓ）のｎ型
クラッド層４（図１）上にｎ側電極１０、ｐ型クラッド
層８にｐ側電極１２を形成した。図１において、下面が
支持体固着面となる。
する。 実施例１〜４及び比較例１ （１）発光素子の製造 赤色発光素子用ＧａＡｌＡｓ系エピタキシャルウエー
ハ（活性層６の組成；Ｇａ 0.65 Ａｌ0.35Ａｓ）のｎ型
クラッド層４（図１）上にｎ側電極１０、ｐ型クラッド
層８にｐ側電極１２を形成した。図１において、下面が
支持体固着面となる。
【００２１】上記ウェーハをダイシングによりペレッ
ト化（サイズ；３００μm ）した。 該ＬＥＤペレットを硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）／過酸化水素
（Ｈ2 Ｏ2 ）／水（組成比：５／１／１）で2 分間エッ
チングを行い、ダイシングによる加工歪を除去した。こ
のときの温度は５０℃であった。
ト化（サイズ；３００μm ）した。 該ＬＥＤペレットを硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）／過酸化水素
（Ｈ2 Ｏ2 ）／水（組成比：５／１／１）で2 分間エッ
チングを行い、ダイシングによる加工歪を除去した。こ
のときの温度は５０℃であった。
【００２２】実施例１〜４及び比較例１のそれぞれに
対して隣接する位置より各６０個のＬＥＤペレットをサ
ンプリングした。
対して隣接する位置より各６０個のＬＥＤペレットをサ
ンプリングした。
【００２３】上記サンプリングしたＬＥＤペレットの
上面２ａ及びｎ側電極１０を耐酸性の保護膜で被覆し、
２５℃、５重量％のフッ化水素酸に１０秒（実施例
１），３０秒（実施例２），６０秒（実施例３），１２
０秒（実施例４）浸漬して、該ＬＥＤペレットの側面に
対し凹凸面化エッチングを行った。この凹凸面化エッチ
ングを行わないＬＥＤペレットを比較例１とした。
上面２ａ及びｎ側電極１０を耐酸性の保護膜で被覆し、
２５℃、５重量％のフッ化水素酸に１０秒（実施例
１），３０秒（実施例２），６０秒（実施例３），１２
０秒（実施例４）浸漬して、該ＬＥＤペレットの側面に
対し凹凸面化エッチングを行った。この凹凸面化エッチ
ングを行わないＬＥＤペレットを比較例１とした。
【００２４】この凹凸面化エッチングを行ったＬＥＤ
ペレット（実施例１〜４）と凹凸面化エッチングを行わ
ないＬＥＤペレット（比較例１）を０．５重量％のアン
モニアと３０重量％の過酸化水素を含む水溶液に５分間
浸漬して該ＬＥＤペレットの表面に酸化アルミニウムの
保護膜を形成した。
ペレット（実施例１〜４）と凹凸面化エッチングを行わ
ないＬＥＤペレット（比較例１）を０．５重量％のアン
モニアと３０重量％の過酸化水素を含む水溶液に５分間
浸漬して該ＬＥＤペレットの表面に酸化アルミニウムの
保護膜を形成した。
【００２５】 図２に示すように、上記の処理を施し
たＬＥＤペレット２をＴＯ−１８ヘッダー（反射鏡な
し）１４上に銀ペースト１６で固着（ダイボンディン
グ）しワイヤボンディング後、エポキシ樹脂１８でモー
ルドして発光素子２０を作製した。図２において、符号
２２は金ワイヤである。
たＬＥＤペレット２をＴＯ−１８ヘッダー（反射鏡な
し）１４上に銀ペースト１６で固着（ダイボンディン
グ）しワイヤボンディング後、エポキシ樹脂１８でモー
ルドして発光素子２０を作製した。図２において、符号
２２は金ワイヤである。
【００２６】なお、上記した実施例１〜４と比較例１の
実験手順のフローチャートを図３に示した。
実験手順のフローチャートを図３に示した。
【００２７】（２）測定方法 次いで、得られた発光素子の発光出力の測定について述
べる。測定システムとしては、図４に示すような直上光
出力測定システム２４及び図５に示すような積分球を用
いる全方向の光出力測定システム２６を用いた。
べる。測定システムとしては、図４に示すような直上光
出力測定システム２４及び図５に示すような積分球を用
いる全方向の光出力測定システム２６を用いた。
【００２８】図４及び図５において、２０は発光素子、
２８は定電流電源、３０はデイテクター、３２は測定装
置本体（EG&G550-1,RADIOMETER,PHOTOMETER)である。こ
の測定に用いた測定電流はＤＣ２０ｍＡであった。
２８は定電流電源、３０はデイテクター、３２は測定装
置本体（EG&G550-1,RADIOMETER,PHOTOMETER)である。こ
の測定に用いた測定電流はＤＣ２０ｍＡであった。
【００２９】（３）測定結果 上記のごとく発光素子（ＬＥＤランプ）２０の発光出力
を全光束出力測定（積分球法光出力測定）及び直上光出
力測定で測定し、その結果を表１に示した。
を全光束出力測定（積分球法光出力測定）及び直上光出
力測定で測定し、その結果を表１に示した。
【００３０】
【表１】
【００３１】なお、表１において、発光出力（相対値）
の値はそれぞれ６０サンプルの平均値である。
の値はそれぞれ６０サンプルの平均値である。
【００３２】表１に示した結果から、本発明の方法によ
り大幅な発光出力の向上が達成できることが判明した。
即ち、本発明方法によれば、凹凸面化処理時間の長短に
かかわらず、従来法に比較して直上光出力で約２０％向
上し、全光束光出力（積分球法）で約４０％向上するこ
とがわかった。
り大幅な発光出力の向上が達成できることが判明した。
即ち、本発明方法によれば、凹凸面化処理時間の長短に
かかわらず、従来法に比較して直上光出力で約２０％向
上し、全光束光出力（積分球法）で約４０％向上するこ
とがわかった。
【００３３】なお、反射鏡なしのＴＯ−１８ヘッダーを
支持体として用いた場合には、直上光出力測定法におけ
るディテクターに捕捉されるのは主にペレット上面及び
側面の上部から外部に射出された光束であり、側面光が
ディテクターに捕捉される確率は非常に小さい。一方、
全光束光出力測定においては、上面、側面から外部に射
出される全光束がディテクターに捕捉される。
支持体として用いた場合には、直上光出力測定法におけ
るディテクターに捕捉されるのは主にペレット上面及び
側面の上部から外部に射出された光束であり、側面光が
ディテクターに捕捉される確率は非常に小さい。一方、
全光束光出力測定においては、上面、側面から外部に射
出される全光束がディテクターに捕捉される。
【００３４】上述したごとく、本発明方法により発光素
子の発光出力が従来法に比較して、全光束光出力（積分
球法）で約４０％向上し、直上光出力で約２０％向上す
るということは、フッ化水素酸でペレット側面を凹凸面
化した効果が非常に大きいことを示唆していると考えら
れる。
子の発光出力が従来法に比較して、全光束光出力（積分
球法）で約４０％向上し、直上光出力で約２０％向上す
るということは、フッ化水素酸でペレット側面を凹凸面
化した効果が非常に大きいことを示唆していると考えら
れる。
【００３５】上記各実施例では、フッ化水素酸の濃度
（５重量％）及び処理温度（２５℃）を一定とし、処理
時間のみを変動させた場合を示したが、フッ化水素酸の
濃度（好適には、１〜４０重量％）、処理温度（好適に
は、０〜８０℃）及び処理時間（好適には、５〜３００
秒）を適当に組み合わせることによって所望の凹凸面を
形成することができる。例えば、３５重量％フッ化水素
酸の場合、１５℃で５〜６０秒間処理を施すと好適な凹
凸面を得ることができる。
（５重量％）及び処理温度（２５℃）を一定とし、処理
時間のみを変動させた場合を示したが、フッ化水素酸の
濃度（好適には、１〜４０重量％）、処理温度（好適に
は、０〜８０℃）及び処理時間（好適には、５〜３００
秒）を適当に組み合わせることによって所望の凹凸面を
形成することができる。例えば、３５重量％フッ化水素
酸の場合、１５℃で５〜６０秒間処理を施すと好適な凹
凸面を得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、Ｇ
ａＡｌＡｓＬＥＤペレットの発光領域から発光した光の
外部取り出し効率を大きくし、ＧａＡｌＡｓ発光素子の
発光出力を極めて高くすることができる。
ａＡｌＡｓＬＥＤペレットの発光領域から発光した光の
外部取り出し効率を大きくし、ＧａＡｌＡｓ発光素子の
発光出力を極めて高くすることができる。
【図１】本発明の発光素子に用いられるＧａＡｌＡｓＬ
ＥＤペレットの１例を示す説明図である。
ＥＤペレットの１例を示す説明図である。
【図２】発光素子の構造の１例を示す説明図である。
【図３】実施例のフローチャートを示す図面である。
【図４】直上光出力測定システムを示す説明図である。
【図５】全光束測定システムを示す説明図である。
【図６】従来のＧａＡｌＡｓＬＥＤペレットの１例を示
す説明図である。
す説明図である。
２，４２ ＧａＡｌＡｓＬＥＤペレット １０，４６ ｎ側電極 １２，５０ ｐ側電極 １４ ＴＯ−１８ヘッダー（反射鏡なし） ２４ 直上光出力測定システム ２６ 全光束測定システム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 33/00
Claims (4)
- 【請求項１】 ｐｎ接合を有するＧａＡｌＡｓ発光素子
用ペレットの側面に対して、硫酸／過酸化水素／水によ
りエッチングして加工歪みのない平坦な表面を形成する
処理を施した後、フッ化水素酸によりエッチングして該
側面を微細な凹凸を有する面となす処理を行うことを特
徴とするＧａＡｌＡｓ発光素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記微細な凹凸は前記ＧａＡｌＡｓ発光
素子用のペレットの上面及び側面に形成されることを特
徴とする請求項１記載のＧａＡｌＡｓ発光素子の製造方
法。 - 【請求項３】 前記加工歪みは、ダイシングによるもの
であることを特徴とする請求項１または２記載のＧａＡ
ｌＡｓ発光素子の製造方法。 - 【請求項４】 前記フッ化水素酸によるエッチングは、
フッ化水素酸１〜４０重量％、処理温度０〜８０℃、処
理時間５〜３００秒の範囲内で行うことを特徴とする請
求項１〜３のいずれか１項記載のＧａＡｌＡｓ発光素子
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29672392A JP2780744B2 (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | ＧａＡｌＡｓ発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29672392A JP2780744B2 (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | ＧａＡｌＡｓ発光素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06151959A JPH06151959A (ja) | 1994-05-31 |
| JP2780744B2 true JP2780744B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=17837261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29672392A Expired - Lifetime JP2780744B2 (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | ＧａＡｌＡｓ発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2780744B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6700139B2 (en) * | 2001-08-31 | 2004-03-02 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | GaP-base semiconductor light emitting device |
| US7745246B2 (en) | 2005-05-31 | 2010-06-29 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method of fabricating light emitting device |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5631190A (en) * | 1994-10-07 | 1997-05-20 | Cree Research, Inc. | Method for producing high efficiency light-emitting diodes and resulting diode structures |
| JP2002359399A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 発光素子の製造方法及び発光素子 |
| JP3715627B2 (ja) * | 2002-01-29 | 2005-11-09 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| US7012279B2 (en) * | 2003-10-21 | 2006-03-14 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Photonic crystal light emitting device |
| KR100591942B1 (ko) * | 2004-02-03 | 2006-06-20 | 서울옵토디바이스주식회사 | 발광소자 |
| KR100714626B1 (ko) * | 2005-10-11 | 2007-05-07 | 삼성전기주식회사 | 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법 |
| EP2015353B1 (en) | 2006-12-07 | 2015-11-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
| US8809893B2 (en) | 2008-11-14 | 2014-08-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device |
| KR20100095134A (ko) | 2009-02-20 | 2010-08-30 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 및 그 제조방법 |
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1992
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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