JP2834922B2 - 発光ダイオード - Google Patents
発光ダイオードInfo
- Publication number
- JP2834922B2 JP2834922B2 JP30907191A JP30907191A JP2834922B2 JP 2834922 B2 JP2834922 B2 JP 2834922B2 JP 30907191 A JP30907191 A JP 30907191A JP 30907191 A JP30907191 A JP 30907191A JP 2834922 B2 JP2834922 B2 JP 2834922B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- branch
- electrode
- branches
- order
- chip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、表示用などに用いら
れる発光ダイオードに関する。
れる発光ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、黄色ないし緑色の光を発する発光
ダイオード(ＬＥＤ)として、ＧaＡsＰまたはＧaＰ系材
料の他に、ＡlＧaＩnＰ系材料を用いたものが開発され
つつある。
ダイオード(ＬＥＤ)として、ＧaＡsＰまたはＧaＰ系材
料の他に、ＡlＧaＩnＰ系材料を用いたものが開発され
つつある。
【０００３】従来のＡlＧaＩnＰ系ＬＥＤは次のように
して作成されている。まず、図６に示すように、n型Ｇa
Ａs基板９０の表面１００にn型ＡlＧaＩnＰクラッド層
９１、アンドープＡlＧaＩnＰ発光層９２、p型ＡlＧaＩ
nＰクラッド層９３、p型ＡlＧaＡs電流拡散層９４、p型
ＧaＡsコンタクト層９５、p側電極９６を全面に積層す
る。次に、図７に示すように、この電極９６およびp型
ＧaＡs層９５を一部除去してパターン化する。すなわ
ち、電極９６をワイヤボンドを行うための円形状のパッ
ド部９８と、このパッド部９８から四方に直線状に延び
る分枝９９a,９９b,９９c,９９dとで構成する。このよ
うに分枝を複数設けることにより、電流をチップ内にで
きるだけ均一に拡散するようにしている。この後、基板
９０の裏面にn側電極９７を形成する。発光層９２より
発した光は、基板９０と電極９６とに吸収されるため、
チップ表面１００のうち電極９６を除去した領域１００
aと側面１０１とからチップ外へ出射する。
して作成されている。まず、図６に示すように、n型Ｇa
Ａs基板９０の表面１００にn型ＡlＧaＩnＰクラッド層
９１、アンドープＡlＧaＩnＰ発光層９２、p型ＡlＧaＩ
nＰクラッド層９３、p型ＡlＧaＡs電流拡散層９４、p型
ＧaＡsコンタクト層９５、p側電極９６を全面に積層す
る。次に、図７に示すように、この電極９６およびp型
ＧaＡs層９５を一部除去してパターン化する。すなわ
ち、電極９６をワイヤボンドを行うための円形状のパッ
ド部９８と、このパッド部９８から四方に直線状に延び
る分枝９９a,９９b,９９c,９９dとで構成する。このよ
うに分枝を複数設けることにより、電流をチップ内にで
きるだけ均一に拡散するようにしている。この後、基板
９０の裏面にn側電極９７を形成する。発光層９２より
発した光は、基板９０と電極９６とに吸収されるため、
チップ表面１００のうち電極９６を除去した領域１００
aと側面１０１とからチップ外へ出射する。
【０００４】なお、このＬＥＤは、発光層９２をこの層
９２よりもバンドギャップが大きい２つのクラッド層９
１,９３で挟んだダブルヘテロ構造となっている。ここ
で、クラッド層９１,９３によって発光層９２に有効に
電子およびホールを閉じ込めるためには、クラッド層９
１,９３の組成(ＡlyＧa1-y)0.5Ｉn0.5ＰにおいてＡl混
晶比yを０.７〜１と大きくする必要がある。ところが、
このようにＡl混晶比yを大きくすると、層中へのp型あ
るいはn型のドーピングが難しくなり、クラッド層９１,
９３の比抵抗を低くすることが困難となる。そこで、こ
のＬＥＤでは、電流拡散層９４を設けて電極９６の直下
に電流が集中することを防ぎ、これにより電極９６で覆
われていない領域１００aでの発光量を多くしている。
９２よりもバンドギャップが大きい２つのクラッド層９
１,９３で挟んだダブルヘテロ構造となっている。ここ
で、クラッド層９１,９３によって発光層９２に有効に
電子およびホールを閉じ込めるためには、クラッド層９
１,９３の組成(ＡlyＧa1-y)0.5Ｉn0.5ＰにおいてＡl混
晶比yを０.７〜１と大きくする必要がある。ところが、
このようにＡl混晶比yを大きくすると、層中へのp型あ
るいはn型のドーピングが難しくなり、クラッド層９１,
９３の比抵抗を低くすることが困難となる。そこで、こ
のＬＥＤでは、電流拡散層９４を設けて電極９６の直下
に電流が集中することを防ぎ、これにより電極９６で覆
われていない領域１００aでの発光量を多くしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記電
流拡散層９４の働きは十分ではなく、その結果、電極９
６直下での無効な発光が電極９６で覆われていない領域
１００aでの発光に比べて多くなっている。このため、
上記従来のＬＥＤは、外部量子効率が悪いという問題が
ある。
流拡散層９４の働きは十分ではなく、その結果、電極９
６直下での無効な発光が電極９６で覆われていない領域
１００aでの発光に比べて多くなっている。このため、
上記従来のＬＥＤは、外部量子効率が悪いという問題が
ある。
【０００６】また、発光波長が５９０nm(黄色)〜５５０
nm(緑色)であるから、ＡlＧaＡs電流拡散層９４で光吸
収が生じるという問題がある。ＡlxＧa1-xＡsは、たと
え最も広いバンドギャップとなる混晶比x＝１に設定し
たとしても、吸収端は５７４nmであり、これより短波長
の光を透過しないからである。なお、ＡlＡs(x＝１に相
当する)は空気中で腐食され易く、表面層として用いる
には適当でない。
nm(緑色)であるから、ＡlＧaＡs電流拡散層９４で光吸
収が生じるという問題がある。ＡlxＧa1-xＡsは、たと
え最も広いバンドギャップとなる混晶比x＝１に設定し
たとしても、吸収端は５７４nmであり、これより短波長
の光を透過しないからである。なお、ＡlＡs(x＝１に相
当する)は空気中で腐食され易く、表面層として用いる
には適当でない。
【０００７】そこで、この発明の目的は、電極直下の無
効発光を相対的に減少させて外部量子効率を改善できる
上、電流拡散層を省略して短波長の光を効率良く出射で
きる発光ダイオードを提供することにある。
効発光を相対的に減少させて外部量子効率を改善できる
上、電流拡散層を省略して短波長の光を効率良く出射で
きる発光ダイオードを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
めに、この発明は、半導体チップの表面に電極を有し、
上記チップ表面のうち電極で覆われていない領域からチ
ップ外へ光を出射する発光ダイオードにおいて、上記電
極は、略円形状をなすパッド部と、上記パッド部から線
状に延びる第１次の分枝と、上記第１次の分枝から分岐
して線状に延びる第２次の分枝と、さらに上記第２次の
分枝から分岐して線状に延びる第３次の分岐を少なくと
も有し、 上記各次の分枝の線幅は、次数が増えるにつ
れて細くなっていることを特徴としている。
めに、この発明は、半導体チップの表面に電極を有し、
上記チップ表面のうち電極で覆われていない領域からチ
ップ外へ光を出射する発光ダイオードにおいて、上記電
極は、略円形状をなすパッド部と、上記パッド部から線
状に延びる第１次の分枝と、上記第１次の分枝から分岐
して線状に延びる第２次の分枝と、さらに上記第２次の
分枝から分岐して線状に延びる第３次の分岐を少なくと
も有し、 上記各次の分枝の線幅は、次数が増えるにつ
れて細くなっていることを特徴としている。
【０００９】また、上記各次の分枝の長さは、次数が増
えるにつれて一定の比率で短くなっていることを特徴と
している。
えるにつれて一定の比率で短くなっていることを特徴と
している。
【００１０】また、上記一定の比率は１／２であること
を特徴としている。
を特徴としている。
【００１１】また、上記各同次数の分枝の１つ低次の分
枝に対する角度は０°または９０゜になっていることを
特徴としている。
枝に対する角度は０°または９０゜になっていることを
特徴としている。
【００１２】
【作用】電流拡散抵抗が大きい点を補うためには、発光
層のどの部分からもあまり遠くない距離に電極があれば
よい。ところが単純に電極の面積を増やすとチップ外へ
光が出射しにくくなる。その点を回避するために電極幅
を狭くすると、今度は電極での配線抵抗が増大する。こ
のように矛盾する条件を極力調和させたのが本発明であ
る。
層のどの部分からもあまり遠くない距離に電極があれば
よい。ところが単純に電極の面積を増やすとチップ外へ
光が出射しにくくなる。その点を回避するために電極幅
を狭くすると、今度は電極での配線抵抗が増大する。こ
のように矛盾する条件を極力調和させたのが本発明であ
る。
【００１３】この発明によれば、チップ表面に設けられ
た電極が、ワイヤボンディングがなされるパッド部と、
このパッド部から線状に延び、先端に向かって枝分かれ
を繰り返す形状を持つ枝部とからなり、上記枝部は、上
記パッド部に連なる第１次の分枝と、上記第１次の分枝
から分岐した第２次の分枝と、さらに上記第２次の分枝
から分岐した第３次の分枝を少なくとも有しているので
(さらに高次の分枝を有していても良い)、チップ表面は
上記枝部の各次の分枝によって樹枝状に覆われた状態と
なる。この結果、チップの隅々にまで電流が拡散され、
電流拡散抵抗が実質的に減少する。したがって、電極直
下での無効な発光よりも電極で覆われていない領域での
発光が相対的に多くなる。したがって、チップ外へ光が
出射しやすくなり、外部量子効率が改善される。また、
上記電極の形状によってチップ内に電流を十分拡散でき
ることから、例えば黄色より短波長のＡlＧaＩnＰ系Ｌ
ＥＤにおいてＡlＧaＡs電流拡散層を設ける必要がなく
なる。したがって、短波長の光であっても吸収のない好
適な特性となる。なお、この電極形状は、ＡlＧaＩnＰ
系ＬＥＤだけでなく、一般のＡlＧaＡs系、ＧaＰ系、Ｚ
nＳe系、ＧaＮ系、ＳiＣ系ＬＥＤなどに適用される。こ
れにより、各種ＬＥＤの特性向上が図られる。
た電極が、ワイヤボンディングがなされるパッド部と、
このパッド部から線状に延び、先端に向かって枝分かれ
を繰り返す形状を持つ枝部とからなり、上記枝部は、上
記パッド部に連なる第１次の分枝と、上記第１次の分枝
から分岐した第２次の分枝と、さらに上記第２次の分枝
から分岐した第３次の分枝を少なくとも有しているので
(さらに高次の分枝を有していても良い)、チップ表面は
上記枝部の各次の分枝によって樹枝状に覆われた状態と
なる。この結果、チップの隅々にまで電流が拡散され、
電流拡散抵抗が実質的に減少する。したがって、電極直
下での無効な発光よりも電極で覆われていない領域での
発光が相対的に多くなる。したがって、チップ外へ光が
出射しやすくなり、外部量子効率が改善される。また、
上記電極の形状によってチップ内に電流を十分拡散でき
ることから、例えば黄色より短波長のＡlＧaＩnＰ系Ｌ
ＥＤにおいてＡlＧaＡs電流拡散層を設ける必要がなく
なる。したがって、短波長の光であっても吸収のない好
適な特性となる。なお、この電極形状は、ＡlＧaＩnＰ
系ＬＥＤだけでなく、一般のＡlＧaＡs系、ＧaＰ系、Ｚ
nＳe系、ＧaＮ系、ＳiＣ系ＬＥＤなどに適用される。こ
れにより、各種ＬＥＤの特性向上が図られる。
【００１４】また、上記枝部の各次の分枝の線幅は、次
数が増えるにつれて細くなっている場合、チップ表面の
うち電極直下の面積があまり増加することなく、電流拡
散抵抗が効果的に減少する。したがって、さらに外部量
子効率が改善される。しかも、低次の分枝の線幅は比較
的広くなっているので、配線抵抗はほとんど増大するこ
とがない。また、上記枝部の各次の分枝の線幅を次数が
増えるにつれて一定の比率で細くなるようにした場合、
電極のパターン設計が容易になる。
数が増えるにつれて細くなっている場合、チップ表面の
うち電極直下の面積があまり増加することなく、電流拡
散抵抗が効果的に減少する。したがって、さらに外部量
子効率が改善される。しかも、低次の分枝の線幅は比較
的広くなっているので、配線抵抗はほとんど増大するこ
とがない。また、上記枝部の各次の分枝の線幅を次数が
増えるにつれて一定の比率で細くなるようにした場合、
電極のパターン設計が容易になる。
【００１５】また、上記枝部の各次の分枝の長さは、次
数が増えるにつれて一定の比率で短くなっている場合、
各次の分枝でもってチップ表面が効率良く覆われる。す
なわち、高次の分枝同士がほとんど重なることなく、チ
ップ表面の略全域が樹枝状に覆われる。しかも、上記枝
部の各次の分枝の長さは次数が増えるにつれて一定の比
率で短くなっているので、電極のパターン設計が容易に
なる。
数が増えるにつれて一定の比率で短くなっている場合、
各次の分枝でもってチップ表面が効率良く覆われる。す
なわち、高次の分枝同士がほとんど重なることなく、チ
ップ表面の略全域が樹枝状に覆われる。しかも、上記枝
部の各次の分枝の長さは次数が増えるにつれて一定の比
率で短くなっているので、電極のパターン設計が容易に
なる。
【００１６】また、上記枝部の各次の分枝の間の角度は
０°または９０°になっている場合、同様に、各次の分
枝でもってチップ表面が効率良く覆われる。すなわち、
高次の分枝同士が重なることなく、チップ表面の略全域
が樹枝状に覆われる。しかも、電極のパターン設計が容
易になる。
０°または９０°になっている場合、同様に、各次の分
枝でもってチップ表面が効率良く覆われる。すなわち、
高次の分枝同士が重なることなく、チップ表面の略全域
が樹枝状に覆われる。しかも、電極のパターン設計が容
易になる。
【００１７】
【実施例】以下、この発明の発光ダイオードを実施例に
より詳細に説明する。
より詳細に説明する。
【００１８】図１,図２は第１実施例のＡlＧaＩnＰ系Ｌ
ＥＤのチップ表面,チップ断面をそれぞれ示している。
図１に示すように、チップ表面３０には電極１６が設け
られている。電極１６は、ワイドボンドのための所定寸
法の円形状のパッド部１８を中央に備えている。このパ
ッド部１８から対角方向に直線状に第１次の分枝１９a,
１９b,１９c,１９dが延びている。第１次の分枝１９a,
１９b,１９c,１９dは、互いに同一線幅、同一長さとな
っている。各第１次の分枝１９a,１９b,１９c,１９dの
先端からそれぞれ三方向に第２次の分枝２０a,２０b,２
０cが分岐して延びている。第１次の分枝と第２次の分
枝とがなす角度は０°または９０°となっている。な
お、設計上は、各第１次の分枝１９a,１９b,１９c,１９
dと重なる図示しない第２次の分枝がある。第２次の分
枝２０a,２０b,２０cは、互いに同一線幅、同一長さと
なっており、第１次の分枝に対して線幅、長さがいずれ
も１／２となっている。また、各第２次の分枝２０a,２
０b,２０cの先端からそれぞれ三方向に直線状に第３次
の分枝２１a,２１b,２１cが分岐して延びている。第２
次の分枝と第３次の分枝とがなす角度は０°または９０
°となっている。また、第３次の分枝２１a,２１b,２１
cは、互いに同一線幅となっており、第２次の分枝に対
して線幅、長さがいずれも１／２となっている。なお、
各第１次の分枝１９a,１９b,１９cの中ほどからも第３
次の分枝が分岐しているが、これは各第１次の分枝１９
a,１９b,１９cに重なって上記図示しない第２次の分枝
の先端があるためである。さらに、各第３次の分枝２１
a,２１b,２１cの先端からそれぞれ三方向に直線状に第
４次の分枝２２a,２２b,２２cが分岐して延びている。
第３次の分枝と第４次の分枝とがなす角度は０°または
９０°となっている。また、第４次の分枝２２a,２２b,
２２cは、互いに同一線幅、同一長さとなっており、第
３次の分枝２１a,２１b,２１cに対して線幅、長さがい
ずれも１／２となっている。
ＥＤのチップ表面,チップ断面をそれぞれ示している。
図１に示すように、チップ表面３０には電極１６が設け
られている。電極１６は、ワイドボンドのための所定寸
法の円形状のパッド部１８を中央に備えている。このパ
ッド部１８から対角方向に直線状に第１次の分枝１９a,
１９b,１９c,１９dが延びている。第１次の分枝１９a,
１９b,１９c,１９dは、互いに同一線幅、同一長さとな
っている。各第１次の分枝１９a,１９b,１９c,１９dの
先端からそれぞれ三方向に第２次の分枝２０a,２０b,２
０cが分岐して延びている。第１次の分枝と第２次の分
枝とがなす角度は０°または９０°となっている。な
お、設計上は、各第１次の分枝１９a,１９b,１９c,１９
dと重なる図示しない第２次の分枝がある。第２次の分
枝２０a,２０b,２０cは、互いに同一線幅、同一長さと
なっており、第１次の分枝に対して線幅、長さがいずれ
も１／２となっている。また、各第２次の分枝２０a,２
０b,２０cの先端からそれぞれ三方向に直線状に第３次
の分枝２１a,２１b,２１cが分岐して延びている。第２
次の分枝と第３次の分枝とがなす角度は０°または９０
°となっている。また、第３次の分枝２１a,２１b,２１
cは、互いに同一線幅となっており、第２次の分枝に対
して線幅、長さがいずれも１／２となっている。なお、
各第１次の分枝１９a,１９b,１９cの中ほどからも第３
次の分枝が分岐しているが、これは各第１次の分枝１９
a,１９b,１９cに重なって上記図示しない第２次の分枝
の先端があるためである。さらに、各第３次の分枝２１
a,２１b,２１cの先端からそれぞれ三方向に直線状に第
４次の分枝２２a,２２b,２２cが分岐して延びている。
第３次の分枝と第４次の分枝とがなす角度は０°または
９０°となっている。また、第４次の分枝２２a,２２b,
２２cは、互いに同一線幅、同一長さとなっており、第
３次の分枝２１a,２１b,２１cに対して線幅、長さがい
ずれも１／２となっている。
【００１９】このように、この電極１６はどの分岐にお
いても枝分かれ数が等しく、低次の分枝と高次の分枝と
の関係は'Ｘ'形状の４つの先端に長さが１／２の'Ｘ'を
組み合わせた規則的で相似な自己相似形状、すなわちフ
ラクタル形状となっている。したがって、パターン設計
を容易に行うことができる。また、高次の分枝同士が重
なることなくチップ表面３０の略全域を樹枝状に覆うこ
とができる。さらに、低次の分枝の配線幅を比較的広く
しているので配線抵抗を低く抑えることができる。低次
の分枝ほど電流が多く流れるからである。ただし、配線
幅が細くても配線抵抗が充分小さいならば、配線幅を広
げる必要はない。
いても枝分かれ数が等しく、低次の分枝と高次の分枝と
の関係は'Ｘ'形状の４つの先端に長さが１／２の'Ｘ'を
組み合わせた規則的で相似な自己相似形状、すなわちフ
ラクタル形状となっている。したがって、パターン設計
を容易に行うことができる。また、高次の分枝同士が重
なることなくチップ表面３０の略全域を樹枝状に覆うこ
とができる。さらに、低次の分枝の配線幅を比較的広く
しているので配線抵抗を低く抑えることができる。低次
の分枝ほど電流が多く流れるからである。ただし、配線
幅が細くても配線抵抗が充分小さいならば、配線幅を広
げる必要はない。
【００２０】図２に示すように、上記電極１６は、Ａl
ＧaＩnＰ系チップの表面３０に設けられている。このチ
ップは、次のようにして作製する。まず、n型ＧaＡs基
板１０の裏面にＭＯＣＶＤ法(有機金属化学気相成長法)
により、n型ＡlＧaＩnＰクラッド層１１、アンドープ発
光層１２、p型ＡlＧaＩnＰクラッド層１３、p型ＡlＧa
Ａsコンタクト層１４、p型ＧaＡsコンタクト層１５、電
極１６を順に全面に形成する。次に、フォトリソグラフ
ィーによって、電極１６が図１に示した形状となるよう
に、コンタクト層１４、１５と共に一部除去してパター
ン化する。この後、基板１０の裏面側にも電極１７を形
成する。なおp型ＡlＧaＡsコンタクト層１４は、従来と
異なり電極１６直下にしかなく、電流拡散層としては働
かない。
ＧaＩnＰ系チップの表面３０に設けられている。このチ
ップは、次のようにして作製する。まず、n型ＧaＡs基
板１０の裏面にＭＯＣＶＤ法(有機金属化学気相成長法)
により、n型ＡlＧaＩnＰクラッド層１１、アンドープ発
光層１２、p型ＡlＧaＩnＰクラッド層１３、p型ＡlＧa
Ａsコンタクト層１４、p型ＧaＡsコンタクト層１５、電
極１６を順に全面に形成する。次に、フォトリソグラフ
ィーによって、電極１６が図１に示した形状となるよう
に、コンタクト層１４、１５と共に一部除去してパター
ン化する。この後、基板１０の裏面側にも電極１７を形
成する。なおp型ＡlＧaＡsコンタクト層１４は、従来と
異なり電極１６直下にしかなく、電流拡散層としては働
かない。
【００２１】上述のように、このＡlＧaＩnＰ系ＬＥＤ
は、チップ表面３０を電極１６によって樹枝状に覆って
いるので、電流拡散層を設けなくても、チップの隅々に
まで電流を拡散でき、実質的に電流拡散抵抗を減少させ
ることができる。したがって、電極１６直下での無効な
発光よりも電極１６で覆われていない領域３０aでの発
光を相対的に増大させることができる。したがって、チ
ップ外へ光を出射しやすくなり、外部量子効率を改善す
ることができる。また、電流拡散層を設けていないの
で、短波長の光であっても吸収が生じないようにでき
る。実際に特性測定を行ったところ、発光波長は５７０
nm(黄緑色)で、外部量子効率は、１.５％であった。
は、チップ表面３０を電極１６によって樹枝状に覆って
いるので、電流拡散層を設けなくても、チップの隅々に
まで電流を拡散でき、実質的に電流拡散抵抗を減少させ
ることができる。したがって、電極１６直下での無効な
発光よりも電極１６で覆われていない領域３０aでの発
光を相対的に増大させることができる。したがって、チ
ップ外へ光を出射しやすくなり、外部量子効率を改善す
ることができる。また、電流拡散層を設けていないの
で、短波長の光であっても吸収が生じないようにでき
る。実際に特性測定を行ったところ、発光波長は５７０
nm(黄緑色)で、外部量子効率は、１.５％であった。
【００２２】なお、パッド部１８の位置はチップ表面３
０の中央に限定されるものではなく、周辺部にあっても
よい。
０の中央に限定されるものではなく、周辺部にあっても
よい。
【００２３】また、電極１６のパターン形状は、エッチ
ングによらず、いわゆるマスク蒸着(電極１４と同じ形
状の開口部を有するメタルマスクを用いて蒸着する)に
より形成しても良い。
ングによらず、いわゆるマスク蒸着(電極１４と同じ形
状の開口部を有するメタルマスクを用いて蒸着する)に
より形成しても良い。
【００２４】また、ＬＥＤの材料はＡlＧaＩnＰに限定
されるものでなく、ＡlＧaＡs、ＧaＡsＰ、ＧaＰ、Ａl
ＧaＮ、ＧaＩnＡsＰなどのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、
ＺnＣdＳＳe、ＺnＣdＳeＴeなどのＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体、ＣuＡlＳＳe、ＣuＧaＳＳeなどのカルコパイラ
イト系半導体であってもよい。
されるものでなく、ＡlＧaＡs、ＧaＡsＰ、ＧaＰ、Ａl
ＧaＮ、ＧaＩnＡsＰなどのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、
ＺnＣdＳＳe、ＺnＣdＳeＴeなどのＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体、ＣuＡlＳＳe、ＣuＧaＳＳeなどのカルコパイラ
イト系半導体であってもよい。
【００２５】また、基板材料はＧaＡsに限定されるもの
ではなく、ＧaＰ、ＩnＰ、サファイアなどでも良く、発
光波長に対して不透明であっても透明であってもよい。
基板の導電型はn型でもp型でもよい。
ではなく、ＧaＰ、ＩnＰ、サファイアなどでも良く、発
光波長に対して不透明であっても透明であってもよい。
基板の導電型はn型でもp型でもよい。
【００２６】また、この実施例ではチップ表面３０側に
分岐を有する電極１６を設けたが、発光波長に対し透明
な基板を用いる場合は、基板裏面側の電極１７にも分枝
を設ける。これにより、光出射効率をさらに向上させる
ことができる。
分岐を有する電極１６を設けたが、発光波長に対し透明
な基板を用いる場合は、基板裏面側の電極１７にも分枝
を設ける。これにより、光出射効率をさらに向上させる
ことができる。
【００２７】また、発光層１２界面の接合はダブルヘテ
ロ接合に限定されるものでなく、シングルヘテロ接合、
ホモ接合であってもよい。
ロ接合に限定されるものでなく、シングルヘテロ接合、
ホモ接合であってもよい。
【００２８】また、各半導体層１１,…,１５をＭＯＣＶ
Ｄ法(有機金属化学気相成長法)で形成したが、ＭＢＥ法
(分子線エピタキシ法)、ＶＰＥ法(気相成長法)、ＬＰＥ
法(液相成長法)などで形成してもよい。pn接合は、結晶
成長時に作り込むほか、結晶成長後にドーパントを拡散
して形成してもよい。
Ｄ法(有機金属化学気相成長法)で形成したが、ＭＢＥ法
(分子線エピタキシ法)、ＶＰＥ法(気相成長法)、ＬＰＥ
法(液相成長法)などで形成してもよい。pn接合は、結晶
成長時に作り込むほか、結晶成長後にドーパントを拡散
して形成してもよい。
【００２９】図３,図４は第２実施例のＡlＧaＡs系ＬＥ
Ｄのチップ表面,チップ断面をそれぞれ示している。図
３に示すように、チップ表面６０に設けられた電極４５
は、略円形状のパッド部４８と、このパッド部４８から
直線状に延びる第１次の分枝４９a,４９b、第２次の分
枝５０a,５０b、第３次の分枝５１a,５１b、第４次の分
枝５２a,５２b、第５次の分枝５３a,５３b、第６次の分
枝５４a,５４bを有している。上記各次の分枝は、'Ｈ'
形状の４つの先端に長さが１／２の'Ｈ'を組み合わせる
ことを繰り返したフラクタル形状となっている。この例
では、各次の分枝を正方形のチップの四辺に平行な線で
形成しているので、パターン設計を容易に行うことがで
きる。
Ｄのチップ表面,チップ断面をそれぞれ示している。図
３に示すように、チップ表面６０に設けられた電極４５
は、略円形状のパッド部４８と、このパッド部４８から
直線状に延びる第１次の分枝４９a,４９b、第２次の分
枝５０a,５０b、第３次の分枝５１a,５１b、第４次の分
枝５２a,５２b、第５次の分枝５３a,５３b、第６次の分
枝５４a,５４bを有している。上記各次の分枝は、'Ｈ'
形状の４つの先端に長さが１／２の'Ｈ'を組み合わせる
ことを繰り返したフラクタル形状となっている。この例
では、各次の分枝を正方形のチップの四辺に平行な線で
形成しているので、パターン設計を容易に行うことがで
きる。
【００３０】図４に示すように、上記電極４５は、Ａl
ＧaＡs系チップの表面６０に設けられている。このチッ
プを作製する場合、まず、n型ＧaＡs基板４０上にn型Ａ
lＧaＡs層４１、p型ＡlＧaＡs発光層４２、p型ＡlＧaＡ
s層４３、p型ＧaＡsコンタクト層４４を形成し、続い
て、基板の表面に電極４５、裏面に電極４６を全面に形
成する。そして、コンタクト層４４と電極４５を図３に
示す形状となるように一部エッチングしてパターン化す
る。
ＧaＡs系チップの表面６０に設けられている。このチッ
プを作製する場合、まず、n型ＧaＡs基板４０上にn型Ａ
lＧaＡs層４１、p型ＡlＧaＡs発光層４２、p型ＡlＧaＡ
s層４３、p型ＧaＡsコンタクト層４４を形成し、続い
て、基板の表面に電極４５、裏面に電極４６を全面に形
成する。そして、コンタクト層４４と電極４５を図３に
示す形状となるように一部エッチングしてパターン化す
る。
【００３１】このＡlＧaＡs系ＬＥＤは、チップ表面６
０を電極４５によって樹枝状に覆っているので、第１実
施例と同様に、外部量子効率を改善することができる。
また、電流拡散層を設けていないので、短波長の光であ
っても吸収が生じないようにできる。
０を電極４５によって樹枝状に覆っているので、第１実
施例と同様に、外部量子効率を改善することができる。
また、電流拡散層を設けていないので、短波長の光であ
っても吸収が生じないようにできる。
【００３２】第５図は、第３実施例のＡlＧaＩnＰ系Ｌ
ＥＤのチップ表面を示している。チップ表面７０に設け
られた電極７５は、略円形状のパッド部７８と、第１次
の分枝７９a,７９bと、第２次の分枝８０a,８０b,８０
c,８０d,８０eと、各第２次の分枝８０a,…,８０eから
分岐した第３次の分岐８１a,８１b,８１c,８１d,８１e,
８１f,８１g,８１h,８１iと、各第３次の分枝８１a,…,
８１iから分岐した第４次の分岐８２a,８２b,８２c,８
２dを有している。すなわち、パッド部７８を通るチッ
プ側面７１に平行な直線ＡＢ上に第１次の分枝７９a,７
９bを設け、この第１次の分枝７９a,７９bに垂直に第２
次の分枝８０a,…,８０eを５本設けている。さらに各第
２次の分枝８０a,…,８０eに垂直に第３次の分枝８１a,
…,８１iを９本設けている。なお、この第３次の分枝
は、パッド部７８あるいは第１次の分枝７９a,７９bに
重なる部分では実際には形成していない。さらに、第３
次の分枝８１a,…,８１iに垂直に第４次の分枝８２a,
…,８２dを設けている。上記各次の分枝は特に電流が多
く流れるパッド部７８側の部分を太くしている。この例
は、枝分かれの数が分岐の次数によって異なるため狭義
のフラクタルではないが、設計思想はフラクタル的であ
る。
ＥＤのチップ表面を示している。チップ表面７０に設け
られた電極７５は、略円形状のパッド部７８と、第１次
の分枝７９a,７９bと、第２次の分枝８０a,８０b,８０
c,８０d,８０eと、各第２次の分枝８０a,…,８０eから
分岐した第３次の分岐８１a,８１b,８１c,８１d,８１e,
８１f,８１g,８１h,８１iと、各第３次の分枝８１a,…,
８１iから分岐した第４次の分岐８２a,８２b,８２c,８
２dを有している。すなわち、パッド部７８を通るチッ
プ側面７１に平行な直線ＡＢ上に第１次の分枝７９a,７
９bを設け、この第１次の分枝７９a,７９bに垂直に第２
次の分枝８０a,…,８０eを５本設けている。さらに各第
２次の分枝８０a,…,８０eに垂直に第３次の分枝８１a,
…,８１iを９本設けている。なお、この第３次の分枝
は、パッド部７８あるいは第１次の分枝７９a,７９bに
重なる部分では実際には形成していない。さらに、第３
次の分枝８１a,…,８１iに垂直に第４次の分枝８２a,
…,８２dを設けている。上記各次の分枝は特に電流が多
く流れるパッド部７８側の部分を太くしている。この例
は、枝分かれの数が分岐の次数によって異なるため狭義
のフラクタルではないが、設計思想はフラクタル的であ
る。
【００３３】このＡlＧaＩnＰ系ＬＥＤのチップの内部
構造は第１実施例と同じであり、説明を省略する。この
ＡlＧaＩnＰ系ＬＥＤは、チップ表面７０を電極７５に
よって樹枝状に覆っているので、第１,第２実施例と同
様に外部量子効率を改善することができる。また、電流
拡散層を設けていないので短波長の光であっても吸収が
生じないようにできる。
構造は第１実施例と同じであり、説明を省略する。この
ＡlＧaＩnＰ系ＬＥＤは、チップ表面７０を電極７５に
よって樹枝状に覆っているので、第１,第２実施例と同
様に外部量子効率を改善することができる。また、電流
拡散層を設けていないので短波長の光であっても吸収が
生じないようにできる。
【００３４】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の発
光ダイオードは、チップ表面に設けられた電極が、ワイ
ヤボンディングがなされるパッド部と、このパッド部か
ら線状に延び、先端に向かって枝分かれを繰り返す形状
を持つ枝部とからなり、上記枝部は、上記パッド部に連
なる第１次の分枝と、上記第１次の分枝から分岐した第
２次の分枝と、さらに上記第２次の分枝から分岐した第
３次の分枝を少なくとも有しているので、チップ表面を
各次の分枝によって樹枝状に覆うことができ、電流拡散
抵抗を実質的に減少させることができる。したがって、
電極直下での無効な発光よりも電極で覆われていない領
域での発光を相対的に大きくでき、外部量子効率を改善
することができる。しかも、電流拡散層を省略でき、こ
の結果、短波長の光であっても効率良く出射することが
できる。
光ダイオードは、チップ表面に設けられた電極が、ワイ
ヤボンディングがなされるパッド部と、このパッド部か
ら線状に延び、先端に向かって枝分かれを繰り返す形状
を持つ枝部とからなり、上記枝部は、上記パッド部に連
なる第１次の分枝と、上記第１次の分枝から分岐した第
２次の分枝と、さらに上記第２次の分枝から分岐した第
３次の分枝を少なくとも有しているので、チップ表面を
各次の分枝によって樹枝状に覆うことができ、電流拡散
抵抗を実質的に減少させることができる。したがって、
電極直下での無効な発光よりも電極で覆われていない領
域での発光を相対的に大きくでき、外部量子効率を改善
することができる。しかも、電流拡散層を省略でき、こ
の結果、短波長の光であっても効率良く出射することが
できる。
【００３５】また、上記枝部の各次の分枝の線幅は、次
数が増えるにつれて一定の比率で細くなっている場合、
チップ表面のうち電極直下の面積をあまり増加させるこ
となく、電流拡散抵抗を効果的に減少でき、したがっ
て、さらに外部量子効率を改善できる。しかも、配線抵
抗の増大を抑えることができる上、電極のパターンを容
易に設計することができる。
数が増えるにつれて一定の比率で細くなっている場合、
チップ表面のうち電極直下の面積をあまり増加させるこ
となく、電流拡散抵抗を効果的に減少でき、したがっ
て、さらに外部量子効率を改善できる。しかも、配線抵
抗の増大を抑えることができる上、電極のパターンを容
易に設計することができる。
【００３６】また、上記枝部の各次の分枝の長さは、次
数が増えるにつれて一定の比率で短くなっている場合、
高次の分枝同士が重なるのを避けることができ、チップ
表面の略全域を樹枝状に覆うことができる。しかも、電
極のパターンを容易に設計することができる。
数が増えるにつれて一定の比率で短くなっている場合、
高次の分枝同士が重なるのを避けることができ、チップ
表面の略全域を樹枝状に覆うことができる。しかも、電
極のパターンを容易に設計することができる。
【００３７】また、上記枝部の各次の分枝の間の角度は
０°または９０°になっている場合、同様に、高次の分
枝同士が重なるのを避けることができ、チップ表面の略
全域を樹枝状に覆うことができる。しかも、電極のパタ
ーンを容易に設計することができる。
０°または９０°になっている場合、同様に、高次の分
枝同士が重なるのを避けることができ、チップ表面の略
全域を樹枝状に覆うことができる。しかも、電極のパタ
ーンを容易に設計することができる。
【図１】 この発明の第１実施例のＡlＧaＩnＰ系ＬＥ
Ｄの表面電極パターンを示す図である。
Ｄの表面電極パターンを示す図である。
【図２】 上記ＬＥＤのチップ断面を示す図である。
【図３】 この発明の第２実施例のＡlＧaＡs系ＬＥＤ
の表面電極パターンを示す図である。
の表面電極パターンを示す図である。
【図４】 上記ＬＥＤのチップ断面を示す図である。
【図５】 この発明の第３実施例のＡlＧaＩnＰ系ＬＥ
Ｄの表面電極パターンを示す図である。
Ｄの表面電極パターンを示す図である。
【図６】 従来のＡlＧaＩn系ＬＥＤのチップ断面を示
す図である。
す図である。
【図７】 上記従来のＡlＧaＩnＰ系ＬＥＤの表面電極
パターンを示す図である。
パターンを示す図である。
１０,４０ n型ＧaＡs基板 １１ n型ＡlＧaＩnＰクラッド層 １２ アンドーブ発光層 １３ p型ＡlＧaＩnＰクラッド層 １４ p型ＡlＧaＡsコンタクト層 １５ p型ＧaＡsコンタクト層 １６,１７,４５,４６,７５ 電極 １８,４８,７８ パッド部 １９a,…,１９b,４９a,４９b,７９a,７９b 第
１次の分枝 ２０a,２０b,２０c,５０a,５０b,８０a,…,８０e 第
２次の分枝 ２１a,２１b,２１c,５１a,５１b,８１a,…,８１i 第
３次の分枝 ２２a,２２b,２２c,５２a,５２b,８２a,…,８２d 第
４次の分枝 ３０,６０,７０ チップ表面 ３１,６１,７１ チップ側面 ４１ n型ＡlＧaＡs層 ４２ p型ＡlＧaＡs発光層 ４３ p型ＡlＧaＡs層 ４４ p型ＧaＡsコンタクト層 ５３a,５３b 第５次の分枝 ５４a,５４b 第６次の分枝
１次の分枝 ２０a,２０b,２０c,５０a,５０b,８０a,…,８０e 第
２次の分枝 ２１a,２１b,２１c,５１a,５１b,８１a,…,８１i 第
３次の分枝 ２２a,２２b,２２c,５２a,５２b,８２a,…,８２d 第
４次の分枝 ３０,６０,７０ チップ表面 ３１,６１,７１ チップ側面 ４１ n型ＡlＧaＡs層 ４２ p型ＡlＧaＡs発光層 ４３ p型ＡlＧaＡs層 ４４ p型ＧaＡsコンタクト層 ５３a,５３b 第５次の分枝 ５４a,５４b 第６次の分枝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹岡 忠士 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 山本 修 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 実開 昭58−89956（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−1354（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 33/00
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体チップの表面に電極を有し、上記
チップ表面のうち電極で覆われていない領域からチップ
外へ光を出射する発光ダイオードにおいて、 上記電極は、略円形状をなすパッド部と、上記パッド部
から線状に延びる第１次の分枝と、上記第１次の分枝か
ら分岐して線状に延びる第２次の分枝と、さらに上記第
２次の分枝から分岐して線状に延びる第３次の分岐を少
なくとも有し、 上記各次の分枝の線幅は、次数が増えるにつれて細くな
っている ことを特徴とする発光ダイオード。 - 【請求項２】 上記各次の分枝の長さは、次数が増える
につれて一定の比率で短くなっていることを特徴とする
請求項１に記載の発光ダイオード。 - 【請求項３】 上記一定の比率は１／２である請求項２
に記載の発光ダイオード。 - 【請求項４】 上記各同次数の分枝の１つ低次の分枝に
対する角度は０゜または９０゜になっていることを特徴
とする請求項２乃至請求項３のいずれかに記載の発光ダ
イオード。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30907191A JP2834922B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 発光ダイオード |
| US07/980,666 US5309001A (en) | 1991-11-25 | 1992-11-24 | Light-emitting diode having a surface electrode of a tree-like form |
| DE69232411T DE69232411T2 (de) | 1991-11-25 | 1992-11-25 | Lichtemittierende Diode mit baumartiger Oberflächenelektrode |
| DE69226848T DE69226848T2 (de) | 1991-11-25 | 1992-11-25 | Lichtemittierende Diode mit verästelter Oberflächenelektrode |
| EP97102514A EP0778625B1 (en) | 1991-11-25 | 1992-11-25 | Light-emitting diode having a surface electrode of a tree like form |
| EP92310770A EP0544512B1 (en) | 1991-11-25 | 1992-11-25 | Light-emitting diode having a surface electrode of a tree-like form |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30907191A JP2834922B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 発光ダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05145119A JPH05145119A (ja) | 1993-06-11 |
| JP2834922B2 true JP2834922B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=17988535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30907191A Expired - Fee Related JP2834922B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | 発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2834922B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4754711B2 (ja) * | 2000-06-21 | 2011-08-24 | 昭和電工株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物半導体発光ダイオード、発光ダイオードランプ、光源、ｉｉｉ族窒化物半導体発光ダイオード用電極およびその製造方法 |
| JP4055503B2 (ja) | 2001-07-24 | 2008-03-05 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体発光素子 |
| JP3674613B2 (ja) * | 2002-10-28 | 2005-07-20 | 松下電工株式会社 | 半導体発光素子 |
| WO2005018008A1 (ja) | 2003-08-19 | 2005-02-24 | Nichia Corporation | 半導体素子 |
| JP2007324411A (ja) * | 2006-06-01 | 2007-12-13 | Toshiba Corp | 半導体発光素子及びその製造方法、並びに半導体発光素子を用いた照明装置 |
| JP5110897B2 (ja) * | 2007-02-07 | 2012-12-26 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
| JP5236924B2 (ja) | 2007-10-11 | 2013-07-17 | ローム株式会社 | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| KR101020910B1 (ko) * | 2008-12-24 | 2011-03-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
| JP5560674B2 (ja) * | 2009-11-27 | 2014-07-30 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体発光素子 |
| GB2482110B (en) * | 2010-07-05 | 2014-08-27 | Cambridge Display Tech Ltd | Lighting elements |
| JP5736930B2 (ja) * | 2011-04-19 | 2015-06-17 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体発光素子 |
| TWI447952B (zh) * | 2011-08-22 | 2014-08-01 | Lextar Electronics Corp | 發光二極體裝置的製造方法及發光半導體結構 |
| JP5961377B2 (ja) | 2011-12-21 | 2016-08-02 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| JP2014220536A (ja) * | 2014-08-27 | 2014-11-20 | ローム株式会社 | 半導体発光素子 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5889956U (ja) * | 1981-12-11 | 1983-06-17 | 三洋電機株式会社 | 発光ダイオ−ド素子 |
| JPS631354U (ja) * | 1986-06-19 | 1988-01-07 |
-
1991
- 1991-11-25 JP JP30907191A patent/JP2834922B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05145119A (ja) | 1993-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5153889A (en) | Semiconductor light emitting device | |
| JP2834922B2 (ja) | 発光ダイオード | |
| US7247985B2 (en) | Semiconductor light-emitting device having annular shape light emitting region and current blocking layer | |
| US10756960B2 (en) | Light-emitting device | |
| US6246078B1 (en) | Semiconductor light emitting element | |
| JP2008282851A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP3027095B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH07176788A (ja) | 発光ダイオード | |
| JP2005136443A (ja) | 発光ダイオード | |
| JPH04229665A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP2786375B2 (ja) | 発光ダイオード | |
| JP2837580B2 (ja) | 発光ダイオード | |
| US7154127B2 (en) | Semiconductor light emitting device | |
| US6278139B1 (en) | Semiconductor light-emitting diode | |
| JP3625088B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2001308379A (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 | |
| JP2898847B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP3240099B2 (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 | |
| JPH0682862B2 (ja) | 発光ダイオード | |
| JP3606545B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2002151733A (ja) | 発光ダイオードおよびその製造方法 | |
| JPH08148716A (ja) | 半導体発光素子とその製造方法 | |
| US20230120369A1 (en) | Radiation-Emitting Semiconductor Body and Method for Producing Same | |
| JP3253267B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH04259263A (ja) | 半導体発光素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071002 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081002 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091002 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091002 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101002 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111002 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |