JP3257286B2 - Method of manufacturing a light emitting diode - Google Patents

Method of manufacturing a light emitting diode

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【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高発光出力で高信頼性の発光ダイオード(LED)の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a high emission output in high reliability light emitting diode (LED).

【0002】 [0002]

【従来の技術】LED特性の中で、発光出力は最も重要な特性である。 Among the Related Art LED characteristics, light output is the most important property. このため、LEDの発光出力の向上は、 Therefore, improvement in luminous output of the LED,
LED製造メーカ各社により力を入れて開発が進められている。 Development of an emphasis by the LED manufacturer companies has been promoted.

【0003】例えば、AlGaAs系のLEDを例に取ると、シングルヘテロ構造からダブヘテロ構造による内部量子効率の向上による高出力化が進められた。 [0003] For example, taking the LED of AlGaAs system as an example, high output by improving the internal quantum efficiency of single hetero structure by Dabuhetero structure is advanced. またG The G
aAs基板上に発光層を形成した従来のダブルヘテロ構造から、裏面側のGaAs基板を除去した裏面反射型構造にすることにより、光取出し効率を向上させ、高出力化が図られた。 From conventional double heterostructure to form a light-emitting layer aAs substrate, by the back surface reflection type structure obtained by removing the rear surface side of the GaAs substrate, thereby improving the light extraction efficiency, higher output is achieved. これまで、この裏面反射型LEDが最も高い発光出力が得られるLEDであったが、基板を除去するために必要となる厚いエピタキシャル層を成長させることが難しかった。 Previously, the back surface reflection type LED was highest LED light emission output can be obtained, it is difficult to grow a thick epitaxial layer is required to remove the substrate.

【0004】これに対して、GaAs基板と発光層との間に空洞部を設け、発光層と空洞部の界面で光を反射させることにより、高出力化を図った界面反射型LEDが開発されている(例えば、特許願平5−160610号明細書)。 [0004] In contrast, a cavity is provided between the GaAs substrate and the light emitting layer by reflecting the light at the interface between the light-emitting layer and the cavity portion, interfacial reflection type LED which attained high output have been developed and have (e.g., Patent Gantaira 5-160610). これは、表面に多数のメサ部を形成してGa This forms a large number of mesa portion on the surface Ga
As基板に凹凸を形成し、そのGaAs基板の凹部を犠牲層となるAlGaAs層で埋め、このAlGaAs層を含むGaAs基板上にエピタキシャルからなる発光層を形成し、凹部を埋めた犠牲層となるAlGaAs層をエッチング除去して空洞部を形成し、空洞部とエピタキシャル層との界面で光を反射させるようにしたものである。 By forming a concave-convex As substrate, AlGaAs that the recess of the GaAs substrate filled with AlGaAs layer serving as the sacrificial layer, to form a light emitting layer made of epitaxially on a GaAs substrate comprising the AlGaAs layer, a sacrificial layer filling the recess the layers are removed by etching to form a cavity, in which so as to reflect light at the interface between the cavity and the epitaxial layer. この界面反射型LEDは、裏面反射型LEDに比べて、発光出力が高く、面内均一性が良く、製作が容易であり、高速高出力が両立できる等多くの長所を有している。 The interface reflection type LED, as compared to the back surface reflection type LED, high light emission output, good in-plane uniformity, manufacture is easy, fast and high output has many advantages such as compatible.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した界面反射型LEDを製作する当たっては次のような問題があった。 [0008] However, the hit fabricating a surface reflection type LED described above has the following problems.

【0006】(1)犠牲層の部分のみを有効にエッチングすることは非常に難しい。 [0006] (1) It is very difficult only to effectively etch the portions of the sacrificial layer. 例えば、アンドープ型で犠牲層を成長させた場合、犠牲層は実際にはドーパント拡散によりp型となってしまう。 For example, when growing the sacrificial layer in the undoped, the sacrificial layer becomes actually p-type by dopant diffusion. 犠牲層が高混晶のAlG AlG sacrificial layer of high mixed crystal
aAsの場合、これをエッチング除去するためにフッ酸の希薄溶液が用いられるが、p型犠牲層はエッチングされにくいので、犠牲層のみでなく、その周囲も多少エッチングされてしまう。 For GaAs, although dilute solutions of hydrofluoric acid is used to this etching is removed, the p-type sacrificial layer is difficult to etch, the sacrificial layer not only, will be slightly etched also its surroundings. このため、エッチング後の空洞部形状を精度高く形成することが難しかった。 Therefore, it is difficult to accurately form the cavity shape after etching.

【0007】特に、発光層を形成するエピタキシャル層のAlAs混晶比が高いことが必要とされる赤色LED [0007] In particular, a red LED that it is required AlAs mixed crystal ratio of an epitaxial layer for forming the light emitting layer is high
等の場合は、発光層を構成するクラッド層やウィンドウ層のエッチング量が問題となってくるが、犠牲層以外もエッチングされてしまうため、設計通りのエッチングができず、十分高い発光出力を引き出すことができなかった。 If equal, the etching amount of the cladding layer and the window layer constituting the light emitting layer becomes a problem, but since the non-sacrificial layer is also etched, can not etched as designed, elicit a sufficiently high light emission output it could not be.

【0008】(2)一方、犠牲層を全部除去して構成される界面反射型LEDは、前記のように発光出力は高いが、信頼性に問題があった。 [0008] (2) On the other hand, the interface reflection type LED configured to remove all of the sacrificial layer, wherein at high light emission output as, there is a problem in reliability. 特に、屋外用として用いた場合に行われる低温信頼性試験において、大きな発光出力の低下を生じていた。 In particular, at low temperatures reliability test performed when used as outdoor, arose a large decrease in light emission output.

【0009】(3)また、界面反射型LEDは、基板と発光層のエピタキシャル層とがメサ部でつながっているだけなので、発光層で生じた熱の逃げが悪い。 [0009] (3) Further, the interface reflection type LED, since only the epitaxial layer of the substrate and the light emitting layer are connected in the mesa portion, poor escape of heat generated in the light emitting layer. そのため、電流を増やして行くと順方向電圧の増加や、応答速度の低下を惹き起こしていた。 Therefore, an increase or a forward voltage when going by increasing the current, have sparked a decrease in response speed.

【0010】本発明の目的は、界面反射型LEDにおいて、犠牲層を除去する際、この犠牲層のエッチング量が他の層のエッチング量に比べ大きな割合でエッチングできるようにすることによって、上述した従来技術の欠点を解消して、他の層に影響を与えることなく、犠牲層のみを有効にエッチング除去することができる高出力のL An object of the present invention, the interface reflection type LED, when removing the sacrificial layer by etching of the sacrificial layer is to be etched in a large proportion compared to the amount of etching of the other layers, the above-described to eliminate the disadvantages of the prior art, without affecting the other layers, high-power can be effectively etched away only sacrificial layer L
EDの製造方法を提供することにある。 And to provide a manufacturing method of ED.

【0011】また、本発明の目的は、高発光出力と高信頼性とを同時に満足することができるLEDを提供することにある。 [0011] Another object of the present invention is to provide an LED capable of satisfying the high light output and high reliability at the same time.

【0012】また、本発明の目的は、熱の放散を良好にすることによって、電流を増やしても、順方向電圧の増加や、応答速度の低下をきたさないLEDの製造方法を提供することにある。 It is also an object of the present invention, by improving the heat dissipation, increasing the current, the increase and the forward voltage, to provide a method for making the LED does not cause a decrease in response speed is there.

【0013】 [0013]

【課題を解決するための手段】まず、犠牲層のみを有効にエッチング除去するという目的を達成するために、本発明は、界面反射型LEDにおいて、基板と発光層となるエピタキシャル層の間に成長させた犠牲層の型をn型にしたものである。 First SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the object of effectively etching away only the sacrificial layer, the present invention provides a surface reflection type LED, grown between the epitaxial layer formed between the substrate and the light emitting layer the type of sacrificial layers is is obtained by the n-type.

【0014】すなわち、本発明のLEDの製造方法は、 [0014] That is, the manufacturing method of the LED of the present invention,
半導体基板の表面に形成した複数の凹部を犠牲層となる半導体層で埋め、該半導体層を含む基板上に発光層を形成し、上記凹部を埋めた犠牲層となる半導体層をエッチング除去して空洞部を形成し、該空洞部と上記発光層との界面で光を反射させるようにした発光ダイオードの製造方法において、上記凹部を埋める半導体層の導電型をn型としたものである。 Filled with the semiconductor layer serving as the sacrificial layer a plurality of recesses formed in the surface of the semiconductor substrate, forming a light emitting layer on the substrate including the semiconductor layer, a semiconductor layer serving as the sacrificial layer which fills the recess is etched away to form a cavity, in the manufacturing method of the light emitting diode so as to reflect light at the interface between the cavity portion and the light emitting layer, in which the conductivity type of the semiconductor layer that fills the recess is n-type.

【0015】また、本発明のLEDの製造方法は、p型GaAs基板の表面に形成した複数の凹部を犠牲層となる高AlAs混晶比のAlGaAs層で埋め、該AlG [0015] The manufacturing method of the LED of the present invention is filled with AlGaAs layer of high AlAs mixed crystal ratio as the sacrificial layer a plurality of recesses formed in the surface of the p-type GaAs substrate, said AlG
aAs層を含むGaAs基板上に、GaAsまたはAl On a GaAs substrate comprising aAs layer, GaAs or Al
GaAsからなるホモ接合、シングルヘテロ接合またはダブルヘテロ接合の発光層を形成し、上記凹部を埋めた犠牲層となる高AlAs混晶比のAlGaAs層を除去して空洞部を形成し、該空洞部と上記発光層との界面で光を反射させるようにした発光ダイオードの製造方法において、上記凹部を埋める高AlAs混晶比のAlGa Homozygous consisting GaAs, to form a light emitting layer of the single heterojunction or double heterojunction to form a cavity by removing the AlGaAs layer of high AlAs mixed crystal ratio as the sacrificial layer which fills the recess, the cavity portion AlGa a method of manufacturing a light emitting diode so as to reflect light at the interface between the light emitting layer, a high AlAs mixed crystal ratio to fill the recess
As層の導電型をn型としたものである。 The conductivity type of the As layer is obtained by the n-type.

【0016】次に、高発光出力と高信頼性とを同時に満足させ、さらに熱放散を良好にするという目的を達成するために、本発明は、界面反射型LEDにおいて、基板と発光層となるエピタキシャル層の間に成長させた犠牲層の導電型を基板と反対の導電型にすると共に、その犠牲層を全部除去するのではなく、部分的に残すようにしたものである。 Next, to satisfy the high light output and high reliability at the same time, in order to achieve the object of further improving the heat dissipation, the present invention provides a surface reflection type LED, the substrate and the light emitting layer the conductivity type of the sacrificial layer grown between the epitaxial layer as well as the conductivity type opposite to that of the substrate, rather than removing the sacrificial layer whole is obtained by such partially left.

【0017】すなわち、本発明のLEDの製造方法は、 [0017] That is, the manufacturing method of the LED of the present invention,
半導体基板の表面に形成した複数の凹部を犠牲層となる半導体層で埋め、該半導体層を含む基板上に発光層を形成し、上記凹部を埋めた犠牲層となる半導体層をエッチング除去して空洞部を形成し、該空洞部と上記発光層との界面で光を反射させるようにした発光ダイオードの製造方法において、上記凹部を埋める半導体層の導電型を上記半導体基板と反対の導電型とし、上記凹部を埋める犠牲層となる半導体層を部分的に残存させたものである。 Filled with the semiconductor layer serving as the sacrificial layer a plurality of recesses formed in the surface of the semiconductor substrate, forming a light emitting layer on the substrate including the semiconductor layer, a semiconductor layer serving as the sacrificial layer which fills the recess is etched away to form a cavity, in the manufacturing method of the light emitting diode so as to reflect light at the interface between the cavity portion and the light emitting layer, the conductivity type of the semiconductor layer to fill the recess and the opposite conductivity type as that of the above-mentioned semiconductor substrate are those partially leave the semiconductor layer serving as the sacrificial layer to fill the recess.

【0018】また、本発明のLEDの製造方法は、半導体基板の表面に形成した複数の凹部を犠牲層となる半導体層で埋め、該半導体層を含む基板上に発光層を形成したエピタキシャルウェハを形成し、このウェハの表面に部分電極を、裏面に全面電極をそれぞれ形成し、上記凹部を埋めた犠牲層となる半導体層を除去して空洞部を形成し、該空洞部と上記発光層との界面で光を反射させるようにした発光ダイオードの製造方法において、上記凹部を埋める犠牲層となる半導体層の導電型をn型とし、 Further, LED production method of the present invention is filled with the semiconductor layer serving as the sacrificial layer a plurality of recesses formed in the surface of the semiconductor substrate, the epitaxial wafer to form a light-emitting layer on a substrate comprising said semiconductor layer formed, a partial electrode on the surface of the wafer, the entire surface of the electrode are respectively formed on the rear surface, by removing the semiconductor layer serving as the sacrificial layer which fills the recess to form a cavity, and the cavity portion and the light emitting layer in the method for manufacturing a light emitting diode so as to reflect light at the interface, the conductivity type of the semiconductor layer serving as the sacrificial layer to fill the recess with an n-type,
上記凹部を埋める犠牲層となる半導体層を除去する際に、該半導体層を部分的に残存させ、その残存領域の直径を上記部分電極の50%から150%としたものである。 In removing the semiconductor layer to be a sacrificial layer to fill the recess, the semiconductor layer partially remains, the diameter of the remaining area is obtained by 150% from 50% of the partial electrodes.

【0019】また、本発明のLEDの製造方法は、p型GaAs基板の表面に形成した複数の凹部を犠牲層となる高AlAs混晶比のAlGaAs層で埋め、該AlG [0019] The manufacturing method of the LED of the present invention is filled with AlGaAs layer of high AlAs mixed crystal ratio as the sacrificial layer a plurality of recesses formed in the surface of the p-type GaAs substrate, said AlG
aAs層を含むGaAs基板上に、GaAsまたはAl On a GaAs substrate comprising aAs layer, GaAs or Al
GaAsからなるホモ接合、シングルヘテロ接合またはダブルヘテロ接合の発光層を形成してエピタキシャルウェハを形成し、このウェハの表面に部分電極を、裏面に全面電極をそれぞれ形成し、上記凹部を埋めた犠牲層となる高AlAs混晶比のAlGaAs層を除去して空洞部を形成し、該空洞部と上記発光層との界面で光を反射させるようにした発光ダイオードの製造方法において、 Homozygous consisting GaAs, the epitaxial wafer is formed by forming a light emitting layer of the single heterojunction or double heterojunction, the partial electrodes on the surface of the wafer, the entire surface of the electrode are respectively formed on the rear surface, it was buried the recess sacrifice by removing the AlGaAs layer of high AlAs mixed crystal ratio as the layer to form a cavity, in the manufacturing method of the light emitting diode so as to reflect light at the interface between the cavity portion and the light emitting layer,
上記凹部を埋める犠牲層となる高AlAs混晶比のAl Al high AlAs mixed crystal ratio as the sacrificial layer to fill the recess
GaAs層の導電型をn型とし、上記凹部を埋める犠牲層となる高AlAs混晶比のAlGaAs層を部分的に残存させ、その残存領域の直径を上記部分電極の50% The conductivity type of the GaAs layer is n-type, the AlGaAs layer of high AlAs mixed crystal ratio as the sacrificial layer to fill the recess partially be left 50% of the partial electrodes the diameter of the remaining region
から150%としたものである。 From one in which was 150%. なお、この発明のLE Incidentally, LE of the invention
Dの製造方法において、p型とn型を反対としてもよい。 In the manufacturing method of D, and p-type and n-type may be reversed.

【0020】上述した高AlAs混晶比のAlGaAs [0020] of high AlAs mixed crystal ratio of the above-described AlGaAs
犠牲層の導電型をn型とするn型ドーパントは、Te、 n-type dopant to a conductivity type of the sacrificial layer and the n-type, Te,
Sn、S、またはSeであることが好ましい。 Sn, it is preferably S or Se,. なお、エピタキシャル層の成長方法は、液相エピタキシャル成長法、気相成長法、有機金属気相成長法を問わない。 It should be noted that the method of growing the epitaxial layer may be either a liquid phase epitaxial growth method, a vapor deposition method, a metal organic chemical vapor deposition method.

【0021】 [0021]

【作用】本発明において、犠牲層をn型にすると、他の層のエッチングを最小限に抑えた状態で、犠牲層のみを有効に除去できる。 [Action] In the present invention, when the sacrificial layer to n-type, while minimizing etching of the other layers, can effectively remove only the sacrifice layer. したがって、精度の高い形状加工が可能となり、設計通りのLED製作ができるから、高出力化を引き出すことができる。 Therefore, it is possible to highly accurate shape processing, because it is LED manufactured as designed, it is possible to draw a high output. また、n型の犠牲層を形成するには、犠牲層の成長溶液にn型ドーパントを入れるだけでよく、工数の増加を伴わないから製造が容易である。 To form an n-type sacrificial layer of, the growth solution of the sacrificial layer need only add n-type dopant, it is easy to manufacture because without increase in man-hours.

【0022】ところで、犠牲層を全て除去すると信頼性に問題がある。 [0022] By the way, there is a problem with the reliability and all the sacrificial layer is removed. そこで、他の発明では、犠牲層を全て除去するのではなく、部分的に残存させるようにする。 Accordingly, in another aspect of the present invention, rather than removing all the sacrificial layer, so as to partially remain. このようにすると信頼性を向上させることができる。 It is possible to improve the reliability and thus to.

【0023】犠牲層を部分的に残存させるには、エッチングを途中で止めればよい。 [0023] The sacrificial layer is partially left may be stopped etching halfway. 犠牲層をエッチングする時、犠牲層は周囲から中央に向かってエッチング除去されていく。 When etching the sacrificial layer, the sacrificial layer is gradually etched away from the periphery towards the center. このため、エッチングを途中で止めれば、犠牲層は中央部付近に残される。 Therefore, you can stop the etching at the middle, the sacrificial layer is left in the vicinity of the center portion.

【0024】しかし、この残存した犠牲層に電流が流れてしまっては、発光部が部分電極直下になって光が遮られるため、光取り出し効率を高くすることはできない。 [0024] However, the gone current flows to the remaining sacrificial layer, since the light emitting portion of light becomes a portion beneath the electrode is blocked, it is not possible to increase the light extraction efficiency.
そこで、犠牲層の導電型を、基板の導電型と逆の導電型にして、犠牲層に電流が流れないようにする。 Therefore, the conductivity type of the sacrificial layer, and the conductivity type opposite to conductivity type of the substrate, so that no current flows through the sacrificial layer. このようにすると、犠牲層を通して電流が部分電極直下に集中するのを防止することができ、電流を分散させることができる。 In this way, the current through the sacrificial layer can be prevented from concentrating in a portion beneath the electrode, it is possible to disperse the current. これにより発光出力を高く保持したままで、信頼性の高いLEDを得ることができる。 Thus while maintaining a high light emission output, it is possible to obtain a highly reliable LED.

【0025】また、犠牲層を部分的に残存させると、発光層のエピタキシャル層は犠牲層ともつながるようになるので、発光層で生じた熱の逃げが良くなる。 Further, when partially to leave the sacrificial layer, the epitaxial layer of the light emitting layer since such leads the sacrificial layer, escape of heat generated in the light emitting layer is improved.

【0026】 [0026]

【実施例】以下、本発明のLEDの実施例を図面を用いて説明する。 EXAMPLES Hereinafter, with reference to the accompanying drawings embodiments of the LED of the present invention.

【0027】(実施例1)図1〜図3を用いて犠牲層の導電型をn型とする実施例1を説明する。 [0027] (Example 1) Example 1, n-type describing the conductivity type of the sacrificial layer with reference to FIGS. 図1は、本実施例による発光波長660nmの高輝度赤色LED用エピタキシャルウェハの犠牲層除去前の断面構造図である。 Figure 1 is a cross-sectional view of a prior sacrificial layer removal of high-brightness red LED epitaxial wafer with an emission wavelength of 660nm according to the present embodiment.

【0028】このエピタキシャルウェハの構造は、次のようになっている。 [0028] The structure of the epitaxial wafer, is as follows. p型GaAs基板5上にマトリックス状に多数のメサ部6を形成して、基板表面に多数の凹凸部を形成する。 Forming a plurality of mesa portions 6 in a matrix form on the p-type GaAs substrate 5, to form a plurality of uneven portions on the substrate surface. この凹凸部を形成したp型GaAs基板5上の凹部に、高AlAs混晶比のn型AlGaAs The recess on the p-type GaAs substrate 5 formed with the uneven portion, n-type AlGaAs high AlAs mixed crystal ratio
の犠牲層4が埋め込まれる。 The sacrificial layer 4 is embedded in. この犠牲層4を含む基板5 Substrate 5 including the sacrificial layer 4
上に、pn接合を有する発光層が形成される。 Above, the light-emitting layer having a pn junction is formed. 発光層は、p型AlGaAsクラッド層3、p型AlGaAs The light-emitting layer, p-type AlGaAs cladding layer 3, p-type AlGaAs
活性層2及びn型AlGaAsクラッド層1から構成され、ダブルヘテロ構造となっている。 Is constituted from the active layer 2 and the n-type AlGaAs cladding layer 1, it has a double heterostructure.

【0029】次に、このエピタキシャルウェハの製造方法について説明する。 [0029] Next, description will be given of a manufacturing method of the epitaxial wafer. 製造方法には、AlGaAs系のLEDの製作に広く用いられている液相エピタキシャル法を用い、その液相エピタキシャル法の中で、徐冷法の一種であるスライドボート法を用いた。 The manufacturing method, using a liquid phase epitaxial method has been widely used in the fabrication of AlGaAs system LED, in the liquid phase epitaxial method, using a slide boat method which is a kind of slow cooling process.

【0030】先ずp型GaAs基板5としては、厚さが350μm、キャリア濃度が2×10 19 cm -3のものを用いた。 Examples of the first p-type GaAs substrate 5 has a thickness of 350 .mu.m, the carrier concentration was used for 2 × 10 19 cm -3. このGaAs基板5に、ホトリソグラフィとエッチングを施してメサ部6を形成した。 This GaAs substrate 5, to form a mesa portion 6 is subjected to photolithography and etching. メサ部6の大きさは、直径が15μmで、高さが10μm、相隣るメサ部の中心間の間隔が40μmになるようにマトリックス状に形成した。 The size of the mesa portion 6, a diameter of 15 [mu] m, height 10 [mu] m, distance between the centers of Aitonaru mesa portion is formed in a matrix so that the 40 [mu] m.

【0031】このメサ部6を表面に形成したp型GaA The p-type GaA forming the mesa portion 6 on the surface
s基板5を、スライドボートの基板ホルダにセットした。 A s substrate 5, was set on the substrate holder of the slide boat. スライドボートには4つの溶液溜がある。 The slide boat there are four solutions reservoir. 先ず第1 First, the first
溶液溜には、n型犠牲層成長用として金属Ga、金属A The solution reservoir, metal Ga, metal A for the n-type sacrificial layer growth
l、GaAs多結晶、ドーパントとして金属Teをセットした。 l, GaAs polycrystalline, and set the metal Te as a dopant. 第2溶液溜には、p型クラッド層成長用として金属Ga、金属Al、GaAs多結晶、ドーパントとしして金属Mgをセットした。 The second solution reservoir, the metal Ga as a p-type cladding layer growing, metal Al, GaAs polycrystal, dopant and then to set the metal Mg. 第3溶液溜には、p型活性層成長用として金属Ga、金属Al、GaAs多結晶、 The third solution reservoir, metal Ga, metal Al as a p-type active layer growth, GaAs polycrystal,
ドーパントとして金属Mgをセットした。 And set the metal Mg as a dopant. そして、第4 The fourth
溶液溜には、n型クラッド層成長用として金属Ga、金属Al、GaAs多結晶、ドーパントとして金属Teをセットした。 The solution reservoirs, metal Ga as a n-type cladding layer growing, metal Al, GaAs polycrystal was set metal Te as a dopant.

【0032】ここで、第2から第4の溶液の組成は、従来のDH構造赤色LEDの成長に用いたのと同じ配合である。 [0032] Here, the composition of the second to fourth solution is the same formulation as that used for the growth of conventional DH structure red LED. 第1溶液溜の配合は、高混晶のAlGaAs層を成長させるためのAlを余分に添加した。 Formulation of the first solution reservoir was added extra of Al to grow AlGaAs layer with high mixed crystal. 多結晶のGa Polycrystalline Ga
Asは大目で構わない。 As it does not matter at tolerated. また、TeはGa:1gに対して0.05mgとした。 In addition, Te is Ga: was 0.05mg against 1g.

【0033】さて、原料をセットしたスライドボートを反応管内にセットし、反応管内を水素ガスに置換後成長温度まで昇温した。 [0033] Now, the slide boat equipped with a raw material was set in the reaction tube, the reaction tube was heated to substitution after the growth temperature to the hydrogen gas. そして成長開始温度で約3時間保持後、徐冷を開始した。 And after about 3 hours holding at a growth initiation temperature, it was started gradually cooled. 徐冷を開始したら、GaAs基板をセットした基板ホルダをスライドさせ、GaAs基板を第1溶液溜の成長溶液と接触させた。 After starting the slow cooling, slide the substrate holder equipped with a GaAs substrate, and the GaAs substrate is contacted with the first solution reservoir of growth solution. この接触によりGaAs基板の凹部に、高混晶(AlAs混晶比0. The recess of the GaAs substrate by this contact, high mixed crystal (AlAs mixed crystal ratio of 0.
9)のn型AlGaAs犠牲層を成長させた。 The n-type AlGaAs sacrificial layer 9) was grown. 約2μm About 2μm
成長したら、基板ホルダをスライドさせ、基板を第2溶液溜の成長溶液と接触させ、p型AlGaAsクラッド層を成長させた。 After growth, the substrate holder by sliding the substrate is contacted with a second solution reservoir of growth solution, it was grown p-type AlGaAs cladding layer.

【0034】なお、凹部の深さ10μmに対して犠牲層の2μmという厚さは理論上不合理であるように見えるが、実際、犠牲層成長中にメサ部の凹部の成長と凸部の溶解が同時進行し、凹部には2μm成長、凸部は7μm [0034] Although the thickness of 2μm sacrificial layer relative to the depth 10μm recess appears to be theoretically unreasonable, in fact, dissolution of the growth and the convex portion of the concave portion of the mesa portion in the sacrificial layer growth There proceed simultaneously, it is in recess 2μm growth, projections 7μm
溶解が起こり、成長終了後にはかなり平坦になるため問題はない。 Dissolution occurs, there is no problem to become a fairly flat after completion of growth.

【0035】p型AlGaAsクラッド層は、AlAs [0035] p-type AlGaAs cladding layer, AlAs
混晶比0.6であり、キャリア濃度は5×10 17 cm -3 A mixed crystal ratio 0.6, the carrier concentration of 5 × 10 17 cm -3,
厚さ30μmである。 A thickness of 30μm. クラッド層が成長したら、更に、 When the cladding layer is grown, further,
基板ホルダ移動させ、p型AlGaAsの活性層を成長させる。 Moving the substrate holder is grown an active layer of a p-type AlGaAs. p型AlGaAs層は、AlAs混晶比が0. p-type AlGaAs layer, AlAs mixed crystal ratio of 0.
35、キャリア濃度が9×10 17 cm -3で、厚さが1μm 35, the carrier concentration of 9 × 10 17 cm -3, thickness of 1μm
である。 It is. 活性層が成長したら、基板ホルダを更に移動し、n型AlGaAsのクラッド層を成長させた。 When the active layer is grown, further moving the substrate holder was grown cladding layer of n-type AlGaAs. n型AlGaAs層は、AlAs混晶比が0.6、表面のキャリア濃度が1×10 18 cm -3 、膜厚が40μmである。 n-type AlGaAs layer, AlAs mixed crystal ratio is 0.6, the carrier concentration of the surface 1 × 10 18 cm -3, film thickness of 40 [mu] m.
n型クラッド層の成長が終了したら、さらに基板ホルダを移動させ、成長溶液とエピタキシャルウェハを分離する。 After growth of the n-type cladding layer is completed, and further moving the substrate holder, to separate the growth solution and the epitaxial wafer. 分離が終了したら、エピタキシャル炉のヒータを切り、急冷を開始した。 When the separation is complete, turn off the heater of the epitaxial reactor, it was started quenching.

【0036】冷却したエピタキシャルウェハを炉から取り出し、ウェハ表面に直径150μmの円形のAuGe [0036] The cooled epitaxial wafer taken out from the furnace, circular AuGe diameter 150μm on the wafer surface
/Ni/Au電極を、縦横350μm間隔でマトリックス状に形成した。 / A Ni / Au electrodes were formed in a matrix in vertical and horizontal 350μm intervals. また、ウェハ裏面には、AuZnの全面電極を形成した。 Further, on the back wafer was formed on the entire surface electrodes of AuZn. 次に、チップ化するために、ちょうど表面円形電極7が中央に位置するように、円形電極7 Next, in order to chips, just as the surface circular electrode 7 is positioned at the center, circular electrode 7
の周りの縦と横にダイサーにより分離溝を形成した。 To form a separation groove by the vertical and horizontal Dicer around. 溝の形成深さは100μmである。 Formation depth of the groove is 100 [mu] m. この溝付きエピタキシャルウェハにH 2 SO 4系のエッチング処理を施し、ダイサーによる溝破断面をエッチングにより除去した。 Subjected to an etching treatment of H 2 SO 4 system this grooved epitaxial wafer, the groove fracture surface by Dicer was removed by etching. 表面からみたときチップのサイズは300μm×300μ The size of the chip when viewed from the surface is 300μm × 300μ
mである。 A m.

【0037】このエピタキシャルウェハをフッ酸の希薄溶液(体積比1%)に1時間浸漬させる。 [0037] The epitaxial wafer is immersed for one hour in a dilute solution of hydrofluoric acid (volume ratio of 1%). この浸漬条件はn型犠牲層4を全てエッチング除去するに十分な時間である。 The immersion conditions are all n-type sacrificial layer 4 is a time sufficient to etch away. この浸漬処理により、GaAs基板5の凹部に成長させた高混晶のn型AlGaAs犠牲層4をエッチングにより除去した。 This dipping process, the n-type AlGaAs sacrificial layer 4 of high mixed crystal grown in the recess of the GaAs substrate 5 is removed by etching. このように犠牲層4を除去したエピタキシャルウェハを図2に示す。 It shows thus the epitaxial wafer obtained by removing the sacrificial layer 4 in FIG.

【0038】その後、溝の中央をフルカットしてエピタキシャルウェハを分離し、チップにした。 [0038] Then, the epitaxial wafer separated by full cut the center of the groove, and the chip. このチップを、ダイボンディングによりステムに固定し、ワイヤボンディングにより配線し、樹脂モールドして界面反射型LEDを製作した。 The chip stem fixed by die bonding, wire by wire bonding, to fabricate a surface reflection type LED by resin molding.

【0039】この製作したLEDの特性を積分球を用いて測定したところ、順方向電流20mA時で、8mWの高出力が得られた。 [0039] When the characteristics of the fabricated an LED was measured using an integrating sphere, in the forward current 20 mA, high output 8mW was obtained. この輝度は、赤色LEDとして、市販の3000mcd 級LEDに相当する。 The luminance as a red LED, a corresponds to the commercial 3000mcd grade LED. このような高輝度のLEDを製作できたのは、他のエピタキシャル層のエッチングを最小に抑えた状態で、高混晶のn型AlGaA Such high-brightness LED and was able fabrication of, while suppressing the etching of the other epitaxial layers to a minimum, n-type AlGaA high mixed crystal
s犠牲層をエッチングにより除去できたからである。 The s sacrificial layer because could be removed by etching.

【0040】ところで、この界面反射型LEDに関しては、犠牲層のみを有効にエッチングできるかが非常に重要となる。 [0040] Incidentally, with respect to this interface reflection type LED, it can effectively etch only the sacrificial layer is very important. そこで、高混晶AlGaAs犠牲層を、p型からn型までキャリア濃度を変化させ、そのエッチング速度を調べた。 Therefore, a high mixed crystal AlGaAs sacrificial layer, by changing the carrier concentration from the p-type to n-type, was examined the etch rate. その結果を図3に示す。 The results are shown in Figure 3. p型ドーパントとしてはZnを、n型ドーパントとしてはTeを用いた。 The Zn as p-type dopant, the n-type dopant with Te. 横軸はキャリア濃度(cm -3 )、縦軸はエッチング深さa(μm)を示し、このエッチング深さaは、図2に示す空洞部9の直径とした。 The horizontal axis and the carrier concentration (cm -3), the ordinate indicates the etching depth a ([mu] m), the etching depth a has a diameter of the cavity 9 shown in FIG.

【0041】エッチング液の組成は体積比で水100に対しフッ酸1とした。 The composition of the etching solution was to water 100 with hydrofluoric acid 1 by volume. この組成は、更に薄くても良いが、エッチング時間を必要とするため好ましくない。 The composition may be even thinner, but are not preferred because it requires the etching time. エッチング時間を短縮するために、フッ酸の濃度を濃くするとエピタキシャル層、特に表面のn型AlGaAsクラッド層のエッチングが激しくなるため好ましくない。 In order to shorten the etching time and thicken the concentration of hydrofluoric acid epitaxial layer, particularly undesirable because the etching of the n-type AlGaAs cladding layer on the surface becomes severe.

【0042】このエッチング液でn型高混晶AlGaA The n-type high mixed crystal AlGaA in this etching solution
s犠牲層をエッチングし、ウェハを切断してその断面を観察することにより、エッチング除去できた犠牲層4の深さ(端から径方向内方に向かう深さ)aを調べた。 Etching the s sacrificial layer, by observing the cross section by cutting the wafer, the depth of the sacrificial layer 4 made etched (depth toward the radially inward from the end) were examined a. 犠牲層の面積は300μm角であることから、径方向の深さが150μmになれば、全部除去できたことを意味している。 Since the area of ​​the sacrificial layer is 300μm square, if the depth of the radial to 150 [mu] m, which means that could be removed entirely.

【0043】図3から、p型犠牲層の場合には、エッチングが数十μmであり、非常に少ない。 [0043] From Figure 3, in the case of p-type sacrificial layer is etched several tens [mu] m, very small. キャリア濃度が低くなることにより、エッチング深さも増えているが、 By carrier concentration is lower, but also increasing the etching depth,
エッチング量は少ない。 Etching amount is small. これに対して、犠牲層がn型になるとエッチング量が急激に増加する。 In contrast, when the sacrificial layer is n-type etching amount is rapidly increased. 更にn型キャリア濃度が高くなると、エッチング速度も速くなり、キャリア濃度が1×10 17 cm -3になると犠牲層が完全に溶けていることがわかる。 Further when the n-type carrier concentration increases, the etching speed becomes faster, it can be seen that the sacrificial layer when the carrier concentration of 1 × 10 17 cm -3 is completely dissolved.

【0044】p型ドーパントとしてZn以外にMg等を用いてみたが、エッチング量が少ないのはZnの場合と同じであった。 [0044] tried using Mg or the like in addition to Zn as p-type dopant, but the small etching amount was the same as for Zn. またn型ドーパントとして、Sn、S、 Also as an n-type dopant, Sn, S,
Se等を用いたが、この場合にはTeと同じようにエッチング速度が速かった。 Using Se or the like, but just as the etching rate was fast and Te in this case. このため、犠牲層のエッチング速度が速い理由は、ドーパントとしてTeを用いたせいではなく、n型であることが確かめられた。 Therefore, a fast etching rate reason of the sacrificial layer, not because using Te as a dopant, it was confirmed that an n-type.

【0045】このように実施例1によれば、犠牲層をn [0045] According to the Example 1, the sacrificial layer n
型とすることにより犠牲層エッチングが容易になった。 It has facilitated the sacrificial layer etching by a mold.
また、犠牲層エッチングが容易になったことから、チップ製作の歩留りを大幅に向上させることができた。 Further, since it has become easier to sacrifice layer etching, it was possible to significantly improve the yield of chip fabrication.

【0046】なお、上記実施例では、AlGaAs系の赤色LEDの場合について説明したが、AlGaAs系の赤外LEDでも、犠牲層をエッチングする時、他のエピタキシャル層を殆どエッチングすることなく、犠牲層をきれいに、かつ選択的に、また速やかにエッチングできた。 [0046] In the above embodiment, the description has been given of the red LED of the AlGaAs system, even infrared LED of AlGaAs system, when etching the sacrificial layer, without substantially etching the other epitaxial layer, the sacrificial layer the clean, and optionally, also immediately be etched.

【0047】また、上記実施例では、p型GaAs基板上にn型AlGaAs犠牲層、および発光層となるエピタキシャル層を形成した場合について述べたが、n型G [0047] In the above embodiment, n-type AlGaAs sacrificial layer on a p-type GaAs substrate, and has dealt with the case of forming an epitaxial layer serving as the light-emitting layer, n-type G
aAs基板上に、n型AlGaAs犠牲層、および発光層となるエピタキシャル層を形成した場合についても同じ効果が得られた。 The aAs substrate, n-type AlGaAs sacrificial layer, and the same effect for the case of forming the epitaxial layer serving as the light-emitting layer was obtained.

【0048】なお、本実施例に基づき製作したLED [0048] Incidentally, the fabricated LED on the basis of the embodiment
は、赤色の場合、屋外表示用の高輝度LEDなど、また高効率であることから携帯電話用等の低消費電力LED In the case of red, such as high brightness LED for outdoor display, also low power LED, such as a mobile phone since it is highly efficient
などへ応用することができる。 It can be applied to such. また赤外LEDに関しても、精度の高い犠牲層エッチングができるようになったため、更に高出力化が図れると共に、量産性を向上させることができる。 Also with respect to the infrared LED, because now it is high sacrificial layer etching accuracy can be further together with higher output can be achieved, improving the mass productivity. この赤外LEDは高速高出力であるため、音声及び映像伝送用の空間伝送用として使用することができる。 The infrared LED is for a high-speed, high output, can be used as a space for the transmission of audio and video transmission. また従来のリモコン領域の低消費電力及び遠距離伝送化の要求にも応えることができ、より幅広く使用することができる。 Also it is possible to meet also the requirements of low power consumption and long distance transmission of conventional remote areas, it can be more widely used. さらに道路等での情報伝送に必要とされる高出力特性も有している。 Also it has high output characteristics required for further transfer information roads.

【0049】(実施例2)次に、図4〜図5を用いて、 Next (Example 2), with reference to FIGS. 4-5,
犠牲層の一部を残す実施例2について説明する。 It is described in Example 2 to leave a portion of the sacrificial layer. 図4は発光波長850nmの高出力赤外LED用エピタキシャルウェハの断面構造図である。 Figure 4 is a cross-sectional view of a high-output infrared LED epitaxial wafer of the emission wavelength 850 nm. エピタキシャルウェハの基本構造は、基本的に実施例1のものと変らない。 The basic structure of an epitaxial wafer, unchanged from that of basically as Example 1.

【0050】また、エピタキシャルウェハの製造方法については、次の点を除いて実施例1と同じである。 [0050] As for the method for manufacturing an epitaxial wafer, the same as in Example 1 with the following exceptions. すなわち、異なる点は、赤外LEDとするために、p型Al That is, the different points, to an infrared LED, p-type Al
GaAsクラッド層3は、AlAs混晶比0.3であり、キャリア濃度は5×10 17 cm -3 、厚さ50μmである。 GaAs cladding layer 3 is an AlAs mixed crystal ratio of 0.3, the carrier concentration of 5 × 10 17 cm -3, and a thickness of 50 [mu] m. p型AlGaAs活性層2は、AlAs混晶比が0.05、キャリア濃度が2×10 18 cm -3で、厚さが1 p-type AlGaAs active layer 2 is a AlAs mixed crystal ratio is 0.05, the carrier concentration of 2 × 10 18 cm -3, a thickness of 1
μmである。 It is μm. n型AlGaAsクラッド層1は、AlA n-type AlGaAs cladding layer 1, Ala
s混晶比が0.3、表面のキャリア濃度が1×10 18 cm s mixed crystal ratio is 0.3, the carrier concentration of 1 × 10 18 surface cm
-3 、膜厚が30μmである。 -3, the film thickness is 30μm.

【0051】そして、実施例2では犠牲層4を全部除去するのではなく、一部残すために、エッチング条件を変えてある。 [0051] Then, instead of removing all Example 2 sacrificial layer 4, in order to leave part, it is changing the etching conditions. エピタキシャルウェハをフッ酸の希薄溶液(体積比10%)に15分浸漬させる。 The epitaxial wafer is immersed for 15 minutes in a dilute solution of hydrofluoric acid (volume ratio 10%). この処理により、GaAs基板5の凹部に成長させた高混晶のAlG This process, a high mixed crystal grown in the recess of the GaAs substrate 5 AlGaAs
aAs犠牲層4の周辺部がエッチングにより除去され、 Periphery of aAs sacrificial layer 4 is removed by etching,
中心部の犠牲層が残っている。 The sacrificial layer of the heart is left. この様子を図4に示す。 This is illustrated in Figure 4.

【0052】このウェハから実施例1と同様に製作したLEDの発光出力を、積分球により測定した。 [0052] The light emission output of the LED fabricated in the same manner as in Example 1 from the wafer was measured by an integrating sphere. 発光出力は、順方向電流50mA時で18mWである。 Light output is 18mW at the time of forward current 50 mA. またこのLE Also, this LE
Dについて信頼性試験を実施したところ、従来の2倍の100mA通電した状態の常温通電試験では、1000時間後の劣化率が5%以下であった。 When the reliability test was performed on D, at room temperature electrical test of a conventional double 100mA energized state, the deterioration rate after 1000 hours was 5% or less. また85℃、50mA The 85 ℃, 50mA
の高温通電試験でも1000時間後の劣化率が5%以下であった。 Deterioration rate after 1000 hours at a high temperature energizing test was less than 5%. 更に、85℃、85%、50mAの高温高湿通電試験でも5%以下であった。 Furthermore, 85 ℃, 85%, 5% or less even in high-temperature and high-humidity bias test 50 mA. また、−40℃、50mA In addition, -40 ℃, 50mA
の低温通電試験では、1000時間後の劣化率が最大でも10%であり、非常に厳しい環境試験にも耐えられることが確かめられた。 At low temperatures current test, the deterioration rate after 1000 hours is 10% at maximum, it was confirmed that withstand very severe environmental tests.

【0053】このように犠牲層を全部除去せずに、犠牲層エッチングを途中で止めると、高発光出力及び高信頼性を同時に得られることがわかった。 [0053] without thus completely removed the sacrificial layer, when stopped midway sacrificial layer etching, it was found that the obtained high light output and high reliability at the same time.

【0054】つぎに、犠牲層の残存量と信頼性との関係を調べるために、犠牲層のエッチング時間を変えて、犠牲層の除去量を種々変えたLEDチップを製作した。 Next, in order to examine the relationship between the residual amount of the sacrificial layer and reliability, by changing the etching time of the sacrificial layer, it was manufactured variously changed were LED chip removal amount of the sacrificial layer. このLEDについて、発光出力と相対強度(信頼性試験) This LED, light output and relative intensities (Reliability Test)
とを調べてみた。 I looked at the door. その結果を図5に示す。 The results are shown in FIG. 図5は、横軸が、残存犠牲層の直径b(μm)を示している。 5, the horizontal axis indicates the diameter b of the remaining sacrificial layer ([mu] m). この犠牲層の直径bは、チップを切断し、その断面を観察することにより測定した。 The diameter b of the sacrificial layer, cutting the tip, was measured by observing the cross section thereof. 左側の縦軸は発光出力を示しており、順方向電流が50mA時の発光出力を積分球を用いて評価した値である。 The left vertical axis indicates the light output is a value forward current was assessed using an integrating sphere the light output at 50 mA. 発光出力は、犠牲層の直径が120 Emission output, the diameter of the sacrificial layer 120
μm程度までは、直径が大きくなるにつれて、徐々に低下している。 μm to about is, as the diameter increases and decreases gradually. そして直径が120μmを過ぎると発光出力は急速に低下していく。 The emission output diameter passes the 120μm is decreases rapidly. 通常のDH構造LED(Ga Normal of the DH structure LED (Ga
As基板上に発光層となるp型クラッド層、活性層、n p-type cladding layer of the light-emitting layer As the substrate, an active layer, n
型ウィンドウ層を成長させたエピタキシャルウェハより製作したLED)に比べ発光出力が1.5倍になるのは、犠牲層の直径が220μmまでである。 Is the light emission output is 1.5 times that LED) fabricated from an epitaxial wafer grown type window layer, the diameter of the sacrificial layer is up to 220 .mu.m.

【0055】また図5の右側の縦軸は低温信頼性試験(−40℃、50mA、1000h)をした時の初期発光出力に対する相対発光出力を示している。 [0055] The vertical axis on the right side of FIG. 5 shows the relative light output with respect to the initial light output when the low-temperature reliability test (-40 ℃, 50mA, 1000h) was. 完全に犠牲層を除去した場合には、相対強度は50%まで低下しており、大幅な劣化率を示している。 When complete removal of the sacrificial layer, the relative intensity is reduced to 50%, indicating significant deterioration rate. これに対して、残された犠牲層の直径が大きくなると信頼性は大幅に向上していくことがわかる。 In contrast, the diameter is increased and reliability of the remaining sacrificial layer is seen to go greatly improved. 犠牲層の残存直径が60μmを過ぎると、相対強度は75%以上になり、犠牲層が残された効果がはっきりとでてくる。 When the remaining diameter of the sacrificial layer passes the 60 [mu] m, the relative intensity becomes 75% or more, the effect of the sacrificial layer is left to come out clearly.

【0056】したがって、犠牲層の残存領域の直径は、 [0056] Therefore, the diameter of the remaining areas of the sacrificial layer,
60μmから220μmが好ましい。 220μm is preferable from 60μm. これは、円形電極の直径が150μmであるから、円形電極の直径の約5 This is because the diameter of the circular electrodes is 150 [mu] m, about the diameter of the circular electrode 5
0%から150%に相当する。 Equivalent from 0% to 150%. また、犠牲層の残存領域の位置は、円形電極の直下で、円形電極と中心を同じにすることが好ましい。 The position of the remaining region of the sacrificial layer immediately below the circular electrode, it is preferable to have the same circular electrode and the center.

【0057】ここで残された犠牲層の形は完全な円形でなく、四角に近い円形である。 [0057] Here, the form of the remaining sacrificial layer is not perfectly circular, it is the square near circular. また表面電極は円形としたが、円形である必要はなく、チップのほぼ中央に位置する部分電極であればよい。 Although the surface electrodes is circular need not be circular, but may be a partial electrode positioned substantially at the center of the chip. また円形に十字を加えた形状でもよく、そのようにすると、電流分散効果が高くなるため好ましい。 The may be in the form obtained by adding a cross in a circle, when doing so, preferable for current dispersion effect is high.

【0058】実施例2では、犠牲層のエッチング量が少なくなるため、犠牲層を全部除去するものに比して製作が容易となった。 [0058] In Example 2, the etching amount of the sacrificial layer is reduced, production becomes easier as compared with those of removing all sacrificial layer. また、犠牲層を完全に除去した場合には、順方向電流20mAで、3000mcd の発光光度が得られているが、電極の下の犠牲層を残したLEDでも、 Also, if complete removal of the sacrificial layer is a forward current 20 mA, although the emission intensity of 3000mcd is obtained, even LED leaving the sacrificial layer under the electrode,
2600mcd の発光光度が得られた。 The emission intensity of 2600mcd was obtained. このように高い発光光度が得られた理由は、犠牲層4の導電型を、p型G This high why the emission intensity is obtained, the conductivity type of the sacrificial layer 4, p-type G
aAs基板5及びp型AlGaAsクラッド層3とは反対の導電型であるn型とすることによって、残存した犠牲層4に電流が流れないようにしたからである。 The aAs substrate 5 and p-type AlGaAs cladding layer 3 by an n-type is opposite conductivity type, because the current does not flow in the sacrificial layer 4 remaining.

【0059】実施例2では、また低温信頼性に関しても、犠牲層を完全に除去した界面反射型LEDでは相対強度が50%まで低下するが、通常のDH構造LED [0059] In Example 2, also with regard low reliability, but interfacial reflection type LED in relative intensity to completely remove the sacrificial layer is decreased to 50%, normal DH structure LED
(相対強度は98%)よりも少し低いものの、相対強度は80%以上を得ることができた。 Although (relative intensity 98%) slightly less than, the relative intensity could be obtained over 80%.

【0060】このように実施例2の構造の赤外LEDが開発されたことにより、高発光出力で高信頼性の界面反射型LEDを製作できるようになった。 [0060] By infrared LED of the structure of this embodiment as described above 2 were developed, has become possible to fabricate a high-luminescent interface reflection type LED reliable output. このため、従来は屋内の情報伝送用にのみしか使えなかったLEDが、 For this reason, the prior art did not use only only for transmission indoor of the information LED is,
屋外の交通用情報伝送及び建物間の情報伝送等幅広く使用することができるようになった。 Information transmission or the like between the outdoor traffic information transmission and buildings can now be used widely. また、このことは赤外LEDのみにとどまらず、赤色LEDに関しても当てはまり、信頼性が大幅に向上したことから、屋内表示用の用途から屋外表示用の用途に使用できるようになった。 This also not limited only to the infrared LED, true with respect to a red LED, a since the reliability has been greatly improved, consisted applications for indoor display to be used in applications for outdoor display.

【0061】以上述べたように、本実施例2によれば、 [0061] As described above, according to the second embodiment,
界面反射型LEDに対し、犠牲層成長用の成長溶液にn To interface reflection type LED, n the growth solution for the sacrificial layer growth
型ドーパントを入れるだけ、また犠牲層エッチングを途中で止めることのみで、高発光出力と高信頼性を同時に得ることができ、その場合でも大幅な工数の増加等を必要としない。 Only add-type dopant, and only to stop halfway the sacrificial layer etching, it is possible to obtain a high light output and high reliability at the same time, does not require an increase in the substantial man-hours even in this case. また犠牲層の除去は、完全に行うと他のエピタキシャル層もエッチングされるようになるのに対して、実施例2ではエッチングの速い周囲のみをエッチングするため、短時間で、他のエピタキシャル層をエッチングすることなく作業することができる。 The removal of the sacrificial layer is completely performed as for the other epitaxial layers is also to be etched, to etch only fast around the Example 2 in the etching, in a short time, the other epitaxial layer it is possible to work without etching.

【0062】ここでは、犠牲層は基板と反対の導電型とすればよいので、犠牲層は必ずしもn型とする必要はないが、特に実施例2のように犠牲層がn型となる場合には、実施例1で述べたように、他のエピタキシャル層のエッチングを有効に回避することができ、エッチングをより容易に行うことができる。 [0062] Here, since the sacrificial layer may be a conductive type opposite to that of the substrate, but the sacrificial layer is not always necessary to be n-type, especially when the sacrificial layer as in Example 2 is n-type , as described in example 1, it is possible to effectively avoid the etching of the other epitaxial layer can be etched more easily.

【0063】また、犠牲層の一部を残すことにより、発光出力の大幅な低下を起こすことなく、信頼性上、特に問題となっていた低温信頼性を大幅に改善することができる。 [0063] Also, by leaving a portion of the sacrificial layer, without significant reduction in light output, it is possible to significantly improve the reliability, was especially problematic low-temperature reliability. また犠牲層を全部除去するタイプの界面反射型L The type of interface reflection type L to remove all of the sacrificial layer
EDでは、基板とエピタキシャル層がメサ部でつながっていただけなので、熱の逃げが悪かったが、実施例2のものは犠牲層が残されているため、熱の逃げが大きくなり、電流を増やして行っても順方向電圧の増加が少なく、応答速度の低下も生じない。 In ED, since only was connected with the substrate and the epitaxial layer is mesa portion, the heat escaping is poor, since the remaining sacrificial layer is that of Example 2, the escape of heat is increased, by increasing the current less increase in forward voltage be performed, it does not occur reduction in the response speed.

【0064】 [0064]

【発明の効果】請求項1、2に記載の発明によれば、基板の凹部を埋める犠牲層をエッチングの容易なn型層としたので、犠牲層のみを有効にエッチング除去することができ、寸法精度の高いLEDを歩留り良く製作でき、 Effects of the Invention According to the invention described in claim 1, since the sacrificial layer to fill the recess of the substrate was easy n-type layer of the etching, it is possible to effectively etch away only the sacrificial layer, the high dimensional accuracy LED can yield well production,
高出力化を実現することができる。 It is possible to realize a high output.

【0065】請求項3に記載の発明によれば、基板の凹部を埋める犠牲層を部分的に残存させ、しかもその残存させた犠牲層を基板と反対の導電型で構成したので、高発光出力を維持しつつ信頼性を大幅に改善することができる。 [0065] According to the invention described in claim 3, a sacrificial layer to fill the recess of the substrate partially remain, and since to constitute a sacrificial layer formed by the left with a conductive type opposite to that of the substrate, high luminous output it can significantly improve reliability while maintaining the. また発光層は残存させた犠牲層ともつながるので、有効に熱を逃がすことができ、LED特性を大幅に改善することができる。 Since the light-emitting layer also leads the sacrificial layer is left, can be effectively dissipate heat, the LED characteristics can be greatly improved.

【0066】請求項4、5に記載の発明によれば、所定の大きさで犠牲層を残存させるようにしたので、高い発光出力と相対強度とを同時に得ることができる。 [0066] According to the invention described in claim 4 and 5, since as to leave the sacrificial layer at a predetermined size, it is possible to obtain high luminous output and the relative intensity at the same time.

【0067】請求項6に記載の発明によれば、n型ドーパントを犠牲層の成長溶液に入れるだけ犠牲層をn型とすることができるので、工数が増加せず、LEDの製造が容易に行える。 [0067] According to the invention described in claim 6, only the sacrificial layer add n-type dopant to grow a solution of the sacrificial layer can be the n-type, steps not increase, easily LED of manufacture It can be carried out.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明のLEDの製造方法の実施例1を説明するためのLED用エピタキシャルウェハの断面図。 [1] LED cross-sectional view of an LED epitaxial wafer for the first embodiment will be described of a manufacturing method of the present invention.

【図2】実施例1により製作したLED用エピタキシャルウェハの犠牲層を全部除去した最終構造の断面図。 2 is a cross-sectional view of the final structure obtained by removing all sacrificial layer of LED epitaxial wafer fabricated by Example 1.

【図3】実施例1に係るエッチング量の犠牲層キャリア濃度依存性を示す図。 FIG. 3 shows a sacrificial layer carrier concentration dependency of the etching amount according to the first embodiment.

【図4】実施例2を説明するためのLED用エピタキシャルウェハの断面図。 4 is a cross-sectional view of LED epitaxial wafer for explaining an embodiment 2.

【図5】実施例2に係る発光出力及び相対強度の残存犠牲層の直径依存性を示す図。 FIG. 5 shows the diameter dependence of the residual sacrificial layer of the light output and relative intensities according to the second embodiment.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 n型GaGaAsクラッド層 2 p型AlGaAs活性層 3 p型AlGaAsクラッド層 4 n型AlGaAs犠牲層 5 p型GaAs基板 6 メサ部 7 n側電極 8 p側電極 9 空洞部 1 n-type GaGaAs cladding layer 2 p-type AlGaAs active layer 3 p-type AlGaAs cladding layer 4 n-type AlGaAs sacrificial layer 5 p-type GaAs substrate 6 mesa portion 7 n-side electrode 8 p-side electrode 9 cavity

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−137679(JP,A) 特開 昭59−23579(JP,A) 特開 平7−193275(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) H01L 33/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (56) reference Patent flat 1-137679 (JP, a) JP Akira 59-23579 (JP, a) JP flat 7-193275 (JP, a) (58) were investigated field (Int.Cl. 7, DB name) H01L 33/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】半導体基板の表面に形成した複数の凹部を犠牲層となる半導体層で埋め、該半導体層を含む基板上に発光層を形成し、上記凹部を埋める半導体層をエッチング除去して空洞部を形成し、該空洞部と上記発光層との界面で光を反射させるようにした発光ダイオードの製造方法において、上記凹部を埋める半導体層の導電型をn型としたことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。 1. A filled with the semiconductor layer serving as the sacrificial layer a plurality of recesses formed in the surface of the semiconductor substrate, the semiconductor layer to form a light emitting layer on a substrate including a semiconductor layer that fills the recess is etched away to form a cavity, in the manufacturing method of the light emitting diode so as to reflect light at the interface between the cavity portion and the light emitting layer, characterized in that the conductivity type of the semiconductor layer to fill the recess and the n-type method of manufacturing a light emitting diode.
  2. 【請求項2】p型GaAs基板の表面に形成した複数の凹部を犠牲層となる高AlAs混晶比のAlGaAs層で埋め、該AlGaAs層を含むGaAs基板上に、G 2. A filled with AlGaAs layer of p-type a sacrificial layer a plurality of recesses formed on the surface of the GaAs substrate high AlAs mixed crystal ratio, on a GaAs substrate comprising the AlGaAs layer, G
    aAsまたはAlGaAsからなるホモ接合、シングルヘテロ接合またはダブルヘテロ接合の発光層を形成し、 aAs or homozygous consisting AlGaAs, to form a light emitting layer of the single heterojunction or double heterojunction,
    上記凹部を埋める高AlAs混晶比のAlGaAs層を除去して空洞部を形成し、該空洞部と上記発光層との界面で光を反射させるようにした発光ダイオードの製造方法において、上記凹部を埋める高AlAs混晶比のAl Forming a cavity by removing the AlGaAs layer of high AlAs mixed crystal ratio to fill the recess, in the manufacturing method of the light emitting diode so as to interfacial reflection of light at the the cavity portion and the light emitting layer, the recess Al of high AlAs mixed crystal ratio to fill
    GaAs層の導電型をn型としたことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。 Method of manufacturing a light emitting diode, wherein a conductivity type of the GaAs layer is n-type.
  3. 【請求項3】半導体基板の表面に形成した複数の凹部を犠牲層となる半導体層で埋め、該半導体層を含む基板上に発光層を形成し、上記凹部を埋める半導体層をエッチング除去して空洞部を形成し、該空洞部と上記発光層との界面で光を反射させるようにした発光ダイオードの製造方法において、上記凹部を埋める半導体層の導電型を上記半導体基板と反対の導電型とし、上記凹部を埋める半導体層をエッチング除去する際に、該半導体層を部分的に残存させたことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。 3. A buried semiconductor layer serving as the sacrificial layer a plurality of recesses formed in the surface of the semiconductor substrate, the semiconductor layer to form a light emitting layer on a substrate including a semiconductor layer that fills the recess is etched away to form a cavity, in the manufacturing method of the light emitting diode so as to reflect light at the interface between the cavity portion and the light emitting layer, the conductivity type of the semiconductor layer to fill the recess and the opposite conductivity type as that of the above-mentioned semiconductor substrate , when removing etching the semiconductor layer to fill the recess, a method of manufacturing a light emitting diode, characterized in that is left the semiconductor layer partially.
  4. 【請求項4】半導体基板の表面に形成した複数の凹部を犠牲層となる半導体層で埋め、該半導体層を含む基板上に発光層を形成したエピタキシャルウェハを形成し、このウェハの表面に部分電極を、裏面に全面電極をそれぞれ形成し、上記凹部を埋める半導体層を除去して空洞部を形成し、該空洞部と上記発光層との界面で光を反射させるようにした発光ダイオードの製造方法において、上記凹部を埋める半導体層の導電型を上記半導体基板と反対の導電型とし、上記凹部を埋める半導体層を除去する際に、該半導体層を部分的に残存させ、その残存領域の直径を上記部分電極の50%から150%としたことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。 4. A buried semiconductor layer serving as the sacrificial layer a plurality of recesses formed in the surface of the semiconductor substrate to form an epitaxial wafer having a light-emitting layer was formed on the substrate including the semiconductor layer, the portion on the surface of the wafer an electrode, the entire surface electrodes respectively formed on the rear surface, by removing the semiconductor layer to fill the recess to form a cavity, manufacture of the light emitting diode so as to reflect light at the interface between the cavity portion and the light emitting layer in the method, the conductivity type of the semiconductor layer to fill the recess and the opposite conductivity type as that of the above-mentioned semiconductor substrate, in removing the semiconductor layer to fill the recess, the semiconductor layer partially remains, the diameter of the remaining region the method of manufacturing a light emitting diode, characterized in that a 50% to 150% of the partial electrodes.
  5. 【請求項5】p型GaAs基板の表面に形成した複数の凹部を犠牲層となる高AlAs混晶比のAlGaAs層で埋め、該AlGaAs層を含むGaAs基板上に、G 5. A filled with AlGaAs layer of p-type a sacrificial layer a plurality of recesses formed on the surface of the GaAs substrate high AlAs mixed crystal ratio, on a GaAs substrate comprising the AlGaAs layer, G
    aAsまたはAlGaAsからなるホモ接合、シングルヘテロ接合またはダブルヘテロ接合の発光層を形成したエピタキシャルウェハを形成し、このウェハの表面に部分電極を、裏面に全面電極をそれぞれ形成し、上記凹部を埋める高AlAs混晶比のAlGaAs層を除去して空洞部を形成し、該空洞部と上記発光層との界面で光を反射させるようにした発光ダイオードの製造方法において、上記凹部を埋める高AlAs混晶比のAlGaAs aAs or homozygous consisting AlGaAs, by forming an epitaxial wafer to form a light-emitting layer of the single heterojunction or double heterojunction, the partial electrodes on the surface of the wafer, the entire surface of the electrode are respectively formed on the back surface, high fill the recess forming a cavity by removing the AlGaAs layer of AlAs mixed crystal ratio, the manufacturing method of the light emitting diode so as to reflect light at the interface between the cavity portion and the light emitting layer, a high AlAs mixed crystal to fill the recess the ratio of AlGaAs
    層の導電型をn型とし、上記凹部を埋める高AlAs混晶比のAlGaAs層を部分的に残存させ、その残存領域の直径を上記部分電極の50%から150%としたことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。 The conductivity types of the layers is n-type, the AlGaAs layer of high AlAs mixed crystal ratio to fill the recess partially remain, the diameter of the remaining region, characterized in that a 50% to 150% of the partial electrodes method of manufacturing a light emitting diode.
  6. 【請求項6】上記高AlAs混晶比のAlGaAs層の導電型をn型とするn型ドーパントが、Te、Sn、 6. The n-type dopant the conductivity type of AlGaAs layer of the high AlAs mixed crystal ratio is n-type, Te, Sn,
    S、またはSeであることを特徴とする請求項2または5に記載の発光ダイオードの製造方法。 S or method as claimed in claim 2 or 5, characterized in that it is Se,.
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