JP3564321B2 - Light emitting diode and method of manufacturing the same - Google Patents

Light emitting diode and method of manufacturing the same Download PDF

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【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、屋内,屋外用表示パネル、車載用表示ランプ、信号機および携帯電話数字表示用バックライト等に使用される高輝度のＧaＰ系の発光ダイオードおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発光ダイオードとしては、赤色および黄緑から緑色発光のＧaＰ系のものがあり、窒素をドープした黄緑から緑色発光のＧaＰ発光ダイオードが主に屋外表示用として使用されている。この窒素ドープＧaＰ発光ダイオードの高輝度化の手法としては、
(1) 窒素ドープ量増加による発光の高効率化
(2) ＰＮ接合近傍発光領域の結晶性の向上
(3) エピタキシャル層構造内部に形成された電流阻止層の電流拡散効果による発光領域の拡大
といった結晶成長および積層構造の改善が行われている。また、結晶成長後のチップ形成プロセス段階では、チップの天面および側面を化学的な処理により粗面化することにより光の外部取り出し効率を向上させる方法や、ウェハー裏面の鏡面化による光反射率を向上させる方法およびウェハー裏面側の電極面積を減少させて光吸収量を減少させる方法等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記発光ダイオードが形成されたＧaＰエピタキシャルウェハーの裏面(通常はＡ面の(１１１)面)は粗面状態であり、チップ分割をして発光ダイオードとしたときにチップ裏面で光が反射せずに透過,散乱を起こし、結果として光の外部取り出し効率が低下するという問題がある。また、電極を形成する段階においてウエハー裏面が粗面状態であるため、電極材料の密着性が悪くなるという問題がある。そこで、このような問題を解決するため、ウエハー裏面側を可能な限り平滑な面となるように研磨する方法が提案されている。しかしながら、上記ウエハー裏面側を鏡面とするための機械的研磨や化学的処理による研磨では、結晶内部にダメージを与えるため、発光ダイオードの信頼性が低下したり、特性不良が発生したりする可能性がある。また、研磨およびダメージ緩和のための化学処理というプロセスが必要となり、その分製造コストがかかる。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な発光ダイオードおよびその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発光ダイオードは、第１導電型ＧaＰ基板の表面に、少なくとも第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層と、第１の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層と、第２の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層とが積層された発光ダイオードであって、上記第１導電型ＧaＰ基板の裏面に形成された反射用ＧaＰエピタキシャル層を備え、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層は、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に順次形成された第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と第３の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と第４の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層とからなることを特徴としている。
【０００６】
上記請求項１の発光ダイオードによれば、通常のエピタキシャル成長工程において第１導電型ＧaＰ基板の裏面に形成された反射用ＧaＰエピタキシャル層によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する必要がなくなるため、安価な発光ダイオードの作成が可能となる。したがって、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度発光ダイオードを実現できる。また、上記第１の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層を形成するときに、同時に裏面側の第３の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層を形成し、上記第２の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層を形成するときに、同時に裏面側の第４の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層を形成することによって、後工程に鏡面状態に影響するエピタキシャル成長工程がなくなり、第４の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層により裏面側の鏡面状態を容易に維持できる。
【０００７】
また、請求項２の発光ダイオードは、請求項１の発光ダイオードにおいて、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層は所定の形状にパターンニングされ、少なくとも上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域に形成された電極を備えたことを特徴としている。
【０００８】
上記請求項２の発光ダイオードによれば、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層をエッチング処理により所定の形状にパターンニングして、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域に電極を形成することにより、パターンニングされた電極と同様に、電流広がりがよくなり、発光領域が拡大する。なお、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域および残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を全て覆うように電極を形成してもよく、この場合、残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層が高抵抗層となって電流阻止層として働き、電流広がりがよくなり、発光領域が拡大する。
【０００９】
また、請求項３の発光ダイオードは、請求項１の発光ダイオードにおいて、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に形成された上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層 , 第３の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層および第４の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層に、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層が露出するように形成された所定の形状の凹部と、上記凹部に形成された電極とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
上記請求項３の発光ダイオードによれば、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層 , 第３の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層および第４の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層に、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層が露出するようにエッチング処理により形成された所定の形状の凹部に上記電極を形成することによって、上記第４の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層の上記凹部以外の領域の鏡面状態を維持できる。
【００１１】
また、請求項４の発光ダイオードは、第１導電型Ｇ a Ｐ基板の表面に、少なくとも第１の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第１の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第２の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層とが積層された発光ダイオードであって、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に形成された反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を備え、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層は、少なくとも第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層を有し、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板よりも高い５×１０ 17 ｃｍ -3 以上にすると共に、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層は所定の形状にパターンニングされ、少なくとも上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域に形成された電極を備えたことを特徴としている。
【００１２】
上記請求項４の発光ダイオードによれば、通常のエピタキシャル成長工程において第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に形成された反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する必要がなくなるため、安価な発光ダイオードの作成が可能となる。したがって、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度発光ダイオードを実現できる。また、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を第１導電型Ｇ a Ｐ基板よりも高い５×１０ 17 ｃｍ -3 以上にすることにより、オーミック特性が取りやすくなると共に、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層が電流阻止層として働き、電流広がり効果が向上し、発光領域が拡大する。また、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層をエッチング処理により所定の形状にパターンニングして、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域に電極を形成することにより、パターンニングされた電極と同様に、電流広がりがよくなり、発光領域が拡大する。なお、上記第１導電型 Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域および残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を全て覆うように電極を形成してもよく、この場合、残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層が高抵抗層となって電流阻止層として働き、電流広がりがよくなり、発光領域が拡大する。
【００１３】
また、請求項５の発光ダイオードは、第１導電型Ｇ a Ｐ基板の表面に、少なくとも第１の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第１の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第２の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層とが積層された発光ダイオードであって、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に形成された反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を備え、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層は、少なくとも第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層を有し、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を５〜５０×１０ 15 ｃｍ -3 とすると共に、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層は所定の形状にパターンニングされ、少なくとも上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域に形成された電極を備えたことを特徴としている。
【００１４】
上記請求項５の発光ダイオードによれば、通常のエピタキシャル成長工程において第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に形成された反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する必要がなくなるため、安価な発光ダイオードの作成が可能となる。したがって、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度発光ダイオードを実現できる。また、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を５〜５０×１０ 15 ｃｍ -3 とすることにより、第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層が高抵抗層となって電流阻止層として働き、電流広がり効果が向上し、発光領域が拡大する。また、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層をエッチング処理により所定の形状にパターンニングして、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域に電極を形成することにより、パターンニングされた電極と同様に、電流広がりがよくなり、発光領域が拡大する。なお、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域および残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を全て覆うように電極を形成してもよく、この場合、残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層が高抵抗層となって電流阻止層として働き、電流広がりがよくなり、発光領域が拡大する。
【００１５】
また、請求項６の発光ダイオードは、第１導電型Ｇ a Ｐ基板の表面に、少なくとも第１の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第１の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第２の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層とが積層された発光ダイオードであって、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に形成された反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を備え、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層は、第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層であって、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板よりも高い５×１０ 17 ｃｍ -3 以上にすると共に、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層に形成された所定の形状の凹部と、上記凹部に形成された電極とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
上記請求項６の発光ダイオードによれば、通常のエピタキシャル成長工程において第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に形成された反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する必要がなくなるため、安価な発光ダイオードの作成が可能となる。したがって、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度発光ダイオードを実現できる。また、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を第１導電型Ｇ a Ｐ基板よりも高い５×１０ 17 ｃｍ -3 以上にすることにより、オーミック特性が取りやすくなると共に、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層が電流阻止層として働き、電流広がり効果が向上し、発光領域が拡大する。また、上記第２の第１ 導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層にエッチング処理により形成された所定の形状の凹部に上記電極を形成することによって、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層の上記凹部以外の領域の鏡面状態を維持できる。
【００１７】
また、請求項７の発光ダイオードは、第１導電型Ｇ a Ｐ基板の表面に、少なくとも第１の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第１の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第２の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層とが積層された発光ダイオードであって、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に形成された反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を備え、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層は、第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層であって、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を５〜５０×１０ 15 ｃｍ -3 とすると共に、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層に形成された所定の形状の凹部と、上記凹部に形成された電極とを備えたことを特徴としている。
【００１８】
上記請求項７の発光ダイオードによれば、通常のエピタキシャル成長工程において第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に形成された反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する必要がなくなるため、安価な発光ダイオードの作成が可能となる。したがって、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度発光ダイオードを実現できる。また、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を５〜５０×１０ 15 ｃｍ -3 とすることにより、第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層が高抵抗層となって電流阻止層として働き、電流広がり効果が向上し、発光領域が拡大する。また、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層にエッチング処理により形成された所定の形状の凹部に上記電極を形成することによって、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層の上記凹部以外の領域の鏡面状態を維持できる。
【００１９】
また、請求項８の発光ダイオードの製造方法は、発光ダイオードを液相エピタキシャル成長法により製造する発光ダイオードの製造方法であって、第１導電型Ｇ a Ｐ基板の表面に第１の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層を形成すると同時に、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に第２の第１導電型エピタキシャル層を形成する工程と、上記第１の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層の表面に、第３の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と第１の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と第２の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層とを順次形成する工程と、上記第２の第１導電型エピタキシャル層を所定の形状にパターンニングする工程と、上記パターンニング工程により少なくとも上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域に電極を形成する工程とを有することを特徴としている。
【００２０】
上記請求項８の発光ダイオードの製造方法によれば、液相エピタキシャル成長法によって、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の表面に第１の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層を形成すると同時に、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に第２の第１導電型エピタキシャル層を形成した後、上記第１の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層の表面に、第３の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と第１の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と第２の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層とを順次形成する。そうして、エピタキシャル成長において裏面に形成された第２の第１導電型エピタキシャル層によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する必要がなくなる。したがって、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度発光ダイオードを製造できる。また、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層をエッチング処理により所定の形状にパターンニングして、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域に電極を形成することにより、パターンニングされた電極と同様に、電流広がりがよくなり、発光領域が拡大する。なお、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域および残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を全て覆うように電極を形成してもよく、この場合、残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層が高抵抗層となって電流 阻止層として働き、電流広がりがよくなり、発光領域が拡大する。
【００２１】
また、請求項９の発光ダイオードの製造方法は、発光ダイオードを液相エピタキシャル成長法により製造する発光ダイオードの製造方法であって、第１導電型ＧaＰ基板の表面に第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成すると同時に、上記第１導電型ＧaＰ基板の裏面に第２の第１導電型エピタキシャル層を形成する工程と、上記第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に、第３の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層と第１の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層と第２の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層とを順次形成する工程と、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層に所定の形状の凹部を形成する工程と、上記凹部に電極を形成する工程とを有することを特徴としている。
【００２２】
上記請求項９の発光ダイオードの製造方法によれば、液相エピタキシャル成長法によって、上記第１導電型ＧaＰ基板の表面に第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成すると同時に、上記第１導電型ＧaＰ基板の裏面に第２の第１導電型エピタキシャル層を形成した後、上記第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に、第３の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層と第１の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層と第２の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層とを順次形成する。そうして、エピタキシャル成長において裏面に形成された第２の第１導電型エピタキシャル層によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する必要がなくなる。したがって、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度発光ダイオードを製造できる。また、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層にエッチング処理により形成された所定の形状の凹部に上記電極を形成することによって、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層の上記凹部以外の領域の鏡面状態を維持できる。
【００２３】
また、請求項１０の発光ダイオードの製造方法は、発光ダイオードを液相エピタキシャル成長法により製造する発光ダイオードの製造方法であって、第１導電型ＧaＰ基板の表面に第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成すると同時に、上記第１導電型ＧaＰ基板の裏面に第２の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成する工程と、上記第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に第１の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成すると同時に、上記第１導電型ＧaＰ基板の裏面側の上記第２の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に第３の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成する工程と、上記第１の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に第２の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成すると同時に、上記第１導電型ＧaＰ基板の裏面側の上記第３の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に第４の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成する工程とを有することを特徴としている。
【００２４】
上記請求項１０の発光ダイオードの製造方法によれば、液相エピタキシャル成長法によって、上記第１導電型ＧaＰ基板の表面に第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成すると同時に、上記第１導電型ＧaＰ基板の裏面に第２の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成した後、第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に第１の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成すると同時に、第１導電型ＧaＰ基板の裏面側の第２の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に第３の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成し、さらに、第１の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に第２の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成すると同時に、第１導電型ＧaＰ基板の裏面側の第３の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に第４の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成する。そうして、エピタキシャル成長において裏面側に形成された第４の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する必要がなくなる。したがって、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度発光ダイオードを製造できる。また、後工程に鏡面状態に影響するエピタキシャル成長工程がなくなり、第４の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層により裏面側の鏡面状態を容易に維持できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の発光ダイオードおよびその製造方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２６】
（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態のＧaＰ発光ダイオードの構造を示す断面図である。図１において、１は第１導電型としてのｎ型ＧaＰ基板、２は上記ｎ型ＧaＰ基板１の表面に形成された第１のｎ型ＧaＰエピタキシャル層、３は上記ｎ型ＧaＰ基板１の裏面に形成された第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層、４は上記第１のｎ型ＧaＰエピタキシャル層２の表面に形成された第３のｎ型ＧaＰエピタキシャル層、５は上記第３のｎ型ＧaＰエピタキシャル層４の表面に形成された第１の第２導電型としてのｐ型ＧaＰエピタキシャル層、６は上記第１のｐ型ＧaＰエピタキシャル層５の表面に形成された第２のｐ型ＧaＰエピタキシャル層である。また、３a,３aは上記ｎ型ＧaＰ基板１裏面側の第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層３をエッチング処理により形成された所定の形状の凹部、７,７は上記凹部３a,３aに形成されたｎ型電極、８は上記第２のｐ型ＧaＰエピタキシャル層６上に、裏面側のｎ型電極７,７と重ならないように形成されたｐ型電極である。
【００２７】
図２は上記ＧaＰ発光ダイオードの液相エピタキシャル成長の温度ダイヤグラムを示しており、図２において、横軸は時間(任意目盛)を表し、縦軸はＧaＰ溶液温度を表している。また、図３はｎ型ＧaＰ基板１両面にエピタキシャル成長が可能なＧaＰ基板支持用治具１９の概略断面図を示している。図３に示すように、ＧaＰ基板支持用治具１９は、分割可能に組み合わされた上下２つの半円筒部分(図示せず)からなる円筒部１９Aと、上記円筒部１９Aの両端を閉じる円板形状のキャップ１９B,１９Bと、上記円筒部１９A内の基板を支持する支持棒１９Cとからなり、円筒部１９Aの内側に基板を保持するための溝を形成している。なお、ＧaＰ基板支持用治具１９には、互いの間隔がＢの２枚の基板を１組として、互いに隣接する組を間隔Ａをあけて配置している。
【００２８】
以下、図２,図３により上記ＧaＰ発光ダイオードの製造方法を説明する。
【００２９】
まず、図２に示すように、ｔ1〜ｔ2の期間、９００℃に加熱したＧaＰ溶液中に、複数のｎ型ＧaＰ基板１が収容されたＧaＰ基板支持用治具１９(図３に示す)を浸し、ｔ2〜ｔ3の期間で、ＧaＰ溶液を０.５℃／minの速度でＧaＰ溶液温度が８５０℃になるまで徐冷することにより、図１に示す第１のｎ型ＧaＰエピタキシャル層２(図１に示す)および第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層３(図１に示す)を形成する。このとき、キャリアガスとして４.０１／minの水素(Ｈ2)を使用し、ｎ型ドーパントとしてシリコン(Ｓi)を用いる。
【００３０】
上記各エピタキシャル層２,３はエッチング処理時にエッチング速度が異なるため(表面＞裏面、王水では表面：裏面＝１０：１)、厚み調整が容易となるように、液相エピタキシャル成長に用いられる図３に示すＧaＰ基板支持用治具１９内の基板間の距離に差をつけ、ｎ型ＧaＰ基板１表面と裏面に接するＧaＰ溶液の体積が異なる(Ｇa中に溶解しているＧaＰの量が異なる)ようにする。そうすることによって、第２のｎ型エピタキシャル層３の厚みを、第１のｎ型エピタキシャル層２よりも薄く形成する。
【００３１】
このように、図３に示すＧaＰ基板支持用治具１９において基板の間隔Ａ,Ｂを設定することにより、表面側の第１のｎ型ＧaＰエピタキシャル層２の厚さを５０μｍ、裏面側の第２のｎ型エピタキシャル層３の厚さを１５μｍとしている。そして、第１のｎ型ＧaＰエピタキシャル層２は、最終的に所望の厚さとなるように厚さ１０μｍをエッチングにより除去する。
【００３２】
次に、上記ウェハーの第１のｎ型ＧaＰエピタキシャル成長層２上に、Ｐ−Ｎ接合を有する第３のｎ型ＧaＰエピタキシャル層４,第１のｐ型ＧaＰエピタキシャル層５を順次形成する。このときのエピタキシャル成長の温度ダイヤグラムを図４に示しており、図４において、横軸は時間(任意目盛)を表し、縦軸はＧaＰ溶液温度を表している。また、図５はｎ型ＧaＰ基板１片面にエピタキシャル成長が可能なＧaＰ基板支持用治具２２の概略断面図を示している。図５に示すように、ＧaＰ基板支持用治具２２は、分割可能に組み合わされた上下２つの半円筒部分(図示せず)からなる円筒部２２Aと、上記円筒部２２Aの両端を閉じる円板形状のキャップ２２B,２２Bと、上記円筒部２２A内の基板を支持する支持棒２２Cとからなり、円筒部２２Aの内側に基板を保持するための溝を形成している。なお、このＧaＰ基板支持用治具２２では、図３に示すＧaＰ基板支持用治具１９と異なり、各ＧaＰ基板１の裏面がカーボン製プレート２１に接するように、各ＧaＰ基板１をＧaＰ基板支持用治具２２内に配置している。
【００３３】
図４に示すように、ｔ11〜ｔ12の期間、１０００℃に加熱したＧaＰ溶液中に、第１,第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル成長層２,３が形成された複数のｎ型ＧaＰ基板１が収容されたＧaＰ基板支持用治具２２を浸し、ｔ12〜ｔ13の期間で、ＧaＰ溶液を０.５℃／minの速度で徐冷することにより、第１のｎ型ＧaＰエピタキシャル成長層２(図１に示す)上に第３のｎ型ＧaＰエピタキシャル層４(図１に示す)を形成する。このとき、キャリアガスとして４.０１／minの水素(Ｈ2)を使用し、ｎ型ドーパントとしてシリコン(Ｓi)を用いる。
【００３４】
次に、ｔ13〜ｔ14の期間、ＧaＰ溶液の温度９００℃において水素ガス(Ｈ2)と共にアンモニアガス(ＮＨ3)を導入し、ｎ型ドーパントのシリコン(Ｓi)とアンモニア(ＮＨ3)を反応させることにより、エピタキシャル成長層内へのシリコンの取り込みをなくし、エピタキシャル成長のバックグラウンド濃度となるようにＧaＰ溶液の温度を９００℃のまま３０分間(ｔ13〜ｔ14)保持する。次いで、ｔ14〜ｔ15の期間で、水素(Ｈ2),アンモニアガス(ＮＨ3)を同様に導入しつつ、０.５℃／minの速度で溶液温度８８０℃まで徐冷し、バックグラウンド濃度による第１のｐ型ＧaＰエピタキシャル層５(図１に示す)を形成する。
【００３５】
さらに、０.５℃／minの速度で溶液温度８００℃まで徐冷しつつ、ｐ型ドーパントとしてキャリアガス中に亜鉛(Ｚn)蒸気を導入し、第２のｐ型ＧaＰエピタキシャル層６を形成する。以上でエピタキシャル成長が終了となる。図５に示すＧaＰ基板支持用治具２２において表面が対向する２枚の基板の間隔Ｃを設定することにより、第３のｎ型ＧaＰエピタキシャル層４の厚さを４０μｍ、第１のｐ型ＧaＰエピタキシャル層５の厚さを２０μｍ、第２のｐ型ＧaＰエピタキシャル層６(図１に示す)の厚さを３０μｍとした。
【００３６】
次に、上記エピタキシャルウェハーの第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層３にＳiＯ2膜等を形成し、エッチング処理により第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層３と共にパターンニング処理し、エッチング処理により除去された領域(図１に示す凹部３a,３a)にｎ型電極７,７を形成する。さらに、第２のｐ型ＧaＰエピタキシャル層６上に裏面側のｎ型電極７,７(図１に示す)と重なることのないようにｐ型電極８(図１に示す)を形成した後、例えば０.２５ｍｍ×０.２５ｍｍ角の大きさにチップ分割を行い、ＧaＰ発光ダイオードとする。
【００３７】
なお、上記第１実施形態では、各層のキャリア濃度を、
第１のｎ型ＧａＰエピタキシャル層２ ： ５〜２０×１０16ｃｍ-3
第２のｎ型ＧａＰエピタキシャル層３ ： ０.５〜２００×１０16ｃｍ-3
第３のｎ型ＧａＰエピタキシャル層４ ： ５〜２０×１０16ｃｍ-3
第１のｐ型ＧａＰエピタキシャル層５ ： ５〜１０×１０15ｃｍ-3
第２のｐ型ＧａＰエピタキシャル層６ ： １〜３×１０18ｃｍ-3
とした。
【００３８】
このように、通常のエピタキシャル成長工程においてｎ型ＧaＰ基板１の裏面に形成された反射用ＧaＰエピタキシャル層としての第２のｎ型ＧａＰエピタキシャル層３によって、裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する必要がなくなるため、安価なＧaＰ発光ダイオードの作成が可能となる。したがって、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度ＧaＰ発光ダイオードを実現することができる。
【００３９】
また、上記反射用ＧaＰエピタキシャル層としての第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層３のキャリア濃度をｎ型ＧaＰ基板１よりも高い５×１０17ｃｍ-3以上とすることによって、第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層３によりオーミック特性が取りやすくなると共に、第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層３が電流阻止層として働き、電流広がり効果が向上して、発光領域を拡大できる。
【００４０】
また、上記ＧaＰ発光ダイオードにおいて、反射用ＧaＰエピタキシャル層としての第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層３のキャリア濃度を５〜５０×１０15ｃｍ-3とすることによって、第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層３が高抵抗層となって電流阻止層として働き、電流広がり効果が向上して、発光領域を拡大できる。
【００４１】
また、上記第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層３にエッチング処理により形成された所定の形状の凹部３a,３aにｎ型電極７,７を形成することによって、第２の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層３のｎ型電極７,７以外の領域の鏡面状態を維持することができる。
【００４２】
また、上記ＧaＰ発光ダイオードの製造方法によれば、エピタキシャル成長においてｎ型ＧaＰ基板１裏面に形成された第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層３によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する必要がなくなるので、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度ＧaＰ発光ダイオードを製造することができる。
【００４３】
（第２実施形態）
図６はこの発明の第２実施形態のＧaＰ発光ダイオードの構造を示す断面図である。図６において、９は第１導電型としてのｎ型ＧaＰ基板、１０は上記ｎ型ＧaＰ基板９の表面に形成された第１のｎ型ＧaＰエピタキシャル層、１１は上記ｎ型ＧaＰ基板９の裏面に形成された第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層、１２は上記第１のｎ型ＧaＰエピタキシャル層１０の表面に形成された第１の第２導電型としてのｐ型ＧaＰエピタキシャル層、１３は上記第１のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１２の表面に形成された第２のｐ型ＧaＰエピタキシャル層、１４は上記第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層１１の表面に形成された第３のｐ型ＧaＰエピタキシャル層、１５は上記第３のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１４の表面に形成された第４のｐ型ＧaＰエピタキシャル層である。
また、１８,１８は上記ｎ型ＧaＰ基板９裏面側の第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層１１および第３,第４のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１４,１５にエッチング処理により形成された所定の形状に凹部、１６,１６は上記凹部１８,１８に形成されたｎ型電極、１７は上記第２のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１３上に、裏面側のｎ型電極１６,１６と重ならないように形成されたｐ型電極である。
【００４４】
この第２実施形態において、上記ＧaＰ発光ダイオードの液相エピタキシャル成長温度のダイヤグラム、および、上記ＧaＰ発光ダイオードの液相エピタキシャル成長に用いられるＧaＰ基板支持用治具の概略断面図は、第１実施形態の図３,図４と同様である。
【００４５】
以下、上記ＧaＰ発光ダイオードの製造方法を説明する。
【００４６】
図４に示すように、１０００℃に加熱したＧaＰ溶液に、複数のｎ型ＧaＰ基板９が収容されたＧaＰ基板支持用治具１９(図３に示す)を浸し、ｔ12〜ｔ13の期間でＧaＰ溶液を０.５℃／minの速度でＧaＰ溶液温度が９００℃になるまで徐冷することにより、第１のｎ型エピタキシャル層１０(図６に示す)および第２のｎ型エピタキシャル層１１(図６に示す)を形成する。このとき、キャリアガスとして４.０１／minの水素(Ｈ2)を使用し、ｎ型ドーパントとしてシリコンを使用する。
【００４７】
次に、ＧaＰ溶液の温度９００℃において、水素 (Ｈ2) ガスと共にアンモニア (ＮＨ3) ガスを導入し、ｎ型ドーパントのシリコンとアンモニアを反応させることにより、エピタキシャル成長層内へのシリコンの取り込みをなくし、エピタキシャル成長のバックグラウンド濃度となるように溶液の温度を９００℃のまま３０分間(ｔ13〜ｔ14)保持する。次いで、ｔ14〜ｔ15の期間、水素ガス,アンモニアガスを同様に導入しつつ、０.５℃／minの速度で溶液温度８８０℃まで徐冷し、バックグラウンド濃度による第１のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１２(図６に示す)および第３のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１４(図６に示す)を形成する。
【００４８】
さらに、ｔ15から０.５℃／min溶液温度８００℃まで徐冷しつつ、ｐ型ドーパントとしてキャリアガス中に亜鉛(Ｚn)蒸気を導入し、第２のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１３(図６に示す)および第４のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１５(図６に示す)を形成する。以上でエピタキシャル成長が終了となる。
【００４９】
このとき、エピタキシャル成長層の構造がサイリスタ構造を取るため、高抵抗層となる部分を容易に除去できるように、第１実施形態と同様の方法で、図３に示すＧaＰ基板支持用治具１９における基板間の距離Ａ,Ｂに差をつけることにより、ｎ型ＧaＰ基板９の裏面側に形成されるエピタキシャル層の厚みは、ｎ型ＧaＰ基板９の表面側に形成されるエピタキシャル層の厚みよりも薄くなる。
【００５０】
このように、図３に示すＧaＰ基板支持用治具１９における基板間の距離Ａ,Ｂを設定することにより、第１のｎ型ＧaＰエピタキシャル層１０の厚さを４０μｍ、第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層１１の厚さを８μｍ、第１のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１２の厚さを２０μｍ、第２のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１３の厚さを３０μｍ、第３のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１４の厚さを４μｍ、第４のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１５の厚さを６μｍとした。
【００５１】
上記エピタキシャルウェハーは、第１実施形態と同様に、ｎ型ＧaＰ基板９の裏面側の第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層１１,第３のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１４および第４のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１５を同時にエッチング処理により所定の形状の凹部１８,１８を形成した後、エッチング処理により除去された領域である凹部１８,１８にｎ型電極１６,１６を形成する。さらに、第２のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１３表面に、裏面側のｎ型電極１６,１６と重なることのないようにｐ型電極１７を形成した後、チップ分割によりＧaＰ発光ダイオードとする。
【００５２】
なお、上記第２実施形態では、各層のキャリア濃度を、
第１のｎ型ＧａＰエピタキシャル層１０ ： ５〜２０×１０16ｃｍ-3
第２のｎ型ＧａＰエピタキシャル層１１ ： ０.５〜２００×１０16ｃｍ-3
第１のｐ型ＧａＰエピタキシャル層１２ ： ５〜１０×１０15ｃｍ-3
第２のｐ型ＧａＰエピタキシャル層１３ ： １〜３×１０18ｃｍ-3
第３のｐ型ＧａＰエピタキシャル層１４ ： ５〜１０×１０15ｃｍ-3
第４のｐ型ＧａＰエピタキシャル層１５ ： １〜３×１０18ｃｍ-3
とした。
【００５３】
このように、通常のエピタキシャル成長工程においてｎ型ＧaＰ基板９の裏面に形成された反射用ＧaＰエピタキシャル層としての第２のｎ型ＧａＰエピタキシャル層１１,第３のｐ型ＧａＰエピタキシャル層１４および第４のｐ型ＧａＰエピタキシャル層１５のうちの第４のｐ型ＧａＰエピタキシャル層１５によって、裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する必要がなくなるため、安価なＧaＰ発光ダイオードの作成が可能となる。したがって、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度ＧaＰ発光ダイオードを実現することができる。
【００５４】
また、上記第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層１１のキャリア濃度をｎ型ＧaＰ基板９よりも高い５×１０17ｃｍ-3以上とすることによって、第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層１１によりオーミック特性が取りやすくなると共に、第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層１１が電流阻止層として働き、電流広がり効果が向上して、発光領域を拡大できる。
【００５５】
また、上記ＧaＰ発光ダイオードにおいて、第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層１１のキャリア濃度を５〜５０×１０15ｃｍ-3とすることによって、第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層１１が高抵抗層となって電流阻止層として働き、電流広がり効果が向上して、発光領域を拡大できる。
【００５６】
また、上記第１,２のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１２,１３を形成するときに、同時に第３,４のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１４,１５を順次形成することによって、第４のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１５の鏡面状態に後工程で影響を与えるようなエピタキシャル成長工程がなくなり、第４のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１５の鏡面状態を容易に維持することができる。
【００５７】
また、上記第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層１１,第３のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１４および第４のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１５に、第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層１１が露出するようにエッチング処理により形成された所定の形状の凹部にｎ型電極１６,１６を形成することによって、第４のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１５のｎ型電極１６,１６以外の領域の鏡面状態を維持することができる。
【００５８】
また、上記ＧaＰ発光ダイオードの製造方法によれば、エピタキシャル成長においてｎ型ＧaＰ基板９の裏面に形成された第４のｐ型ＧaＰエピタキシャル層１５によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する必要がなくなるので、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度ＧaＰ発光ダイオードを製造することができる。
【００５９】
上記第１,第２実施形態では、ｎ型ＧaＰ基板１,９の表裏にエピタキシャル層を形成したが、ｐ型ＧaＰ基板の表裏に第１,第２実施形態とは逆導電型のエピタキシャル層を夫々形成してもよい。
【００６０】
また、上記第１実施形態では、第２のｎ型ＧａＰエピタキシャル層３をエッチング処理して、第２のｎ型ＧａＰエピタキシャル層３のエッチングにより除去された領域にｎ型電極７,７を形成したが、第２のｎ型ＧａＰエピタキシャル層をエッチングせずに、第２のｎ型ＧａＰエピタキシャル層の表面に電極を形成してもよいし、その電極を所定の形状にパターンニングしてもよい。この場合、第２の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層の全面を鏡面状態にできると共に、第２の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層が電流阻止層として働き、電流広がりがよくなり、発光領域が拡大する。
【００６１】
また、上記第２のｎ型ＧａＰエピタキシャル層をパターンニングして、ＧaＰ基板が露出した領域に電極を形成してもよく、パターンニングされた電極と同様に、電流広がりがよくなる。さらに、上記ＧaＰ基板が露出した領域およびパターンニングされた第２のｎ型ＧａＰエピタキシャル層を全て覆うように電極を形成してもよく、残された第２のｎ型ＧａＰエピタキシャル層が高抵抗層となって電流阻止層として働き、電流広がりがよくなる。
【００６２】
また、上記第２実施形態では、第２のｎ型ＧａＰエピタキシャル層１１,第３ｐ型エピタキシャル層１４および第４ｐ型エピタキシャル層１５をエッチング処理して、エッチングにより除去された領域にｎ型電極１６,１６を形成したが、第２のｎ型ＧａＰエピタキシャル層,第３ｐ型エピタキシャル層および第４ｐ型エピタキシャル層をパターンニングして、ＧaＰ基板が露出した領域に電極を形成してもよく、パターンニングされた電極と同様に、電流広がりがよくなる。さらに、上記ＧaＰ基板が露出した領域およびパターンニングされたＧａＰエピタキシャル層を全て覆うように電極を形成してもよく、残された第２のｎ型ＧａＰエピタキシャル層が高抵抗層となって電流阻止層として働き、電流広がりがよくなる。
【００６３】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の発光ダイオードは、第１導電型ＧaＰ基板の表面に、少なくとも第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層と、第１の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層と、第２の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層とが積層された発光ダイオードであって、上記第１導電型ＧaＰ基板の裏面に反射用ＧaＰエピタキシャル層を形成したものであり、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層は、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に順次形成された第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と第３の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と第４の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層とからなるものである。
【００６４】
したがって、請求項１の発明の発光ダイオードによれば、通常のエピタキシャル成長工程において第１導電型ＧaＰ基板の裏面に形成された反射用ＧaＰエピタキシャル層によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなり、効率よく外部に光りを取り出せると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する研磨プロセスの必要がなくなるため、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度発光ダイオードを実現することができる。また、上記第１の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層を形成するときに、同時に裏面側の第３の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層を形成し、上記第２の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層を形成するときに、同時に裏面側の第４の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層を形成することによって、後工程に鏡面状態に影響するエピタキシャル成長工程がなくなり、第４の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層により裏面側の鏡面状態を容易に維持できる。
【００６５】
また、請求項２の発明の発光ダイオードは、請求項１の発光ダイオードにおいて、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層をエッチング処理により所定の形状にパターンニングして、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域に電極を形成するか、または、第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域および残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を全て覆うように電極を形成することにより、電流広がりがよくなり、発光領域を拡大することができる。また、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域および残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を全て覆うように電極を形成した場合も、残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層が高抵抗層となって電流阻止層として働き、電流広がりが よくなり、発光領域を拡大することができる。
【００６６】
また、請求項３の発明の発光ダイオードは、請求項１の発光ダイオードにおいて、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層 , 第３の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層および第４の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層に、第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層が露出するようにエッチング処理により形成された所定の形状の凹部に上記電極を形成することによって、上記第４の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層の上記凹部以外の領域の鏡面状態を維持できる。
【００６７】
また、請求項４の発明の発光ダイオードは、第１導電型Ｇ a Ｐ基板の表面に、少なくとも第１の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第１の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第２の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層とが積層された発光ダイオードであって、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を形成したものであり、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層である第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を第１導電型Ｇ a Ｐ基板よりも高い５×１０ 17 ｃｍ -3 以上にし、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層をエッチング処理により所定の形状にパターンニングして、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域に電極を形成するか、または、第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域および残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を全て覆うように電極を形成したものである。
【００６８】
したがって、請求項４の発明の発光ダイオードによれば、通常のエピタキシャル成長工程において第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に形成された反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなり、効率よく外部に光りを取り出せると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する研磨プロセスの必要がなくなるため、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度発光ダイオードを実現することができる。また、オーミック特性が取りやすくなると共に、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層が電流阻止層として働き、電流広がり効果が向上し、発光領域を拡大することができる。また、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域に電極を形成することによって、電流広がりがよくなり、発光領域を拡大することができる。また、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域および残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を全て覆うように電極を形成した場合も、残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層が高抵抗層となって電流阻止層として働き、電流広がりがよくなり、発光領域を拡大することができる。
【００６９】
また、請求項５の発明の発光ダイオードは、第１導電型Ｇ a Ｐ基板の表面に、少なくとも第１の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第１の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第２の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層とが積層された発光ダイオードであって、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を形成したものであり、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層である第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を５〜５０×１０ 15 ｃｍ -3 とし、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層をエッチング処理により所定の形状にパターンニングして、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域に電極を形成するか、または、第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域および残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を全て覆うように電極を形成したものである。
【００７０】
したがって、請求項５の発明の発光ダイオードによれば、通常のエピタキシャル成長工程において第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に形成された反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなり、効率よく外部に光りを取り出せると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する研磨プロセスの必要がなくなるため、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度 発光ダイオードを実現することができる。また、第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層が高抵抗層となって電流阻止層として働き、電流広がり効果が向上し、発光領域を拡大することができる。また、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域に電極を形成することによって、電流広がりがよくなり、発光領域を拡大することができる。また、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域および残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を全て覆うように電極を形成した場合も、残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層が高抵抗層となって電流阻止層として働き、電流広がりがよくなり、発光領域を拡大することができる。
【００７１】
また、請求項６の発明の発光ダイオードは、第１導電型Ｇ a Ｐ基板の表面に、少なくとも第１の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第１の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第２の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層とが積層された発光ダイオードであって、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を形成したものであり、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層である第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を第１導電型Ｇ a Ｐ基板よりも高い５×１０ 17 ｃｍ -3 以上にし、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層をエッチング処理により所定の形状にパターンニングして、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層である上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層にエッチング処理により形成された所定の形状の凹部に電極を形成したものである。
【００７２】
したがって、請求項６の発明の発光ダイオードによれば、通常のエピタキシャル成長工程において第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に形成された反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなり、効率よく外部に光りを取り出せると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する研磨プロセスの必要がなくなるため、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度発光ダイオードを実現することができる。また、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を５×１０ 17 ｃｍ -3 以上にすることにより、オーミック特性が取りやすくなると共に、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層が電流阻止層として働き、電流広がり効果が向上し、発光領域を拡大することができる。また、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層の上記凹部以外の領域の鏡面状態を維持できる。
【００７３】
また、請求項７の発明の発光ダイオードは、第１導電型Ｇ a Ｐ基板の表面に、少なくとも第１の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第１の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第２の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層とが積層された発光ダイオードであって、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を形成したものであり、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層である第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を５〜５０×１０ 15 ｃｍ -3 とし、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層をエッチング処理により所定の形状にパターンニングして、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層である上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層にエッチング処理により形成された所定の形状の凹部に電極を形成したものである。
【００７４】
したがって、請求項７の発明の発光ダイオードによれば、通常のエピタキシャル成長工程において第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に形成された反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなり、効率よく外部に光りを取り出せると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する研磨プロセスの必要がなくなるため、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度発光ダイオードを実現することができる。また、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を５〜５０×１０ 15 ｃｍ -3 以上にすることにより、第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層が高抵抗層となって電流阻止層として働き、電流広がり効果が向上し、発光領域を拡大することができる。また、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層の上記凹部以外の領域の鏡面状態を維持できる。
【００７５】
また、請求項８の発明の発光ダイオードの製造方法は、液相エピタキシャル成長法によって、第１導電型Ｇ a Ｐ基板の表面に第１の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層を形成すると同時に、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に第２の第１導電型エピタキシャル層を形成した後、上記第１の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層の表面に、第３の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と第１の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と第２の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層とを順次形成して、エピタキシャル成長において裏面に形成された第２の第１導電型エピタキシャル層によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する必要がなくなるので、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度発光ダイオードを製造することができる。また、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層をエッチング処理により所定の形状にパターンニングして、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域に電極を形成するか、または、第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域および残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を全て覆うように電極を形成することにより、電流広がりがよくなり、発光領域を拡大することができる。また、上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面が露出した領域および残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を全て覆うように電極を形成した場合も、残された上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層が高抵抗層となって電流阻止層として働き、電流広がりがよくなり、発光領域を拡大することができる。
【００７６】
また、請求項９の発明の発光ダイオードの製造方法は、液相エピタキシャル成長法によって、第１導電型ＧaＰ基板の表面に第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成すると同時に、上記第１導電型ＧaＰ基板の裏面に第２の第１導電型エピタキシャル層を形成した後、上記第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に、第３の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層と第１の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層と第２の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層とを順次形成して、エピタキシャル成長において裏面に形成された第２の第１導電型エピタキシャル層によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する必要がなくなるので、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度発光ダイオードを製造することができる。また、上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層である上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層にエッチング処理により形成された所定の形状の凹部に電極を形成することによって、上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層の上記凹部以外の領域の鏡面状態を維持できる。
【００７７】
また、請求項１０の発明の発光ダイオードの製造方法は、液相エピタキシャル成長法によって、第１導電型ＧaＰ基板の表面に第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成すると同時に、上記第１導電型ＧaＰ基板の裏面に第２の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成した後、第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に第１の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成すると同時に、第１導電型ＧaＰ基板の裏面側の第２の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に第３の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成し、さらに、第１の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に第２の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成すると同時に、第１導電型ＧaＰ基板の裏面側の第３の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に第４の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成して、エピタキシャル成長において裏面側に形成された第４の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層によって裏面側に鏡面状態が形成されて、裏面の反射率が高くなると共に、エピタキシャル成長終了後に新たに裏面側を鏡面研磨する必要がなくなるので、結晶内部にダメージを与えることなく、高効率でかつ安価な高輝度発光ダイオードを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態のＧaＰ発光ダイオードの構造を示すの断面図である。
【図２】図２は上記ＧaＰ発光ダイオードの液相エピタキシャル成長温度のダイヤグラムである。
【図３】図３は上記ＧaＰ発光ダイオードの液相エピタキシャル成長に用いられるＧaＰ基板支持用治具の概略断面図である。
【図４】図４は上記ＧaＰ発光ダイオードのエピタキシャル成長温度のダイヤグラムである。
【図５】図５は上記ＧaＰ発光ダイオードのエピタキシャル成長に用いられるＧaＰ基板支持用治具の概略断面図である。
【図６】図６はこの発明の第２実施形態のＧaＰ発光ダイオードの構造を示すの断面図である。
【符号の説明】
１…ｎ型ＧaＰ基板、
２…第１のｎ型ＧaＰエピタキシャル層、
３…第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層、
４…第３のｎ型ＧaＰエピタキシャル層、
５…第１のｐ型ＧaＰエピタキシャル層、
６…第２のｐ型ＧaＰエピタキシャル層、
７…ｎ側電極、
８…ｐ側電極、
９…ｎ型ＧaＰ基板、
１０…第１のｎ型ＧaＰエピタキシャル層、
１１…第２のｎ型ＧaＰエピタキシャル層、
１２…第１のｐ型ＧaＰエピタキシャル層、
１３…第２のｐ型ＧaＰエピタキシャル層、
１４…第３のｐ型ＧaＰエピタキシャル層、
１５…第４のｐ型ＧaＰエピタキシャル層、
１６…ｎ側電極、
１７…ｐ側電極、
１９…ＧaＰ基板支持治具、
２１…カーボン製プレート、
２２…ＧaＰ基板支持治具。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-luminance GaP-based light-emitting diode used for indoor and outdoor display panels, on-vehicle display lamps, traffic lights, and backlights for mobile phone numeric displays, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a light emitting diode, there is a GaP-based light emitting diode that emits red and yellow-green to green light, and a GaP light-emitting diode that emits yellow-green to green light doped with nitrogen is mainly used for outdoor display. Techniques for increasing the brightness of this nitrogen-doped GaP light emitting diode include:
(1) Increasing the efficiency of light emission by increasing the amount of nitrogen doping
(2) Improvement of crystallinity of light emitting region near PN junction
(3) Expansion of light emitting region due to current diffusion effect of current blocking layer formed inside epitaxial layer structure
The crystal growth and the lamination structure have been improved. At the chip formation process stage after crystal growth, the top surface and side surfaces of the chip are roughened by chemical treatment to improve the efficiency of external light extraction, and the light reflectance by mirroring the back surface of the wafer And a method of reducing the amount of light absorption by reducing the electrode area on the back surface of the wafer.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the back surface of the GaP epitaxial wafer on which the light emitting diode is formed (usually, the (111) plane of the A surface) is in a rough state, and light is reflected on the back surface of the chip when the light emitting diode is divided into chips. However, there is a problem that the light is transmitted and scattered, and as a result, the light extraction efficiency is reduced. In addition, since the back surface of the wafer is rough at the stage of forming the electrodes, there is a problem that the adhesion of the electrode material is deteriorated. In order to solve such a problem, a method has been proposed in which the back surface of the wafer is polished so as to be as smooth as possible. However, mechanical polishing or chemical polishing for making the rear surface of the wafer a mirror surface may damage the inside of the crystal, which may reduce the reliability of the light emitting diode or cause defective characteristics. There is. In addition, a process of polishing and chemical treatment for alleviating damage is required, which increases the manufacturing cost.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to provide a highly efficient and inexpensive light emitting diode without damaging the inside of a crystal and a method of manufacturing the same.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a light emitting diode according to claim 1 includes, on a surface of a first conductivity type GaP substrate, at least a first first conductivity type GaP epitaxial layer, a first second conductivity type GaP epitaxial layer, A light emitting diode in which a second second conductivity type GaP epitaxial layer is laminated, comprising a reflective GaP epitaxial layer formed on a back surface of the first conductivity type GaP substrate., G for reflection a The P epitaxial layer is formed of the first conductivity type G a The second first conductivity type G sequentially formed on the back surface of the P substrate a P epitaxial layer and third second conductivity type G a P epitaxial layer and fourth second conductivity type G a Consists of a P epitaxial layerIt is characterized by:
[0006]
According to the light emitting diode of the first aspect, a mirror state is formed on the back surface side by the reflective GaP epitaxial layer formed on the back surface of the first conductivity type GaP substrate in a normal epitaxial growth step, and the reflectance of the back surface is high. In addition, since it is not necessary to newly perform mirror polishing on the back surface after the epitaxial growth is completed, it is possible to manufacture an inexpensive light emitting diode. Therefore, a highly efficient and inexpensive high-brightness light emitting diode can be realized without damaging the inside of the crystal.In addition, the first second conductivity type G a When forming the P epitaxial layer, at the same time, the third second conductivity type G on the back side is formed. a Forming a P epitaxial layer, and forming the second second conductivity type G a When forming the P epitaxial layer, at the same time, the fourth second conductivity type G a By forming the P epitaxial layer, there is no epitaxial growth step which affects the mirror state in a subsequent step, and the fourth second conductivity type G a The mirror surface state on the back side can be easily maintained by the P epitaxial layer.
[0007]
The light emitting diode according to claim 2 is the light emitting diode according to claim 1, wherein a The P epitaxial layer is patterned into a predetermined shape, and at least the first conductivity type G a An electrode formed in a region where the back surface of the P substrate is exposed is provided.
[0008]
According to the light emitting diode of the second aspect, the reflection G a The P epitaxial layer is patterned into a predetermined shape by an etching process, a By forming an electrode in a region where the back surface of the P substrate is exposed, the current spread is improved and the light emitting region is enlarged, similarly to the patterned electrode. The first conductivity type G a The area where the back surface of the P substrate is exposed and the remaining reflection G a An electrode may be formed so as to cover the entire P epitaxial layer. In this case, the remaining reflective G a The P epitaxial layer becomes a high-resistance layer and functions as a current blocking layer, so that the current spread is improved and the light emitting region is expanded.
[0009]
The light emitting diode of claim 3 is the light emitting diode of claim 1, wherein the first conductivity type G a The second first conductivity type G formed on the back surface of the P substrate a P epitaxial layer , Third second conductivity type G a P epitaxial layer and fourth second conductivity type G a In the P epitaxial layer, the second first conductivity type G a It is characterized by comprising a concave portion having a predetermined shape formed so that the P epitaxial layer is exposed, and an electrode formed in the concave portion.
[0010]
According to the light emitting diode of the third aspect, the second first conductivity type G a P epitaxial layer , Third second conductivity type G a P epitaxial layer and fourth second conductivity type G a In the P epitaxial layer, the second first conductivity type G a By forming the electrode in a recess having a predetermined shape formed by an etching process so that the P epitaxial layer is exposed, the fourth second conductivity type G is formed. a The mirror surface state of the region other than the concave portion of the P epitaxial layer can be maintained.
[0011]
Further, the light emitting diode according to claim 4 has the first conductivity type G. a On the surface of the P substrate, at least the first first conductivity type G a P epitaxial layer and first second conductivity type G a P epitaxial layer and second second conductivity type G a A light emitting diode in which a P epitaxial layer is laminated, wherein the first conductivity type G a Reflective G formed on the back surface of P substrate a A P epitaxial layer, and the reflective G a The P epitaxial layer has at least a second first conductivity type G a Having a P epitaxial layer, the second first conductivity type G a The carrier concentration of the P epitaxial layer is adjusted to the first conductivity type G a 5 × 10 higher than P substrate 17 cm -3 In addition to the above, the reflection G a The P epitaxial layer is patterned into a predetermined shape, and at least the first conductivity type G a An electrode formed in a region where the back surface of the P substrate is exposed is provided.
[0012]
According to the light emitting diode of the fourth aspect, the first conductivity type G in the normal epitaxial growth step. a Reflective G formed on the back surface of P substrate a A mirror surface state is formed on the back surface side by the P epitaxial layer, and the reflectance of the back surface is increased, and there is no need to newly perform mirror polishing on the back surface after the end of epitaxial growth, so that an inexpensive light emitting diode can be manufactured. Therefore, a highly efficient and inexpensive high-brightness light emitting diode can be realized without damaging the inside of the crystal. Further, the second first conductivity type G a The carrier concentration of the P epitaxial layer is set to the first conductivity type G a 5 × 10 higher than P substrate 17 cm -3 With the above, ohmic characteristics can be easily obtained, and the second first conductivity type G can be obtained. a The P epitaxial layer functions as a current blocking layer, improving the current spreading effect and expanding the light emitting region. In addition, the reflection G a The P epitaxial layer is patterned into a predetermined shape by an etching process, a By forming an electrode in a region where the back surface of the P substrate is exposed, the current spread is improved and the light emitting region is enlarged, similarly to the patterned electrode. The first conductivity type G a The area where the back surface of the P substrate is exposed and the remaining reflection G a An electrode may be formed so as to cover the entire P epitaxial layer. In this case, the remaining reflective G a The P epitaxial layer becomes a high-resistance layer and functions as a current blocking layer, so that the current spread is improved and the light emitting region is expanded.
[0013]
Further, the light emitting diode of claim 5 has the first conductivity type G. a On the surface of the P substrate, at least the first first conductivity type G a P epitaxial layer and first second conductivity type G a P epitaxial layer and second second conductivity type G a A light emitting diode in which a P epitaxial layer is laminated, wherein the first conductivity type G a Reflective G formed on the back surface of P substrate a A P epitaxial layer, and the reflective G a The P epitaxial layer has at least a second first conductivity type G a Having a P epitaxial layer, the second first conductivity type G a Carrier concentration of P epitaxial layer is 5-50 × 10 Fifteen cm -3 And the reflection G a The P epitaxial layer is patterned into a predetermined shape, and at least the first conductivity type G a An electrode formed in a region where the back surface of the P substrate is exposed is provided.
[0014]
According to the light emitting diode of the fifth aspect, the first conductivity type G in the normal epitaxial growth step. a Reflective G formed on the back surface of P substrate a A mirror surface state is formed on the back surface side by the P epitaxial layer, and the reflectance of the back surface is increased, and there is no need to newly perform mirror polishing on the back surface after the end of epitaxial growth, so that an inexpensive light emitting diode can be manufactured. Therefore, a highly efficient and inexpensive high-brightness light emitting diode can be realized without damaging the inside of the crystal. Further, the second first conductivity type G a Carrier concentration of P epitaxial layer is 5-50 × 10 Fifteen cm -3 , The second first conductivity type G a The P epitaxial layer becomes a high resistance layer and functions as a current blocking layer, improving the current spreading effect and expanding the light emitting region. In addition, the reflection G a The P epitaxial layer is patterned into a predetermined shape by an etching process, a By forming an electrode in a region where the back surface of the P substrate is exposed, the current spread is improved and the light emitting region is enlarged, similarly to the patterned electrode. The first conductivity type G a The area where the back surface of the P substrate is exposed and the remaining reflection G a An electrode may be formed so as to cover the entire P epitaxial layer. In this case, the remaining reflective G a The P epitaxial layer becomes a high-resistance layer and functions as a current blocking layer, so that the current spread is improved and the light emitting region is expanded.
[0015]
Further, the light emitting diode according to claim 6 has the first conductivity type G. a On the surface of the P substrate, at least the first first conductivity type G a P epitaxial layer and first second conductivity type G a P epitaxial layer and second second conductivity type G a A light emitting diode in which a P epitaxial layer is laminated, wherein the first conductivity type G a Reflective G formed on the back surface of P substrate a A P epitaxial layer, and the reflective G a The P epitaxial layer has a second first conductivity type G a A P epitaxial layer, wherein the second first conductivity type G a The carrier concentration of the P epitaxial layer is adjusted to the first conductivity type G a 5 × 10 higher than P substrate 17 cm -3 In addition to the above, the second first conductivity type G a It is characterized by including a concave portion having a predetermined shape formed in the P epitaxial layer, and an electrode formed in the concave portion.
[0016]
According to the light emitting diode of the sixth aspect, the first conductivity type G in the normal epitaxial growth step. a Reflective G formed on the back surface of P substrate a A mirror surface state is formed on the back surface side by the P epitaxial layer, and the reflectance of the back surface is increased, and there is no need to newly perform mirror polishing on the back surface after the end of epitaxial growth, so that an inexpensive light emitting diode can be manufactured. Therefore, a highly efficient and inexpensive high-brightness light emitting diode can be realized without damaging the inside of the crystal. Further, the second first conductivity type G a The carrier concentration of the P epitaxial layer is set to the first conductivity type G a 5 × 10 higher than P substrate 17 cm -3 With the above, ohmic characteristics can be easily obtained, and the second first conductivity type G can be obtained. a The P epitaxial layer functions as a current blocking layer, improving the current spreading effect and expanding the light emitting region. In addition, the second first Conductivity type G a The second first conductivity type G is formed by forming the electrode in a recess having a predetermined shape formed in the P epitaxial layer by etching. a The mirror surface state of the region other than the concave portion of the P epitaxial layer can be maintained.
[0017]
Further, the light emitting diode according to claim 7 has the first conductivity type G. a On the surface of the P substrate, at least the first first conductivity type G a P epitaxial layer and first second conductivity type G a P epitaxial layer and second second conductivity type G a A light emitting diode in which a P epitaxial layer is laminated, wherein the first conductivity type G a Reflective G formed on the back surface of P substrate a A P epitaxial layer, and the reflective G a The P epitaxial layer has a second first conductivity type G a A P epitaxial layer, wherein the second first conductivity type G a Carrier concentration of P epitaxial layer is 5-50 × 10 Fifteen cm -3 And the second first conductivity type G a It is characterized by including a concave portion having a predetermined shape formed in the P epitaxial layer, and an electrode formed in the concave portion.
[0018]
According to the light emitting diode of the seventh aspect, the first conductivity type G in the normal epitaxial growth step. a Reflective G formed on the back surface of P substrate a A mirror surface state is formed on the back surface side by the P epitaxial layer, and the reflectance of the back surface is increased, and there is no need to newly perform mirror polishing on the back surface after the end of epitaxial growth, so that an inexpensive light emitting diode can be manufactured. Therefore, a highly efficient and inexpensive high-brightness light emitting diode can be realized without damaging the inside of the crystal. Further, the second first conductivity type G a Carrier concentration of P epitaxial layer is 5-50 × 10 Fifteen cm -3 , The second first conductivity type G a The P epitaxial layer becomes a high resistance layer and functions as a current blocking layer, improving the current spreading effect and expanding the light emitting region. Further, the second first conductivity type G a The second first conductivity type G is formed by forming the electrode in a recess having a predetermined shape formed in the P epitaxial layer by etching. a The mirror surface state of the region other than the concave portion of the P epitaxial layer can be maintained.
[0019]
The method for manufacturing a light emitting diode according to claim 8 is a method for manufacturing a light emitting diode, wherein the light emitting diode is manufactured by a liquid phase epitaxial growth method. a The first first conductivity type G is provided on the surface of the P substrate. a At the same time as forming the P epitaxial layer, the first conductivity type G a Forming a second first conductivity type epitaxial layer on the back surface of the P substrate; a The third first conductivity type G is formed on the surface of the P epitaxial layer. a P epitaxial layer and first second conductivity type G a P epitaxial layer and second second conductivity type G a A step of sequentially forming a P epitaxial layer, a step of patterning the second first conductivity type epitaxial layer into a predetermined shape, and at least the first conductivity type G by the patterning step. a Forming an electrode in a region where the back surface of the P substrate is exposed.
[0020]
According to the method for manufacturing a light emitting diode of the eighth aspect, the first conductivity type G is formed by a liquid phase epitaxial growth method. a The first first conductivity type G is provided on the surface of the P substrate. a At the same time as forming the P epitaxial layer, the first conductivity type G a After forming the second first conductivity type epitaxial layer on the back surface of the P substrate, the first first conductivity type G a The third first conductivity type G is formed on the surface of the P epitaxial layer. a P epitaxial layer and first second conductivity type G a P epitaxial layer and second second conductivity type G a P epitaxial layers are sequentially formed. Then, a mirror state is formed on the back side by the second first conductivity type epitaxial layer formed on the back side in the epitaxial growth, the reflectance of the back side is increased, and the back side is newly mirror-polished after the epitaxial growth is completed. You don't have to. Therefore, a highly efficient and inexpensive high-brightness light emitting diode can be manufactured without damaging the inside of the crystal. In addition, the reflection G a The P epitaxial layer is patterned into a predetermined shape by an etching process, a By forming an electrode in a region where the back surface of the P substrate is exposed, the current spread is improved and the light emitting region is enlarged, similarly to the patterned electrode. The first conductivity type G a The area where the back surface of the P substrate is exposed and the remaining reflection G a An electrode may be formed so as to cover the entire P epitaxial layer. In this case, the remaining reflective G a P epitaxial layer becomes high resistance layer and current It functions as a blocking layer, improves current spreading, and expands a light emitting region.
[0021]
The method of manufacturing a light emitting diode according to claim 9 is a method of manufacturing a light emitting diode by manufacturing a light emitting diode by a liquid phase epitaxial growth method, wherein a first first conductivity type GaP epitaxial layer is formed on a surface of a first conductivity type GaP substrate. Forming a layer and simultaneously forming a second first-conductivity-type epitaxial layer on the back surface of the first-conductivity-type GaP substrate; and forming a third first-conductivity-type GaP epitaxial layer on the surface of the first first-conductivity-type GaP epitaxial layer. Forming a first conductivity type GaP epitaxial layer, a first second conductivity type GaP epitaxial layer, and a second second conductivity type GaP epitaxial layer sequentially;, The second first conductivity type G a Forming a recess having a predetermined shape in the P epitaxial layer; and forming an electrode in the recess.It is characterized by having.
[0022]
According to the method of manufacturing a light emitting diode of the ninth aspect, the first conductivity type GaP epitaxial layer is formed on the surface of the first conductivity type GaP substrate by a liquid phase epitaxial growth method, and at the same time, the first conductivity type GaP epitaxial layer is formed. After forming the second first conductivity type epitaxial layer on the back surface of the GaP substrate, the third first conductivity type GaP epitaxial layer and the first second A conductive type GaP epitaxial layer and a second second conductive type GaP epitaxial layer are sequentially formed. Then, a mirror state is formed on the back side by the second first conductivity type epitaxial layer formed on the back side in the epitaxial growth, the reflectivity of the back side is increased, and the back side is newly mirror-polished after the epitaxial growth is completed. You don't have to. Therefore, a highly efficient and inexpensive high-brightness light emitting diode can be manufactured without damaging the inside of the crystal.Further, the second first conductivity type G a The second first conductivity type G is formed by forming the electrode in a recess having a predetermined shape formed in the P epitaxial layer by etching. a The mirror surface state of the region other than the concave portion of the P epitaxial layer can be maintained.
[0023]
A method of manufacturing a light emitting diode according to claim 10 is a method of manufacturing a light emitting diode by manufacturing a light emitting diode by a liquid phase epitaxial growth method, wherein the first conductive type GaP epitaxial layer is formed on the surface of the first conductive type GaP substrate. Forming a layer at the same time as forming the second conductive type GaP epitaxial layer on the back surface of the first conductive type GaP substrate; and forming a first first conductive type GaP epitaxial layer on the surface of the first first conductive type GaP epitaxial layer. Simultaneously forming the two-conductivity-type GaP epitaxial layer and simultaneously forming a third second-conductivity-type GaP epitaxial layer on the surface of the second first-conductivity-type GaP epitaxial layer on the back side of the first-conductivity-type GaP substrate; Forming a second second conductivity type GaP epitaxial layer on the surface of the first second conductivity type GaP epitaxial layer, and simultaneously forming the first conductivity type GaP epitaxial layer. It is characterized by a step of forming a fourth second-conductivity-type GaP epitaxial layer on the surface of the substrate rear side of the third second-conductivity-type GaP epitaxial layer of.
[0024]
According to the method of manufacturing a light emitting diode of claim 10, the first conductivity type GaP epitaxial layer is formed on the surface of the first conductivity type GaP substrate by liquid phase epitaxial growth, and at the same time, the first conductivity type GaP epitaxial layer is formed. After forming the second first-conductivity-type GaP epitaxial layer on the back surface of the GaP substrate, the first second-conductivity-type GaP epitaxial layer is formed on the surface of the first first-conductivity-type GaP epitaxial layer. A third second-conductivity-type GaP epitaxial layer is formed on the surface of the second first-conductivity-type GaP epitaxial layer on the back side of the first-conductivity-type GaP substrate, and further, on the surface of the first second-conductivity-type GaP epitaxial layer. At the same time as the formation of the second second conductivity type GaP epitaxial layer, the fourth second conductivity type GaP epitaxial layer is formed on the front surface of the third second conductivity type GaP epitaxial layer on the back surface side of the first conductivity type GaP substrate. A conductive type GaP epitaxial layer is formed. Then, a mirror state is formed on the back side by the fourth second-conductivity-type GaP epitaxial layer formed on the back side in the epitaxial growth, and the reflectance of the back side is increased. Mirror polishing is not required. Therefore, a highly efficient and inexpensive high-brightness light emitting diode can be manufactured without damaging the inside of the crystal. In addition, there is no epitaxial growth step affecting the mirror state in a subsequent step, and the mirror state on the back surface side can be easily maintained by the fourth second conductivity type GaP epitaxial layer.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a light emitting diode and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
[0026]
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a GaP light emitting diode according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an n-type GaP substrate as a first conductivity type, 2 denotes a first n-type GaP epitaxial layer formed on the surface of the n-type GaP substrate 1, and 3 denotes a back surface of the n-type GaP substrate 1. The second n-type GaP epitaxial layer 4 is formed on the surface of the first n-type GaP epitaxial layer 2, and the third n-type GaP epitaxial layer 5 is formed on the surface of the first n-type GaP epitaxial layer 2. A p-type GaP epitaxial layer as the first second conductivity type formed on the surface of the layer 4, and 6 is a second p-type GaP epitaxial layer formed on the surface of the first p-type GaP epitaxial layer 5. is there. 3a, 3a are recesses of a predetermined shape formed by etching the second n-type GaP epitaxial layer 3 on the back side of the n-type GaP substrate 1, and 7, 7 are formed in the recesses 3a, 3a. The n-type electrode 8 is a p-type electrode formed on the second p-type GaP epitaxial layer 6 so as not to overlap the n-type electrodes 7, 7 on the back side.
[0027]
FIG. 2 shows a temperature diagram of the liquid phase epitaxial growth of the GaP light emitting diode. In FIG. 2, the horizontal axis represents time (arbitrary scale), and the vertical axis represents the GaP solution temperature. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a jig 19 for supporting a GaP substrate capable of epitaxial growth on both sides of the n-type GaP substrate 1. As shown in FIG. 3, the GaP substrate supporting jig 19 includes a cylindrical portion 19A composed of upper and lower two semi-cylindrical portions (not shown) combined in a dividable manner, and a disc closing both ends of the cylindrical portion 19A. It comprises caps 19B, 19B having a shape and a support rod 19C for supporting the substrate in the cylindrical portion 19A, and a groove for holding the substrate is formed inside the cylindrical portion 19A. In the GaP substrate supporting jig 19, two substrates having a distance of B are set as one set, and adjacent sets are arranged with a distance A therebetween.
[0028]
Hereinafter, a method for manufacturing the GaP light emitting diode will be described with reference to FIGS.
[0029]
First, as shown in FIG.1~ TTwoDuring the period, the jig 19 (shown in FIG. 3) for supporting the GaP substrate holding the plurality of n-type GaP substrates 1 is immersed in the GaP solution heated to 900 ° C.Two~ TThreeThe first n-type GaP epitaxial layer 2 (shown in FIG. 1) shown in FIG. 1 is gradually cooled at a rate of 0.5 ° C./min until the temperature of the GaP solution becomes 850 ° C. Then, a second n-type GaP epitaxial layer 3 (shown in FIG. 1) is formed. At this time, 4.01 / min of hydrogen (HTwo) And silicon (Si) as an n-type dopant.
[0030]
Since each of the epitaxial layers 2 and 3 has a different etching rate during the etching process (front surface> back surface, aqua regia: front surface: back surface = 10: 1), FIG. 3 is used for liquid phase epitaxial growth so that the thickness can be easily adjusted. The distance between the substrates in the GaP substrate supporting jig 19 shown in (1) is made different, and the volume of the GaP solution in contact with the front surface and the rear surface of the n-type GaP substrate 1 is different (the amount of GaP dissolved in Ga is different). To do. By doing so, the thickness of the second n-type epitaxial layer 3 is formed smaller than that of the first n-type epitaxial layer 2.
[0031]
Thus, by setting the distances A and B between the substrates in the jig 19 for supporting the GaP substrate shown in FIG. 3, the thickness of the first n-type GaP epitaxial layer 2 on the front surface side is set to 50 μm, and The thickness of the n-type epitaxial layer 3 is 15 μm. Then, the first n-type GaP epitaxial layer 2 is removed by etching to a thickness of 10 μm so as to finally have a desired thickness.
[0032]
Next, a third n-type GaP epitaxial layer 4 having a PN junction and a first p-type GaP epitaxial layer 5 are sequentially formed on the first n-type GaP epitaxial growth layer 2 of the wafer. FIG. 4 shows a temperature diagram of the epitaxial growth at this time. In FIG. 4, the horizontal axis represents time (arbitrary scale), and the vertical axis represents the GaP solution temperature. FIG. 5 is a schematic sectional view of a jig 22 for supporting a GaP substrate capable of epitaxial growth on one surface of the n-type GaP substrate 1. As shown in FIG. 5, a jig 22 for supporting a GaP substrate includes a cylindrical portion 22A composed of two upper and lower semi-cylindrical portions (not shown) combined in a divisible manner, and a disc closing both ends of the cylindrical portion 22A. It has caps 22B, 22B having a shape, and a support rod 22C for supporting the substrate in the cylindrical portion 22A. A groove for holding the substrate is formed inside the cylindrical portion 22A. In this GaP substrate supporting jig 22, unlike the GaP substrate supporting jig 19 shown in FIG. 3, each GaP substrate 1 is held so that the back surface of each GaP substrate 1 is in contact with the carbon plate 21. It is arranged in the tool jig 22.
[0033]
As shown in FIG.11~ T12During the period of (1), the GaP substrate supporting jig 22 containing the plurality of n-type GaP substrates 1 on which the first and second n-type GaP epitaxial growth layers 2 and 3 are formed is placed in a GaP solution heated to 1000 ° C. Soak, t12~ T13During this period, the GaP solution is gradually cooled at a rate of 0.5 ° C./min to form a third n-type GaP epitaxial layer 4 (see FIG. 1) on the first n-type GaP epitaxial growth layer 2 (see FIG. 1). 1). At this time, 4.01 / min of hydrogen (HTwo) And silicon (Si) as an n-type dopant.
[0034]
Then, t13~ T14During the period of 900 ° C., the hydrogen gas (HTwo) With ammonia gas (NHThree) Is introduced, and n-type dopant silicon (Si) and ammonia (NHThree) To eliminate the incorporation of silicon into the epitaxial growth layer and maintain the temperature of the GaP solution at 900 ° C. for 30 minutes (t13~ T14)Hold. Then, t14~ T15Hydrogen (HTwo), Ammonia gas (NHThree) Is gradually cooled to a solution temperature of 880 ° C. at a rate of 0.5 ° C./min to form a first p-type GaP epitaxial layer 5 (shown in FIG. 1) having a background concentration.
[0035]
Further, while slowly cooling the solution temperature to 800 ° C. at a rate of 0.5 ° C./min, zinc (Zn) vapor is introduced into a carrier gas as a p-type dopant to form a second p-type GaP epitaxial layer 6. . This completes the epitaxial growth. The thickness of the third n-type GaP epitaxial layer 4 is set to 40 μm, and the first p-type GaP The thickness of the epitaxial layer 5 was 20 μm, and the thickness of the second p-type GaP epitaxial layer 6 (shown in FIG. 1) was 30 μm.
[0036]
Next, a SiO2 film or the like is formed on the second n-type GaP epitaxial layer 3 of the epitaxial wafer, patterning is performed with the second n-type GaP epitaxial layer 3 by etching, and the region ( The n-type electrodes 7, 7 are formed in the concave portions 3a, 3a) shown in FIG. Further, after forming the p-type electrode 8 (shown in FIG. 1) on the second p-type GaP epitaxial layer 6 so as not to overlap the n-type electrodes 7, 7 (shown in FIG. 1) on the back side, For example, a chip is divided into 0.25 mm × 0.25 mm square chips to obtain a GaP light emitting diode.
[0037]
In the first embodiment, the carrier concentration of each layer is
First n-type GaP epitaxial layer 2: 5 to 20 × 1016cm-3
Second n-type GaP epitaxial layer 3: 0.5 to 200 × 1016cm-3
Third n-type GaP epitaxial layer 4: 5 to 20 × 1016cm-3
First p-type GaP epitaxial layer 5: 5 to 10 × 1015cm-3
Second p-type GaP epitaxial layer 6: 1-3 × 1018cm-3
And
[0038]
As described above, the mirror state is formed on the back surface side by the second n-type GaP epitaxial layer 3 as the reflective GaP epitaxial layer formed on the back surface of the n-type GaP substrate 1 in the normal epitaxial growth process. The reflectivity is increased, and it is not necessary to newly perform mirror polishing of the back surface after the end of the epitaxial growth, so that an inexpensive GaP light emitting diode can be manufactured. Therefore, a highly efficient and inexpensive high-intensity GaP light emitting diode can be realized without damaging the inside of the crystal.
[0039]
The carrier concentration of the second n-type GaP epitaxial layer 3 as the reflective GaP epitaxial layer is set to 5 × 10 5 higher than that of the n-type GaP substrate 1.17cm-3With the above, ohmic characteristics can be easily obtained by the second n-type GaP epitaxial layer 3, and the second n-type GaP epitaxial layer 3 functions as a current blocking layer, thereby improving the current spreading effect and improving the light emitting region. Can be expanded.
[0040]
In the above-mentioned GaP light emitting diode, the carrier concentration of the second n-type GaP epitaxial layer 3 as a reflective GaP epitaxial layer is 5 to 50 × 1015cm-3By doing so, the second n-type GaP epitaxial layer 3 becomes a high resistance layer and functions as a current blocking layer, the current spreading effect is improved, and the light emitting region can be expanded.
[0041]
Further, by forming the n-type electrodes 7, 7 in the concave portions 3a, 3a of a predetermined shape formed by etching on the second n-type GaP epitaxial layer 3, the second first conductivity type GaP epitaxial layer 3 is formed. The mirror surface state of the region other than the n-type electrodes 7, 7 can be maintained.
[0042]
Further, according to the method for manufacturing a GaP light emitting diode, a mirror surface state is formed on the back surface side by the second n-type GaP epitaxial layer 3 formed on the back surface of the n-type GaP substrate 1 during epitaxial growth, and the reflectance of the back surface is reduced. In addition, it becomes unnecessary to newly polish the rear surface side after the epitaxial growth is completed, so that a high-efficiency and inexpensive high-intensity GaP light-emitting diode can be manufactured without damaging the inside of the crystal.
[0043]
(2nd Embodiment)
FIG. 6 is a sectional view showing the structure of a GaP light emitting diode according to a second embodiment of the present invention. 6, reference numeral 9 denotes an n-type GaP substrate as a first conductivity type, 10 denotes a first n-type GaP epitaxial layer formed on the surface of the n-type GaP substrate 9, and 11 denotes a back surface of the n-type GaP substrate 9. A second n-type GaP epitaxial layer formed on the surface of the first n-type GaP epitaxial layer 10 and a p-type GaP epitaxial layer as a first second conductivity type formed on the surface of the first n-type GaP epitaxial layer 10; A second p-type GaP epitaxial layer formed on the surface of the first p-type GaP epitaxial layer 12, a third p-type GaP epitaxial layer formed on the surface of the second n-type GaP epitaxial layer 11, Reference numeral 15 denotes a fourth p-type GaP epitaxial layer formed on the surface of the third p-type GaP epitaxial layer 14.
Reference numerals 18 and 18 denote predetermined shapes formed by etching the second n-type GaP epitaxial layer 11 and the third and fourth p-type GaP epitaxial layers 14 and 15 on the back side of the n-type GaP substrate 9. The recesses 16, 16 are n-type electrodes formed in the recesses 18, 18, and 17 is formed on the second p-type GaP epitaxial layer 13 so as not to overlap the n-type electrodes 16, 16 on the back surface side. This is a p-type electrode.
[0044]
In the second embodiment, a diagram of the liquid phase epitaxial growth temperature of the GaP light emitting diode and a schematic sectional view of a jig for supporting the GaP substrate used for the liquid phase epitaxial growth of the GaP light emitting diode are diagrams of the first embodiment. 3. Same as FIG.
[0045]
Hereinafter, a method of manufacturing the GaP light emitting diode will be described.
[0046]
As shown in FIG. 4, a GaP substrate supporting jig 19 (shown in FIG. 3) containing a plurality of n-type GaP substrates 9 is immersed in a GaP solution heated to 1000 ° C., and t12~ T13The first n-type epitaxial layer 10 (shown in FIG. 6) and the second n-type are gradually cooled at a rate of 0.5 ° C./min until the GaP solution temperature reaches 900 ° C. An epitaxial layer 11 (shown in FIG. 6) is formed. At this time, 4.01 / min of hydrogen (HTwo) And silicon as the n-type dopant.
[0047]
Next, at a temperature of the GaP solution of 900 ° C., hydrogen (HTwo) Ammonia (NH) with gasThree) By introducing gas and reacting the n-type dopant silicon with ammonia, the incorporation of silicon into the epitaxial growth layer is eliminated, and the temperature of the solution is maintained at 900 ° C. for 30 minutes so that the background concentration of the epitaxial growth becomes ( t13~ T14)Hold. Then, t14~ T15During the period, while the hydrogen gas and the ammonia gas were similarly introduced, the solution temperature was gradually cooled to 880 ° C. at a rate of 0.5 ° C./min, and the first p-type GaP epitaxial layer 12 based on the background concentration (FIG. 3) and a third p-type GaP epitaxial layer 14 (shown in FIG. 6).
[0048]
Further, t15While slowly cooling to a solution temperature of 800 ° C. from 0.5 ° C./min, zinc (Zn) vapor was introduced into a carrier gas as a p-type dopant to form a second p-type GaP epitaxial layer 13 (shown in FIG. 6) and A fourth p-type GaP epitaxial layer 15 (shown in FIG. 6) is formed. This completes the epitaxial growth.
[0049]
At this time, since the structure of the epitaxial growth layer has a thyristor structure, in the same manner as in the first embodiment, the jig 19 for supporting the GaP substrate shown in FIG. By making the distances A and B between the substrates different, the thickness of the epitaxial layer formed on the back side of the n-type GaP substrate 9 is larger than the thickness of the epitaxial layer formed on the front side of the n-type GaP substrate 9. Become thin.
[0050]
Thus, by setting the distances A and B between the substrates in the jig 19 for supporting the GaP substrate shown in FIG. 3, the thickness of the first n-type GaP epitaxial layer 10 is set to 40 μm and the second n-type GaP The thickness of the epitaxial layer 11 is 8 μm, the thickness of the first p-type GaP epitaxial layer 12 is 20 μm, the thickness of the second p-type GaP epitaxial layer 13 is 30 μm, and the thickness of the third p-type GaP epitaxial layer 14. The thickness of the fourth p-type GaP epitaxial layer 15 was 6 μm.
[0051]
As in the first embodiment, the above-described epitaxial wafer includes a second n-type GaP epitaxial layer 11, a third p-type GaP epitaxial layer 14, and a fourth p-type GaP epitaxial layer on the back side of the n-type GaP substrate 9. After forming concave portions 18 of a predetermined shape by etching at the same time, n-type electrodes 16 are formed in the concave portions 18 removed by the etching process. Further, a p-type electrode 17 is formed on the surface of the second p-type GaP epitaxial layer 13 so as not to overlap the n-type electrodes 16 on the rear surface side, and then a GaP light emitting diode is formed by chip division.
[0052]
In the second embodiment, the carrier concentration of each layer is
First n-type GaP epitaxial layer 10: 5 to 20 × 1016cm-3
Second n-type GaP epitaxial layer 11: 0.5 to 200 × 1016cm-3
First p-type GaP epitaxial layer 12: 5 to 10 × 1015cm-3
Second p-type GaP epitaxial layer 13: 1-3 × 1018cm-3
Third p-type GaP epitaxial layer 14: 5 to 10 × 1015cm-3
Fourth p-type GaP epitaxial layer 15: 1-3 × 1018cm-3
And
[0053]
As described above, the second n-type GaP epitaxial layer 11, the third p-type GaP epitaxial layer 14, and the fourth p-type GaP epitaxial layer 14 serving as reflective GaP epitaxial layers formed on the back surface of the n-type GaP substrate 9 in the normal epitaxial growth process. The fourth p-type GaP epitaxial layer 15 of the p-type GaP epitaxial layer 15 forms a mirror surface state on the back surface side, thereby increasing the reflectance of the back surface and mirror-polishing the back surface after epitaxial growth is completed. Since there is no need, it is possible to produce an inexpensive GaP light emitting diode. Therefore, a highly efficient and inexpensive high-intensity GaP light emitting diode can be realized without damaging the inside of the crystal.
[0054]
Further, the carrier concentration of the second n-type GaP epitaxial layer 11 is set to 5 × 1017cm-3By the above, the second n-type GaP epitaxial layer11Makes it easier to obtain ohmic characteristics, and the second n-type GaP epitaxial layer11Function as a current blocking layer, the current spreading effect is improved, and the light emitting region can be expanded.
[0055]
In the above-mentioned GaP light emitting diode, the carrier concentration of the second n-type GaP epitaxial layer 11 is 5 to 50 × 1015cm-3By doing so, the second n-type GaP epitaxial layer 11 becomes a high-resistance layer and functions as a current blocking layer, the current spreading effect is improved, and the light emitting region can be expanded.
[0056]
In addition, when the first and second p-type GaP epitaxial layers 12 and 13 are formed, the third and fourth p-type GaP epitaxial layers 14 and 15 are simultaneously formed sequentially to form a fourth p-type GaP epitaxial layer. There is no need for an epitaxial growth step that affects the mirror state of the layer 15 in a later step, and the mirror state of the fourth p-type GaP epitaxial layer 15 can be easily maintained.
[0057]
Etching is performed on the second n-type GaP epitaxial layer 11, the third p-type GaP epitaxial layer 14, and the fourth p-type GaP epitaxial layer 15 so that the second n-type GaP epitaxial layer 11 is exposed. By forming the n-type electrodes 16, 16 in the recesses of a predetermined shape formed by the above, the mirror surface state of the region other than the n-type electrodes 16, 16 of the fourth p-type GaP epitaxial layer 15 can be maintained. .
[0058]
Further, according to the above-described method for manufacturing a GaP light emitting diode, a mirror surface state is formed on the back surface side by the fourth p-type GaP epitaxial layer 15 formed on the back surface of the n-type GaP substrate 9 during epitaxial growth, and the reflectance of the back surface is increased. And the need to newly mirror-polish the back side after the end of the epitaxial growth eliminates the possibility of manufacturing a highly efficient and inexpensive high-intensity GaP light emitting diode without damaging the inside of the crystal.
[0059]
In the first and second embodiments, the epitaxial layers are formed on the front and back of the n-type GaP substrates 1 and 9. However, epitaxial layers of the opposite conductivity type to those of the first and second embodiments are formed on the front and back of the p-type GaP substrates. Each may be formed.
[0060]
In the first embodiment, the second n-type GaP epitaxial layer 3 is etched to form the n-type electrodes 7, 7 in the regions removed by the etching of the second n-type GaP epitaxial layer 3. However, an electrode may be formed on the surface of the second n-type GaP epitaxial layer without etching the second n-type GaP epitaxial layer, or the electrode may be patterned into a predetermined shape. In this case, the entire surface of the second first-conductivity-type GaP epitaxial layer can be mirror-finished, and the second first-conductivity-type GaP epitaxial layer functions as a current-blocking layer. .
[0061]
Further, the second n-type GaP epitaxial layer may be patterned to form an electrode in a region where the GaP substrate is exposed, and the current spread is improved similarly to the patterned electrode. Further, an electrode may be formed so as to entirely cover the exposed region of the GaP substrate and the patterned second n-type GaP epitaxial layer, and the remaining second n-type GaP epitaxial layer is formed of a high-resistance layer. And acts as a current blocking layer to improve current spreading.
[0062]
In the second embodiment, the second n-type GaP epitaxial layer 11, the third p-type epitaxial layer 14, and the fourth p-type epitaxial layer 15 are subjected to etching, and the n-type electrode 16, The second n-type GaP epitaxial layer, the third p-type epitaxial layer, and the fourth p-type epitaxial layer may be patterned to form an electrode in a region where the GaP substrate is exposed. As in the case of the electrode, the current spread is improved. Further, an electrode may be formed so as to cover the entire region where the GaP substrate is exposed and the patterned GaP epitaxial layer, and the remaining second n-type GaP epitaxial layer becomes a high resistance layer to block current. It acts as a layer and improves current spreading.
[0063]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, the light emitting diode according to the first aspect of the present invention includes at least a first first conductivity type GaP epitaxial layer and a first second conductivity type GaP epitaxial layer on a surface of a first conductivity type GaP substrate. And a second second-conductivity-type GaP epitaxial layer, wherein the reflection-type GaP epitaxial layer is formed on the back surface of the first-conductivity-type GaP substrate.G for reflection a The P epitaxial layer is formed of the first conductivity type G a The second first conductivity type G sequentially formed on the back surface of the P substrate a P epitaxial layer and third second conductivity type G a P epitaxial layer and fourth second conductivity type G a And a P epitaxial layer.
[0064]
Therefore, according to the light emitting diode of the first aspect of the present invention, a mirror state is formed on the back surface side by the reflective GaP epitaxial layer formed on the back surface of the first conductivity type GaP substrate in a normal epitaxial growth step, and the reflection on the back surface is formed. The efficiency is high, light can be efficiently extracted to the outside, and there is no need for a polishing process for mirror-polishing the back surface after the completion of epitaxial growth. Therefore, high-efficiency and inexpensive high brightness without damaging the inside of the crystal Light emitting diodes can be realized.In addition, the first second conductivity type G a When forming the P epitaxial layer, at the same time, the third second conductivity type G on the back side is formed. a Forming a P epitaxial layer, and forming the second second conductivity type G a When forming the P epitaxial layer, at the same time, the fourth second conductivity type G a By forming the P epitaxial layer, there is no epitaxial growth step which affects the mirror state in a subsequent step, and the fourth second conductivity type G a The mirror surface state on the back side can be easily maintained by the P epitaxial layer.
[0065]
The light emitting diode according to the second aspect of the present invention is the light emitting diode according to the first aspect, wherein the reflective G a The P epitaxial layer is patterned into a predetermined shape by an etching process, a An electrode is formed in a region where the back surface of the P substrate is exposed, or the first conductivity type G a The area where the back surface of the P substrate is exposed and the remaining reflection G a By forming the electrode so as to cover the entire P epitaxial layer, the current spread is improved and the light emitting region can be enlarged. In addition, the first conductivity type G a The area where the back surface of the P substrate is exposed and the remaining reflection G a Even when an electrode is formed so as to cover the entire P epitaxial layer, the reflection G a The P epitaxial layer becomes a high resistance layer and acts as a current blocking layer, and current spreading And the light emitting area can be enlarged.
[0066]
The light emitting diode according to the third aspect of the present invention is the light emitting diode according to the first aspect, wherein the second first conductivity type G a P epitaxial layer , Third second conductivity type G a P epitaxial layer and fourth second conductivity type G a In the P epitaxial layer, the second first conductivity type G a By forming the electrode in a recess having a predetermined shape formed by an etching process so that the P epitaxial layer is exposed, the fourth second conductivity type G is formed. a The mirror surface state of the region other than the concave portion of the P epitaxial layer can be maintained.
[0067]
Further, the light emitting diode of the invention according to claim 4 has the first conductivity type G a On the surface of the P substrate, at least the first first conductivity type G a P epitaxial layer and first second conductivity type G a P epitaxial layer and second second conductivity type G a A light emitting diode in which a P epitaxial layer is laminated, wherein the first conductivity type G a G for reflection on the back of P substrate a A P epitaxial layer is formed, and the reflective G a A second first conductivity type G that is a P epitaxial layer a The carrier concentration of the P epitaxial layer is set to the first conductivity type G a 5 × 10 higher than P substrate 17 cm -3 As described above, the reflection G a The P epitaxial layer is patterned into a predetermined shape by an etching process, a An electrode is formed in a region where the back surface of the P substrate is exposed, or the first conductivity type G a The area where the back surface of the P substrate is exposed and the remaining reflection G a An electrode is formed so as to cover the entire P epitaxial layer.
[0068]
Therefore, according to the light emitting diode of the fourth aspect of the present invention, the first conductivity type G in the normal epitaxial growth step. a Reflective G formed on the back surface of P substrate a A mirror surface state is formed on the back side by the P epitaxial layer, the reflectivity of the back side is increased, light can be efficiently extracted to the outside, and the need for a polishing process of newly mirror-polishing the back side after the completion of epitaxial growth is eliminated, A highly efficient and inexpensive high-brightness light emitting diode can be realized without damaging the inside of the crystal. In addition, it becomes easy to obtain ohmic characteristics, and the second first conductivity type G a The P epitaxial layer functions as a current blocking layer, improving the current spreading effect and expanding the light emitting region. In addition, the first conductivity type G a By forming an electrode in a region where the back surface of the P substrate is exposed, current spreading is improved, and a light emitting region can be enlarged. In addition, the first conductivity type G a The area where the back surface of the P substrate is exposed and the remaining reflection G a Even when an electrode is formed so as to cover the entire P epitaxial layer, the reflection G a The P epitaxial layer becomes a high-resistance layer and functions as a current blocking layer, so that current spreading is improved and a light emitting region can be expanded.
[0069]
Further, the light emitting diode according to the invention of claim 5 has the first conductivity type G a On the surface of the P substrate, at least the first first conductivity type G a P epitaxial layer and first second conductivity type G a P epitaxial layer and second second conductivity type G a A light emitting diode in which a P epitaxial layer is laminated, wherein the first conductivity type G a G for reflection on the back of P substrate a A P epitaxial layer is formed, and the reflective G a A second first conductivity type G that is a P epitaxial layer a Carrier concentration of P epitaxial layer is 5-50 × 10 Fifteen cm -3 And the reflection G a The P epitaxial layer is patterned into a predetermined shape by an etching process, a An electrode is formed in a region where the back surface of the P substrate is exposed, or the first conductivity type G a The area where the back surface of the P substrate is exposed and the remaining reflection G a An electrode is formed so as to cover the entire P epitaxial layer.
[0070]
Therefore, according to the light emitting diode of the fifth aspect of the present invention, the first conductivity type G in the normal epitaxial growth step. a Reflective G formed on the back surface of P substrate a A mirror surface state is formed on the back side by the P epitaxial layer, the reflectivity of the back side is increased, light can be efficiently extracted to the outside, and the need for a polishing process of newly mirror-polishing the back side after the completion of epitaxial growth is eliminated, High efficiency, low cost and high brightness without damaging the inside of the crystal Light emitting diodes can be realized. Also, the second first conductivity type G a The P epitaxial layer becomes a high resistance layer and functions as a current blocking layer, improving the current spreading effect and expanding the light emitting region. In addition, the first conductivity type G a By forming an electrode in a region where the back surface of the P substrate is exposed, current spreading is improved, and a light emitting region can be enlarged. In addition, the first conductivity type G a The area where the back surface of the P substrate is exposed and the remaining reflection G a Even when an electrode is formed so as to cover the entire P epitaxial layer, the reflection G a The P epitaxial layer becomes a high-resistance layer and functions as a current blocking layer, so that current spreading is improved and a light emitting region can be expanded.
[0071]
Further, the light emitting diode of the invention according to claim 6 has the first conductivity type G a On the surface of the P substrate, at least the first first conductivity type G a P epitaxial layer and first second conductivity type G a P epitaxial layer and second second conductivity type G a A light emitting diode in which a P epitaxial layer is laminated, wherein the first conductivity type G a G for reflection on the back of P substrate a A P epitaxial layer is formed, and the reflective G a A second first conductivity type G that is a P epitaxial layer a The carrier concentration of the P epitaxial layer is set to the first conductivity type G a 5 × 10 higher than P substrate 17 cm -3 As described above, the reflection G a The P epitaxial layer is patterned into a predetermined shape by etching, and a The second first conductivity type G, which is a P epitaxial layer a An electrode is formed in a concave portion having a predetermined shape formed by etching a P epitaxial layer.
[0072]
Therefore, according to the light emitting diode of the invention of claim 6, in the normal epitaxial growth step, the first conductivity type G is obtained. a Reflective G formed on the back surface of P substrate a A mirror surface state is formed on the back side by the P epitaxial layer, the reflectivity of the back side is increased, light can be efficiently extracted to the outside, and the need for a polishing process of newly mirror-polishing the back side after the completion of epitaxial growth is eliminated, A highly efficient and inexpensive high-brightness light emitting diode can be realized without damaging the inside of the crystal. Further, the second first conductivity type G a 5 × 10 carrier concentration in P epitaxial layer 17 cm -3 With the above, ohmic characteristics can be easily obtained, and the second first conductivity type G can be obtained. a The P epitaxial layer functions as a current blocking layer, improving the current spreading effect and expanding the light emitting region. Further, the second first conductivity type G a The mirror surface state of the region other than the concave portion of the P epitaxial layer can be maintained.
[0073]
Further, the light emitting diode according to the invention of claim 7 has the first conductivity type G a On the surface of the P substrate, at least the first first conductivity type G a P epitaxial layer and first second conductivity type G a P epitaxial layer and second second conductivity type G a A light emitting diode in which a P epitaxial layer is laminated, wherein the first conductivity type G a G for reflection on the back of P substrate a A P epitaxial layer is formed, and the reflective G a A second first conductivity type G that is a P epitaxial layer a Carrier concentration of P epitaxial layer is 5-50 × 10 Fifteen cm -3 And the reflection G a The P epitaxial layer is patterned into a predetermined shape by etching, and a The second first conductivity type G, which is a P epitaxial layer a An electrode is formed in a concave portion having a predetermined shape formed by etching a P epitaxial layer.
[0074]
Therefore, according to the light emitting diode of the invention of claim 7, in the normal epitaxial growth step, the first conductivity type G is obtained. a Reflective G formed on the back surface of P substrate a A mirror surface state is formed on the back side by the P epitaxial layer, the reflectivity of the back side is increased, light can be efficiently extracted to the outside, and the need for a polishing process of newly mirror-polishing the back side after the completion of epitaxial growth is eliminated, A highly efficient and inexpensive high-brightness light emitting diode can be realized without damaging the inside of the crystal. Further, the second first conductivity type G a Carrier concentration of P epitaxial layer is 5-50 × 10 Fifteen cm -3 With the above, the second first conductivity type G a The P epitaxial layer becomes a high resistance layer and functions as a current blocking layer, improving the current spreading effect and expanding the light emitting region. Further, the second first conductivity type G a The mirror surface state of the region other than the concave portion of the P epitaxial layer can be maintained.
[0075]
The method of manufacturing a light emitting diode according to the invention of claim 8 is characterized in that the first conductivity type G is formed by a liquid phase epitaxial growth method. a The first first conductivity type G is provided on the surface of the P substrate. a At the same time as forming the P epitaxial layer, the first conductivity type G a After forming the second first conductivity type epitaxial layer on the back surface of the P substrate, the first first conductivity type G a The third first conductivity type G is formed on the surface of the P epitaxial layer. a P epitaxial layer and first second conductivity type G a P epitaxial layer and second second conductivity type G a P epitaxial layers are sequentially formed, and a mirror state is formed on the back surface side by the second first conductivity type epitaxial layer formed on the back surface during epitaxial growth. Since it is no longer necessary to mirror-polish the rear surface side, a highly efficient and inexpensive high-brightness light emitting diode can be manufactured without damaging the inside of the crystal. In addition, the reflection G a The P epitaxial layer is patterned into a predetermined shape by an etching process, a An electrode is formed in a region where the back surface of the P substrate is exposed, or the first conductivity type G a The area where the back surface of the P substrate is exposed and the remaining reflection G a By forming the electrode so as to cover the entire P epitaxial layer, the current spread is improved and the light emitting region can be enlarged. In addition, the first conductivity type G a The area where the back surface of the P substrate is exposed and the remaining reflection G a Even when an electrode is formed so as to cover the entire P epitaxial layer, the reflection G a The P epitaxial layer becomes a high-resistance layer and functions as a current blocking layer, so that current spreading is improved and a light emitting region can be expanded.
[0076]
In a ninth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a light emitting diode, the first conductive type GaP epitaxial layer is formed on the surface of the first conductive type GaP substrate by a liquid phase epitaxial growth method. After forming the second first conductivity type epitaxial layer on the back surface of the GaP substrate, the third first conductivity type GaP epitaxial layer and the first second conductive type GaP epitaxial layer are formed on the surface of the first first conductivity type GaP epitaxial layer. A conductive type GaP epitaxial layer and a second second conductive type GaP epitaxial layer are sequentially formed, and a mirror state is formed on the back side by the second first conductive type epitaxial layer formed on the back side during epitaxial growth, The reflectivity of the back surface is increased, and it is not necessary to newly mirror-polish the back surface after the end of the epitaxial growth, thereby damaging the inside of the crystal. Without this, a highly efficient and inexpensive high-brightness light emitting diode can be manufactured.In addition, the reflection G a The second first conductivity type G, which is a P epitaxial layer a By forming an electrode in a concave portion having a predetermined shape formed by etching the P epitaxial layer, the second first conductivity type G is formed. a The mirror surface state of the region other than the concave portion of the P epitaxial layer can be maintained.
[0077]
In a tenth aspect of the present invention, a method of manufacturing a light emitting diode includes forming a first first conductivity type GaP epitaxial layer on a surface of a first conductivity type GaP substrate by a liquid phase epitaxial growth method. After forming the second first-conductivity-type GaP epitaxial layer on the back surface of the GaP substrate, the first second-conductivity-type GaP epitaxial layer is formed on the surface of the first first-conductivity-type GaP epitaxial layer. A third second-conductivity-type GaP epitaxial layer is formed on the surface of the second first-conductivity-type GaP epitaxial layer on the back side of the first-conductivity-type GaP substrate. Simultaneously with forming the second second conductivity type GaP epitaxial layer, the fourth second conductivity type GaP epitaxial layer is formed on the surface of the third second conductivity type GaP epitaxial layer on the back side of the first conductivity type GaP substrate. An electric-type GaP epitaxial layer is formed, and a mirror state is formed on the back side by the fourth second-conductivity-type GaP epitaxial layer formed on the back side in the epitaxial growth. Since it is no longer necessary to newly mirror-polish the back side, a highly efficient and inexpensive high-brightness light emitting diode can be manufactured without damaging the inside of the crystal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a GaP light emitting diode according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a liquid phase epitaxial growth temperature of the GaP light emitting diode.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a jig for supporting a GaP substrate used for liquid phase epitaxial growth of the GaP light emitting diode.
FIG. 4 is a diagram of an epitaxial growth temperature of the GaP light emitting diode.
FIG. 5 is a schematic sectional view of a jig for supporting a GaP substrate used for epitaxial growth of the GaP light emitting diode.
FIG. 6 is a sectional view showing a structure of a GaP light emitting diode according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... n-type GaP substrate,
2. First n-type GaP epitaxial layer,
3. Second n-type GaP epitaxial layer,
4. Third n-type GaP epitaxial layer,
5 first p-type GaP epitaxial layer,
6 ... second p-type GaP epitaxial layer,
7 ... n-side electrode,
8 ... p-side electrode,
9 ... n-type GaP substrate,
10 first n-type GaP epitaxial layer,
11 second n-type GaP epitaxial layer,
12: first p-type GaP epitaxial layer,
13 ... second p-type GaP epitaxial layer,
14: a third p-type GaP epitaxial layer;
15: Fourth p-type GaP epitaxial layer,
16 ... n-side electrode,
17 ... p-side electrode,
19 ... GaP substrate support jig,
21 ... Carbon plate,
22 ... GaP substrate support jig.

Claims (10)

第１導電型Ｇ a Ｐ基板の表面に、少なくとも第１の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第１の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第２の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層とが積層された発光ダイオードであって、
上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に形成された反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層をを備え、
上記反射用ＧaＰエピタキシャル層は、上記第１導電型ＧaＰ基板の裏面に順次形成された第２の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層と第３の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層と第４の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層とからなることを特徴とする発光ダイオード。 A first conductivity type G a P surface of the substrate, at least a first first conductivity type G a P epitaxial layer, the first second conductivity type G a P and an epitaxial layer, the second second-conductivity-type G a A light emitting diode in which a P epitaxial layer is laminated,
Comprising a a G a P epitaxial layer reflection formed on the back surface of the first conductivity type G a P substrate,
The reflective GaP epitaxial layer comprises a second first conductive type GaP epitaxial layer, a third second conductive type GaP epitaxial layer, and a fourth second conductive type GaP epitaxial layer sequentially formed on the back surface of the first conductive type GaP substrate. A light emitting diode comprising: a GaP epitaxial layer. 請求項１に記載の発光ダイオードにおいて、
上記反射用ＧaＰエピタキシャル層は所定の形状にパターンニングされ、
少なくとも上記第１導電型ＧaＰ基板の裏面が露出した領域に形成された電極を備えたことを特徴とする発光ダイオード。The light emitting diode according to claim 1 ,
The reflective GaP epitaxial layer is patterned into a predetermined shape,
A light emitting diode comprising an electrode formed at least in a region where the back surface of the first conductivity type GaP substrate is exposed. 請求項１に記載の発光ダイオードにおいて、The light emitting diode according to claim 1,
上記第１導電型ＧThe first conductivity type G aa Ｐ基板の裏面に形成された上記第２の第１導電型ＧThe second first conductivity type G formed on the back surface of the P substrate aa Ｐエピタキシャル層P epitaxial layer ,, 第３の第２導電型ＧThird second conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層および第４の第２導電型ＧP epitaxial layer and fourth second conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層に、上記第２の第１導電型ＧIn the P epitaxial layer, the second first conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層が露出するように形成された所定の形状の凹部と、A recess of a predetermined shape formed so that the P epitaxial layer is exposed;
上記凹部に形成された電極とを備えたことを特徴とする発光ダイオード。A light emitting diode comprising: an electrode formed in the recess. 第１導電型ＧFirst conductivity type G aa Ｐ基板の表面に、少なくとも第１の第１導電型ＧOn the surface of the P substrate, at least the first first conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層と、第１の第２導電型ＧP epitaxial layer and first second conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層と、第２の第２導電型ＧP epitaxial layer and second second conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層とが積層された発光ダイオードであって、A light emitting diode in which a P epitaxial layer is laminated,
上記第１導電型ＧThe first conductivity type G aa Ｐ基板の裏面に形成された反射用ＧReflective G formed on the back surface of P substrate aa Ｐエピタキシャル層を備え、With a P epitaxial layer,
上記反射用ＧG for reflection aa Ｐエピタキシャル層は、少なくとも第２の第１導電型ＧThe P epitaxial layer has at least a second first conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層を有し、Having a P epitaxial layer,
上記第２の第１導電型ＧThe second first conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を上記第１導電型ＧThe carrier concentration of the P epitaxial layer is adjusted to the first conductivity type G aa Ｐ基板よりも高い５×１０5 × 10 higher than P substrate 1717 ｃｍcm -3-3 以上にすると共に、In addition to the above,
上記反射用ＧG for reflection aa Ｐエピタキシャル層は所定の形状にパターンニングされ、The P epitaxial layer is patterned into a predetermined shape,
少なくとも上記第１導電型ＧAt least the first conductivity type G aa Ｐ基板の裏面が露出した領域に形成された電極を備えたことを特徴とする発光ダイオード。A light emitting diode comprising an electrode formed in a region where the back surface of a P substrate is exposed. 第１導電型ＧFirst conductivity type G aa Ｐ基板の表面に、少なくとも第１の第１導電型ＧOn the surface of the P substrate, at least the first first conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層と、第１の第２導電型ＧP epitaxial layer and first second conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層と、第２の第２導電型ＧP epitaxial layer and second second conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層とが積層された発光ダイオードであって、A light emitting diode in which a P epitaxial layer is laminated,
上記第１導電型ＧThe first conductivity type G aa Ｐ基板の裏面に形成された反射用ＧReflective G formed on the back surface of P substrate aa Ｐエピタキシャル層を備え、With a P epitaxial layer,
上記反射用ＧG for reflection aa Ｐエピタキシャル層は、少なくとも第２の第１導電型ＧThe P epitaxial layer has at least a second first conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層を有し、Having a P epitaxial layer,
上記第２の第１導電型ＧThe second first conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を５〜５０×１０Carrier concentration of P epitaxial layer is 5-50 × 10 15Fifteen ｃｍcm -3-3 とすると共に、And
上記反射用ＧG for reflection aa Ｐエピタキシャル層は所定の形状にパターンニングされ、The P epitaxial layer is patterned into a predetermined shape,
少なくとも上記第１導電型ＧAt least the first conductivity type G aa Ｐ基板の裏面が露出した領域に形成された電極を備えたことを特徴とする発光ダイオード。A light emitting diode comprising an electrode formed in a region where the back surface of a P substrate is exposed. 第１導電型Ｇ a Ｐ基板の表面に、少なくとも第１の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第１の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層と、第２の第２導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層とが積層された発光ダイオードであって、
上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板の裏面に形成された反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層を備え、
上記反射用Ｇ a Ｐエピタキシャル層は、第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層であって、
上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を上記第１導電型Ｇ a Ｐ基板よりも高い５×１０ 17 ｃｍ -3 以上にすると共に、
上記第２の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層に形成された所定の形状の凹部と、
上記凹部に形成された電極とを備えたことを特徴とする発光ダイオード。 A first conductivity type G a P surface of the substrate, at least a first first conductivity type G a P epitaxial layer, the first second conductivity type G a P and an epitaxial layer, the second second-conductivity-type G a A light emitting diode in which a P epitaxial layer is laminated,
Comprising a G a P epitaxial layer reflection formed on the back surface of the first conductivity type G a P substrate,
The reflective G a P epitaxial layer, a second first conductivity type G a P epitaxial layer,
The carrier concentration of the second first conductivity type G a P epitaxial layer as well as the less than 5 × 10 17 cm -3 higher than the first conductivity type G a P substrate,
A concave portion of a predetermined shape formed in the second first conductivity type GaP epitaxial layer;
A light emitting diode comprising: an electrode formed in the recess. 第１導電型ＧFirst conductivity type G aa Ｐ基板の表面に、少なくとも第１の第１導電型ＧOn the surface of the P substrate, at least the first first conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層と、第１の第２導電型ＧP epitaxial layer and first second conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層と、第２の第２導電型ＧP epitaxial layer and second second conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層とが積層された発光ダイオードであって、A light emitting diode in which a P epitaxial layer is laminated,
上記第１導電型ＧThe first conductivity type G aa Ｐ基板の裏面に形成された反射用ＧReflective G formed on the back surface of P substrate aa Ｐエピタキシャル層を備え、With a P epitaxial layer,
上記反射用ＧG for reflection aa Ｐエピタキシャル層は、第２の第１導電型ＧThe P epitaxial layer has a second first conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層であって、A P epitaxial layer,
上記第２の第１導電型ＧThe second first conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層のキャリア濃度を５〜５０×１０Carrier concentration of P epitaxial layer is 5-50 × 10 15Fifteen ｃｍcm -3-3 とすると共に、And
上記第２の第１導電型ＧThe second first conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層に形成された所定の形状の凹部と、A concave portion having a predetermined shape formed in the P epitaxial layer;
上記凹部に形成された電極とを備えたことを特徴とする発光ダイオード。A light emitting diode comprising: an electrode formed in the recess. 発光ダイオードを液相エピタキシャル成長法により製造する発光ダイオードの製造方法であって、A method for manufacturing a light emitting diode, wherein the light emitting diode is manufactured by a liquid phase epitaxial growth method,
第１導電型ＧFirst conductivity type G aa Ｐ基板の表面に第１の第１導電型ＧThe first first conductivity type G is provided on the surface of the P substrate. aa Ｐエピタキシャル層を形成すると同時に、上記第１導電型ＧAt the same time as forming the P epitaxial layer, the first conductivity type G aa Ｐ基板の裏面に第２の第１導電型エピタキシャル層を形成する工程と、Forming a second first conductivity type epitaxial layer on the back surface of the P substrate;
上記第１の第１導電型ＧThe first first conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層の表面に、第３の第１導電型ＧThe third first conductivity type G is formed on the surface of the P epitaxial layer. aa Ｐエピタキシャル層と第１の第２導電型ＧP epitaxial layer and first second conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層と第２の第２導電型ＧP epitaxial layer and second second conductivity type G aa Ｐエピタキシャル層とを順次形成する工程と、Sequentially forming a P epitaxial layer;
上記第２の第１導電型エピタキシャル層を所定の形状にパターンニングする工程と、Patterning the second first conductivity type epitaxial layer into a predetermined shape;
上記パターンニング工程により少なくとも上記第１導電型ＧBy the patterning step, at least the first conductivity type G aa Ｐ基板の裏面が露出した領域に電極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。Forming an electrode in a region where the back surface of the P substrate is exposed. 発光ダイオードを液相エピタキシャル成長法により製造する発光ダイオードの製造方法であって、
第１導電型ＧaＰ基板の表面に第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成すると同時に、上記第１導電型ＧaＰ基板の裏面に第２の第１導電型エピタキシャル層を形成する工程と、
上記第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に、第３の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層と第１の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層と第２の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層とを順次形成する工程と、
上記第２の第１導電型Ｇ a Ｐエピタキシャル層に所定の形状の凹部を形成する工程と、
上記凹部に電極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。A method for manufacturing a light emitting diode, wherein the light emitting diode is manufactured by a liquid phase epitaxial growth method,
Forming a first first conductivity type GaP epitaxial layer on the surface of the first conductivity type GaP substrate, and simultaneously forming a second first conductivity type epitaxial layer on the back surface of the first conductivity type GaP substrate;
On the surface of the first first conductivity type GaP epitaxial layer, a third first conductivity type GaP epitaxial layer, a first second conductivity type GaP epitaxial layer, and a second second conductivity type GaP epitaxial layer are sequentially formed. Forming ,
Forming a recess having a predetermined shape on the second first-conductivity-type G a P epitaxial layer,
Forming an electrode in the concave portion . 発光ダイオードを液相エピタキシャル成長法により製造する発光ダイオードの製造方法であって、
第１導電型ＧaＰ基板の表面に第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成すると同時に、上記第１導電型ＧaＰ基板の裏面に第２の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成する工程と、
上記第１の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に第１の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成すると同時に、上記第１導電型ＧaＰ基板の裏面側の上記第２の第１導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に第３の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成する工程と、
上記第１の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に第２の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層を形成すると同時に、上記第１導電型ＧaＰ基板の裏面側の上記第３の第２導電型ＧaＰエピタキシャル層の表面に第４の第２導電型ＧaＰエピタキシャル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。A method for manufacturing a light emitting diode, wherein the light emitting diode is manufactured by a liquid phase epitaxial growth method,
Forming a first first-conductivity-type GaP epitaxial layer on the front surface of the first-conductivity-type GaP substrate, and simultaneously forming a second first-conductivity-type GaP epitaxial layer on the back surface of the first-conductivity-type GaP substrate;
The first second conductivity type GaP epitaxial layer is formed on the surface of the first first conductivity type GaP epitaxial layer, and at the same time, the second first conductivity type GaP epitaxial layer on the back side of the first conductivity type GaP substrate. Forming a third second conductivity type GaP epitaxial layer on the surface of the layer;
The second second conductivity type GaP epitaxial layer is formed on the surface of the first second conductivity type GaP epitaxial layer, and at the same time, the third second conductivity type GaP epitaxial layer on the back side of the first conductivity type GaP substrate. Forming a fourth second conductivity type GaP epitaxial layer on the surface of the layer.
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