JP5287467B2 - Method for manufacturing light emitting device - Google Patents

Method for manufacturing light emitting device Download PDF

Info

Publication number
JP5287467B2
JP5287467B2 JP2009103285A JP2009103285A JP5287467B2 JP 5287467 B2 JP5287467 B2 JP 5287467B2 JP 2009103285 A JP2009103285 A JP 2009103285A JP 2009103285 A JP2009103285 A JP 2009103285A JP 5287467 B2 JP5287467 B2 JP 5287467B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light emitting
layer
emitting element
light extraction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009103285A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010258039A (en
Inventor
実 川原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Handotai Co Ltd filed Critical Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority to JP2009103285A priority Critical patent/JP5287467B2/en
Publication of JP2010258039A publication Critical patent/JP2010258039A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5287467B2 publication Critical patent/JP5287467B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Weting (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Description

本発明は、発光素子の製造方法及び発光素子に関し、特に発光素子の発光層での光を外部に取り出すのに好適な発光素子の製造方法および発光素子に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a light emitting element and a light emitting element, and more particularly to a method for manufacturing a light emitting element and a light emitting element suitable for extracting light from a light emitting layer of the light emitting element to the outside.

(AlGa1−xIn1−yP混晶(ただし、0≦x≦1,0≦y≦1;以下、AlGaInP混晶、あるいは単にAlGaInPとも記載する)により発光層部が形成された発光素子は、薄いAlGaInP活性層を、それよりもバンドギャップの大きいn型AlGaInPクラッド層とp型AlGaInPクラッド層とによりサンドイッチ状に挟んだダブルへテロ構造を採用することにより、例えば緑色から赤色までの広い波長域において高輝度の素子を実現できる。 The light-emitting layer portion is formed of (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P mixed crystal (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1; hereinafter also referred to as AlGaInP mixed crystal or simply AlGaInP). By adopting a double hetero structure in which a thin AlGaInP active layer is sandwiched between an n-type AlGaInP clad layer and a p-type AlGaInP clad layer having a larger band gap than that, for example from green A high-luminance element can be realized in a wide wavelength range up to red.

ここで、発光層部への通電は、素子表面に形成された金属電極を介して行われる。金属電極は遮光体として作用するため、例えば発光層部の第一主表面の中央部のみを覆う形で形成することが多く、その周囲の電極非形成領域から光を取り出すようにする。
この場合、金属電極の面積をなるべく小さくしたほうが電極の周囲に形成される光取り出し領域の面積を大きくできるため、光取り出し効率を向上させる観点において有利である。
Here, energization to the light emitting layer portion is performed through a metal electrode formed on the element surface. Since the metal electrode functions as a light shielding body, for example, it is often formed so as to cover only the central portion of the first main surface of the light emitting layer portion, and light is extracted from the surrounding electrode non-formation region.
In this case, reducing the area of the metal electrode as much as possible can increase the area of the light extraction region formed around the electrode, which is advantageous from the viewpoint of improving the light extraction efficiency.

従来、電極形状の工夫により、素子内に効果的に電流を拡げて光取り出し量を増加させる試みがなされているが、この場合も電極面積の増大はいずれにしろ避けがたく、従って光取り出し領域の面積の減少により却って光取り出し量が制限されるジレンマに陥っている。   Conventionally, attempts have been made to increase the light extraction amount by effectively spreading the current in the element by devising the electrode shape, but in this case also, the increase in the electrode area is unavoidable in any case, and therefore the light extraction region. On the other hand, the decrease in the area of the light causes a dilemma where the amount of light extraction is limited.

また、クラッド層のドーパントのキャリア濃度、ひいては導電率は、活性層内でのキャリアの発光再結合を最適化するために多少低めに抑えられており、面内方向には電流が広がりにくい傾向がある。これによって、電極被覆領域に電流密度が集中し、光取り出し領域における実質的な光取り出し量が低下してしまうことになる。   In addition, the carrier concentration of the dopant in the clad layer, and thus the conductivity, is kept somewhat low in order to optimize the light emission recombination of carriers in the active layer, and the current tends not to spread in the in-plane direction. is there. As a result, the current density is concentrated in the electrode covering region, and the substantial light extraction amount in the light extraction region is reduced.

そこで、クラッド層と電極との間に、クラッド層よりもドーパント濃度を高めた低抵抗率のGaP等の光取り出し層を形成する方法が採用されている。
このGaP等の光取り出し層は、一定以上に厚みを増加させた層となるように形成すれば、素子面内の電流拡散効果が向上するばかりでなく、層側面からの光取り出し量も増加するので、光取り出し効率をより高めることができるようになる。
光取り出し層は、発光光束を効率よく透過させ、光取り出し効率を高めることができるよう、発光光束の光量子エネルギーよりもバンドギャップエネルギーの大きい化合物半導体で形成する必要がある。特にGaPはバンドギャップエネルギーが大きく、また発光光束の吸収が小さいので、AlGaInP系発光素子の光取り出し層として多用されている。
Therefore, a method of forming a light extraction layer such as GaP having a low resistivity with a higher dopant concentration than the cladding layer between the cladding layer and the electrode is employed.
If the light extraction layer such as GaP is formed so as to have a thickness increased to a certain level or more, not only the current diffusion effect in the element surface is improved but also the amount of light extraction from the side surface of the layer is increased. Therefore, the light extraction efficiency can be further increased.
The light extraction layer needs to be formed of a compound semiconductor having a band gap energy larger than the photon energy of the emitted light beam so that the emitted light beam can be efficiently transmitted and the light extraction efficiency can be increased. In particular, GaP is widely used as a light extraction layer of an AlGaInP-based light emitting element because it has a large band gap energy and a small absorption of emitted light flux.

また、発光層の形成に用いるGaAs基板は光吸収性基板(つまり不透明基板)なので、発光層の成長後にGaAs基板を研削やエッチングで取り除き、代わりにGaP透明基板層を、GaP単結晶基板の貼り合わせや気相成長法により形成することも行われている。
また従来から、透明性の高いGaP基板に、GaP発光層、その上に30〜100μm程度の取り出し層としてのGaPエピタキシャル層を気相成長させ、光取り出し効率を高めてきた。
Since the GaAs substrate used for forming the light emitting layer is a light absorbing substrate (that is, an opaque substrate), the GaAs substrate is removed by grinding or etching after the light emitting layer is grown, and a GaP transparent substrate layer is attached to the GaP single crystal substrate instead. They are also formed by combination or vapor deposition.
Conventionally, a GaP light emitting layer and a GaP epitaxial layer as an extraction layer of about 30 to 100 μm are vapor-phase grown on a highly transparent GaP substrate to improve the light extraction efficiency.

同様にAlGaInPの発光ダイオードにおいても、発光層部の第二主表面側の不透明基板がGaP透明基板層で置き換わり、その透明基板の側面からも光が取り出せるようになるし、また該GaP透明基板の第二主表面側で反射層や電極により光を反射させ、その反射光を第一主表面側からの直接光束と合わせて取り出すこともできるので、素子全体の光取り出し効率を高めることができる。
また、GaPの他にGaAsPやGaAlAs等によってもGaP同様な効果を得ることができる。
Similarly, in the AlGaInP light emitting diode, the opaque substrate on the second main surface side of the light emitting layer portion is replaced with a GaP transparent substrate layer, and light can be extracted from the side surface of the transparent substrate. Light can be reflected by the reflective layer or electrode on the second main surface side, and the reflected light can be extracted together with the direct light beam from the first main surface side, so that the light extraction efficiency of the entire element can be increased.
In addition to GaP, GaAsP, GaAlAs, or the like can provide the same effect as GaP.

しかしながら、このように透明性の高い結晶を発光層の上下両側または一方に配しても、表面での多重反射などによって光が内部で吸収され、外部に光が出ないことがある。
これを改善するために、特許文献1には、発光素子の表面をI+HNO+HF+CHCOOHからなるエッチング液に浸漬させて、表面に凹凸を形成して粗面化することで光取り出し効率を上げる発光素子の製造方法が開示されている。
However, even when such highly transparent crystals are arranged on both the upper and lower sides or one side of the light emitting layer, light may be absorbed inside due to multiple reflections on the surface and the outside may not be emitted.
In order to improve this, Patent Document 1 discloses that light extraction efficiency is obtained by immersing the surface of the light emitting element in an etching solution made of I 2 + HNO 3 + HF + CH 3 COOH to form irregularities on the surface and roughen the surface. A method for manufacturing a light-emitting element that increases the brightness is disclosed.

特開2005−317664号公報JP 2005-317664 A

しかし上述の特許文献1に記載の発光素子の製造方法では、ある程度光取り出し効率を上げることはできるものの、到達できる表面粗さに限界があり、光取り出し効率の改善が頭打ちになっていた。
そして発光強度が更に強い発光素子が求められてきており、新たな粗面化の方法が求められてきた。
However, although the light emitting element manufacturing method described in Patent Document 1 described above can increase the light extraction efficiency to some extent, there is a limit to the surface roughness that can be reached, and the improvement of the light extraction efficiency has reached its peak.
There has been a demand for light-emitting elements with higher emission intensity, and a new roughening method has been demanded.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、発光層で発光した光の光取り出し層表面での反射率を従来より減らすことができる程度に表面を粗面化することができる、すなわち従来よりも更に光取り出し効率を向上させることが可能な発光素子の製造方法と発光素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and the surface of the light extraction layer can be roughened to such an extent that the reflectance on the surface of the light extraction layer can be reduced. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a light emitting device and a light emitting device capable of improving the light extraction efficiency more than before.

上記課題を解決するため、本発明では、少なくとも、光取り出し層がGaP、GaAsP、GaAlAsのいずれかからなる発光素子基板をダイシングして発光素子チップを形成し、該発光素子チップの表面を、少なくともヨウ素酸を含む第1エッチング液でエッチングした後、少なくともフッ酸を含む第2エッチング液で順次エッチングして粗面化する粗面化エッチング工程を有することを特徴とする発光素子の製造方法を提供する。   In order to solve the above problems, in the present invention, a light emitting element substrate is formed by dicing at least a light emitting element substrate whose light extraction layer is made of any one of GaP, GaAsP, and GaAlAs. Provided is a method for manufacturing a light-emitting element, comprising: a roughening etching step in which etching is performed with a second etching solution containing at least hydrofluoric acid after etching with a first etching solution containing iodic acid, thereby roughening the surface. To do.

このように光取り出し効率を向上させるために、発光素子チップの表面を、少なくともヨウ素酸を含む第1エッチング液でエッチングした後、少なくともフッ酸を含む第2エッチング液で順次エッチングして粗面化することによって、従来の粗面化エッチングに比べて表面粗さを大きくすることができ、光取り出し効率を従来に比べて向上させることができる。   In order to improve the light extraction efficiency in this way, the surface of the light-emitting element chip is etched with a first etching solution containing at least iodic acid, and then sequentially etched with a second etching solution containing at least hydrofluoric acid. By doing so, the surface roughness can be increased as compared with the conventional roughening etching, and the light extraction efficiency can be improved as compared with the conventional.

ここで、前記発光素子基板を、少なくとも組成式(AlGa1−xIn1−yP(ただし、0≦x≦1,0≦y≦1)にて表される化合物にて各々構成された第一導電型クラッド層、活性層、第二導電型クラッド層がこの順序で積層されたダブルへテロ構造からなる発光層に、前記光取り出し層が積層または貼り合わされたものとすることが好ましい。
このような構造の発光素子基板を用いて発光素子を製造することよって、光取り出し効率が極めて高い発光層がAlGaInPからなる発光素子を製造することができる。
Here, each of the light-emitting element substrates is made of at least a compound represented by a composition formula (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1). The light extraction layer is laminated or bonded to a light emitting layer having a double hetero structure in which the first conductive type cladding layer, the active layer, and the second conductive type cladding layer are laminated in this order. Is preferred.
By manufacturing a light-emitting element using the light-emitting element substrate having such a structure, a light-emitting element in which a light-emitting layer with extremely high light extraction efficiency is made of AlGaInP can be manufactured.

また、前記第1エッチング液を、前記ヨウ素酸に加え、更に硝酸及び酢酸を含むものとすることが好ましい。
このように、第1エッチング液を、ヨウ素酸に加え、更に硝酸及び酢酸を含むものとすることによって、GaP、GaAsPまたはGaAlAsからなる光取り出し層の表面を従来より更に粗面化することができ、光取り出し効率をより向上させることができる。
Moreover, it is preferable that the first etching solution contains nitric acid and acetic acid in addition to the iodic acid.
Thus, by adding nitric acid and acetic acid to the first etching solution in addition to iodic acid, the surface of the light extraction layer made of GaP, GaAsP, or GaAlAs can be further roughened as compared with the prior art. The extraction efficiency can be further improved.

そして、前記第2エッチング液を、前記フッ酸に加え、更に酢酸を含むものとすることが好ましい。
このように、第2エッチング液を、フッ酸に加え、更に酢酸を含むものとすることによって、光取り出し層の表面粗さを更に増加させることができ、よって光取り出し効率を更に向上させることができる。
Then, it is preferable that the second etching solution contains acetic acid in addition to the hydrofluoric acid.
In this way, by adding the second etching solution to the hydrofluoric acid and further containing acetic acid, the surface roughness of the light extraction layer can be further increased, and thus the light extraction efficiency can be further improved.

更に、前記粗面化エッチング工程を、前記発光素子の表面粗さ(Ra)を1.4μm以上とするものとすることが好ましい。
このように、粗面化エッチング工程を、発光素子の表面粗さ(Ra)を1.4μm以上とするものとすることによって、発光層から発せられた光の光取り出し層表面での反射率を十分に低下させることができ、従来よりも更に発光出力の強い発光素子を製造することができる。
Furthermore, it is preferable that the roughening etching step has a surface roughness (Ra) of the light emitting element of 1.4 μm or more.
As described above, the surface roughness (Ra) of the light emitting element is set to 1.4 μm or more in the roughening etching step, whereby the reflectance of the light extracted from the light emitting layer on the surface of the light extraction layer is increased. A light-emitting element that can be sufficiently reduced and has a light-emission output stronger than before can be manufactured.

また、本発明では、少なくとも、光取り出し層がGaP、GaAsP、GaAlAsのいずれかからなる発光素子であって、該発光素子の表面粗さ(Ra)が、1.4μm以上であることを特徴とする発光素子を提供する。   In the present invention, at least the light extraction layer is a light emitting element made of any one of GaP, GaAsP, and GaAlAs, and the surface roughness (Ra) of the light emitting element is 1.4 μm or more. Provided is a light emitting device.

このように、その表面の表面粗さ(Ra)が1.4μm以上の発光素子であれば、光取り出し層の表面が大きく荒れたものとなっているため、発光層からの光が、光取り出し層の表面で反射する反射率を従来に比べて大幅に低下させることができる。よって、従来よりも発光効率が高い発光素子とすることができる。   Thus, if the surface roughness (Ra) of the surface is 1.4 μm or more, the surface of the light extraction layer is greatly roughened, so that the light from the light emission layer is extracted. The reflectance reflected on the surface of the layer can be greatly reduced compared to the conventional case. Therefore, a light emitting element with higher light emission efficiency than the conventional one can be obtained.

ここで、前記発光素子は、少なくとも組成式(AlGa1−xIn1−yP(ただし、0≦x≦1,0≦y≦1)にて表される化合物にて各々構成された第一導電型クラッド層、活性層、第二導電型クラッド層がこの順序で積層されたダブルへテロ構造からなる発光層に、前記光取り出し層が積層または貼り合わされたものであることが好ましい。
上述のような構造の発光素子とすることによって、極めて発光効率の高い発光素子とすることができる。
Here, each of the light-emitting elements includes at least a compound represented by a composition formula (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1). The light extraction layer is laminated or bonded to a light emitting layer having a double hetero structure in which the first conductivity type cladding layer, the active layer, and the second conductivity type cladding layer are laminated in this order. preferable.
By using a light-emitting element having the above structure, a light-emitting element with extremely high light emission efficiency can be obtained.

以上説明したように、本発明によれば、発光層で発光した光の光取り出し層表面での反射率を従来より減らすことができる程度に表面を粗面化することができる、すなわち従来よりも更に光取り出し効率を向上させることが可能な発光素子の製造方法と発光素子が提供される。   As described above, according to the present invention, it is possible to roughen the surface to such an extent that the reflectance of the light extraction layer surface of the light emitted from the light emitting layer can be reduced as compared with the conventional case, that is, as compared with the conventional case. Furthermore, a method for manufacturing a light emitting element and a light emitting element capable of improving the light extraction efficiency are provided.

本発明の発光素子の製造方法の一例を示した工程フローである。It is the process flow which showed an example of the manufacturing method of the light emitting element of this invention. 本発明の発光素子の製造方法の製造過程における発光素子用基板の概略を示した図である。It is the figure which showed the outline of the board | substrate for light emitting elements in the manufacture process of the manufacturing method of the light emitting element of this invention. 本発明の発光素子の製造方法の製造過程において、GaAs基板及びGaAsバッファ層が除去された発光素子用基板の概略を示した図である。It is the figure which showed the outline of the board | substrate for light emitting elements from which the GaAs substrate and the GaAs buffer layer were removed in the manufacture process of the manufacturing method of the light emitting element of this invention. 本発明の発光素子の製造方法の製造過程において、n型GaP層が形成された発光素子基板の概略を示した図である。It is the figure which showed the outline of the light emitting element substrate in which the n-type GaP layer was formed in the manufacture process of the manufacturing method of the light emitting element of this invention. 本発明の実施形態での発光素子の製造方法の電極形成工程から後の工程における図4のような発光素子基板のWS部分を拡大した図である。FIG. 5 is an enlarged view of a WS portion of the light emitting element substrate as shown in FIG. 4 in the process after the electrode forming process of the light emitting element manufacturing method according to the embodiment of the present invention. 本発明の発光素子の概略の一例を示した概略図である。It is the schematic which showed an example of the outline of the light emitting element of this invention.

以下、本発明についてより具体的に説明する。
上述の特許文献1に記載されているように、発光素子の表面を粗面化して光取り出し効率を上げる方法が知られている。この効果としては、10%以上の発光量の増加が達成される。
しかしながら従来の粗面化エッチングには限界があり、更なる光取り出し効率の向上が求められていた。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically.
As described in Patent Document 1 described above, a method of increasing the light extraction efficiency by roughening the surface of a light emitting element is known. As this effect, an increase in light emission amount of 10% or more is achieved.
However, conventional roughening etching has a limit, and further improvement in light extraction efficiency has been demanded.

本発明者は、更に光取り出し効率を向上させるべく、粗面化エッチングの方法について鋭意検討を重ねたところ、従来の粗面化エッチング液を用いた場合に到達できる粗さに限界が生じるのは、表面がある程度削れると残った凸部が優先して溶解するようになり、結果として表面形状が鈍ってしまうためであることが判明した。   The present inventor has intensively studied the roughening etching method in order to further improve the light extraction efficiency, and it is possible to limit the roughness that can be reached when a conventional roughening etching solution is used. It has been found that when the surface is scraped to some extent, the remaining convex portion is preferentially dissolved, resulting in a dull surface shape.

そこで、材料表面をIより溶解し易くなる成分であるヨウ素酸(HIO)に変える第1エッチング液と、溶解させる成分を含む第2エッチング液とに機能を分けて、二段階に分けて浸漬させてエッチングすることにより、表面粗度を飛躍的に向上できることが判った。
具体的には、まずヨウ素酸を含む第1エッチング液でエッチングした後、フッ酸を含む第2のエッチング液での2段階エッチングを行うことで、従来に比べて表面の粗さを大きな値とすることができ、よって光取り出し効率が向上することが判り、この知見を基に本発明を完成させた。
Therefore, the function is divided into a first etching solution that changes the material surface to iodic acid (HIO 3 ), which is a component that is easier to dissolve than I 2, and a second etching solution that contains the component to be dissolved, and is divided into two stages. It was found that the surface roughness can be drastically improved by immersion and etching.
Specifically, after first etching with a first etching solution containing iodic acid, performing a two-step etching with a second etching solution containing hydrofluoric acid, the surface roughness is increased to a larger value than before. Thus, it was found that the light extraction efficiency was improved, and the present invention was completed based on this finding.

以下、本発明について図を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。図6は、本発明の発光素子の概略の一例を示した図である。
本発明の発光素子10は、少なくとも、例えばn型GaPよりなる厚さ50μm以上500μm以下(例えば200μm)のn型光取り出し層20と、AlGaInPからなるn型接続層13と、発光層17と、例えばGaPからなるp型接続層18と、p型GaPよりなる厚さ5μm以上200μm以下(例えば40μm)のp型光取り出し層19と、n型光取り出し層20の第二主表面に形成された接合合金化層25aとこれを覆うような裏面電極25と、p型光取り出し層19の第一主表面に形成された接合合金化層24aとこれを覆うような光取り出し領域側電極24と、光取り出し領域側電極24に接続されたボンディングワイヤ28と、さらにエポキシ樹脂からなる図示しないモールド部が形成されたものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. FIG. 6 is a diagram showing an example of a schematic of the light emitting device of the present invention.
The light-emitting element 10 of the present invention includes at least an n-type light extraction layer 20 made of, for example, n-type GaP and having a thickness of 50 μm to 500 μm (for example, 200 μm), an n-type connection layer 13 made of AlGaInP, a light-emitting layer 17, For example, the p-type connection layer 18 made of GaP, the p-type light extraction layer 19 made of p-type GaP and having a thickness of 5 μm to 200 μm (for example, 40 μm), and the second main surface of the n-type light extraction layer 20 are formed. A bonding alloying layer 25a, a back electrode 25 covering the same, a bonding alloying layer 24a formed on the first main surface of the p-type light extraction layer 19, and a light extraction region side electrode 24 covering this, A bonding wire 28 connected to the light extraction region side electrode 24 and a mold portion (not shown) made of epoxy resin are formed.

そして、少なくともp型光取り出し層19の主表面、側面及びn型光取り出し層20の側面が粗面化され、発光素子10の表面粗さ(Ra)が1.4μm以上となっているものである。   And at least the main surface and side surface of the p-type light extraction layer 19 and the side surface of the n-type light extraction layer 20 are roughened, and the surface roughness (Ra) of the light emitting element 10 is 1.4 μm or more. is there.

その表面粗さ(Ra)が1.4μm以上の本発明の発光素子は、従来の発光素子(表面粗さ(Ra=0.4μm程度))に比べて、表面が格段に粗くなっている。
そのため、発光層から発せられた光の表面での反射率が従来に比べて小さなものとなっている。すなわち、光取り出し効率が従来に比べて格段に向上した発光素子、つまり高輝度な発光素子となっている。
The light emitting device of the present invention having a surface roughness (Ra) of 1.4 μm or more has a significantly rougher surface than a conventional light emitting device (surface roughness (Ra = 0.4 μm or so)).
Therefore, the reflectance at the surface of the light emitted from the light emitting layer is smaller than the conventional one. That is, the light-emitting element has a significantly improved light extraction efficiency as compared with the conventional light-emitting element, that is, a light-emitting element with high luminance.

また、更に発光層17は、例えば、少なくとも、組成が各々(AlGa1−xIn1−yP(ただし0≦x≦1,0≦y≦1)よりなる、厚さ0.8μm以上4μm以下(例えば1μm)のn型クラッド層(第一導電型クラッド層)14(n型ドーパントはSi)と、厚さ0.4μm以上2μm以下(例えば0.6μm)の活性層15(ノンドープ)と、厚さ0.8μm以上4μm以下(例えば1μm)のp型クラッド層(第二導電型クラッド層)16(p型ドーパントはMg:有機金属分子からのCもp型ドーパントとして寄与しうる)とからなるものとすることができる。 Further, the light emitting layer 17 has, for example, at least a composition of (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) and a thickness of 0. An n-type clad layer (first conductivity type clad layer) 14 (the n-type dopant is Si) of 8 μm or more and 4 μm or less (for example, 1 μm), and an active layer 15 (thickness of 0.4 μm or more and 2 μm or less (for example, 0.6 μm)) Non-doped) and a p-type cladding layer (second conductivity type cladding layer) 16 having a thickness of 0.8 μm to 4 μm (for example, 1 μm) (p-type dopant is Mg: C from organometallic molecules also contributes as a p-type dopant. Can be made up of.

これによって、緑色から赤色までの広い波長域において、従来に比べて更に高輝度の発光素子とすることができる。   As a result, it is possible to obtain a light-emitting element with higher luminance than in the past in a wide wavelength range from green to red.

以上、光取り出し層がGaPの場合について説明したが、この光取り出し層は、組成がGaAsPやGaAlAsであってもよく、その場合、GaP光取り出し層の部分をGaAsP、GaAlAsに置き換えたものとすればよい。   Although the case where the light extraction layer is GaP has been described above, the light extraction layer may have a composition of GaAsP or GaAlAs. In this case, the GaP light extraction layer is replaced with GaAsP or GaAlAs. That's fine.

上記のような本発明の発光素子は、以下に示すような本発明の発光素子の製造方法によって製造することができるが、これに限定されるものではない。
以下図1〜6を参照して説明する。
The light emitting device of the present invention as described above can be manufactured by the method for manufacturing the light emitting device of the present invention as shown below, but is not limited thereto.
This will be described below with reference to FIGS.

図1は本発明の発光素子の製造方法の一例を示した工程フロー、図2は本発明の発光素子の製造方法の製造過程における発光素子用基板の概略を示した図、図3は本発明の発光素子の製造方法の製造過程において、GaAs基板及びGaAsバッファ層が除去された発光素子用基板の概略を示した図、図4は本発明の発光素子の製造方法の製造過程において、n型GaP層が形成された発光素子基板の概略を示した図、図5は本発明の発光素子の製造方法の電極形成工程から後の工程における図4のような発光素子基板のWS部分を拡大した図である。   FIG. 1 is a process flow showing an example of a method for manufacturing a light emitting device of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an outline of a light emitting device substrate in the manufacturing process of the method for manufacturing a light emitting device of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a schematic diagram of a light emitting device substrate from which a GaAs substrate and a GaAs buffer layer are removed in the manufacturing process of the light emitting device of FIG. 4, and FIG. 4 is an n-type in the manufacturing process of the light emitting device manufacturing method of the present invention. FIG. 5 is a schematic view of a light emitting element substrate on which a GaP layer is formed. FIG. 5 is an enlarged view of the WS portion of the light emitting element substrate as shown in FIG. 4 in the process after the electrode forming process of the light emitting element manufacturing method of the present invention. FIG.

まず、図1の工程1に示すように、成長用基板として、n型のGaAs単結晶基板を用意する。   First, as shown in step 1 of FIG. 1, an n-type GaAs single crystal substrate is prepared as a growth substrate.

次に、図1の工程2および図2に示すように、そのn型GaAs単結晶基板11の主表面に、n型GaAsバッファ層12を例えば0.5μmエピタキシャル成長させ、次いで、AlGaInPからなるn型接続層13をエピタキシャル成長させる。   Next, as shown in step 2 of FIG. 1 and FIG. 2, an n-type GaAs buffer layer 12 is epitaxially grown on the main surface of the n-type GaAs single crystal substrate 11 by 0.5 μm, for example, and then n-type composed of AlGaInP. The connection layer 13 is epitaxially grown.

その後、発光層17として、各々(AlGa1−xIn1−yP(ただし0≦x≦1,0≦y≦1)よりなる、厚さ0.8μm以上4μm以下(例えば1μm)のn型クラッド層(第一導電型クラッド層)14(n型ドーパントはSi)、厚さ0.4μm以上2μm以下(例えば0.6μm)の活性層15(ノンドープ)、及び厚さ0.8μm以上4μm以下(例えば1μm)のp型クラッド層(第二導電型クラッド層)16(p型ドーパントはMg:有機金属分子からのCもp型ドーパントとして寄与しうる)を、この順序にてエピタキシャル成長させる。
ここで、p型クラッド層16とn型クラッド層14の各々のドーパント濃度は、例えば1×1017/cm以上2×1018/cm以下とすることが望ましい。
After that, the light emitting layer 17 is made of (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) and has a thickness of 0.8 μm to 4 μm (for example, 1 μm). ) N-type cladding layer (first conductivity type cladding layer) 14 (the n-type dopant is Si), an active layer 15 (non-doped) having a thickness of 0.4 μm or more and 2 μm or less (for example, 0.6 μm), and a thickness of 0. 8 μm or more and 4 μm or less (for example, 1 μm) of a p-type cladding layer (second conductivity type cladding layer) 16 (p-type dopant is Mg: C from organometallic molecules can also contribute as a p-type dopant) in this order Epitaxially grow.
Here, it is desirable that the dopant concentration of each of the p-type cladding layer 16 and the n-type cladding layer 14 is, for example, 1 × 10 17 / cm 3 or more and 2 × 10 18 / cm 3 or less.

さらに、図1の工程3に示すように、p型クラッド層16上に、例えばGaPからなるp型接続層18をエピタキシャル成長させる。   Further, as shown in step 3 of FIG. 1, a p-type connection layer 18 made of, for example, GaP is epitaxially grown on the p-type cladding layer 16.

上記各層のエピタキシャル成長は、公知のMOVPE法により行うことができる。
また、Al、Ga、In(インジウム)、P(リン)の各成分源となる原料ガスとしては以下のようなものを使用することができる。
・Al源ガス;トリメチルアルミニウム(TMAl)、トリエチルアルミニウム(TEAl)など、
・Ga源ガス;トリメチルガリウム(TMGa)、トリエチルガリウム(TEGa)など、
・In源ガス;トリメチルインジウム(TMIn)、トリエチルインジウム(TEIn)など、
・P源ガス:トリメチルリン(TMP)、トリエチルリン(TEP)、ホスフィン(PH)などが挙げられる。
The epitaxial growth of each of the above layers can be performed by a known MOVPE method.
Moreover, the following can be used as source gas used as each component source of Al, Ga, In (indium), and P (phosphorus).
-Al source gas; trimethylaluminum (TMAl), triethylaluminum (TEAl), etc.
Ga source gas: trimethylgallium (TMGa), triethylgallium (TEGa), etc.
In source gas: trimethylindium (TMIn), triethylindium (TEIn), etc.
P source gas: trimethyl phosphorus (TMP), triethyl phosphorus (TEP), phosphine (PH 3 ), etc.

次いで、図1の工程4に進み、p型のGaPよりなる厚さ5μm以上200μm以下(例えば40μm)のp型光取り出し層19を、HVPE法により成長させる。   Next, the process proceeds to step 4 in FIG. 1, and a p-type light extraction layer 19 made of p-type GaP and having a thickness of 5 μm to 200 μm (for example, 40 μm) is grown by HVPE.

このHVPE法は、具体的には、容器内にてIII族元素であるGaを所定の温度に加熱保持しながら、そのGa上に塩化水素を導入することにより、下記(1)式の反応によりGaClを生成させ、キャリアガスであるHガスとともに基板上に供給する。
Ga(液体)+HCl(気体) → GaCl(気体)+1/2H‥‥(1)
成長温度は例えば640℃以上860℃以下に設定する。また、V族元素であるPは、PHをキャリアガスであるHとともに基板上に供給する。さらに、p型ドーパントとしてZnを用いる場合、ZnはDMZn(ジメチルZn)の形で供給する。GaClはPHとの反応性に優れ、下記(2)式の反応により、効率よくGaP光取り出し層を成長させることができる。
GaCl(気体)+PH(気体)
→GaP(固体)+HCl(気体)+H(気体)‥‥(2)
この段階で図2に示す発光素子用基板となる。
Specifically, this HVPE method is based on the reaction of the following formula (1) by introducing hydrogen chloride onto Ga while heating and maintaining the Group III element Ga at a predetermined temperature in the container. GaCl is generated and supplied onto the substrate together with H 2 gas which is a carrier gas.
Ga (liquid) + HCl (gas) → GaCl (gas) + 1 / 2H 2 (1)
The growth temperature is set to, for example, 640 ° C. or more and 860 ° C. or less. Further, P which is a group V element supplies PH 3 onto the substrate together with H 2 which is a carrier gas. Furthermore, when Zn is used as the p-type dopant, Zn is supplied in the form of DMZn (dimethyl Zn). GaCl is excellent in reactivity with PH 3, and a GaP light extraction layer can be efficiently grown by the reaction of the following formula (2).
GaCl (gas) + PH 3 (gas)
→ GaP (solid) + HCl (gas) + H 2 (gas) (2)
At this stage, the light emitting element substrate shown in FIG. 2 is obtained.

p型光取り出し層19の成長が終了したら、図1の工程5に進み、図3に示すように、n型GaAs単結晶基板11およびn型GaAsバッファ層12を、例えばアンモニア/過酸化水素混合液などのエッチング液を用いて化学エッチングすることにより除去する。   When the growth of the p-type light extraction layer 19 is completed, the process proceeds to step 5 in FIG. 1, and the n-type GaAs single crystal substrate 11 and the n-type GaAs buffer layer 12 are mixed with, for example, an ammonia / hydrogen peroxide mixture as shown in FIG. It is removed by chemical etching using an etching solution such as a solution.

そして、図1の工程6に進み、図4に示すように、n型GaAs単結晶基板11およびn型GaAsバッファ層12が除去された発光層17の第二主表面側(n型接続層13の第二主表面側)に、別途用意された厚さ50μm以上500μm以下(例えば200μm)のn型GaP単結晶基板を貼り合わせてn型光取り出し層20とする。
なお、n型光取り出し層20は、GaP単結晶基板を貼り合わせる代わりに、エピタキシャル成長により形成することもできる。
以上のような工程によって、発光素子基板21を作製する。
Then, the process proceeds to step 6 in FIG. 1, and, as shown in FIG. 4, the second main surface side (n-type connection layer 13) of the light emitting layer 17 from which the n-type GaAs single crystal substrate 11 and the n-type GaAs buffer layer 12 have been removed. A separately prepared n-type GaP single crystal substrate having a thickness of 50 μm or more and 500 μm or less (for example, 200 μm) is bonded to the second main surface side to form an n-type light extraction layer 20.
Note that the n-type light extraction layer 20 can also be formed by epitaxial growth instead of bonding the GaP single crystal substrate.
The light emitting element substrate 21 is manufactured by the process as described above.

以上の工程が終了すれば、図1の工程7や図5(a)、図6に示すように、スパッタリングや真空蒸着法により、p型光取り出し層19の第一主表面及びn型光取り出し層20の第二主表面に、接合合金化層形成用の金属層をそれぞれ形成し、更に合金化の熱処理(いわゆるシンター処理)を行うことにより、接合合金化層24a,25aとする。
そして、これら接合合金化層24a,25aをそれぞれ覆うように、光取り出し領域側電極24及び裏面電極25を形成し、発光素子用ウエーハとする。
When the above steps are completed, the first main surface of the p-type light extraction layer 19 and the n-type light extraction are performed by sputtering or vacuum evaporation as shown in step 7 of FIG. 1, FIG. 5A, or FIG. Metal layers for forming a bonded alloying layer are formed on the second main surface of the layer 20, respectively, and heat treatment for alloying (so-called sinter treatment) is performed to form bonded alloyed layers 24a and 25a.
And the light extraction area | region side electrode 24 and the back surface electrode 25 are formed so that these joining alloying layers 24a and 25a may be covered, respectively, and it is set as the wafer for light emitting elements.

ここで図5は図4のWS部分を拡大した図であり、図5(a)は光取り出し領域側電極24が形成された状態を示す。   FIG. 5 is an enlarged view of the WS portion of FIG. 4, and FIG. 5A shows a state in which the light extraction region side electrode 24 is formed.

次に、図1の工程8に進み、図5(b)に示すように、発光素子チップサイズに合わせてダイシングを行って、発光素子チップとする。
例えばこのダイシング工程は、ハーフダイシングした後、プローブで電気特性を検査し、その後、フルダイシングしてシート上にチップを保持するようにすることができる。
なお、ハーフダイシング後にフルダイシングしない方法もある。しかし、フルダイシングすることによって、後の粗面化エッチングで発光素子のp型光取り出し層の側面部だけでなくn型光取り出し層の側面も粗面化することができ、ハーフダイシングする場合に比べて発光効率を上昇させることができるため、フルダイシングがより望ましい。
Next, the process proceeds to step 8 in FIG. 1, and as shown in FIG. 5B, dicing is performed in accordance with the light emitting element chip size to obtain a light emitting element chip.
For example, in this dicing step, after half dicing, the electrical characteristics are inspected with a probe, and then the full dicing is performed to hold the chip on the sheet.
There is also a method in which full dicing is not performed after half dicing. However, by performing full dicing, not only the side surface portion of the p-type light extraction layer of the light emitting device but also the side surface of the n-type light extraction layer can be roughened by subsequent roughening etching. Full dicing is more desirable because the luminous efficiency can be increased as compared with it.

またこのダイシング時には、結晶欠陥密度の比較的高い加工ダメージ層がダイシングによって露出した側面部に形成される。
この加工ダメージ層に含まれる多数の結晶欠陥は、発光通電時において電流リークや散乱の原因となるため、図1の工程9に示すように、加工ダメージ層を、ダメージ層除去用エッチング液を用いた化学エッチングにより除去することが望ましい。
At the time of dicing, a processing damage layer having a relatively high crystal defect density is formed on the side surface exposed by dicing.
Since a large number of crystal defects included in the processing damage layer cause current leakage and scattering during light-emission energization, the processing damage layer is used as an etching solution for damage layer removal as shown in step 9 of FIG. It is desirable to remove by chemical etching.

このダメージ層除去用エッチング液としては、例えば硫酸−過酸化水素水溶液を使用することができる。
また、例えば硫酸:過酸化水素:水の質量配合比率が3:1:1のものを使用でき、液温は40℃以上60℃以下に調整され、6分程度のエッチングを必要とするものとすることができる。
As this damage layer removing etching solution, for example, a sulfuric acid-hydrogen peroxide aqueous solution can be used.
Also, for example, a sulfuric acid: hydrogen peroxide: water mass blending ratio of 3: 1: 1 can be used, and the liquid temperature is adjusted to 40 ° C. or higher and 60 ° C. or lower, and requires about 6 minutes of etching. can do.

その後、図1の工程10や図5(c)に示すように、加工ダメージ層を除去した発光素子チップの主表面及び側面に、粗面化用エッチング液を接触させ、p型光取り出し層19の主表面、側面及びn型光取り出し層20の側面を粗面化する粗面化エッチングを行う。   Thereafter, as shown in Step 10 of FIG. 1 and FIG. 5C, a roughening etching solution is brought into contact with the main surface and side surfaces of the light emitting element chip from which the processing damage layer has been removed, and the p-type light extraction layer 19 is contacted. Roughening etching is performed to roughen the main surface, side surfaces, and side surfaces of the n-type light extraction layer 20.

この粗面化エッチング工程は、まず、少なくともヨウ素酸を含む第1エッチング液でエッチングした後、少なくともフッ酸を含む第2エッチング液で順次エッチングする工程とする。   This roughening etching process is a process in which etching is first performed with a first etching solution containing at least iodic acid, and then sequentially etched with a second etching solution containing at least hydrofluoric acid.

このような粗面化エッチング工程を行うことによって、発光素子の表面粗さはRa=1.4μm以上となり、従来の粗面化エッチングで達成される表面粗さ(Ra=0.4μm程度)に比べて格段に粗くすることができる。すなわち、発光層からの光の表面での反射量を従来より少なくすることができ、光取り出し効率を従来より大きくでき、高輝度の発光素子を製造することができる。   By performing such a roughening etching step, the surface roughness of the light emitting element becomes Ra = 1.4 μm or more, and the surface roughness achieved by the conventional roughening etching (Ra = 0.4 μm) is achieved. It can be made much rougher than that. That is, the amount of light reflected from the light-emitting layer on the surface can be reduced as compared with the conventional case, the light extraction efficiency can be increased as compared with the conventional case, and a high-luminance light-emitting element can be manufactured.

ここで、少なくともヨウ素酸を含む第1エッチング液は、ヨウ素酸の他に硝酸と酢酸を含有するものとすることができる。また、その混合比は、ヨウ素酸1molに対して硝酸を30〜1300mol、酢酸を90〜120000mol、水を50〜3300molとすることができる。また、硝酸に代えて過酸化水素を含有してもよい。
第1エッチング液を上述のような組成とすることによって、後の第2エッチング液によるエッチングで光取り出し層の表面をより粗面化させることができ、よってより高輝度の発光素子を製造することができる。
Here, the first etching solution containing at least iodic acid can contain nitric acid and acetic acid in addition to iodic acid. Moreover, the mixing ratio can make 30-1300 mol of nitric acid, 90-120000 mol of acetic acid, and 50-3300 mol of water with respect to 1 mol of iodic acid. Further, hydrogen peroxide may be contained instead of nitric acid.
By setting the first etching solution to the composition as described above, the surface of the light extraction layer can be made rougher by etching with the second etching solution later, and thus a light-emitting element with higher brightness can be manufactured. Can do.

そして、第2エッチング液としては、フッ酸の他に酢酸を含有することが好ましい。
さらに、その混合比はフッ酸1molに対して0〜20mol、好ましくは2〜4molとすることができる。また、水を1〜2molとすることができる。
このような組成の第2エッチング液を用いることによって、第1エッチング液に浸漬させた後の光取り出し層の表面を、従来より更に粗面化することができ、従って、光取り出し効率を更に向上させた発光素子を製造することができる。
The second etchant preferably contains acetic acid in addition to hydrofluoric acid.
Furthermore, the mixing ratio can be 0 to 20 mol, preferably 2 to 4 mol, relative to 1 mol of hydrofluoric acid. Moreover, water can be 1-2 mol.
By using the second etching solution having such a composition, the surface of the light extraction layer after being immersed in the first etching solution can be further roughened as compared with the conventional one, and thus the light extraction efficiency is further improved. The light emitting element made can be manufactured.

その後、分離後の発光素子チップに対して、第二主表面側(裏面電極25の表面)をAgペースト層を介して金属ステージに接着し、更に、光取り出し領域側電極24にボンディングワイヤ28を接続し、さらにエポキシ樹脂からなる図示しないモールド部を形成すれば、図6に示すような発光素子10が完成する。   Thereafter, the second main surface side (the surface of the back electrode 25) is bonded to the metal stage via the Ag paste layer with respect to the separated light emitting element chip, and the bonding wire 28 is attached to the light extraction region side electrode 24. When a connection is made and a mold part (not shown) made of epoxy resin is formed, the light emitting element 10 as shown in FIG. 6 is completed.

以上のような本発明の発光素子の製造方法によって、発光層で発光した光の表面での反射率を従来より減少させることができ、よって従来よりも更に光取り出し効率を向上させた発光素子を製造することができる。   According to the method for manufacturing a light emitting device of the present invention as described above, the reflectance at the surface of the light emitted from the light emitting layer can be reduced as compared with the conventional light emitting device. Can be manufactured.

以上、光取り出し層としてGaP層を形成する場合を説明したが、この光取り出し層はGaAsPやGaAlAsとすることもできる。
この場合、GaP層を形成する工程を、GaAsP層やGaAlAs層を形成する工程とすればよい。
Although the case where the GaP layer is formed as the light extraction layer has been described above, this light extraction layer may be GaAsP or GaAlAs.
In this case, the step of forming the GaP layer may be a step of forming a GaAsP layer or a GaAlAs layer.

以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1)
図1に示すような工程に従い、図4に示すような発光素子基板を作製した。
そしてダイシングにより発光素子チップ化した後、組成をヨウ素酸:硝酸:酢酸:水=1:120:520:200(mol比)とした第1エッチング液に該発光素子チップを浸漬させ、温度40℃で10分間保った。その後、組成をフッ酸:酢酸=1:2.8(mol比)とした第2エッチング液に前記発光素子チップを常温で5分間浸漬させることによって表面を粗面化させて、発光素子を作製した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.
Example 1
A light emitting device substrate as shown in FIG. 4 was manufactured according to the steps as shown in FIG.
Then, after dicing, the light-emitting element chip was immersed in a first etching solution having a composition of iodic acid: nitric acid: acetic acid: water = 1: 120: 520: 200 (mol ratio), and the temperature was 40 ° C. Held for 10 minutes. Thereafter, the surface of the light-emitting element chip is roughened by immersing the light-emitting element chip in a second etching solution having a composition of hydrofluoric acid: acetic acid = 1: 2.8 (mol ratio) at room temperature for 5 minutes to manufacture a light-emitting element. did.

(実施例2)
第1エッチング液の組成をヨウ素酸:硝酸:酢酸:水=1:60:260:100(mol比)にした以外は実施例1と同じ条件で発光素子を作製した。
(Example 2)
A light emitting device was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the composition of the first etching solution was iodic acid: nitric acid: acetic acid: water = 1: 60: 260: 100 (mol ratio).

(比較例1)
実施例1において、図4に示すような発光素子基板をダイシングにより発光素子チップ化した後、粗面化エッチングすることなく発光素子を作製した。
(Comparative Example 1)
In Example 1, a light-emitting element substrate as shown in FIG. 4 was made into a light-emitting element chip by dicing, and then a light-emitting element was manufactured without performing roughening etching.

(比較例2)
実施例1において、粗面化エッチング工程において用いるエッチング液として、組成がヨウ素:フッ酸:硝酸:酢酸:水=1:190:60:970:310(mol比)となるように混合したエッチング液を準備し、液温50℃で2分間エッチングを行うことで発光素子チップの表面を粗面化し、発光素子を作製した。
(Comparative Example 2)
In Example 1, as an etchant used in the roughening etching step, an etchant mixed so that the composition is iodine: hydrofluoric acid: nitric acid: acetic acid: water = 1: 190: 60: 970: 310 (mol ratio) Was prepared, and the surface of the light-emitting element chip was roughened by etching at a liquid temperature of 50 ° C. for 2 minutes, whereby a light-emitting element was manufactured.

上記実施例1,2、比較例1,2の発光素子の表面粗さを評価した。また発光出力を、直流電流20mAを流した時の全方位光出力を積分球にて測定することによって評価した。
その結果を表1にまとめる。なお、発光出力は、粗面化エッチングを行わなかった比較例1の発光素子の発光出力を1.0とした相対値で示した。
The surface roughness of the light emitting elements of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 was evaluated. The light emission output was evaluated by measuring the omnidirectional light output with an integrating sphere when a direct current of 20 mA was passed.
The results are summarized in Table 1. In addition, the light emission output was shown by the relative value which set the light emission output of the light emitting element of the comparative example 1 which did not perform roughening etching to 1.0.

Figure 0005287467
Figure 0005287467

実施例1の発光素子は、表面粗さRaは1.4μmと比較例1,2の発光素子に比べて非常に大きくなった。また発光出力は、従来の粗面化エッチングを行った比較例2の発光素子と比較して32%向上し、また粗面化されていない比較例1の発光素子の2.5倍の出力であった。
また、実施例2のチップの表面粗さはRa=1.6μmと実施例1より更に粗くなった。そして発光出力はこれによって従来の粗面化エッチングを行った比較例2の発光素子と比較して37%向上した。
これに対し比較例2の発光素子の表面粗さはRa=0.4μmで、発光出力は粗面化エッチングを行わない比較例1に比べて約1.9倍となったものの、実施例1,2の発光出力の80%以下で、及ばなかった。
The light emitting element of Example 1 had a surface roughness Ra of 1.4 μm, which was much larger than the light emitting elements of Comparative Examples 1 and 2. Further, the light emission output is improved by 32% compared to the light emitting element of Comparative Example 2 subjected to the conventional roughening etching, and is 2.5 times the output of the light emitting element of Comparative Example 1 which is not roughened. there were.
Further, the surface roughness of the chip of Example 2 was Ra = 1.6 μm, which was further rougher than Example 1. Thus, the light emission output was improved by 37% compared with the light emitting element of Comparative Example 2 in which the conventional roughening etching was performed.
On the other hand, the surface roughness of the light emitting element of Comparative Example 2 was Ra = 0.4 μm, and the light emission output was about 1.9 times that of Comparative Example 1 in which roughening etching was not performed. , 2 is 80% or less of the light emission output, and did not reach.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.

10…発光素子、
11…成長用基板(n型GaAs単結晶基板)、 12…n型GaAsバッファ層、 13…n型接続層、 14…第一導電型クラッド層(n型クラッド層)、 15…活性層、 16…第二導電型クラッド層(p型クラッド層)、 17…発光層、 18…p型接続層、
19…p型光取り出し層(p型GaP層)、 20…n型光取り出し層(n型GaP層)、 21…発光素子基板、
24…(光取り出し領域側)電極、 24a…接合合金化層、
25…裏面電極、 25a…接合合金化層、
28…ボンディングワイヤ。
10: Light emitting element,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Growth substrate (n-type GaAs single crystal substrate), 12 ... n-type GaAs buffer layer, 13 ... n-type connection layer, 14 ... First conductivity type cladding layer (n-type cladding layer), 15 ... Active layer, 16 ... second conductivity type cladding layer (p-type cladding layer), 17 ... light-emitting layer, 18 ... p-type connection layer,
19 ... p-type light extraction layer (p-type GaP layer), 20 ... n-type light extraction layer (n-type GaP layer), 21 ... light-emitting element substrate,
24 ... (light extraction region side) electrode, 24a ... bonded alloying layer,
25 ... back electrode, 25a ... bonded alloying layer,
28: Bonding wire.

Claims (5)

少なくとも、
光取り出し層がGaP、GaAsP、GaAlAsのいずれかからなる発光素子基板をダイシングして発光素子チップを形成し、
該発光素子チップの表面を、少なくともヨウ素酸を含み、且つ、溶解させる成分であるフッ酸を含まない第1エッチング液でエッチングした後、少なくともフッ酸を含む第2エッチング液で順次エッチングして粗面化する粗面化エッチング工程を有することを特徴とする発光素子の製造方法。
at least,
A light emitting element substrate is formed by dicing a light emitting element substrate whose light extraction layer is made of any of GaP, GaAsP, and GaAlAs,
The surface of the light emitting device chip, look containing at least iodate, and, after etching the first etching solution containing no hydrofluoric acid, which is a component to dissolve, are sequentially etched by the second etching solution containing at least hydrofluoric acid A method for manufacturing a light-emitting element, comprising a roughening etching step for roughening a surface.
前記発光素子基板を、
少なくとも組成式(AlGa1−xIn1−yP(ただし、0≦x≦1,0≦y≦1)にて表される化合物にて各々構成された第一導電型クラッド層、活性層、第二導電型クラッド層がこの順序で積層されたダブルへテロ構造からなる発光層に、前記光取り出し層が積層または貼り合わされたものとすることを特徴とする請求項1に記載の発光素子の製造方法。
The light emitting element substrate;
First conductivity type cladding layers each composed of at least a compound represented by the composition formula (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) The light extraction layer is laminated or bonded to a light emitting layer having a double hetero structure in which an active layer and a second conductivity type cladding layer are laminated in this order. Of manufacturing the light-emitting device.
前記第1エッチング液を、前記ヨウ素酸に加え、更に硝酸及び酢酸を含むものとすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の発光素子の製造方法。   The method for manufacturing a light-emitting element according to claim 1, wherein the first etching solution includes nitric acid and acetic acid in addition to the iodic acid. 前記第2エッチング液を、前記フッ酸に加え、更に酢酸を含むものとすることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の発光素子の製造方法。   4. The method of manufacturing a light emitting element according to claim 1, wherein the second etching solution contains acetic acid in addition to the hydrofluoric acid. 5. 前記粗面化エッチング工程を、前記発光素子の表面粗さ(Ra)を1.4μm以上1.6μm以下とするものとすることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の発光素子の製造方法。 5. The surface-roughening etching step is performed so that the surface roughness (Ra) of the light emitting element is 1.4 μm or more and 1.6 μm or less. 6. The manufacturing method of the light emitting element of description.
JP2009103285A 2009-04-21 2009-04-21 Method for manufacturing light emitting device Active JP5287467B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009103285A JP5287467B2 (en) 2009-04-21 2009-04-21 Method for manufacturing light emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009103285A JP5287467B2 (en) 2009-04-21 2009-04-21 Method for manufacturing light emitting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010258039A JP2010258039A (en) 2010-11-11
JP5287467B2 true JP5287467B2 (en) 2013-09-11

Family

ID=43318656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009103285A Active JP5287467B2 (en) 2009-04-21 2009-04-21 Method for manufacturing light emitting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5287467B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6131737B2 (en) * 2013-06-26 2017-05-24 信越半導体株式会社 Light emitting device and method for manufacturing light emitting device
CN104681680B (en) * 2013-12-02 2018-06-22 山东浪潮华光光电子股份有限公司 A kind of red LED chip structure and preparation method for being easy to roughening
JP6507947B2 (en) * 2015-09-02 2019-05-08 信越半導体株式会社 Method of manufacturing light emitting device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08167738A (en) * 1994-12-14 1996-06-25 Sanken Electric Co Ltd Semiconductor light emitting element
JP3881472B2 (en) * 1999-04-15 2007-02-14 ローム株式会社 Manufacturing method of semiconductor light emitting device
JP4046485B2 (en) * 2001-06-05 2008-02-13 シャープ株式会社 Nitride compound semiconductor light emitting device
JP2006108441A (en) * 2004-10-06 2006-04-20 Mitsubishi Chemicals Corp Etching method for compound semiconductor
JP4692072B2 (en) * 2005-05-19 2011-06-01 三菱化学株式会社 Manufacturing method of light emitting diode
JP4899348B2 (en) * 2005-05-31 2012-03-21 信越半導体株式会社 Method for manufacturing light emitting device
JP2007042851A (en) * 2005-08-03 2007-02-15 Mitsubishi Chemicals Corp Light emitting diode and its manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010258039A (en) 2010-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4899348B2 (en) Method for manufacturing light emitting device
TWI405350B (en) Light emitting element and manufacturing method thereof
JP4154731B2 (en) Light emitting device manufacturing method and light emitting device
JP4092658B2 (en) Method for manufacturing light emitting device
US7947995B2 (en) Gallium nitride-based compound semiconductor light emitting device
JP2007273659A (en) GaN BASED SEMICONDUCTOR LIGHT-EMITTING ELEMENT AND LAMP
JP2007335529A (en) Nitride gallium compound semiconductor light emitting element
JP2007242804A (en) Light emitting element, and method of manufacturing light emitting element
JP5287467B2 (en) Method for manufacturing light emitting device
JP2010087218A (en) Group-iii nitride semiconductor light-emitting element, and method of manufacturing the same
JP4341623B2 (en) Light emitting device and manufacturing method thereof
JP2007207932A (en) Light emitting element and its fabrication process
JP2010199344A (en) Method for manufacturing light emitting element
JP5169959B2 (en) Method for manufacturing light emitting device
JP5251185B2 (en) Compound semiconductor substrate, light emitting device using the same, and method of manufacturing compound semiconductor substrate
JPWO2009017017A1 (en) High brightness light emitting diode and method for manufacturing the same
JP2007299912A (en) Manufacturing method of light-emitting device and semiconductor wafer for manufacturing light-emitting device
JP4061497B2 (en) Method for manufacturing light emitting device
JP6131737B2 (en) Light emitting device and method for manufacturing light emitting device
JP4282743B2 (en) Gallium nitride compound semiconductor light emitting device
JP2894779B2 (en) Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
JP4061496B2 (en) Method for manufacturing light emitting device
JP4061499B2 (en) Method for manufacturing light emitting device
JP2005150646A (en) Light-emitting element and its manufacturing method
JP2005072340A (en) Method of manufacturing optical semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110621

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120704

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120918

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121116

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130520

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5287467

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250