JPH01302873A - 発光ダイオードの製造方法 - Google Patents
発光ダイオードの製造方法Info
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- JPH01302873A JPH01302873A JP63133650A JP13365088A JPH01302873A JP H01302873 A JPH01302873 A JP H01302873A JP 63133650 A JP63133650 A JP 63133650A JP 13365088 A JP13365088 A JP 13365088A JP H01302873 A JPH01302873 A JP H01302873A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
本発明は発光ダイオードの光出射側表面に集光手段を形
成する工程に関わり、 簡易な処理で凸レンズの形状を得ることを目的とし、 ＩｎＰ基板の一方の表面に、直径が順次縮小された複数
の円筒を中心を略一致させて積み重ねた形状に成型した
後、これをリンの蒸気を含む水素雰囲気中で熱処理して
前記積層構造の階段形状を１頃斜曲面に変形させ、基板
の他方表面にＩｎＰ／１ｎＧａＡｓＰから成る発光ダイ
オードを形成する如く構成する。
成する工程に関わり、 簡易な処理で凸レンズの形状を得ることを目的とし、 ＩｎＰ基板の一方の表面に、直径が順次縮小された複数
の円筒を中心を略一致させて積み重ねた形状に成型した
後、これをリンの蒸気を含む水素雰囲気中で熱処理して
前記積層構造の階段形状を１頃斜曲面に変形させ、基板
の他方表面にＩｎＰ／１ｎＧａＡｓＰから成る発光ダイ
オードを形成する如く構成する。
（産業上の利用分野〕
本発明はｒｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ系の発光ダイオードの
製造方法に関わり、特に発光ダイオードの光出射面に凸
レンズ状の集光手段を形成する方法に関わる。
製造方法に関わり、特に発光ダイオードの光出射面に凸
レンズ状の集光手段を形成する方法に関わる。
前記発光ダイオード（ＬＥＤ）は長波長帯の光通信の信
号光発生に用いられるが、その場合、光ファイバとの結
合効率を良くするには、出射光を収束させることが必要
である。そのための手段として、ＬＥＤチップをモール
ドする樹脂の外形を凸レンズ状に形成する等の方式が知
られている。
号光発生に用いられるが、その場合、光ファイバとの結
合効率を良くするには、出射光を収束させることが必要
である。そのための手段として、ＬＥＤチップをモール
ドする樹脂の外形を凸レンズ状に形成する等の方式が知
られている。
しかしながらこの方式では、光ファイバも含めて一体に
成型することが出来ないので、ＬＥＤそのものに凸レン
ズ構造を形成したいという要求がある。
成型することが出来ないので、ＬＥＤそのものに凸レン
ズ構造を形成したいという要求がある。
ＬＥＤに凸レンズを付随させたものは、第３図に断面構
造が模式的に示されているような構造になる。咳図に於
いて、ｌはＩｎＰ基板、２はＩｎＧａＡｓＰの活性層、
３はｐ−ＴｎＰｎチク９フ、４はＩ）’−１ｎＧａＡｓ
Ｐであるコンタクト層で、その上のＳ ｉ Ｏ２膜６に
開けられた窓にアノード電極５が形成されている。
造が模式的に示されているような構造になる。咳図に於
いて、ｌはＩｎＰ基板、２はＩｎＧａＡｓＰの活性層、
３はｐ−ＴｎＰｎチク９フ、４はＩ）’−１ｎＧａＡｓ
Ｐであるコンタクト層で、その上のＳ ｉ Ｏ２膜６に
開けられた窓にアノード電極５が形成されている。
ＩｎＰ基板の他方の表面側には、その中央部にＩｎＰの
凸レンズ部８が設けられ、該レンズを囲んでカソード電
極７が設けられている。
凸レンズ部８が設けられ、該レンズを囲んでカソード電
極７が設けられている。
このようなｒｎＰの凸レンズ構造は、従来、化学エツチ
ングやイオンエツチングなどを利用して形成することが
試みられてきた。
ングやイオンエツチングなどを利用して形成することが
試みられてきた。
化学エツチングやイオンエツチングでは滑らかな曲面が
得難く、階段状の起伏が生じたり、再現性が良くない等
の問題がある。また、イオンエツチングでは結晶性が劣
化する場合もある。
得難く、階段状の起伏が生じたり、再現性が良くない等
の問題がある。また、イオンエツチングでは結晶性が劣
化する場合もある。
本発明の目的は、より簡易な処理によってＩｎＰ基板に
凸レンズ構造を形成する方法を提供することである。
凸レンズ構造を形成する方法を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明のＬＥＤ製造方法では
ｒｎＰＪｊ仮の一方の表面を通常の選択エツチングによ
って、直径が順次縮小された複数の円筒を、夫々の中心
を略一致させて積み重ねた形状に成型し、 これをリンの蒸気を含む水素雰囲気中で熱処理したのち
、 ＩｎＰ基板の他方の表面にＩｎＰとＩｎＧａＡｓＰから
成る多層構造を形成することが行われ〔作 用〕 本発明ではマス・トランスポートを利用して滑らか、な
曲面を得る。マス・トランスポートとは以下のような現
象である。
って、直径が順次縮小された複数の円筒を、夫々の中心
を略一致させて積み重ねた形状に成型し、 これをリンの蒸気を含む水素雰囲気中で熱処理したのち
、 ＩｎＰ基板の他方の表面にＩｎＰとＩｎＧａＡｓＰから
成る多層構造を形成することが行われ〔作 用〕 本発明ではマス・トランスポートを利用して滑らか、な
曲面を得る。マス・トランスポートとは以下のような現
象である。
第２図は本発明の原理であるマス・トランスポートを説
明する模式図である。該図（ａｌのようにｌｎＰ単結晶
基板１に凹凸を設け、これをある程度のリン蒸気圧を有
する水素雰囲気中で熱処理すると、同図（ｂ）のように
凸部のＩｎＰ分子が凹部に移動したような状態が起こり
、段差部が傾斜面に変わる。本発明はこれを積極的に利
用するもので、この現象はリアウ等によって報告されて
いる （Ｚ。
明する模式図である。該図（ａｌのようにｌｎＰ単結晶
基板１に凹凸を設け、これをある程度のリン蒸気圧を有
する水素雰囲気中で熱処理すると、同図（ｂ）のように
凸部のＩｎＰ分子が凹部に移動したような状態が起こり
、段差部が傾斜面に変わる。本発明はこれを積極的に利
用するもので、この現象はリアウ等によって報告されて
いる （Ｚ。
Ｌｉａｕ ｅｔ ａｌ、 Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔ
ｔ、、４０（１９８２）、ｐ、５６Ｂ）。
ｔ、、４０（１９８２）、ｐ、５６Ｂ）。
液相エピタキシャルを含むＬＥＤ形成工程は、マス・ト
ランスポート処理の後に行われるので、活性層に対して
高温熱処理の悪影響が及ぶことはない。
ランスポート処理の後に行われるので、活性層に対して
高温熱処理の悪影響が及ぶことはない。
第１図は本発明の実施例の工程を示す模式断面図である
。以下、該図面を参照しながら実施例の工程を説明する
。
。以下、該図面を参照しながら実施例の工程を説明する
。
ｆａ１図のように、両面が鏡面研磨されたＩｎＰ基ｅｆ
ｆｌ ｌの一方の表面に、５ｉｏｚ膜１６をマスクとす
る選択エツチングを施して約１０μｍの段差を有する直
径１１００１ｒの円形凸部１２を形成する。ＩｎＰ基板
面の指数は（１００）であり、不純物濃度の高いｎ型で
ある。また上記エツチングは、Ｂｒメタノール系による
化学エツチングである。
ｆｌ ｌの一方の表面に、５ｉｏｚ膜１６をマスクとす
る選択エツチングを施して約１０μｍの段差を有する直
径１１００１ｒの円形凸部１２を形成する。ＩｎＰ基板
面の指数は（１００）であり、不純物濃度の高いｎ型で
ある。また上記エツチングは、Ｂｒメタノール系による
化学エツチングである。
更に同様の処理により、（ｂ１図の如く同心円状に直径
９０μｍの円形凸部１３を、これも約ＩＯμｍの段差を
付けて形成する。
９０μｍの円形凸部１３を、これも約ＩＯμｍの段差を
付けて形成する。
同様の処理を続けて、４０１図に示すように、直径を７
５μｍ、５５μｍ、３０μｍと順次縮小した同心円状の
、且つ夫々約１０μｍの段差を有する凸部を形成する。
５μｍ、５５μｍ、３０μｍと順次縮小した同心円状の
、且つ夫々約１０μｍの段差を有する凸部を形成する。
各回の直径と段差部の高さは、各回の周辺を包絡する面
が凸レンズの曲面にはｙ−ｔするように選定される。
が凸レンズの曲面にはｙ−ｔするように選定される。
以上の処理を行ったＩｎＰ基板を、リン蒸気圧を有する
水素雰囲気中で８００℃、２時間の熱処理を行うと、階
段状構造がなだらかな曲面に変わり、［ｄ１図のように
基板の一方の面に部分球状の凸部１８が形成される。該
基板の他方の面に液相エピタキシャル成長を行うと共に
必要な電極を形成すれば、第２図のレンズ付きＬＥＤが
形成される。
水素雰囲気中で８００℃、２時間の熱処理を行うと、階
段状構造がなだらかな曲面に変わり、［ｄ１図のように
基板の一方の面に部分球状の凸部１８が形成される。該
基板の他方の面に液相エピタキシャル成長を行うと共に
必要な電極を形成すれば、第２図のレンズ付きＬＥＤが
形成される。
通常の液相エピタキシャル成長には、第４図に示すよう
にＩｎＰｉ板１をボート内に設置し、別なＩｎＰ基板２
Ｉで囲って予備加熱する工程が含まれるので、この加熱
処理条件をマス・トランスポートに適したものとするこ
とにより、段差付き円形凸部を形成する工程を通常の工
程に追加するだけで、本発明を実施することが出来る。
にＩｎＰｉ板１をボート内に設置し、別なＩｎＰ基板２
Ｉで囲って予備加熱する工程が含まれるので、この加熱
処理条件をマス・トランスポートに適したものとするこ
とにより、段差付き円形凸部を形成する工程を通常の工
程に追加するだけで、本発明を実施することが出来る。
図中、２２は原料融液、２３はボート台、２４はスライ
ダである。
ダである。
ＬＥＤを形成するための液相エピタキシャル成長の条件
の一例が以下に記される。なお、成長温度は各工程共通
で５８５℃である。
の一例が以下に記される。なお、成長温度は各工程共通
で５８５℃である。
ｎ−ＩｎＰＪｔＪの成長：
Ｉｎ：ｒｎＰ：Ｓｎ ＝ Ｉｇ： ４．４ｍｇ： ３０
ｍｇ成長時間 ３００ ｓｅｃ。
ｍｇ成長時間 ３００ ｓｅｃ。
成長層厚 ３ μｍ
ＩｎＧａＡｓＰ’１ｍの成長；
ｒｎ：ＩｎＡｓ：ＧａＡｓ：ｒｎＰ＝ Ｉｇ：３６．ｈ
ｇニア、９ｍｇ：１．５ｍｇ成長時間 １２０ ｓｅ
ｃ。
ｇニア、９ｍｇ：１．５ｍｇ成長時間 １２０ ｓｅ
ｃ。
成長層厚 ２ μｍ
ｐ−ＩｎＰＮの成長：
＋ｎ：ＩｎＰ：Ｃｄ ＝ Ｉｇ： ４．４ｍｇ；
３０ｍｇ成長時間 ２００ ｓｅｃ。
３０ｍｇ成長時間 ２００ ｓｅｃ。
成長層厚 ２．５μｍ
ｐ”−ＩｎＧａＡｓＰ層の成長；
Ｔｎ：ＩｎＡｓ：ＧａＡｓ：ＩｎＰ：Ｚｎ＝ Ｉｇ：３
２．９ｍｇ：５．３ａ＋Ｂ：２−０ｍｇ：０．２５ｍｇ
成長時間 ６０ ｓｅｃ。
２．９ｍｇ：５．３ａ＋Ｂ：２−０ｍｇ：０．２５ｍｇ
成長時間 ６０ ｓｅｃ。
成長層厚 ０．７ μｍ
〔発明の効果）
以上説明したように本発明の方法によれば、マス・トラ
ンスポート効果によって、滑らかな曲面の凸レンズをＬ
ＥＤのチップに形成することが出来、しかも処理工程の
大幅な増加を必要とせず、結晶に不要の欠陥を生ずる事
もない。
ンスポート効果によって、滑らかな曲面の凸レンズをＬ
ＥＤのチップに形成することが出来、しかも処理工程の
大幅な増加を必要とせず、結晶に不要の欠陥を生ずる事
もない。
本発明によって凸レンズ付きＬＥＤを形成すれば、光フ
ァイバとの結合効率が非常に優れたＬＥＤを、再現性良
く製造することが出来ることになる。
ァイバとの結合効率が非常に優れたＬＥＤを、再現性良
く製造することが出来ることになる。
第１図は本発明の基本になる現象を説明する模式図、
第２図はレンズ付きＬＥＤを示す模式図、第３図は実施
例の工程を示す断面模式図、第４図は液相成長装置の構
造を示す模式図であって、 図に於いて ■はＩｎＰ基板、 １′はｎ−ＩｎＰ層、 ２はＴｎＣ；ａＡｓＰＪｉｉ。 ３はｐ−Ｔｎｐ層、 ４はｐ′″−ＩｎＧａＡｓＰ層、 ５ばアノード電極、 ６．１６はＳｉｎ、、 ７はカソード電極、 ８は凸レンズ部、 １２、１３は円型凸部、 １８は球状凸部、 ２１はＩｎＰ仮、 ２２は原ｎ融液、 ２３はボート台、 ２４はスライダ である。 １．て了 実施例の工程を示す断面模式図 第１図 実施例の工程を示す断面模式図 第１図 本発明の基本になる現象を説明する図 第２図
例の工程を示す断面模式図、第４図は液相成長装置の構
造を示す模式図であって、 図に於いて ■はＩｎＰ基板、 １′はｎ−ＩｎＰ層、 ２はＴｎＣ；ａＡｓＰＪｉｉ。 ３はｐ−Ｔｎｐ層、 ４はｐ′″−ＩｎＧａＡｓＰ層、 ５ばアノード電極、 ６．１６はＳｉｎ、、 ７はカソード電極、 ８は凸レンズ部、 １２、１３は円型凸部、 １８は球状凸部、 ２１はＩｎＰ仮、 ２２は原ｎ融液、 ２３はボート台、 ２４はスライダ である。 １．て了 実施例の工程を示す断面模式図 第１図 実施例の工程を示す断面模式図 第１図 本発明の基本になる現象を説明する図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＩｎＰ基板の一方の表面を、直径が順次縮小された複
数の円筒を中心を略一致させて積み重ねた形状に成型す
る第１の工程と、 該第１の工程を終了した前記ＩｎＰ基板を、リンの蒸気
を含む水素雰囲気中で熱処理する第２の工程と、 該第２の工程を終了した前記ＩｎＰ基板の他方の表面に
ＩｎＰとＩｎＧａＡｓＰから成る多層構造を形成する工
程を包含することを特徴とする発光ダイオードの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63133650A JPH01302873A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 発光ダイオードの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63133650A JPH01302873A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 発光ダイオードの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01302873A true JPH01302873A (ja) | 1989-12-06 |
Family
ID=15109751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63133650A Pending JPH01302873A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 発光ダイオードの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01302873A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05136460A (ja) * | 1991-06-19 | 1993-06-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マイクロレンズ形成方法 |
| CN103216757A (zh) * | 2013-04-22 | 2013-07-24 | 贵州光浦森光电有限公司 | 一种led照明灯的生产方法 |
-
1988
- 1988-05-31 JP JP63133650A patent/JPH01302873A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05136460A (ja) * | 1991-06-19 | 1993-06-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マイクロレンズ形成方法 |
| CN103216757A (zh) * | 2013-04-22 | 2013-07-24 | 贵州光浦森光电有限公司 | 一种led照明灯的生产方法 |
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