JPH03129882A - 発光ダイオードチップ - Google Patents
発光ダイオードチップInfo
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- JPH03129882A JPH03129882A JP1268813A JP26881389A JPH03129882A JP H03129882 A JPH03129882 A JP H03129882A JP 1268813 A JP1268813 A JP 1268813A JP 26881389 A JP26881389 A JP 26881389A JP H03129882 A JPH03129882 A JP H03129882A
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- Pending
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
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Landscapes
- Led Devices (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光取り出し効率を向上させるようにした発光ダ
イオード（ＬＥＤ）チップに関するものである。
イオード（ＬＥＤ）チップに関するものである。
一般に、ＬＥＤは表示用に広く利用されているが、近年
では光通信分野にも用いられ、光ファイバの光源等に利
用されて今後ますます需要が増えることが予想されてい
る。このようなＬＥＤとしては、発光した光を効率的に
取り出せることが極めて重要である。
では光通信分野にも用いられ、光ファイバの光源等に利
用されて今後ますます需要が増えることが予想されてい
る。このようなＬＥＤとしては、発光した光を効率的に
取り出せることが極めて重要である。
従来、ＬＥＤチップの外部量子効率を向上させる方法と
して、電極の大きさや形状を変えること、光の吸収層と
なるような部分を除去すること、表面に細かい凹凸をつ
けたり、屈折率の違うものを接触させて反射損失を無く
すこと等の方法がとられてきた。
して、電極の大きさや形状を変えること、光の吸収層と
なるような部分を除去すること、表面に細かい凹凸をつ
けたり、屈折率の違うものを接触させて反射損失を無く
すこと等の方法がとられてきた。
しかしながら、電極の大きさに関しては、駆動電流と電
圧によって制限されることからあまり大きな自由度がな
く、形状に関しても同様のことがいえる。
圧によって制限されることからあまり大きな自由度がな
く、形状に関しても同様のことがいえる。
吸収層を除去する方法としてはチップの厚みをできるだ
け薄くするか、メサのはりこみ量をできるだけ多くして
チップ上面の面積を極力小さくして輝度を上げることな
どが考えられるが、いずれもチップを扱いづらくするた
め十分とは言いがたい。
け薄くするか、メサのはりこみ量をできるだけ多くして
チップ上面の面積を極力小さくして輝度を上げることな
どが考えられるが、いずれもチップを扱いづらくするた
め十分とは言いがたい。
また表面に凹凸を付ける方法は制御性に問題があり、屈
折率の違うものを接触させるだけではＬＥＤの場合１０
〜２５％程度の出力増しか見込めないという問題があっ
た。
折率の違うものを接触させるだけではＬＥＤの場合１０
〜２５％程度の出力増しか見込めないという問題があっ
た。
本発明の発光ダイオードチップは、光取り出し側端面の
少なくとも１辺に１個以上の溝を形成すること、また溝
はＰＮ接合部に跨がって形成したことを特徴とするもの
である。
少なくとも１辺に１個以上の溝を形成すること、また溝
はＰＮ接合部に跨がって形成したことを特徴とするもの
である。
本発明は、第１図に示すようにＬＥＤチップの上面の辺
に溝１１３を設けことにより、チップの表面積を大きく
して光の取り出し効率を向上させ、放熱効果を上げて長
寿命化を図ることができるとともに、溝をＰＮ接合に跨
るように形成してＰＮ接合面積を減少させる結果、溝の
大きさや個数を選択することによりＰＮ接合部分の面積
をコントロールして電流密度を発光に最適な値に調整す
ることができる。ＰＮ接合部分の面積の範囲は切溝なし
の場合を１００％としたとき、好ましくは６０〜９５％
、さらに好ましくは７０〜９０％、最も好ましくは７０
〜８０％である。
に溝１１３を設けことにより、チップの表面積を大きく
して光の取り出し効率を向上させ、放熱効果を上げて長
寿命化を図ることができるとともに、溝をＰＮ接合に跨
るように形成してＰＮ接合面積を減少させる結果、溝の
大きさや個数を選択することによりＰＮ接合部分の面積
をコントロールして電流密度を発光に最適な値に調整す
ることができる。ＰＮ接合部分の面積の範囲は切溝なし
の場合を１００％としたとき、好ましくは６０〜９５％
、さらに好ましくは７０〜９０％、最も好ましくは７０
〜８０％である。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第１図は本発明の発光ダイオードチップを示す斜視図、
第２図、第３図はウェハへの溝形成方法を説明するため
の図、第４図は溝を設ける数を変えたときのチップの平
面図、第５図はチップの温度立ち上がりカーブを示す図
、第６図、第７図は電極形成方法を説明するための図で
ある。図中、１００はＬＥＤチップ、１０１は基板、１
０３は層１．１０５はＰＮ接合、１０７は層２．１０９
は上面、１１１は電極、１２１はエツチングパターン、
１２３はレジスト層、１２５はエツチング溝、１２７は
ダイシング線、１３１はレジストパターン、１３３は電
極物質層である。
第２図、第３図はウェハへの溝形成方法を説明するため
の図、第４図は溝を設ける数を変えたときのチップの平
面図、第５図はチップの温度立ち上がりカーブを示す図
、第６図、第７図は電極形成方法を説明するための図で
ある。図中、１００はＬＥＤチップ、１０１は基板、１
０３は層１．１０５はＰＮ接合、１０７は層２．１０９
は上面、１１１は電極、１２１はエツチングパターン、
１２３はレジスト層、１２５はエツチング溝、１２７は
ダイシング線、１３１はレジストパターン、１３３は電
極物質層である。
まず、第６図、第７図によりＬＥＤウェハへの電極形成
について説明する。
について説明する。
第６図に示すように、例えば厚み１５０μｍ程度の層１
と厚み６０μｍ程度の層２で活性層をサンドイッチした
ダブルへテロ構造のウェハを用意し、第７図に示すよう
に層２の上面にレジストパターン１３１を形成した後、
スパッタ等で全面に電極物質層１３３を形成し、アセト
ン等によりレジストパターンを溶解することにより電極
１１１が形成される。
と厚み６０μｍ程度の層２で活性層をサンドイッチした
ダブルへテロ構造のウェハを用意し、第７図に示すよう
に層２の上面にレジストパターン１３１を形成した後、
スパッタ等で全面に電極物質層１３３を形成し、アセト
ン等によりレジストパターンを溶解することにより電極
１１１が形成される。
フォトリソ工程において電極形成したウェハの全面にレ
ジスト層１２３を形成した後、溝を形成する部分を露光
してエツチングすることによりエツチングパターン１２
１を形成する（第２図（ａ）、（ｂ））。
ジスト層１２３を形成した後、溝を形成する部分を露光
してエツチングすることによりエツチングパターン１２
１を形成する（第２図（ａ）、（ｂ））。
エツチングパターンを形成したウェハをエツチング液に
浸すことにより、エツチングパターンの部分が削られ、
レジストパターンを溶解すると第３図（ａ）に示すよう
なエツチング溝１２５が形成されたウェハが得られる。
浸すことにより、エツチングパターンの部分が削られ、
レジストパターンを溶解すると第３図（ａ）に示すよう
なエツチング溝１２５が形成されたウェハが得られる。
ウェハの状態で一度にエツチングして溝を形成すること
により量産することができるとともに、溝の形状を統一
して能率的に形成することが可能である。またＰＮ接合
を跨るように溝形成することにより、ＰＮ接合部分の面
積をコントロールすることができ、これによって電流密
度を最適化することができ、発光効率を上げることが可
能となる。
により量産することができるとともに、溝の形状を統一
して能率的に形成することが可能である。またＰＮ接合
を跨るように溝形成することにより、ＰＮ接合部分の面
積をコントロールすることができ、これによって電流密
度を最適化することができ、発光効率を上げることが可
能となる。
こうして溝形成したウェハを、第３図（ａ）に示す溝を
通る破線１２７に沿ってグイシングすると、第３図（ハ
）に示すような光取り出し側の辺に溝１２５を形成した
ＬＥＤチップが得られる。
通る破線１２７に沿ってグイシングすると、第３図（ハ
）に示すような光取り出し側の辺に溝１２５を形成した
ＬＥＤチップが得られる。
溝の形成は、前述のように４辺に全て設けるだけでなく
、１辺のみ、あるいは２辺、３辺等でもよく、また１辺
に複数ケ設けてもよい。
、１辺のみ、あるいは２辺、３辺等でもよく、また１辺
に複数ケ設けてもよい。
表面から６０μｍの深さにＰＮ接合を有するＤＨ積構造
エビウェハーにフォトリソ工程にて電極を形成した後、
さらにフォトリソ工程およびエツチングにより溝を形成
し、その後ダイシングにより素子の分離を行いＬＥＤチ
ップとしたものについて、第４図に示すように、切り込
みを設けないタイプ−１，１辺にのみ溝１１３を設けた
タイプ−２，２辺に溝１１３ａ、１１３ｂを設けたタイ
プ−３，４辺に溝１１３ａ〜１１３ｄを設けたタイプ−
４、タイプ４と同じように溝を形成し、りイブ−４の場
合よりも溝を大きくしたタイプ−５についてのＰＮ接合
面積、輝度およびＶｆの平均値を表−１に示す。
エビウェハーにフォトリソ工程にて電極を形成した後、
さらにフォトリソ工程およびエツチングにより溝を形成
し、その後ダイシングにより素子の分離を行いＬＥＤチ
ップとしたものについて、第４図に示すように、切り込
みを設けないタイプ−１，１辺にのみ溝１１３を設けた
タイプ−２，２辺に溝１１３ａ、１１３ｂを設けたタイ
プ−３，４辺に溝１１３ａ〜１１３ｄを設けたタイプ−
４、タイプ４と同じように溝を形成し、りイブ−４の場
合よりも溝を大きくしたタイプ−５についてのＰＮ接合
面積、輝度およびＶｆの平均値を表−１に示す。
測定は同一のウェハーを４分割してそれぞれのタイプの
ＬＥＤを作り、そのうちの各１５個を測定した平均値で
ある。
ＬＥＤを作り、そのうちの各１５個を測定した平均値で
ある。
表中、ＰＮ接合部分の面積は溝を形成しない場合を１０
０％としたときの割り合い、輝度は順方向に電源を３０
ｍＡ流したときの積分球による測定値で単位は任意単位
、Ｖｆｌは順方向に電流を０．１ｍＡ流したときの電圧
降下分、Ｖｆ２は順方向に電流を３０ｍＡ流したときの
電圧降下分である。表−１から分かるように、ＬＥＤチ
ップの形状によるＶｆ値の差は認められなかったが、溝
の増加にともなって輝度が増加していることが分かる。
０％としたときの割り合い、輝度は順方向に電源を３０
ｍＡ流したときの積分球による測定値で単位は任意単位
、Ｖｆｌは順方向に電流を０．１ｍＡ流したときの電圧
降下分、Ｖｆ２は順方向に電流を３０ｍＡ流したときの
電圧降下分である。表−１から分かるように、ＬＥＤチ
ップの形状によるＶｆ値の差は認められなかったが、溝
の増加にともなって輝度が増加していることが分かる。
これはＰＮ接合部分の面積を減少させる結果、電流密度
が発光に適した値に調整されたためである。このＰＮ接
合部分の面積は、溝なしの場合を１００％としたとき、
好ましくは６０〜９５％であり、さらに好ましくは７０
〜９０％、最も好ましくは７０〜８０％である。
が発光に適した値に調整されたためである。このＰＮ接
合部分の面積は、溝なしの場合を１００％としたとき、
好ましくは６０〜９５％であり、さらに好ましくは７０
〜９０％、最も好ましくは７０〜８０％である。
また、タイプ−１およびタイプ−４のＬＥＤチップを４
關φ、長さ８順の形状に樹脂モールドし、その先端に熱
電対を接触させて通電（３０ｍＡ）開始からの時間と温
度との関係を測定したところ、第５図に示すような結果
が得られた。
關φ、長さ８順の形状に樹脂モールドし、その先端に熱
電対を接触させて通電（３０ｍＡ）開始からの時間と温
度との関係を測定したところ、第５図に示すような結果
が得られた。
タイプ−１に比べてタイプ−４の方が、温度の上昇（立
ち上がり）が早いが、飽和値が同じであるので放熱効果
が高いということができる。これは溝を形成したことに
より、表面積が増加したためである。ＬＥＤチップの寿
命を低下する原因の１つとして、熱の問題が考えられる
が、本発明により放熱効果を高めることができるので、
寿命を長くすることが可能である。
ち上がり）が早いが、飽和値が同じであるので放熱効果
が高いということができる。これは溝を形成したことに
より、表面積が増加したためである。ＬＥＤチップの寿
命を低下する原因の１つとして、熱の問題が考えられる
が、本発明により放熱効果を高めることができるので、
寿命を長くすることが可能である。
以上のように本発明によれば、
・光の取り出し効率が向上し輝度のアップが可能である
。
。
・ＬＥＤの表面積が大きくなり放熱の効果よりライフの
向上が見込める。
向上が見込める。
・ＰＮＮ接合部分面積をコントロールすることによって
電流密度を最適化でき、効率的な発光をさせることが可
能である。
電流密度を最適化でき、効率的な発光をさせることが可
能である。
第１図は本発明の発光ダイオードチップ構造を示す斜視
図、第２図、第３図はウェハへの溝形成方法を説明する
ための図、第４図は溝数を変えたときのチップの平面図
、第５図はチップの温度立ち上がりカーブを示す図、第
６図、第７図は電極形成方法を説明するための図である
。 １００・・・ＬＥＤチップ、１０１・・・基板、１０５
・・・ＰＮ接合、１１１・・・電極、１２１・・・エツ
チングパターン、１２５・・・エツチング溝、１２７・
・・ダイシング線。
図、第２図、第３図はウェハへの溝形成方法を説明する
ための図、第４図は溝数を変えたときのチップの平面図
、第５図はチップの温度立ち上がりカーブを示す図、第
６図、第７図は電極形成方法を説明するための図である
。 １００・・・ＬＥＤチップ、１０１・・・基板、１０５
・・・ＰＮ接合、１１１・・・電極、１２１・・・エツ
チングパターン、１２５・・・エツチング溝、１２７・
・・ダイシング線。
Claims (2)
- （１）光取り出し側端面の少なくとも１辺に１個以上の
溝を形成したことを特徴とする発光ダイオードチップ。 - （２）前記溝はＰＮ接合部に跨がって形成したことを特
徴とする請求項１記載の発光ダイオードチップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1268813A JPH03129882A (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | 発光ダイオードチップ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1268813A JPH03129882A (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | 発光ダイオードチップ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03129882A true JPH03129882A (ja) | 1991-06-03 |
Family
ID=17463613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1268813A Pending JPH03129882A (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | 発光ダイオードチップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03129882A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004128041A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| JP2005303286A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-10-27 | Showa Denko Kk | 化合物半導体発光素子およびその製造方法 |
| US7023020B2 (en) | 2000-07-10 | 2006-04-04 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III nitride compound semiconductor light-emitting device |
| JP2006310394A (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 発光装置、発光装置の製造方法および窒化物半導体基板 |
| JP2014160797A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Lextar Electronics Corp | 発光ダイオードチップ及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-10-16 JP JP1268813A patent/JPH03129882A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7023020B2 (en) | 2000-07-10 | 2006-04-04 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III nitride compound semiconductor light-emitting device |
| JP2004128041A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| JP2005303286A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-10-27 | Showa Denko Kk | 化合物半導体発光素子およびその製造方法 |
| JP4540514B2 (ja) * | 2004-03-19 | 2010-09-08 | 昭和電工株式会社 | 化合物半導体発光素子およびその製造方法 |
| JP2006310394A (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 発光装置、発光装置の製造方法および窒化物半導体基板 |
| US7560740B2 (en) | 2005-04-26 | 2009-07-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light-emitting device |
| JP2014160797A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Lextar Electronics Corp | 発光ダイオードチップ及びその製造方法 |
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