JPH04164376A - 発光ダイオード - Google Patents
発光ダイオードInfo
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- JPH04164376A JPH04164376A JP2291599A JP29159990A JPH04164376A JP H04164376 A JPH04164376 A JP H04164376A JP 2291599 A JP2291599 A JP 2291599A JP 29159990 A JP29159990 A JP 29159990A JP H04164376 A JPH04164376 A JP H04164376A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 6
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- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 5
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- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- 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〕
本発明は発光ダイオードの構造に関する。
従来の発光ダイオードの斜視図を第３図（ａ）に、第３
図（ａ）のＡ−Ａ′に線に相当する断面図を第３図（ｂ
）に示す。Ｐ型ＧａＡｓ基板１上にＰ型Ｇ ａ 、）、
６５Ａ ４０．３５Ａ ｓの活性層２、Ｎ型Ｇ ａ Ｏ
，３５Ａρ、）、６５Ａｓのクラッド層３を順次形成し
たエピタキシが成長済の基板に表面のオーミック電極４
として円形のドツト電極を形成する。その後裏面電極５
をＧａＡｓ基板１に形成し、４００Ｘ４００μｍの大き
さにチップ化して発光ダイオードとしている。活性層２
の発光波長に対してクラッド層３は、活性層２よりもＡ
Ｉの混晶比を高くしてエネルキーギャップを大きくして
いるため、光の吸収はないが、ＧａＡｓ基板１では光が
吸収される。このため活性層２で発光した光は、クラッ
ド層３を通して表面方向のみに取り出される事となる。
図（ａ）のＡ−Ａ′に線に相当する断面図を第３図（ｂ
）に示す。Ｐ型ＧａＡｓ基板１上にＰ型Ｇ ａ 、）、
６５Ａ ４０．３５Ａ ｓの活性層２、Ｎ型Ｇ ａ Ｏ
，３５Ａρ、）、６５Ａｓのクラッド層３を順次形成し
たエピタキシが成長済の基板に表面のオーミック電極４
として円形のドツト電極を形成する。その後裏面電極５
をＧａＡｓ基板１に形成し、４００Ｘ４００μｍの大き
さにチップ化して発光ダイオードとしている。活性層２
の発光波長に対してクラッド層３は、活性層２よりもＡ
Ｉの混晶比を高くしてエネルキーギャップを大きくして
いるため、光の吸収はないが、ＧａＡｓ基板１では光が
吸収される。このため活性層２で発光した光は、クラッ
ド層３を通して表面方向のみに取り出される事となる。
上述した従来の発光ダイオードでは、円形のＰ型オーミ
ック電極４よりキャリアが活性層２に注入されるため、
Ｐ型オーミック電極４の真下の活性層部分が最もキャリ
ア密度が高くなり、発光強度が強いが、この部分で発光
した光の多くはＰ側オーミンク電極によりさえぎられて
しまい外部に取り出す事かできない。このなめ著しく外
部取り出し効率を悪くしているという欠点がある。
ック電極４よりキャリアが活性層２に注入されるため、
Ｐ型オーミック電極４の真下の活性層部分が最もキャリ
ア密度が高くなり、発光強度が強いが、この部分で発光
した光の多くはＰ側オーミンク電極によりさえぎられて
しまい外部に取り出す事かできない。このなめ著しく外
部取り出し効率を悪くしているという欠点がある。
発光ダイオードをデータリンク等の光源として使用する
場合、高速の応答速度が要求されるが、上述した従来の
発光ダイオードでは、外部に取り出される光は、オーミ
ック電極から、横方向に拡がったキャリア密度の低い領
域で発光した光が主となる。応答速度は、キャリア密度
が低い部分で発光した光はど遅くなるため、従来の発光
ダイオードでは高速応答が得られないという欠点がある
。
場合、高速の応答速度が要求されるが、上述した従来の
発光ダイオードでは、外部に取り出される光は、オーミ
ック電極から、横方向に拡がったキャリア密度の低い領
域で発光した光が主となる。応答速度は、キャリア密度
が低い部分で発光した光はど遅くなるため、従来の発光
ダイオードでは高速応答が得られないという欠点がある
。
本発明の発光ダイオードは、第１の導電型の半導体基板
上に活性層及び第２の導電型の層を少なくとも含む発光
ダイオードにおいて、発光領域周辺に一発光領域よりも
深く、上部開口部が狭く底面か広いテーパ形状のメサ溝
を形成し、少なくともメサ溝に挟まれた、または囲まれ
た発光領域上方以外の表面領域を含む、第２の導電層表
面にオーミック電極を形成した構造を有している。
上に活性層及び第２の導電型の層を少なくとも含む発光
ダイオードにおいて、発光領域周辺に一発光領域よりも
深く、上部開口部が狭く底面か広いテーパ形状のメサ溝
を形成し、少なくともメサ溝に挟まれた、または囲まれ
た発光領域上方以外の表面領域を含む、第２の導電層表
面にオーミック電極を形成した構造を有している。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図（ａ＞は本発明の第１の実施例の斜視図、第１図
（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ′の線に相当する断面図
である。Ｐ型のＧ ａ Ａ ｓ基板１上に２０．ｃｚｍ
の厚さのＰ型Ｇ ａ ０．６５ＡＩ ０．３５Ａｓの活
性層２．２０μｍの厚さのＮ型Ｇ ａ ０．３５Ａ ｊ
；ｌ ０．６５Ａ Ｓのクラッド層３を順次形成したエ
ピタキル成長済の基板に、活性層２よりも深くなる様に
深さ５０μｍメサ表面平坦部３５０μｍ、メサ底部の残
り幅２５０μｍの上面が広く底部が狭いテーパ形状のメ
サ領域をストライプ状に形成した。メサ領域はフォトレ
ジストをマスクとしてブロム系のエッチングン液にて結
晶をエツチングする事により形成した。その後パッシベ
ーション膜として５ｉＮＸ膜６をメサ領域表面に形成し
た後、メサ表面平坦部のうち活性層上方に位置しない部
分、すなわち、メサ領域周辺部（周辺部より２０μｍに
相当する）のＳ ｉ ＮＸ膜６を選択的に除去した後、
この部分に表面オーミック電極４として、Ａ ｕ Ｇ
ｅ −Ａ ｕ Ｎ ｉメタルを形成した。なお、表面オ
ーミック電極４はボンディング（Ｂｄ）領域確保のため
に、左右の５ｉＮＸ膜を選択的に除去した領域に形成し
たストライプ電極を結ぶ形状でＳ ｉ ＮＸ膜上にも形
成した。裏面オーミック電極５としてＡｕＺｎを形成後
、４００μｍ×４００μｍのチップ状に加工して発光ダ
イオードとした。
（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ′の線に相当する断面図
である。Ｐ型のＧ ａ Ａ ｓ基板１上に２０．ｃｚｍ
の厚さのＰ型Ｇ ａ ０．６５ＡＩ ０．３５Ａｓの活
性層２．２０μｍの厚さのＮ型Ｇ ａ ０．３５Ａ ｊ
；ｌ ０．６５Ａ Ｓのクラッド層３を順次形成したエ
ピタキル成長済の基板に、活性層２よりも深くなる様に
深さ５０μｍメサ表面平坦部３５０μｍ、メサ底部の残
り幅２５０μｍの上面が広く底部が狭いテーパ形状のメ
サ領域をストライプ状に形成した。メサ領域はフォトレ
ジストをマスクとしてブロム系のエッチングン液にて結
晶をエツチングする事により形成した。その後パッシベ
ーション膜として５ｉＮＸ膜６をメサ領域表面に形成し
た後、メサ表面平坦部のうち活性層上方に位置しない部
分、すなわち、メサ領域周辺部（周辺部より２０μｍに
相当する）のＳ ｉ ＮＸ膜６を選択的に除去した後、
この部分に表面オーミック電極４として、Ａ ｕ Ｇ
ｅ −Ａ ｕ Ｎ ｉメタルを形成した。なお、表面オ
ーミック電極４はボンディング（Ｂｄ）領域確保のため
に、左右の５ｉＮＸ膜を選択的に除去した領域に形成し
たストライプ電極を結ぶ形状でＳ ｉ ＮＸ膜上にも形
成した。裏面オーミック電極５としてＡｕＺｎを形成後
、４００μｍ×４００μｍのチップ状に加工して発光ダ
イオードとした。
本実施例では表面オーミック電極４から注入されたキャ
リアはメサ領域両側のメサ溝により強制的にオーミック
電極４よりも内側に注入される。
リアはメサ領域両側のメサ溝により強制的にオーミック
電極４よりも内側に注入される。
Ｂｄ領領域して発光領域上方の表面領域に電極を形成し
ている部分では発光した光は、この電極によりさえぎら
れるが、Ｂｄメタルを形成していない領域では発光した
光はオーミック電極４によりさえぎられる事なく外部に
取り出す事ができるため大幅に光の外部取り出し効率を
改善する事ができた。
ている部分では発光した光は、この電極によりさえぎら
れるが、Ｂｄメタルを形成していない領域では発光した
光はオーミック電極４によりさえぎられる事なく外部に
取り出す事ができるため大幅に光の外部取り出し効率を
改善する事ができた。
第２図（ａ）は本発明の第２の実施例の斜視図、第２図
（ｂ）は第２図（ａ＞のＡ−Ａ’の線に相当する断面図
である。実施例１と同様にＧａＡｓ基板１上に厚さ２０
μｍのＰ型Ｇ ａ （１，６５Ａ ４ ｏ、 ３５Ａ
Ｓの活性層２、厚さ２０μｍのＮ型Ｇ ａ ０．３５Ａ
６１ （１，６５Ａ Ｓのクラッド層３を順次形成し
たエピタキシャル成長済の基板に上面が広く底部が狭い
テーパ形状のメサ領域を形成している。
（ｂ）は第２図（ａ＞のＡ−Ａ’の線に相当する断面図
である。実施例１と同様にＧａＡｓ基板１上に厚さ２０
μｍのＰ型Ｇ ａ （１，６５Ａ ４ ｏ、 ３５Ａ
Ｓの活性層２、厚さ２０μｍのＮ型Ｇ ａ ０．３５Ａ
６１ （１，６５Ａ Ｓのクラッド層３を順次形成し
たエピタキシャル成長済の基板に上面が広く底部が狭い
テーパ形状のメサ領域を形成している。
テーバ状のメサ領域は深さ５０μｍ、メサ表面平坦部１
５０μｍ、メサ底部の残り幅５０μｍとして、メサの長
さを２００μｍとして、チップサイズと同様にメサ溝と
平行方向に５００μｍ、垂直方向には４００μｍのピッ
チで形成した。その後パッシベーション膜としてＳｉＮ
χ膜６を形成し、実施例１と同様にメサ平坦部のうち、
周辺部の２０μｍの部分の５ｉＮＸ膜６を選択的に除去
した後、この部分に表面オーミック電極４としてＡｕＧ
ｅ−ＡｕＮｉメタルを形成した。表面オーミック電極４
は、第２図に示すように、メサ領域周辺部以外の領域の
５ｉＮ）（膜６上の一部にもＢｄ領域確保のために形成
した。その後裏面オーミック電極５としてＡｕＺｎを形
成後メサ溝のビットと合わせて４００Ｘ５００μｍのチ
ップ状に加工して発光ダイオードとした。
５０μｍ、メサ底部の残り幅５０μｍとして、メサの長
さを２００μｍとして、チップサイズと同様にメサ溝と
平行方向に５００μｍ、垂直方向には４００μｍのピッ
チで形成した。その後パッシベーション膜としてＳｉＮ
χ膜６を形成し、実施例１と同様にメサ平坦部のうち、
周辺部の２０μｍの部分の５ｉＮＸ膜６を選択的に除去
した後、この部分に表面オーミック電極４としてＡｕＧ
ｅ−ＡｕＮｉメタルを形成した。表面オーミック電極４
は、第２図に示すように、メサ領域周辺部以外の領域の
５ｉＮ）（膜６上の一部にもＢｄ領域確保のために形成
した。その後裏面オーミック電極５としてＡｕＺｎを形
成後メサ溝のビットと合わせて４００Ｘ５００μｍのチ
ップ状に加工して発光ダイオードとした。
本実施例では、Ｂｄ領領域発光領域外に形成しているた
めに第１の実施例よりさらに光の外部取り出し効率を向
上する事かできた。又、メサ領域両側のメサ溝により発
光領域を、狭い領域に限定し、しかもメサ溝により、キ
ャリアを強制的に内側に注入させるため、キャリアの拡
がりをなくし、発光領域のキャリア密度を均一に高くす
る事が可能となった。このため外部に取り出される光は
、キャリア密度の高い領域で発光した光のみとなるため
、従来の発光ダイオードに比べ、高速応答が可能となっ
た。
めに第１の実施例よりさらに光の外部取り出し効率を向
上する事かできた。又、メサ領域両側のメサ溝により発
光領域を、狭い領域に限定し、しかもメサ溝により、キ
ャリアを強制的に内側に注入させるため、キャリアの拡
がりをなくし、発光領域のキャリア密度を均一に高くす
る事が可能となった。このため外部に取り出される光は
、キャリア密度の高い領域で発光した光のみとなるため
、従来の発光ダイオードに比べ、高速応答が可能となっ
た。
以上説明したように本発明は発光領域よりも深く逆テー
パ形状のメサ溝を形成し、逆テーパ形状のメサ溝に挟ま
れたメサ領域の平坦部のうち、発光領域の上方以外の表
面領域を含む領域にオーミック電極を形成したので、活
性層て発光した光３表面オーミック電極でさえぎる事な
く外部に取り出す事かでき、外部取り出し効率を大幅に
改善てきる効果がある。またメサ領域両側の逆テーパ形
状のメサ溝により、発光領域上方以外の表面オーミック
電極よりキャリアを注入するため発光領域のうち高キヤ
リア密度の領域で発光した光も表面オーミック電極でさ
えぎる事なく取り出す事ができ、応答速度を大幅に改善
する事ができる効果かある。
パ形状のメサ溝を形成し、逆テーパ形状のメサ溝に挟ま
れたメサ領域の平坦部のうち、発光領域の上方以外の表
面領域を含む領域にオーミック電極を形成したので、活
性層て発光した光３表面オーミック電極でさえぎる事な
く外部に取り出す事かでき、外部取り出し効率を大幅に
改善てきる効果がある。またメサ領域両側の逆テーパ形
状のメサ溝により、発光領域上方以外の表面オーミック
電極よりキャリアを注入するため発光領域のうち高キヤ
リア密度の領域で発光した光も表面オーミック電極でさ
えぎる事なく取り出す事ができ、応答速度を大幅に改善
する事ができる効果かある。
第１図＜ａ）は本発明の第１の実施例の斜視図、第１図
（ｂ）は第１図（ａ＞のＡ−Ａ′線に相当する断面図、
第２図（ａ）は本発明の第２の実施例の斜視図、第２図
（ｂ）は第２図（ａ）のＡ−Ａ′線に相当する断面図、
第３図（ａ）は従来の発光ダイオードの一例の斜視図、
第３図（ｂ）は第３図（ａ）のＡ−Ａ′線に相当する断
面図である。 １・・・ＧａＡｓ基板、２・・・活性層、３・・・クラ
ット層、４・表面オーミック電極、５・・・裏面オーミ
・・ツク電極、６・・Ｓ ｉ ＮＸ膜。
（ｂ）は第１図（ａ＞のＡ−Ａ′線に相当する断面図、
第２図（ａ）は本発明の第２の実施例の斜視図、第２図
（ｂ）は第２図（ａ）のＡ−Ａ′線に相当する断面図、
第３図（ａ）は従来の発光ダイオードの一例の斜視図、
第３図（ｂ）は第３図（ａ）のＡ−Ａ′線に相当する断
面図である。 １・・・ＧａＡｓ基板、２・・・活性層、３・・・クラ
ット層、４・表面オーミック電極、５・・・裏面オーミ
・・ツク電極、６・・Ｓ ｉ ＮＸ膜。
Claims (1)
- 第１の導電型の半導体基板上に活性層及び第２の導電
型の層を少なくとも備えた発光ダイオードにおいて、上
面が広く底面が狭く、かつ底部が半導体基板に達するメ
サ領域を備え、少なくとも、メサ領域周辺部の表面領域
の第２の導電型の表面にオーミック電極を形成した事を
特徴とする発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29159990A JP2940138B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29159990A JP2940138B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 発光ダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04164376A true JPH04164376A (ja) | 1992-06-10 |
| JP2940138B2 JP2940138B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=17771030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29159990A Expired - Lifetime JP2940138B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2940138B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1463116A2 (en) * | 1993-12-17 | 2004-09-29 | The Regents Of The University Of California | Method for fabricating self-assembling microstructures |
| US7205578B2 (en) | 2000-02-15 | 2007-04-17 | Osram Gmbh | Semiconductor component which emits radiation, and method for producing the same |
-
1990
- 1990-10-29 JP JP29159990A patent/JP2940138B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1463116A2 (en) * | 1993-12-17 | 2004-09-29 | The Regents Of The University Of California | Method for fabricating self-assembling microstructures |
| EP1463116A3 (en) * | 1993-12-17 | 2007-12-05 | The Regents Of The University Of California | Method for fabricating self-assembling microstructures |
| US7205578B2 (en) | 2000-02-15 | 2007-04-17 | Osram Gmbh | Semiconductor component which emits radiation, and method for producing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2940138B2 (ja) | 1999-08-25 |
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