JPH05145117A - Ledモノリシツクドツトマトリツクスの製造方法 - Google Patents

Ledモノリシツクドツトマトリツクスの製造方法

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JPH05145117A
JPH05145117A JP3355498A JP35549891A JPH05145117A JP H05145117 A JPH05145117 A JP H05145117A JP 3355498 A JP3355498 A JP 3355498A JP 35549891 A JP35549891 A JP 35549891A JP H05145117 A JPH05145117 A JP H05145117A
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JP
Japan
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led
type
monolithic
dot matrix
manufacturing
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JP3355498A
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Kazuyuki Koga
和幸 古賀
Kiyoshi Ota
潔 太田
Yoshiharu Fujikawa
好晴 藤川
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 埋め込み型のLED素子を形成することによ
り、機械的な素子分離工程を不要として、機械的切断に
伴ってLED素子に現れる劣化を防止し、発光特性に優
れたLEDモノリシックドットマトリックスを製造す
る。 【構成】 SiC基板1の表面にマトリックス状に凹部
2,2…を形成し((a)) 、その各凹部2内にのみp型S
iC層3,n型SiC層4を積層形成((b),(c)) して各
LED素子10とし、各LED素子10毎にp型電極5, n
型電極6を形成する((d)) 。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】LEDプリンタのヘッドまたは小
型ディスプレイ等に利用される、基板上に複数のLED
素子を分離してマトリックス状に配設したLEDモノリ
シックドットマトリックスを製造する方法に関し、Si
C(炭化珪素)を用いた主に青色LEDモノリシックド
ットマトリックスを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】モノリシック型のLEDドットマトリッ
クスまたはLEDアレイは、高輝度で小型でしかも解像
度が良いので、LEDプリンタのヘッドに使用された
り、小型ディスプレイとして注目されている。従来、赤
色から緑色までの表示を行う、モノリシックLEDアレ
イは、GaPまたはGaAsPを用いて実用化されている。一
方青色を発光するモノリシック型のLEDドットマトリ
ックスまたはLEDアレイの製造技術は開発されていな
い。GaP,GaAsP等の材料では、それらの禁制帯幅がせ
まいので、理論的に青色をつくり出すことは不可能であ
る。
【0003】SiCの特に6H形はその禁制帯幅が約3.
0 eVと広いので、青色光を発光することが可能であり、
実際に単体のLEDとしての製造技術は開発されてい
る。炭化珪素LED素子を用いたモノリシックドットマ
トリックスの例の報告例はなく、他の材料であるGaPの
従来例を参考にすると、Proceeding of Japan Display
'86,p.521 に開示された緑色GaPモノリシックディス
プレイがあげられる。図1にその構造を示す。図中22は
プリント回路基板21上に設けられたシリコン基板台座で
あり、シリコン基板台座22上には、p型GaP層及びn型
GaP層の積層体からなるGaPウェハ30が設けられてい
る。GaPウェハ30は分離溝31, 31…と32,32…とにより
マトリックス状の複数のLED素子23, 23…に分離され
ている。C方向の分離溝31, 31…はGaPウェハ30の中途
まで形成され、R方向の分離溝32,32…はGaPウェハ30
全域とシリコン基板台座22の一部まで形成されている。
シリコン基板台座22及びGaPウェハ30の各下面には銀ペ
ースト25, 27が形成され、シリコン基板台座22の上面に
は薄い金属膜26が形成されている。そして、各LED素
子23, 23…のp型電極24,24…及びn型電極33, 33…
は、プリント回路基板21上の電極と夫々金属線28, 28…
及び金属線29, 29…により接続されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような構成のディ
スプレイは高輝度で解像度が良いことが特長であるが、
製造工程に難点がある。それは、GaPウェハ30を分離し
て各LED素子23, 23…を作成する際に、ダイシングに
てGaPウェハ30を切断して分離溝31, 31…及び32, 32…
を形成することである。
【0005】一般にLED素子への機械的ダメージがそ
の素子の性能劣化を引き起こすことが報告されている。
特に炭化珪素LED素子ではその傾向が顕著であり、そ
の製造工程において与えられたLED素子周辺部分の機
械的ダメージが素子の発光劣化につながることが報告さ
れている(G.Ziegler and D.Theis:IEEE Trars. Electr
on Devices ED-28, 425 (1981)) 。従って、ダイシング
により機械的な素子分離を行うような方法は、炭化珪素
LEDモノリシックドットマトリックスの製造には適し
ていない。
【0006】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、LED素子の特性劣化の原因となる機械的素
子分離技術を使用せずに、埋め込み構造のLED素子を
形成することにより、発光特性に優れたLEDモノリシ
ックドットマトリックスを製造できるLEDモノリシッ
クドットマトリックスの製造方法を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係るLEDモノ
リシックドットマトリックスの製造方法は、基板上に複
数のLED素子をマトリックス状に配設したLEDモノ
リシックドットマトリックスを製造する方法において、
SiC基板の一表面に複数の凹部をマトリックス状に形
成する工程と、該凹部内にのみn型SiC層,p型Si
C層を形成する工程とを有することを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明の製造方法では、SiC基板にマトリッ
クス状に形成した複数の凹部にp型SiC層及びn型S
iC層からなるLED素子を形成する。このように、S
iC基板に埋め込み型のLED素子を形成するので、機
械的な素子分離工程を必要とせず、機械的ダメージによ
るLED素子の劣化は防止される。また、製造されたL
EDモノリシックドットマトリックスでは、電流の流路
が基板表面に近いので、発光部分も表面近傍になり、こ
の結果、光の吸収が少なくなって明るいレーザ光が発振
される。
【0009】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて具体的に説明する。図2は本発明に係るLEDモノ
リシックドットマトリックスの製造方法を工程順に示す
断面図である。まず、SiC基板1の発光部が形成され
る部分に断面が台形状の凹部2,2…を気相エッチング
(Cl2 )等でマトリックス状に形成する(図2
(a))。図3は多数の凹部2,2…が形成されたこの
段階におけるSiC基板1の斜視図である。
【0010】次に、通常の半導体のエピタキシャル技術
を使ってp型SiC層3,n型SiC層4(あるいはn
型SiC層,p型SiC層)を、SiC基板1上に順次
積層形成する(図2(b))。成長方法はLPE法, C
VD法ともに可能である。形成されたp型SiC層3,
n型SiC層4の凹部2,2…以外の部分を例えば研磨
により除去する(図2(c))。研磨による機械的ダメ
ージは、ダイシングによるものに比べてきわめて小さ
く、1〜2μm程度のエッチングでダメージ層を完全に
除去できる。
【0011】研磨・エッチング工程によって凹部2,2
…に形成されたLED素子10,10…は分離される。基板
として高抵抗(1Ω・cm以上) のSiC基板1を使用し
ているので、各LED素子10のp型SiC層3,n型S
iC層4の抵抗(0.1Ω・cm以下) に比べて格段に大き
い。従って基板中にはほとんど電流が流れない。次に各
p型電極5,各n型電極6を、夫々各p型SiC層3,
各n型SiC層4に接触させて順次形成する(図2
(d))。最後にp型電極5,5…,n型電極6,6…
を金属線にてマトリックス状に結線してLEDモノリシ
ックドットマトリックスとなる。
【0012】図4,図5夫々は、このようにして製造し
たLEDモノリシックドットマトリックスの一部分の拡
大図,一部分の斜視図である。以下、両図を参照して、
本実施例における数値例,使用する材料例についてより
具体的に説明する。SiC基板1はSiC単結晶からな
りその抵抗は10Ω・cmである。また、SiCにAlとN
とを添加してp型SiC層3は形成され、SiCにNを
添加してn型SiC層4は形成される。p型SiC層
3,n型SiC層4の抵抗は夫々0.08Ω・cm, 0.05Ω・
cmである。各LED素子10のp型SiC層3の厚さは10
μm、面積は約 250μm2 である。また各LED素子10
のn型SiC層4の厚さは5μm、面積は約 200μm2
である。更に各LED素子10のp型電極5(p型SiC
層3のオーミック電極)はAl/Si/Ti電極からな
り、そのn型電極6(n型SiC層4のオーミック電
極)はNi電極である。p型電極5,5…の結線にはA
l配線7を用い、n型電極6,6…の結線にはAuワイ
ヤ8を用いる。なお、p型電極5,5…のAl配線後、
絶縁膜 (SiO2 )を形成し、n型電極6,6…の結線
に他のAl配線を使用することも可能である。
【0013】本発明の他の実施例により製造したLED
モノリシックドットマトリックスを図6に示す。隣合う
LED素子10, 10間の光クロストークが問題になる場合
には、隣合うLED素子10, 10間のSiC基板1に溝を
形成し、その溝の中にCr,Ni等の金属層からなる光
吸収層9を設置する。このような光吸収層9を設置する
ことで容易にLED素子10毎の光のアイソレーションを
行える。
【0014】
【発明の効果】本発明のLEDモノリシックドットマト
リックスの製造方法では、SiC基板にマトリックス状
に凹部を形成し、p型SiC層,n型SiC層の積層体
を各凹部にのみ選択的に形成するので、従来のようなダ
イシングによる機械的切断が不要となり、分離される各
LED素子の発光劣化を引き起こすことがなく、発光特
性に優れたLEDモノリシックドットマトリックスを製
造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のGaP系のLEDモノリシックドットマト
リックスの構成を示す斜視図である。
【図2】本発明に係るLEDモノリシックドットマトリ
ックスの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図3】図2(a)の工程に該当するSiC基板の斜視
図である。
【図4】本発明の製造方法にて製造されたLEDモノリ
シックドットマトリックスの一部分の拡大図である。
【図5】本発明の製造方法にて製造されたLEDモノリ
シックドットマトリックスの一部分の斜視図である。
【図6】本発明の他の実施例により製造したLEDモノ
リシックドットマトリックスの断面図である。
【符号の説明】
1 SiC基板 2 凹部 3 p型SiC層 4 n型SiC層 5 p型電極 6 n型電極 7 Al配線 8 Auワイヤ 10 LED素子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に複数のLED素子をマトリック
    ス状に配設したLEDモノリシックドットマトリックス
    を製造する方法において、SiC基板の一表面に複数の
    凹部をマトリックス状に形成する工程と、該凹部内にの
    みn型SiC層,p型SiC層を形成する工程とを有す
    ることを特徴とするLEDモノリシックドットマトリッ
    クスの製造方法。
JP3355498A 1991-11-20 1991-11-20 Ledモノリシツクドツトマトリツクスの製造方法 Pending JPH05145117A (ja)

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