JPH05226693A - 赤外発光ダイオード - Google Patents
赤外発光ダイオードInfo
- Publication number
- JPH05226693A JPH05226693A JP2874492A JP2874492A JPH05226693A JP H05226693 A JPH05226693 A JP H05226693A JP 2874492 A JP2874492 A JP 2874492A JP 2874492 A JP2874492 A JP 2874492A JP H05226693 A JPH05226693 A JP H05226693A
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- semiconductor layer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 赤外発光ダイオードにおいて、内部で発生し
ダイオードチップの側面に向かう赤外光の一部が、全反
射して外部に出ないため利用されず、エピタキシャル成
長によって形成される逆導電型半導体層４の表面付近の
不純物の高濃度領域によって赤外光が吸収されて、赤外
光の取出し率を低下させるという問題を解決し、光出力
の大きな赤外発光ダイオードを提供する。 【構成】 一導電型半導体基板２の上に、同導電型半導
体層３と逆導電型半導体層４を積層し、逆導電型半導体
層４の中心部上に表面電極５を形成し、赤外光を、逆導
電型半導体層４の表面側に放出させる赤外発光ダイオー
ドにおいて、逆導電型半導体層４の表面縁部８の全周を
突状曲面とする曲面加工を施こす。
ダイオードチップの側面に向かう赤外光の一部が、全反
射して外部に出ないため利用されず、エピタキシャル成
長によって形成される逆導電型半導体層４の表面付近の
不純物の高濃度領域によって赤外光が吸収されて、赤外
光の取出し率を低下させるという問題を解決し、光出力
の大きな赤外発光ダイオードを提供する。 【構成】 一導電型半導体基板２の上に、同導電型半導
体層３と逆導電型半導体層４を積層し、逆導電型半導体
層４の中心部上に表面電極５を形成し、赤外光を、逆導
電型半導体層４の表面側に放出させる赤外発光ダイオー
ドにおいて、逆導電型半導体層４の表面縁部８の全周を
突状曲面とする曲面加工を施こす。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ダイオードチップの
表面形状加工により赤外光の取出し率を向上し、光出力
を増加した赤外発光ダイオードに関する。
表面形状加工により赤外光の取出し率を向上し、光出力
を増加した赤外発光ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】フォトカプラ、赤外リモコン装置の発光
源として民生分野で幅広く用いられている赤外発光ダイ
オード１は、例えば図３(a)に示すように、一導電型半
導体基板２の上に、同導電型半導体層３と逆導電型半導
体層４をエピタキシャル成長させ、逆導電型半導体層４
の中心部上に表面電極５を形成し、一導電型半導体基板
２の裏面に裏面電極６を形成した構造を有する。ここ
で、一導電型半導体基板２は、例えばＮ型のＧａＡｓ
（ガリウム砒素）基板を用い、同導電型半導体層３と逆
導電型半導体層４は、例えば両性不純物であるＳｉ（シ
リコン）を拡散したＮ型とＰ型のＧａＡｓ（Ｓｉ）層で
形成する。また、表面電極５はアルミニウム、裏面電極
６は、ＡｕＧｅ／ＡｕＮｉ／Ａｕの三層構造で形成され
る。
源として民生分野で幅広く用いられている赤外発光ダイ
オード１は、例えば図３(a)に示すように、一導電型半
導体基板２の上に、同導電型半導体層３と逆導電型半導
体層４をエピタキシャル成長させ、逆導電型半導体層４
の中心部上に表面電極５を形成し、一導電型半導体基板
２の裏面に裏面電極６を形成した構造を有する。ここ
で、一導電型半導体基板２は、例えばＮ型のＧａＡｓ
（ガリウム砒素）基板を用い、同導電型半導体層３と逆
導電型半導体層４は、例えば両性不純物であるＳｉ（シ
リコン）を拡散したＮ型とＰ型のＧａＡｓ（Ｓｉ）層で
形成する。また、表面電極５はアルミニウム、裏面電極
６は、ＡｕＧｅ／ＡｕＮｉ／Ａｕの三層構造で形成され
る。
【０００３】この赤外発光ダイオード１は、表面電極５
と裏面電極６から通電して、同導電型半導体層３と逆導
電型半導体層４の境界部分で赤外光を発光させ、この赤
外光をチップ表面側の逆導電型半導体層４から、その表
面方向に放出させている。
と裏面電極６から通電して、同導電型半導体層３と逆導
電型半導体層４の境界部分で赤外光を発光させ、この赤
外光をチップ表面側の逆導電型半導体層４から、その表
面方向に放出させている。
【０００４】この赤外発光ダイオード１のユーザーでの
用途は、上述したフォトカプラ等の他にも様々である
が、高出力化の要求が多い。
用途は、上述したフォトカプラ等の他にも様々である
が、高出力化の要求が多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】高出力化の要求に対し
て、赤外発光ダイオードは、ダイオードチップから外部
に放出される赤外光取出し率の面から検討すると、次の
ような問題がある。
て、赤外発光ダイオードは、ダイオードチップから外部
に放出される赤外光取出し率の面から検討すると、次の
ような問題がある。
【０００６】赤外発光ダイオード１は半導体ウェーハ上
で、多数個が一括形成され、ダイサー等を使用して、個
々のチップにさいころ状に切出される。この切出し状態
を示す図３(b)において、例えばＡ点で発光した赤外光
の一部は、入射角θが臨界角よりも小さい状態でチップ
側面に向かい、ここで、全反射して外部に出ない。この
赤外光は、内部で反射を繰返すうちに、チップ内で吸収
されて、利用されないことになる。
で、多数個が一括形成され、ダイサー等を使用して、個
々のチップにさいころ状に切出される。この切出し状態
を示す図３(b)において、例えばＡ点で発光した赤外光
の一部は、入射角θが臨界角よりも小さい状態でチップ
側面に向かい、ここで、全反射して外部に出ない。この
赤外光は、内部で反射を繰返すうちに、チップ内で吸収
されて、利用されないことになる。
【０００７】また、エピタキシャル成長によって形成さ
れる逆導電型半導体層４の表面付近には、不純物の高濃
度領域があり、ここではキャリアの再結合により、赤外
光の吸収が他の領域より大きくなり、赤外光の外部への
取出し率を低下させるという問題があった。
れる逆導電型半導体層４の表面付近には、不純物の高濃
度領域があり、ここではキャリアの再結合により、赤外
光の吸収が他の領域より大きくなり、赤外光の外部への
取出し率を低下させるという問題があった。
【０００８】そこで、本発明は赤外発光ダイオードの表
面側形状の加工により、赤外光の外部への取出し率を向
上させて、光出力を増加することを目的とする。
面側形状の加工により、赤外光の外部への取出し率を向
上させて、光出力を増加することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、一導電型半導
体基板の上に、同導電型半導体層と逆導電型半導体層を
積層し、逆導電型半導体層の中心部上に表面電極を形成
し、この表面電極と一導電型半導体基板の裏面に形成し
た裏面電極から通電して、同導電型半導体層と逆導電型
半導体層の境界部で発生する赤外発光を、逆導電型半導
体層の表面側に放出させるものにおいて、逆導電型半導
体層の表面縁部の全周を突状曲面とする肩部の曲面加工
を施した赤外発光ダイオードを提供する。
体基板の上に、同導電型半導体層と逆導電型半導体層を
積層し、逆導電型半導体層の中心部上に表面電極を形成
し、この表面電極と一導電型半導体基板の裏面に形成し
た裏面電極から通電して、同導電型半導体層と逆導電型
半導体層の境界部で発生する赤外発光を、逆導電型半導
体層の表面側に放出させるものにおいて、逆導電型半導
体層の表面縁部の全周を突状曲面とする肩部の曲面加工
を施した赤外発光ダイオードを提供する。
【００１０】特に、この逆導電型半導体層の突状曲面と
する曲面加工形状を、表面電極の縁部から同導電型半導
体層との境界縁部まで、なだらかに連続させると、赤外
光の取出し率向上の効果は高くなる。
する曲面加工形状を、表面電極の縁部から同導電型半導
体層との境界縁部まで、なだらかに連続させると、赤外
光の取出し率向上の効果は高くなる。
【００１１】
【作用】上述したように肩部を、なだらかな曲面に加工
すると、なだらかになった側面に向かう赤外光の入射角
θは図１(b)に示すように大きくなって、全反射を生じ
なくなり、外部に放出できる割合が大きくなる。これに
よって、赤外光の利用率は高くなる。また、なだらかに
された曲面に向かう赤外光は、光取出し方向である中心
側に屈折されることになり、これによっても赤外光の利
用率は高くなる。
すると、なだらかになった側面に向かう赤外光の入射角
θは図１(b)に示すように大きくなって、全反射を生じ
なくなり、外部に放出できる割合が大きくなる。これに
よって、赤外光の利用率は高くなる。また、なだらかに
された曲面に向かう赤外光は、光取出し方向である中心
側に屈折されることになり、これによっても赤外光の利
用率は高くなる。
【００１２】また、このようになだらかな曲面形状とす
る加工によって、赤外光の吸収率が高い表面の高濃度領
域が除去されるので、外部に放射される赤外光が多くな
り、取出し率を大きくできる。
る加工によって、赤外光の吸収率が高い表面の高濃度領
域が除去されるので、外部に放射される赤外光が多くな
り、取出し率を大きくできる。
【００１３】
【実施例】図１(a)(b)は、本発明の一実施例を示し、以
下説明する。本発明は、赤外発光ダイオード７の赤外光
を取り出す表面側の肩部８を、なだらかな曲面に加工す
るもので、曲面加工する前のダイオードチップ７の構造
及び製法は従来同様でよい。すなわち、図１(a)に示す
ように、一導電型半導体基板２（例えば、Ｎ型のＧａＡ
ｓ基板）の上に、同導電型半導体層３と逆導電型半導体
層４（例えば両性不純物であるＳｉを拡散したＮ型とＰ
型のＧａＡｓ層）をエピタキシャル成長させ、逆導電型
半導体層４の中心部上にアルミニウムの表面電極５を形
成し、一導電型半導体基板２の裏面に、ＡｕＧｅ／Ａｕ
Ｎｉ／Ａｕの三層の裏面電極６を形成する。なお、この
エピタキシャル成長による同導電型半導体層３の厚さ
は、例えば５０μｍ、逆導電型半導体層４の厚さは、例
えば７０μｍである。
下説明する。本発明は、赤外発光ダイオード７の赤外光
を取り出す表面側の肩部８を、なだらかな曲面に加工す
るもので、曲面加工する前のダイオードチップ７の構造
及び製法は従来同様でよい。すなわち、図１(a)に示す
ように、一導電型半導体基板２（例えば、Ｎ型のＧａＡ
ｓ基板）の上に、同導電型半導体層３と逆導電型半導体
層４（例えば両性不純物であるＳｉを拡散したＮ型とＰ
型のＧａＡｓ層）をエピタキシャル成長させ、逆導電型
半導体層４の中心部上にアルミニウムの表面電極５を形
成し、一導電型半導体基板２の裏面に、ＡｕＧｅ／Ａｕ
Ｎｉ／Ａｕの三層の裏面電極６を形成する。なお、この
エピタキシャル成長による同導電型半導体層３の厚さ
は、例えば５０μｍ、逆導電型半導体層４の厚さは、例
えば７０μｍである。
【００１４】本発明の特徴とするダイオードチップの肩
部８の曲面形状加工は、エッチング技術にて行われる。
このエッチング処理は、半導体ウエーハから、ダイサー
を用いて個々の赤外発光ダイオード７をさいころ状に切
離した後に行われる。すなわち、多数の赤外発光ダイオ
ード７が作り込まれた半導体ウェーハを粘着テープに粘
着させ、この半導体ウェーハにダイサーで切離し溝を切
削形成し、この溝に沿って半導体ウェーハを割るように
して、ペレッタイズを行った後に、多数のダイオードチ
ップ７が粘着した状態の粘着テープ９を、図２に示すよ
うにアルミリング１０の上で周囲に引き延ばし、ダイオ
ードチップ７を相互に分離させた状態で、エッチング液
で処理する。なお、このアルミリング１０による粘着テ
ープ９の引き延ばしは、従来からダイオードチップを一
個ずつ取出すために行われていたもので、この工程につ
いて工数の増加はない。
部８の曲面形状加工は、エッチング技術にて行われる。
このエッチング処理は、半導体ウエーハから、ダイサー
を用いて個々の赤外発光ダイオード７をさいころ状に切
離した後に行われる。すなわち、多数の赤外発光ダイオ
ード７が作り込まれた半導体ウェーハを粘着テープに粘
着させ、この半導体ウェーハにダイサーで切離し溝を切
削形成し、この溝に沿って半導体ウェーハを割るように
して、ペレッタイズを行った後に、多数のダイオードチ
ップ７が粘着した状態の粘着テープ９を、図２に示すよ
うにアルミリング１０の上で周囲に引き延ばし、ダイオ
ードチップ７を相互に分離させた状態で、エッチング液
で処理する。なお、このアルミリング１０による粘着テ
ープ９の引き延ばしは、従来からダイオードチップを一
個ずつ取出すために行われていたもので、この工程につ
いて工数の増加はない。
【００１５】このエッチング液は、硫酸系エッチング
液、例えば硫酸と過酸化水素水と純水の混合液を用い
る。このエッチング処理において、表面電極５はアルミ
ニウムであるので殆ど腐食せず、表面側の逆導電型半導
体層４のＧａＡｓ（ガリウム砒素）層の部分からエッチ
ングされる。このとき、チップの肩部８は突き出ていて
エッチング液との接触面積が大きいので、この部分のエ
ッチング量が多く、エッチング後の形状は図１(a)に示
すように、角が取れ全体的になだらかな曲面形状とな
る。この後純水にて洗浄し、赤外発光ダイオード７を個
々のチップ毎に取出す、従来同様の工程に移行する。
液、例えば硫酸と過酸化水素水と純水の混合液を用い
る。このエッチング処理において、表面電極５はアルミ
ニウムであるので殆ど腐食せず、表面側の逆導電型半導
体層４のＧａＡｓ（ガリウム砒素）層の部分からエッチ
ングされる。このとき、チップの肩部８は突き出ていて
エッチング液との接触面積が大きいので、この部分のエ
ッチング量が多く、エッチング後の形状は図１(a)に示
すように、角が取れ全体的になだらかな曲面形状とな
る。この後純水にて洗浄し、赤外発光ダイオード７を個
々のチップ毎に取出す、従来同様の工程に移行する。
【００１６】このような表面形状の加工をしておくと、
図１(b)に示すように、例えばＡ点で発光して、ダイオ
ードチップ７の側面に向かう光の入射角θは大きくな
る。したがって、側面に向かう赤外光で全反射を起こす
割合は小さくなり、外部に屈折して出て行く割合が大き
くなる。また、この屈折光は赤外光の取出し方向である
中心側に曲げられるので、赤外光の利用率が高くなる。
さらに表面の高濃度領域が上記エッチング処理により除
去されるので、従来この部分で吸収されていた赤外光が
外部に取出せる。
図１(b)に示すように、例えばＡ点で発光して、ダイオ
ードチップ７の側面に向かう光の入射角θは大きくな
る。したがって、側面に向かう赤外光で全反射を起こす
割合は小さくなり、外部に屈折して出て行く割合が大き
くなる。また、この屈折光は赤外光の取出し方向である
中心側に曲げられるので、赤外光の利用率が高くなる。
さらに表面の高濃度領域が上記エッチング処理により除
去されるので、従来この部分で吸収されていた赤外光が
外部に取出せる。
【００１７】これらの効果によって、赤外光の取出し率
が高くなり、高出力の赤外発光ダイオードが得られる。
が高くなり、高出力の赤外発光ダイオードが得られる。
【００１８】なお、上記エッチング処理は、ダイオード
チップ７の表面側の肩部８を面取りする程度でも効果が
得られるが、この逆導電型半導体層４の曲面加工形状
を、表面電極５の縁部から同導電型半導体層３との境界
縁部まで、なだらかに連続する程度まで行えば、赤外光
が入射する側面全体に亘って上記効果が得られるので、
赤外光の取出し率をさらに向上できる。
チップ７の表面側の肩部８を面取りする程度でも効果が
得られるが、この逆導電型半導体層４の曲面加工形状
を、表面電極５の縁部から同導電型半導体層３との境界
縁部まで、なだらかに連続する程度まで行えば、赤外光
が入射する側面全体に亘って上記効果が得られるので、
赤外光の取出し率をさらに向上できる。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、赤外発光ダイオードの表面側
の肩部を、なだらかな曲面形状に加工するので、ダイオ
ードチップ内で側面に向かう赤外光の全反射の割合を低
減し、外部に放出される割合を増加するとともに、ここ
での屈折光を、赤外光の取出し方向である中心側に向け
ることができる。また、赤外光の吸収率が高い表面の高
濃度領域が除去されるので、光の取出し率を向上し、光
出力の高い赤外発光ダイオードを提供することができ
る。
の肩部を、なだらかな曲面形状に加工するので、ダイオ
ードチップ内で側面に向かう赤外光の全反射の割合を低
減し、外部に放出される割合を増加するとともに、ここ
での屈折光を、赤外光の取出し方向である中心側に向け
ることができる。また、赤外光の吸収率が高い表面の高
濃度領域が除去されるので、光の取出し率を向上し、光
出力の高い赤外発光ダイオードを提供することができ
る。
【図１】本発明の一実施例を示す赤外発光ダイオードの
チップの構造(a)と側面に向かう赤外光の光路(b)を示す
断面図
チップの構造(a)と側面に向かう赤外光の光路(b)を示す
断面図
【図２】赤外発光ダイオードの肩部を曲面化するエッチ
ング処理を説明する断面図で、分離状態で赤外発光ダイ
オードが粘着した粘着テープを、アルミリングに保持し
た状態を示す
ング処理を説明する断面図で、分離状態で赤外発光ダイ
オードが粘着した粘着テープを、アルミリングに保持し
た状態を示す
【図３】従来の赤外発光ダイオードのチップの構造(a)
と側面に向かう赤外光の光路(b)を示す断面図
と側面に向かう赤外光の光路(b)を示す断面図
２ 一導電型半導体基板 ３ 同導電型半導体層 ４ 逆導電型半導体層 ５ 表面電極 ６ 裏面電極 ７ 赤外発光ダイオード ８ 肩部（曲面加工された逆導電型半導体層の表面縁
部）
部）
Claims (2)
- 【請求項１】 一導電型半導体基板の上に、同導電型半
導体層と逆導電型半導体層を積層し、逆導電型半導体層
の中心部上に表面電極を形成し、この表面電極と一導電
型半導体基板の裏面に形成した裏面電極から通電して、
同導電型半導体層と逆導電型半導体層の境界部で発生す
る赤外発光を、逆導電型半導体層の表面側に放出させる
ものにおいて、 逆導電型半導体層の表面縁部の全周に突状曲面とする曲
面加工を施したことを特徴とする赤外発光ダイオード。 - 【請求項２】 逆導電型半導体層の突状曲面とする曲面
加工を、表面電極の縁部から同導電型半導体層との境界
縁部まで連続させたことを特徴とする請求項１記載の赤
外発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2874492A JPH05226693A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 赤外発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2874492A JPH05226693A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 赤外発光ダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05226693A true JPH05226693A (ja) | 1993-09-03 |
Family
ID=12256934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2874492A Pending JPH05226693A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 赤外発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05226693A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009041466A1 (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-02 | Tokyo Electron Limited | アニール装置 |
| JP2009099925A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-05-07 | Tokyo Electron Ltd | アニール装置 |
-
1992
- 1992-02-17 JP JP2874492A patent/JPH05226693A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009041466A1 (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-02 | Tokyo Electron Limited | アニール装置 |
| JP2009099925A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-05-07 | Tokyo Electron Ltd | アニール装置 |
| US8440939B2 (en) | 2007-09-27 | 2013-05-14 | Tokyo Electron Limited | Annealing device |
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