JPH05304315A - 発光素子 - Google Patents

発光素子

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JPH05304315A
JPH05304315A JP10751792A JP10751792A JPH05304315A JP H05304315 A JPH05304315 A JP H05304315A JP 10751792 A JP10751792 A JP 10751792A JP 10751792 A JP10751792 A JP 10751792A JP H05304315 A JPH05304315 A JP H05304315A
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JP
Japan
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type
film
light emitting
mixed crystal
crystal ratio
Prior art date
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Pending
Application number
JP10751792A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Seki
章 関
Toshiharu Kawabata
敏治 川端
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Publication of JPH05304315A publication Critical patent/JPH05304315A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 金(Au)を主材料とする電極と表面保護用
絶縁膜との間からの水蒸気,水等の浸入により生じる黒
化現象を防止する。 【構成】 面発光型のGa1-x Alx AsLEDであ
り、p型Ga1-y Aly As活性層4のAl混晶比y=
0.35とし、n型,p型Ga1-x Alx Asクラッド
層3,5のAl混晶比x=0.8とし、電極1,2とS
iO2 膜7との重なり部分の間に、電極1,2およびS
iO2 膜7の両者に対し付着性のよい金属膜としてTi
膜8を形成している。 【効果】 高温,高湿度下においても時間経過における
発光出力の低下を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、発光素子に関し、特
に、化合物半導体を材料とする発光ダイオード(以下、
LEDと記す。)等に係るものである。
【0002】
【従来の技術】LEDは、小型で信頼性が高く、表示シ
ステムだけでなく測距システム,光通信伝送システムな
ど様々な用途に幅広く応用されている。このLEDには
エピタキシャル成長表面を主発光面として形成された面
発光型LEDと、半導体レーザなどと同様に、ヘキ開し
た端面を主発光面とする端面放射型LEDに大別され
る。
【0003】面発光型LEDは、表示用など高輝度,高
出力用LEDとして広く用いられており、最近は、車の
ハイマウントストップランプ等のように室外で使用され
る用途も多くなってきた。この室外での用途には、発光
波長が620nm〜660nmの赤色の波長が望まれて
おり、現在この波長を実現するためにはGaAlAs、
InGaAlP等のAlを含む化合物半導体が使用され
ている。
【0004】従来の面発光型LEDの要部断面図を図5
に示す。図5において、1はAuからなる第2電極、2
はAu/Ge/NiのAu合金からなる第1電極、3は
n型Ga1-x Alx Asクラッド層、4はp型Ga1-y
Aly As活性層、5はp型Ga1-x Alx Asクラッ
ド層、6はp型半導体基板、7は表面保護用絶縁膜であ
るSiO2 膜である。
【0005】この発光素子は、車のハイマウントストッ
プランプ等に使用される面発光型のGaAlAsLED
であり、発光波長が660nm程度である。この発光波
長をもつLEDをGaAlAsで生産するためには、p
型Ga1-y Aly As活性層4のAl混晶比y=0.3
程度が必要であり、n型,p型Ga1-x Alx Asクラ
ッド層3,5のAl混晶比x=0.7〜0.8とするの
が通常である。このAl混晶比xが0.7以上になると
GaAlAsは、酸素により非常に酸化され易くなる。
また、n型,p型Ga1-x Alx Asクラッド層3,5
のAl混晶比xが0.7以上であるGaAlAsLED
は湿度の高い空気中又は、水中等で通電を行うと短時間
で表面が黒化(以下、黒化現象という。)し、p型Ga
1-y Al y As活性層4で発光した光が当該部分に吸収
され発光出力が低下する問題があった。
【0006】この問題を改善するために、GaAlAs
LEDをチップサイズにメサ構造となるようにエッチン
グした後、SiO2 膜7等の表面保護用絶縁膜を形成す
ることによりn型,p型Ga1-x Alx Asクラッド層
3,5およびp型Ga1-y Aly As活性層4を水蒸
気,水等にさらされることを防止し、表面保護用絶縁膜
を形成しない場合より、格段に黒化現象を防ぐことがで
きるようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記対策
にもかかわらず、LEDに蒸着したAu,Au合金から
なる電極1,2と表面保護用絶縁膜であるSiO2 膜7
との付着性が弱く、この部分から水蒸気,水等が浸入し
電極1,2周辺で黒化現象が生じ、時間経過により発光
出力が低下するという問題があった。
【0008】この発明の目的は、金(Au)を主材料と
する電極と表面保護用絶縁膜との間からの水蒸気,水等
の浸入により生じる黒化現象を防止することができる発
光素子を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明の発光素子は、金(Au)を主材料とする電
極と表面保護用絶縁膜との重なり部分の間に、電極およ
び表面保護用絶縁膜の両者に対し付着性のよい金属膜を
形成したことを特徴とする。
【0010】
【作用】この発明の構成によれば、金(Au)を主材料
とする電極と表面保護用絶縁膜との間に両者に対し付着
性のよい金属膜を形成したことにより、電極と表面保護
用絶縁膜の間からの水蒸気,水等の浸入を防ぎ、黒化現
象を防止することができる。
【0011】
【実施例】以下この発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図1はこの発明の一実施例の発光
素子の要部断面図である。図1において、1はAuから
なる第2電極、2はAu/Ge/NiのAu合金からな
る第1電極、3はAl混晶比x=0.8であるn型Ga
1-x Alx Asクラッド層、4はAl混晶比y=0.3
5であるp型Ga1-y Aly As活性層、5はAl混晶
比x=0.8であるp型Ga1-x Alx Asクラッド
層、6はp型半導体基板、7は表面保護用絶縁膜である
SiO2 膜、8はTi膜である。
【0012】この発光素子は、面発光型のGa1-x Al
x AsLEDであり、p型Ga1-yAly As活性層4
のAl混晶比y=0.35とし、n型,p型Ga1-x
xAsクラッド層3,5のAl混晶比x=0.8と
し、電極1,2とSiO2 膜7との重なり部分の間に、
電極1,2およびSiO2 膜7の両者に対し付着性のよ
い金属膜としてTi膜8を形成したものである。
【0013】このように構成される発光素子の製造方法
について、さらに図2および図3を参照しながら説明す
る。p型半導体基板6の上に、Al混晶比x=0.8で
あるp型Ga1-x Alx Asクラッド層5,Al混晶比
y=0.35であるp型Ga1-y Aly As活性層4,
Al混晶比x=0.8であるn型Ga1-x Alx Asク
ラッド層3の順に液相エピタキシャル成長を行いダブル
ヘテロ構造を形成する。つぎに、オーミック性接触をと
るためのAu合金であるAu/Ge/Ni(第1電極
2)を1500Å蒸着し、その上に第2電極1となるA
uを4000Å、Ti膜8を500Å蒸着した後、φ1
20μmの円形部分を残し、それ以外の部分を選択エッ
チングする(図2参照)。
【0014】次に、LEDチップ周辺部を50μmの幅
で、n型Ga1-x Alx Asクラッド層3およびp型G
1-y Aly As活性層4を超えるまでエッチングを行
いメサ構造を形成する(図3参照)。この後、SiO2
膜7をCVD法により成長させ、ウェハ全体を保護,絶
縁した後、第2電極1の上部中央部にボンディングパッ
ドとしてφ100μmの円形部分をSiO2 膜7および
Ti膜8を選択エッチングし窓あけを行なう(図1参
照)。
【0015】この後、n型Ga1-x Alx Asクラッド
層3側を保護した後、裏面側であるp型半導体基板6を
全面エッチングし、全体として、ウェハ厚みが120μ
m程度になるようにした後、ダイシングにより各々のチ
ップに分離する。このチップを通常の組立工程により樹
脂封止した後、温度85℃,湿度85%の雰囲気中で直
流電流5mAによる通電試験を行なった結果を図4に示
す。なお、図4において、実線aはこの実施例のもので
あり、従来の図5に示す発光素子を通常の組立工程によ
り樹脂封止したものに同様の試験を行った結果を破線b
として示しておく。
【0016】この図4に示すように、従来のチップを樹
脂封止したものでは1000時間未満で、通電時間0時
間における発光出力P(0)と通電時間t時間における
発光出力P(t)との比P(t)/P(0)が急激に低
下するのに対し、この実施例のチップを通常の組立工程
により樹脂封止したものは、1000時間を越えても発
光出力比P(t)/P(0)は若干の低下しかみられな
い。
【0017】以上のようにこの実施例では、金(Au)
を主材料とする電極1,2と表面保護用絶縁膜であるS
iO2 膜7との間に、両者に対し付着性のよい金属膜で
あるTi膜8を形成したことにより、電極1,2とSi
2 膜7の間からの水蒸気,水等の浸入を防ぎ、黒化現
象を防止することができるため、高温,高湿度下におい
ても時間経過における発光出力の低下を防ぐことができ
る。
【0018】なお、この実施例では、電極1,2および
SiO2 膜7に対して付着性のよい金属膜としてTi膜
8を用いたが、Cr,Ni,Mo,Pt,Al等の金属
膜を用いても同様である。また、この実施例では表面保
護用絶縁膜としてSiO2 膜7を用いたが、Si 34
等の表面保護用絶縁膜を用いても同様の効果が得られる
ことはいうまでもない。
【0019】更に、この実施例では、GaAlAsLE
Dを例にとり説明したが、InGaAlP、及び、その
他の化合物半導体を材料とする発光素子においても同様
の効果が得られることは言うまでもない。
【0020】
【発明の効果】この発明の発光素子は、金(Au)を主
材料とする電極と表面保護用絶縁膜との間に両者に対し
付着性のよい金属膜を形成したことにより、電極と表面
保護用絶縁膜の間からの水蒸気,水等の浸入を防ぎ、黒
化現象を防止することができるため、高湿度下の状況で
通電した場合の時間経過における発光出力の低下を防ぐ
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の発光素子の要部断面図。
【図2】同実施例における発光素子の製造過程を示す要
部断面図。
【図3】同実施例における発光素子の製造過程を示す要
部断面図。
【図4】通電試験における光出力経時変化特性を示す
図。
【図5】従来の発光素子の要部断面図。
【符号の説明】
1 Auからなる第2電極 2 Au合金からなる第1電極 3 n型Ga1-x Alx Asクラッド層 4 p型Ga1-y Aly As活性層 5 p型Ga1-x Alx Asクラッド層 6 p型半導体基板 7 SiO2 膜(表面保護用絶縁膜) 8 Ti膜(金属膜)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金(Au)を主材料とする電極と表面保
    護用絶縁膜との重なり部分の間に、前記電極および前記
    表面保護用絶縁膜の両者に対し付着性のよい金属膜を形
    成したことを特徴とする発光素子。
JP10751792A 1992-04-27 1992-04-27 発光素子 Pending JPH05304315A (ja)

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