JPH05343744A

JPH05343744A - ダイボンド型発光ダイオード及びその製造方法

Info

Publication number: JPH05343744A
Application number: JP17161592A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kurata; 一宏倉田; Mitsuru Koda; 満甲田; Yushi Tomita; 祐志富田
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1992-06-05
Filing date: 1992-06-05
Publication date: 1993-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】ｐ−ｎ接合の一部を逆方向バイアス電圧で降
伏破壊し、それぞれのオーミック電極がチップ片面の同
一平面上に形成された発光ダイオードを得る。【構成】Ｓｉをドープした液相エピタキシーによって
ｐ−ｎ接合４を境としたｎ型エピタキシャル成長層２及
びｐ型エピタキシャル成長層３を基板結晶１の表面に設
ける。ｐ型エピタキシャル成長層３の表面にオーミック
電極１１，１２となる金属層を設けた後、ｐ−ｎ接合４
を分断するエッチング溝１０を形成し、逆方向のバイア
ス電圧を印加しｐ−ｎ接合の一部を降伏破壊させ非整流
性の導電路として働くｐ−ｎ接合痕跡４ａに変換する。【効果】オーミック電極１１，１２となる金属層が同
一の材質でｐ型エピタキシャル成長層３上に同時に形成
されるため、電極形成工程は勿論、オーミック電極１
１，１２とエピタキシャル成長層３との接触抵抗を下げ
る熱処理も簡単になる。しかも、オーミック電極１１，
１２が同一平面上にあるため、リード板７ａ，７ｂに対
し容易に且つ確実にダイボンディングされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体に対する
Ｓｉ等の両性不純物の特性を利用した発光ダイオード及
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】赤外線を用いた遠隔操作や警戒システ
ム，距離測定装置，自動焦点装置，フォトカプラー，フ
ォトインタラプター等の光源として、高い光出力をもつ
発光ダイオードが使用されている。発光ダイオードは、
たとえばＧａＡｓ基板に液相エピタキシャル成長させた
ものを使用し、低電圧及び低電流で駆動することがで
き、小型で実装密度が高く、寿命が長い等の長所をもっ
ている。また、ＧａＡｓ中で二つのアクセプターレベル
と一つのドナーレベルを示すＳｉの両性不純物特性を利
用し、内部にｐ−ｎ接合を含むエピタキシャル成長層を
形成することも知られている。

【０００３】この種の発光ダイオードは、図１（ａ）に
示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板結晶１上に、Ｓｉドープ
したｎ型エピタキシャル成長層２及びｐ型エピタキシャ
ル成長層３を積層した素子構造をもっている。ｎ型エピ
タキシャル成長層２とｐ型エピタキシャル成長層３との
界面が、ｐ−ｎ接合４となる。

【０００４】成長層２，３は、通常、液相エピタキシャ
ル成長法によって作製される。液相エピタキシャル成長
法においては、Ｇａ融液中に８５０〜９５０℃程度の高
温でＧａＡｓを飽和溶解させ、０．１〜４．０原子％の
割合でＳｉをヘビードープした融液を調製する。この融
液をＧａＡｓ基板結晶１の表面に接触させ徐冷すると
き、溶質であるＧａＡｓがＧａＡｓ基板結晶１の表面に
晶出し、エピタキシャル成長層が形成される。エピタキ
シャル成長層に対するＳｉの挙動は、高温状態の成長雰
囲気と低温状態の成長雰囲気とで異なる。

【０００５】ＧａＡｓ基板結晶１を融液に接触させた初
期には、成長雰囲気が高温状態にある。このとき、融液
中のＡｓの活量が高いためＡｓ格子点がＳｉで置換され
ることなく、Ｇａ格子点を置換する状態でＳｉが導入さ
れ、浅いドナー準位のｎ型エピタキシャル成長層２が形
成される。エピタキシャル成長の進行に伴って融液の温
度が８５０℃を下回るようになると、Ａｓの活量が低下
し、Ｇａ格子点及びＡｓ格子点の何れをもＳｉが置換で
きる状態になる。Ｇａ格子点に入ったＳｉは、浅いドナ
ー準位のｎ型不純物として働く。Ａｓ格子点に入ったＳ
ｉは、浅いアクセプター準位のｐ型不純物として働く。
ここで、融液のＳｉ濃度を高く設定すると、Ｇａ格子点
を置換したＳｉとＡｓ格子点を置換したＳｉとが最近接
格子点を占めるようになり、Ｓｉ_GaとＳｉ_Asのペアリン
グによって深いアクセプター準位をもつｐ型層３が形成
される。

【０００６】このように、ＧａＡｓ基板結晶１の上に形
成された液相エピタキシャル成長層２，３を同一の不純
物Ｓｉでドープすることによりｐ−ｎ接合４が形成され
るが、ｐ型層３に深いアクセプター準位が存在するた
め、ＧａＡｓのエネルギー禁制帯幅に相当するものより
長い発光波長が得られ、発生した光が良好な透過性で結
晶外部に放射される。そのため、外部量子効率が良く、
高出力の素子が得られる。また、アクセプター準位の深
いＳｉ_Ga−Ｓｉ_Asのペアが増加するのに応じて、注入発
光が９２０ｎｍから９４０ｎｍ付近までの長い波長にな
り、結晶の光透過性も向上する。

【０００７】図１（ａ）に示した層構成をもつ素子のｐ
−ｎ接合４に順方向電流を流すため、オーミック電極５
及び６が設けられる。素子の裏面側に設けられるオーミ
ック電極５は、ＧａＡｓ基板結晶１の裏面にたとえばＡ
ｕ−Ｇｅ合金層にＮｉ層及びＡｕ層を重畳して蒸着し、
４００℃に３分程度加熱する熱処理を行うことによっ
て、低接触抵抗のｎ型層２に対するオーミック電極とし
て形成される。表面側のオーミック電極６は、たとえば
Ａｌ蒸着膜をｐ型エピタキシャル成長層３の一部に積層
することにより設けられる。

【０００８】表裏両面にオーミック電極５，６を設けた
構造のチップは、図１（ｂ）に示すように、リード板７
ａ，７ｂをフレーム７ｃで連結したリードフレームを使
用して発光ダイオードに組み立てられる。チップ裏面の
オーミック電極５は、一方のリード板７ａにダイボンデ
ィングされる。表面側のオーミック電極６は、直径３０
μｍ程度の金線８で他方のリード板７ｂにワイヤボンデ
ィングされる。

【０００９】リード板７ａ，７ｂにボンディングされた
チップは、図１（ｃ）に示すように透明レジン９でモー
ルディングされた後、リード板７ａ，７ｂがフレーム７
ｃから切り離される。リード板７ａ，７ｂは、配線基板
への実装を容易にするため、必要に応じて適宜の形状に
曲げられる。

【００１０】また、片面電極型の発光ダイオードとし
て、図２に示すようにチップの片面にオーミック電極５
及びオーミック電極６を設け、それぞれをリードフレー
ムのリード板７ａ及び７ｂにダイボンディングしたもの
も知られている。Ｓｉドープ液相エピタキシャル成長を
終了したウエハーは、１個のチップに相当する部分の側
面を図２（ａ）に示すように、ＧａＡｓ基板結晶１の上
にｎ型エピタキシャル成長層２及びｐ型エピタキシャル
成長層３を積層しており、ｎ型エピタキシャル成長層２
及びｐ型エピタキシャル成長層３との間がｐ−ｎ接合４
となる。

【００１１】ｐ型エピタキシャル成長層３の周辺部分
は、図２（ｂ）に示すようにエッチングによって除去さ
れ、下層のｎ型エピタキシャル成長層２の一部を露出さ
せる。ｎ型エピタキシャル成長層２の露出部分に、ｎ型
ＧａＡｓに対して適したオーミック電極５を形成する。
また、中央部に残っているｐ型エピタキシャル成長層
に、ｐ型ＧａＡｓに対して適したオーミック電極６を形
成する。片面に２種類のオーミック電極５，６が形成さ
れたチップは、図２（ｃ）に示すようにダイボンディン
グによりリードフレームのリード板７ａ及び７ｂに接続
され、透明レジン９でモールディングされる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】チップ両面にオーミッ
ク電極５，６を形成した図１の発光ダイオードでは、エ
ピタキシャルウエハからチップを作製する工程で、ｎ型
ＧａＡｓ基板結晶１の裏面及びｐ型エピタキシャル成長
層３の表面に、それぞれ異なった種類のオーミック電極
５及びオーミック電極６を蒸着する必要がある。また、
形成されたオーミック電極６に金線８をワイヤボンディ
ングする工程が必要となる。そのため、工数が多くな
り、生産性を高くすることができない。

【００１３】しかも、主たる光放射面であるｐ型エピタ
キシャル成長層３の表面の一部がオーミック電極６で覆
われている。オーミック電極６は、光不透過性であり、
ＧａＡｓ内部から放射された光の一部を遮蔽する。この
光遮蔽を軽減するために、オーミック電極６を小さくす
ることが考えられる。しかし、オーミック電極６は、金
線８をボンディングするときのパッドとして使用される
ことから直径６０〜１００μｍ程度の面積を必要とし、
あまり小さくすることはできない。

【００１４】また、金線８は、超音波振動等でオーミッ
ク電極６をリード板７ｂに熱圧着されることから、直径
２５〜４０μｍ程度の細線に限られ、それ以上の太いボ
ンディングワイヤを使用することが実際上できない。こ
の細線がチップと共に透明レジン９でモールディングさ
れるため、レジンモールド工程で金線８が破断し易い。
金線８の破断は、粘性の低いレジンの使用やモールディ
ング条件の調整によって防止することができる。しか
し、モールディングに関する制約から、光透過特性の良
いレジンを使用した高い作業効率のモールディングが困
難になる。

【００１５】金線８の太さに関する制約は、発光ダイオ
ードの能力にも影響を与える。赤外発光ダイオードに
は、用途によって数百ｍＡ以上のＤＣ又はパルス電流を
流すことが要求される。しかし、細い金線８を介して通
電されるため、チップに大電流を供給することができな
い。その結果、金線８でワイヤボンディングした発光ダ
イオードは、大電流が供給される用途には不向きであ
る。

【００１６】更に、Ｓｉの両性不純物としての特性を利
用し、ＧａＡｓ基板結晶１の中を透過し易い長波長の赤
外光を注入発光させているにも拘らず、ＧａＡｓ基板結
晶１の中に入射した光の外部取出し効率を高めることが
困難である。たとえば、下方に透過してきた光は、ほと
んど全量がオーミック電極５に吸収されてしまう。仮に
オーミック電極５を格子状等の構造にすることによって
反射率を高めても、チップ上表面における反射のため外
部取出し効率が低下する。しかも、チップ上表面にエピ
タキシャル成長層２，３が形成されていることから、球
面加工等によって全反射を防止する構造に改良すること
が著しく困難である。

【００１７】この点、図２に示した片面電極型の発光ダ
イオードでは、光放出面にオーミック電極等の金属層が
ないため、ｐ−ｎ接合４で発生した光は、ＧａＡｓ基板
結晶１中を透過し、遮蔽されることなく外部に放射され
る。また、全反射を防止するため、光放出面を半球面等
に加工することも容易である。更に、オーミック電極
５，６がリード板７ａ，７ｂにダイボンディングされて
いるので、金線８をワイヤボンディングしたものに比較
して大電流を供給することができ、発光ダイオードの能
力が向上する。

【００１８】しかし、Ｓｉの両性不純物特性を利用した
赤外発光ダイオードでは、次に掲げる理由から、図２に
示した構造をもつ素子を実際に生産することは極めて困
難である。Ｓｉをヘビードープした液相エピタキシーでｐ−ｎ
接合４を設けるとき、表面に必ずｐ型エピタキシャル成
長層３が形成され、その下にｎ型エピタキシャル成長層
２が形成される。そこで、ｎ型エピタキシャル成長層２
に導通をとるためには、上層のｐ型エピタキシャル成長
層３をエッチングで除去することが要求される。エッチ
ングによってｐ型エピタキシャル成長層３の周辺部分を
除去すると、エッチング深さに相当する高低段差がｎ型
エピタキシャル成長層２とｐ型エピタキシャル成長層３
との間に生じる。この高低段差は、通常２μｍ程度以上
であり、リードフレームにチップをダイボンディングす
るときに問題となる。たとえば、ダイボンディング方法
に制約が加わり、最も作業速度が大きな熱圧着法等を適
用することができない。また、金属ペースト，クリーム
ハンダ等を印刷する方法でも、工程数の増加や信頼性の
低下等を招き易い。仮に、最上層がｎ型で、下層がｐ型
の層構造をもつものであれば、Ｚｎの拡散によって最上
層の一部をｐ型に変え、この上にオーミック電極を設け
ることにより、プレナー的に内部のｐ型層に導通をとる
ことができる。しかし、ＧａＡｓ系ＩＩＩ族−Ｖ族化合
物半導体では、Ｚｎによるｐ型拡散以外に実用的な拡散
速度をもった拡散法が開発されておらず、特にｎ型拡散
は全く実用化されていない。

【００１９】オーミック電極５及びオーミック電極
６は、それぞれ種類の異なった金属で作製され、しかも
エピタキシャルウエハの同じ側で高低段差のあるｎ型エ
ピタキシャル成長層２及びｐ型エピタキシャル成長層３
に設ける必要がある。そのため、電極形成工程は、非常
に煩雑で、作業工数の多いものとなる。

【００２０】オーミック電極５及びオーミック電極
６は、それぞれの金属の種類が異なるばかりでなく、ｎ
型エピタキシャル成長層２及びｐ型エピタキシャル成長
層３に対して十分に低い接触抵抗とするため、加熱処理
が必要とされる。加熱処理の温度や時間等は、オーミッ
ク電極５及びオーミック電極６によって異なる。たとえ
ば、ｎ型エピタキシャル成長層２にＡｕ−Ｇｅ／Ｎｉ／
Ａｕの多層金属膜を蒸着したものにあっては、約４００
℃に３分程度加熱する加熱条件が採用される。他方、ｐ
型エピタキシャル成長層３にＡｌ膜を蒸着したもので
は、４９０℃に３０分程度加熱することが最適加熱条件
である。この加熱条件の相違に起因して、最初に高温長
時間の熱処理が必要とされる電極のみを形成した後、改
めて低温短時間の熱処理を要する電極を蒸着することが
余儀なくされる。そこで、フォトエッチングやリフトオ
フ等の加工技術による通常の工程数では、図２（ｂ）に
示す構造の素子を作製することは到底不可能であり、生
産コストが大幅に上昇する。

【００２１】本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、逆バイアス電圧を印加してｐ−ｎ
接合の一部を降伏破壊することにより、下層のｎ型エピ
タキシャル成長層に導通をとり、工数の増加を招くこと
なくダイボンド型の発光ダイオードを得ることを目的と
する。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明のダイボンド型発
光ダイオードは、その目的を達成するため、基板結晶
と、該基板結晶の上に設けられ、Ｓｉのドープにより形
成されたｐ−ｎ接合を含むエピタキシャル成長層と、前
記ｐ−ｎ接合を複数に分割するエッチング溝と、分割さ
れた前記ｐ−ｎ接合の一部が逆方向通電により降伏破壊
された非整流性の導電路と、前記ｐ−ｎ接合の降伏破壊
されていない部分及び前記非整流性の導電路の上にある
前記エピタキシャル成長層それぞれに設けられたオーミ
ック電極とを備え、前記ｐ−ｎ接合の降伏破壊されてい
ない部分が発光領域となることを特徴とする。

【００２３】このダイボンド型発光ダイオードは、Ｓｉ
をドープした液相エピタキシーによってｐ−ｎ接合を含
むエピタキシャル成長層を基板結晶の表面に設け、オー
ミック電極となる金属層を前記エピタキシャル成長層の
上に形成し、前記ｐ−ｎ接合を分断するエッチング溝を
前記エピタキシャル成長層に形成した後、逆方向のバイ
アス電圧の印加により前記ｐ−ｎ接合の一部を降伏破壊
させ非整流性の導電路に変換することにより製造され
る。

【００２４】以下、図３を参照しながら本発明を具体的
に説明する。ＧａＡｓ基板結晶の上に、従来と同様にＳ
ｉをヘビードープした液相エピタキシーによって、ｎ型
エピタキシャル成長層２及びｐ型エピタキシャル成長層
３を形成する。ｎ型エピタキシャル成長層２とｐ型エピ
タキシャル成長層３との間の界面は、ｐ−ｎ接合４とな
る。ｐ−ｎ接合４は、チップのほぼ中央部を中心として
リング状に設けたエッチング溝１０により中央部と周辺
部に分割される。

【００２５】ｐ型エピタキシャル成長層３の上に形成さ
れるオーミック電極１１，１２としては、同一の金属が
使用される。たとえば、ｐ型エピタキシャル成長層３の
上に、Ａｌ又はＡｕ−Ｓｂ−Ｚｎ合金の蒸着によりオー
ミック電極１１，１２を形成する。オーミック電極１
１，１２は、同一の工程で設けることが可能であること
は勿論、下地のｐ型エピタキシャル成長層３に対する接
触抵抗を下げるための熱処理も同時に行うことができ
る。

【００２６】オーミック電極１１，１２となる金属層の
形成は、エッチング溝１０を形成する前のチップに対し
て行われる。形成された金属層は、フォトエッチング，
リフトオフ等の加工方法によって個々のオーミック電極
１１，１２に分離される。たとえば、Ａｌ蒸着層を一度
に形成したエピタキシャルウエハーは、リン酸系エッチ
ング液を使用したフォトエッチングによって個々のオー
ミック電極１１，１２に容易に分離される。

【００２７】オーミック電極１１，１２が互いに分離さ
れた後、エッチング溝１０が形成される。エッチング溝
１０は、少なくともｐ−ｎ接合４に達する深さをもって
いる限り、下層のｎ型エピタキシャル成長層２を深くエ
ッチングする必要はない。エッチング溝１０を形成する
ためのフォトエッチングには、たとえば過酸化水素−硫
酸−水系の通常のエッチャントが使用される。ｐ−ｎ接
合４は、エッチング溝１０により中央部及び周辺部に電
気的に分離される。

【００２８】ｐ−ｎ接合４を複数に分割するエッチング
溝１０は、図３の例ではチップ中央部を中心としてリン
グ状に設けている。しかし、エッチング溝１０の形状
は、これに拘束されるものではなく、ｐ−ｎ接合４を複
数に分割する限り種々の形状を採用することができる。
たとえば、チップに対して目の字状に２本の直線状エッ
チング溝を設けても良く、また日の字状に１本のエッチ
ング溝でｐ−ｎ接合４を二分割しても良い。

【００２９】下地のｐ型エピタキシャル成長層３に対す
るオーミック電極１１，１２の接触抵抗を下げる熱処理
は、オーミック電極１１，１２を互いに分離する前又は
後の何れに行っても、更にはエッチング溝１０の形成前
又は形成後の何れの段階で行っても良い。このとき、ｐ
型エピタキシャル成長層３に同じ材質でオーミック電極
１１，１２が設けられているため、同一の条件下でオー
ミック電極１１，１２を一度に熱処理することができ
る。

【００３０】次いで、オーミック電極１１と１２との間
に、オーミック電極１１の下にあるｐ−ｎ接合４に逆方
向電流が流れるように電圧が印加される。この電圧印加
によって、オーミック電極１１の下にあるｐ−ｎ接合
４、すなわちチップ周辺部のｐ−ｎ接合は、図３（ｂ）
に示すように降伏破壊し、整流性をもたないｐ−ｎ接合
痕跡４ａとなる。したがって、中央部のオーミック電極
１１にプラス電圧を、周辺部のオーミック電極１２にマ
イナス電圧をバイアスし、残っている中央部のｐ−ｎ接
合４に順方向電流を流すと、Ｓｉドープに起因した深い
不純物準位に基づく長波長の注入発光が得られる。発生
した赤外光は、ＧａＡｓ基板結晶１を透過して外部に放
出される。

【００３１】ｐ−ｎ接合４周辺部の電気的な降伏破壊
は、特に困難なものではない。破壊されるｐ−ｎ接合４
周辺部の直上にあるオーミック電極１１が下地のｐ型エ
ピタキシャル成長層３に低い接触抵抗でオーミック的に
接続されている限り、逆方向電流の供給によって簡単に
且つ確実にｐ−ｎ接合痕跡４ａに変換される。ｐ−ｎ接
合痕跡４ａは、低抵抗の非整流性電流通路として働く。
他方、降伏破壊されることなく当初のままで残っている
ｐ−ｎ接合４が発光領域として作用する。

【００３２】ｐ−ｎ接合４からｐ−ｎ接合痕跡４ａへの
変換は、個々のチップに分離されていないエピタキシャ
ルウエハーに対し、或いは個々のチップに分離した後、
リードフレーム，ステム，配線基板等を使用して発光ダ
イオードに組み立てた個々のチップに対して行うことも
できる。

【００３３】作製されたチップは、たとえば図３（ｃ）
に示すようにフェースダウン方式でリードフレームのリ
ード板７ａ及び７ｂに接続される。ｐ−ｎ接合痕跡４ａ
の上にあるオーミック電極１１は、マイナス電圧がバイ
アスされるリード板７ａにダイボンディングされ、ｐ−
ｎ接合痕跡４ａがｎ型エピタキシャル成長層２に対する
導電路となる。他方、チップ中央部に完全な状態で残っ
ているｐ−ｎ接合４の上にあるオーミック電極１２は、
プラス電圧が印加されるリード板７ｂにダイボンディン
グされる。ダイボンディング時、オーミック電極１１，
１２が同一平面上にあるため、リード板７ａ，７ｂに対
する接続は簡単に且つ確実に行われる。しかも、周辺部
にある半リング状のオーミック電極１１も、ｐ型エピタ
キシャル成長層３に適したものであることから、両者の
界面が低い接触抵抗を示し、ダイオード全体としてのシ
リーズ抵抗を小さくする。

【００３４】リード板７ａと７ｂとの間に電圧を印加し
ｐ−ｎ接合４に順方向電流を供給すると、キャリアの注
入及び再結合によって発光が生じる。発生した光は、Ｇ
ａＡｓ基板結晶１を透過し、外部に放射される。このと
き、図１で示したオーミック電極６が光放出面にないた
め、光の外部取出し効率が良好である。また、光放出面
を球面状に加工する場合にも、電極に邪魔されることな
く加工を容易に行うことができる。この球面加工によ
り、全反射が抑えられ、光の外部取出し効率が一層向上
する。

【００３５】

【作用】本発明においては、Ｓｉをヘビードープした液
相エピタキシーによって形成されたエピタキシャル成長
層の内部にあるｐ−ｎ接合の一部を降伏破壊し、ｐ−ｎ
接合痕跡の上にあるｐ型エピタキシャル成長層に一方の
オーミック電極を接続し、健全なｐ−ｎ接合の上にある
ｐ型エピタキシャル成長層に他方のオーミック電極を接
続している。これにより、チップの片面にｎ型層及びｐ
型層に対応するオーミック電極を同一平面上に形成する
ことができ、リード板に対するダイボンディングが容易
になる。また、チップの他面には、光遮蔽性の電極が設
けられていないので、ｐ−ｎ接合に発生した光を高い効
率で外部に取り出すことができる。

【００３６】

【実施例】ＧａＡｓを飽和溶解し且つＳｉを２原子％で
ドープした温度９００℃のＧａ融液にＧａＡｓ基板結晶
１を接触させて徐冷することにより、厚み５．５μｍの
ｎ型エピタキシャル成長層２及び厚み３．０μｍのｐ型
エピタキシャル成長層３を形成した。ｐ型エピタキシャ
ル成長層３の全面にＡｌを真空蒸着し、厚み０．５μｍ
の金属層を形成した。濃度１００％のリン酸により金属
層をフォトエッチングし、オーミック電極１１，１２に
分離した。

【００３７】次いで、３０％の過酸化水素，水５０％及
び硫酸２５％からなるエッチャントを使用し、ｐ−ｎ接
合４を超える深さ３．５μｍのエッチング溝１０を形成
した。エッチング後、ｐ型エピタキシャル層３に対する
オーミック電極１１，１２の接触状態を改良するため、
ウエハーを窒素雰囲気中で４９０℃に３０分間加熱する
熱処理を行った。

【００３８】オーミック電極１１及び１２をそれぞれマ
イナス側及びプラス側として、通電した。このときの通
電は、３０Ωの直列抵抗及び逆耐圧１２５Ｖの整流用ダ
イオードを経由し、５０Ｖに充電した４７０μＦのコン
デンサーの放電で行った。この通電により、逆方向電流
が流れたオーミック電極１１直下のｐ−ｎ接合が完全に
降伏破壊し、整流特性を示さない低抵抗の導電路として
働くｐ−ｎ接合痕跡４ａとなった。他方、順方向電流が
流れたオーミック電極１２直下のｐ−ｎ接合４では、当
初のままの健全な接合状態が維持された。

【００３９】次いで、ウエハーからチップを切り出し、
図３（ｃ）に示すようにオーミック電極１１及び１２を
それぞれリード板７ａ及び７ｂにダイボンディングし、
全体を透明レジンにモールディングした。作製された発
光ダイオードは、全体のシリーズ抵抗が４．０Ωと小さ
く、またｐ−ｎ接合４に発生した光を２０％の高い効率
で外部に取り出すことができた。

【００４０】実施例では、両性不純物特性をもつＳｉを
ヘビードープした液相エピタキシーによってｐ−ｎ接合
を形成した場合を説明した。しかし、本発明は、これに
拘束されるものではなく、最上層部が深いアクセプター
準位によって比較的長い波長の発光をするｐ型層であ
り、その下にｎ型層が形成されているものである限り、
他のＧａＡｓ系混晶材料等に対しても同様に適用するこ
とができる。たとえば、Ｔｅ，Ｓｅ，Ｓｎ等をドープし
たＧａＡｌＡｓ層を第１層として基板結晶上に成長さ
せ、このＧａＡｌＡｓ層に重ねてＳｉをヘビードープし
たｐ−型ＧａＡｓ層を比較的低温で晶出させたヘテロ接
合をもつエピタキシャルウエハーも、逆バイアス通電で
ｐ−ｎ接合の一部を破壊することにより、ｎ型層及びｐ
型層にそれぞれ導通したオーミック電極をチップ片面の
同一平面上に形成することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明に従った
発光ダイオードは、チップ構造が片面電極型であり、し
かもｐ型層及びｎ型層のそれぞれに対するオーミック電
極が両者の間に段差のない同一平面上に設けられてい
る。これらオーミック電極は、共にｐ型層の上に同時に
成形されたものであることから、ｐ型層に対して最も適
した同一材質を使用することができる。しかも、ｐ型層
に対するオーミック電極の接触抵抗を同一条件下の熱処
理により同時に下げることができる。また、オーミック
電極の間に段差がないため、リード板に対するダイボン
ディングも容易になる。更に、光放出面に電極が形成さ
れておらず、ワイヤボンディングによる組立てもないた
め、レジンモールドや光放出面の球面化加工も容易に行
われる。このように、本発明によるとき、高性能の発光
ダイオードを生産性良く製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】表裏面にオーミック電極を設けた従来の発光
ダイオード

【図２】チップ片面にオーミック電極を設けた従来の
発光ダイオード

【図３】本発明に従ってオーミック電極を設けた発光
ダイオード

【符号の説明】

１ＧａＡｓ基板結晶２ｎ型エピタキシ
ャル成長層３ｐ型エピタキシャル成長層４ｐ−ｎ接合４ａｐ−ｎ接合痕跡５オーミック電極６オーミック電極７ａ，７ｂリード
板８金線９透明レジン１０エッチング溝１１，１２オーミ
ック電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結晶基板と、該結晶基板の上に設けら
れ、Ｓｉのドープにより形成されたｐ−ｎ接合を含むエ
ピタキシャル成長層と、前記ｐ−ｎ接合を複数に分割す
るエッチング溝と、分割された前記ｐ−ｎ接合の一部が
逆方向通電により降伏破壊された非整流性の導電路と、
前記ｐ−ｎ接合の降伏破壊されていない部分及び前記非
整流性の導電路の上にある前記エピタキシャル成長層そ
れぞれに設けられたオーミック電極とを備え、前記ｐ−
ｎ接合の降伏破壊されていない部分が発光領域となるこ
とを特徴とするダイボンド型発光ダイオード。
【請求項２】Ｓｉをドープした液相エピタキシーによ
ってｐ−ｎ接合を含むエピタキシャル成長層を基板結晶
の表面に設け、オーミック電極となる金属層を前記エピ
タキシャル成長層の上に形成し、前記ｐ−ｎ接合を分断
するエッチング溝を前記エピタキシャル成長層に形成し
た後、逆方向のバイアス電圧の印加により前記ｐ−ｎ接
合の一部を降伏破壊させ非整流性の導電路に変換するこ
とを特徴とするダイボンド型発光ダイオードの製造方
法。