JPH06302853A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
- Publication number
- JPH06302853A JPH06302853A JP10892393A JP10892393A JPH06302853A JP H06302853 A JPH06302853 A JP H06302853A JP 10892393 A JP10892393 A JP 10892393A JP 10892393 A JP10892393 A JP 10892393A JP H06302853 A JPH06302853 A JP H06302853A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- light emitting
- light
- layer
- semiconductor
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広範囲に渡る高出力の発光をする発光素子を
提供する。 【構成】 図（Ａ）に示すように、ｎ型基板１の表面を
研磨などによって加工して、半球状の凸部を形成する。
次に、図（Ｂ）に示すように、ｎ型反射層２、ｎ型クラ
ッド層３、ｐ型発光層４、ｐ型クラッド層５及びｐ型コ
ンタクト層６の各層２〜６をＭＯＣＶＤ法によって順次
積層して、ダブルへテロ構造を形成する。このとき、積
層する各層２〜６は、ｎ型基板１の表面形状に沿って形
成されるので、図のように半球形状のままで積層され
る。最後に、図（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、ｐ型コ
ンタクト層６上にｐ型引き出し電極７を蒸着すると共
に、ｎ型基板１の裏面にｎ型電極８を形成し、ｐ型引き
出し電極７の平坦部分にボンディングワイヤ９をボンデ
ィングすることにより、半導体発光素子を形成すること
ができる。
提供する。 【構成】 図（Ａ）に示すように、ｎ型基板１の表面を
研磨などによって加工して、半球状の凸部を形成する。
次に、図（Ｂ）に示すように、ｎ型反射層２、ｎ型クラ
ッド層３、ｐ型発光層４、ｐ型クラッド層５及びｐ型コ
ンタクト層６の各層２〜６をＭＯＣＶＤ法によって順次
積層して、ダブルへテロ構造を形成する。このとき、積
層する各層２〜６は、ｎ型基板１の表面形状に沿って形
成されるので、図のように半球形状のままで積層され
る。最後に、図（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、ｐ型コ
ンタクト層６上にｐ型引き出し電極７を蒸着すると共
に、ｎ型基板１の裏面にｎ型電極８を形成し、ｐ型引き
出し電極７の平坦部分にボンディングワイヤ９をボンデ
ィングすることにより、半導体発光素子を形成すること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体発光素子に係
り、特に、面発光型発光ダイオード素子に関するもので
ある。
り、特に、面発光型発光ダイオード素子に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来の発光ダイオードなどの面発光型発
光素子は、平坦な発光層及び発光面を有しており、発光
層の発光領域から発光される光のうち、発光面から外部
へ出力される光は、発光面の法線に対して略１６度以内
の広がりしかなく、それ以上の角度を持って発光領域か
ら発光される光は、発光面の界面で発光素子内に反射さ
れてしまい、外部には出力されない。したがって、発光
面からは、平行に近い光のみが出力される。
光素子は、平坦な発光層及び発光面を有しており、発光
層の発光領域から発光される光のうち、発光面から外部
へ出力される光は、発光面の法線に対して略１６度以内
の広がりしかなく、それ以上の角度を持って発光領域か
ら発光される光は、発光面の界面で発光素子内に反射さ
れてしまい、外部には出力されない。したがって、発光
面からは、平行に近い光のみが出力される。
【０００３】このようなことから、広範囲の発光出力を
得るために、発光面にモノシリックレンズを取付けて出
力光を広範囲に発散させるようにした発光素子や、発光
素子そのものを半球状に研磨して、発光領域から角度を
持って発光された光も発光面に対して略垂直となるよう
にしたドーム型の発光素子がある。
得るために、発光面にモノシリックレンズを取付けて出
力光を広範囲に発散させるようにした発光素子や、発光
素子そのものを半球状に研磨して、発光領域から角度を
持って発光された光も発光面に対して略垂直となるよう
にしたドーム型の発光素子がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】通常の面発光型発光素
子から発光される光の出力範囲は、発光面の法線に対し
て略１６度以内の広がりしか得ることができなかった。
そして、発光面にモノシリックレンズを取付けた発光素
子は、発光領域から発光される光を効率良くモノシリッ
クレンズに入射させるために、電流狭窄を行って、発光
領域を小さくしている。また、発光素子を半球状にした
ドーム型の発光素子は、発光領域から角度を持って発光
された光も発光面に対して略垂直とするために、半球状
である発光面の中心位置に発光領域を設ける必要があ
り、電流狭窄を行ってその位置だけを発光領域にして発
光効率を高めている。
子から発光される光の出力範囲は、発光面の法線に対し
て略１６度以内の広がりしか得ることができなかった。
そして、発光面にモノシリックレンズを取付けた発光素
子は、発光領域から発光される光を効率良くモノシリッ
クレンズに入射させるために、電流狭窄を行って、発光
領域を小さくしている。また、発光素子を半球状にした
ドーム型の発光素子は、発光領域から角度を持って発光
された光も発光面に対して略垂直とするために、半球状
である発光面の中心位置に発光領域を設ける必要があ
り、電流狭窄を行ってその位置だけを発光領域にして発
光効率を高めている。
【０００５】ところが、電流狭窄を行って発光領域を小
さくした場合には、特に発光層の抵抗が高いときに発熱
するという問題が生じる。また、電流狭窄を行うと発光
領域における電流密度は高くなるので発光効率は良くな
るが、発光領域は小さくなるので、全体としての発光出
力は、電流狭窄を行わない場合とほとんど同程度の出力
しか得られなかった。そして、発光出力を増加させるた
めに、大電流を供給しようとすると、発光領域における
電流密度が高くなり過ぎて、発光素子を破壊してしまう
虞があった。そこで本発明は、電流狭窄を行うことな
く、広範囲に高出力の発光をすることができる発光素子
を提供することを目的とする。
さくした場合には、特に発光層の抵抗が高いときに発熱
するという問題が生じる。また、電流狭窄を行うと発光
領域における電流密度は高くなるので発光効率は良くな
るが、発光領域は小さくなるので、全体としての発光出
力は、電流狭窄を行わない場合とほとんど同程度の出力
しか得られなかった。そして、発光出力を増加させるた
めに、大電流を供給しようとすると、発光領域における
電流密度が高くなり過ぎて、発光素子を破壊してしまう
虞があった。そこで本発明は、電流狭窄を行うことな
く、広範囲に高出力の発光をすることができる発光素子
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、略半球状の凸部を有する基板上にこの凸
部に沿って半導体反射層と、異なる導電型を有する複数
の半導体層とが設けられ、この凸部上に積層された前記
半導体層より発光される光が外部へ広範囲に渡って出力
されることを特徴とする半導体発光素子を提供しようと
するものである。
の手段として、略半球状の凸部を有する基板上にこの凸
部に沿って半導体反射層と、異なる導電型を有する複数
の半導体層とが設けられ、この凸部上に積層された前記
半導体層より発光される光が外部へ広範囲に渡って出力
されることを特徴とする半導体発光素子を提供しようと
するものである。
【０００７】
【実施例】本発明の半導体発光素子の一実施例とその製
造方法を図１と共に説明する。図１（Ａ）〜（Ｄ）は、
本発明の半導体発光素子の一実施例の製造方法を示す工
程図であり、（Ａ）〜（Ｃ）は各工程における断面を示
す図、（Ｄ）は（Ｃ）の状態における平面図である。ま
た、各図は、２つの発光素子を製造する工程を示してい
る。
造方法を図１と共に説明する。図１（Ａ）〜（Ｄ）は、
本発明の半導体発光素子の一実施例の製造方法を示す工
程図であり、（Ａ）〜（Ｃ）は各工程における断面を示
す図、（Ｄ）は（Ｃ）の状態における平面図である。ま
た、各図は、２つの発光素子を製造する工程を示してい
る。
【０００８】まず、同図（Ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１の表面を研磨などによって機械的に加工する
か、ウエットエッチングなどによって化学的に加工し
て、半球状の凸部を形成する。
Ａｓ基板１の表面を研磨などによって機械的に加工する
か、ウエットエッチングなどによって化学的に加工し
て、半球状の凸部を形成する。
【０００９】次に、同図（Ｂ）に示すように、ｎ型Ａｌ
0.45Ｇａ0.55Ａｓとｎ型ＡｌＡｓの多層膜からなる反射
層２、ｎ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層３、ｐ型Ａ
ｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ発光層４、ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａ
ｓクラッド層５及びこのｐ型クラッド層５よりもキャリ
ア濃度を高くしたｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓコンタクト
層６の各層２〜６をＭＯＣＶＤ法によって順次積層し
て、ダブルへテロ構造を形成する。このとき、積層する
各層２〜６は、ｎ型ＧａＡｓ基板１の表面形状に沿って
形成されるので、図のように半球形状のままで積層され
る。
0.45Ｇａ0.55Ａｓとｎ型ＡｌＡｓの多層膜からなる反射
層２、ｎ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層３、ｐ型Ａ
ｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ発光層４、ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａ
ｓクラッド層５及びこのｐ型クラッド層５よりもキャリ
ア濃度を高くしたｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓコンタクト
層６の各層２〜６をＭＯＣＶＤ法によって順次積層し
て、ダブルへテロ構造を形成する。このとき、積層する
各層２〜６は、ｎ型ＧａＡｓ基板１の表面形状に沿って
形成されるので、図のように半球形状のままで積層され
る。
【００１０】最後に、同図（Ｃ）及び（Ｄ）に示すよう
に、ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓコンタクト層６上にｐ型
引き出し電極７を蒸着すると共に、ｎ型基板１の裏面に
ｎ型電極８を形成し、ｐ型引き出し電極７の平坦部分に
ボンディングワイヤ９をボンディングすることにより、
半導体発光素子を形成することができる。
に、ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓコンタクト層６上にｐ型
引き出し電極７を蒸着すると共に、ｎ型基板１の裏面に
ｎ型電極８を形成し、ｐ型引き出し電極７の平坦部分に
ボンディングワイヤ９をボンディングすることにより、
半導体発光素子を形成することができる。
【００１１】このようにして製造される半導体発光素子
は、電流狭窄を行っていないので、ｐ型引き出し電極７
の下の部分のｐ型発光層４全域が発光領域となり、広い
発光領域が得られる。このとき、ｐ型発光層４は、発光
面となるｐ型コンタクト層６の表面に対して略平行に形
成されているので、半球状の発光面の中心位置に発光領
域を集中させなくても、発光面の法線に対してそれぞれ
の発光領域から出力される光のなす角度が小さくなるの
で、発光されるほとんどの光が発光素子の外部に出力さ
れ、発光効率が良い。
は、電流狭窄を行っていないので、ｐ型引き出し電極７
の下の部分のｐ型発光層４全域が発光領域となり、広い
発光領域が得られる。このとき、ｐ型発光層４は、発光
面となるｐ型コンタクト層６の表面に対して略平行に形
成されているので、半球状の発光面の中心位置に発光領
域を集中させなくても、発光面の法線に対してそれぞれ
の発光領域から出力される光のなす角度が小さくなるの
で、発光されるほとんどの光が発光素子の外部に出力さ
れ、発光効率が良い。
【００１２】また、発光領域が広くなることから、発光
領域における電流密度は電流狭窄を行ったものよりも小
さくなるので、大電流を供給して発光出力を大きくする
ことができる。この結果、発散光を出力する自動車のウ
インカーや信号機等、従来は、高輝度が必要なために電
球を使用していた機器に本発明を使用することができ、
この場合、電球よりも寿命が長い分、発光素子の交換回
数を削減して保守に掛かる手間を減少させることができ
るという効果がある。
領域における電流密度は電流狭窄を行ったものよりも小
さくなるので、大電流を供給して発光出力を大きくする
ことができる。この結果、発散光を出力する自動車のウ
インカーや信号機等、従来は、高輝度が必要なために電
球を使用していた機器に本発明を使用することができ、
この場合、電球よりも寿命が長い分、発光素子の交換回
数を削減して保守に掛かる手間を減少させることができ
るという効果がある。
【００１３】
【発明の効果】本発明の半導体発光素子は、略半球状の
凸部を有する基板上にこの凸部に沿って半導体反射層
と、異なる導電型を有する複数の半導体層とが設けら
れ、この凸部上に積層された前記半導体層より発光され
る光が外部へ広範囲に渡って出力されるので、大電流を
供給して高輝度の発光出力を得ることができるという効
果がある。
凸部を有する基板上にこの凸部に沿って半導体反射層
と、異なる導電型を有する複数の半導体層とが設けら
れ、この凸部上に積層された前記半導体層より発光され
る光が外部へ広範囲に渡って出力されるので、大電流を
供給して高輝度の発光出力を得ることができるという効
果がある。
【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の半導体発光素子の一
実施例の製造方法を示す工程図である。
実施例の製造方法を示す工程図である。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓとｎ型ＡｌＡｓの多層膜
からなる反射層 ３ ｎ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層 ４ ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ発光層 ５ ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層 ６ ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓコンタクト層 ７ ｐ型引き出し電極 ８ ｎ型電極 ９ ボンディングワイヤ
からなる反射層 ３ ｎ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層 ４ ｐ型Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ発光層 ５ ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓクラッド層 ６ ｐ型Ａｌ0.45Ｇａ0.55Ａｓコンタクト層 ７ ｐ型引き出し電極 ８ ｎ型電極 ９ ボンディングワイヤ
Claims (1)
- 【請求項１】略半球状の凸部を有する基板上にこの凸部
に沿って半導体反射層と、異なる導電型を有する複数の
半導体層とが設けられ、この凸部上に積層された前記半
導体層より発光される光が外部へ広範囲に渡って出力さ
れることを特徴とする半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10892393A JPH06302853A (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10892393A JPH06302853A (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06302853A true JPH06302853A (ja) | 1994-10-28 |
Family
ID=14497082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10892393A Pending JPH06302853A (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06302853A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998015983A1 (en) * | 1996-10-09 | 1998-04-16 | Josuke Nakata | Semiconductor device |
| US6204545B1 (en) | 1996-10-09 | 2001-03-20 | Josuke Nakata | Semiconductor device |
| JP2006332560A (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Sharp Corp | 半導体発光素子の製造方法、半導体発光素子及び照明装置 |
| KR100714639B1 (ko) * | 2003-10-21 | 2007-05-07 | 삼성전기주식회사 | 발광 소자 |
| US7968356B2 (en) | 2008-08-25 | 2011-06-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light-emitting element with improved light extraction efficiency, light-emitting device including the same, and methods of fabricating light-emitting element and light-emitting device |
| KR101305876B1 (ko) * | 2007-08-09 | 2013-09-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
| JPWO2015118920A1 (ja) * | 2014-02-07 | 2017-03-23 | 日本碍子株式会社 | 複合基板、発光素子及びそれらの製造方法 |
| KR20180092057A (ko) * | 2017-02-08 | 2018-08-17 | 한국광기술원 | 고효율 마이크로 led 구조체 |
-
1993
- 1993-04-12 JP JP10892393A patent/JPH06302853A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998015983A1 (en) * | 1996-10-09 | 1998-04-16 | Josuke Nakata | Semiconductor device |
| US6204545B1 (en) | 1996-10-09 | 2001-03-20 | Josuke Nakata | Semiconductor device |
| KR100714639B1 (ko) * | 2003-10-21 | 2007-05-07 | 삼성전기주식회사 | 발광 소자 |
| JP2006332560A (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Sharp Corp | 半導体発光素子の製造方法、半導体発光素子及び照明装置 |
| KR101305876B1 (ko) * | 2007-08-09 | 2013-09-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
| US7968356B2 (en) | 2008-08-25 | 2011-06-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light-emitting element with improved light extraction efficiency, light-emitting device including the same, and methods of fabricating light-emitting element and light-emitting device |
| US8253161B2 (en) | 2008-08-25 | 2012-08-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light-emitting element with improved light extraction efficiency, light-emitting device including the same, and methods of fabricating light-emitting element and light-emitting device |
| JPWO2015118920A1 (ja) * | 2014-02-07 | 2017-03-23 | 日本碍子株式会社 | 複合基板、発光素子及びそれらの製造方法 |
| KR20180092057A (ko) * | 2017-02-08 | 2018-08-17 | 한국광기술원 | 고효율 마이크로 led 구조체 |
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