JPH065914A - 発光ダイオード - Google Patents
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- JPH065914A JPH065914A JP15969292A JP15969292A JPH065914A JP H065914 A JPH065914 A JP H065914A JP 15969292 A JP15969292 A JP 15969292A JP 15969292 A JP15969292 A JP 15969292A JP H065914 A JPH065914 A JP H065914A
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- light emitting
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- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
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- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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- H01L2224/16245—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
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Abstract
(57)【要約】
【目的】回路基板に容易に搭載できる。
【構成】ＧａＡｓ基板１１に形成された凹部１１ａにＰ
型クラッド層１２、Ｐ型活性層１３、Ｎ型クラッド層１
４等の半導体層を積層し、その凹部１１ａ内のＮ型クラ
ッド層１４の表面中央部にＮ側電極１５を設けるととも
に、凹部１１ａの周囲の基板１１の表面である側縁面２
１ｂの各隅部に、Ｐ側電極１６をそれぞれ設ける。
型クラッド層１２、Ｐ型活性層１３、Ｎ型クラッド層１
４等の半導体層を積層し、その凹部１１ａ内のＮ型クラ
ッド層１４の表面中央部にＮ側電極１５を設けるととも
に、凹部１１ａの周囲の基板１１の表面である側縁面２
１ｂの各隅部に、Ｐ側電極１６をそれぞれ設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光ダイオードに関
し、さらに詳しくは、表示用等ＬＥＤランプ、あるい
は、フォトカプラ、フォトインタラプタ等の光複合部品
として利用される発光ダイオードに関する。
し、さらに詳しくは、表示用等ＬＥＤランプ、あるい
は、フォトカプラ、フォトインタラプタ等の光複合部品
として利用される発光ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】発光ダイオード（ＬＥＤ）は高信頼性を
有するため、タングステンランプに代わる光源として各
種の表示装置に用いられており、その高輝度化に伴い将
来的にネオンサインに替わる媒体として、屋内および屋
外の表示デバイスとして利用されるものとして脚光を浴
びている。高輝度のＬＥＤは、数年前からＧａＡｌＡｓ
型のＤＨ（ダブルヘテロ）構造を有する赤色ＬＥＤとし
て実現されている。
有するため、タングステンランプに代わる光源として各
種の表示装置に用いられており、その高輝度化に伴い将
来的にネオンサインに替わる媒体として、屋内および屋
外の表示デバイスとして利用されるものとして脚光を浴
びている。高輝度のＬＥＤは、数年前からＧａＡｌＡｓ
型のＤＨ（ダブルヘテロ）構造を有する赤色ＬＥＤとし
て実現されている。
【０００３】図７（ａ）および（ｂ）は、従来の技術に
より作製された発光ダイオード（ＬＥＤ）チップの上面
図及び断面図を示す。図に示すＬＥＤチップ１００は、
ＧａＡｓ基板１０１上にエピタキシャル成長により順次
成長して形成されたＰ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＰ型クラッド
層１０２、Ｐ−Ｇａ1-xＡｌxＡｓＰ型活性層１０３、Ｎ
−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＮ型クラッド層１０４（ｘ＞ｙ）を
有している。
より作製された発光ダイオード（ＬＥＤ）チップの上面
図及び断面図を示す。図に示すＬＥＤチップ１００は、
ＧａＡｓ基板１０１上にエピタキシャル成長により順次
成長して形成されたＰ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＰ型クラッド
層１０２、Ｐ−Ｇａ1-xＡｌxＡｓＰ型活性層１０３、Ｎ
−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＮ型クラッド層１０４（ｘ＞ｙ）を
有している。
【０００４】Ｎ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＮ型クラッド層１０
４上の中央部には、ＡｕＧｅ／Ｎｉをスパッタリング法
によって形成された円形状のＮ側電極１０５が設けられ
ている。ＧａＡｓ基板１０１におけるＰ−Ｇａ1-yＡｌy
ＡｓＰ側クラッド層１０２が積層された面とは反対側の
面には、Ａｕ／Ｚｎを、同様にスパッタリング法によっ
て形成したＰ側電極１０６が全面にわたって設けられて
いる。
４上の中央部には、ＡｕＧｅ／Ｎｉをスパッタリング法
によって形成された円形状のＮ側電極１０５が設けられ
ている。ＧａＡｓ基板１０１におけるＰ−Ｇａ1-yＡｌy
ＡｓＰ側クラッド層１０２が積層された面とは反対側の
面には、Ａｕ／Ｚｎを、同様にスパッタリング法によっ
て形成したＰ側電極１０６が全面にわたって設けられて
いる。
【０００５】このＬＥＤチップ１００には、１枚のＧａ
Ａｓ基板１０１上にＰ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＰ型クラッド
層１０２、Ｐ−Ｇａ1-xＡｌxＡｓＰ型活性層１０３、Ｎ
−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＮ型クラッド層１０４（ｘ＞ｙ）が
順次積層されている。そして、ＬＥＤチップ１００の表
面側であるＮ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＮ型クラッド層１０４
上にＮ側電極１０５が設けられている。そして、底面側
であるＧａＡｓ基板１０１の面にＰ側電極１０６が設け
られている。
Ａｓ基板１０１上にＰ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＰ型クラッド
層１０２、Ｐ−Ｇａ1-xＡｌxＡｓＰ型活性層１０３、Ｎ
−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＮ型クラッド層１０４（ｘ＞ｙ）が
順次積層されている。そして、ＬＥＤチップ１００の表
面側であるＮ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＮ型クラッド層１０４
上にＮ側電極１０５が設けられている。そして、底面側
であるＧａＡｓ基板１０１の面にＰ側電極１０６が設け
られている。
【０００６】このようなＬＥＤチップ１００は、通常、
１枚の大きな基板に、順次、半導体層が積層された後
に、各ＬＥＤチップ１００毎にＮ側電極１０５がそれぞ
れ設けられるとともに、Ｐ側電極１０６が設けられて、
その後に、エッチング法やダイシング加工法によって、
個々のチップに分割することにより、図のような構造を
有するＬＥＤチップとされる。
１枚の大きな基板に、順次、半導体層が積層された後
に、各ＬＥＤチップ１００毎にＮ側電極１０５がそれぞ
れ設けられるとともに、Ｐ側電極１０６が設けられて、
その後に、エッチング法やダイシング加工法によって、
個々のチップに分割することにより、図のような構造を
有するＬＥＤチップとされる。
【０００７】このようにして製造されたＬＥＤチップ１
００は、通常、図８に示すように、外部回路と電気的に
接続するために、回路基板１３１上に搭載されている。
該ＬＥＤチップ１００は、例えば、Ｐ側電極１０６が例
えば銀ペースト１２６を用いて回路基板１３１上の回路
配線１２７にダイボンドされるとともに、表面側のＮ側
電極１０５が金等で形成されたワイヤー１２８を用い
て、回路基板１３１上のワイヤーボンディング用のパッ
ド１２９にボンディングされる。このようにして、回路
基板１３１上に搭載されたＬＥＤチップ１００は、Ｐ側
電極１０６およびＮ側電極１０５に電圧が印加されるこ
とにより、Ｐ型活性層１０３内にて光が発せられて、そ
の光がＮ型クラッド層１０４から上方へと出射される。
００は、通常、図８に示すように、外部回路と電気的に
接続するために、回路基板１３１上に搭載されている。
該ＬＥＤチップ１００は、例えば、Ｐ側電極１０６が例
えば銀ペースト１２６を用いて回路基板１３１上の回路
配線１２７にダイボンドされるとともに、表面側のＮ側
電極１０５が金等で形成されたワイヤー１２８を用い
て、回路基板１３１上のワイヤーボンディング用のパッ
ド１２９にボンディングされる。このようにして、回路
基板１３１上に搭載されたＬＥＤチップ１００は、Ｐ側
電極１０６およびＮ側電極１０５に電圧が印加されるこ
とにより、Ｐ型活性層１０３内にて光が発せられて、そ
の光がＮ型クラッド層１０４から上方へと出射される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように、ＬＥＤチ
ップ１００を回路基板１３１上に搭載する場合には、回
路基板１３１上の回路配線１２７とＮ側電極１０５との
接続に使用されるワイヤー１２８の径が、２５〜３０μ
ｍと極微細であるため、ＬＥＤチップ１００を保護する
ために回路基板１３１の全体を覆うように設けられる樹
脂の応力等で歪むおそれがある。その結果、該ワイヤー
１２８がＬＥＤチップ１００における半導体層と接触し
てショートを起すおそれがあり、また、ワイヤー１２８
自体が歪むことにより損傷して切断されるおそれもあ
る。
ップ１００を回路基板１３１上に搭載する場合には、回
路基板１３１上の回路配線１２７とＮ側電極１０５との
接続に使用されるワイヤー１２８の径が、２５〜３０μ
ｍと極微細であるため、ＬＥＤチップ１００を保護する
ために回路基板１３１の全体を覆うように設けられる樹
脂の応力等で歪むおそれがある。その結果、該ワイヤー
１２８がＬＥＤチップ１００における半導体層と接触し
てショートを起すおそれがあり、また、ワイヤー１２８
自体が歪むことにより損傷して切断されるおそれもあ
る。
【０００９】また、ＬＥＤチップ１００は、光が出射さ
れるＮ型クラッド層１０４上の中央部にＮ側電極１０５
が設けられているために、Ｎ側電極１０５が設けられた
Ｎ型クラッド層１０４の表面からは光が照射されない。
さらに、ＬＥＤチップ１００の構成基板１０１として
は、通常、禁制帯幅の狭い結晶が用いられているため、
活性層１０３から発せられた光の多くが、チップを構成
するＧａＡｓ基板１０１内に吸収される。その結果、活
性層１０３にて発せられる光を、効率よくＬＥＤチップ
１００の外に取り出すことができないという問題があ
る。
れるＮ型クラッド層１０４上の中央部にＮ側電極１０５
が設けられているために、Ｎ側電極１０５が設けられた
Ｎ型クラッド層１０４の表面からは光が照射されない。
さらに、ＬＥＤチップ１００の構成基板１０１として
は、通常、禁制帯幅の狭い結晶が用いられているため、
活性層１０３から発せられた光の多くが、チップを構成
するＧａＡｓ基板１０１内に吸収される。その結果、活
性層１０３にて発せられる光を、効率よくＬＥＤチップ
１００の外に取り出すことができないという問題があ
る。
【００１０】本発明は、このような従来技術の欠点を解
決するためになされたものであり、その目的は、光を効
率よく取り出すことができるとともに、回路基板に容易
に搭載することができる発光ダイオードを提供すること
にある。
決するためになされたものであり、その目的は、光を効
率よく取り出すことができるとともに、回路基板に容易
に搭載することができる発光ダイオードを提供すること
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の発光ダイオード
は、一方の表面に開口する凹部を有する基板と、一対の
クラッド層に挟まれた活性層を有して該基板の凹部内に
積層された半導体層と、前記基板の該凹部における開口
が設けられた表面の側方に配置された第１電極と、前記
基板の凹部内に積層された該半導体層の表面に配置され
ており、前記第１電極とは反対極性の第２電極と、を具
備するものであり、そのことにより上記目的が達成され
る。
は、一方の表面に開口する凹部を有する基板と、一対の
クラッド層に挟まれた活性層を有して該基板の凹部内に
積層された半導体層と、前記基板の該凹部における開口
が設けられた表面の側方に配置された第１電極と、前記
基板の凹部内に積層された該半導体層の表面に配置され
ており、前記第１電極とは反対極性の第２電極と、を具
備するものであり、そのことにより上記目的が達成され
る。
【００１２】また、前記第２電極は、前記半導体層の表
面から光が出射し得るように、該半導体層表面が露出す
るように配置されている。
面から光が出射し得るように、該半導体層表面が露出す
るように配置されている。
【００１３】さらに、前記基板における凹部の開口が形
成された表面とは反対側の表面から前記半導体層に達す
るように、該半導体層から出射される光が透過する光出
射窓が形成されている。
成された表面とは反対側の表面から前記半導体層に達す
るように、該半導体層から出射される光が透過する光出
射窓が形成されている。
【００１４】前記光出射窓の内部が中空である。
【００１５】前記基板における凹部の開口が形成された
表面とは反対側の表面から光から光が出射されるよう
に、該基板材料が光透過性である。
表面とは反対側の表面から光から光が出射されるよう
に、該基板材料が光透過性である。
【００１６】前記第１電極及び第２電極は、バンプによ
って、回路基板における回路配線に直接搭載される。
って、回路基板における回路配線に直接搭載される。
【００１７】
【作用】本発明の発光ダイオードでは、これまでチップ
の上部と下部に分かれて形成されていたＰ側およびＮ側
の第１電極および第２電極を同一平面上に形成できるた
めに、各電極上にＡｕバンプ等を設けることにより外部
回路との接続を平面的に行うことができる。従って、従
来、使用されているＡｕワイヤー等を用いた接続が不要
となるために、ワイヤー切断等の不良の発生がなくな
り、製品の信頼性賀向上する。また、基板部分をエッチ
ングして光取り出し窓を設けることにより、チップの上
面および下面のいずれの方向へも任意に光を取り出すこ
とができる。さらに、禁制帯の大きな光に対して透明な
基板材料を用いることにより、一層、光利用効率のよ
い、表面実装型の発光ダイオードを得ることができる。
の上部と下部に分かれて形成されていたＰ側およびＮ側
の第１電極および第２電極を同一平面上に形成できるた
めに、各電極上にＡｕバンプ等を設けることにより外部
回路との接続を平面的に行うことができる。従って、従
来、使用されているＡｕワイヤー等を用いた接続が不要
となるために、ワイヤー切断等の不良の発生がなくな
り、製品の信頼性賀向上する。また、基板部分をエッチ
ングして光取り出し窓を設けることにより、チップの上
面および下面のいずれの方向へも任意に光を取り出すこ
とができる。さらに、禁制帯の大きな光に対して透明な
基板材料を用いることにより、一層、光利用効率のよ
い、表面実装型の発光ダイオードを得ることができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を実施例について説明する。但
し、これらの実施例によって本発明が限定されるもので
はない。
し、これらの実施例によって本発明が限定されるもので
はない。
【００１９】図１（ａ）は、本発明の発光ダイオード
（ＬＥＤ）チップの第１実施例の底面（電極および光出
射面）図、（ｂ）はその断面図を示す。このＬＥＤチッ
プ１０は、底面に開口部を有する凹部１１ａが設けられ
た直方体状の基板１１を有する。該凹部１１ａは、基板
１１における対向端面間にわたって直線状に延びた溝状
になっている。該凹部１１ａは、対向する各内側面が内
奥側になるにつれて順次接近するように傾斜した断面台
形状をしており、該凹部１１ａ内にＰ−Ｇａ1-yＡｌyＡ
ｓＰ型クラッド層１２、Ｐ−Ｇａ1-xＡｌxＡｓＰ型活性
層１３及びＮ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＮ型クラッド層１４
が、内奥側から順番に積層されている。Ｐ−Ｇａ1-yＡ
ｌyＡｓＰ型クラッド層１２は、凹部１１ａの内奥面及
び傾斜した内側面に沿って積層されており、凹部１１ａ
と同様の断面形状となるように、中央部に直線状に延び
る溝部が形成されている。Ｐ−Ｇａ1-xＡｌxＡｓＰ型活
性層１３は、その溝部内に、Ｐ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＰ型
クラッド層１２の奥面及び内側面に沿って積層され、中
央部に直線状に延びる溝部が形成されている。さらに、
Ｎ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＮ型クラッド層１４はＰ−Ｇａ
1-xＡｌxＡｓＰ型活性層１３の中央部の溝部内に積層さ
れており、その表面が基板１１の表面と同一になってい
る。
（ＬＥＤ）チップの第１実施例の底面（電極および光出
射面）図、（ｂ）はその断面図を示す。このＬＥＤチッ
プ１０は、底面に開口部を有する凹部１１ａが設けられ
た直方体状の基板１１を有する。該凹部１１ａは、基板
１１における対向端面間にわたって直線状に延びた溝状
になっている。該凹部１１ａは、対向する各内側面が内
奥側になるにつれて順次接近するように傾斜した断面台
形状をしており、該凹部１１ａ内にＰ−Ｇａ1-yＡｌyＡ
ｓＰ型クラッド層１２、Ｐ−Ｇａ1-xＡｌxＡｓＰ型活性
層１３及びＮ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＮ型クラッド層１４
が、内奥側から順番に積層されている。Ｐ−Ｇａ1-yＡ
ｌyＡｓＰ型クラッド層１２は、凹部１１ａの内奥面及
び傾斜した内側面に沿って積層されており、凹部１１ａ
と同様の断面形状となるように、中央部に直線状に延び
る溝部が形成されている。Ｐ−Ｇａ1-xＡｌxＡｓＰ型活
性層１３は、その溝部内に、Ｐ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＰ型
クラッド層１２の奥面及び内側面に沿って積層され、中
央部に直線状に延びる溝部が形成されている。さらに、
Ｎ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＮ型クラッド層１４はＰ−Ｇａ
1-xＡｌxＡｓＰ型活性層１３の中央部の溝部内に積層さ
れており、その表面が基板１１の表面と同一になってい
る。
【００２０】Ｎ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＮ型クラッド層１４
の中央部には、円板状のＮ側電極１５が取付られてお
り、また、基板１１の底面に於ける凹部１１ａの各側方
部分には、基板１１の各隅部それぞれに円板状のＰ側電
極１６が設けられている。
の中央部には、円板状のＮ側電極１５が取付られてお
り、また、基板１１の底面に於ける凹部１１ａの各側方
部分には、基板１１の各隅部それぞれに円板状のＰ側電
極１６が設けられている。
【００２１】このＬＥＤチップ１０の製造方法につい
て、以下順を追って説明する。まず、ＧａＡｓ基板１１
の底面側の一部をフォトリソグラフィ法と選択エッチン
グ液を用いてメサ型にエッチングし、基板１１における
対向端面間にわたって直線状に延びる溝状の凹部１１ａ
を形成する。凹部１１ａは、基板１１の底面に開口部を
有しており、内奥面が平坦であって、各側面が内奥側に
なるにつれて順次接近するように傾斜した断面メサ型に
形成されている。次に、該凹部１１ａの開口部が設けら
れた基板１１の底面側からエピタキシャル成長により、
Ｐ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＰ型クラッド層１２、Ｐ−Ｇａ
1-xＡｌxＡｓＰ型活性層１３、Ｎ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＮ
型クラッド層１４を、基板１１全体にわたって、順次、
成長させる（ｘ＞ｙ）。
て、以下順を追って説明する。まず、ＧａＡｓ基板１１
の底面側の一部をフォトリソグラフィ法と選択エッチン
グ液を用いてメサ型にエッチングし、基板１１における
対向端面間にわたって直線状に延びる溝状の凹部１１ａ
を形成する。凹部１１ａは、基板１１の底面に開口部を
有しており、内奥面が平坦であって、各側面が内奥側に
なるにつれて順次接近するように傾斜した断面メサ型に
形成されている。次に、該凹部１１ａの開口部が設けら
れた基板１１の底面側からエピタキシャル成長により、
Ｐ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＰ型クラッド層１２、Ｐ−Ｇａ
1-xＡｌxＡｓＰ型活性層１３、Ｎ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＮ
型クラッド層１４を、基板１１全体にわたって、順次、
成長させる（ｘ＞ｙ）。
【００２２】成長されたこれらの半導体層は、イオンビ
ームエッチング或いは化学エッチング等により基板の凸
面が露出するまで除去されて、凹部１１ａ内に積層され
た各半導体層はＧａＡｓ基板１１の凹部１１ａの周囲の
表面１１ｂと同一平面とされる。その後、Ｎ−Ｇａ1-y
ＡｌyＡｓＮ型クラッド層１４の中央部には、各ＬＥＤ
チップ１０毎に、ＡｕＧｅ／Ｎｉ製の円板状のＮ側電極
１５がスパッタリング法によって形成される。同様のス
パッタリング法によって、Ａｕ／Ｚｎ製の円板状のＰ側
電極１６が、各ＬＥＤチップ１０毎にそれぞれ形成され
る。Ｎ側電極１５は、Ｐ型活性層１３から発光せられる
光を透過させないために、出来る限り小さく形成するこ
とが望ましく、ボンディング可能な最小形状とされる。
このようにして、１枚のＧａＡｓ基板１１に多数のＬＥ
Ｄチップ１０が形成されると、最後に、スクライブ法や
ダイシング等によりＧａＡｓ基板１１が分割されて、個
々のＬＥＤチップ１０とされる。
ームエッチング或いは化学エッチング等により基板の凸
面が露出するまで除去されて、凹部１１ａ内に積層され
た各半導体層はＧａＡｓ基板１１の凹部１１ａの周囲の
表面１１ｂと同一平面とされる。その後、Ｎ−Ｇａ1-y
ＡｌyＡｓＮ型クラッド層１４の中央部には、各ＬＥＤ
チップ１０毎に、ＡｕＧｅ／Ｎｉ製の円板状のＮ側電極
１５がスパッタリング法によって形成される。同様のス
パッタリング法によって、Ａｕ／Ｚｎ製の円板状のＰ側
電極１６が、各ＬＥＤチップ１０毎にそれぞれ形成され
る。Ｎ側電極１５は、Ｐ型活性層１３から発光せられる
光を透過させないために、出来る限り小さく形成するこ
とが望ましく、ボンディング可能な最小形状とされる。
このようにして、１枚のＧａＡｓ基板１１に多数のＬＥ
Ｄチップ１０が形成されると、最後に、スクライブ法や
ダイシング等によりＧａＡｓ基板１１が分割されて、個
々のＬＥＤチップ１０とされる。
【００２３】このようなＬＥＤチップ１０のＮ側電極１
５及びＰ側電極１６に電圧が印加されると、Ｐ−Ｇａ
1-xＡｌxＡｓＰ型活性層１３に光が生じる。この光は、
図１（ｂ）に矢印Ａで示すように、ＧａＡｓ基板１１の
底面におけるＮ側電極１５が設けられた半導体層の表面
から出射される。このように光が出射される半導体層の
表面は、中央部にのみＮ側電極１５が設けられているた
めに、有効に光が取り出される。
５及びＰ側電極１６に電圧が印加されると、Ｐ−Ｇａ
1-xＡｌxＡｓＰ型活性層１３に光が生じる。この光は、
図１（ｂ）に矢印Ａで示すように、ＧａＡｓ基板１１の
底面におけるＮ側電極１５が設けられた半導体層の表面
から出射される。このように光が出射される半導体層の
表面は、中央部にのみＮ側電極１５が設けられているた
めに、有効に光が取り出される。
【００２４】このようなＬＥＤチップ１０は、例えば、
図２に示すようにして、リードフレーム２７に搭載され
る。ＬＥＤチップ１０のＮ側電極１５と各Ｐ側電極１６
には、Ａｕあるいは半田等によって形成されたバンプ２
５が設けられて、該バンプ２５を、銀ペースト２６を用
いて、熱或いは超音波圧着することによって、リードフ
レーム２７に接続されている。リードフレーム２７は、
接続されるＬＥＤチップ１０から出射される光を遮断し
ないように構成されている。従って、ＬＥＤチップ１０
から出射された光は、矢印Ａで示すようにリードフレー
ム２７間から有効に出射される。
図２に示すようにして、リードフレーム２７に搭載され
る。ＬＥＤチップ１０のＮ側電極１５と各Ｐ側電極１６
には、Ａｕあるいは半田等によって形成されたバンプ２
５が設けられて、該バンプ２５を、銀ペースト２６を用
いて、熱或いは超音波圧着することによって、リードフ
レーム２７に接続されている。リードフレーム２７は、
接続されるＬＥＤチップ１０から出射される光を遮断し
ないように構成されている。従って、ＬＥＤチップ１０
から出射された光は、矢印Ａで示すようにリードフレー
ム２７間から有効に出射される。
【００２５】本発明の発光ダイオードの第２実施例を、
図３（ａ）〜（ｃ）に示す。本実施例では、図１に示す
第１実施例のＬＥＤチップ１０において、凹部１１ａの
内奥部に設けられたＰ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＰ型クラッド
層１２が露出するように、基板１１の表面（光出射面）
側部分が切削されて光出射窓１９が形成されている。ま
た、凹部１１ａ内に積層された半導体層における基板１
１の底面（電極面）側の表面は、Ｎ側電極１５以外の部
分が、光反射層１８によって覆われている。従って、基
板１１から露出する半導体層の表面は、全体にわたっ
て、光が出射されないようになっている。光出射窓１９
の各側方に位置する基板１１部分の表面は、半導体層か
ら離れる方向へ傾斜している。
図３（ａ）〜（ｃ）に示す。本実施例では、図１に示す
第１実施例のＬＥＤチップ１０において、凹部１１ａの
内奥部に設けられたＰ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＰ型クラッド
層１２が露出するように、基板１１の表面（光出射面）
側部分が切削されて光出射窓１９が形成されている。ま
た、凹部１１ａ内に積層された半導体層における基板１
１の底面（電極面）側の表面は、Ｎ側電極１５以外の部
分が、光反射層１８によって覆われている。従って、基
板１１から露出する半導体層の表面は、全体にわたっ
て、光が出射されないようになっている。光出射窓１９
の各側方に位置する基板１１部分の表面は、半導体層か
ら離れる方向へ傾斜している。
【００２６】このＬＥＤチップ１０は、上記実施例１と
同様にして、１枚の基板上にＬＥＤチップ１０をそれぞ
れ形成し、その後にＥＢ蒸着法等により、例えばＡｌ2
Ｏ3膜等の光学的な反射膜が、基板１１の底面側全体に
形成される。Ｐ側電極１６及びＮ側電極１５上に形成さ
れた反射膜は、フォトリソグラフィ法とエッチング法を
用いて除去されて、光反射層１８が形成される。
同様にして、１枚の基板上にＬＥＤチップ１０をそれぞ
れ形成し、その後にＥＢ蒸着法等により、例えばＡｌ2
Ｏ3膜等の光学的な反射膜が、基板１１の底面側全体に
形成される。Ｐ側電極１６及びＮ側電極１５上に形成さ
れた反射膜は、フォトリソグラフィ法とエッチング法を
用いて除去されて、光反射層１８が形成される。
【００２７】また、ＧａＡｓ基板１１の表面側には、フ
ォトリソグラフィ法および選択エッチング液によって、
所定形状の光出射窓１９が形成される。最後にエッチン
グ法およびダイシング加工等により、ＧａＡｓ基板１１
から個々のＬＥＤチップ１０に分割されて、本実施例の
ＬＥＤチップが得られる。
ォトリソグラフィ法および選択エッチング液によって、
所定形状の光出射窓１９が形成される。最後にエッチン
グ法およびダイシング加工等により、ＧａＡｓ基板１１
から個々のＬＥＤチップ１０に分割されて、本実施例の
ＬＥＤチップが得られる。
【００２８】本実施例のＬＥＤチップ１０のＮ側電極１
５及びＰ側電極１６に電圧が印加されると、Ｐ−Ｇａ
1-xＡｌxＡｓＰ型活性層１３内から光が発生する。この
光は、図３（ｃ）に矢印Ｂで示すように、光出射窓１９
から出射される。光出射窓１９内には、基板１１の凹部
１１ａ内に積層された半導体層１２の平坦面が全体にわ
たって露出されているために、Ｐ−Ｇａ1-xＡｌxＡｓＰ
型活性層１３内に生じる光を効率よく出射させることが
できる。
５及びＰ側電極１６に電圧が印加されると、Ｐ−Ｇａ
1-xＡｌxＡｓＰ型活性層１３内から光が発生する。この
光は、図３（ｃ）に矢印Ｂで示すように、光出射窓１９
から出射される。光出射窓１９内には、基板１１の凹部
１１ａ内に積層された半導体層１２の平坦面が全体にわ
たって露出されているために、Ｐ−Ｇａ1-xＡｌxＡｓＰ
型活性層１３内に生じる光を効率よく出射させることが
できる。
【００２９】このようなＬＥＤチップ１０は、例えば図
４に示すように、プリント基板等の回路配線基板３１に
搭載される。ＬＥＤチップ１０の電極１５および１６に
は、Ａｕあるいは半田等により構成されたバンプ２５が
設けられており、各バンプ２５が、銀ペースト２６を用
いた熱或いは超音波圧着によって回路配線基板３１にお
ける回路配線に接続されている。このように、回路配線
基板３１に搭載されたＬＥＤチップ１０では、活性層１
３によって発生して、電極１５および１６が設けられた
回路配線基板３１側の表面側へと照射される光は、該チ
ップ表面に設けられた光反射膜１８によって反射され
て、矢印Ｂで示すように光出射窓１９から有効に出射さ
れる。
４に示すように、プリント基板等の回路配線基板３１に
搭載される。ＬＥＤチップ１０の電極１５および１６に
は、Ａｕあるいは半田等により構成されたバンプ２５が
設けられており、各バンプ２５が、銀ペースト２６を用
いた熱或いは超音波圧着によって回路配線基板３１にお
ける回路配線に接続されている。このように、回路配線
基板３１に搭載されたＬＥＤチップ１０では、活性層１
３によって発生して、電極１５および１６が設けられた
回路配線基板３１側の表面側へと照射される光は、該チ
ップ表面に設けられた光反射膜１８によって反射され
て、矢印Ｂで示すように光出射窓１９から有効に出射さ
れる。
【００３０】本発明の発光ダイオードの第３実施例を図
５（ａ）および（ｂ）に示す。本実施例に示すＬＥＤチ
ップ２０では、基板２１の材料として、禁制帯幅が大き
く光対して透明なＩｎＰ等が採用されており、ＩｎＰ基
板２１の表面側から光が出射されるようになっている。
本実施例のＬＥＤチップ２０は、前記第１実施例と同様
に、ＩｎＰ基板２１の底面側に開口する凹部２１ａが形
成されており、その凹部２１ａ内にＰ−ＩｎＰ型クラッ
ド層２２、Ｐ−ＩｎＧａＡｓＰＰ型活性層２３、Ｎ−Ｉ
ｎＰＮ型クラッド層２４がこの順に積層されている。
５（ａ）および（ｂ）に示す。本実施例に示すＬＥＤチ
ップ２０では、基板２１の材料として、禁制帯幅が大き
く光対して透明なＩｎＰ等が採用されており、ＩｎＰ基
板２１の表面側から光が出射されるようになっている。
本実施例のＬＥＤチップ２０は、前記第１実施例と同様
に、ＩｎＰ基板２１の底面側に開口する凹部２１ａが形
成されており、その凹部２１ａ内にＰ−ＩｎＰ型クラッ
ド層２２、Ｐ−ＩｎＧａＡｓＰＰ型活性層２３、Ｎ−Ｉ
ｎＰＮ型クラッド層２４がこの順に積層されている。
【００３１】Ｎ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＮ型クラッド層１４
の表面中央部には、Ｎ側電極１５が形成されており、Ｎ
−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＮ型クラッド層１４表面におけるＮ
側電極１５の周囲には、反射膜１８が設けられている。
そして、ＩｎＰ基板２１の凹部２１ａが開口する表面２
１ｂの４隅には、４個のＰ側電極１６がそれぞれ設けら
れている。
の表面中央部には、Ｎ側電極１５が形成されており、Ｎ
−Ｇａ1-yＡｌyＡｓＮ型クラッド層１４表面におけるＮ
側電極１５の周囲には、反射膜１８が設けられている。
そして、ＩｎＰ基板２１の凹部２１ａが開口する表面２
１ｂの４隅には、４個のＰ側電極１６がそれぞれ設けら
れている。
【００３２】本実施例のＬＥＤチップ２０では、禁制帯
幅の大きな透明のＩｎＰ基板２１が使用されているため
に、チップ構成基板内での光の吸収が低減されて、外部
量子効率が向上する。従って、図５（ｂ）に矢印Ｃで示
すように、ＩｎＰ基板２１の表面側から光が出射され
る。Ｐ−ＩｎＧａＡｓＰＰ型活性層２３からＩｎＰ基板
２１の底面側へと出射される光は、光反射膜１８によっ
て反射されるために、ＩｎＰ基板２１の表面側からは、
さらに効率よく光が出射される。
幅の大きな透明のＩｎＰ基板２１が使用されているため
に、チップ構成基板内での光の吸収が低減されて、外部
量子効率が向上する。従って、図５（ｂ）に矢印Ｃで示
すように、ＩｎＰ基板２１の表面側から光が出射され
る。Ｐ−ＩｎＧａＡｓＰＰ型活性層２３からＩｎＰ基板
２１の底面側へと出射される光は、光反射膜１８によっ
て反射されるために、ＩｎＰ基板２１の表面側からは、
さらに効率よく光が出射される。
【００３３】このような構成のＬＥＤチップ２０は、図
６に示すように、回路配線基板３１に搭載される。ＬＥ
Ｄチップ２０のＮ側電極１５および各Ｐ側電極１６に
は、Ａｕあるいは半田等によって形成されたバンプ２５
が設けられており、バンプ２５は銀ペースト２６を用い
て、熱或いは超音波圧着により、回路配線基板３１の回
路配線２８に接続されている。このようにして回路配線
基板３１に搭載されたＬＥＤチップ２０は、第２実施例
と同様に、回路配線基板３１側へは光が出射されず、光
反射膜１８によって反射された光が、矢印Ｃで示すよう
に、ＩｎＰ基板２１の表面から有効に出射される。
６に示すように、回路配線基板３１に搭載される。ＬＥ
Ｄチップ２０のＮ側電極１５および各Ｐ側電極１６に
は、Ａｕあるいは半田等によって形成されたバンプ２５
が設けられており、バンプ２５は銀ペースト２６を用い
て、熱或いは超音波圧着により、回路配線基板３１の回
路配線２８に接続されている。このようにして回路配線
基板３１に搭載されたＬＥＤチップ２０は、第２実施例
と同様に、回路配線基板３１側へは光が出射されず、光
反射膜１８によって反射された光が、矢印Ｃで示すよう
に、ＩｎＰ基板２１の表面から有効に出射される。
【００３４】また、本発明における実施例１のＬＥＤチ
ップをプリント基板等の回路配線基板上に実装するよう
にしてもよく、また、実施例２および３のＬＥＤチップ
をリードフレーム上に搭載してもよい。
ップをプリント基板等の回路配線基板上に実装するよう
にしてもよく、また、実施例２および３のＬＥＤチップ
をリードフレーム上に搭載してもよい。
【００３５】
【発明の効果】本発明の発光ダイオードは、外部との電
気的な結合を得るために設けられるＰ側およびＮ側の電
極が、同一平面上に形成されているために、この部分に
バンプを設けてダイレクトに他の回路上にボンディング
できる。従って、従来使用していたＡｕワイヤー等によ
るボンディングが不要となるために、チップの保護等の
目的で使用される樹脂の応力による影響を受けることが
なく、ワイヤー断線等の不良のない高信頼性の製品を提
供することができる。また、従来より用いられていた外
部配線回路上の２次側ワイヤーボンディング用パッドを
設ける必要がないために、ケースサイズをコンパクト化
することができる。さらに、チップ面に対して張力が均
等に加わるように電極パッドを設計することにより、ダ
イボンディングの際のマンハッタン現象が発生すること
も防止できる。
気的な結合を得るために設けられるＰ側およびＮ側の電
極が、同一平面上に形成されているために、この部分に
バンプを設けてダイレクトに他の回路上にボンディング
できる。従って、従来使用していたＡｕワイヤー等によ
るボンディングが不要となるために、チップの保護等の
目的で使用される樹脂の応力による影響を受けることが
なく、ワイヤー断線等の不良のない高信頼性の製品を提
供することができる。また、従来より用いられていた外
部配線回路上の２次側ワイヤーボンディング用パッドを
設ける必要がないために、ケースサイズをコンパクト化
することができる。さらに、チップ面に対して張力が均
等に加わるように電極パッドを設計することにより、ダ
イボンディングの際のマンハッタン現象が発生すること
も防止できる。
【００３６】上面発光タイプのチップは、電極形成面と
反対側の発光面である基板材料を加工して光を放出する
ようにすることにより、光の出射面である上面に電極が
存在せず、また、下部基板面に光を反射する層を設けて
いるために、従来の上面に電極を形成するタイプに比べ
て光利用効率が著しく向上する。
反対側の発光面である基板材料を加工して光を放出する
ようにすることにより、光の出射面である上面に電極が
存在せず、また、下部基板面に光を反射する層を設けて
いるために、従来の上面に電極を形成するタイプに比べ
て光利用効率が著しく向上する。
【図１】（ａ）は本発明の発光ダイオードの第１実施例
を示す底面（電極面および光出射面）図、（ｂ）はその
断面図。
を示す底面（電極面および光出射面）図、（ｂ）はその
断面図。
【図２】図１の発光ダイオードをリードフレームに搭載
した状態を示す断面図。
した状態を示す断面図。
【図３】（ａ）は本発明の発光ダイオードの第２実施例
を示す底面（電極面）図、（ｂ）はその反対の光出射面
側表面図、（ｃ）はその断面図。
を示す底面（電極面）図、（ｂ）はその反対の光出射面
側表面図、（ｃ）はその断面図。
【図４】図３の発光ダイオードを回路配線基板に搭載し
た状態を示す断面図。
た状態を示す断面図。
【図５】（ａ）は本発明の発光ダイオードの第３実施例
を示す底面図、（ｂ）はその断面図。
を示す底面図、（ｂ）はその断面図。
【図６】図５の発光ダイオードを回路配線基板に搭載し
た状態を示す断面図。
た状態を示す断面図。
【図７】（ａ）は従来の発光ダイオードの実施例を示す
上面（光出射面）図、（ｂ）はその断面図。
上面（光出射面）図、（ｂ）はその断面図。
【図８】図７の発光ダイオードを回路配線基板に搭載し
た状態を示す断面図。
た状態を示す断面図。
１０ ＬＥＤチップ １１ ＧａＡｓ基板 １１ａ 凹部 １２ Ｐ型クラッド層（Ｐ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓ） １３ Ｐ型活性層（Ｐ−Ｇａ1-xＡｌxＡｓ） １４ Ｎ型クラッド層（Ｎ−Ｇａ1-yＡｌyＡｓ） １５ Ｎ側電極（ＡｕＧｅ／Ｎｉ） １６ Ｐ側電極（Ａｕ／Ｚｎ） １８ 光反射層（Ａｌ2Ｏ3） １９ 光出射窓 ２１ ＩｎＰ基板 ２１ａ 凹部 ２１ｂ 側縁面 ２２ Ｐ型クラッド層（Ｐ−ＩｎＰ） ２３ Ｐ型活性層（Ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ） ２４ Ｎ型クラッド層（Ｎ−ＩｎＰ） ２５ バンプ ２６ 銀ペースト ２７ リードフレーム ２８ 回路配線 ３１ 回路配線基板
Claims (6)
- 【請求項１】 一方の表面に開口する凹部を有する基板
と、 一対のクラッド層に挟まれた活性層を有し該基板の凹部
内に積層された半導体層と、 該基板の該凹部における開口が設けられた表面の側方に
配置された第１電極と、 該基板の凹部内に積層された該半導体層の表面に配置さ
れており、前記第１電極とは反対極性の第２電極と、 を具備する発光ダイオード。 - 【請求項２】 前記第２電極は、前記半導体層の表面か
ら光が出射し得るように、該半導体層の表面が露出する
ように配置された請求項１に記載の発光ダイオード。 - 【請求項３】 前記基板における凹部の開口が形成され
た表面とは反対側の表面から前記半導体層に達するよう
に、該半導体層から出射される光が透過する光出射窓が
形成されている請求項１に記載の発光ダイオード。 - 【請求項４】 前記光出射窓の内部が中空である請求項
３に記載の発光ダイオード。 - 【請求項５】 前記基板における凹部の開口が形成され
た表面とは反対側の表面から光から光が出射されるよう
に、該基板材料が光透過性である請求項３に記載の発光
ダイオード。 - 【請求項６】 前記第１電極及び第２電極は、バンプに
よって、回路基板における回路配線に直接搭載される請
求項１に記載の発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15969292A JP3365787B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | Ｌｅｄチップ実装部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15969292A JP3365787B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | Ｌｅｄチップ実装部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065914A true JPH065914A (ja) | 1994-01-14 |
| JP3365787B2 JP3365787B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=15699237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15969292A Expired - Fee Related JP3365787B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | Ｌｅｄチップ実装部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3365787B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6433793B1 (en) * | 1998-04-24 | 2002-08-13 | Nec Corporation | Scrolling system of a display image |
| JP2003258300A (ja) * | 2002-02-28 | 2003-09-12 | Rohm Co Ltd | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| JP2006135321A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Lg Electron Inc | 発光素子及びその製造方法 |
| JP2007251168A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-27 | Lg Innotek Co Ltd | 発光素子及びその製造方法 |
| JP2009302542A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Samsung Electronics Co Ltd | 発光素子、発光素子を含む発光装置、発光素子の製造方法および発光素子を含む発光装置の製造方法 |
| JP2014209656A (ja) * | 1996-07-29 | 2014-11-06 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置と表示装置 |
| KR101497953B1 (ko) * | 2008-10-01 | 2015-03-05 | 삼성전자 주식회사 | 광추출 효율이 향상된 발광 소자, 이를 포함하는 발광 장치, 상기 발광 소자 및 발광 장치의 제조 방법 |
-
1992
- 1992-06-18 JP JP15969292A patent/JP3365787B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014209656A (ja) * | 1996-07-29 | 2014-11-06 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置と表示装置 |
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| JP4565391B2 (ja) * | 2004-11-08 | 2010-10-20 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | 発光素子及びその製造方法 |
| JP2007251168A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-27 | Lg Innotek Co Ltd | 発光素子及びその製造方法 |
| JP2009302542A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Samsung Electronics Co Ltd | 発光素子、発光素子を含む発光装置、発光素子の製造方法および発光素子を含む発光装置の製造方法 |
| US8975656B2 (en) | 2008-06-13 | 2015-03-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light emitting elements, light emitting devices including light emitting elements and methods of manufacturing such light emitting elements and/or device |
| KR101497953B1 (ko) * | 2008-10-01 | 2015-03-05 | 삼성전자 주식회사 | 광추출 효율이 향상된 발광 소자, 이를 포함하는 발광 장치, 상기 발광 소자 및 발광 장치의 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3365787B2 (ja) | 2003-01-14 |
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