JPH07183573A - 端面発光型発光ダイオード - Google Patents
端面発光型発光ダイオードInfo
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- JPH07183573A JPH07183573A JP32899093A JP32899093A JPH07183573A JP H07183573 A JPH07183573 A JP H07183573A JP 32899093 A JP32899093 A JP 32899093A JP 32899093 A JP32899093 A JP 32899093A JP H07183573 A JPH07183573 A JP H07183573A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本来の光出射端面以外の発光ダイオードの表面
から出射される光を少なくすることのできる発光ダイオ
ードを提供すること。 【構成】発光ダイオードの半導体層(14)の表面は電
極(6a)と接している領域を除いて絶縁膜(5)で覆
われ、光出射端面(3)は光学的反射膜で覆われてな
く、半導体基板(1)に対して略平行である上面、光出
射端面と対向する後方端面及び光出射端面後方端面以外
の半導体基板に対して平行でない発光ダイオードの側面
が、光学的反射膜で覆われている。
から出射される光を少なくすることのできる発光ダイオ
ードを提供すること。 【構成】発光ダイオードの半導体層(14)の表面は電
極(6a)と接している領域を除いて絶縁膜(5)で覆
われ、光出射端面(3)は光学的反射膜で覆われてな
く、半導体基板(1)に対して略平行である上面、光出
射端面と対向する後方端面及び光出射端面後方端面以外
の半導体基板に対して平行でない発光ダイオードの側面
が、光学的反射膜で覆われている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は端面発光型発光ダイオー
ドに関する。
ドに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体基板上に端面型光デバイスを集積
化する場合、電気的、光学的に素子分離を行う必要があ
るこの素子分離のための1つの方法として、少なくとも
活性領域より深くエッチングすることにより、素子分離
領域を形成する方法がある。
化する場合、電気的、光学的に素子分離を行う必要があ
るこの素子分離のための1つの方法として、少なくとも
活性領域より深くエッチングすることにより、素子分離
領域を形成する方法がある。
【0003】発光ダイオード(LED)アレイの素子分
離にこの素子分離方法を用いた場合には、本来、光を取
り出し機能させようとする面以外のエッチングで形成さ
れた側面からも光が出射される。
離にこの素子分離方法を用いた場合には、本来、光を取
り出し機能させようとする面以外のエッチングで形成さ
れた側面からも光が出射される。
【0004】この本来の光出射面以外からの光は、迷光
となり種々の問題を引き起こす。例えば、このLEDア
レイを光学式プリンターの光源として用いた場合には、
この迷光は印刷された画像上でフレアを生じさせ、画質
の低下を引き起こす。
となり種々の問題を引き起こす。例えば、このLEDア
レイを光学式プリンターの光源として用いた場合には、
この迷光は印刷された画像上でフレアを生じさせ、画質
の低下を引き起こす。
【0005】そこで、従来技術として図7に示すような
LEDアレイデバイスが提案されている。図7において
LED領域は、ダブルヘテロ構造の結晶成長層である符
号1−1〜1−6で示す領域をエッチングすることによ
り素子分離され、形成されている。
LEDアレイデバイスが提案されている。図7において
LED領域は、ダブルヘテロ構造の結晶成長層である符
号1−1〜1−6で示す領域をエッチングすることによ
り素子分離され、形成されている。
【0006】エッチング深さは、基板と同じ導電型のク
ラッド層1−3より下部に至っている。このエッチング
により形成された側面の内、本来の光出射面1−12と
概ね垂直である側面は絶縁膜1−14を介して光学的反
射膜1−9で覆われている。LED上部の個別電極1−
7は結晶成長層の最上層であるキャップ層1−6上に形
成されている。
ラッド層1−3より下部に至っている。このエッチング
により形成された側面の内、本来の光出射面1−12と
概ね垂直である側面は絶縁膜1−14を介して光学的反
射膜1−9で覆われている。LED上部の個別電極1−
7は結晶成長層の最上層であるキャップ層1−6上に形
成されている。
【0007】配線1−8は個別電極とコンタクト領域で
接しており、コンタクト領域以外では絶縁膜上に形成さ
れている。この配線はLED上部のコンタクト領域か
ら、LED本来の光出射面と対向する後方端面を通り、
LED後方の結晶成長層がエッチングされたフィールド
領域を通り、ワイヤーボンディング用パッドに至ってい
る。基板の下側に共通電極1−10が形成されている。
接しており、コンタクト領域以外では絶縁膜上に形成さ
れている。この配線はLED上部のコンタクト領域か
ら、LED本来の光出射面と対向する後方端面を通り、
LED後方の結晶成長層がエッチングされたフィールド
領域を通り、ワイヤーボンディング用パッドに至ってい
る。基板の下側に共通電極1−10が形成されている。
【0008】従来技術では、各発光ダイオードにおい
て、本来の光出射端面は絶縁膜及び光学的反射膜が形成
されておらず、また、本来の後方端面は光学的反射膜が
それぞれ形成されておらず、更に、本来の光出射面に対
して概ね垂直な2つの側面は全て絶縁膜を介して光学的
反射膜が形成されている。
て、本来の光出射端面は絶縁膜及び光学的反射膜が形成
されておらず、また、本来の後方端面は光学的反射膜が
それぞれ形成されておらず、更に、本来の光出射面に対
して概ね垂直な2つの側面は全て絶縁膜を介して光学的
反射膜が形成されている。
【0009】このような素子を形成することは、素子製
作上、非常に困難である。即ち、通常の素子は成膜、フ
ォトリソ、エッチング或はリフトオフ等の工程の繰返し
で製作されていく。
作上、非常に困難である。即ち、通常の素子は成膜、フ
ォトリソ、エッチング或はリフトオフ等の工程の繰返し
で製作されていく。
【0010】そのため、複数回のフォトリソ工程間で
は、フォトマスク合わせの際のアライメント誤差が生じ
る。従って、従来技術の図7の凸型のLEDに対して、
絶縁膜及び光学的反射膜の端部は、基板面と平行な方向
に多少の位置ずれを起こしていることが多い。
は、フォトマスク合わせの際のアライメント誤差が生じ
る。従って、従来技術の図7の凸型のLEDに対して、
絶縁膜及び光学的反射膜の端部は、基板面と平行な方向
に多少の位置ずれを起こしていることが多い。
【0011】その結果、本来の光出射面の一部が光学的
反射膜で覆われたり、本来光を遮りたい本来の光出射面
に対して概ね垂直な側面の一部が光学的反射面で覆われ
なくなったりする。更に、光学的反射膜が金属膜の場合
には、絶縁膜に覆われていない側面の一部が光学的反射
膜で覆われることにより、隣接ビット間の短絡が生じる
ことがある。
反射膜で覆われたり、本来光を遮りたい本来の光出射面
に対して概ね垂直な側面の一部が光学的反射面で覆われ
なくなったりする。更に、光学的反射膜が金属膜の場合
には、絶縁膜に覆われていない側面の一部が光学的反射
膜で覆われることにより、隣接ビット間の短絡が生じる
ことがある。
【0012】更には、後方端面が光学的反射膜で覆われ
ていないために、この後方端面から出た光が迷光となる
という問題がある。
ていないために、この後方端面から出た光が迷光となる
という問題がある。
【0013】また、本来の光出射面が絶縁膜で覆われて
いないことにより、半導体面の端面劣化が進み、LED
の寿命を短くすることになる。更に、従来技術では、個
別電極と配線及び光学的反射膜が各々別の工程により形
成されている。従って、成膜・フォトリソ・パターニン
グ等が各々3回必要となり、工程が複雑となる。
いないことにより、半導体面の端面劣化が進み、LED
の寿命を短くすることになる。更に、従来技術では、個
別電極と配線及び光学的反射膜が各々別の工程により形
成されている。従って、成膜・フォトリソ・パターニン
グ等が各々3回必要となり、工程が複雑となる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、各
発光ダイオードの本来の光出射面と概ね垂直である側面
を光学的反射膜で覆うことにより、この側面からの光出
射を遮っている。しかし、本来の光出射面と対向する後
方端面においては配線以外は光学的反射膜で覆われてお
らず、光出射が生じる。
発光ダイオードの本来の光出射面と概ね垂直である側面
を光学的反射膜で覆うことにより、この側面からの光出
射を遮っている。しかし、本来の光出射面と対向する後
方端面においては配線以外は光学的反射膜で覆われてお
らず、光出射が生じる。
【0015】この後方端面から出射された光は本来の光
出射面からの光出射方向と反対方向にあるデバイス後部
のワイヤー等に反射し、迷光となる。この結果、光学式
プリンターの光源として用いた場合には、画質の低下を
引き起こす。
出射面からの光出射方向と反対方向にあるデバイス後部
のワイヤー等に反射し、迷光となる。この結果、光学式
プリンターの光源として用いた場合には、画質の低下を
引き起こす。
【0016】本発明は、迷光の原因となる、本来の光出
射端面以外の発光ダイオードの表面から出射される光を
少なくすることのできる端面発光型発光ダイオードを提
供することを目的とする。
射端面以外の発光ダイオードの表面から出射される光を
少なくすることのできる端面発光型発光ダイオードを提
供することを目的とする。
【0017】更に、前記課題を解決しつつ、容易にデバ
イス製作が可能でかつ、長寿命なデバイスも同時に提供
することを目的とする。
イス製作が可能でかつ、長寿命なデバイスも同時に提供
することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次の構成とした。 (1).半導体基板上に少なくとも1つ以上、光出射端
面が一列以上配置され、ドット分割動作可能な端面発光
型発光ダイオードデバイスにおいて、各発光ダイオード
の半導体層の表面は電極と接している領域を除いて絶縁
膜で覆い、各発光ダイオードの光出射端面を光学的反射
膜で覆わず、各発光ダイオードの、半導体基板に対して
概ね平行である上面、光出射端面と対向する後方端面及
び光出射端面と後方端面以外の半導体基板に対して平行
でない各発光ダイオードの側面を、光学的反射膜で覆う
こととした(請求項1)。
め、本発明は次の構成とした。 (1).半導体基板上に少なくとも1つ以上、光出射端
面が一列以上配置され、ドット分割動作可能な端面発光
型発光ダイオードデバイスにおいて、各発光ダイオード
の半導体層の表面は電極と接している領域を除いて絶縁
膜で覆い、各発光ダイオードの光出射端面を光学的反射
膜で覆わず、各発光ダイオードの、半導体基板に対して
概ね平行である上面、光出射端面と対向する後方端面及
び光出射端面と後方端面以外の半導体基板に対して平行
でない各発光ダイオードの側面を、光学的反射膜で覆う
こととした(請求項1)。
【0019】(2).半導体基板上に少なくとも1つ以
上、光出射端面が一列以上配置され、ドット分割動作可
能な端面発光型発光ダイオードデバイスにおいて、各発
光ダイオードの半導体層の表面を、電極と接している領
域を除いて絶縁膜で覆い、各発光ダイオードの光出射端
面の幅を、光出射端面と対向する後方端面の幅より大き
くした(請求項2)。
上、光出射端面が一列以上配置され、ドット分割動作可
能な端面発光型発光ダイオードデバイスにおいて、各発
光ダイオードの半導体層の表面を、電極と接している領
域を除いて絶縁膜で覆い、各発光ダイオードの光出射端
面の幅を、光出射端面と対向する後方端面の幅より大き
くした(請求項2)。
【0020】(3).半導体基板上に少なくとも1つ以
上、光出射端面が一列以上配置され、ドット分割動作可
能な端面発光型発光ダイオードデバイスにおいて、各発
光ダイオードの半導体層の表面は電極と接している領域
を除いて絶縁膜で覆い、各発光ダイオードの光出射端面
を光学的反射膜で覆わず、各発光ダイオードの、半導体
基板に対して概ね平行である上面、光出射端面と対向す
る後方端面及び光出射端面と後方端面以外の半導体基板
に対して平行でない各発光ダイオードの側面を、光学的
反射膜で覆い、且つ、光出射端面の幅を、後方端面の幅
より大きくした(請求項3)。
上、光出射端面が一列以上配置され、ドット分割動作可
能な端面発光型発光ダイオードデバイスにおいて、各発
光ダイオードの半導体層の表面は電極と接している領域
を除いて絶縁膜で覆い、各発光ダイオードの光出射端面
を光学的反射膜で覆わず、各発光ダイオードの、半導体
基板に対して概ね平行である上面、光出射端面と対向す
る後方端面及び光出射端面と後方端面以外の半導体基板
に対して平行でない各発光ダイオードの側面を、光学的
反射膜で覆い、且つ、光出射端面の幅を、後方端面の幅
より大きくした(請求項3)。
【0021】
【作用】迷光の原因となる、光出射端面以外の部分から
の光は光学的反射膜により遮られる。
の光は光学的反射膜により遮られる。
【0022】電極、配線、ボンディングパッドを同一材
料、同一工程で製作することにより、かつ、配線が光学
的反射膜を兼ねることにより、フォトリソグラフィー,
エッチング工程のエッチングが容易となる。即ち、素子
製作が容易となる。
料、同一工程で製作することにより、かつ、配線が光学
的反射膜を兼ねることにより、フォトリソグラフィー,
エッチング工程のエッチングが容易となる。即ち、素子
製作が容易となる。
【0023】光出射端面を含めたLEDのP−N接合部
分が絶縁膜で覆われることにより端面劣化が少なくな
り、素子の長寿命化が可能となる。
分が絶縁膜で覆われることにより端面劣化が少なくな
り、素子の長寿命化が可能となる。
【0024】
〔請求項1に対応する説明〕請求項1の発明の構成を説
明する。半導体基板上に、凸型の、化合物半導体からな
る層構造を有する端面型発光ダイオードが少なくとも一
つ以上形成されている。各発光ダイオードは、分離溝及
び発光ダイオードが形成されていないフィールド領域
で、光学的、電気的に分離されている。即ち、各発光ダ
イオードの活性層は分離溝及びフィールド領域で分離さ
れている。
明する。半導体基板上に、凸型の、化合物半導体からな
る層構造を有する端面型発光ダイオードが少なくとも一
つ以上形成されている。各発光ダイオードは、分離溝及
び発光ダイオードが形成されていないフィールド領域
で、光学的、電気的に分離されている。即ち、各発光ダ
イオードの活性層は分離溝及びフィールド領域で分離さ
れている。
【0025】各発光ダイオードの光出射端面は、半導体
基板に対して平行でない面上に形成されている。各発光
ダイオードの半導体の表面は、その上面の上部電極が形
成されている領域を除いて、絶縁膜で覆われている。
基板に対して平行でない面上に形成されている。各発光
ダイオードの半導体の表面は、その上面の上部電極が形
成されている領域を除いて、絶縁膜で覆われている。
【0026】各発光ダイオードの半導体層の最上層は上
部電極と接している。各発光ダイオードの光出射端面に
対向する後方端面、及び各発光ダイオードの光出射端面
と後方端面以外の半導体基板に対して平行でない側面
は、全て絶縁膜を介して光学的反射膜で覆われている。
更に、半導体基板に対して概ね平行である各発光ダイオ
ードの上面は、上部電極を含めて光学的反射膜で覆われ
ている。
部電極と接している。各発光ダイオードの光出射端面に
対向する後方端面、及び各発光ダイオードの光出射端面
と後方端面以外の半導体基板に対して平行でない側面
は、全て絶縁膜を介して光学的反射膜で覆われている。
更に、半導体基板に対して概ね平行である各発光ダイオ
ードの上面は、上部電極を含めて光学的反射膜で覆われ
ている。
【0027】半導体基板上の発光ダイオードが形成され
ていないフィールド領域は、チップに分離するためのラ
インを除いて絶縁膜で覆われている。半導体基板上以外
の領域から電流を注入するためのボンディングパッド
が、前記フィールド領域に絶縁膜を介して形成されてい
る。各発光ダイオードの上部電極とボンディングパッド
を繋ぐ配線が、フィールド領域及び各発光ダイオードの
表面に形成されている。これら上部電極、配線及びボン
ディングパッドは金属膜であり、同一或は複数工程で形
成される金属膜のいずれでもよい。
ていないフィールド領域は、チップに分離するためのラ
インを除いて絶縁膜で覆われている。半導体基板上以外
の領域から電流を注入するためのボンディングパッド
が、前記フィールド領域に絶縁膜を介して形成されてい
る。各発光ダイオードの上部電極とボンディングパッド
を繋ぐ配線が、フィールド領域及び各発光ダイオードの
表面に形成されている。これら上部電極、配線及びボン
ディングパッドは金属膜であり、同一或は複数工程で形
成される金属膜のいずれでもよい。
【0028】半導体基板の裏面には裏面電極が形成され
ている。本発明の発光ダイオードは、電流が外部よりボ
ンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入さ
れ、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面より
外部に取り出される。
ている。本発明の発光ダイオードは、電流が外部よりボ
ンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入さ
れ、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面より
外部に取り出される。
【0029】以下、図面により説明する。図1(a)は
図2の発光ダイオード、配線、パッド領域の拡大斜視図
である。図1(b)は図1(a)のA−A’線を通る切
断面の断面図である。図2は本実施例の斜視図である。
図2の発光ダイオード、配線、パッド領域の拡大斜視図
である。図1(b)は図1(a)のA−A’線を通る切
断面の断面図である。図2は本実施例の斜視図である。
【0030】これらの図において、凸型の端面発光型発
光ダイオード2が複数個、半導体基板1上に形成されて
いる。この半導体基板1はn型GaAsからなる。半導
体基板1の裏面に設けられているのは、裏面電極9で、
Au−Ge/Ni/Auにより形成されている。
光ダイオード2が複数個、半導体基板1上に形成されて
いる。この半導体基板1はn型GaAsからなる。半導
体基板1の裏面に設けられているのは、裏面電極9で、
Au−Ge/Ni/Auにより形成されている。
【0031】各発光ダイオードの光出射端面3及びこの
光出射端面3に対向する後方端面8は、半導体基板面1
に対して概ね垂直な面上に形成されている。各発光ダイ
オードの光出射端面3と後方端面8以外の側面は、デバ
イス上方から見ることのできる角度をもって形成されて
いる。
光出射端面3に対向する後方端面8は、半導体基板面1
に対して概ね垂直な面上に形成されている。各発光ダイ
オードの光出射端面3と後方端面8以外の側面は、デバ
イス上方から見ることのできる角度をもって形成されて
いる。
【0032】この発光ダイオード2は、図1(b)に示
すように、半導体基板1上に、下層からn型AlxGa
1-xAsからなる下部クラッド層11、AlyGa1-yA
sからなる活性層12、p型AlxGa1-xAsからなる
上部クラッド層13、p型GaAsからなるキャップ層
14の順で形成された積層構造となっている。ここでx
>yである。
すように、半導体基板1上に、下層からn型AlxGa
1-xAsからなる下部クラッド層11、AlyGa1-yA
sからなる活性層12、p型AlxGa1-xAsからなる
上部クラッド層13、p型GaAsからなるキャップ層
14の順で形成された積層構造となっている。ここでx
>yである。
【0033】各発光ダイオード2は、下部クラッド層1
1をより基板側で分離溝、フィールド領域が形成されて
いることにより、電気的、光学的に素子分離されてい
る。各発光ダイオード2の半導体層の表面は上部電極6
aと接している領域、即ちコンタクトホール4の領域を
除いて、絶縁膜5であるSiO2で覆われている。
1をより基板側で分離溝、フィールド領域が形成されて
いることにより、電気的、光学的に素子分離されてい
る。各発光ダイオード2の半導体層の表面は上部電極6
aと接している領域、即ちコンタクトホール4の領域を
除いて、絶縁膜5であるSiO2で覆われている。
【0034】各発光ダイオードの最上層であるp型Ga
Asキャップ層14の表面は上部電極6aと接してい
る。各発光ダイオード2の上部電極6aは、各発光ダイ
オード2に電流を注入するための配線部6b、ワイヤー
ボンディングパッド6cと同一の材料、工程で形成され
ている。上部電極6a、配線部6b、ワイヤーボンディ
ングパッド6cはAl膜で形成されている。
Asキャップ層14の表面は上部電極6aと接してい
る。各発光ダイオード2の上部電極6aは、各発光ダイ
オード2に電流を注入するための配線部6b、ワイヤー
ボンディングパッド6cと同一の材料、工程で形成され
ている。上部電極6a、配線部6b、ワイヤーボンディ
ングパッド6cはAl膜で形成されている。
【0035】ここで、光出射端面3はAl膜で覆われて
いない。各発光ダイオード2の上面(キャップ層14の
表面)、光出射端面3以外の後方端面8及び側面(A−
A’線方向で対向する側面)はAl膜で完全に覆われて
いる。このAl膜は光学的な反射膜である。従って、各
発光ダイオードの上面、後方端面及び側面から出射する
光を遮ることができる。この結果、全体の出射光に占め
る迷光の割合が少なくなる。
いない。各発光ダイオード2の上面(キャップ層14の
表面)、光出射端面3以外の後方端面8及び側面(A−
A’線方向で対向する側面)はAl膜で完全に覆われて
いる。このAl膜は光学的な反射膜である。従って、各
発光ダイオードの上面、後方端面及び側面から出射する
光を遮ることができる。この結果、全体の出射光に占め
る迷光の割合が少なくなる。
【0036】本例のデバイスの製造方法は次の通りであ
る。有機金属気相成長法(MO−CVD法)を用いて、
n型GaAs基板上に、下層からn型AlXGa1-XAs
からなる下部クラッド層11、AlyGa1-yAsからな
る活性層12、p型AlxGa1-xAsからなる上部クラ
ッド層13、p型GaAsからなるキャップ層14の順
で結晶成長を行う。ここで、x>yである。
る。有機金属気相成長法(MO−CVD法)を用いて、
n型GaAs基板上に、下層からn型AlXGa1-XAs
からなる下部クラッド層11、AlyGa1-yAsからな
る活性層12、p型AlxGa1-xAsからなる上部クラ
ッド層13、p型GaAsからなるキャップ層14の順
で結晶成長を行う。ここで、x>yである。
【0037】次に、2回のフォトリソグラフィー、エッ
チング工程により、フィールド領域を形成する。即ち、
最初のエッチングマスクを用いてウェットエッチングに
より各発光ダイオードの側面を形成し、2回目のエッチ
ングマスクを用いてドライエッチングにより各発光ダイ
オードの光出射端面及び後方端面を形成する。この2回
のエッチング工程においていずれも、下部クラッド層よ
り下のn型GaAs基板までエッチングを行う。
チング工程により、フィールド領域を形成する。即ち、
最初のエッチングマスクを用いてウェットエッチングに
より各発光ダイオードの側面を形成し、2回目のエッチ
ングマスクを用いてドライエッチングにより各発光ダイ
オードの光出射端面及び後方端面を形成する。この2回
のエッチング工程においていずれも、下部クラッド層よ
り下のn型GaAs基板までエッチングを行う。
【0038】次に、SiO2膜をプラズマCVD法を用
いて堆積する。その後、フォトリソグラフィー工程、エ
ッチング工程を経てコンタクトホールを形成する。次
に、Al膜を蒸着法を用いて堆積する。この時、蒸着粒
子の半導体基板への入射角が0°より大きくなるよう
に、且つ蒸着源から後方端面が見通せる、即ち光出射端
面が蒸着粒子の影となるように蒸着を行う。
いて堆積する。その後、フォトリソグラフィー工程、エ
ッチング工程を経てコンタクトホールを形成する。次
に、Al膜を蒸着法を用いて堆積する。この時、蒸着粒
子の半導体基板への入射角が0°より大きくなるよう
に、且つ蒸着源から後方端面が見通せる、即ち光出射端
面が蒸着粒子の影となるように蒸着を行う。
【0039】更に、フォトリソグラフィー工程、エッチ
ング工程を経て、上部電極、配線部、ワイヤーボンディ
ングパッドが形成される。その後、アニールを行い、最
後に、裏面にAu−Ge/Ni/Auを蒸着、アニール
を行い、裏面電極を形成する。
ング工程を経て、上部電極、配線部、ワイヤーボンディ
ングパッドが形成される。その後、アニールを行い、最
後に、裏面にAu−Ge/Ni/Auを蒸着、アニール
を行い、裏面電極を形成する。
【0040】本例の発光ダイオードは、電流が外部より
ボンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入
され、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面よ
り外部に取り出される。
ボンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入
され、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面よ
り外部に取り出される。
【0041】本例のように、電極、配線、ボンディング
パッドを同一材料、同一工程で製作することにより、か
つ、配線が光学的反射膜を兼ねることにより、フォトリ
ソグラフィー,エッチング工程のエッチングが容易とな
る。即ち、素子製作が容易となる。更に、光出射端面を
含めたLEDのP−N接合部分が絶縁膜で覆われること
により端面劣化が少なくなり、素子の長寿命化が可能と
なる。
パッドを同一材料、同一工程で製作することにより、か
つ、配線が光学的反射膜を兼ねることにより、フォトリ
ソグラフィー,エッチング工程のエッチングが容易とな
る。即ち、素子製作が容易となる。更に、光出射端面を
含めたLEDのP−N接合部分が絶縁膜で覆われること
により端面劣化が少なくなり、素子の長寿命化が可能と
なる。
【0042】〔請求項2に対応する説明〕請求項2の発
明の構成を説明する。半導体基板上に、凸型の、化合物
半導体からなる層構造を有する端面型発光ダイオードが
少なくとも一つ以上形成されている。各発光ダイオード
は、分離溝及び発光ダイオードが形成されていないフィ
ールド領域で、光学的、電気的に分離されている。即
ち、各発光ダイオードの活性層は分離溝及びフィールド
領域で分離されている。
明の構成を説明する。半導体基板上に、凸型の、化合物
半導体からなる層構造を有する端面型発光ダイオードが
少なくとも一つ以上形成されている。各発光ダイオード
は、分離溝及び発光ダイオードが形成されていないフィ
ールド領域で、光学的、電気的に分離されている。即
ち、各発光ダイオードの活性層は分離溝及びフィールド
領域で分離されている。
【0043】各発光ダイオードの光出射端面は、半導体
基板面に対して平行でない面上に形成されている。各発
光ダイオードの光出射端面の幅が、光出射端面に対向す
る後方端面の幅より大きい。各発光ダイオードの光出射
端面と後方端面以外の側面は、後方に面している。
基板面に対して平行でない面上に形成されている。各発
光ダイオードの光出射端面の幅が、光出射端面に対向す
る後方端面の幅より大きい。各発光ダイオードの光出射
端面と後方端面以外の側面は、後方に面している。
【0044】各発光ダイオードの半導体の表面は、その
上面の上部電極が形成されている領域を除いて、絶縁膜
で覆われている。各発光ダイオードの半導体層の最上層
は上部電極と接している。
上面の上部電極が形成されている領域を除いて、絶縁膜
で覆われている。各発光ダイオードの半導体層の最上層
は上部電極と接している。
【0045】半導体基板上の発光ダイオードが形成され
ていないフィールド領域は、チップに分離するためのラ
インを除いて絶縁膜で覆われている。半導体基板上以外
の領域から電流を注入するためのボンディングパッド
が、前記フィールド領域に絶縁膜を介して形成されてい
る。
ていないフィールド領域は、チップに分離するためのラ
インを除いて絶縁膜で覆われている。半導体基板上以外
の領域から電流を注入するためのボンディングパッド
が、前記フィールド領域に絶縁膜を介して形成されてい
る。
【0046】各発光ダイオードの上部電極とボンディン
グパッドを繋ぐ配線が、フィールド領域及び各発光ダイ
オードの表面に形成されている。これら上部電極、配線
及びボンディングパッドは金属膜であり、同一或は複数
工程で形成される金属膜のいずれでもよい。半導体基板
の裏面には裏面電極が形成されている。
グパッドを繋ぐ配線が、フィールド領域及び各発光ダイ
オードの表面に形成されている。これら上部電極、配線
及びボンディングパッドは金属膜であり、同一或は複数
工程で形成される金属膜のいずれでもよい。半導体基板
の裏面には裏面電極が形成されている。
【0047】本発明の発光ダイオードは、電流が外部よ
りボンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注
入され、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面
より外部に取り出される。
りボンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注
入され、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面
より外部に取り出される。
【0048】以下、図面により説明する。図3は本実施
例の斜視図である。図4(a)は図3の発光ダイオー
ド、配線、パッド領域の拡大斜視図である。図4(b)
は図4(a)のB−B’線を通る切断面の断面図であ
る。
例の斜視図である。図4(a)は図3の発光ダイオー
ド、配線、パッド領域の拡大斜視図である。図4(b)
は図4(a)のB−B’線を通る切断面の断面図であ
る。
【0049】これらの図において、端面発光型発光ダイ
オード21が複数個、半導体基板10上に形成されてい
る。この半導体基板10はn型GaAsからなる。半導
体基板1の裏面に設けられているのは、裏面電極91
で、Au−Ge/Ni/Auにより形成されている。
オード21が複数個、半導体基板10上に形成されてい
る。この半導体基板10はn型GaAsからなる。半導
体基板1の裏面に設けられているのは、裏面電極91
で、Au−Ge/Ni/Auにより形成されている。
【0050】各発光ダイオードの光出射端面31及びこ
の光出射端面3に対向する後方端面81、及び光出射端
面31と後方端面81以外の側面は、半導体基板面に対
して概ね垂直な面上に形成されている。
の光出射端面3に対向する後方端面81、及び光出射端
面31と後方端面81以外の側面は、半導体基板面に対
して概ね垂直な面上に形成されている。
【0051】各発光ダイオードの光出射端面の幅が後方
端面81の幅より大きくなるように、各発光ダイオード
21を形成する。即ち、各発光ダイオードの側面が後方
を向いている。
端面81の幅より大きくなるように、各発光ダイオード
21を形成する。即ち、各発光ダイオードの側面が後方
を向いている。
【0052】この発光ダイオード2は、図4(b)に示
すように、半導体基板1上に、下層からn型AlxGa
1-xAsからなる下部クラッド層111、AlyGa1-y
Asからなる活性層121、p型AlxGa1-xAsから
なる上部クラッド層131、p型GaAsからなるキャ
ップ層141の順で形成された積層構造となっている。
ここでx>yである。
すように、半導体基板1上に、下層からn型AlxGa
1-xAsからなる下部クラッド層111、AlyGa1-y
Asからなる活性層121、p型AlxGa1-xAsから
なる上部クラッド層131、p型GaAsからなるキャ
ップ層141の順で形成された積層構造となっている。
ここでx>yである。
【0053】各発光ダイオード21は、下部クラッド層
111をより基板側で分離溝、フィールド領域が形成さ
れていることにより、電気的、光学的に素子分離されて
いる。各発光ダイオード21は、その上面の上部電極6
aが接している領域、即ちコンタクトホール41の領域
を除いて、絶縁膜51であるSiO2で覆われている。
111をより基板側で分離溝、フィールド領域が形成さ
れていることにより、電気的、光学的に素子分離されて
いる。各発光ダイオード21は、その上面の上部電極6
aが接している領域、即ちコンタクトホール41の領域
を除いて、絶縁膜51であるSiO2で覆われている。
【0054】各発光ダイオードの最上層であるp型Ga
Asキャップ層141の表面は上部電極61aと接して
いる。各発光ダイオード2の上部電極61aは、各発光
ダイオード21に電流を注入するための配線部61b、
ワイヤーボンディングパッド61cと同一の材料、工程
で形成されている。上部電極61a、配線部61b、ワ
イヤーボンディングパッド61cはAl膜で形成されて
いる。
Asキャップ層141の表面は上部電極61aと接して
いる。各発光ダイオード2の上部電極61aは、各発光
ダイオード21に電流を注入するための配線部61b、
ワイヤーボンディングパッド61cと同一の材料、工程
で形成されている。上部電極61a、配線部61b、ワ
イヤーボンディングパッド61cはAl膜で形成されて
いる。
【0055】ここで、各発光ダイオードの光出射端面3
1及び側面はAl膜で覆われていない。また、各発光ダ
イオードの後方端面81及び上面はAl膜で一部覆われ
ている。
1及び側面はAl膜で覆われていない。また、各発光ダ
イオードの後方端面81及び上面はAl膜で一部覆われ
ている。
【0056】各発光ダイオード21の側面(図4に示す
光出射端面81と後方端面81以外の台形部分側面)
が、光出射端面31から光が出射される方向と反対傾向
の方向を向いているために、光出射端面方向への光の出
射が少なくなる。故に、光出射端面の前方に設置される
等倍結像素子等の光学素子への迷光の入射の割合が少な
くなる。
光出射端面81と後方端面81以外の台形部分側面)
が、光出射端面31から光が出射される方向と反対傾向
の方向を向いているために、光出射端面方向への光の出
射が少なくなる。故に、光出射端面の前方に設置される
等倍結像素子等の光学素子への迷光の入射の割合が少な
くなる。
【0057】本例のように、電極、配線、ボンディング
パッドを同一材料、同一工程で製作することにより、か
つ、配線が光学的反射膜を兼ねることにより、フォトリ
ソグラフィー,エッチング工程のエッチングが容易とな
る。即ち、素子製作が容易となる。更に、光出射端面を
含めたLEDのP−N接合部分が絶縁膜で覆われること
により端面劣化が少なくなり、素子の長寿命化が可能と
なる。
パッドを同一材料、同一工程で製作することにより、か
つ、配線が光学的反射膜を兼ねることにより、フォトリ
ソグラフィー,エッチング工程のエッチングが容易とな
る。即ち、素子製作が容易となる。更に、光出射端面を
含めたLEDのP−N接合部分が絶縁膜で覆われること
により端面劣化が少なくなり、素子の長寿命化が可能と
なる。
【0058】〔請求項3に対応する説明〕請求項3の発
明の構成を説明する。半導体基板上に、凸型の、化合物
半導体からなる層構造を有する端面型発光ダイオードが
少なくとも一つ以上形成されている。
明の構成を説明する。半導体基板上に、凸型の、化合物
半導体からなる層構造を有する端面型発光ダイオードが
少なくとも一つ以上形成されている。
【0059】各発光ダイオードは、分離溝及び発光ダイ
オードが形成されていないフィールド領域で、光学的電
気的に分離されている。即ち、各発光ダイオードの活性
層は分離溝及びフィールド領域で分離されている。
オードが形成されていないフィールド領域で、光学的電
気的に分離されている。即ち、各発光ダイオードの活性
層は分離溝及びフィールド領域で分離されている。
【0060】各発光ダイオードの光出射端面は、半導体
基板面に対して平行でない面上に形成されている。各発
光ダイオードの光出射端面の幅が、光出射端面に対向す
る後方端面の幅より大きい。
基板面に対して平行でない面上に形成されている。各発
光ダイオードの光出射端面の幅が、光出射端面に対向す
る後方端面の幅より大きい。
【0061】各発光ダイオードの光出射端面と後方端面
以外の側面は、後方に面している。各発光ダイオードの
半導体の表面は、その上面の上部電極が形成されている
領域を除いて、絶縁膜で覆われている。
以外の側面は、後方に面している。各発光ダイオードの
半導体の表面は、その上面の上部電極が形成されている
領域を除いて、絶縁膜で覆われている。
【0062】各発光ダイオードの半導体層の最上層は上
部電極と接している。各発光ダイオードの光出射端面に
対向する後方端面、及び各発光ダイオードの光出射端面
と後方端面以外の半導体基板に対して平行でない側面
は、全て絶縁膜を介して光学的反射膜で覆われている。
更に、半導体基板に対して概ね平行である各発光ダイオ
ードの上面は、上部電極を含めて光学的反射膜で覆われ
ている。
部電極と接している。各発光ダイオードの光出射端面に
対向する後方端面、及び各発光ダイオードの光出射端面
と後方端面以外の半導体基板に対して平行でない側面
は、全て絶縁膜を介して光学的反射膜で覆われている。
更に、半導体基板に対して概ね平行である各発光ダイオ
ードの上面は、上部電極を含めて光学的反射膜で覆われ
ている。
【0063】半導体基板上の発光ダイオードが形成され
ていないフィールド領域は、チップに分離するためのラ
インを除いて絶縁膜で覆われている。半導体基板上以外
の領域から電流を注入するためのボンディングパッド
が、前記フィールド領域に絶縁膜を介して形成されてい
る。各発光ダイオードの上部電極とボンディングパッド
を繋ぐ配線が、フィールド領域及び各発光ダイオードの
表面に形成されている。
ていないフィールド領域は、チップに分離するためのラ
インを除いて絶縁膜で覆われている。半導体基板上以外
の領域から電流を注入するためのボンディングパッド
が、前記フィールド領域に絶縁膜を介して形成されてい
る。各発光ダイオードの上部電極とボンディングパッド
を繋ぐ配線が、フィールド領域及び各発光ダイオードの
表面に形成されている。
【0064】これら上部電極、配線及びボンディングパ
ッドは金属製であり、同一或は複数工程で形成される金
属膜のいずれでもよい。
ッドは金属製であり、同一或は複数工程で形成される金
属膜のいずれでもよい。
【0065】半導体基板の裏面には裏面電極が形成され
ている。本発明の発光ダイオードは、電流が外部よりボ
ンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入さ
れ、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面より
外部に取り出される。
ている。本発明の発光ダイオードは、電流が外部よりボ
ンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入さ
れ、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面より
外部に取り出される。
【0066】本例のデバイスの製造方法は次の通りであ
る。有機金属気相成長法(MO−CVD法)を用いて、
n型GaAs基板上に、下層からn型AlXGa1-XAs
からなる下部クラッド層111、AlyGa1-yAsから
なる活性層121、p型AlxGa1-xAsからなる上部
クラッド層131、p型GaAsからなるキャップ層1
41の順で結晶成長を行う。ここで、x>yである。
る。有機金属気相成長法(MO−CVD法)を用いて、
n型GaAs基板上に、下層からn型AlXGa1-XAs
からなる下部クラッド層111、AlyGa1-yAsから
なる活性層121、p型AlxGa1-xAsからなる上部
クラッド層131、p型GaAsからなるキャップ層1
41の順で結晶成長を行う。ここで、x>yである。
【0067】次に、エッチングマスクを形成し、フィー
ルド領域をドライエッチングにより形成する。このエッ
チング工程において、下部クラットド層111より下の
n型GaAs基板までエッチングを行う。
ルド領域をドライエッチングにより形成する。このエッ
チング工程において、下部クラットド層111より下の
n型GaAs基板までエッチングを行う。
【0068】次に、SiO2膜をプラズマCVD法を用
いて堆積する。その後、フォトリソグラフィー工程、エ
ッチング工程を経てコンタクトホール41を形成する。
次に、Al膜を蒸着法を用いて堆積する。この時、蒸着
粒子の半導体基板への入射角が0°より大きくなるよう
に、且つ蒸着源から後方端面が見通せる、即ち光出射端
面が蒸着粒子の影となるように蒸着を行う。
いて堆積する。その後、フォトリソグラフィー工程、エ
ッチング工程を経てコンタクトホール41を形成する。
次に、Al膜を蒸着法を用いて堆積する。この時、蒸着
粒子の半導体基板への入射角が0°より大きくなるよう
に、且つ蒸着源から後方端面が見通せる、即ち光出射端
面が蒸着粒子の影となるように蒸着を行う。
【0069】更に、フォトリソグラフィー工程、エッチ
ング工程を経て、上部電極、配線部、ワイヤーボンディ
ングパッドが形成される。その後、アニールを行い、最
後に、裏面にAu−Ge/Ni/Auを蒸着、アニール
を行い、裏面電極を形成する。
ング工程を経て、上部電極、配線部、ワイヤーボンディ
ングパッドが形成される。その後、アニールを行い、最
後に、裏面にAu−Ge/Ni/Auを蒸着、アニール
を行い、裏面電極を形成する。
【0070】本例の発光ダイオードは、電流が外部より
ボンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入
され、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面よ
り外部に取り出される。
ボンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入
され、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面よ
り外部に取り出される。
【0071】以下、図面により説明する。図5は本実施
例の斜視図である。図6(a)は図5の発光ダイオー
ド、配線、パッド領域の拡大斜視図である。図6(b)
は図6(a)のC−C’線を通る切断面の断面図であ
る。
例の斜視図である。図6(a)は図5の発光ダイオー
ド、配線、パッド領域の拡大斜視図である。図6(b)
は図6(a)のC−C’線を通る切断面の断面図であ
る。
【0072】これらの図において、端面発光型発光ダイ
オード22が複数個、半導体基板100上に形成されて
いる。この半導体基板100はn型GaAsからなる。
半導体基板100の裏面に設けられているのは、裏面電
極92で、Au−Ge/Ni/Auにより形成されてい
る。
オード22が複数個、半導体基板100上に形成されて
いる。この半導体基板100はn型GaAsからなる。
半導体基板100の裏面に設けられているのは、裏面電
極92で、Au−Ge/Ni/Auにより形成されてい
る。
【0073】各発光ダイオードの光出射端面32及びこ
の光出射端面32に対向する後方端面82、及び光出射
端面32と後方端面82以外の側面は、半導体基板面に
対して概ね垂直な面上に形成されている。
の光出射端面32に対向する後方端面82、及び光出射
端面32と後方端面82以外の側面は、半導体基板面に
対して概ね垂直な面上に形成されている。
【0074】各発光ダイオード22の光出射端面32の
幅は後方端面82の幅より大きくなるように、各発光ダ
イオード22を形成する。即ち、各発光ダイオードの側
面は後方を向いている。
幅は後方端面82の幅より大きくなるように、各発光ダ
イオード22を形成する。即ち、各発光ダイオードの側
面は後方を向いている。
【0075】この発光ダイオード22は、図6(b)に
示すように、半導体基板100上に、下層からn型Al
xGa1-xAsからなる下部クラッド層112、AlyG
a1-yAsからなる活性層122、p型AlxGa1-xA
sからなる上部クラッド層132、p型GaAsからな
るキャップ層142の順で形成された積層構造となって
いる。ここでx>yである。
示すように、半導体基板100上に、下層からn型Al
xGa1-xAsからなる下部クラッド層112、AlyG
a1-yAsからなる活性層122、p型AlxGa1-xA
sからなる上部クラッド層132、p型GaAsからな
るキャップ層142の順で形成された積層構造となって
いる。ここでx>yである。
【0076】各発光ダイオード22は、下部クラッド層
112をより基板側で分離溝、フィールド領域が形成さ
れていることにより、電気的、光学的に素子分離されて
いる。各発光ダイオード22は、その上面の上部電極6
2aが接している領域、即ちコンタクトホール42の領
域を除いて、絶縁膜52であるSiO2で覆われてい
る。
112をより基板側で分離溝、フィールド領域が形成さ
れていることにより、電気的、光学的に素子分離されて
いる。各発光ダイオード22は、その上面の上部電極6
2aが接している領域、即ちコンタクトホール42の領
域を除いて、絶縁膜52であるSiO2で覆われてい
る。
【0077】各発光ダイオードの最上層であるp型Ga
Asキャップ層142の表面は上部電極62aと接して
いる。各発光ダイオード2の上部電極62aは、各発光
ダイオード22に電流を注入するための配線部62b、
ワイヤーボンディングパッド62cと同一の材料、工程
で形成されている。
Asキャップ層142の表面は上部電極62aと接して
いる。各発光ダイオード2の上部電極62aは、各発光
ダイオード22に電流を注入するための配線部62b、
ワイヤーボンディングパッド62cと同一の材料、工程
で形成されている。
【0078】配線部62b、ワイヤーボンディングパッ
ド62cは絶縁膜52上に光出射端面32と反対方向側
に形成されている。これら上部電極62a、配線部62
b、ボンディングパッド62cはAl膜で形成されてい
る。
ド62cは絶縁膜52上に光出射端面32と反対方向側
に形成されている。これら上部電極62a、配線部62
b、ボンディングパッド62cはAl膜で形成されてい
る。
【0079】ここで、各発光ダイオードの光出射端面3
2はAl膜で覆われていない。また、各発光ダイオード
光出射端面32及び側面(C−C’線上の面)はAl膜
で完全に覆われている。このAl膜は光学的な反射膜で
ある。従って、各発光ダイオードの後方端面、上面及び
側面から出射する光を完全に遮ることができる。この結
果、全体の出射光に占める迷光の割合が前記請求項2に
それぞれ対応するの実施例に比較しても更に少なくな
る。
2はAl膜で覆われていない。また、各発光ダイオード
光出射端面32及び側面(C−C’線上の面)はAl膜
で完全に覆われている。このAl膜は光学的な反射膜で
ある。従って、各発光ダイオードの後方端面、上面及び
側面から出射する光を完全に遮ることができる。この結
果、全体の出射光に占める迷光の割合が前記請求項2に
それぞれ対応するの実施例に比較しても更に少なくな
る。
【0080】更に、フォトリソグラフィー工程、エッチ
ング工程を経て、配線部、電極、ワイヤーボンディング
パッドが形成される。その後、アニールを行い、裏面に
Au−Ge/Ni/Auを蒸着、アニールを行い、裏面
電極を形成する。
ング工程を経て、配線部、電極、ワイヤーボンディング
パッドが形成される。その後、アニールを行い、裏面に
Au−Ge/Ni/Auを蒸着、アニールを行い、裏面
電極を形成する。
【0081】本例の発光ダイオードは、電流が外部より
ボンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入
され、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面よ
り外部に取り出される。
ボンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入
され、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面よ
り外部に取り出される。
【0082】本例のように、電極、配線、ボンディング
パッドを同一材料、同一工程で製作することにより、か
つ、配線が光学的反射膜を兼ねることにより、フォトリ
ソグラフィー,エッチング工程のエッチングが容易とな
る。即ち、素子製作が容易となる。更に、光出射端面を
含めたLEDのP−N接合部分が絶縁膜で覆われること
により端面劣化が少なくなり、素子の長寿命化が可能と
なる。
パッドを同一材料、同一工程で製作することにより、か
つ、配線が光学的反射膜を兼ねることにより、フォトリ
ソグラフィー,エッチング工程のエッチングが容易とな
る。即ち、素子製作が容易となる。更に、光出射端面を
含めたLEDのP−N接合部分が絶縁膜で覆われること
により端面劣化が少なくなり、素子の長寿命化が可能と
なる。
【0083】以上説明した請求項1から請求項3にかか
る実施例での発光ダイオードの半導体材料としては、実
施例で述べたGaAs,AlGaAs系のみならず、他
のInP,InGaAsP,GaAsP,InAsP,
InAsSb,InGaSb等のIII−V族化合物半
導体やII−VI族化合物半導体等の各種化合物半導
体、混晶半導体が適応可能である。
る実施例での発光ダイオードの半導体材料としては、実
施例で述べたGaAs,AlGaAs系のみならず、他
のInP,InGaAsP,GaAsP,InAsP,
InAsSb,InGaSb等のIII−V族化合物半
導体やII−VI族化合物半導体等の各種化合物半導
体、混晶半導体が適応可能である。
【0084】また、発光ダイオードの層構成は、実施例
で述べたダブルヘテロ接合を有する層構成のみならず、
シングルヘテロ接合を有する層構成やホボ接合を有する
層構成等も適応可能である。
で述べたダブルヘテロ接合を有する層構成のみならず、
シングルヘテロ接合を有する層構成やホボ接合を有する
層構成等も適応可能である。
【0085】更に、実施例のn型半導体基板以外に、p
型基板についても適応可能である。また、電極について
も、各実施例の配線部、パッドと一体であっても、個別
であってもどちらでもよい。
型基板についても適応可能である。また、電極について
も、各実施例の配線部、パッドと一体であっても、個別
であってもどちらでもよい。
【0086】〔各実施例の利点〕 請求項1及び請求項3に対応する利点 請求項1及び請求項3の各実施例においては、各発光ダ
イオードの上面、光出射端面に対向する後方端面、及び
側面が全て光学的反射膜で覆われている。この結果、後
方端面及び側面からの迷光がなくなる。また、光出射端
面には成膜時に金属等の光学的反射膜が付いていないた
め、エッチング残渣等の光学的反射膜の残渣がなく、安
定な光出力が得られる。
イオードの上面、光出射端面に対向する後方端面、及び
側面が全て光学的反射膜で覆われている。この結果、後
方端面及び側面からの迷光がなくなる。また、光出射端
面には成膜時に金属等の光学的反射膜が付いていないた
め、エッチング残渣等の光学的反射膜の残渣がなく、安
定な光出力が得られる。
【0087】次に、素子製作時のフォトリソ工程におい
て、アライメント精度を考慮したデバイス構造としてい
るため、容易にアライメントを行うことが可能となる。
て、アライメント精度を考慮したデバイス構造としてい
るため、容易にアライメントを行うことが可能となる。
【0088】また、光出射端面、後方端面及び側面が絶
縁膜で覆われていることにより、この絶縁膜が発光ダイ
オードの端面劣化の防止膜となり、高信頼性化が可能と
なる。更に、配線と光学的反射膜を同一工程で形成する
ことにより、工程の簡略化が図られる。
縁膜で覆われていることにより、この絶縁膜が発光ダイ
オードの端面劣化の防止膜となり、高信頼性化が可能と
なる。更に、配線と光学的反射膜を同一工程で形成する
ことにより、工程の簡略化が図られる。
【0089】請求項2に対応する利点 請求項2の実施例においては、各発光ダイオードの側面
が、光出射端面から光が出射される方向と反対方向、即
ち後方を向いている。この結果、光出射端面の前方に設
置されている等倍結像素子等の光学素子への迷光の入射
の割合が少なくなる。
が、光出射端面から光が出射される方向と反対方向、即
ち後方を向いている。この結果、光出射端面の前方に設
置されている等倍結像素子等の光学素子への迷光の入射
の割合が少なくなる。
【0090】次に素子製作時のフォトリソ工程におい
て、アライメント精度を考慮したデバイス構造としてい
るため、容易にアライメントを行うことが可能となる。
て、アライメント精度を考慮したデバイス構造としてい
るため、容易にアライメントを行うことが可能となる。
【0091】また、光出射端面、後方端面及び側面が絶
縁膜で覆われていることにより、この絶縁膜が発光ダイ
オードの端面劣化の防止膜となり、高信頼性化が可能と
なる。更に、配線部と光学的反射膜を同一工程で形成す
ることにより、工程簡略化が図られる。
縁膜で覆われていることにより、この絶縁膜が発光ダイ
オードの端面劣化の防止膜となり、高信頼性化が可能と
なる。更に、配線部と光学的反射膜を同一工程で形成す
ることにより、工程簡略化が図られる。
【0092】
【発明の効果】本発明によれば、本来の光出射端面以外
の発光ダイオードの表面から出射される光を少なくし、
容易にデバイス製作が可能であり、かつ、長寿命な発光
ダイオードを提供することができる。
の発光ダイオードの表面から出射される光を少なくし、
容易にデバイス製作が可能であり、かつ、長寿命な発光
ダイオードを提供することができる。
【図1】請求項1にかかる端面発光型発光ダイオードの
斜視図である。
斜視図である。
【図2】請求項1にかかる端面発光型発光ダイオードの
光出射軸方向の縦断面図である。
光出射軸方向の縦断面図である。
【図3】請求項1にかかる端面発光型発光ダイオードの
光出射軸に直角な方向の縦断面図である。
光出射軸に直角な方向の縦断面図である。
【図4】請求項1にかかる端面発光型発光ダイオードの
上面図である。
上面図である。
【図5】請求項2にかかる端面発光型発光ダイオードを
その光出射側斜め上方から見た斜視図である。
その光出射側斜め上方から見た斜視図である。
【図6】請求項2にかかる端面発光型発光ダイオードの
光出射軸方向の縦断面図である。
光出射軸方向の縦断面図である。
【図7】請求項2にかかる端面発光型発光ダイオードの
光出射軸と直角方向の縦断面図である。
光出射軸と直角方向の縦断面図である。
1 半導体基板 3 光出射端面 31 光出射端面 32 光出射端面
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年2月17日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は端面発光型発光ダイオー
ドに関する。
ドに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体基板上に端面型光デバイスを集積
化する場合、電気的、光学的に素子分離を行う必要があ
るこの素子分離のための1つの方法として、少なくとも
活性領域より深くエッチングすることにより、素子分離
領域を形成する方法がある。
化する場合、電気的、光学的に素子分離を行う必要があ
るこの素子分離のための1つの方法として、少なくとも
活性領域より深くエッチングすることにより、素子分離
領域を形成する方法がある。
【0003】発光ダイオード(LED)アレイの素子分
離にこの素子分離方法を用いた場合には、本来、光を取
り出し機能させようとする面以外のエッチングで形成さ
れた側面からも光が出射される。
離にこの素子分離方法を用いた場合には、本来、光を取
り出し機能させようとする面以外のエッチングで形成さ
れた側面からも光が出射される。
【0004】この本来の光出射面以外からの光は、迷光
となり種々の問題を引き起こす。例えば、このLEDア
レイを光学式プリンターの光源として用いた場合には、
この迷光は印刷された画像上でフレアを生じさせ、画質
の低下を引き起こす。
となり種々の問題を引き起こす。例えば、このLEDア
レイを光学式プリンターの光源として用いた場合には、
この迷光は印刷された画像上でフレアを生じさせ、画質
の低下を引き起こす。
【0005】そこで、従来技術として図7に示すような
LEDアレイデバイスが提案されている。図7において
LED領域は、ダブルヘテロ構造の結晶成長層である符
号1−1〜1−6で示す領域をエッチングすることによ
り素子分離され、形成されている。
LEDアレイデバイスが提案されている。図7において
LED領域は、ダブルヘテロ構造の結晶成長層である符
号1−1〜1−6で示す領域をエッチングすることによ
り素子分離され、形成されている。
【0006】エッチング深さは、基板と同じ導電型のク
ラッド層1−3より下部に至っている。このエッチング
により形成された側面の内、本来の光出射面1−12と
概ね垂直である側面は絶縁膜1−14を介して光学的反
射膜1−9で覆われている。LED上部の個別電極1−
7は結晶成長層の最上層であるキャップ層1−6上に形
成されている。
ラッド層1−3より下部に至っている。このエッチング
により形成された側面の内、本来の光出射面1−12と
概ね垂直である側面は絶縁膜1−14を介して光学的反
射膜1−9で覆われている。LED上部の個別電極1−
7は結晶成長層の最上層であるキャップ層1−6上に形
成されている。
【0007】配線1−8は個別電極とコンタクト領域で
接しており、コンタクト領域以外では絶縁膜上に形成さ
れている。この配線はLED上部のコンタクト領域か
ら、LED本来の光出射面と対向する後方端面を通り、
LED後方の結晶成長層がエッチングされたフィールド
領域を通り、ワイヤーボンディング用パッドに至ってい
る。基板の下側に共通電極1−10が形成されている。
接しており、コンタクト領域以外では絶縁膜上に形成さ
れている。この配線はLED上部のコンタクト領域か
ら、LED本来の光出射面と対向する後方端面を通り、
LED後方の結晶成長層がエッチングされたフィールド
領域を通り、ワイヤーボンディング用パッドに至ってい
る。基板の下側に共通電極1−10が形成されている。
【0008】従来技術では、各発光ダイオードにおい
て、本来の光出射端面は絶縁膜及び光学的反射膜が形成
されておらず、また、本来の後方端面は光学的反射膜が
それぞれ形成されておらず、更に、本来の光出射面に対
して概ね垂直な2つの側面は全て絶縁膜を介して光学的
反射膜が形成されている。
て、本来の光出射端面は絶縁膜及び光学的反射膜が形成
されておらず、また、本来の後方端面は光学的反射膜が
それぞれ形成されておらず、更に、本来の光出射面に対
して概ね垂直な2つの側面は全て絶縁膜を介して光学的
反射膜が形成されている。
【0009】このような素子を形成することは、素子製
作上、非常に困難である。即ち、通常の素子は成膜、フ
ォトリソ、エッチング或はリフトオフ等の工程の繰返し
で製作されていく。
作上、非常に困難である。即ち、通常の素子は成膜、フ
ォトリソ、エッチング或はリフトオフ等の工程の繰返し
で製作されていく。
【0010】そのため、複数回のフォトリソ工程間で
は、フォトマスク合わせの際のアライメント誤差が生じ
る。従って、従来技術の図7の凸型のLEDに対して、
絶縁膜及び光学的反射膜の端部は、基板面と平行な方向
に多少の位置ずれを起こしていることが多い。
は、フォトマスク合わせの際のアライメント誤差が生じ
る。従って、従来技術の図7の凸型のLEDに対して、
絶縁膜及び光学的反射膜の端部は、基板面と平行な方向
に多少の位置ずれを起こしていることが多い。
【0011】その結果、本来の光出射面の一部が光学的
反射膜で覆われたり、本来光を遮りたい本来の光出射面
に対して概ね垂直な側面の一部が光学的反射面で覆われ
なくなったりする。更に、光学的反射膜が金属膜の場合
には、絶縁膜に覆われていない側面の一部が光学的反射
膜で覆われることにより、隣接ビット間の短絡が生じる
ことがある。
反射膜で覆われたり、本来光を遮りたい本来の光出射面
に対して概ね垂直な側面の一部が光学的反射面で覆われ
なくなったりする。更に、光学的反射膜が金属膜の場合
には、絶縁膜に覆われていない側面の一部が光学的反射
膜で覆われることにより、隣接ビット間の短絡が生じる
ことがある。
【0012】更には、後方端面が光学的反射膜で覆われ
ていないために、この後方端面から出た光が迷光となる
という問題がある。
ていないために、この後方端面から出た光が迷光となる
という問題がある。
【0013】また、本来の光出射面が絶縁膜で覆われて
いないことにより、半導体面の端面劣化が進み、LED
の寿命を短くすることになる。更に、従来技術では、個
別電極と配線及び光学的反射膜が各々別の工程により形
成されている。従って、成膜・フォトリソ・パターニン
グ等が各々3回必要となり、工程が複雑となる。
いないことにより、半導体面の端面劣化が進み、LED
の寿命を短くすることになる。更に、従来技術では、個
別電極と配線及び光学的反射膜が各々別の工程により形
成されている。従って、成膜・フォトリソ・パターニン
グ等が各々3回必要となり、工程が複雑となる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、各
発光ダイオードの本来の光出射面と概ね垂直である側面
を光学的反射膜で覆うことにより、この側面からの光出
射を遮っている。しかし、本来の光出射面と対向する後
方端面においては配線以外は光学的反射膜で覆われてお
らず、光出射が生じる。
発光ダイオードの本来の光出射面と概ね垂直である側面
を光学的反射膜で覆うことにより、この側面からの光出
射を遮っている。しかし、本来の光出射面と対向する後
方端面においては配線以外は光学的反射膜で覆われてお
らず、光出射が生じる。
【0015】この後方端面から出射された光は本来の光
出射面からの光出射方向と反対方向にあるデバイス後部
のワイヤー等に反射し、迷光となる。この結果、光学式
プリンターの光源として用いた場合には、画質の低下を
引き起こす。
出射面からの光出射方向と反対方向にあるデバイス後部
のワイヤー等に反射し、迷光となる。この結果、光学式
プリンターの光源として用いた場合には、画質の低下を
引き起こす。
【0016】本発明は、迷光の原因となる、本来の光出
射端面以外の発光ダイオードの表面から出射される光を
少なくすることのできる端面発光型発光ダイオードを提
供することを目的とする。
射端面以外の発光ダイオードの表面から出射される光を
少なくすることのできる端面発光型発光ダイオードを提
供することを目的とする。
【0017】更に、前記課題を解決しつつ、容易にデバ
イス製作が可能でかつ、長寿命なデバイスも同時に提供
することを目的とする。
イス製作が可能でかつ、長寿命なデバイスも同時に提供
することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次の構成とした。 (1).半導体基板上に少なくとも1つ以上、光出射端
面が一列以上配置され、ドット分割動作可能な端面発光
型発光ダイオードデバイスにおいて、各発光ダイオード
の半導体層の表面は電極と接している領域を除いて絶縁
膜で覆い、各発光ダイオードの光出射端面を光学的反射
膜で覆わず、各発光ダイオードの、半導体基板に対して
概ね平行である上面、光出射端面と対向する後方端面及
び光出射端面と後方端面以外の半導体基板に対して平行
でない各発光ダイオードの側面を、光学的反射膜で覆う
こととした(請求項1)。
め、本発明は次の構成とした。 (1).半導体基板上に少なくとも1つ以上、光出射端
面が一列以上配置され、ドット分割動作可能な端面発光
型発光ダイオードデバイスにおいて、各発光ダイオード
の半導体層の表面は電極と接している領域を除いて絶縁
膜で覆い、各発光ダイオードの光出射端面を光学的反射
膜で覆わず、各発光ダイオードの、半導体基板に対して
概ね平行である上面、光出射端面と対向する後方端面及
び光出射端面と後方端面以外の半導体基板に対して平行
でない各発光ダイオードの側面を、光学的反射膜で覆う
こととした(請求項1)。
【0019】(2).半導体基板上に少なくとも1つ以
上、光出射端面が一列以上配置され、ドット分割動作可
能な端面発光型発光ダイオードデバイスにおいて、各発
光ダイオードの半導体層の表面を、電極と接している領
域を除いて絶縁膜で覆い、各発光ダイオードの光出射端
面の幅を、光出射端面と対向する後方端面の幅より大き
くした(請求項2)。
上、光出射端面が一列以上配置され、ドット分割動作可
能な端面発光型発光ダイオードデバイスにおいて、各発
光ダイオードの半導体層の表面を、電極と接している領
域を除いて絶縁膜で覆い、各発光ダイオードの光出射端
面の幅を、光出射端面と対向する後方端面の幅より大き
くした(請求項2)。
【0020】(3).半導体基板上に少なくとも1つ以
上、光出射端面が一列以上配置され、ドット分割動作可
能な端面発光型発光ダイオードデバイスにおいて、各発
光ダイオードの半導体層の表面は電極と接している領域
を除いて絶縁膜で覆い、各発光ダイオードの光出射端面
を光学的反射膜で覆わず、各発光ダイオードの、半導体
基板に対して概ね平行である上面、光出射端面と対向す
る後方端面及び光出射端面と後方端面以外の半導体基板
に対して平行でない各発光ダイオードの側面を、光学的
反射膜で覆い、且つ、光出射端面の幅を、後方端面の幅
より大きくした(請求項3)。
上、光出射端面が一列以上配置され、ドット分割動作可
能な端面発光型発光ダイオードデバイスにおいて、各発
光ダイオードの半導体層の表面は電極と接している領域
を除いて絶縁膜で覆い、各発光ダイオードの光出射端面
を光学的反射膜で覆わず、各発光ダイオードの、半導体
基板に対して概ね平行である上面、光出射端面と対向す
る後方端面及び光出射端面と後方端面以外の半導体基板
に対して平行でない各発光ダイオードの側面を、光学的
反射膜で覆い、且つ、光出射端面の幅を、後方端面の幅
より大きくした(請求項3)。
【0021】
【作用】迷光の原因となる、光出射端面以外からの光は
光学的反射膜により遮られる(請求項1,3)。光出射
端面の幅を後方端面の幅より大きくすることにより迷光
の原因となる、光出射端面と後方端面以外の半導体基板
に対して平行でない各発光ダイオードの側面からの出射
光が光出射端面方向に出射されることを少なくした(請
求項2)。
光学的反射膜により遮られる(請求項1,3)。光出射
端面の幅を後方端面の幅より大きくすることにより迷光
の原因となる、光出射端面と後方端面以外の半導体基板
に対して平行でない各発光ダイオードの側面からの出射
光が光出射端面方向に出射されることを少なくした(請
求項2)。
【0022】電極、配線、ボンディングパッドを同一材
料、同一工程で製作することにより、かつ、配線が光学
的反射膜を兼ねることにより、フォトリソグラフィー,
エッチング工程のエッチングが容易となる。即ち、素子
製作が容易となる。
料、同一工程で製作することにより、かつ、配線が光学
的反射膜を兼ねることにより、フォトリソグラフィー,
エッチング工程のエッチングが容易となる。即ち、素子
製作が容易となる。
【0023】光出射端面を含めたLEDのP−N接合部
分が絶縁膜で覆われることにより端面劣化が少なくな
り、素子の長寿命化が可能となる。
分が絶縁膜で覆われることにより端面劣化が少なくな
り、素子の長寿命化が可能となる。
【0024】
【実施例】 〔請求項1に対応する説明〕請求項1の発明の構成を説
明する。半導体基板上に、凸型の、化合物半導体からな
る層構造を有する端面型発光ダイオードが少なくとも一
つ以上形成されている。各発光ダイオードは、分離溝及
び発光ダイオードが形成されていないフィールド領域
で、光学的、電気的に分離されている。即ち、各発光ダ
イオードの活性層は分離溝及びフィールド領域で分離さ
れている。
明する。半導体基板上に、凸型の、化合物半導体からな
る層構造を有する端面型発光ダイオードが少なくとも一
つ以上形成されている。各発光ダイオードは、分離溝及
び発光ダイオードが形成されていないフィールド領域
で、光学的、電気的に分離されている。即ち、各発光ダ
イオードの活性層は分離溝及びフィールド領域で分離さ
れている。
【0025】各発光ダイオードの光出射端面は、半導体
基板に対して平行でない面上に形成されている。各発光
ダイオードの半導体の表面は、その上面の上部電極が形
成されている領域を除いて、絶縁膜で覆われている。
基板に対して平行でない面上に形成されている。各発光
ダイオードの半導体の表面は、その上面の上部電極が形
成されている領域を除いて、絶縁膜で覆われている。
【0026】各発光ダイオードの半導体層の最上層は上
部電極と接している。各発光ダイオードの光出射端面に
対向する後方端面、及び各発光ダイオードの光出射端面
と後方端面以外の半導体基板に対して平行でない側面
は、全て絶縁膜を介して光学的反射膜で覆われている。
更に、半導体基板に対して概ね平行である各発光ダイオ
ードの上面は、上部電極を含めて光学的反射膜で覆われ
ている。
部電極と接している。各発光ダイオードの光出射端面に
対向する後方端面、及び各発光ダイオードの光出射端面
と後方端面以外の半導体基板に対して平行でない側面
は、全て絶縁膜を介して光学的反射膜で覆われている。
更に、半導体基板に対して概ね平行である各発光ダイオ
ードの上面は、上部電極を含めて光学的反射膜で覆われ
ている。
【0027】半導体基板上の発光ダイオードが形成され
ていないフィールド領域は、チップに分離するためのラ
インを除いて絶縁膜で覆われている。半導体基板上以外
の領域から電流を注入するためのボンディングパッド
が、前記フィールド領域に絶縁膜を介して形成されてい
る。各発光ダイオードの上部電極とボンディングパッド
を繋ぐ配線が、フィールド領域及び各発光ダイオードの
表面に形成されている。これら上部電極、配線及びボン
ディングパッドは金属膜であり、同一或は複数工程で形
成される金属膜のいずれでもよい。
ていないフィールド領域は、チップに分離するためのラ
インを除いて絶縁膜で覆われている。半導体基板上以外
の領域から電流を注入するためのボンディングパッド
が、前記フィールド領域に絶縁膜を介して形成されてい
る。各発光ダイオードの上部電極とボンディングパッド
を繋ぐ配線が、フィールド領域及び各発光ダイオードの
表面に形成されている。これら上部電極、配線及びボン
ディングパッドは金属膜であり、同一或は複数工程で形
成される金属膜のいずれでもよい。
【0028】半導体基板の裏面には裏面電極が形成され
ている。本発明の発光ダイオードは、電流が外部よりボ
ンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入さ
れ、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面より
外部に取り出される。
ている。本発明の発光ダイオードは、電流が外部よりボ
ンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入さ
れ、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面より
外部に取り出される。
【0029】以下、図面により説明する。図1(a)は
図2の発光ダイオード、配線、パッド領域の拡大斜視図
である。図1(b)は図1(a)のA−A’線を通る切
断面の断面図である。図2は本実施例の斜視図である。
図2の発光ダイオード、配線、パッド領域の拡大斜視図
である。図1(b)は図1(a)のA−A’線を通る切
断面の断面図である。図2は本実施例の斜視図である。
【0030】これらの図において、凸型の端面発光型発
光ダイオード2が複数個、半導体基板1上に形成されて
いる。この半導体基板1はn型GaAsからなる。半導
体基板1の裏面に設けられているのは、裏面電極9で、
Au−Ge/Ni/Auにより形成されている。
光ダイオード2が複数個、半導体基板1上に形成されて
いる。この半導体基板1はn型GaAsからなる。半導
体基板1の裏面に設けられているのは、裏面電極9で、
Au−Ge/Ni/Auにより形成されている。
【0031】各発光ダイオードの光出射端面3及びこの
光出射端面3に対向する後方端面8は、半導体基板面1
に対して概ね垂直な面上に形成されている。各発光ダイ
オードの光出射端面3と後方端面8以外の側面は、デバ
イス上方から見ることのできる角度をもって形成されて
いる。
光出射端面3に対向する後方端面8は、半導体基板面1
に対して概ね垂直な面上に形成されている。各発光ダイ
オードの光出射端面3と後方端面8以外の側面は、デバ
イス上方から見ることのできる角度をもって形成されて
いる。
【0032】この発光ダイオード2は、図1(b)に示
すように、半導体基板1上に、下層からn型AlxGa
1-xAsからなる下部クラッド層11、AlyGa1-yA
sからなる活性層12、p型AlxGa1-xAsからなる
上部クラッド層13、p型GaAsからなるキャップ層
14の順で形成された積層構造となっている。ここでx
>yである。
すように、半導体基板1上に、下層からn型AlxGa
1-xAsからなる下部クラッド層11、AlyGa1-yA
sからなる活性層12、p型AlxGa1-xAsからなる
上部クラッド層13、p型GaAsからなるキャップ層
14の順で形成された積層構造となっている。ここでx
>yである。
【0033】各発光ダイオード2は、下部クラッド層1
1をより基板側で分離溝、フィールド領域が形成されて
いることにより、電気的、光学的に素子分離されてい
る。各発光ダイオード2の半導体層の表面は上部電極6
aと接している領域、即ちコンタクトホール4の領域を
除いて、絶縁膜5であるSiO2で覆われている。
1をより基板側で分離溝、フィールド領域が形成されて
いることにより、電気的、光学的に素子分離されてい
る。各発光ダイオード2の半導体層の表面は上部電極6
aと接している領域、即ちコンタクトホール4の領域を
除いて、絶縁膜5であるSiO2で覆われている。
【0034】各発光ダイオードの最上層であるp型Ga
Asキャップ層14の表面は上部電極6aと接してい
る。各発光ダイオード2の上部電極6aは、各発光ダイ
オード2に電流を注入するための配線部6b、ワイヤー
ボンディングパッド6cと同一の材料、工程で形成され
ている。上部電極6a、配線部6b、ワイヤーボンディ
ングパッド6cはAl膜で形成されている。
Asキャップ層14の表面は上部電極6aと接してい
る。各発光ダイオード2の上部電極6aは、各発光ダイ
オード2に電流を注入するための配線部6b、ワイヤー
ボンディングパッド6cと同一の材料、工程で形成され
ている。上部電極6a、配線部6b、ワイヤーボンディ
ングパッド6cはAl膜で形成されている。
【0035】ここで、光出射端面3はAl膜で覆われて
いない。各発光ダイオード2の上面(キャップ層14の
表面)、光出射端面3以外の後方端面8及び側面(A−
A’線方向で対向する側面)はAl膜で完全に覆われて
いる。このAl膜は光学的な反射膜である。従って、各
発光ダイオードの上面、後方端面及び側面から出射する
光を遮ることができる。この結果、全体の出射光に占め
る迷光の割合が少なくなる。
いない。各発光ダイオード2の上面(キャップ層14の
表面)、光出射端面3以外の後方端面8及び側面(A−
A’線方向で対向する側面)はAl膜で完全に覆われて
いる。このAl膜は光学的な反射膜である。従って、各
発光ダイオードの上面、後方端面及び側面から出射する
光を遮ることができる。この結果、全体の出射光に占め
る迷光の割合が少なくなる。
【0036】本例のデバイスの製造方法は次の通りであ
る。有機金属気相成長法(MO−CVD法)を用いて、
n型GaAs基板上に、下層からn型AlXGa1-XAs
からなる下部クラッド層11、AlyGa1-yAsからな
る活性層12、p型AlxGa1-xAsからなる上部クラ
ッド層13、p型GaAsからなるキャップ層14の順
で結晶成長を行う。ここで、x>yである。
る。有機金属気相成長法(MO−CVD法)を用いて、
n型GaAs基板上に、下層からn型AlXGa1-XAs
からなる下部クラッド層11、AlyGa1-yAsからな
る活性層12、p型AlxGa1-xAsからなる上部クラ
ッド層13、p型GaAsからなるキャップ層14の順
で結晶成長を行う。ここで、x>yである。
【0037】次に、2回のフォトリソグラフィー、エッ
チング工程により、フィールド領域を形成する。即ち、
最初のエッチングマスクを用いてウェットエッチングに
より各発光ダイオードの側面を形成し、2回目のエッチ
ングマスクを用いてドライエッチングにより各発光ダイ
オードの光出射端面及び後方端面を形成する。この2回
のエッチング工程においていずれも、下部クラッド層よ
り下のn型GaAs基板までエッチングを行う。
チング工程により、フィールド領域を形成する。即ち、
最初のエッチングマスクを用いてウェットエッチングに
より各発光ダイオードの側面を形成し、2回目のエッチ
ングマスクを用いてドライエッチングにより各発光ダイ
オードの光出射端面及び後方端面を形成する。この2回
のエッチング工程においていずれも、下部クラッド層よ
り下のn型GaAs基板までエッチングを行う。
【0038】次に、SiO2膜をプラズマCVD法を用
いて堆積する。その後、フォトリソグラフィー工程、エ
ッチング工程を経てコンタクトホールを形成する。次
に、Al膜を蒸着法を用いて堆積する。この時、蒸着粒
子の半導体基板への入射角が0°より大きくなるよう
に、且つ蒸着源から後方端面が見通せる、即ち光出射端
面が蒸着粒子の影となるように蒸着を行う。
いて堆積する。その後、フォトリソグラフィー工程、エ
ッチング工程を経てコンタクトホールを形成する。次
に、Al膜を蒸着法を用いて堆積する。この時、蒸着粒
子の半導体基板への入射角が0°より大きくなるよう
に、且つ蒸着源から後方端面が見通せる、即ち光出射端
面が蒸着粒子の影となるように蒸着を行う。
【0039】更に、フォトリソグラフィー工程、エッチ
ング工程を経て、上部電極、配線部、ワイヤーボンディ
ングパッドが形成される。その後、アニールを行い、最
後に、裏面にAu−Ge/Ni/Auを蒸着、アニール
を行い、裏面電極を形成する。
ング工程を経て、上部電極、配線部、ワイヤーボンディ
ングパッドが形成される。その後、アニールを行い、最
後に、裏面にAu−Ge/Ni/Auを蒸着、アニール
を行い、裏面電極を形成する。
【0040】本例の発光ダイオードは、電流が外部より
ボンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入
され、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面よ
り外部に取り出される。
ボンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入
され、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面よ
り外部に取り出される。
【0041】本例のように、電極、配線、ボンディング
パッドを同一材料、同一工程で製作することにより、か
つ、配線が光学的反射膜を兼ねることにより、フォトリ
ソグラフィー,エッチング工程のエッチングが容易とな
る。即ち、素子製作が容易となる。更に、光出射端面を
含めたLEDのP−N接合部分が絶縁膜で覆われること
により端面劣化が少なくなり、素子の長寿命化が可能と
なる。
パッドを同一材料、同一工程で製作することにより、か
つ、配線が光学的反射膜を兼ねることにより、フォトリ
ソグラフィー,エッチング工程のエッチングが容易とな
る。即ち、素子製作が容易となる。更に、光出射端面を
含めたLEDのP−N接合部分が絶縁膜で覆われること
により端面劣化が少なくなり、素子の長寿命化が可能と
なる。
【0042】〔請求項2に対応する説明〕請求項2の発
明の構成を説明する。半導体基板上に、凸型の、化合物
半導体からなる層構造を有する端面型発光ダイオードが
少なくとも一つ以上形成されている。各発光ダイオード
は、分離溝及び発光ダイオードが形成されていないフィ
ールド領域で、光学的、電気的に分離されている。即
ち、各発光ダイオードの活性層は分離溝及びフィールド
領域で分離されている。
明の構成を説明する。半導体基板上に、凸型の、化合物
半導体からなる層構造を有する端面型発光ダイオードが
少なくとも一つ以上形成されている。各発光ダイオード
は、分離溝及び発光ダイオードが形成されていないフィ
ールド領域で、光学的、電気的に分離されている。即
ち、各発光ダイオードの活性層は分離溝及びフィールド
領域で分離されている。
【0043】各発光ダイオードの光出射端面は、半導体
基板面に対して平行でない面上に形成されている。各発
光ダイオードの光出射端面の幅が、光出射端面に対向す
る後方端面の幅より大きい。各発光ダイオードの光出射
端面と後方端面以外の側面は、後方に面している。
基板面に対して平行でない面上に形成されている。各発
光ダイオードの光出射端面の幅が、光出射端面に対向す
る後方端面の幅より大きい。各発光ダイオードの光出射
端面と後方端面以外の側面は、後方に面している。
【0044】各発光ダイオードの半導体の表面は、その
上面の上部電極が形成されている領域を除いて、絶縁膜
で覆われている。各発光ダイオードの半導体層の最上層
は上部電極と接している。
上面の上部電極が形成されている領域を除いて、絶縁膜
で覆われている。各発光ダイオードの半導体層の最上層
は上部電極と接している。
【0045】半導体基板上の発光ダイオードが形成され
ていないフィールド領域は、チップに分離するためのラ
インを除いて絶縁膜で覆われている。半導体基板上以外
の領域から電流を注入するためのボンディングパッド
が、前記フィールド領域に絶縁膜を介して形成されてい
る。
ていないフィールド領域は、チップに分離するためのラ
インを除いて絶縁膜で覆われている。半導体基板上以外
の領域から電流を注入するためのボンディングパッド
が、前記フィールド領域に絶縁膜を介して形成されてい
る。
【0046】各発光ダイオードの上部電極とボンディン
グパッドを繋ぐ配線が、フィールド領域及び各発光ダイ
オードの表面に形成されている。これら上部電極、配線
及びボンディングパッドは金属膜であり、同一或は複数
工程で形成される金属膜のいずれでもよい。半導体基板
の裏面には裏面電極が形成されている。
グパッドを繋ぐ配線が、フィールド領域及び各発光ダイ
オードの表面に形成されている。これら上部電極、配線
及びボンディングパッドは金属膜であり、同一或は複数
工程で形成される金属膜のいずれでもよい。半導体基板
の裏面には裏面電極が形成されている。
【0047】本発明の発光ダイオードは、電流が外部よ
りボンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注
入され、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面
より外部に取り出される。
りボンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注
入され、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面
より外部に取り出される。
【0048】以下、図面により説明する。図3は本実施
例の斜視図である。図4(a)は図3の発光ダイオー
ド、配線、パッド領域の拡大斜視図である。図4(b)
は図4(a)のB−B’線を通る切断面の断面図であ
る。
例の斜視図である。図4(a)は図3の発光ダイオー
ド、配線、パッド領域の拡大斜視図である。図4(b)
は図4(a)のB−B’線を通る切断面の断面図であ
る。
【0049】これらの図において、端面発光型発光ダイ
オード21が複数個、半導体基板10上に形成されてい
る。この半導体基板10はn型GaAsからなる。半導
体基板1の裏面に設けられているのは、裏面電極91
で、Au−Ge/Ni/Auにより形成されている。
オード21が複数個、半導体基板10上に形成されてい
る。この半導体基板10はn型GaAsからなる。半導
体基板1の裏面に設けられているのは、裏面電極91
で、Au−Ge/Ni/Auにより形成されている。
【0050】各発光ダイオードの光出射端面31及びこ
の光出射端面3に対向する後方端面81、及び光出射端
面31と後方端面81以外の側面は、半導体基板面に対
して概ね垂直な面上に形成されている。
の光出射端面3に対向する後方端面81、及び光出射端
面31と後方端面81以外の側面は、半導体基板面に対
して概ね垂直な面上に形成されている。
【0051】各発光ダイオードの光出射端面の幅が後方
端面81の幅より大きくなるように、各発光ダイオード
21を形成する。即ち、各発光ダイオードの側面が後方
を向いている。
端面81の幅より大きくなるように、各発光ダイオード
21を形成する。即ち、各発光ダイオードの側面が後方
を向いている。
【0052】この発光ダイオード2は、図4(b)に示
すように、半導体基板1上に、下層からn型AlxGa
1-xAsからなる下部クラッド層111、AlyGa1-y
Asからなる活性層121、p型AlxGa1-xAsから
なる上部クラッド層131、p型GaAsからなるキャ
ップ層141の順で形成された積層構造となっている。
ここでx>yである。
すように、半導体基板1上に、下層からn型AlxGa
1-xAsからなる下部クラッド層111、AlyGa1-y
Asからなる活性層121、p型AlxGa1-xAsから
なる上部クラッド層131、p型GaAsからなるキャ
ップ層141の順で形成された積層構造となっている。
ここでx>yである。
【0053】各発光ダイオード21は、下部クラッド層
111をより基板側で分離溝、フィールド領域が形成さ
れていることにより、電気的、光学的に素子分離されて
いる。各発光ダイオード21は、その上面の上部電極6
aが接している領域、即ちコンタクトホール41の領域
を除いて、絶縁膜51であるSiO2で覆われている。
111をより基板側で分離溝、フィールド領域が形成さ
れていることにより、電気的、光学的に素子分離されて
いる。各発光ダイオード21は、その上面の上部電極6
aが接している領域、即ちコンタクトホール41の領域
を除いて、絶縁膜51であるSiO2で覆われている。
【0054】各発光ダイオードの最上層であるp型Ga
Asキャップ層141の表面は上部電極61aと接して
いる。各発光ダイオード2の上部電極61aは、各発光
ダイオード21に電流を注入するための配線部61b、
ワイヤーボンディングパッド61cと同一の材料、工程
で形成されている。上部電極61a、配線部61b、ワ
イヤーボンディングパッド61cはAl膜で形成されて
いる。
Asキャップ層141の表面は上部電極61aと接して
いる。各発光ダイオード2の上部電極61aは、各発光
ダイオード21に電流を注入するための配線部61b、
ワイヤーボンディングパッド61cと同一の材料、工程
で形成されている。上部電極61a、配線部61b、ワ
イヤーボンディングパッド61cはAl膜で形成されて
いる。
【0055】ここで、各発光ダイオードの光出射端面3
1及び側面はAl膜で覆われていない。また、各発光ダ
イオードの後方端面81及び上面はAl膜で一部覆われ
ている。
1及び側面はAl膜で覆われていない。また、各発光ダ
イオードの後方端面81及び上面はAl膜で一部覆われ
ている。
【0056】各発光ダイオード21の側面(図4に示す
光出射端面81と後方端面81以外の台形部分側面)
が、光出射端面31から光が出射される方向と反対傾向
の方向を向いているために、光出射端面方向への光の出
射が少なくなる。故に、光出射端面の前方に設置される
等倍結像素子等の光学素子への迷光の入射の割合が少な
くなる。本例のデバイスの製造方法は、次の通りであ
る。有機金属気相成長法(MO−CVD法)を用いて、
n型GaAs基板上に、下層からn型AlxGa1-xAs
下部クラッド層111、AlyGa1-yAs活性層12
1、p型AlxGa1-xAs上部クラッド層131、p型
GaAsキャップ層141の順で結晶成長を行う。ここ
で、x>yである。次に、エッチングマスクを形成し、
フィールド領域をドライエッチングにより形成する。こ
のエッチング工程において、下部クラッド層より下のn
型GaAs基板までエッチングを行う。次に、SiO2
膜をプラズマCVD法を用いて堆積する。その後、フォ
トリソグラフィー工程、エッチング工程を経てコンタク
トホールを形成する。次に、Al膜を蒸着法を用いて堆
積する。このとき、蒸着粒子の半導体基板への入射角が
0°より大きくなるように、且つ蒸着源から後方端面及
び側面が見通せる、即ち光出射端面が蒸着粒子の影とな
るように蒸着を行う。更に、フォトリソグラフィー工
程、エッチング工程を経て、上部電極、配線、ワイヤー
ボンディングパッドが形成される。その後、アニールを
行い、最後に、裏面にAu−Ge/Ni/Auを蒸着、
アニールを行い裏面電極を形成する。
光出射端面81と後方端面81以外の台形部分側面)
が、光出射端面31から光が出射される方向と反対傾向
の方向を向いているために、光出射端面方向への光の出
射が少なくなる。故に、光出射端面の前方に設置される
等倍結像素子等の光学素子への迷光の入射の割合が少な
くなる。本例のデバイスの製造方法は、次の通りであ
る。有機金属気相成長法(MO−CVD法)を用いて、
n型GaAs基板上に、下層からn型AlxGa1-xAs
下部クラッド層111、AlyGa1-yAs活性層12
1、p型AlxGa1-xAs上部クラッド層131、p型
GaAsキャップ層141の順で結晶成長を行う。ここ
で、x>yである。次に、エッチングマスクを形成し、
フィールド領域をドライエッチングにより形成する。こ
のエッチング工程において、下部クラッド層より下のn
型GaAs基板までエッチングを行う。次に、SiO2
膜をプラズマCVD法を用いて堆積する。その後、フォ
トリソグラフィー工程、エッチング工程を経てコンタク
トホールを形成する。次に、Al膜を蒸着法を用いて堆
積する。このとき、蒸着粒子の半導体基板への入射角が
0°より大きくなるように、且つ蒸着源から後方端面及
び側面が見通せる、即ち光出射端面が蒸着粒子の影とな
るように蒸着を行う。更に、フォトリソグラフィー工
程、エッチング工程を経て、上部電極、配線、ワイヤー
ボンディングパッドが形成される。その後、アニールを
行い、最後に、裏面にAu−Ge/Ni/Auを蒸着、
アニールを行い裏面電極を形成する。
【0057】本例のように、電極、配線、ボンディング
パッドを同一材料、同一工程で製作することにより、か
つ、配線が光学的反射膜を兼ねることにより、フォトリ
ソグラフィー,エッチング工程のエッチングが容易とな
る。即ち、素子製作が容易となる。更に、光出射端面を
含めたLEDのP−N接合部分が絶縁膜で覆われること
により端面劣化が少なくなり、素子の長寿命化が可能と
なる。
パッドを同一材料、同一工程で製作することにより、か
つ、配線が光学的反射膜を兼ねることにより、フォトリ
ソグラフィー,エッチング工程のエッチングが容易とな
る。即ち、素子製作が容易となる。更に、光出射端面を
含めたLEDのP−N接合部分が絶縁膜で覆われること
により端面劣化が少なくなり、素子の長寿命化が可能と
なる。
【0058】〔請求項3に対応する説明〕請求項3の発
明の構成を説明する。半導体基板上に、凸型の、化合物
半導体からなる層構造を有する端面型発光ダイオードが
少なくとも一つ以上形成されている。
明の構成を説明する。半導体基板上に、凸型の、化合物
半導体からなる層構造を有する端面型発光ダイオードが
少なくとも一つ以上形成されている。
【0059】各発光ダイオードは、分離溝及び発光ダイ
オードが形成されていないフィールド領域で、光学的電
気的に分離されている。即ち、各発光ダイオードの活性
層は分離溝及びフィールド領域で分離されている。
オードが形成されていないフィールド領域で、光学的電
気的に分離されている。即ち、各発光ダイオードの活性
層は分離溝及びフィールド領域で分離されている。
【0060】各発光ダイオードの光出射端面は、半導体
基板面に対して平行でない面上に形成されている。各発
光ダイオードの光出射端面の幅が、光出射端面に対向す
る後方端面の幅より大きい。
基板面に対して平行でない面上に形成されている。各発
光ダイオードの光出射端面の幅が、光出射端面に対向す
る後方端面の幅より大きい。
【0061】各発光ダイオードの光出射端面と後方端面
以外の側面は、後方に面している。各発光ダイオードの
半導体の表面は、その上面の上部電極が形成されている
領域を除いて、絶縁膜で覆われている。
以外の側面は、後方に面している。各発光ダイオードの
半導体の表面は、その上面の上部電極が形成されている
領域を除いて、絶縁膜で覆われている。
【0062】各発光ダイオードの半導体層の最上層は上
部電極と接している。各発光ダイオードの光出射端面に
対向する後方端面、及び各発光ダイオードの光出射端面
と後方端面以外の半導体基板に対して平行でない側面
は、全て絶縁膜を介して光学的反射膜で覆われている。
更に、半導体基板に対して概ね平行である各歯っっこう
ダイオードの上面は、上部電極を含めて光学的反射膜で
覆われている。
部電極と接している。各発光ダイオードの光出射端面に
対向する後方端面、及び各発光ダイオードの光出射端面
と後方端面以外の半導体基板に対して平行でない側面
は、全て絶縁膜を介して光学的反射膜で覆われている。
更に、半導体基板に対して概ね平行である各歯っっこう
ダイオードの上面は、上部電極を含めて光学的反射膜で
覆われている。
【0063】半導体基板上の発光ダイオードが形成され
ていないフィールド領域は、チップに分離するためのラ
インを除いて絶縁膜で覆われている。半導体基板上以外
の領域から電流を注入するためのボンディングパッド
が、前記フィールド領域に絶縁膜を介して形成されてい
る。各発光ダイオードの上部電極とボンディングパッド
を繋ぐ配線が、フィールド領域及び各発光ダイオードの
表面に形成されている。
ていないフィールド領域は、チップに分離するためのラ
インを除いて絶縁膜で覆われている。半導体基板上以外
の領域から電流を注入するためのボンディングパッド
が、前記フィールド領域に絶縁膜を介して形成されてい
る。各発光ダイオードの上部電極とボンディングパッド
を繋ぐ配線が、フィールド領域及び各発光ダイオードの
表面に形成されている。
【0064】これら上部電極、配線及びボンディングパ
ッドは金属製であり、同一或は複数工程で形成される金
属膜のいずれでもよい。
ッドは金属製であり、同一或は複数工程で形成される金
属膜のいずれでもよい。
【0065】半導体基板の裏面には裏面電極が形成され
ている。本発明の発光ダイオードは、電流が外部よりボ
ンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入さ
れ、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面より
外部に取り出される。以下、図面により説明する。図5
は本実施例の斜視図である。図6(a)は図5の発光ダ
イオード、配線、パッド領域の拡大斜視図である。図6
(b)は図6(a)のC−C’線を通る切断面の断面図
である。これらの図において、端面発光型発光ダイオー
ド22が複数個、半導体基板100上に形成されてい
る。この半導体基板100はn型GaAsからなる。半
導体基板100の裏面に設けられているのは、裏面電極
92で、Au−Ge/Ni/Auにより形成されてい
る。各発光ダイオードの光出射端面32及びこの光出射
端面32に対向する後方端面82、及び光出射端面32
と後方端面82以外の側面は、半導体基板面に対して概
ね垂直な面上に形成されている。各発光ダイオード22
の光出射端面32の幅は後方端面82の幅より大きくな
るように、各発光ダイオード22を形成する。即ち、各
発光ダイオードの側面は後方を向いている。この発光ダ
イオード22は、図6(b)に示すように、半導体基板
100上に、下層からn型AlxGa1-xAsからなる下
部クラッド層112、AlyGa1−yAsからなる活
性層122、p型AlxGa1-xAsからなる上部クラ
ッド層132、p型GaAsからなるキャップ層142
の順で形成された積層構造となっている。ここでx>y
である。各発光ダイオード22は、下部クラッド層11
2をより基板側で分離溝、フィールド領域が形成されて
いることにより、電気的、光学的に素子分離されてい
る。各発光ダイオード22は、その上面の上部電極62
aが接している領域、即ちコンタクトホール42の領域
を除いて、絶縁膜52であるSi2で覆われている。各
発光ダイオードの最上層であるp型GaAsキャップ層
142の表面は上部電極62aと接している。各発光ダ
イオード2の上部電極62aは、各発光ダイオード22
に電流を注入するための配線部62b、ワイヤーボンデ
ィングパッド62cと同一の材料、工程で形成されてい
る。配線部62b、ワイヤーボンディングパッド62c
は絶縁膜52上に光出射端面32と反対方向側に形成さ
れている。これら上部電極62a、配線部62b、ボン
ディングパッド62cはAl膜で形成されている。ここ
で、各発光ダイオードの光出射端面32はAl膜で覆わ
れていない。また、各発光ダイオード光出射端面32及
び側面(C−C’線上の面)はAl膜で完全に覆われて
いる。このAl膜は光学的な反射膜である。従って、各
発光ダイオードの後方端面、上面及び側面から出射する
光を完全に遮ることができる。この結果、全体の出射光
に占める迷光の割合が前記請求項2にそれぞれ対応する
の実施例に比較しても更に少なくなる。
ている。本発明の発光ダイオードは、電流が外部よりボ
ンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入さ
れ、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面より
外部に取り出される。以下、図面により説明する。図5
は本実施例の斜視図である。図6(a)は図5の発光ダ
イオード、配線、パッド領域の拡大斜視図である。図6
(b)は図6(a)のC−C’線を通る切断面の断面図
である。これらの図において、端面発光型発光ダイオー
ド22が複数個、半導体基板100上に形成されてい
る。この半導体基板100はn型GaAsからなる。半
導体基板100の裏面に設けられているのは、裏面電極
92で、Au−Ge/Ni/Auにより形成されてい
る。各発光ダイオードの光出射端面32及びこの光出射
端面32に対向する後方端面82、及び光出射端面32
と後方端面82以外の側面は、半導体基板面に対して概
ね垂直な面上に形成されている。各発光ダイオード22
の光出射端面32の幅は後方端面82の幅より大きくな
るように、各発光ダイオード22を形成する。即ち、各
発光ダイオードの側面は後方を向いている。この発光ダ
イオード22は、図6(b)に示すように、半導体基板
100上に、下層からn型AlxGa1-xAsからなる下
部クラッド層112、AlyGa1−yAsからなる活
性層122、p型AlxGa1-xAsからなる上部クラ
ッド層132、p型GaAsからなるキャップ層142
の順で形成された積層構造となっている。ここでx>y
である。各発光ダイオード22は、下部クラッド層11
2をより基板側で分離溝、フィールド領域が形成されて
いることにより、電気的、光学的に素子分離されてい
る。各発光ダイオード22は、その上面の上部電極62
aが接している領域、即ちコンタクトホール42の領域
を除いて、絶縁膜52であるSi2で覆われている。各
発光ダイオードの最上層であるp型GaAsキャップ層
142の表面は上部電極62aと接している。各発光ダ
イオード2の上部電極62aは、各発光ダイオード22
に電流を注入するための配線部62b、ワイヤーボンデ
ィングパッド62cと同一の材料、工程で形成されてい
る。配線部62b、ワイヤーボンディングパッド62c
は絶縁膜52上に光出射端面32と反対方向側に形成さ
れている。これら上部電極62a、配線部62b、ボン
ディングパッド62cはAl膜で形成されている。ここ
で、各発光ダイオードの光出射端面32はAl膜で覆わ
れていない。また、各発光ダイオード光出射端面32及
び側面(C−C’線上の面)はAl膜で完全に覆われて
いる。このAl膜は光学的な反射膜である。従って、各
発光ダイオードの後方端面、上面及び側面から出射する
光を完全に遮ることができる。この結果、全体の出射光
に占める迷光の割合が前記請求項2にそれぞれ対応する
の実施例に比較しても更に少なくなる。
【0066】本例のデバイスの製造方法は次の通りであ
る。有機金属気相成長法(MO−CVD法)を用いて、
n型GaAs基板上に、下層からn型AlXGa1-XAs
からなる下部クラッド層112、AlyGa1-yAsから
なる活性層122、p型AlxGa1-xAsからなる上部
クラッド層132、p型GaAsからなるキャップ層1
42の順で結晶成長を行う。ここで、x>yである。
る。有機金属気相成長法(MO−CVD法)を用いて、
n型GaAs基板上に、下層からn型AlXGa1-XAs
からなる下部クラッド層112、AlyGa1-yAsから
なる活性層122、p型AlxGa1-xAsからなる上部
クラッド層132、p型GaAsからなるキャップ層1
42の順で結晶成長を行う。ここで、x>yである。
【0067】次に、エッチングマスクを形成し、フィー
ルド領域をドライエッチングにより形成する。このエッ
チング工程において、下部クラットド層112より下の
n型GaAs基板までエッチングを行う。
ルド領域をドライエッチングにより形成する。このエッ
チング工程において、下部クラットド層112より下の
n型GaAs基板までエッチングを行う。
【0068】次に、SiO2膜をプラズマCVD法を用
いて堆積する。その後、フォトリソグラフィー工程、エ
ッチング工程を経てコンタクトホール42を形成する。
次に、Al膜を蒸着法を用いて堆積する。この時、蒸着
粒子の半導体基板への入射角が0°より大きくなるよう
に、且つ蒸着源から後方端面が見通せる、即ち光出射端
面が蒸着粒子の影となるように蒸着を行う。
いて堆積する。その後、フォトリソグラフィー工程、エ
ッチング工程を経てコンタクトホール42を形成する。
次に、Al膜を蒸着法を用いて堆積する。この時、蒸着
粒子の半導体基板への入射角が0°より大きくなるよう
に、且つ蒸着源から後方端面が見通せる、即ち光出射端
面が蒸着粒子の影となるように蒸着を行う。
【0069】更に、フォトリソグラフィー工程、エッチ
ング工程を経て、上部電極、配線部、ワイヤーボンディ
ングパッドが形成される。その後、アニールを行い、最
後に、裏面にAu−Ge/Ni/Auを蒸着、アニール
を行い、裏面電極を形成する。
ング工程を経て、上部電極、配線部、ワイヤーボンディ
ングパッドが形成される。その後、アニールを行い、最
後に、裏面にAu−Ge/Ni/Auを蒸着、アニール
を行い、裏面電極を形成する。
【0070】本例の発光ダイオードは、電流が外部より
ボンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入
され、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面よ
り外部に取り出される。
ボンディングパッド、配線電極を介して半導体層に注入
され、発光する。半導体層で生じた光は、光出射端面よ
り外部に取り出される。
【0071】本例のように、電極、配線、ボンディング
パッドを同一材料、同一工程で製作することにより、か
つ、配線が光学的反射膜を兼ねることにより、フォトリ
ソグラフィー,エッチング工程のエッチングが容易とな
る。即ち、素子製作が容易となる。更に、光出射端面を
含めたLEDのP−N接合部分が絶縁膜で覆われること
により端面劣化が少なくなり、素子の長寿命化が可能と
なる。
パッドを同一材料、同一工程で製作することにより、か
つ、配線が光学的反射膜を兼ねることにより、フォトリ
ソグラフィー,エッチング工程のエッチングが容易とな
る。即ち、素子製作が容易となる。更に、光出射端面を
含めたLEDのP−N接合部分が絶縁膜で覆われること
により端面劣化が少なくなり、素子の長寿命化が可能と
なる。
【0072】以上説明した請求項1から請求項3にかか
る実施例での発光ダイオードの半導体材料としては、実
施例で述べたGaAs,AlGaAs系のみならず、他
のInP,InGaAsP,GaAsP,InAsP,
InAsSb,InGaSb等のIII−V族化合物半
導体やII−VI族化合物半導体等の各種化合物半導
体、混晶半導体が適応可能である。
る実施例での発光ダイオードの半導体材料としては、実
施例で述べたGaAs,AlGaAs系のみならず、他
のInP,InGaAsP,GaAsP,InAsP,
InAsSb,InGaSb等のIII−V族化合物半
導体やII−VI族化合物半導体等の各種化合物半導
体、混晶半導体が適応可能である。
【0073】また、発光ダイオードの層構成は、実施例
で述べたダブルヘテロ接合を有する層構成のみならず、
シングルヘテロ接合を有する層構成やホモ接合を有する
層構成等も適応可能である。
で述べたダブルヘテロ接合を有する層構成のみならず、
シングルヘテロ接合を有する層構成やホモ接合を有する
層構成等も適応可能である。
【0074】更に、実施例のn型半導体基板以外に、p
型基板についても適応可能である。また、電極について
も、各実施例の配線部、パッドと一体であっても、個別
であってもどちらでもよい。
型基板についても適応可能である。また、電極について
も、各実施例の配線部、パッドと一体であっても、個別
であってもどちらでもよい。
【0075】〔各実施例の利点〕 請求項1及び請求項3に対応する利点 請求項1及び請求項3の各実施例においては、各発光ダ
イオードの上面、光出射端面に対向する後方端面、及び
側面が全て光学的反射膜で覆われている。この結果、後
方端面及び側面からの迷光がなくなる。また、光出射端
面には成膜時に金属等の光学的反射膜が付いていないた
め、エッチング残渣等の光学的反射膜の残渣がなく、安
定な光出力が得られる。
イオードの上面、光出射端面に対向する後方端面、及び
側面が全て光学的反射膜で覆われている。この結果、後
方端面及び側面からの迷光がなくなる。また、光出射端
面には成膜時に金属等の光学的反射膜が付いていないた
め、エッチング残渣等の光学的反射膜の残渣がなく、安
定な光出力が得られる。
【0076】次に、素子製作時のフォトリソ工程におい
て、アライメント精度を考慮したデバイス構造としてい
るため、容易にアライメントを行うことが可能となる。
て、アライメント精度を考慮したデバイス構造としてい
るため、容易にアライメントを行うことが可能となる。
【0077】また、光出射端面、後方端面及び側面が絶
縁膜で覆われていることにより、この絶縁膜が発光ダイ
オードの端面劣化の防止膜となり、高信頼性化が可能と
なる。更に、配線と光学的反射膜を同一工程で形成する
ことにより、工程の簡略化が図られる。
縁膜で覆われていることにより、この絶縁膜が発光ダイ
オードの端面劣化の防止膜となり、高信頼性化が可能と
なる。更に、配線と光学的反射膜を同一工程で形成する
ことにより、工程の簡略化が図られる。
【0078】請求項2に対応する利点 請求項2の実施例においては、各発光ダイオードの側面
が、光出射端面から光が出射される方向と反対方向、即
ち後方を向いている。この結果、光出射端面の前方に設
置されている等倍結像素子等の光学素子への迷光の入射
の割合が少なくなる。
が、光出射端面から光が出射される方向と反対方向、即
ち後方を向いている。この結果、光出射端面の前方に設
置されている等倍結像素子等の光学素子への迷光の入射
の割合が少なくなる。
【0079】次に素子製作時のフォトリソ工程におい
て、アライメント精度を考慮したデバイス構造としてい
るため、容易にアライメントを行うことが可能となる。
て、アライメント精度を考慮したデバイス構造としてい
るため、容易にアライメントを行うことが可能となる。
【0080】また、光出射端面、後方端面及び側面が絶
縁膜で覆われていることにより、この絶縁膜が発光ダイ
オードの端面劣化の防止膜となり、高信頼性化が可能と
なる。更に、配線部と光学的反射膜を同一工程で形成す
ることにより、工程簡略化が図られる。
縁膜で覆われていることにより、この絶縁膜が発光ダイ
オードの端面劣化の防止膜となり、高信頼性化が可能と
なる。更に、配線部と光学的反射膜を同一工程で形成す
ることにより、工程簡略化が図られる。
【0081】
【発明の効果】本発明によれば、本来の光出射端面以外
の発光ダイオードの表面から出射される光を少なくし、
容易にデバイス製作が可能であり、かつ、長寿命な発光
ダイオードを提供することができる。
の発光ダイオードの表面から出射される光を少なくし、
容易にデバイス製作が可能であり、かつ、長寿命な発光
ダイオードを提供することができる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1にかかる発光ダイオードの拡大図であ
る。
る。
【図2】請求項1にかかる発光ダイオードの斜視図であ
る。
る。
【図3】請求項2にかかる発光ダイオードの斜視図であ
る。
る。
【図4】請求項2にかかる発光ダイオードの拡大図であ
る。
る。
【図5】請求項3にかかる発光ダイオードの斜視図であ
る。
る。
【図6】請求項3にかかる発光ダイオードの拡大図であ
る。
る。
【図7】従来技術の発光ダイオードの斜視図である。
【符号の説明】 1 半導体基板 3 光出射端面 31 光出射端面 32 光出射端面
Claims (3)
- 【請求項1】半導体基板上に少なくとも1つ以上、光出
射端面が一列以上配置され、ドット分割動作可能な端面
発光型発光ダイオードデバイスにおいて、 各発光ダイオードの半導体層の表面は電極と接している
領域を除いて絶縁膜で覆われ、 各発光ダイオードの光出射端面は光学的反射膜で覆われ
てなく、 各発光ダイオードの、半導体基板に対して概ね平行であ
る上面、光出射端面と対向する後方端面及び光出射端面
と後方端面以外の半導体基板に対して平行でない各発光
ダイオードの側面が、光学的反射膜で覆われていること
を特徴とする端面発光型発光ダイオード。 - 【請求項2】半導体基板上に少なくとも1つ以上、光出
射端面が一列以上配置され、ドット分割動作可能な端面
発光型発光ダイオードデバイスにおいて、 各発光ダイオードの半導体層の表面は電極と接している
領域を除いて絶縁膜で覆われ、 各発光ダイオードの光出射端面の幅が、光出射端面と対
向する後方端面の幅より大きいことを特徴とする端面発
光型発光ダイオード。 - 【請求項3】半導体基板上に少なくとも1つ以上、光出
射端面が一列以上配置され、ドット分割動作可能な端面
発光型発光ダイオードデバイスにおいて、 各発光ダイオードの半導体層の表面は電極と接している
領域を除いて絶縁膜で覆われ、 各発光ダイオードの光出射端面は光学的反射膜で覆われ
てなく、 各発光ダイオードの、半導体基板に対して概ね平行であ
る上面、光出射端面と対向する後方端面及び光出射端面
と後方端面以外の半導体基板に対して平行でない各発光
ダイオードの側面が、光学的反射膜で覆われており、 且つ、光出射端面の幅が、後方端面の幅より大きいこと
を特徴とする端面発光型発光ダイオード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32899093A JPH07183573A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 端面発光型発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32899093A JPH07183573A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 端面発光型発光ダイオード |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07183573A true JPH07183573A (ja) | 1995-07-21 |
Family
ID=18216379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32899093A Pending JPH07183573A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 端面発光型発光ダイオード |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07183573A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1187771A (ja) * | 1997-09-11 | 1999-03-30 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体素子 |
JPH1197742A (ja) * | 1997-09-22 | 1999-04-09 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体素子 |
JP2006253673A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-09-21 | Toshiba Corp | 半導体発光素子及び発光装置 |
JP2007221141A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 端面発光型led及びその製造方法 |
JP2008210900A (ja) * | 2007-02-24 | 2008-09-11 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子及びこれを備えた発光装置 |
US7795059B2 (en) | 2005-02-14 | 2010-09-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of fabricating a semiconductor light-emitting device |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP32899093A patent/JPH07183573A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1187771A (ja) * | 1997-09-11 | 1999-03-30 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体素子 |
JPH1197742A (ja) * | 1997-09-22 | 1999-04-09 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体素子 |
JP2006253673A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-09-21 | Toshiba Corp | 半導体発光素子及び発光装置 |
US7795059B2 (en) | 2005-02-14 | 2010-09-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of fabricating a semiconductor light-emitting device |
JP2007221141A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 端面発光型led及びその製造方法 |
US7998767B2 (en) | 2006-02-16 | 2011-08-16 | Samsung Led Co., Ltd. | Method for manufacturing a facet extraction LED |
JP2008210900A (ja) * | 2007-02-24 | 2008-09-11 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子及びこれを備えた発光装置 |
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