JPH07273368A - 発光ダイオード - Google Patents

発光ダイオード

Info

Publication number
JPH07273368A
JPH07273368A JP5847894A JP5847894A JPH07273368A JP H07273368 A JPH07273368 A JP H07273368A JP 5847894 A JP5847894 A JP 5847894A JP 5847894 A JP5847894 A JP 5847894A JP H07273368 A JPH07273368 A JP H07273368A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
upper electrode
substrate
emitting diode
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5847894A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Iwayama
章 岩山
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.)
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
Original Assignee
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd, Kansai Nippon Electric Co Ltd filed Critical Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Priority to JP5847894A priority Critical patent/JPH07273368A/ja
Publication of JPH07273368A publication Critical patent/JPH07273368A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 面発光型発光ダイオード11の光出力を増大
する。 【構成】 半導体基板2上にN形半導体層3とP形半導
体層4とを積層してPN接合5を形成し、前記基板2最
上部の光取出し面6に上部電極7を、基板2下面に下部
電極8をそれぞれ形成し、前記光取出し面6より光を放
射するようにした面発光型発光ダイオードに於いて、前
記基板2下面に形成する下部電極8は少なくとも前記上
部電極7と対向する直下部分を除く基板2下面の周辺部
分に電極を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は発光ダイオード、特に
基板最上部の光取出し面に上部電極を形成した面発光型
発光ダイオードの光出力の増大に関する。
【0002】
【従来の技術】この種面発光型発光ダイオード1は、図
3に示すように、N型半導体基板2上にN形半導体層3
とP形半導体層4とを積層してPN接合5を形成すると
共に最上部の光取出し面6に上部電極7を、また基板2
の下面に下部電極8を形成した構造であり、PN接合5
に順方向電圧を印加すると、P形領域には電子が、N形
領域には正孔が注入され、これらの少数キャリアの一部
が多数キャリアと発光再結合することによって、禁制帯
幅Egに相当するエネルギを放出して光を発し、この光
を最上部の光取出し面6より放射して利用するものであ
る。放射される光のピーク波長λは、概ね発光領域材料
の禁制帯幅Egで決まり、λ(nm)=1240/Eg
(ev)で表され、赤外、赤、黄、緑色など数種の発光
色の発光ダイオードが開発され、表示素子などに利用さ
れている。
【0003】ところで、かかる発光ダイオード1は少数
キャリアの注入が可能な拡散領域内で発光が生じるもの
であり、発光領域はPN接合5に隣接した近傍に限定さ
れるが、電流の流れないところは発光に寄与しないた
め、例えば、図4に点線図示した領域が発光領域Aとな
る。即ち、上部電極7より流入した動作電流Iは、同図
に矢示するように、半導体基板2内で、上部電極7の直
下部分nから若干周辺部分mに放物線状に曲下して下部
電極8へと流れ、PN接合5部分では上部電極7の直下
部分nとその周辺部分mを含む領域Aを通過し、この領
域Aが発光領域となる。そして、この領域Aで発光した
光は半導体基板2内の表面で何回も反射を受け、拡散光
となって最上部の光取出し面6より導出される。
【0004】尚、一般にオーム性電極は合金化処理を行
うので反射率が小さく、発光が吸収されるため、下部電
極8は上記発光の吸収を改善するため、例えば図5
(a)に示すように、オーム性電極8を形成するための
孔をもつSiO2 膜9を半導体基板2と電極8の金属の
間に挟んだり、図5(b)に示すように、オーム性電極
8をドット状に形成し、残りの部分は高反射率の金属蒸
着膜10で形成するなどの工夫がなされている。
【0005】しかしながら、このように最上部の光取出
し面6に上部電極7を形成した面発光型発光ダイオード
1は発光領域Aの内、電流密度が高く、発光強度も高い
上部電極7の直下部分nで発生された光は上部電極7に
より遮蔽されており、電流密度が急激に低下して発光強
度が下がる周辺部分mで発生された光が放出される。従
って、最上部の光取出し面6における発光強度は、図6
の曲線aに示すように、上部電極6の周辺部分から急激
に低下する先鋭な形状となり、下部電極8を反射性に形
成しても、光取出し効率が低く光出力が弱くなるといっ
た問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このため、上部電極の
直下部分に、該上部電極と略同一形状を成して動作電流
の流れを阻害するブロック層を設け、上部電極の直下部
分以外の光が有効に取出される部分における電流密度を
高くなるように形成し、高い光出力が得られるようにし
たものが提案されている(特開昭58−34984号公
報、特開平2−181980号公報参照)。しかしなが
ら、これらは何れも上部電極の直下部分の半導体基板に
通電時に逆バイアスされる導電層を形成したり、あるい
は電気抵抗の高い絶縁体層や単結晶層を形成して上記ブ
ロック層を構成するものであり、製造工程が極めて煩雑
になる問題があった。
【0007】従って、本発明は上記面発光型発光ダイオ
ードにおいて、上部電極の直下部分で発生する光が上部
電極によって遮蔽され、光出力が弱くなる問題点に鑑み
なされたものであり、製造工程を特に煩雑にすることな
く、同一電流時の光出力が増大できる発光ダイオードを
得ることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の発光
ダイオードは、半導体基板上にN形半導体層とP形半導
体層とを積層してPN接合を形成し、前記基板最上部の
光取出し面に上部電極を、基板下面に下部電極をそれぞ
れ形成し、前記光取出し面より光を放射するようにした
面発光型発光ダイオードに於いて、前記基板下面に形成
する下部電極は少なくとも前記上部電極と対向する直下
部分を除く基板下面の周辺部分に電極形成されたことを
特徴としている。また、本発明の発光ダイオードは、前
記基板下面の上部電極と対向する直下部分は鏡面の光反
射性に形成されたことを特徴としている。
【0009】
【作用】基板下面の上部電極と対向する直下部分には下
部電極は形成されず、動作電流は上部電極から基板内を
基板下面周辺部の下部電極に向って流れる。従って、同
じ動作電流を流す場合、電流は上部電極の直下部分が低
減されて周辺に向って広がり、発光領域が拡大されると
共に、周辺領域に流れる電流密度も増加する。従って、
光放射が遮蔽される上部電極の直下部分の発光が低減さ
れ、その分発光領域が周辺方向に拡大され、光の光取出
し効率がアップして光出力が増大する。また、基板下面
の上部電極と対向する直下部分は光吸収性の下部電極が
配設されず、鏡面の光反射性に形成されているから、下
面方向に放射された光がこの鏡面の壁面で反射され、発
光出力の増加に寄与する。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳
述する。
【0011】図1は本発明の一実施例の発光ダイオード
の概略構成を示す断面図である。
【0012】この発光ダイオード11は、前記図3に示
した従来の発光ダイオード1と同様に、N型半導体基板
2上にN形半導体層3とP形半導体層4とを積層してP
N接合5を形成すると共に最上部の光取出し面6に上部
電極7を、また基板2の下面に下部電極8を形成した面
発光型発光ダイオードである。
【0013】この発光ダイオード11において、上記発
光ダイオード1と基本的に異なる点は、半導体基板2の
下面側に形成した下部電極8を半導体基板2の最上部の
光取出し面6に形成した上部電極7と対向する直下部分
を除く半導体基板2の下面の周辺部分に形成した点のみ
であり、その他の構成は同様である。従って、同じ構成
部分は図3と同一参照符号を付し、詳細説明を略す。
【0014】このように構成した発光ダイオード11は
両電極7、8間に順方向電圧を印加して動作電流Iを流
すと、電流Iは同図に矢示するように、上部電極7の直
下部分nには下部電極8は配設されず、直下部分nを通
過する電流が低減される。逆に、周辺部分mは下部電極
8が配設されているため、周辺部分mを通過する電流が
周縁領域に広がると共に、周縁領域での電流密度が増加
する。従って、PN接合近傍に形成される発光領域Bは
従来の発光ダイオード1の発光領域Aに比べて周縁方向
に拡大される。
【0015】この発光領域Bにおいて、上部電極7の直
下部分nは電流が低減され、この直下部分nでの発光強
度は従来に比べて可成小さくなるが、この部分nでの発
光は上部電極7で上方向の光が遮蔽され、光取出し面6
よりの光放出に寄与しない。一方、周辺部分mの発光は
電流密度が増加され、従来に比べて可成り大きくなると
共に周縁領域への電流の広がりで発光面積が拡大する。
そして、周辺部分m上の光取出し面6には光を遮蔽する
上部電極7などはないから、上方向へ有効に放射され、
図2の曲線bに実線図示するように、従来の曲線aに比
べ発光出力が拡大する。
【0016】また、半導体基板2の下面側は上部電極7
と対向する直下部分nには下部電極8が配設されていな
いため、この部分に光吸収性のアロイ層が形成されず、
半導体基板2の下面方向に放射される光が反射される。
従って、この部分の基板2の表面を研磨加工やエッチン
グにより鏡面仕上げしたり、非オーミックに金属蒸着な
どにより光反射性に形成することにより、下面方向に放
射される光を有効に反射して、光取出し面5よりの発光
出力に寄与する。
【0017】
【発明の効果】以上のように、本発明は半導体基板にN
形半導体層とP形半導体層とを積層し、該基板の上下面
に上部電極と下部電極をそれぞれ形成し、順方向電流を
流してPN接合部で生じた発光を前記基板の表面側に導
出するようにした発光ダイオードにおいて、前記基板下
面に形成される下部電極を上部電極の直下部分を除く周
辺部分に形成するように構成したから、上部電極で遮光
され、無駄な発光となる直下部分の電流が減少でき、逆
に上部電極で遮光されず、上方への光導出が有効に導出
される周辺部分への電流が高められるから、発光出力が
増大できる。また、基板下面の上部電極と対向する直下
部分には下部電極が形成されず、鏡面の光反射性に形成
したから、基板下面方向への発光が反射され、発光出力
の増大に寄与し、発光強度の高い面発光型発光ダイオー
ドを得ることができる。また、本発明は下部電極をパタ
ーニングして形成するだけでよく、半導体基板の上部電
極の直下部分に電流のブロック層などを形成するものに
比べ製造工程が極めて簡単に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の発光ダイオードの構成と作動を説明す
るための概略構成図。
【図2】図1の発光ダイオードで得られる発光強度図。
【図3】従来の発光ダイオードの構成を説明するための
概略構成図。
【図4】図3の発光ダイオードの作動説明図。
【図5】図3の発光ダイオードの下部電極の構造例を説
明する概略図。
【図6】図3の発光ダイオードで得られる発光強度図。
【符号の説明】
2 N型半導体基板 3 N形導電層 4 P形導電層 5 PN接合 6 光取出し面 7 上部電極 8 下部電極 11 発光ダイオード

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上にN形半導体層とP形半導
    体層とを積層してPN接合を形成し、前記基板最上部の
    光取出し面に上部電極を、基板下面に下部電極をそれぞ
    れ形成し、前記光取出し面より光を放射するようにした
    面発光型発光ダイオードに於いて、前記基板下面に形成
    する下部電極は少なくとも前記上部電極と対向する直下
    部分を除く基板下面の周辺部分に電極形成されたことを
    特徴とする発光ダイオード。
  2. 【請求項2】 前記基板下面の上部電極と対向する直下
    部分は鏡面の光反射性に形成されたことを特徴とする請
    求項1記載の発光ダイオード。
JP5847894A 1994-03-29 1994-03-29 発光ダイオード Pending JPH07273368A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5847894A JPH07273368A (ja) 1994-03-29 1994-03-29 発光ダイオード

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5847894A JPH07273368A (ja) 1994-03-29 1994-03-29 発光ダイオード

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07273368A true JPH07273368A (ja) 1995-10-20

Family

ID=13085551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5847894A Pending JPH07273368A (ja) 1994-03-29 1994-03-29 発光ダイオード

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07273368A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006507654A (ja) * 2001-10-22 2006-03-02 オリオール, インク. 反射層を有するダイオードの製造方法
JP2007081011A (ja) * 2005-09-13 2007-03-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光素子
JP2007258326A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光素子
JP2009510730A (ja) * 2005-09-30 2009-03-12 ラティス パワー (チアンシ) コーポレイション 半導体発光デバイスおよびその製造方法
US7939849B2 (en) 2001-07-17 2011-05-10 Lg Electronics Inc. Diode having high brightness and method thereof
JP2012248893A (ja) * 2004-09-22 2012-12-13 Cree Inc レンズ状表面を有する高効率iii族窒化物led
US9000468B2 (en) 2001-10-26 2015-04-07 Lg Innotek Co., Ltd. Diode having vertical structure

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10553744B2 (en) 2001-07-17 2020-02-04 Lg Innotek Co., Ltd. Diode having high brightness and method thereof
US10147841B2 (en) 2001-07-17 2018-12-04 Lg Innotek Co., Ltd. Diode having high brightness and method thereof
US9640713B2 (en) 2001-07-17 2017-05-02 Lg Innotek Co., Ltd. Diode having high brightness and method thereof
US7939849B2 (en) 2001-07-17 2011-05-10 Lg Electronics Inc. Diode having high brightness and method thereof
US9406837B2 (en) 2001-10-22 2016-08-02 Lg Innotek Co., Ltd Method of making diode having reflective layer
US7682854B2 (en) 2001-10-22 2010-03-23 Lg Electronics Inc. Method of making diode having reflective layer
US7785908B2 (en) 2001-10-22 2010-08-31 Lg Electronics Inc. Method of making diode having reflective layer
JP2006507654A (ja) * 2001-10-22 2006-03-02 オリオール, インク. 反射層を有するダイオードの製造方法
US9620677B2 (en) 2001-10-26 2017-04-11 Lg Innotek Co., Ltd. Diode having vertical structure
US9000468B2 (en) 2001-10-26 2015-04-07 Lg Innotek Co., Ltd. Diode having vertical structure
US10032959B2 (en) 2001-10-26 2018-07-24 Lg Innotek Co., Ltd. Diode having vertical structure
US10326055B2 (en) 2001-10-26 2019-06-18 Lg Innotek Co., Ltd. Diode having vertical structure
US8878209B2 (en) 2004-09-22 2014-11-04 Cree, Inc. High efficiency group III nitride LED with lenticular surface
US8692267B2 (en) 2004-09-22 2014-04-08 Cree, Inc. High efficiency Group III nitride LED with lenticular surface
JP2012248893A (ja) * 2004-09-22 2012-12-13 Cree Inc レンズ状表面を有する高効率iii族窒化物led
JP2007081011A (ja) * 2005-09-13 2007-03-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光素子
JP2009510730A (ja) * 2005-09-30 2009-03-12 ラティス パワー (チアンシ) コーポレイション 半導体発光デバイスおよびその製造方法
JP2007258326A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光素子

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6015719A (en) Transparent substrate light emitting diodes with directed light output
US5793062A (en) Transparent substrate light emitting diodes with directed light output
KR100707218B1 (ko) 개선된 전류 확산 구조를 갖는 조절 가능한 발광 다이오드
KR100745229B1 (ko) 발광다이오드구조체및그의형성방법
US6420732B1 (en) Light emitting diode of improved current blocking and light extraction structure
JP4054631B2 (ja) 半導体発光素子およびその製造方法、ledランプ並びにled表示装置
US20080061304A1 (en) Semiconductor light emitting device
US20010048113A1 (en) Surface-emitting light-emitting diode
KR20040075002A (ko) 평면형 전방향 반사기를 가진 광 방사 다이오드
US3974514A (en) Electroluminescent edge-emitting diode comprising a light reflector in a groove
KR20000011917A (ko) 발광소자
US4897846A (en) Surface emission type semiconductor light-emitting device
JP2005276899A (ja) 発光素子
JPH07273368A (ja) 発光ダイオード
JP2947155B2 (ja) 半導体発光素子及びその製造方法
JPS6120156B2 (ja)
JPH04225577A (ja) 発光ダイオード
US20060124943A1 (en) Large-sized light-emitting diodes with improved light extraction efficiency
US6057563A (en) Light transparent superlattice window layer for light emitting diode
JP4501234B2 (ja) 窒化物半導体素子
KR102533825B1 (ko) 반도체 소자
JP4851648B2 (ja) 混色の電磁放射を発生させる半導体コンポーネント
JP7051131B2 (ja) 半導体素子
US5258630A (en) Light-emitting diode with non-reflective diffusion region periphery
Blondelle et al. High efficiency (> 20%) microcavity LEDs

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030822