JPH0786635A - Light emitting diode - Google Patents

Light emitting diode

Info

Publication number
JPH0786635A
JPH0786635A JP23034093A JP23034093A JPH0786635A JP H0786635 A JPH0786635 A JP H0786635A JP 23034093 A JP23034093 A JP 23034093A JP 23034093 A JP23034093 A JP 23034093A JP H0786635 A JPH0786635 A JP H0786635A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light emitting
emitting diode
substrate
emitting layer
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
JP23034093A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Saka
貴 坂
Toshihiro Kato
俊宏 加藤
Masumi Hiroya
真澄 廣谷
Mitsuru Imaizumi
充 今泉
Yoshiyuki Mizuno
義之 水野
Toshinori Sone
豪紀 曽根
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.)
Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel 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 Daido Steel Co Ltd filed Critical Daido Steel Co Ltd
Priority to JP23034093A priority Critical patent/JPH0786635A/en
Publication of JPH0786635A publication Critical patent/JPH0786635A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate

Abstract

PURPOSE:To obtain a light emitting diode that delivers a high luminous efficiency, by forming on a light extract surface a large number of projections of inverted mesa structure. CONSTITUTION:When a driving current flows from the upper electrode 26 to the lower electrode 24 in a light emitting diode 10, light is emitted from the luminous layer 18 in the diode. Light that is directed to the opposite side to the substrate 12, is externally extracted through the upper face, or the light extract surface 28, of the light extract layer 22 parallel with the luminous layer 18. The light extract surface 28 has a large number of projections 30 formed thereon. These projections 30 are of reverse mesa structure, which reduces the percentage of light going from the luminous layer 18 to the opposite side to the substrate 12, being totally reflected. This increases the quantity of light externally extracted through the light extract surface 28, and thus improves the luminous efficacy of the light emitting diode 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、発光ダイオードに関
し、特に発光効率を高める技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode, and more particularly to a technique for improving luminous efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術およびその課題】発光ダイオードでは、通
常、基板の上に形成された発光層から発生する光が外部
へ取り出されて利用されている。しかし、発光層から発
生する光が必ずしも充分に利用されている訳ではなく、
高い発光効率が望まれている。比較的外部へ取り出し易
い発光層から基板と反対側へ向かう光でも、その一部が
全反射を繰り返すうちに表面電極によって吸収される一
方、発光層から基板側へ向かう光は、発光ダイオード内
に閉じ込められ易く、基板や下部電極に吸収されたりし
て有効に利用され難い。このため、従来では、発光層か
ら発生する光のうちの1/10程度しか利用されていな
いのが実情である。
2. Description of the Related Art In a light emitting diode, light generated from a light emitting layer formed on a substrate is usually extracted to the outside and used. However, the light generated from the light emitting layer is not always fully utilized,
High luminous efficiency is desired. Even the light traveling from the light emitting layer, which is relatively easy to extract to the outside, to the side opposite to the substrate is partially absorbed by the surface electrode during repeated total reflection, while the light traveling from the light emitting layer to the substrate side enters the light emitting diode. It is easy to be confined and is difficult to be effectively used because it is absorbed by the substrate and the lower electrode. For this reason, conventionally, only about 1/10 of the light generated from the light emitting layer is used.

【0003】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、高い発光効率を
備えた発光ダイオードを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a light emitting diode having high luminous efficiency.

【0004】本発明者等は、上記の目的を達成するため
に種々研究を重ねた結果、発光層から発生した光を外部
へ取り出す光取出面に、メサ構造の多数の凹凸、或いは
多数の球状凹面を形成すると、発光層から基板と反対側
へ向かう光を効率よく取り出すことができる事実を見出
した。また、基板の側面に凹溝を形成し、発光層から基
板側へ向かう光をその凹溝の内壁面によって側方へ反射
させると、発光ダイオードの発光効率を好適に高めるこ
とができる事実を見出した。本発明は、斯かる知見に基
づいて為されたものである。
The inventors of the present invention have conducted various studies to achieve the above object, and as a result, on the light extraction surface through which the light generated from the light emitting layer is taken out, a large number of irregularities of a mesa structure or a large number of spherical shapes are formed. It has been found that the formation of the concave surface allows the light traveling from the light emitting layer to the side opposite to the substrate to be efficiently extracted. Further, it has been found that the light emitting efficiency of the light emitting diode can be suitably improved by forming a groove on the side surface of the substrate and reflecting the light traveling from the light emitting layer toward the substrate side by the inner wall surface of the groove. It was The present invention has been made based on such knowledge.

【0005】[0005]

【課題を解決するための第1の手段】すなわち、前記目
的を達成するための第1発明の要旨とするところは、光
を発生する発光層を有し、その発光層から発生した光を
光取出面を通して外部へ放射させる形式の発光ダイオー
ドにおいて、逆メサ構造を有する多数の凸部を、上記光
取出面に形成したことにある。
[Means for Solving the Problems] That is, the gist of the first invention for achieving the above-mentioned object is to have a light emitting layer which emits light, and to emit light emitted from the light emitting layer. In the light emitting diode of the type in which the light is emitted to the outside through the extraction surface, a large number of convex portions having an inverted mesa structure are formed on the light extraction surface.

【0006】[0006]

【作用および第1発明の効果】このようにすれば、光取
出面に形成された多数の凸部は逆メサ構造を有している
ので、発光層から基板と反対側へ向かう光のうちの全反
射される割合が少なくなって、上部電極により吸収され
る量が少なくなる。したがって、その光取出面から外部
へ取り出される光量が多くなるので、発光ダイオードの
発光効率が高められる。
According to this structure, the large number of convex portions formed on the light extraction surface have an inverted mesa structure, so that of the light traveling from the light emitting layer to the side opposite to the substrate. The proportion of total internal reflection is reduced, and the amount absorbed by the upper electrode is reduced. Therefore, the amount of light extracted from the light extraction surface to the outside is increased, so that the luminous efficiency of the light emitting diode is improved.

【0007】[0007]

【課題を解決するための第2の手段】また、前記目的を
達成するための第2発明の要旨とするところは、光を発
生する発光層を有し、その発光層から発生した光を光取
出面を通して外部へ放射させる形式の発光ダイオードに
おいて、多数の球状凹面を上記光取出面に形成したこと
にある。
A second aspect of the present invention for achieving the above object is to have a light emitting layer which emits light, and to emit light emitted from the light emitting layer. In the light emitting diode of the type in which the light is emitted to the outside through the extraction surface, a large number of spherical concave surfaces are formed on the light extraction surface.

【0008】[0008]

【作用および第2発明の効果】このようにすれば、光取
出面には多数の球状凹面が形成されているので、発光層
から基板と反対側へ向かう光のうちの全反射される割合
が少なくなって、上部電極により吸収される量が少なく
なる。したがって、その光取出面から外部へ取り出され
る光が多くなるので、発光ダイオードの発光効率が高め
られる。
With this configuration, since a large number of spherical concave surfaces are formed on the light extraction surface, the proportion of the light reflected from the light emitting layer to the side opposite to the substrate is totally reflected. Less and less absorbed by the upper electrode. Therefore, a large amount of light is extracted from the light extraction surface to the outside, so that the luminous efficiency of the light emitting diode is improved.

【0009】[0009]

【課題を解決するための第3の手段】また、前記目的を
達成するための第3発明の要旨とするところは、基板
と、その基板の上面に積層された発光層を含む複数の半
導体層とを有する発光ダイオードにおいて、上記基板の
側面にその基板の前記半導体層との境界部分を除去した
凹溝を設け、その凹溝の内壁面により前記発光層から前
記基板側へ向かう光を側方へ反射するための反射面を形
成したことにある。
A third aspect of the invention for achieving the above object is to provide a substrate and a plurality of semiconductor layers including a light emitting layer laminated on the upper surface of the substrate. In the light emitting diode having, a concave groove is formed on a side surface of the substrate by removing a boundary portion between the substrate and the semiconductor layer, and an inner wall surface of the concave groove allows light traveling from the light emitting layer to the substrate side to a side. This is because a reflecting surface for reflecting the light is formed.

【0010】[0010]

【作用および第3発明の効果】このようにすれば、基板
の側面にはその基板の前記半導体層との境界部分を除去
した凹溝が設けられ、その凹溝の内壁面により前記発光
層から前記基板側へ向かう光を側方へ反射するための反
射面が形成されているので、発光層から基板側へ向かう
光のうちの一部は、その反射面により反射されて基板の
側方へ向かう。このような光はステムなどにより反射さ
れて発光ダイオードの輝度に寄与するので、発光ダイオ
ードの発光効率が好適に高められる。
According to this structure, a concave groove is formed on the side surface of the substrate by removing the boundary between the substrate and the semiconductor layer, and the inner wall surface of the concave groove separates the light emitting layer from the light emitting layer. Since the reflecting surface for reflecting the light traveling toward the substrate side to the side is formed, a part of the light traveling from the light emitting layer toward the substrate is reflected by the reflecting surface to the side of the substrate. Go to Such light is reflected by the stem or the like and contributes to the brightness of the light emitting diode, so that the light emitting efficiency of the light emitting diode is suitably enhanced.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0012】図1は本発明の一実施例の発光ダイオード
10の構成を示している。図において、発光ダイオード
10は、エピタキシャル構造のLEDであって、n−G
aAs(n型ガリウム−砒素化合物半導体)単結晶から
成る350μm程度の厚みの基板12、この基板12の
上に結晶成長により順次積層された、多数対のn−Al
0.2 GaAs/AlAsブラッグ反射層14、n−Al
0.45GaAsから成る2μm程度の厚みのクラッド層1
6、p−GaAsから成る0.1μm程度の厚みの発光
層18、p−Al0.45GaAsから成る12μm程度の
厚みのクラッド層20、およびp−Al0.1 Ga0.9
sから成る1.5μm程度の厚みの光取出層22を備え
ている。そして、基板12の底面および光取出層22の
上面には、電流を供給するための下部電極24および上
部電極26が設けられている。
FIG. 1 shows the structure of a light emitting diode 10 according to an embodiment of the present invention. In the figure, a light emitting diode 10 is an LED having an epitaxial structure,
A substrate 12 made of aAs (n-type gallium-arsenic compound semiconductor) single crystal having a thickness of about 350 μm, and a large number of pairs of n-Al sequentially laminated on the substrate 12 by crystal growth.
0.2 GaAs / AlAs Bragg reflection layer 14, n-Al
Clad layer 1 made of 0.45 GaAs and having a thickness of about 2 μm
6, a light emitting layer 18 made of p-GaAs having a thickness of about 0.1 μm, a clad layer 20 made of p-Al 0.45 GaAs having a thickness of about 12 μm, and p-Al 0.1 Ga 0.9 A
The light extraction layer 22 is made of s and has a thickness of about 1.5 μm. A lower electrode 24 and an upper electrode 26 for supplying a current are provided on the bottom surface of the substrate 12 and the top surface of the light extraction layer 22.

【0013】上記の発光ダイオード10において、上部
電極26から下部電極24へ駆動電流が流されると、上
記発光層18から光が放射され、基板12と反対側へ向
かう光は、発光層18と平行な光取出層22の上面すな
わち光取出面28から外部へ取り出されるようになって
いる。この光取出面28には、図2、図3、および図4
に示すように多数の凸部30が形成されている。この凸
部30は2乃至4μm程度の間隔で設けられている。
In the light emitting diode 10 described above, when a drive current is passed from the upper electrode 26 to the lower electrode 24, light is emitted from the light emitting layer 18, and the light traveling toward the side opposite to the substrate 12 is parallel to the light emitting layer 18. The light is extracted from the upper surface of the light extraction layer 22, that is, the light extraction surface 28. This light extraction surface 28 has a surface shown in FIGS.
As shown in, a large number of convex portions 30 are formed. The convex portions 30 are provided at intervals of about 2 to 4 μm.

【0014】上記凸部30は、平面形状が図2に示すよ
うに矩形であって、斜線で示す矩形の凹穴32を隔てて
等間隔で規則正しく配列されている。図3は、逆メサ方
向の凸部30の断面形状を示し、図4は、順メサ方向の
凸部30の断面形状を示している。逆メサ方向とは、G
aAs単結晶の〔1 1 0〕方向であって、エッチン
グ処理が行われると、その方向に垂直な断面が逆メサ
(逆台形)形状となる。また、順メサ方向とは、GaA
s単結晶の数式1に示す方向であって、エッチング処理
が行われると、その方向に垂直な断面がメサ(台形)形
状となる。
As shown in FIG. 2, the convex portions 30 have a rectangular shape in a plan view and are regularly arranged at regular intervals with rectangular concave holes 32 shown by diagonal lines. 3 shows the cross-sectional shape of the convex portion 30 in the reverse mesa direction, and FIG. 4 shows the cross-sectional shape of the convex portion 30 in the forward mesa direction. The reverse mesa direction is G
When the etching treatment is performed in the [1 1 0] direction of the aAs single crystal, a cross section perpendicular to the direction becomes an inverted mesa (inverted trapezoid) shape. The forward mesa direction is GaA.
When the etching process is performed on the s single crystal in the direction shown in Formula 1, a cross section perpendicular to the direction becomes a mesa (trapezoid) shape.

【0015】[0015]

【数1】 [Equation 1]

【0016】上記発光ダイオード10の光取出面28に
設けられた凸部30は、以下のようにして形成される。
先ず、電極24および26が形成されたウエハを用意し
て光取出面28を脱脂洗浄したあと、通常のフォトリソ
グラフィ技術により図2に示すような格子状のマスクを
用いてパターニングを行う。次にリン酸系のエッチャン
トを用いてエッチングすることにより、凹穴32を形成
する。そしてレジストを除去すると前記凸部30が形成
されているのである。
The convex portion 30 provided on the light extraction surface 28 of the light emitting diode 10 is formed as follows.
First, a wafer on which the electrodes 24 and 26 are formed is prepared, the light extraction surface 28 is degreased and washed, and then patterning is performed by a normal photolithography technique using a lattice-shaped mask as shown in FIG. Next, the concave hole 32 is formed by etching using a phosphoric acid-based etchant. Then, when the resist is removed, the convex portion 30 is formed.

【0017】以上のように構成された発光ダイオード1
0において、光取出面28に形成された多数の凸部30
が逆メサ構造を有していることから、発光層18から光
が放射されると、図5の1点鎖線に示すように、従来で
は全反射されていた光が凸部30の逆テーパ状の側面か
ら光が外部へ取り出される。このため、発光層18から
基板12と反対側へ向かう光のうちの全反射される割合
が少なくなって、上部電極26により吸収される量が少
なくなる。したがって、その光取出面28から外部へ取
り出される光量が多くなるので、発光ダイオード10の
発光効率が高められる。
The light emitting diode 1 constructed as described above.
0, a large number of convex portions 30 formed on the light extraction surface 28
Has a reverse mesa structure, when light is radiated from the light emitting layer 18, the light which has been totally reflected in the related art is reversely tapered as shown by the alternate long and short dash line in FIG. Light is extracted from the side of the. For this reason, the proportion of the light traveling from the light emitting layer 18 to the side opposite to the substrate 12 is totally reflected, and the amount absorbed by the upper electrode 26 is reduced. Therefore, the amount of light extracted from the light extraction surface 28 to the outside increases, so that the light emission efficiency of the light emitting diode 10 is improved.

【0018】図6および図7は本発明の他の実施例の光
取出面28を示している。本実施例の光取出面28に
は、多数の球状凹面34が5μm程度の間隔で配列さ
れ、それら球状凹面34の間には頂面が平坦な菱形突起
36が形成されている。GaAs単結晶の〔1 1
0〕方向である逆メサ方向が図6に示すように斜め方向
であるとすると、上記菱形突起36の逆メサ方向に並行
な縁部38にも逆テーパが形成されている。
6 and 7 show a light extraction surface 28 according to another embodiment of the present invention. On the light extraction surface 28 of this embodiment, a large number of spherical concave surfaces 34 are arranged at intervals of about 5 μm, and rhomboid projections 36 having flat tops are formed between the spherical concave surfaces 34. GaAs single crystal [11
If the reverse mesa direction which is the [0] direction is an oblique direction as shown in FIG. 6, a reverse taper is also formed on the edge portion 38 of the diamond-shaped projection 36 parallel to the reverse mesa direction.

【0019】本実施例においても、前述の実施例と同様
のエッチング処理が施されることにより多数の球状凹面
34および菱形突起36が形成されるが、図8に示すレ
ジストマスク40が用いられる。すなわち、レジストマ
スク40には2μm程度の小穴42が5μm程度の間隔
で配列されており、そのレジストマスク40が図9に示
すように形成された状態でエッチングが施されるのであ
る。
Also in this embodiment, a large number of spherical concave surfaces 34 and rhomboid projections 36 are formed by performing the same etching treatment as in the above-mentioned embodiments, but the resist mask 40 shown in FIG. 8 is used. That is, small holes 42 of about 2 μm are arranged in the resist mask 40 at intervals of about 5 μm, and etching is performed with the resist mask 40 formed as shown in FIG.

【0020】以上のように構成された発光ダイオード1
0において、光取出面28には多数の球状凹面34が形
成されていることから、発光層18から光が放射される
と、図10に示すように、発光層18のいかなる発光点
から発射された光でも各球状凹面を通して外部へ取り出
される。このため、発光層18から基板12と反対側へ
向かう光のうちの全反射される割合が少なくなって、上
部電極26により吸収される量が少なくなる。したがっ
て、その光取出面28から外部へ取り出される光量が多
くなるので、発光ダイオード10の発光効率が高められ
る。
The light emitting diode 1 configured as described above
At 0, since a large number of spherical concave surfaces 34 are formed on the light extraction surface 28, when light is emitted from the light emitting layer 18, it is emitted from any light emitting point of the light emitting layer 18, as shown in FIG. Even the light is extracted to the outside through each spherical concave surface. For this reason, the proportion of the light traveling from the light emitting layer 18 to the side opposite to the substrate 12 is totally reflected, and the amount absorbed by the upper electrode 26 is reduced. Therefore, the amount of light extracted from the light extraction surface 28 to the outside increases, so that the light emission efficiency of the light emitting diode 10 is improved.

【0021】また、本実施例では、菱形突起36はその
逆メサ方向に並行な断面において逆メサ構造を有してお
り、縁部38が逆テーパとなっているので、前述の図5
に示すように、従来では全反射されていた光が外部へ取
り出されるので、一層発光ダイオード10の発光効率が
高められる。
Further, in this embodiment, the diamond-shaped projection 36 has an inverted mesa structure in a cross section parallel to the reverse mesa direction, and the edge portion 38 has an inverse taper.
As shown in FIG. 3, since the light that has been totally reflected in the related art is extracted to the outside, the light emitting efficiency of the light emitting diode 10 is further enhanced.

【0022】図11は、上記レジストマスク40とは異
なる他のレジストマスク44を示している。本実施例で
は、小穴42が千鳥状に互い違いに配列されているの
で、光取出面28においても球状凹面34が互い違いに
形成されるとともに、それら球状凹面34の間には3角
状の突起が前記菱形突起36に替えて形成される。
FIG. 11 shows another resist mask 44 different from the above resist mask 40. In the present embodiment, since the small holes 42 are arranged in a staggered pattern, the spherical concave surfaces 34 are formed alternately on the light extraction surface 28, and triangular projections are formed between the spherical concave surfaces 34. It is formed in place of the diamond-shaped protrusion 36.

【0023】図12は、他の実施例の発光ダイオード5
0の構成を示している。図において、発光ダイオード5
0は、エピタキシャル構造のLEDであって、n−Ga
As単結晶から成る250μm程度の厚みの透明な基板
52、この基板52の上に結晶成長により順次積層され
た、n−Alx GaAs(x=0.1〜0.45)から
成る0.3μm程度の厚みのバッファ層54、n−Al
0.45GaAsから成る2μm程度の厚みのクラッド層5
6、p−GaAsから成る0.1μm程度の厚みの発光
層58、p−Al0.45GaAsから成る12μm程度の
厚みのクラッド層60、およびp−GaAsから成る
0.1μm程度の厚みのキャップ層62を備えている。
そして、上記基板52の底面およびキャップ層62の上
面には、電流を供給するための下部電極64および上部
電極66が設けられている。
FIG. 12 shows a light emitting diode 5 according to another embodiment.
0 configuration is shown. In the figure, the light emitting diode 5
Reference numeral 0 denotes an LED having an epitaxial structure, which is n-Ga
A transparent substrate 52 made of As single crystal and having a thickness of about 250 μm, and 0.3 μm made of n-Al x GaAs (x = 0.1 to 0.45) sequentially laminated on the substrate 52 by crystal growth. Buffer layer 54 with a thickness of approximately n-Al
Clad layer 5 made of 0.45 GaAs and having a thickness of about 2 μm
6, a light emitting layer 58 made of p-GaAs having a thickness of about 0.1 μm, a clad layer 60 made of p-Al 0.45 GaAs having a thickness of about 12 μm, and a cap layer 62 made of p-GaAs having a thickness of about 0.1 μm. Is equipped with.
A lower electrode 64 and an upper electrode 66 for supplying a current are provided on the bottom surface of the substrate 52 and the top surface of the cap layer 62.

【0024】上記基板52の側面には、その基板52の
バッファ層54との境界部分を除去した凹溝70が設け
られ、その凹溝70の内壁面72により発光層58から
基板52側へ向かう光を側方へ反射するための反射面が
形成されている。この凹溝70は、以下に説明するエッ
チング工程によって形成される。
A concave groove 70 is formed on the side surface of the substrate 52 by removing the boundary portion of the substrate 52 with the buffer layer 54, and the inner wall surface 72 of the concave groove 70 extends from the light emitting layer 58 to the substrate 52 side. A reflecting surface for reflecting light to the side is formed. The groove 70 is formed by the etching process described below.

【0025】先ず、電極24および26を形成した後の
ウエハを粘着テープに貼り付け、ダイシングマシンによ
ってチップを分割すると、粘着テープ上に略等間隔で配
列する。図13はそのチップの状態を示している。一
方、NH4 OHおよびH2 2を用いたエッチャントに
粘着テープ上に略等間隔で配列されたチップをその選択
エッチャントに浸漬させることによりエッチングを施す
と、Alの混晶比が小さい基板52およびキャップ層6
2の一部が除去されて図12に示すような発光ダイオー
ドチップが形成されるのである。ここで、基板52の側
面のうちのバッファ層54に隣接する部分が深くエッチ
ングされる理由は明確ではないが、エッチャントの流速
の分布や、基板52の格子欠陥の偏在などが考えられ
る。
First, the wafer on which the electrodes 24 and 26 have been formed is attached to an adhesive tape, and the chips are divided by a dicing machine to be arranged on the adhesive tape at substantially equal intervals. FIG. 13 shows the state of the chip. On the other hand, when etching is performed by immersing the chips, which are arranged on the adhesive tape at substantially equal intervals, in an etchant using NH 4 OH and H 2 O 2 by immersing the chips in the selective etchant, the substrate 52 having a small Al mixed crystal ratio And cap layer 6
2 is partially removed to form a light emitting diode chip as shown in FIG. Here, the reason why the portion of the side surface of the substrate 52 adjacent to the buffer layer 54 is deeply etched is not clear, but the distribution of the flow rate of the etchant, the uneven distribution of lattice defects of the substrate 52, and the like are considered.

【0026】以上のように構成された発光ダイオード5
0において、基板52の側面にはその基板52のバッフ
ァ層54との境界部分を除去した凹溝70が設けられ、
その凹溝70の内壁面72により発光層58から基板5
2側へ向かう光を側方へ反射するための反射面が形成さ
れているので、発光層58から基板52側へ向かう光の
うちの一部は、その反射面により反射されて基板52の
側方へ向かう。このような光はステムなどにより反射さ
れて発光ダイオード50の輝度に寄与するので、発光ダ
イオード50の発光効率が好適に高められる。
The light emitting diode 5 constructed as described above.
0, the side surface of the substrate 52 is provided with a groove 70 in which the boundary portion of the substrate 52 with the buffer layer 54 is removed.
Due to the inner wall surface 72 of the groove 70, the light emitting layer 58 is separated from the substrate 5
Since the reflecting surface for reflecting the light traveling toward the 2 side to the side is formed, a part of the light traveling from the light emitting layer 58 toward the substrate 52 side is reflected by the reflecting surface and is reflected by the substrate 52 side. Head towards. Since such light is reflected by the stem or the like and contributes to the brightness of the light emitting diode 50, the light emitting efficiency of the light emitting diode 50 is suitably enhanced.

【0027】また、本実施例によれば、基板52の側面
は、凹溝70内を含めて、エッチング処理によってすり
ガラス状の細かな凹凸が形成されているので、従来は全
反射されていた基板52内の光が外部へ取り出される利
点がある。
Further, according to the present embodiment, since the side surface of the substrate 52, including the inside of the concave groove 70, has fine frosted glass-like irregularities formed by the etching process, the substrate which has been totally reflected in the prior art. There is an advantage that the light in 52 is extracted to the outside.

【0028】図14のA線は、上記凹溝70を形成する
ためのエッチング時間とそのエッチング時間により形成
された深さの凹溝70を備えた発光ダイオード50の光
出力比(凹溝70がない場合の光出力を1としたときの
比)との関係を示している。このことから明らかなよう
に、凹溝70が深くなる程、発光層58から基板52側
へ向かう光のうち上記凹溝70の内壁面72により反射
されて側方へ向かう光量が多くなって発光効率が高めら
れる。また、凹溝70が深くなる程、基板52内での吸
収が少なくなることも寄与していると考えられる。図1
4のB線は、コバール製のステムに固着した状態で前記
エッチングを施すことにより凹溝70を形成した場合を
示している。
The line A in FIG. 14 shows an etching time for forming the groove 70 and a light output ratio of the light emitting diode 50 having the groove 70 having a depth formed by the etching time. It shows the relationship with the ratio (when the light output is 1 when it is not present). As is clear from this, as the groove 70 becomes deeper, the amount of light traveling from the light emitting layer 58 toward the substrate 52 side is reflected by the inner wall surface 72 of the groove 70 and increases toward the side, and thus the light is emitted. Efficiency is improved. It is also considered that the deeper the groove 70 is, the smaller the absorption in the substrate 52 is. Figure 1
The line B of 4 shows the case where the groove 70 is formed by performing the etching while being fixed to the Kovar stem.

【0029】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。
Although one embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings, the present invention can be applied to other modes.

【0030】たとえば、前述の実施例において、図12
の発光ダイオード50の光取出面68には、図3に示す
逆メサ構造の多数の凸部30、図7に示す多数の球状凹
面34が形成されてもよい。このようにすれば、発光層
58から基板52と反対側へ向かう光のうちの外部へ取
り出される光量が増加して発光効率が一層高められる。
For example, in the embodiment described above, FIG.
The light extraction surface 68 of the light emitting diode 50 may be formed with a large number of convex portions 30 having an inverted mesa structure shown in FIG. 3 and a large number of spherical concave surfaces 34 shown in FIG. 7. By doing so, the amount of light extracted from the light emitted from the light emitting layer 58 toward the side opposite to the substrate 52 is increased, and the light emission efficiency is further enhanced.

【0031】また、前述の図1の実施例において、1.
5μmの光取出層22はAl0.1 Ga0.9 Asである必
要はなく、GaAsは吸収があるので用いられないもの
の、AlGaAsであればよい。
In the embodiment of FIG. 1 described above, 1.
The 5 μm light extraction layer 22 does not need to be Al 0.1 Ga 0.9 As, and is not used because GaAs has absorption, but AlGaAs may be used.

【0032】また、光取出層22は必ずしも必要ではな
く、Al0.45Ga0.55Asクラッド層20の表面に多数
の凸部30や球状凹面34を直接形成してもよい。この
場合、Al0.45Ga0.55AsよりもAlの混晶比の小さ
い層を用いるほうが選択エッチングが行えるため、簡単
となる。
The light extraction layer 22 is not always necessary, and a large number of convex portions 30 and spherical concave surfaces 34 may be formed directly on the surface of the Al 0.45 Ga 0.55 As clad layer 20. In this case, it is easier to use a layer having a smaller Al mixed crystal ratio than Al 0.45 Ga 0.55 As because selective etching can be performed.

【0033】また、前述の図2の実施例において、逆メ
サ構造の凸部30は平面視で矩形であったが、多角形状
や丸形状であっても差支えない。
In the embodiment of FIG. 2 described above, the convex portion 30 of the inverted mesa structure is rectangular in plan view, but it may be polygonal or circular.

【0034】また、前述の図6の実施例では、球状凹面
34が平面視で円形に形成されていたが、多角形状であ
っても差支えない。
In the embodiment of FIG. 6 described above, the spherical concave surface 34 is formed in a circular shape in plan view, but it may be a polygonal shape.

【0035】なお、上述したのはあくまでも本発明の一
実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更が加えられ得るものである。
The above description is merely one embodiment of the present invention, and the present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の発光ダイオードの構成を説
明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施例の光取出面を拡大して示す平面図
である。
FIG. 2 is a plan view showing an enlarged light extraction surface of the embodiment of FIG.

【図3】図1の実施例の光取出面において、逆メサ方向
の断面形状を示す図である。
FIG. 3 is a view showing a cross-sectional shape in the reverse mesa direction on the light extraction surface of the embodiment of FIG.

【図4】図1の実施例の光取出面において、順メサ方向
の断面形状を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a cross-sectional shape in the forward mesa direction on the light extraction surface of the embodiment of FIG.

【図5】図1の実施例の逆メサ構造の凸部における光取
り出し作用を説明する図である。
5A and 5B are views for explaining the light extraction action in the convex portion of the inverted mesa structure of the embodiment of FIG.

【図6】本発明の他の実施例における図2に相当する図
である。
FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 2 in another embodiment of the present invention.

【図7】図6の実施例における図3に相当する図であ
る。
7 is a diagram corresponding to FIG. 3 in the embodiment of FIG.

【図8】図6の実施例において球状凹面の形成に用いら
れるエッチングマスクを説明する図である。
8 is a diagram illustrating an etching mask used for forming a spherical concave surface in the embodiment of FIG.

【図9】図6の実施例においてエッチングマスクが光取
出層上に形成された状態を示す図である。
9 is a view showing a state in which an etching mask is formed on the light extraction layer in the embodiment of FIG.

【図10】図6の実施例における球状凹面の光取り出し
作用を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining the light extraction action of the spherical concave surface in the embodiment of FIG.

【図11】本発明の他の実施例のエッチングマスクを示
す図8に相当する図である。
FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 8 showing an etching mask of another embodiment of the present invention.

【図12】本発明の他の実施例における図1に相当する
図である。
FIG. 12 is a view corresponding to FIG. 1 in another embodiment of the present invention.

【図13】図12の実施例の発光ダイオードの凹溝を形
成する前のチップ形状を示す図である。
13 is a view showing a chip shape before forming a concave groove of the light emitting diode of the embodiment of FIG.

【図14】図12の実施例における凹溝のエッチング時
間と光出力比との関係を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the etching time of a groove and the light output ratio in the example of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,50:発光ダイオード 12,52:基板 28,68:光取出面 30:逆メサ構造の凸部 34:球状凹面 70:凹溝 72:内壁面(反射面) 10, 50: Light emitting diode 12, 52: Substrate 28, 68: Light extraction surface 30: Convex portion of inverted mesa structure 34: Spherical concave surface 70: Recessed groove 72: Inner wall surface (reflection surface)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今泉 充 愛知県一宮市中町二丁目9番38−302号 (72)発明者 水野 義之 愛知県名古屋市名東区高社二丁目194番地 (72)発明者 曽根 豪紀 愛知県東海市加木屋町南鹿持18 大同特殊 鋼知多寮 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mitsuru Imaizumi 2-chome 38-302, Nakamachi, Ichinomiya, Aichi (72) Inventor Yoshiyuki Mizuno 2-194, Kosha, Meito-ku, Nagoya, Aichi (72) Invention Sone Gone Sone 18 Minamikamochi, Kagiya-cho, Tokai City, Aichi Prefecture Daido Special Kochita Dormitory

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光を発生する発光層を有し、該発光層か
ら発生した光を光取出面を通して外部へ放射させる形式
の発光ダイオードにおいて、 逆メサ構造を有する多数の凸部を、該光取出面に形成し
たことを特徴とする発光ダイオード。
1. A light emitting diode having a light emitting layer which emits light, wherein the light emitted from the light emitting layer is emitted to the outside through a light extraction surface, and a large number of convex portions having an inverted mesa structure are provided in the light emitting diode. A light-emitting diode formed on the extraction surface.
【請求項2】 光を発生する発光層を有し、該発光層か
ら発生した光を光取出面を通して外部へ放射させる形式
の発光ダイオードにおいて、 多数の球状凹面を、該光取出面に形成したことを特徴と
する発光ダイオード。
2. A light emitting diode of a type having a light emitting layer which emits light, wherein the light emitted from the light emitting layer is emitted to the outside through a light extraction surface, and a large number of spherical concave surfaces are formed on the light extraction surface. A light emitting diode characterized by the above.
【請求項3】 基板と、該基板の上面に積層された発光
層を含む複数の半導体層とを有する発光ダイオードにお
いて、 前記基板の側面に該基板の前記半導体層との境界部分を
除去した凹溝を設け、該凹溝の内壁面により前記発光層
から前記基板側へ向かう光を側方へ反射するための反射
面を形成したことを特徴とする発光ダイオード。
3. A light emitting diode having a substrate and a plurality of semiconductor layers including a light emitting layer laminated on an upper surface of the substrate, wherein a recess formed in a side surface of the substrate by removing a boundary portion between the substrate and the semiconductor layer. A light emitting diode, wherein a groove is provided, and a reflection surface for laterally reflecting light traveling from the light emitting layer toward the substrate side is formed by an inner wall surface of the groove.
JP23034093A 1993-09-16 1993-09-16 Light emitting diode Pending JPH0786635A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23034093A JPH0786635A (en) 1993-09-16 1993-09-16 Light emitting diode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23034093A JPH0786635A (en) 1993-09-16 1993-09-16 Light emitting diode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0786635A true JPH0786635A (en) 1995-03-31

Family

ID=16906316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23034093A Pending JPH0786635A (en) 1993-09-16 1993-09-16 Light emitting diode

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0786635A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001061765A1 (en) * 2000-02-15 2001-08-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor component which emits radiation, and method for producing the same
WO2001061764A1 (en) * 2000-02-15 2001-08-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Radiation-emitting semiconductor element, method for production thereof and radiation emitting optical component
JP2006245380A (en) * 2005-03-04 2006-09-14 Toshiba Corp Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
FR3069106A1 (en) * 2017-07-17 2019-01-18 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives LIGHT-EMITTING DIODE HAVING AN AMINO-SECTIONAL STACK AND METHOD OF PRODUCING THE LIGHT EMITTING DIODE

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001061765A1 (en) * 2000-02-15 2001-08-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor component which emits radiation, and method for producing the same
WO2001061764A1 (en) * 2000-02-15 2001-08-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Radiation-emitting semiconductor element, method for production thereof and radiation emitting optical component
US6730939B2 (en) 2000-02-15 2004-05-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Radiation emitting semiconductor device
US7195942B2 (en) 2000-02-15 2007-03-27 Osram Gmbh Radiation emitting semiconductor device
US7205578B2 (en) 2000-02-15 2007-04-17 Osram Gmbh Semiconductor component which emits radiation, and method for producing the same
JP2006245380A (en) * 2005-03-04 2006-09-14 Toshiba Corp Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
FR3069106A1 (en) * 2017-07-17 2019-01-18 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives LIGHT-EMITTING DIODE HAVING AN AMINO-SECTIONAL STACK AND METHOD OF PRODUCING THE LIGHT EMITTING DIODE
EP3432368A1 (en) * 2017-07-17 2019-01-23 Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives Light emitting diode comprising a stack with a thinned portion and method of manufacturing the same
US10490700B2 (en) 2017-07-17 2019-11-26 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Light-emitting diode comprising a stack with a thinned part, and method for developing the light-emitting diode

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6791117B2 (en) Semiconductor light emission device and manufacturing method thereof
JP5181371B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP2006339627A (en) Vertical-structure nitride-based semiconductor light emitting diode
JP2005158788A (en) Semiconductor light-emitting device
JPH0786635A (en) Light emitting diode
JP2018037470A (en) Manufacturing method for light emitting element
KR100622817B1 (en) High power light emitting diode and fabricating method thereof
JPH10242507A (en) Light emitting diode and its manufacture
JPH11233820A (en) Manufacture of light emitting diode
JP2009070991A (en) Light emitting device
JP2002208541A (en) Nitride-based semiconductor device and its manufacturing method
JP6894761B2 (en) Semiconductor laser device and its manufacturing method
JPH01108788A (en) Surface emission type array-laser
JPH07153993A (en) Light-emitting diode
US20210043799A1 (en) Method of manufacturing light emitting element
JP2006286785A (en) Semiconductor light emitting device and its manufacturing method
JPH07202257A (en) Light emitting diode
JP4332440B2 (en) Light emitting diode manufacturing method, light emitting diode
JP3662832B2 (en) Light emitting device and manufacturing method thereof
JP2010135616A (en) Light-emitting diode array and method of manufacturing the same
JP2940138B2 (en) Light emitting diode
JPH04196281A (en) Visible light semiconductor laser
JP4947945B2 (en) Light emitting diode array
JPH06169104A (en) Emiconductor light-emitting device and manufacture thereof
JPH07106632A (en) Semiconductor light emitting element array