JPH0818097A - Light emitting diode - Google Patents

Light emitting diode

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JPH0818097A
JPH0818097A JP14648794A JP14648794A JPH0818097A JP H0818097 A JPH0818097 A JP H0818097A JP 14648794 A JP14648794 A JP 14648794A JP 14648794 A JP14648794 A JP 14648794A JP H0818097 A JPH0818097 A JP H0818097A
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Abstract

PURPOSE:To improve the external emitting efficiency and the current using efficiency by preventing the absorption of a light generated from a light emitting region to an opaque layer or an opaque board and contributing to the external emission of the light directed obliquely from the emitting region. CONSTITUTION:Clad layers 15, 17 (transparent layers), and totally reflecting layers 14, 18 having smaller refractive indexes than those of the layers 15, 17 are formed among a board 10, a buffer layer 11 and a contact layer 21 (opaque layer). A light generated from the layer 16 includes, in addition to light rays (a) directly reaching the side, light rays (b), (c) directed to upward and downward and to an element side face upon reflecting on the layers 14, 18 to be emitted externally from the sides of the layers 15, 17, thereby enhancing the external emitting efficiency. Since this LED has much light output quantity from the element side, its productivity can be enhanced by horizontally mounting it on a printed board.

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、表示用・通信用・信号
伝送用などに用いられる発光ダイオードに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode used for display, communication, signal transmission and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、上述の発光ダイオード(以下
LEDという)において、内部の発光領域で発生した光
を有効に取り出すこと、即ち、外部出射効率の向上は、
高出力や高効率の発光を得るために非常に重要なことで
ある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the above-mentioned light emitting diode (hereinafter referred to as LED), it is necessary to effectively take out the light generated in the internal light emitting region, that is, to improve the external emission efficiency.
This is very important for obtaining high output and high efficiency light emission.

【0003】ところが、発光波長を吸収するような基板
を用いた場合には、下方へ向かう光が基板に吸収されて
出射光として利用できず、外部出射効率が低下する要因
となる。このため、基板と発光部との間に多層反射層を
設けて基板による光吸収を防止する対策が考えられてい
る。
However, when a substrate that absorbs the emission wavelength is used, downward light is absorbed by the substrate and cannot be used as outgoing light, which causes a decrease in external outgoing efficiency. Therefore, measures have been considered to prevent the light absorption by the substrate by providing a multilayer reflective layer between the substrate and the light emitting section.

【0004】図12に、従来のLEDの一例として、発
光波長に対して不透明な基板上に多層反射層を配して上
面から光を出射させるLEDの断面図を示す。このLE
Dは以下のようにして作製される。
FIG. 12 shows a cross-sectional view of an LED as an example of a conventional LED, in which a multilayer reflective layer is arranged on a substrate opaque to the emission wavelength and light is emitted from the upper surface. This LE
D is produced as follows.

【0005】図12に示すように、まず、n型GaAs
基板510上の全面に、n型AlInP/AlGaIn
P多層反射層(AlInP層の層厚=0.041μm、
AlGaInP層の層厚=0.040μm、ペア数2
0)511、n型AlGaInPクラッド層512、ア
ンドープAlGaInP発光層513、p型AlGaI
nPクラッド層514さらにp型GaAsコンタクト層
515を順次積層する。その後、素子表面に表面電極5
16を蒸着して設け、この表面電極516およびp型G
aAsコンタクト層515を素子中央部のみ残してエッ
チングする。また、素子裏面には裏面電極517を蒸着
して設ける。
As shown in FIG. 12, first, n-type GaAs
N-type AlInP / AlGaIn is formed on the entire surface of the substrate 510.
P multilayer reflective layer (layer thickness of AlInP layer = 0.041 μm,
AlGaInP layer thickness = 0.040 μm, number of pairs 2
0) 511, n-type AlGaInP cladding layer 512, undoped AlGaInP light emitting layer 513, p-type AlGaI.
An nP clad layer 514 and a p-type GaAs contact layer 515 are sequentially laminated. After that, the surface electrode 5 is formed on the device surface.
16 is formed by vapor deposition, and this surface electrode 516 and p-type G
The aAs contact layer 515 is etched leaving only the central portion of the element. Further, a back surface electrode 517 is provided on the back surface of the element by vapor deposition.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のLEDにお
いては、多層反射膜511が特定の入射方向の光(この
場合、垂直入射光)に対してのみ高反射率となる性質を
有している。このため、発光領域から真下へ向かう光線
pだけが多層反射層511により反射されて上方から出
射されるが、発光領域から斜め下方向へ向かう光線qは
多層反射層511に吸収されて、外部出射に寄与しない
という問題があった。
In the above-mentioned conventional LED, the multilayer reflective film 511 has a property of having a high reflectance only for light in a specific incident direction (in this case, vertically incident light). . Therefore, only the light ray p directed downward from the light emitting area is reflected by the multilayer reflective layer 511 and emitted from above, but the light ray q directed obliquely downward from the light emitting area is absorbed by the multilayer reflective layer 511 and emitted to the outside. There was a problem that it did not contribute to.

【0007】また、上記LEDにおいては、多層反射層
511が主として真下へ向かう光pを反射するため、光
が専らチップ上面から取り出され、チップ側面からの出
射光量は極めて少ない。このため、以下に示すような簡
便な実装方法を適用するのに不都合であった。
Further, in the above-mentioned LED, since the multilayer reflection layer 511 mainly reflects the light p directed downward, the light is exclusively extracted from the upper surface of the chip, and the amount of light emitted from the side surface of the chip is extremely small. Therefore, it is inconvenient to apply the following simple mounting method.

【0008】即ち、LEDをワイヤボンドを行わずに直
接プリント基板に実装する簡便な実装方法として、例え
ば特開昭57−49284号公報には次のような方法が
示されている。
That is, as a simple mounting method for directly mounting an LED on a printed circuit board without wire bonding, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-49284 discloses the following method.

【0009】図13(a)に示すように、まず、n型半
導体基板710上にp型半導体層711が積層されてp
n接合面712近傍で光を発生するLEDチップの上面
に電極713を形成し、また、その下面に電極714を
形成して、各電極上にはんだを塗布する。一方、このL
EDチップを実装するためのプリント基板部として、図
13(b)に示すように、絶縁性基板715上に電極配
線716,717を印刷し、その上にソルダーレジスト
膜718を形成し、さらに接着剤719を塗布したもの
を用意する。このプリント基板部の上に上記LEDチッ
プを固定し、はんだを加熱して一旦溶融後、固化させる
ことにより、電極配線716,717とLEDの電極7
13,714をそれぞれ電気的に接続するはんだ719
とする。このようにしてLEDチップを横置きして固定
することにより、チップ側面から光が出射される。
As shown in FIG. 13A, first, a p-type semiconductor layer 711 is stacked on an n-type semiconductor substrate 710 to form a p-type semiconductor layer 711.
An electrode 713 is formed on the upper surface of the LED chip that generates light in the vicinity of the n-junction surface 712, and an electrode 714 is formed on the lower surface thereof, and solder is applied on each electrode. On the other hand, this L
As a printed circuit board section for mounting the ED chip, as shown in FIG. 13B, electrode wirings 716 and 717 are printed on an insulating substrate 715, a solder resist film 718 is formed on the electrode wirings 716, and adhesive bonding is further performed. A material coated with the agent 719 is prepared. By fixing the LED chip on the printed circuit board portion, heating the solder to once melt and then solidify the electrode wiring 716, 717 and the electrode 7 of the LED.
Solder 719 for electrically connecting 13 and 714, respectively
And In this way, the LED chip is laterally placed and fixed, so that light is emitted from the side surface of the chip.

【0010】上記実装方法は、チップ側面から多くの光
が取り出せるLEDを前提としている。一般に、半導体
レーザにおいては、活性層の上下をクラッド層で覆った
導波路構造となっており、光は活性層を導波する。この
場合の導波現象は、活性層とクラッド層との界面におけ
る全反射により生じると考えられ、全反射された光は、
ほとんど活性層中に閉じ込められる。活性層は光を強く
吸収するので、電流注入量が少ない時には光が外部に取
り出される割合はごく小さく、僅かにレーザ出射端面近
傍の光だけが外部に漏れることになる。また、電流注入
量がレーザ発振閾値を超えると、全反射した光が増幅さ
れてレーザ発振が生じて、出射端面からレーザ光が出射
される。しかし、レーザ発振しないLEDにおいては側
面から光が出射する割合は小さい。光を吸収する不透明
基板上に多層反射膜を形成した上記従来のLEDにおい
ても、上述のようにチップ側面からの出射光量が極めて
少ないので、上記簡便な実装法を適用するのは実用的で
はなかった。
The above mounting method is premised on an LED capable of extracting a large amount of light from the side surface of the chip. Generally, a semiconductor laser has a waveguide structure in which the upper and lower sides of an active layer are covered with cladding layers, and light is guided through the active layer. The waveguiding phenomenon in this case is considered to be caused by total reflection at the interface between the active layer and the cladding layer, and the totally reflected light is
Almost confined in the active layer. Since the active layer strongly absorbs light, when the current injection amount is small, the ratio of light extracted to the outside is very small, and only the light in the vicinity of the laser emission end face leaks to the outside. When the current injection amount exceeds the laser oscillation threshold value, the totally reflected light is amplified and laser oscillation occurs, and the laser light is emitted from the emission end face. However, in the LED that does not oscillate, the ratio of light emitted from the side surface is small. Even in the above-mentioned conventional LED in which a multilayer reflective film is formed on an opaque substrate that absorbs light, it is not practical to apply the above-mentioned simple mounting method because the amount of light emitted from the side surface of the chip is extremely small as described above. It was

【0011】本発明は上記従来の問題を解決するもの
で、発光領域から発生する光が不透光層または不透明基
板に吸収されるのを防ぐと共に、発光領域から斜め方向
に向かう光を外部出射に寄与させて、外部出射効率およ
び電流利用効率の向上を図ることができるLEDを提供
することを目的とする。また、本発明は、主としてチッ
プ側面から光を取り出すことができ、簡便に実装して生
産性を向上させることができるLEDを提供することを
他の目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems by preventing the light generated from the light emitting region from being absorbed by the opaque layer or the opaque substrate, and externally emitting the light traveling obliquely from the light emitting region. It is an object of the present invention to provide an LED capable of improving the external emission efficiency and the current utilization efficiency by contributing to the above. Another object of the present invention is to provide an LED that can mainly extract light from the side surface of the chip and can be easily mounted to improve productivity.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の発光ダイオード
は、発光領域、該発光領域で発生する光に対して透明な
透光層、および該発光領域で発生する光に対して不透明
な不透光層または不透明基板がこの順に配設され、該透
光層と不透光層または不透明基板との間に、該透光層に
接して透光層より屈折率が小さい全反射層が設けられ、
該発光領域で発生して該全反射層により反射される光の
少なくとも一部が、該透光層および発光領域の側面より
外部に放出され、そのことにより上記目的が達成され
る。
The light emitting diode of the present invention comprises a light emitting region, a light transmitting layer transparent to light generated in the light emitting region, and an opaque opaque layer to light generated in the light emitting region. A light layer or an opaque substrate is arranged in this order, and a total reflection layer having a smaller refractive index than the light transmitting layer is provided between the light transmitting layer and the non-light transmitting layer or the opaque substrate in contact with the light transmitting layer. ,
At least a part of the light generated in the light emitting region and reflected by the total reflection layer is emitted to the outside from the side surface of the light transmitting layer and the light emitting region, whereby the above object is achieved.

【0013】また、本発明の発光ダイオードは、発光領
域の一方の広面に、該発光領域で発生する光に対して透
明な第1の透光層、および該発光領域で発生する光に対
して不透明な第1の不透光層または不透明基板が、発光
領域側からこの順に配設され、該発光領域の第1の透光
層とは反対側面に、該発光領域で発生する光に対して透
明な第2の透光層、および該発光領域で発生する光に対
して不透明な第2の不透光層が、発光領域側からこの順
に配設され、該第1の透光層と第1の不透光層または不
透明基板との間に、該第1の透光層に接して第1の透光
層より屈折率が小さい第1の全反射層が設けられ、該第
2の透光層と第2の不透光層との間に、該第2の透光層
に接して第2の透光層より屈折率が小さい第2の全反射
層が設けられ、該発光領域で発生して少なくとも該第1
の全反射層または第2の全反射層により反射される光の
少なくとも一部が、該第1の透光層、第2の透光層およ
び発光領域の側面より外部に放出され、そのことにより
上記目的が達成される。
Further, the light emitting diode of the present invention has, on one wide surface of the light emitting region, a first transparent layer which is transparent to the light generated in the light emitting region, and the light generated in the light emitting region. An opaque first non-translucent layer or an opaque substrate is arranged in this order from the light emitting region side, and on the side of the light emitting region opposite to the first light transmissive layer, for the light generated in the light emitting region. A transparent second transparent layer and a second non-transparent layer which is opaque to the light generated in the light emitting region are arranged in this order from the light emitting region side, and the first transparent layer and the first transparent layer are arranged in this order. A first total reflection layer having a refractive index smaller than that of the first light-transmitting layer is provided between the first light-transmitting layer and the opaque substrate and is in contact with the first light-transmitting layer. A second total reflection layer having a refractive index smaller than that of the second light-transmitting layer is provided between the light-transmitting layer and the second light-impermeable layer so as to be in contact with the second light-transmitting layer. At least said generated in the optical domain 1
At least a part of the light reflected by the total reflection layer or the second total reflection layer of the above is emitted to the outside from the side surfaces of the first light transmission layer, the second light transmission layer and the light emitting region, whereby The above object is achieved.

【0014】前記全反射層の膜厚と屈折率との積は、発
光ダイオードの中心発光波長の1.41倍以上であるの
が望ましい。
The product of the film thickness and the refractive index of the total reflection layer is preferably 1.41 times or more the central emission wavelength of the light emitting diode.

【0015】前記透光層がAlGaAsまたはAlGa
InPからなる場合、前記全反射層は該透光層より屈折
率が低いAlAs、AlGaAs、AlInPまたはA
lGaInPからなるのが望ましい。
The transparent layer is AlGaAs or AlGa.
When the total reflection layer is made of InP, the total reflection layer has a lower refractive index than that of the translucent layer such as AlAs, AlGaAs, AlInP or A.
It is preferably composed of 1GaInP.

【0016】前記透光層がGaAsPからなる場合、前
記全反射層は該透光層より屈折率が低いGaP、GaA
sPまたはAlGaAsからなるのが望ましい。
When the translucent layer is made of GaAsP, the total reflection layer has GaP and GaA whose refractive index is lower than that of the translucent layer.
It is preferably composed of sP or AlGaAs.

【0017】前記透光層がZnSe、ZnSSeまたは
ZnMgSSeからなる場合、前記全反射層は該透光層
より屈折率が低いZnCdS、ZnCdSSeまたはZ
nMgSSeからなるのが望ましい。
When the translucent layer is made of ZnSe, ZnSSe or ZnMgSSe, the total reflection layer has a lower refractive index than ZnCdS, ZnCdSSe or Z.
It is preferably composed of nMgSSe.

【0018】前記透光層がGaNまたはAlGaInN
からなる場合、前記全反射層は該透光層より屈折率が低
いAlGaInNからなるのが望ましい。
The transparent layer is GaN or AlGaInN.
When it is made of, the total reflection layer is preferably made of AlGaInN having a refractive index lower than that of the translucent layer.

【0019】前記透光層の側面に、保護膜が形成されて
いるのが望ましい。
A protective film is preferably formed on the side surface of the light transmitting layer.

【0020】基体表面に第1の電極および第2の電極が
形成され、該第1の電極および第2の電極の近傍に、発
光ダイオードの第1導電型電極および第2導電型電極の
表面と該第1の電極および第2の電極の基体と反対側面
とが略直交するように発光ダイオードが配設されると共
に、該第1の電極と該第1導電型電極と、および該第2
の電極と該第2導電型電極とが、各々電気的に接続され
ているのが望ましい。
A first electrode and a second electrode are formed on the surface of the substrate, and the surfaces of the first conductivity type electrode and the second conductivity type electrode of the light emitting diode are formed in the vicinity of the first electrode and the second electrode. The light emitting diode is arranged such that the base and the opposite side surface of the first electrode and the second electrode are substantially orthogonal to each other, and the first electrode, the first conductivity type electrode, and the second electrode.
It is desirable that the electrode and the second conductivity type electrode are electrically connected to each other.

【0021】なお、本発明においては、50%以上の反
射率が得られる媒質を全反射層と定義している。
In the present invention, a medium that can obtain a reflectance of 50% or more is defined as a total reflection layer.

【0022】[0022]

【作用】本発明においては、発光領域(p型層とn型層
との接合界面、p型層とn型層との間に設けられた発光
層など)と、発光領域で発生する光に対して透明な透光
層(クラッド層など)、および発光領域で発生する光に
対して不透明な不透光層(バッファ層、キャップ層、電
極など)または不透明基板がこの順に配設されている。
透光層と不透光層または不透明基板との間には、透光層
に接して透光層より屈折率が小さい全反射層が設けら
れ、発光領域で発生した光のうち、不透光層または不透
明基板側に向かう光は、この全反射層により反射されて
不透光層または不透明基板まで達しない。よって、各半
導体層または基板として光を吸収するものを用いても光
が吸収されることはなく、発光の外部への取り出し効率
を向上させることができる。また、発光領域と全反射層
との間に発光波長に対して透明で吸収も発光も生じない
透光層が存在するので、全反射層により反射された光の
少なくとも一部が透光層の側面から外部に放出される。
よって、レーザ発振しないLEDにおいても側面から光
を取り出すことができ、横置き実装に適したLEDとす
ることができる。
In the present invention, the light-emitting region (junction interface between the p-type layer and the n-type layer, the light-emitting layer provided between the p-type layer and the n-type layer, etc.) and the light generated in the light-emitting region are used. On the other hand, a transparent transparent layer (clad layer, etc.) and an opaque layer (buffer layer, cap layer, electrode, etc.) opaque to the light generated in the light emitting region or an opaque substrate are arranged in this order. .
A total reflection layer having a smaller refractive index than the transparent layer is provided between the transparent layer and the non-transparent layer or the opaque substrate, and the total non-transparent light of the light generated in the light emitting region is provided. Light traveling toward the layer or the opaque substrate is reflected by the total reflection layer and does not reach the opaque layer or the opaque substrate. Therefore, even if a semiconductor layer or substrate that absorbs light is used, the light is not absorbed, and the efficiency of extracting the emitted light to the outside can be improved. In addition, since there is a light-transmitting layer that is transparent to the emission wavelength and does not absorb or emit light between the light-emitting region and the total reflection layer, at least a part of the light reflected by the total reflection layer is in the light-transmission layer. It is released from the side.
Therefore, even in the case of an LED that does not oscillate, it is possible to extract light from the side surface, and an LED suitable for horizontal mounting can be obtained.

【0023】また、発光領域の一方の広面に、発光領域
で発生する光に対して透明な第1の透光層、および発光
領域で発生する光に対して不透明な第1の不透光層また
は不透明基板が、発光領域側からこの順に配設され、発
光領域の第1の透光層とは反対側面に、該発光領域で発
生する光に対して透明な第2の透光層、および発光領域
で発生する光に対して不透明な第2の不透光層が、発光
領域側からこの順に配設されている場合、即ち、発光領
域の上下両面に不透光層または不透明基板が存在する場
合には、第1の透光層と第1の不透光層または不透明基
板との間、および第2の透光層と第2の不透光層との間
に、各透光層に接して各透光層より屈折率が小さい第1
および第2の全反射層を設けた構成とする。この場合、
光が第1の全反射層および第2の全反射層の両方で反射
されるので、発光層の下部へ向かう光だけでなく、発光
層の上部へ向い電極近傍で吸収される光も側面に導くこ
とができ、より効率的に側面に導くことができる。
In addition, a first light-transmitting layer that is transparent to the light generated in the light-emitting region and a first light-transmitting layer that is opaque to the light generated in the light-emitting region are provided on one wide surface of the light-emitting region. Alternatively, an opaque substrate is arranged in this order from the light emitting region side, and on the side of the light emitting region opposite to the first light transmitting layer, a second light transmitting layer transparent to light generated in the light emitting region, and When the second opaque layer that is opaque to the light generated in the light emitting region is arranged in this order from the light emitting region side, that is, the light opaque layer or the opaque substrate exists on both upper and lower sides of the light emitting region. In that case, the respective light-transmitting layers are provided between the first light-transmitting layer and the first light-transmitting layer or the opaque substrate and between the second light-transmitting layer and the second light-transmitting layer. With a smaller refractive index than each translucent layer
And a second total reflection layer. in this case,
Since the light is reflected by both the first total reflection layer and the second total reflection layer, not only the light that goes to the lower part of the light emitting layer but also the light that is absorbed near the electrode and goes to the upper part of the light emitting layer is on the side surface. It is possible to guide, and it is possible to guide to the side face more efficiently.

【0024】十分な反射率を得るためには全反射層の膜
厚を大きくする必要があり、膜厚と屈折率との積(光路
長)が発光ダイオードの中心発光波長の1.41倍以上
であるのが望ましい。この値は、波長によらずに近似的
に適用することができる。
In order to obtain a sufficient reflectance, it is necessary to increase the film thickness of the total reflection layer, and the product of the film thickness and the refractive index (optical path length) is 1.41 times or more the central emission wavelength of the light emitting diode. Is desirable. This value can be applied approximately regardless of the wavelength.

【0025】全反射層の材料は、入射側(透光層)より
屈折率が小さいだけでなく、格子整合する材料が望まし
い。透光層がAlGaAsからなる場合、全反射層は透
光層より屈折率が低いAlAs、AlGaAs(但しA
l混晶比が透光層より大)、AlInPまたはAlGa
InPからなるのが望ましい。透光層がAlGaInP
からなる場合、全反射層は透光層より屈折率が低いAl
As、AlGaAs、AlInPまたはAlGaInP
(但しAl混晶比が透光層より大)からなるのが望まし
い。透光層がGaAsPからなる場合、全反射層は透光
層より屈折率が低いGaP、GaAsP(但しP混晶比
が透光層より大)またはAlGaAsからなるのが望ま
しい。透光層がZnSeまたはZnSSeからなる場
合、全反射層は透光層より屈折率が低いZnCdS、Z
nCdSSeまたはZnMgSSeからなるのが望まし
い。透光層がZnMgSSeからなる場合、全反射層は
透光層より屈折率が低いZnCdS、ZnCdSSeま
たはZnMgSSe(但しMg混晶比またはS混晶比が
透光層より大)からなるのが望ましい。透光層がGaN
からなる場合、全反射層は透光層より屈折率が低いAl
GaInNからなるのが望ましい。透光層がAlGaI
nNからなる場合、全反射層は透光層より屈折率が低い
AlGaInN(但しAl混晶比が透光層より大、また
はIn混晶比が透光層より小)からなるのが望ましい。
It is desirable that the material of the total reflection layer not only has a smaller refractive index than the incident side (translucent layer) but also has a lattice matching material. When the light-transmitting layer is made of AlGaAs, the total reflection layer has a refractive index lower than that of the light-transmitting layer, such as AlAs and AlGaAs (however, A
l mixed crystal ratio is larger than that of the translucent layer), AlInP or AlGa
It is preferably composed of InP. The transparent layer is AlGaInP
When the total reflection layer is composed of Al, the refractive index of which is lower than that of the translucent layer.
As, AlGaAs, AlInP or AlGaInP
(However, the Al mixed crystal ratio is larger than that of the translucent layer). When the translucent layer is made of GaAsP, the total reflection layer is preferably made of GaP, GaAsP (where the P mixed crystal ratio is larger than that of the translucent layer) or AlGaAs having a lower refractive index than the translucent layer. When the translucent layer is made of ZnSe or ZnSSe, the total reflection layer is made of ZnCdS, Z having a lower refractive index than the translucent layer.
It is preferably composed of nCdSSe or ZnMgSSe. When the translucent layer is made of ZnMgSSe, the total reflection layer is preferably made of ZnCdS, ZnCdSSe or ZnMgSSe having a lower refractive index than the translucent layer (however, the Mg mixed crystal ratio or the S mixed crystal ratio is larger than that of the translucent layer). GaN transparent layer
When the total reflection layer is composed of Al, the refractive index of which is lower than that of the translucent layer.
It is preferably made of GaInN. The transparent layer is AlGaI
When it is made of nN, it is desirable that the total reflection layer is made of AlGaInN having a lower refractive index than the translucent layer (however, the Al mixed crystal ratio is larger than the translucent layer or the In mixed crystal ratio is smaller than the translucent layer).

【0026】透光層の側面に、保護膜を形成すると、側
面での電気的リークを防止でき、またLEDを構成する
半導体結晶の劣化を防止することができる。
By forming a protective film on the side surface of the light-transmitting layer, it is possible to prevent electric leakage on the side surface and prevent deterioration of the semiconductor crystal forming the LED.

【0027】基体表面に第1の電極および第2の電極を
形成してプリント基板を作製し、この第1の電極および
第2の電極の近傍に、発光ダイオードの表面電極および
裏面電極の表面と第1の電極および第2の電極の基体と
反対側面とが略直交するように発光ダイオードを配設
(横置き)して、第1の電極と表面電極と、および第2
の電極と裏面電極とを各々電気的に接続すると、ワイヤ
ボンドを行わずにLEDチップをプリント基板に直接実
装することができるので、工程が単純であり、電気接続
の信頼性が高い。本発明のLEDは側面からの光取り出
し量を多くすることができるので、このような横置き実
装が可能となる。
A printed circuit board is manufactured by forming a first electrode and a second electrode on the surface of a substrate, and a surface electrode and a back surface electrode of a light emitting diode are formed in the vicinity of the first electrode and the second electrode. The light emitting diode is arranged (horizontally placed) such that the base body and the opposite side surface of the first electrode and the second electrode are substantially orthogonal to each other, and the first electrode, the surface electrode, and the second electrode
When the electrode and the back electrode are electrically connected to each other, the LED chip can be directly mounted on the printed circuit board without performing wire bonding, so that the process is simple and the electrical connection is highly reliable. Since the LED of the present invention can increase the amount of light extracted from the side surface, such lateral mounting is possible.

【0028】[0028]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0029】(実施例1)図1は本発明における実施例
1のAlGaInP系LEDの断面図である。なお、各
層の厚みについては基板表面に垂直方向の厚みを示して
おり、また、GaInPはGa0.5In0.5P、AlIn
PはAl0.5In0.5P、AlGaInPは(AlyGa
1-y0.5In0.5Pの略とする。
Example 1 FIG. 1 is a sectional view of an AlGaInP LED according to Example 1 of the present invention. The thickness of each layer is the thickness in the direction perpendicular to the substrate surface, and GaInP is Ga 0.5 In 0.5 P, AlIn.
P is Al 0.5 In 0.5 P and AlGaInP is (Al y Ga
1-y ) 0.5 In 0.5 P.

【0030】図1において、表面が(100)面である
n型GaAs基板10上に、厚み0.5μmのn型Ga
Asバッファ層11、厚み0.2μmのn型Al0.5
0.5As中間バンドギャップ層12、厚み1μmのn
型AlAs全反射層14、厚み25μmのn型AlGa
InP(y=0.7)クラッド層15、厚み1μmのア
ンドープAlGaInP(y=0.5)発光層16、厚
み25μmのp型AlGaInP(y=0.7)クラッ
ド層17、厚み1μmのp型AlAs全反射層18、厚
み0.2μmのp型Al0.5Ga0.5As中間バンドギャ
ップ層20、さらに厚み1μmのp型GaAsコンタク
ト層21が形成されている。さらに、コンタクト層21
の上にはAuZnからなる表面電極(この場合p側電
極)25が形成され、基板10の半導体層成長面と反対
側の表面にはAuGeからなる裏面電極(この場合n側
電極)26が形成されている。このLEDにおいて、ク
ラッド層15,18は発光層16で発生する光に対して
透明であり、基板10、バッファ層11、コンタクト層
21は発光層16で発生する光に対して不透明である。
また、全反射層14,18の屈折率は、クラッド層1
5,17の屈折率より小さい。以上によりAlGaIn
P系LEDが構成される。
In FIG. 1, an n-type Ga having a thickness of 0.5 μm is formed on an n-type GaAs substrate 10 having a (100) surface.
As buffer layer 11, n-type Al 0.5 G with a thickness of 0.2 μm
a 0.5 As intermediate band gap layer 12, n having a thickness of 1 μm
-Type AlAs total reflection layer 14, n-type AlGa having a thickness of 25 μm
InP (y = 0.7) clad layer 15, undoped AlGaInP (y = 0.5) light emitting layer 16 having a thickness of 1 μm, p-type AlGaInP (y = 0.7) clad layer 17 having a thickness of 25 μm, p-type having a thickness of 1 μm An AlAs total reflection layer 18, a p-type Al 0.5 Ga 0.5 As intermediate bandgap layer 20 having a thickness of 0.2 μm, and a p-type GaAs contact layer 21 having a thickness of 1 μm are formed. Further, the contact layer 21
A front electrode (p-side electrode in this case) 25 made of AuZn is formed on the upper surface, and a back electrode (n-side electrode in this case) 26 made of AuGe is formed on the surface opposite to the semiconductor layer growth surface of the substrate 10. Has been done. In this LED, the cladding layers 15 and 18 are transparent to the light generated in the light emitting layer 16, and the substrate 10, the buffer layer 11, and the contact layer 21 are opaque to the light generated in the light emitting layer 16.
Further, the refractive index of the total reflection layers 14 and 18 is determined by the cladding layer 1
It is smaller than the refractive index of 5,17. From the above, AlGaIn
A P-type LED is constructed.

【0031】このLEDは、以下のようにして作製する
ことができる。
This LED can be manufactured as follows.

【0032】まず、表面が(100)面であるn型Ga
As基板10の上に、MOCVD(有機金属気相成長)
法によりn型GaAsバッファ層11、n型Al0.5
0.5As中間バンドギャップ層12、n型AlAs全
反射層14、n型AlGaInP(y=0.7)クラッ
ド層15、アンドープAlGaInP(y=0.5)発
光層16、p型AlGaInP(y=0.7)クラッド
層17、p型AlAs全反射層18、p型Al0.5Ga
0.5As中間バンドギャップ層20、さらにp型GaA
sコンタクト層21を順次積層して形成する。
First, n-type Ga whose surface is a (100) plane
MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) on As substrate 10
N-type GaAs buffer layer 11, n-type Al 0.5 G
a 0.5 As intermediate band gap layer 12, n-type AlAs total reflection layer 14, n-type AlGaInP (y = 0.7) cladding layer 15, undoped AlGaInP (y = 0.5) light-emitting layer 16, p-type AlGaInP (y = 0.7) Cladding layer 17, p-type AlAs total reflection layer 18, p-type Al 0.5 Ga
0.5 As intermediate bandgap layer 20, p-type GaA
The s contact layer 21 is sequentially laminated and formed.

【0033】次に、表面電極25および裏面電極26を
形成して各電極上にはんだ(図示せず)を塗布した後、
140μm間隔でダイシングしてチップに分割する。こ
のようにして、図2に示すようなLEDチップ30が得
られる。
Next, after forming the front surface electrode 25 and the back surface electrode 26 and applying solder (not shown) on each electrode,
It is diced at intervals of 140 μm and divided into chips. In this way, the LED chip 30 as shown in FIG. 2 is obtained.

【0034】この複数のLEDチップ30を、図2に示
すような縦配線C1、C2、C3および横配線R1、R
2、R3などがマトリクス状に配線されたプリント基板
31上に、チップ30の表面電極25および26が縦配
線および横配線の表面に略垂直となるように配設し、表
面電極25が横配線と、裏面電極26が縦配線と接続す
るように横置きに実装する。その後、プリント基板全体
を覆うように保護用樹脂を塗布する。
The plurality of LED chips 30 are connected to vertical wirings C1, C2, C3 and horizontal wirings R1, R as shown in FIG.
2, the surface electrodes 25 and 26 of the chip 30 are arranged so as to be substantially perpendicular to the surfaces of the vertical wiring and the horizontal wiring on the printed circuit board 31 in which R3 and the like are wired in a matrix, and the surface electrode 25 is the horizontal wiring. Then, the back surface electrode 26 is mounted horizontally so as to be connected to the vertical wiring. After that, a protective resin is applied so as to cover the entire printed circuit board.

【0035】以下に、このLEDの動作原理を図3を参
照しながら説明する。図3において、媒質1は屈折率
3.527の透光層であり、媒質2は媒質1の屈折率よ
り低い屈折率3.189の全反射層であり、媒質3は屈
折率4.066−0.276iの不透光層である。ま
た、LEDの側面4は屈折率1.5の媒質(樹脂)5と
の界面をである。さらに、Aは媒質1から媒質2への光
の入射角、Cは側面4から出射する光が満たすべき側面
への入射角、dは媒質2の層厚を示している。
The operating principle of this LED will be described below with reference to FIG. In FIG. 3, the medium 1 is a translucent layer having a refractive index of 3.527, the medium 2 is a total reflection layer having a refractive index of 3.189 lower than that of the medium 1, and the medium 3 is a refractive index of 4.066−. It is an opaque layer of 0.276i. The side surface 4 of the LED is an interface with a medium (resin) 5 having a refractive index of 1.5. Further, A is the incident angle of light from the medium 1 to the medium 2, C is the incident angle of the light emitted from the side face 4 to the side face, and d is the layer thickness of the medium 2.

【0036】図4に、図3における入射角Aが50°お
よび66°の場合について、媒質2の層厚dを変化させ
た時の反射率Rの変化を計算した結果を示す。ただし、
光の波長λは0.564μmとした。図4に示すよう
に、入射角Aが全反射臨界角Ac=64.7°に満たな
い50°の時は、反射率Rは媒質2の層厚dの値の増加
に従って周期的に増減を繰り返す。また、入射角Aが全
反射臨界角Acを超える66°の時は全反射条件A>A
cを満たすので、媒質2の層厚dが波長λに比べて十分
大きければ反射率Rは100%となるが、媒質2の層厚
dが薄い場合には反射率Rは小さい。
FIG. 4 shows the calculation results of the change in the reflectance R when the layer thickness d of the medium 2 is changed for the incident angles A in FIG. 3 of 50 ° and 66 °. However,
The wavelength λ of light was 0.564 μm. As shown in FIG. 4, when the incident angle A is 50 ° which is less than the total reflection critical angle Ac = 64.7 °, the reflectance R periodically increases and decreases as the value of the layer thickness d of the medium 2 increases. repeat. When the incident angle A is 66 ° which exceeds the total reflection critical angle Ac, the total reflection condition A> A
Since c is satisfied, the reflectance R is 100% when the layer thickness d of the medium 2 is sufficiently larger than the wavelength λ, but the reflectance R is small when the layer thickness d of the medium 2 is thin.

【0037】また、反射率Rが50%を超える場合、即
ち、媒質2が全反射層となるのは媒質2の層厚dが0.
25μm程度の時であり、100%近くの反射率となる
のは媒質2の層厚dが約1μm以上の時である。これ
は、入射角Aが全反射条件A>Acを満たしていても媒
質2にエバネッセント波と称される光の染み出しがある
ので、十分な反射率を得るにはその染み出し距離よりも
媒質2の層厚dが十分大きい必要があるためである。媒
質2が全反射層となる50%以上の反射率を得るための
下限層厚は0.25μmであるが、これは波長により変
化する。これを光路長(屈折率×層厚)に直すと波長の
1.41倍(3.189×0.25μm/0.564μ
m)に相当し、この値は波長によらず適用できる。
When the reflectance R exceeds 50%, that is, the medium 2 is a total reflection layer, the layer thickness d of the medium 2 is 0.
It is about 25 μm, and the reflectance becomes close to 100% when the layer thickness d of the medium 2 is about 1 μm or more. This is because even if the incident angle A satisfies the condition of total reflection A> Ac, the medium 2 has an exudation of light called an evanescent wave. Therefore, in order to obtain a sufficient reflectance, the medium is more than the exudation distance. This is because the layer thickness d of 2 must be sufficiently large. The lower limit layer thickness for obtaining a reflectance of 50% or more in which the medium 2 becomes a total reflection layer is 0.25 μm, but this varies depending on the wavelength. If this is converted into the optical path length (refractive index × layer thickness), 1.41 times the wavelength (3.189 × 0.25 μm / 0.564 μ)
m), and this value can be applied regardless of the wavelength.

【0038】ここで、全反射層の下限層厚は、従来用い
られている多層反射層中の低屈折率層の層厚に比べて非
常に大きい。多層反射層中の低屈折率層厚はλ/4n
(nは屈折率であり、光路長は波長の0.25倍であ
る。これに比べて全反射層の光路長は波長の1.41倍
であり、両者の比は少なくとも5.6倍以上である。し
たがって、多層反射層はブラッグ反射、全反射層は全反
射であり、動作原理も全く異なり両者は別物である。
Here, the lower limit layer thickness of the total reflection layer is much larger than the layer thickness of the low refractive index layer in the conventionally used multilayer reflection layer. The thickness of the low refractive index layer in the multilayer reflective layer is λ / 4n
(N is a refractive index, and the optical path length is 0.25 times the wavelength. On the other hand, the optical path length of the total reflection layer is 1.41 times the wavelength, and the ratio of both is at least 5.6 times or more. Therefore, the multilayer reflection layer is Bragg reflection and the total reflection layer is total reflection, and the operating principles are completely different, and the two are different.

【0039】このような全反射層(媒質2)が形成され
た素子側面4から光を出射させる場合、素子側面4から
出射する光が満たすべき入射角Cの条件は、0°<C<
Cmaxである。媒質1から媒質5へ出射する光の全反
射臨界角Cmaxはarcsin(1.5/3.52
7)=25.16である。また、素子側面4が全反射層
(媒質2)と垂直とすると、A=90°−Cとなる。し
たがって、全反射層(媒質2)が素子側面4から出射す
る光を高反射率で反射するようにするには、Amin=
90°−Cmax=64.84°であり、64.84°
<A<90°である光に対して高反射率であるようにす
ればよい。Amin=64.84は全反射層(媒質2)
の全反射臨界角Ac=64.7とほぼ等しく、素子側面
4から出射する光を高反射率で反射させることができ
る。
When light is emitted from the element side surface 4 on which such a total reflection layer (medium 2) is formed, the condition of the incident angle C that the light emitted from the element side surface 4 should satisfy is 0 ° <C <
It is Cmax. The total reflection critical angle Cmax of the light emitted from the medium 1 to the medium 5 is arcsin (1.5 / 3.52).
7) = 25.16. When the element side surface 4 is perpendicular to the total reflection layer (medium 2), A = 90 ° −C. Therefore, in order for the total reflection layer (medium 2) to reflect the light emitted from the element side surface 4 with high reflectance, Amin =
90 ° -Cmax = 64.84 °, 64.84 °
It is sufficient to have a high reflectance for light with <A <90 °. Amin = 64.84 is a total reflection layer (medium 2)
Is substantially equal to the total reflection critical angle Ac = 64.7, and the light emitted from the element side surface 4 can be reflected with high reflectance.

【0040】したがって、全反射層(媒質2)は、層厚
dが十分厚い場合、素子側面4から出射する光をほぼ完
全に反射させることができ、素子側面4から光を出射さ
せるLEDの場合には従来用いられてきた多層反射層を
用いる必要はない。ただし、全反射臨界角Acは媒質1
と媒質2の屈折率差に依存し、全反射臨界角Cmaxは
媒質1と媒質5の屈折率差に依存するので、用いる媒質
の組み合わせによっては全反射層と多層反射層とを併用
してもよい。組み合わせる多層反射層は、素子側面4へ
出射する光に対する反射率を補うべく斜め入射光に対し
て高反射率のものを用いることができ、また、上面へ出
射するべく垂直入射に近い光に対して高反射率のものを
用いることもできる。
Therefore, if the total reflection layer (medium 2) has a sufficiently large layer thickness d, the light emitted from the element side surface 4 can be almost completely reflected, and in the case of an LED emitting the light from the element side surface 4. It is not necessary to use a multi-layered reflective layer which has been used conventionally. However, the total reflection critical angle Ac is the medium 1
Since the critical angle Cmax of total reflection depends on the difference in refractive index between the medium 1 and the medium 5, the total reflection critical angle Cmax depends on the difference in refractive index between the medium 1 and the medium 5. Good. The multilayer reflective layer to be combined can have a high reflectance with respect to obliquely incident light in order to compensate for the reflectance with respect to the light emitted to the element side surface 4, and can also be used for light with nearly vertical incidence to be emitted to the upper surface. It is also possible to use one having a high reflectance.

【0041】各材料の屈折率は厳密には判っていない場
合が多いが、一般にはバンドギャップの大きい材料の屈
折率が低い。特にIII−V族半導体においては、II
I族元素中、InよりGa、GaよりAlの比率の大き
い材料の屈折率が低く、V族元素中、AsよりP、Pよ
りNの比率の大きい材料の屈折率が低い。II−VI族
半導体においても、II族元素中、CdよりZn、Zn
よりMgの比率の大きい材料の屈折率が低く、VI族元
素中、TeよりSe、SeよりSの比率の大きい材料の
屈折率が低い。同様にIV族半導体(SiC、SiGe
など)においても、GeよりSi、SiよりCの比率の
大きい材料の屈折率が低い。
Although the refractive index of each material is often not known exactly, the refractive index of a material having a large band gap is generally low. Particularly in III-V semiconductors, II
In the group I element, the material having a larger ratio of Ga than In and Al than Ga is lower in refractive index, and in the group V element, the material having a higher ratio of P than As and N than P is lower in refractive index. Also in the II-VI group semiconductor, Zn and Zn are contained in the group II element rather than Cd.
A material having a higher Mg ratio has a lower refractive index, and a material having a higher Se ratio than Te and a higher S ratio than Se in the Group VI elements has a lower refractive index. Similarly, Group IV semiconductors (SiC, SiGe)
Etc.) also has a low refractive index of a material having a larger ratio of Si than Ge and C than Si.

【0042】このように、クラッド層などの透光層より
屈折率が低い材料からなる全反射層を不透光層(基板、
バッファ層およびコンタクト層など)と透光層との間に
透光層に接するように形成した場合には、光を素子側面
から出射させるLEDに適している。
As described above, the total reflection layer made of a material having a refractive index lower than that of the light-transmitting layer such as the cladding layer is used as the non-light-transmitting layer (substrate,
When it is formed so as to be in contact with the transparent layer between the buffer layer and the contact layer) and the transparent layer, it is suitable for an LED that emits light from the side surface of the device.

【0043】図5(a)に光を上面から出射させた場合
の模式図を示し、図5(b)に光を側面から出射させた
場合の模式図を示す。光を上面から出射させる場合に
は、図5(a)に示すように、点Pから出射した光のう
ち、上面から出射される成分は上面での全反射のために
制約されて円状の領域6だけになる。よって、上面から
出射できる光の立体角の全立体角に対する割合は5.1
%となる。一方、光を側面出射させる場合には、図5
(b)に示すように、円柱の中心軸上の点Qから出射し
た光は、円柱側面のベルト状の領域7より出射される。
よって、素子側面から出射できる光の立体角の全立体角
に対する割合は44.1%となり、上面から出射できる
光の立体角に比べて圧倒的に大きいことがわかる。
FIG. 5A shows a schematic diagram when light is emitted from the upper surface, and FIG. 5B shows a schematic diagram when light is emitted from the side surface. When the light is emitted from the upper surface, as shown in FIG. 5A, of the light emitted from the point P, the component emitted from the upper surface is restricted due to the total reflection on the upper surface, and is circular. Area 6 only. Therefore, the ratio of the solid angle of the light that can be emitted from the upper surface to the total solid angle is 5.1.
%. On the other hand, when light is emitted from the side,
As shown in (b), the light emitted from the point Q on the central axis of the cylinder is emitted from the belt-shaped region 7 on the side surface of the cylinder.
Therefore, the ratio of the solid angle of the light that can be emitted from the side surface of the element to the total solid angle is 44.1%, which is overwhelmingly larger than the solid angle of the light that can be emitted from the upper surface.

【0044】ここで、全反射層を用いずに側面から光を
出射させるには、中央で発した光線が不透明基板や不透
光層に吸収されることなく側面に到達するように、透光
性領域を十分厚くするか、または基板に斜めに入射した
光を反射させる必要がある。しかし、不透明基板や不透
光層と透光領域との間に全反射層を設けることにより、
透光領域を極端に厚くすることなく、中央で発生した光
を側面まで導くことができ、外部出射効率を向上させる
ことができる。また、全反射層を発光層の下部だけでは
なく上部にも設けることにより、上部へ向い電極近傍で
吸収される光も側面へ導くことができる。
Here, in order to emit the light from the side surface without using the total reflection layer, it is necessary to transmit the light so that the light beam emitted at the center reaches the side surface without being absorbed by the opaque substrate or the light opaque layer. It is necessary to make the characteristic region sufficiently thick or to reflect the light obliquely incident on the substrate. However, by providing an opaque substrate or an opaque layer and a total reflection layer between the translucent region,
It is possible to guide the light generated at the center to the side surface without increasing the thickness of the translucent region to an extreme extent, and it is possible to improve the external emission efficiency. Further, by providing the total reflection layer not only on the lower portion of the light emitting layer but also on the upper portion, the light that is directed to the upper portion and absorbed in the vicinity of the electrode can be guided to the side surface.

【0045】本実施例のLEDにおいては、全反射層1
4,18が形成されているので、光が発光層16から下
部へ向ってバッファ層11および基板10に吸収される
のを防ぐことができ、また、発光層16から上部へ向か
ってコンタクト層21や電極近傍で吸収されるのも防ぐ
ことができる。この発光層16から発生する光は、直接
側面に達する光線aの他に、上部や下部へ向かい全反射
層14,18で反射されて素子側面まで導かれる光線
b,cも透光層(クラッド層15、17)の側面から外
部に出射されるので、外部出射効率を高めて高電流利用
効率とすることができる。
In the LED of this embodiment, the total reflection layer 1
Since the light emitting layers 4 and 18 are formed, it is possible to prevent light from being absorbed from the light emitting layer 16 downward to the buffer layer 11 and the substrate 10, and from the light emitting layer 16 upward to the contact layer 21. It is also possible to prevent absorption in the vicinity of the electrodes. In addition to the light ray a directly reaching the side surface, the light rays emitted from the light emitting layer 16 are also light rays b and c directed to the upper and lower portions and reflected by the total reflection layers 14 and 18 and guided to the element side surface. Since the light is emitted to the outside from the side surfaces of the layers 15 and 17, it is possible to enhance the efficiency of external emission and achieve high current utilization efficiency.

【0046】本実施例におけるLEDは光出射面が素子
側面であり、上面に出射面が形成されていないので、チ
ップサイズを140μm角に小さくすることができた。
このため、素子サイズが300μm角である従来の素子
に比べて1ウェハ当りの素子数を4倍以上にすることが
でき、生産性を大幅に向上させることができる。
Since the light emitting surface of the LED in this embodiment is the side surface of the element and the emitting surface is not formed on the upper surface, the chip size can be reduced to 140 μm square.
Therefore, the number of elements per wafer can be four times or more as compared with the conventional element having an element size of 300 μm square, and the productivity can be significantly improved.

【0047】また、本実施例におけるLEDは、中心波
長560nmで発光し、従来の上面出射型LEDの約
1.7倍の光度を得ることができる。これは上述したよ
うに、上面に出射できる光の割合より側面へ出射できる
光の割合が大きいことによる。
The LED of this embodiment emits light with a center wavelength of 560 nm, and can obtain a luminous intensity of about 1.7 times that of a conventional top emission LED. This is because, as described above, the proportion of light that can be emitted to the upper surface is greater than the proportion of light that can be emitted to the upper surface.

【0048】このように、チップ側面から多量の光を取
り出すことができるので、チップを横置きにしてプリン
ト基板に実装することができ、単純な生産工程で信頼性
が高い電気接続を行うことができる。また、横置きによ
り高密度に実装できるので、多数のLEDを狭い領域に
配置することができる。よって、面状または線状LED
光源、LEDディスプレイ、LEDを用いたインターコ
ネクションなどに好適に用いることができ、表示用・通
信用・信号伝送用に広く適用することができる。
Since a large amount of light can be taken out from the side surface of the chip in this manner, the chip can be mounted horizontally on a printed circuit board, and highly reliable electrical connection can be performed by a simple production process. it can. In addition, since it can be mounted at a high density by being placed horizontally, a large number of LEDs can be arranged in a narrow area. Therefore, planar or linear LED
It can be suitably used for light sources, LED displays, interconnections using LEDs, etc., and can be widely applied for display, communication, and signal transmission.

【0049】なお、本実施例においては、以下のような
変更が可能である。
The following modifications can be made in this embodiment.

【0050】上記した全反射層14,18は、透光層で
あるクラッド層15,17より屈折率の低い材料からな
るものであればいずれも用いることができるが、格子整
合を考慮すると透光層より屈折率が低いAlAs、Al
GaAs(但しAl混晶比が透光層より大)、AlIn
PまたはAlGaInPからなるものが望ましい。ま
た、全反射層14,18の層厚は0.25μm以上であ
ればよいが、発光波長によっては全反射層の光路長が波
長の1.41倍になるように屈折率および層厚を調節す
るのが望ましい。さらに、透光層としてAlGaAs層
を形成した場合にも同様に、透光層より屈折率が低いA
lAs、AlGaAs、AlInPまたはAlGaIn
P層を用いることができるが、その場合はAlGaIn
P層としてAl混晶比が透光層より大のものを用いるこ
とができる。
Any of the above-mentioned total reflection layers 14 and 18 can be used as long as it is made of a material having a refractive index lower than that of the clad layers 15 and 17 which are light transmitting layers. AlAs, Al whose refractive index is lower than the layer
GaAs (however, the Al mixed crystal ratio is larger than that of the translucent layer), AlIn
Those made of P or AlGaInP are preferable. Further, the layer thickness of the total reflection layers 14 and 18 may be 0.25 μm or more, but depending on the emission wavelength, the refractive index and the layer thickness are adjusted so that the optical path length of the total reflection layer is 1.41 times the wavelength. It is desirable to do. Further, when an AlGaAs layer is formed as the light transmitting layer, the refractive index A is lower than that of the light transmitting layer.
lAs, AlGaAs, AlInP or AlGaIn
A P layer can be used, but in that case AlGaIn
As the P layer, one having an Al mixed crystal ratio larger than that of the translucent layer can be used.

【0051】また、LEDチップは、本実施例では、は
んだを用いて電極配線と電気的に接続させたが、はんだ
以外の導電性材料、例えばAgペースト、導電性樹脂な
どを用いて電極配線と電気的に接続させてもよい。ま
た、図2におけるプリント基板31上に実装する以外
に、通常のカップ型ステムにダイボンドしてワイヤボン
ドした後、樹脂封止してもよい。
Although the LED chip is electrically connected to the electrode wiring by using solder in this embodiment, it is connected to the electrode wiring by using a conductive material other than solder, such as Ag paste or conductive resin. It may be electrically connected. In addition to mounting on the printed circuit board 31 in FIG. 2, resin may be sealed after die bonding and wire bonding to an ordinary cup-shaped stem.

【0052】さらに、本実施例では、LEDチップの電
極25,26は、表面および裏面の全面に形成したが、
上面または下面の一部からも光が出射できるように電極
の一部を除去してもよい。その場合、除去する電極の下
に形成した全反射層も同時に除去してクラッド層または
広義のクラッド層である電流拡散層などが直接外部(樹
脂、空気または真空など)に接するようにすると、界面
での屈折率差が大きくなるので全反射層の働きが大きく
なり好適となる。
Furthermore, in this embodiment, the electrodes 25 and 26 of the LED chip are formed on the entire front and back surfaces.
A part of the electrode may be removed so that light can be emitted from a part of the upper surface or the lower surface. In that case, if the total reflection layer formed under the electrode to be removed is also removed at the same time and the clad layer or the current spreading layer, which is a clad layer in a broad sense, directly contacts the outside (resin, air, vacuum, etc.), the interface Since the difference in the refractive index becomes large, the function of the total reflection layer becomes large, which is preferable.

【0053】さらに、本実施例では表面電極25として
AuZnを使用したが、その他のp側オーミック電極と
使用してもよい。また、本実施例では裏面電極26とし
てAuGeを使用したが、その他のn側オーミック電極
を使用してもよい。
Further, although AuZn is used as the surface electrode 25 in this embodiment, it may be used with other p-side ohmic electrodes. Further, although AuGe is used as the back electrode 26 in this embodiment, other n-side ohmic electrodes may be used.

【0054】さらに、本実施例では、中間バンドギャッ
プ層12,20は素子への印加電圧を減少させる効果が
あるが、必ずしも形成しなくてもよく、AlGaAs以
外にGaAsとAlAsとの間のバンドギャップを有す
る他の材料(AlGaInPなど)を用いてもよい。ま
た、組成を徐々に変化させたグレーデッド層としてもよ
く、超格子層としてもよい。
Further, in this embodiment, the intermediate band gap layers 12 and 20 have the effect of reducing the voltage applied to the element, but they may not necessarily be formed, and in addition to AlGaAs, the band between GaAs and AlAs. Other materials having a gap (such as AlGaInP) may be used. Further, it may be a graded layer whose composition is gradually changed or a superlattice layer.

【0055】さらに、本実施例では、基板10の導電型
はn型としたが、n型に限らず、p型であってもよい。
この場合、各層の導電型を全て反対にする必要がある。
また、本実施例では、基板10の面方位は(100)と
したが、(100)に限定されず、どの面方位であって
もよい。
Furthermore, although the conductivity type of the substrate 10 is n-type in the present embodiment, it is not limited to n-type but may be p-type.
In this case, it is necessary to make the conductivity types of the layers all opposite.
Further, in the present embodiment, the plane orientation of the substrate 10 is set to (100), but it is not limited to (100) and may be any plane orientation.

【0056】さらに、本実施例では、各半導体層11〜
21はMOCVD法で形成したが、MBE(分子線エピ
タキシ)法、ガスソースMBE法、MOMBE(有機金
属MBE)法、CBE(化学ビームエピタキシ)法など
の成長法で形成してもよい。
Further, in this embodiment, each of the semiconductor layers 11 to 11 is
21 is formed by MOCVD method, but may be formed by growth method such as MBE (molecular beam epitaxy) method, gas source MBE method, MOMBE (organic metal MBE) method, CBE (chemical beam epitaxy) method.

【0057】(実施例2)図6は、本発明における実施
例2のAlGaInP系LEDの上面図であり、図7は
その断面図である。
(Embodiment 2) FIG. 6 is a top view of an AlGaInP LED of Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 7 is a sectional view thereof.

【0058】図6および図7において、表面が(10
0)面であるn型GaAs基板50の上部が一部除去さ
れて円錐台状になっており、その上に、厚み0.5μm
のn型GaAsバッファ層51、厚み0.2μmのn型
GaInP中間バンドギャップ層52、厚み1μmのn
型AlInP全反射層53、厚み25μmのn型AlG
aInP(y=0.7)クラッド層55、厚み1μmの
アンドープAlGaInP(y=0.5)発光層56、
厚み25μmのp型AlGaInP(y=0.7)クラ
ッド層57、厚み1μmのp型AlInP全反射層5
9、厚み0.2μmのp型GaInP中間バンドギャッ
プ層60、さらに厚み1μmのp型GaAsコンタクト
層61が順次形成されて、側面69がやや傾斜した10
0μmφのメサ形状68が形成される。このメサ形状6
8の側面69には、SiO2からなる保護膜67が形成
されている。また、コンタクト層61の上には表面電極
(この場合p側電極)65が形成され、また、基板50
の半導体層成長面と反対側の表面には裏面電極(この場
合n側電極)66が形成されている。以上によりAlG
aInP系LEDが構成される。
In FIGS. 6 and 7, the surface is (10
The upper part of the n-type GaAs substrate 50, which is the (0) plane, is partially removed to have a truncated cone shape, and a thickness of 0.5 μm is formed thereon.
N-type GaAs buffer layer 51, 0.2 μm thick n-type GaInP intermediate bandgap layer 52, 1 μm thick n
-Type AlInP total reflection layer 53, n-type AlG having a thickness of 25 μm
aInP (y = 0.7) clad layer 55, undoped AlGaInP (y = 0.5) light emitting layer 56 having a thickness of 1 μm,
A p-type AlGaInP (y = 0.7) clad layer 57 having a thickness of 25 μm and a p-type AlInP total reflection layer 5 having a thickness of 1 μm
9, a p-type GaInP intermediate bandgap layer 60 having a thickness of 0.2 μm, and a p-type GaAs contact layer 61 having a thickness of 1 μm are sequentially formed, and the side surface 69 is slightly inclined 10
A mesa shape 68 of 0 μmφ is formed. This mesa shape 6
A protective film 67 made of SiO 2 is formed on the side surface 69 of No. 8. A surface electrode (p-side electrode in this case) 65 is formed on the contact layer 61, and the substrate 50
A back surface electrode (n-side electrode in this case) 66 is formed on the surface opposite to the semiconductor layer growth surface. From the above, AlG
An aInP LED is constructed.

【0059】このLEDにおいて、クラッド層55,5
7は発光層56で発生する光に対して透明であり、基板
50、バッファ層51、コンタクト層61は発光層56
で発生する光に対して不透明である。また、全反射層5
3,59の屈折率は、クラッド層55,57の屈折率よ
り小さい。
In this LED, the cladding layers 55, 5
7 is transparent to the light generated in the light emitting layer 56, and the substrate 50, the buffer layer 51, and the contact layer 61 are the light emitting layer 56.
It is opaque to the light generated by. In addition, the total reflection layer 5
The refractive index of 3,59 is smaller than the refractive index of the cladding layers 55,57.

【0060】このLEDは、以下のようにして作製する
ことができる。
This LED can be manufactured as follows.

【0061】まず、表面が(100)面であるn型Ga
As基板50の上に、MOCVD法によりn型GaAs
バッファ層51、n型GaInP中間バンドギャップ層
52、n型AlInP全反射層53、n型AlGaIn
P(y=0.7)クラッド層55、アンドープAlGa
InP(y=0.5)発光層56、p型AlGaInP
(y=0.7)クラッド層57、p型AlInP全反射
層59、p型GaInP中間バンドギャップ層60、さ
らにp型GaAsコンタクト層61を順次積層形成す
る。
First, n-type Ga whose surface is the (100) plane
N-type GaAs is formed on the As substrate 50 by MOCVD.
Buffer layer 51, n-type GaInP intermediate bandgap layer 52, n-type AlInP total reflection layer 53, n-type AlGaIn
P (y = 0.7) clad layer 55, undoped AlGa
InP (y = 0.5) light emitting layer 56, p-type AlGaInP
(Y = 0.7) A clad layer 57, a p-type AlInP total reflection layer 59, a p-type GaInP intermediate bandgap layer 60, and a p-type GaAs contact layer 61 are sequentially laminated.

【0062】次に、表面電極65および裏面電極66を
基板50側およびコンタクト層61側全面に蒸着し、表
面電極65上に100μmφのレジストパターンを形成
する。続いて、ウェットエッチングにより各層をエッチ
ングし、深さ50μmの溝を形成する。このエッチング
により各層の側面はやや傾斜した側面69となり、10
0μmφのメサ形状68が形成される。
Next, the front surface electrode 65 and the back surface electrode 66 are vapor-deposited on the entire surface of the substrate 50 side and the contact layer 61 side to form a resist pattern of 100 μmφ on the front surface electrode 65. Subsequently, each layer is etched by wet etching to form a groove having a depth of 50 μm. By this etching, the side surface of each layer becomes a slightly inclined side surface 69.
A mesa shape 68 of 0 μmφ is formed.

【0063】その後、SiO2保護膜67を側面69上
に形成する。その際、保護膜67が表面電極65上にも
付着してしまうので、レジストで側面69を覆った後、
エッチングで表面電極65上の保護膜を除去する。
After that, the SiO 2 protective film 67 is formed on the side surface 69. At that time, since the protective film 67 also adheres to the surface electrode 65, after covering the side surface 69 with a resist,
The protective film on the surface electrode 65 is removed by etching.

【0064】次に、ウェハを140μm間隔でダイシン
グしてチップに分割する。
Next, the wafer is diced at intervals of 140 μm and divided into chips.

【0065】その後、図8に示すように、ステム80に
Agペーストを塗布し、LEDチップ81の裏面電極6
6を下にしてステム80に貼り付ける。表面電極65と
リード線82との間はワイヤ83で接続し、ステム全体
を樹脂84で封止する。
After that, as shown in FIG. 8, Ag paste is applied to the stem 80 and the back electrode 6 of the LED chip 81 is applied.
Stick 6 on the stem 80 with the bottom down. A wire 83 is connected between the surface electrode 65 and the lead wire 82, and the entire stem is sealed with a resin 84.

【0066】本実施例のLEDにおいては、全反射層5
3,59が形成されているので、光が発光層56から下
部へ向ってバッファ層51および基板50に吸収される
のを防ぐことができ、また、発光層56から上部へ向か
ってコンタクト層61や電極近傍で吸収されるのも防ぐ
ことができる。また、発光層56から発生する光は、直
接側面に達する光線の他に、上部や下部へ向かい全反射
層53,59で反射されて側面まで導かれる光線g,h
も透光層であるクラッド層55,57の側面から外部に
出射される。これらの光線は、図8に点線で示すように
ステム80の側壁に反射されて樹脂84の全面から外部
に放出される。
In the LED of this embodiment, the total reflection layer 5
Since 3, 59 are formed, it is possible to prevent light from being absorbed from the light emitting layer 56 toward the lower portion by the buffer layer 51 and the substrate 50, and from the light emitting layer 56 toward the upper portion. It is also possible to prevent absorption in the vicinity of the electrodes. In addition to the light rays directly reaching the side surfaces, the light rays emitted from the light emitting layer 56 also travel toward the upper and lower portions and are reflected by the total reflection layers 53 and 59 to be guided to the side surfaces.
Is also emitted to the outside from the side surfaces of the clad layers 55 and 57, which are translucent layers. These rays are reflected by the side wall of the stem 80 as shown by the dotted line in FIG.

【0067】本実施例のLEDよれば、メサ形状68が
設けられているので以下のような利点を有する。
According to the LED of this embodiment, since the mesa shape 68 is provided, it has the following advantages.

【0068】第1に、円錐状にすることにより四角柱に
比べて外部出射効率が増大する。第2に、側面68にダ
イシングによるダメージが生じないので信頼性の点で有
利である。第3に、側面69に保護膜67を形成するこ
とができる。
First, the conical shape increases the external emission efficiency as compared with the quadrangular prism. Secondly, the side surface 68 is not damaged by dicing, which is advantageous in terms of reliability. Thirdly, the protective film 67 can be formed on the side surface 69.

【0069】このように、保護膜67が形成されている
ことにより、側面69における電気的リークを防止する
と共に、LEDを構成する半導体結晶の劣化を防ぐこと
ができる。この保護膜67の層厚×屈折率を発光波長の
1/4とすることにより反射防止膜としての役割を果た
すことができ、光出射効率をさらに増大させることがで
きる。
By thus forming the protective film 67, it is possible to prevent electrical leakage at the side surface 69 and prevent deterioration of the semiconductor crystal forming the LED. By setting the layer thickness of the protective film 67 × refractive index to 1/4 of the emission wavelength, it can serve as an antireflection film, and the light emission efficiency can be further increased.

【0070】さらに、このLEDチップは、側面69に
保護膜67が施されているので、実施例1に示したよう
な横置き実装にも適している。
Further, since the side surface 69 of this LED chip is provided with the protective film 67, it is suitable for the horizontal mounting as shown in the first embodiment.

【0071】なお、本実施例では、メサ形状68は、円
錐形状としたが、円錐以外の形状、例えば八角錐、六角
錐、四角錐、三角錐などであってもよい。また、本実施
例では、側面69は基板50表面に対してやや傾けた
が、基板50に垂直としてもよい。さらに、メサ形状6
8を形成するためのエッチングは、本実施例では、表面
電極65および裏面電極66の形成後に行ったが、電極
形成前に行ってもよい。また、このエッチングは、RI
BE(反応性イオンビームエッチング)法などにより行
ってもよい。
In this embodiment, the mesa shape 68 has a conical shape, but it may have a shape other than a cone, such as an octagonal pyramid, a hexagonal pyramid, a quadrangular pyramid, or a triangular pyramid. Further, in the present embodiment, the side surface 69 is slightly inclined with respect to the surface of the substrate 50, but it may be perpendicular to the substrate 50. Furthermore, mesa shape 6
In this embodiment, the etching for forming 8 is performed after forming the front surface electrode 65 and the back surface electrode 66, but may be performed before forming the electrodes. In addition, this etching is RI
It may be performed by a BE (reactive ion beam etching) method or the like.

【0072】また、保護膜67としてはSiO2の他に
アルミナ、窒化シリコン、その他の誘電体層を用いるこ
とができ、これらの形成法としては真空蒸着法、スパッ
タ法などが挙げられる。また、保護膜67として、Al
GaAs、AlGaInP、その他の半導体膜を用いて
もよい。ただし、保護膜67として半導体膜を形成する
場合には、表面電極65および裏面電極66の形成前に
行うのが望ましい。さらに、保護膜67として樹脂を用
いてもよい。
Further, as the protective film 67, alumina, silicon nitride, or other dielectric layers other than SiO 2 can be used, and examples of the method for forming these include a vacuum vapor deposition method and a sputtering method. Further, as the protective film 67, Al
GaAs, AlGaInP, or other semiconductor film may be used. However, when a semiconductor film is formed as the protective film 67, it is desirable to perform it before forming the front surface electrode 65 and the back surface electrode 66. Further, a resin may be used as the protective film 67.

【0073】その他、実施例1で示したのと同様な変更
も可能である。
In addition, the same changes as those shown in the first embodiment can be made.

【0074】(実施例3)図9は、本実施例における実
施例2のGaAsP系LEDの断面図である。なお、G
aAsPはGaAs1-xxの略とする。
(Embodiment 3) FIG. 9 is a sectional view of a GaAsP-based LED of Embodiment 2 of this embodiment. In addition, G
aAsP is an abbreviation for GaAs 1-x P x .

【0075】図9において、表面が(111)B面であ
るn型GaP基板70上に、厚み25μmのn型GaA
sP(xを0.6〜0.5まで徐々に変化させる)グレ
ーデッドバッファ層71、厚み50μmのn型GaAs
P(x=0.65)層72、n型GaAsP:N(x=
0.65)層73、p型GaAsP:N(x=0.6
5)層74、さらに厚み5μmのp型GaP全反射層7
5が順次形成されている。さらに、この全反射層75上
には表面電極(この場合p側電極)76が形成され、基
板70の半導体層成長面と反対側の表面には裏面電極
(この場合n側電極)77が形成されている。以上によ
りGaAsP系LEDが構成される。
In FIG. 9, an n-type GaA substrate having a thickness of 25 μm is formed on an n-type GaP substrate 70 whose surface is a (111) B plane.
sP (gradually changing x from 0.6 to 0.5) Graded buffer layer 71, n-type GaAs with a thickness of 50 μm
P (x = 0.65) layer 72, n-type GaAsP: N (x =
0.65) layer 73, p-type GaAsP: N (x = 0.6
5) Layer 74, and p-type GaP total reflection layer 7 having a thickness of 5 μm
5 are sequentially formed. Further, a front surface electrode (p-side electrode in this case) 76 is formed on the total reflection layer 75, and a back surface electrode (n-side electrode in this case) 77 is formed on the surface of the substrate 70 opposite to the semiconductor layer growth surface. Has been done. The GaAsP LED is constructed as described above.

【0076】このLEDにおいて、発光はn型GaAs
P:N(x=0.65)層73およびp型GaAsP:
N(x=0.65)層74の界面に形成されるpn接合
の近傍で生じる。透光層は、発光領域で発生する光に対
して透明であり、電極76、77は発光領域で発生する
光に対して不透明である。また、全反射層75の屈折率
は、透光層の屈折率より小さい。
In this LED, the light emission is n-type GaAs.
P: N (x = 0.65) layer 73 and p-type GaAsP:
It occurs near the pn junction formed at the interface of the N (x = 0.65) layer 74. The translucent layer is transparent to the light generated in the light emitting region, and the electrodes 76 and 77 are opaque to the light generated in the light emitting region. Further, the refractive index of the total reflection layer 75 is smaller than the refractive index of the translucent layer.

【0077】このLEDは、以下のようにして作製する
ことができる。
This LED can be manufactured as follows.

【0078】まず、表面が(111)B面であるn型G
aP基板70上に、LPE法によりn型GaAsPグレ
ーデッドバッファ層71、n型GaAsP層72、n型
GaAsP:N層73、さらにアンドープGaP全反射
層75を順次積層形成する。
First, n-type G whose surface is the (111) B plane
An n-type GaAsP graded buffer layer 71, an n-type GaAsP layer 72, an n-type GaAsP: N layer 73, and an undoped GaP total reflection layer 75 are sequentially formed on the aP substrate 70 by the LPE method.

【0079】次に、このウェハとZnとを石英管に入れ
て700℃に加熱し、表面からZnを拡散させる。これ
によりn型GaAsP:N層73の上部とアンドープG
aP全反射層75とがp型に変換され、各々p型GaA
sP:N層74とp型GaP全反射層75とになる。こ
の工程により、n型GaP基板80の裏面もp型に変換
されるが、この部分は研磨により除去する。
Next, this wafer and Zn are put in a quartz tube and heated to 700 ° C. to diffuse Zn from the surface. As a result, the upper portion of the n-type GaAsP: N layer 73 and the undoped G
The aP total reflection layer 75 and p-type GaA are converted to p-type
It becomes the sP: N layer 74 and the p-type GaP total reflection layer 75. By this step, the back surface of the n-type GaP substrate 80 is also converted to p-type, but this portion is removed by polishing.

【0080】続いて、表面電極76および裏面電極77
をそれぞれ全面に蒸着し、250μm間隔でダイシング
してチップに分割する。
Subsequently, the front surface electrode 76 and the back surface electrode 77.
Is vapor-deposited on the entire surface, and is diced at intervals of 250 μm to divide into chips.

【0081】その後、実施例1と同様にしてプリント基
板に横置き実装する。
Thereafter, similarly to the first embodiment, it is horizontally mounted on the printed board.

【0082】本実施例のLEDにおいては、全反射層7
5が形成されているので、光が発光領域から上部へ向っ
て表面電極76に吸収されるのを防ぐことができる。発
光領域から発生する光は、直接側面に達する光線の他
に、上部へ向かう光も全反射層75で反射されて側面ま
で導かれ、光線kとして透光層(GaAsP:N層7
3、74)の側面から外部に出射されるので、高い外部
出射効率が得られる。
In the LED of this embodiment, the total reflection layer 7
Since 5 is formed, it is possible to prevent light from being absorbed by the surface electrode 76 from the light emitting region toward the upper side. The light emitted from the light emitting region is not only the light ray directly reaching the side surface, but also the light traveling upward is reflected by the total reflection layer 75 and guided to the side surface, and as a light ray k, the light transmitting layer (GaAsP: N layer 7).
Since the light is emitted from the side surface of (3, 74), a high external emission efficiency can be obtained.

【0083】また、GaP基板70は組成が全反射層7
5と同一であり、発光領域から下部へ向かう光は基板7
0により反射され、結果として全反射層75と類似の効
果を有する。しかし、本発明における全反射層は、発光
領域から見て吸収領域の手前に意図的に挿入した全反射
用薄膜であるので、本発明の思想とは異なるものであ
る。
Further, the GaP substrate 70 has the composition of the total reflection layer 7
5 is the same as that of FIG.
0, resulting in a similar effect to the total reflection layer 75. However, the total reflection layer in the present invention is a thin film for total reflection intentionally inserted in front of the absorption region when viewed from the light emitting region, and therefore differs from the idea of the present invention.

【0084】本実施例においては、GaPとGaAsP
との格子係数が異なるので、GaP基板70上に徐々に
組成を変化させたGaAsPグレーデッドバッファ層7
1を設けてGaAsP層を成長させ、格子不整合に起因
する結晶欠陥が発光領域に及ぶのを防いでいる。一方、
GaAsP層上に形成したGaP全反射層75は、既に
発光領域が形成されているので、グレーデッドバッファ
層を省略しても発光領域に格子欠陥が及びにくい。この
ため、本実施例においては、全反射層の下にはグレーデ
ッドバッファ層を形成していないが、形成してもよい。
In this embodiment, GaP and GaAsP are used.
GaAsP graded buffer layer 7 whose composition is gradually changed on the GaP substrate 70 because the lattice coefficient of
1 is provided to grow the GaAsP layer and prevent crystal defects due to lattice mismatch from reaching the light emitting region. on the other hand,
In the GaP total reflection layer 75 formed on the GaAsP layer, the light emitting region is already formed. Therefore, even if the graded buffer layer is omitted, the light emitting region is less likely to have lattice defects. Therefore, although the graded buffer layer is not formed below the total reflection layer in this embodiment, it may be formed.

【0085】また、本実施例では、GaP基板上にGa
AsP層を成長させているが、GaAs基板上に成長さ
せてもよい。一般に、黄色・橙色・赤色のGaAsP系
LEDにはGaP基板が使用され、赤色・赤外のGaA
sP系LEDにはGaAs基板が用いられる。
Further, in this embodiment, Ga is formed on the GaP substrate.
Although the AsP layer is grown, it may be grown on a GaAs substrate. In general, GaP substrates are used for yellow, orange, and red GaAsP LEDs, and red and infrared GaA are used.
A GaAs substrate is used for the sP LED.

【0086】全反射層75は、透光層より屈折率の低い
材料からなるものであればいずれも用いることができる
が、格子整合を考慮すると透光層より屈折率が低いGa
P、GaAsP(但しP混晶比が透光層より大)または
AlGaAsからなるものが望ましい。また、全反射層
75は、光路長が波長の1.41倍以上になるように屈
折率および層厚を調節するのが望ましい。
Any material can be used for the total reflection layer 75 as long as it is made of a material having a refractive index lower than that of the light transmitting layer. However, in consideration of lattice matching, Ga having a lower refractive index than the light transmitting layer is used.
P, GaAsP (however, the P mixed crystal ratio is larger than that of the transparent layer) or AlGaAs is preferable. Further, the total reflection layer 75 is preferably adjusted in refractive index and layer thickness so that the optical path length is 1.41 times the wavelength or more.

【0087】その他、実施例1,2で示したのと同様な
変更も可能である。
In addition, the same changes as those shown in the first and second embodiments can be made.

【0088】(実施例4)図10は、本発明における実
施例4のZnCdSe系LEDの断面図である。なお、
ZnCdSeはZn1-xCdxSe、ZnCdSはZn
1-xCdxS、ZnMgSSeはZn1-xMgxySe1-y
の略とする。
(Embodiment 4) FIG. 10 is a sectional view of a ZnCdSe-based LED according to Embodiment 4 of the present invention. In addition,
ZnCdSe is Zn 1-x Cd x Se, ZnCdS is Zn
1-x Cd x S, ZnMgSSe is Zn 1-x Mg x S y Se 1-y
Stands for.

【0089】図10において、n型GaAs基板100
上に、厚み0.5μmのn型GaAsバッファ層10
1、厚み0.2μmのn型Al0.5Ga0.5As第1中間
バンドギャップ層102、厚み0.2μmのn型AlA
s第2中間バンドギャップ層103、厚み1μmのn型
ZnCdS全反射層104、厚み20μmのn型ZnS
Seクラッド層105、厚み0.01μmのアンドープ
ZnCdS(X=0.2)歪み量子井戸発光層106、
厚み20μmのp型ZnSSeクラッド層107、厚み
1μmのp型ZnCdS全反射層108、厚み0.2μ
mのn型AlAs第2中間バンドギャップ層109、厚
み0.2μmのn型Al0.5Ga0.5As第1中間バンド
ギャップ層110、さらに厚み1μmのp型GaAsコ
ンタクト層111が順次形成されている。さらに、この
コンタクト層111上には表面電極(この場合p側電
極)115が形成され、また、基板100の半導体層成
長面と反対側の表面には裏面電極(この場合n側電極)
116が形成されている。以上によりZnCdSe系L
EDが構成される。
In FIG. 10, an n-type GaAs substrate 100
On top, an n-type GaAs buffer layer 10 having a thickness of 0.5 μm is formed.
1. n-type Al 0.5 Ga 0.5 As first intermediate band gap layer 102 having a thickness of 0.2 μm, n-type AlA having a thickness of 0.2 μm
s Second intermediate bandgap layer 103, 1 μm thick n-type ZnCdS total reflection layer 104, 20 μm thick n-type ZnS
Se clad layer 105, 0.01 μm thick undoped ZnCdS (X = 0.2) strained quantum well emission layer 106,
20 μm thick p-type ZnSSe cladding layer 107, 1 μm thick p-type ZnCdS total reflection layer 108, 0.2 μm thick
An n-type AlAs second intermediate bandgap layer 109 having a thickness of 0.2 m, an n-type Al 0.5 Ga 0.5 As first intermediate bandgap layer 110 having a thickness of 0.2 μm, and a p-type GaAs contact layer 111 having a thickness of 1 μm are sequentially formed. Further, a front surface electrode (p-side electrode in this case) 115 is formed on the contact layer 111, and a back surface electrode (n-side electrode in this case) is formed on the surface of the substrate 100 opposite to the semiconductor layer growth surface.
116 is formed. From the above, ZnCdSe system L
The ED is configured.

【0090】このLEDにおいて、クラッド層105,
108は発光層106で発生する光に対して透明であ
り、基板100、バッファ層101、コンタクト層11
1は発光層106で発生する光に対して不透明である。
また、全反射層104,108の屈折率は、クラッド層
105,107の屈折率より小さい。
In this LED, the cladding layer 105,
Reference numeral 108 is transparent to light generated in the light emitting layer 106, and includes the substrate 100, the buffer layer 101, and the contact layer 11.
1 is opaque to the light generated in the light emitting layer 106.
Further, the refractive indices of the total reflection layers 104 and 108 are smaller than the refractive indices of the cladding layers 105 and 107.

【0091】このLEDは、以下のようにして作製する
ことができる。
This LED can be manufactured as follows.

【0092】まず、n型GaAs基板100上に、MB
E法によりn型GaAsバッファ層101、n型Al
0.5Ga0.5As第1中間バンドギャップ層102、n型
AlAs第2中間バンドギャップ層103、n型ZnC
dS全反射層104、n型ZnSSeクラッド層10
5、アンドープZnCdS(X=0.2)歪み量子井戸
発光層106、p型ZnSSeクラッド層107、p型
ZnCdS全反射層108、n型AlAs第2中間バン
ドギャップ層109、n型Al0.5Ga0.5As第1中間
バンドギャップ層110、さらにp型GaAsコンタク
ト層111を順次積層形成する。
First, MB is formed on the n-type GaAs substrate 100.
N type GaAs buffer layer 101, n type Al by E method
0.5 Ga 0.5 As first intermediate bandgap layer 102, n-type AlAs second intermediate bandgap layer 103, n-type ZnC
dS total reflection layer 104, n-type ZnSSe cladding layer 10
5, undoped ZnCdS (X = 0.2) strained quantum well light emitting layer 106, p-type ZnSSe cladding layer 107, p-type ZnCdS total reflection layer 108, n-type AlAs second intermediate bandgap layer 109, n-type Al 0.5 Ga 0.5. An As first intermediate bandgap layer 110 and a p-type GaAs contact layer 111 are sequentially stacked.

【0093】続いて、表面電極115および裏面電極1
16を形成して140μm角のチップに分割し、実施例
1と同様にしてプリント基板に横置き実装する。
Then, the front surface electrode 115 and the back surface electrode 1
16 is formed and divided into chips of 140 μm square, and the chips are horizontally mounted on a printed board in the same manner as in Example 1.

【0094】したがって、本実施例のLEDにおいて
は、全反射層104,108が形成されているので、光
が発光層106から下部へ向ってバッファ層101およ
び基板100に吸収されるのを防ぐことができ、また、
発光層106から上部へ向かってコンタクト層111や
電極近傍で吸収されるのも防ぐことができる。また、発
光層106から発生する光は、直接側面に達する光線の
他に、上部や下部へ向かい全反射層104,108で反
射されて側面まで導かれる光線iおよび光線jも透光層
であるクラッド層105,107の側面から外部に出射
されるので、外部出射効率を高めることができる。
Therefore, in the LED of this embodiment, since the total reflection layers 104 and 108 are formed, it is possible to prevent light from being absorbed by the buffer layer 101 and the substrate 100 downward from the light emitting layer 106. And again,
It is also possible to prevent absorption from the light emitting layer 106 toward the upper part in the vicinity of the contact layer 111 and the electrodes. In addition to the light rays that directly reach the side surfaces, the light rays i and the light rays j that are reflected by the total reflection layers 104 and 108 and are guided to the side surfaces in addition to the light rays that directly reach the side surfaces are also light transmitting layers. Since the light is emitted to the outside from the side surfaces of the clad layers 105 and 107, it is possible to enhance the efficiency of external emission.

【0095】また、このLEDは、フルカラー表示に不
可欠な波長492nmの青色で発光し、従来の上面出射
型LEDの約2.2倍の光度を得ることができる。
Further, this LED emits blue light having a wavelength of 492 nm, which is indispensable for full-color display, and can obtain a luminous intensity about 2.2 times that of a conventional top emission LED.

【0096】本実施例においては、ZnCdSの屈折率
がクラッド層105,107を構成するZnSSeの屈
折率より小さいことを利用して、ZnCdS層を全反射
層としている。ただし、ZnCdSおよびZnSSeの
混晶比はGaAs基板100に格子整合するように設定
する。
In this embodiment, the ZnCdS layer is used as a total reflection layer by utilizing the fact that the refractive index of ZnCdS is smaller than that of ZnSSe forming the cladding layers 105 and 107. However, the mixed crystal ratio of ZnCdS and ZnSSe is set so as to be lattice-matched with the GaAs substrate 100.

【0097】なお、全反射層104,108としては、
透光層より屈折率が低いZnCdS、ZnCdSSeま
たはZnMgSSeなどを用いることができる。
As the total reflection layers 104 and 108,
ZnCdS, ZnCdSSe, ZnMgSSe, or the like having a lower refractive index than that of the light transmitting layer can be used.

【0098】また、これら全反射層104,108に対
して光入射側の媒質であるクラッド層105,107と
しては、ZnSe、ZnSSeまたはZnMgSSeが
可能である。クラッド層がZnMgSSeからなる場合
にも、全反射層104,108はクラッド層105,1
07より屈折率が低いZnCdS、ZnCdSSeまた
はZnMgSSeを用いることが可能である。ZnMg
SSeを用いる場合には、Mg混晶比またはS混晶比が
透光層より大きいものを用いることができる。また、ク
ラッド層105,107は、それぞれZnS/ZnSe
歪み超格子層であってもよい。
Moreover, ZnSe, ZnSSe or ZnMgSSe can be used as the cladding layers 105 and 107 which are the medium on the light incident side with respect to the total reflection layers 104 and 108. Even if the clad layer is made of ZnMgSSe, the total reflection layers 104 and 108 are clad layers 105 and 1.
It is possible to use ZnCdS, ZnCdSSe, or ZnMgSSe having a refractive index lower than 07. ZnMg
When SSe is used, one having a Mg mixed crystal ratio or an S mixed crystal ratio higher than that of the light transmitting layer can be used. The cladding layers 105 and 107 are made of ZnS / ZnSe, respectively.
It may be a strained superlattice layer.

【0099】さらに、発光層106の混晶比xは特に限
定されず、ZnSe(x=0)であってもよい。また、
発光層106は例えばZnSe/ZnCdSe多重量子
井戸構造であってもよい。
Further, the mixed crystal ratio x of the light emitting layer 106 is not particularly limited, and may be ZnSe (x = 0). Also,
The light emitting layer 106 may have a ZnSe / ZnCdSe multiple quantum well structure, for example.

【0100】さらに、各半導体層104〜108の材料
としては、II族元素としてCd、Zn、Mgなど、V
I族元素としてTe、Se、Sなどを用いたII−VI
族半導体を用いることができる。
Further, as the material of each of the semiconductor layers 104 to 108, Vd such as Cd, Zn, Mg as a group II element is used.
II-VI using Te, Se, S, etc. as a group I element
Group semiconductors can be used.

【0101】さらに、各半導体層の成長はMBE法以外
にMOCVD法、MOMBE法、ガスソースMBE法、
CBE法などで行ってもよく、実施例2と同様のメサ形
状の形成を行ってもよい。
In addition to the MBE method, the growth of each semiconductor layer is performed by MOCVD method, MOMBE method, gas source MBE method,
It may be performed by the CBE method or the like, and the same mesa shape as that in the second embodiment may be formed.

【0102】その他、実施例1〜3に示したような変更
が可能である。
In addition, the modifications as shown in Examples 1 to 3 are possible.

【0103】(実施例5)図11は、本実施例における
実施例5のAlGaInN系LEDの断面図である。
(Embodiment 5) FIG. 11 is a sectional view of an AlGaInN LED of Embodiment 5 in this embodiment.

【0104】図11において、サファイア基板300上
に、AlNバッファ層301、n型GaNクラッド層3
02、n型GaInN発光層303、p型GaNクラッ
ド層304、さらにp型AlGaN全反射層305が順
次形成されている。これらn型クラッド層302からp
型全反射層305は、n型クラッド層302が露出する
ように一部除去されている。さらに、p型全反射層30
5上にはAuからなるp側電極306が形成され、ま
た、n型クラッド層302の露出部上にはAlからなる
n側電極307が形成されている。以上によりAlGa
InN系LEDが構成される。
In FIG. 11, an AlN buffer layer 301 and an n-type GaN cladding layer 3 are formed on a sapphire substrate 300.
02, an n-type GaInN light emitting layer 303, a p-type GaN cladding layer 304, and a p-type AlGaN total reflection layer 305 are sequentially formed. From these n-type cladding layers 302 to p
The type total reflection layer 305 is partially removed so that the n-type cladding layer 302 is exposed. Furthermore, the p-type total reflection layer 30
5, a p-side electrode 306 made of Au is formed, and an n-side electrode 307 made of Al is formed on the exposed portion of the n-type cladding layer 302. From the above, AlGa
An InN LED is constructed.

【0105】このLEDにおいて、クラッド層302、
304は発光層303で発生する光に対して透明であ
り、電極306,307は発光層303で発生する光に
対して不透明である。また、全反射層305の屈折率は
クラッド層304の屈折率より小さい。
In this LED, the cladding layer 302,
304 is transparent to the light generated in the light emitting layer 303, and the electrodes 306 and 307 are opaque to the light generated in the light emitting layer 303. The refractive index of the total reflection layer 305 is smaller than that of the cladding layer 304.

【0106】このLEDは、以下のようにして作製する
ことができる。
This LED can be manufactured as follows.

【0107】まず、サファイア基板300上に、MOC
VD法によりAlNバッファ層301、n型GaNクラ
ッド層302、n型GaInN発光層303、p型Ga
Nクラッド層304、さらにp型AlGaN全反射層3
05を順次積層形成する。
First, the MOC is formed on the sapphire substrate 300.
The AlN buffer layer 301, the n-type GaN cladding layer 302, the n-type GaInN light emitting layer 303, and the p-type Ga are formed by the VD method.
N-clad layer 304, and p-type AlGaN total reflection layer 3
05 is sequentially laminated.

【0108】次に、素子の一部をn型GaNクラッド層
302が露出するまでエッチングする。続いて、p型全
反射層305上にp側電極306を形成し、また、n型
クラッド層302の露出部上にn側電極307を形成す
る。
Next, part of the device is etched until the n-type GaN cladding layer 302 is exposed. Then, the p-side electrode 306 is formed on the p-type total reflection layer 305, and the n-side electrode 307 is formed on the exposed portion of the n-type cladding layer 302.

【0109】その後、250μm角のチップにダイシン
グして分割し、ステムにマウントしてp側電極306お
よびn側電極307にワイヤボンドを行い、樹脂封止を
行う。
Thereafter, the chip is divided into 250 μm square chips by dicing, mounted on a stem, wire bonded to the p-side electrode 306 and the n-side electrode 307, and resin-sealed.

【0110】従来のAlGaInN系LEDにおいて
は、p型GaN層の抵抗を下げることが困難でp型Ga
Nクラッド層で十分に電流拡散できず、発光が主として
p側電極の下で生じていた。このため、p側電極方向へ
の進光はそこで吸収されて有効に利用できないという問
題があった。
In the conventional AlGaInN-based LED, it is difficult to reduce the resistance of the p-type GaN layer and it is p-type Ga.
Current could not be sufficiently diffused in the N-clad layer, and light emission was mainly generated under the p-side electrode. Therefore, there is a problem that the light traveling toward the p-side electrode is absorbed there and cannot be effectively used.

【0111】本実施例のLEDにおいては、p側電極3
06の下にp型全反射層305が形成されているので、
光が発光層303から上部へ向ってp側電極306に吸
収されるのを防ぐことができる。発光層303から発生
してp側電極306へ向かう光線tは、全反射層305
で反射されて側面まで導かれ、クラッド層303の側面
から外部に出射されるので、外部出射効率を高めること
ができる。
In the LED of this embodiment, the p-side electrode 3
Since the p-type total reflection layer 305 is formed under 06,
Light can be prevented from being absorbed by the p-side electrode 306 from the light emitting layer 303 toward the upper side. A light ray t generated from the light emitting layer 303 and traveling toward the p-side electrode 306 is a total reflection layer 305.
Since the light is reflected on the side surface and guided to the side surface and is emitted to the outside from the side surface of the cladding layer 303, the external emission efficiency can be improved.

【0112】この全反射層305としては、クラッド層
304より屈折率が低いAlGaInNを用いることが
できる。クラッド層304としてAlGaInNを用い
る場合には、全反射層305はクラッド層304より屈
折率が低いAlGaInN(ただし、Al混晶比が透光
層より大、またはIn混晶比が透光層より小)を用いる
のが好ましい。
As the total reflection layer 305, AlGaInN whose refractive index is lower than that of the cladding layer 304 can be used. When AlGaInN is used as the cladding layer 304, the total reflection layer 305 has a lower refractive index than that of the cladding layer 304 (provided that the Al mixed crystal ratio is larger than that of the transparent layer or the In mixed ratio is smaller than that of the transparent layer). ) Is preferably used.

【0113】その他、実施例1〜4と同様な変更が可能
である。
Other than the above, the same changes as those in Examples 1 to 4 can be made.

【0114】なお、本発明は上記した実施例1〜5で示
したものに限られず、発光領域と、発光領域より発した
光に対して透明な透光層と、発光領域より発した光に対
して不透明で発光波長を吸収するような不透光層または
不透明基板とが形成されている構造のLEDであれば、
その他の材料および構造を有する各種LEDについても
適用することができる。
The present invention is not limited to those shown in Examples 1 to 5 above, and includes a light emitting region, a transparent layer transparent to light emitted from the light emitting region, and light emitted from the light emitting region. On the other hand, if the LED has a structure in which an opaque layer or an opaque substrate that is opaque and absorbs the emission wavelength is formed,
It can also be applied to various LEDs having other materials and structures.

【0115】[0115]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、透光層
(クラッド層など)と不透光層(バッファ層、コンタク
ト層、基板、電極など)との間に全反射層を形成するこ
とにより、従来、不透光層に斜めに入射して吸収されて
いた光をLEDチップの側面などから有効に取り出すこ
とができるので、小型で単純な構成で高い外部出射効率
を得ることができて、電流利用効率を高めることができ
る。また、LEDチップの側面から多くの光を取り出す
ことができるので、LEDチップをプリント基板に横置
き実装する簡便な実装方法を行うことができる。
As described above, according to the present invention, the total reflection layer is formed between the light-transmitting layer (clad layer, etc.) and the non-light-transmitting layer (buffer layer, contact layer, substrate, electrode, etc.). As a result, the light that has hitherto been obliquely incident on the opaque layer and absorbed can be effectively extracted from the side surface of the LED chip, etc., and high external emission efficiency can be obtained with a small and simple structure. As a result, the current utilization efficiency can be improved. Further, since a large amount of light can be extracted from the side surface of the LED chip, a simple mounting method of horizontally mounting the LED chip on the printed circuit board can be performed.

【0116】したがって、本発明のLEDは、AlGa
InP系、AlGaAs系、GaAsP系、AlGaI
nN系などのIII−V族系、またはII−VI族系の
LEDなど、各種LEDの高輝度化・高効率化および生
産性の向上に大きな効果を発揮させることができる。
Therefore, the LED of the present invention is made of AlGa
InP system, AlGaAs system, GaAsP system, AlGaI
It is possible to exert a great effect on high brightness, high efficiency, and improvement in productivity of various LEDs such as nN group III-V group LEDs or II-VI group LEDs.

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

【図1】本発明における実施例1のAlGaInP系L
EDを示す断面図である。
FIG. 1 is an AlGaInP-based L of Example 1 of the present invention.
It is sectional drawing which shows ED.

【図2】図1のLEDをマトリクス状に横置き実装した
状態を示す上面図である。
FIG. 2 is a top view showing a state in which the LEDs of FIG. 1 are horizontally mounted in a matrix.

【図3】本発明の動作原理を説明するための断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the operation principle of the present invention.

【図4】本発明の原理を説明するための反射層厚dと反
射率Rとの関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the reflection layer thickness d and the reflectance R for explaining the principle of the present invention.

【図5】本発明の原理を説明するための模式図であり、
(a)は素子の上面からの出射光の範囲を示す図、
(b)は素子の側面からの出射光の範囲を示す図であ
る。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the principle of the present invention,
(A) is a diagram showing a range of light emitted from the upper surface of the element,
(B) is a diagram showing a range of light emitted from the side surface of the element.

【図6】本発明における実施例2のAlGaInP系L
EDを示す上面図である。
FIG. 6 is an AlGaInP-based L of Example 2 of the present invention.
It is a top view which shows ED.

【図7】図6のAlGaInP系LEDを示す断面図で
ある。
7 is a cross-sectional view showing the AlGaInP-based LED of FIG.

【図8】図7のAlGaInP系LEDを樹脂封止した
状態を示す断面図である。
8 is a cross-sectional view showing a state in which the AlGaInP LED of FIG. 7 is resin-sealed.

【図9】本発明における実施例3のGaAsP系LED
を示す断面図である。
FIG. 9 is a GaAsP-based LED of Example 3 of the present invention.
FIG.

【図10】本発明における実施例4のZnCdSe系L
EDを示す断面図である。
FIG. 10 is a ZnCdSe system L of Example 4 of the present invention.
It is sectional drawing which shows ED.

【図11】本発明における実施例5のAlGaInN系
LEDを示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing an AlGaInN-based LED of Example 5 of the present invention.

【図12】従来のLEDの断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of a conventional LED.

【図13】LEDの横置き実装方法を説明するための図
であり、(a)はLEDチップの斜視図であり、(b)
は実装した状態を示す断面図である。
13A and 13B are diagrams for explaining a lateral mounting method of an LED, FIG. 13A is a perspective view of an LED chip, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view showing a mounted state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,50,70,100,300 基板 11,51,101,301 バッファ層 12,20,52,60,102,103,109,1
10 中間バンドギャップ層 14,18,53,59,75,104,108,30
5 全反射層 15,17,55,57,105,107,302,3
04 クラッド層 16,56,106,303 発光層 21,61,111 コンタクト層 25,26,65,66,76,77,115,11
6,306,307 電極 71 グレーデッドバッファ層 72 GaAsP層 73,74 GaAsP:N層
10, 50, 70, 100, 300 Substrate 11, 51, 101, 301 Buffer layer 12, 20, 52, 60, 102, 103, 109, 1
10 Intermediate Band Gap Layer 14, 18, 53, 59, 75, 104, 108, 30
5 Total reflection layer 15, 17, 55, 57, 105, 107, 302, 3
04 clad layer 16, 56, 106, 303 light emitting layer 21, 61, 111 contact layer 25, 26, 65, 66, 76, 77, 115, 11
6,306,307 electrode 71 graded buffer layer 72 GaAsP layer 73,74 GaAsP: N layer

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発光領域、該発光領域で発生する光に対
して透明な透光層、および該発光領域で発生する光に対
して不透明な不透光層または不透明基板がこの順に配設
され、 該透光層と不透光層または不透明基板との間に、該透光
層に接して透光層より屈折率が小さい全反射層が設けら
れ、 該発光領域で発生して該全反射層により反射される光の
少なくとも一部が、該透光層および発光領域の側面より
外部に放出される発光ダイオード。
1. A light emitting region, a light transmissive layer transparent to light generated in the light emitting region, and a non-transparent layer or an opaque substrate opaque to light generated in the light emitting region are arranged in this order. A total reflection layer having a smaller refractive index than the transparent layer is provided between the transparent layer and the non-transparent layer or the opaque substrate, the total reflection layer having a smaller refractive index than the transparent layer. A light emitting diode in which at least a part of light reflected by the layer is emitted to the outside from the side surface of the light transmitting layer and the light emitting region.
【請求項2】 発光領域の一方の広面に、該発光領域で
発生する光に対して透明な第1の透光層、および該発光
領域で発生する光に対して不透明な第1の不透光層また
は不透明基板が、発光領域側からこの順に配設され、 該発光領域の第1の透光層とは反対側面に、該発光領域
で発生する光に対して透明な第2の透光層、および該発
光領域で発生する光に対して不透明な第2の不透光層
が、発光領域側からこの順に配設され、 該第1の透光層と第1の不透光層または不透明基板との
間に、該第1の透光層に接して第1の透光層より屈折率
が小さい第1の全反射層が設けられ、 該第2の透光層と第2の不透光層との間に、該第2の透
光層に接して第2の透光層より屈折率が小さい第2の全
反射層が設けられ、 該発光領域で発生して該第1の全反射層および第2の全
反射層のうち少なくともいずれかで反射される光の少な
くとも一部が、該第1の透光層、第2の透光層および発
光領域の側面より外部に放出される発光ダイオード。
2. A first translucent layer transparent to light generated in the light emitting region and a first opaque layer opaque to light generated in the light emitting region on one wide surface of the light emitting region. A light layer or an opaque substrate is arranged in this order from the light emitting region side, and a second light transmitting layer transparent to light generated in the light emitting region is provided on the side of the light emitting region opposite to the first light transmitting layer. A layer and a second opaque layer opaque to the light generated in the light emitting region are arranged in this order from the light emitting region side, and the first light transmitting layer and the first light permeable layer or A first total reflection layer having a refractive index smaller than that of the first transparent layer is provided between the opaque substrate and the first transparent layer so as to be in contact with the first transparent layer, and the second transparent layer and the second transparent layer are provided. A second total reflection layer having a refractive index smaller than that of the second light transmitting layer is provided between the light transmitting layer and the second light transmitting layer, and the second total reflection layer is generated in the light emitting region to generate the first total reflection layer. all At least a part of the light reflected by at least one of the reflective layer and the second total reflection layer is emitted to the outside from the side surfaces of the first transparent layer, the second transparent layer and the light emitting region. Light emitting diode.
【請求項3】 前記全反射層の膜厚と屈折率との積が発
光ダイオードの中心発光波長の1.41倍以上である請
求項1または2記載の発光ダイオード。
3. The light emitting diode according to claim 1, wherein the product of the film thickness and the refractive index of the total reflection layer is 1.41 times or more the center emission wavelength of the light emitting diode.
【請求項4】 前記透光層がAlGaAsまたはAlG
aInPからなり、前記全反射層が該透光層より屈折率
が低いAlAs、AlGaAs、AlInPまたはAl
GaInPからなる請求項1または2記載の発光ダイオ
ード。
4. The translucent layer is AlGaAs or AlG
AlAs, AlGaAs, AlInP or Al, which is made of aInP and in which the total reflection layer has a lower refractive index than the translucent layer.
The light emitting diode according to claim 1, which is made of GaInP.
【請求項5】 前記透光層がGaAsPからなり、前記
全反射層が該透光層より屈折率が低いGaP、GaAs
PまたはAlGaAsからなる請求項1または2記載の
発光ダイオード。
5. The light-transmitting layer is made of GaAsP, and the total reflection layer is made of GaP or GaAs having a refractive index lower than that of the light-transmitting layer.
The light emitting diode according to claim 1, which is made of P or AlGaAs.
【請求項6】 前記透光層がZnSe、ZnSSeまた
はZnMgSSeからなり、前記全反射層が該透光層よ
り屈折率が低いZnCdS、ZnCdSSeまたはZn
MgSSeからなる請求項1または2記載の発光ダイオ
ード。
6. The translucent layer is made of ZnSe, ZnSSe, or ZnMgSSe, and the total reflection layer has a lower refractive index than ZnCdS, ZnCdSSe, or Zn.
The light emitting diode according to claim 1, which is made of MgSSe.
【請求項7】 前記透光層がGaNまたはAlGaIn
Nからなり、前記全反射層が該透光層より屈折率が低い
AlGaInNからなる請求項1または2記載の発光ダ
イオード。
7. The transparent layer is GaN or AlGaIn
3. The light emitting diode according to claim 1, wherein the total reflection layer is made of N and the total reflection layer is made of AlGaInN having a refractive index lower than that of the light transmission layer.
【請求項8】 前記発光領域および透光層の側面に、保
護膜が形成されている請求項1または2記載の発光ダイ
オード。
8. The light emitting diode according to claim 1, wherein a protective film is formed on side surfaces of the light emitting region and the light transmitting layer.
【請求項9】 基体表面に第1の電極および第2の電極
が形成され、 該第1の電極および第2の電極の近傍に、発光ダイオー
ドの第1導電型電極および第2導電型電極の表面と該第
1の電極および第2の電極の基体反対側面とが略直交す
るように発光ダイオードが配設されると共に、該第1の
電極と該第1導電型電極と、および該第2の電極と該第
2導電型電極とが、各々電気的に接続されている請求項
1または2記載の発光ダイオード。
9. A first electrode and a second electrode are formed on the surface of a substrate, and a first conductivity type electrode and a second conductivity type electrode of a light emitting diode are provided in the vicinity of the first electrode and the second electrode. The light emitting diode is arranged such that the surface thereof and the side surfaces of the first electrode and the second electrode opposite to the base body are substantially orthogonal to each other, and the first electrode, the first conductivity type electrode, and the second electrode. 3. The light emitting diode according to claim 1, wherein the electrode and the second conductivity type electrode are electrically connected to each other.
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