JPH08195505A - Semiconductor light-emitting element and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor light-emitting element and manufacture thereof

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JPH08195505A
JPH08195505A JP513995A JP513995A JPH08195505A JP H08195505 A JPH08195505 A JP H08195505A JP 513995 A JP513995 A JP 513995A JP 513995 A JP513995 A JP 513995A JP H08195505 A JPH08195505 A JP H08195505A
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JP
Japan
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resist
junction
dry etching
light emitting
gap substrate
Prior art date
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Application number
JP513995A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Shimizu
俊雄 清水
Shuichi Saito
秀一 齋藤
Hitoshi Sugiyama
仁 杉山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To manufacture a semiconductor light-emitting element enabling efficient takeout of an emitted light. CONSTITUTION: A resist 5 is patterned on a GaP substrate 1 whereon a p-n junction 2 is formed, and then the resist 5 is made to reflow by heating and formed in a semispherical shape. In a dry etching process after this resist reflow process, a dry etching treatment is applied to the GaP substrate 1 whereon the semispherical resist 5 is formed, and thereby the shape of the resist 5 is transferred onto the p-n junction 2 so that this junction be formed in the semispherical shape.

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、GaP基板上にpn接
合を形成したGaP系発光ダイオードである半導体発光
素子及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device, which is a GaP light emitting diode having a pn junction formed on a GaP substrate, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】かかるGaP系発光ダイオードの製造
は、GaP基板上に液相エピタキシャルを用いてpn接
合を形成し、このときにpn接合の表面をほぼ平滑に形
成するものとなっている。
2. Description of the Related Art In manufacturing such a GaP light emitting diode, a pn junction is formed on a GaP substrate by using liquid phase epitaxy, and at this time, the surface of the pn junction is formed to be substantially smooth.

【0003】このような発光ダイオードでは、その表面
が平滑に形成されているため、pn接合部分で発光した
光のうち外部に取り出される光は、pn接合表面に対し
て垂直成分に近い光のみとなっている。
Since such a light emitting diode has a smooth surface, the light emitted at the pn junction is extracted to the outside only as light having a component close to the vertical component with respect to the pn junction surface. Has become.

【0004】すなわち、pn接合表面に対して斜め成分
の光は、GaPと空気との各屈折率の差によりpn接合
表面で反射してしまい、外部に取り出されない。このた
め、発光素子として使用するには、十分な発光強度が得
られない。
That is, the light component oblique to the pn-junction surface is reflected on the pn-junction surface due to the difference in refractive index between GaP and air, and is not extracted to the outside. Therefore, sufficient light emission intensity cannot be obtained for use as a light emitting element.

【0005】一方、発光面の表面積を増加させるためG
aP系発光ダイオードの製造に際し、GaPを溶解する
性質を持つ溶解を用い、GaP基板を溶解してその表面
を凹凸状に形成することが行われている。
On the other hand, in order to increase the surface area of the light emitting surface, G
In manufacturing an aP-based light emitting diode, a GaP substrate is melted to form an uneven surface on the GaP substrate by using melting having a property of dissolving GaP.

【0006】しかしながら、このようにGaP基板の表
面を凹凸状に形成したとしても、その凹凸形状はただ単
にGaP基板を溶解しただけであって不規則であり、p
n接合部分で発光した光を効率よく取り出すことは困難
である。
However, even if the surface of the GaP substrate is formed in a concavo-convex shape in this way, the concavo-convex shape is irregular because it merely melts the GaP substrate.
It is difficult to efficiently extract the light emitted from the n-junction portion.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上のように発光ダイ
オードでは、その表面が平滑に形成されているため外部
に取り出される光は、pn接合表面に対して垂直成分に
近い光のみであり十分な発光強度が得られない。
As described above, in the light emitting diode, since the surface thereof is formed to be smooth, the light extracted to the outside is only the light having a component close to the vertical component with respect to the pn junction surface, which is sufficient. The emission intensity cannot be obtained.

【0008】又、GaP基板の表面に凹凸状を形成して
もその凹凸形状は不規則であり、効率よく光を取り出す
ことは困難である。そこで本発明は、発光した光を効率
より取り出すことができる半導体発光素子を提供するこ
とを目的とする。又、本発明は、発光した光を効率より
取り出すことができる半導体発光素子の製造方法を提供
することを目的とする。
Further, even if irregularities are formed on the surface of the GaP substrate, the irregularities are irregular and it is difficult to extract light efficiently. Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device that can efficiently extract emitted light. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor light emitting device that can efficiently extract emitted light.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段と作用】請求項1によれ
ば、GaP基板上に曲面的な凹凸形状のpn接合を形成
する半導体発光素子であるので、pn接合部分で発光し
た光は、凹凸形状を通して効率よく外部に取り出され
る。
According to the first aspect of the present invention, since it is a semiconductor light emitting device in which a pn junction having a curved concave and convex shape is formed on a GaP substrate, the light emitted at the pn junction is uneven. It is efficiently taken out through the shape.

【0010】請求項2によれば、半球状にpn接合を形
成することにより、pn接合部分で発光した光は、その
殆どが半球状の表面に対してほぼ垂直に進行することに
なり、効率よく外部に取り出される。
According to the second aspect, by forming the pn junction in a hemispherical shape, most of the light emitted at the pn junction portion travels almost perpendicularly to the hemispherical surface, which results in efficiency. It is often taken out.

【0011】請求項3によれば、微小な半球形の突起に
形成したpn接合を多数集合したことにより、pn接合
部分で発光した光は、多数の半球形の突起を通して効率
よく外部に取り出される。
According to the third aspect, since a large number of pn junctions formed on the minute hemispherical protrusions are assembled, the light emitted at the pn junction portion is efficiently extracted to the outside through the large number of hemispherical protrusions. .

【0012】請求項4によれば、かかる半導体発光素子
の製造方法は、レジスト形成工程においてpn接合を形
成したGaP基板上にレジストをパターニングし、次の
レジストリフロー工程においてレジストを加熱してリフ
ローしてこのレジストを半球状に形成し、このレジスト
リフロー工程の後、ドライエッチング工程において半球
状のレジストの形成されたGaP基板に対してドライエ
ッチング処理を行ってレジストの形状をpn接合部分に
転写して半球状に形成する。
According to the fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device, the resist is patterned on the GaP substrate on which the pn junction is formed in the resist forming step, and the resist is heated and reflowed in the next resist reflow step. The resist is formed into a hemispherical shape, and after this registry flow step, the GaP substrate on which the hemispherical resist is formed in the dry etching step is dry-etched to transfer the shape of the resist to the pn junction. To form a hemisphere.

【0013】請求項5によれば、半導体発光素子の製造
方法におけるドライエッチング工程には、エッチングガ
スとして塩素又は塩素を含んだガスと酸素との混合ガス
系を用いている。
According to the fifth aspect, in the dry etching step in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device, chlorine or a mixed gas system of oxygen and a gas containing chlorine is used as an etching gas.

【0014】請求項6によれば、かかる半導体発光素子
の製造方法は、レジスト形成工程においてpn接合を形
成したGaP基板上にレジストをパターニングし、次の
レジストリフロー工程においてレジストを加熱してリフ
ローしてこのレジストを半球状に形成し、このレジスト
リフロー工程の後、ドライエッチング工程においてレジ
ストに対するドライエッチング処理とGaP基板に対す
るドライエッチング処理とを交互に繰り返し行ってGa
P基板のpn接合部分を階段状に形成し、次のウエット
エッチング工程において階段状のpn接合部分に対して
ウエットエッチング処理を行ってpn接合部分を半球状
に形成する。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device, the resist is patterned on the GaP substrate on which the pn junction is formed in the resist forming step, and the resist is heated and reflowed in the next resist reflow step. This resist is formed into a hemispherical shape, and after this registry flow step, a dry etching process on the resist and a dry etching process on the GaP substrate are alternately repeated in the dry etching process to form Ga.
The pn junction portion of the P substrate is formed stepwise, and in the next wet etching step, the stepwise pn junction portion is subjected to wet etching to form the pn junction portion in a hemispherical shape.

【0015】請求項7によれば、半導体発光素子の製造
方法におけるドライエッチング工程は、エッチングガス
として塩素又は塩素を含んだガスを用いたGaP基板に
対するドライエッチング処理と、エッチングガスとして
酸素を用いたレジストに対するドライエッチング処理と
を交互に繰り返し行う。請求項8によれば、半導体発光
素子の製造方法におけるウエットエッチング工程は、王
水を用いている。
According to a seventh aspect of the present invention, the dry etching step in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device uses a dry etching process for a GaP substrate using chlorine or a gas containing chlorine as an etching gas and oxygen as an etching gas. The dry etching process for the resist is alternately repeated. According to the eighth aspect, aqua regia is used in the wet etching step in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

(1) 以下、本発明の第1の実施例について図面を参照し
て説明する。図1はGaP系発光ダイオードの製造方法
の工程図である。先ず、GaP基板1上には、液相エピ
タキシャルによりpn接合2が形成される。このpn接
合2は、GaP基板1上にP型GaP3が形成され、そ
の上にn型GaP4が形成されたものとなっている。
(1) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a process diagram of a method for manufacturing a GaP light emitting diode. First, the pn junction 2 is formed on the GaP substrate 1 by liquid phase epitaxy. The pn junction 2 has a P-type GaP3 formed on the GaP substrate 1 and an n-type GaP4 formed thereon.

【0017】次にレジスト形成工程に移る。このレジス
ト形成工程では、GaP基板1上のpn接合2の表面上
にレジスト5が塗布され、このレジスト5に対して所定
のレジストパターンに従ってリソグラフィ技術による露
光・現像処理が行われる。
Next, the resist forming process is performed. In this resist forming step, a resist 5 is applied on the surface of the pn junction 2 on the GaP substrate 1, and the resist 5 is exposed / developed by a lithography technique in accordance with a predetermined resist pattern.

【0018】なお、レジスト5の材料としては、例えば
クレゾールノボラック系ポジ型レジストが用いられる。
この露光・現像処理によりレジスト5は、図1(a) に示
すように所定のレジストパターンに従ってパターニング
され、それぞれ円柱状に形成される。
As the material of the resist 5, for example, a cresol novolac positive resist is used.
By this exposure / development process, the resist 5 is patterned according to a predetermined resist pattern as shown in FIG.

【0019】次にレジストリフロー工程に移る。このレ
ジストリフロー工程では、レジストパターンの形成され
たGaP基板1が例えば摂氏180℃に設定されたホッ
トプレート上に約10分間載置されて加熱される。
Next, the registry flow process is started. In this registry flow step, the GaP substrate 1 on which the resist pattern is formed is placed on a hot plate set at 180 ° C. for about 10 minutes and heated.

【0020】この加熱によりGaP基板1上のレジスト
5は、同図(b) に示すようにリフローして半球状に形成
される。次にドライエッチング工程に移る。
By this heating, the resist 5 on the GaP substrate 1 is reflowed and formed into a hemispherical shape as shown in FIG. Next, the dry etching process is performed.

【0021】このドライエッチング工程では、半球状の
各レジスト5が形成されたGaP基板1に対してドライ
エッチング処理が行われる。すなわち、リアクティブイ
オンエッチング装置が用いられ、このエッチング装置の
チャンバ内にGaP基板1が載置され、このチャンバ内
のエッチングガス流量がマスフローコントローラにより
制御される。
In this dry etching process, a dry etching process is performed on the GaP substrate 1 on which the hemispherical resists 5 are formed. That is, a reactive ion etching apparatus is used, the GaP substrate 1 is placed in the chamber of this etching apparatus, and the flow rate of etching gas in this chamber is controlled by the mass flow controller.

【0022】このエッチングガスは、塩素又は塩素を含
んだガスと酸素との混合ガス系であって、例えばBCl
3 :Cl2 :O2 が用いられ、その各流量はBCl3
Cl2 :O2 =80:20:30sccmに設定され、かつ
圧力は15Paに設定されている。
This etching gas is a mixed gas system of chlorine or a gas containing chlorine and oxygen, for example, BCl.
3 : Cl 2 : O 2 is used, and each flow rate is BCl 3 : O 2.
Cl 2 : O 2 = 80: 20: 30 sccm and the pressure is set to 15 Pa.

【0023】このようなリアクティブイオンエッチング
装置によりドライエッチングを行うと、GaP基板1
は、同図(c) に示すようにエッチングの進行に伴ってレ
ジスト5が後退するとともにn型GaP4及びP型Ga
P3もエッチングされる。
When dry etching is performed by such a reactive ion etching apparatus, the GaP substrate 1
As shown in FIG. 7C, the resist 5 recedes as the etching progresses and the n-type GaP4 and P-type GaP
P3 is also etched.

【0024】すなわち、GaPのエッチングと同時にO
2 の作用によりレジスト5の後退も進む。この結果、レ
ジスト5の半球形状をpn接合2に転写して表面形状が
変化し、pn接合2は、半球状に形成される。
That is, at the same time as etching of GaP, O
The action of 2 also advances the retreat of the resist 5. As a result, the hemispherical shape of the resist 5 is transferred to the pn junction 2 to change the surface shape, and the pn junction 2 is formed into a hemispherical shape.

【0025】このように上記第1の実施例においては、
pn接合2を形成したGaP基板1上にレジスト5をパ
ターニングし、次にレジスト5を加熱してリフローして
このレジスト5を半球状に形成し、このレジストリフロ
ー工程の後、ドライエッチング工程において半球状のレ
ジスト5の形成されたGaP基板1に対してドライエッ
チング処理を行ってレジスト5の形状をpn接合2に転
写して半球状に形成するようにしたので、pn接合2を
半球状に形成したGaP系発光ダイオードを製造するこ
とができ、このような発光ダイオードであれば、pn接
合2で発光した光は、その殆どが半球状の表面に対して
ほぼ垂直に進行することになり、効率よく光を外部に取
り出すことができ、十分な発光強度が得られる。この発
光強度は、例えば20%程度向上できる。
As described above, in the first embodiment,
The resist 5 is patterned on the GaP substrate 1 on which the pn junction 2 is formed, and then the resist 5 is heated and reflowed to form the resist 5 in a hemispherical shape. After the registry flow step, the hemisphere is formed in a dry etching step. Since the GaP substrate 1 on which the resist 5 having a circular shape is formed is dry-etched to transfer the shape of the resist 5 to the pn junction 2 to form a hemispherical shape, the pn junction 2 is formed into a hemispherical shape. The GaP light emitting diode described above can be manufactured. With such a light emitting diode, most of the light emitted from the pn junction 2 travels almost perpendicularly to the hemispherical surface, and the efficiency is improved. Light can be well extracted to the outside, and sufficient emission intensity can be obtained. This emission intensity can be improved by, for example, about 20%.

【0026】なお、この第1の実施例は、pn接合2の
形状を、微小な半球形の突起に形成したもの多数集合す
るようにしてもよい。この場合、pn接合2の形状を微
小な半球形の突起に形成するので、レジスト5のパター
ニング形状を径の小さい円柱を多数形成するようにし、
この後に上記同様に、先ずレジスト形成工程、次にレジ
ストリフロー工程、次にドライエッチング工程をそれぞ
れ順次実行すれば、微小な半球形の突起に形成した多数
のpn接合を形成できる。
In the first embodiment, the pn junctions 2 may be formed by collecting a large number of minute hemispherical projections. In this case, since the shape of the pn junction 2 is formed as a minute hemispherical projection, the patterning shape of the resist 5 is formed by forming a large number of cylinders each having a small diameter.
Thereafter, similarly to the above, if a resist forming step, a resist reflow step, and then a dry etching step are sequentially performed, a large number of pn junctions formed on minute hemispherical protrusions can be formed.

【0027】このような微小な半球形の突起に形成した
多数のpn接合を有するGaP系発光ダイオードであれ
ば、pn接合部分で発光した光は、多数の半球形の突起
を通して、さらに効率よく外部に取り出される。 (2) 次に本発明の第2の実施例について説明する。
In the case of a GaP light emitting diode having a large number of pn junctions formed on such minute hemispherical protrusions, the light emitted at the pn junction portion passes through a large number of hemispherical protrusions and is more efficiently externally emitted. Taken out. (2) Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0028】図2はGaP系発光ダイオードの製造方法
の工程図である。先ず、GaP基板1上には、液相エピ
タキシャルによりpn接合2が形成される。このpn接
合2は、GaP基板1上にP型GaP3が形成され、そ
の上にn型GaP4が形成されたものとなっている。
FIG. 2 is a process diagram of a method for manufacturing a GaP light emitting diode. First, the pn junction 2 is formed on the GaP substrate 1 by liquid phase epitaxy. The pn junction 2 has a P-type GaP3 formed on the GaP substrate 1 and an n-type GaP4 formed thereon.

【0029】次にレジスト形成工程に移る。このレジス
ト形成工程では、GaP基板1上のpn接合2の表面上
にレジスト5が塗布され、このレジスト5に対して所定
のレジストパターンに従ってリソグラフィ技術による露
光・現像処理が行われる。
Next, the resist forming process is performed. In this resist forming step, a resist 5 is applied on the surface of the pn junction 2 on the GaP substrate 1, and the resist 5 is exposed / developed by a lithography technique in accordance with a predetermined resist pattern.

【0030】なお、レジスト5の材料としては、例えば
クレゾールノボラック系ポジ型レジストが用いられる。
この露光・現像処理によりレジスト5は、図2(a) に示
すように所定のレジストパターンに従ってパターニング
され、それぞれ円柱状に形成される。
As the material of the resist 5, for example, a cresol novolac positive resist is used.
By this exposure / development process, the resist 5 is patterned according to a predetermined resist pattern as shown in FIG.

【0031】なお、これら円柱状の各レジスト5の形状
は、例えば直径8μm、厚さ1〜2μmに形成され、か
つこれらレジスト5の間隔は2μmに形成されている。
次にレジストリフロー工程に移る。
The shape of each of the cylindrical resists 5 is, for example, 8 μm in diameter and 1 to 2 μm in thickness, and the interval between the resists 5 is 2 μm.
Next, the registry flow process is performed.

【0032】このレジストリフロー工程では、レジスト
パターンの形成されたGaP基板1が例えば摂氏180
℃に設定されたホットプレート上に約10分間載置され
て加熱される。
In this registry flow process, the GaP substrate 1 on which the resist pattern is formed is, for example, 180 degrees Celsius.
It is placed on a hot plate set at 0 ° C. for about 10 minutes and heated.

【0033】この加熱によりGaP基板1上のレジスト
5は、同図(b) に示すようにリフローして半球状に形成
される。次にドライエッチング工程に移る。
By this heating, the resist 5 on the GaP substrate 1 is reflowed and formed into a hemispherical shape as shown in FIG. Next, the dry etching process is performed.

【0034】このドライエッチング工程では、レジスト
5に対するドライエッチング処理とGaP基板1、つま
りP型GaP3及びn型GaP4に対するドライエッチ
ング処理とを交互に繰り返し行い、GaP基板のpn接
合を階段状に形成する。
In this dry etching process, the dry etching process for the resist 5 and the dry etching process for the GaP substrate 1, that is, the P-type GaP3 and the n-type GaP4 are alternately repeated to form the pn junction of the GaP substrate in a stepwise manner. .

【0035】すなわち、マグネトロンRIE(反応性イ
オンエッチング)装置が用いられ、このマグネトロンR
IE装置のチャンバ内にGaP基板1が載置され、この
チャンバ内のエッチングガス流量が制御される。
That is, a magnetron RIE (reactive ion etching) device is used.
The GaP substrate 1 is placed in the chamber of the IE apparatus, and the etching gas flow rate in this chamber is controlled.

【0036】このエッチングガスは、塩素又は塩素を含
んだガスの混合ガス系であって、例えば四塩化ケイ素、
三塩化ホウ素、四塩化炭素、塩素、アルゴンが単独又は
混合して用いられる。
This etching gas is a mixed gas system of chlorine or a gas containing chlorine, such as silicon tetrachloride,
Boron trichloride, carbon tetrachloride, chlorine and argon are used alone or in combination.

【0037】具体的には、BCl3 :Cl2 が用いら
れ、その各流量はBCl3 :Cl2 =100:20sccm
に設定され、かつ圧力は1Paに設定されている。又、
RF(高周波)出力は、200Wに設定されている。
Specifically, BCl 3 : Cl 2 is used, and each flow rate thereof is BCl 3 : Cl 2 = 100: 20 sccm.
And the pressure is set to 1 Pa. or,
The RF (high frequency) output is set to 200W.

【0038】このマグネトロンRIE装置によるドライ
エッチングは、例えば90s間行われ、P型GaP3及
びn型GaP4に対するドライエッチング処理が行われ
る。このドライエッチング処理は、P型GaP3及びn
型GaP4に対して垂直方向に進行する。
The dry etching by the magnetron RIE apparatus is performed for 90 seconds, for example, and the P-type GaP3 and the n-type GaP4 are dry-etched. This dry etching process is performed for P-type GaP3 and n
It proceeds in the direction perpendicular to the mold GaP4.

【0039】これに続けて、RIE装置(マグネトロン
RIE装置を用いない)が用いられ、このRIE装置の
チャンバ内にGaP基板1が載置され、このチャンバ内
のエッチングガス流量が制御される。
Following this, an RIE apparatus (without using a magnetron RIE apparatus) is used, the GaP substrate 1 is placed in the chamber of this RIE apparatus, and the etching gas flow rate in this chamber is controlled.

【0040】このエッチングガスは、例えばO2 が用い
られ、その各流量はO2 =100sccmに設定され、かつ
圧力は15Pa、RF出力は600Wに設定されてい
る。このRIE装置によるドライエッチングは、例えば
60s間行われ、レジスト5に対するドライエッチング
処理が行われる。
As this etching gas, for example, O 2 is used, the flow rate of each is set to O 2 = 100 sccm, the pressure is set to 15 Pa, and the RF output is set to 600 W. The dry etching by the RIE apparatus is performed for 60 seconds, for example, and the dry etching process is performed on the resist 5.

【0041】このレジスト5に対するドライエッチング
処理では、レジスト5が半球状にリフローされ、かつエ
ッチングの圧力が高いので、各レジスト5はそれぞれ縦
方向だけでなく、横方向にエッチングされ、図2(c) に
示すようにレジスト後退が発生する。
In the dry etching process for the resist 5, since the resist 5 is reflowed into a hemispherical shape and the etching pressure is high, each resist 5 is etched not only in the vertical direction but also in the horizontal direction. As shown in (), resist receding occurs.

【0042】従って、このドライエッチング工程では、
BCl3 :Cl2 を用いたn型GaP4及びp型GaP
3に対するドライエッチング処理が4回、一方、O2
用いたレジスト5に対するドライエッチング処理が3回
交互に繰り返し行われる。
Therefore, in this dry etching process,
BCl 3: n-type GaP4 and p-type GaP using Cl 2
The dry etching treatment for 3 is repeated four times, while the dry etching treatment for the resist 5 using O 2 is alternately repeated three times.

【0043】これらドライエッチング処理が繰り返しに
より、各ドライエッチング処理においてn型GaP4及
びp型GaP3が垂直方向にエッチングされ、レジスト
5の直径が順次小さくエッチングされる。
By repeating these dry etching processes, n-type GaP4 and p-type GaP3 are vertically etched in each dry etching process, and the diameter of the resist 5 is successively reduced.

【0044】この結果、GaP基板1に対するエッチン
グが進行し、図2(d) に示すようにn型GaP4及びp
型GaP3は、階段状に形成される。なお、この階段状
部分の高さは、約6μmに形成されている。
As a result, the etching of the GaP substrate 1 progresses, and as shown in FIG. 2 (d), n-type GaP4 and p
The mold GaP3 is formed stepwise. The height of the stepped portion is about 6 μm.

【0045】次にウエットエッチング工程に移る。この
ウエットエッチング工程では、階段状のpn接合部分に
対してウエットエッチング処理を行ってpn接合部分を
半球状に形成する。このウエットエッチング処理では、
王水(HNO3 :HCl=1:3)を用いて約1分間処
理される。このウエットエッチング処理の結果、階段状
のpn接合部分は、同図(e) に示すようにレンズ状の半
球に形成される。
Next, the wet etching process is performed. In this wet etching step, the stepwise pn junction is wet-etched to form a hemispherical pn junction. In this wet etching process,
It is treated with aqua regia (HNO 3 : HCl = 1: 3) for about 1 minute. As a result of this wet etching process, the stepwise pn junction is formed into a lens-like hemisphere as shown in FIG.

【0046】このように上記第2の実施例においては、
pn接合を形成したGaP基板1上にレジスト5をパタ
ーニングし、このレジスト5を加熱してリフローして半
球状に形成し、ドライエッチング工程においてレジスト
5に対するドライエッチング処理とGaP基板1に対す
るドライエッチング処理とを交互に繰り返し行ってGa
P基板のpn接合部分を階段状に形成し、この階段状の
pn接合部分に対してウエットエッチング処理を行って
半球状に形成するようにしたので、pn接合2を半球状
に形成したGaP系発光ダイオードを製造することがで
き、このような発光ダイオードであれば、pn接合2で
発光した光は、その殆どが半球状の表面に対してほぼ垂
直に進行することになり、効率よく光を外部に取り出す
ことができ、十分な発光強度が得られる。この発光強度
は、例えば20%程度向上できる。
As described above, in the second embodiment,
A resist 5 is patterned on the GaP substrate 1 on which a pn junction is formed, the resist 5 is heated and reflowed to form a hemispherical shape, and a dry etching process for the resist 5 and a dry etching process for the GaP substrate 1 are performed in a dry etching process. And repeat alternately and Ga
Since the pn junction portion of the P substrate is formed stepwise and the stepwise pn junction portion is wet-etched to be formed in a hemispherical shape, the GaP system in which the pn junction 2 is formed in a hemispherical shape is formed. It is possible to manufacture a light emitting diode. With such a light emitting diode, most of the light emitted from the pn junction 2 travels almost perpendicularly to the hemispherical surface, and the light is efficiently emitted. It can be taken out to the outside and a sufficient emission intensity can be obtained. This emission intensity can be improved by, for example, about 20%.

【0047】又、pn接合2を半球状に形成する際、G
aP基板1に対するドライエッチング処理とレジスト5
に対するドライエッチング処理とを交互に繰り返し行っ
て階段状に形成し、この後に王水を用いてウエットエッ
チング処理を行うので、容易かつ確実にpn接合2を半
球状に形成できる。
When forming the pn junction 2 in a hemispherical shape, G
Dry etching treatment for aP substrate 1 and resist 5
The dry etching process is alternately repeated to form a staircase, and the wet etching process is subsequently performed using aqua regia, so that the pn junction 2 can be easily and surely formed in a hemispherical shape.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、発
光した光を効率より取り出すことができる半導体発光素
子を提供できる。又、本発明によれば、発光した光を効
率より取り出すことができる半導体発光素子の製造方法
を提供できる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor light emitting device capable of efficiently extracting emitted light. Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor light emitting device that can efficiently extract emitted light.

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

【図1】本発明に係わる半導体発光素子の製造方法の第
1の実施例を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention.

【図2】本発明に係わる半導体発光素子の製造方法の第
2の実施例を示す構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…GaP基板、2…pn接合、3…P型GaP、4…
n型GaP、5…レジスト。
1 ... GaP substrate, 2 ... pn junction, 3 ... P-type GaP, 4 ...
n-type GaP, 5 ... Resist.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 GaP基板上に曲面的な凹凸形状のpn
接合を形成したことを特徴とする半導体発光素子。
1. A pn having a curved concave-convex shape on a GaP substrate.
A semiconductor light emitting device having a junction formed.
【請求項2】 半球状にpn接合を形成したことを特徴
とする請求項1記載の半導体発光素子。
2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a pn junction is formed in a hemispherical shape.
【請求項3】 微小な半球形の突起に形成したpn接合
を多数集合したことを特徴とする請求項1記載の半導体
発光素子。
3. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a large number of pn junctions formed on minute hemispherical protrusions are assembled.
【請求項4】 pn接合を形成したGaP基板上にレジ
ストをパターニングするレジスト形成工程と、 前記レジストを加熱してリフローすることによりこのレ
ジストを半球状に形成するレジストリフロー工程と、 このレジストリフロー工程の後、半球状のレジストが形
成された前記GaP基板に対してドライエッチング処理
を行って前記レジストの形状を前記pn接合部分に転写
して半球状に形成するドライエッチング工程と、を有す
ることを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
4. A resist forming step of patterning a resist on a GaP substrate on which a pn junction is formed, a resist reflow step of forming the resist into a hemispherical shape by heating and reflowing the resist, and a resist reflow step. And a dry etching step of performing a dry etching process on the GaP substrate on which the hemispherical resist is formed to transfer the shape of the resist to the pn junction to form a hemispherical shape. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device characterized by the above.
【請求項5】 ドライエッチング工程は、エッチングガ
スとして塩素又は塩素を含んだガスと酸素との混合ガス
系を用いたことを特徴とする請求項4又は5記載の半導
体発光素子の製造方法。
5. The method for producing a semiconductor light emitting device according to claim 4, wherein the dry etching step uses a mixed gas system of chlorine or a gas containing chlorine and oxygen as an etching gas.
【請求項6】 pn接合を形成したGaP基板上にレジ
ストをパターニングするレジスト形成工程と、 前記レジストを加熱してリフローすることによりこのレ
ジストを半球状に形成するレジストリフロー工程と、 このレジストリフロー工程の後、前記レジストに対する
ドライエッチング処理と前記GaP基板に対するドライ
エッチング処理とを交互に繰り返し行って前記GaP基
板のpn接合部分を階段状に形成するドライエッチング
工程と、 前記階段状のpn接合部分に対してウエットエッチング
処理を行って前記pn接合部分を半球状に形成するウエ
ットエッチング工程と、を有することを特徴とする半導
体発光素子の製造方法。
6. A resist forming step of patterning a resist on a GaP substrate on which a pn junction is formed, a resist reflow step of forming the resist into a hemispherical shape by heating and reflowing the resist, and a resist reflow step. After that, a dry etching process for alternately repeating the dry etching process for the resist and the dry etching process for the GaP substrate to form a pn junction portion of the GaP substrate in a step shape, and a step of forming a pn junction portion in the step shape A wet etching step of performing a wet etching process to form the pn junction portion into a hemispherical shape.
【請求項7】 ドライエッチング工程は、エッチングガ
スとして塩素又は塩素を含んだガスを用いたGaP基板
に対するドライエッチング処理と、エッチングガスとし
て酸素を用いたレジストに対するドライエッチング処理
とを交互に繰り返し行うことを特徴とする請求項6記載
の半導体発光素子の製造方法。
7. The dry etching process comprises alternately repeating a dry etching process for a GaP substrate using chlorine or a gas containing chlorine as an etching gas and a dry etching process for a resist using oxygen as an etching gas. 7. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 6.
【請求項8】 ウエットエッチング工程は、王水を用い
たことを特徴とする請求項6記載の半導体発光素子の製
造方法。
8. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 6, wherein aqua regia is used in the wet etching step.
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