JPH08310042A - Ｌｅｄアレイおよびｌｅｄアレイの製造方法 - Google Patents
Ｌｅｄアレイおよびｌｅｄアレイの製造方法Info
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- JPH08310042A JPH08310042A JP11833795A JP11833795A JPH08310042A JP H08310042 A JPH08310042 A JP H08310042A JP 11833795 A JP11833795 A JP 11833795A JP 11833795 A JP11833795 A JP 11833795A JP H08310042 A JPH08310042 A JP H08310042A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発光効率が良く、かつ、アレイ表面の凹凸の
少ないＬＥＤアレイの提供。 【構成】 Ｎ型のＧａＡｓ基板１０上に、発光領域１２
に第１開口部１４を有する高抵抗エピタキシャル層１８
を具えている。また、高抵抗エピ層１８上に、絶縁膜２
０は、ＳｉＯ2 からなる、第１開口部１４および第２開
口部１４に隣接する領域わたって第２開口部２０ａを有
する絶縁膜２０を具えている。また、この発光領域の基
板１０部分上および発光領域に隣接する領域の高抵抗エ
ピ層部分１８ａ上にわたって活性層２２およびＰ型のク
ラッド層２４を順次に積層しているまた、高抵抗エピ層
部分１８ａの上側のクラッド層２４部分上に、オーミッ
ク電極２６を具えてなる。
少ないＬＥＤアレイの提供。 【構成】 Ｎ型のＧａＡｓ基板１０上に、発光領域１２
に第１開口部１４を有する高抵抗エピタキシャル層１８
を具えている。また、高抵抗エピ層１８上に、絶縁膜２
０は、ＳｉＯ2 からなる、第１開口部１４および第２開
口部１４に隣接する領域わたって第２開口部２０ａを有
する絶縁膜２０を具えている。また、この発光領域の基
板１０部分上および発光領域に隣接する領域の高抵抗エ
ピ層部分１８ａ上にわたって活性層２２およびＰ型のク
ラッド層２４を順次に積層しているまた、高抵抗エピ層
部分１８ａの上側のクラッド層２４部分上に、オーミッ
ク電極２６を具えてなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばＬＥＤプリン
タ用光源として用いて好適な、ヘテロジャンクション型
のＰＮ接合を有するＬＥＤ（発光ダイオード）アレイお
よびその製造方法に関する。
タ用光源として用いて好適な、ヘテロジャンクション型
のＰＮ接合を有するＬＥＤ（発光ダイオード）アレイお
よびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＬＥＤアレイの一例が、文献１：
「実開平１−９３４４１号公報」に記載されている。こ
の文献に開示の技術によれば、ＬＥＤアレイを構成する
各ＬＥＤの発光領域を分離するために、ＰＮ接合部に達
する分離溝を設けている。
「実開平１−９３４４１号公報」に記載されている。こ
の文献に開示の技術によれば、ＬＥＤアレイを構成する
各ＬＥＤの発光領域を分離するために、ＰＮ接合部に達
する分離溝を設けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のホモジャンクシ
ョン構造のＰＮ接合を有するＬＥＤ（以下、ホモＬＥＤ
とも略称する）として、例えばＮ型基板の発光領域に、
Ｐ型の不純物を選択的に熱拡散してＰＮ接合を形成した
ものが知られている。しかし、熱拡散法を用いると、不
純物が横方向にも拡散してしまう。このため、ＬＥＤア
レイのピッチ寸法を微細化すると、熱拡散法では隣接す
るＬＥＤの発光領域がショートするおそれがあった。こ
のため、熱拡散法は、高精細なＬＥＤアレイの製造には
不向きであった。さらに、従来ホモＬＥＤでは、僅か
０．数％程度の低い発光効率しか得られなかった。これ
は、ＰＮ接合を構成する層自体が光を吸収してしまうた
めである。
ョン構造のＰＮ接合を有するＬＥＤ（以下、ホモＬＥＤ
とも略称する）として、例えばＮ型基板の発光領域に、
Ｐ型の不純物を選択的に熱拡散してＰＮ接合を形成した
ものが知られている。しかし、熱拡散法を用いると、不
純物が横方向にも拡散してしまう。このため、ＬＥＤア
レイのピッチ寸法を微細化すると、熱拡散法では隣接す
るＬＥＤの発光領域がショートするおそれがあった。こ
のため、熱拡散法は、高精細なＬＥＤアレイの製造には
不向きであった。さらに、従来ホモＬＥＤでは、僅か
０．数％程度の低い発光効率しか得られなかった。これ
は、ＰＮ接合を構成する層自体が光を吸収してしまうた
めである。
【０００４】そこで、先ず、発光効率の向上のため、数
％の発光効率の得られるヘテロジャンクション型のＰＮ
接合のＬＥＤ（以下、ヘテロ構造ＬＥＤとも略称する）
が提案されている。このヘテロＬＥＤでは、ＰＮ接合を
構成する層の１つ（通常はクラッド層）を、発光を吸収
しない組成とすることによって発光効率の向上を図って
いる。また、このヘテロＬＥＤは、通常、基板上に活性
層等を積層して形成される。
％の発光効率の得られるヘテロジャンクション型のＰＮ
接合のＬＥＤ（以下、ヘテロ構造ＬＥＤとも略称する）
が提案されている。このヘテロＬＥＤでは、ＰＮ接合を
構成する層の１つ（通常はクラッド層）を、発光を吸収
しない組成とすることによって発光効率の向上を図って
いる。また、このヘテロＬＥＤは、通常、基板上に活性
層等を積層して形成される。
【０００５】ところで、従来のヘテロＬＥＤにおいて
は、発光領域上に、当該発光領域に電流を供給するため
の電極を設けていた。この電極も発光光を吸収してしま
う。このため、発光効率のより一層の向上のため、電極
を発光領域の外に設けたヘテロＬＥＤの一例が、文献I
I：「電子通信学会研究会資料、１９８４年、Ｒ８４−
７０、ｐｐ．５５〜６０」に提案されている。文献IIに
開示の技術では、フォトリソグラフィ技術を用いて、基
板上の発光領域の周囲に電流ブロック層を形成してい
る。そして、発光領域および電流ブロック層上に、活性
層およびクラッド層を順次に積層している。そして、電
流ブロック層の直上の領域にオーミック電極を設けてい
る。このように、ヘテロＬＥＤにおいて、発光領域を避
けてオーミック電極を設けた結果、理論限界に近い２．
７％の発光効率を達成している。
は、発光領域上に、当該発光領域に電流を供給するため
の電極を設けていた。この電極も発光光を吸収してしま
う。このため、発光効率のより一層の向上のため、電極
を発光領域の外に設けたヘテロＬＥＤの一例が、文献I
I：「電子通信学会研究会資料、１９８４年、Ｒ８４−
７０、ｐｐ．５５〜６０」に提案されている。文献IIに
開示の技術では、フォトリソグラフィ技術を用いて、基
板上の発光領域の周囲に電流ブロック層を形成してい
る。そして、発光領域および電流ブロック層上に、活性
層およびクラッド層を順次に積層している。そして、電
流ブロック層の直上の領域にオーミック電極を設けてい
る。このように、ヘテロＬＥＤにおいて、発光領域を避
けてオーミック電極を設けた結果、理論限界に近い２．
７％の発光効率を達成している。
【０００６】ところが、文献IIに開示のヘテロＬＥＤを
以ってＬＥＤアレイを構成すると、活性層およびクラッ
ド層が隣接するＬＥＤアレイと連続してしまう。その結
果、オーミック電極に電流を流すと、そのままでは隣接
するＬＥＤアレイも同時発光してしまうことになる。こ
のため、ＬＥＤアレイにするためには、上述した文献Ｉ
に開示のように、ＬＥＤ同士を分離する分離溝を設ける
必要がある。
以ってＬＥＤアレイを構成すると、活性層およびクラッ
ド層が隣接するＬＥＤアレイと連続してしまう。その結
果、オーミック電極に電流を流すと、そのままでは隣接
するＬＥＤアレイも同時発光してしまうことになる。こ
のため、ＬＥＤアレイにするためには、上述した文献Ｉ
に開示のように、ＬＥＤ同士を分離する分離溝を設ける
必要がある。
【０００７】しかしながら、分離溝を設けるとＬＥＤア
レイ表面の凹凸が大きくなってしまう。このため、配線
の形成の際のフォトリソグラフィが困難になるという問
題が生じる。
レイ表面の凹凸が大きくなってしまう。このため、配線
の形成の際のフォトリソグラフィが困難になるという問
題が生じる。
【０００８】このように、熱拡散法を用いると横拡がり
の問題が生じ、一方、ヘテロＬＥＤにおいて活性層等を
積層する場合は、分離溝を設る必要があった。
の問題が生じ、一方、ヘテロＬＥＤにおいて活性層等を
積層する場合は、分離溝を設る必要があった。
【０００９】そこで、発光効率が良く（文献II程度の発
光効率）、かつ、アレイ表面の凹凸の少ないＬＥＤアレ
イの実現が望まれていた。また、発光効率が良い（文献
II程度の発光効率）ＬＥＤアレイを容易に製造できるＬ
ＥＤアレイの製造方法の実現が望まれていた。
光効率）、かつ、アレイ表面の凹凸の少ないＬＥＤアレ
イの実現が望まれていた。また、発光効率が良い（文献
II程度の発光効率）ＬＥＤアレイを容易に製造できるＬ
ＥＤアレイの製造方法の実現が望まれていた。
【００１０】
（第１の発明）第１の発明のＬＥＤアレイによれば、複
数のＬＥＤを具えたＬＥＤアレイにおいて、各ＬＥＤ
は、第１導電型の基板上に、発光領域に開口部を有する
実質的に絶縁性の層を具え、この発光領域の基板部分上
に活性層を具え、この活性層上および発光領域に隣接す
る領域の実質的に絶縁性の層部分上にわたって第２導電
型のクラッド層を具え、この実質的に絶縁性の層部分上
のこのクラッド層部分上に、活性層に電流を供給するた
めのオーミック電極を具えてなることを特徴とする。
数のＬＥＤを具えたＬＥＤアレイにおいて、各ＬＥＤ
は、第１導電型の基板上に、発光領域に開口部を有する
実質的に絶縁性の層を具え、この発光領域の基板部分上
に活性層を具え、この活性層上および発光領域に隣接す
る領域の実質的に絶縁性の層部分上にわたって第２導電
型のクラッド層を具え、この実質的に絶縁性の層部分上
のこのクラッド層部分上に、活性層に電流を供給するた
めのオーミック電極を具えてなることを特徴とする。
【００１１】（第２の発明）また、第２の発明のＬＥＤ
アレイの製造方法によれば、複数のＬＥＤを具えたＬＥ
Ｄアレイを製造するにあたり、第１導電型の基板上に、
各ＬＥＤの発光領域となる領域に第１開口部をそれぞれ
有する実質的に絶縁性である高抵抗のエピタキシャル層
を形成する工程と、このエピタキシャル層上に、第１開
口部毎に、当該第１開口部および当該第１開口部に隣接
する領域にわたって第２開口部を有する絶縁膜を形成す
る工程と、第１開口部に露出した基板部分上および第２
開口部に露出したエピタキシャル層部分上に、活性層お
よび第２導電型のクラッド層を順次に選択的にエピタキ
シャル成長させる工程と、クラッド層上であって、非第
１開口部上に、オーミック電極を形成する工程とを含む
ことを特徴とする。
アレイの製造方法によれば、複数のＬＥＤを具えたＬＥ
Ｄアレイを製造するにあたり、第１導電型の基板上に、
各ＬＥＤの発光領域となる領域に第１開口部をそれぞれ
有する実質的に絶縁性である高抵抗のエピタキシャル層
を形成する工程と、このエピタキシャル層上に、第１開
口部毎に、当該第１開口部および当該第１開口部に隣接
する領域にわたって第２開口部を有する絶縁膜を形成す
る工程と、第１開口部に露出した基板部分上および第２
開口部に露出したエピタキシャル層部分上に、活性層お
よび第２導電型のクラッド層を順次に選択的にエピタキ
シャル成長させる工程と、クラッド層上であって、非第
１開口部上に、オーミック電極を形成する工程とを含む
ことを特徴とする。
【００１２】
【作用】第１の発明のＬＥＤアレイによれば、発光領域
から発光領域の周囲の実質的な絶縁性の層上にかけてク
ラッド層を設け、絶縁性の層上のクラッド層部分上に、
オーミック電極を設ける。その結果、発光領域上を避け
てオーミック電極を設けることができるので、理論限界
に近い発光効率の達成を図ることが可能となる。
から発光領域の周囲の実質的な絶縁性の層上にかけてク
ラッド層を設け、絶縁性の層上のクラッド層部分上に、
オーミック電極を設ける。その結果、発光領域上を避け
てオーミック電極を設けることができるので、理論限界
に近い発光効率の達成を図ることが可能となる。
【００１３】また、絶縁性の層の上側にオーミック電極
を設けてあるので、分離溝を設けてＬＥＤ毎に活性層お
よびクラッド層を分離する必要がない。このため、ＬＥ
Ｄアレイの表面の凹凸を少なくすることができる。
を設けてあるので、分離溝を設けてＬＥＤ毎に活性層お
よびクラッド層を分離する必要がない。このため、ＬＥ
Ｄアレイの表面の凹凸を少なくすることができる。
【００１４】また、第２の発明のＬＥＤアレイの製造方
法によれば、第２開口部に露出した基板およびエピタキ
シャル層上に、活性層およびクラッド層を順次に選択的
にエピタキシャル成長させる。従って、活性層およびク
ラッド層をフォトリソグラフィの技術を用いて画成する
必要がない。また、発光領域上を避けて絶縁性の層上の
クラッド層部分上にオーミック電極を設けるので、高い
発光効率の達成を図ることが可能となる。
法によれば、第２開口部に露出した基板およびエピタキ
シャル層上に、活性層およびクラッド層を順次に選択的
にエピタキシャル成長させる。従って、活性層およびク
ラッド層をフォトリソグラフィの技術を用いて画成する
必要がない。また、発光領域上を避けて絶縁性の層上の
クラッド層部分上にオーミック電極を設けるので、高い
発光効率の達成を図ることが可能となる。
【００１５】また、活性層およびクラッド層は、結果的
に第２開口部を埋め込むので、クラッド層を形成した後
の絶縁層からクラッド層にわたる表面は比較的平坦とな
る。このため、クラッド層形成後の例えば配線を形成す
るためのフォトリソグラフィを容易に行うことができ
る。従って、第２の発明によれば、発光効率の良いＬＥ
Ｄアレイを容易に製造することができる。
に第２開口部を埋め込むので、クラッド層を形成した後
の絶縁層からクラッド層にわたる表面は比較的平坦とな
る。このため、クラッド層形成後の例えば配線を形成す
るためのフォトリソグラフィを容易に行うことができ
る。従って、第２の発明によれば、発光効率の良いＬＥ
Ｄアレイを容易に製造することができる。
【００１６】
【実施例】以下、図面を参照して、この出願に係る第１
の発明のＬＥＤアレイの製造方法および第２の発明のＬ
ＥＤアレイの例について説明する。尚、参照する図面
は、これらの発明が理解できる程度に、各構成成分の大
きさ、形状および配置関係を概略的に示してあるに過ぎ
ない。従って、これらの発明は、図示例に限定されるも
のではない。
の発明のＬＥＤアレイの製造方法および第２の発明のＬ
ＥＤアレイの例について説明する。尚、参照する図面
は、これらの発明が理解できる程度に、各構成成分の大
きさ、形状および配置関係を概略的に示してあるに過ぎ
ない。従って、これらの発明は、図示例に限定されるも
のではない。
【００１７】＜第１実施例＞第１実施例では、第１の発
明のＬＥＤアレイの構造の一例について説明する。図１
は、第１実施例のＬＥＤアレイを構成するＬＥＤの断面
斜視図である。第１実施例では、ＬＥＤアレイを構成す
る複数のＬＥＤのうちの１つのＬＥＤに注目して説明す
る。
明のＬＥＤアレイの構造の一例について説明する。図１
は、第１実施例のＬＥＤアレイを構成するＬＥＤの断面
斜視図である。第１実施例では、ＬＥＤアレイを構成す
る複数のＬＥＤのうちの１つのＬＥＤに注目して説明す
る。
【００１８】第１実施例のＬＥＤアレイはＮ型のＧａＡ
ｓ基板１０上に、発光領域１２に開口部（以下、第１開
口部）１４を有する実質的に絶縁性の層１６を具てい
る。この実施例では、層１６は、高抵抗エピタキシャル
層１８および絶縁膜２０からなる。高抵抗エピタキシャ
ル層（以下、高抵抗エピ層とも略称する）１８は、ヨウ
素（Ｉ）がドープされた厚さ１〜２μｍのＡｌＧａＡｓ
層１８からなる。このＡｌＧａＡｓ層１８は、１×１０
5 Ω／ｃｍ3 以上（望ましくは、１×１０6 〜１０7 Ω
／ｃｍ3 程度が良い）の抵抗値を有している。これは、
電極直下の領域で発光させないためである。そして、こ
の高抵抗エピ層１８は、発光領域にのみ開口部１４を有
している。また、絶縁膜２０は、ＳｉＯ2 からなり、第
１開口部１４および第２開口部１４に隣接する領域わた
って第２開口部２０ａを有している。
ｓ基板１０上に、発光領域１２に開口部（以下、第１開
口部）１４を有する実質的に絶縁性の層１６を具てい
る。この実施例では、層１６は、高抵抗エピタキシャル
層１８および絶縁膜２０からなる。高抵抗エピタキシャ
ル層（以下、高抵抗エピ層とも略称する）１８は、ヨウ
素（Ｉ）がドープされた厚さ１〜２μｍのＡｌＧａＡｓ
層１８からなる。このＡｌＧａＡｓ層１８は、１×１０
5 Ω／ｃｍ3 以上（望ましくは、１×１０6 〜１０7 Ω
／ｃｍ3 程度が良い）の抵抗値を有している。これは、
電極直下の領域で発光させないためである。そして、こ
の高抵抗エピ層１８は、発光領域にのみ開口部１４を有
している。また、絶縁膜２０は、ＳｉＯ2 からなり、第
１開口部１４および第２開口部１４に隣接する領域わた
って第２開口部２０ａを有している。
【００１９】また、この発光領域の基板１０部分上およ
び発光領域に隣接する領域の高抵抗エピ層部分１８ｂ上
にわたって活性層２２を具えている。この活性層２２
は、厚さ数１００〜５０００ÅのＡｌＧａＡｓ層２２か
らなる。尚、発光領域の寸法（図１中のａおよびｂの長
さ）は、本実施例では、ａ＝２０〜５０μｍ、ｂ＝２０
〜５０μｍとした。この寸法ａおよびｂは、活性層２２
の結晶性を考慮して５０μｍ以下が望ましい。発光領域
の寸法をこれ以上大きくすると、活性層２２の組成が均
一でなくなるおそれが高くなるためである。
び発光領域に隣接する領域の高抵抗エピ層部分１８ｂ上
にわたって活性層２２を具えている。この活性層２２
は、厚さ数１００〜５０００ÅのＡｌＧａＡｓ層２２か
らなる。尚、発光領域の寸法（図１中のａおよびｂの長
さ）は、本実施例では、ａ＝２０〜５０μｍ、ｂ＝２０
〜５０μｍとした。この寸法ａおよびｂは、活性層２２
の結晶性を考慮して５０μｍ以下が望ましい。発光領域
の寸法をこれ以上大きくすると、活性層２２の組成が均
一でなくなるおそれが高くなるためである。
【００２０】また、この活性層２２上にＰ型のクラッド
層２４を具えている。このクラッド層２４は、厚さ６５
００〜８０００ÅのＰ型のＡｌＧａＡｓ層２４からな
る。このクラッド層２４のバンドギャップエネルギー
は、発光光をクラッド層２４で吸収しないために、２０
０〜３００ｍｅＶとしてある。そして、活性層２２、ク
ラッド層２４および基板１０で以ってヘテロジャンクシ
ョン型のＰＮ接合を構成する。
層２４を具えている。このクラッド層２４は、厚さ６５
００〜８０００ÅのＰ型のＡｌＧａＡｓ層２４からな
る。このクラッド層２４のバンドギャップエネルギー
は、発光光をクラッド層２４で吸収しないために、２０
０〜３００ｍｅＶとしてある。そして、活性層２２、ク
ラッド層２４および基板１０で以ってヘテロジャンクシ
ョン型のＰＮ接合を構成する。
【００２１】そして、高抵抗エピ層部分１８ａの上側の
クラッド層２４部分上に、活性層２２に電流を供給する
ためのオーミック電極２６を具えてなる。また、基板１
０の底面には、裏面電極２８を設けてある。
クラッド層２４部分上に、活性層２２に電流を供給する
ためのオーミック電極２６を具えてなる。また、基板１
０の底面には、裏面電極２８を設けてある。
【００２２】ＬＥＤを発光させるためにオーミック電極
２６および裏面電極２８間に電流を流す場合、オーミッ
ク電極２６の直下のクラッド層２４部分では、電流がほ
ぼ基板表面に沿った方向に（断面で横方向に）流れる。
このため、オーミック電極２６の直下では発光しない。
クラッド層２４中の電流は、第１開口部１４の発光領域
１２へ流れ、発光領域１２でのみ発光する。その結果、
オーミック電極２６による発光光の吸収を防ぐことがで
きる。従って、ヘテロＬＥＤの高い発光効率を得ること
が可能となる。例えば、上述した文献IIでは、５０ｍＡ
の駆動電流で、８４０ｎｍの中心波長で２ｍＷの発光を
達成している。これは、２．７％の発光効率に相当す
る。本実施例のＬＥＤアレイを構成する各ＬＥＤにおい
ても、文献IIにおける発光効率と同程度の発光効率が可
能である。
２６および裏面電極２８間に電流を流す場合、オーミッ
ク電極２６の直下のクラッド層２４部分では、電流がほ
ぼ基板表面に沿った方向に（断面で横方向に）流れる。
このため、オーミック電極２６の直下では発光しない。
クラッド層２４中の電流は、第１開口部１４の発光領域
１２へ流れ、発光領域１２でのみ発光する。その結果、
オーミック電極２６による発光光の吸収を防ぐことがで
きる。従って、ヘテロＬＥＤの高い発光効率を得ること
が可能となる。例えば、上述した文献IIでは、５０ｍＡ
の駆動電流で、８４０ｎｍの中心波長で２ｍＷの発光を
達成している。これは、２．７％の発光効率に相当す
る。本実施例のＬＥＤアレイを構成する各ＬＥＤにおい
ても、文献IIにおける発光効率と同程度の発光効率が可
能である。
【００２３】また、第１実施例のＬＥＤアレイでは、各
アレイを分離する分離溝を設ける必要がない。このた
め、アレイの表面の凹凸を少なく、平坦にすることがで
きる。その結果、発光領域形成後の配線の形成の際に、
フォトリソグラフィの工程を容易に行うことが可能とな
る。
アレイを分離する分離溝を設ける必要がない。このた
め、アレイの表面の凹凸を少なく、平坦にすることがで
きる。その結果、発光領域形成後の配線の形成の際に、
フォトリソグラフィの工程を容易に行うことが可能とな
る。
【００２４】＜第２実施例＞第２実施例では、第２の発
明のＬＥＤアレイの製造方法の一例について説明する。
図２の（Ａ）〜（Ｃ）は、第２実施例のＬＥＤアレイの
製造方法の説明に供する工程図である。第２実施例で
は、ＬＥＤアレイを構成する複数のＬＥＤのうちの１つ
のＬＥＤに注目して説明する。
明のＬＥＤアレイの製造方法の一例について説明する。
図２の（Ａ）〜（Ｃ）は、第２実施例のＬＥＤアレイの
製造方法の説明に供する工程図である。第２実施例で
は、ＬＥＤアレイを構成する複数のＬＥＤのうちの１つ
のＬＥＤに注目して説明する。
【００２５】先ず、Ｎ型のＧａＡｓ基板１０上に、各Ｌ
ＥＤの発光領域となる領域に第１開口部１４をそれぞれ
有する実質的に絶縁性である高抵抗のエピタキシャル層
１８ｃを形成する。高抵抗エピ層１８ｃの形成にあたっ
ては、ＭＯＣＶＤ法により、５５０〜６５０℃の条件下
で、鉄（Ｆｅ）がドープされた厚さ１〜２μｍのＧａＡ
ｓ層１８ｃを成長させる。このＧａＡｓ層１８ｃは、１
×１０5 Ω／ｃｍ3 以上（望ましくは、１×１０6 〜１
０7 Ω／ｃｍ3 程度が良い）の抵抗値を有している。こ
れは、電極直下の領域で発光させないためである（図２
の（Ａ））。
ＥＤの発光領域となる領域に第１開口部１４をそれぞれ
有する実質的に絶縁性である高抵抗のエピタキシャル層
１８ｃを形成する。高抵抗エピ層１８ｃの形成にあたっ
ては、ＭＯＣＶＤ法により、５５０〜６５０℃の条件下
で、鉄（Ｆｅ）がドープされた厚さ１〜２μｍのＧａＡ
ｓ層１８ｃを成長させる。このＧａＡｓ層１８ｃは、１
×１０5 Ω／ｃｍ3 以上（望ましくは、１×１０6 〜１
０7 Ω／ｃｍ3 程度が良い）の抵抗値を有している。こ
れは、電極直下の領域で発光させないためである（図２
の（Ａ））。
【００２６】次に、この高抵抗エピ層１８ｃ上に、Ｓｉ
Ｏ2 からなる絶縁膜２０を形成する。この絶縁膜２０
は、第１開口部１４毎に、当該第１開口部１４および当
該第１開口部１４に隣接する領域にわたって第２開口部
２０ａを有する。この段階で、第２開口部のうちの第１
開口部には基板１０部分が露出しており、また、第２開
口部のうちの非第１開口部の領域には、高抵抗エピ層が
露出している（図２の（Ｂ））。
Ｏ2 からなる絶縁膜２０を形成する。この絶縁膜２０
は、第１開口部１４毎に、当該第１開口部１４および当
該第１開口部１４に隣接する領域にわたって第２開口部
２０ａを有する。この段階で、第２開口部のうちの第１
開口部には基板１０部分が露出しており、また、第２開
口部のうちの非第１開口部の領域には、高抵抗エピ層が
露出している（図２の（Ｂ））。
【００２７】次に、第１ 開口１４部に露出した基板１
０部分上および第２開口部に露出したエピタキシャル層
部分１８ａ上に、活性層２２およびＰ型のクラッド層２
４を順次に選択的にエピタキシャル成長させる。このエ
ピタキシャル成長にあたっては、ＭＯＣＶＤ法を用いて
５５０〜６５０℃程度の温度下で、先ず、活性層２２と
してＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層を成長させ、引き続き、クラ
ッド層２４として、Ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓを連続成長
させる（但し、ｘ＜ｙ）。このとき、ＭＯＣＶＤのチャ
ンバに供給する原料ガスの割合を変えることにより、連
続的に、組成の互いに異なる活性層とクラッド層とを順
次に成長せることが可能となる。また、このクラッド層
２４のバンドギャップエネルギーは、発光光をクラッド
層２４で吸収しないために、２００〜３００ｍｅＶとし
てある。そして、活性層２２、クラッド層２４および基
板１０で以ってヘテロジャンクション型のＰＮ接合のＬ
ＥＤとなる。
０部分上および第２開口部に露出したエピタキシャル層
部分１８ａ上に、活性層２２およびＰ型のクラッド層２
４を順次に選択的にエピタキシャル成長させる。このエ
ピタキシャル成長にあたっては、ＭＯＣＶＤ法を用いて
５５０〜６５０℃程度の温度下で、先ず、活性層２２と
してＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層を成長させ、引き続き、クラ
ッド層２４として、Ｐ型Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓを連続成長
させる（但し、ｘ＜ｙ）。このとき、ＭＯＣＶＤのチャ
ンバに供給する原料ガスの割合を変えることにより、連
続的に、組成の互いに異なる活性層とクラッド層とを順
次に成長せることが可能となる。また、このクラッド層
２４のバンドギャップエネルギーは、発光光をクラッド
層２４で吸収しないために、２００〜３００ｍｅＶとし
てある。そして、活性層２２、クラッド層２４および基
板１０で以ってヘテロジャンクション型のＰＮ接合のＬ
ＥＤとなる。
【００２８】次に、このクラッド層２４上であって、非
第１開口部１４ａの上側に、即ち、第２開口部に露出し
た高抵抗エピ層部分１８ａの上側に、オーミック電極２
６を形成する。また、基板１０の裏面には、裏面電極２
８を形成する（図２の（Ｃ））。
第１開口部１４ａの上側に、即ち、第２開口部に露出し
た高抵抗エピ層部分１８ａの上側に、オーミック電極２
６を形成する。また、基板１０の裏面には、裏面電極２
８を形成する（図２の（Ｃ））。
【００２９】このように、この実施例では、第２開口部
２０ａにのみ活性層およびクラッド層を選択成長させ
る。このため、活性層等をフォトリソグラフィを用いて
画成する必要がない。その上、高抵抗エピ層は実質的に
絶縁性の層であるので、オーミック電極を発光領域１２
を避けて設けることができる。その結果、発光効率の良
いＬＥＤアレイを容易に製造することができる。
２０ａにのみ活性層およびクラッド層を選択成長させ
る。このため、活性層等をフォトリソグラフィを用いて
画成する必要がない。その上、高抵抗エピ層は実質的に
絶縁性の層であるので、オーミック電極を発光領域１２
を避けて設けることができる。その結果、発光効率の良
いＬＥＤアレイを容易に製造することができる。
【００３０】また、第２実施例のＬＥＤアレイでは、各
アレイを分離する分離溝を設ける必要がない。このた
め、アレイの表面の凹凸を少なく、平坦にすることがで
きる。その結果、発光領域形成後の配線の形成の際に、
フォトリソグラフィの工程を容易に行うことが可能とな
る。
アレイを分離する分離溝を設ける必要がない。このた
め、アレイの表面の凹凸を少なく、平坦にすることがで
きる。その結果、発光領域形成後の配線の形成の際に、
フォトリソグラフィの工程を容易に行うことが可能とな
る。
【００３１】上述した実施例ではこれらの発明を特定の
材料を使用し、特定条件で形成した例について説明した
が、これらの発明は多くの変更および変形を行うことが
できる。例えば、上述した実施例では、活性層とクラッ
ド層との組成を変えてシングルヘテロジャンクションの
ＰＮ接合を形成したが、これらの発明では、基板と活性
層との組成も変えたダブルヘテロジャンクションのＰＮ
接合を形成しても良い。
材料を使用し、特定条件で形成した例について説明した
が、これらの発明は多くの変更および変形を行うことが
できる。例えば、上述した実施例では、活性層とクラッ
ド層との組成を変えてシングルヘテロジャンクションの
ＰＮ接合を形成したが、これらの発明では、基板と活性
層との組成も変えたダブルヘテロジャンクションのＰＮ
接合を形成しても良い。
【００３２】また、上述した実施例では、平面で見て長
方形の発光領域を設けたが、これらの発明では、発光領
域の平面での形状はこれに限定されない。また、ＬＥＤ
アレイを構成する各ＬＥＤ同士の配置関係も特に限定さ
れない。
方形の発光領域を設けたが、これらの発明では、発光領
域の平面での形状はこれに限定されない。また、ＬＥＤ
アレイを構成する各ＬＥＤ同士の配置関係も特に限定さ
れない。
【００３３】また、上述した実施例では、第１導電型を
Ｐ型、第２導電型をＮ型としたが、これらの発明では、
第１導電型をＮ型、第２導電型をＰ型としても良い。
Ｐ型、第２導電型をＮ型としたが、これらの発明では、
第１導電型をＮ型、第２導電型をＰ型としても良い。
【００３４】
【発明の効果】第１の発明のＬＥＤアレイによれば、発
光領域から発光領域の周囲の実質的な絶縁性の層上にか
けてクラッド層を設け、絶縁性の層上のクラッド層部分
上に、オーミック電極を設ける。その結果、発光領域上
を避けてオーミック電極を設けることができるので、高
い発光効率の達成を図ることが可能となる。
光領域から発光領域の周囲の実質的な絶縁性の層上にか
けてクラッド層を設け、絶縁性の層上のクラッド層部分
上に、オーミック電極を設ける。その結果、発光領域上
を避けてオーミック電極を設けることができるので、高
い発光効率の達成を図ることが可能となる。
【００３５】また、絶縁性の層の上側にオーミック電極
を設けてあるので、分離溝を設けてＬＥＤ毎に活性層お
よびクラッド層を分離する必要がない。このため、ＬＥ
Ｄアレイの表面の凹凸を少なく平坦にすることができ
る。
を設けてあるので、分離溝を設けてＬＥＤ毎に活性層お
よびクラッド層を分離する必要がない。このため、ＬＥ
Ｄアレイの表面の凹凸を少なく平坦にすることができ
る。
【００３６】また、第２の発明のＬＥＤアレイの製造方
法によれば、第２開口部に露出した基板およびエピタキ
シャル層上に、活性層およびクラッド層を順次に選択的
にエピタキシャル成長させる。従って、活性層およびク
ラッド層をフォトリソグラフィの技術を用いて画成する
必要がない。また、発光領域上を避けて絶縁性の層上の
クラッド層部分上にオーミック電極を設けるので、高い
発光効率の達成を図ることが可能となる。
法によれば、第２開口部に露出した基板およびエピタキ
シャル層上に、活性層およびクラッド層を順次に選択的
にエピタキシャル成長させる。従って、活性層およびク
ラッド層をフォトリソグラフィの技術を用いて画成する
必要がない。また、発光領域上を避けて絶縁性の層上の
クラッド層部分上にオーミック電極を設けるので、高い
発光効率の達成を図ることが可能となる。
【００３７】また、活性層およびクラッド層は、結果的
に第２開口部を埋め込むので、クラッド層を形成した後
の絶縁層からクラッド層にわたる表面は比較的平坦とな
る。このため、クラッド層形成後の例えば配線を形成す
るためのフォトリソグラフィを容易に行うことができ
る。従って、第２の発明によれば、発光効率の良いＬＥ
Ｄアレイを容易に製造することができる。
に第２開口部を埋め込むので、クラッド層を形成した後
の絶縁層からクラッド層にわたる表面は比較的平坦とな
る。このため、クラッド層形成後の例えば配線を形成す
るためのフォトリソグラフィを容易に行うことができ
る。従って、第２の発明によれば、発光効率の良いＬＥ
Ｄアレイを容易に製造することができる。
【００３８】また、上述した第２実施例では、活性層お
よびクラッド層の選択成長をＭＯＣＶＤ法を用いて行っ
たが、第２の発明では、この選択成長をＭＢＥ（分子線
エピタキシ）法を用いて行っても良い。
よびクラッド層の選択成長をＭＯＣＶＤ法を用いて行っ
たが、第２の発明では、この選択成長をＭＢＥ（分子線
エピタキシ）法を用いて行っても良い。
【図１】第１実施例のＬＥＤアレイの構造の説明に供す
る断面斜視図である。
る断面斜視図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、第２実施例のＬＥＤアレイ
の製造方法の説明に供する工程図である。
の製造方法の説明に供する工程図である。
１０：基板（Ｎ型ＧａＡｓ基板） １２：発光領域 １４：第１開口部（開口部） １４ａ：非第１開口部 １６：実質的に絶縁性の層 １８、１８ｃ：高抵抗エピタキシャル層 １８ａ：高抵抗エピタキシャル層部分 ２０：絶縁膜 ２２：活性層 ２４：クラッド層 ２６：オーミック電極 ２８：裏面電極
Claims (2)
- 【請求項１】 複数のＬＥＤを具えたＬＥＤアレイにお
いて、各ＬＥＤは、 第１導電型の基板上に、発光領域に開口部を有する実質
的に絶縁性の層を具え、 該発光領域の前記基板部分上に活性層を具え、 該活性層上から前記発光領域に隣接する前記層部分上に
わたって、当該活性層と異なる組成を有する第２導電型
のクラッド層を具え、 前記層部分上の該クラッド層部分上に、前記活性層に電
流を供給するためのオーミック電極を具えてなることを
特徴とするＬＥＤアレイ。 - 【請求項２】 複数のＬＥＤを具えたＬＥＤアレイを製
造するにあたり、 第１導電型の基板上に、各ＬＥＤの発光領域となる領域
に第１開口部をそれぞれ有する実質的に絶縁性の高抵抗
のエピタキシャル層を形成する工程と、 該エピタキシャル層上に、前記第１開口部毎に、当該第
１開口部および当該第１開口部に隣接する領域にわたっ
て第２開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、 前記第１開口部に露出した前記基板部分上および前記第
２開口部に露出した前記エピタキシャル層部分上に、活
性層および当該活性層と異なる組成を有する第２導電型
のクラッド層を順次に選択的にエピタキシャル成長させ
る工程と、 前記クラッド層上であって、非第１開口部上に、オーミ
ック電極を形成する工程とを含むことを特徴とするＬＥ
Ｄアレイの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11833795A JPH08310042A (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | Ｌｅｄアレイおよびｌｅｄアレイの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11833795A JPH08310042A (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | Ｌｅｄアレイおよびｌｅｄアレイの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08310042A true JPH08310042A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=14734181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11833795A Withdrawn JPH08310042A (ja) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | Ｌｅｄアレイおよびｌｅｄアレイの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08310042A (ja) |
-
1995
- 1995-05-17 JP JP11833795A patent/JPH08310042A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |