JPH08335717A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPH08335717A JPH08335717A JP13965695A JP13965695A JPH08335717A JP H08335717 A JPH08335717 A JP H08335717A JP 13965695 A JP13965695 A JP 13965695A JP 13965695 A JP13965695 A JP 13965695A JP H08335717 A JPH08335717 A JP H08335717A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 エピタキシャル成長の工程数を増やすことな
く、外部に光を取り出すことができない場所で発光させ
るムダをなくして、発光した光を外部に効率よく取り出
し、発光効率を向上させた半導体発光素子を提供する。 【構成】 半導体基板１上に発光層６および電流拡散層
５が少なくとも設けられ、該電流拡散層側の表面に一方
の電極８が部分的に設けられ、前記半導体基板の裏面の
少なくとも主要部に他方の電極９が設けられてなる半導
体発光素子であって、前記電流拡散層側の表面に設けら
れた電極の一部の下側の部分の前記電流拡散層または前
記半導体基板が除去され、空洞にされ、または該除去さ
れた部分に電気的絶縁物１０が充填されている。
く、外部に光を取り出すことができない場所で発光させ
るムダをなくして、発光した光を外部に効率よく取り出
し、発光効率を向上させた半導体発光素子を提供する。 【構成】 半導体基板１上に発光層６および電流拡散層
５が少なくとも設けられ、該電流拡散層側の表面に一方
の電極８が部分的に設けられ、前記半導体基板の裏面の
少なくとも主要部に他方の電極９が設けられてなる半導
体発光素子であって、前記電流拡散層側の表面に設けら
れた電極の一部の下側の部分の前記電流拡散層または前
記半導体基板が除去され、空洞にされ、または該除去さ
れた部分に電気的絶縁物１０が充填されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は発光効率を向上させた半
導体発光素子に関する。さらに詳しくは、発光素子内の
電流経路を効率よくすることにより発光効率を向上させ
た半導体発光素子に関する。
導体発光素子に関する。さらに詳しくは、発光素子内の
電流経路を効率よくすることにより発光効率を向上させ
た半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）
の中でも活性層がｎ型クラッド層とｐ型クラッド層とで
挟持され、活性層のバンドギャップエネルギーが両側の
クラッド層のバンドギャップエネルギーより小さくなる
ように材料が選ばれたダブルヘテロ接合構造のＬＥＤは
高輝度であり、信号機や自動車のテールランプなどにも
需要が拡大している。
の中でも活性層がｎ型クラッド層とｐ型クラッド層とで
挟持され、活性層のバンドギャップエネルギーが両側の
クラッド層のバンドギャップエネルギーより小さくなる
ように材料が選ばれたダブルヘテロ接合構造のＬＥＤは
高輝度であり、信号機や自動車のテールランプなどにも
需要が拡大している。
【０００３】このようなＬＥＤにおいては、ＬＥＤチッ
プの表面側から放射される光を利用するため、表面側に
設けられる電極は小さく形成されるが、それでも電極の
真下で発光し電極側に進んだ光は電極で反射されて有効
に利用することができない。そのため、このようなムダ
な発光をなくしてさらに発光効率を高めるために、素子
内部において、発光部と電極との相対的位置関係を調整
して、外部への有効な光取出しを行える例が、たとえ
ば、特開平４−２２９６６５号公報に記載されている。
プの表面側から放射される光を利用するため、表面側に
設けられる電極は小さく形成されるが、それでも電極の
真下で発光し電極側に進んだ光は電極で反射されて有効
に利用することができない。そのため、このようなムダ
な発光をなくしてさらに発光効率を高めるために、素子
内部において、発光部と電極との相対的位置関係を調整
して、外部への有効な光取出しを行える例が、たとえ
ば、特開平４−２２９６６５号公報に記載されている。
【０００４】このＬＥＤは図４にその断面構造が示され
るように、発光表面側の電極２９と上部クラッド層２４
とのあいだの、該電極２９の真下に上部クラッド層２４
と異なる導電型の半導体層などからなる電流阻止層２６
が設けられている。この構造により、電極２９と３０と
のあいだに形成される電流路は、電極２９を出て下方に
向かいながら電流拡散層２７中を横に広がって電流阻止
層２６を避けて活性層２３に至る。すなわち、この構造
においては、上下クラッド層２２、２４およびこれらに
挟まれた活性層２３からなる発光層のうち電流が通過す
る部分で発生する光が上方に向かっても、その真上に金
属膜で形成される電極２９が存在していないため、これ
によって光が遮られるというムダが起こらない。そのた
め、前記発光層で発生する光は取出し効率が高く、輝度
の向上をはかることができる。
るように、発光表面側の電極２９と上部クラッド層２４
とのあいだの、該電極２９の真下に上部クラッド層２４
と異なる導電型の半導体層などからなる電流阻止層２６
が設けられている。この構造により、電極２９と３０と
のあいだに形成される電流路は、電極２９を出て下方に
向かいながら電流拡散層２７中を横に広がって電流阻止
層２６を避けて活性層２３に至る。すなわち、この構造
においては、上下クラッド層２２、２４およびこれらに
挟まれた活性層２３からなる発光層のうち電流が通過す
る部分で発生する光が上方に向かっても、その真上に金
属膜で形成される電極２９が存在していないため、これ
によって光が遮られるというムダが起こらない。そのた
め、前記発光層で発生する光は取出し効率が高く、輝度
の向上をはかることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のＬＥ
Ｄにおいては、（１）電流阻止層２６をエッチングする
工程が途中に挿入されるため、連続エピタキシャル成長
工程が１工程余分に必要となり、（２）電流分布の広が
りを確保するために、電極２９の大きさに比してある一
定値以上に電流拡散層２７を厚くする必要があり、いず
れも、量産化、コストの低下、および製造時間の短縮を
妨げる要因となる。とくに、ＭＢＥ（分子線エピタキ
シ：Molecular Beam Epitaxy）法、ＭＯＶＰＥ（有機金
属気相エピタキシ：Metal Organic Vapor Phase Epitax
y）法などのエピタキシャル成長技術を用いると、厚い
膜の成長に時間が多くかかる。
Ｄにおいては、（１）電流阻止層２６をエッチングする
工程が途中に挿入されるため、連続エピタキシャル成長
工程が１工程余分に必要となり、（２）電流分布の広が
りを確保するために、電極２９の大きさに比してある一
定値以上に電流拡散層２７を厚くする必要があり、いず
れも、量産化、コストの低下、および製造時間の短縮を
妨げる要因となる。とくに、ＭＢＥ（分子線エピタキ
シ：Molecular Beam Epitaxy）法、ＭＯＶＰＥ（有機金
属気相エピタキシ：Metal Organic Vapor Phase Epitax
y）法などのエピタキシャル成長技術を用いると、厚い
膜の成長に時間が多くかかる。
【０００６】本発明はこのような問題を解決し、エピタ
キシャル成長工程の数を増やすことなく、外部に光を取
り出すことができない場所で発光させるムダをなくし
て、発光した光を外部に効率よく取り出し発光効率を向
上させた半導体発光素子を提供することを目的とする。
キシャル成長工程の数を増やすことなく、外部に光を取
り出すことができない場所で発光させるムダをなくし
て、発光した光を外部に効率よく取り出し発光効率を向
上させた半導体発光素子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
半導体発光素子は、半導体基板上に発光層および電流拡
散層が少なくとも設けられ、該電流拡散層側の表面に一
方の電極が部分的に設けられ、前記半導体基板の裏面の
少なくとも主要部に他方の電極が設けられてなる半導体
発光素子であって、前記電流拡散層側の表面に設けられ
た電極の一部の下側の部分の前記電流拡散層が除去さ
れ、該除去された部分に電気的絶縁物が充填されてい
る。
半導体発光素子は、半導体基板上に発光層および電流拡
散層が少なくとも設けられ、該電流拡散層側の表面に一
方の電極が部分的に設けられ、前記半導体基板の裏面の
少なくとも主要部に他方の電極が設けられてなる半導体
発光素子であって、前記電流拡散層側の表面に設けられ
た電極の一部の下側の部分の前記電流拡散層が除去さ
れ、該除去された部分に電気的絶縁物が充填されてい
る。
【０００８】前記電流拡散層側に設けられた一方の電極
が、前記電気的絶縁物上に形成されたワイヤボンディン
グ部と該ワイヤボンディング部から放射状に延びる電流
供給用電極とからなることが、ボンディングに必要な広
い面積部分の下側は電気的絶縁膜が充填されていて電流
が流れず、電流が流れる場所の表面に設けられる電極は
その面積が小さく、発光した光を効率よく外部に取り出
すことができる。
が、前記電気的絶縁物上に形成されたワイヤボンディン
グ部と該ワイヤボンディング部から放射状に延びる電流
供給用電極とからなることが、ボンディングに必要な広
い面積部分の下側は電気的絶縁膜が充填されていて電流
が流れず、電流が流れる場所の表面に設けられる電極は
その面積が小さく、発光した光を効率よく外部に取り出
すことができる。
【０００９】また、請求項３記載の半導体発光素子は、
半導体基板上に発光層および電流拡散層が少なくとも設
けられ、該電流拡散層側の表面に一方の電極が部分的に
設けられ、前記半導体基板の裏面の少なくとも主要部に
他方の電極が設けられてなる半導体発光素子であって、
前記電流拡散層側の表面に設けられた電極の少なくとも
ワイヤボンディング部に対応する部分の前記半導体基板
が除去されて空洞部が形成されている。
半導体基板上に発光層および電流拡散層が少なくとも設
けられ、該電流拡散層側の表面に一方の電極が部分的に
設けられ、前記半導体基板の裏面の少なくとも主要部に
他方の電極が設けられてなる半導体発光素子であって、
前記電流拡散層側の表面に設けられた電極の少なくとも
ワイヤボンディング部に対応する部分の前記半導体基板
が除去されて空洞部が形成されている。
【００１０】前記空洞部に電気的絶縁物が充填されてい
ることが、発光層の成分のＡｌが空気中に露出すること
がなく、信頼性の点から好ましい。
ることが、発光層の成分のＡｌが空気中に露出すること
がなく、信頼性の点から好ましい。
【００１１】
【作用】本発明の半導体発光素子によれば、上部の表面
側に設けられた電極の一部、たとえばワイヤボンディン
グ部分に対応する部分の電流拡散層または半導体基板が
部分的に除去されて空洞にされるか、または電気的絶縁
物が充填されているため、発光層で発光した光を遮断す
る電極の大部分の真下では電流が流れない。そこで電流
は表面側電極の外周に向かって流れ、下部電極に向かう
電流により発光層で発光する光が上方に向かってもその
部分には電極が存在しないため、光は遮られることなく
効率よく取り出される。その結果、電流に対する実際に
利用できる光の割合である発光効率の向上を図ることが
できる。
側に設けられた電極の一部、たとえばワイヤボンディン
グ部分に対応する部分の電流拡散層または半導体基板が
部分的に除去されて空洞にされるか、または電気的絶縁
物が充填されているため、発光層で発光した光を遮断す
る電極の大部分の真下では電流が流れない。そこで電流
は表面側電極の外周に向かって流れ、下部電極に向かう
電流により発光層で発光する光が上方に向かってもその
部分には電極が存在しないため、光は遮られることなく
効率よく取り出される。その結果、電流に対する実際に
利用できる光の割合である発光効率の向上を図ることが
できる。
【００１２】なお、上部電極の下側に形成される空洞ま
たは絶縁物層は電流拡散層側に設けられても半導体基板
側に設けられても上部電極の真下の発光層に電流が流れ
ないで迂回してその周囲の発光層の部分を流れ、前述の
ように、電極に遮られることなく発光層で発光した光が
有効に外部に取り出される。
たは絶縁物層は電流拡散層側に設けられても半導体基板
側に設けられても上部電極の真下の発光層に電流が流れ
ないで迂回してその周囲の発光層の部分を流れ、前述の
ように、電極に遮られることなく発光層で発光した光が
有効に外部に取り出される。
【００１３】
【実施例】つぎに、図面を参照しながら本発明の半導体
発光素子について説明する。
発光素子について説明する。
【００１４】実施例１ 図１は本発明の半導体発光素子の一実施例であるＬＥＤ
の製造工程を示す断面説明図、図２はその上部電極の構
造例を示す図である。
の製造工程を示す断面説明図、図２はその上部電極の構
造例を示す図である。
【００１５】本実施例のＬＥＤは図１（ｄ）に示される
ように、たとえば２００μｍ程度の厚さのｎ型ＧａＡｓ
基板１上にセレン（以下、Ｓｅという）などがドープさ
れたＩｎ0.49（Ｇａ1-xＡｌx）0.51Ｐ（０．５≦ｘ≦
１．０、たとえばｘ＝０．７）からなるｎ型クラッド層
２が０．５〜０．８μｍ程度、ノンドープのＩｎ
0.49（Ｇａ1-yＡｌy）0.51Ｐ（０≦ｙ≦０．４、ｙ＜
ｘ、たとえばｙ＝０．３）からなる活性層が０．４〜
０．６μｍ程度、亜鉛（以下、Ｚｎという）などがドー
プされたＩｎ0.49（Ｇａ1-xＡｌx）0.51Ｐからなるｐ型
クラッド層４が０．５〜１．２μｍ程度、Ｚｎを１×１
０18／ｃｍ3程度にドープしたＡｌＧａＡｓからなる電
流拡散層５が５μｍ程度、Ｚｎを１×１０19／ｃｍ3程
度にドープしたＧａＡｓからなるコンタクト層７が０．
４〜０．６μｍ程度それぞれ積層され、電流拡散層５の
中心部に電気的絶縁層１０が充填され、その表面にＴｉ
−Ａｕ合金などからなる上部（ｐ側）電極８が設けら
れ、半導体基板１の裏面側にはＡｕ−Ｇｅ−Ｎｉ合金な
どからなる下部（ｎ側）電極９が設けられることにより
ＬＥＤのチップが形成される。なお、コンタクト層７は
上部電極８と同様にパターニングされて上部電極８の存
在しない部分にはコンタクト層７が残存しないようにさ
れている。
ように、たとえば２００μｍ程度の厚さのｎ型ＧａＡｓ
基板１上にセレン（以下、Ｓｅという）などがドープさ
れたＩｎ0.49（Ｇａ1-xＡｌx）0.51Ｐ（０．５≦ｘ≦
１．０、たとえばｘ＝０．７）からなるｎ型クラッド層
２が０．５〜０．８μｍ程度、ノンドープのＩｎ
0.49（Ｇａ1-yＡｌy）0.51Ｐ（０≦ｙ≦０．４、ｙ＜
ｘ、たとえばｙ＝０．３）からなる活性層が０．４〜
０．６μｍ程度、亜鉛（以下、Ｚｎという）などがドー
プされたＩｎ0.49（Ｇａ1-xＡｌx）0.51Ｐからなるｐ型
クラッド層４が０．５〜１．２μｍ程度、Ｚｎを１×１
０18／ｃｍ3程度にドープしたＡｌＧａＡｓからなる電
流拡散層５が５μｍ程度、Ｚｎを１×１０19／ｃｍ3程
度にドープしたＧａＡｓからなるコンタクト層７が０．
４〜０．６μｍ程度それぞれ積層され、電流拡散層５の
中心部に電気的絶縁層１０が充填され、その表面にＴｉ
−Ａｕ合金などからなる上部（ｐ側）電極８が設けら
れ、半導体基板１の裏面側にはＡｕ−Ｇｅ−Ｎｉ合金な
どからなる下部（ｎ側）電極９が設けられることにより
ＬＥＤのチップが形成される。なお、コンタクト層７は
上部電極８と同様にパターニングされて上部電極８の存
在しない部分にはコンタクト層７が残存しないようにさ
れている。
【００１６】本実施例のＬＥＤは上部電極８の下側の部
分の電流拡散層５が除去され、絶縁物が充填されて電気
的絶縁層１０が形成されていることに特徴がある。その
結果、上部電極８から下部電極９に向かう電流は電気的
絶縁層１０を流れることができないため、その周辺を迂
回して流れる。そのため、ｎ型クラツド層２、活性層３
およびｐ型クラッド層４からなる発光層６の部分を流れ
る電流は上部電極８の真下ではなくその周囲になる。し
たがって発光層６を電流が流れて光が上方に発せられた
ばあい、電極などの障害がなく、効率よく光が取り出さ
れる。
分の電流拡散層５が除去され、絶縁物が充填されて電気
的絶縁層１０が形成されていることに特徴がある。その
結果、上部電極８から下部電極９に向かう電流は電気的
絶縁層１０を流れることができないため、その周辺を迂
回して流れる。そのため、ｎ型クラツド層２、活性層３
およびｐ型クラッド層４からなる発光層６の部分を流れ
る電流は上部電極８の真下ではなくその周囲になる。し
たがって発光層６を電流が流れて光が上方に発せられた
ばあい、電極などの障害がなく、効率よく光が取り出さ
れる。
【００１７】電気的絶縁層１０としては、たとえばポリ
イミド、エポキシなどの樹脂や、シリコン酸化膜、シリ
コンチッ化膜などの無機絶縁膜などを用いることがで
き、リフトオフ法などによりエッチングして形成された
空洞内のみに絶縁物を充填して形成される。
イミド、エポキシなどの樹脂や、シリコン酸化膜、シリ
コンチッ化膜などの無機絶縁膜などを用いることがで
き、リフトオフ法などによりエッチングして形成された
空洞内のみに絶縁物を充填して形成される。
【００１８】前述のように、上部電極８から流れる電流
は電気的絶縁層１０の周囲を流れる。そのため、上部電
極８は図２（ｃ）に示されるように、たとえば電気的絶
縁層１０の表面形状と同じ円形（円形には限定されな
い）にするばあい、電気的絶縁層１０の外周にも延びる
ように設けられる必要がある。すなわち、電気的絶縁層
１０上の上部電極８は金線などをワイヤボンディングす
るためのボンディング用電極として機能する。
は電気的絶縁層１０の周囲を流れる。そのため、上部電
極８は図２（ｃ）に示されるように、たとえば電気的絶
縁層１０の表面形状と同じ円形（円形には限定されな
い）にするばあい、電気的絶縁層１０の外周にも延びる
ように設けられる必要がある。すなわち、電気的絶縁層
１０上の上部電極８は金線などをワイヤボンディングす
るためのボンディング用電極として機能する。
【００１９】さらに図２（ａ）〜（ｂ）に示されるよう
に、円形の上部電極８からさらに放射状に延びた電流供
給用電極８ａを設けることにより、ＬＥＤチップの全体
に電流を拡散することができて好ましい。電流供給用電
極８ａの形状はとくに限定されず、チップ面積内に広く
延びていることが好ましい。しかしその面積が大きくな
ると表面に向かった光が遮られて発光効率が低下するた
め、できるだけ細く形成されることが好ましい。この電
極形状は、電極用金属膜をチップの表面全面に蒸着など
により設け、エッチングしてパターニングすることによ
り、どんな形状でも容易に形成できる。この電極のパタ
ーニングの際に電極とオーミックコンタクトをうるため
に前述のコンタクト層７を設けるばあいには、そのコン
タクト層７も電極と一緒にパターニングし、電極のエッ
チングされる部分のコンタクト層７もエッチングして除
去することが、光を吸収しないために好ましい。
に、円形の上部電極８からさらに放射状に延びた電流供
給用電極８ａを設けることにより、ＬＥＤチップの全体
に電流を拡散することができて好ましい。電流供給用電
極８ａの形状はとくに限定されず、チップ面積内に広く
延びていることが好ましい。しかしその面積が大きくな
ると表面に向かった光が遮られて発光効率が低下するた
め、できるだけ細く形成されることが好ましい。この電
極形状は、電極用金属膜をチップの表面全面に蒸着など
により設け、エッチングしてパターニングすることによ
り、どんな形状でも容易に形成できる。この電極のパタ
ーニングの際に電極とオーミックコンタクトをうるため
に前述のコンタクト層７を設けるばあいには、そのコン
タクト層７も電極と一緒にパターニングし、電極のエッ
チングされる部分のコンタクト層７もエッチングして除
去することが、光を吸収しないために好ましい。
【００２０】つぎに、本実施例のＬＥＤの製法について
説明する。
説明する。
【００２１】まず、図１（ａ）に示されるように、ｎ型
ＧａＡｓ基板１上に、たとえばＭＯＣＶＤ法によりＩｎ
0.49（Ｇａ1-xＡｌx）0.51Ｐからなるｎ型クラッド層２
を０．５〜０．８μｍ程度、Ｉｎ0.49（Ｇａ1-yＡｌy）
0.51Ｐからなる活性層３を０．４〜０．６μｍ程度、Ｉ
ｎ0.49（Ｇａ1-xＡｌx）0.51Ｐからなるｐ型クラッド層
４を０．５〜０．７μｍ程度、ＺｎがドープされたＡｌ
ＧａＡｓからなる電流拡散層５を５μｍ程度それぞれ積
層する。コンタクト層７を設けるばあいはさらにこの上
に続けてｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層７を０．５
μｍ程度設ける。
ＧａＡｓ基板１上に、たとえばＭＯＣＶＤ法によりＩｎ
0.49（Ｇａ1-xＡｌx）0.51Ｐからなるｎ型クラッド層２
を０．５〜０．８μｍ程度、Ｉｎ0.49（Ｇａ1-yＡｌy）
0.51Ｐからなる活性層３を０．４〜０．６μｍ程度、Ｉ
ｎ0.49（Ｇａ1-xＡｌx）0.51Ｐからなるｐ型クラッド層
４を０．５〜０．７μｍ程度、ＺｎがドープされたＡｌ
ＧａＡｓからなる電流拡散層５を５μｍ程度それぞれ積
層する。コンタクト層７を設けるばあいはさらにこの上
に続けてｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層７を０．５
μｍ程度設ける。
【００２２】つぎに図１（ｂ）に示されるように、表面
にレジスト膜１５を塗布し、露光、現像により上部電極
８を設ける部分の電流拡散層５に空洞１１を設ける。こ
の空洞１１はレジスト膜１５をマスクとして硫酸系など
のエッチング液によりエッチングすることにより、ｐ型
クラッド層４はエッチングされないで、電流拡散層５の
みがエッチングされる。なお、電流拡散層５の部分を完
全に除去してｐ型クラッド層４を露出させなくても、電
流拡散層５の一部が残存していても構わない。
にレジスト膜１５を塗布し、露光、現像により上部電極
８を設ける部分の電流拡散層５に空洞１１を設ける。こ
の空洞１１はレジスト膜１５をマスクとして硫酸系など
のエッチング液によりエッチングすることにより、ｐ型
クラッド層４はエッチングされないで、電流拡散層５の
みがエッチングされる。なお、電流拡散層５の部分を完
全に除去してｐ型クラッド層４を露出させなくても、電
流拡散層５の一部が残存していても構わない。
【００２３】つぎに、図１（ｃ）に示されるように、パ
ターニングされたレジスト膜１５を残したまま、たとえ
ばＣＶＤ法により酸化シリコンまたはチッ化シリコンな
どからなる絶縁膜を堆積させる。つぎに、レジスト膜１
５を除去することにより上部電極８を設ける場所以外の
絶縁膜を除去する。ついで上部電極８および下部電極９
を設けることにより、図１（ｄ）に示されるような電気
的絶縁層１０が空洞１１に充填された本実施例のＬＥＤ
のチップがえられる。
ターニングされたレジスト膜１５を残したまま、たとえ
ばＣＶＤ法により酸化シリコンまたはチッ化シリコンな
どからなる絶縁膜を堆積させる。つぎに、レジスト膜１
５を除去することにより上部電極８を設ける場所以外の
絶縁膜を除去する。ついで上部電極８および下部電極９
を設けることにより、図１（ｄ）に示されるような電気
的絶縁層１０が空洞１１に充填された本実施例のＬＥＤ
のチップがえられる。
【００２４】実施例２ 図３は本発明の半導体発光素子の第２の実施例であるＬ
ＥＤの断面説明図である。
ＥＤの断面説明図である。
【００２５】本実施例２では、電流拡散層５に空洞を形
成して絶縁物を充填するのではなく、半導体基板である
ｎ型ＧａＡｓ基板１に空洞部１３が形成されていること
に特徴がある。他の各半導体層の構造は実施例１と同じ
である。
成して絶縁物を充填するのではなく、半導体基板である
ｎ型ＧａＡｓ基板１に空洞部１３が形成されていること
に特徴がある。他の各半導体層の構造は実施例１と同じ
である。
【００２６】本実施例２ではｎ型ＧａＡｓ基板１の上部
電極８に対応する部分に空洞部１３が形成されているた
め、上部電極８から下部電極９に向かう電流はＧａＡｓ
基板１の空洞部１３を避けて周囲に広がり、実施例１と
同様に上部電極８の真下以外のところで発光し、上部に
向かった光が上部電極８に遮られることなく、有効に取
り出される。
電極８に対応する部分に空洞部１３が形成されているた
め、上部電極８から下部電極９に向かう電流はＧａＡｓ
基板１の空洞部１３を避けて周囲に広がり、実施例１と
同様に上部電極８の真下以外のところで発光し、上部に
向かった光が上部電極８に遮られることなく、有効に取
り出される。
【００２７】本実施例２においても上部電極８は中心部
のボンディング用電極以外の電流供給用電極としては実
施例１の図２に示されたように細い放射状部を設けるこ
とにより電流拡散の効果が大きく、発光効率が向上す
る。
のボンディング用電極以外の電流供給用電極としては実
施例１の図２に示されたように細い放射状部を設けるこ
とにより電流拡散の効果が大きく、発光効率が向上す
る。
【００２８】本実施例２においては実施例１と異なり、
ＧａＡｓ基板１に設けられた空洞部１３の部分には電極
が設けられる必要がないため、空洞部１３のままで何ら
問題ない。しかし実施例１と同様に電気的絶縁物を空洞
部１３に充填してもよい。空洞部１３に電気的絶縁物を
充填することにより、Ａｌを含有するｎ型クラッド層２
が空気中に露出することがなく、酸素と化合しないた
め、信頼性を向上させる効果がある。
ＧａＡｓ基板１に設けられた空洞部１３の部分には電極
が設けられる必要がないため、空洞部１３のままで何ら
問題ない。しかし実施例１と同様に電気的絶縁物を空洞
部１３に充填してもよい。空洞部１３に電気的絶縁物を
充填することにより、Ａｌを含有するｎ型クラッド層２
が空気中に露出することがなく、酸素と化合しないた
め、信頼性を向上させる効果がある。
【００２９】本実施例２のＬＥＤを製造するには、まず
図３（ａ）に示されるように、実施例１と同様にｎ型の
ＧａＡｓ基板１上にｎ型クラッド層２、活性層３、ｐ型
クラッド層４、電流拡散層５、コンタクト層７を順次Ｍ
ＯＣＶＤ法により積層する。ついで、図３（ｂ）に示さ
れるように、レジスト膜１５によりマスクをして硫酸系
のようなエッチング液を用いてＧａＡｓ基板１をエッチ
ングすると、ｎ型クラッド層２はエッチングされず、Ｇ
ａＡｓ基板１のみを選択的にエッチングすることができ
る。このばあいも、ＧａＡｓ基板１を完全にエッチング
してｎ型クラッド層２を露出させる必要はなく、むしろ
ＧａＡｓ基板１の一部を残存させた方がｎ型クラッド層
２を空気中に露出させなくてよいため、好ましい。
図３（ａ）に示されるように、実施例１と同様にｎ型の
ＧａＡｓ基板１上にｎ型クラッド層２、活性層３、ｐ型
クラッド層４、電流拡散層５、コンタクト層７を順次Ｍ
ＯＣＶＤ法により積層する。ついで、図３（ｂ）に示さ
れるように、レジスト膜１５によりマスクをして硫酸系
のようなエッチング液を用いてＧａＡｓ基板１をエッチ
ングすると、ｎ型クラッド層２はエッチングされず、Ｇ
ａＡｓ基板１のみを選択的にエッチングすることができ
る。このばあいも、ＧａＡｓ基板１を完全にエッチング
してｎ型クラッド層２を露出させる必要はなく、むしろ
ＧａＡｓ基板１の一部を残存させた方がｎ型クラッド層
２を空気中に露出させなくてよいため、好ましい。
【００３０】つぎに、実施例１と同様に酸化シリコンま
たはチッ化シリコンをＣＶＤ法などにより堆積し、図３
（ｃ）に示されるように、空洞部１３内に絶縁物を充填
し、電気的絶縁層１４とする。そののち表面側にＴｉ−
Ａｕ合金などからなる上部電極８、ＧａＡｓ基板１の裏
面にもＡｕ−Ｇｅ−Ｎｉ合金などからなる下部電極９を
設ける。上部電極８は実施例１と同様にできるだけ面積
が小さくなるようにパターニングし、必要に応じて図２
に示されるような形状にする。下部電極９は、ＧａＡｓ
基板１に設けられた空洞部１３または電気的絶縁層１４
には電極を形成する必要がないが、電気的絶縁層１４に
よりＧａＡｓ基板１の裏面が平担になっており下部電極
９が全面に形成されるばあいはそのまま残存させておい
てもよい。
たはチッ化シリコンをＣＶＤ法などにより堆積し、図３
（ｃ）に示されるように、空洞部１３内に絶縁物を充填
し、電気的絶縁層１４とする。そののち表面側にＴｉ−
Ａｕ合金などからなる上部電極８、ＧａＡｓ基板１の裏
面にもＡｕ−Ｇｅ−Ｎｉ合金などからなる下部電極９を
設ける。上部電極８は実施例１と同様にできるだけ面積
が小さくなるようにパターニングし、必要に応じて図２
に示されるような形状にする。下部電極９は、ＧａＡｓ
基板１に設けられた空洞部１３または電気的絶縁層１４
には電極を形成する必要がないが、電気的絶縁層１４に
よりＧａＡｓ基板１の裏面が平担になっており下部電極
９が全面に形成されるばあいはそのまま残存させておい
てもよい。
【００３１】以上の各実施例ではＩｎＧａＡｌＰ系の化
合物半導体の例で説明したが、ＧａＡｌＡｓ系、その他
の化合物半導体でも、またダブルヘテロ接合構造に限ら
ずシングルヘテロ接合構造、ホモ接合構造のＬＥＤにつ
いても同様に本発明を適用できることはいうまでもな
い。
合物半導体の例で説明したが、ＧａＡｌＡｓ系、その他
の化合物半導体でも、またダブルヘテロ接合構造に限ら
ずシングルヘテロ接合構造、ホモ接合構造のＬＥＤにつ
いても同様に本発明を適用できることはいうまでもな
い。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、光取出し面側の上部電
極の下側部分の電流拡散層または半導体基板を除去して
空洞部を形成するか電気的絶縁層を形成しているため、
上部電極から下部電極への電流の経路は空洞部または電
気的絶縁層を迂回した経路となる。その結果、上部電極
の真下での発光は起らず、発光部から上方に向かった光
は効率よく取り出され、発光効率が大幅に向上する。
極の下側部分の電流拡散層または半導体基板を除去して
空洞部を形成するか電気的絶縁層を形成しているため、
上部電極から下部電極への電流の経路は空洞部または電
気的絶縁層を迂回した経路となる。その結果、上部電極
の真下での発光は起らず、発光部から上方に向かった光
は効率よく取り出され、発光効率が大幅に向上する。
【００３３】しかも本発明によれば空洞部の形成は半導
体のエピタキシャル成長がすべて終わったのちに行える
ため、ＭＯＣＶＤ法によるエピタキシャル成長工程を分
断してエッチング工程などを入れる必要がなく、少ない
工数で発光効率を向上させることができる。
体のエピタキシャル成長がすべて終わったのちに行える
ため、ＭＯＣＶＤ法によるエピタキシャル成長工程を分
断してエッチング工程などを入れる必要がなく、少ない
工数で発光効率を向上させることができる。
【図１】本発明の半導体発光素子の一実施例の製造工程
を示す断面説明図である。
を示す断面説明図である。
【図２】本発明の半導体発光素子の一実施例の上部電極
の例の平面説明図である。
の例の平面説明図である。
【図３】本発明の半導体発光素子の他の実施例の製造工
程を示す断面説明図である。
程を示す断面説明図である。
【図４】従来の半導体発光素子の断面説明図である。
１ ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型クラッド層 ３ 活性層 ４ ｐ型クラッド層 ８ 上部電極 ９ 下部電極 １０ 電気的絶縁層 １３ 空洞部 １４ 電気的絶縁層
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板上に発光層および電流拡散層
が少なくとも設けられ、該電流拡散層側の表面に一方の
電極が部分的に設けられ、前記半導体基板の裏面の少な
くとも主要部に他方の電極が設けられてなる半導体発光
素子であって、前記電流拡散層側の表面に設けられた電
極の一部の下側の部分の前記電流拡散層が除去され、該
除去された部分に電気的絶縁物が充填されてなる半導体
発光素子。 - 【請求項２】 前記電流拡散層側に設けられた一方の電
極が、前記電気的絶縁物上に形成されたワイヤボンディ
ング部と該ワイヤボンディング部から放射状に延びる電
流供給用電極とからなる請求項１記載の半導体発光素
子。 - 【請求項３】 半導体基板上に発光層および電流拡散層
が少なくとも設けられ、該電流拡散層側の表面に一方の
電極が部分的に設けられ、前記半導体基板の裏面の少な
くとも主要部に他方の電極が設けられてなる半導体発光
素子であって、前記電流拡散層側の表面に設けられた電
極の少なくともワイヤボンディング部に対応する部分の
前記半導体基板が除去されて空洞部が形成されてなる半
導体発光素子。 - 【請求項４】 前記空洞部に電気的絶縁物が充填されて
なる請求項３記載の半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13965695A JPH08335717A (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13965695A JPH08335717A (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08335717A true JPH08335717A (ja) | 1996-12-17 |
Family
ID=15250355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13965695A Pending JPH08335717A (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08335717A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002099900A1 (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-12 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Light emitting element |
| WO2005083806A1 (ja) * | 2004-02-26 | 2005-09-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | 発光素子及びその製造方法 |
| JP2009510730A (ja) * | 2005-09-30 | 2009-03-12 | ラティス パワー （チアンシ） コーポレイション | 半導体発光デバイスおよびその製造方法 |
| JP2009170655A (ja) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Sharp Corp | 窒化物半導体発光素子および窒化物半導体発光素子の製造方法 |
| JP2012069959A (ja) * | 2004-07-27 | 2012-04-05 | Cree Inc | Ｐ型窒化物発光デバイス用の極薄オーミックコンタクトおよび形成方法 |
-
1995
- 1995-06-06 JP JP13965695A patent/JPH08335717A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002099900A1 (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-12 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Light emitting element |
| WO2005083806A1 (ja) * | 2004-02-26 | 2005-09-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | 発光素子及びその製造方法 |
| US7972892B2 (en) | 2004-02-26 | 2011-07-05 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Light emitting device and method of fabricating the same |
| JP2012069959A (ja) * | 2004-07-27 | 2012-04-05 | Cree Inc | Ｐ型窒化物発光デバイス用の極薄オーミックコンタクトおよび形成方法 |
| US8759868B2 (en) | 2004-07-27 | 2014-06-24 | Cree, Inc. | Ultra-thin ohmic contacts for p-type nitride light emitting devices |
| JP2009510730A (ja) * | 2005-09-30 | 2009-03-12 | ラティス パワー （チアンシ） コーポレイション | 半導体発光デバイスおよびその製造方法 |
| JP2009170655A (ja) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Sharp Corp | 窒化物半導体発光素子および窒化物半導体発光素子の製造方法 |
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