JPH09213994A - 端面発光型半導体発光装置及びその製造方法 - Google Patents

端面発光型半導体発光装置及びその製造方法

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JPH09213994A
JPH09213994A JP2015496A JP2015496A JPH09213994A JP H09213994 A JPH09213994 A JP H09213994A JP 2015496 A JP2015496 A JP 2015496A JP 2015496 A JP2015496 A JP 2015496A JP H09213994 A JPH09213994 A JP H09213994A
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JP
Japan
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diffusion region
electrode
type semiconductor
emitting device
section
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Withdrawn
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JP2015496A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Fujiwara
博之 藤原
Masaharu Nobori
正治 登
Masumi Koizumi
真澄 小泉
Aya Yamanaka
綾 山中
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 PN接合面で発光した光を上部からも出射さ
せることなく、専ら端面から出射させ、発光効率の向上
を図り得る端面発光型半導体発光装置及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 N型の半導体下地11と、不純物を選択
拡散してPN接合部を有する選択拡散領域としてのP型
GaAsP層13と、このP型GaAsP層13と電気
的に接続するとともに、サイド拡散領域までを含め、拡
散領域の全上面を覆い、かつ光の反射材料からなるP側
電極15を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プリンタ
の光源であるLEDプリンタヘッドに用いられるLED
アレイの構造及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】LEDアレイは、例えば電子写真方式の
プリンタ用光源等として利用されている。LEDアレイ
の一つのタイプに、端面発光型LEDアレイと称される
ものがある。その構造は、例えば、特開平5−3195
5号公報に開示されており、それによれば、コンタクト
ホールを介して発光ダイオードのオーミック電極と配線
電極とを電気的に接続するように形成する点が記載され
ている。
【0003】
【発明が解決すべき課題】しかしながら、上記した従来
の端面発光型LEDアレイの場合、上面発光型に比べて
発光効率が低下するという問題があった。例えば、上記
文献に開示されたLEDアレイの場合、少なくとも一つ
のPN接合面で発光した光が上部からも出射し、その結
果、端面からの光出射が減少してしまう。
【0004】本発明は、上記問題点を除去し、PN接合
面で発光した光を上部からも出射させることなく、専ら
端面から出射させ、発光効率の向上を図り得る端面発光
型半導体発光装置及びその製造方法を提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 (1)端面発光型半導体発光装置において、半導体下地
と、この半導体下地に不純物を選択拡散して形成される
PN接合部を有する選択拡散領域と、この選択拡散領域
と電気的に接続するとともに、サイド拡散領域までを含
め、拡散領域の全上面を覆い、かつ光の反射材料からな
る電極を設けるようにしたものである。
【0006】したがって、上記電極を設けることによっ
て、上方から見て、発光するPN接合部分を完全に覆い
隠すことができる。また、PN接合部で発光した光が上
方から洩れ出さずに上部電極で反射され、半導体内部に
戻され、その内のある割合の光を端面から出射すること
ができる。したがって、端面からの発光効率が向上す
る。
【0007】更に、選択拡散領域と電極とのコンタクト
面積が広くなり、接続性の向上を図ることができる。 (2)上記(1)記載の端面発光型半導体発光装置にお
いて、前記選択拡散領域が複数個形成されたLEDアレ
イからなる。したがって、上記(1)記載の発明の効果
を奏するLEDアレイを提供することができる。
【0008】(3)上記(1)記載の端面発光型半導体
発光装置において、前記選択拡散領域が一個形成された
LED素子からなる。したがって、上記(1)記載の発
明の効果を奏するLEDを提供することができる。 (4)半導体下地を形成し、この半導体下地に不純物を
選択拡散して形成されるPN接合部を形成した後、選択
拡散領域と電気的に接続する電極を形成する端面発光型
半導体発光装置の製造方法において、前記電極を光の反
射材料により形成するとともに、その電極の大きさをサ
イド拡散領域までを含め、拡散領域の全上面を覆うよう
に形成するようにしたものである。
【0009】したがって、端面からの発光効率が高く、
接続性の向上を図り得る端面発光型半導体発光装置を容
易に製造することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照しながら詳細に説明する。ただし、いずれの図
もこれらの発明を理解できる程度に各構成成分の寸法、
形状及び配置関係を概略的に示してある。また、説明に
用いる各図において同様な構成成分については同一の番
号が付されている。
【0011】図1は本発明の実施例を示す端面発光型L
EDアレイの平面図、図2はその端面発光型LEDアレ
イの側面図である。図1及び図2において、10は端面
発光型LEDアレイ、11は第1導電型の半導体下地で
ある。この実施例では、N型半導体下地としている。詳
細には、N型のガリウム・砒素(GaAs)基板と、こ
のN型GaAs基板両面にエピタキシャル成長させたN
型たガリウム・砒素・燐(GaAsP)とでN型半導体
下地11を構成している。13はN型半導体下地11に
所定間隔(LEDの配列ピッチに応じた間隔)で形成し
たP型GaAsP層である。このP型GaAsP層13
とN型半導体下地11との境界が発光部となる。また、
15は光の反射性材料からなるP側電極、17はN側電
極、19はそのP側電極15とN型半導体下地11とを
電気的に絶縁する絶縁膜である。
【0012】本発明の端面発光型LEDでは、図1およ
び図2に示したように、電極を光の反射性材料で形成す
るとともに、上部から見てPN接合部を覆い隠すように
形成することにより、この接合部からの発光を上部の不
必要な部位に出射することなく、効率的に端面から出射
できるので、端面からの発光効率を高くすることができ
る。
【0013】図3は本発明の実施例を示す端面発光型L
EDアレイの製造工程断面図(その1)、図4はその端
面発光型LEDアレイの製造工程断面図(その2)であ
る。この実施例では、まず、図3(A)に示すように、
N型GaAs基板とこのN型GaAs基板両面にエピタ
キシャル成長させたN型GaAsP層とで構成されるN
型半導体下地11に、拡散防止膜21を、公知の成膜方
法、例えば蒸着法、スパッタ法あるいはCVD法および
ホトリソグラフィ技術、エッチング技術により形成す
る。
【0014】ここで、拡散防止膜21は、例えばアルミ
ナ膜、窒化膜、酸化シリコン膜から選ばれる膜で構成で
きる。また、その膜厚は例えば50〜200nmとする
ことができる。拡散防止膜21が形成されたN型半導体
下地11両面に、次に、拡散制御膜25を公知の成膜方
法により形成する。この拡散制御膜25は、例えばアル
ミナ膜、窒化膜、酸化シリコン膜、PSG(Phosp
ho−Silicate Glass)から選ばれる膜
で構成できる。また、その膜厚は、例えば10〜20n
mとすることができる。
【0015】次に、図3(B)に示すように、N型半導
体下地11の拡散防止膜21で覆われていない部分に、
拡散制御膜25を通して、P型不純物としての、例えば
亜鉛(Zn)を気相拡散法により拡散させて、P型Ga
AsP層13を形成する。次に、図3(C)に示すよう
に、N型半導体下地11と後に形成されるP側電極との
絶縁を図るための絶縁膜を形成するために、この試料上
全面に絶縁膜19を公知の成膜方法により形成する。
【0016】この絶縁膜19は、例えばアルミナ膜、窒
化膜、或いは酸化シリコン膜から選ばれる膜で構成でき
る。また、その膜厚は、例えば50〜100nmとする
ことができる。次に、図3(D)に示すように、この絶
縁膜19を所定形状に公知のリソグラフィ技術及びエッ
チング技術により加工して、絶縁膜19Aを得る。
【0017】次に、図4(A)に示すように、P型Ga
AsP層13に接続されるP側電極15を、公知の成膜
方法および微細加工技術により形成する。ここで、P側
電極15を構成する材料は、光を反射する材料からな
り、かつ、P型GaAsP層13との間でオーミックコ
ンタクトがとれる材料であれば特に限定されない。例え
ば、アルミニウムはP側電極15の構成材料として用い
ることができる。
【0018】このP側電極15は、サイド拡散領域まで
を含め、上方から見てPN接合部を覆い隠すように形成
する。次いで、基板両面に所定の凹部を形成する。ここ
では、まず、隣り合うLEDアレイ10の間の部分つま
り、図4(B)に示すように、隣り合うLEDアレイ1
0の発光端面側のダイシング予定領域以外を覆うように
エッチングマスク27を、例えばレジストパターンを半
導体基板上に形成する。
【0019】次に、エッチングマスク27の形成が済ん
だ半導体基板を、エッチングする。このエッチングは、
例えばリン酸系或いはクエン酸系のエッチング液で行
う。例えば、50%重量のクエン酸水溶液〔C3
4 (OH)(COOH)3 2 O〕と過酸化水素水とを
所定の混合比で混合した液は、クエン酸系のエッチャン
トとして使用できる。このエッチングにより、エッチン
グマスク27の内側にエッチングが進行する。
【0020】このエッチングの際に、図4(C)に示す
ように、半導体下地11からヒサシ状に残った拡散防止
膜21をエッチングで除去して凹部29を形成する。次
に、図4(D)に示すように、レジストパターン27を
除去し、その後、N型半導体下地11の裏面にN側電極
17を形成する。なお、特性向上のためにN型半導体下
地11の裏面を研磨した後にN側電極を形成するように
してもよい。N側電極17の構成材料は、N型半導体下
地との間でオーミックコンタクトがとれる材料であれ
ば、特に限定されない。例えば、金合金はN側電極17
の構成材料として用いることができる。
【0021】すると、半導体ウエハは、図1に示すよう
に、LEDアレイ10が複数作り込まれたものとなる。
次に、所定のダイシングを行う。すなわち、LEDアレ
イ10を複数形成し終えた半導体ウエハを凹部29の底
面から底面での幅より狭い切断幅でダイシングする。
【0022】なお、上記実施例では、選択拡散領域が複
数個形成されたLEDアレイの製造について述べたが、
そのLEDアレイを更にダイシングして、選択拡散領域
が1個形成されたLED素子を得ることができることは
言うまでもない。また、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が
可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもので
はない。
【0023】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、次のような効果を奏することができる。 (1)請求項1記載の発明によれば、上記電極を設ける
ことによって、上方から見て、発光するPN接合部分を
完全に覆い隠すことができる。
【0024】また、PN接合部で発光した光が上方から
洩れ出さずに上部電極で反射され、半導体内部に戻さ
れ、その内のある割合の光を端面から出射することがで
きる。したがって、端面からの発光効率が向上する。更
に、選択拡散領域と電極とのコンタクト面積が広くな
り、接続性の向上を図ることができる。
【0025】(2)請求項2記載の発明によれば、上記
(1)記載の発明の効果を奏するLEDアレイを提供す
ることができる。 (3)請求項3記載の発明によれば、上記(1)記載の
発明の効果を奏するLEDを提供することができる。 (4)端面からの発光効率が高く、接続性の向上を図り
得る端面発光型半導体発光装置を容易に製造することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す端面発光型LEDアレイ
の平面図である。
【図2】本発明の実施例を示す端面発光型LEDアレイ
の側面図である。
【図3】本発明の実施例を示す端面発光型LEDアレイ
の製造工程断面図(その1)である。
【図4】本発明の実施例を示す端面発光型LEDアレイ
の製造工程断面図(その2)である。
【符号の説明】
10 端面発光型LEDアレイ 11 第1導電型の半導体下地 13 P型GaAsP層 15 光の反射性材料からなるP側電極 17 N側電極 19,19A 絶縁膜 21 拡散防止膜 25 拡散制御膜 27 エッチングマスク(レジストパターン) 29 凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 綾 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)半導体下地と、(b)該半導体下地
    に不純物を選択拡散して形成されるPN接合部を有する
    選択拡散領域と、(c)該選択拡散領域と電気的に接続
    するとともに、サイド拡散領域までを含め、拡散領域の
    全上面を覆い、かつ光の反射材料からなる電極を具備す
    ることを特徴とする端面発光型半導体発光装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の端面発光型半導体発光装
    置において、前記選択拡散領域が複数個形成されたLE
    Dアレイからなる端面発光型半導体発光装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の端面発光型半導体発光装
    置において、前記選択拡散領域が一個形成されたLED
    素子からなる端面発光型半導体発光装置。
  4. 【請求項4】 半導体下地を形成し、この半導体下地に
    不純物を選択拡散して形成されるPN接合部を形成した
    後、選択拡散領域と電気的に接続する電極を形成する端
    面発光型半導体発光装置の製造方法において、 前記電極を光の反射材料により形成するとともに、該電
    極の大きさをサイド拡散領域までを含め、拡散領域の全
    上面を覆うように形成することを特徴とする端面発光型
    半導体発光装置の製造方法。
JP2015496A 1996-02-06 1996-02-06 端面発光型半導体発光装置及びその製造方法 Withdrawn JPH09213994A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100403557C (zh) * 2003-04-21 2008-07-16 三星电机株式会社 半导体发光二极管及其制造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20030506