JPH09237916A - 発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents
発光ダイオード及びその製造方法Info
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- JPH09237916A JPH09237916A JP4271096A JP4271096A JPH09237916A JP H09237916 A JPH09237916 A JP H09237916A JP 4271096 A JP4271096 A JP 4271096A JP 4271096 A JP4271096 A JP 4271096A JP H09237916 A JPH09237916 A JP H09237916A
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Classifications
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 導電型の異なる電流阻止部を上部電極下に設
けることなく、上部電極下に電流の流れない領域を形成
し、外部出射効率の向上を図ることである。 【解決手段】 上部電極の下部に該当する領域に結晶の
無い空間を設けることにより、電流阻止部の効果を果た
すと共に屈折率の差による発光した光の効果的な反射作
用により、外部出射効率の向上を達成する。
けることなく、上部電極下に電流の流れない領域を形成
し、外部出射効率の向上を図ることである。 【解決手段】 上部電極の下部に該当する領域に結晶の
無い空間を設けることにより、電流阻止部の効果を果た
すと共に屈折率の差による発光した光の効果的な反射作
用により、外部出射効率の向上を達成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示用及び伝送用
等に用いられる発光ダイオード及びその製造方法に関す
る。
等に用いられる発光ダイオード及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信や発光ダイオード情報表示
パネル等に発光ダイオード（発光ダイオード）が広く用
いられている。これらの発光ダイオードは高輝度である
ことが重要であるが、発光ダイオードの輝度すなわち効
率は内部量子効率と外部出射効率とによってきまる。こ
のうち外部出射効率は素子構造に大きく影響される。
パネル等に発光ダイオード（発光ダイオード）が広く用
いられている。これらの発光ダイオードは高輝度である
ことが重要であるが、発光ダイオードの輝度すなわち効
率は内部量子効率と外部出射効率とによってきまる。こ
のうち外部出射効率は素子構造に大きく影響される。
【０００３】発光ダイオードでは発光波長に対して透明
な基板を用いることが外部出射効率を向上させることを
目的として行われている。発光波長に対して不透明な基
板を用いた場合には上面への出射光しか利用できないの
に対し、発光波長に対して透明な基板を用いた場合には
上面だけでなく４つの側面からも光を取り出すことがで
きるからである。
な基板を用いることが外部出射効率を向上させることを
目的として行われている。発光波長に対して不透明な基
板を用いた場合には上面への出射光しか利用できないの
に対し、発光波長に対して透明な基板を用いた場合には
上面だけでなく４つの側面からも光を取り出すことがで
きるからである。
【０００４】ＡｌＧａＩｎＰ系の発光ダイオードにおい
て発光波長に対して透明な基板を用いる方法として、発
光波長に対して不透明なＧａＡｓ基板上に発光層を形成
し、この上に発光波長に対して透明な基板を置き熱処理
を施すことによって接合し、発光波長に対して不透明な
基板を除去するという方法が行われている。
て発光波長に対して透明な基板を用いる方法として、発
光波長に対して不透明なＧａＡｓ基板上に発光層を形成
し、この上に発光波長に対して透明な基板を置き熱処理
を施すことによって接合し、発光波長に対して不透明な
基板を除去するという方法が行われている。
【０００５】また、ＡｌＧａＩｎＰ系の発光ダイオード
では、ｐ−（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰクラッド層の抵
抗率が大きく電流が広がらない。このため、このままで
はボンディングパッドの直下でしか発光せず、ボンディ
ングパッドに遮られてしまい、外部に取り出すことので
きる光はごく１部となる。
では、ｐ−（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰクラッド層の抵
抗率が大きく電流が広がらない。このため、このままで
はボンディングパッドの直下でしか発光せず、ボンディ
ングパッドに遮られてしまい、外部に取り出すことので
きる光はごく１部となる。
【０００６】そこで、電流を拡散させるために、１０μ
ｍ程度の層厚のＡｌxＧａ1-xＡｓやＧａＰ等の発光波長
に対して透明でかつ抵抗率の低い層を電流拡散層として
設けることが行われている。しかし、ＡｌxＧａ1-xＡ
ｓ、ＧａＰともに十分に抵抗率が低いわけではないので
１０μｍ程度の層厚ではボンディングパッド直下での発
光が中心となる。これを避けるために２回成長により電
流拡散層と発光層の間のボンディングパッドに対応する
位置に電流阻止層を設ける方法が行われている。
ｍ程度の層厚のＡｌxＧａ1-xＡｓやＧａＰ等の発光波長
に対して透明でかつ抵抗率の低い層を電流拡散層として
設けることが行われている。しかし、ＡｌxＧａ1-xＡ
ｓ、ＧａＰともに十分に抵抗率が低いわけではないので
１０μｍ程度の層厚ではボンディングパッド直下での発
光が中心となる。これを避けるために２回成長により電
流拡散層と発光層の間のボンディングパッドに対応する
位置に電流阻止層を設ける方法が行われている。
【０００７】図１５に従来技術として、電流拡散層とし
てｐ−ＡｌＧａＡｓ層を用い、上部電極（ボンディング
パッド）に対応する位置にｎ−ＩｎＧａＡｌＰよりなる
電流阻止層を設けることにより、外部出射効率の向上を
図る方法が特開平４−２２９６６５号公報（出願人株式
会社東芝）に記載されている。図１５において、３０は
ｎ型下部電極、３１はｎ−ＧａＡｓ基板、３２はｎ−Ｉ
ｎＧａＡｌＰクラッド層、３３はＩｎＧａＡｌＰ活性
層、３４はｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層、３５はｐ−
ＩｎＧａＰキャップ層（層厚５０ｎｍ以下）、３６はｎ
−ＩｎＧａＡｌＰ電流阻止層、３７はｐ−ＡｌＧａＡｓ
電流拡散層、３８はｐ−ＧａＡｓコンタクト層、３９は
ｐ型上部電極（ボンディングパッド）であり、ｎ−Ｉｎ
ＧａＡｌＰ電流阻止層３６はｎ−ＩｎＧａＡｌＰ層を成
長後、所定の形にエッチングし、その後さらにｐ−Ａｌ
ＧａＡｓ電流拡散層３７を成長したものである。
てｐ−ＡｌＧａＡｓ層を用い、上部電極（ボンディング
パッド）に対応する位置にｎ−ＩｎＧａＡｌＰよりなる
電流阻止層を設けることにより、外部出射効率の向上を
図る方法が特開平４−２２９６６５号公報（出願人株式
会社東芝）に記載されている。図１５において、３０は
ｎ型下部電極、３１はｎ−ＧａＡｓ基板、３２はｎ−Ｉ
ｎＧａＡｌＰクラッド層、３３はＩｎＧａＡｌＰ活性
層、３４はｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層、３５はｐ−
ＩｎＧａＰキャップ層（層厚５０ｎｍ以下）、３６はｎ
−ＩｎＧａＡｌＰ電流阻止層、３７はｐ−ＡｌＧａＡｓ
電流拡散層、３８はｐ−ＧａＡｓコンタクト層、３９は
ｐ型上部電極（ボンディングパッド）であり、ｎ−Ｉｎ
ＧａＡｌＰ電流阻止層３６はｎ−ＩｎＧａＡｌＰ層を成
長後、所定の形にエッチングし、その後さらにｐ−Ａｌ
ＧａＡｓ電流拡散層３７を成長したものである。
【０００８】また、内部量子効率を低下させることなく
外部出射効率を向上させるため、第１の不透明な基板に
成長させた発光ダイオードと第２の透明な基板とを密着
させ、高温で加圧処理することにより、２つの基板を接
合する技術（特開平６−２９６０４０号公報、出願人シ
ャープ株式会社）が最近開発されており、これを図１６
に示す。図１６において、４０はｎ型の第１基板、４１
はバッファ層、４２は中間バンドギャップ層、４３は第
１クラッド層、４４はアンドープの活性層、４５は第２
クラッド層、４６はキャップ層（例えばｐ−ＧａＰ、約
２μｍ厚）、４７はドーパント層、４８は第２の基板、
４９はおもりであり、ドーパント層（例えばＺｎからな
るｐ−ＧａＰ、約５ｎｍ厚）４７と第２の基板（例えば
ｐ−ＧａＰ）４８とを９００℃程度の高温加圧熱処理に
より直接接合を行っていた。
外部出射効率を向上させるため、第１の不透明な基板に
成長させた発光ダイオードと第２の透明な基板とを密着
させ、高温で加圧処理することにより、２つの基板を接
合する技術（特開平６−２９６０４０号公報、出願人シ
ャープ株式会社）が最近開発されており、これを図１６
に示す。図１６において、４０はｎ型の第１基板、４１
はバッファ層、４２は中間バンドギャップ層、４３は第
１クラッド層、４４はアンドープの活性層、４５は第２
クラッド層、４６はキャップ層（例えばｐ−ＧａＰ、約
２μｍ厚）、４７はドーパント層、４８は第２の基板、
４９はおもりであり、ドーパント層（例えばＺｎからな
るｐ−ＧａＰ、約５ｎｍ厚）４７と第２の基板（例えば
ｐ−ＧａＰ）４８とを９００℃程度の高温加圧熱処理に
より直接接合を行っていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】導電型の異なる電流阻
止部を上部電極下に設けることなく、上部電極下に電流
の流れない領域を形成し、外部出射効率の向上を図るこ
とである。
止部を上部電極下に設けることなく、上部電極下に電流
の流れない領域を形成し、外部出射効率の向上を図るこ
とである。
【００１０】しかし、上述の発光波長に対して不透明な
ＧａＡｓ基板上に発光層を形成し、この上に発光波長に
対して透明な基板を置き熱処理を施すことによって接合
し、発光波長に対して不透明な基板を除去するという方
法では、ボンディングパッド直下での発光も存在し、こ
の発光は電極に遮られ外部に取り出すことができない。
ＧａＡｓ基板上に発光層を形成し、この上に発光波長に
対して透明な基板を置き熱処理を施すことによって接合
し、発光波長に対して不透明な基板を除去するという方
法では、ボンディングパッド直下での発光も存在し、こ
の発光は電極に遮られ外部に取り出すことができない。
【００１１】また、キャップ層として発光波長に対して
透明でかつ安定であるという理由でＧａＰを用いてる
が、発光層に対して約３．６％の格子不整合を有してい
るため、数μｍの層厚にエビタキシャル成長させると完
全な鏡面は得られない。そのため、熱処理を施しても接
合されにくいという問題があり、良好な接合を得るため
にはかなり高温での熱処理が必要であった。
透明でかつ安定であるという理由でＧａＰを用いてる
が、発光層に対して約３．６％の格子不整合を有してい
るため、数μｍの層厚にエビタキシャル成長させると完
全な鏡面は得られない。そのため、熱処理を施しても接
合されにくいという問題があり、良好な接合を得るため
にはかなり高温での熱処理が必要であった。
【００１２】また、２回成長により電流拡散層と発光層
の間にボンディングパッドに対応する位置に電流阻止層
を設ける方法では発光を上面のみからしか取り出すこと
ができないという問題があった。
の間にボンディングパッドに対応する位置に電流阻止層
を設ける方法では発光を上面のみからしか取り出すこと
ができないという問題があった。
【００１３】そこで、この発明の目的は発光した光をチ
ップの側面からも取り出すことができ且つ電流阻止部を
ボンディングパッド下に備えた高輝度の発光ダイオード
を提供することにある。
ップの側面からも取り出すことができ且つ電流阻止部を
ボンディングパッド下に備えた高輝度の発光ダイオード
を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
発光ダイオードは、半導体基板上に単層あるいは複数層
からなる発光層が積層され且つｎ型電極とｐ型電極とが
形成された発光ダイオードであり、上部電極の下部に該
当する領域に結晶の無い空間を設けたことを特徴として
いる。
発光ダイオードは、半導体基板上に単層あるいは複数層
からなる発光層が積層され且つｎ型電極とｐ型電極とが
形成された発光ダイオードであり、上部電極の下部に該
当する領域に結晶の無い空間を設けたことを特徴として
いる。
【００１５】請求項２に記載の発光ダイオードは、前記
結晶の無い空間を設ける半導体層の材料がＧａＰより構
成されることを特徴としている。
結晶の無い空間を設ける半導体層の材料がＧａＰより構
成されることを特徴としている。
【００１６】また、請求項３の発光ダイオードの製造方
法は、第１導電型の第１の半導体基板上に単層あるいは
複数層からなる発光層を形成する工程と、この第１導電
型の第１の半導体基板上に単層あるいは複数層からなる
発光層を形成した面または第２導電型の発光波長に対し
て透明な第２の半導体基板表面に結晶の無い空間の凹部
を形成する工程と、第１導電型の第１の半導体基板の発
光層を形成した面と第２導電型の第２の半導体基板表面
とを密着させた後熱処理し半導体基板どうしを接合する
工程と、第１導電型の第１の半導体基板上に単層あるい
は複数層からなる発光層を形成した面の反対側の面また
は第２導電型の発光波長に対して透明な第２の半導体基
板の裏表面に結晶の無い空間の上方に上部電極を形成す
る工程とを有することを特徴としている。
法は、第１導電型の第１の半導体基板上に単層あるいは
複数層からなる発光層を形成する工程と、この第１導電
型の第１の半導体基板上に単層あるいは複数層からなる
発光層を形成した面または第２導電型の発光波長に対し
て透明な第２の半導体基板表面に結晶の無い空間の凹部
を形成する工程と、第１導電型の第１の半導体基板の発
光層を形成した面と第２導電型の第２の半導体基板表面
とを密着させた後熱処理し半導体基板どうしを接合する
工程と、第１導電型の第１の半導体基板上に単層あるい
は複数層からなる発光層を形成した面の反対側の面また
は第２導電型の発光波長に対して透明な第２の半導体基
板の裏表面に結晶の無い空間の上方に上部電極を形成す
る工程とを有することを特徴としている。
【００１７】また、請求項４の発光ダイオードの製造方
法は、第１導電型の第１の半導体基板上に単層あるいは
複数層からなる発光層を形成した後、この表面を鏡面加
工することを特徴としている。
法は、第１導電型の第１の半導体基板上に単層あるいは
複数層からなる発光層を形成した後、この表面を鏡面加
工することを特徴としている。
【００１８】また、請求項５の発光ダイオードの製造方
法は、第１導電型の第１の半導体基板上に単層あるいは
複数層からなる発光層を形成し、さらにその上にキャッ
プ層を形成する発光ダイオードにおいて、キャップ層厚
が０．２μｍ以下であることを特徴としている。
法は、第１導電型の第１の半導体基板上に単層あるいは
複数層からなる発光層を形成し、さらにその上にキャッ
プ層を形成する発光ダイオードにおいて、キャップ層厚
が０．２μｍ以下であることを特徴としている。
【００１９】さらに、請求項６の発光ダイオードの製造
方法は、第１導電型の第１の半導体基板上に単層あるい
は複数層からなる発光層を形成する工程と、この発光層
上に第２導電型の電流拡散層を形成する工程と、第１導
電型の第１の半導体基板を除去する工程と、第１導電型
の第１の半導体基板を除去した面または第１導電型の発
光波長に対して透明な第２の半導体基板表面に結晶の無
い空間の凹部を形成する工程と、第１導電型の第１の半
導体基板を除去した面と第１導電型の第２の半導体基板
表面とを密着させた後熱処理し半導体基板どうしを接合
する工程と、第１導電型の第１の半導体基板を除去した
面の反対側の面または第１導電型の発光波長に対して透
明な第２の半導体基板の裏表面に結晶の無い空間領域の
上方に上部電極を形成する工程とを有することを特徴と
している。
方法は、第１導電型の第１の半導体基板上に単層あるい
は複数層からなる発光層を形成する工程と、この発光層
上に第２導電型の電流拡散層を形成する工程と、第１導
電型の第１の半導体基板を除去する工程と、第１導電型
の第１の半導体基板を除去した面または第１導電型の発
光波長に対して透明な第２の半導体基板表面に結晶の無
い空間の凹部を形成する工程と、第１導電型の第１の半
導体基板を除去した面と第１導電型の第２の半導体基板
表面とを密着させた後熱処理し半導体基板どうしを接合
する工程と、第１導電型の第１の半導体基板を除去した
面の反対側の面または第１導電型の発光波長に対して透
明な第２の半導体基板の裏表面に結晶の無い空間領域の
上方に上部電極を形成する工程とを有することを特徴と
している。
【００２０】本発明の作用について説明する。本発明の
発光ダイオードは、ボンディングパッド下に結晶の存在
しない部分を形成することによって電流阻止部を設けて
いるので、電極下での外部に取り出すことのできない無
効発光を減少させることができる。また、発光層から窓
層へ取り出された発光の光の多くは発光ダイオード表面
で発光層方向に反射されるが、この１部は電流阻止部と
結晶との屈折率差によって再度発光ダイオード表面方向
に反射されるので外部出射効率がさらに向上される。
発光ダイオードは、ボンディングパッド下に結晶の存在
しない部分を形成することによって電流阻止部を設けて
いるので、電極下での外部に取り出すことのできない無
効発光を減少させることができる。また、発光層から窓
層へ取り出された発光の光の多くは発光ダイオード表面
で発光層方向に反射されるが、この１部は電流阻止部と
結晶との屈折率差によって再度発光ダイオード表面方向
に反射されるので外部出射効率がさらに向上される。
【００２１】本発明の請求項２の発光ダイオードは、前
記結晶の無い空間を設ける半導体層の材料がＧａＰより
構成されることにより、発光波長に対して透明であり、
そのため外部出射効率が向上できることは勿論のこと、
適切な低い抵抗値であり、且つ取り扱い易い半導体材料
であるため、発光ダイオードの設計が容易である。
記結晶の無い空間を設ける半導体層の材料がＧａＰより
構成されることにより、発光波長に対して透明であり、
そのため外部出射効率が向上できることは勿論のこと、
適切な低い抵抗値であり、且つ取り扱い易い半導体材料
であるため、発光ダイオードの設計が容易である。
【００２２】本発明の請求項３の発光ダイオードの製造
方法は、上記４工程をとることによって、発光ダイオー
ドの側面から発光光を取り出すことができ、かつボンデ
ィングパッド下での発光を抑制することも可能となって
おり、外部出射効率の高い発光ダイオードを得ることが
できる。
方法は、上記４工程をとることによって、発光ダイオー
ドの側面から発光光を取り出すことができ、かつボンデ
ィングパッド下での発光を抑制することも可能となって
おり、外部出射効率の高い発光ダイオードを得ることが
できる。
【００２３】本発明の請求項４の発光ダイオードの製造
方法は接合する２枚の半導体基板のうち、エピタキシャ
ル成長した半導体基板の表面を鏡面加工しているので、
鏡面加工しない場合よりもより低温で接合可能である。
方法は接合する２枚の半導体基板のうち、エピタキシャ
ル成長した半導体基板の表面を鏡面加工しているので、
鏡面加工しない場合よりもより低温で接合可能である。
【００２４】本発明の請求項５の発光ダイオードの製造
方法は発光層上に形成するキャップ層の厚さを０．２μ
ｍ以下と薄くしているので、数μｍの厚さのキャップ層
を設けた場合よりエピタキシャル成長した半導体基板の
表面の平坦性がよく、より低温で接合可能である。
方法は発光層上に形成するキャップ層の厚さを０．２μ
ｍ以下と薄くしているので、数μｍの厚さのキャップ層
を設けた場合よりエピタキシャル成長した半導体基板の
表面の平坦性がよく、より低温で接合可能である。
【００２５】本発明の請求項６の発光ダイオードの製造
方法は前記６工程をとることによって、発光ダイオード
の側面から発光の光を取り出すことができ、かつボンデ
ィングパッド下での発光を抑制することも可能となって
おり、外部出射効率の高い発光ダイオードを得ることが
できる。また、接合する２枚の半導体基板の表面は良好
な平坦性を有しているため、鏡面加工、キャップ層厚の
薄膜化をしなくても、低温で接合可能である。
方法は前記６工程をとることによって、発光ダイオード
の側面から発光の光を取り出すことができ、かつボンデ
ィングパッド下での発光を抑制することも可能となって
おり、外部出射効率の高い発光ダイオードを得ることが
できる。また、接合する２枚の半導体基板の表面は良好
な平坦性を有しているため、鏡面加工、キャップ層厚の
薄膜化をしなくても、低温で接合可能である。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１および図５および図９に示さ
れる本発明の３つの異なる実施の形態について説明す
る。
れる本発明の３つの異なる実施の形態について説明す
る。
【００２７】先ず、図１乃至図４を用いて、発光波長に
対して不透明なｎ型のＧａＡｓ基板を用いたＡｌＧａＩ
ｎＰ系の場合について説明する。図１（ａ）は本実施例
で得られる発光ダイオードの断面図であり、図１（ｂ）
は図１（ａ）のＡ−Ａ′における発光ダイオードの表面
に平行な面での断面図にボンディングパッドの位置を重
ねた図である。図２および図３（ａ）および図４は本実
施例の発光ダイオードの製造工程を示す断面図であり、
図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ′における発光ダイオ
ードの表面に平行な面での断面図である。
対して不透明なｎ型のＧａＡｓ基板を用いたＡｌＧａＩ
ｎＰ系の場合について説明する。図１（ａ）は本実施例
で得られる発光ダイオードの断面図であり、図１（ｂ）
は図１（ａ）のＡ−Ａ′における発光ダイオードの表面
に平行な面での断面図にボンディングパッドの位置を重
ねた図である。図２および図３（ａ）および図４は本実
施例の発光ダイオードの製造工程を示す断面図であり、
図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ′における発光ダイオ
ードの表面に平行な面での断面図である。
【００２８】この一実施の形態よりなる発光ダイオード
はＡｌＧａＩｎＰ系のものであり、図２にその構造およ
び製造方法を示す。発光波長に対して不透明な第１導電
型の第１の半導体基板であるｎ型のＧａＡｓ基板１上に
ｎ型のＧａＡｓバッファー層２（約１μｍ厚）、ｎ型の
Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐとｎ型の（Ａｌ0.4Ｇａ0.6）0.5Ｉｎ
0.5Ｐの４０ペアのＤＢＲ層３（約４μｍ厚）、ｎ型の
Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第ｌクラッド層４（約１μｍ厚）、ア
ンドープの（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層５
（約０．６μｍ厚）、ｐ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２クラ
ッド層６（約１μｍ厚）、ｐ型のＧａＰキャップ層７
（約５μｍ）をＭＯＣＶＤ法により順次積層する。その
後、ｐ型ＧａＰ層７の表面を鏡面加工する。ここにＤＢ
Ｒ層は分布反射型層（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａ
ｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）のことである。
はＡｌＧａＩｎＰ系のものであり、図２にその構造およ
び製造方法を示す。発光波長に対して不透明な第１導電
型の第１の半導体基板であるｎ型のＧａＡｓ基板１上に
ｎ型のＧａＡｓバッファー層２（約１μｍ厚）、ｎ型の
Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐとｎ型の（Ａｌ0.4Ｇａ0.6）0.5Ｉｎ
0.5Ｐの４０ペアのＤＢＲ層３（約４μｍ厚）、ｎ型の
Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第ｌクラッド層４（約１μｍ厚）、ア
ンドープの（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層５
（約０．６μｍ厚）、ｐ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２クラ
ッド層６（約１μｍ厚）、ｐ型のＧａＰキャップ層７
（約５μｍ）をＭＯＣＶＤ法により順次積層する。その
後、ｐ型ＧａＰ層７の表面を鏡面加工する。ここにＤＢ
Ｒ層は分布反射型層（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａ
ｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）のことである。
【００２９】次に、図３は発光ダイオードの上部電極部
となるＧａＰ基板についての図であり、図３（ａ）は断
面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ′断面図であ
る。図３（ａ）に示すように発光波長に対して透明な第
２導電型の第２の半導体基板であるｐ型のＧａＰ基板８
による上部電極部を作成する。図３（ｂ）に示すように
発光波長に対して透明なｐ型のＧａＰ基板８の表面を直
径約１２０μｍの大きさの円形状８１に０．１μｍ程度
の深さに硫酸：過酸化水素系エッチャントによりエッチ
ングする。さらに、この円８１と隣接する円と円を結ぶ
約１０μｍの幅の４本のストライプ溝８２を０．１μｍ
程度の深さに硫酸：過酸化水素系エッチャントによりエ
ッチングする。
となるＧａＰ基板についての図であり、図３（ａ）は断
面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ′断面図であ
る。図３（ａ）に示すように発光波長に対して透明な第
２導電型の第２の半導体基板であるｐ型のＧａＰ基板８
による上部電極部を作成する。図３（ｂ）に示すように
発光波長に対して透明なｐ型のＧａＰ基板８の表面を直
径約１２０μｍの大きさの円形状８１に０．１μｍ程度
の深さに硫酸：過酸化水素系エッチャントによりエッチ
ングする。さらに、この円８１と隣接する円と円を結ぶ
約１０μｍの幅の４本のストライプ溝８２を０．１μｍ
程度の深さに硫酸：過酸化水素系エッチャントによりエ
ッチングする。
【００３０】その後、図２に示されるｐ−ＧａＰキャッ
プ層７および図３（ａ）に示されるＧａＰ基板８の下表
面を硫酸：過酸化水素系のエッチャントでそれぞれ０．
１μｍ程度エッチングし、図４に示されるようにＧａＰ
キャップ層７とＧａＰ基板８とを積層し、密着させる。
その後、３０ｇ／ｃｍ2程度の圧力をこの積層したウエ
ハーに加え、Ｈ2雰囲気中で７００℃で２時間程度熱処
理する。このようにして、ｐ−ＧａＰキャップ層７とＧ
ａＰ基板８の表面とは電気的にも、光学的にも接合され
る。このようにして図４の形が完成する。形成された円
形状の空間８０はIII−Ｖ族化合物半導体結晶の全く無
い空間であり、真空または接合時の雰囲気ガス（例えば
水素ガス）などに満たされている。
プ層７および図３（ａ）に示されるＧａＰ基板８の下表
面を硫酸：過酸化水素系のエッチャントでそれぞれ０．
１μｍ程度エッチングし、図４に示されるようにＧａＰ
キャップ層７とＧａＰ基板８とを積層し、密着させる。
その後、３０ｇ／ｃｍ2程度の圧力をこの積層したウエ
ハーに加え、Ｈ2雰囲気中で７００℃で２時間程度熱処
理する。このようにして、ｐ−ＧａＰキャップ層７とＧ
ａＰ基板８の表面とは電気的にも、光学的にも接合され
る。このようにして図４の形が完成する。形成された円
形状の空間８０はIII−Ｖ族化合物半導体結晶の全く無
い空間であり、真空または接合時の雰囲気ガス（例えば
水素ガス）などに満たされている。
【００３１】次に、図４のｎ−ＧａＡｓ基板１を硫酸：
過酸化水素系エッチャントにより５０μｍ厚程度までエ
ッチングする。次に、図４のｐ−ＧａＰ基板（上部電極
側）８の厚さが約２００μｍ〜２５０μｍ程度になるま
で研磨する。洗浄後、真空装置により、先ずこのｐ−Ｇ
ａＰ基板の上面側にＡｕＢｅ／Ａｕ材料からなるｐ型電
極の薄膜を形成し、熱処理によりｐ型上部電極（ボンデ
ィングバッド）９を完成する。続いて、ｎ−ＧａＡｓ基
板１の下面にＡｕＧｅ／Ａｕ材料の薄膜を形成し、熱処
理によりｎ型下部電極１０を完成する。
過酸化水素系エッチャントにより５０μｍ厚程度までエ
ッチングする。次に、図４のｐ−ＧａＰ基板（上部電極
側）８の厚さが約２００μｍ〜２５０μｍ程度になるま
で研磨する。洗浄後、真空装置により、先ずこのｐ−Ｇ
ａＰ基板の上面側にＡｕＢｅ／Ａｕ材料からなるｐ型電
極の薄膜を形成し、熱処理によりｐ型上部電極（ボンデ
ィングバッド）９を完成する。続いて、ｎ−ＧａＡｓ基
板１の下面にＡｕＧｅ／Ａｕ材料の薄膜を形成し、熱処
理によりｎ型下部電極１０を完成する。
【００３２】このようにして得られた発光ダイオードは
ｐ型電極およびｎ型電極を持ち、図１に示される。
ｐ型電極およびｎ型電極を持ち、図１に示される。
【００３３】図１（ａ）は本実施例で得られる発光ダイ
オードの断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−
Ａ′における発光ダイオードの表面に平行な面での断面
図にボンディングパッドの位置を重ねた図である。ｐ型
電極は直径約１００μｍのボンディングパッド９が形成
される。このボンディングパッド９は円形の結晶の無い
空間８０とほぼ一致するように形成されている。一方、
ｎ−ＧａＡｓ基板１の下面のｎ型電極１０は全面のベタ
電極である。そしてこの場合、発光波長に対して不透明
な第１導電型の第１の半導体基板であるｎ型のＧａＡｓ
基板１上の、ｎ型のＧａＡｓバッファー層２とｎ型のＤ
ＢＲ層３とｎ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第ｌクラッド層４と
アンドープの（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層５
とｐ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２クラッド層６とｐ型のＧ
ａＰキャップ層７とが発光層となる。
オードの断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−
Ａ′における発光ダイオードの表面に平行な面での断面
図にボンディングパッドの位置を重ねた図である。ｐ型
電極は直径約１００μｍのボンディングパッド９が形成
される。このボンディングパッド９は円形の結晶の無い
空間８０とほぼ一致するように形成されている。一方、
ｎ−ＧａＡｓ基板１の下面のｎ型電極１０は全面のベタ
電極である。そしてこの場合、発光波長に対して不透明
な第１導電型の第１の半導体基板であるｎ型のＧａＡｓ
基板１上の、ｎ型のＧａＡｓバッファー層２とｎ型のＤ
ＢＲ層３とｎ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第ｌクラッド層４と
アンドープの（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層５
とｐ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２クラッド層６とｐ型のＧ
ａＰキャップ層７とが発光層となる。
【００３４】このようにして得られた図１に示される発
光ダイオードの大きさは、縦約３００μｍ×横約３００
μｍ×高さ約２５０μｍ〜３５０μｍ程度である。
光ダイオードの大きさは、縦約３００μｍ×横約３００
μｍ×高さ約２５０μｍ〜３５０μｍ程度である。
【００３５】発光波長はアンドープの活性層の組成によ
って決められるが、一実施の形態よりなる本発明の場
合、（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層５なので、
発光波長はλ＝０．５８μｍ〜０．６０μｍ程度である
ため、ＧａＰ基板８に対して十分透明であり、且つＧａ
Ｐ基板８が２００μｍ厚程度と十分厚くなっているので
側面からも発光の光を取り出すことができる。
って決められるが、一実施の形態よりなる本発明の場
合、（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層５なので、
発光波長はλ＝０．５８μｍ〜０．６０μｍ程度である
ため、ＧａＰ基板８に対して十分透明であり、且つＧａ
Ｐ基板８が２００μｍ厚程度と十分厚くなっているので
側面からも発光の光を取り出すことができる。
【００３６】この発光ダイオードは発光波長に対して不
透明な第１導電型の第１の半導体基板であるＧａＡｓ基
板１を用いているが、ＧａＡｓ基板１の方向へ向かう発
光はＤＢＲ３によって発光ダイオードチップの表面方向
へ反射される。そして、ＧａＰ基板８に向かって出射さ
れた光には、ＤＢＲ３だけでなく結晶の無い空間（電流
阻止部）８０とＧａＰ基板８との屈折率差、Δｎ＝ｎ
（ＧａＰ）−ｎ（結晶の無い空間）＝約３．４５−約
１．０＝約２．４５、により発光ダイオードチップの表
面方向に反射される。発光層からの光の内、キャップ層
７から結晶の無い空間８０へ向かう光の約７０％は透過
し、この透過した光の約３０％が反射されるが、透過と
反射を繰り返すが吸収層が無いので、第２の透明な半導
体基板８（ＧａＰ）へほぼ全部光伝搬される。しかも、
ボンディングパッド９の下には結晶が無いため電流が流
ず、ボンディングパッド直下での無効の発光は無くな
る。その結果、ＧａＰ基板をエッチングして電流阻止部
を形成しない従来の発光ダイオードが約３ｃｄ（カンデ
ラ）であったのに対して、本実施例の発光ダイオードは
約３．６ｃｄであり、２０％程度の光度の向上が達成で
きた。この輝度比較の場合の動作条件は、どちらも順方
向電流２０ｍＡ、順方向電圧約２．１Ｖであった。
透明な第１導電型の第１の半導体基板であるＧａＡｓ基
板１を用いているが、ＧａＡｓ基板１の方向へ向かう発
光はＤＢＲ３によって発光ダイオードチップの表面方向
へ反射される。そして、ＧａＰ基板８に向かって出射さ
れた光には、ＤＢＲ３だけでなく結晶の無い空間（電流
阻止部）８０とＧａＰ基板８との屈折率差、Δｎ＝ｎ
（ＧａＰ）−ｎ（結晶の無い空間）＝約３．４５−約
１．０＝約２．４５、により発光ダイオードチップの表
面方向に反射される。発光層からの光の内、キャップ層
７から結晶の無い空間８０へ向かう光の約７０％は透過
し、この透過した光の約３０％が反射されるが、透過と
反射を繰り返すが吸収層が無いので、第２の透明な半導
体基板８（ＧａＰ）へほぼ全部光伝搬される。しかも、
ボンディングパッド９の下には結晶が無いため電流が流
ず、ボンディングパッド直下での無効の発光は無くな
る。その結果、ＧａＰ基板をエッチングして電流阻止部
を形成しない従来の発光ダイオードが約３ｃｄ（カンデ
ラ）であったのに対して、本実施例の発光ダイオードは
約３．６ｃｄであり、２０％程度の光度の向上が達成で
きた。この輝度比較の場合の動作条件は、どちらも順方
向電流２０ｍＡ、順方向電圧約２．１Ｖであった。
【００３７】また、ＧａＰキャップ層７の表面を鏡面加
工しているので、ＧａＰ表面の微視的な平坦性が向上
し、ｐ−ＧａＰキャップ層７とＧａＰ基板８表面との接
合加工は、鏡面加工しない場合は９００℃以上でしか十
分な密着力が得られなかったのに対し、７００℃で十分
な接合強度が得られた。
工しているので、ＧａＰ表面の微視的な平坦性が向上
し、ｐ−ＧａＰキャップ層７とＧａＰ基板８表面との接
合加工は、鏡面加工しない場合は９００℃以上でしか十
分な密着力が得られなかったのに対し、７００℃で十分
な接合強度が得られた。
【００３８】次に、図５乃至図８を用いて、他の一実施
の形態よりなる発光ダイオードの構造およびその製造方
法について説明する。
の形態よりなる発光ダイオードの構造およびその製造方
法について説明する。
【００３９】図５（ａ）は本実施例で得られる発光ダイ
オードの断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−
Ｂ′における発光ダイオードの表面に平行な面での断面
図にボンディングパッドの位置を重ねた図である。図６
および図７（ａ）および図８は本実施例の発光ダイオー
ドの製造工程を示す断面図であり、図７（ｂ）は図７
（ａ）のＢ−Ｂ′における発光ダイオードの表面に平行
な面での断面図である。
オードの断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−
Ｂ′における発光ダイオードの表面に平行な面での断面
図にボンディングパッドの位置を重ねた図である。図６
および図７（ａ）および図８は本実施例の発光ダイオー
ドの製造工程を示す断面図であり、図７（ｂ）は図７
（ａ）のＢ−Ｂ′における発光ダイオードの表面に平行
な面での断面図である。
【００４０】この一実施の形態よりなる発光ダイオード
はＡｌＧａＩｎＰ系のものであり、図６にその構造およ
び製造方法を示す。発光波長に対して不透明な第１導電
型の第１の半導体基板であるｎ型のＧａＡｓ基板１上に
ｎ型のＧａＡｓバッファー層２（約１μｍ厚）、ｎ型の
（Ａｌ0.4Ｇａ0.6）0.5Ｉｎ0.5Ｐのキャップ層１１（約
０．０５μｍ厚）、ｎ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第ｌクラッ
ド層４（約１μｍ厚）、アンドープの（Ａｌ0.3Ｇ
ａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層５（約０．６μｍ厚）、ｐ
型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２クラッド層６（約１μｍ
厚）、ｐ型のＧａＰキャップ層７（約０．２μｍ厚）を
ＭＯＣＶＤ法により順次積層する。
はＡｌＧａＩｎＰ系のものであり、図６にその構造およ
び製造方法を示す。発光波長に対して不透明な第１導電
型の第１の半導体基板であるｎ型のＧａＡｓ基板１上に
ｎ型のＧａＡｓバッファー層２（約１μｍ厚）、ｎ型の
（Ａｌ0.4Ｇａ0.6）0.5Ｉｎ0.5Ｐのキャップ層１１（約
０．０５μｍ厚）、ｎ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第ｌクラッ
ド層４（約１μｍ厚）、アンドープの（Ａｌ0.3Ｇ
ａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層５（約０．６μｍ厚）、ｐ
型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２クラッド層６（約１μｍ
厚）、ｐ型のＧａＰキャップ層７（約０．２μｍ厚）を
ＭＯＣＶＤ法により順次積層する。
【００４１】次に、図７は発光ダイオードの上部電極部
となるＧａＰ基板についての図であり、図７（ａ）はそ
の断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ′断
面図である。図７（ａ）に示すように発光波長に対して
透明な第２導電型の第２の半導体基板であるｐ型のＧａ
Ｐ基板８による上部電極部を作成する。図７（ｂ）に示
すように発光波長に対して透明なｐ型のＧａＰ基板８の
表面を直径約１２０μｍの大きさの円形状８１に０．１
μｍ程度の深さに硫酸：過酸化水素系エッチャントによ
りエッチングする。さらに、この円８１と隣接する円と
円を結ぶ約１０μｍの幅の４本のストライプ溝８２を
０．０５μｍ程度の深さに硫酸：過酸化水素系エッチャ
ントによりエッチングする。
となるＧａＰ基板についての図であり、図７（ａ）はそ
の断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ′断
面図である。図７（ａ）に示すように発光波長に対して
透明な第２導電型の第２の半導体基板であるｐ型のＧａ
Ｐ基板８による上部電極部を作成する。図７（ｂ）に示
すように発光波長に対して透明なｐ型のＧａＰ基板８の
表面を直径約１２０μｍの大きさの円形状８１に０．１
μｍ程度の深さに硫酸：過酸化水素系エッチャントによ
りエッチングする。さらに、この円８１と隣接する円と
円を結ぶ約１０μｍの幅の４本のストライプ溝８２を
０．０５μｍ程度の深さに硫酸：過酸化水素系エッチャ
ントによりエッチングする。
【００４２】その後、図６に示されるｐ−ＧａＰキャッ
プ層７および図７（ａ）に示されるＧａＰ基板８の下表
面を硫酸：過酸化水素系のエッチャントでそれぞれ０．
１μｍ程度エッチングし、図８に示されるようにＧａＰ
キャップ層７とＧａＰ基板８とを積層し、密着させる。
その後、３０ｇ／ｃｍ2程度の圧力をこの積層したウエ
ハーに加え、Ｈ2雰囲気で７００℃で２時間程度熱処理
する。このようにして、ｐ−ＧａＰキャップ層７とＧａ
Ｐ基板８の表面とは電気的にも、光学的にも接合され
る。このようにして図８の形が完成する。形成された円
形状の空間８０はIII−Ｖ族化合物半導体結晶の全く無
い空間であり、真空または接合時の雰囲気ガス（例えば
水素ガス）などに満たされている。
プ層７および図７（ａ）に示されるＧａＰ基板８の下表
面を硫酸：過酸化水素系のエッチャントでそれぞれ０．
１μｍ程度エッチングし、図８に示されるようにＧａＰ
キャップ層７とＧａＰ基板８とを積層し、密着させる。
その後、３０ｇ／ｃｍ2程度の圧力をこの積層したウエ
ハーに加え、Ｈ2雰囲気で７００℃で２時間程度熱処理
する。このようにして、ｐ−ＧａＰキャップ層７とＧａ
Ｐ基板８の表面とは電気的にも、光学的にも接合され
る。このようにして図８の形が完成する。形成された円
形状の空間８０はIII−Ｖ族化合物半導体結晶の全く無
い空間であり、真空または接合時の雰囲気ガス（例えば
水素ガス）などに満たされている。
【００４３】次に、図８のｎ−ＧａＡｓ基板１を硫酸：
過酸化水素系エッチャントにより１０μｍ厚程度までエ
ッチングする。次に、図７のｐ−ＧａＰ基板（上部電極
側）８の厚さが約２００μｍ〜２５０μｍ程度になるま
で研磨する。洗浄後、真空装置により、先ずこのｐ−Ｇ
ａＰ基板の上面側にＡｕＢｅ／Ａｕ材料からなるｐ型電
極の薄膜を形成し、熱処理により上部ｐ型電極（ボンデ
ィングバッド）９を完成する。このボンディングバッド
の大きさは直径約１００μｍ程度であり、先に形成され
たｐ−ＧａＰ基板８に形成した凹部の円形部分（直径約
１２０μｍ程度）８１の中に入るように位置合わせして
形成される。その後、ｎ−ＧａＡｓ基板１の下面にＡｕ
Ｇｅ／Ａｕ材料によりドット状のｎ型電極１２を形成す
る。さらに、このｎ型電極１２をドット状態にマスキン
グして、例えば、硫酸：過酸化水素系などのエッチング
液で処理すると、ＧａＡｓ材料とキャップ層材料とのエ
ッチング レートが大きく異なることを利用して、ｎ型
の（Ａｌ0.4Ｇａ0.6）0.5Ｉｎ0.5Ｐのキャップ層１１
（約０．０５μｍ厚）の直前の深さにまでエッチングす
る。
過酸化水素系エッチャントにより１０μｍ厚程度までエ
ッチングする。次に、図７のｐ−ＧａＰ基板（上部電極
側）８の厚さが約２００μｍ〜２５０μｍ程度になるま
で研磨する。洗浄後、真空装置により、先ずこのｐ−Ｇ
ａＰ基板の上面側にＡｕＢｅ／Ａｕ材料からなるｐ型電
極の薄膜を形成し、熱処理により上部ｐ型電極（ボンデ
ィングバッド）９を完成する。このボンディングバッド
の大きさは直径約１００μｍ程度であり、先に形成され
たｐ−ＧａＰ基板８に形成した凹部の円形部分（直径約
１２０μｍ程度）８１の中に入るように位置合わせして
形成される。その後、ｎ−ＧａＡｓ基板１の下面にＡｕ
Ｇｅ／Ａｕ材料によりドット状のｎ型電極１２を形成す
る。さらに、このｎ型電極１２をドット状態にマスキン
グして、例えば、硫酸：過酸化水素系などのエッチング
液で処理すると、ＧａＡｓ材料とキャップ層材料とのエ
ッチング レートが大きく異なることを利用して、ｎ型
の（Ａｌ0.4Ｇａ0.6）0.5Ｉｎ0.5Ｐのキャップ層１１
（約０．０５μｍ厚）の直前の深さにまでエッチングす
る。
【００４４】このようにして、ドット状のｎ型電極およ
びｐ型電極が形成された発光ダイオード（図５（ａ））
が完成する。このドット電極の形状は、ドットが約５０
μｍφ位、ドット ピッチは約１００μｍ位である。そ
してこの場合、発光波長に対して不透明な第１導電型の
第１の半導体基板であるｎ型のＧａＡｓ基板１上の、バ
ッファー層２とキャップ層１１と第ｌクラッド層４とア
ンドープの（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層５と
第２クラッド層６とキャップ層７とが発光層となる。
びｐ型電極が形成された発光ダイオード（図５（ａ））
が完成する。このドット電極の形状は、ドットが約５０
μｍφ位、ドット ピッチは約１００μｍ位である。そ
してこの場合、発光波長に対して不透明な第１導電型の
第１の半導体基板であるｎ型のＧａＡｓ基板１上の、バ
ッファー層２とキャップ層１１と第ｌクラッド層４とア
ンドープの（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層５と
第２クラッド層６とキャップ層７とが発光層となる。
【００４５】このようにして得られた図５（ａ）に示さ
れる発光ダイオードの大きさは、縦約３００μｍ×横約
３００μｍ×高さ約２５０μｍ〜３５０μｍ程度であ
る。
れる発光ダイオードの大きさは、縦約３００μｍ×横約
３００μｍ×高さ約２５０μｍ〜３５０μｍ程度であ
る。
【００４６】このようにして得られた発光ダイオードは
発光波長に対して透明なＧａＰ基板８を用いているので
側面からも発光の光を取り出すことができる。なお、Ｇ
ａＰ基板８中に出射された光の１部は電流阻止部（空
間）８０とＧａＰ基板８の屈折率差によって発光ダイオ
ードチップの表面方向に反射される。しかも、ボンディ
ングパッド９の下には電流が流れないのでボンディング
パッド直下での無効発光を抑制することができる。その
結果、ＧａＰ基板をエッチングして凹構造を形成するこ
となく直接接合してできた発光ダイオード（空間８０の
無い発光ダイオード）が３．５ｃｄ（カンデラ）であっ
たのに対して、本実施例の発光ダイオードは４．２ｃｄ
（カンデラ）であり、２０％の光度の向上が達成でき
た。図１に示された一実施の形態よりなる本発明に比較
した本発明の輝度が向上しているのは主としてｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１を約１０μｍ厚とし、且つ下部のｎ型電極を
ドット状にエッチングした構造の採用によると考えられ
る。
発光波長に対して透明なＧａＰ基板８を用いているので
側面からも発光の光を取り出すことができる。なお、Ｇ
ａＰ基板８中に出射された光の１部は電流阻止部（空
間）８０とＧａＰ基板８の屈折率差によって発光ダイオ
ードチップの表面方向に反射される。しかも、ボンディ
ングパッド９の下には電流が流れないのでボンディング
パッド直下での無効発光を抑制することができる。その
結果、ＧａＰ基板をエッチングして凹構造を形成するこ
となく直接接合してできた発光ダイオード（空間８０の
無い発光ダイオード）が３．５ｃｄ（カンデラ）であっ
たのに対して、本実施例の発光ダイオードは４．２ｃｄ
（カンデラ）であり、２０％の光度の向上が達成でき
た。図１に示された一実施の形態よりなる本発明に比較
した本発明の輝度が向上しているのは主としてｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１を約１０μｍ厚とし、且つ下部のｎ型電極を
ドット状にエッチングした構造の採用によると考えられ
る。
【００４７】この輝度比較の場合の動作条件は、どちら
も順方向電流２０ｍＡ、順方向電圧約２．１Ｖであっ
た。
も順方向電流２０ｍＡ、順方向電圧約２．１Ｖであっ
た。
【００４８】また、ＧａＰキャップ層７の成長層厚を約
０．２μｍとしているので、ＧａＰ表面の微視的な平坦
性が向上し、ＧａＰキャップ層厚が約２μｍの場合は９
００℃以上でしか十分な密着強度が得られなかったのに
対し、７００℃で十分な密着強度が得られた。
０．２μｍとしているので、ＧａＰ表面の微視的な平坦
性が向上し、ＧａＰキャップ層厚が約２μｍの場合は９
００℃以上でしか十分な密着強度が得られなかったのに
対し、７００℃で十分な密着強度が得られた。
【００４９】次に、図９乃至図１４を用いて、他の一実
施の形態よりなる発光ダイオードの構造およびその製造
方法について説明する。
施の形態よりなる発光ダイオードの構造およびその製造
方法について説明する。
【００５０】図９（ａ）は本実施例で得られる発光ダイ
オードの断面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＣ−
Ｃ′における発光ダイオードの表面に平行な面での断面
図にボンディングパッドの位置を重ねた図である。図１
０および図１１および図１２および図１３および図１４
は本実施例の発光ダイオードの製造工程を示す断面図で
ある。
オードの断面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＣ−
Ｃ′における発光ダイオードの表面に平行な面での断面
図にボンディングパッドの位置を重ねた図である。図１
０および図１１および図１２および図１３および図１４
は本実施例の発光ダイオードの製造工程を示す断面図で
ある。
【００５１】この一実施の形態よりなる発光ダイオード
はＡｌＧａＩｎＰ系のものであり、図９（ａ）にその構
造および製造方法を示す。発光波長に対して不透明な第
１導電型の第１の半導体基板であるｎ型のＧａＡｓ基板
１上にｎ型のＧａＡｓバッファー層２（約１μｍ厚）、
ｎ型のＧａ0.6Ｉｎ0.5Ｐのキャップ層１３（約０．０２
μｍ厚）、ｎ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第ｌクラッド層４
（約１μｍ厚）、アンドープの（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5
Ｉｎ0.5Ｐ活性層５（約０．６μｍ厚）、ｐ型のＡｌ0.5
Ｉｎ0.5Ｐ第２クラッド層６（約１μｍ厚）、ｐ型のＧ
ａＰキャップ層７（約０．２μｍ厚）をＭＯＣＶＤ法に
より順次積層する。
はＡｌＧａＩｎＰ系のものであり、図９（ａ）にその構
造および製造方法を示す。発光波長に対して不透明な第
１導電型の第１の半導体基板であるｎ型のＧａＡｓ基板
１上にｎ型のＧａＡｓバッファー層２（約１μｍ厚）、
ｎ型のＧａ0.6Ｉｎ0.5Ｐのキャップ層１３（約０．０２
μｍ厚）、ｎ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第ｌクラッド層４
（約１μｍ厚）、アンドープの（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5
Ｉｎ0.5Ｐ活性層５（約０．６μｍ厚）、ｐ型のＡｌ0.5
Ｉｎ0.5Ｐ第２クラッド層６（約１μｍ厚）、ｐ型のＧ
ａＰキャップ層７（約０．２μｍ厚）をＭＯＣＶＤ法に
より順次積層する。
【００５２】続いて、図１１に示すようにＶＰＥ法（Ｖ
ａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ、気相成長法）
によりｐ型のＧａＰ１４を約５０μｍ積層する。その
後、図１２に示すようにＧａＡｓ基板１をアンモニア：
過酸化水素系エッチャントにより除去する。
ａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ、気相成長法）
によりｐ型のＧａＰ１４を約５０μｍ積層する。その
後、図１２に示すようにＧａＡｓ基板１をアンモニア：
過酸化水素系エッチャントにより除去する。
【００５３】その後、図１３に示すように発光波長に対
して透明なｎ型のＧａＰ基板１５の表面に、ＳｉＮxを
マスクとして直径約１２０μｍの大きさの円形にＺｎを
数ミクロンの深さまで拡散させ、電流阻止部８３を形成
する。その後、ＳｉＮxをバッファードフツ酸で除去し
た後、ＧａＰ基板１５の表面を硫酸：過酸化水素系のエ
ッチャントで０．１μｍ程度エッチングし、Ｇａ0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐキャップ層１３を０．０１μｍ程度エッチング
する。
して透明なｎ型のＧａＰ基板１５の表面に、ＳｉＮxを
マスクとして直径約１２０μｍの大きさの円形にＺｎを
数ミクロンの深さまで拡散させ、電流阻止部８３を形成
する。その後、ＳｉＮxをバッファードフツ酸で除去し
た後、ＧａＰ基板１５の表面を硫酸：過酸化水素系のエ
ッチャントで０．１μｍ程度エッチングし、Ｇａ0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐキャップ層１３を０．０１μｍ程度エッチング
する。
【００５４】その後、図１４に示すようにＧａ0.5Ｉｎ
0.5Ｐキャップ層１３とＧａＰ基板１５とを積層し、密
着させる。その後、３０ｇ／ｃｍ2程度の圧力をこの積
層したウエハーに加え、Ｈ2雰囲気で７００℃で２時間
程度熱処理する。このようにして、ｐ−ＧａＰキャップ
層７とＧａＰ基板８の表面とは電気的にも、光学的にも
接合される。このようにして図１４の形が完成する。
0.5Ｐキャップ層１３とＧａＰ基板１５とを積層し、密
着させる。その後、３０ｇ／ｃｍ2程度の圧力をこの積
層したウエハーに加え、Ｈ2雰囲気で７００℃で２時間
程度熱処理する。このようにして、ｐ−ＧａＰキャップ
層７とＧａＰ基板８の表面とは電気的にも、光学的にも
接合される。このようにして図１４の形が完成する。
【００５５】次に、図９に示されるように、ｎ−ＧａＰ
基板１５を厚さが約２００μｍ〜２５０μｍ程度になる
まで研磨する。洗浄後、真空装置により、先ずこのｎ−
ＧａＰ基板の上面側にＡｕＳｉ／Ａｕ材料からなるドッ
ト状のｎ型電極の薄膜を形成し、熱処理により下部ｎ型
電極１６を完成する。このドット電極の形状は、ドット
が約５０μｍφ位、ドット ピッチは約１００μｍ位で
ある。
基板１５を厚さが約２００μｍ〜２５０μｍ程度になる
まで研磨する。洗浄後、真空装置により、先ずこのｎ−
ＧａＰ基板の上面側にＡｕＳｉ／Ａｕ材料からなるドッ
ト状のｎ型電極の薄膜を形成し、熱処理により下部ｎ型
電極１６を完成する。このドット電極の形状は、ドット
が約５０μｍφ位、ドット ピッチは約１００μｍ位で
ある。
【００５６】次に、電流拡散層となるｐ−ＧａＰ１４の
上面にｐ型電極（ボンディングパッド）９をＡｕＢｅ／
Ａｕ材料により形成する。このボンディングバッドの大
きさは直径約１００μｍ程度であり、先に形成されたｎ
−ＧａＰ基板１５にＺｎを拡散して形成した電流阻止部
（ｐ型領域、大きさ約１２０μｍ）８３の中に入るよう
に位置合わせして形成される。
上面にｐ型電極（ボンディングパッド）９をＡｕＢｅ／
Ａｕ材料により形成する。このボンディングバッドの大
きさは直径約１００μｍ程度であり、先に形成されたｎ
−ＧａＰ基板１５にＺｎを拡散して形成した電流阻止部
（ｐ型領域、大きさ約１２０μｍ）８３の中に入るよう
に位置合わせして形成される。
【００５７】このようにして、ドット状のｎ型電極およ
びｐ型電極が形成された発光ダイオード（図９（ａ））
が完成する。図９（ａ）に示される発光ダイオードの大
きさは、縦約３００μｍ×横約３００μｍ×高さ約２５
０μｍ〜３５０μｍ程度である。そしてこの場合、発光
波長に対して不透明な第１導電型の第１の半導体基板で
あるｎ型のＧａＡｓ基板１上の、バッファー層２とキャ
ップ層１３と第ｌクラッド層４とアンドープの（Ａｌ
0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層５と第２クラッド層６
とキャップ層７とが発光層となる。
びｐ型電極が形成された発光ダイオード（図９（ａ））
が完成する。図９（ａ）に示される発光ダイオードの大
きさは、縦約３００μｍ×横約３００μｍ×高さ約２５
０μｍ〜３５０μｍ程度である。そしてこの場合、発光
波長に対して不透明な第１導電型の第１の半導体基板で
あるｎ型のＧａＡｓ基板１上の、バッファー層２とキャ
ップ層１３と第ｌクラッド層４とアンドープの（Ａｌ
0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層５と第２クラッド層６
とキャップ層７とが発光層となる。
【００５８】このようにして得られた発光ダイオードは
発光波長に対して透明なｎ−ＧａＰ基板１５およびｐ−
ＧａＰ基板（電流拡散層）１４を用いているので側面か
らも発光の光を取り出すことができる。また、ｎ−Ｇａ
Ｐ基板１５中に出射された光の１部は電流阻止部（空
間）８０とＧａＰ基板１５の屈折率差によって発光ダイ
オードチップの表面方向に反射される。また、ｎ型のＧ
ａ0.6Ｉｎ0.5Ｐのキャップ層１３は発光光を吸収するが
層厚が約０．０１μｍ程度と薄いため発光ダイオードの
輝度に対する影響は十分小さい。しかも、ｐ−ＧａＰ基
板（電流拡散層）１４のボンディングパッド９の下に当
たる領域には電流が流れないのでボンディングパッド直
下での無効発光を抑制することができる。
発光波長に対して透明なｎ−ＧａＰ基板１５およびｐ−
ＧａＰ基板（電流拡散層）１４を用いているので側面か
らも発光の光を取り出すことができる。また、ｎ−Ｇａ
Ｐ基板１５中に出射された光の１部は電流阻止部（空
間）８０とＧａＰ基板１５の屈折率差によって発光ダイ
オードチップの表面方向に反射される。また、ｎ型のＧ
ａ0.6Ｉｎ0.5Ｐのキャップ層１３は発光光を吸収するが
層厚が約０．０１μｍ程度と薄いため発光ダイオードの
輝度に対する影響は十分小さい。しかも、ｐ−ＧａＰ基
板（電流拡散層）１４のボンディングパッド９の下に当
たる領域には電流が流れないのでボンディングパッド直
下での無効発光を抑制することができる。
【００５９】その結果、ＧａＰ基板にＺｎを拡散するこ
となく直接接合してできた発光ダイオードが４．０ｃｄ
（カンデラ）であったのに対して、本発明の発光ダイオ
ードは４．６ｃｄ（カンデラ）であり、１５％の光度の
向上が達成できた。この輝度比較の場合の動作条件は、
どちらも順方向電流２０ｍＡ、順方向電圧約２．１Ｖで
あった。
となく直接接合してできた発光ダイオードが４．０ｃｄ
（カンデラ）であったのに対して、本発明の発光ダイオ
ードは４．６ｃｄ（カンデラ）であり、１５％の光度の
向上が達成できた。この輝度比較の場合の動作条件は、
どちらも順方向電流２０ｍＡ、順方向電圧約２．１Ｖで
あった。
【００６０】図１に示された一実施の形態よりなる本発
明に比較して今回輝度が向上しているのは主として発光
に対して透明なｎ−ＧａＰ基板を用い、且つ下部のｎ型
電極をドット状にした構造の採用によると考えられる。
明に比較して今回輝度が向上しているのは主として発光
に対して透明なｎ−ＧａＰ基板を用い、且つ下部のｎ型
電極をドット状にした構造の採用によると考えられる。
【００６１】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１によれ
ば、半導体基板上に単層あるいは複数層からなる発光層
が積層され且つｎ型電極とｐ型電極とが形成された発光
ダイオードにおいて、上部電極の下部に該当する領域に
結晶の無い空間を設けることにより、外部出射効率を１
５％〜２０％向上することができた。
ば、半導体基板上に単層あるいは複数層からなる発光層
が積層され且つｎ型電極とｐ型電極とが形成された発光
ダイオードにおいて、上部電極の下部に該当する領域に
結晶の無い空間を設けることにより、外部出射効率を１
５％〜２０％向上することができた。
【００６２】また、請求項２に記載の発光ダイオードに
よれば、前記結晶の無い空間を設ける半導体層の材料が
ＧａＰより構成されることにより、外部出射効率を大幅
に向上することができた。
よれば、前記結晶の無い空間を設ける半導体層の材料が
ＧａＰより構成されることにより、外部出射効率を大幅
に向上することができた。
【００６３】また、請求項３の発光ダイオードの製造方
法によれば、第１導電型の第１の半導体基板上に単層あ
るいは複数層からなる発光層を形成する工程と、この第
１導電型の第１の半導体基板上に単層あるいは複数層か
らなる発光層を形成した面または第２導電型の発光波長
に対して透明な第２の半導体基板表面に結晶の無い空間
の凹部を形成する工程と、第１導電型の第１の半導体基
板の発光層を形成した面と第２導電型の第２の半導体基
板表面とを密着させた後熱処理し半導体基板どうしを接
合する工程と、第１導電型の第１の半導体基板上に単層
あるいは複数層からなる発光層を形成した面の反対側の
面または第２導電型の発光波長に対して透明な第２の半
導体基板の裏表面に結晶の無い空間の上方に上部電極を
形成する工程とを有することにより、容易に電流阻止部
を形成することができる。
法によれば、第１導電型の第１の半導体基板上に単層あ
るいは複数層からなる発光層を形成する工程と、この第
１導電型の第１の半導体基板上に単層あるいは複数層か
らなる発光層を形成した面または第２導電型の発光波長
に対して透明な第２の半導体基板表面に結晶の無い空間
の凹部を形成する工程と、第１導電型の第１の半導体基
板の発光層を形成した面と第２導電型の第２の半導体基
板表面とを密着させた後熱処理し半導体基板どうしを接
合する工程と、第１導電型の第１の半導体基板上に単層
あるいは複数層からなる発光層を形成した面の反対側の
面または第２導電型の発光波長に対して透明な第２の半
導体基板の裏表面に結晶の無い空間の上方に上部電極を
形成する工程とを有することにより、容易に電流阻止部
を形成することができる。
【００６４】また、請求項４の発光ダイオードの製造方
法によれば、第１導電型の第１の半導体基板上に単層あ
るいは複数層からなる発光層を形成した後、この表面を
鏡面加工することにより、低い温度で第１導電型の第１
の半導体基板と第２導電型の第２の半導体基板と接合す
ることができる。
法によれば、第１導電型の第１の半導体基板上に単層あ
るいは複数層からなる発光層を形成した後、この表面を
鏡面加工することにより、低い温度で第１導電型の第１
の半導体基板と第２導電型の第２の半導体基板と接合す
ることができる。
【００６５】また、請求項５の発光ダイオードの製造方
法によれば、第１導電型の第１の半導体基板上に単層あ
るいは複数層からなる発光層を形成し、さらにその上に
キャップ層を形成する発光ダイオードにおいて、キャッ
プ層厚が０．２μｍ以下であることにより、低い温度で
第１導電型の第１の半導体基板と第２導電型の第２の半
導体基板と接合することができる。
法によれば、第１導電型の第１の半導体基板上に単層あ
るいは複数層からなる発光層を形成し、さらにその上に
キャップ層を形成する発光ダイオードにおいて、キャッ
プ層厚が０．２μｍ以下であることにより、低い温度で
第１導電型の第１の半導体基板と第２導電型の第２の半
導体基板と接合することができる。
【００６６】さらに、請求項６の発光ダイオードの製造
方法によれば、第１導電型の第１の半導体基板上に単層
あるいは複数層からなる発光層を形成する工程と、この
発光層上に第２導電型の電流拡散層を形成する工程と、
第１導電型の第１の半導体基板を除去する工程と、第１
導電型の第１の半導体基板を除去した面または第１導電
型の発光波長に対して透明な第２の半導体基板表面に結
晶の無い空間の凹部を形成する工程と、第１導電型の第
１の半導体基板を除去した面と第１導電型の第２の半導
体基板表面とを密着させた後熱処理し半導体基板どうし
を接合する工程と、第１導電型の第１の半導体基板を除
去した面の反対側の面または第１導電型の発光波長に対
して透明な第２の半導体基板の裏表面に結晶の無い空間
領域の上方に上部電極を形成する工程とを有することに
より、低い温度で第１導電型の第１の半導体基板と第２
導電型の第２の半導体基板と接合することができると共
に、外部出射効率を大幅に向上することができた。
方法によれば、第１導電型の第１の半導体基板上に単層
あるいは複数層からなる発光層を形成する工程と、この
発光層上に第２導電型の電流拡散層を形成する工程と、
第１導電型の第１の半導体基板を除去する工程と、第１
導電型の第１の半導体基板を除去した面または第１導電
型の発光波長に対して透明な第２の半導体基板表面に結
晶の無い空間の凹部を形成する工程と、第１導電型の第
１の半導体基板を除去した面と第１導電型の第２の半導
体基板表面とを密着させた後熱処理し半導体基板どうし
を接合する工程と、第１導電型の第１の半導体基板を除
去した面の反対側の面または第１導電型の発光波長に対
して透明な第２の半導体基板の裏表面に結晶の無い空間
領域の上方に上部電極を形成する工程とを有することに
より、低い温度で第１導電型の第１の半導体基板と第２
導電型の第２の半導体基板と接合することができると共
に、外部出射効率を大幅に向上することができた。
【００６７】以上説明したように、本発明による発光ダ
イオード及びその製造方法においては、発光層を有した
半導体基板と外部出射効率を向上させるための半導体基
板を接合し、このときどちらか一方の半導体基板に電流
阻止部を形成しておき、さらに接合界面の平坦性を良好
なものとしておくことにより、従来よりも高輝度の発光
ダイオードを容易に製造することができる。
イオード及びその製造方法においては、発光層を有した
半導体基板と外部出射効率を向上させるための半導体基
板を接合し、このときどちらか一方の半導体基板に電流
阻止部を形成しておき、さらに接合界面の平坦性を良好
なものとしておくことにより、従来よりも高輝度の発光
ダイオードを容易に製造することができる。
【図１】本発明の一実施の形態よりなる発光ダイオード
の図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ′断面図にボンディングパッドの位置を重ねた図であ
る。
の図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ′断面図にボンディングパッドの位置を重ねた図であ
る。
【図２】本発明の一実施の形態よりなる発光ダイオード
の製造工程を示す断面図である。
の製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態よりなる発光ダイオード
の上部電極部となるＧａＰ基板についての図であり、
（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図であ
る。
の上部電極部となるＧａＰ基板についての図であり、
（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図であ
る。
【図４】本発明の一実施の形態よりなる発光ダイオード
の製造工程を示す断面図であり、ＧａＰキャップ層７と
ＧａＰ基板８とをを積層し、密着させた図である。
の製造工程を示す断面図であり、ＧａＰキャップ層７と
ＧａＰ基板８とをを積層し、密着させた図である。
【図５】本発明の一実施の形態よりなる発光ダイオード
の図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−
Ｂ′断面図にボンディングパッドの位置を重ねた図であ
る。
の図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−
Ｂ′断面図にボンディングパッドの位置を重ねた図であ
る。
【図６】本発明の一実施の形態よりなる発光ダイオード
の製造工程を示す断面図である。
の製造工程を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態よりなる発光ダイオード
の上部電極部となるＧａＰ基板についての図であり、
（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ′断面図であ
る。
の上部電極部となるＧａＰ基板についての図であり、
（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ′断面図であ
る。
【図８】本発明の一実施の形態よりなる発光ダイオード
の製造工程を示す断面図であり、ＧａＰキャップ層７と
ＧａＰ基板８とを積層し、密着させた図である。
の製造工程を示す断面図であり、ＧａＰキャップ層７と
ＧａＰ基板８とを積層し、密着させた図である。
【図９】本発明の一実施の形態よりなる発光ダイオード
の図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−
Ｃ′断面図にボンディングパッドの位置を重ねた図であ
る。
の図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−
Ｃ′断面図にボンディングパッドの位置を重ねた図であ
る。
【図１０】本発明の一実施の形態よりなる発光ダイオー
ドの製造工程を示す断面図である。
ドの製造工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施の形態よりなる発光ダイオー
ドの製造工程を示す断面図であり、ＶＰＥ法によりｐ型
のＧａＰ１４を約５０μｍ積層している。
ドの製造工程を示す断面図であり、ＶＰＥ法によりｐ型
のＧａＰ１４を約５０μｍ積層している。
【図１２】本発明の一実施の形態よりなる発光ダイオー
ドの製造工程を示す断面図である。
ドの製造工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の一実施の形態よりなる発光ダイオー
ドの製造工程を示す断面図であり、発光波長に対して透
明なｎ型のＧａＰ基板１５の表面にＺｎ拡散による電流
阻止部８３を形成している図である。
ドの製造工程を示す断面図であり、発光波長に対して透
明なｎ型のＧａＰ基板１５の表面にＺｎ拡散による電流
阻止部８３を形成している図である。
【図１４】本発明の一実施の形態よりなる発光ダイオー
ドの製造工程を示す断面図であり、Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐキ
ャップ層１３とＧａＰ基板１５とを積層し、密着させた
図である。
ドの製造工程を示す断面図であり、Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐキ
ャップ層１３とＧａＰ基板１５とを積層し、密着させた
図である。
【図１５】従来例の電流拡散層としてｐ−ＡｌＧａＡｓ
層を用い、上部電極に対応する位置に電流阻止層を設け
た発光ダイオードを示す図である。
層を用い、上部電極に対応する位置に電流阻止層を設け
た発光ダイオードを示す図である。
【図１６】従来例の第１の不透明な基板に成長させた発
光ダイオードと第２の透明な基板とを密着させ、高温で
加圧処理により、２つの基板を接合してなる発光ダイオ
ードを示す図である。
光ダイオードと第２の透明な基板とを密着させ、高温で
加圧処理により、２つの基板を接合してなる発光ダイオ
ードを示す図である。
１ ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型のＧａＡｓバッファー層（約１μｍ厚） ３ ｎ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐとｎ型の（Ａｌ0.4Ｇ
ａ0.6）0.5Ｉｎ0.5Ｐの４０ペアのＤＢＲ層 ４ ｎ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第ｌクラッド層（約１μｍ
厚） ５ アンドープの（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性
層（約０．６μｍ厚） ６ ｐ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２クラッド層（約１μｍ
厚） ７ ｐ型のＧａＰキャップ層７（約５μｍ、または約
０．２μｍ厚） ８ 発光波長に対して透明なｐ型のＧａＰ基板（上部電
極部） ９ ＡｕＢｅ／Ａｕ材料からなるｐ型上部電極（ボンデ
ィングバッド） １０ ＡｕＧｅ／Ａｕ材料からなるｎ型下部電極（全面
のベタ電極） １１ ｎ型（Ａｌ0.4Ｇａ0.6）0.5Ｉｎ0.5Ｐのキャップ
層（約０．０５μｍ厚） １２ ＡｕＧｅ／Ａｕ材料からなるドット状のｎ型下部
電極 １３ Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐキャップ層（約０．０１μｍ〜
０．０２μｍ程度） １４ ｐ−ＧａＰ基板（電流拡散層） １５ ｎ−ＧａＰ基板 １６ ｎ−ＧａＰ基板のＡｕＳｉ／Ａｕ材料のドット状
のｎ型下部電極 ８０ 電流阻止部の作用をなす円形状の結晶の無い空間 ８１ 直径約１２０μｍの大きさの円形状凹部 ８２ 円８１と隣接する円と円を結ぶ約１０μｍの幅の
４本のストライプ溝 ８３ 電流阻止部
ａ0.6）0.5Ｉｎ0.5Ｐの４０ペアのＤＢＲ層 ４ ｎ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第ｌクラッド層（約１μｍ
厚） ５ アンドープの（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性
層（約０．６μｍ厚） ６ ｐ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２クラッド層（約１μｍ
厚） ７ ｐ型のＧａＰキャップ層７（約５μｍ、または約
０．２μｍ厚） ８ 発光波長に対して透明なｐ型のＧａＰ基板（上部電
極部） ９ ＡｕＢｅ／Ａｕ材料からなるｐ型上部電極（ボンデ
ィングバッド） １０ ＡｕＧｅ／Ａｕ材料からなるｎ型下部電極（全面
のベタ電極） １１ ｎ型（Ａｌ0.4Ｇａ0.6）0.5Ｉｎ0.5Ｐのキャップ
層（約０．０５μｍ厚） １２ ＡｕＧｅ／Ａｕ材料からなるドット状のｎ型下部
電極 １３ Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐキャップ層（約０．０１μｍ〜
０．０２μｍ程度） １４ ｐ−ＧａＰ基板（電流拡散層） １５ ｎ−ＧａＰ基板 １６ ｎ−ＧａＰ基板のＡｕＳｉ／Ａｕ材料のドット状
のｎ型下部電極 ８０ 電流阻止部の作用をなす円形状の結晶の無い空間 ８１ 直径約１２０μｍの大きさの円形状凹部 ８２ 円８１と隣接する円と円を結ぶ約１０μｍの幅の
４本のストライプ溝 ８３ 電流阻止部
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体基板上に単層あるいは複数層から
なる発光層が積層され且つｎ型電極とｐ型電極とが形成
された発光ダイオードにおいて、上部電極の下部に該当
する領域に結晶の無い空間を設けたことを特徴とする発
光ダイオード。 - 【請求項２】 前記結晶の無い空間を設ける半導体層の
材料がＧａＰより構成されることを特徴とする請求項１
記載の発光ダイオード。 - 【請求項３】 第１導電型の第１の半導体基板上に単層
あるいは複数層からなる発光層を形成する工程と、この
第１導電型の第１の半導体基板上に単層あるいは複数層
からなる発光層を形成した面または第２導電型の発光波
長に対して透明な第２の半導体基板表面に結晶の無い空
間の凹部を形成する工程と、第１導電型の第１の半導体
基板の発光層を形成した面と第２導電型の第２の半導体
基板表面とを密着させた後熱処理し半導体基板どうしを
接合する工程と、第１導電型の第１の半導体基板上に単
層あるいは複数層からなる発光層を形成した面の反対側
の面または第２導電型の発光波長に対して透明な第２の
半導体基板の裏表面に結晶の無い空間の上方に上部電極
を形成する工程とを有することを特徴とする発光ダイオ
ードの製造方法。 - 【請求項４】 第１導電型の第１の半導体基板上に単層
あるいは複数層からなる発光層を形成した後、この表面
を鏡面加工することを特徴とする請求項３記載の発光ダ
イオードの製造方法。 - 【請求項５】 第１導電型の第１の半導体基板上に単層
あるいは複数層からなる発光層を形成し、さらにその上
にキャップ層を形成する発光ダイオードにおいて、キャ
ップ層厚が０．２μｍ以下であることを特徴とする請求
項３記載の発光ダイオードの製造方法。 - 【請求項６】 第１導電型の第１の半導体基板上に単層
あるいは複数層からなる発光層を形成する工程と、この
発光層上に第２導電型の電流拡散層を形成する工程と、
第１導電型の第１の半導体基板を除去する工程と、第１
導電型の第１の半導体基板を除去した面または第１導電
型の発光波長に対して透明な第２の半導体基板表面に結
晶の無い空間の凹部を形成する工程と、第１導電型の第
１の半導体基板を除去した面と第１導電型の第２の半導
体基板表面とを密着させた後熱処理し半導体基板どうし
を接合する工程と、第１導電型の第１の半導体基板を除
去した面の反対側の面または第１導電型の発光波長に対
して透明な第２の半導体基板の裏表面に結晶の無い空間
領域の上方に上部電極を形成する工程とを有することを
特徴とする発光ダイオードの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP4271096A JP3239061B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 発光ダイオード及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP4271096A JP3239061B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 発光ダイオード及びその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH09237916A true JPH09237916A (ja) | 1997-09-09 |
| JP3239061B2 JP3239061B2 (ja) | 2001-12-17 |
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| JP4271096A Expired - Fee Related JP3239061B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 発光ダイオード及びその製造方法 |
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| JP2011139063A (ja) * | 2009-12-29 | 2011-07-14 | Lg Innotek Co Ltd | 発光素子、発光素子パッケージ |
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| DE102013113106A1 (de) * | 2013-11-27 | 2015-06-11 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlung emittierender Halbleiterchip |
| CN110993766A (zh) * | 2015-02-17 | 2020-04-10 | 新世纪光电股份有限公司 | 发光元件 |
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|---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-02-29 JP JP4271096A patent/JP3239061B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7541621B2 (en) | 2004-08-25 | 2009-06-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting device having a current narrowing portion and manufacturing method for semiconductor light emitting device |
| JP2007012870A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Sharp Corp | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| JP2007013093A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Epitech Technology Corp | 発光ダイオード |
| CN100388515C (zh) * | 2005-09-30 | 2008-05-14 | 晶能光电（江西）有限公司 | 半导体发光器件及其制造方法 |
| TWI395351B (zh) * | 2006-08-11 | 2013-05-01 | Sharp Kk | 氮化物半導體發光元件及其製造方法 |
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| US9252331B2 (en) | 2007-09-28 | 2016-02-02 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Thin-film LED having a mirror layer and method for the production thereof |
| JP2011139063A (ja) * | 2009-12-29 | 2011-07-14 | Lg Innotek Co Ltd | 発光素子、発光素子パッケージ |
| US9276175B2 (en) | 2009-12-29 | 2016-03-01 | Lg Innotek Co., Ltd. | Light emitting device, light emitting device package |
| JP2014183111A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光素子とその製造方法 |
| DE102013113106A1 (de) * | 2013-11-27 | 2015-06-11 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlung emittierender Halbleiterchip |
| CN110993766A (zh) * | 2015-02-17 | 2020-04-10 | 新世纪光电股份有限公司 | 发光元件 |
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