JPH09283791A - 発光ダイオード素子及びその製造方法 - Google Patents
発光ダイオード素子及びその製造方法Info
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- H—ELECTRICITY
- 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
- H01L33/02—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 characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—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 characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光ダイオードの光取りだし量を効率よく高
くする。 【解決手段】 ＧａＰのような表面または底面に略平行
な発光接合を有した発光ダイオード素子の少なくとも一
つの側面に複数の劈開面を設ける。あるいは側面に段差
状の劈開面を設けたものである。このような発光ダイオ
ード素子は、表面若しくは底面に略平行な発光接合を形
成したウエハの劈開方向と僅か許り交差する方向にスク
ライブを行い、少なくとも一つの側面に複数の劈開面を
設ける。あるいは表面若しくは底面に略平行な発光接合
を形成したウエハの表面と底面に、互いに少し許り交差
し劈開方向と略一致する方向にスクライブまたは溝形成
を行い、これを分割することで発光ダイオード素子を得
る。
くする。 【解決手段】 ＧａＰのような表面または底面に略平行
な発光接合を有した発光ダイオード素子の少なくとも一
つの側面に複数の劈開面を設ける。あるいは側面に段差
状の劈開面を設けたものである。このような発光ダイオ
ード素子は、表面若しくは底面に略平行な発光接合を形
成したウエハの劈開方向と僅か許り交差する方向にスク
ライブを行い、少なくとも一つの側面に複数の劈開面を
設ける。あるいは表面若しくは底面に略平行な発光接合
を形成したウエハの表面と底面に、互いに少し許り交差
し劈開方向と略一致する方向にスクライブまたは溝形成
を行い、これを分割することで発光ダイオード素子を得
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光取出効率のよい発
光ダイオード素子及びその製造方法に関する。
光ダイオード素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より発光ダイオード素子において
は、特開昭５３−１０２６８５号公報に示されるよう
に、広い発光接合、即ち表面または底面と略平行な発光
接合を有する発光ダイオード素子において、ウエハから
ダイシング法などを用いてほぼサイコロ状の発光ダイオ
ード素子を得ており、その時、その素子材料と用途によ
って例えばサイコロ状のチップを得るためにはダイシン
グ法を、またモノリシック素子や誘導放出を得るために
はスクライブ法をそれぞれ利用している。そして発光ダ
イオードの光取りだし量を多くするためには粗面化処理
をすればよいことが特公昭５１−２３８６８号公報など
でよく知られている。
は、特開昭５３−１０２６８５号公報に示されるよう
に、広い発光接合、即ち表面または底面と略平行な発光
接合を有する発光ダイオード素子において、ウエハから
ダイシング法などを用いてほぼサイコロ状の発光ダイオ
ード素子を得ており、その時、その素子材料と用途によ
って例えばサイコロ状のチップを得るためにはダイシン
グ法を、またモノリシック素子や誘導放出を得るために
はスクライブ法をそれぞれ利用している。そして発光ダ
イオードの光取りだし量を多くするためには粗面化処理
をすればよいことが特公昭５１−２３８６８号公報など
でよく知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、発光ダイオ
ードの光取りだし量を検討した結果、発光ダイオードの
側面から放出される光は、必ずしも化学的に表面を荒ら
した粗面にすることで向上せず、あるいはきれいな劈開
面に於て常に高輝度であるわけではなく、一方劈開面に
近い面を側面とする方が良い場合もあることが分かって
きた。
ードの光取りだし量を検討した結果、発光ダイオードの
側面から放出される光は、必ずしも化学的に表面を荒ら
した粗面にすることで向上せず、あるいはきれいな劈開
面に於て常に高輝度であるわけではなく、一方劈開面に
近い面を側面とする方が良い場合もあることが分かって
きた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような検討
結果に基づいて成されたもので、表面または底面に略平
行な発光接合を有し、少なくとも一つの側面に複数の劈
開面を設けたもので、あるいは側面に段差状の劈開面を
設けたものである。
結果に基づいて成されたもので、表面または底面に略平
行な発光接合を有し、少なくとも一つの側面に複数の劈
開面を設けたもので、あるいは側面に段差状の劈開面を
設けたものである。
【０００５】また本発明は、表面若しくは底面に略平行
な発光接合を形成したウエハの劈開方向と僅か許り交差
する方向にスクライブを行い、少なくとも一つの側面に
複数の劈開面を設けるものであり、あるいは表面若しく
は底面に略平行な発光接合を形成したウエハの表面と底
面に、互いに少し許り交差した方向にスクライブまたは
溝形成を行い、好ましくは傷または溝に集中的に加圧し
て分割する発光ダイオード素子の製造方法である。
な発光接合を形成したウエハの劈開方向と僅か許り交差
する方向にスクライブを行い、少なくとも一つの側面に
複数の劈開面を設けるものであり、あるいは表面若しく
は底面に略平行な発光接合を形成したウエハの表面と底
面に、互いに少し許り交差した方向にスクライブまたは
溝形成を行い、好ましくは傷または溝に集中的に加圧し
て分割する発光ダイオード素子の製造方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明実施例の発光ダイオ
ード素子の斜視図で、劈開が比較的明瞭なガリウムヒ素
（ＧａＡｓ）発光ダイオード素子（発光波長９５０ｎ
ｍ）を例にとっている。この発光ダイオード素子は、略
サイコロ状を成し、１辺は約３００μｍで、表面と底面
は、略平行で、各々電極１０を有している。そして、表
面側に表面または底面と略平行な発光接合２を有し、こ
れは例えば表面から略３０〜５０μｍの深さに約６００
００μｍ2の広さである。
ード素子の斜視図で、劈開が比較的明瞭なガリウムヒ素
（ＧａＡｓ）発光ダイオード素子（発光波長９５０ｎ
ｍ）を例にとっている。この発光ダイオード素子は、略
サイコロ状を成し、１辺は約３００μｍで、表面と底面
は、略平行で、各々電極１０を有している。そして、表
面側に表面または底面と略平行な発光接合２を有し、こ
れは例えば表面から略３０〜５０μｍの深さに約６００
００μｍ2の広さである。
【０００７】そして４つの側面の内、対向する面同士が
略同じ形状を成し、少なくとも一つの側面３に複数の劈
開面を設けてある。また側面５には段差５が設けられ、
その段差５の下側に段差状の劈開面６が形成されてい
る。この段差５は表面から２５〜２００μｍの個所に段
差幅１〜５０μｍで、階段状になっていてもよいし、な
だらかになっていてもよい。側面３の複数の劈開面や側
面４の段差状の劈開面６は、断面略鋸歯状を成し、周期
的若しくは連続して小さい領域の劈開面が露出している
状態を言う。
略同じ形状を成し、少なくとも一つの側面３に複数の劈
開面を設けてある。また側面５には段差５が設けられ、
その段差５の下側に段差状の劈開面６が形成されてい
る。この段差５は表面から２５〜２００μｍの個所に段
差幅１〜５０μｍで、階段状になっていてもよいし、な
だらかになっていてもよい。側面３の複数の劈開面や側
面４の段差状の劈開面６は、断面略鋸歯状を成し、周期
的若しくは連続して小さい領域の劈開面が露出している
状態を言う。
【０００８】このような側面３は、図２に示す様に、表
面若しくは底面に略平行な発光接合２０を有したガリウ
ム燐のウエハ１に、劈開方向Ａと僅か許り（１〜２５
度）交差する方向７ａにスクライブを行って傷７を形成
し、その傷７に従って分割することで、平行な傷７に基
づく素子側面、つまり側面３とその対向する側面におい
ても同様に、複数の劈開面を形成することができる。即
ちこのような側面３は、ウエハが劈開方向に沿って割れ
ようとするものの、傷７と傷７に沿った圧力による規制
力が働き、小さい領域毎に異なる劈開面で割れが進行
し、その結果一つの側面が複数の劈開面で形成されるこ
ととなる。
面若しくは底面に略平行な発光接合２０を有したガリウ
ム燐のウエハ１に、劈開方向Ａと僅か許り（１〜２５
度）交差する方向７ａにスクライブを行って傷７を形成
し、その傷７に従って分割することで、平行な傷７に基
づく素子側面、つまり側面３とその対向する側面におい
ても同様に、複数の劈開面を形成することができる。即
ちこのような側面３は、ウエハが劈開方向に沿って割れ
ようとするものの、傷７と傷７に沿った圧力による規制
力が働き、小さい領域毎に異なる劈開面で割れが進行
し、その結果一つの側面が複数の劈開面で形成されるこ
ととなる。
【０００９】ウエハ１の分割は、ウエハ結晶がガリウム
ヒ素やガリウム燐の場合その結晶の脆さから、通常、直
交するように切断する縦横ダイシング法が用いられる。
本発明にあっても、基本的にスクライブ法を用いること
以外には、上述したような平行な１方向のみの分割でな
く、傷や溝を略直交させることで発光接合２０を４角形
に区分けし、その傷や溝を設けた部分で個々の素子に分
割する方法を取ってよい。スクライブは例えばダイヤモ
ンドポイントでケガキ線を入れて行う。
ヒ素やガリウム燐の場合その結晶の脆さから、通常、直
交するように切断する縦横ダイシング法が用いられる。
本発明にあっても、基本的にスクライブ法を用いること
以外には、上述したような平行な１方向のみの分割でな
く、傷や溝を略直交させることで発光接合２０を４角形
に区分けし、その傷や溝を設けた部分で個々の素子に分
割する方法を取ってよい。スクライブは例えばダイヤモ
ンドポイントでケガキ線を入れて行う。
【００１０】劈開面に沿わない方向に素子を分割する場
合でもこのような複数の劈開面を得ることができる。例
えば、図１の側面４において段部５の基板側（底面側）
に、その段部５に交差する方向の段差状の劈開面６を設
けてある。これはウエハ１の表面から溝８の形成を行
い、底面から、その溝８の方向（実線８ａ）に少し許り
交差する方向（投影した破線方向９ａ）にスクライブを
行って傷９を形成し、その溝８に圧力を加えてウエハを
素子に分割することで得られる。溝８を形成するのはウ
エハが自助力で分割し易くするためであって、ウエハの
厚みが十分に薄ければ、ウエハの表面と底面に、互いに
少し許り交差する方向（交差角５〜２０度が好ましく、
より好ましくは上下の傷が分割始点で略一致するのがよ
い）にスクライブを行い、スクライブ傷に従って分割さ
せてよい。
合でもこのような複数の劈開面を得ることができる。例
えば、図１の側面４において段部５の基板側（底面側）
に、その段部５に交差する方向の段差状の劈開面６を設
けてある。これはウエハ１の表面から溝８の形成を行
い、底面から、その溝８の方向（実線８ａ）に少し許り
交差する方向（投影した破線方向９ａ）にスクライブを
行って傷９を形成し、その溝８に圧力を加えてウエハを
素子に分割することで得られる。溝８を形成するのはウ
エハが自助力で分割し易くするためであって、ウエハの
厚みが十分に薄ければ、ウエハの表面と底面に、互いに
少し許り交差する方向（交差角５〜２０度が好ましく、
より好ましくは上下の傷が分割始点で略一致するのがよ
い）にスクライブを行い、スクライブ傷に従って分割さ
せてよい。
【００１１】もとより、このような溝８をウエハの底面
から設けて、略対応する表面から少し許り交差するスク
ライブまたは溝形成を行って、その溝に圧力を加えてウ
エハを素子に分割してもよい。また上述のような方法の
組み合わせとして、表面若しくは底面に略平行な発光接
合を形成したウエハの表面と底面に、互いに少し許り交
差する、劈開方向にほぼ一致した方向に、スクライブま
たは溝形成を行い、溝やスクライブ傷に従って分割させ
てよい。
から設けて、略対応する表面から少し許り交差するスク
ライブまたは溝形成を行って、その溝に圧力を加えてウ
エハを素子に分割してもよい。また上述のような方法の
組み合わせとして、表面若しくは底面に略平行な発光接
合を形成したウエハの表面と底面に、互いに少し許り交
差する、劈開方向にほぼ一致した方向に、スクライブま
たは溝形成を行い、溝やスクライブ傷に従って分割させ
てよい。
【００１２】また、これらの製造方法おいては、いずれ
も、通常のスクライブで行うローラー加圧を行わない
で、傷７や溝８にステンレス刃やセラミック刃などの刃
を当てて、その刃に加重を掛けることで素子分割を行う
のが最も好ましい。この様に行うことで、割れるべき個
所に集中的に力が加わるのでチップ欠けが少ないばかり
か、実質的劈開面が現れ、光取りだし効率が高くなり、
また溝８が設けてある場合にはダイシングした部分と素
子が割れた部分との間で段差が形成され、割れるべき個
所に集中的に力が加わって段差状劈開面が現れ易くな
る。
も、通常のスクライブで行うローラー加圧を行わない
で、傷７や溝８にステンレス刃やセラミック刃などの刃
を当てて、その刃に加重を掛けることで素子分割を行う
のが最も好ましい。この様に行うことで、割れるべき個
所に集中的に力が加わるのでチップ欠けが少ないばかり
か、実質的劈開面が現れ、光取りだし効率が高くなり、
また溝８が設けてある場合にはダイシングした部分と素
子が割れた部分との間で段差が形成され、割れるべき個
所に集中的に力が加わって段差状劈開面が現れ易くな
る。
【００１３】このように側面に複数の劈開面を露出させ
ることによって、粗面加工した素子や１枚の劈開面だけ
を持つ発光ダイオード素子よりも数パーセント〜数十パ
ーセントの光取りだし効率がよくなった。例えば、縦横
の切断分離をダイシング法で得られた発光ダイオード素
子の場合、平均チップ輝度は３．５ｍｃｄで、これを粗
面加工すると４．１ｍｃｄでそのロットばら付きは±１
２％になるが、上述した図１の実施例においては平均チ
ップ輝度は６．３ｍｃｄ、ロットばら付きは±９％であ
った。
ることによって、粗面加工した素子や１枚の劈開面だけ
を持つ発光ダイオード素子よりも数パーセント〜数十パ
ーセントの光取りだし効率がよくなった。例えば、縦横
の切断分離をダイシング法で得られた発光ダイオード素
子の場合、平均チップ輝度は３．５ｍｃｄで、これを粗
面加工すると４．１ｍｃｄでそのロットばら付きは±１
２％になるが、上述した図１の実施例においては平均チ
ップ輝度は６．３ｍｃｄ、ロットばら付きは±９％であ
った。
【００１４】このような複数劈開面の効果については、
明確な理由は不明であるが、次の様に推測している。ま
ず従来の技術について、ダイシング法による結晶分割は
劈開方向を持つ発光ダイオード結晶にとってダメージを
与え、側面結晶で光吸収が大きくなっている可能性があ
ること、エッチング等による粗面加工は結晶表面のダメ
ージを取り除き光取りだし表面積を広げる効果はある
が、逆に結晶と周囲の空気若しくは樹脂との界面状態が
光吸収性になっている虞があること、１枚ものの劈開面
は、結晶周辺の空気若しくは樹脂との界面において内部
反射効率を高めている虞があること、などにより、突出
した光取りだし効率を持つ素子もあるけれども安定して
光取りだし効率を高めることができなかった。本発明は
このように劈開面を露出した素子で突出した光取りだし
効率の素子が時々得られることに着目して、劈開面を含
む粗面を検討している中で得られたものである。
明確な理由は不明であるが、次の様に推測している。ま
ず従来の技術について、ダイシング法による結晶分割は
劈開方向を持つ発光ダイオード結晶にとってダメージを
与え、側面結晶で光吸収が大きくなっている可能性があ
ること、エッチング等による粗面加工は結晶表面のダメ
ージを取り除き光取りだし表面積を広げる効果はある
が、逆に結晶と周囲の空気若しくは樹脂との界面状態が
光吸収性になっている虞があること、１枚ものの劈開面
は、結晶周辺の空気若しくは樹脂との界面において内部
反射効率を高めている虞があること、などにより、突出
した光取りだし効率を持つ素子もあるけれども安定して
光取りだし効率を高めることができなかった。本発明は
このように劈開面を露出した素子で突出した光取りだし
効率の素子が時々得られることに着目して、劈開面を含
む粗面を検討している中で得られたものである。
【００１５】また上述の例ではガリウム費礎石がいはっ
高ダイオード素子を例に取ったが、これに限られるもの
ではなく、発光波長と界面反射率と劈開程度を考慮して
最も顕著と思われる例をもって説明したもので、この材
料以外でも発光波長と界面反射率と劈開程度のよい黄緑
色の発光色のガリウム燐など、これらの材料以外でも本
発明の効果が得られないというものではない。
高ダイオード素子を例に取ったが、これに限られるもの
ではなく、発光波長と界面反射率と劈開程度を考慮して
最も顕著と思われる例をもって説明したもので、この材
料以外でも発光波長と界面反射率と劈開程度のよい黄緑
色の発光色のガリウム燐など、これらの材料以外でも本
発明の効果が得られないというものではない。
【００１６】
【発明の効果】以上の如く本発明は、ダイシング法など
の分割法やエッチングにより粗面化された発光ダイオー
ド素子よりも光取りだし量が多くなる。
の分割法やエッチングにより粗面化された発光ダイオー
ド素子よりも光取りだし量が多くなる。
【図１】本発明実施例の発光ダイオード素子の斜視図で
ある。
ある。
【図２】本発明実施例の発光ダイオード素子の製造方法
にかかる説明図である。
にかかる説明図である。
１ ウエハ ２、２０ 発光接合 ３、４ 側面 ５ 段差 ６ 劈開面 ７、９ 傷 ８ 溝
Claims (4)
- 【請求項１】 表面若しくは底面に略平行な発光接合を
有し、少なくとも一つの側面に複数の劈開面を具備した
ことを特徴とする発光ダイオード素子。 - 【請求項２】 表面若しくは底面に略平行な発光接合を
有し、側面に段差状の劈開面を具備したことを特徴とす
る発光ダイオード素子。 - 【請求項３】 表面若しくは底面に略平行な発光接合を
形成したウエハの劈開方向と僅か許り交差する方向にス
クライブを行い、少なくとも一つの側面に複数の劈開面
を設けたことを特徴とする発光ダイオード素子の製造方
法。 - 【請求項４】 表面若しくは底面に略平行な発光接合を
形成したウエハの表面と底面に、互いに少し許り交差す
る方向にスクライブまたは溝形成を行い、分割すること
を特徴とする発光ダイオード素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8654796A JPH09283791A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 発光ダイオード素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8654796A JPH09283791A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 発光ダイオード素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09283791A true JPH09283791A (ja) | 1997-10-31 |
Family
ID=13890038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8654796A Pending JPH09283791A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 発光ダイオード素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09283791A (ja) |
-
1996
- 1996-04-09 JP JP8654796A patent/JPH09283791A/ja active Pending
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