JPH10223931A - 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

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JPH10223931A
JPH10223931A JP2822597A JP2822597A JPH10223931A JP H10223931 A JPH10223931 A JP H10223931A JP 2822597 A JP2822597 A JP 2822597A JP 2822597 A JP2822597 A JP 2822597A JP H10223931 A JPH10223931 A JP H10223931A
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JP
Japan
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epitaxial layer
type epitaxial
conductivity type
conductivity
light emitting
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JP2822597A
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English (en)
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Hiroshi Umeda
浩 梅田
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Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の発光ダイオードは、光の出射が素子を
構成する電極によって妨げられていた。この問題を回避
する構造としては非常に高価な半球状のドーム面を有す
る素子しかなかった。 【解決手段】 第1導電型半導体基板1の上に、第1導
電型エピタキシャル層2が積層され、この上に第1導電
型側の電極部5が形成され、この電極部5を除いて第1
導電型エピタキシャル層2の上に第1の第2導電型エピ
タキシャル層3、第2の第2導電型エピタキシャル層4
が順次積層され、この上に第2導電型側の電極部6が形
成されてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードに
関し、特に表示パネルの光源等に使用される高輝度Ga
P発光ダイオードに関する。
【0002】
【従来の技術】GaP発光ダイオードとして一般に、赤
色発光及び緑色発光のものがある。屋外発光用としては
N(窒素)ドープのGaP(N:GaP)からなる緑色
発光ダイオードが主流である。この緑色系のN:GaP
発光ダイオードの高輝度化の手法としては、その発光機
構が間接遷移であるために結晶品位の向上が重要であ
り、特にpn接合近傍についての結晶性向上が第1に挙
げられる。
【0003】GaP発光ダイオードは発光波長に対して
結晶の光吸収量が小さく、結晶全体から外へ光が放射さ
れることから、外部光取出効率の向上も高輝度化の手法
の1つに挙げられる。
【0004】しかし、結晶品位を向上させるためにキャ
リア濃度を抑える必要から、結晶サイズに対する電流拡
がりが悪くなり、極端な場合は電極下のみ発光すること
になり、外部光取出効率が小さくなるという問題点を有
している。
【0005】図5を参照し、従来技術について具体的に
説明する。図5(a)及び(b)はそれぞれ、従来例に
よる発光ダイオードの発光強度分布図及び発光ダイオー
ド素子の縦断面図である。図5(b)に示すように、従
来の発光ダイオードは、n型GaP単結晶100の上
に、n型エピタキシャル層101、第1のp型エピタキ
シャル層102、第2のp型エピタキシャル層103を
順次積層し、第2p型エピタキシャル層103の上面に
p側電極104を、また、n型GaP単結晶100の下
面にn側電極105を形成している。
【0006】このような構造における発光強度の大きさ
は、図5(a)に示すように、略中央部に向かって大き
くなっていく。しかしながら、素子の上面中央部にはp
側電極104を形成しているので、n型エピタキシャル
層101及び第1のp型エピタキシャル層102間のp
n接合から出射される光の一部がこのp側電極104に
よって遮られ、外部に出射することがない。従って、図
5(a)のように素子中央部の発光強度が低下する傾向
が見られる。
【0007】これに対して、特開昭58−142583
号には、GaAlAs系で半球状のドーム面を有する発
光ダイオードが提案されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような半球状のドーム面を有する素子を作製するには、
生産コストが非常に高価になるという問題がある。
【0009】そこで、本発明の目的は、上記のような半
球状のドーム面を有する形状ではなく、従来の製法から
も大幅な変更なく、電極によって光の出射が妨げられな
い発光ダイオードを実現することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明による発光ダイオードは、第1導電型半導体基
板の上に、第1導電型エピタキシャル層が積層され、該
第1導電型エピタキシャル層の上に第1導電型側の電極
部が形成され、該電極部を除いて前記第1導電型エピタ
キシャル層の上に第1の第2導電型エピタキシャル層、
第2の第2導電型エピタキシャル層が順次積層され、該
第2の第2導電型エピタキシャル層の上に第2導電型側
の電極部が形成されてなることを特徴とする。
【0011】具体的には、n型GaP基板の上に、n型
エピタキシャル層が積層され、該n型エピタキシャル層
の上にカソード電極部が形成され、該カソード電極部を
除いて前記nエピタキシャル層の上に第1のp型エピタ
キシャル層、第2のp型エピタキシャル層が順次積層さ
れ、該第2のp型エピタキシャル層の上にアノード電極
部が形成されてなることを特徴とする。
【0012】このように、本発明の発光ダイオードは、
半導体基板側には電極が形成されておらず、この基板側
から素子としての光が出射されるので、従来のように電
極に光が妨げられることがなく光度を向上できる。
【0013】ここで、第1導電型半導体基板のキャリア
濃度は1×1017cm-3以下であることを特徴とする。
【0014】このように、半導体基板には電極を形成し
ないので、従来、基板に電極を形成するために限界があ
った半導体基板のキャリア濃度の下限をさらに低くで
き、基板の結晶品位の向上を図れる。上記のようなキャ
リア濃度とすることによって、光度をさらに向上でき
る。
【0015】上記発光ダイオードの製造方法としては、
第1導電型半導体基板の上に、第1導電型エピタキシャ
ル層、第1の第2導電型エピタキシャル層、第2の第2
導電型エピタキシャル層を順次、積層する第1工程と、
前記第2の第2導電型エピタキシャル層の上に第2導電
型側の電極を形成する第2工程と、前記第1の第2導電
型エピタキシャル層、第2の第2導電型エピタキシャル
層の一部を前記第1導電型エピタキシャル層に達するま
でエッチング除去する第3工程と、前記エッチング除去
によって露出させた第1導電型エピタキシャル層上に第
1導電型側の電極を形成する第4工程とを、含むことを
特徴とする。
【0016】具体的には、n型GaP基板の上に、n型
エピタキシャル層、第1のp型エピタキシャル層、第2
のp型エピタキシャル層を順次、積層する第1工程と、
前記第2のp型エピタキシャル層の上にアノード電極部
を形成する第2工程と、前記第1のp型エピタキシャル
層及び第2のp型エピタキシャル層の一部を前記n型エ
ピタキシャル層に達するまでエッチング除去する第3工
程と、前記エッチング除去によって露出させたn型エピ
タキシャル層上にカソード電極部を形成する第4工程と
を、含むことを特徴とする。
【0017】ここで、前記第3工程のエッチングは、前
記第2工程で形成される第2導電型用の電極を用いる電
解エッチングであることを特徴とする。
【0018】このように、電解エッチングを用いている
ので、任意のエッチング条件でp層あるいはn層を選択
的にエッチングできるため、均一にp層あるいはn層を
除去することが可能となり良好な電極を形成できる。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の特徴は、発光ダイオード
が形成される基板の表面に電極が形成されていない構造
とすることによって、従来であれば電極によって妨げら
れていた光をすべて出射させることができ、光度を向上
できる点にある。さらに、基板に対して電極を形成しな
いことによって、従来、限界があった基板の低キャリア
濃度化を可能とでき、この両特徴の作用によって、さら
に大幅な光度向上を図れる点にある。
【0020】本発明の一実施例について、図1を参照し
て説明する。図1は本発明の一実施例による発光ダイオ
ードである。
【0021】図1に示すように、n型GaP単結晶基板
1に、n型エピタキシャル層2(キャリア濃度〜2×1
17cm-3)が積層されている。そして、この上に、少
なくとも後述のn側電極5を形成できる面積(図中、A
部)を除いて第1のp型GaPエピタキシャル層3(〜
2×1016cm-3)を積層し、さらにこの上に第2のp
型GaPエピタキシャル層4(〜1×1016cm-3)を
積層している。そして、n側電極5が前記のA部に、ま
たp側電極6が第2のp型GaPエピタキシャル層4の
上に形成されている。
【0022】ここで、各層の厚みは、n型エピタキシャ
ル層2、p型GaPエピタキシャル層3、p型GaPエ
ピタキシャル層4の順に、50μm、15μm及び20
μmとしている。全厚みとしては、基板側の研磨により
約280μmとしている。また、基板1の露出面を光取
り出し側とするために鏡面仕上げしている。
【0023】上記構造において、素子としてpn接合面
7からの発光は、図1の矢印Bに示すようにn型GaP
単結晶基板1側から外方へ出射される。従って、図5に
示すような従来構造とは異なり、電極によって光が妨げ
られることがない。
【0024】図2(a)及び(b)はそれぞれ、図1の
実施例による発光ダイオードの発光強度分布図及び発光
ダイオード素子の縦断面図である。この図2(a)と従
来構造の特性を示す図5(a)とを比較すれば明らかな
ように、本実施例のような構造をとることにより、素子
の略中央部においても発光強度が低下することはなく、
光度の向上を図れる。
【0025】しかも、従来構造であれば基板に電極を形
成する必要上、基板の光学的結晶品位の向上のためにキ
ャリア濃度を低くするには限界があったが、本実施例に
おいては、n型GaP単結晶基板には電極を形成しない
構造なので、基板キャリア濃度を1×1017cm-3以下
とすることができ、この結果、従来得られなかったよう
な良好な結晶品位を得ることができる。この基板の結晶
品位向上の効果のみで従来の基板(キャリア濃度〜6×
1017cm-3)に比較して約1.3倍の光度の向上が図
れる。
【0026】これに、前述のように電極で光が妨げられ
ずに照射される点が加味されることによって、最終的に
本実施例の構造で、図2の実施例の構造に比較して約
1.5倍の光度の向上を図れることを確認した。
【0027】次に、上記構造の発光ダイオード10の製
造方法について説明する。
【0028】まず、n型GaP単結晶基板1に、n型エ
ピタキシャル層2、p型GaPエピタキシャル層3、p
型GaPエピタキシャル層4の各層を液相エピタキシャ
ル成長によって積層形成する。この段階では、各層は同
面積のまま積まれたウエハ状態である。
【0029】次に、p型GaPエピタキシャル層4に、
後工程でp側電極6となるところの、AuBe6’をま
ず全面に蒸着させる。このAuBe6’のパターニング
は次工程で電解エッチングする必要上、後に説明する図
3(a)のように一端が連結された形状としている。そ
して、アロイングの後、このp側電極を次工程における
電解エッチングの電解質と絶縁させるため、SiO2
で保護する。なお、この保護膜8は次工程以降の各エッ
チャントに侵されない限り他の材料でもよい。
【0030】次に、n型エピタキシャル層2を露出させ
るための電解エッチングを行う。このモデルを図3を参
照して説明する。この電解エッチングの利点は、p層、
n層でエッチングレートが異なり、この実施例の場合で
あれば、p型エピタキシャル層3、4のみを選択的にエ
ッチングできる点である。エッチング制御は、発生電流
によってモニターでき、例えば、p型エピタキシャル層
3、4とn型エピタキシャル層2の境界では発生電流が
0となる。従って、この製法によればエッチングストッ
プ層が必要無く、ジャストエッチングが可能となる。
【0031】ここでは、p層のエッチングのために、E
DTA−NaOH溶液9を用い、第2のp型エピタキシ
ャル層4、次いで第1のp型エピタキシャル層3を、順
次エッチングしてn型エピタキシャル層を露出させた。
【0032】そして、n側電極5形成前の処理は王水に
よって実施する。この時のエッチング深さは〜5μm程
度である。この後、n側電極材料、例えばAuSi、A
uSiNiを形成させる。次いで、n側電極5のパター
ニング、p側電極上のSiO28、n側電極材料をエッ
チングさせ、n側電極5のアロイング、チップ分割のた
めのダイシングを実施して個別の最終製品を得る。図4
は本実施例による発光ダイオードの発光ダイオードラン
プへの実装例である。図中、11はリードフレーム、1
2は封止樹脂である。
【0033】以上のように、本実施例の製造方法によれ
ば、n型エピタキシャル層を露出させるために電解エッ
チングを用いているので、任意のエッチング条件でp層
を選択的にエッチングできるため、均一にp層を除去す
ることが可能となり良好なn側電極を形成でき、素子特
性の向上に寄与できる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の発光ダイ
オードによれば、pn接合面からの発光は、従来構造の
ように電極によって妨げられることなく基板側から外方
へ出射される。
【0035】しかも、従来構造であれば基板に電極を形
成する必要上、基板の光学的結晶品位の向上のためにキ
ャリア濃度を低くするには限界があったが、本発明の発
光ダイオードは、基板に電極を形成しない構造なので、
基板キャリア濃度を低く設定することができ、この結
果、従来得られなかったような良好な結晶品位を得るこ
とができる。
【0036】このように、電極によって光が妨げられな
い点及び基板の結晶品位を向上できた点の両点によっ
て、本発明によれば従来構造に比較して大幅な光度向上
が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による発光ダイオードの縦断
面図。
【図2】(a)及び(b)はそれぞれ、本発明の一実施
例による発光ダイオードの発光輝度分布を示す図及び発
光ダイオードの縦断面図。
【図3】(a)及び(b)はそれぞれ、本発明の一実施
例による製造方法を説明すための図。
【図4】本発明の一実施例による発光ダイオードをラン
プに適用した状態を示す側面図。
【図5】(a)及び(b)はそれぞれ、従来例による発
光ダイオードの発光輝度分布を示す図及び発光ダイオー
ドの縦断面図。
【符号の説明】
1 第1導電型半導体基板 2 第1導電型エピタキシャル層 3 第1の第2導電型エピタキシャル層 4 第2の第2導電型エピタキシャル層 5 第1導電型側の電極部(カソード) 6 第2導電型側の電極部(アノード)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型半導体基板の上に、第1導電
    型エピタキシャル層が積層され、該第1導電型エピタキ
    シャル層の上に第1導電型側の電極部が形成され、該電
    極部を除いて前記第1導電型エピタキシャル層の上に第
    1の第2導電型エピタキシャル層、第2の第2導電型エ
    ピタキシャル層が順次積層され、該第2の第2導電型エ
    ピタキシャル層の上に第2導電型側の電極部が形成され
    てなることを特徴とする発光ダイオード。
  2. 【請求項2】 n型GaP基板の上に、n型エピタキシ
    ャル層が積層され、該n型エピタキシャル層の上にカソ
    ード電極部が形成され、該カソード電極部を除いて前記
    nエピタキシャル層の上に第1のp型エピタキシャル
    層、第2のp型エピタキシャル層が順次積層され、該第
    2のp型エピタキシャル層の上にアノード電極部が形成
    されてなることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイ
    オード。
  3. 【請求項3】 前記第1導電型半導体基板のキャリア濃
    度は1×1017cm-3以下であることを特徴とする請求
    項1に記載の発光ダイオード。
  4. 【請求項4】 第1導電型半導体基板の上に、第1導電
    型エピタキシャル層、第1の第2導電型エピタキシャル
    層、第2の第2導電型エピタキシャル層を順次、積層す
    る第1工程と、 前記第2の第2導電型エピタキシャル層の上に第2導電
    型側の電極を形成する第2工程と、 前記第1の第2導電型エピタキシャル層及び第2の第2
    導電型エピタキシャル層の一部を前記第1導電型エピタ
    キシャル層に達するまでエッチング除去する第3工程
    と、 前記エッチング除去によって露出させた第1導電型エピ
    タキシャル層上に第1導電型側の電極を形成する第4工
    程とを、含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方
    法。
  5. 【請求項5】 n型GaP基板の上に、n型エピタキシ
    ャル層、第1のp型エピタキシャル層、第2のp型エピ
    タキシャル層を順次、積層する第1工程と、 前記第2のp型エピタキシャル層の上にアノード電極部
    を形成する第2工程と、 前記第1のp型エピタキシャル層及び第2のp型エピタ
    キシャル層の一部を前記n型エピタキシャル層に達する
    までエッチング除去する第3工程と、 前記エッチング除去によって露出させたn型エピタキシ
    ャル層上にカソード電極部を形成する第4工程とを、含
    むことを特徴とする請求項4に記載の発光ダイオードの
    製造方法。
  6. 【請求項6】 前記第3工程のエッチングは、前記第2
    工程で形成される第2導電型用の電極を用いる電解エッ
    チングであることを特徴とする請求項4に記載の発光ダ
    イオードの製造方法。
JP2822597A 1997-02-13 1997-02-13 発光ダイオード及びその製造方法 Pending JPH10223931A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005026303A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Shin Etsu Handotai Co Ltd 発光モジュール

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005026303A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Shin Etsu Handotai Co Ltd 発光モジュール
JP4735794B2 (ja) * 2003-06-30 2011-07-27 信越半導体株式会社 発光モジュール

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