JPH11177128A - Semiconductor light emitting element and its manufacture - Google Patents

Semiconductor light emitting element and its manufacture

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JPH11177128A
JPH11177128A JP33863697A JP33863697A JPH11177128A JP H11177128 A JPH11177128 A JP H11177128A JP 33863697 A JP33863697 A JP 33863697A JP 33863697 A JP33863697 A JP 33863697A JP H11177128 A JPH11177128 A JP H11177128A
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JP
Japan
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substrate
light emitting
chip
semiconductor
electrodes
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Application number
JP33863697A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromoto Ishinaga
宏基 石長
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LED chip capable of making even a small-sized LED chip wireless without the danger of short-circuiting and obtaining an extremely thin semiconductor light emitting element and a manufacturing method. SOLUTION: The LED chip 10 is composed of a substrate 1, a light emitting layer formation part 12 formed by providing a semiconductor layer 2 on the substrate 1, a coating layer 3 composed of insulating transparent resin provided on the outer periphery of the light emitting layer formation part 12 and a pair of electrodes 4 and 5 respectively provided on the back surface of the substrate 1 and the surface side of the light emitting layer formation part 12. Thus, since the boundary part of the p-type layer and n-type layer of a semiconductor layer part is coated with a translucent insulator, even when the LED chip 10 is laid fallen and mounted on the substrate and the electrodes 4 and 5 on both sides are electrically connected by a conductive adhesive material directly on the substrate, the danger of short-circuiting between both electrodes does not exist.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に発光素子
チップがボンディングされ、基板からの高さが非常に低
い薄型のチップ型発光素子や発光素子チップをマトリク
ス状に並べるドットマトリクス表示装置のような半導体
発光素子およびその製法に関する。さらに詳しくは、ワ
イヤボンディングをしなくてもよいワイヤレス型の半導
体発光素子およびその製法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin chip type light emitting element having a light emitting element chip bonded to a substrate and having a very low height from the substrate, and a dot matrix display device in which light emitting element chips are arranged in a matrix. The present invention relates to such a semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a wireless semiconductor light emitting device that does not require wire bonding and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯電話機やPHSなどの携帯機器の小
形化に伴い、それらに用いられる発光素子なども軽薄短
小化が要求され、とくに高さが低い薄型のチップ型発光
素子が要求されている。
2. Description of the Related Art Along with the miniaturization of portable devices such as portable telephones and PHSs, light-emitting devices and the like used for them are required to be light and thin, and in particular, thin chip-type light-emitting devices having a low height are required. .

【0003】この種の小形で薄型のチップ型発光素子は
図5(a)に示されるように、基板21の両端部に端子
電極22、23が形成され、一方の端子電極22と接続
され端子電極の一部となる電極上に発光ダイオード(以
下、LEDという)チップ40がボンディングされてそ
の下部電極が端子電極22と直接接続され、その上部電
極が金線27により他方の端子電極23とワイヤボンデ
ィングされて、それぞれ電気的に接続されている。LE
Dチップ40は、たとえば図5(b)に示されるよう
に、GaAsやGaPなどからなるn型半導体層41と
p型半導体層42との接合によるpn接合面(発光層)
43が形成され、その両面に電極44、45が設けられ
ることにより構成されている。この基板1の表面側に
は、透明または乳白色のエポキシ樹脂などからなる樹脂
によりLEDチップ40や金線27を被覆して保護する
パッケージ25が形成されている。
As shown in FIG. 5A, a small and thin chip type light emitting device of this kind has terminal electrodes 22 and 23 formed at both ends of a substrate 21 and is connected to one of the terminal electrodes 22 to be connected to a terminal. A light emitting diode (hereinafter, referred to as an LED) chip 40 is bonded on an electrode which is a part of the electrode, and its lower electrode is directly connected to the terminal electrode 22, and its upper electrode is connected to the other terminal electrode 23 by a gold wire 27 and a wire. They are bonded and electrically connected to each other. LE
As shown in FIG. 5B, for example, the D chip 40 has a pn junction surface (light emitting layer) formed by joining an n-type semiconductor layer 41 made of GaAs or GaP and a p-type semiconductor layer 42.
43 are formed, and electrodes 44 and 45 are provided on both surfaces thereof. On the front side of the substrate 1, a package 25 for covering and protecting the LED chip 40 and the gold wire 27 with a resin made of a transparent or milky epoxy resin or the like is formed.

【0004】LEDチップ40はその縦Aおよび横Bの
長さは共に0.24〜0.35mm程度で、その厚さTも
同程度の寸法で、ほぼ立方体形状に形成されている。縦
Aおよび横Bの長さは、金線をワイヤボンディングする
関係から、また輝度の均一性の点から一般に等しい長さ
に形成されている。また、それぞれの長さが前述の長さ
より小さくなるとpn接合面43の面積が小さくなり、
小さい面積で発光量を増やすために入力電力を多くする
と半導体層が傷み劣化が早くなる。そのため、必要な照
明の発光量を得るためには、pn接合面43の面積を余
り小さくすることができない。また、厚さTを小さくす
ると、チップにダイシングする前のウェハに反りや割れ
が生じ、安定してLED素子を製作することが難しい。
そのため、小形化の要請に対してもLEDチップは、前
述の寸法の立方体形状が小形化の限界となっている。
The length A and the length B of the LED chip 40 are both about 0.24 to 0.35 mm, and the thickness T is almost the same, and is formed in a substantially cubic shape. The lengths of the vertical A and the horizontal B are generally equal to each other from the viewpoint of wire bonding of a gold wire and from the viewpoint of luminance uniformity. Further, when each length is smaller than the above-described length, the area of the pn junction surface 43 decreases,
If the input power is increased in order to increase the light emission amount in a small area, the semiconductor layer is damaged and the deterioration is accelerated. Therefore, the area of the pn junction surface 43 cannot be reduced too much in order to obtain the required light emission amount of illumination. If the thickness T is reduced, the wafer before dicing into chips may be warped or cracked, making it difficult to stably manufacture the LED elements.
Therefore, even in response to a demand for miniaturization, the cubic shape of the LED chip described above is the limit of miniaturization.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
チップ型発光素子は、必要な発光層の面積からLEDチ
ップの大きさが下限の状態にある。また、金線などによ
る接触を防止する観点からLEDチップの上のワイヤボ
ンディングのスペースも不可欠である。しかし、一方で
携帯電話機やPHSなどの携帯機器の発展および小形化
に伴い、電子部品の小形化の要請が一層高まり、チップ
型発光素子においてはとくに薄型のものが要求されてい
る。しかも、前述の金線などのワイヤを使用すると、熱
ストレスが加わった場合にその周囲を覆うエポキシ樹脂
の伸縮によりワイヤに疲労断線が生じるという問題もあ
る。
As described above, in the conventional chip type light emitting device, the size of the LED chip is at the lower limit in view of the required area of the light emitting layer. In addition, a space for wire bonding above the LED chip is indispensable from the viewpoint of preventing contact by a gold wire or the like. However, with the development and miniaturization of mobile devices such as mobile phones and PHSs, the demand for miniaturization of electronic components has increased further, and chip-type light-emitting elements have been particularly required to be thin. In addition, when a wire such as the above-described gold wire is used, there is also a problem that when a thermal stress is applied, the wire breaks due to fatigue due to expansion and contraction of an epoxy resin covering the periphery thereof.

【0006】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、小形のLEDチップでもショートの
危険性なしでワイヤボンディングの必要のない半導体発
光素子を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device which does not require wire bonding without risk of short circuit even in a small LED chip.

【0007】本発明の他の目的は、必要な発光量が得ら
れる面積の発光層を有し、かつ、ウェハの処理工程で不
都合を生じない厚さを有する発光素子チップを用いなが
ら薄型にし得る半導体発光素子を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a light emitting device chip having a light emitting layer having an area capable of obtaining a required light emission amount and having a thickness which does not cause any inconvenience in a wafer processing step. An object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device.

【0008】本発明のさらに他の目的は、ワイヤレスで
ありながらショートの危険性のないLEDチップを得る
半導体発光素子の製法を提供することにある。
It is still another object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor light emitting device for obtaining an LED chip which is wireless and has no risk of short circuit.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によるチップ型の
半導体発光素子は、基板と、該基板上に半導体層が設け
られることにより形成される発光層形成部と、該発光層
形成部の外周に設けられる透光性の絶縁体からなる被覆
層と、前記基板の裏面および発光層形成部の表面側にそ
れぞれ設けられる一対の電極とからチップが構成されて
いる。
A chip type semiconductor light emitting device according to the present invention comprises a substrate, a light emitting layer forming portion formed by providing a semiconductor layer on the substrate, and an outer periphery of the light emitting layer forming portion. A chip is composed of a coating layer made of a light-transmitting insulator provided on the substrate and a pair of electrodes provided on the back surface of the substrate and the front surface side of the light emitting layer forming portion, respectively.

【0010】ここに発光層形成部とは、基板が半導体基
板からなり、その上に導電型の異なる半導体層が設けら
れることによりpn接合が形成される場合の半導体基板
とその半導体層や、半導体基板またはその他の基板上に
n形層およびp形層が積層もしくは拡散などによりpn
接合が形成される半導体層部や、基板上にn形クラッド
層、活性層、およびp形クラッド層がそれぞれ積層され
てダブルヘテロ接合を形成する場合の半導体積層部な
ど、発光層を形成するための半導体層部を意味する。
Here, the light emitting layer forming portion means a semiconductor substrate in which a pn junction is formed by providing a semiconductor layer of a semiconductor substrate on which a semiconductor layer of a different conductivity type is provided, An n-type layer and a p-type layer are laminated or diffused on a substrate or another substrate by pn.
To form a light emitting layer, such as a semiconductor layer portion where a junction is formed, and a semiconductor laminated portion where an n-type cladding layer, an active layer, and a p-type cladding layer are respectively laminated on a substrate to form a double hetero junction. Means the semiconductor layer portion.

【0011】この構造にすることにより、半導体層部の
p形層とn形層との境界部が透光性の絶縁体により被覆
されているため、LEDチップを基板上に横倒しにして
載置し、両側の電極が基板上に直接導電性接着剤により
電気的に接続されても両電極間のショートの危険性はな
い。
With this structure, since the boundary between the p-type layer and the n-type layer of the semiconductor layer is covered with a light-transmitting insulator, the LED chip is placed sideways on the substrate. However, even if the electrodes on both sides are electrically connected directly to the substrate by a conductive adhesive, there is no danger of a short circuit between the two electrodes.

【0012】前記基板およびその上に設けられる半導体
層からなるチップが直方体形状であれば、幅の狭い方が
上下になるように載置することにより薄型の発光素子と
することができる。
If the substrate and the chip formed of the semiconductor layer provided thereon have a rectangular parallelepiped shape, the thinner light emitting element can be obtained by mounting the substrate such that the narrower one is up and down.

【0013】前記直方体形状のチップの一対の電極が横
方向に対向するように横倒しにされ、かつ、前記直方体
形状の幅広面がマウント基板に接するように該チップが
マウント基板上に配設され、前記一対の電極が該基板の
接続部と直接導電性材料により接着されることにより、
薄型のチップ型発光素子やLEDドットマトリックスを
構成することができる。
A pair of electrodes of the chip having a rectangular parallelepiped shape are laid sideways so as to oppose each other in a horizontal direction, and the chip is disposed on the mount substrate such that a wide surface of the rectangular parallelepiped shape is in contact with the mount substrate; By bonding the pair of electrodes directly to the connection portion of the substrate with a conductive material,
A thin chip-type light emitting element or an LED dot matrix can be formed.

【0014】本発明の半導体発光素子の製法は、(a)
ウェハ状の基板上に発光層を形成すべく半導体層を設け
る工程、(b)前記ウェハ状の基板を樹脂フィルムに貼
着する工程、(c)前記ウェハ状の基板をチップに切断
して前記樹脂フィルムを延ばすことにより各チップを分
離する工程、(d)前記分離された各チップ間に該チッ
プの発光する光を透過させる絶縁体を充填する工程、
(e)前記基板の裏面および積層された半導体層の表面
に電極用金属膜を設ける工程、および(f)前記充填さ
れた絶縁体部を切断することにより各チップに分離する
工程を有している。なお、電極用金属膜は、(a)工程
の後に設けておくこともできるし、絶縁体を充填する
(d)工程の後に設けることもできる。
The method for manufacturing the semiconductor light emitting device of the present invention comprises the steps of (a)
Providing a semiconductor layer to form a light-emitting layer on a wafer-like substrate; (b) attaching the wafer-like substrate to a resin film; and (c) cutting the wafer-like substrate into chips. A step of separating each chip by extending a resin film, and (d) a step of filling an insulator that transmits light emitted by the chip between the separated chips,
(E) providing a metal film for an electrode on the back surface of the substrate and the surface of the laminated semiconductor layer, and (f) separating the chips by cutting the filled insulator portion. I have. The electrode metal film can be provided after the step (a) or can be provided after the step (d) of filling an insulator.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の半導体発光素子およびその製法について説明をす
る。
Next, a semiconductor light emitting device of the present invention and a method of manufacturing the same will be described with reference to the drawings.

【0016】本発明の半導体発光素子は、その一実施形
態のLEDチップの斜視図およびその断面図が図1
(a)〜(b)に示されるような構造になっている。す
なわち、たとえばn形のGaAsからなる半導体基板1
上にpn接合からなる発光層を形成するための、たとえ
ばp形GaAsからなる半導体層2が積層されて、発光
層形成部12が形成されている。この発光層形成部12
の外周には、透光性の絶縁体からなる被覆層3が設けら
れ、半導体基板1の裏面および発光層形成部12の表面
側にそれぞれ電極4、5が設けられることによりLED
チップ10が構成されている。
FIG. 1 is a perspective view of an LED chip according to an embodiment of the present invention, and FIG.
The structure is as shown in (a) and (b). That is, for example, a semiconductor substrate 1 made of n-type GaAs
A semiconductor layer 2 made of, for example, p-type GaAs, for forming a light emitting layer made of a pn junction, is laminated thereon, and a light emitting layer forming portion 12 is formed. This light emitting layer forming part 12
A coating layer 3 made of a light-transmissive insulator is provided on the outer periphery of the LED, and electrodes 4 and 5 are provided on the back surface of the semiconductor substrate 1 and the front surface side of the light emitting layer forming portion 12, respectively.
A chip 10 is configured.

【0017】発光層形成部12は、この例のように、半
導体基板1上にその半導体基板1の導電型と異なる導電
型の半導体層2をエピタキシャル成長または拡散などに
より設けてpn接合を形成したり、半導体基板上にさら
にn形層およびp形層をエピタキシャル成長などにより
設けることによりpn接合を形成したり、基板上にn形
およびp形の両クラッド層により活性層が挟持される半
導体積層部を設けることによりダブルヘテロ接合構造を
形成することなどにより形成され得る。
The light emitting layer forming section 12 forms a pn junction by providing a semiconductor layer 2 having a conductivity type different from the conductivity type of the semiconductor substrate 1 on the semiconductor substrate 1 by epitaxial growth or diffusion, as in this example. A pn junction is formed by further providing an n-type layer and a p-type layer on a semiconductor substrate by epitaxial growth or the like, or a semiconductor laminated portion in which an active layer is sandwiched between both n-type and p-type cladding layers on the substrate. It can be formed, for example, by forming a double hetero junction structure.

【0018】基板1は、半導体基板が用いられることに
より、その裏面側の電極を直接電気的に接続することが
できるため好ましいが、絶縁性の基板でもその基板にコ
ンタクトホールを設けることなどにより、その裏面側に
電極が設けられれば使用できる。たとえばサファイア基
板上にチッ化ガリウム系化合物半導体層を積層してLE
Dチップを形成する青色系のLEDチップの場合でもそ
の基板の裏面側にコンタクトホールを介して一方の電極
が設けられればよい。
The substrate 1 is preferably used because a semiconductor substrate can be used to directly electrically connect an electrode on the back side thereof. However, an insulating substrate may be provided by providing a contact hole in the substrate. If an electrode is provided on the back surface side, it can be used. For example, a gallium nitride-based compound semiconductor layer is laminated on a sapphire substrate to form an LE.
Even in the case of a blue LED chip forming a D chip, one electrode may be provided via a contact hole on the back surface side of the substrate.

【0019】被覆層3は、たとえば発光層形成部12で
発光する光を吸収しないエポキシ樹脂などの絶縁性透明
樹脂や低融点ガラスなどからなっており、発光層形成部
12の半導体層の周囲を被覆している。すなわち、図1
に示されるLEDチップがマウント基板上に横倒しにし
てボンディングされる際に、発光層形成部のp形層とn
形層とをショートさせないように保護するためのもので
ある。この被覆層3は、発光層形成部12のショートを
防止すると共に、LEDチップの側面から放射される光
を外部に取り出す光として利用するため、光を透過する
材料のものが用いられる。このような電気的絶縁性を有
し、かつ、発光する光を透過させる材料としては、前述
の透明エポキシ樹脂のほか、拡散エポキシ樹脂、フッ素
系樹脂などの樹脂材料、低融点ガラスなどのガラス材料
などの充填後固化することができる透光性の絶縁体を用
いることができる。
The coating layer 3 is made of, for example, an insulating transparent resin such as an epoxy resin which does not absorb light emitted from the light emitting layer forming portion 12 or a low melting point glass. Coated. That is, FIG.
When the LED chip shown in (1) is bonded sideways on the mounting substrate, the p-type layer of the light emitting layer forming portion and the n-type
This is to protect the shape layer from being short-circuited. The covering layer 3 is made of a material that transmits light in order to prevent short-circuiting of the light emitting layer forming portion 12 and to use light emitted from the side surface of the LED chip as light to be extracted outside. As a material having such an electrical insulation property and transmitting the emitted light, in addition to the transparent epoxy resin described above, a resin material such as a diffusion epoxy resin and a fluorine-based resin, and a glass material such as a low-melting glass. For example, a light-transmitting insulator which can be solidified after filling can be used.

【0020】電極4、5は、用いられる半導体層とのオ
ーミック接触を得やすい材料、たとえばGaAsに対し
てAuやAlなどが真空蒸着などにより設けられるが、
この電極4、5は、図1に示されるように、被覆層3の
端部を覆うように設けられてもよいし、被覆層3が電極
の横側を覆うように設けられていてもよい。すなわち、
基板上に半導体層を積層した後にその表面および基板の
裏面に電極を設けてから、チップに切断分離して被覆層
3を形成してもよいし、半導体層を積層して各チップに
切断分離し、被覆層3を形成した後に電極4、5を設け
てもよい。
The electrodes 4 and 5 are made of a material which can easily obtain an ohmic contact with the semiconductor layer used, for example, Au or Al on GaAs by vacuum deposition or the like.
The electrodes 4 and 5 may be provided so as to cover an end portion of the coating layer 3 as shown in FIG. 1, or may be provided so that the coating layer 3 covers a lateral side of the electrode. . That is,
After laminating the semiconductor layer on the substrate, electrodes may be provided on the front surface and the rear surface of the substrate, and then cut and separated into chips to form the coating layer 3, or the semiconductor layers may be laminated and cut and separated into chips. Then, the electrodes 4 and 5 may be provided after forming the coating layer 3.

【0021】図1(a)〜(b)に示されるLEDチッ
プ10は、発光層(pn接合面または活性層)の外形が
長方形状となる直方体形状に形成されている。この直方
体形状のLEDチップ10を形成するには、発光層を形
成する半導体層が積層されたウェハの状態で、図1
(c)に示されるように、ダイシングによるカット線
を、縦と横とでその間隔を変えて入れることにより形成
される。この直方体形状のLEDチップ10は、たとえ
ば狭い幅の寸法Hが0.17〜0.2mm程度、広い幅の
寸法Wは0.4〜0.55mm程度に形成され、その厚さ
Tは従来と同様に0.2〜0.3mm程度に形成される。
すなわち、発光層外形の長方形状の1つの辺を小さくし
ても他の辺を大きくすることにより、pn接合面の面積
を一定にすることができる。その結果、発光層となるp
n接合面の面積は、従来の立方体形状の場合と同程度に
することができ、同じ電流(入力)に対して同じ光量の
発光が得られる。
The LED chip 10 shown in FIGS. 1A and 1B is formed in a rectangular parallelepiped shape in which a light emitting layer (pn junction surface or active layer) has a rectangular outer shape. In order to form the LED chip 10 having a rectangular parallelepiped shape, in the state of a wafer on which semiconductor layers forming a light emitting layer are stacked, FIG.
As shown in (c), the cut line formed by dicing is formed by changing the distance between the vertical and horizontal lines. The rectangular parallelepiped LED chip 10 has, for example, a narrow width dimension H of about 0.17 to 0.2 mm and a wide width dimension of about 0.4 to 0.55 mm. Similarly, it is formed to have a thickness of about 0.2 to 0.3 mm.
That is, even if one side of the rectangular shape of the light emitting layer outer shape is made smaller, the other side is made larger, whereby the area of the pn junction surface can be made constant. As a result, p serving as a light emitting layer
The area of the n-junction surface can be made approximately equal to that of the conventional cubic shape, and the same amount of light can be emitted for the same current (input).

【0022】このLEDチップ10を用いて形成される
チップ型発光素子は、たとえば図2に断面説明図および
パッケージを取り除いた状態の平面説明図が示されるよ
うな構造になっている。すなわち、基板21の両端面に
端子電極22、23が基板21の裏面側に亘って設けら
れており、LEDチップ10の一対の電極4、5が横方
向に対向するように横倒しにされ、かつ、幅広面が基板
21と平行になるようにマウントされており、その電極
4、5はハンダペーストまたは銀ペーストなどからなる
導電性接着剤26により直接端子電極22、23とそれ
ぞれ接着されている。そして、その周囲がエポキシ樹脂
などからなるパッケージ25により被覆されることによ
り形成されている。基板21は、たとえばガラスクロス
に耐熱性のBT樹脂を含浸させたBTレジンなどの絶縁
性の基板からなっており、小形化が要求されるこの種の
チップ型発光素子では、その大きさが0.8mm×1.6
mm程度で、その厚さが0.15〜0.2mm程度であ
る。この基板は、製造段階では10cm×5cm程度の
大きな基板に多数の素子がマトリクス状に形成され、最
終的に各チップ素子に切断されることにより形成され
る。前述のLEDチップ10が用いられることにより、
チップ型発光素子全体の厚さが0.5mm以下と超薄型
の発光素子が得られる。
The chip type light emitting element formed by using the LED chip 10 has a structure as shown in FIG. 2, for example, which shows a sectional view and a plan view with the package removed. That is, the terminal electrodes 22 and 23 are provided on both end surfaces of the substrate 21 over the back surface side of the substrate 21, and the pair of electrodes 4 and 5 of the LED chip 10 are turned sideways so as to oppose in the horizontal direction, and The electrodes 4 and 5 are directly bonded to the terminal electrodes 22 and 23 by a conductive adhesive 26 made of solder paste, silver paste, or the like, respectively. Then, the periphery is covered with a package 25 made of epoxy resin or the like. The substrate 21 is made of, for example, an insulating substrate such as a BT resin in which a heat-resistant BT resin is impregnated in a glass cloth. .8mm x 1.6
mm, and the thickness is about 0.15 to 0.2 mm. This substrate is formed by forming a large number of elements in a matrix on a large substrate of about 10 cm × 5 cm at the manufacturing stage, and finally cutting the chips into chip elements. By using the above-mentioned LED chip 10,
An ultra-thin light-emitting element with a total chip-type light-emitting element thickness of 0.5 mm or less can be obtained.

【0023】つぎに、図1に示される半導体発光素子の
製法について図3を参照しながら説明をする。まず、図
3(a)に示されるように、ウェハ状の基板に半導体層
を積層して発光層形成部を形成し、そのウェハ13の裏
面をエキスパンドテープ31に貼着して、各チップに切
断するためダイシングをする。S1がダイシング線であ
る。この際、前述のように、縦と横の幅を変えて平面形
状が長方形になるように縦横のダイシングをする。
Next, a method of manufacturing the semiconductor light emitting device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 3A, a semiconductor layer is laminated on a wafer-like substrate to form a light emitting layer forming portion, and the back surface of the wafer 13 is adhered to an expand tape 31 to attach each chip. Dicing to cut. S1 is a dicing line. At this time, as described above, vertical and horizontal dicing is performed so that the planar shape becomes rectangular by changing the vertical and horizontal widths.

【0024】つぎに、図3(b)に示されるように、エ
キスパンドテープ31を延ばすことにより、切断された
各チップ10aを分離し、チップ10a間に間隙部を設
ける。その後、その間隙部にたとえば絶縁性透明樹脂3
を注入し硬化させる。その後、さらにその表面および基
板の裏面(エキスパンドテープを剥す)に電極材料を真
空蒸着などにより成膜して電極膜5aを形成し、絶縁性
透明樹脂3により固められたチップ10aの固化体を再
度別のエキスパンドテープ35に貼着する。そして図3
(c)にダイシング線S2で示されるように、前述の注
入して硬化させた絶縁性透明樹脂部3をダイシングし、
各チップ10に切断分離する。その結果、図1に示され
るような構造のLEDチップ10が得られる。
Next, as shown in FIG. 3 (b), each of the cut chips 10a is separated by extending the expand tape 31, and a gap is provided between the chips 10a. Then, the insulating transparent resin 3
And cure. Thereafter, an electrode material is formed on the front surface and the back surface of the substrate (by peeling the expanded tape) by vacuum evaporation or the like to form an electrode film 5a, and the solidified chip 10a solidified by the insulating transparent resin 3 is re-used. Affix to another expanding tape 35. And FIG.
As shown by a dicing line S2 in FIG. 3C, the above-mentioned injected and cured insulating transparent resin portion 3 is diced,
Each chip 10 is cut and separated. As a result, an LED chip 10 having a structure as shown in FIG. 1 is obtained.

【0025】本発明によれば、積層される半導体積層部
の周囲が透光性の絶縁材料からなる被覆層により覆われ
てその両端部に電極が設けられているため、LEDチッ
プを横倒しにして基板上などにマウントし、一対の電極
を直接導電性材料により基板の接続部に接着することが
できる。しかも発光層形成部にはその周囲に被覆層が設
けられているため、基板上に横倒しにしても発光層を形
成する半導体層をショートさせる虞れがない。そのた
め、LEDチップの形状が直方体になるようにウェハか
らダイシングをしてチップ化することにより、幅広面を
基板と平行になるようにマウントし、幅広面から光を取
り出すことができる。その結果、高さが低いしかも電極
などに光が遮られることのない広い面積から光を取り出
すことができる薄型の高出力の半導体発光素子が得られ
る。
According to the present invention, since the periphery of the semiconductor laminated portion to be laminated is covered with the covering layer made of a light-transmitting insulating material and electrodes are provided at both ends thereof, the LED chip is turned sideways. It can be mounted on a substrate or the like, and a pair of electrodes can be directly bonded to a connection portion of the substrate with a conductive material. In addition, since the coating layer is provided around the light emitting layer forming portion, there is no danger that the semiconductor layer forming the light emitting layer will be short-circuited even if it is laid down on the substrate. For this reason, by dicing the wafer into chips so that the shape of the LED chip becomes a rectangular parallelepiped, the wide surface can be mounted so as to be parallel to the substrate, and light can be extracted from the wide surface. As a result, a thin, high-output semiconductor light-emitting element that can extract light from a wide area that is low in height and does not block light by electrodes or the like is obtained.

【0026】さらに、本発明のLEDチップによれば、
ワイヤボンディングの必要がなく導電性ペーストまたは
ハンダにより直接接続することができるため、たとえば
LEDチップをマトリクス状に並べてドットマトリクス
の表示装置を形成する場合に、図4に示されるように、
配線が設けられたマウント基板36にLEDチップ10
が直接導電性接着剤37により接続されるため、チップ
間の間隔tを1mm以下にすることができ、従来の2m
m程度が限界であったものを、半分以下にすることがで
できる。その結果、高精度の表示装置を得ることができ
る。
Further, according to the LED chip of the present invention,
Since there is no need for wire bonding and it can be directly connected by conductive paste or solder, for example, when arranging LED chips in a matrix to form a dot matrix display device, as shown in FIG.
The LED chip 10 is mounted on the mount substrate 36 provided with the wiring.
Are directly connected by the conductive adhesive 37, so that the interval t between the chips can be made 1 mm or less, and the conventional 2 m
The limit of about m can be reduced to half or less. As a result, a highly accurate display device can be obtained.

【0027】なお、LEDチップ10の構造は、前述の
pn接合構造のものに限定されるものではなく、活性層
がp型層とn型層とにより挟持される構造のものでもよ
い。また、半導体材料も目的の発光波長に応じて、Al
GaInP系化合物半導体や、AlGaAs系化合物半
導体、GaP、チッ化ガリウム系化合物半導体などが用
いられ、これらの材料には限定されない。
The structure of the LED chip 10 is not limited to the pn junction structure described above, but may be a structure in which an active layer is sandwiched between a p-type layer and an n-type layer. Also, the semiconductor material may be made of Al according to the intended emission wavelength.
A GaInP-based compound semiconductor, an AlGaAs-based compound semiconductor, GaP, a gallium nitride-based compound semiconductor, or the like is used, and is not limited to these materials.

【0028】また、前述の例では、半導体ウェハを切断
分離して透明樹脂をその隙間に充填して固めた後に、両
面に電極を形成したが、半導体層を積層した後に両面に
電極を形成しておき、その状態でエキスパンドテープに
貼着し、チップ間に間隙を設けてその間隙に透明樹脂を
注入するようにしてもよい。なお、前述の例も含めて、
透明樹脂などの透光性絶縁体をチップの間隙部に注入す
る際は、ウェハの上面側もエキスパンドテープのような
テープが貼着されていることが、透明樹脂が半導体層の
上面や電極膜の上面に付着しにくいため好ましい。
In the above-described example, the electrodes are formed on both sides after the semiconductor wafer is cut and separated, and the gap is filled with a transparent resin, and then the electrodes are formed on both sides after the semiconductor layers are laminated. In this state, it may be attached to an expand tape in this state, a gap may be provided between the chips, and the transparent resin may be injected into the gap. In addition, including the above example,
When a translucent insulator such as a transparent resin is injected into the gap between the chips, a tape such as an expand tape is also adhered to the upper surface of the wafer. This is preferable because it does not easily adhere to the upper surface of the substrate.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、LEDチップの発光層
形成部の周囲に透光性の絶縁体材料からなる被覆層が設
けられているため、簡単な組立方法によっても、発光層
形成部にショートなどの問題を生じさせることなく、L
EDチップを横向きにマウントして電極を直接導電性接
着剤などにより接続することができる。その結果、非常
に薄型で、小形の発光素子を得ることができ、LEDチ
ップを使用したドットマトリクスの表示装置でも、薄型
で高精細な画像が得られる。
According to the present invention, since the coating layer made of a transparent insulating material is provided around the light emitting layer forming portion of the LED chip, the light emitting layer forming portion can be formed by a simple assembling method. Without causing problems such as short circuit
The electrodes can be directly connected by a conductive adhesive or the like by mounting the ED chip horizontally. As a result, a very thin and small light-emitting element can be obtained, and a thin and high-definition image can be obtained even with a dot matrix display device using an LED chip.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の半導体発光素子の一実施形態のLED
チップの斜視および断面の説明図である。
FIG. 1 shows an LED according to an embodiment of the semiconductor light emitting device of the present invention.
It is explanatory drawing of the perspective and cross section of a chip.

【図2】図1のLEDチップを用いたチップ型発光素子
の断面および平面の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view of a cross section and a plane of a chip type light emitting device using the LED chip of FIG. 1;

【図3】図1のLEDチップの製造工程を説明する図で
ある。
FIG. 3 is a diagram illustrating a manufacturing process of the LED chip of FIG. 1;

【図4】図1のLEDチップをドットマトリクスに用い
たときの説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram when the LED chip of FIG. 1 is used for a dot matrix.

【図5】従来のチップ型発光素子の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional chip-type light emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 半導体層 3 被覆層 4、5 電極 10 LEDチップ 12 発光層形成部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 Semiconductor layer 3 Coating layer 4, 5 electrode 10 LED chip 12 Light emitting layer formation part

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、該基板上に半導体層が設けられ
ることにより形成される発光層形成部と、該発光層形成
部の外周に設けられる透光性の絶縁体からなる被覆層
と、前記基板の裏面および発光層形成部の表面側にそれ
ぞれ設けられる一対の電極とからチップが構成される半
導体発光素子。
1. A substrate, a light-emitting layer forming portion formed by providing a semiconductor layer on the substrate, and a coating layer made of a light-transmitting insulator provided on an outer periphery of the light-emitting layer forming portion. A semiconductor light emitting device comprising a chip including a pair of electrodes provided on a back surface of the substrate and a front surface side of the light emitting layer forming portion, respectively.
【請求項2】 前記基板およびその上に設けられる半導
体層からなるチップが直方体形状である請求項1記載の
半導体発光素子。
2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said substrate and a chip comprising a semiconductor layer provided thereon have a rectangular parallelepiped shape.
【請求項3】 請求項2記載のチップが、その一対の電
極が横方向に対向するように横倒しにされ、かつ、前記
直方体形状の幅広面が基板に接するように該チップがマ
ウント基板上に配設され、前記一対の電極が該マウント
基板の接続部と直接導電性材料により接着されてなる半
導体発光素子。
3. The chip according to claim 2, wherein the chip is laid on its side so that a pair of electrodes thereof are opposed to each other in a lateral direction, and the chip is mounted on a mount substrate such that the wide surface of the rectangular parallelepiped shape is in contact with the substrate. A semiconductor light emitting device which is disposed and wherein the pair of electrodes are directly bonded to a connection portion of the mount substrate with a conductive material.
【請求項4】 (a)ウェハ状の基板上に発光層を形成
すべく半導体層を設ける工程、(b)前記ウェハ状の基
板を樹脂フィルムに貼着する工程、(c)前記ウェハ状
の基板をチップに切断して前記樹脂フィルムを延ばすこ
とにより各チップを分離する工程、(d)前記分離され
た各チップ間に該チップの発光する光を透過させる絶縁
体を充填する工程、(e)前記基板の裏面および積層さ
れた半導体層の表面に電極用金属膜を設ける工程、およ
び(f)前記充填された絶縁体部を切断することにより
各チップに分離する工程を有する半導体発光素子の製
法。
4. A step of: (a) providing a semiconductor layer to form a light emitting layer on a wafer-like substrate; (b) attaching the wafer-like substrate to a resin film; (C) a step of separating the chips by cutting the substrate into chips and extending the resin film; (d) a step of filling an insulator that transmits light emitted by the chips between the separated chips; A) providing a metal film for an electrode on the back surface of the substrate and the surface of the laminated semiconductor layer; and (f) separating the filled insulator portion into chips by cutting the filled insulator portion. Manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002232021A (en) * 2001-02-01 2002-08-16 Sony Corp Method for transferring element and panel
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