JPH11220161A - 発光ダイオード及び発光ダイオードの製造方法 - Google Patents

発光ダイオード及び発光ダイオードの製造方法

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JPH11220161A
JPH11220161A JP1998998A JP1998998A JPH11220161A JP H11220161 A JPH11220161 A JP H11220161A JP 1998998 A JP1998998 A JP 1998998A JP 1998998 A JP1998998 A JP 1998998A JP H11220161 A JPH11220161 A JP H11220161A
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semiconductor
emitting diode
type semiconductor
light
light emitting
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Masato Ishimaru
真人 石丸
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 【解決手段】 発光ダイオードは、裏面全体にn側電極
26が設けられると共に表面側に絶縁膜16が付けられ
たn型半導体12を備えている(図2(A))。絶縁膜
16に、予め定められた複数位置各々に、各々予め定め
られた面積の2つの拡散窓20A、20Bを形成し(図
2(B))、拡散窓20A、20B位置のn型半導体1
2内に、所定の厚さの第1の部分と該所定の厚さより薄
い第2の部分R2a、R2bを有する2つのp型半導体30
A、30Bを、第2の部分同士R2a、R2bが接続される
ように、形成する(図2(C))。そして、拡散窓20
A、20Bの一方の拡散窓20Bの一部に、p側電極2
4を配置する(図2(D))。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオード及
び発光ダイオードの製造方法に係り、より詳しくは、p
型半導体及びn型半導体の一方の半導体の表面側に他方
の半導体が接合されて形成された発光ダイオード及び発
光ダイオードの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、プレーナ型発光ダイオード
(LED)をアレイ状に配置した発光ダイオードアレイ
は、LEDプリンタ等に用いられている。発光ダイオー
ドアレイは、図7に示すように、n型半導体12表面に
絶縁膜16を付け、その一部をエッチング処理して複数
の拡散窓20を形成し、各拡散窓20を介してn型半導
体12の表面側に不純物(Zn)拡散させてp型半導体
28(図8も参照)を接合している。なお、隣り合うp
型半導体28同士は素子分離している。
【0003】ところで、n型半導体12に不純物拡散さ
せてp型半導体28を接合しているため、p型半導体2
8は、図8(A)、図8(B)に示すように、厚さL1
の第1の部分R1 と、第1の部分R1 の周辺に配置さ
れ、第1の部分R1 より遠ざかる程厚さが薄くなりかつ
幅L2 の第2の部分R2 と、を有する。
【0004】なお、n型半導体12裏面にはn側電極2
6を配置すると共に拡散窓20にはp側電極24を配置
している。
【0005】そして、n側電極26及びp側電極24間
に電圧を印加して電流を流すと、図8に示すように、接
合面30において、高いエネルギーの電子が低いエネル
ギーの正孔と再結晶(再結合)することにより発光し、
拡散窓20を介して光Bが射出される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ここで、第1の部分R
1 における接合面30から発光した光B1 は、厚さL1
のp型半導体28に所定量吸収される。よって、p型半
導体28から射出した光出力は、図8(C)に示すよう
に、I0 となる。
【0007】一方、前述したように、第2の部分R
2 は、第1の部分R1 より遠ざかる程厚さが薄くなるの
で、第2の部分R2 における接合面30から発光した光
2 のp型半導体28に吸収される量は、第1の部分R
1 より遠ざかる程減少する。このため、第2の部分R2
におけるp型半導体28から射出する光出力は、第1の
部分R1 より遠ざかる程大きくなり、最遠点R20におい
て最大I0 +iとなる。
【0008】このように、第1の部分R1 における接合
面30から発光した光B1 は、厚さL1 のp型半導体2
8に所定量吸収される。このため、p型半導体28から
射出した全光出力は小さくなる。よって、所望の光出力
を得るためには、n側電極26及びp側電極24間に印
加する電圧を大きくしなければならず、エネルギー消費
が多い。
【0009】本発明は、上記事実に鑑み成されたもの
で、光出力を向上させた発光ダイオード及びこの発光ダ
イオードの製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため本発
明は、p型半導体及びn型半導体の一方の半導体の表面
側に他方の半導体が接合されて形成された発光ダイオー
ドにおいて、前記他方の半導体は、前記表面側周辺部以
外の部分に、所定の厚さの第1の部分と該所定の厚さよ
り薄い第2の部分とを有するようにしている。
【0011】即ち、本発明は、p型半導体及びn型半導
体の一方の半導体の表面側に他方の半導体が接合されて
形成されているため、一方の半導体と他方の半導体との
間に電流を供給すると、一方の半導体と他方の半導体と
の接合面で発光する。なお、一方の半導体の表面側に不
純物拡散させて他方の半導体を接合する。
【0012】ここで、一方の半導体と他方の半導体との
接合面で発光した光は、他方の半導体の厚さに応じた量
吸収され、残りが射出する。他方の半導体の一方の半導
体の表面側周辺部は、厚さが徐々に薄くなり、他方の半
導体に吸収される量も徐々に少なくなる。
【0013】この場合、他方の半導体の、上記表面側周
辺部以外の部分も従来と同様の厚さであると、前述した
ように、発光ダイオード全体の光出力は少なくなる。し
かし、本発明の他方の半導体は、上記表面側周辺部以外
の部分に、所定の厚さの第1の部分と該所定の厚さより
薄い第2の部分とを有するようにしている。なお、他方
の半導体は、第1の部分及び第2の部分を有しかつ該第
2の部分同士が接続されると共に他方の半導体と同質の
複数の半導体により構成するようにしてもよい。
【0014】このとき、第2の部分の厚さは第1の部分
の厚さより薄く、第2の部分の他方の半導体に吸収され
る量は第1の部分より少ないため、第2の部分における
他方の半導体から射出する光出力は、第1の部分の光出
力より大きい。よって、一方の半導体と他方の半導体と
の間に供給する電流を従来と同じとしても、発光ダイオ
ード全体の光出力を向上させることができる。
【0015】なお、上記発光ダイオードは、p型半導体
及びn型半導体の一方の半導体の表面側に、他方の半導
体を、該表面側周辺部以外の部分に所定の厚さの第1の
部分と該所定の厚さより薄い第2の部分とを有するよう
に、接合して形成する。即ち、第1の部分及び第2の部
分を有しかつ他方の半導体と同質の複数の半導体を、該
第2の部分同士が接続されるように、一方の半導体の表
面側に接合して、発光ダイオードを製造する。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。
【0017】図1に示すように、本実施の形態に係るプ
レーナ型発光ダイオードを含む発光ダイオードアレイ
は、裏面全体にn側電極26が設けられると共に表面側
に絶縁膜16が付けられたn型半導体12を備えてい
る。
【0018】絶縁膜16には、予め定められた複数位置
各々に、各々予め定められた面積の2つの拡散窓20
A、20Bが形成されている。拡散窓20A、20B位
置のn型半導体12内には、2つのp型半導体30A、
30B(図2(C)も参照)が形成されている。そし
て、拡散窓20A、20Bの一方の拡散窓20Bの一部
には、p側電極24が配置されている。
【0019】次に、発光ダイオードアレイの製造方法を
説明する。図2(A)に示すように、n型半導体12に
絶縁膜16を付ける。次に、図2(B)に示すように、
絶縁膜16の予め定められた複数の位置各々に、ホトリ
ソ・エッチング処理によって、各々予め定められた面積
の拡散窓20A、20Bを形成する。次に、図2(C)
に示すように、各拡散窓20A、20Bを介してn型半
導体12に不純物(Zn)拡散させて、p型半導体30
A、30Bを接合させる。
【0020】ここで、p型半導体30A、30B各々
は、図3に示すように、厚さL1 の第1の部分R1 と、
第1の部分R1 の周辺に配置され、第1の部分R1 より
遠ざかる程厚さが薄くなる幅L2 の第2の部分R2a、R
2bと、を有し、p型半導体30Aのp型半導体30Bに
近い側の第2の部分R2aとp型半導体30Bのp型半導
体30Aに近い側の第2の部分R2bとが接続されてい
る。よって、p型半導体30A、30Bにより1つのp
型半導体が形成される。即ち、p型半導体30A、30
Bにより形成されるp型半導体は、n型半導体12の表
面側周辺部以外の部分に、厚さL1 の第1の部分R1
該厚さL1 より薄い第2の部分R2a、R2bとを有するよ
うにしている。なお、厚さL1 、幅L2 は、不純物拡散
の物質、拡散温度等を調整することにより一義的に定め
ることができる。
【0021】そして、図2(D)に示すように、n型半
導体12の裏面全体にn側電極26を配置すると共に拡
散窓20A、20Bの一方の拡散窓20Bの一部に、p
側電極24を配置する。なお、拡散窓20A、20B各
々の一部にp側電極24が配置するようにしてもよい。
また、n側電極26は、図2(A)〜図2(C)の各ス
テップ時の何れにおいて配置してもよい。
【0022】ここで、図4(B)に示す本実施の形態に
係る発光ダイオードの拡散窓20A、20Bの合計面積
は、図4(A)に示す従来技術に係る発光ダイオードの
拡散窓20の面積より小さいが、本実施の形態に係る発
光ダイオードのp型半導体30A、30Bの表面側合計
面積は、従来技術に係る発光ダイオードのp型半導体3
0の表面側面積と等しい。なお、上記合計面積は、この
大きさに限定されるものでない。
【0023】ところで、前述したように、n側電極26
及びp側電極24間に電圧を印加して電流を供給する
と、図3に示すように、接合面30において、高いエネ
ルギーの電子が低いエネルギーの正孔と再結晶すること
により、発光し、光Bが射出される。
【0024】ここで、前述したように、p型半導体30
A、30Bにより形成されるp型半導体は、n型半導体
12の表面側周辺部以外の部分に、厚さL1 の第1の部
分R 1 と該厚さL1 より薄い第2の部分R2a、R2bとを
有している。この第2の部分R2a、R2bに吸収される光
量は、第1の部分R1 に吸収される光量より少ない。よ
って、この第2の部分R2a、R2bから射出される光出力
は、図5(B)、図5(C)に示すように、光出力I0
より大きくなる。即ち、p型半導体30A、30Bの第
2の部分R2a、R2bの接続点R2A、R2B(図3参照)の
光出力は、接続部(X−Y方向)に渡って、図5(B)
に示すように、最大値I0 +iとなる。また、p型半導
体30A、30Bの第2の部分R2a、R2bの接続点
2A、R2Bを挟む方向にわたる光出力は、図5(C)に
示すように、第1の部分R1 においてはI0 であり、第
2の部分R2a、R2bではI0 より大きくなり、第2の部
分R2a、R2bの接続点R2A、R2Bで最大値I0 +iとな
る。このように、第2の部分R 2a、R2bの光出力を大き
くすることができるので、発光ダイオード全体の光出力
を向上させることができる。
【0025】以上説明した実施の形態では、p型半導体
30A、30B各々を、第1の部分R1 と、第1の部分
1 の周辺に配置され、第1の部分R1 より遠ざかる程
厚さが薄くなる第2の部分R2a、R2bと、を有し、p型
半導体30Aのp型半導体30Bに近い側の第2の部分
2aとp型半導体30Bのp型半導体30Aに近い側の
第2の部分R2bとを接続しているが、本発明はこれに限
定されない。即ち、図6(A)に示すように、第1の部
分及び第2の部分を有する2より大きい複数(例えば、
3つ)のp型半導体30A、30B、30Cを、前述し
たように接続して、備えてもよく、図6(B)に示すよ
うに、p型半導体30A、30Bの間に、p型半導体3
0A、30Bの第1の部分R1 の厚さL1 より薄い厚さ
3 (<L1 )のp型半導体30Dを、前述したように
接続して、備えるようにしてもよい。更に、第1の部分
及び第2の部分を備えたp型半導体を、複数マトリクス
状でかつ前述したように接続して、備えてもよい。な
お、1つのp型半導体を構成するために接続するp型半
導体(30A、30B)の個数を多くすればする程、発
光ダイオード全体の光出力を、より向上させることがで
きる。
【0026】なお、上記例において、n型半導体とp型
半導体とを入れ換えた構成としてもよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、発光ダイ
オード全体の光出力を向上させることができるため、エ
ネルギー消費を抑えることができる、という効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態の発光ダイオードアレイの斜視図
である。
【図2】本実施の形態の発光ダイオードアレイの製造方
法を説明する図である。
【図3】1つの発光ダイオード内の2つのp型半導体の
接続部の様子を示す図である。
【図4】本実施の形態の発光ダイオードの拡散窓の大き
さ及びp型半導体の面積と従来技術の発光ダイオードの
拡散窓の大きさ及びp型半導体の面積とを比較した図で
ある。
【図5】本実施の形態の発光ダイオードの光出力の分布
を示す図である。
【図6】変形例を示す断面図である。
【図7】従来技術の発光ダイオードアレイの斜視図であ
る。
【図8】従来技術の発光ダイオードアレイの光出力の分
布を示す図である。
【符号の説明】
10 発光ダイオード 12 n型半導体 30A、30B p型半導体 R1 第1の部分 R2a、R2b 第2の部分

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 p型半導体及びn型半導体の一方の半導
    体の表面側に他方の半導体が接合されて形成された発光
    ダイオードにおいて、 前記他方の半導体は、前記表面側周辺部以外の部分に、
    所定の厚さの第1の部分と該所定の厚さより薄い第2の
    部分とを有する、ことを特徴とする発光ダイオード。
  2. 【請求項2】 前記他方の半導体は、前記第1の部分及
    び前記第2の部分を有しかつ該第2の部分同士が接続さ
    れると共に前記他方の半導体と同質の複数の半導体によ
    り構成された請求項1記載の発光ダイオード。
  3. 【請求項3】 p型半導体及びn型半導体の一方の半導
    体の表面側に、他方の半導体を、該表面側周辺部以外の
    部分に所定の厚さの第1の部分と該所定の厚さより薄い
    第2の部分とを有するように接合して、発光ダイオード
    を製造する、発光ダイオードの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記第1の部分及び前記第2の部分を有
    しかつ前記他方の半導体と同質の複数の半導体を、該第
    2の部分同士が接続されるように、前記一方の半導体の
    表面側に接合して、発光ダイオードを製造する請求項3
    記載の発光ダイオードの製造方法。
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