JPH11354837A - 発光ダイオードおよびその製造方法 - Google Patents
発光ダイオードおよびその製造方法Info
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- JPH11354837A JPH11354837A JP15779898A JP15779898A JPH11354837A JP H11354837 A JPH11354837 A JP H11354837A JP 15779898 A JP15779898 A JP 15779898A JP 15779898 A JP15779898 A JP 15779898A JP H11354837 A JPH11354837 A JP H11354837A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易に光出力を向上することができる発光ダ
イオードを提供する。 【解決手段】 基板上にエピタキシャル層を有してな
り、該エピタキシャル層中にｐｎ接合を有する発光ダイ
オードにおいて、基板側表面とエピタキシャル層側の表
面のうち、よりｐｎ接合に近い側の表面の方が、もう一
方の表面より、表面積が大きいことを特徴とする発光ダ
イオード、並びに、基板上にエピタキシャル層を積層し
てなり、該エピタキシャル層中にｐｎ接合を有する発光
ダイオードを製造する方法において、基板上にエピタキ
シャル層を積層する工程および基板側からダイシングす
る工程を含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方
法。
イオードを提供する。 【解決手段】 基板上にエピタキシャル層を有してな
り、該エピタキシャル層中にｐｎ接合を有する発光ダイ
オードにおいて、基板側表面とエピタキシャル層側の表
面のうち、よりｐｎ接合に近い側の表面の方が、もう一
方の表面より、表面積が大きいことを特徴とする発光ダ
イオード、並びに、基板上にエピタキシャル層を積層し
てなり、該エピタキシャル層中にｐｎ接合を有する発光
ダイオードを製造する方法において、基板上にエピタキ
シャル層を積層する工程および基板側からダイシングす
る工程を含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードお
よびその製造方法に関する。
よびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体結晶を構成材料とする発光ダイオ
ード（「ＬＥＤ」）は、表示用素子として現在幅広く用
いられており、その中でも III−Ｖ族化合物半導体は、
そのほとんどの材料として用いられている。 III−Ｖ族
化合物半導体は可視光、赤外光の波長に相当するバンド
ギャップを有するため、発光素子へ応用されてきた。そ
の中でもＧａＡｓＰはＬＥＤ用として需要は大きく、Ｌ
ＥＤの特性として発光出力の向上が要求されてきた。
ード（「ＬＥＤ」）は、表示用素子として現在幅広く用
いられており、その中でも III−Ｖ族化合物半導体は、
そのほとんどの材料として用いられている。 III−Ｖ族
化合物半導体は可視光、赤外光の波長に相当するバンド
ギャップを有するため、発光素子へ応用されてきた。そ
の中でもＧａＡｓＰはＬＥＤ用として需要は大きく、Ｌ
ＥＤの特性として発光出力の向上が要求されてきた。
【０００３】例としてＧａＡｓ1-x Ｐx （０．４５＜ｘ
≦１）で説明する。図４に単結晶基板がＧａＰであるＧ
ａＡｓＰエピタキシャルウエハの一般的な構造を示す。
ＧａＰ単結晶基板上に、基板と同一組成のホモ層、基板
と最上層の格子定数の差を緩和するために組成を連続的
に１．０〜ｘ０まで連続的に変化させたＧａＡｓ1-xＰ
x グレード組成層、ＧａＡｓ1-x0Ｐx0一定組成層、窒素
をドープしたＧａＡｓ 1-x0Ｐx0低キャリア濃度一定組成
層を順次形成した構造からなっている。エピタキシャル
ウエハの最上層は発光層となり、ＬＥＤの発光波長を得
るための一定組成ｘ０（０．４５＜ｘ０≦１）をもち、
窒素と、ｎ型のドーパントであるテルル（Ｔｅ）または
硫黄（Ｓ）を所定のキャリア濃度になるようにドープし
ている。通常は赤色発光（波長６３０ｎｍ）用として
は、ｘ0 ＝約０．６５である。窒素（Ｎ）はＧａＡｓＰ
中にドープされると発光センターとなるアイソエレクト
ロニックトラップとなる。アイソエレクトロニックトラ
ップは電気的には不活性でキャリア濃度には寄与しな
い。間接遷移型のバンドギャップをもつ発光層ＧａＡｓ
1-x0Ｐx0に窒素をドープすることで発光効率を約１０倍
高めている。通常はＬＥＤを製造するために、発光層表
面に亜鉛（Ｚｎ）を熱拡散してｐｎ接合を形成する。
≦１）で説明する。図４に単結晶基板がＧａＰであるＧ
ａＡｓＰエピタキシャルウエハの一般的な構造を示す。
ＧａＰ単結晶基板上に、基板と同一組成のホモ層、基板
と最上層の格子定数の差を緩和するために組成を連続的
に１．０〜ｘ０まで連続的に変化させたＧａＡｓ1-xＰ
x グレード組成層、ＧａＡｓ1-x0Ｐx0一定組成層、窒素
をドープしたＧａＡｓ 1-x0Ｐx0低キャリア濃度一定組成
層を順次形成した構造からなっている。エピタキシャル
ウエハの最上層は発光層となり、ＬＥＤの発光波長を得
るための一定組成ｘ０（０．４５＜ｘ０≦１）をもち、
窒素と、ｎ型のドーパントであるテルル（Ｔｅ）または
硫黄（Ｓ）を所定のキャリア濃度になるようにドープし
ている。通常は赤色発光（波長６３０ｎｍ）用として
は、ｘ0 ＝約０．６５である。窒素（Ｎ）はＧａＡｓＰ
中にドープされると発光センターとなるアイソエレクト
ロニックトラップとなる。アイソエレクトロニックトラ
ップは電気的には不活性でキャリア濃度には寄与しな
い。間接遷移型のバンドギャップをもつ発光層ＧａＡｓ
1-x0Ｐx0に窒素をドープすることで発光効率を約１０倍
高めている。通常はＬＥＤを製造するために、発光層表
面に亜鉛（Ｚｎ）を熱拡散してｐｎ接合を形成する。
【０００４】図２に同エピタキシャルウエハを用いた従
来ＬＥＤチップの構成を示す。最上層内に拡散によって
ｐ型の層を形成し、その表面と、ＧａＰ基板側にオーミ
ック電極を形成して、素子分離してＬＥＤが製造され
る。基板として用いるＧａＰ基板はＧａＡｓＰ層よりバ
ンドギャップが大きいため、発光した光を透過する。屈
折率は、例えば赤色に対してＧａＡｓ0.35Ｐ0.65は３．
５、ＧａＰ基板は３．３とＧａＰ基板の方が小さい。ｐ
ｎ接合で発光した光がＬＥＤ内部全体に広がり、ＧａＰ
基板側からより効率的にＬＥＤ内部で発光した光をＬＥ
Ｄの外部に取り出せることがわかる。実質的に高い光出
力が得られるため、黄色から赤色の可視光のＬＥＤとし
て実用化され、需要は大きい。
来ＬＥＤチップの構成を示す。最上層内に拡散によって
ｐ型の層を形成し、その表面と、ＧａＰ基板側にオーミ
ック電極を形成して、素子分離してＬＥＤが製造され
る。基板として用いるＧａＰ基板はＧａＡｓＰ層よりバ
ンドギャップが大きいため、発光した光を透過する。屈
折率は、例えば赤色に対してＧａＡｓ0.35Ｐ0.65は３．
５、ＧａＰ基板は３．３とＧａＰ基板の方が小さい。ｐ
ｎ接合で発光した光がＬＥＤ内部全体に広がり、ＧａＰ
基板側からより効率的にＬＥＤ内部で発光した光をＬＥ
Ｄの外部に取り出せることがわかる。実質的に高い光出
力が得られるため、黄色から赤色の可視光のＬＥＤとし
て実用化され、需要は大きい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、現実には光取
り出しの効率は十分とは言えず、ＬＥＤチップ形状によ
ってＬＥＤの光出力が大きく違ってしまう。特殊な形状
にＬＥＤチップ形状を加工すればよいのだが、ＬＥＤ製
造コストが非常に高くなってしまう問題があるため、特
殊な加工はほとんど実施されていない。
り出しの効率は十分とは言えず、ＬＥＤチップ形状によ
ってＬＥＤの光出力が大きく違ってしまう。特殊な形状
にＬＥＤチップ形状を加工すればよいのだが、ＬＥＤ製
造コストが非常に高くなってしまう問題があるため、特
殊な加工はほとんど実施されていない。
【０００６】エピタキシャルウエハの品質の向上とチッ
プ製造技術の向上により、ＬＥＤの光出力は飛躍的に向
上した。しかし、エピタキシャルウエハの品質によるＬ
ＥＤの光出力の向上も次第に困難になってきた。需要の
急速な伸びとともに、コストダウンの要求はますます強
くなった。ＬＥＤの光出力はチップ製造技術によるとこ
ろが大きい。しかし、たとえ一工程でも増加してコスト
アップになることは大変なデメリットとなる。工程の煩
雑化がなく、簡易で、しかも確実に光出力を向上できる
ことが必要となった。本発明は、発光した光が基板側を
通して外部に取り出すことができるＬＥＤにおいて、簡
易でコストアップがなく、しかも確実に光出力を向上で
きるＬＥＤおよびその製造方法を提供するものである。
プ製造技術の向上により、ＬＥＤの光出力は飛躍的に向
上した。しかし、エピタキシャルウエハの品質によるＬ
ＥＤの光出力の向上も次第に困難になってきた。需要の
急速な伸びとともに、コストダウンの要求はますます強
くなった。ＬＥＤの光出力はチップ製造技術によるとこ
ろが大きい。しかし、たとえ一工程でも増加してコスト
アップになることは大変なデメリットとなる。工程の煩
雑化がなく、簡易で、しかも確実に光出力を向上できる
ことが必要となった。本発明は、発光した光が基板側を
通して外部に取り出すことができるＬＥＤにおいて、簡
易でコストアップがなく、しかも確実に光出力を向上で
きるＬＥＤおよびその製造方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者等は、か
かる課題を解決すべく鋭意検討の結果、ＬＥＤチップの
形状を、ｐｎ接合が近い方を上面側として、ＬＥＤチッ
プの上面側の面積が、同下面の面積よりも大きいＬＥＤ
形状とすることで、ｐｎ接合近傍からより多くの光が発
せられ、かつ発生した光が、ＬＥＤチップ側面での反射
が少なくより効率的に外部に光を取り出し得ることを見
出し、その結果、ＬＥＤの光出力を高めることができる
こと見出し、本発明発光ダイオードに到達した。また、
かかる上面側の面積が下面側の面積より小さいＬＥＤ
は、基板上にエピタキシャル層を積層した後、基板側か
らダイシングすることにより容易に製造可能でＳること
を見出し、本発明の発光ダイオードの製造方法に到達し
た。
かる課題を解決すべく鋭意検討の結果、ＬＥＤチップの
形状を、ｐｎ接合が近い方を上面側として、ＬＥＤチッ
プの上面側の面積が、同下面の面積よりも大きいＬＥＤ
形状とすることで、ｐｎ接合近傍からより多くの光が発
せられ、かつ発生した光が、ＬＥＤチップ側面での反射
が少なくより効率的に外部に光を取り出し得ることを見
出し、その結果、ＬＥＤの光出力を高めることができる
こと見出し、本発明発光ダイオードに到達した。また、
かかる上面側の面積が下面側の面積より小さいＬＥＤ
は、基板上にエピタキシャル層を積層した後、基板側か
らダイシングすることにより容易に製造可能でＳること
を見出し、本発明の発光ダイオードの製造方法に到達し
た。
【０００８】すなわち、本発明の要旨は、基板上にエピ
タキシャル層を有してなり、該エピタキシャル層中にｐ
ｎ接合を有する発光ダイオードにおいて、基板側表面と
エピタキシャル層側の表面のうち、よりｐｎ接合に近い
側の表面の方が、もう一方の表面より、表面積が大きい
ことを特徴とする発光ダイオード、ならびに、基板上に
エピタキシャル層を積層してなり、該エピタキシャル層
中にｐｎ接合を有する発光ダイオードを製造する方法に
おいて、基板上にエピタキシャル層を積層する工程およ
び基板側からダイシングする工程を含むことを特徴とす
る発光ダイオードの製造方法に存する。
タキシャル層を有してなり、該エピタキシャル層中にｐ
ｎ接合を有する発光ダイオードにおいて、基板側表面と
エピタキシャル層側の表面のうち、よりｐｎ接合に近い
側の表面の方が、もう一方の表面より、表面積が大きい
ことを特徴とする発光ダイオード、ならびに、基板上に
エピタキシャル層を積層してなり、該エピタキシャル層
中にｐｎ接合を有する発光ダイオードを製造する方法に
おいて、基板上にエピタキシャル層を積層する工程およ
び基板側からダイシングする工程を含むことを特徴とす
る発光ダイオードの製造方法に存する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
図１に本発明発光ダイオードの構造を示す。図１から明
らかな様に、本発明においては、四角柱上のＬＥＤチッ
プのｐｎ接合に近い側の面（図１のＬＥＤでは上面）よ
りもう一方の方が面積が小さくなっている。発光部とな
るｐｎ接合の面積が最大限に大きくなり、発光する面積
が大きくなる。発光出力が高くなることがわかる。
図１に本発明発光ダイオードの構造を示す。図１から明
らかな様に、本発明においては、四角柱上のＬＥＤチッ
プのｐｎ接合に近い側の面（図１のＬＥＤでは上面）よ
りもう一方の方が面積が小さくなっている。発光部とな
るｐｎ接合の面積が最大限に大きくなり、発光する面積
が大きくなる。発光出力が高くなることがわかる。
【００１０】さらに、通常ｐｎ接合面の近くに平行にＬ
ＥＤの上面、すなわち屈折率の境界面が存在する。発光
した光の半分は、ＬＥＤの下面の方に向かい、上面でも
光を反射して、それが主にＬＥＤの下面に垂直に向かっ
て伝播することがわかる。一般にはＬＥＤの光出力はＬ
ＥＤ内部での発光効率よりも、ＬＥＤ外部への取出し効
率の依存率が高い。図１から明らかな様に、本発明のＬ
ＥＤは、図２で表される従来のＬＥＤと比較して、ｐｎ
接合面で発光した光が、ＬＥＤチップ内部からＬＥＤ側
面に、より小さな入射角（ＬＥＤ側面の法線と入射光の
なす角度）で入射する。このため、ＬＥＤ側面での光の
透過率を増し、全反射される割合を少なくできる。ＬＥ
Ｄ内部を透過する光は光吸収を受けるので、光は効率よ
く外部に取り出さなければ、ＬＥＤの光出力は向上しな
い。本発明では、ＬＥＤの側面からの光出力の取出し効
率を上げることによりＬＥＤの光出力を向上させること
ができる。内部で発光した光が、効率よくＧａＰ基板側
に広がるため、表電極でさえぎられたりせず、より高い
光の取出し効率が得られることがわかる。
ＥＤの上面、すなわち屈折率の境界面が存在する。発光
した光の半分は、ＬＥＤの下面の方に向かい、上面でも
光を反射して、それが主にＬＥＤの下面に垂直に向かっ
て伝播することがわかる。一般にはＬＥＤの光出力はＬ
ＥＤ内部での発光効率よりも、ＬＥＤ外部への取出し効
率の依存率が高い。図１から明らかな様に、本発明のＬ
ＥＤは、図２で表される従来のＬＥＤと比較して、ｐｎ
接合面で発光した光が、ＬＥＤチップ内部からＬＥＤ側
面に、より小さな入射角（ＬＥＤ側面の法線と入射光の
なす角度）で入射する。このため、ＬＥＤ側面での光の
透過率を増し、全反射される割合を少なくできる。ＬＥ
Ｄ内部を透過する光は光吸収を受けるので、光は効率よ
く外部に取り出さなければ、ＬＥＤの光出力は向上しな
い。本発明では、ＬＥＤの側面からの光出力の取出し効
率を上げることによりＬＥＤの光出力を向上させること
ができる。内部で発光した光が、効率よくＧａＰ基板側
に広がるため、表電極でさえぎられたりせず、より高い
光の取出し効率が得られることがわかる。
【００１１】本発明ＬＥＤは、ｐｎ接合に近い側の表面
の面積に対し、もう一方の表面の面積が８５％以下であ
ることが好ましい。チップの加工性や、ＬＥＤランプ組
立の作業性から３０％以上、好ましくは４０％以上であ
る。なお、通常ｐｎ接合はエピタキシャル層側表面から
３ 〜２０μｍの範囲に存在し、一方、ＬＥＤチップ
全体の厚みは２００〜３５０μｍ程度あるので、通常ｐ
ｎ接合に近い側の表面はエピタキシャル層側の表面であ
るし、もう一方の表面は、基板側の表面である。また、
これらの表面は電極の存在を考慮しない表面を意味する
ものとする。
の面積に対し、もう一方の表面の面積が８５％以下であ
ることが好ましい。チップの加工性や、ＬＥＤランプ組
立の作業性から３０％以上、好ましくは４０％以上であ
る。なお、通常ｐｎ接合はエピタキシャル層側表面から
３ 〜２０μｍの範囲に存在し、一方、ＬＥＤチップ
全体の厚みは２００〜３５０μｍ程度あるので、通常ｐ
ｎ接合に近い側の表面はエピタキシャル層側の表面であ
るし、もう一方の表面は、基板側の表面である。また、
これらの表面は電極の存在を考慮しない表面を意味する
ものとする。
【００１２】図２の従来のＬＥＤでは、エピタキシャル
層の表面にｐｎ接合面が平行であるため、その垂直方向
に最も強く光が伝播する。従来の形状の方が座りがよ
く、取り扱いは便利である。しかし、エピタキシャル層
の表面近くにあるｐｎ接合面で発光した光は、主にＬＥ
Ｄの下面で反射される。ＬＥＤの下面はＬＥＤランプ加
工で接着面となり、効率的にＬＥＤの外に光出力を取り
出せない。ＬＥＤの側面からの光の取出し効率も、内部
から側面への光の入射角が大きくなるので悪くなる。
層の表面にｐｎ接合面が平行であるため、その垂直方向
に最も強く光が伝播する。従来の形状の方が座りがよ
く、取り扱いは便利である。しかし、エピタキシャル層
の表面近くにあるｐｎ接合面で発光した光は、主にＬＥ
Ｄの下面で反射される。ＬＥＤの下面はＬＥＤランプ加
工で接着面となり、効率的にＬＥＤの外に光出力を取り
出せない。ＬＥＤの側面からの光の取出し効率も、内部
から側面への光の入射角が大きくなるので悪くなる。
【００１３】発光ダイオードの層構成、即ち、基板やエ
ピタキシャル層の材料、組成、厚み製造法等は特に限定
されないが、前記基板は、発光ダイオードの発光に対し
て透明であることが、さらなる出力向上のためには好ま
しい。また、基板がＧａＰ基板であり、エピタキシャル
層はＧａＡｓ1-x Ｐx （０．４５＜ｘ≦１）層を含むこ
とが好ましい。より具体的には、図４に示す様な、Ｇａ
Ｐ基板上に、必要に応じて、基板と同一組成のＧａＰホ
モ層、基板と最上層の格子定数の差を緩和するために組
成を連続的に１．０〜ｘ０まで連続的に変化させたＧａ
Ａｓ1-x Ｐx グレード組成層、ＧａＡｓ1-x0Ｐx0一定組
成層、窒素をドープしたＧａＡｓ1-x0Ｐx0低キャリア濃
度一定組成層を順次形成した層構成が好ましい。エピタ
キシャルウエハの最上層は発光層となり、ＬＥＤの発光
波長を得るための一定組成ｘ０（０．４５＜ｘ０≦１）
をもち、窒素と、ｎ型のドーパントであるテルル（Ｔ
ｅ）または硫黄（Ｓ）を所定のキャリア濃度になるよう
にドープしている。通常は赤色発光（波長６３０ｎｍ）
用としては、ｘ0 ＝約０．６５である。窒素（Ｎ）はＧ
ａＡｓＰ中にドープされると発光センターとなるアイソ
エレクトロニックトラップとなる。
ピタキシャル層の材料、組成、厚み製造法等は特に限定
されないが、前記基板は、発光ダイオードの発光に対し
て透明であることが、さらなる出力向上のためには好ま
しい。また、基板がＧａＰ基板であり、エピタキシャル
層はＧａＡｓ1-x Ｐx （０．４５＜ｘ≦１）層を含むこ
とが好ましい。より具体的には、図４に示す様な、Ｇａ
Ｐ基板上に、必要に応じて、基板と同一組成のＧａＰホ
モ層、基板と最上層の格子定数の差を緩和するために組
成を連続的に１．０〜ｘ０まで連続的に変化させたＧａ
Ａｓ1-x Ｐx グレード組成層、ＧａＡｓ1-x0Ｐx0一定組
成層、窒素をドープしたＧａＡｓ1-x0Ｐx0低キャリア濃
度一定組成層を順次形成した層構成が好ましい。エピタ
キシャルウエハの最上層は発光層となり、ＬＥＤの発光
波長を得るための一定組成ｘ０（０．４５＜ｘ０≦１）
をもち、窒素と、ｎ型のドーパントであるテルル（Ｔ
ｅ）または硫黄（Ｓ）を所定のキャリア濃度になるよう
にドープしている。通常は赤色発光（波長６３０ｎｍ）
用としては、ｘ0 ＝約０．６５である。窒素（Ｎ）はＧ
ａＡｓＰ中にドープされると発光センターとなるアイソ
エレクトロニックトラップとなる。
【００１４】上記のＬＥＤの製造にあたり、コスト的に
安価で、しかも容易に製造できる方法を検討した結果、
エピタキシャルウエハの裏面からダイシングする方法を
見いだした。ＧａＡｓＰエピタキシャルウエハによるＬ
ＥＤの場合、ｎ型のＧａＰ基板上にｎ型のエピタキシャ
ル層を成長させ、後に拡散によりエピタキシャル層にＰ
型の層を形成して、ｐｎ接合を得る。この後、不要の裏
面のｐ層を除去するためと、エピタキシャルウエハを適
当な厚さにするために、裏面を通常数十μｍバックラッ
プによって除去する。電極を両面に形成後、エピタキシ
ャル層側のＬＥＤの上面よりも、基板側のＬＥＤの下面
の面積が小さくなるようにＬＥＤを作製する。
安価で、しかも容易に製造できる方法を検討した結果、
エピタキシャルウエハの裏面からダイシングする方法を
見いだした。ＧａＡｓＰエピタキシャルウエハによるＬ
ＥＤの場合、ｎ型のＧａＰ基板上にｎ型のエピタキシャ
ル層を成長させ、後に拡散によりエピタキシャル層にＰ
型の層を形成して、ｐｎ接合を得る。この後、不要の裏
面のｐ層を除去するためと、エピタキシャルウエハを適
当な厚さにするために、裏面を通常数十μｍバックラッ
プによって除去する。電極を両面に形成後、エピタキシ
ャル層側のＬＥＤの上面よりも、基板側のＬＥＤの下面
の面積が小さくなるようにＬＥＤを作製する。
【００１５】図３の通り、ダイシングした切り口の断面
図はハーフダイス、フルダイスにかかわらず、ダイシン
グ刃の先端側が切りしろが狭くなることがわかる。ｐｎ
接合面側を切ってしまうと、図２に示す様にｐｎ接合面
積が小さくなって、発光出力の低下を生じている。表面
の電極に合わせてダシシングするためには、例えばバッ
クラップ工程の後裏面をエッチングによって半鏡面加工
した面を利用する。裏面から表電極ははっきりと見える
ので、裏面からのダイシングの位置合わせは裏面の電極
の間から、顕微鏡またはＣＣＤカメラ等直接位置を確認
することができる。また、両面合わせマスクを用いて、
表裏電極を最初から合わせてパターニングすれば、裏面
の電極パターンを見て合わせることができる。
図はハーフダイス、フルダイスにかかわらず、ダイシン
グ刃の先端側が切りしろが狭くなることがわかる。ｐｎ
接合面側を切ってしまうと、図２に示す様にｐｎ接合面
積が小さくなって、発光出力の低下を生じている。表面
の電極に合わせてダシシングするためには、例えばバッ
クラップ工程の後裏面をエッチングによって半鏡面加工
した面を利用する。裏面から表電極ははっきりと見える
ので、裏面からのダイシングの位置合わせは裏面の電極
の間から、顕微鏡またはＣＣＤカメラ等直接位置を確認
することができる。また、両面合わせマスクを用いて、
表裏電極を最初から合わせてパターニングすれば、裏面
の電極パターンを見て合わせることができる。
【００１６】なお、上記の説明は、主として発光した光
が裏面からは取り出せないＧａＡｓＰエピタキシャルウ
エハに関して行ったが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、発光した光が裏面から取り出せるエピタキシ
ャルウエハでも同じである。たとえば基板を除去したダ
ブルヘテロ型のＡｌＧａＡｓエピタキシャルウエハであ
ってもよい。また、液相エピタキシャル法で成長した緑
色ＬＥＤ用のＧａＰ基板上にＧａＰ層を成長したエピタ
キシャルウエハ、赤外ＬＥＤ用のＧａＡｓ基板上にＳｉ
ドープＧａＡｓ層を成長したエピタキシャルウエハ等に
も適用可能である。
が裏面からは取り出せないＧａＡｓＰエピタキシャルウ
エハに関して行ったが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、発光した光が裏面から取り出せるエピタキシ
ャルウエハでも同じである。たとえば基板を除去したダ
ブルヘテロ型のＡｌＧａＡｓエピタキシャルウエハであ
ってもよい。また、液相エピタキシャル法で成長した緑
色ＬＥＤ用のＧａＰ基板上にＧａＰ層を成長したエピタ
キシャルウエハ、赤外ＬＥＤ用のＧａＡｓ基板上にＳｉ
ドープＧａＡｓ層を成長したエピタキシャルウエハ等に
も適用可能である。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を、実施例によりさらに詳細に
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、下記実
施例により限定されるものではない。 実施例１ ハイドライド気相法を用いてＧａＰ基板上に、３μｍの
ＧａＰホモ層、２３μｍのＧａＡｓ1-x Ｐx グレード組
成層（ｘ＝１→０．６５に連続的に減少）、１２μｍの
ＧａＡｓ0.35Ｐ0.65一定組成層、２０μｍのＧａＡｓ
0.35Ｐ0.65窒素ドープ一定組成層を順次エピタキシャル
成長させて、図４に示す層構成で発光波長６３０ｎｍの
赤色発光ダイオード用のエピタキシャルウエハを製造し
た。該エピタキシャルウェハを、ＺｎＡｓ2 を拡散源と
してＰ型不純物であるＺｎとともに何もコーティングし
ないで石英アンプル内に真空に封管して、７６０゜Ｃの
温度で表面から４μｍの深さまでＺｎを拡散させた。基
板側をラッピングして粗面加工してダメージを取るため
に王水のエッチング液でエッチングを行い、裏面を半鏡
面加工し、厚みを２８０μｍにそろえた。続いて、真空
蒸着による表裏の電極形成等を行った。表面は３５０μ
ｍ間隔で直径１２０μｍの円形電極を蒸着し、裏面は上
下左右７０μｍ間隔で直径５０μｍの円形電極を蒸着し
た。なお、ここで両面合わせマスクを使えば、表裏電極
を所定の位置に形成することは可能である。ダイシング
は３５０μｍ間隔の表電極に合わせて、裏面の裏電極の
間のエッチング面からエピタキシャルウエハ内を通し
て、表電極を見て位置決定して、５０μｍ残してハーフ
ダイスした。さらにリン酸系のエッチング液でダイシン
グのダメージを除去した。粘着シートに張り付けて、ブ
レーキングを行って、表面が３５０μｍ×３５０μｍ、
裏面が３００μｍ×３００μｍ、高さ２８０μｍの四角
柱形のＬＥＤチップを完成させた。光出力測定は２５ｍ
Ａエポキシコートなしで、ＴＯ−１８ヘッダーに銀ペー
ストで接着して測定した。ＬＥＤチップ全体の光出力は
２６（任意単位）であった。
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、下記実
施例により限定されるものではない。 実施例１ ハイドライド気相法を用いてＧａＰ基板上に、３μｍの
ＧａＰホモ層、２３μｍのＧａＡｓ1-x Ｐx グレード組
成層（ｘ＝１→０．６５に連続的に減少）、１２μｍの
ＧａＡｓ0.35Ｐ0.65一定組成層、２０μｍのＧａＡｓ
0.35Ｐ0.65窒素ドープ一定組成層を順次エピタキシャル
成長させて、図４に示す層構成で発光波長６３０ｎｍの
赤色発光ダイオード用のエピタキシャルウエハを製造し
た。該エピタキシャルウェハを、ＺｎＡｓ2 を拡散源と
してＰ型不純物であるＺｎとともに何もコーティングし
ないで石英アンプル内に真空に封管して、７６０゜Ｃの
温度で表面から４μｍの深さまでＺｎを拡散させた。基
板側をラッピングして粗面加工してダメージを取るため
に王水のエッチング液でエッチングを行い、裏面を半鏡
面加工し、厚みを２８０μｍにそろえた。続いて、真空
蒸着による表裏の電極形成等を行った。表面は３５０μ
ｍ間隔で直径１２０μｍの円形電極を蒸着し、裏面は上
下左右７０μｍ間隔で直径５０μｍの円形電極を蒸着し
た。なお、ここで両面合わせマスクを使えば、表裏電極
を所定の位置に形成することは可能である。ダイシング
は３５０μｍ間隔の表電極に合わせて、裏面の裏電極の
間のエッチング面からエピタキシャルウエハ内を通し
て、表電極を見て位置決定して、５０μｍ残してハーフ
ダイスした。さらにリン酸系のエッチング液でダイシン
グのダメージを除去した。粘着シートに張り付けて、ブ
レーキングを行って、表面が３５０μｍ×３５０μｍ、
裏面が３００μｍ×３００μｍ、高さ２８０μｍの四角
柱形のＬＥＤチップを完成させた。光出力測定は２５ｍ
Ａエポキシコートなしで、ＴＯ−１８ヘッダーに銀ペー
ストで接着して測定した。ＬＥＤチップ全体の光出力は
２６（任意単位）であった。
【００１８】比較例１ ダイシングを表側から行った以外実施例と全く同様にし
て、表面が３００μｍ×３００μｍ、裏面が３５０μｍ
×３５０μｍ、高さ２８０μｍのＬＥＤチップを完成さ
せた。次いで、実施例と全く同様にして光出力測定を行
ったところ、ＬＥＤチップ全体の光出力は、２２（任意
単位）であった。
て、表面が３００μｍ×３００μｍ、裏面が３５０μｍ
×３５０μｍ、高さ２８０μｍのＬＥＤチップを完成さ
せた。次いで、実施例と全く同様にして光出力測定を行
ったところ、ＬＥＤチップ全体の光出力は、２２（任意
単位）であった。
【００１９】
【発明の効果】実施例では１８％の向上であるが、この
光出力向上のためには、エピタキシャルウエハの品質向
上やチップ製造技術の向上だけでは、現状では非常に高
度な技術を要求される。この発明によれば、表示用の素
子としての光出力が高いＬＥＤを、簡単なＬＥＤ構造の
改良だけで安定に提供できる。従来と同じ工程であり、
技術的には容易なチップ構造のみの変更で、光出力を向
上することができ、多大な工業的利益を提供するもので
ある。
光出力向上のためには、エピタキシャルウエハの品質向
上やチップ製造技術の向上だけでは、現状では非常に高
度な技術を要求される。この発明によれば、表示用の素
子としての光出力が高いＬＥＤを、簡単なＬＥＤ構造の
改良だけで安定に提供できる。従来と同じ工程であり、
技術的には容易なチップ構造のみの変更で、光出力を向
上することができ、多大な工業的利益を提供するもので
ある。
【図１】本発明の発光ダイオードの構成を示す断面説明
図
図
【図２】従来の発光ダイオードの構成を示す断面説明図
【図３】本発明の発光ダイオードの製造方法の説明図
【図４】ＧａＡｓ1-x Ｐx エピタキシャルウエハの層構
成を示す断面説明図
成を示す断面説明図
Claims (6)
- 【請求項１】 基板上にエピタキシャル層を有してな
り、該エピタキシャル層中にｐｎ接合を有する発光ダイ
オードにおいて、基板側表面とエピタキシャル層側の表
面のうち、よりｐｎ接合に近い側の表面の方が、もう一
方の表面より、表面積が大きいことを特徴とする発光ダ
イオード。 - 【請求項２】 基板側表面とエピタキシャル層側の表面
のうち、よりｐｎ接合に近い側の表面の面積に対して、
もう一方の表面の面積が８５％以下であることを特徴と
する請求項１記載の発光ダイオード。 - 【請求項３】 エピタキシャル層側表面の方が、基板側
表面より表面積が大きいことを特徴とする請求項１また
は２記載の発光ダイオード。 - 【請求項４】 前記基板は、発光ダイオードの発光に対
して透明であることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載の発光ダイオード。 - 【請求項５】 前記基板はＧａＰ基板であり、前記エピ
タキシャル層はＧａＡｓ1-x Ｐx （０．４５＜ｘ≦１）
層を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
載の発光ダイオード。 - 【請求項６】 基板上にエピタキシャル層を積層してな
り、該エピタキシャル層中にｐｎ接合を有する発光ダイ
オードを製造する方法において、基板上にエピタキシャ
ル層を積層する工程および基板側からダイシングする工
程を含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15779898A JPH11354837A (ja) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15779898A JPH11354837A (ja) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11354837A true JPH11354837A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=15657528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15779898A Pending JPH11354837A (ja) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11354837A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003086838A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-03-20 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | 発光素子 |
| EP1345276A2 (en) * | 2002-03-14 | 2003-09-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device |
| WO2005029600A1 (ja) * | 2003-09-24 | 2005-03-31 | Rohm Co., Ltd. | チップ型ｌｅｄ |
| US6956241B2 (en) | 2002-04-05 | 2005-10-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting element with improved light extraction efficiency |
| JP2006267888A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体光制御素子 |
| US7329903B2 (en) * | 2002-03-14 | 2008-02-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting element having three side surfaces inclined to connect the top and bottom surfaces of the transparent substrate |
| US7589352B2 (en) | 2003-11-04 | 2009-09-15 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Light emitting device |
-
1998
- 1998-06-05 JP JP15779898A patent/JPH11354837A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003086838A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-03-20 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | 発光素子 |
| EP1345276A2 (en) * | 2002-03-14 | 2003-09-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device |
| US7329903B2 (en) * | 2002-03-14 | 2008-02-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting element having three side surfaces inclined to connect the top and bottom surfaces of the transparent substrate |
| EP1345276A3 (en) * | 2002-03-14 | 2010-03-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device |
| US6956241B2 (en) | 2002-04-05 | 2005-10-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting element with improved light extraction efficiency |
| WO2005029600A1 (ja) * | 2003-09-24 | 2005-03-31 | Rohm Co., Ltd. | チップ型ｌｅｄ |
| US7323704B2 (en) | 2003-09-24 | 2008-01-29 | Rohm Co., Ltd. | Chip type led |
| CN100391015C (zh) * | 2003-09-24 | 2008-05-28 | 罗姆股份有限公司 | 芯片型led |
| KR101202266B1 (ko) | 2003-09-24 | 2012-11-16 | 로옴가부시기가이샤 | 칩형 ｌｅｄ |
| US7589352B2 (en) | 2003-11-04 | 2009-09-15 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Light emitting device |
| JP2006267888A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体光制御素子 |
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