JPS594088A - 発光ダイオ−ド - Google Patents
発光ダイオ−ドInfo
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- JPS594088A JPS594088A JP57111679A JP11167982A JPS594088A JP S594088 A JPS594088 A JP S594088A JP 57111679 A JP57111679 A JP 57111679A JP 11167982 A JP11167982 A JP 11167982A JP S594088 A JPS594088 A JP S594088A
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
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Classifications
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は発光ダイオードにかかり、特にＱａＡＩＡｓ
のように基板が光吸収層である発光ダイオードの発光効
率を向上させるチップ構造の？災良に関する。
のように基板が光吸収層である発光ダイオードの発光効
率を向上させるチップ構造の？災良に関する。
従来の発光ダイオ・←ドの一例のチップの構造を第１図
に示す。図において、（１）は−例の厚さ２５０μｍの
Ｐ＋型Ｇ’ａ Ａ ｓ基板、（２）は厚さ２０μｍのＰ
型（ｚｎドープド） Ｇａ １−ＸＡＩＸＡ８層で前記
Ｇ ａ Ａ ｓ基板に液相成長されたもの、（３）は前
記Ｏａ １−）（ＡＪｘＡｓ層（２）に積層して層厚３
０μｍに液相成長されたＮ型（Ｔｅドープド） Ｇａ１
−、ｙＡＪｙＡｓ層で、混晶比がｘ＜ｙなるように形成
され、前記ｐ１層との間にＰＮ接合（４）が形成されて
いる。また、前記Ｎ型Ｇａ １− ＹＡｔＹＡ ｓ層（
３）の露出面には一例の径が１５０μｍのＮ訓電４Ｍ（
５ｎ）がＡ ｕ −Ｇ ｅで形成され、基板（１）の露
出面全面にはＰ側電極（５ｐ）がＡ ｕ −Ｂ ｅで形
成され、チップは３５０μｍＸ３５０μｍ１厚さが３０
０μｍ に形成されている。
に示す。図において、（１）は−例の厚さ２５０μｍの
Ｐ＋型Ｇ’ａ Ａ ｓ基板、（２）は厚さ２０μｍのＰ
型（ｚｎドープド） Ｇａ １−ＸＡＩＸＡ８層で前記
Ｇ ａ Ａ ｓ基板に液相成長されたもの、（３）は前
記Ｏａ １−）（ＡＪｘＡｓ層（２）に積層して層厚３
０μｍに液相成長されたＮ型（Ｔｅドープド） Ｇａ１
−、ｙＡＪｙＡｓ層で、混晶比がｘ＜ｙなるように形成
され、前記ｐ１層との間にＰＮ接合（４）が形成されて
いる。また、前記Ｎ型Ｇａ １− ＹＡｔＹＡ ｓ層（
３）の露出面には一例の径が１５０μｍのＮ訓電４Ｍ（
５ｎ）がＡ ｕ −Ｇ ｅで形成され、基板（１）の露
出面全面にはＰ側電極（５ｐ）がＡ ｕ −Ｂ ｅで形
成され、チップは３５０μｍＸ３５０μｍ１厚さが３０
０μｍ に形成されている。
チップ内のＡ Ｉ Ａ Ｉｌ混晶比Ｘは第２図において
Ａ域を基板とし、Ｂ域およびＣ域に示すように、液相成
長の徐冷法特有のＡ Ｉ Ａ ８分布を示している。
Ａ域を基板とし、Ｂ域およびＣ域に示すように、液相成
長の徐冷法特有のＡ Ｉ Ａ ８分布を示している。
すなわち、Ｐ型のＧ ａＡ Ａ Ａ ｓ層内では、図中
のＢ域に示されるように結晶成長初期にＡ Ａ Ａ Ｓ
混晶比が高いが成長につれて低下し、このさきの混晶Ｘ
が発光波長を決定する。次のＮ型Ｃ４ａ Ａ １４ Ａ
！！層は、図さ 中のＣ域に示されるようにＡ ｊ！！ Ａ ｓ混晶比の
分布はＰ型層ａＡＪＡｓ層と同様に成長初期に高く、終
了時に低くなる分布を示すが、ＰＮ接合部から発した光
を有効に外部に取り出すため、Ｎ型層 ａ Ａ １１
Ａ ｓ層の液晶終了時のＡ／Ａｓ混晶比ＸがＰ 型Ｇａ
Ａ／Ａｓ層の成長終了時のＡ／Ａｓ混晶比Ｘよりも十分
に高い分布にしτ−光取出し率の向上（窓効果）をはか
つている。
のＢ域に示されるように結晶成長初期にＡ Ａ Ａ Ｓ
混晶比が高いが成長につれて低下し、このさきの混晶Ｘ
が発光波長を決定する。次のＮ型Ｃ４ａ Ａ １４ Ａ
！！層は、図さ 中のＣ域に示されるようにＡ ｊ！！ Ａ ｓ混晶比の
分布はＰ型層ａＡＪＡｓ層と同様に成長初期に高く、終
了時に低くなる分布を示すが、ＰＮ接合部から発した光
を有効に外部に取り出すため、Ｎ型層 ａ Ａ １１
Ａ ｓ層の液晶終了時のＡ／Ａｓ混晶比ＸがＰ 型Ｇａ
Ａ／Ａｓ層の成長終了時のＡ／Ａｓ混晶比Ｘよりも十分
に高い分布にしτ−光取出し率の向上（窓効果）をはか
つている。
従来の構造の発光ダイオードのチップはＰＮ接合（Ｐ型
ＧａＡＡＡｓ層）で発生した光はＮ型層の禁制帯幅が大
きいＮ型層の表面からは効率よく取出すことができるが
、基板の方向に向かう光は有効に活用されてない。すな
わち、側面へ向かう光は透過するので有効であるが、基
板に向かう光はすべて吸収されてしまう。これは基板に
向かった光は基板のバンドギャップが発光波長より狭い
ため。
ＧａＡＡＡｓ層）で発生した光はＮ型層の禁制帯幅が大
きいＮ型層の表面からは効率よく取出すことができるが
、基板の方向に向かう光は有効に活用されてない。すな
わち、側面へ向かう光は透過するので有効であるが、基
板に向かう光はすべて吸収されてしまう。これは基板に
向かった光は基板のバンドギャップが発光波長より狭い
ため。
吸収されて反射光とはならないのである。
次に、チップをセラミックタイプの外囲器のＴＯ−１８
にマウントし、エポキシコートしたのち、通電々流５０
ｍＡで発光効率の変化を副べたところ、第６図に示すよ
うに劣化が大きく、３０％に達した。
にマウントし、エポキシコートしたのち、通電々流５０
ｍＡで発光効率の変化を副べたところ、第６図に示すよ
うに劣化が大きく、３０％に達した。
発光ダイオードにおけるチップの発光の１ｙ出し率の向
上と、発光効率の経時劣化の低減とをはかる改良構造を
提供する。
上と、発光効率の経時劣化の低減とをはかる改良構造を
提供する。
この発明は１導電型のＧ ａ Ａ ｓ基板の１主面に同
導電型のＧａ１−ｘＡ板Ａｓ層とこれに積層して形成さ
れた反対導電型のＧａ１イＡ／！ｙＡ ｓ層とを備えた
発光ダイオードにおいて、ＰＮ接合面の端部と少くとも
Ｇｎ １−ｘＡＪ）（Ａｓとを含む側面が基板に対し鈍
角をなす斜面上にあるチップ構造としたことを特徴とす
る。
導電型のＧａ１−ｘＡ板Ａｓ層とこれに積層して形成さ
れた反対導電型のＧａ１イＡ／！ｙＡ ｓ層とを備えた
発光ダイオードにおいて、ＰＮ接合面の端部と少くとも
Ｇｎ １−ｘＡＪ）（Ａｓとを含む側面が基板に対し鈍
角をなす斜面上にあるチップ構造としたことを特徴とす
る。
次にこの発明を１実施例につき図面を参照して詳細に説
明する。この発明の１実施例にかかるチップを第３図に
示す。図においてチップの各層の構成と電極は従来と変
わらないので、従来を示す第１図と同じ符号を付して示
し説明を省略する。
明する。この発明の１実施例にかかるチップを第３図に
示す。図においてチップの各層の構成と電極は従来と変
わらないので、従来を示す第１図と同じ符号を付して示
し説明を省略する。
この１実施例のチップはその側面の少くとも一部の形状
がメサである。すなわち、ＰＮ接合面（４）の端部と少
くともＰ型のＧａ 、−）（ＡｔｘＡｓ層（２）との側
面が基板に対し鈍角をなす斜面上にある。第３図には製
造上の関係から側面のほぼ全面が斜面に形成された形状
を例示する。次に、第４図ないし第８図よ にかって側面のメサ形成を説明する。液相成長を完了し
、両生面に電極層を被着した基体Ｑｌを用意する（第４
図）。ついで、Ｎ側電極（５ｎ） 、（５ｎ）・・を成
形したのち、アピエゾ・ワックス層（ＩＩＪを被着する
（第５図）。Ｐ側電極層にダイシングを施し個々のＰｇ
Ｉｌｌｔ極（５ｐ） 、 （５ｐ）・・・に形成する。
がメサである。すなわち、ＰＮ接合面（４）の端部と少
くともＰ型のＧａ 、−）（ＡｔｘＡｓ層（２）との側
面が基板に対し鈍角をなす斜面上にある。第３図には製
造上の関係から側面のほぼ全面が斜面に形成された形状
を例示する。次に、第４図ないし第８図よ にかって側面のメサ形成を説明する。液相成長を完了し
、両生面に電極層を被着した基体Ｑｌを用意する（第４
図）。ついで、Ｎ側電極（５ｎ） 、（５ｎ）・・を成
形したのち、アピエゾ・ワックス層（ＩＩＪを被着する
（第５図）。Ｐ側電極層にダイシングを施し個々のＰｇ
Ｉｌｌｔ極（５ｐ） 、 （５ｐ）・・・に形成する。
（１２１、（１２）・・はダイシング溝である（第６図
）。ついでＰ側電極（５ｐ） 、 （５ｐ）・・・をマ
スクにして硫酸系エツチング液、−例の配合比がＨｚＳ
Ｏ４： ＨｔＯ’Ｈ，Ｏ，＝ ３ ： １ ： １でエ
ツチングを施しエツチング溝（１３１、（１３１・・・
（メサ形状）を形成する（第７図）。
）。ついでＰ側電極（５ｐ） 、 （５ｐ）・・・をマ
スクにして硫酸系エツチング液、−例の配合比がＨｚＳ
Ｏ４： ＨｔＯ’Ｈ，Ｏ，＝ ３ ： １ ： １でエ
ツチングを施しエツチング溝（１３１、（１３１・・・
（メサ形状）を形成する（第７図）。
次にワックス層ｕＩＪを除去したのち、ブレーキング操
作して個々のチップＱ４１ 、 （１４１・・・に分割
を施しく第８図）チップ形成が達成される。
作して個々のチップＱ４１ 、 （１４１・・・に分割
を施しく第８図）チップ形成が達成される。
この発明によればチップのメサ構造５就中発光層の側面
がメサ斜面に形成されているため、従来の垂直面に比し
て側面から放出される光が多い。
がメサ斜面に形成されているため、従来の垂直面に比し
て側面から放出される光が多い。
つまり、従来の構造は、発光部の比較的周辺部の発光は
図の垂直下方へ向かい基板に入り吸収されていたものが
、本発明によればメサ斜面の下方に基板がないため、放
出されて有効光となり、吸収されないので第９図に示す
ように発光効率が顕著に向上する。図における横軸は基
板ロフトとして５個を選ぶ、各基板を半分づつ従来の構
造と、本発明にかかる構造のものとに製り別け、夫々を
１ｌｌ１１定して従来（Ａ、Δ印を破線で結ぶ）き、本
発明（Ｂ、○印を実線で結ぶ）とを比較して示した。
図の垂直下方へ向かい基板に入り吸収されていたものが
、本発明によればメサ斜面の下方に基板がないため、放
出されて有効光となり、吸収されないので第９図に示す
ように発光効率が顕著に向上する。図における横軸は基
板ロフトとして５個を選ぶ、各基板を半分づつ従来の構
造と、本発明にかかる構造のものとに製り別け、夫々を
１ｌｌ１１定して従来（Ａ、Δ印を破線で結ぶ）き、本
発明（Ｂ、○印を実線で結ぶ）とを比較して示した。
発光効率の向上が２０〜３０％認められる。
次にこの発明の効果は発光効率の経時低下を示す第１０
図によって示される。これはチップをセラミックタイプ
の外囲器Ｔｏ−１８にマウントし、エポキシコートを施
して通電々流５０ｍＡで発光効率の経時変化を測定して
いる。これによると従来構造のものが１０００時間で３
０％近く低下したのに対し１本発明による構造のものは
ほとんど低下が認められないという信頼性において顕著
な効果が認められた。
図によって示される。これはチップをセラミックタイプ
の外囲器Ｔｏ−１８にマウントし、エポキシコートを施
して通電々流５０ｍＡで発光効率の経時変化を測定して
いる。これによると従来構造のものが１０００時間で３
０％近く低下したのに対し１本発明による構造のものは
ほとんど低下が認められないという信頼性において顕著
な効果が認められた。
第１図は従来の発光ダイオードのチップの断面図、第２
図はチップの成長層につき成長方向の組成比分布を示す
線図、第３図は本発明に係る発光ダイオードの１実施例
のチップの断面図、第４図ないし第８図は本発明に係る
発光ダイオードの１実施例のチップの製造方法を説明す
るためのいずれも断面図、第９図は従来及び本発明に係
る発光ダイオードの発光効率を示す線図、第１０図は発
光効率の経時変化を示す線図である。 Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ基板 ２ Ｇａ １−ＸＡＡＸＡ ｓ３
Ｇａ １−、ＡｎＹＡｓ４ ＰＮ接合面 ５ｐ Ｐ側電極 ５ｎ Ｎ側電極 １２ ダイシング溝 １３ エツチング溝 代理人 弁理士 井 上 −男 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 第４図 ＠５図 第 ６ 図 第 ７ 図 第８図 ／ ｆ 第９図 （ＩＦ＝ＩＤＩｎｆＩ）Ａ４々ロット−第 ｌＯ図 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願第１１１６７９号 ２、発明の名称 発光ダイオード ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７）東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 〒１４４ 東京都大田区蒲ＥＢ４丁目４１番１１号第−津野田ビル ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 明細書の第３貞第６行目の「液晶終了」を「液相成長終
了」忙補正する。 以上
図はチップの成長層につき成長方向の組成比分布を示す
線図、第３図は本発明に係る発光ダイオードの１実施例
のチップの断面図、第４図ないし第８図は本発明に係る
発光ダイオードの１実施例のチップの製造方法を説明す
るためのいずれも断面図、第９図は従来及び本発明に係
る発光ダイオードの発光効率を示す線図、第１０図は発
光効率の経時変化を示す線図である。 Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ基板 ２ Ｇａ １−ＸＡＡＸＡ ｓ３
Ｇａ １−、ＡｎＹＡｓ４ ＰＮ接合面 ５ｐ Ｐ側電極 ５ｎ Ｎ側電極 １２ ダイシング溝 １３ エツチング溝 代理人 弁理士 井 上 −男 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 第４図 ＠５図 第 ６ 図 第 ７ 図 第８図 ／ ｆ 第９図 （ＩＦ＝ＩＤＩｎｆＩ）Ａ４々ロット−第 ｌＯ図 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願第１１１６７９号 ２、発明の名称 発光ダイオード ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７）東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 〒１４４ 東京都大田区蒲ＥＢ４丁目４１番１１号第−津野田ビル ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 明細書の第３貞第６行目の「液晶終了」を「液相成長終
了」忙補正する。 以上
Claims (1)
- １導電型のＧ ａ Ａ ｓ基板の１主面に成長形成され
た同導電型のＧａ １．−、（ＡＪｘＡｓ層と、前記成
長層に積層して成長形成され反対導電型で前記成長層の
Ｘよりも犬なるＹに構成されたＧａ１イＡＩｙＡ ｓ層
と、前記両層により形成されたＰＮ接合面とを備えたチ
ップ構造の発光ダイオードにおいて、ＰＮ接合面の端部
と少くとも前記Ｇａ１−ＸＡ／１ＸＡｓとを含む側面が
基板に対し鈍角をなす斜面上にあるチップ構造の発光タ
イオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57111679A JPS594088A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 発光ダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57111679A JPS594088A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 発光ダイオ−ド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS594088A true JPS594088A (ja) | 1984-01-10 |
Family
ID=14567427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57111679A Pending JPS594088A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 発光ダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594088A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2001061765A1 (de) * | 2000-02-15 | 2001-08-23 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlungsemittierendes halbleiterbauelement und verfahren zu dessen herstellung |
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| JPS51124566U (ja) * | 1975-04-04 | 1976-10-08 |
-
1982
- 1982-06-30 JP JP57111679A patent/JPS594088A/ja active Pending
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