JPS6352489A - 発光ダイオ−ドの製造方法 - Google Patents
発光ダイオ−ドの製造方法Info
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- JPS6352489A JPS6352489A JP61195206A JP19520686A JPS6352489A JP S6352489 A JPS6352489 A JP S6352489A JP 61195206 A JP61195206 A JP 61195206A JP 19520686 A JP19520686 A JP 19520686A JP S6352489 A JPS6352489 A JP S6352489A
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- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims 1
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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】
（発明の目的）
（産業上の利用分野）
本発明は発光ダイオードの製造方法、持に光取り出し面
に凸レンズを形成した発光ダイオードの′ｙＡ造方法に
関する。
に凸レンズを形成した発光ダイオードの′ｙＡ造方法に
関する。
（従来の技術）
発光ダイオードから出射される光は四方に散乱するため
、一般に光ファイバ・＼の接続は容易ではない。しかし
光取り出し面に凸レンズを形成することにより発光素子
の外８［（ω子２ＩＶ省を大ぎく改善できる。特に光通
信用半導体発光素子では、出射光を光ファイバに結合さ
せるため発光素子に凸レンズを形成し、光を集光するこ
とができれば、光ファイバへの結合効キも大幅に改善す
ることが可能である。
、一般に光ファイバ・＼の接続は容易ではない。しかし
光取り出し面に凸レンズを形成することにより発光素子
の外８［（ω子２ＩＶ省を大ぎく改善できる。特に光通
信用半導体発光素子では、出射光を光ファイバに結合さ
せるため発光素子に凸レンズを形成し、光を集光するこ
とができれば、光ファイバへの結合効キも大幅に改善す
ることが可能である。
発光ダイオードの光取り出し曲に凸レンズを形成する技
術として、例えば１４間昭５７−１１１３８８０号公報
に記載されるように、イオンビームエツチングを用いる
方法がある。その装造工程を第３図に示す。まずフォト
リソグラフィ技術により半導体基板（２０）上に円形に
フォトレジスト（２１）をパターニングする（同図ａ）
。次にレジスト（２１）を熱処理して凸形状にする（同
図ｂ〉。更にレジスト（２１）をマスクとしてＡｒイオ
ンビームエツヂングによりレジスト（２１）と半導体基
板（２０）をエツチングし、レジストパターン（２１）
の凸形状を半導体基板（２ｏ）に転写しく同図Ｃ）、最
終的にモノリシックな凸レンズ（２２）を形成する（同
図ｄ）。
術として、例えば１４間昭５７−１１１３８８０号公報
に記載されるように、イオンビームエツチングを用いる
方法がある。その装造工程を第３図に示す。まずフォト
リソグラフィ技術により半導体基板（２０）上に円形に
フォトレジスト（２１）をパターニングする（同図ａ）
。次にレジスト（２１）を熱処理して凸形状にする（同
図ｂ〉。更にレジスト（２１）をマスクとしてＡｒイオ
ンビームエツヂングによりレジスト（２１）と半導体基
板（２０）をエツチングし、レジストパターン（２１）
の凸形状を半導体基板（２ｏ）に転写しく同図Ｃ）、最
終的にモノリシックな凸レンズ（２２）を形成する（同
図ｄ）。
（発明が解決しようとりる問題点）
上記方法によればイオンビームによるエツチング液程を
含むため高価な設備を必要とし、さらに高い技１１・ｉ
か要求され、従って製造コストが高くなるという欠点を
有していた。
含むため高価な設備を必要とし、さらに高い技１１・ｉ
か要求され、従って製造コストが高くなるという欠点を
有していた。
本発明の目的は、高度な設備と技術を必要とせり、かつ
性能の良い凸レンズを安価に形成するための製造方法を
提供することにある。
性能の良い凸レンズを安価に形成するための製造方法を
提供することにある。
［発明の溝成］
（問題点を解決するための手段〉
本発明は半心体Ｍ仮に円形のマスクを形成し、面方位依
存１ｉの少ないエツチング液にて円形のメサを形成し、
その後マスクを除去し再度面方位依存性の少ないエツチ
ング液にジし、メサをエツチングして凸レンズを形成す
るものである。
存１ｉの少ないエツチング液にて円形のメサを形成し、
その後マスクを除去し再度面方位依存性の少ないエツチ
ング液にジし、メサをエツチングして凸レンズを形成す
るものである。
（作 用）
本発明によれば、溶液によるエツチングで凸レンズを形
成するので、高１度な９２αｈを必要とぜザ、容易に凸
レンズをモノリシックに形成した発光ダイオードが）ワ
られる。
成するので、高１度な９２αｈを必要とぜザ、容易に凸
レンズをモノリシックに形成した発光ダイオードが）ワ
られる。
（実施例）
本発明をＩ ｎＧａＡｓＰ、／Ｉ ｎｐ系発光’Ｉイオ
ードに適用した実施例について、以下図面を参照しなが
ら説明を行う。
ードに適用した実施例について、以下図面を参照しなが
ら説明を行う。
第２図に本発明の一実施例による発光ダイオードの断面
模式図を示す。ｎ−１ｎｐ基板（２）上に、液相成長に
よりｎ−Ｊｎｐバッファ層（３）、１ｎＧａＡｓｐ活性
層（４）、ｐ ＩｎＰクラッド層（５）、ｐ” −Ｉ
ｎＧａＡｓＰオーミック冶（６）が順次形成されており
、オーミック層（５）上にはｐ電極（７）が蒸着され、
これが電流狭窄のため直径４０μｍの円形にパターニン
グされている。そして更に絶縁膜（ＳｉＯ２）（８）が
形成され、この上に八Ｕのオーバコート（９）が設けら
れている。また基板（２）の光取り出し面である他面側
には凸レンズ（ＩＱ）が設けられ、その周囲にはｎ電１
画（１１）が形成されている。なあ、凸レンズ（Ｉｆ）
は、半導体層＜３）、 （４）、 （５）、（６）、ｐ
電慟（７）、オーバコート（９）等が形成された後に形
成される。
模式図を示す。ｎ−１ｎｐ基板（２）上に、液相成長に
よりｎ−Ｊｎｐバッファ層（３）、１ｎＧａＡｓｐ活性
層（４）、ｐ ＩｎＰクラッド層（５）、ｐ” −Ｉ
ｎＧａＡｓＰオーミック冶（６）が順次形成されており
、オーミック層（５）上にはｐ電極（７）が蒸着され、
これが電流狭窄のため直径４０μｍの円形にパターニン
グされている。そして更に絶縁膜（ＳｉＯ２）（８）が
形成され、この上に八Ｕのオーバコート（９）が設けら
れている。また基板（２）の光取り出し面である他面側
には凸レンズ（ＩＱ）が設けられ、その周囲にはｎ電１
画（１１）が形成されている。なあ、凸レンズ（Ｉｆ）
は、半導体層＜３）、 （４）、 （５）、（６）、ｐ
電慟（７）、オーバコート（９）等が形成された後に形
成される。
本発明は上記発光ダイオードの特に凸レンズ（！０）の
形成工程に右目し改善を行ったものである。以下第１図
を参照しながら凸レンズ形成の工程の詳を田を説明する
。
形成工程に右目し改善を行ったものである。以下第１図
を参照しながら凸レンズ形成の工程の詳を田を説明する
。
まずＣＶＤによりＳｉＯ２を半導体基板（２）上に３０
００、ｉｎ）責ざぜ、フォトリソグラフィ１支術を用い
直（１１００μｍの円形にＳｉＯ２をパターニングし、
マスク（！２）を形成した（同図ａ）。次に２％３ｒ−
ＣＨ３０Ｈ： Ｈ３ＰＯ４＝３ ： １なる面方位依存
性の少ないエツチング液により、５分間エツチングを行
い円形のメサ（１４）を形成したく同図ｂ〉。
００、ｉｎ）責ざぜ、フォトリソグラフィ１支術を用い
直（１１００μｍの円形にＳｉＯ２をパターニングし、
マスク（！２）を形成した（同図ａ）。次に２％３ｒ−
ＣＨ３０Ｈ： Ｈ３ＰＯ４＝３ ： １なる面方位依存
性の少ないエツチング液により、５分間エツチングを行
い円形のメサ（１４）を形成したく同図ｂ〉。
このとき円形メサ（１４）の直径は約９０１．１ｍ 、
高さ約１０μｍでめった。次に弗化アンモニ「クム溶液
により３ｉ０？マスク（１２）を除去しく同図Ｃ）、そ
の後１％Ｂ ｒ ＣＨＯＨ： Ｈ３ＰＯ４＝３ ：
１ ’、；るエツチング液により再度エツチングを行い
凸レンズ（Ｋｌ）を形成した（同図ｄ）。
高さ約１０μｍでめった。次に弗化アンモニ「クム溶液
により３ｉ０？マスク（１２）を除去しく同図Ｃ）、そ
の後１％Ｂ ｒ ＣＨＯＨ： Ｈ３ＰＯ４＝３ ：
１ ’、；るエツチング液により再度エツチングを行い
凸レンズ（Ｋｌ）を形成した（同図ｄ）。
上述の工程により凸レンズ（［ｌ）は、直径が８０μｍ
、高さが１０μｍのちのが得られた。これは従来のイオ
ンビームエツチングによる方法と同等の１１６である。
、高さが１０μｍのちのが得られた。これは従来のイオ
ンビームエツチングによる方法と同等の１１６である。
レンズ面はエツチングで形成したため非常に滑らかな面
を得ることができ、表面での光散乱を非常に少なくでき
た。またレンズの曲率は、マスク直径、エツチング時間
を変更することにより容易に変えることができた。また
上記工程に用いたエツチング液はＢ ｒ ： ＨＢ ｒ
： Ｈ２０＝ １ ： ３０：１５０なるエツチング
液でも同様の効果が１！１られた。
を得ることができ、表面での光散乱を非常に少なくでき
た。またレンズの曲率は、マスク直径、エツチング時間
を変更することにより容易に変えることができた。また
上記工程に用いたエツチング液はＢ ｒ ： ＨＢ ｒ
： Ｈ２０＝ １ ： ３０：１５０なるエツチング
液でも同様の効果が１！１られた。
本発明の製造方法により作成した発光ダイオードからの
出射光を、コア径５０μｍ、クラツド径１２５μｍのグ
レートインデックス型光ファイバ（こ、を古合したとこ
ろ、４０〜５０μＷの光出力が得られ、凸レンズを形成
しなかったものと比べ約２倍の光出力を得ることができ
た。
出射光を、コア径５０μｍ、クラツド径１２５μｍのグ
レートインデックス型光ファイバ（こ、を古合したとこ
ろ、４０〜５０μＷの光出力が得られ、凸レンズを形成
しなかったものと比べ約２倍の光出力を得ることができ
た。
なお、上述の実施例ではＩｎＰを半導体基板とするもの
について説明を行ったが、他の光半導体、例えばＧａＡ
ｓを半導体基板とするのちなどでも面方位依存性の少な
いＮ ａ ＯＨ＋１−１２０２の混液などのエツチング
液を用いることにより、凸レンズを形成することができ
る。
について説明を行ったが、他の光半導体、例えばＧａＡ
ｓを半導体基板とするのちなどでも面方位依存性の少な
いＮ ａ ＯＨ＋１−１２０２の混液などのエツチング
液を用いることにより、凸レンズを形成することができ
る。
（発明の効果）
本発明によれば、高度な設備と技Ｌ＃ｉを必要とせず発
光ダイオードに光散乱の少ない滑らかな曲面を有する凸
レンズを、制御性良く高い再現性で安価に作成すること
ができる。
光ダイオードに光散乱の少ない滑らかな曲面を有する凸
レンズを、制御性良く高い再現性で安価に作成すること
ができる。
第１図は本発明による凸レンズの製造工程を示す図、第
２図は本発明によって製造された発光ダイオードの断面
図、第３図は従来技術による凸レンズの製造工程を示す
図である。 （２）・・・半導体基板、（１０）・・・凸レンズ、似
）・・・円形マスク、（１・１）・・・円形メサ。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 大胡典夫 （ａ） （Ｃ） ：２３図
２図は本発明によって製造された発光ダイオードの断面
図、第３図は従来技術による凸レンズの製造工程を示す
図である。 （２）・・・半導体基板、（１０）・・・凸レンズ、似
）・・・円形マスク、（１・１）・・・円形メサ。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 大胡典夫 （ａ） （Ｃ） ：２３図
Claims (3)
- （１）半導体基板にモノリシックな凸レンズを有する発
光ダイオードの製造方法において、前記半導体基板に円
形マスクを形成する工程と、面方位依存性の少ないエッ
チング液を用い、前記半導体基板をエッチングして円形
のメサを形成する工程と、前記円形マスクを除去した後
面方位依存性の少ないエッチング液に前記半導体基板を
再度浸し、前記円形のメサを凸レンズ形状に形成する工
程を有する発光ダイオードの製造方法。 - （２）前記半導体基板はＩｎＰであり、前記エッチング
液はＢｒ−ＣＨ＿３ＣＨとＨ＿３ＰＯ＿４の混合液また
はＨＢｒとＢｒとＨ＿２Ｏの混合液であることを特徴と
する特許請求の範囲第一項記載の発光ダイオードの製造
方法。 - （３）前記半導体基板はＧａＡｓであり、前記エッチン
グ液はＮａＯＨとＨ＿２Ｏ＿２の混合液であることを特
徴とする特許請求の範囲第一項記載の発光ダイオードの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61195206A JPS6352489A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 発光ダイオ−ドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61195206A JPS6352489A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 発光ダイオ−ドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6352489A true JPS6352489A (ja) | 1988-03-05 |
Family
ID=16337221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61195206A Pending JPS6352489A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | 発光ダイオ−ドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6352489A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0730082A (ja) * | 1993-07-14 | 1995-01-31 | Nec Corp | 半導体基板へのモノリシックレンズ形成方法 |
| WO2001073859A1 (en) * | 2000-03-24 | 2001-10-04 | Nova Crystals, Inc. | Enhanced-output light emitting diode and method of making the same |
| JP2007086805A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-04-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体レンズの製造方法 |
| JP2007108776A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-04-26 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体レンズの製造方法 |
| JP2007108777A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-04-26 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体レンズの製造方法 |
| CN113495059A (zh) * | 2020-04-04 | 2021-10-12 | 江苏物联网研究发展中心 | 红外气体传感器及其制备方法 |
-
1986
- 1986-08-22 JP JP61195206A patent/JPS6352489A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0730082A (ja) * | 1993-07-14 | 1995-01-31 | Nec Corp | 半導体基板へのモノリシックレンズ形成方法 |
| WO2001073859A1 (en) * | 2000-03-24 | 2001-10-04 | Nova Crystals, Inc. | Enhanced-output light emitting diode and method of making the same |
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| JP2007108776A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-04-26 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体レンズの製造方法 |
| JP2007108777A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-04-26 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体レンズの製造方法 |
| JP4586797B2 (ja) * | 2005-08-26 | 2010-11-24 | パナソニック電工株式会社 | 半導体レンズの製造方法 |
| CN113495059A (zh) * | 2020-04-04 | 2021-10-12 | 江苏物联网研究发展中心 | 红外气体传感器及其制备方法 |
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