KR100264424B1 - 발광 다이오드칩 및 이를 사용한 발광 다이오드 - Google Patents

발광 다이오드칩 및 이를 사용한 발광 다이오드 Download PDF

Info

Publication number
KR100264424B1
KR100264424B1 KR1019970701136A KR19970701136A KR100264424B1 KR 100264424 B1 KR100264424 B1 KR 100264424B1 KR 1019970701136 A KR1019970701136 A KR 1019970701136A KR 19970701136 A KR19970701136 A KR 19970701136A KR 100264424 B1 KR100264424 B1 KR 100264424B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
emitting diode
light emitting
chip
ingaalp
layer
Prior art date
Application number
KR1019970701136A
Other languages
English (en)
Other versions
KR970705838A (ko
Inventor
히로키 이시나가
Original Assignee
사토 게니치로
로무 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=15585480&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR100264424(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 사토 게니치로, 로무 가부시키가이샤 filed Critical 사토 게니치로
Publication of KR970705838A publication Critical patent/KR970705838A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100264424B1 publication Critical patent/KR100264424B1/ko

Links

Images

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
    • 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
    • H01L33/36—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 electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • 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
    • H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
    • 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
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • 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
    • H01L33/36—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 electrodes
    • H01L33/38—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 electrodes with a particular shape
    • 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
    • H01L33/48—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 body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H01L33/486—Containers adapted for surface mounting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

복수의 재료층(2~6)을 적층하여 이루어지는 InGaAlP계 칩인 발광 다이오드칩(1)은, 상기 재료(2~6)의 적층 방향으로 직교하는 표면은 직사각형이며, 그 직사각형의 각 변의 길이가 0.25mm 이하이다. 이 발광 다이오드칩(1)을 사용하여 발광 다이오드를 구성하고, 2~5mA의 순방향 전류에 의해 발광 동작시키면, 종래의 발광 다이오드를 25mA정도의 순방향 전류에 의해 발광 동작되는 경우와 같은 광도를 달성할 수 있다.

Description

[발명의 명칭]
발광 다이오드칩 및 이를 사용한 발광 다이오드
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 발광 다이오드칩 및 이를 사용한 발광 다이오드에 관한 것이다.
[배경기술]
종래, 발광 다이오드칩은 GaAsP(갈륨·비소·인) - GaAs(갈륨·비소)계의 것이나, GaP(갈륨·인)계의 것이 일반적이다.
또, 칩의 일반적인 형태는 재료층의 적층 방향으로 직교하는 표면이 직사각형(특히, 정사각형)의 주사위 형상으로 되고, 상기 직사각형 표면의 각변의 길이는 0.3~0.35mm 정도로 된다.
이하, 설명의 간략화를 위해, 본 명세서에 있어서 주사위 형사의 발광 다이오드칩의 사이즈는, 상기 재료층의 적층 방향에 직교하는 직사각형 표면의 각변의 길이로 나타내는 것으로 한다.
상기와 같은 발광 다이오드칩은, 첨부 도면 중 제7도에 도시한 바와 같은 형태로 사용된다.
즉, 참조 부호 a로 표시되는 발광 다이오드칩의 아래면에는 전체면 전극(b)가 형성되는 동시에, 칩(a)의 윗면에는 원형의 전극 패드(c)가 형성된다.
칩(a)의 전체면 전극(b)는, 적당한 기판(d)상에 형성된 제1전극(e)에 대하여, 예를들면 도전성 접착제에 의해 본딩된다.
또, 전극 패드(c)와 기판(d)상의 제2전극(f)간은 와이어 본딩에 의해 접속된다.
따라서, 전체면 전극(b)와 전극패드(c)간에 통전하면, 칩(a)에 있어서의 활성층(g)가 발광한다.
제7도에 도시한 바와 같은 발광 다이오드칩(a)는, n형 클래드층, 활성층 및 p형 클래드층 등을 갖는 웨이퍼를 형성하고, 최종적으로 이 웨이퍼를 다이싱에 의해 칩마다 분할한다고 하는 제조방법에 의해 작성된다.
상기 전극패드(c)는 상기 웨이퍼의 윗면에 금 피막을 증착이나 스패터링에 의해 형성한 후, 금피막의 불필요 부분을 에칭에 의해 제거함으로써 형성된다.
전극 패드(c)는 20㎛ 정도의 굵기의 금선을 볼·본딩에 의해 착오없이 본딩할 수 있는 크기로 형성되는 것이며, 통상 0.1mm 정도의 직경의 원형패드로 된다.
종래의 발광 다이오드칩의 사이즈인 0.3~0.35mm각은, 착오없이 웨이퍼를 다이싱 할 수 있을 것, 일반적인 전자기기의 전원장치에 의해 통상 얻기가 용이한 10~20mA의 순방향 전류에 의해 최적인 전류밀도를 얻을 수 있을 것, 윗면 전극패드에 의해 발광면적이 부당하게 감소되는 일이 없을 것, 본딩 콜릿을 사용하여 결함없이 기판에 대해 본딩할 수 있을 것, 등이 감안되어 선택되고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 발광 다이오드칩, 혹은 이것을 사용한 발광 다이오드는 전지에 의해 작동하며, 더구나 1회의 전지교환 혹은 충전에 의해 가능한한 오랜시간의 사용을 가능케 하는 것이 요구되는 휴대전화 등의 휴대기기의 조명 광원으로서 사용하기에는 적절하지 않다.
이는 결국, 종래의 발광 다이오드칩은, 10~20mA의 순방향 전류가 필요하며, 그 때문에 소비전력이 커져 전지의 소모가 심하게 되어, 휴대기기의 일정 이상의 사용 가능 시간을 확보하기가 곤란하게 되기 때문이다.
[발명의 개시]
본 발명은, 보다 작은 순방향 전류를 흐르게 함으로써, 충분한 발광량을 얻을 수 있는 발광 다이오드칩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 그와 같은 발광 다이오드칩을 사용한 발광 다이오드를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 그와 같은 발광 다이오드칩의 유리한 사용방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제1의 측면에 의하면, 복수의 재료층을 적층하여 이루어지는 InGaAlP(인듐·갈륨·알루미늄·인)계 칩인 발광 다이오드 칩으로서, 상기 복수의 재료층은, GaAs로 이루어지는 기판과, 상기 기판상에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 제1의 글래드층과, 상기 제1의 글래드층상에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 활성층과, 상기 활성층상에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 제2의 글래드층을 적어도 포함하고 있으며, 상기 칩에 있어서의 상기 재료층의 적층방향에 직교하는 표면은 직사각형이며, 그 직사각형의 각변의 길이가 0.14mm~0.25mm 인 발광 다이오드칩이 제공된다.
이상의 구성의 발광 다이오드칩은, 전력절약의 관점에서 2~5mA의 순방향 전류에 의해 발광 동작시키는 것이 바람직하며, 그것만으로도 충분한 광도를 얻을 수 있다.
본 발명의 적절한 실시예에 의하면, 발광 다이오드칩의 상기 표면은 정사각형이며, 그 각변의 길이는 0.14~0.25mm로 된다.
또, 발광 고도를 충분히 확보하기 위해서는, 상기 정사각형 표면의 각변의 길이는 0.2~0.25mm로 하는 것이 유리하다.
InGaAlP계 발광 다이오드칩은, 종래의 GaAsP - GaAs계 발광 다이오드칩이나 GaP계 발광 다이오드칩과 비교하여 5배 정도 밝은 것으로 알려져 있다.
따라서, 논리적으로는, 동일한 발광 고도를 얻는 경우, InGaAlP계 칩은, 종래의 발광 다이오드칩에 필요한 순방향 전류(가령, 25mA)의 1/5의 순방향 전류를 흐르게 하면 무방하게 된다.
그러나, 단순히 순방향 전류를 낮게 하는 것 만으로는, 전류 밀도가 낮아져서 발광 효율이 낮아져 실제로는 예상되는 정도의 발광 고도를 얻을 수 없다.
본 발명자는 InGaAlP계 칩을 사용하여 종래보다도 작은 순방향 전류로 종래의 발광 다이오드칩과 같은 정도의 밝기를 달성하도록 각종 검토를 한 결과, 본 발명에 이른 것이다.
즉, 본 발명자에서는 InGaAlP계 발광 다이오드칩의 사이즈를 0.25mm각 이하로 하여 종래의 발광 다이오칩의 사이즈(0.3~0.35mm각) 보다도 작게하고 있다.
이로써, 순방향 전류를 작게 함에 의한 전류 밀도의 부당한 저하를 방지하고, 소정의 발광 효율을 확보할 수 있도록 하고 있다.
또, 본 발명은 다음과 같은 의외의 사실의 발견에도 기초하고 있다.
즉, 일반적으로는 칩의 크기가 커질수록 발광체의 전 발광량을 나타내는 척도인 적분 구광도는 커진다.
그러나, InGaAlP계 칩에서는 순방향 전류치가 약 7mA 이하, 특히 약 5mA 이하에 있어서는 칩사이즈가 0.25mm 각 이하의 칩쪽이, 그보다 큰 칩보다도 적분 구광도가 커진다고 하는 역전현상이 생긴다.
따라서, InGaAlP계 발광 다이오드칩을 사용하고, 더구나, 순방향 전류치 0를 약 7mA 이하로 하는 경우에는, 소정 이상의 전류밀도 유지와 관점을 제외한다고 해도, 칩사이즈를 0.25mm각 이하로 하는 쪽이 유리하다.
본 발명의 제2측면에 의하면, 절연기판과, 상기 절연기판에 형성된 한쌍의 전극과, 한쪽의 전극에 전기적으로 도통하도록 상기 기판상에 탑재된 복수의 재료층을 적층하여 이루어지는 InGaAlP계 칩인 발광 다이오드칩과, 상기 칩을 다른쪽의 전극에 전기적으로 접속하기 위한 와이어와, 상기 칩을 상기 와이어와 함께 봉함하는 투명 패키지를 구비한 발광 다이오드로서, 상기 칩의 복수의 재료층은, GaAs로 이루어지는 기판과, 상기 기판상에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 제1의 글래드층과, 상기 제1의 글래드층상에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 활성층과, 상기 활성층상에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 제2의 글래드층을 적어도 포함하고 있으며, 상기 칩에 있어서의 상기 재료층의 적층방향에 직교하는 표면은 직사각형이며, 그 직사각형의 각 변의 길이가 0.14mm~0.25mm인 발광 다이오드가 제공된다.
본 발명의 제3측면에 의하면, 복수의 재료층을 적층하여 이루어지는 InGaAlP계 칩인 발광 다이오드칩의 사용방법으로서, 상기 복수의 재료층은, GaAs로 이루어지는 기판과, 상기 기판상에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 제1의 글래드층과, 상기 제1의 글래드층상에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 활성층과, 상기 활성층에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 제2의 글래드층을 적어도 포함하고 있으며, 상기 칩에 있어서의 상기 재료층의 적층방향에 직교하는 표면은 직사각형이며, 상기 직사각형의 각 변의 길이가 0.14~0.25mm 이고, 상기 칩을 2~5mA의 순방향 전류로 발광시키는 발광 다이오드칩의 사용방법이 제공된다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 이하에 행하는 상세한 설명에 의해 보다 명백하게 될 것이다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 실시예에 관한 발광 다이오드칩의 평면도.
제2도는 동 발광 다이오드칩의 종단 정면도.
제3도는 동 발광 다이오드칩을 사용한 발광 다이오드의 약시 측면도.
제4도는 InGaAlP계 발광 다이오드칩의 발광 특성을 나타내는 그래프.
제5(a)도 및 제5(b)도는 제4도의 특성을 계측하기 위해 사용한 InGaAlP계 발광 다이오드칩 형태의 사시도.
제6도는 발광 다이오드칩에 있어서의 칩 사이즈와 전류밀도와의 관계를 나타내는 표.
제7도는 종래의 발광 다이오드를 나타내는 사시도.
[발명을 실시하기 위한 최상의 형태]
제1도 및 제2도는 본 발명의 실시예에 관한 발광 다이오드칩(1)을 나타내고 있다.
본 실시예의 발광 다이오드칩(1)은 직6면체이며, 전류가 흐르는 방향을 두께 방향(재료층의 적층방향)으로 했을 때에, 두께 방향과 직교하는 표면(제1도에 나타내고 있는 면)이 정사각형이다.
이 정사각형의 각변의 길이는 0.25mm 이하이다.
또한, 웨이퍼를 적정하게 다이싱 할 수 있는 한계가 대략 0.14mm 각 이므로, 사실상, 본 발명에 관한 발광 다이오드칩(1)의 정사각형을 이루는 윗면의 각변의 길이 범위는, 0.14~0.25mm로 된다.
발광 다이오드칩(1)은, n형의 GaAs로 이루어지는 기판(2)와, n형의 InGaAlP으로 이루어지며 기판(2)상에 형성된 n형 클래드층(3)과, InGaAlP으로 이루어지며 n형 클래드층(3)상에 형성된 활성층(4)와, p형의 InGaAlP으로 이루어지며 활성층(4) 상에 형성된 p형 클래드층(5)와, p형의 GaAlAs(갈륨·알루미늄·비소)로 이루어지며 p형 클래드층(5) 상에 형성된 전류 확산층(6)에 의해 구성되어 있다.
기판(2)의 n형 클래드층(3) 형성면과는 반대측의 면에는 n측 전극(7)(전체면 전극)이 형성되어 있고, 전류 확산층(6) 상에는 p형의 GaAs로 이루어지는 콘택트층(8)이 중앙부에 형성되어 있다.
그리고, 콘택트층(8)상에는 p측 전극(9)(윗면전극)이 형성되어 있다.
이 p측 전극(9)는 후기하는 바와 같이, 금선을 볼 본딩하기 위한 전극 패드를 형성하고, 대략 0.1mm 직경의 원형으로 형성된다.
또, 이 발광 다이오드칩(1)의 제조는 종전과 같이, 마스터 기판상에 상기한 각층(2, 3, 4, 5, 6)이나 전극(7, 9)를 포함하는 웨이퍼를 형성하고, 이 웨이퍼를 다이싱하여 각 칩으로 분할함으로써 행해진다.
제3도는, 상기 발광 다이오드칩(1)을 사용한 발과 다이오드의 측면도이다.
절연기판(11)의 표면에 형성된 제1전극피막(12)에 상기 발광 다이오드칩(1)이 은페이스트 등의 도전 접착제(14)를 사용하여 본딩되는 동시에, 상기 절연기판(11)의 표면에 형성된 제2전극피막(13)과 상기 발광 다이오드칩(1)의 윗면 전극(9)간이 금선(15) 등을 사용한 와이어 본딩에 의해 접속되어 있다.
기판(11)상의 발광 다이오드칩(1)이나 금선(15) 등은, 에폭시 수지로 이루어지는 투명 패키지(16)에 의해 봉함되어 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 발광 다이오드칩(1)의 p측 전극(9)측으로부터 n측 전극(7)측에 2~5mA 정도의 순방향 전류를 흘린다.
이로써, 활성층(4)가 발광한다.
예컨데, 0.2mm각의 칩 사이즈로 형성된 본 발명의 발광 다이오드칩(2)에 5mA의 순방향 전류를 흘리면, 0.30mm각의 칩사이즈의 종래의 GaAsP-GaAs계 발광 다이오드칩이나 GaP계 발광 다이오드칩에 25mA의 순방향 전류를 흘린 경우와 같은 정도의 밝기를 달성할 수 있다.
그 이유는 다음과 같다.
즉, 이미 설명한 바와 같이 본 발명자는 순방향 전류치가 약 7mA 이하, 특히 약 5mA 이하에 있어서는, 칩의 크기가 0.25mm 각 이하의 칩쪽이, 그것보다 큰 칩보다도 적분 구광도가 커진다고 하는 역전 현상이 생기고 있음을 발견하였다.
제1도 및 제2도에 도시한 구조를 갖고 있으며, 윗면 전극패드(9)의 직경을 대략 0.1mm로 하고, 사이즈가 다른 발광 다이오드칩(1)(제5(a)도 및 제5(b)도 참조)에 대해, 순방향 전류를 여러 가지 변경하여 적분 구광도를 계측한 결과를 제4도의 그래프에 표시한다.
이 그래프로 알 수 있는 바와 같이, 순방향 전류가 대략 7mA를 초과하는 영역에 있어서는, 칩사이즈가 큰쪽이 적분 구광도가 커지나, 순방향 전류가 7mA 이하, 특히 5mA 이하의 영역에 있어서는 칩 사이즈가 작을수록 적분 구광도가 커지는 역전 현상이 생기고 있다.
보다 상세하게는, 칩 사이즈가 0.25mm 각의 경우, 순방향 전류가 대략 7mA 이하의 영역에 있어서 칩사이즈가 0.3mm각의 경우보다도 적분 구광도가 크다.
칩사이즈가 0.2mm각의 경우, 순방향 전류가 대략 5mA 이하의 영역에 있어서 칩사이즈가 0.3mm각의 경우보다도 적분 구광도가 크다.
따라서, 칩사이즈가 0.2~0.25mm각의 범위에 있는 경우, 본 발명의 이점을 받을 수 있음이 제4도의 그래프로 직접적으로 파악된다.
또한, 칩사이즈가 0.2mm 이하라도, 상기와 동일한 역전 경향이 있고, 본 발명의 이점을 받을 수 있을 것으로 추정된다.
단, 최소칩 사이즈는 사실상 대략 0.14mm임은 상기한 바와 같다.
이미 설명한 바와 가이, 본 발명의 InGaAlP계 발광 다이오드칩은, 동일 사이즈로 형성하여 같은 전류를 흘린 경우, 종래의 GaAsP-GaAs계 발광 다이오드계의 발광 다이오드칩 보다 5배 정도 밝은 것임을 알고 있었다.
그렇다면, 상기와 같이 0.3mm각의 칩사이즈의 종래의 GaAsP-GaAs계 발광 다이오드칩, 혹은 GaP계 발광 다이오드칩에 25mA의 순방향 전류를 흘린 경우와 비교하면, 같은 사이즈의 InGaAlP계 발광 다이오드칩에 비교예의 25mA의 1/5인 5mA의 전류를 흘렸을 때에 같은 정도의 밝기가 달성된다고 추정된다.
그러나, 이 InGaAlP계의 발광 다이오드의 칩사이즈를 0.25mm각이나, 0.20mm각과 같이 보다 작은 사이즈로 한 경우, 상기 비교대상의 발광 다이오드칩과 같은 정도의 밝기를 얻을 수 없게 된다고 생각된다(일반적 경향으로서는, 칩사이즈가 작아질수록 발광 고도가 낮게 되는 것에 기인하여).
이상의 예상에 반하여, 실제로는 본 발명과 같이, InGaAlP계 발광 다이오드칩의 칩사이즈를 0.25mm 이하로 작게함으로써, 전류밀도가 소정의 발광효율을 얻기 위하여 충분한 것으로 될 뿐만 아니라, 칩사이즈가 작은 쪽이 적분 구광도가 커지기 때문에(제4도 참조), 순방향 전류를 1/5로 했음에도 불구하고, 종래의 발광 다이오드와 같은 정도의 밝기를 달성할 수 있는 것이다.
본 발명의 경우, 상기한 바와 가이 5mA 이하라고 하는 극히 작은 순방향 전류에 의해 충분한 광도를 얻을 수 있으나, 순방향 전류의 하한은 기본적인 발광효율을 얻기 위한 전류밀도가 달성되어야 할 것이라는 관점에서, 대략 2mA 이상으로 해야 할 것이다.
즉, 칩사이즈와 전류밀도와의 관계는 제6도에 도시한 바와 같이 되나, 종래 0.3mm각 정도 크기의 발광 다이오드칩을 5~10mA 이상의 순방향 전류로 사용하고, 대략 50(mA/㎟) 이상의 전류밀도를 달성하고 있으며, 이것은 발광 다이오드 일반에 대해 말할 수 있다.
이것을 고려하면, 본 발명의 발광 다이오드칩의 최소 사이즈가 사실상 0.14mm각 임에 비추어, 본 발명의 발광 다이오드칩을 소정의 효율로 발광시키기 위해서는, 1mA의 순방향 전류를 흘린것으로는 충분한 전류밀도를 얻을 수 없을 가능성이 있다.
따라서, 본 발명에 있어서는 적어도 2mA의 순방향 전류를 흘리는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 발광 다이오드칩 혹은 이것을 사용한 발광 다이오드를 휴대전화기나 포켓벨이나 비디오덱 일체형 비디오 카메라 등, 전지를 전원으로서 사용하는 각종 휴대전자기기의 조명용 광원으로서 사용함으로써, 조명용의 소비전력을 양호하게 경감할 수 있어, 이와 같은 휴대용 기기의 사용 가능 시간을 연장할 수 있다.
특히, 휴대전화기의 경우, 액정표시부의 백라이트용이나 각종 조작을 위한 조명부착 키 스위치의 백 라이트용으로서 사용함으로써, 2~5mA 정도 이하의 작은 순방향 전류로 충분한 밝기를 확보 할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 절연기판(11)상에 1개의 발광 다이오드칩(1)을 설치하고 있으나, 기파(11)상에 복수개의 발광 다이오드칩(1)을 설치하므로써, 액정표시부나 복수개의 조명부착 키 스위치의 백라이트용으로서 사용하거나, 소망의 밝기를 얻거나 할 수 있다.
또, 상기 실시예에서는 전류 확산층(6)을 갖는 DH구조(더블 헤테로 구조)의 발광 다이오드칩(1)을 사용하였으나, 발광 다이오드칩(1)의 타입은 이에 한정되는 것은 아니며, 전류 확산층(6)을 갖지 않는 DH구조나, SH구조(싱글 헤테로 구조)등 각종 타입의 InGaAlP계 발광 다이오드칩에 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는 발광 다이오드칩(1)의 표면 형상(재료층의 적층방향과 직교하는 표면의 형상)이 정사각형이다.
일반적으로는, 직사각형 표면의 칩은, 윗면 전극 패드(9)와의 위치관계로, 칩내에 있어서의 전류밀도를 균일화 하기 쉽기 때문에 바람직하다.
그러나, 본 발명은 표면 형상이 직사각형인 발광 다이오드칩에 대해서도 적용 가능하다.
이 경우, 긴 변의 길이를 0.25mm 이하로 하면 된다.
단, 각변의 최소 길이는 웨이퍼의 다이싱을 적정하게 행할 수 있는 한계와의 관점에서 실제상 0.14mm 정도로 된다.

Claims (9)

  1. 복수의 재료층을 적층하여 이루어지는 InGaAlP계 칩인 발광 다이오드칩으로서, 상기 복수의 재료층은, GaAs로 이루어지는 기판과, 상기 기판상에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 제1의 글래드층과, 상기 제1의 글래드층상에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 활성층과, 상기 활성층상에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 제2의 글래드층을 적어도 포함하고 있으며, 상기 칩에 있어서의 상기 재료층의 적층방향에 직교하는 표면은 직사각형이며, 그 직사각형의 각변의 길이가 0.14mm~0.25mm 인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드칩.
  2. 제1항에 있어서, 2~5mA의 순방향 전류에 의해 발광 동작하게 되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드칩.
  3. 제1항에 있어서, 상기 표면은 정사각형인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드칩.
  4. 제1항에 있어서, 상기 표면의 각변의 길이는 0.2~0.25mm인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드칩.
  5. 절연기판과, 상기 절연기판에 형성된 한쌍의 전극과, 한쪽의 전극에 전기적으로 도통하도록 상기 절연기판상에 탑재된 복수의 재료층을 적층하여 이루어지는 InGaAlP계 칩인 발광 다이오드칩과, 상기 칩을 다른쪽의 전극에 전기적으로 접속하기 위한 와이어와, 상기 칩을 상기 와이어와 함께 봉함하는 투명 패키지를 구비한 발광 다이오드로서, 상기 칩의 복수의 재료층은, GaAs로 이루어지는 기판과, 상기 기판상에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 제1의 글래드층과, 상기 제1의 글래드층상에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 활성층과, 상기 활성층상에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 제2의 글래드층을 적어도 포함하고 있으며, 상기 칩에 있어서의 상기 재료층의 적층방향에 직교하는 표면은 직사각형이며, 그 직사각형의 각 변의 길이가 0.14mm~0.25mm인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  6. 제5항에 있어서, 2~5mA의 순방향 전류에 의해 발광 동작하게 되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  7. 제5항에 있어서, 상기 칩 표면은 정사각형인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  8. 제5항에 있어서, 상기 칩 표면의 각 변의 길이는 0.2~0.25mm인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  9. 복수의 재료층을 적층하여 이루어지는 InGaAlP계 칩인 발광 다이오드칩의 사용방법으로서, 상기 복수의 재료층은, GaAs로 이루어지는 기판과, 상기 기판상에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 제1의 글래드층과, 상기 제1의 글래드층상에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 활성층과, 상기 활성층상에 형성된 InGaAlP으로 이루어지는 제2의 글래드층을 적어도 포함하고 있으며, 상기 칩에 있어서의 상기 재료층의 적층 방향에 직교하는 표면은 직사각형이며, 상기 직사각형의 각 변의 길이가 0.14~0.25mm이고, 상기 칩을 2~5mA의 순방향 전류로 발광시키는 발광 다이오드칩의 사용방법.
KR1019970701136A 1995-06-21 1996-06-20 발광 다이오드칩 및 이를 사용한 발광 다이오드 KR100264424B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15449495 1995-06-21
JP7/154494 1995-06-21
PCT/JP1996/001710 WO1997001190A1 (fr) 1995-06-21 1996-06-20 Puce a diode electroluminescente et diode electroluminescente l'utilisant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR970705838A KR970705838A (ko) 1997-10-09
KR100264424B1 true KR100264424B1 (ko) 2000-08-16

Family

ID=15585480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970701136A KR100264424B1 (ko) 1995-06-21 1996-06-20 발광 다이오드칩 및 이를 사용한 발광 다이오드

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5760422A (ko)
JP (1) JP3414403B2 (ko)
KR (1) KR100264424B1 (ko)
DE (1) DE19680637T1 (ko)
GB (1) GB2307104B (ko)
WO (1) WO1997001190A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1219320C (zh) 1998-05-20 2005-09-14 罗姆股份有限公司 半导体器件
US6169298B1 (en) * 1998-08-10 2001-01-02 Kingmax Technology Inc. Semiconductor light emitting device with conductive window layer
JP4024994B2 (ja) * 2000-06-30 2007-12-19 株式会社東芝 半導体発光素子
US6940704B2 (en) 2001-01-24 2005-09-06 Gelcore, Llc Semiconductor light emitting device
JP2002222992A (ja) 2001-01-25 2002-08-09 Rohm Co Ltd Ｌｅｄ発光素子、およびｌｅｄ発光装置
TW200638559A (en) * 2005-04-29 2006-11-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Light emitting chip and light emitting diode
USD753612S1 (en) * 2012-09-07 2016-04-12 Cree, Inc. Light emitter device
USD847102S1 (en) 2013-02-08 2019-04-30 Epistar Corporation Light emitting diode
TWD161897S (zh) * 2013-02-08 2014-07-21 晶元光電股份有限公司 發光二極體之部分

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3290672B2 (ja) * 1990-08-20 2002-06-10 株式会社東芝 半導体発光ダイオード
US5048035A (en) * 1989-05-31 1991-09-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device
US5153889A (en) * 1989-05-31 1992-10-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device
JP3104979B2 (ja) * 1990-07-27 2000-10-30 株式会社東芝 紫外域半導体レーザ，半導体素子およびこれらの製造方法
JPH04361572A (ja) * 1991-06-10 1992-12-15 Toshiba Corp 半導体発光素子
JP2798545B2 (ja) * 1992-03-03 1998-09-17 シャープ株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
US5265792A (en) * 1992-08-20 1993-11-30 Hewlett-Packard Company Light source and technique for mounting light emitting diodes
US5488233A (en) * 1993-03-11 1996-01-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light-emitting device with compound semiconductor layer
JP3264563B2 (ja) * 1993-03-15 2002-03-11 株式会社東芝 半導体発光素子及びその製造方法
JP3152812B2 (ja) * 1993-09-16 2001-04-03 株式会社東芝 半導体発光装置
US5621225A (en) * 1996-01-18 1997-04-15 Motorola Light emitting diode display package

Also Published As

Publication number Publication date
GB2307104A (en) 1997-05-14
WO1997001190A1 (fr) 1997-01-09
DE19680637T1 (de) 1997-10-02
GB9703017D0 (en) 1997-04-02
US5760422A (en) 1998-06-02
JP3414403B2 (ja) 2003-06-09
KR970705838A (ko) 1997-10-09
GB2307104B (en) 1999-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10861778B2 (en) Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
KR101888604B1 (ko) 발광 소자 및 발광 소자 패키지
US7495259B2 (en) Light-emitting diode
JP5999929B2 (ja) 発光素子パッケージ及びこれを利用した照明システム
US5744828A (en) Semiconductor light emitting device with blocking layer
JP3785820B2 (ja) 発光装置
JP3329716B2 (ja) チップタイプｌｅｄ
JP4773755B2 (ja) チップ型半導体発光素子
JP2005209763A (ja) 発光装置及び発光装置の製造方法
US20070272930A1 (en) Light-emitting diode package
KR20050027910A (ko) 확장된 활성 발광 영역을 지닌 발광 장치
KR100875128B1 (ko) 고내정전압을 갖는 발광다이오드 및 그의 제조방법
KR20130046755A (ko) 발광 소자
KR100264424B1 (ko) 발광 다이오드칩 및 이를 사용한 발광 다이오드
JP2001217461A (ja) 複合発光素子
JP4116387B2 (ja) 半導体発光素子
JP5266349B2 (ja) 発光装置
JPH11121797A (ja) チップ型半導体発光装置
JPH10209494A (ja) 半導体発光素子
KR20030073054A (ko) 반도체 엘이디 소자 및 그 제조 방법
KR20010035153A (ko) ＧａＮ 발광 소자 및 그 패키지
US7005683B2 (en) Resin-packaged led light source
JPH11186613A (ja) 半導体発光装置
TWI660525B (zh) 發光元件之封裝結構
JP2004289182A (ja) 半導体発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120507

Year of fee payment: 13

LAPS Lapse due to unpaid annual fee