KR900001407B1 - 표면 방출형 발광 다이오드의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

표면 방출형 발광 다이오드의 제조방법

제1도는 일반적인 발광 다이오드의 단면도.

제2a도 및 제2b도는 투과층 기판을 갖는 발광 다이오드와 기판이 식각된 발광 다이오드의 단면도.

제3a도는 본 발명 표면 방출형 발광 다이오드의 단면도, 제3b도 및 제3c도는 본 발명 표면 방출형 발광 다이오드의 광감도를 도시한 그래프.

제4a ∼제4d도는 본 발명 표면 방출형 발광 다이오드의 제조공정도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 20 : GaAs 기판 2, 22 : P형 클레드층

3, 23 : P형 활성층 4, 24 : n형 투과층

5, 25 : n형 캡층 6, 26 : n형 전극

7, 27 : P형 전극 8 : 절연막

9, 29 : 발광영역 10 : AlGaAs 투과기판

15 : P형 캡층 21 : n형 박막

본 발명은 표시용 소자부터 광통신용 소자에 이르기까지 사용되는 표면 방출형

일반적으로 표면 방출형 발광 다이오드의 발광 효율은 외부에서 주입되는 전자를 빛으로 변환 시키는 내부 양자 효율과 활성층에서 발생한 빛에 대하여 소자 내부에서 광 흡수를 줄이고 외부로 방출시키는 외부 발광 효율에 의하여 결정되므로 고 출력의 표면 방출형 발광 다이오드를 제작하기 위해서는 소자 내부의 결정의 질에 따른 내부 양자 효율과 소자의 구조에 따른 외부 발광 효율을 높여야 한다.

종래의 일반적인 발광 다이오드는 제1도에 도시한 바와 같이 발광표면의 n형 전극(6)이 p형 활성층(3)의 발광영역 바로 위에 위치하므로 내부의 광 강도가 가장 높은 곳을 막기 때문에 외부 발광 효율이 극히 저하되어 제2a도에 도시한 바와 같이 AlGaAs 투과 시판(10)의 에너지 갭이 p형 활성층의 에너지 갭보다 커서 기판측이 투과층이 되어 발광면이 되도록 만들거나 제2b도에 도시한 바와 같이 GaAs 기판(1)을 식각하여 n형 전극(6)이 빛의 외부 방출에 방해가 되지 않도록 하였으나, 제2a도와 같은 AlGaAs 투과층 기판(10)을 갖는 발광 다이오드는 p형 활성층(3)의 에너지 갭이 기판보다 작아야 하므로 발광하는 빛을 단파장으로 만드는데 한계가 생기고, 100μm 이상의 AlGaAs 투과 기판(10)을 통과하는 동안 결정의 질이 나쁜 곳에서 내부 흡수가 발생되며, 좋은 결정의 질을 갖는 AlGaAs 투과 기판(10)을 제작하기가 어려울 뿐만 아니라 박막의 결정 성장도 매우 어려운 문제점이 발생되었고 제2b도와 같은 GaAs 기판(1)을 식각하는 구조는 GaAs 기판(1)을 균일하게 식각하여야 하므로 선택적 식각 기술이 필요하는 등 공정상 어려움이 뒤따랐다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 박막 결정 성장을 한쪽으로 빛이 반사하도록 함으로써 소자 표면의 전극영역과 내부 발광영역을 다른 위치에 있도록 하여 외부 발광 효율을 높일 수 있도록 안출한 것으로 이를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

제3a도는 본 발명 또는 방출형 발광 다이오드의 단면도로써, p형 GaAs 기판(20)상에 n형 박막(21) 결정과 p형 AlGaAs 콜레드층(22)과 p형 AlGaAs 활성층(23)과 n형 AlGaAs 투과층(24)과 n형 캡층(25)을 순차적으로 성장하고 n형 전극(26)을 진공증착하여 성장시키며, p형 GaAs 기판(20)에 p형 전극(27)을 증착하여 형성된 구조로 되어 있어, 전원을 각 전극에 연결시키면 n형 박막(21) 결정인 전류 방해층의 접합이 p-n-p 접합을 이루어 전류가 흐르지 않고 도시한 바와 같이 n형 박막(21) 결정의 외측으로만 전류(I)가 흘러 제3b도 및 제3c도에 도시한 그래프와 같이 내부에서 발생한 빛은 전극에 거의 방해를 받지 않고 외부로 방사하게 되며, 이와 같은 표면 방출형 발광 다이오드의 제조방법을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 제4a도에 도시한 바와 같이 P형 단결정 고동도 GaAs 기판(20)상에 액상결정 성장법을 이용하여 전류 방해층인 n형 박막(21) 결정을 성장시키고 사진 식각법에 의하여 전류의 경로가 되는 영역을 식각한 후 기판을 세적하며, 제4b도에 도시한 바와 같이 p형 AlGaAs 클레드층(22)과 p형 AlGaAs 활성층(23) 및 n형 AlGaAs 투과층(24)과 n형 캡층(25)을 순차적으로 박막 결정 성장시키고, 제4c도와 같이 전극영역 이외의 부분을 사진 식각법에 의하여 식각한 후 리프트 오프법에 의하여 n형 전극인 Au-Cu/Ni/Au를 진공증착하여 n형 전극(26)을 형성시키는 한편, 제4d도와 같이 GaAs 기판(20)에 Au를 증착하여 p형 전극(27)을 형성시켜 제3a도에 도시한 바와 같은 표면 방출형 발광 다이오드를 제조한다.

이상에서와 같은 제조공정에 의하여 제조된 표면 방출형 발광 다이오드는 전류 방해층을 이용하여 활성층 가까이에서 전류의 흐름을 조절할 수 있으므로, 내부 발광영역의 위치 결정이 용이하며, 표면의 전극영역과 다른 위치에서 발광하도록 하기 때문에 내부에서 발생한 빛이 전극의 방해를 거의 받지않고 외부에 방출될 수 있어서 고출력을 실현시킬 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. GaAs 기판(20)상에 전류 방해층인 n형 박막(21) 결정을 성장시킨 후 전류의 흐름 경로를 형성하고, 상기 패턴상에 p형 AlGaAs 클레드층(22)과 p형 AlGaAs 활성층(23)과 n형 AlGaAs 투과층(24)과 n형 캡층(25)을 순차적으로 박막 결정시키며, 전극영역 이외의 부분을 사진 식각법에 의하여 식각한 후 리프트 오프법에 의하여 Au-Cu/Ni/Au를 진공 증착하여 n형 전극(26)을 형성하는 한펀, GaAs 기판(20)에 Au를 증착하여 p형 전극(27)을 형성하여서 n형 박막(21)의 전류 방해를 이용하여 소자 표면의 전극영역이 활성층의 발광영역과 다른 위치에 오도록 제조함을 특징으로 한 표면 방출형 발광 다이오드의 제조방법.

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