KR930010130B1 - 발광다이오드 어레이 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제 1 도는 종래의 선택 확산형 발광다이오드 어레이의 단면도.
제 2 도는 이 발명에 따른 발광다이오드 어레이의 단면도.
제 3a~c 도는 이 발명에 따른 메사에칭형 발광다이오드 어레이의 제조공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 기판 13 : 접합층
15 : 확산층 17 : 발광부
19 : 전극접촉부 21 : 메사에칭부
23 : P형 전극 25 : N형 전극
이 발명은 발광다이오드 어레이(Light Emitting Diode Array ; 이하 LED 어레이라칭함) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 전극의 접촉저항이 작으면서 발광효율이 향상시킬 수 있는 LED 어레이 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 고도의 정보화 시대를 맞아 출력기기인 프린터등에 고품위 기능이 요구되고 있으며, 또한 전자사진기술을 이용한 발광다이오드 프린터에도 이러한 요구를 맞추기 위하여 광원인 LED 어레이의 고집적화 및 고출력화등이 요구되고 있다.
제 1 도는 종래의 선택확산형 LED 어레이의 단면도이다. 상기 도면에서 N형 GaAs기판(1)상에 N형의 GaAsP접합층(3)이 형성되어 있고, 이 접합층(3)의 표면에 P형의 불순물이 고농도로 확산하여 형성되는 P형의 GaAsP발광층(5)이 있다. 또한, 상기 발광층(5)의 상부에는 P형전극(7)이 형성되어 있고, 상기 기판(1)의 하부표면에는 N형전극(9)이 형성되어 있다.
상기 선택확산형 LED 어레이의 제조방법을 설명한다.
N형 GaAs기판(1)의 상부에 VPE(Vapor Phase Epitaxy)방법으로 접합층(3)을 형성하고, 이 접합층(3)의 표면에 선택적으로 P형의 불순물을 고농도로 확산시켜 P형 GaAs발광층(5)을 형성한다. 그 다음 상기 발광층(5)의 상부에 P형전극(7)을 형성하고, 기판(1)의 하부표면에 N형전극(9)을 형성한다.
상기 제 1 도의 선택확산형 LED 어레이는 상기 접합층(3)과 발광층(5)의 PN 접합면에서 전자와 정공(hole)의 재결합에 의해 발생되는 빛이 상기 발광층(5)의 상부를 통해 외부로 방출된다.
상술한 바와같이 확산공정으로 발광층(5)을 형성할때, 이 발광층(5)의 표면에서 확산공정으로 특정상 고농도층이 형성되게 된다. 이와같이 발광층의 표면에 형성되는 고농도층은 PN접합면에서 발생되는 빛을 흡수하여 발광효율을 저하시키는 문제점이 있었다. 한편, 표면의 고농도층을 완전히 제거하여 주면 이후의 전극형성시 접촉저항이 높아져서 전기적 특성이 저하되는 단점이 있다. 따라서, 이 발명의 목적은 접촉저항이 낮으면서 발광효율이 높은 LED 어레이를 제공함에 있다. 또한, 이 발명의 다른 목적은 상기와 같은 LED 어레이의 제조방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 이 발명은 제 1 도전형의 화합물 반도체 기판상된 형성된 제 1 도전형의 접합층과, 상기 접합층의 상부에 발광부와 전극접촉부로 구분되어 형성된 제 2 도전형의 확산층과, 상기 전극접촉부의 표면에 형성되며 개별전극이 되는 제 2 도전형의 전극과, 상기 기판의 하부표면에 형성되며 공통전극이 되는 제 1 도전형의 전극으로 구성됨을 특징으로 하는 발광다이오드 어레이를 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 이 발명은 제 1 도전형의 화합물 반도체 기판상에 제 1 도전형의 접합층을 형성하는 공정과, 상기 접합층의 전표면에 제 2 도전형의 불순물을 확산시켜 확산층을 형성하는 공정과, 상기 확산층의 소정부분을 제외한 나머지 부분의 표면을 제거하여 전극접촉부와 발광부로 구분하는 공정과, 상기 발광부의 소정부분을 접촉층이 노출되도록 메사에칭하여 각 발광다이오드를 분리하는 공정과, 상기 전극접촉부의 상부에 제 2 도전형의 전극을, 기판의 하부표면에 제 1 도전형의 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 어레이 제조방법을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 이 발명을 상세히 설명한다.
제 2 도는 이 발명의 일실시예에 따른 LED 어레이의 구조를 나타내는 단면도이다.
상기 제 2 도는 N형의 GaAs기판(11)의 표면에 N형의 GaAsP접합층(13)이 형성되어 있고, 이 접합층(13)의 표면내에 발광부(17)와 전극접촉부(19)로 구분되는 P형 GaAsP확산층(15)이 있으며, 이 전극접촉부(19)의 표면에는 개별전극인 P형전극(23)이 기판의 하부표면에는 공통전극인 N형전극(25)이 있다. 또한 상기 LED 어레이는 소자를 분리하기 위한 메사에칭부(21)에 의해 이웃하는 LED간에 전기적으로 분리된다.
상기의 LED 어레이에서 확산층(15)을 이루는 전극접촉부(19)와 발광부(17)의 불순물 농도가 다르다. 즉, 상기 전극접촉부(19)는 불순물의 농도가 매우 높아 P형전극(23)과의 접촉저항이 낮게되며, 발광부(17)는 불순물의 농도가 낮으므로 상기 접합층(13)과 확산층(15)의 접합면에서 발생되는 빛의 흡수가 적어 투광 효율이 크게 된다.
제 3a~d 도는 제 2 도와 같은 LED 어레이를 형성하기 위한 제조방법으로 일실시예를 나타내는 공정도이다.
제 3a 도를 참조하면, 먼저 출발물질은 N형의 불순물이 고농도로 도핑(doping)된 GaAsP기판(11)이다. 상기 기판(11)의 표면상에 통상의 VPE 방법에 의해 N형의 GaAsP접합층(13)을 형성한다. 상기 접합층(13)은 불순물의 농도가 1×10~1×10/㎤로 30~100㎛의 두께로 형성된다. 그 다음, 상기 접합층(13)의 전표면에 아연(Zn)등의 P형 불순물을 1~7㎛정도 깊이까지 확산시켜 P형의 GaAsP확산층(15)을 형성한다. 이때, 상기 확산층(15)의 불순물농도는 상기 접합층(13)과 이웃하는 곳에서 1×10~1×10/㎤정도이고, 표면은 1×10/㎤정도이다.
제 3b 도를 참조하면, 상기 확산층(15)의 소정부분이외의 부분의 표면을 0.1~1㎛정도의 두께로 제거한다. 상기에서 표면이 제거되지 않는 부분은 불순물의 농도가 높아 전극을 형성할 때 접촉저항이 낮은 전극 접촉부(19)가 되며, 표면이 제거된 부분은 불순물의 농도가 낮아 빛의 흡수를 적게하여 투과효율이 크므로 발광부(17)가 된다. 그 다음, 상기 발광부(17)의 일부분에 소자분리를 하기 위한 메사에칭부(21)를 형성하여 상기 접합층(13)의 일부분을 노출시킨다.
상기에서 메사에칭부(21)를 형성할때 상기 접합층(13)도 1㎛정도가 식각되도록 하여 완벽한 소자분리가 이루어진도록 한다.
제 3c 도를 참조하면, 상기 전극접촉부(19)와 기판(1)의 하부표면에 각각 P형 및 N형전극(23),(25)을 형성한다. 상기 P형전극(23)은 각소자의 개별전극으로 Al/Ge등으로 형성된다. 또한, 상기 P형전극(23)과 N형전극(25)은 상기 전극접촉부(23)과 기판(1)에 각각 오믹접촉(Ohmic Contact)를 이룬다.
상술한 바와같이 아연등의 P형 불순물을 확산시켜 형성된 확산층을 전극이 형성될 소정부분을 제외한 나머지부분의 표면을 제거하여 불순물의 농도가 높은 전극접촉부와 불순물의 농도가 낮은 발광부로 구분한다. 상기 불순물의 농도가 높은 전극접촉부는 표면에 형성되는 전극과의 접촉저항을 낮게 하고, 불순물의 농도가 낮은 발광부는 PN접합면에서 발생되는 빛이 흡수를 최소화한다. 따라서 이 발명은 전극의 접촉저항을 최소로 하면서도 내부에서 빛의 습수를 최소화하여 발광효율을 높일 수 있는 잇점이 있다.
또한, 이 발명은 실시예를 메사에칭형의 GaAsP계 LED 어레이로 하였으나 GaAs계에서도 용이하게 실시할 수 있음을 알아야 한다.
Claims (4)
- 제 1 도전형의 화합물 반도체 기판상에 형성된 제 1 도전형의 접합층과, 상기 접합층의 상부에 발광부와 전극접촉부로 구분되어 형성된 제 2 도전형의 확산층과, 상기 전극접촉부의 표면에 형성되며 개별전극이 되는 제 2 도전형의 전극과, 상기 기판의 하부표면에 형성되며 공통전극이 되는 제 1 도전형의 전극으로 구성됨을 특징으로 하는 발광다이오드 어레이.
- 제 1 항에 있어서, 상기 발광부는 전극접촉부보다 불순물의 농도가 낮음을 특징으로 하는 발광다이오드.
- 제 1 도전형의 화합물 반도체 기판상에 제 1 도전형의 접합층을 형성하는 공정과, 상기 접합층의 전표면에 제 2 도전형의 불순물을 확산시켜 확산층을 형성하는 공정과, 상기 확산층의 소정부분을 제외한 나머지 부분의 표면을 제거하여 전극접촉부와 발광부로 구분하는 공정과, 상기 발광부의 소정부분을 접촉층이 노출되도록 메사에칭하여 각 발광다이오드를 분리하는 공정과, 상기 전극접촉부의 상부에 제 2 도전형의 전극을, 기판의 하부표면에 제 1 도전형의 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 어레이 제조방법.
- 제 3 항에 있어서, 상기 발광부를 전극접촉부보다 0.1~1㎛정도 낮게 형성하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드의 제조방법.
Priority Applications (1)
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| KR1019900018068A KR930010130B1 (ko) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 발광다이오드 어레이 및 그 제조방법 |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR920010981A KR920010981A (ko) | 1992-06-27 |
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| KR1019900018068A KR930010130B1 (ko) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 발광다이오드 어레이 및 그 제조방법 |
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| KR (1) | KR930010130B1 (ko) |
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1990
- 1990-11-09 KR KR1019900018068A patent/KR930010130B1/ko not_active IP Right Cessation
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|---|---|
| KR920010981A (ko) | 1992-06-27 |
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