JP2559536B2 - 発光素子の製造方法 - Google Patents
発光素子の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＡｌＧａＡｓチップ表
面の保護膜の形成により輝度の劣化を有効に防止するこ
とができるようにした発光素子の製造方法に関する。
面の保護膜の形成により輝度の劣化を有効に防止するこ
とができるようにした発光素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ｐｎ接合を有する従来のＡｌＧａＡｓ発
光素子のランプＬ’は、第２図に示すごとくＡｌＧａＡ
ｓチップ２’のｎ層４側にはｎ電極６及びｐ層８側には
ｐ電極１０を設け、エポキシ樹脂でモールド１２した構
造が一般に知られている。エポキシ樹脂は一般に吸湿性
で防湿効果に乏しいため、大気中の水分がモールド１２
内に侵入し、ＡｌＧａＡｓ中のＡｌと反応して水酸化物
の白濁膜１４がＡｌＧａＡｓチップ２’の表面に形成さ
れる。この水酸化アルミニウムの白濁膜１４のために、
光取り出し効率が低下し、ＡｌＧａＡｓＬＥＤの輝度が
低下するという問題が発生していた。
光素子のランプＬ’は、第２図に示すごとくＡｌＧａＡ
ｓチップ２’のｎ層４側にはｎ電極６及びｐ層８側には
ｐ電極１０を設け、エポキシ樹脂でモールド１２した構
造が一般に知られている。エポキシ樹脂は一般に吸湿性
で防湿効果に乏しいため、大気中の水分がモールド１２
内に侵入し、ＡｌＧａＡｓ中のＡｌと反応して水酸化物
の白濁膜１４がＡｌＧａＡｓチップ２’の表面に形成さ
れる。この水酸化アルミニウムの白濁膜１４のために、
光取り出し効率が低下し、ＡｌＧａＡｓＬＥＤの輝度が
低下するという問題が発生していた。
【０００３】一方、このＡｌＧａＡｓ混晶は、アンモニ
アと過酸化水素を含む水溶液に浸水処理をすることによ
って酸化皮膜を形成し、それを保護膜とし結晶の安定化
を計る技術が報告されている（第４２回応用物理学会予
行集、６００頁、９ａ−Ｄ−３，１９８１，及び第４４
回応用物理学会予行集、４８５頁、２８ａ−Ｈ−３、１
９８３）。
アと過酸化水素を含む水溶液に浸水処理をすることによ
って酸化皮膜を形成し、それを保護膜とし結晶の安定化
を計る技術が報告されている（第４２回応用物理学会予
行集、６００頁、９ａ−Ｄ−３，１９８１，及び第４４
回応用物理学会予行集、４８５頁、２８ａ−Ｈ−３、１
９８３）。
【０００４】後者の報文においては、好適なＨ2 Ｏ2 ／
ＮＨ4 ＯＨ比が２０、つまり１．５重量％のアンモニア
と３０重量％の過酸化水素を含む水溶液として、その場
合の膜厚と形成時間について開示し、更に熱処理によっ
て保護膜の厚さが約１／２に減少することが教示されて
いる。しかしこの方法では、膜形成後にさらに熱処理工
程を必要としているため工程が複雑となり生産性を低下
させる原因となる。
ＮＨ4 ＯＨ比が２０、つまり１．５重量％のアンモニア
と３０重量％の過酸化水素を含む水溶液として、その場
合の膜厚と形成時間について開示し、更に熱処理によっ
て保護膜の厚さが約１／２に減少することが教示されて
いる。しかしこの方法では、膜形成後にさらに熱処理工
程を必要としているため工程が複雑となり生産性を低下
させる原因となる。
【０００５】また、このような開示技術にも関わらず、
ＡｌＧａＡｓ発光素子の空気中の湿気に起因する輝度の
低下問題は依然として完全には解消されていない。
ＡｌＧａＡｓ発光素子の空気中の湿気に起因する輝度の
低下問題は依然として完全には解消されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記した
従来技術の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結
果、本発明を完成したものである。
従来技術の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結
果、本発明を完成したものである。
【０００７】本発明は、ＡｌＧａＡｓチップ表面へのひ
び割れの無い、緻密かつ均質な保護膜の形成により光取
り出し効率の低下を防止し、輝度の劣化を有効に防止す
ることができると共に、膜形成後の熱処理工程を必要と
しないため生産性を向上させることができるようにした
発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
び割れの無い、緻密かつ均質な保護膜の形成により光取
り出し効率の低下を防止し、輝度の劣化を有効に防止す
ることができると共に、膜形成後の熱処理工程を必要と
しないため生産性を向上させることができるようにした
発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の発光素子の製造方法においては、ｐｎ接合
を有するＡｌＧａＡｓチップを、アンモニアと過酸化水
素を含む水溶液中に浸漬して該チップの表面に保護膜を
形成する方法であって、前記水溶液中のアンモニア濃度
を０．３〜０．６重量％とし、過酸化水素濃度を２５〜
３５重量％とすることにより、保護膜形成後の熱処理を
行わずに、ＡｌＧａＡｓチップ表面へ保護膜を形成する
ようにした。
に、本発明の発光素子の製造方法においては、ｐｎ接合
を有するＡｌＧａＡｓチップを、アンモニアと過酸化水
素を含む水溶液中に浸漬して該チップの表面に保護膜を
形成する方法であって、前記水溶液中のアンモニア濃度
を０．３〜０．６重量％とし、過酸化水素濃度を２５〜
３５重量％とすることにより、保護膜形成後の熱処理を
行わずに、ＡｌＧａＡｓチップ表面へ保護膜を形成する
ようにした。
【０００９】また、前記ＡｌＧａＡｓチップの表面に１
０００Å以上の厚さの酸化アルミニウムの保護膜を形成
するようにすればより好ましい。
０００Å以上の厚さの酸化アルミニウムの保護膜を形成
するようにすればより好ましい。
【００２０】
【作用】本発明においては、ＡｌＧａＡｓチップの表面
へ単に酸化アルミニウムの皮膜を形成するだけでは足り
ず、ひび割れの無い、緻密（熱処理によって膜厚が急激
に減少しない）かつ均質な保護膜を形成することが必要
である。このような良好な酸化アルミニウム皮膜を形成
することにより、初めて熱処理工程を必要とせずＡｌＧ
ａＡｓ発光素子光取り出し効率の低下を防止し、輝度の
劣化を有効に防止するという本発明の目的を達成するこ
とができる。
へ単に酸化アルミニウムの皮膜を形成するだけでは足り
ず、ひび割れの無い、緻密（熱処理によって膜厚が急激
に減少しない）かつ均質な保護膜を形成することが必要
である。このような良好な酸化アルミニウム皮膜を形成
することにより、初めて熱処理工程を必要とせずＡｌＧ
ａＡｓ発光素子光取り出し効率の低下を防止し、輝度の
劣化を有効に防止するという本発明の目的を達成するこ
とができる。
【００２１】
【実施例】本発明によって製造したＡｌＧａＡｓ発光素
子ランプＬを第１図に示した。第１図において第２図と
同様の部材は同一の符号で示す。
子ランプＬを第１図に示した。第１図において第２図と
同様の部材は同一の符号で示す。
【００２２】本発明方法によって製造したＡｌＧａＡｓ
発光素子ランプＬは、第２図に示した従来のＡｌＧａＡ
ｓ発光素子ランプＬ’と同様に、ＡｌＧａＡｓチップ２
のｎ層４側にはｎ電極６及びｐ層８側にはｐ電極１０を
設け、エポキシ樹脂でモールド１２した構造を有してい
る。そして、このＡｌＧａＡｓチップ２の表面に保護膜
として酸化アルミニウム保護膜１６が形成されているも
のである。この保護膜１６の存在により、エポキシ樹脂
のモールド１２から侵入する水分はＡｌＧａＡｓチップ
２に触れることはなくなる。従って、水酸化アルミニウ
ムの白濁膜が形成されることもなく、ＡｌＧａＡｓ発光
素子ランプの光取り出し効率の低下はなくなり、輝度が
低下するという現象も著しく抑制された。
発光素子ランプＬは、第２図に示した従来のＡｌＧａＡ
ｓ発光素子ランプＬ’と同様に、ＡｌＧａＡｓチップ２
のｎ層４側にはｎ電極６及びｐ層８側にはｐ電極１０を
設け、エポキシ樹脂でモールド１２した構造を有してい
る。そして、このＡｌＧａＡｓチップ２の表面に保護膜
として酸化アルミニウム保護膜１６が形成されているも
のである。この保護膜１６の存在により、エポキシ樹脂
のモールド１２から侵入する水分はＡｌＧａＡｓチップ
２に触れることはなくなる。従って、水酸化アルミニウ
ムの白濁膜が形成されることもなく、ＡｌＧａＡｓ発光
素子ランプの光取り出し効率の低下はなくなり、輝度が
低下するという現象も著しく抑制された。
【００２３】上記したような効果を達成することのでき
る酸化アルミニウム保護膜はひび割れがなくかつ膜質が
安定していることが必要である。このような良質の酸化
アルミニウム保護膜を作成するためには、従来知られて
いる如く、ＡｌＧａＡｓチップ２を単にアンモニアと過
酸化水素を含む水溶液に浸水処理すればよいものではな
い。本発明方法におけるが如く、ＡｌＧａＡｓチップの
表面を０．３〜０．６重量％のアンモニアと２５〜３５
重量％の過酸化水素を含む水溶液中において浸水処理し
該発光素子表面に１０００Å以上の厚さの酸化アルミニ
ウムの透明膜を形成することによってひび割れがなくか
つ膜質が安定している保護膜が形成できるものである。
る酸化アルミニウム保護膜はひび割れがなくかつ膜質が
安定していることが必要である。このような良質の酸化
アルミニウム保護膜を作成するためには、従来知られて
いる如く、ＡｌＧａＡｓチップ２を単にアンモニアと過
酸化水素を含む水溶液に浸水処理すればよいものではな
い。本発明方法におけるが如く、ＡｌＧａＡｓチップの
表面を０．３〜０．６重量％のアンモニアと２５〜３５
重量％の過酸化水素を含む水溶液中において浸水処理し
該発光素子表面に１０００Å以上の厚さの酸化アルミニ
ウムの透明膜を形成することによってひび割れがなくか
つ膜質が安定している保護膜が形成できるものである。
【００２４】次に処理時間を１〜３０分の範囲でかつ溶
液組成を０．３〜１．８重量％のアンモニアと２５〜３
５重量％の過酸化水素を含んだ水溶液に変えてＡｌＧａ
Ａｓチップの表面を浸水処理した場合の膜質について光
学顕微鏡を使って外観検査した結果を表１に示す。表１
において、◎はひび無し（良好）、○はひび少し、△は
ひび多し、×はウロコ状（不良）を示す。
液組成を０．３〜１．８重量％のアンモニアと２５〜３
５重量％の過酸化水素を含んだ水溶液に変えてＡｌＧａ
Ａｓチップの表面を浸水処理した場合の膜質について光
学顕微鏡を使って外観検査した結果を表１に示す。表１
において、◎はひび無し（良好）、○はひび少し、△は
ひび多し、×はウロコ状（不良）を示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１から保護膜の膜質の外観観察は処理時
間を１〜３０分の範囲でかつ溶液組成を０．３〜０．６
重量％のアンモニアと２５〜３５重量％の過酸化水素を
含んだ水溶液で浸水処理した場合の膜質のみ良好でその
他の場合はあまり好ましい膜質とは言えないことがわか
った。また、膜質の検査で１０００Åの満たないものは
薄すぎるために膜質が不安定であることが解った。
間を１〜３０分の範囲でかつ溶液組成を０．３〜０．６
重量％のアンモニアと２５〜３５重量％の過酸化水素を
含んだ水溶液で浸水処理した場合の膜質のみ良好でその
他の場合はあまり好ましい膜質とは言えないことがわか
った。また、膜質の検査で１０００Åの満たないものは
薄すぎるために膜質が不安定であることが解った。
【００２７】次に、溶液組成を０．５重量％のアンモニ
アと３０重量％の過酸化水素を含んだ水溶液で浸水処理
した場合の浸水時間と膜質の関係を調べた結果を図３に
示した。図３の結果から溶液組成を０．５重量％のアン
モニアと３０重量％の過酸化水素を含んだ水溶液の場合
には膜質２．５分間の処理で約１０００Åとなり１０分
間の処理で約３０００Åとなり飽和することが解った。
アと３０重量％の過酸化水素を含んだ水溶液で浸水処理
した場合の浸水時間と膜質の関係を調べた結果を図３に
示した。図３の結果から溶液組成を０．５重量％のアン
モニアと３０重量％の過酸化水素を含んだ水溶液の場合
には膜質２．５分間の処理で約１０００Åとなり１０分
間の処理で約３０００Åとなり飽和することが解った。
【００２８】次に、溶液組成を０．５重量％のアンモニ
アと３０重量％の過酸化水素を含んだ水溶液と１．５重
量％のアンモニアと３０重量％の過酸化水素を含んだ水
溶液で浸水処理したそれぞれの生成膜を４５０℃、Ｎ2
雰囲気、２０分間熱処理した場合の膜質の変化について
調べた結果を図４に示した。同図の結果より、上記０．
５重量％のアンモニアと３０重量％の過酸化水素を含ん
だ水溶液を用いて生成した膜はほとんど変化せず、１．
５重量％のアンモニアと３０重量％の過酸化水素を含ん
だ水溶液を用いて生成したものに比較して極めて安定で
あることが解った。
アと３０重量％の過酸化水素を含んだ水溶液と１．５重
量％のアンモニアと３０重量％の過酸化水素を含んだ水
溶液で浸水処理したそれぞれの生成膜を４５０℃、Ｎ2
雰囲気、２０分間熱処理した場合の膜質の変化について
調べた結果を図４に示した。同図の結果より、上記０．
５重量％のアンモニアと３０重量％の過酸化水素を含ん
だ水溶液を用いて生成した膜はほとんど変化せず、１．
５重量％のアンモニアと３０重量％の過酸化水素を含ん
だ水溶液を用いて生成したものに比較して極めて安定で
あることが解った。
【００２９】前記した文献（第４４回応用物理学会予稿
集、４８５頁、２８ａ−Ｈ−３、１９８３）では好適な
Ｈ2 Ｏ2/ＮＨ4 ＯＨ比が２０、つまり１．５重量％のア
ンモニアと３０重量％の過酸化水素を含む水溶液とし
て、その場合の膜厚と形成時間について開示し、更に熱
処理によって保護膜の厚さが約１／２に減少し強固な安
定した膜となることが教示されている。しかし逆に言え
ば、この場合、熱処理しなければ強固でなくかつ不安定
な膜の状態であることが示されており、表１において、
アンモニア１．５重量％の列で過酸化水素２５〜３５重
量％の丁度真ん中であって、膜にひびが多く発生する
（△）かウロコ状（×）となる状態である。
集、４８５頁、２８ａ−Ｈ−３、１９８３）では好適な
Ｈ2 Ｏ2/ＮＨ4 ＯＨ比が２０、つまり１．５重量％のア
ンモニアと３０重量％の過酸化水素を含む水溶液とし
て、その場合の膜厚と形成時間について開示し、更に熱
処理によって保護膜の厚さが約１／２に減少し強固な安
定した膜となることが教示されている。しかし逆に言え
ば、この場合、熱処理しなければ強固でなくかつ不安定
な膜の状態であることが示されており、表１において、
アンモニア１．５重量％の列で過酸化水素２５〜３５重
量％の丁度真ん中であって、膜にひびが多く発生する
（△）かウロコ状（×）となる状態である。
【００３０】本発明に規定した条件によって酸化アルミ
ニウム保護膜をＡｌＧａＡｓチップ表面に形成すれば膜
生成後の面倒な熱処理工程を要することなくひび割れが
なくかつ膜質が安定している保護膜が形成できるもので
ある。
ニウム保護膜をＡｌＧａＡｓチップ表面に形成すれば膜
生成後の面倒な熱処理工程を要することなくひび割れが
なくかつ膜質が安定している保護膜が形成できるもので
ある。
【００３１】続いて、溶液組成を０．５重量％のアンモ
ニアと３０重量％の過酸化水素を含んだ水溶液で２．５
分間浸水処理し酸化アルミニウム保護膜をＡｌＧａＡｓ
チップ表面に形成した後、図１に示した構成のランプを
作成し、高温高湿信頼性試験（８０℃、１００％ＲＨ、
通電電流５０ｍＡ（ＤＣ）、１０００時間通電）を行
い、酸化アルミニウム保護膜を形成しないＡｌＧａＡｓ
チップを用いたランプ（図２の構成）の性能と比較して
図５に示した。同図の結果から従来の酸化アルミニウム
保護膜を形成しないＡｌＧａＡｓチップを用いたランプ
では急激に輝度が劣化したのに対し、本発明方法により
酸化アルミニウム保護膜をＡｌＧａＡｓチップ表面に形
成したチップを用いたランプは１０００時間経過後でも
高い残光率を示し、輝度の劣化が効果的に防止されるこ
とが確認できた。
ニアと３０重量％の過酸化水素を含んだ水溶液で２．５
分間浸水処理し酸化アルミニウム保護膜をＡｌＧａＡｓ
チップ表面に形成した後、図１に示した構成のランプを
作成し、高温高湿信頼性試験（８０℃、１００％ＲＨ、
通電電流５０ｍＡ（ＤＣ）、１０００時間通電）を行
い、酸化アルミニウム保護膜を形成しないＡｌＧａＡｓ
チップを用いたランプ（図２の構成）の性能と比較して
図５に示した。同図の結果から従来の酸化アルミニウム
保護膜を形成しないＡｌＧａＡｓチップを用いたランプ
では急激に輝度が劣化したのに対し、本発明方法により
酸化アルミニウム保護膜をＡｌＧａＡｓチップ表面に形
成したチップを用いたランプは１０００時間経過後でも
高い残光率を示し、輝度の劣化が効果的に防止されるこ
とが確認できた。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、Ａ
ｌＧａＡｓチップの表面へひび割れの無い、緻密（熱処
理によって膜厚が急激に減少しない）かつ均質な酸化ア
ルミニウム保護膜を形成することにより、初めて熱処理
工程を必要とせずＡｌＧａＡｓ発光素子光取り出し効率
の低下を防止し輝度の劣化を有効に防止したＡｌＧａＡ
ｓ発光素子を製造することができる。
ｌＧａＡｓチップの表面へひび割れの無い、緻密（熱処
理によって膜厚が急激に減少しない）かつ均質な酸化ア
ルミニウム保護膜を形成することにより、初めて熱処理
工程を必要とせずＡｌＧａＡｓ発光素子光取り出し効率
の低下を防止し輝度の劣化を有効に防止したＡｌＧａＡ
ｓ発光素子を製造することができる。
【図１】本発明方法によりＡｌ2 Ｏ3 保護膜を生成した
ＡｌＧａＡｓチップを用いて作成したランプの概略説明
図である。
ＡｌＧａＡｓチップを用いて作成したランプの概略説明
図である。
【図２】Ａｌ2 Ｏ3 保護膜のないＡｌＧａＡｓチップを
用いて作成した従来のランプの概略説明図である。
用いて作成した従来のランプの概略説明図である。
【図３】膜生成時間と膜厚との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図４】保護膜生成後に熱処理を行った場合の保護膜の
膜厚の変化を示すグラフである。
膜厚の変化を示すグラフである。
【図５】高温高湿信頼性試験の結果を示すグラフであ
る。
る。
Ｌ 発光素子ランプ １６ 酸化アルミニウム保護膜
Claims (2)
- 【請求項１】 ｐｎ接合を有するＡｌＧａＡｓチップ
を、アンモニアと過酸化水素を含む水溶液中に浸漬して
該チップの表面に保護膜を形成する方法であって、前記
水溶液中のアンモニア濃度を０．３〜０．６重量％と
し、過酸化水素濃度を２５〜３５重量％とすることによ
り、保護膜形成後の熱処理を行わずに、ＡｌＧａＡｓチ
ップ表面へ保護膜を形成することを特徴とする発光素子
の製造方法。 - 【請求項２】 前記保護膜は、１０００Å以上の厚さの
酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項１記載
の発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41119890A JP2559536B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41119890A JP2559536B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 発光素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04216683A JPH04216683A (ja) | 1992-08-06 |
| JP2559536B2 true JP2559536B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=18520237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41119890A Expired - Fee Related JP2559536B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2559536B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2817590B2 (ja) * | 1993-09-24 | 1998-10-30 | 信越半導体株式会社 | 発光素子の製造方法 |
| US6201264B1 (en) * | 1999-01-14 | 2001-03-13 | Lumileds Lighting, U.S., Llc | Advanced semiconductor devices fabricated with passivated high aluminum content III-V materials |
| JP2011035017A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Hitachi Cable Ltd | 発光素子 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5633063B2 (ja) * | 1973-03-08 | 1981-07-31 | ||
| JPS52130294A (en) * | 1976-04-24 | 1977-11-01 | Oki Electric Ind Co Ltd | Production of semiconductor device |
-
1990
- 1990-12-17 JP JP41119890A patent/JP2559536B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04216683A (ja) | 1992-08-06 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |