JP4191566B2 - LIGHT EMITTING DIODE HAVING CURRENT BLOCK STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME - Google Patents
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Description
本発明は、発光ダイオードおよびその製造方法、特に電流ブロック構造を有する発光ダイオードおよび注入技術を利用した製造方法に関する。 The present invention relates to a light emitting diode and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a light emitting diode having a current blocking structure and a manufacturing method using an injection technique.
過去40年間、世界各国で新型発光ダイオード材料システムの開発とその内部量子効率(Internal Quantum Efficiency)の向上を図るためにあらゆる努力が払われてきた。しかし、発光ダイオードの外部量子効率(External Quantum Efficiency)と内部量子効率の間には、今日もなお大きな落差が存在している。ダブルへテロ構造(Double Heterojunction、DH)を採用した発光ダイオードの内部量子効率は99%にも達するが、外部量子効率は低く、数パーセントしかない。その主な原因は、(1)発光ダイオードの発光層上部のp型クラッド層、p型窓層、p型コンタクト層における電流分布の関係により、発生した大部分の光子がp型抵抗性接触電極に阻まれ、反射して戻ってしまい、さらにその基板に吸収されるため、光子がダイオードを輻射する確率を低下させてしまう。(2)光子が高屈折率(Refractive Index、n)の半導体材料中から周辺の低屈折率の空気(n=1)に伝わろうとしても非常に難しく、これによっても大多数の光子が反射して戻り、さらに基板に吸収されるからである。 In the past 40 years, every effort has been made to develop a new light emitting diode material system and improve its internal quantum efficiency in the world. However, there still exists a large gap between the external quantum efficiency of the light emitting diode and the internal quantum efficiency. The internal quantum efficiency of a light emitting diode adopting a double heterostructure (DH) reaches 99%, but the external quantum efficiency is low, only a few percent. The main causes are as follows: (1) Most of the generated photons are p-type resistive contact electrodes due to the current distribution in the p-type cladding layer, p-type window layer, and p-type contact layer above the light emitting layer of the light emitting diode. And is reflected and returned to the substrate and further absorbed by the substrate, reducing the probability of photons radiating the diode. (2) It is very difficult to transmit photons from a semiconductor material having a high refractive index (Refractive Index, n) to the surrounding low refractive index air (n = 1), and this also causes a large number of photons to be reflected. This is because they are returned and absorbed by the substrate.
現在商品化されている高輝度発光ダイオードには、赤色、黄色、緑色と青色があり、いずれもリン化アルミニウムガリウムインジウム/ヒ化ガリウム基板と窒化アルミニウムインジウムガリウム/サファイア単結晶基板などの半導体材料を使用し、さらに有機金属化学気相堆積(Metal−Organic Chemical Vapor Deposition、MOCVD)技術で発光ダイオードをエピタキシアル成長させる膜層構造を採用している。 The high-intensity light-emitting diodes currently on the market are red, yellow, green and blue, all of which use semiconductor materials such as aluminum gallium indium phosphide / gallium arsenide substrate and aluminum indium gallium nitride / sapphire single crystal substrate. In addition, a film layer structure is employed in which a light emitting diode is epitaxially grown by a metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) technique.
図1は周知の発光ダイオード10の断面図である。図1に示すように、発光ダイオード10はヒ化ガリウム基板12、n型リン化アルミニウムガリウムインジウム(n−AlGaInP)で構成された下クラッド層14、非ドープのリン化アルミニウムガリウムインジウム(undoped−AlGaInP)で構成された発光層16、p型リン化アルミニウムガリウムインジウム(p−AlGaInP)で構成された上クラッド層18を含む。このほかに、発光ダイオード10は上クラッド層18表面に設けたp型抵抗性接触電極22とヒ化ガリウム基板12の下表面に設けたn型抵抗性接触電極20をも含む。このp型抵抗性電極22は、直径約150ミクロンの金属膜であって、外部回路のパッドである。発光ダイオード10に加えられる電流は、このp型抵抗性接触電極22を経由して上から下へと、上クラッド層18を流れ、さらに発光層16に注がれ、光子を生じさせる。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a known
上クラッド層18を構成するp型リン化アルミニウムガリウムインジウムには比較的高い電気抵抗があり、しかも非常に薄いために、電流は均一に横方向に展開しにくく、そのために大部分の電流がp型抵抗性接触電極22の真下に集中してしまう。しかし、p型抵抗性接触電極22の真下にある発光層16で生じる光子が発光ダイオード10を射出しようとするときに、上部のp型抵抗性電極22に阻まれて反射して戻り、最後に大部分の光子がエネルギーギャップの比較的小さいヒ化ガリウム基板12に吸収され、そのことが発光ダイオード10の外部量子効率を規制してしまう。
The p-type aluminum gallium indium phosphide that constitutes the
発光ダイオード10は、直接p型リン化アルミニウムガリウムインジウムで構成された上クラッド層18を電流展開層としているが、研究の結果、これには次の3つの問題があることを発見した。すなわち、(1)p型リン化アルミニウムガリウムインジウムのキャリア移動度(Carrier Mobility)が非常に低く、わずか10cm2/V−sec前後にすぎない。(2)p型リン化アルミニウムガリウムインジウムはインプリントしにくく、最高キャリア濃度はわずか1018/cm3前後にすぎない。(3)p型リン化アルミニウムガリウムインジウムのエピタキシアル層が2〜5ミクロンのとき、リン化アルミニウムガリウムインジウム半導体材料の品質を劣化させる。
The
図2は、もう1つの周知の発光ダイオード30の断面図である。図1の発光ダイオード10と比較すると、図2の発光ダイオード30は上クラッド層18上のp型窓層32が増えている。前述した問題を克服するために、研究者は上クラッド層18の上にさらに厚さ約2〜50ミクロンのp型窓層32をエピタキシアル成長させた。現在広く窓層に使用されている半導体材料には、リン化インジウムアルミニウム(InAlP)、ヒ化ガリウムアルミニウム(AlGaAs)、窒化ガリウム、リン化ガリウムなどがある。このp型窓層32は、比較的低い電気抵抗率(Resistivity)があるだけでなく、発光ダイオード32を射出する光子を透過する(すなわち吸収しない)。このp型窓層32を採用することにより、研究者は、リン化アルミニウムガリウムインジウム高輝度赤色の発光ダイオードの開発に成功した。日本の東芝(Toshiba)は、1991年にまずp型ヒ化アルミニウムガリウム(p−AlGaAs)を採用して窓層と電流展開層を製造し、発光ダイオードの外部量子効率を約40倍増した。その後、米国のヒューレットパッカード(Hewelett−Packard)社は厚さ2〜15ミクロンのp型ヒ化ガリウム(p−GaP)を採用して窓層を製造し、発光ダイオードの外部量子効率を効果的に上昇させた。
FIG. 2 is a cross-sectional view of another known
図3は、もう1つの周知の発光ダイオード40の断面図である。図3に示すように、発光ダイオード30と比較すると、発光ダイオード40は上クラッド層18上に窓層42を設けて横方向に電流を展開させており、この窓層42は、リン化ガリウム/ヒ化ガリウム/リン化ガリウム(GaP/GaAs/GaP)の3層エピタキシアル層構造を採用している。台湾の国聯光電公司は、この設計を採用して、リン化アルミニウムガリウムインジウム赤色の高輝度発光ダイオードの開発に成功した。
FIG. 3 is a cross-sectional view of another known
図4はもう1つの周知の発光ダイオード50の断面図である。発光ダイオード50は1つの透明電極52を利用して横方向に電流を展開させる。透明電極52は、インジウムスズ酸化物(Indium Tin Oxide、ITO)をp型リン化アルミニウムガリウムインジウムで構成された上クラッド層18の上に成長させて、発光ダイオード50の電流が透明電極52を経由して横方向に展開し、上クラッド層18まで到達させる。台湾の工業技術研究院光電工業研究所はまずこの設計を利用してリン化アルミニウムガリウムインジウム赤色の高輝度発光ダイオードの開発に成功した。しかし、インジウムスズ酸化物とリン化アルミニウムガリウムインジウムの界面に良好な抵抗性接触を形成しにくいため、中間にp型ヒ化ガリウムで構成された移行層54(Transition Layer)を加える必要がある。
FIG. 4 is a cross-sectional view of another known
図5は、もう1つの周知の発光ダイオード60の断面図である。発光ダイオード60は、電流ブロック(Current Blocking)構造を採用して、電流を横方向に展開させるものであり、これには、上クラッド層18上に設けたp型窓層62と、上クラッド層18とp型窓層62の間に設けたn型エピタキシアル層64とが含まれる。このn型エピタキシアル層64は、p型抵抗性接触電極22の真下にあり、さらに上クラッド層18と電流の通過を阻止できるpn境界面を形成する。この種の電流ブロック構造は、発光ダイオード60の電流を、中央区域に集中させずに、横方向に展開させて効果的にp型抵抗性接触電極22の周囲まで到達させるため、発光層16で生じた光子がp型抵抗性接触電極22に遮断される確率を大幅に低減させ、それにより、発光ダイオード60の外部量子効率を高める。日本の東芝は、p型ヒ化ガリウム(p−AlGaAs)半導体材料を採用して窓層を製造し、さらにn−型島状の電流ブロック構造を加えている。
FIG. 5 is a cross-sectional view of another known
もしpn境界面の電流ブロック構造を採用する場合、MOCVDエピタキシアル成長を行うときに2つのステップが必要となる。まず、必ず上クラッド層18上で数十ナノメートル(nanometer)のn型エピタキシアル層64をエピタキシアル成長させ、次にエピタキシアルウェハを反応器から取り出し、マイクロイメージとエッチング技術を利用して、島状のn型エピタキシアル層64を形成する。さらにエピタキシアルウェハをMOCVD反応器に送り、引き続きp型窓層62をエピタキシアル成長させる。このほかに、発光ダイオード60の電流ブロック構造は、上クラッド層18の上方に設けられ、p型抵抗性接触電極22から導入した電流は依然n型エピタキシアル層64の下方の発光層16まで流れることができ、ここで生じた光子は依然p型抵抗性接触電極22に阻まれて外部に放射できない。
If a current blocking structure at the pn interface is employed, two steps are required when performing MOCVD epitaxial growth. First, an n-type
現在、発光ダイオードの電流展開問題を解決するために使用できる技術はたくさんある。たとえば、H.Sugawaraらは選択区域拡散法(Selected Area Diffusion)を利用して電流ブロック構造(特許文献1を参照)を製造した。B.J.LeeらはITOまたはZnOで構成する透明電極中で、マイクロイメージとエッチング技術を利用して、その深さがp型リン化アルミニウムガリウムインジウムで構成された上クラッド層まで達する1つの丸穴を形成し、次に金属膜をメッキしてショットキーバリア(Schokky Barrier)を形成し、加熱により金属膜とp型リン化アルミニウムガリウムインジウムの境界面に自然酸化物を形成させる。このショットキーバリアと自然酸化物で電流ブロック構造を形成する(特許文献2を参照)。このほかに、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、特許文献8なども各種形式の電流ブロック構造設計を開示している。
本発明の主な目的は、電流ブロック構造をもつ発光ダイオードと注入技術を利用して電流ブロック構造をもつ発光ダイオードを製造する方法を提供することである。 A main object of the present invention is to provide a light emitting diode having a current blocking structure and a method for manufacturing the light emitting diode having a current blocking structure by using an injection technique.
本発明の発光ダイオードは、
基板と、
間に発光層が挟まれた下クラッド層と上クラッド層、および前記上クラッド層上に設けられた窓層を有し、前記基板上に設けられたエピタキシアル構造と、
前記エピタキシアル構造の上に設けられた抵抗性接触電極とを備えてなる発光ダイオードであって、
前記エピタキシアル構造の内部に、前記抵抗性接触電極の下から少なくとも前記発光層まで延びる電流ブロック構造が設けられていることを特徴とするものである。
The light emitting diode of the present invention is
A substrate,
A lower clad layer and an upper clad layer with a light emitting layer sandwiched between them, and a window layer provided on the upper clad layer, an epitaxial structure provided on the substrate;
A light emitting diode comprising a resistive contact electrode provided on the epitaxial structure,
A current blocking structure extending from below the resistive contact electrode to at least the light emitting layer is provided inside the epitaxial structure.
本発明の発光ダイオードの前記窓層と前記抵抗性接触電極の間に、横方向に電流を展開するコンタクト層を設けてもよい。 A contact layer that develops a current in the lateral direction may be provided between the window layer and the resistive contact electrode of the light emitting diode of the present invention.
本発明の発光ダイオードの前記電流ブロック構造は、前記下クラッド層まで延びるものであってもよい。 The current blocking structure of the light emitting diode of the present invention may extend to the lower cladding layer.
本発明の発光ダイオードの前記電流ブロック構造の面積は、前記抵抗性接触電極の面積より小さいことが好ましい。 The area of the current block structure of the light emitting diode of the present invention is preferably smaller than the area of the resistive contact electrode.
本発明の発光ダイオードの前記電流ブロック構造は、前記抵抗性接触電極の下表面から延びるものであってもよい。 The current blocking structure of the light emitting diode of the present invention may extend from a lower surface of the resistive contact electrode.
本発明の第1の発光ダイオードの製造方法は、基板の上に、間に発光層が挟まれた下クラッド層と上クラッド層、および前記上クラッド層上に設けられた窓層を有するエピタキシアル構造を形成するステップと、
前記エピタキシアル構造の上に、少なくとも1つの開口を含むフォトレジスト層を形成するステップと、
前記エピタキシアル構造の内部に前記電流ブロック構造を形成するのに用いる注入工程を少なくとも1回行うステップと、
前記フォトレジスト層を除去するステップと、
前記エピタキシアル構造の上に抵抗性接触電極を形成するステップとを有することを特徴とする。
A first light emitting diode manufacturing method according to the present invention includes an epitaxial layer having a lower cladding layer and an upper cladding layer having a light emitting layer sandwiched therebetween on a substrate, and a window layer provided on the upper cladding layer. Forming a structure; and
Forming a photoresist layer including at least one opening on the epitaxial structure;
Performing at least one implantation step used to form the current blocking structure inside the epitaxial structure;
Removing the photoresist layer;
Forming a resistive contact electrode on the epitaxial structure.
本発明の第2の発光ダイオードの製造方法は、基板の上に、間に発光層が挟まれた下クラッド層と上クラッド層、および前記上クラッド層上に設けられた窓層を有するエピタキシアル構造を形成するステップと、
前記エピタキシアル構造の上に抵抗性接触電極を形成するステップと、
前記エピタキシアル構造の上に、少なくとも1つの開口を含むフォトレジスト層を形成するステップと、
前記エピタキシアル構造の内部に前記電流ブロック構造を形成するのに用いる注入工程を少なくとも1回行うステップとを有することを特徴とする。
A second light emitting diode manufacturing method according to the present invention comprises an epitaxial layer having a lower cladding layer and an upper cladding layer sandwiched between a light emitting layer and a window layer provided on the upper cladding layer. Forming a structure; and
Forming a resistive contact electrode on the epitaxial structure;
Forming a photoresist layer including at least one opening on the epitaxial structure;
A step of performing at least one implantation step used to form the current block structure inside the epitaxial structure.
本発明の発光ダイオード製造方法において、前記注入工程は、所定用量と所定エネルギーのプロトンビームを前記エピタキシアル構造に導入することとすることができる。 In the light emitting diode manufacturing method of the present invention, the implantation step may introduce a proton beam having a predetermined dose and a predetermined energy into the epitaxial structure.
前記所定用量は、(1×1012)不純物/cm2から(9×1016)不純物/cm2の範囲内とすることができる。 The predetermined dose may be in the range of (1 × 10 12 ) impurities / cm 2 to (9 × 10 16 ) impurities / cm 2 .
前記所定エネルギーは、100キロ電子ボルトから1000キロ電子ボルトの範囲内とすることができる。 The predetermined energy may be in the range of 100 kV to 1000 kV.
さらに、本発明の発光ダイオード製造方法において、前記注入工程は、複数種のエネルギーのプロトンビームを夫々前記エピタキシアル構造に導入することとしてもよい。 Furthermore, in the light emitting diode manufacturing method of the present invention, the implantation step may introduce a proton beam having a plurality of types of energy into the epitaxial structure.
本発明の発光ダイオード製造方法において、前記注入工程に使用される不純物が、プロトン、窒素イオン、酸素イオンからなる群から選択されたものとすることができる。 In the light emitting diode manufacturing method of the present invention, the impurity used in the implantation step may be selected from the group consisting of protons, nitrogen ions, and oxygen ions.
周知の技術と比較すると、本発明は、注入技術を利用して発光ダイオードの内部に電流ブロック構造を形成させるものであり、以下のような長所を有する。 Compared with a known technique, the present invention uses an injection technique to form a current block structure inside a light emitting diode, and has the following advantages.
1.エピタキシアルウェハは、MOCVD反応器に1回出し入れするだけで、すべてのエピタキシアル成長を完了させることができる。 1. The epitaxy wafer can be completed in all epitaxial growths with only one entry into and out of the MOCVD reactor.
2.本発明の発光ダイオードは比較的薄い窓層があるだけで、電流を展開させる目的を達することができ、それにより、エピタキシアル成長の時間を短縮できる。 2. The light emitting diode of the present invention can achieve the purpose of spreading current only by having a relatively thin window layer, thereby shortening the time of epitaxial growth.
3.注入工程は、非常に安定確実な技術であり、発光ダイオードの製造の合格率を高めることができるだけでなく、相対的に生産コストの低減が図れる。 3. The injection process is a very stable and reliable technique, and can not only increase the pass rate of manufacturing the light emitting diode but also relatively reduce the production cost.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図6から図8は、本発明の第1の実施形態の発光ダイオード70の製造方法を示した図である。図6で分かるように、本発明は、まず基板72の上にエピタキシアル構造80を形成し、エピタキシアル構造80には、下クラッド層82、上クラッド層84、上クラッド層84と下クラッド層82の間に挟まれた発光層83、上クラッド層84上に設けた窓層86、窓層86上に設けたコンタクト層88が含まれる。一般的に言うと、窓層86のインピーダンスは高めで、電流の横方向展開に不利である。そのため、本発明は、この窓層86をエピタキシアル成長させる過程で、p型不純物を含む気体をMOCVDの反応器に加えることにより、この窓層86の表面に比較的高いキャリア濃度をもつコンタクト層88を形成させた。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 6 to 8 are views showing a method of manufacturing the
次に、コンタクト層88上に厚さ約1,000〜2,000オングストロームのアルミニウム膜または金膜をメッキし、さらに回転式を利用して適度の厚さのフォトレジストを塗布し(Spin−on)、ソフトオーブンとハードオーブンを経て、さらに位置合せ光マスクを使用し、マイクロイメージ感光、エッチング、フォトレジスト除去手順を経た後、エピタキシアルウェハの切断セクションで金属の十文字記号を残し、位置合せの参考用とする。
Next, an aluminum film or a gold film having a thickness of about 1,000 to 2,000 angstroms is plated on the
図7から分かるように、エピタキシアル構造80のコンタクト層88上に開口102の付いたフォトレジスト層100を形成する。次に最低1回の注入工程を行い、所定用量と所定エネルギーのプロトンビーム96を開口102の真下のコンタクト層88、窓層86、上クラッド層82、発光層83に導入して、エピタキシアル構造80中に電流ブロック構造92を形成する。この所定用量は1×1012から9×1016不純物/cm2の間であり、所定エネルギーは100から1000キロ電子ボルトの間である。プロトン以外に、窒素イオンと酸素イオンもこの電流ブロック構造の形成に使用できる。また、この注入工程は複数種のエネルギーをもつプロトンビームをそれぞれエピタキシアル構造中に導入することもできる。この注入工程は、先に高エネルギープロトンビームを注入してから低エネルギープロトンビームを注入してもよいし、まず低エネルギープロトンビームを注入してから高エネルギープロトンビームを注入してもよい。
As can be seen from FIG. 7, a
図8で分かるように、フォトレジスト層100を除去後、エピタキシアル構造のコンタクト層88上にp型抵抗性接触電極90を、基板72のもう1つの表面にn型抵抗性接触電極94を形成して、この発光ダイオード70を完成させる。開口102(すなわち注入部)の面積はp型抵抗性接触電極90の面積より小さい方が望ましく、直径150μmの円形抵抗性接触電極を例にとると、対応する注入部の直径は10μm〜140μmの間である。本発明の発光ダイオード70の電流ブロック構造92は、このp型抵抗性接触電極90の下表面から発光層83まで延びている。また、本発明は、プロトンビームのエネルギー量を高めることにより、プロトンを開口102の真下の発光層83中、ないしは下クラッド層82中にまで注入することができる。すなわち、この電流ブロック構造92を、p型抵抗性接触電極90の下表面から下クラッド層82まで延ばす。
As shown in FIG. 8, after removing the
p型抵抗性接触電極90の真下の発光層83で生じる光子の大部分が発光ダイオード70を輻射できないため、この発明は、プロトンをp型抵抗性接触電極90の真下の発光層83に注入することにより、電流がここに流れて発光ダイオード70を輻射できない光子が生じるのを回避する。逆に、電流はp型抵抗性接触電極90の真下以外の発光層83に流れ、発光ダイオード70を輻射できる光子を生じさせ、さらには外部量子効率を高める。
Since most of the photons generated in the
周知の技術(図5に示すような発光ダイオード60)と比較すると、本発明は、抵抗性接触電極90と発光層83の間に連続的に延びる電流ブロック構造92を形成させる。順方向の電流を発光ダイオード70に加えたとき、p型抵抗性接触電極90から導入した電流はまずコンタクト層88を経由して展開し、次に下向きに発光層83に流れる。ところで、p型抵抗性接触電極90の真下の円柱状区域にすでに半絶縁体が形成されて順方向の電流の通過を阻むため、電流は円柱状以外の区域を流れるようになり、円柱状区域の外側の発光層83に注入される。そのため、生じた光子は幾何的関係のためにp型抵抗性接触電極90に反射して戻る確率は大幅に減少し、発光ダイオード70の外部量子効率は大幅に上昇する。
Compared to known techniques (
図9は、本発明の第2の実施形態の発光ダイオード70の製造方法の説明図である。図9が示すように、基板72の上表面にエピタキシアル構造80を形成した後、エピタキシアル構造80上にp型抵抗性接触電極90を形成し、基板72の下表面にn型抵抗性接触電極94を形成する。次に、開口112を含むフォトレジスト層110を形成する。それから、注入工程を行って、所定用量と所定エネルギーのプロトンビーム96を開口112の真下のコンタクト層88、窓層86、上クラッド層84に導入して、エピタキシアル構造80中に電流ブロック構造92を形成する。最後に、フォトレジスト層110を除去して、発光ダイオード70の製造が完了する。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a manufacturing method of the
所定用量は1×1012から9×1016不純物/cm2の間であり、所定エネルギーは100から1000キロ電子ボルトの間である。先にp型抵抗性接触電極90を透過するため、注入プロトンのエネルギーは第1の実施形態よりやや高い。光マスクで位置合せをするときは、p型抵抗性接触電極を位置合せの参考とすることができる。このとき、第1の実施形態に記載の位置合せ記号を作る必要がなく、注入位置の定義用と抵抗性接触電極90用に2つの光マスクがあるだけでよい。
The predetermined dose is between 1 × 10 12 and 9 × 10 16 impurities / cm 2 and the predetermined energy is between 100 and 1000 kV. Since the light passes through the p-type
本発明は、注入プロトンビーム96の用量とエネルギーを制御することもできるため、発光ダイオード70の電流ブロック構造92をp型抵抗性接触電極90の下のいずれかの位置(すなわちその下表面に接触しない)で生じさせる。
Since the present invention can also control the dose and energy of the injected
周知の技術と比較すると、本発明は、注入技術を利用して、発光ダイオードの内部に電流ブロック構造を形成するものであり、下記の長所を有する。 Compared with a known technique, the present invention uses an injection technique to form a current blocking structure inside a light emitting diode, and has the following advantages.
1.周知の技術は、マイクロイメージとエッチング技術を利用して電流ブロック構造を作るため、発光ダイオードに2回結晶工程を行って初めてすべての結晶膜層を完成させる。これに対し、本発明の電流ブロック構造の注入工程は、すべてのエピタキシアル層が完了した後に行うことができるため、エピタキシアルウェハは、MOCVD反応器に1回出し入れするだけで、すべてのエピタキシアル成長を完了させることができる。 1. In the well-known technique, a current blocking structure is formed using a micro image and an etching technique, and therefore, all crystal film layers are completed only after the light emitting diode is subjected to a crystallization process twice. In contrast, since the current block structure implantation process of the present invention can be performed after all the epitaxial layers are completed, the epitaxial wafer can be transferred to and from the MOCVD reactor only once. The growth can be completed.
2.本発明の発光ダイオードは比較的薄い窓層があれば、電流を展開させる目的を達することができる。電流を加えるのは、主に電流ブロック構造とコンタクト層から横方向に展開するため、窓層の厚さが減り、エピタキシアル成長の時間を短縮できる。 2. If the light emitting diode of the present invention has a relatively thin window layer, the purpose of spreading the current can be achieved. The current is applied mainly in the lateral direction from the current block structure and the contact layer, so that the thickness of the window layer is reduced and the time of epitaxial growth can be shortened.
3.注入工程は、非常に安定確実な技術であり、発光ダイオードの製造の合格率を高めることができるだけでなく、相対的に生産コストの低減が図れる。 3. The injection process is a very stable and reliable technique, and can not only increase the pass rate of manufacturing the light emitting diode but also relatively reduce the production cost.
この発明の技術内容と技術的特徴は前に挙げたとおりであるが、当業者は本発明の教示と開示に基づいて、本発明の趣旨から外れない様々な代替および変更を行うことが可能である。したがって、本発明の保護範囲は、実施例で開示したものに限るべきではなく、本発明から逸脱しない様々な代替および変更、ならびに頭記の特許請求の範囲でカバーされるものを包含するものとする。 The technical contents and technical features of the present invention are as described above, but those skilled in the art can make various alternatives and modifications based on the teaching and disclosure of the present invention without departing from the spirit of the present invention. is there. Accordingly, the scope of protection of the present invention should not be limited to that disclosed in the examples, but includes various alternatives and modifications that do not depart from the present invention, and those covered by the appended claims. To do.
10 発光ダイオード
12 基板
14 下クラッド層
16 発光層
18 上クラッド層
20 n型抵抗性接触電極
22 p型抵抗性接触電極
30 発光ダイオード
32 窓層
40 発光ダイオード
42 窓層
50 発光ダイオード
52 透明電極
54 移行層
60 発光ダイオード
62 窓層
64 n型エピタキシアル層
70 発光ダイオード
72 基板
80 エピタキシアル構造
82 下クラッド層
83 発光層
84 上クラッド層
86 窓層
88 コンタクト層
90 p型抵抗性接触電極
92 電流ブロック構造
94 n型抵抗性接触電極
96 プロトンビーム
100 フォトレジスト層
102 開口
110 フォトレジスト層
112 開口
DESCRIPTION OF
Claims (6)
1)基板の上に、間に発光層が挟まれた下クラッド層と上クラッド層、および前記上クラッド層上に設けられた窓層を有するエピタキシアル構造を形成するステップと、
2)前記エピタキシアル構造の上に遮光性の抵抗性接触電極を形成するステップと、
3)前記エピタキシアル構造の上に、前記遮光性の抵抗性接触電極の面積より小さい面積の開口を少なくとも1つ含むフォトレジスト層を形成するステップと、
4)前記エピタキシアル構造の内部に前記電流ブロック構造を形成するのに用いる、前記開口の下のエピタキシアル構造に不純物を注入する注入工程を少なくとも1回行うステップとを有してなり、
前記電流ブロック構造が前記遮光性の抵抗性接触電極の下の領域から少なくとも前記発光層を含むところまで延びるようにすると共に、前記電流ブロック構造の面積を前記遮光性の抵抗性接触電極の面積よりも小さくすることを特徴とする発光ダイオード製造方法。 In a method for manufacturing a light emitting diode having a current blocking structure,
1) forming an epitaxial structure on a substrate having a lower cladding layer and an upper cladding layer with a light emitting layer sandwiched therebetween, and a window layer provided on the upper cladding layer;
2) forming a light-blocking resistive contact electrode on the epitaxial structure;
3) forming a photoresist layer including at least one opening having an area smaller than the area of the light-shielding resistive contact electrode on the epitaxial structure;
4) performing at least one implantation step of injecting impurities into the epitaxial structure below the opening, which is used to form the current blocking structure inside the epitaxial structure;
The current block structure extends from a region under the light-shielding resistive contact electrode to a place including at least the light emitting layer, and an area of the current block structure is larger than an area of the light-shielding resistive contact electrode. A method for manufacturing a light-emitting diode, characterized in that
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