JPH05327012A - 炭化ケイ素発光ダイオード - Google Patents
炭化ケイ素発光ダイオードInfo
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- JPH05327012A JPH05327012A JP14883692A JP14883692A JPH05327012A JP H05327012 A JPH05327012 A JP H05327012A JP 14883692 A JP14883692 A JP 14883692A JP 14883692 A JP14883692 A JP 14883692A JP H05327012 A JPH05327012 A JP H05327012A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/81—Bodies
- H10H20/819—Bodies characterised by their shape, e.g. curved or truncated substrates
-
- 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
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、光の取り出し効率を高められる
ようにした炭化ケイ素発光ダイオードを提供することを
目的とする。 【構成】 電極４・５形成部を除く半導体チップｔの表
面、裏面もしくは表裏両面の部分が保護膜６で覆われた
炭化ケイ素発光ダイオードにおいて、上記保護膜６が順
に外側に形成された酸化鉄膜、酸化スズ膜及び酸化ケイ
素膜からなる構成とする。
ようにした炭化ケイ素発光ダイオードを提供することを
目的とする。 【構成】 電極４・５形成部を除く半導体チップｔの表
面、裏面もしくは表裏両面の部分が保護膜６で覆われた
炭化ケイ素発光ダイオードにおいて、上記保護膜６が順
に外側に形成された酸化鉄膜、酸化スズ膜及び酸化ケイ
素膜からなる構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、青色発光する炭化ケイ
素発光ダイオードに係り、特に光の取り出し効率を高め
られるようにした炭化ケイ素発光ダイオードに関する。
素発光ダイオードに係り、特に光の取り出し効率を高め
られるようにした炭化ケイ素発光ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、発光ダイオード（ＬＥＤ）は赤か
ら緑色を発光するものであり、青色は発光できないもの
とされていたが、近年になって、ｐｎ接合を安定良く形
成できる炭化ケイ素（以下、ＳｉＣと記す。）を用いる
ことにより高輝度の青色発光ダイオードが提案されるよ
うになった。
ら緑色を発光するものであり、青色は発光できないもの
とされていたが、近年になって、ｐｎ接合を安定良く形
成できる炭化ケイ素（以下、ＳｉＣと記す。）を用いる
ことにより高輝度の青色発光ダイオードが提案されるよ
うになった。
【０００３】具体的には、例えば図５に示すように、ｎ
形ＳｉＣ基板１１の上にｎ形エピタキシャル層１２とｐ
形エピタキシャル層１３とを順に形成し、ｎ形ＳｉＣ基
板１１の表面にｎ側電極１４（Ａｕ−Ｎｉ電極）を、ｐ
形エピタキシャル層１３の表面にｐ側電極１５（Ａｌ−
Ｓｉ電極）を形成した半導体チップｔ１をカップ状のフ
レーム２０の円錐台形の凹部２１にｐ側を下にして挿入
し、例えば銀ペースト（Ａｇペースト）３０を用いてダ
イボンドしている。この後、ｎ側電極５はワイヤ４０に
よって他のフレーム端子とワイヤボンディング接続さ
れ、更に、樹脂モールドによって例えばエポキシ樹脂等
の樹脂５０で包んである。
形ＳｉＣ基板１１の上にｎ形エピタキシャル層１２とｐ
形エピタキシャル層１３とを順に形成し、ｎ形ＳｉＣ基
板１１の表面にｎ側電極１４（Ａｕ−Ｎｉ電極）を、ｐ
形エピタキシャル層１３の表面にｐ側電極１５（Ａｌ−
Ｓｉ電極）を形成した半導体チップｔ１をカップ状のフ
レーム２０の円錐台形の凹部２１にｐ側を下にして挿入
し、例えば銀ペースト（Ａｇペースト）３０を用いてダ
イボンドしている。この後、ｎ側電極５はワイヤ４０に
よって他のフレーム端子とワイヤボンディング接続さ
れ、更に、樹脂モールドによって例えばエポキシ樹脂等
の樹脂５０で包んである。
【０００４】また、例えば図６に示すように、ｎ形Ｓｉ
Ｃ基板１１の上にｎ形エピタキシャル層１２とｐ形エピ
タキシャル層１３とを順に形成した後、ｐ形エピタキシ
ャル層１３からｎ形ＳｉＣ基板１１にわたってメサエッ
チングし、更に、例えばＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等からな
る保護膜１６によってｐ形エピタキシャル層１３及びｐ
ｎ接合部を覆った後、ｐ形電極１５及びｎ形電極１４を
形成した半導体チップｔ２をカップ状のフレーム２０の
円錐台形の凹部２１にｐ側を上にして挿入し、例えば銀
ペースト（Ａｇペースト）３０を用いてダイボンドして
いる。この場合には、ｐ側電極１５がワイヤ４０によっ
て他のフレーム端子にワイヤボンディング接続され、モ
ールディングによって例えばエポキシ樹脂等の樹脂５０
で包まれる。
Ｃ基板１１の上にｎ形エピタキシャル層１２とｐ形エピ
タキシャル層１３とを順に形成した後、ｐ形エピタキシ
ャル層１３からｎ形ＳｉＣ基板１１にわたってメサエッ
チングし、更に、例えばＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等からな
る保護膜１６によってｐ形エピタキシャル層１３及びｐ
ｎ接合部を覆った後、ｐ形電極１５及びｎ形電極１４を
形成した半導体チップｔ２をカップ状のフレーム２０の
円錐台形の凹部２１にｐ側を上にして挿入し、例えば銀
ペースト（Ａｇペースト）３０を用いてダイボンドして
いる。この場合には、ｐ側電極１５がワイヤ４０によっ
て他のフレーム端子にワイヤボンディング接続され、モ
ールディングによって例えばエポキシ樹脂等の樹脂５０
で包まれる。
【０００５】また、これらのＳｉＣ発光ダイオードにお
いては、主としてｎ形エピタキシャル層１２で発光が起
こり、しかも、電流がほぼｐ側電極１５の在る範囲に集
中するため、ｎ形ＳｉＣ基板１１側あるいはｐ形エピタ
キシャル層１３側から見ると、例えば図７に示すよう
に、ほぼｐ側電極１５と同じ形状及び大きさの発光層１
７が観察される。
いては、主としてｎ形エピタキシャル層１２で発光が起
こり、しかも、電流がほぼｐ側電極１５の在る範囲に集
中するため、ｎ形ＳｉＣ基板１１側あるいはｐ形エピタ
キシャル層１３側から見ると、例えば図７に示すよう
に、ほぼｐ側電極１５と同じ形状及び大きさの発光層１
７が観察される。
【０００６】この発光層１７からの発光は、主としてｎ
形ＳｉＣ基板１１（またはｐ形エピタキシャル層３）を
通ってそのまま出射されるが、ｎ形ＳｉＣ基板１１から
フレーム２０の凹部２１の周面に出射し、その周面で反
射される光と、ｎ形エピタキシャル層１２からフレーム
２０の凹部２１の周面に出射し、その周面で反射される
光とを取り出すことができる。
形ＳｉＣ基板１１（またはｐ形エピタキシャル層３）を
通ってそのまま出射されるが、ｎ形ＳｉＣ基板１１から
フレーム２０の凹部２１の周面に出射し、その周面で反
射される光と、ｎ形エピタキシャル層１２からフレーム
２０の凹部２１の周面に出射し、その周面で反射される
光とを取り出すことができる。
【０００７】なお、例えば特開昭６２−２５４７２号公
報に開示するように、ｐ側電極を取り囲むようにｐ形エ
ピタキシャル層からｎ形ＳｉＣ基板内に凹入する環状の
Ｖ字溝を形成し、ｐｎ接合面にほぼ平行に射出する光を
ｎ形ＳｉＣ基板内に反射させてｎ形ＳｉＣ基板の表面側
から出射させるものも提案されている。
報に開示するように、ｐ側電極を取り囲むようにｐ形エ
ピタキシャル層からｎ形ＳｉＣ基板内に凹入する環状の
Ｖ字溝を形成し、ｐｎ接合面にほぼ平行に射出する光を
ｎ形ＳｉＣ基板内に反射させてｎ形ＳｉＣ基板の表面側
から出射させるものも提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、これらＳｉ
Ｃ発光ダイオードにおいては、ＳｉＣ（６Ｈ−ＳｉＣ）
の屈折率が２．６〜２．７であるのに対して樹脂５０を
構成するエポキシ樹脂の屈折率は１．５程度、また、保
護膜１６を構成するＳｉＯ2 の屈折率は１．４〜１．５
程度、Ａｌ2 Ｏ3 の屈折率は１．６程度である。
Ｃ発光ダイオードにおいては、ＳｉＣ（６Ｈ−ＳｉＣ）
の屈折率が２．６〜２．７であるのに対して樹脂５０を
構成するエポキシ樹脂の屈折率は１．５程度、また、保
護膜１６を構成するＳｉＯ2 の屈折率は１．４〜１．５
程度、Ａｌ2 Ｏ3 の屈折率は１．６程度である。
【０００９】このように、ＳｉＣとの屈折率の差が大き
い樹脂５０や保護膜１６がＳｉＣと境界を接している場
合には、その境界面で光が反射する臨界角が小さくなっ
て半導体チップｔ１・ｔ２内に閉じ込められる光量が多
くなり、光の取り出し効率が低下するという問題があ
る。
い樹脂５０や保護膜１６がＳｉＣと境界を接している場
合には、その境界面で光が反射する臨界角が小さくなっ
て半導体チップｔ１・ｔ２内に閉じ込められる光量が多
くなり、光の取り出し効率が低下するという問題があ
る。
【００１０】本発明の目的は、ｎ形ＳｉＣ基板１１ある
いはｐ形エピタキシャル層１３と樹脂５０あるいは保護
層１６との境界において反射される光を少なくして、光
の取り出し効率を高めることにある。
いはｐ形エピタキシャル層１３と樹脂５０あるいは保護
層１６との境界において反射される光を少なくして、光
の取り出し効率を高めることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１のＳｉＣ発
光ダイオードは、上記の目的を達成するため、電極形成
部を除く半導体チップの表面、裏面もしくは表裏両面の
部分が保護膜で覆われたＳｉＣ発光ダイオードにおい
て、上記保護膜が順に外側に形成された酸化鉄膜、酸化
スズ膜及び酸化ケイ素膜で構成される。
光ダイオードは、上記の目的を達成するため、電極形成
部を除く半導体チップの表面、裏面もしくは表裏両面の
部分が保護膜で覆われたＳｉＣ発光ダイオードにおい
て、上記保護膜が順に外側に形成された酸化鉄膜、酸化
スズ膜及び酸化ケイ素膜で構成される。
【００１２】また、本発明の第２のＳｉＣ発光ダイオー
ドは、上記の目的を達成するため、ｎ形ＳｉＣ基板と、
これの裏面に順に形成されたｎ形エピタキシャル層、ｐ
形エピタキシャル層及びｐ側電極と、ｎ形ＳｉＣ基板の
表面に形成されたｎ側電極とを有するＳｉＣ発光ダイオ
ードにおいて、ｎ形ＳｉＣ基板がその表面からｎ形エピ
タキシャル層の近傍まで凹入する円錐台状の凹部と、該
凹部の周面に形成された反射膜とを備えることを特徴と
する。
ドは、上記の目的を達成するため、ｎ形ＳｉＣ基板と、
これの裏面に順に形成されたｎ形エピタキシャル層、ｐ
形エピタキシャル層及びｐ側電極と、ｎ形ＳｉＣ基板の
表面に形成されたｎ側電極とを有するＳｉＣ発光ダイオ
ードにおいて、ｎ形ＳｉＣ基板がその表面からｎ形エピ
タキシャル層の近傍まで凹入する円錐台状の凹部と、該
凹部の周面に形成された反射膜とを備えることを特徴と
する。
【００１３】
【作用】本発明の第１のＳｉＣ発光ダイオードにおいて
は、ＳｉＣの表面に順に酸化鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）膜、酸化
スズ（ＳｎＯ2 ）膜及び酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）膜が形
成される。ここで、ＳｉＣの屈折率が２．７であるのに
対して、Ｆｅ2 Ｏ3 の屈折率は２．７５、ＳｎＯ2 の屈
折率は２．１、ＳｉＯ2 の屈折率は１．５、樹脂を形成
するエポキシ樹脂の屈折率は１．５である。したがっ
て，屈折率が２．７→２．７５→２．１→１．５→１．
５と順次徐々に変化し、ＳｉＣと酸化鉄膜との境界面、
保護膜を形成する各膜の境界面及び保護膜と樹脂との境
界面での屈折率の差が小さくなるので、各境界面での反
射が起こる臨界角を小さく大きくして内側に閉じ込めら
れる光量を少なくでき、発光層からｎ形ＳｉＣ基板を通
って出射する光量を高めることができる。
は、ＳｉＣの表面に順に酸化鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）膜、酸化
スズ（ＳｎＯ2 ）膜及び酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）膜が形
成される。ここで、ＳｉＣの屈折率が２．７であるのに
対して、Ｆｅ2 Ｏ3 の屈折率は２．７５、ＳｎＯ2 の屈
折率は２．１、ＳｉＯ2 の屈折率は１．５、樹脂を形成
するエポキシ樹脂の屈折率は１．５である。したがっ
て，屈折率が２．７→２．７５→２．１→１．５→１．
５と順次徐々に変化し、ＳｉＣと酸化鉄膜との境界面、
保護膜を形成する各膜の境界面及び保護膜と樹脂との境
界面での屈折率の差が小さくなるので、各境界面での反
射が起こる臨界角を小さく大きくして内側に閉じ込めら
れる光量を少なくでき、発光層からｎ形ＳｉＣ基板を通
って出射する光量を高めることができる。
【００１４】また、本発明の第２のＳｉＣ発光ダイオー
ドにおいては、ｎ形ＳｉＣ基板にｎ形エピタキシャル層
の近傍まで凹入する凹部を形成することにより、発光層
からｎ形ＳｉＣ基板と樹脂あるいは保護層との境界面ま
での間隔が狭くなり、ｎ形ＳｉＣ基板による光の吸収を
殆ど受けることなく凹部の底面から出射される。この出
射光は分散性があるが、凹面の周面に形成した反射膜で
反射させることにより、外部に射出させることができ
る。
ドにおいては、ｎ形ＳｉＣ基板にｎ形エピタキシャル層
の近傍まで凹入する凹部を形成することにより、発光層
からｎ形ＳｉＣ基板と樹脂あるいは保護層との境界面ま
での間隔が狭くなり、ｎ形ＳｉＣ基板による光の吸収を
殆ど受けることなく凹部の底面から出射される。この出
射光は分散性があるが、凹面の周面に形成した反射膜で
反射させることにより、外部に射出させることができ
る。
【００１５】
【実施例】図１の断面図に示すように、本発明の一実施
例に係るＳｉＣ発光ダイオードランプは、ｎ形ＳｉＣ基
板１、ｎ形エビタキシャル層２、ｐ形エピタキシャル層
３、ｎ側電極４、ｐ形電極５及び保護膜６を有する半導
体チップｔをｐ側を下にしてカップ状のフレーム２０の
円錐台形の凹部２１にｎ側を上にして挿入し、例えば銀
ペースト３０を用いてダイボンドしている。そして、ｎ
側電極４がワイヤ４０によって他のフレーム端子にワイ
ヤボンディング接続され、更に、モールディングによっ
て、例えばエポキシ樹脂等の樹脂５０で包まれる。上記
半導体チップｔは例えば図２（Ａ）〜（Ｆ）に順に示す
手順によって形成
例に係るＳｉＣ発光ダイオードランプは、ｎ形ＳｉＣ基
板１、ｎ形エビタキシャル層２、ｐ形エピタキシャル層
３、ｎ側電極４、ｐ形電極５及び保護膜６を有する半導
体チップｔをｐ側を下にしてカップ状のフレーム２０の
円錐台形の凹部２１にｎ側を上にして挿入し、例えば銀
ペースト３０を用いてダイボンドしている。そして、ｎ
側電極４がワイヤ４０によって他のフレーム端子にワイ
ヤボンディング接続され、更に、モールディングによっ
て、例えばエポキシ樹脂等の樹脂５０で包まれる。上記
半導体チップｔは例えば図２（Ａ）〜（Ｆ）に順に示す
手順によって形成
【００１６】される。
【００１７】すなわち、まず、図２（Ａ）に示すよう
に、６Ｈ−ＳｉＣの結晶型を有するｎ形ＳｉＣ基板１の
主たる面の上にｎ形エピタキシャル層２とｐ形エピタキ
シャル層３とが常法に従って形成される。
に、６Ｈ−ＳｉＣの結晶型を有するｎ形ＳｉＣ基板１の
主たる面の上にｎ形エピタキシャル層２とｐ形エピタキ
シャル層３とが常法に従って形成される。
【００１８】これらｎ形エピタキシャル層２とｐ形エピ
タキシャル層３の厚さは特に限定されず、ここでは従来
例と同様に、ｎ形エピタキシャル層２を２μｍ程度の厚
さに、また、ｐ形エピタキシャル層３を１μｍ程度の厚
さに形成している。
タキシャル層３の厚さは特に限定されず、ここでは従来
例と同様に、ｎ形エピタキシャル層２を２μｍ程度の厚
さに、また、ｐ形エピタキシャル層３を１μｍ程度の厚
さに形成している。
【００１９】この後、図２（Ｂ）に示すように、パター
ニングされた酸化ケイ素（ＳｉＯ2）膜６０をマスク剤
として塩素（Ｃｌ2 ）ガス中でのガスエッチングにより
メサエッチングを行う。
ニングされた酸化ケイ素（ＳｉＯ2）膜６０をマスク剤
として塩素（Ｃｌ2 ）ガス中でのガスエッチングにより
メサエッチングを行う。
【００２０】メサエッチングの深さは、ｐ形エピタキシ
ャル層３とｎ形エピタキシャル層２を貫通して、ｎ形Ｓ
ｉＣ基板１をも若干エッチングする深さが好ましく、こ
こでは、約５μｍの深さのメサエッチングを行った。
ャル層３とｎ形エピタキシャル層２を貫通して、ｎ形Ｓ
ｉＣ基板１をも若干エッチングする深さが好ましく、こ
こでは、約５μｍの深さのメサエッチングを行った。
【００２１】この後、図２（Ｃ）に示すように、ｎ形Ｓ
ｉＣ基板１の表面にＡｕ−Ｎｉからなるｎ側電極４を形
成するとともに、ｐ形エピタキシャル層３の表面にＡｌ
−Ｓｉからなるｐ形電極５が形成される。
ｉＣ基板１の表面にＡｕ−Ｎｉからなるｎ側電極４を形
成するとともに、ｐ形エピタキシャル層３の表面にＡｌ
−Ｓｉからなるｐ形電極５が形成される。
【００２２】これらの電極４・５の厚さは特に限定され
ず、ここでは従来例と同様にそれぞれ１μｍ程度の厚さ
に形成した。
ず、ここでは従来例と同様にそれぞれ１μｍ程度の厚さ
に形成した。
【００２３】この後、図２（Ｄ）に示すように、ｐ側電
極５をフォトレジストパターン７０でカバーしてから、
ｐ形エピタキシャル層３の表面にＦｅ2 Ｏ3 膜、ＳｎＯ
2 膜及びＳｉＯ2 膜の３層構造の保護膜６を形成する。
極５をフォトレジストパターン７０でカバーしてから、
ｐ形エピタキシャル層３の表面にＦｅ2 Ｏ3 膜、ＳｎＯ
2 膜及びＳｉＯ2 膜の３層構造の保護膜６を形成する。
【００２４】この保護膜６を形成する方法は特に限定さ
れないが、ここでは、薄膜形成方法の中のスパッタリン
グ法によって順にＦｅ2 Ｏ3 膜、ＳｎＯ2 膜及びＳｉＯ
2 膜をそれぞれ３０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍの厚さ
に形成する。
れないが、ここでは、薄膜形成方法の中のスパッタリン
グ法によって順にＦｅ2 Ｏ3 膜、ＳｎＯ2 膜及びＳｉＯ
2 膜をそれぞれ３０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍの厚さ
に形成する。
【００２５】この後、フォトレジストパターン７０をリ
フトオフ法によって除去してｐ側の保護膜６のパターニ
ングを完了してから、図２（Ｅ）に示すように、同様に
してｎ側電極４をフォトレジストパターン７０でカバー
し、ｎ形ＳｉＣ基板１の表面に保護膜６を形成し、フォ
トレジストパターン７０をリフトオフ法によって除去し
てｎ側の保護膜６のパターニングを完了する。
フトオフ法によって除去してｐ側の保護膜６のパターニ
ングを完了してから、図２（Ｅ）に示すように、同様に
してｎ側電極４をフォトレジストパターン７０でカバー
し、ｎ形ＳｉＣ基板１の表面に保護膜６を形成し、フォ
トレジストパターン７０をリフトオフ法によって除去し
てｎ側の保護膜６のパターニングを完了する。
【００２６】最後に、ダイシングによって所定の大きさ
に裁断することにより図２（Ｆ）に示すような上記半導
体チップｔが得られる。
に裁断することにより図２（Ｆ）に示すような上記半導
体チップｔが得られる。
【００２７】このＳｉＣ発光ダイオードランプにおいて
は、主としてｎ形エピタキシャル層２でほぼｐ側電極５
に対応する範囲で発光現象が起こり、ここから放射され
る光は、図１に矢印で示すように、主としてｎ形ＳｉＣ
基板１及びｎ側の保護膜６を透過して取り出され、ま
た、ｎ形ＳｉＣ基板１を透過してフレーム２０の凹部２
１の周面で反射されて取り出され、更にｎ形エピタキシ
ャル層２を透過してフレーム２０の凹部２１の周面で反
射されて取り出される。
は、主としてｎ形エピタキシャル層２でほぼｐ側電極５
に対応する範囲で発光現象が起こり、ここから放射され
る光は、図１に矢印で示すように、主としてｎ形ＳｉＣ
基板１及びｎ側の保護膜６を透過して取り出され、ま
た、ｎ形ＳｉＣ基板１を透過してフレーム２０の凹部２
１の周面で反射されて取り出され、更にｎ形エピタキシ
ャル層２を透過してフレーム２０の凹部２１の周面で反
射されて取り出される。
【００２８】ｎ形エピタキシャル層２からｎ形ＳｉＣ基
板１とｎ側の保護膜６との境界面に進む光のうちの一部
分はその境界面で反射されて半導体チップｔ内に閉じ込
められるが、このＳｉＣ発光ダイオードランプにおいて
は保護膜６がｎ形ＳｉＣ基板１側から順にＦｅ2 Ｏ3
膜、ＳｎＯ2 膜及びＳｉＯ2 膜が並ぶ３層構造に形成さ
れているので、ｎ形ＳｉＣ基板１から出射方向への屈折
率の変化が２．７→２．７５→２．１→１．５→１．５
と順次徐々に変化し、ｎ形ＳｉＣ基板１と酸化鉄膜との
境界面、保護膜６を形成する各膜の境界面及び保護膜６
と樹脂５０との境界面での屈折率の差が小さくなるの
で、各境界面での反射の臨界角を大きくでき、ｎ形エピ
タキシャル層２からｎ形ＳｉＣ基板１を通って出射する
光量を高めることができる。
板１とｎ側の保護膜６との境界面に進む光のうちの一部
分はその境界面で反射されて半導体チップｔ内に閉じ込
められるが、このＳｉＣ発光ダイオードランプにおいて
は保護膜６がｎ形ＳｉＣ基板１側から順にＦｅ2 Ｏ3
膜、ＳｎＯ2 膜及びＳｉＯ2 膜が並ぶ３層構造に形成さ
れているので、ｎ形ＳｉＣ基板１から出射方向への屈折
率の変化が２．７→２．７５→２．１→１．５→１．５
と順次徐々に変化し、ｎ形ＳｉＣ基板１と酸化鉄膜との
境界面、保護膜６を形成する各膜の境界面及び保護膜６
と樹脂５０との境界面での屈折率の差が小さくなるの
で、各境界面での反射の臨界角を大きくでき、ｎ形エピ
タキシャル層２からｎ形ＳｉＣ基板１を通って出射する
光量を高めることができる。
【００２９】上記の一実施例では、半導体チップｔがｐ
側を下にしてフレーム２０にダイボンドされているが、
例えは図３に示すように、半導体チップｔがｎ側を下に
してフレーム２０にダイボンドされた場合にも本発明は
適用できる。
側を下にしてフレーム２０にダイボンドされているが、
例えは図３に示すように、半導体チップｔがｎ側を下に
してフレーム２０にダイボンドされた場合にも本発明は
適用できる。
【００３０】図４に示す本発明のまた他の実施例に係る
ＳｉＣ発光ダイオードランプにおいては、この半導体チ
ップｔがｐ側を下にしてカップ状のフレーム２０の円錐
台形の凹部２１にｎ側を上にして挿入される。そして、
この半導体チップｔのｎ形ＳｉＣ基板１が表面から裏面
に向かって円錐台形に凹入する凹部７とその凹部７の周
面に形成された反射膜８とを備えている。
ＳｉＣ発光ダイオードランプにおいては、この半導体チ
ップｔがｐ側を下にしてカップ状のフレーム２０の円錐
台形の凹部２１にｎ側を上にして挿入される。そして、
この半導体チップｔのｎ形ＳｉＣ基板１が表面から裏面
に向かって円錐台形に凹入する凹部７とその凹部７の周
面に形成された反射膜８とを備えている。
【００３１】この凹部７はできるだけｎ形エピタキシャ
ル層２の近くまで深く形成することが好ましく、また、
その底面はｐ側電極５に対向し、この底面の投影内にｐ
側電極５が含まれるように広く形成してある。
ル層２の近くまで深く形成することが好ましく、また、
その底面はｐ側電極５に対向し、この底面の投影内にｐ
側電極５が含まれるように広く形成してある。
【００３２】ｎ形ＳｉＣ基板１に凹部７を形成する方法
は特に限定されず、例えばフォトリソグラフィ技術によ
って形成することができる。すなわち、凹部７に対応す
る部分以外のｎ形ＳｉＣ基板１の表面を例えばＳｉＯ2
膜をマスク材として、塩素ガス／酸素ガス／アルゴンガ
スの混合ガスによって１０００℃近辺の温度でガスエッ
チングする。
は特に限定されず、例えばフォトリソグラフィ技術によ
って形成することができる。すなわち、凹部７に対応す
る部分以外のｎ形ＳｉＣ基板１の表面を例えばＳｉＯ2
膜をマスク材として、塩素ガス／酸素ガス／アルゴンガ
スの混合ガスによって１０００℃近辺の温度でガスエッ
チングする。
【００３３】上記反射膜８の形成方法も特に限定され
ず、例えばアルミニウム等の薄膜を電子ビーム、蒸着等
の薄膜形成技術によって形成すればよい。
ず、例えばアルミニウム等の薄膜を電子ビーム、蒸着等
の薄膜形成技術によって形成すればよい。
【００３４】このＳｉＣ発光ダイオードランプにおいて
は、主としてｎ形エピタキシャル層２でほぼｐ側電極５
に対応する範囲で発光現象が起こり、ここからｎ形Ｓｉ
Ｃ基板１内に放射される光はほとんどｎ形ＳｉＣ基板１
内で吸収されることなく半導体チップｔの外側に出射さ
れ、再度ｎ形ＳｉＣ基板１に入射しようとする光は反射
膜８によって反射される。したがって、ｎ形エピタキシ
ャル層２からｎ形ＳｉＣ基板１内に放出される光をほと
んどｎ形ＳｉＣ基板１内で吸収させることなく取り出せ
ることになる。
は、主としてｎ形エピタキシャル層２でほぼｐ側電極５
に対応する範囲で発光現象が起こり、ここからｎ形Ｓｉ
Ｃ基板１内に放射される光はほとんどｎ形ＳｉＣ基板１
内で吸収されることなく半導体チップｔの外側に出射さ
れ、再度ｎ形ＳｉＣ基板１に入射しようとする光は反射
膜８によって反射される。したがって、ｎ形エピタキシ
ャル層２からｎ形ＳｉＣ基板１内に放出される光をほと
んどｎ形ＳｉＣ基板１内で吸収させることなく取り出せ
ることになる。
【００３５】また、ｎ形ＳｉＣ基板１による光の吸収を
ほとんど考慮せずにすむので、光の吸収が大きくても電
気抵抗値の低いｎ形ＳｉＣ基板１を使用できるようにな
り、消費電力を節約できるようになる。
ほとんど考慮せずにすむので、光の吸収が大きくても電
気抵抗値の低いｎ形ＳｉＣ基板１を使用できるようにな
り、消費電力を節約できるようになる。
【００３６】この実施例のその他の構成、作用ないし効
果は上記の一実施例のそれらと同様であるので、重複を
避けるためにこれらの説明は省略する。また、図４にお
いて図１に示す各部分に対応する部分にはそれぞれ図１
と同じ符号と名称とを付している。
果は上記の一実施例のそれらと同様であるので、重複を
避けるためにこれらの説明は省略する。また、図４にお
いて図１に示す各部分に対応する部分にはそれぞれ図１
と同じ符号と名称とを付している。
【００３７】
【発明の効果】以上のように、本発明の第１のＳｉＣ発
光ダイオードにおいては、ＳｉＣの表面に酸化鉄膜、酸
化錫膜及び酸化ケイ素膜の３層構造の保護膜６を形成し
て、ＳｉＣから保護膜の表面に達するまでの間に屈折率
を順次徐々に変化させているので、ＳｉＣと保護膜との
境界面、保護膜内の各層間の境界面、あるいは保護膜と
その周囲を包む樹脂との境界面での反射を少なくして半
導体チップ内への光の閉じ込めを少なくし、光の取り出
し効率を高めることができる。
光ダイオードにおいては、ＳｉＣの表面に酸化鉄膜、酸
化錫膜及び酸化ケイ素膜の３層構造の保護膜６を形成し
て、ＳｉＣから保護膜の表面に達するまでの間に屈折率
を順次徐々に変化させているので、ＳｉＣと保護膜との
境界面、保護膜内の各層間の境界面、あるいは保護膜と
その周囲を包む樹脂との境界面での反射を少なくして半
導体チップ内への光の閉じ込めを少なくし、光の取り出
し効率を高めることができる。
【００３８】また、本発明の第２のＳｉＣ発光ダイオー
ドによれば、ｎ形ＳｉＣ基板をｎ形エピタキシャル層の
近くまで凹入させることにより、ｎ形エピタキシャル層
からの発光をほとんどｎ形ＳｉＣ基板内に吸収させるこ
となく出射させるとともに、出射させた光が再度ｎ形Ｓ
ｉＣ基板内に入射することを反射膜で防止してｎ形Ｓｉ
Ｃ基板の表面側に反射させるので、取り出し効率を高め
ることができる。
ドによれば、ｎ形ＳｉＣ基板をｎ形エピタキシャル層の
近くまで凹入させることにより、ｎ形エピタキシャル層
からの発光をほとんどｎ形ＳｉＣ基板内に吸収させるこ
となく出射させるとともに、出射させた光が再度ｎ形Ｓ
ｉＣ基板内に入射することを反射膜で防止してｎ形Ｓｉ
Ｃ基板の表面側に反射させるので、取り出し効率を高め
ることができる。
【００３９】更に、本発明の第２のＳｉＣ発光ダイオー
ドによれば、ｎ形ＳｉＣ基板１による光の吸収をほとん
ど考慮せずにすむので、光の吸収が大きくても電気抵抗
値の低いｎ形ＳｉＣ基板を使用できるようになり、消費
電力を節約できるようになる。
ドによれば、ｎ形ＳｉＣ基板１による光の吸収をほとん
ど考慮せずにすむので、光の吸収が大きくても電気抵抗
値の低いｎ形ＳｉＣ基板を使用できるようになり、消費
電力を節約できるようになる。
【図１】本発明の一実施例の断面図である。
【図２】本発明の半導体チップの製造方法のフロー図で
ある
ある
【図３】本発明の他の実施例の断面図である。
【図４】本発明のまた他の実施例の断面図である。
【図５】従来例の断面図である。
【図６】他の従来例の断面図である。
【図７】他の従来例の平面図である。
１ ｎ形ＳｉＣ基板 ２ ｎ形エピタキシャル層 ３ ｐ形エピタキシャル層 ４ ｎ側電極 ５ ｐ側電極 ６ 保護膜 ７ 凹部 ８ 反射膜 ｔ 半導体チップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 國里 竜也 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内 (72)発明者 上田 康博 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 電極形成部を除く半導体チップの表面、
裏面もしくは表裏両面の部分が保護膜で覆われた炭化ケ
イ素発光ダイオードにおいて、上記保護膜が順に外側に
形成された酸化鉄膜、酸化スズ膜及び酸化ケイ素膜から
なる炭化ケイ素発光ダイオード。 - 【請求項２】 ｎ形炭化ケイ素基板と、これの裏面に順
に形成されたｎ形エピタキシャル層、ｐ形エピタキシャ
ル層及びｐ側電極と、ｎ形炭化ケイ素基板の表面に形成
されたｎ側電極とを有する炭化ケイ素発光ダイオードに
おいて、ｎ形炭化ケイ素基板がその表面からｎ形エピタ
キシャル層の近傍まで凹入する円錐台状の凹部と、該凹
部の周面に形成された反射膜とを備えることを特徴とす
る炭化ケイ素発光ダイオード。 - 【請求項３】 上記凹部がｐ側電極に対向して形成さ
れ、かつ、その底面がｐ側電極よりも大面積に形成され
る請求項２に記載の炭化ケイ素発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14883692A JPH05327012A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 炭化ケイ素発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14883692A JPH05327012A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 炭化ケイ素発光ダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05327012A true JPH05327012A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=15461824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14883692A Pending JPH05327012A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 炭化ケイ素発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05327012A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2003031858A (ja) * | 2001-05-15 | 2003-01-31 | Lumileds Lighting Us Llc | 低屈折率の充填物を有する半導体ｌｅｄフリップチップ |
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| US6891199B2 (en) | 2000-08-11 | 2005-05-10 | Osram Gmbh | Radiation-emitting semiconductor chip and light-emitting diode |
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-
1992
- 1992-05-15 JP JP14883692A patent/JPH05327012A/ja active Pending
Cited By (28)
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