JPH0677537A - 発光ダイオード - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 透明絶縁性基板上にｎ型半導体層、ｐ型およ
びｉ型半導体層から選ばれた２種以上の組合せからなる
発光層を少なくも一つ有し、かつ半導体層の所定の部位
に発光層に電圧を印加するための電極を有するプレ−ナ
構造の素子チップにおいて、一つの電極がリ−ド部材と
直接に接続され、かつ他の少なくとも一つの電極が他の
リ−ド部材とワイヤ−により接続されている発光ダイオ
−ド 【効果】 電極間の接触を少なく、安定した高性能のＬ
ＥＤを得ることが可能になる。
びｉ型半導体層から選ばれた２種以上の組合せからなる
発光層を少なくも一つ有し、かつ半導体層の所定の部位
に発光層に電圧を印加するための電極を有するプレ−ナ
構造の素子チップにおいて、一つの電極がリ−ド部材と
直接に接続され、かつ他の少なくとも一つの電極が他の
リ−ド部材とワイヤ−により接続されている発光ダイオ
−ド 【効果】 電極間の接触を少なく、安定した高性能のＬ
ＥＤを得ることが可能になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、透明絶縁性基板を用い
た発光素子チップをリードフレームに実装した発光ダイ
オードに関する。
た発光素子チップをリードフレームに実装した発光ダイ
オードに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、実用化されている発光ダイオード
（ＬＥＤ）に実装されている素子チップはＧａＡｓ、Ｉ
ｎＰなどの導電性基板を用いていることから正負の電極
部は素子チップの表と裏に形成されていた。従来のリー
ドフレームに素子チップを実装し樹脂で封止したＬＥＤ
の断面図を図１１に示す。上述したように導電性基板を
用いて作製した素子チップは表と裏に電極を有する構造
をとっているため、この素子チップ２０をリードフレー
ム５２に接着する場合には片方の電極をリードフレーム
のミラー部１４にハンダあるいは導電性ペーストにより
接着し、もう片方の電極はワイヤーボンディング法によ
ってリード部材５０に接続するような構造をとってい
た。 このリード部材５０、５１に素子チップを実装し
た後にエポキシ樹脂などで封止してＬＥＤ３０を形成し
ていた。 近年では、透明絶縁性基板を用いたフリップ
チップ方式の素子チップによるＬＥＤが提案されてい
る。（特開平４ー１０６７０）この透明絶縁性基板上に
発光層を形成した発光素子チップを用いて作製したＬＥ
Ｄとしては、図１２に示すような構造であり、素子チッ
プ２０の電極２５、２６は正負の電極とも発光層側に位
置し、リード部材５４、５３との接続は、ハンダあるい
は導電性ペーストにより行われていた。
（ＬＥＤ）に実装されている素子チップはＧａＡｓ、Ｉ
ｎＰなどの導電性基板を用いていることから正負の電極
部は素子チップの表と裏に形成されていた。従来のリー
ドフレームに素子チップを実装し樹脂で封止したＬＥＤ
の断面図を図１１に示す。上述したように導電性基板を
用いて作製した素子チップは表と裏に電極を有する構造
をとっているため、この素子チップ２０をリードフレー
ム５２に接着する場合には片方の電極をリードフレーム
のミラー部１４にハンダあるいは導電性ペーストにより
接着し、もう片方の電極はワイヤーボンディング法によ
ってリード部材５０に接続するような構造をとってい
た。 このリード部材５０、５１に素子チップを実装し
た後にエポキシ樹脂などで封止してＬＥＤ３０を形成し
ていた。 近年では、透明絶縁性基板を用いたフリップ
チップ方式の素子チップによるＬＥＤが提案されてい
る。（特開平４ー１０６７０）この透明絶縁性基板上に
発光層を形成した発光素子チップを用いて作製したＬＥ
Ｄとしては、図１２に示すような構造であり、素子チッ
プ２０の電極２５、２６は正負の電極とも発光層側に位
置し、リード部材５４、５３との接続は、ハンダあるい
は導電性ペーストにより行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したように発光素
子チップに導電性基板を用いたときには、基板に電流を
流すことができるので、正負の電極は基板側に１つ、発
光層側に１つ形成することが可能である。リードフレー
ムに接続する際には基板側の電極をリード部材にダイボ
ンディングし、発光層側の電極は他のリード部材にワイ
ヤーボンディングするという方法でＬＥＤを作製してい
た。しかし、透明絶縁性基板を素子チップに用いた場合
には、発光層側に正負一対の電極を有するフリップチッ
プ方式をとるため、素子チップとリード部材の接続は上
述した接続方法をとることができない。このため、発光
層側に形成された２種の電極をリードフレームに接続す
るためには、２本のリード部材の素子チップとの接続面
は平坦にして、この平坦面に素子チップの電極面をハン
ダあるいは導電性ペーストにより接着する工程をとる。
しかしこの方法では、同一面内に２種の電極を形成しな
ければならないため１ｍｍ角以下の素子チップサイズで
は電極サイズは２００μｍ以下としなけらばならず、ハ
ンダあるいは導電性ペーストによる接着工程において２
種の電極部が接触してしまうという問題があった。ま
た、素子チップサイズに対するハンダあるいは導電性ペ
ーストにより接着される電極面積が広いため、より効率
よく発光させるために用いられるミアンダ状、ネット状
あるいはクシ状のような複雑な電極パターンを形成する
ことはできなかった。あるいは、１つのＬＥＤから２色
以上の発光を得る多色発光ダイオードを作製する場合に
は、３箇所以上の電極部を必要とするため電極面積はさ
らに小さくしなければならず、ハンダあるいは導電性ペ
ーストによる電極とリード部材との接続は不可能であっ
た。
子チップに導電性基板を用いたときには、基板に電流を
流すことができるので、正負の電極は基板側に１つ、発
光層側に１つ形成することが可能である。リードフレー
ムに接続する際には基板側の電極をリード部材にダイボ
ンディングし、発光層側の電極は他のリード部材にワイ
ヤーボンディングするという方法でＬＥＤを作製してい
た。しかし、透明絶縁性基板を素子チップに用いた場合
には、発光層側に正負一対の電極を有するフリップチッ
プ方式をとるため、素子チップとリード部材の接続は上
述した接続方法をとることができない。このため、発光
層側に形成された２種の電極をリードフレームに接続す
るためには、２本のリード部材の素子チップとの接続面
は平坦にして、この平坦面に素子チップの電極面をハン
ダあるいは導電性ペーストにより接着する工程をとる。
しかしこの方法では、同一面内に２種の電極を形成しな
ければならないため１ｍｍ角以下の素子チップサイズで
は電極サイズは２００μｍ以下としなけらばならず、ハ
ンダあるいは導電性ペーストによる接着工程において２
種の電極部が接触してしまうという問題があった。ま
た、素子チップサイズに対するハンダあるいは導電性ペ
ーストにより接着される電極面積が広いため、より効率
よく発光させるために用いられるミアンダ状、ネット状
あるいはクシ状のような複雑な電極パターンを形成する
ことはできなかった。あるいは、１つのＬＥＤから２色
以上の発光を得る多色発光ダイオードを作製する場合に
は、３箇所以上の電極部を必要とするため電極面積はさ
らに小さくしなければならず、ハンダあるいは導電性ペ
ーストによる電極とリード部材との接続は不可能であっ
た。
【０００４】本発明は、前記問題点を解決して簡単に再
現よく発光特性の良好なＬＥＤを提供しようとするもの
である。 課題を解決するための手段 本発明者らは前記問題点を解決するために鋭意研究を重
ねた結果、絶縁性基板を用いた素子チップとリード部材
を接続する際に、ダイボンディングとワイヤーボンディ
ングを併用することで、再現よく良好な特性を有するＬ
ＥＤを得ることができるようになったものである。
現よく発光特性の良好なＬＥＤを提供しようとするもの
である。 課題を解決するための手段 本発明者らは前記問題点を解決するために鋭意研究を重
ねた結果、絶縁性基板を用いた素子チップとリード部材
を接続する際に、ダイボンディングとワイヤーボンディ
ングを併用することで、再現よく良好な特性を有するＬ
ＥＤを得ることができるようになったものである。
【０００５】すなわち、本発明は透明絶縁性基板上にｎ
型半導体層、ｐ型およびｉ型半導体層から選ばれた２種
以上の組合せからなる発光層を少なくとも一つ有し、か
つ半導体層の所定の部位に発光層に電圧を印加するため
の電極を有するプレーナ構造の素子チップにおいて、一
つの電極をリード部材と直接に接続され、かつ他の少な
くとも一つの電極が他のリ−ド部材とワイヤ−により接
続されていることを特徴とする発光ダイオードを提供す
るものである。
型半導体層、ｐ型およびｉ型半導体層から選ばれた２種
以上の組合せからなる発光層を少なくとも一つ有し、か
つ半導体層の所定の部位に発光層に電圧を印加するため
の電極を有するプレーナ構造の素子チップにおいて、一
つの電極をリード部材と直接に接続され、かつ他の少な
くとも一つの電極が他のリ−ド部材とワイヤ−により接
続されていることを特徴とする発光ダイオードを提供す
るものである。
【０００６】本発明における透明絶縁性基板としては、
３６０ｎｍから９００ｎｍの範囲で透過率が８０％以上
を有することが好ましく、代表的なものとしてサファイ
ア、（Ａｌ2 Ｏ3 ）、石英（ＳｉＯ2 ）、酸化マグネシ
ウム（ＭｇＯ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ
3 ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2 ）、フッ化マグネシ
ウム（ＭｇＦ2 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）などがある
が、その他透明で絶縁性のものであればなんでもよい。
しかし、基板上に直接形成する半導体薄膜の格子定数が
この透明絶縁性基板の格子定数に極力合ったたものを用
いるのがよい。この透明絶縁性基板と基板上に直接形成
する半導体薄膜との格子不整合は１０％以下とするのが
好ましく、さらに好ましくは５％以下とするのがよい。
このために該透明絶縁性基板を所定の角度だけオフした
ものを使用することも好ましいものである。例えばＧａ
Ｎの場合はサファイアＲ面を９．２゜オフした基板を用
いることが好ましいものとなる。透明絶縁性基板と半導
体薄膜との格子不整合が非常に大きい場合には、この透
明絶縁性基板と半導体薄膜との間にバッファ層を設けて
もよい。バッファ層としてはアモルファス状の物質、例
えばＡｌＮ、ＧａＮ、Ｓｉ、ＳｉＣなど、あるいは単結
晶物質として、例えばＡｌＮ、ＺｎＯ、ＳｉＣ等を設け
ることができる。
３６０ｎｍから９００ｎｍの範囲で透過率が８０％以上
を有することが好ましく、代表的なものとしてサファイ
ア、（Ａｌ2 Ｏ3 ）、石英（ＳｉＯ2 ）、酸化マグネシ
ウム（ＭｇＯ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ
3 ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2 ）、フッ化マグネシ
ウム（ＭｇＦ2 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）などがある
が、その他透明で絶縁性のものであればなんでもよい。
しかし、基板上に直接形成する半導体薄膜の格子定数が
この透明絶縁性基板の格子定数に極力合ったたものを用
いるのがよい。この透明絶縁性基板と基板上に直接形成
する半導体薄膜との格子不整合は１０％以下とするのが
好ましく、さらに好ましくは５％以下とするのがよい。
このために該透明絶縁性基板を所定の角度だけオフした
ものを使用することも好ましいものである。例えばＧａ
Ｎの場合はサファイアＲ面を９．２゜オフした基板を用
いることが好ましいものとなる。透明絶縁性基板と半導
体薄膜との格子不整合が非常に大きい場合には、この透
明絶縁性基板と半導体薄膜との間にバッファ層を設けて
もよい。バッファ層としてはアモルファス状の物質、例
えばＡｌＮ、ＧａＮ、Ｓｉ、ＳｉＣなど、あるいは単結
晶物質として、例えばＡｌＮ、ＺｎＯ、ＳｉＣ等を設け
ることができる。
【０００７】本発明において透明絶縁性基板上に発光層
を形成する方法としては、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ
Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ＣＢＥ（Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ＭＯＭＢＥ
（Ｍｅｔａｌ ＯｒｇａｎｉｃＭＢＥ）法、ＣＶＤ（Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）法、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃ
ＶＤ）法等の半導体成長装置を用いることができる。上
記した薄膜作製方法により透明絶縁性基板上に発光層を
形成する。この発光層はＭＩＳ構造、ｐｎ接合を有する
シングルヘテロ構造およびダブルヘテロ構造、あるいは
量子井戸構造あるいは超格子構造のいずれでもよい。
を形成する方法としては、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ
Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ＣＢＥ（Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ＭＯＭＢＥ
（Ｍｅｔａｌ ＯｒｇａｎｉｃＭＢＥ）法、ＣＶＤ（Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）法、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃ
ＶＤ）法等の半導体成長装置を用いることができる。上
記した薄膜作製方法により透明絶縁性基板上に発光層を
形成する。この発光層はＭＩＳ構造、ｐｎ接合を有する
シングルヘテロ構造およびダブルヘテロ構造、あるいは
量子井戸構造あるいは超格子構造のいずれでもよい。
【０００８】本発明における発光層とは、ｎ型半導体
層、ｐ型およびｉ型半導体層から選ばれた２種以上の組
み合わせからなる発光層のことである。また、これらの
発光層を形成する半導体は、ＩＩＩーＶ族化合物半導
体、ＩＩーＶＩ族化合物半導体のどちらでもよいが、Ｉ
ＩＩーＶ族化合物半導体であるＧａＮ系半導体は透明絶
縁性基板であるサファイア、ＣａＦ2 、ＭｇＯ等に結晶
性の良好な薄膜の成長が可能であり特に好ましいもので
ある。
層、ｐ型およびｉ型半導体層から選ばれた２種以上の組
み合わせからなる発光層のことである。また、これらの
発光層を形成する半導体は、ＩＩＩーＶ族化合物半導
体、ＩＩーＶＩ族化合物半導体のどちらでもよいが、Ｉ
ＩＩーＶ族化合物半導体であるＧａＮ系半導体は透明絶
縁性基板であるサファイア、ＣａＦ2 、ＭｇＯ等に結晶
性の良好な薄膜の成長が可能であり特に好ましいもので
ある。
【０００９】本発明での発光素子チップは透明絶縁性基
板を用いるために発光層側の同一平面内に正負一対の電
極を形成する必要があり、発光層のエッチングを行わな
ければならない。この発光素子チップ作製のために行う
エッチング方法としては発光層の種類により、ウエット
エッチング法、ドライエッチング法のどちらを用いても
よい。エッチング後に熱処理を行うことも好ましいこと
であり、この熱処理を行うことによりエッチングにより
受けた膜質の劣化を回復することができ、界面抵抗を下
げて低電圧で発光に必要な電流を得ることができる。熱
処理を行う装置としては管状炉、ランプアニール炉等の
雰囲気を制御できる炉であればよい。
板を用いるために発光層側の同一平面内に正負一対の電
極を形成する必要があり、発光層のエッチングを行わな
ければならない。この発光素子チップ作製のために行う
エッチング方法としては発光層の種類により、ウエット
エッチング法、ドライエッチング法のどちらを用いても
よい。エッチング後に熱処理を行うことも好ましいこと
であり、この熱処理を行うことによりエッチングにより
受けた膜質の劣化を回復することができ、界面抵抗を下
げて低電圧で発光に必要な電流を得ることができる。熱
処理を行う装置としては管状炉、ランプアニール炉等の
雰囲気を制御できる炉であればよい。
【００１０】本発明における発光素子チップの電極形成
方法としては、ＭＢＥ法、真空蒸着法、電子ビーム蒸着
法、スパッタ法等がある。電極材料としてはｎ型半導体
とｐ型あるいはｉ型半導体それぞれにオーミック接触が
得られるものが好ましく、金属単体でもよく、２種以上
の金属を混合して合金化したものを用いてもよい。この
オーミック接触を得るための条件はｎ型半導体側の電極
としては半導体の仕事関数よりも小さな仕事関数を有す
る金属がよく、ｐ型半導体側の電極としては半導体の仕
事関数よりも大きな仕事関数を有する金属を用いるのが
よい。例えば、ＩＩＩーＶ族化合物半導体であるＧａＮ
の場合には、ｎ型ＧａＮ層にはＡｌ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｐ
ｂ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｎ等を電極に用いることがよ
く、ｉ型あるいはｐ型ＧａＮ層にはＡｕ、Ｐｔ、Ｇｅ、
Ａｓ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｗ等を電極に用
いることで良好なオーミック接触が得られる。また、こ
のオーミック電極形成後に素子チップをリード部材に接
着する際に、接着性を向上させるためや、電極部の耐熱
性を向上するためにオーミック電極上にＮｉ、Ｔｉ、Ａ
ｕ、Ｗ等の金属を積層することも好ましい。
方法としては、ＭＢＥ法、真空蒸着法、電子ビーム蒸着
法、スパッタ法等がある。電極材料としてはｎ型半導体
とｐ型あるいはｉ型半導体それぞれにオーミック接触が
得られるものが好ましく、金属単体でもよく、２種以上
の金属を混合して合金化したものを用いてもよい。この
オーミック接触を得るための条件はｎ型半導体側の電極
としては半導体の仕事関数よりも小さな仕事関数を有す
る金属がよく、ｐ型半導体側の電極としては半導体の仕
事関数よりも大きな仕事関数を有する金属を用いるのが
よい。例えば、ＩＩＩーＶ族化合物半導体であるＧａＮ
の場合には、ｎ型ＧａＮ層にはＡｌ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｐ
ｂ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｎ等を電極に用いることがよ
く、ｉ型あるいはｐ型ＧａＮ層にはＡｕ、Ｐｔ、Ｇｅ、
Ａｓ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｗ等を電極に用
いることで良好なオーミック接触が得られる。また、こ
のオーミック電極形成後に素子チップをリード部材に接
着する際に、接着性を向上させるためや、電極部の耐熱
性を向上するためにオーミック電極上にＮｉ、Ｔｉ、Ａ
ｕ、Ｗ等の金属を積層することも好ましい。
【００１１】電極形成後にＡｒ、Ｎ2 、Ｈｅ等の不活性
ガス流中あるいは該半導体の構成元素を含むガス流中で
半導体の分解温度以下で熱処理することも好ましく、こ
れにより電極と半導体との界面抵抗を下げることが可能
になり、良好なダイオード特性を得ることができる。本
発明におけるリードフレームの形状は素子チップをリー
ド部材に固定しかつ電圧を印加するための接続部と、素
子チップのそれぞれの部位に電圧を印加するための各電
極と他のリード部材をワイヤ−によってそれぞれ接続で
きる構造であればよく発光素子チップの電極形状により
変えることができる。また、リードフレームは発光を有
効に集光するためにミラー面を設けることが望ましい。
発光素子チップの電極形状とリードフレーム形状の組合
せの例を図２（ａ）、（ｂ）に示すがこれに限定される
ものではない。図２（ａ）はリ−ド部材１６に切り欠き
部を有する例であり、素子チップ２０の電極部１８をリ
−ド部材１６にダイボンディング法により接続し、その
後電極部１９とリ−ド部材１５とをワイヤ−により接続
する。図２（ｂ）はリ−ド部材２２に孔部を有する例で
あり、素子チップ２０の電極部１８をリ−ド部材２２に
ダイボンディング法により接続し、その後電極部１９と
リ−ド部材２１とをワイヤ−により接続する。
ガス流中あるいは該半導体の構成元素を含むガス流中で
半導体の分解温度以下で熱処理することも好ましく、こ
れにより電極と半導体との界面抵抗を下げることが可能
になり、良好なダイオード特性を得ることができる。本
発明におけるリードフレームの形状は素子チップをリー
ド部材に固定しかつ電圧を印加するための接続部と、素
子チップのそれぞれの部位に電圧を印加するための各電
極と他のリード部材をワイヤ−によってそれぞれ接続で
きる構造であればよく発光素子チップの電極形状により
変えることができる。また、リードフレームは発光を有
効に集光するためにミラー面を設けることが望ましい。
発光素子チップの電極形状とリードフレーム形状の組合
せの例を図２（ａ）、（ｂ）に示すがこれに限定される
ものではない。図２（ａ）はリ−ド部材１６に切り欠き
部を有する例であり、素子チップ２０の電極部１８をリ
−ド部材１６にダイボンディング法により接続し、その
後電極部１９とリ−ド部材１５とをワイヤ−により接続
する。図２（ｂ）はリ−ド部材２２に孔部を有する例で
あり、素子チップ２０の電極部１８をリ−ド部材２２に
ダイボンディング法により接続し、その後電極部１９と
リ−ド部材２１とをワイヤ−により接続する。
【００１２】本発明における発光素子チップとリード部
材にダイボンディングを行う際の接着の材料としては、
一般的に使われているものが使用できる。例えばＡｕー
Ｓｉ、ＰｂーＳｎ合金系ハンダや、このハンダに少量の
Ｂｉ、Ｓｂ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｉｎ等の金属を添加し
たもの、ＢｉにＮａ、Ｔｌ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｐｂ等を添加
し合金化したもの、ＩｎにＺｎ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｂｉ等を
添加し合金化したもの、ＧａにＡｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ
等を添加し合金化したもの、Ａｕ、Ａｌ、Ｉｎ、Ａｇ等
の金属あるいは導電性成分としてＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ等を
含んだ導電性ペースト等がある。素子チップとリード部
材とを接着する方法としては、従来のダイボンディング
装置を用いて行う。即ち、ハンダあるいは金属等の接着
層を素子チップの該電極部、もしくはリード部材の素子
チップの接着面に蒸着法、塗布法あるいはメッキ法等に
より形成した後、該電極部と該リード部材を密着させな
がらリード部材を接着材料の融点以上に加熱して接着を
行う。
材にダイボンディングを行う際の接着の材料としては、
一般的に使われているものが使用できる。例えばＡｕー
Ｓｉ、ＰｂーＳｎ合金系ハンダや、このハンダに少量の
Ｂｉ、Ｓｂ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｉｎ等の金属を添加し
たもの、ＢｉにＮａ、Ｔｌ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｐｂ等を添加
し合金化したもの、ＩｎにＺｎ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｂｉ等を
添加し合金化したもの、ＧａにＡｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ
等を添加し合金化したもの、Ａｕ、Ａｌ、Ｉｎ、Ａｇ等
の金属あるいは導電性成分としてＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ等を
含んだ導電性ペースト等がある。素子チップとリード部
材とを接着する方法としては、従来のダイボンディング
装置を用いて行う。即ち、ハンダあるいは金属等の接着
層を素子チップの該電極部、もしくはリード部材の素子
チップの接着面に蒸着法、塗布法あるいはメッキ法等に
より形成した後、該電極部と該リード部材を密着させな
がらリード部材を接着材料の融点以上に加熱して接着を
行う。
【００１３】また本発明においては発光素子チップの電
極部とリード部材を配線する際にはワイヤーボンダー法
を用いることが特徴である。ダイボンディング法により
素子チップをリード部材に固定した後に、ワイヤーボン
ディング装置にセットして加熱および、あるいは超音波
を印加することにより電極部とリード部材とを接続す
る。このとき用いるワイヤーの材料としては、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｃｕ、Ａｌ、等の金属、Ａｕ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ、
Ａｌ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｎｉ等の合金が
あり、どの材料を使用するかは発光素子チップの電極部
の材料やワイヤーボンディングの作業性を考慮して選べ
ばよい。なかでも、ＡｕやＡｌ−Ｓｉが作業性がよいと
いうことで好ましい。ワイヤ−の太さは、発光素子チッ
プの電極部の大きさやワイヤーボンディングの作業性を
考慮して選べばよく、通常は２０〜３００μｍφであ
る。また、ワイヤ−の酸化を防ぐために、不活性ガス中
でワイヤーボンディングを行うことも好ましい方法であ
る。
極部とリード部材を配線する際にはワイヤーボンダー法
を用いることが特徴である。ダイボンディング法により
素子チップをリード部材に固定した後に、ワイヤーボン
ディング装置にセットして加熱および、あるいは超音波
を印加することにより電極部とリード部材とを接続す
る。このとき用いるワイヤーの材料としては、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｃｕ、Ａｌ、等の金属、Ａｕ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ、
Ａｌ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｎｉ等の合金が
あり、どの材料を使用するかは発光素子チップの電極部
の材料やワイヤーボンディングの作業性を考慮して選べ
ばよい。なかでも、ＡｕやＡｌ−Ｓｉが作業性がよいと
いうことで好ましい。ワイヤ−の太さは、発光素子チッ
プの電極部の大きさやワイヤーボンディングの作業性を
考慮して選べばよく、通常は２０〜３００μｍφであ
る。また、ワイヤ−の酸化を防ぐために、不活性ガス中
でワイヤーボンディングを行うことも好ましい方法であ
る。
【００１４】その後、リード部材と素子チップを封止材
料でモールディングしてＬＥＤを作製する。このモール
ディング工程は１段階で行ってもよいし、まず素子チッ
プをリード部材に固定してから集光レンズを形成しても
よいが特にこれらの方法に限定されるものでない。本発
明における封止材料としては発光素子チップの発光波長
範囲での光透過率が８０％以上の透光性材料を使用する
ことが好ましい。この透光性材料としては、メタクリル
系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポ
リスチレン系樹脂、ポレオレフィン系樹脂および低融点
ガラスの少なくとも一種を使用することができる。封止
方法としては、たとえば所望形状の金型にこれらの透光
性材料の原料または加熱溶融体を注形して金型内で固化
させる方法を用いることができる。この固化の方法とし
て、モノマーやオリゴマーの熱または光による重合固
化、加熱溶融体では冷却固化、化学反応等を挙げること
ができる。この透光性材料には必要があれば、色調調整
や視感度補正のための色素、顔料、蛍光体などを、樹脂
の安定化のための酸化防止剤、安定剤、成形加工のため
の潤滑剤、滑剤を添加することも可能である。
料でモールディングしてＬＥＤを作製する。このモール
ディング工程は１段階で行ってもよいし、まず素子チッ
プをリード部材に固定してから集光レンズを形成しても
よいが特にこれらの方法に限定されるものでない。本発
明における封止材料としては発光素子チップの発光波長
範囲での光透過率が８０％以上の透光性材料を使用する
ことが好ましい。この透光性材料としては、メタクリル
系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポ
リスチレン系樹脂、ポレオレフィン系樹脂および低融点
ガラスの少なくとも一種を使用することができる。封止
方法としては、たとえば所望形状の金型にこれらの透光
性材料の原料または加熱溶融体を注形して金型内で固化
させる方法を用いることができる。この固化の方法とし
て、モノマーやオリゴマーの熱または光による重合固
化、加熱溶融体では冷却固化、化学反応等を挙げること
ができる。この透光性材料には必要があれば、色調調整
や視感度補正のための色素、顔料、蛍光体などを、樹脂
の安定化のための酸化防止剤、安定剤、成形加工のため
の潤滑剤、滑剤を添加することも可能である。
【００１５】以上説明した各方法を用いて作製したＬＥ
Ｄの例を図４に示すがこれに限定されるものではない。
素子チップ２０は、絶縁基板上にｎ型半導体層、ｐ型お
よびｉ型半導体層から選ばれた２種以上の組合せからな
る発光層を少なくとも一つ有し、かつ半導体の所定の部
位に、発光層に電圧を印加するための電極を有するプレ
−ナ構造の素子チップである。まず、リ−ド部材２８の
接着面に蒸着法でハンダを蒸着した後、リ−ド部材２８
の接着面に素子チップ２０を載せハンダの融点以上に加
熱して接着する。その後、各電極とリ−ド部材とをワイ
ヤーボンディング法を用いてＡｕ線により接続する。そ
の後、透明樹脂により封止してＬＥＤ３０を作製する。
Ｄの例を図４に示すがこれに限定されるものではない。
素子チップ２０は、絶縁基板上にｎ型半導体層、ｐ型お
よびｉ型半導体層から選ばれた２種以上の組合せからな
る発光層を少なくとも一つ有し、かつ半導体の所定の部
位に、発光層に電圧を印加するための電極を有するプレ
−ナ構造の素子チップである。まず、リ−ド部材２８の
接着面に蒸着法でハンダを蒸着した後、リ−ド部材２８
の接着面に素子チップ２０を載せハンダの融点以上に加
熱して接着する。その後、各電極とリ−ド部材とをワイ
ヤーボンディング法を用いてＡｕ線により接続する。そ
の後、透明樹脂により封止してＬＥＤ３０を作製する。
【００１６】以下、一例として透明絶縁性基板としてＡ
ｌ2 Ｏ3 を使用してＭＢＥ法を用いてＧａＮ薄膜を成膜
し、ＬＥＤを作製する方法について説明するが、とくに
これに限定されるものではない。装置としては、図１に
示すような真空容器１内に、蒸発用ルツボ（クヌードセ
ンセル）２、３および４、ガスセル７、基板加熱ホルダ
ー５を備えたガスソースＭＢＥ装置を使用した。
ｌ2 Ｏ3 を使用してＭＢＥ法を用いてＧａＮ薄膜を成膜
し、ＬＥＤを作製する方法について説明するが、とくに
これに限定されるものではない。装置としては、図１に
示すような真空容器１内に、蒸発用ルツボ（クヌードセ
ンセル）２、３および４、ガスセル７、基板加熱ホルダ
ー５を備えたガスソースＭＢＥ装置を使用した。
【００１７】蒸発用ルツボ２にはＧａ金属を入れ、基板
面において１０13〜１０19／ｃｍ2・ｓｅｃになる温度
に加熱した。アンモニアの導入にはガス導入管８を用
い、アンモニアをガスセル７内から基板６に直接吹き付
けるようにした。アンモニアの導入量は基板表面におい
て１０16〜１０20／ｃｍ2 ・ｓｅｃになるように供給し
た。蒸発用ルツボ３にはＩｎ、Ａｌ等を入れ、所定の組
成の化合物半導体、および所定のキャリア密度を有する
半導体となるように温度および時間を制御して成膜を行
なう。蒸発用ルツボ４にはＭｇ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｓｂ、Ｓ
ｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ａｓ、Ｐ等を入れ、所定の
供給量になるように温度および供給時間を制御すること
によりドーピングを行ない、ｎ型およびｉ型あるいはｐ
型半導体層を成膜する。
面において１０13〜１０19／ｃｍ2・ｓｅｃになる温度
に加熱した。アンモニアの導入にはガス導入管８を用
い、アンモニアをガスセル７内から基板６に直接吹き付
けるようにした。アンモニアの導入量は基板表面におい
て１０16〜１０20／ｃｍ2 ・ｓｅｃになるように供給し
た。蒸発用ルツボ３にはＩｎ、Ａｌ等を入れ、所定の組
成の化合物半導体、および所定のキャリア密度を有する
半導体となるように温度および時間を制御して成膜を行
なう。蒸発用ルツボ４にはＭｇ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｓｂ、Ｓ
ｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ａｓ、Ｐ等を入れ、所定の
供給量になるように温度および供給時間を制御すること
によりドーピングを行ない、ｎ型およびｉ型あるいはｐ
型半導体層を成膜する。
【００１８】基板６にはサファイアＲ面を使用し、２０
０〜９００℃に加熱した。サファイアＲ面基板は、オフ
角が０．８度以下のものが好ましい。まず、基板６を真
空容器１内で７５０℃で加熱した後、各ルツボを所定の
成長温度に設定し、まず蒸発用ルツボ３を開き、０．１
〜３０オングストローム／ｓｅｃの成長速度で０．０５
〜２μｍの厚みのｎ型ＧａＮ薄膜を作製する。さらにそ
の後、Ｚｎをチャージした蒸発用ルツボ４のシャッター
を開き、０．１〜３０オングストローム／ｓｅｃの成長
速度で０．０１〜１μｍの厚みでｉ型あるいはｐ型Ｇａ
Ｎ薄膜を成膜して発光層を形成する。この成膜時には常
にガスセルを加熱し基板表面にアンモニアを供給する。
０〜９００℃に加熱した。サファイアＲ面基板は、オフ
角が０．８度以下のものが好ましい。まず、基板６を真
空容器１内で７５０℃で加熱した後、各ルツボを所定の
成長温度に設定し、まず蒸発用ルツボ３を開き、０．１
〜３０オングストローム／ｓｅｃの成長速度で０．０５
〜２μｍの厚みのｎ型ＧａＮ薄膜を作製する。さらにそ
の後、Ｚｎをチャージした蒸発用ルツボ４のシャッター
を開き、０．１〜３０オングストローム／ｓｅｃの成長
速度で０．０１〜１μｍの厚みでｉ型あるいはｐ型Ｇａ
Ｎ薄膜を成膜して発光層を形成する。この成膜時には常
にガスセルを加熱し基板表面にアンモニアを供給する。
【００１９】以上のような方法で成膜した発光層を有す
るＧａＮ薄膜を用いてＬＥＤを作製する工程を図３
（ａ）から図３（ｈ）にしたがって説明する。ＧａＮ薄
膜表面にレジストを塗布する。レジストの膜厚はエッチ
ングしたいＧａＮ薄膜の厚みによって変えればよく０．
１〜３μｍとするのが好ましい。スピンコーターの条件
は２５００ｒｐｍ、３０ｓｅｃである。塗布後に９０℃
に加熱されたクリーンオーブン内で３０分間プレベーク
する（ａ）。 その後、素子パターン形成用マスクを用
いてＵＶ露光・現像を行った（ｂ）。Ａｒをガスとして
用いてイオンミリング法によりｉ層あるいはｐ層のＧａ
Ｎ薄膜１９を除去する（ｃ）。イオンミリング終了後、
アセトンを用いてレジストを除去する。 なお、各工程
でのイオンミリングを行う時間はエッチングを行う膜厚
によって決めることができる。
るＧａＮ薄膜を用いてＬＥＤを作製する工程を図３
（ａ）から図３（ｈ）にしたがって説明する。ＧａＮ薄
膜表面にレジストを塗布する。レジストの膜厚はエッチ
ングしたいＧａＮ薄膜の厚みによって変えればよく０．
１〜３μｍとするのが好ましい。スピンコーターの条件
は２５００ｒｐｍ、３０ｓｅｃである。塗布後に９０℃
に加熱されたクリーンオーブン内で３０分間プレベーク
する（ａ）。 その後、素子パターン形成用マスクを用
いてＵＶ露光・現像を行った（ｂ）。Ａｒをガスとして
用いてイオンミリング法によりｉ層あるいはｐ層のＧａ
Ｎ薄膜１９を除去する（ｃ）。イオンミリング終了後、
アセトンを用いてレジストを除去する。 なお、各工程
でのイオンミリングを行う時間はエッチングを行う膜厚
によって決めることができる。
【００２０】以上の工程の後、管状炉内に試料をセット
してアンモニアを雰囲気として５００℃で３０分間熱処
理した。熱処理後、再度レジストを塗布し、プレベーク
を行い、続いてｎ層電極形成用マスクを用いてＵＶ露光
・現像を行った後（ｄ）、真空蒸着法によりｎ型ＧａＮ
層１８の電極としてＡｌを３０００オングストロームの
厚さに蒸着し、リフトオフにより電極パターン２５を形
成した（ｇ）。ついで再度レジストを塗布し、プレベー
クを行い、ｉ層電極形成用マスクを用いてＵＶ露光・現
像を行った後（ｆ）、真空蒸着法によりｐ型あるいはｉ
型ＧａＮ層１９の電極としてＡｕを３０００オングスト
ロームの厚さに蒸着し、リフトオフにより電極パターン
２６を形成した（ｇ）。その後、Ａｒ流中で３００℃、
１時間の加熱処理を行った。
してアンモニアを雰囲気として５００℃で３０分間熱処
理した。熱処理後、再度レジストを塗布し、プレベーク
を行い、続いてｎ層電極形成用マスクを用いてＵＶ露光
・現像を行った後（ｄ）、真空蒸着法によりｎ型ＧａＮ
層１８の電極としてＡｌを３０００オングストロームの
厚さに蒸着し、リフトオフにより電極パターン２５を形
成した（ｇ）。ついで再度レジストを塗布し、プレベー
クを行い、ｉ層電極形成用マスクを用いてＵＶ露光・現
像を行った後（ｆ）、真空蒸着法によりｐ型あるいはｉ
型ＧａＮ層１９の電極としてＡｕを３０００オングスト
ロームの厚さに蒸着し、リフトオフにより電極パターン
２６を形成した（ｇ）。その後、Ａｒ流中で３００℃、
１時間の加熱処理を行った。
【００２１】以上のようにして作製した発光素子チップ
のｎ型ＧａＮ側の電極をハンダによりリード部材２８に
接着し、ｉ型ＧａＮ側の電極はワイヤーボンダー装置を
用いて３０μｍφＡｕ線１７でもう１方のリード部材２
７にボンディングした。その後、発光素子チップを透明
エポキシ樹脂２９により封止した（ｈ）。エポキシ硬化
後、リード部材を折り曲げ、再度透明エポキシ樹脂によ
りモールディングを施し、図４に示すような５ｍｍφＬ
ＥＤ３０を作製した。
のｎ型ＧａＮ側の電極をハンダによりリード部材２８に
接着し、ｉ型ＧａＮ側の電極はワイヤーボンダー装置を
用いて３０μｍφＡｕ線１７でもう１方のリード部材２
７にボンディングした。その後、発光素子チップを透明
エポキシ樹脂２９により封止した（ｈ）。エポキシ硬化
後、リード部材を折り曲げ、再度透明エポキシ樹脂によ
りモールディングを施し、図４に示すような５ｍｍφＬ
ＥＤ３０を作製した。
【００２２】
【実施例】以下，実施例によりさらに詳細に説明する。
【００２３】
【実施例１】透明絶縁性基板としてＡｌ2 Ｏ3 Ｒ面を使
用し、ＭＢＥ法によりＧａＮ薄膜を成膜し、ＬＥＤを作
製した例について説明する。図１に示すような真空容器
１内に、蒸発用ルツボ２、３、４、ガスセル７、および
基板加熱ホルダー５、さらにガスセル７にガスを供給す
るためのガス導入管８を備えたＭＢＥ装置を用いた。
用し、ＭＢＥ法によりＧａＮ薄膜を成膜し、ＬＥＤを作
製した例について説明する。図１に示すような真空容器
１内に、蒸発用ルツボ２、３、４、ガスセル７、および
基板加熱ホルダー５、さらにガスセル７にガスを供給す
るためのガス導入管８を備えたＭＢＥ装置を用いた。
【００２４】蒸発用ルツボ２にはＧａ金属を入れ、１０
５０℃に加熱した。ガスとしてはアンモニアを使用し、
ガス導入管８を通してガスセル７に５ｃｃ／ｍｉｎの速
度で供給した。アンモニアガスは基板６に直接供給する
ような構造とした。基板６としては、オフ角が０．５度
のサファイアＲ面を使用する。真空容器内の圧力は、成
膜時において２×１０-6Ｔｏｒｒであった。
５０℃に加熱した。ガスとしてはアンモニアを使用し、
ガス導入管８を通してガスセル７に５ｃｃ／ｍｉｎの速
度で供給した。アンモニアガスは基板６に直接供給する
ような構造とした。基板６としては、オフ角が０．５度
のサファイアＲ面を使用する。真空容器内の圧力は、成
膜時において２×１０-6Ｔｏｒｒであった。
【００２５】まず、基板６を９００℃で３０分間加熱
し、ついで７５０℃の温度に保持し成膜を行う。成膜は
アンモニアを３００℃に加熱したガスセル７から供給し
ながらＧａのルツボのシャッターを開けて行い、１．５
オングストローム／ｓｅｃの成膜速度で膜厚０．５μm
のｎ型ＧａＮ薄膜を作製した。さらにＭｇをチャージし
て３００℃に保たれた蒸発用ルツボ４のシャッターを開
けＭｇドープのＧａＮ薄膜を１．５オングストローム／
ｓｅｃの成膜速度で膜厚０．０５μｍの厚さで成膜して
発光層を形成した。この作製した薄膜のＲＨＥＥＤパタ
ーンはストリーク状で結晶性および平坦性がよく、抵抗
を測定したところ、１０ＭΩ以上の抵抗があり絶縁状態
であった。
し、ついで７５０℃の温度に保持し成膜を行う。成膜は
アンモニアを３００℃に加熱したガスセル７から供給し
ながらＧａのルツボのシャッターを開けて行い、１．５
オングストローム／ｓｅｃの成膜速度で膜厚０．５μm
のｎ型ＧａＮ薄膜を作製した。さらにＭｇをチャージし
て３００℃に保たれた蒸発用ルツボ４のシャッターを開
けＭｇドープのＧａＮ薄膜を１．５オングストローム／
ｓｅｃの成膜速度で膜厚０．０５μｍの厚さで成膜して
発光層を形成した。この作製した薄膜のＲＨＥＥＤパタ
ーンはストリーク状で結晶性および平坦性がよく、抵抗
を測定したところ、１０ＭΩ以上の抵抗があり絶縁状態
であった。
【００２６】発光層上にスピンコーターを用いて２５０
０ｒｐｍ、３０ｓｅｃの条件でレジストを塗布し、９０
℃のクリーンオーブン中で３０分間プレベークした。ベ
ーク後、素子パターン形成用のマスクを用いてＵＶ露光
し、現像した。次いで、加速電圧５００Ｖ、圧力２×１
０ー4Ｔｏｒｒの条件のＡｒで１５分間イオンミリングを
行い素子パターン形成を行った。その後、アセトンを用
いてレジストを除去した。次に、再度スピンコーターを
用いて２５００ｒｐｍ、３０ｓｅｃの条件でレジストを
塗布し、９０℃のクリーンオーブン中で３０分間プレベ
ークした。ベーク後、ｉ層除去用のマスクを用いてＵＶ
露光し、現像した。続いて、加速電圧５００Ｖ、圧力２
×１０ー4Ｔｏｒｒの条件のＡｒ雰囲気中で１分間イオン
ミリングを行い不必要なｉ層を除去した。その後、アセ
トンでレジストを除去した。続いて、管状炉にセットし
て１０ｃｃ／ｍｉｎのアンモニアガス流中で５００℃、
３０分間の熱処理を行った。さらに、スピンコーターを
用いて２５００ｒｐｍ、３０ｓｅｃの条件でレジストを
塗布し、９０℃のクリーンオーブン中で３０分間プレベ
ークした。ベーク後、ｎ型ＧａＮ層の電極形成用のマス
クを用いてＵＶ露光し、現像した。つぎに、真空蒸着機
に装着し２×１０ー6Ｔｏｒｒの真空中でＡｌ金属を０．
２μｍの厚さで真空蒸着した。その後、アセトンでリフ
トオフして電極パターンを形成した。ついで、ｉ型Ｇａ
Ｎ層の電極形成用のマスクを用いてＵＶ露光し、現像し
た。続いて、真空蒸着機に装着し２×１０ー6Ｔｏｒｒの
真空中でＡｕ金属を０．２μｍの厚さで真空蒸着した。
その後、アセトンでリフトオフして電極パターンを形成
し、Ａｒ流中で３００℃で１時間加熱処理を行い、素子
チップの構造を完成させた。作製した素子チップの側面
図および上面図を図５（ａ）、（ｂ）に示す。
０ｒｐｍ、３０ｓｅｃの条件でレジストを塗布し、９０
℃のクリーンオーブン中で３０分間プレベークした。ベ
ーク後、素子パターン形成用のマスクを用いてＵＶ露光
し、現像した。次いで、加速電圧５００Ｖ、圧力２×１
０ー4Ｔｏｒｒの条件のＡｒで１５分間イオンミリングを
行い素子パターン形成を行った。その後、アセトンを用
いてレジストを除去した。次に、再度スピンコーターを
用いて２５００ｒｐｍ、３０ｓｅｃの条件でレジストを
塗布し、９０℃のクリーンオーブン中で３０分間プレベ
ークした。ベーク後、ｉ層除去用のマスクを用いてＵＶ
露光し、現像した。続いて、加速電圧５００Ｖ、圧力２
×１０ー4Ｔｏｒｒの条件のＡｒ雰囲気中で１分間イオン
ミリングを行い不必要なｉ層を除去した。その後、アセ
トンでレジストを除去した。続いて、管状炉にセットし
て１０ｃｃ／ｍｉｎのアンモニアガス流中で５００℃、
３０分間の熱処理を行った。さらに、スピンコーターを
用いて２５００ｒｐｍ、３０ｓｅｃの条件でレジストを
塗布し、９０℃のクリーンオーブン中で３０分間プレベ
ークした。ベーク後、ｎ型ＧａＮ層の電極形成用のマス
クを用いてＵＶ露光し、現像した。つぎに、真空蒸着機
に装着し２×１０ー6Ｔｏｒｒの真空中でＡｌ金属を０．
２μｍの厚さで真空蒸着した。その後、アセトンでリフ
トオフして電極パターンを形成した。ついで、ｉ型Ｇａ
Ｎ層の電極形成用のマスクを用いてＵＶ露光し、現像し
た。続いて、真空蒸着機に装着し２×１０ー6Ｔｏｒｒの
真空中でＡｕ金属を０．２μｍの厚さで真空蒸着した。
その後、アセトンでリフトオフして電極パターンを形成
し、Ａｒ流中で３００℃で１時間加熱処理を行い、素子
チップの構造を完成させた。作製した素子チップの側面
図および上面図を図５（ａ）、（ｂ）に示す。
【００２７】各チップのカッティングはダイシングソー
を用いて行った。１素子チップは０．５ｍｍ×０．５ｍ
ｍとした。このうちの１チップを取り出しｎ型ＧａＮ層
電極をＡｇペーストによりリード部材にダイボンディン
グした。さらにｉ型ＧａＮ層電極とリード部材とをワイ
ヤーボンディング装置を用いて３０μｍφＡｕ線で接続
した。この接続後の断面図を図６に示す。上記の方法で
作製した発光素子を透明エポキシ樹脂で封止して、エポ
キシ硬化後、リード部材を折り曲げ、再度透明エポキシ
樹脂で封止して図７に示すようなＬＥＤを作製した。
を用いて行った。１素子チップは０．５ｍｍ×０．５ｍ
ｍとした。このうちの１チップを取り出しｎ型ＧａＮ層
電極をＡｇペーストによりリード部材にダイボンディン
グした。さらにｉ型ＧａＮ層電極とリード部材とをワイ
ヤーボンディング装置を用いて３０μｍφＡｕ線で接続
した。この接続後の断面図を図６に示す。上記の方法で
作製した発光素子を透明エポキシ樹脂で封止して、エポ
キシ硬化後、リード部材を折り曲げ、再度透明エポキシ
樹脂で封止して図７に示すようなＬＥＤを作製した。
【００２８】同様の方法で１００個のＬＥＤを作製した
ところ、９６個のＬＥＤで発光が確認された。このＬＥ
Ｄの発光強度を測定したところ１０Ｖ，２０ｍＡで５０
ｍｃｄであり、青色の発光が観測された。
ところ、９６個のＬＥＤで発光が確認された。このＬＥ
Ｄの発光強度を測定したところ１０Ｖ，２０ｍＡで５０
ｍｃｄであり、青色の発光が観測された。
【００２９】
【比較例１】実施例１と同様の方法によりＡｌ2 Ｏ3 基
板上に成膜した発光層を有するＧａＮ薄膜を用いて素子
化を行った。素子作製過程も実施例１と同様の方法によ
り行い、ｎ型ＧａＮ層、ｉ型ＧａＮ層の両電極ともＡｇ
ペーストにより、リード部材にダイボンディングを行っ
た後、透明エポキシ樹脂で封止してＬＥＤを作製した。
同様の方法で１００個のＬＥＤを作製したところ、Ａｇ
ペーストにより正負の電極がつながってしまい、２８個
のＬＥＤでしか発光するものは得られなかった。
板上に成膜した発光層を有するＧａＮ薄膜を用いて素子
化を行った。素子作製過程も実施例１と同様の方法によ
り行い、ｎ型ＧａＮ層、ｉ型ＧａＮ層の両電極ともＡｇ
ペーストにより、リード部材にダイボンディングを行っ
た後、透明エポキシ樹脂で封止してＬＥＤを作製した。
同様の方法で１００個のＬＥＤを作製したところ、Ａｇ
ペーストにより正負の電極がつながってしまい、２８個
のＬＥＤでしか発光するものは得られなかった。
【００３０】
【実施例２】透明絶縁性基板としてＡｌ2 Ｏ3 Ｒ面を使
用し、ＭＢＥ法によりＧａ1ーx Ｉｎ x Ｎ薄膜を成膜し２
色発光のＬＥＤを作製した例について説明する。図２に
示すような真空容器１内に、蒸発用ルツボ２、３、４、
ガスセル７、および基板加熱ホルダー５、さらにガスセ
ル７にガスを供給するためのガス導入管８を備えたＭＢ
Ｅ装置を用いた。
用し、ＭＢＥ法によりＧａ1ーx Ｉｎ x Ｎ薄膜を成膜し２
色発光のＬＥＤを作製した例について説明する。図２に
示すような真空容器１内に、蒸発用ルツボ２、３、４、
ガスセル７、および基板加熱ホルダー５、さらにガスセ
ル７にガスを供給するためのガス導入管８を備えたＭＢ
Ｅ装置を用いた。
【００３１】蒸発用ルツボ２にはＧａ金属を入れ、１０
２０℃に加熱し、蒸着用ルツボ３にはＩｎ金属を入れ１
０００℃に加熱した。ガスとしてはアンモニアを使用
し、ガス導入管８を通してガスセル７に５ｃｃ／ｍｉｎ
の速度で供給した。アンモニアガスは基板６に直接供給
するような構造とした。基板６としては、オフ角が０．
５度のサファイアＲ面を使用する。
２０℃に加熱し、蒸着用ルツボ３にはＩｎ金属を入れ１
０００℃に加熱した。ガスとしてはアンモニアを使用
し、ガス導入管８を通してガスセル７に５ｃｃ／ｍｉｎ
の速度で供給した。アンモニアガスは基板６に直接供給
するような構造とした。基板６としては、オフ角が０．
５度のサファイアＲ面を使用する。
【００３２】真空容器内の圧力は、成膜時において２×
１０-6Ｔｏｒｒであった。まず、基板６を９００℃で３
０分間加熱し、ついで７５０℃の温度に保持し成膜を行
う。成膜はアンモニアを３００℃に加熱したガスセル７
から供給しながらＧａのルツボのシャッターを開けて行
い、１．５オングストローム／ｓｅｃの成膜速度で膜厚
０．５μm のｎ型ＧａＮ薄膜を作製した。さらにＭｇを
チャージして３００℃に保たれた蒸発用ルツボ４のシャ
ッターを開けＭｇをドーピングしたｉ型ＧａＮ薄膜を
１．５オングストローム／ｓｅｃの成膜速度で膜厚０．
０５μｍの厚さで成膜して第１の発光層を形成した。次
に基板温度を７００℃に下げて３０分間温度を安定させ
た後、ＧａとＩｎのルツボのシャッターを開けて１．５
オングストローム／ｓｅｃの成長速度で膜厚０．５μｍ
のｎ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2Ｎ薄膜を成長し、さらにその上
に蒸着ルツボ２，３および４のシャッターを開けてＭｇ
をドーピングしたｉ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ薄膜を１．５
オングストローム／ｓｅｃの成長速度で膜厚０．０５μ
ｍの厚さで成膜して第２の発光層を形成した。 成膜し
た薄膜上にスピンコーターを用いて２５００ｒｐｍ、３
０ｓｅｃの条件でレジストを塗布し、９０℃のクリーン
オーブン中で３０分間プレベークした。ベーク後、素子
パターン形成用のマスクを用いてＵＶ露光し、現像し
た。続いて、加速電圧５００Ｖ、圧力２×１０ー4Ｔｏｒ
ｒの条件のＡｒで２５分間イオンミリングを行い素子パ
ターン形成を行った。その後、アセトンを用いてレジス
トを除去した。次に、再度スピンコーターを用いて２５
００ｒｐｍ、３０ｓｅｃの条件でレジストを塗布し、９
０℃のクリーンオーブン中で３０分間プレベークした。
ベーク後、フォトマスクを用いてＵＶ露光し、現像し
た。つぎに、加速電圧５００Ｖ、圧力２×１０ー4Ｔｏｒ
ｒの条件のＡｒ雰囲気中で１５分間イオンミリングを行
い不必要なｉ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ層、ｎ型Ｇａ0.8 Ｉ
ｎ0.2 Ｎ層、ｉ型ＧａＮ層を除去した。次に、再度スピ
ンコーターを用いて２５００ｒｐｍ、３０ｓｅｃの条件
でレジストを塗布し、９０℃のクリーンオーブン中で３
０分間プレベークした。ベーク後、フォトマスクを用い
てＵＶ露光し、現像した。ついで、加速電圧５００Ｖ、
圧力２×１０ー4Ｔｏｒｒの条件のＡｒ雰囲気中で１３分
間イオンミリングを行い不必要なｉ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2
Ｎ層、ｎ型Ｇａ0.8 Ｉｎ 0.2 Ｎ層を除去した。さらに再
度スピンコーターを用いて２５００ｒｐｍ、３０ｓｅｃ
の条件でレジストを塗布し、９０℃のクリーンオーブン
中で３０分間プレベークした。ベーク後、フォトマスク
を用いてＵＶ露光し、現像した。続いて、イオンミリン
グを用い不必要なｉ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ層を除去し
た。その後、アセトンでレジストを除去した。この素子
チップを管状炉にセットして１０ｃｃ／ｍｉｎのアンモ
ニアガス流中で５００℃、３０分間の熱処理を行った。
さらに、スピンコーターを用いて２５００ｒｐｍ、３０
ｓｅｃの条件でレジストを塗布し、９０℃のクリーンオ
ーブン中で３０分間プレベークした。ベーク後、ｎ型Ｇ
ａＮ層およびｎ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ層の電極形成用の
マスクを用いてＵＶ露光し、現像した。次に、真空蒸着
機に装着し２×１０ー6Ｔｏｒｒの真空中でＡｌ金属を
０．２μｍの厚さで真空蒸着した。その後、アセトンで
リフトオフして電極パターンを形成した。ついで、ｉ型
ＧａＮ層およびｉ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ層の電極形成用
のマスクを用いてＵＶ露光し、現像した。続いて、真空
蒸着機に装着し２×１０ー6Ｔｏｒｒの真空中でＡｕ金属
を０．２μｍの厚さで真空蒸着した。その後、アセトン
でリフトオフして電極パターンを形成し、Ａｒ流中で３
００℃で１時間加熱処理を行い、素子チップの構造を完
成させた。作製した素子チップの側面図および上面図を
図８（ａ）、（ｂ）に示す。
１０-6Ｔｏｒｒであった。まず、基板６を９００℃で３
０分間加熱し、ついで７５０℃の温度に保持し成膜を行
う。成膜はアンモニアを３００℃に加熱したガスセル７
から供給しながらＧａのルツボのシャッターを開けて行
い、１．５オングストローム／ｓｅｃの成膜速度で膜厚
０．５μm のｎ型ＧａＮ薄膜を作製した。さらにＭｇを
チャージして３００℃に保たれた蒸発用ルツボ４のシャ
ッターを開けＭｇをドーピングしたｉ型ＧａＮ薄膜を
１．５オングストローム／ｓｅｃの成膜速度で膜厚０．
０５μｍの厚さで成膜して第１の発光層を形成した。次
に基板温度を７００℃に下げて３０分間温度を安定させ
た後、ＧａとＩｎのルツボのシャッターを開けて１．５
オングストローム／ｓｅｃの成長速度で膜厚０．５μｍ
のｎ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2Ｎ薄膜を成長し、さらにその上
に蒸着ルツボ２，３および４のシャッターを開けてＭｇ
をドーピングしたｉ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ薄膜を１．５
オングストローム／ｓｅｃの成長速度で膜厚０．０５μ
ｍの厚さで成膜して第２の発光層を形成した。 成膜し
た薄膜上にスピンコーターを用いて２５００ｒｐｍ、３
０ｓｅｃの条件でレジストを塗布し、９０℃のクリーン
オーブン中で３０分間プレベークした。ベーク後、素子
パターン形成用のマスクを用いてＵＶ露光し、現像し
た。続いて、加速電圧５００Ｖ、圧力２×１０ー4Ｔｏｒ
ｒの条件のＡｒで２５分間イオンミリングを行い素子パ
ターン形成を行った。その後、アセトンを用いてレジス
トを除去した。次に、再度スピンコーターを用いて２５
００ｒｐｍ、３０ｓｅｃの条件でレジストを塗布し、９
０℃のクリーンオーブン中で３０分間プレベークした。
ベーク後、フォトマスクを用いてＵＶ露光し、現像し
た。つぎに、加速電圧５００Ｖ、圧力２×１０ー4Ｔｏｒ
ｒの条件のＡｒ雰囲気中で１５分間イオンミリングを行
い不必要なｉ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ層、ｎ型Ｇａ0.8 Ｉ
ｎ0.2 Ｎ層、ｉ型ＧａＮ層を除去した。次に、再度スピ
ンコーターを用いて２５００ｒｐｍ、３０ｓｅｃの条件
でレジストを塗布し、９０℃のクリーンオーブン中で３
０分間プレベークした。ベーク後、フォトマスクを用い
てＵＶ露光し、現像した。ついで、加速電圧５００Ｖ、
圧力２×１０ー4Ｔｏｒｒの条件のＡｒ雰囲気中で１３分
間イオンミリングを行い不必要なｉ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2
Ｎ層、ｎ型Ｇａ0.8 Ｉｎ 0.2 Ｎ層を除去した。さらに再
度スピンコーターを用いて２５００ｒｐｍ、３０ｓｅｃ
の条件でレジストを塗布し、９０℃のクリーンオーブン
中で３０分間プレベークした。ベーク後、フォトマスク
を用いてＵＶ露光し、現像した。続いて、イオンミリン
グを用い不必要なｉ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ層を除去し
た。その後、アセトンでレジストを除去した。この素子
チップを管状炉にセットして１０ｃｃ／ｍｉｎのアンモ
ニアガス流中で５００℃、３０分間の熱処理を行った。
さらに、スピンコーターを用いて２５００ｒｐｍ、３０
ｓｅｃの条件でレジストを塗布し、９０℃のクリーンオ
ーブン中で３０分間プレベークした。ベーク後、ｎ型Ｇ
ａＮ層およびｎ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ層の電極形成用の
マスクを用いてＵＶ露光し、現像した。次に、真空蒸着
機に装着し２×１０ー6Ｔｏｒｒの真空中でＡｌ金属を
０．２μｍの厚さで真空蒸着した。その後、アセトンで
リフトオフして電極パターンを形成した。ついで、ｉ型
ＧａＮ層およびｉ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ層の電極形成用
のマスクを用いてＵＶ露光し、現像した。続いて、真空
蒸着機に装着し２×１０ー6Ｔｏｒｒの真空中でＡｕ金属
を０．２μｍの厚さで真空蒸着した。その後、アセトン
でリフトオフして電極パターンを形成し、Ａｒ流中で３
００℃で１時間加熱処理を行い、素子チップの構造を完
成させた。作製した素子チップの側面図および上面図を
図８（ａ）、（ｂ）に示す。
【００３３】各チップのカッティングはダイシングソー
を用いて行った。１素子チップは１ｍｍ×１ｍｍとし
た。このうちの１チップを取り出しｎ型ＧａＮ層および
ｎ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ層の電極をＡｇペーストにより
リード部材にダイボンディングした。さらにｉ型ＧａＮ
層電極とリード部材、ｉ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ層電極と
リード部材とをワイヤーボンディング装置を用いて３０
μｍφＡｕ線で接続した。この接続後の上面図を図９に
示す。上記の方法で作製した発光素子を透明エポキシ樹
脂で封止して、エポキシ硬化後、リード部材を折り曲
げ、再度透明エポキシ樹脂で封止して図１０に示すよう
なＬＥＤを作製した。
を用いて行った。１素子チップは１ｍｍ×１ｍｍとし
た。このうちの１チップを取り出しｎ型ＧａＮ層および
ｎ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ層の電極をＡｇペーストにより
リード部材にダイボンディングした。さらにｉ型ＧａＮ
層電極とリード部材、ｉ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ層電極と
リード部材とをワイヤーボンディング装置を用いて３０
μｍφＡｕ線で接続した。この接続後の上面図を図９に
示す。上記の方法で作製した発光素子を透明エポキシ樹
脂で封止して、エポキシ硬化後、リード部材を折り曲
げ、再度透明エポキシ樹脂で封止して図１０に示すよう
なＬＥＤを作製した。
【００３４】同様の方法で１００個のＬＥＤを作製した
ところ、８９個のＬＥＤで発光が確認された。このＬＥ
Ｄの発光強度を測定したところリード部材６６とリード
部材６７では１０Ｖ，１８ｍＡで４０ｍｃｄの青色の発
光が、リード部材６６とリード部材６８では、８Ｖ、２
０ｍＡで６０ｍｃｄの緑色の発光が観測された。
ところ、８９個のＬＥＤで発光が確認された。このＬＥ
Ｄの発光強度を測定したところリード部材６６とリード
部材６７では１０Ｖ，１８ｍＡで４０ｍｃｄの青色の発
光が、リード部材６６とリード部材６８では、８Ｖ、２
０ｍＡで６０ｍｃｄの緑色の発光が観測された。
【００３５】
【発明の効果】本発明は透明絶縁性基板上に発光層を形
成したプレーナ型の素子チップ構造において、同一平面
上に形成された電極の一つをリード部材にダイボンディ
ング法により直接接続し、他の少なくとも一つの電極を
他のリード部材にワイヤーボンディング法によりワイヤ
−で接続することで、安定した高性能のＬＥＤを供給す
ることが可能になる。
成したプレーナ型の素子チップ構造において、同一平面
上に形成された電極の一つをリード部材にダイボンディ
ング法により直接接続し、他の少なくとも一つの電極を
他のリード部材にワイヤーボンディング法によりワイヤ
−で接続することで、安定した高性能のＬＥＤを供給す
ることが可能になる。
【図１】 薄膜作製に用いたＭＢＥ装置の概略図であ
る。
る。
【図２】（ａ）（ｂ） 本発明による方法で作製したＬ
ＥＤの上面図ならびに断面図である。
ＥＤの上面図ならびに断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｈ） ＬＥＤの作製工程を示した断
面図である。
面図である。
【図４】 本発明による方法で作製したＬＥＤの断面図
である。
である。
【図５】 （ａ）実施例１で作製した素子チップの上面
図である。 （ｂ）実施例１で作製した素子チップの断面図である。
図である。 （ｂ）実施例１で作製した素子チップの断面図である。
【図６】 実施例１での素子チップをリード部材に実装
したときの断面図である。
したときの断面図である。
【図７】 実施例１で作製したＬＥＤの断面図である。
【図８】 （ａ）実施例２で作製した素子チップの上面
図である。 （ｂ）実施例２で作製した素子チップの断面図である。
図である。 （ｂ）実施例２で作製した素子チップの断面図である。
【図９】 実施例２での素子チップをリード部材に実装
したときの上面図である。
したときの上面図である。
【図１０】 実施例２で作製したＬＥＤの断面図であ
る。
る。
【図１１】 従来の方法で作製されたＬＥＤの断面図で
ある。
ある。
【図１２】 従来の方法で作製されたフリップチップ方
式のＬＥＤの断面図である。
式のＬＥＤの断面図である。
１ 真空容器 ２ 蒸発用ルツボ ３ 蒸発用ルツボ ４ 蒸発用ルツボ ５ 基板加熱ホルダー ６ 基板 ７ ガスセル ８ ガス導入管 ９ 流量調節バルブ １０ クライオパネル １１ コールドトラップ １２ 油拡散ポンプ １３ 油回転ポンプ １４ ミラー部 １５ リード部材（１） １６ リード部材（２） １７ 金属ワイヤー １８ ｎ型半導体層 １９ ｐ型あるいはｉ型半導体層 ２０ 素子チップ ２１ リード部材（３） ２２ リード部材（４） ２３ レジスト ２４ 透明絶縁性基板 ２５ ｎ型半導体層電極 ２６ ｐ型あるいはｉ型半導体層電極 ２７ リード部材（５） ２８ リード部材（６） ２９ 透明樹脂 ３０ ＬＥＤ ３１ ｎ型ＧａＮ半導体層電極 ３２ ｉ型ＧａＮ半導体層電極 ３３ ｉ型ＧａＮ半導体層 ３４ ｎ型ＧａＮ半導体層 ３５ サファイア基板 ３６ Ａｕワイヤー ３７ リード部材（７） ３８ リード部材（８） ３９ ＧａＮ発光素子チップ ４０ ＧａＮＭＩＳ型ＬＥＤ ４１ ｎ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ半導体層 ４２ ｉ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ半導体層 ４３ ｉ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ半導体層電極 ４４ ｎ型ＧａＮ半導体層およびｎ型Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2
Ｎ半導体層電極 ４５ リード部材（９） ４６ リード部材（１０） ４７ リード部材（１１） ４８ ＧａＮ、Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ発光素子チップ ４９ ２色発光のＬＥＤ ５０ リード部材（１２） ５１ リード部材（１３） ５２ リードフレーム ５３ リード部材（１４） ５４ リード部材（１５）
Ｎ半導体層電極 ４５ リード部材（９） ４６ リード部材（１０） ４７ リード部材（１１） ４８ ＧａＮ、Ｇａ0.8 Ｉｎ0.2 Ｎ発光素子チップ ４９ ２色発光のＬＥＤ ５０ リード部材（１２） ５１ リード部材（１３） ５２ リードフレーム ５３ リード部材（１４） ５４ リード部材（１５）
Claims (2)
- 【請求項１】 透明絶縁性基板上にｎ型半導体層、ｐ型
およびｉ型半導体層から選ばれた２種以上の組合せから
なる発光層を少なくとも一つ有し、かつ半導体層の所定
の部位に発光層に電圧を印加するための電極を有するプ
レーナ構造の素子チップにおいて、一つの電極がリード
部材と直接に接続され、かつ他の少なくとも一つの電極
が他のリ−ド部材とワイヤ−により接続されていること
を特徴とする発光ダイオード。 - 【請求項２】 素子チップの一つの電極がリ−ド部材に
直接に接続し、他の電極は該リ−ド部材の切り欠き部ま
たは孔部を通してワイヤ−で他のリ−ド部材と接続され
ていることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオ−
ド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22411092A JPH0677537A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22411092A JPH0677537A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 発光ダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0677537A true JPH0677537A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=16808695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22411092A Withdrawn JPH0677537A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677537A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1041254A (ja) * | 1996-07-24 | 1998-02-13 | Sony Corp | オーミック電極およびその形成方法 |
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| JP2000299480A (ja) * | 1999-04-15 | 2000-10-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ｐ型半導体層用電極 |
| WO2001024281A1 (de) * | 1999-09-30 | 2001-04-05 | Osram Opto Semiconductors Gmbh & Co. Ohg | Optoelektronisches bauelement mit reflektor und verfahren zur herstellung desselben |
| US6222204B1 (en) | 1994-07-19 | 2001-04-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electrode structure and method for fabricating the same |
| JP2002249769A (ja) * | 1996-09-20 | 2002-09-06 | Siemens Ag | 波長変換注型材料及びその製造方法並びに発光素子 |
| JP2002374003A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Ngk Insulators Ltd | 半導体素子、及び半導体素子用基板 |
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| JP2005333014A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Koha Co Ltd | Ｌｅｄランプ |
| JP2005332991A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Univ Nagoya | カーボンナノチューブ発光素子 |
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| JP2009152542A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 窒化物半導体発光素子及びその製造方法 |
| WO2015019565A1 (ja) * | 2013-08-06 | 2015-02-12 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 発光デバイスおよび表示装置 |
| JP2024534174A (ja) * | 2021-09-03 | 2024-09-18 | ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | ボンディングおよび／またはオーミック接触－反射材料を有する発光ダイオード装置 |
-
1992
- 1992-08-24 JP JP22411092A patent/JPH0677537A/ja not_active Withdrawn
Cited By (21)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991102 |