JPH10242507A - 発光ダイオードおよびその製造方法 - Google Patents
発光ダイオードおよびその製造方法Info
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- JPH10242507A JPH10242507A JP3819697A JP3819697A JPH10242507A JP H10242507 A JPH10242507 A JP H10242507A JP 3819697 A JP3819697 A JP 3819697A JP 3819697 A JP3819697 A JP 3819697A JP H10242507 A JPH10242507 A JP H10242507A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光ダイオードの光取出効率を向上するとと
もに生産コストを低減する。 【解決手段】 活性層の上下両面をクラッド層で挟んで
なるダブルヘテロ接合構造の発光部１２１とこの発光部
１２１にキャリアを注入するための電極対１１０，１２
３とを少なくとも備えた端面発光型の発光ダイオード１
２０において、ウエットエッチングにより発光部の光取
出面を逆メサ形状に形成する。
もに生産コストを低減する。 【解決手段】 活性層の上下両面をクラッド層で挟んで
なるダブルヘテロ接合構造の発光部１２１とこの発光部
１２１にキャリアを注入するための電極対１１０，１２
３とを少なくとも備えた端面発光型の発光ダイオード１
２０において、ウエットエッチングにより発光部の光取
出面を逆メサ形状に形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばＬＥＤプ
リンタヘッドのＬＥＤアレイ等として使用される発光ダ
イオードおよびその製造方法に関するものである。
リンタヘッドのＬＥＤアレイ等として使用される発光ダ
イオードおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、発光素子の一種として発光ダ
イオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）が知られて
いる。また、かかる発光ダイオードを用いたデバイスと
して、例えばＬＥＤアレイが知られている。このＬＥＤ
アレイは、多数個の発光ダイオードを一次元に配列する
ことによって構成されており、例えば電子写真プリンタ
の光源であるＬＥＤプリンタヘッドに使用されている。
イオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）が知られて
いる。また、かかる発光ダイオードを用いたデバイスと
して、例えばＬＥＤアレイが知られている。このＬＥＤ
アレイは、多数個の発光ダイオードを一次元に配列する
ことによって構成されており、例えば電子写真プリンタ
の光源であるＬＥＤプリンタヘッドに使用されている。
【０００３】以下、ＬＥＤプリンタヘッド用のＬＥＤア
レイに使用される発光ダイオードの場合を例に採って説
明する。
レイに使用される発光ダイオードの場合を例に採って説
明する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような発光ダイオ
ードには、以下のような課題があった。
ードには、以下のような課題があった。
【０００５】従来のＬＥＤプリンタヘッド用のＬＥＤア
レイでは、発光ダイオードを高密度（例えば４００個／
インチ）に形成しなければならず、このため個々の発光
ダイオードは非常に小さくしなければならなかった。こ
のため、従来の発光ダイオードには、発光光量が非常に
小さくＬＥＤプリンタヘッドの発光光量としては十分で
はないという欠点があった。
レイでは、発光ダイオードを高密度（例えば４００個／
インチ）に形成しなければならず、このため個々の発光
ダイオードは非常に小さくしなければならなかった。こ
のため、従来の発光ダイオードには、発光光量が非常に
小さくＬＥＤプリンタヘッドの発光光量としては十分で
はないという欠点があった。
【０００６】また、従来のＬＥＤアレイの製造工程で
は、活性層やクラッド層等からなる積層構造を基板の全
面に形成した後で、塩素系ガス等を用いたドライエッチ
ングによって素子分離を行なっていた。このため、従来
のＬＥＤアレイの製造工程には、ドライエッチングを行
なうための高価な設備（例えばドライエッチャーや排ガ
ス処理装置など）を必要とし、また１回のエッチング工
程で処理できるＬＥＤアレイ数が少ないために、量産性
が悪く、このため製造コストが高くなってしまうという
欠点があった。
は、活性層やクラッド層等からなる積層構造を基板の全
面に形成した後で、塩素系ガス等を用いたドライエッチ
ングによって素子分離を行なっていた。このため、従来
のＬＥＤアレイの製造工程には、ドライエッチングを行
なうための高価な設備（例えばドライエッチャーや排ガ
ス処理装置など）を必要とし、また１回のエッチング工
程で処理できるＬＥＤアレイ数が少ないために、量産性
が悪く、このため製造コストが高くなってしまうという
欠点があった。
【０００７】なお、このような発光光量や量産性につい
ての課題は、発光ダイオードをＬＥＤプリンタヘッド用
のＬＥＤアレイに使用する場合に限定されるものではな
く、他の用途の発光ダイオードにおいても生じる課題で
ある。
ての課題は、発光ダイオードをＬＥＤプリンタヘッド用
のＬＥＤアレイに使用する場合に限定されるものではな
く、他の用途の発光ダイオードにおいても生じる課題で
ある。
【０００８】
（１）第１の発明に係る発光ダイオードは、活性層の上
下両面をクラッド層で挟んでなるダブルヘテロ接合構造
の発光部とこの発光部にキャリアを注入するための電極
対とを少なくとも備えた端面発光型の発光ダイオードに
関するものである。
下両面をクラッド層で挟んでなるダブルヘテロ接合構造
の発光部とこの発光部にキャリアを注入するための電極
対とを少なくとも備えた端面発光型の発光ダイオードに
関するものである。
【０００９】そして、発光部の光取出面が、逆メサ形状
に形成されたことを特徴とする。
に形成されたことを特徴とする。
【００１０】このような構成によれば、発光ダイオード
の発光効率を向上させることができる。
の発光効率を向上させることができる。
【００１１】（２）第２の発明に係る発光ダイオードの
製造方法は、活性層の上下両面をクラッド層で挟んでな
るダブルヘテロ接合構造の発光部とこの発光部にキャリ
アを注入するための電極対とを少なくとも備えた端面発
光型の発光ダイオードの製造方法に関するものである。
製造方法は、活性層の上下両面をクラッド層で挟んでな
るダブルヘテロ接合構造の発光部とこの発光部にキャリ
アを注入するための電極対とを少なくとも備えた端面発
光型の発光ダイオードの製造方法に関するものである。
【００１２】そして、基板上に、活性層の上下両面をク
ラッド層で挟んでなる積層構造を形成する積層工程と、
この積層工程で形成された積層構造をウエットエッチン
グ法により複数の発光部に分離する素子分離工程とを備
えたことを特徴とする。
ラッド層で挟んでなる積層構造を形成する積層工程と、
この積層工程で形成された積層構造をウエットエッチン
グ法により複数の発光部に分離する素子分離工程とを備
えたことを特徴とする。
【００１３】このような製造方法によれば、発光ダイオ
ードの量産性を向上させ、製造コストを低減させること
ができる。
ードの量産性を向上させ、製造コストを低減させること
ができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を用いて説明する。なお、図中、各構成成分
の大きさ、形状および配置関係は、この発明が理解でき
る程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に説
明する数値的条件は単なる例示にすぎないことを理解さ
れたい。
いて、図面を用いて説明する。なお、図中、各構成成分
の大きさ、形状および配置関係は、この発明が理解でき
る程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に説
明する数値的条件は単なる例示にすぎないことを理解さ
れたい。
【００１５】第１の実施の形態 以下、この発明の第１の実施の形態について、ＬＥＤプ
リンタヘッド用のＬＥＤアレイに使用される発光ダイオ
ードの場合を例に採って説明する。
リンタヘッド用のＬＥＤアレイに使用される発光ダイオ
ードの場合を例に採って説明する。
【００１６】図１は、この実施の形態にかかる発光ダイ
オードを用いたＬＥＤアレイの構造を概略的に示す図で
あり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面
図である。
オードを用いたＬＥＤアレイの構造を概略的に示す図で
あり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面
図である。
【００１７】同図に示したように、ｎ型ＧａＡｓ基板１
１０の表面には、発光部１２１とこの発光部１２１にキ
ャリアを注入するための電極対１２２とを備えた発光ダ
イオード１２０が一次元に配列形成されている。なお、
この実施の形態では、ｎ型ＧａＡｓ基板１１０の（１０
０）面を用いるものとする。
１０の表面には、発光部１２１とこの発光部１２１にキ
ャリアを注入するための電極対１２２とを備えた発光ダ
イオード１２０が一次元に配列形成されている。なお、
この実施の形態では、ｎ型ＧａＡｓ基板１１０の（１０
０）面を用いるものとする。
【００１８】ここで、発光ダイオード１２０の発光部１
２１は、後述するように、活性層の上下両面をクラッド
層で挟んでなるダブルヘテロ接合構造を有している。
２１は、後述するように、活性層の上下両面をクラッド
層で挟んでなるダブルヘテロ接合構造を有している。
【００１９】この発光部１２１およびｎ型ＧａＡｓ基板
１１０の全面は、絶縁膜１３０で覆われている。但し、
発光部１２１の上面は、外縁部を除いて絶縁膜１３０で
覆われず、露出面１２１ａを形成している。
１１０の全面は、絶縁膜１３０で覆われている。但し、
発光部１２１の上面は、外縁部を除いて絶縁膜１３０で
覆われず、露出面１２１ａを形成している。
【００２０】また、ｐ型電極１２３は、パッド部１２３
ａと配線パターン部１２３ｂとによって構成されてい
る。ここで、パッド部１２３ａは、上述の発光部１２１
の配列に添って、絶縁膜１３０上に、千鳥状に形成され
ている。また、配線パターン部１２３ｂは、一方の端部
が発光部１２１の露出面１２１ａに配置され、他方の端
部がパッド部１２３ａにつながっている。
ａと配線パターン部１２３ｂとによって構成されてい
る。ここで、パッド部１２３ａは、上述の発光部１２１
の配列に添って、絶縁膜１３０上に、千鳥状に形成され
ている。また、配線パターン部１２３ｂは、一方の端部
が発光部１２１の露出面１２１ａに配置され、他方の端
部がパッド部１２３ａにつながっている。
【００２１】そして、このような構成のｐ型電極１２３
とｎ型ＧａＡｓ基板１１０とにより、この発明の電極対
１２２が構成されている。
とｎ型ＧａＡｓ基板１１０とにより、この発明の電極対
１２２が構成されている。
【００２２】以上説明したような構成により、図１
（Ｃ）にＩで示した方向の光射出を行なうことができ
る。
（Ｃ）にＩで示した方向の光射出を行なうことができ
る。
【００２３】図２は、図１に示した発光ダイオードの発
光部１２１の構造を示す断面図であり、ｎ型ＧａＡｓ基
板１１０の［０１ /1 ］方向から見た側面を（Ａ）に、
［０１１］方向から見た側面を（Ｂ）に示す。
光部１２１の構造を示す断面図であり、ｎ型ＧａＡｓ基
板１１０の［０１ /1 ］方向から見た側面を（Ａ）に、
［０１１］方向から見た側面を（Ｂ）に示す。
【００２４】同図に示したように、この発光部１２１
は、ｎ型ＧａＡｓ基板１１０の表面（すなわち（１０
０）面）に、厚さが例えば０．５μｍのｎ型ＧａＡｓバ
ッファ層２０１と、厚さが例えば１μｍのｎ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層２０２と、厚さが例えば０．５μｍのノ
ンドープＡｌＧａＡｓ活性層２０３と、厚さが例えば１
μｍのｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２０４と、厚さが例
えば０．５μｍのｐ+ 型ＧａＡｓコンタクト層２０５と
を順次堆積することによって形成されている。
は、ｎ型ＧａＡｓ基板１１０の表面（すなわち（１０
０）面）に、厚さが例えば０．５μｍのｎ型ＧａＡｓバ
ッファ層２０１と、厚さが例えば１μｍのｎ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層２０２と、厚さが例えば０．５μｍのノ
ンドープＡｌＧａＡｓ活性層２０３と、厚さが例えば１
μｍのｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２０４と、厚さが例
えば０．５μｍのｐ+ 型ＧａＡｓコンタクト層２０５と
を順次堆積することによって形成されている。
【００２５】そして、この発光部１２１の側面は、［０
１ /1 ］方向から見た側壁（すなわち光取出面およびそ
の裏面）は順メサ形状を有しており（同図（Ａ）参
照）、また、［０１１］方向から見た面は逆メサ形状に
形成されている（同図（Ｂ）参照）。ここで、「順メサ
形状」とは幅が底面で最も広く且つ上面で最も狭くなっ
た形状を言う。一方、「逆メサ形状」とは一般的には幅
が底面で最も狭く且つ上面で最も広くなった形状を言う
が、ここでは図２（Ｂ）に示したように発光部１２１の
幅が中央部付近で最も狭くなっている形状をも含むもの
とする。すなわち、この実施の形態では、図２（Ｂ）で
示した形状に代えて、幅が底面で最も狭く且つ上面で最
も広くなった形状を採用してもよい。
１ /1 ］方向から見た側壁（すなわち光取出面およびそ
の裏面）は順メサ形状を有しており（同図（Ａ）参
照）、また、［０１１］方向から見た面は逆メサ形状に
形成されている（同図（Ｂ）参照）。ここで、「順メサ
形状」とは幅が底面で最も広く且つ上面で最も狭くなっ
た形状を言う。一方、「逆メサ形状」とは一般的には幅
が底面で最も狭く且つ上面で最も広くなった形状を言う
が、ここでは図２（Ｂ）に示したように発光部１２１の
幅が中央部付近で最も狭くなっている形状をも含むもの
とする。すなわち、この実施の形態では、図２（Ｂ）で
示した形状に代えて、幅が底面で最も狭く且つ上面で最
も広くなった形状を採用してもよい。
【００２６】次に、図１に示したＬＥＤアレイの製造方
法について説明する。
法について説明する。
【００２７】図３は、かかるＬＥＤアレイの製造工程を
示す断面図である。なお、ここでは一枚の半導体ウエハ
に複数個のＬＥＤアレイを同時に作り込む場合について
説明する。
示す断面図である。なお、ここでは一枚の半導体ウエハ
に複数個のＬＥＤアレイを同時に作り込む場合について
説明する。
【００２８】まず、図３（Ａ）に示したように、ｎ型
ＧａＡｓ基板１１０の表面（すなわち（１００）面）
に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２０１と、ｎ型ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層２０２と、ノンドープＡｌＧａＡｓ活性層
２０３と、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２０４と、ｐ+
型ＧａＡｓコンタクト層２０５とを、例えばＭＯＣＶＤ
(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 法を用い
て順次堆積する。
ＧａＡｓ基板１１０の表面（すなわち（１００）面）
に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２０１と、ｎ型ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層２０２と、ノンドープＡｌＧａＡｓ活性層
２０３と、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２０４と、ｐ+
型ＧａＡｓコンタクト層２０５とを、例えばＭＯＣＶＤ
(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 法を用い
て順次堆積する。
【００２９】そして、通常のフォトリソグラフィー技
術等を用いて、素子分離を行なうためのエッチングマス
ク３０１をｐ+ 型ＧａＡｓコンタクト層２０５の表面に
形成する。ここで、このエッチングマスク３０１は、後
の工程で行なう素子分離によって作製する発光部がｎ型
ＧａＡｓ基板１１０の結晶方向に添って配列されるよう
に形成する。例えば、この実施の形態ではｎ型ＧａＡｓ
基板１１０の（１００）面を用いているので、発光部が
（０１１）面に平行に配列されるように、このエッチン
グマスク３０１も（０１１）面に平行に配列させて形成
する。これにより、後のエッチング工程で、図２に示し
たような形状の発光部を得ることができる。
術等を用いて、素子分離を行なうためのエッチングマス
ク３０１をｐ+ 型ＧａＡｓコンタクト層２０５の表面に
形成する。ここで、このエッチングマスク３０１は、後
の工程で行なう素子分離によって作製する発光部がｎ型
ＧａＡｓ基板１１０の結晶方向に添って配列されるよう
に形成する。例えば、この実施の形態ではｎ型ＧａＡｓ
基板１１０の（１００）面を用いているので、発光部が
（０１１）面に平行に配列されるように、このエッチン
グマスク３０１も（０１１）面に平行に配列させて形成
する。これにより、後のエッチング工程で、図２に示し
たような形状の発光部を得ることができる。
【００３０】次に、リン酸系またはクエン酸系のエッ
チング液を用いたウエットエッチングにより、素子分離
を行なう。例えば、クエン酸系のエッチング液として
は、５０重量％のクエン酸水溶液と過酸化水素水とを所
定の混合比で混合した液を使用することができる。ま
た、エッチングの深さは、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
２０２を完全に分離することができる深さであれば、特
に限定されない。そして、この素子分離により、図３
（Ｂ）に示したような、多数個の発光部１２１を形成す
ることができる。
チング液を用いたウエットエッチングにより、素子分離
を行なう。例えば、クエン酸系のエッチング液として
は、５０重量％のクエン酸水溶液と過酸化水素水とを所
定の混合比で混合した液を使用することができる。ま
た、エッチングの深さは、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
２０２を完全に分離することができる深さであれば、特
に限定されない。そして、この素子分離により、図３
（Ｂ）に示したような、多数個の発光部１２１を形成す
ることができる。
【００３１】続いて、ｎ型ＧａＡｓ基板１１０の全表
面に、厚さ例えば１０〜２０ｎｍの絶縁膜３０２を形成
する。この絶縁膜３０２としては、例えばアルミナ膜、
窒化シリコン膜または酸化シリコン膜等が使用できる。
そして、通常のフォトリソグラフィー技術等を用いて、
発光部１２１の上面にコンタクトホール３０３を形成す
る。これにより、後の工程で発光部１２１とｐ型電極１
２３との電気的接続を行なう（図１参照）ための露出面
１２１ａを得ることができる。
面に、厚さ例えば１０〜２０ｎｍの絶縁膜３０２を形成
する。この絶縁膜３０２としては、例えばアルミナ膜、
窒化シリコン膜または酸化シリコン膜等が使用できる。
そして、通常のフォトリソグラフィー技術等を用いて、
発光部１２１の上面にコンタクトホール３０３を形成す
る。これにより、後の工程で発光部１２１とｐ型電極１
２３との電気的接続を行なう（図１参照）ための露出面
１２１ａを得ることができる。
【００３２】その後、通常のフォトリソグラフィー技
術等を用いて、ｐ型電極１２３を形成する。このｐ型電
極１２３のうち配線パターン１２３ｂは、断線の発生を
防止するために、発光部１２１の順メサ形状の側壁面に
形成することが望ましい。なお、このｐ型電極１２３の
形成材料は、発光部１２１のｐ+ 型ＧａＡｓコンタクト
層２０５とオーミックコンタクトが取れる材料であれば
特に限定されるものではなく、例えばＡｕＺｎ／Ａｕ積
層膜を使用することができる。
術等を用いて、ｐ型電極１２３を形成する。このｐ型電
極１２３のうち配線パターン１２３ｂは、断線の発生を
防止するために、発光部１２１の順メサ形状の側壁面に
形成することが望ましい。なお、このｐ型電極１２３の
形成材料は、発光部１２１のｐ+ 型ＧａＡｓコンタクト
層２０５とオーミックコンタクトが取れる材料であれば
特に限定されるものではなく、例えばＡｕＺｎ／Ａｕ積
層膜を使用することができる。
【００３３】最後に、ｎ型ＧａＡｓ基板１１０をダイ
シングすることにより、図１に示したようなＬＥＤアレ
イを完成する。
シングすることにより、図１に示したようなＬＥＤアレ
イを完成する。
【００３４】このように、この実施の形態に係るＬＥＤ
アレイの製造方法では、ウエットエッチングにより素子
分離を行なうこととしたので、素子分離の行程時間が大
幅に短縮できて量産に適したプロセスとなるとともに、
高額の設備投資が不要となるので、製造コストを低減す
ることができる。
アレイの製造方法では、ウエットエッチングにより素子
分離を行なうこととしたので、素子分離の行程時間が大
幅に短縮できて量産に適したプロセスとなるとともに、
高額の設備投資が不要となるので、製造コストを低減す
ることができる。
【００３５】第２の実施の形態 次に、この発明の第２の実施の形態について、ＬＥＤプ
リンタヘッド用のＬＥＤアレイに使用される発光ダイオ
ードの場合を例に採って説明する。
リンタヘッド用のＬＥＤアレイに使用される発光ダイオ
ードの場合を例に採って説明する。
【００３６】この実施の形態は、発光部の光取出面の形
状が、上述の第１の実施の形態と異なる。
状が、上述の第１の実施の形態と異なる。
【００３７】図４は、この実施の形態にかかる発光ダイ
オードを用いたＬＥＤアレイの構造を概略的に示す図で
あり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面
図である。
オードを用いたＬＥＤアレイの構造を概略的に示す図で
あり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面
図である。
【００３８】同図に示したように、ｎ型ＧａＡｓ基板４
１０の表面には、発光部４２１とこの発光部４２１にキ
ャリアを注入するための電極対４２２とを備えた発光ダ
イオード４２０が一次元に配列形成されている。なお、
この実施の形態でも、ｎ型ＧａＡｓ基板４１０の（１０
０）面を用いるものとする。
１０の表面には、発光部４２１とこの発光部４２１にキ
ャリアを注入するための電極対４２２とを備えた発光ダ
イオード４２０が一次元に配列形成されている。なお、
この実施の形態でも、ｎ型ＧａＡｓ基板４１０の（１０
０）面を用いるものとする。
【００３９】ここで、発光ダイオード４２０の発光部４
２１は、上述の第１の実施の形態と同様、活性層の上下
両面をクラッド層で挟んでなるダブルヘテロ接合構造を
有している。そして、この発光部４２１およびｎ型Ｇａ
Ａｓ基板４１０の全面は、絶縁膜４３０で覆われてい
る。但し、発光部４２１の上面は、外縁部を除いて絶縁
膜４３０で覆われず、露出面４２１ａを形成している。
また、ｐ型電極４２３は、発光部４２１の配列に添って
絶縁膜４３０上に千鳥状に形成されたパッド部４２３ａ
と、一方の端部が発光部４２１の露出面４２１ａに配置
され且つ他方の端部がパッド部４２３ａにつながってい
る配線パターン部４２３ｂとによって構成されている。
かかるｐ型電極４２３とｎ型ＧａＡｓ基板４１０とによ
り、この発明の電極対４２２が構成されている。
２１は、上述の第１の実施の形態と同様、活性層の上下
両面をクラッド層で挟んでなるダブルヘテロ接合構造を
有している。そして、この発光部４２１およびｎ型Ｇａ
Ａｓ基板４１０の全面は、絶縁膜４３０で覆われてい
る。但し、発光部４２１の上面は、外縁部を除いて絶縁
膜４３０で覆われず、露出面４２１ａを形成している。
また、ｐ型電極４２３は、発光部４２１の配列に添って
絶縁膜４３０上に千鳥状に形成されたパッド部４２３ａ
と、一方の端部が発光部４２１の露出面４２１ａに配置
され且つ他方の端部がパッド部４２３ａにつながってい
る配線パターン部４２３ｂとによって構成されている。
かかるｐ型電極４２３とｎ型ＧａＡｓ基板４１０とによ
り、この発明の電極対４２２が構成されている。
【００４０】以上説明したような構成により、図４
（Ｃ）にＩで示した方向の光射出を行なうことができ
る。
（Ｃ）にＩで示した方向の光射出を行なうことができ
る。
【００４１】図５は、図４に示した発光ダイオード４２
０の発光部４２１の構造を示す断面図であり、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板４１０の［０１１］方向から見た側面を（Ａ）
に、［０１ /1 ］方向から見た側面を（Ｂ）に示す。
０の発光部４２１の構造を示す断面図であり、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板４１０の［０１１］方向から見た側面を（Ａ）
に、［０１ /1 ］方向から見た側面を（Ｂ）に示す。
【００４２】同図に示したように、この発光部４２１
も、上述の第１の実施の形態の場合と同様、ｎ型ＧａＡ
ｓ基板４１０の表面（すなわち（１００）面）に、厚さ
が例えば０．５μｍのｎ型ＧａＡｓバッファ層５０１
と、厚さが例えば１μｍのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
５０２と、厚さが例えば０．５μｍのノンドープＡｌＧ
ａＡｓ活性層５０３と、厚さが例えば１μｍのｐ型Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層５０４と、厚さが例えば０．５μｍ
のｐ+ 型ＧａＡｓコンタクト層５０５とを順次堆積する
ことによって形成されている。
も、上述の第１の実施の形態の場合と同様、ｎ型ＧａＡ
ｓ基板４１０の表面（すなわち（１００）面）に、厚さ
が例えば０．５μｍのｎ型ＧａＡｓバッファ層５０１
と、厚さが例えば１μｍのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
５０２と、厚さが例えば０．５μｍのノンドープＡｌＧ
ａＡｓ活性層５０３と、厚さが例えば１μｍのｐ型Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層５０４と、厚さが例えば０．５μｍ
のｐ+ 型ＧａＡｓコンタクト層５０５とを順次堆積する
ことによって形成されている。
【００４３】そして、この発光部４２１の側面は、［０
１１］方向から見た側壁（すなわち光取出面およびその
裏面）は逆メサ形状を有しており（同図（Ａ）参照）、
また、［０１ /1 ］方向から見た面は順メサ形状に形成
されている（同図（Ｂ）参照）。この実施の形態でも、
上述の第１の実施の形態と同様、「逆メサ形状」には図
５（Ａ）に示したように発光部４２１の幅が中央部付近
で最も狭くなっている形状をも含むものとする。すなわ
ち、この実施の形態でも、図５（Ａ）で示した形状に代
えて、幅が底面で最も狭く且つ上面で最も広くなった形
状を採用してもよい。
１１］方向から見た側壁（すなわち光取出面およびその
裏面）は逆メサ形状を有しており（同図（Ａ）参照）、
また、［０１ /1 ］方向から見た面は順メサ形状に形成
されている（同図（Ｂ）参照）。この実施の形態でも、
上述の第１の実施の形態と同様、「逆メサ形状」には図
５（Ａ）に示したように発光部４２１の幅が中央部付近
で最も狭くなっている形状をも含むものとする。すなわ
ち、この実施の形態でも、図５（Ａ）で示した形状に代
えて、幅が底面で最も狭く且つ上面で最も広くなった形
状を採用してもよい。
【００４４】次に、図４に示したＬＥＤアレイの製造方
法について説明する。
法について説明する。
【００４５】図６は、かかるＬＥＤアレイの製造工程を
示す断面図である。なお、ここでは一枚の半導体ウエハ
に複数個のＬＥＤアレイを同時に作り込む場合について
説明する。
示す断面図である。なお、ここでは一枚の半導体ウエハ
に複数個のＬＥＤアレイを同時に作り込む場合について
説明する。
【００４６】まず、図６（Ａ）に示したように、ｎ型
ＧａＡｓ基板４１０の表面（すなわち（１００）面）
に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層５０１と、ｎ型ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層５０２と、ノンドープＡｌＧａＡｓ活性層
５０３と、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５０４と、ｐ+
型ＧａＡｓコンタクト層５０５とを、例えばＭＯＣＶＤ
法を用いて順次堆積する。
ＧａＡｓ基板４１０の表面（すなわち（１００）面）
に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層５０１と、ｎ型ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層５０２と、ノンドープＡｌＧａＡｓ活性層
５０３と、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５０４と、ｐ+
型ＧａＡｓコンタクト層５０５とを、例えばＭＯＣＶＤ
法を用いて順次堆積する。
【００４７】そして、通常のフォトリソグラフィー技
術等を用いて、素子分離を行なうためのエッチングマス
ク６０１をｐ+ 型ＧａＡｓコンタクト層５０５の表面に
形成する。ここで、このエッチングマスク６０１は、後
の工程で行なう素子分離によって作製する発光部がｎ型
ＧａＡｓ基板４１０の結晶方向に添って配列されるよう
に形成する。例えば、この実施の形態ではｎ型ＧａＡｓ
基板４１０の（１００）面を用いているので、発光部が
（０１ /1 ）面に平行に配列されるように、このエッチ
ングマスク６０１も（０１ /1 ）面に平行に配列させて
形成する。これにより、後のエッチング工程で、図５に
示したような形状の発光部を得ることができる。
術等を用いて、素子分離を行なうためのエッチングマス
ク６０１をｐ+ 型ＧａＡｓコンタクト層５０５の表面に
形成する。ここで、このエッチングマスク６０１は、後
の工程で行なう素子分離によって作製する発光部がｎ型
ＧａＡｓ基板４１０の結晶方向に添って配列されるよう
に形成する。例えば、この実施の形態ではｎ型ＧａＡｓ
基板４１０の（１００）面を用いているので、発光部が
（０１ /1 ）面に平行に配列されるように、このエッチ
ングマスク６０１も（０１ /1 ）面に平行に配列させて
形成する。これにより、後のエッチング工程で、図５に
示したような形状の発光部を得ることができる。
【００４８】次に、リン酸系またはクエン酸系のエッ
チング液を用いたウエットエッチングにより、素子分離
を行なう。例えば、クエン酸系のエッチング液として
は、５０重量％のクエン酸水溶液と過酸化水素水とを所
定の混合比で混合した液を使用することができる。ま
た、エッチングの深さは、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
５０２を完全に分離することができる深さであれば、特
に限定されない。そして、この素子分離により、図６
（Ｂ）に示したような、多数個の発光部４２１を形成す
ることができる。
チング液を用いたウエットエッチングにより、素子分離
を行なう。例えば、クエン酸系のエッチング液として
は、５０重量％のクエン酸水溶液と過酸化水素水とを所
定の混合比で混合した液を使用することができる。ま
た、エッチングの深さは、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
５０２を完全に分離することができる深さであれば、特
に限定されない。そして、この素子分離により、図６
（Ｂ）に示したような、多数個の発光部４２１を形成す
ることができる。
【００４９】続いて、ｎ型ＧａＡｓ基板４１０の全表
面に、厚さ例えば１０〜２０ｎｍの絶縁膜６０２を形成
する。この絶縁膜６０２としては、例えばアルミナ膜、
窒化シリコン膜または酸化シリコン膜等が使用できる。
そして、通常のフォトリソグラフィー技術等を用いて、
発光部４２１の上面にコンタクトホール６０３を形成す
る。これにより、後の工程で発光部４２１とｐ型電極４
２３との電気的接続を行なう（図４参照）ための露出面
４２１ａを得ることができる。
面に、厚さ例えば１０〜２０ｎｍの絶縁膜６０２を形成
する。この絶縁膜６０２としては、例えばアルミナ膜、
窒化シリコン膜または酸化シリコン膜等が使用できる。
そして、通常のフォトリソグラフィー技術等を用いて、
発光部４２１の上面にコンタクトホール６０３を形成す
る。これにより、後の工程で発光部４２１とｐ型電極４
２３との電気的接続を行なう（図４参照）ための露出面
４２１ａを得ることができる。
【００５０】その後、通常のフォトリソグラフィー技
術等を用いて、ｐ型電極４２３を形成する。このｐ型電
極４２３のうち配線パターン４２３ｂは、断線の発生を
防止するために、発光部４２１の順メサ形状の側壁面に
形成することが望ましい。なお、このｐ型電極４２３の
形成材料は、発光部４２１のｐ+ 型ＧａＡｓコンタクト
層５０５とオーミックコンタクトが取れる材料であれば
特に限定されるものではなく、例えばＡｕＺｎ／Ａｕ積
層膜を使用することができる。
術等を用いて、ｐ型電極４２３を形成する。このｐ型電
極４２３のうち配線パターン４２３ｂは、断線の発生を
防止するために、発光部４２１の順メサ形状の側壁面に
形成することが望ましい。なお、このｐ型電極４２３の
形成材料は、発光部４２１のｐ+ 型ＧａＡｓコンタクト
層５０５とオーミックコンタクトが取れる材料であれば
特に限定されるものではなく、例えばＡｕＺｎ／Ａｕ積
層膜を使用することができる。
【００５１】最後に、ｎ型ＧａＡｓ基板４１０をダイ
シングすることにより、図４に示したようなＬＥＤアレ
イを完成する。
シングすることにより、図４に示したようなＬＥＤアレ
イを完成する。
【００５２】図７は、発光部の光取出面が逆メサ形状の
発光ダイオード（すなわちこの実施の形態に係る発光ダ
イオード）および光取出面が順メサ形状の発光ダイオー
ドの電流−発光出力特性を示すグラフである。このグラ
フにおいて、縦軸は発光出力特性を規格化して表したも
のであり、横軸は発光ダイオードの供給電流を表したも
のである。このグラフからわかるように、発光部の光取
出面を逆メサ形状にすることにより、光取出効率を約３
倍にすることができた。
発光ダイオード（すなわちこの実施の形態に係る発光ダ
イオード）および光取出面が順メサ形状の発光ダイオー
ドの電流−発光出力特性を示すグラフである。このグラ
フにおいて、縦軸は発光出力特性を規格化して表したも
のであり、横軸は発光ダイオードの供給電流を表したも
のである。このグラフからわかるように、発光部の光取
出面を逆メサ形状にすることにより、光取出効率を約３
倍にすることができた。
【００５３】このように、この実施の形態に係る発光ダ
イオードによれば、発光部の光取出面を逆メサ形状にし
たので光取出効率を向上させることが可能となる。
イオードによれば、発光部の光取出面を逆メサ形状にし
たので光取出効率を向上させることが可能となる。
【００５４】また、ウエットエッチングにより素子分離
を行なうこととしたので製造コストを低減することがで
きる点は、上述の第１の実施の形態と同じである。
を行なうこととしたので製造コストを低減することがで
きる点は、上述の第１の実施の形態と同じである。
【００５５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明に
係る発光ダイオードによれば、光取出効率を向上させる
ことが可能となる。また、この発明にかかる発光ダイオ
ードの製造方法によれば、製造コストを低減して安価な
発光ダイオードを提供することができる。
係る発光ダイオードによれば、光取出効率を向上させる
ことが可能となる。また、この発明にかかる発光ダイオ
ードの製造方法によれば、製造コストを低減して安価な
発光ダイオードを提供することができる。
【図１】第１の実施の形態にかかる発光ダイオードの構
造を概略的に示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は
正面図、（Ｃ）は側面図である。
造を概略的に示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は
正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）ともに第１の実施の形態に係る
発光ダイオードの発光部の構造を示す側面図である。
発光ダイオードの発光部の構造を示す側面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）ともに第１の実施の形態の製造
方法を説明するための工程断面図である。
方法を説明するための工程断面図である。
【図４】第２の実施の形態にかかる発光ダイオードの構
造を概略的に示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は
正面図、（Ｃ）は側面図である。
造を概略的に示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は
正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）ともに第２の実施の形態に係る
発光ダイオードの発光部の構造を示す側面図である。
発光ダイオードの発光部の構造を示す側面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）ともに第２の実施の形態の製造
方法を説明するための工程断面図である。
方法を説明するための工程断面図である。
【図７】第２の実施の形態にかかる発光ダイオードの電
流−発光出力特性を示すグラフである
流−発光出力特性を示すグラフである
１１０ ｎ型ＧａＡｓ基板 １２０ 発光ダイオード １２１ 発光部 １２１ａ 露出面 １２２ 電極対 １２３ ｐ型電極 １２３ａ パッド部 １２３ｂ 配線パターン部 １３０ 絶縁膜 ２０１ ｎ型ＧａＡｓバッファ層 ２０２ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 ２０３ ノンドープＡｌＧａＡｓ活性層 ２０４ ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層 ２０５ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小泉 真澄 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 活性層の上下両面をクラッド層で挟んで
なるダブルヘテロ接合構造の発光部とこの発光部にキャ
リアを注入するための電極対とを少なくとも備えた端面
発光型の発光ダイオードにおいて、 前記発光部の光取出面が、逆メサ形状に形成されたこと
を特徴とする発光ダイオード。 - 【請求項２】 前記発光部の幅が中央部付近で最も狭く
なるように、前記逆メサ形状の前記光取出面が形成され
たことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。 - 【請求項３】 前記発光部の幅が下側の層ほど狭くなる
ように、前記逆メサ形状の前記光取出面が形成されたこ
とを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。 - 【請求項４】 前記発光部の光取出面が、ウエットエッ
チング法によりメサ形状に形成されたことを特徴とする
請求項１〜３のいずれかに記載の発光ダイオード。 - 【請求項５】 活性層の上下両面をクラッド層で挟んで
なるダブルヘテロ接合構造の発光部とこの発光部にキャ
リアを注入するための電極対とを少なくとも備えた端面
発光型の発光ダイオードの製造方法において、 基板上に、活性層の上下両面をクラッド層で挟んでなる
積層構造を形成する積層工程と、 この積層工程で形成された前記積層構造をウエットエッ
チング法により複数の発光部に分離する素子分離工程
と、 を備えたことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。 - 【請求項６】 前記素子分離工程が、前記発光部の前記
光取出面をメサ形状に形成する工程であることを特徴と
する請求項５に記載の発光ダイオードの製造方法。 - 【請求項７】 前記発光部の幅が中央部付近で最も狭く
なるように、前記逆メサ形状の前記光取出面が形成され
たことを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオードの
製造方法。 - 【請求項８】 前記発光部の幅が下側の層ほど狭くなる
ように、前記逆メサ形状の前記光取出面が形成されたこ
とを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオードの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3819697A JPH10242507A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3819697A JPH10242507A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10242507A true JPH10242507A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=12518611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3819697A Withdrawn JPH10242507A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10242507A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000208811A (ja) * | 1999-01-14 | 2000-07-28 | Agilent Technol Inc | 半導体装置 |
| WO2007126094A1 (ja) * | 2006-05-02 | 2007-11-08 | Mitsubishi Chemical Corporation | 半導体発光素子 |
| WO2007126092A1 (ja) * | 2006-05-01 | 2007-11-08 | Mitsubishi Chemical Corporation | 集積型半導体発光装置およびその製造方法 |
| WO2007126093A1 (ja) * | 2006-05-01 | 2007-11-08 | Mitsubishi Chemical Corporation | 集積型半導体発光装置およびその製造方法 |
| JP2010177447A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Kyocera Corp | 発光素子アレイ及びその製造方法 |
| JP2011035017A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Hitachi Cable Ltd | 発光素子 |
| US8222056B2 (en) | 2009-05-13 | 2012-07-17 | Sony Corporation | Manufacturing method of light-emitting diode |
| JP2017054954A (ja) * | 2015-09-10 | 2017-03-16 | 株式会社東芝 | 発光装置 |
| JP2021125599A (ja) * | 2020-02-06 | 2021-08-30 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
| JP2022127396A (ja) * | 2021-02-19 | 2022-08-31 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 積層基板の製造方法、積層基板および発光素子基板 |
-
1997
- 1997-02-21 JP JP3819697A patent/JPH10242507A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN101479858B (zh) | 2006-05-01 | 2011-05-11 | 三菱化学株式会社 | 集成型半导体发光装置及其制造方法 |
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| US8581274B2 (en) | 2006-05-01 | 2013-11-12 | Mitsubishi Chemical Corporation | Integrated semiconductor light-emitting device and its manufacturing method |
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| CN101512783B (zh) | 2006-05-02 | 2011-07-27 | 三菱化学株式会社 | 半导体发光元件 |
| JP2010177447A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Kyocera Corp | 発光素子アレイ及びその製造方法 |
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