JPH02240975A - 化合物半導体発光装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はＧａＡｓ、−ＸＰＸエピタキシャルウェー八を
へいて作成する化合物半導体発光装置及びその製造方法
に関するもので、特に黄色、橙色。

赤色発光ダイオード及びその製造に使用されるものであ
る。

（従来の技術） 一般に黄色、橙色発光ダイオードは、ＧａＰ基板上にＧ
ａＡ！Ｉ＋−ＸＰＸをエピタキシャル成長させたエピタ
キシャルウェーハにＰ−Ｎ接合を形成し、電極を表面（
Ｐ層）、裏面（Ｎ層）に形成したものを、ある一定の大
きさ（通常は０．２〜０．４鰭）にダイシングしてベレ
ットを作成し、これをモールドして作成する。第４図は
このペレットを示し、１は発光ダイオード、２は電極を
示す。

（発明が解決しようとする課題） ところがこのものは、ダイシング後のベレット１の側面
には、破砕層やソーマーク３が残留する。従って、これ
をそのままモールドし、発光ダイオードを作成した場合
、モールド材との熱膨張定数のちがいにより、通電中の
熱に応じて、ペレット１に応力がかかる。この時、ペレ
ット１の角４やソーマーク３による凹凸の所で応力集中
が発生し、ひずみの入った所に格子欠陥が発生し、通電
時間に伴ない欠陥が増加する。従って、発光ダイオード
の光出力が時間とともに低下する現象があり、信頼性向
上に大きな障害となる。特に、ＧａＡｓＰエピタキシャ
ルウェーハは、ＧａＰやＧａＡｓのエピタキシャルウェ
ーハと異なり、基板とエピタキシャル層の組成が違うヘ
テロエピタキシャルであるため、エピタキシャル層と基
板の格子定数が異なる。これを緩和するために第５図の
様に、組成Ｘを１−Ｘｏまで徐々に連続的に変化させた
傾斜層を成長させ、格子定数のミスマツチによる結晶性
の悪化を最小限におさえる工夫がされている。第５図中
５はＧ　ａ　Ａ　Ｓ　＊−ｘｏＰ　ｘｏ一定層、６はに
ａＡｓ１−ｘ　Ｐｘ　　（Ｘ−１−Ｘｏ　）傾斜層、７
はＧａＰ基板である。しかしこのようにしても、ＧａＡ
ｓやＧａＰ等のホモエピタキシャルウェーハに比べれば
、その結晶性が劣る。一般に結晶性とＬＥＤ　（発光ダ
イオード）の特性の劣化の度合いには第６図の様な関係
がある。従って、ＧａＡｓＰを用いたＬＥＤは、ＧａＡ
ｓやＧａＰのＬＥＤに比べ、ＬＥＤにしてから応力集中
によって入った結晶欠陥が同じであると仮定すると、光
出力の劣化は、ＧａＡｓやＧａＰに比べ大きくなる。従
って、Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　ＰのＬＥＤの場合、ペレット形
状を応力集中の生じない形にしなければならない。

そこで、第７図のようにＧａＡｓ１−１Ｐｘエピタキシ
ヤルウエーハ８のダイシングの前に、ダイシングブレー
ド９が当たる所を、ウェーハ表面からＰ−Ｎ接合部１０
より下までメサエッチングにて録去する事により、Ｐ−
Ｎ接合部１０にダイシングのダメージが入らない様な工
夫がなされている。第７図中１１は上記メサエッチング
により形成された溝である。しかしながら、この場合は
ダイシング時のＰ−Ｎ接合部１０へのダメージは回避で
きるが、エツチングされていないＰ−Ｎ接合部よりＮ側
電極側のペレット側面には、第８図の如くソーマーク３
による凹凸や、側面と側面が交差する角４は依然残って
いる。従って、モールド後応力集中による格子欠陥が発
生し、Ｐ−Ｎ接合部にも少なからずこの影響があり、充
分とはいえない。ソーマークを入れずにダイシングする
方法として、結晶のへき開を利用する方法が考えられる
が、発光ダイオードのごときサイコロ状に加工するのは
困難であり、生産性も良くない。また、本方法では側面
と側面が交差する角は依然残っているので、この部分の
応力集中は避けられない。

そこで、ダイシング後のペレットの側面をエツチングす
る方法が考えられる。この場合用いるエツチング液の組
成が問題となる。ＧａＰ用エツチング液として良く用い
られる王水はエツチング時に大量の気泡を発生するため
、エツチングがむらになり、表面が平滑にならない。ま
た、Ｈ３ＰＯ４，８２０２系エツチング液は粘性が高く
好ましくない。

本発明は上記問題点をかんがみてなされたもので、Ｇａ
ＡｓＰエピタキシャルウェー八を用いへ製造される発光
ダイオードにおいて、そ２のペレットの側面を滑らかに
する事により、光出力の劣化の少ない化合物半導体発光
装置及びその製造方法を提供するものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） 本発明は、ＧａＡｓ＋−ｘ　Ｐｘで表わされかつＰ−Ｎ
接合を有する化合物半導体ウェーハを切り出しくダイシ
ング）で得た発光ダイオードペレットの切り出し面が、
エツチングによる平滑面であり、前記面の隣接面どうし
が交差する角の曲率半径が５μｍ以上であることを特徴
とする化合物半導体発光装置である。また、本発明は、
この化合物半導体発光装置を得るに当たり、ＢｒとＨＢ
ｒとＨ２Ｏが混合されかつ少くともＢｒが０．１ｗｔ％
、ＨＢｒが２ｗｔ％含まれるエツチング液で、前記切り
出し面を、前記隣接する切り出し面どうしの角の曲率半
径が５μｍ以上になるまでエツチングし、前記切り出し
面を平滑にすることを特徴とする化合物半導体発光装置
の製造方法である。

即ち本発明は、上記のような化合物半導体ベレット外周
面に凹凸とか角ばったところをなくし、平滑化して、モ
ールド後の応力集中による欠陥発生を防止し、光出力の
劣化を防止して良好な発光装置が得られるようにしたも
のである。

上記角の曲率半径を５μｍ以上としたのは、このぐらい
になるまでエツチングを行なえばベレット側面が良好に
平滑化されるからである。また少くともＢｒが０．１ｗ
ｔ％、ＨＢｒが２ｗｔ％含まれるエツチング液としたの
は、良好なエツチング性を得るためであり、エツチング
が遅すぎる等で実用に供しなくなる等の問題点を回避す
るためである。

（実施例） 以下本発明の一実施例を、黄色発光ダイオードを得る場
合について説明する。まずＳがドープされた（１００）
ＧａＰウェーハ上に、気相成長法により発光中心となる
ＮをドープしたＧ　ａ　Ａ　Ｓ　ｏ、　１２Ｇ　ａ　Ｐ
　ｏ、ｓａを成長させ、エピタキシャルウェーハを作成
した。エピタキシャルウェーハとＺｎＰ２を、真空にし
た石英アンプル中に封管し、６５０℃Ｘ４８時間加熱し
、Ｐ−Ｎ接合を形成した。ウェーハ裏面をラッピングし
、厚さを３００μｍにした。ウェーハ裏面及び表面に電
極を蒸着し、シンタリングによりオーム電極とした。

ウェーハ裏面にレジストを塗布し、裏面を伸縮性シート
に貼り付け、縦、横３３０μｍ角にダイシングした、複
数のベレットを得た。ダイシング後シートを引き伸ばし
、ベレットとベレットの間隔が１００μｍ以上になる様
にした。次に、Ｂｒ：ＨＢｒ：Ｈ２Ｏ−０，５：１０：
５０なる組成のエツチング液で、２０℃で１０分間エツ
チングした。第１図はこのような工程を経て得られた発
光ダイオードベレットを示すが、前記従来例と対応させ
た場合の例であるから、対応個所には同一符号を用いて
いる。ここでの特徴は、ベレット１の側面２１にはソー
マークはなく平滑であり、前記面２１と面２１が交差す
る角２２の曲率半径Ｒは７μｍ以上であり、Ｐ−Ｎ接合
部分では９μｍであった。また、ベレット側面は片側１
５μｍエツチングされ、ベレット１は３００μｍ角であ
った。

一方、比較のため３００μｍ角にダイシングした後、エ
ツチングを施さない従来法によるベレット（第４図）、
及び表面からＰ−Ｎ接合部１０下１０μｍまでダイシン
グブレードの当る所をエツチングし、ダイシングダメー
ジがＰ−Ｎ接合部１０に入らない様工夫したベレット（
第８図）を作成した。次に従来法による第４図のエツチ
ングを施さないベレット（以下グループｌ）、表面から
のメサエッチングによりＰ−Ｎ接合部にダイシングダメ
ージが入らない様に工夫された第８図のベレット（以下
グループ■）、本発明による側面全体をエツチングした
第１図のベレット（以下グループ■）をそれぞれ１００
個ずつ抜き取り、樹脂でモールドし、発光ダイオードを
作成した。まず順方向電流１１６−２０　ｍ　Ａを流し
、初期発光出力を測定したところ、出力の平均は従来法
のグループＩが５％劣るが、グループ■及び本発明によ
るグループ■ではほぼ同じであった（第２図）。

しかしながら発光出力のバラツキはグループｌ→■−■
の順に小さくなっており、本発明では従来法のグループ
■に比べてさらに２／３にバラツキが小さくなった。さ
らに５００時間通電後の発光出力の残留率（５００時間
後の発光出力／初期発光出力）を測定したところ、従来
法で作成したベレットではグループＩが平均３０％、グ
ループ■６０％に対し、本発明によるグループ■は９０
％と顕著な改善が見られた（第３図）。従って、本発明
による発光ダイオードは従来のものに比べ、発光出力の
バラツキが少なく、劣化の少ない発光ダイオードが得ら
れ、歩留りが大幅に向上した。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、以下の様な特徴が
得られる。

（１）ベレットの側面が滑らかになった事により、そ−
ルビ後の応力集中による結晶欠陥の発生がおさえられる
。

（２）ＬＥＤにした場合の光出力のバラツキが約１／２
にもできる。

（３）上記（１）項により、光出力の劣化が顕著に減少
し、ＬＥＤの信頼性が向上する。

（４）製造歩留りが約５０％も向上し、本発明を工業的
に適用する事により、生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すペレットの斜視図、第
２図、第３図は同実施例の効果を示す特性図、第４図は
従来例のペレットを示す斜視図、第５図はその改善例を
示す構成図、第６図は欠陥とＬＥＤの発光出力との関係
を示す特性図、第７図は第４図の改善例を示すダイシン
グ工程でのつ工−ハ断面図、第８図は同工程により得ら
れたペレットの斜視図である。 １・・・ＬＥＤベレット、２・・・電極、１０・・・Ｐ
−Ｎ接合部、２１１・・平滑側面、２２・・・丸型角部
。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図 発光出力の残存率 （＠１．） 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＧａＡｓ＿１＿−＿ＸＰ＿Ｘで表わされかつＰ−
   Ｎ接合を有する化合物半導体ウェーハを切り出して得た
   発光ダイオードペレットの切り出し面が、エッチングに
   よる平滑面であり、前記面の隣接面どうしが交差する角
   の曲率半径が５μｍ以上であることを特徴とする化合物
   半導体発光装置。
2. （２）請求項１の化合物半導体発光装置を得るに当たり
   、ＢｒとＨＢｒとＨ＿２Ｏが混合されかつ少くともＢｒ
   が０．１ｗｔ％、ＨＢｒが２ｗｔ％含まれるエッチング
   液で、前記切り出し面を、前記隣接する切り出し面どう
   しの角の曲率半径が５μｍ以上になるまでエッチングし
   、前記切り出し面を平滑にすることを特徴とする化合物
   半導体発光装置の製造方法。