JPH0441516B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0441516B2 JPH0441516B2 JP57133457A JP13345782A JPH0441516B2 JP H0441516 B2 JPH0441516 B2 JP H0441516B2 JP 57133457 A JP57133457 A JP 57133457A JP 13345782 A JP13345782 A JP 13345782A JP H0441516 B2 JPH0441516 B2 JP H0441516B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gap
- type
- substrate
- green led
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
- 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
- H10H20/814—Bodies having reflecting means, e.g. semiconductor Bragg reflectors
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
可視発光ダイオード（LED）はパイロツトラ
ンプとして、あるいは数字表示素子やレベルイン
デイケータ等のデイスプレー素子として幅広く用
いられている。特にデイスプレーの分野では赤、
黄、緑の３色のLEDが使用されることが多く、
燐化ガリウム（以下、GaPと略記）基板上にｎ型
とｐ型のエピタキシヤル層を順次成長させて形成
したGaP緑色LEDはGaP赤色LEDとともに可視
LEDの中心的地位を占めている。本発明は上記
デイスプレー素子として好適なGaP緑色系LED
に関する。
ンプとして、あるいは数字表示素子やレベルイン
デイケータ等のデイスプレー素子として幅広く用
いられている。特にデイスプレーの分野では赤、
黄、緑の３色のLEDが使用されることが多く、
燐化ガリウム（以下、GaPと略記）基板上にｎ型
とｐ型のエピタキシヤル層を順次成長させて形成
したGaP緑色LEDはGaP赤色LEDとともに可視
LEDの中心的地位を占めている。本発明は上記
デイスプレー素子として好適なGaP緑色系LED
に関する。
従来例の構成とその問題点
GaP緑色LEDは発光中心として窒素（Ｎ）を
含み565nmにピーク発光波長を有する黄緑色
LEDと窒素を含まず555nmにピーク発光波長を
有する純緑色LEDの２種類がある。これらの構
造はともにｎ型GaP基板上にｎ型とｐ型のエピタ
キシヤル層を順次成長させることにより形成され
る。
含み565nmにピーク発光波長を有する黄緑色
LEDと窒素を含まず555nmにピーク発光波長を
有する純緑色LEDの２種類がある。これらの構
造はともにｎ型GaP基板上にｎ型とｐ型のエピタ
キシヤル層を順次成長させることにより形成され
る。
GaP基板は一般に１１１面でスライシングされ
ており、その面にはＡ面（ガリウム面）とＢ面
（燐面）がある。Ａ面は化学的に安定でエツチン
グされにくく、また、このＡ面上にエピタキシヤ
ル層を形成すると、エピタキシヤル層中に不純物
がドーピングされにくい等の性質があるため、エ
ピタキシヤル層は通常Ｂ面上に成長される。この
結果形成されるGaP LEDの基板裏面はＡ面とな
つている。
ており、その面にはＡ面（ガリウム面）とＢ面
（燐面）がある。Ａ面は化学的に安定でエツチン
グされにくく、また、このＡ面上にエピタキシヤ
ル層を形成すると、エピタキシヤル層中に不純物
がドーピングされにくい等の性質があるため、エ
ピタキシヤル層は通常Ｂ面上に成長される。この
結果形成されるGaP LEDの基板裏面はＡ面とな
つている。
第１図は、このような構造をもつ従来のGaP緑
色LEDの断面構造を示す図であり、ｎ型GaP基
板１のＢ面上にｎ型GaPエピタキシヤル層２を成
長させ、さらに、この上にｐ型GaPエピタキシヤ
ル層３を成長させるとともに、電極４および５を
設けて形成したGaP緑色LED素子をステム等の
支持体６へ固着した構造となつている。ところ
で、上述したように、ｎ型およびｐ型の各エピタ
キシヤル層はｎ型GaP基板１のＢ面上に形成され
ており、一方、GaP緑色LEDのｎ型GaP基板の
裏面となるＡ面は、GaP基板１の厚みの均一化を
はかるとともに、この面での光反射率を高めるた
めに鏡面となるように研磨されている。そして
GaP緑色LEDにおいて、pn接合近傍で発光して
外部に放出される光は、図示するように、図中Ｘ
で示すような直接外部へ放出される光成分と、図
中Ｙで示すような、一度Ａ面で反射し、外部に放
出される光成分とに大別される。
色LEDの断面構造を示す図であり、ｎ型GaP基
板１のＢ面上にｎ型GaPエピタキシヤル層２を成
長させ、さらに、この上にｐ型GaPエピタキシヤ
ル層３を成長させるとともに、電極４および５を
設けて形成したGaP緑色LED素子をステム等の
支持体６へ固着した構造となつている。ところ
で、上述したように、ｎ型およびｐ型の各エピタ
キシヤル層はｎ型GaP基板１のＢ面上に形成され
ており、一方、GaP緑色LEDのｎ型GaP基板の
裏面となるＡ面は、GaP基板１の厚みの均一化を
はかるとともに、この面での光反射率を高めるた
めに鏡面となるように研磨されている。そして
GaP緑色LEDにおいて、pn接合近傍で発光して
外部に放出される光は、図示するように、図中Ｘ
で示すような直接外部へ放出される光成分と、図
中Ｙで示すような、一度Ａ面で反射し、外部に放
出される光成分とに大別される。
GaP純緑色LEDの発光は、GaPのバンドギヤ
ツプに近く、内部吸収が大きい。したがつて、
GaP純緑色LED内で多重反射する光は、その殆
んどが吸収され、また、上記のようにＡ面で一度
反射されて外部に放出される光成分Ｙの吸収も大
きい。このため、従来のGaP純緑色LEDでは、
高い発光出力を得ることができなかつた。
ツプに近く、内部吸収が大きい。したがつて、
GaP純緑色LED内で多重反射する光は、その殆
んどが吸収され、また、上記のようにＡ面で一度
反射されて外部に放出される光成分Ｙの吸収も大
きい。このため、従来のGaP純緑色LEDでは、
高い発光出力を得ることができなかつた。
このような問題は、GaP黄緑色LEDでも同様
に生じていた。
に生じていた。
発明の目的
本発明はGaP緑色系LEDの内部で発光した光
のうち、内部反射を経て外部へ放出される光成分
の内部吸収による光の量を減少させ、高発光出力
のGaP緑色系LEDおよびこれを製造する方法を
提供することを目的とするものである。
のうち、内部反射を経て外部へ放出される光成分
の内部吸収による光の量を減少させ、高発光出力
のGaP緑色系LEDおよびこれを製造する方法を
提供することを目的とするものである。
発明の構成
本発明は、GaP緑色系LEDの出発材料となる
GaP基板のエツチングが困難なＡ面を王水でエツ
チングすると、結晶欠陥によるエツチピツトなら
びに亀甲状の凹凸がエツチング面に生じること、
すなわち、従来はエツチングが困難とされていた
GaP基板のＡ面に凹凸加工を施すことができるこ
との確認に基づいてなされたものであり、GaP緑
色系LEDの構造を、GaP緑色系LEDの出発材料
となるｎ型GaP基板の１１１Ｂ面上の全面にｎ型
GaPエピタキシヤル層が形成され、さらに、この
上にｐ型GaPエピタキシヤル層が形成されるとと
もに、前記ｎ型GaP基板の裏側Ａ面に凹凸加工を
施した構造をうるための製造方法として、GaP緑
色系LEDの出発材料として準備したｎ型GaP基
板の１１１Ｂ面上にｎ型ならびにｐ型のGaPエピ
タキシヤル層を形成したのち、前記ｎ型GaP基板
の裏側Ａ面を王水でエツチング処理し、同ｎ型
GaP基板の裏側を凹凸面となし、ついで、この基
板をpn接合の面と同基板の裏面とがほぼ同じ面
積になるように細分してチツプ化する方法を採る
ものである。この方法でｎ型GaP基板の裏面（Ａ
面）が凹凸加工面とされたGaP緑色系LEDでは、
内部で発光した光の裏面での反射が乱反射とな
り、GaP緑色系LED素子の側面からも外部へ光
放出がなされ、全体にみて、基板内部での光吸収
量が減り、高発光出力が得られるところとなる。
GaP基板のエツチングが困難なＡ面を王水でエツ
チングすると、結晶欠陥によるエツチピツトなら
びに亀甲状の凹凸がエツチング面に生じること、
すなわち、従来はエツチングが困難とされていた
GaP基板のＡ面に凹凸加工を施すことができるこ
との確認に基づいてなされたものであり、GaP緑
色系LEDの構造を、GaP緑色系LEDの出発材料
となるｎ型GaP基板の１１１Ｂ面上の全面にｎ型
GaPエピタキシヤル層が形成され、さらに、この
上にｐ型GaPエピタキシヤル層が形成されるとと
もに、前記ｎ型GaP基板の裏側Ａ面に凹凸加工を
施した構造をうるための製造方法として、GaP緑
色系LEDの出発材料として準備したｎ型GaP基
板の１１１Ｂ面上にｎ型ならびにｐ型のGaPエピ
タキシヤル層を形成したのち、前記ｎ型GaP基板
の裏側Ａ面を王水でエツチング処理し、同ｎ型
GaP基板の裏側を凹凸面となし、ついで、この基
板をpn接合の面と同基板の裏面とがほぼ同じ面
積になるように細分してチツプ化する方法を採る
ものである。この方法でｎ型GaP基板の裏面（Ａ
面）が凹凸加工面とされたGaP緑色系LEDでは、
内部で発光した光の裏面での反射が乱反射とな
り、GaP緑色系LED素子の側面からも外部へ光
放出がなされ、全体にみて、基板内部での光吸収
量が減り、高発光出力が得られるところとなる。
実施例の説明
第２図は、本発明のGaP緑色系LEDの一実施
例を示す断面図であり、基本的な構造は、第１図
で示した従来のものと同じである。
例を示す断面図であり、基本的な構造は、第１図
で示した従来のものと同じである。
しかしながら、図示するように、GaP緑色系
LED素子の支持体６に接着される側の面である
ｎ型GaP基板の裏面（Ａ面）が凹凸面となつてい
るため、内部で発光した光のうち、この面で反射
する光は、この凹凸によつて乱反射されるところ
となる。すなわち、ｎ型GaP基板の裏面で反射さ
れる光は、ｐ型エピタキシヤル層表面（一方の表
面）から外部に放出される光成分ＹとこのLED
素子自体の側面から外部へ放出される光成分Ｚと
に分かれ、しかも、その大半は光成分Ｚによつて
占められる。この側面から外部へ放出される光成
分Ｚの素子内部の通過距離は、光成分Ｙのそれに
くらべて短くなり、したがつて、内部吸収量は減
少する。すなわち、ｎ型GaP基板の裏面（Ａ面）
で反射された光成分のうち、素子外部へ放出され
る光量が増し、GaP緑色系LEDの発光出力特性
が従来の構造にくらべて改善される。
LED素子の支持体６に接着される側の面である
ｎ型GaP基板の裏面（Ａ面）が凹凸面となつてい
るため、内部で発光した光のうち、この面で反射
する光は、この凹凸によつて乱反射されるところ
となる。すなわち、ｎ型GaP基板の裏面で反射さ
れる光は、ｐ型エピタキシヤル層表面（一方の表
面）から外部に放出される光成分ＹとこのLED
素子自体の側面から外部へ放出される光成分Ｚと
に分かれ、しかも、その大半は光成分Ｚによつて
占められる。この側面から外部へ放出される光成
分Ｚの素子内部の通過距離は、光成分Ｙのそれに
くらべて短くなり、したがつて、内部吸収量は減
少する。すなわち、ｎ型GaP基板の裏面（Ａ面）
で反射された光成分のうち、素子外部へ放出され
る光量が増し、GaP緑色系LEDの発光出力特性
が従来の構造にくらべて改善される。
ところで、このような構造を有する本発明の
GaP緑色系LEDは、以下に述べる方法によつて
形成される。先ず、ｎ型GaP基板の１１１Ｂ面上
にｎ型ならびにｐ型のGaPエピタキシヤル層を順
次液相成長させる。次いで、このエピタキシヤル
成長ずみGaP基板の裏側Ａ面を所定の厚さだけ機
械的研磨で除去したのち、この研磨面のみを露出
させ、王水で数分間エツチングする。このエツチ
ング処理により、同基板の裏側Ａ面は第２図で示
したように凹凸面となる。こののち、電極の形
成、支持体への素子の接着を経て第２図で示した
ような構造のGaP緑色系LEDが形成される。
GaP緑色系LEDは、以下に述べる方法によつて
形成される。先ず、ｎ型GaP基板の１１１Ｂ面上
にｎ型ならびにｐ型のGaPエピタキシヤル層を順
次液相成長させる。次いで、このエピタキシヤル
成長ずみGaP基板の裏側Ａ面を所定の厚さだけ機
械的研磨で除去したのち、この研磨面のみを露出
させ、王水で数分間エツチングする。このエツチ
ング処理により、同基板の裏側Ａ面は第２図で示
したように凹凸面となる。こののち、電極の形
成、支持体への素子の接着を経て第２図で示した
ような構造のGaP緑色系LEDが形成される。
第３図は、以上説明した本発明の効果確認のた
めに、ｎ型GaP基板裏面を鏡面研磨して形成した
従来構造のGaP純緑色LEDと、ｎ型GaP基板裏
面を王水によるエツチングで凹凸加工して形成し
た本発明のGaP純緑色LEDの発光出力の比較を
示す図である。
めに、ｎ型GaP基板裏面を鏡面研磨して形成した
従来構造のGaP純緑色LEDと、ｎ型GaP基板裏
面を王水によるエツチングで凹凸加工して形成し
た本発明のGaP純緑色LEDの発光出力の比較を
示す図である。
図示するように、本発明によれば、発光出力が
従来の構造にくらべておよそ20％大きくなり、高
発光出力化がはかられている。
従来の構造にくらべておよそ20％大きくなり、高
発光出力化がはかられている。
なお、GaP黄緑色LEDに本発明を適用した場
合にも同様の結果が得られた。
合にも同様の結果が得られた。
発明の効果
本発明によれば、GaP緑色系LEDの基本構造
ならびに基本製造工程に大幅な変更をもたらすこ
となく、GaP緑色系LEDの高発光出力化をはか
ることができ、GaP LEDのデイスプレー分野へ
の適用範囲を拡大する効果が奏される。
ならびに基本製造工程に大幅な変更をもたらすこ
となく、GaP緑色系LEDの高発光出力化をはか
ることができ、GaP LEDのデイスプレー分野へ
の適用範囲を拡大する効果が奏される。
第１図はｎ型GaP基板の裏面を鏡面に研磨した
従来のGaP緑色系LEDの構造を示す断面図、第
２図は王水エツチングによりｎ型GaP基板の裏面
を凹凸状にした本発明のGaP緑色LEDの構造を
示す断面図、第３図は従来のGaP純緑色LEDと
本発明のGaP純緑色LEDとの発光出力の比較を
示す図である。 １……ｎ型GaP基板、２……ｎ型GaPエピタキ
シヤル層、３……ｐ型GaPエピタキシヤル層、４
……ｎ型面側電極、５……ｐ型両側電極、６……
支持体（ステム）。
従来のGaP緑色系LEDの構造を示す断面図、第
２図は王水エツチングによりｎ型GaP基板の裏面
を凹凸状にした本発明のGaP緑色LEDの構造を
示す断面図、第３図は従来のGaP純緑色LEDと
本発明のGaP純緑色LEDとの発光出力の比較を
示す図である。 １……ｎ型GaP基板、２……ｎ型GaPエピタキ
シヤル層、３……ｐ型GaPエピタキシヤル層、４
……ｎ型面側電極、５……ｐ型両側電極、６……
支持体（ステム）。
Claims (1)
- １ ｎ型燐化ガリウム基板の１１１Ｂ面（燐面）
上に、ｎ型燐化ガリウムエピタキシヤル層および
ｐ型燐化ガリウムエピタキシヤル層よりなるpn
接合を形成する工程、前記ｎ型燐化ガリウム基板
の裏側１１１Ａ面（ガリウム面）を、所定の厚さ
だけ機械的研磨で除去したのち、王水でエツチン
グ処理して凹凸面となす工程、前記凹凸面に電極
を部分的に形成する工程、および前記pn接合を
含む燐化ガリウム基板を、前記pn接合の面と前
記凹凸面との各面積がほぼ同じになるように細分
して、チツプ化する工程を備えた緑色系発光ダイ
オードの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57133457A JPS5923579A (ja) | 1982-07-29 | 1982-07-29 | 緑色系発光ダイオ−ドおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57133457A JPS5923579A (ja) | 1982-07-29 | 1982-07-29 | 緑色系発光ダイオ−ドおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5923579A JPS5923579A (ja) | 1984-02-07 |
| JPH0441516B2 true JPH0441516B2 (ja) | 1992-07-08 |
Family
ID=15105224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57133457A Granted JPS5923579A (ja) | 1982-07-29 | 1982-07-29 | 緑色系発光ダイオ−ドおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5923579A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0220077A (ja) * | 1988-07-08 | 1990-01-23 | Toshiba Corp | 緑色発光ダイオードの製造方法 |
| EP1076388B1 (en) | 1999-02-26 | 2009-03-11 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser |
| JP4244542B2 (ja) * | 2001-08-28 | 2009-03-25 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP4155847B2 (ja) * | 2003-03-12 | 2008-09-24 | 三洋電機株式会社 | 積層型発光ダイオード素子 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3971995A (en) * | 1975-08-08 | 1976-07-27 | Illinois Tool Works Inc. | Wheel velocity sensor with exciter ring runout compensation |
| JPS51112194A (en) * | 1976-03-08 | 1976-10-04 | Toshiba Corp | Gap light emmision element |
-
1982
- 1982-07-29 JP JP57133457A patent/JPS5923579A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5923579A (ja) | 1984-02-07 |
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