JPH0525189B2 - - Google Patents
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- JPH0525189B2 JPH0525189B2 JP22972785A JP22972785A JPH0525189B2 JP H0525189 B2 JPH0525189 B2 JP H0525189B2 JP 22972785 A JP22972785 A JP 22972785A JP 22972785 A JP22972785 A JP 22972785A JP H0525189 B2 JPH0525189 B2 JP H0525189B2
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、半導体チツプの裏面に共通電極、表
面に複数個の個別電極を有するモノリシツク発光
ダイオードアレイに関するものである。
面に複数個の個別電極を有するモノリシツク発光
ダイオードアレイに関するものである。
［従来の技術］
従来、モノリシツク発光ダイオードとしては、
単結晶基板の上に成長させたエピタキシヤル成長
層に不純物を拡散させた構造が知られている。
単結晶基板の上に成長させたエピタキシヤル成長
層に不純物を拡散させた構造が知られている。
第３図は、従来のモノリシツク発光ダイオード
アレイの上面図、第４図は第３図におけるＡ−
A′断面の斜視図である。
アレイの上面図、第４図は第３図におけるＡ−
A′断面の斜視図である。
図中、１はｎ型GaAs基板、２および３はそれ
ぞれエピタキシヤル成長させたｎ型GaAs1-xPx層
およびｎ型GaAs層である。４および５は、ｎ型
GaAs層３の表面からZnを選択拡散させることに
よつて形成したｐ型領域であつて、４は発光再結
合部、５は各発光再結合部４よりなる個々の発光
ダイオード部門のアイソレーシヨンストライブで
ある。６は各発光ダイオード部のｎ型GaAs層３
の電極部９上に設けられた通電用の個別プラス電
極、７はｎ型GaAs基板の裏面に設けられた各発
光ダイオード部共通のマイナス電極である。
ぞれエピタキシヤル成長させたｎ型GaAs1-xPx層
およびｎ型GaAs層である。４および５は、ｎ型
GaAs層３の表面からZnを選択拡散させることに
よつて形成したｐ型領域であつて、４は発光再結
合部、５は各発光再結合部４よりなる個々の発光
ダイオード部門のアイソレーシヨンストライブで
ある。６は各発光ダイオード部のｎ型GaAs層３
の電極部９上に設けられた通電用の個別プラス電
極、７はｎ型GaAs基板の裏面に設けられた各発
光ダイオード部共通のマイナス電極である。
プラス電極６、マイナス電極７間に正バイヤス
を加えると、ｎ型GaAs1-xPx層２からの電子はｐ
型領域である発光再結合部４に注入され、発光再
結合による光は、個別プラス電極６およびｎ型
GaAs層３に設けられた光取り出し孔８を通つて
矢印Ｃの示す如く外部に放出される。
を加えると、ｎ型GaAs1-xPx層２からの電子はｐ
型領域である発光再結合部４に注入され、発光再
結合による光は、個別プラス電極６およびｎ型
GaAs層３に設けられた光取り出し孔８を通つて
矢印Ｃの示す如く外部に放出される。
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、従来の拡散型発光ダイオードアレイは
上記したような構成であるため、ｐ−ｎ接合面積
に比べて発光面積が小さく、電流に対する発光量
が少ないという問題があつた。
上記したような構成であるため、ｐ−ｎ接合面積
に比べて発光面積が小さく、電流に対する発光量
が少ないという問題があつた。
この問題点を解消しようとして、光取り出し孔
８を大きくすることは容易に考えられるが、その
ためには、光取り出し孔８を形成する電極６の輪
郭部分が細くなり、その部分が断線した場合な
ど、電流に対する発光量が著しく低下してしまう
といつた問題が新たに生じてしまう。
８を大きくすることは容易に考えられるが、その
ためには、光取り出し孔８を形成する電極６の輪
郭部分が細くなり、その部分が断線した場合な
ど、電流に対する発光量が著しく低下してしまう
といつた問題が新たに生じてしまう。
［発明の目的］
本発明の目的は、前記した従来技術の問題点を
解消し、発光ダイオード部の発光面積が大きく且
つ発光効率の高いモノリシツク発光ダイオードア
レイを提供することにある。
解消し、発光ダイオード部の発光面積が大きく且
つ発光効率の高いモノリシツク発光ダイオードア
レイを提供することにある。
［問題点を解決するため手段］
即ち、本発明の要旨は、GaAs基板上にｐ−ｎ
接合面が形成されるよう少なくとも一層の混晶系
エピタキシヤル層が成長され、前記ｐ−ｎ接合面
が相直交するメサ・エツチング溝により一列に並
ぶ複数個の島状の発光ダイオード部に分割されて
なるモノリシツク発光ダイオードアレイにおい
て、前記発光ダイオード部の中心部から通電用配
線が前記発光ダイオード部と平行な位置に形成さ
れている電極領域へ引き出されており、前記各発
光ダイオード部の発光面がＵ字型になるようにし
たことにある。
接合面が形成されるよう少なくとも一層の混晶系
エピタキシヤル層が成長され、前記ｐ−ｎ接合面
が相直交するメサ・エツチング溝により一列に並
ぶ複数個の島状の発光ダイオード部に分割されて
なるモノリシツク発光ダイオードアレイにおい
て、前記発光ダイオード部の中心部から通電用配
線が前記発光ダイオード部と平行な位置に形成さ
れている電極領域へ引き出されており、前記各発
光ダイオード部の発光面がＵ字型になるようにし
たことにある。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
明する。
第１図に本発明のメサ型モノリシツク発光ダイ
オードアレイの上面図、第２図に第１図のＢ−
B′断面の斜視図を示す。
オードアレイの上面図、第２図に第１図のＢ−
B′断面の斜視図を示す。
図中、２１はＰ型GaAs基板、２２はエピタキ
シヤル成長させたｐ型Ga1-xAlxAs層であり、そ
の混晶比ｘの値はｘ＝0.10〜0.35程度の範囲内
で、これは希望する発光波長によつて適宜定めら
れる。２３はｐ型Ga1-xAlxAs層２２上にエピタ
キシヤル成長させたｎ型Ga1−yAlyAs層であり、
この混晶比ｙは、上記混晶比ｘよりも高くするこ
とによつて、ｐ型Ga1-xAlxAs層２２からの発光
波長に対する光透過性と、このｎ型Ga1-yAlyAs
層２３からの電子の注入効率の増加およびｐ型
Ga1-xAlxAs層２２内に注入された少数キヤリア
の閉じ込めを図つている。
シヤル成長させたｐ型Ga1-xAlxAs層であり、そ
の混晶比ｘの値はｘ＝0.10〜0.35程度の範囲内
で、これは希望する発光波長によつて適宜定めら
れる。２３はｐ型Ga1-xAlxAs層２２上にエピタ
キシヤル成長させたｎ型Ga1−yAlyAs層であり、
この混晶比ｙは、上記混晶比ｘよりも高くするこ
とによつて、ｐ型Ga1-xAlxAs層２２からの発光
波長に対する光透過性と、このｎ型Ga1-yAlyAs
層２３からの電子の注入効率の増加およびｐ型
Ga1-xAlxAs層２２内に注入された少数キヤリア
の閉じ込めを図つている。
３６は、ｎ型Ga1-yAlyAs２３の電極部２９に
接続される通電用配線であり、個別マイナス電極
２６まで引き出されている。なお、通電用配線３
６及び個別マイナス電極２６は、蒸着金属膜によ
り形成されている。
接続される通電用配線であり、個別マイナス電極
２６まで引き出されている。なお、通電用配線３
６及び個別マイナス電極２６は、蒸着金属膜によ
り形成されている。
電極部２９は、発光ダイオード部３０の中心部
に位置しており、発光ダイオード３０上の通電用
配線の占める面積を極力小さくするようにしてあ
る。従つて、発光ダイオード部３０の発光面積は
大きく、そして発光面の形状はＵ字型になつてい
る。
に位置しており、発光ダイオード３０上の通電用
配線の占める面積を極力小さくするようにしてあ
る。従つて、発光ダイオード部３０の発光面積は
大きく、そして発光面の形状はＵ字型になつてい
る。
２４は、個別マイナス電極２６と電極部２９以
外のｎ型Ga1-yAlyAs層２３とを絶縁するために
設けられたフオスホ・シリケート・ガラス
（PSG）膜である。
外のｎ型Ga1-yAlyAs層２３とを絶縁するために
設けられたフオスホ・シリケート・ガラス
（PSG）膜である。
２５はメサ・エツチング溝で、２５ａは逆メサ
方向のエツチング溝、２５ｂは順メサ方向のエツ
チング溝であり、それぞれ各発光ダイオード部３
０をアイソレートするために設けられている。な
お、各隣接する発光ダイオード部３０間には逆メ
サ方向のエツチング溝が設けられ、素子を縦断す
るように順メサ方向のエツチング溝が設けられる
ようにしなければならない。
方向のエツチング溝、２５ｂは順メサ方向のエツ
チング溝であり、それぞれ各発光ダイオード部３
０をアイソレートするために設けられている。な
お、各隣接する発光ダイオード部３０間には逆メ
サ方向のエツチング溝が設けられ、素子を縦断す
るように順メサ方向のエツチング溝が設けられる
ようにしなければならない。
よつて、各個別マイナス電極２６は、電極部２
９から順メサ方向のエツチング溝２５ｂ上を通つ
て引き出されるため、メサの稜部で段切れを起こ
して断線することがない。
９から順メサ方向のエツチング溝２５ｂ上を通つ
て引き出されるため、メサの稜部で段切れを起こ
して断線することがない。
２７はｐ型GaAs基板２１の表面に金属膜を全
面蒸着させて形成した共通プラス電極である。
面蒸着させて形成した共通プラス電極である。
この構造において、個別マイナス電極２６と共
通プラス電極２７との間の電圧を印加して発光ダ
イオード部３０に順方向電流を流せば、ｎ型
Ga1-yAlyAs層２３から電子がｐ型Ga1-xAlxAs層
２２に注入されて発光再結合を起こし、光はメサ
部すなわちＵ字型の発光面から上方に放出され
る。
通プラス電極２７との間の電圧を印加して発光ダ
イオード部３０に順方向電流を流せば、ｎ型
Ga1-yAlyAs層２３から電子がｐ型Ga1-xAlxAs層
２２に注入されて発光再結合を起こし、光はメサ
部すなわちＵ字型の発光面から上方に放出され
る。
なお、個別マイナス電極２６が引き出し部でＬ
字型になつているのは、ワイヤボンデイングが容
易に行えるようにするためである。
字型になつているのは、ワイヤボンデイングが容
易に行えるようにするためである。
実施例 １
Znドープ、キヤリア濃度２×1018cm-3である厚
さ350μmのＰ型GaAs基板の（100）表面に液相
エピタキシヤル成長により、キヤリア濃度５×
1016cm-3のｐ型Ga0.9Al0.1As層を20μmおよびキヤ
リア濃度２×1017cm-3のｎ型Ga0.7Al0.3As層を
3μm順次成長させた。
さ350μmのＰ型GaAs基板の（100）表面に液相
エピタキシヤル成長により、キヤリア濃度５×
1016cm-3のｐ型Ga0.9Al0.1As層を20μmおよびキヤ
リア濃度２×1017cm-3のｎ型Ga0.7Al0.3As層を
3μm順次成長させた。
この表面をメサ・エツチングして、（100）面に
対して順メサ方向である＜０１１＞方向のエツチ
ング溝を２本設け、その＜０１１＞方向に垂直な
逆メサ方向である＜011＞方向のエツチング溝を
２本の順メサエツチング溝間に設けた。よつて、
これらメサ・エツチング溝により、＜０１１＞方
向に一列に並ぶ発光ダイオード部が形成されたこ
とになる。なお、それぞれのメサ・エツチング溝
の深さを5μmとし、発光部の広さを45μm×70μm
とした。
対して順メサ方向である＜０１１＞方向のエツチ
ング溝を２本設け、その＜０１１＞方向に垂直な
逆メサ方向である＜011＞方向のエツチング溝を
２本の順メサエツチング溝間に設けた。よつて、
これらメサ・エツチング溝により、＜０１１＞方
向に一列に並ぶ発光ダイオード部が形成されたこ
とになる。なお、それぞれのメサ・エツチング溝
の深さを5μmとし、発光部の広さを45μm×70μm
とした。
次に、全表面を覆うようにPSG膜を0.2μm成長
させ、その後各発光ダイオード部の中心部分即ち
電極部上のPSG膜を5μm×10μmの広さでフツ酸
により除去した。
させ、その後各発光ダイオード部の中心部分即ち
電極部上のPSG膜を5μm×10μmの広さでフツ酸
により除去した。
発光ダイオード部の両側のPSG膜上には、通
電用配線として各発光ダイオード部の電極部から
順メサ方向のエツチング溝上を通つて個別マイナ
ス電極まで引き出されるよう金−ゲルマニウム合
金／ニツケル／金の金属膜を蒸着し、その厚さを
それぞれ0.1μm／0.2μm／0.5μmとした。
電用配線として各発光ダイオード部の電極部から
順メサ方向のエツチング溝上を通つて個別マイナ
ス電極まで引き出されるよう金−ゲルマニウム合
金／ニツケル／金の金属膜を蒸着し、その厚さを
それぞれ0.1μm／0.2μm／0.5μmとした。
基板の裏面全体には共通プラス電極として厚さ
がそれぞれ0.1μm／0.2μm／0.5μmである金−亜
鉛／ニツケル／金の金属膜を蒸着した。発光面は
Ｕ字型になり、通電用金属配線により発光が抑え
られる領域は10μm×30μmであり、従来に比較し
て発光面積を３倍にすることができた。
がそれぞれ0.1μm／0.2μm／0.5μmである金−亜
鉛／ニツケル／金の金属膜を蒸着した。発光面は
Ｕ字型になり、通電用金属配線により発光が抑え
られる領域は10μm×30μmであり、従来に比較し
て発光面積を３倍にすることができた。
発光ダイオード部は、１mm当り16個の割合で形
成され、1.6mm×８mmのチツプ中に128個の発光ダ
イオード部を形成することができた。
成され、1.6mm×８mmのチツプ中に128個の発光ダ
イオード部を形成することができた。
このメサ型モノリシツク発光ダイオードアレイ
の立上り電圧は1.5Vで、順方向2.0Vにおいて
10mA以上、逆耐圧が7V以上、発光波長は800mm
であつた。
の立上り電圧は1.5Vで、順方向2.0Vにおいて
10mA以上、逆耐圧が7V以上、発光波長は800mm
であつた。
又、順メサ方向のエツチング上に金属膜が蒸着
されているため、段切れが生ずることがなく、歩
留り100％で2000時間使用後も断線することのな
いメサ型モノリシツク発光ダイオードを得ること
ができた。
されているため、段切れが生ずることがなく、歩
留り100％で2000時間使用後も断線することのな
いメサ型モノリシツク発光ダイオードを得ること
ができた。
このように、本発明の実施例であれば、従来技
術に比較して発光面積を大きくすることができ、
且つ発光効率を高めることができ、更に各発光ダ
イオード部３０の特性のばらつきが少ないもので
ある。
術に比較して発光面積を大きくすることができ、
且つ発光効率を高めることができ、更に各発光ダ
イオード部３０の特性のばらつきが少ないもので
ある。
上記実施例では、基板結晶としてｐ型GaAsを
用いたが、ｎ型GaAsを用いることも可能で、ｎ
型GaAsを用いた場合、共通電極側をマイナス電
極、個別電極側をプラス電極としてもよい。
用いたが、ｎ型GaAsを用いることも可能で、ｎ
型GaAsを用いた場合、共通電極側をマイナス電
極、個別電極側をプラス電極としてもよい。
また、GaAs基板上に形成される混晶系も
GaAlAsに限られるものではなく、その他の混晶
系を用いてもよい。
GaAlAsに限られるものではなく、その他の混晶
系を用いてもよい。
［発明の効果］
以上に説明した如く、本発明のメサ型モノリシ
ツク発光ダイオードアレイは、ｐ−ｎ接合層上に
形成される通電用配線の面積を小さくしたことに
より、電流に対する発光量を大きく、且つ、発光
効率を高くすることができ、更に、各発光ダイオ
ード部の発光特性のばらつきを小さくできるとい
う顕著な効果を奏する。
ツク発光ダイオードアレイは、ｐ−ｎ接合層上に
形成される通電用配線の面積を小さくしたことに
より、電流に対する発光量を大きく、且つ、発光
効率を高くすることができ、更に、各発光ダイオ
ード部の発光特性のばらつきを小さくできるとい
う顕著な効果を奏する。
第１図は本発明の実施例を示す上面図、第２図
は第１図におけるＢ−B′断面の斜視図、、第３図
は従来例を示す上面図、第４図は第３図における
Ａ−A′断面の斜視図である。 １…ｎ型GaAs基板、２…ｎ型GaAs1-xPx層、
３…ｎ型GaAs層、４…発光再結合部、５…アイ
ソレーシヨンストライプ、６…個別プラス電極、
７…共通マイナス電極、８…光取り出し孔、９，
２９…電極部、２１…ｐ型GaAs基板、２２…ｐ
型Ga1-xAlxAs層、２３…ｎ型Ga1-yAlyAs層、２
４…PSG膜、２５…メサ・エツチング溝、２６
…個別マイナス電極、２７…共通プラス電極、３
０…発光ダイオード部、３６…通電用配線。
は第１図におけるＢ−B′断面の斜視図、、第３図
は従来例を示す上面図、第４図は第３図における
Ａ−A′断面の斜視図である。 １…ｎ型GaAs基板、２…ｎ型GaAs1-xPx層、
３…ｎ型GaAs層、４…発光再結合部、５…アイ
ソレーシヨンストライプ、６…個別プラス電極、
７…共通マイナス電極、８…光取り出し孔、９，
２９…電極部、２１…ｐ型GaAs基板、２２…ｐ
型Ga1-xAlxAs層、２３…ｎ型Ga1-yAlyAs層、２
４…PSG膜、２５…メサ・エツチング溝、２６
…個別マイナス電極、２７…共通プラス電極、３
０…発光ダイオード部、３６…通電用配線。
Claims (1)
- １ GaAs基板上にｐ−ｎ接合面が形成されるよ
う少なくとも一層の混晶系エピタキシヤル層が成
長され、前記ｐ−ｎ接合面が相直交するメサ・エ
ツチング溝により一列に並ぶ複数個の島状の発光
ダイオード部に分割されてなるモノリシツク発光
ダイオードアレイにおいて、前記発光ダイオード
部の中心部から通電用配線が前記発光ダイオード
部と平行な位置に形成されている電極領域へ引き
出されており、前記各発光ダイオード部の発光面
がＵ字型になるようにしたことを特徴とするモノ
リシツク発光ダイオードアレイ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60229727A JPS6288375A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | モノリシツク発光ダイオ−ドアレイ |
| DE3541790A DE3541790C2 (de) | 1984-11-26 | 1985-11-26 | Lichtemittierende lineare Festkörper-Diodenanordnung |
| US07/178,648 US4984035A (en) | 1984-11-26 | 1988-04-07 | Monolithic light emitting diode array |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60229727A JPS6288375A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | モノリシツク発光ダイオ−ドアレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6288375A JPS6288375A (ja) | 1987-04-22 |
| JPH0525189B2 true JPH0525189B2 (ja) | 1993-04-12 |
Family
ID=16896747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60229727A Granted JPS6288375A (ja) | 1984-11-26 | 1985-10-15 | モノリシツク発光ダイオ−ドアレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6288375A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01140115U (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-26 |
-
1985
- 1985-10-15 JP JP60229727A patent/JPS6288375A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6288375A (ja) | 1987-04-22 |
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