JPH08139363A - 発光ダイオードの電極構造 - Google Patents
発光ダイオードの電極構造Info
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- JPH08139363A JPH08139363A JP27393294A JP27393294A JPH08139363A JP H08139363 A JPH08139363 A JP H08139363A JP 27393294 A JP27393294 A JP 27393294A JP 27393294 A JP27393294 A JP 27393294A JP H08139363 A JPH08139363 A JP H08139363A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 裏面電極とリードフレームの接着不良を低減
し、チップの傾きが小さく集光特性の良好な発光ダイオ
ードを再現性良く製造する。 【構成】 発光ダイオードの裏面電極構造をオーミック
合金層／中間金属層／低融点合金層とし、低融点合金の
融点を５００℃以下として、半導体に熱応力が掛からな
いようにし、クラックの発生を防止する。また、均一な
接着層とすることによりチップの傾きを低減させる。 【効果】 半導体のクラックなどによる断線による不
良、故障がなくなり、信頼性が向上する。接着面との平
行度の精度が向上し設計通りの集光特性が得られる。
し、チップの傾きが小さく集光特性の良好な発光ダイオ
ードを再現性良く製造する。 【構成】 発光ダイオードの裏面電極構造をオーミック
合金層／中間金属層／低融点合金層とし、低融点合金の
融点を５００℃以下として、半導体に熱応力が掛からな
いようにし、クラックの発生を防止する。また、均一な
接着層とすることによりチップの傾きを低減させる。 【効果】 半導体のクラックなどによる断線による不
良、故障がなくなり、信頼性が向上する。接着面との平
行度の精度が向上し設計通りの集光特性が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可視および赤外発光ダ
イオードに関し、さらに詳しくは発光ダイオードの電極
構造に関する。
イオードに関し、さらに詳しくは発光ダイオードの電極
構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板上にエピタキシャル成長によ
りｐ−ｎ接合を形成し、電極を取り付けた半導体発光ダ
イオードは各種表示装置用として広く使用されている。
発光ダイオード用の電極としては低接触抵抗を示すオー
ム性電極で、かつ電極が光の吸収体とならない材料が望
まれる。従来から電極材料としては半導体の種類や導電
型に応じて、Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ−Ｓｉ、Ａｕ−Ｎｉ、Ａ
ｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｂｅ、Ｉｎ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉ
等の合金を使用し、これらの合金を半導体表面に真空蒸
着した後、熱処理してオ−ミック接触を得ている（特開
昭52-3383 号公報等参照）。
りｐ−ｎ接合を形成し、電極を取り付けた半導体発光ダ
イオードは各種表示装置用として広く使用されている。
発光ダイオード用の電極としては低接触抵抗を示すオー
ム性電極で、かつ電極が光の吸収体とならない材料が望
まれる。従来から電極材料としては半導体の種類や導電
型に応じて、Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ−Ｓｉ、Ａｕ−Ｎｉ、Ａ
ｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｂｅ、Ｉｎ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉ
等の合金を使用し、これらの合金を半導体表面に真空蒸
着した後、熱処理してオ−ミック接触を得ている（特開
昭52-3383 号公報等参照）。
【０００３】従来技術では、発光ダイオードを使用した
表示装置の組立工程において、リードフレームに熱圧着
で発光ダイオードチップを接着する場合、例えばＡｕ−
Ｓｎのような低融点の合金ソルダーをフレーム上に形成
し、加熱した状態で発光ダイオードチップをマウント
し、裏面電極（半導体基板側の電極）とソルダーを溶融
し、冷却することで接着をおこなってるのが一般的であ
る。
表示装置の組立工程において、リードフレームに熱圧着
で発光ダイオードチップを接着する場合、例えばＡｕ−
Ｓｎのような低融点の合金ソルダーをフレーム上に形成
し、加熱した状態で発光ダイオードチップをマウント
し、裏面電極（半導体基板側の電極）とソルダーを溶融
し、冷却することで接着をおこなってるのが一般的であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようする課題】発光ダイオードチップを
ダイボンディング装置でリードフレーム等の台板上にボ
ンディングする際、裏面電極部が一部溶解し、再度結晶
化する過程でチップと電極部に応力が加わり、チップが
割れることがある。ボンディング性を高める為にはソル
ダーを多くすることにより接着強度は増すが、過大な熱
ショックがかかりチップが割れることがある。また、ソ
ルダーの量を多くすると電極面に対してチップの中心軸
が傾き、集光特性やワイヤボンディング特性を低下させ
る。ソルダー量の少ない場合は、ダイボンディングの接
着力が十分にとれない等の問題があった。これらの問題
は、ランプの性能の低下、組立工程の収率を著しく低下
させるだけでなく、信頼性に乏しい発光ダイオードを発
生させることが多い。本発明の目的は、ボンディングに
際して電極部のトラブルが起こらない、信頼性の高い発
光ダイオードを再現性よく得ることである。
ダイボンディング装置でリードフレーム等の台板上にボ
ンディングする際、裏面電極部が一部溶解し、再度結晶
化する過程でチップと電極部に応力が加わり、チップが
割れることがある。ボンディング性を高める為にはソル
ダーを多くすることにより接着強度は増すが、過大な熱
ショックがかかりチップが割れることがある。また、ソ
ルダーの量を多くすると電極面に対してチップの中心軸
が傾き、集光特性やワイヤボンディング特性を低下させ
る。ソルダー量の少ない場合は、ダイボンディングの接
着力が十分にとれない等の問題があった。これらの問題
は、ランプの性能の低下、組立工程の収率を著しく低下
させるだけでなく、信頼性に乏しい発光ダイオードを発
生させることが多い。本発明の目的は、ボンディングに
際して電極部のトラブルが起こらない、信頼性の高い発
光ダイオードを再現性よく得ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前述の課題
を解決するため鋭意研究した結果、発光ダイオードの信
頼性を低下させる原因が、ボンディング時に低融点金属
ソルダーと電極金属との溶解・凝固の過程の不安定性に
あることに着目した。そして裏面電極の構造について種
々検討した結果、共晶合金などの低融点金属を使用して
裏面電極を形成し、ソルダーを使用せずに、発光ダイオ
ードを台板上に直接接合した場合には、溶解する裏面電
極の量を一定にする事ができ、過剰な溶解・凝固を回避
でき、結果として半導体の裏面電極近傍の応力を抑制
し、チップの傾きを防止できる事を見いだした。本発明
による裏面電極構造としては、図１に示すように半導体
基板（１００）の表面に、先ずオーミック接触を形成す
るためのオーミック合金層（電極第１層）（１０１）を
形成し、最表面には低融点合金層（電極第３層）（１０
３）を配置し、これらの第１層と第３層との中間に、第
１層との界面では溶解せず、第３層との界面では一部溶
解する中間金属層（電極第２層）（１０２）を挿入して
配置し、半導体基板（１００）と溶解した低融点合金層
（電極第３層）（１０３）との間の距離を保つ効果と、
中間金属層（電極第２層）（１０２）で応力を吸収する
効果とが発揮されることを見出した。
を解決するため鋭意研究した結果、発光ダイオードの信
頼性を低下させる原因が、ボンディング時に低融点金属
ソルダーと電極金属との溶解・凝固の過程の不安定性に
あることに着目した。そして裏面電極の構造について種
々検討した結果、共晶合金などの低融点金属を使用して
裏面電極を形成し、ソルダーを使用せずに、発光ダイオ
ードを台板上に直接接合した場合には、溶解する裏面電
極の量を一定にする事ができ、過剰な溶解・凝固を回避
でき、結果として半導体の裏面電極近傍の応力を抑制
し、チップの傾きを防止できる事を見いだした。本発明
による裏面電極構造としては、図１に示すように半導体
基板（１００）の表面に、先ずオーミック接触を形成す
るためのオーミック合金層（電極第１層）（１０１）を
形成し、最表面には低融点合金層（電極第３層）（１０
３）を配置し、これらの第１層と第３層との中間に、第
１層との界面では溶解せず、第３層との界面では一部溶
解する中間金属層（電極第２層）（１０２）を挿入して
配置し、半導体基板（１００）と溶解した低融点合金層
（電極第３層）（１０３）との間の距離を保つ効果と、
中間金属層（電極第２層）（１０２）で応力を吸収する
効果とが発揮されることを見出した。
【０００６】半導体基板（１００）とオーミック接触を
なすオーミック合金層（１０１）用の合金としては、半
導体基板の種類や導電型に依って以下のような合金が使
用できる。すなわち、ｎ型ＧａＰに対してはＡｕ−Ｇ
ｅ、Ａｕ−Ｎｉ、Ａｕ−Ｓｉ、Ａｕ−Ｓｎ等が使用でき
る。ｐ型ＧａＰに対してはＡｕ−Ｂｅ、Ａｕ−Ｚｎ等が
使用できる。ｎ型ＧａＡｓに対してはＡｕ−Ｇｅ、Ａｕ
−Ｓｉ、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉ等が使用でき
る。ｐ型ＧａＡｓに対してはＡｕ−Ｚｎ、Ｉｎ−Ｚｎ等
が使用できる。ｎ型ＧａＡｌＡｓに対してはＡｕ−Ｓ
ｎ、Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉ等が使用できる。ｐ型ＧａＡｓに
対してはＡｕ−Ｚｎが使用できる。またｎ型ＩｎＰに対
してはＩｎ−Ｇｅ、Ｉｎ−Ｓｎ等が使用できる。ｐ型Ｉ
ｎＰに対してはＡｕ−Ｚｎが使用できる（「最新化合物
半導体ハンドブック」１９８２年７月サイエンスフォー
ラム社発行参照）。オーミック合金層（１０１）は電気
特性を向上させるため、複数の合金層で形成し、熱処理
して拡散により一体化させたものでも良い。この場合は
電極の厚さ方向に組成の濃度勾配を持ったものとなる。
なすオーミック合金層（１０１）用の合金としては、半
導体基板の種類や導電型に依って以下のような合金が使
用できる。すなわち、ｎ型ＧａＰに対してはＡｕ−Ｇ
ｅ、Ａｕ−Ｎｉ、Ａｕ−Ｓｉ、Ａｕ−Ｓｎ等が使用でき
る。ｐ型ＧａＰに対してはＡｕ−Ｂｅ、Ａｕ−Ｚｎ等が
使用できる。ｎ型ＧａＡｓに対してはＡｕ−Ｇｅ、Ａｕ
−Ｓｉ、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉ等が使用でき
る。ｐ型ＧａＡｓに対してはＡｕ−Ｚｎ、Ｉｎ−Ｚｎ等
が使用できる。ｎ型ＧａＡｌＡｓに対してはＡｕ−Ｓ
ｎ、Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉ等が使用できる。ｐ型ＧａＡｓに
対してはＡｕ−Ｚｎが使用できる。またｎ型ＩｎＰに対
してはＩｎ−Ｇｅ、Ｉｎ−Ｓｎ等が使用できる。ｐ型Ｉ
ｎＰに対してはＡｕ−Ｚｎが使用できる（「最新化合物
半導体ハンドブック」１９８２年７月サイエンスフォー
ラム社発行参照）。オーミック合金層（１０１）は電気
特性を向上させるため、複数の合金層で形成し、熱処理
して拡散により一体化させたものでも良い。この場合は
電極の厚さ方向に組成の濃度勾配を持ったものとなる。
【０００７】第１層と第２層との間に配置する中間金属
層（電極第２層）（１０２）としては、金（Ａｕ）が最
適である。金は融点が１，０６２℃と高く、第１層との
界面では実質的に溶融せず、拡散接合する。一方、低融
点合金からなる第３層（１０３）との界面では、一部溶
融して新たな合金層を形成する。この金層は低融点合金
層からなる第３層の溶解・凝固に伴う応力の影響を緩和
する働きをする。
層（電極第２層）（１０２）としては、金（Ａｕ）が最
適である。金は融点が１，０６２℃と高く、第１層との
界面では実質的に溶融せず、拡散接合する。一方、低融
点合金からなる第３層（１０３）との界面では、一部溶
融して新たな合金層を形成する。この金層は低融点合金
層からなる第３層の溶解・凝固に伴う応力の影響を緩和
する働きをする。
【０００８】発光ダイオードチップの最表面に形成する
低融点合金層（１０３）用の材料としては、融点が５０
０℃以下のＡｕ−( ９〜１８wt％）Ｇｅ合金（例えばＡ
ｕ−１２％Ｇｅ、ｍｐ：３５６℃）、Ａｕ−８５wt％ｄ
Ｓｎ合金（例えばＡｕ−２０wt％Ｓｎ、ｍｐ：２８０
℃）、Ａｕ−２．８５wt％Ｓｉ合金（ｍｐ：３６３
℃）、Ａｕ−２８wt％Ｉｎ合金（ｍｐ：４５４℃）等が
利用できる。これらの合金は融点が５００℃以下と低
く、ボンディング時に溶解して台板と発光ダイオードと
の接着剤の役割を果すものである。
低融点合金層（１０３）用の材料としては、融点が５０
０℃以下のＡｕ−( ９〜１８wt％）Ｇｅ合金（例えばＡ
ｕ−１２％Ｇｅ、ｍｐ：３５６℃）、Ａｕ−８５wt％ｄ
Ｓｎ合金（例えばＡｕ−２０wt％Ｓｎ、ｍｐ：２８０
℃）、Ａｕ−２．８５wt％Ｓｉ合金（ｍｐ：３６３
℃）、Ａｕ−２８wt％Ｉｎ合金（ｍｐ：４５４℃）等が
利用できる。これらの合金は融点が５００℃以下と低
く、ボンディング時に溶解して台板と発光ダイオードと
の接着剤の役割を果すものである。
【０００９】各層の適正な層厚について説明すると、オ
ーミック接触をなすオーミック合金層（１０１）は０．
１〜５μｍとするのが良い。接触抵抗を下げ、確実なオ
ーミック性を得るためである。第１層と第３層との中間
に配置する中間合金層（電極第２層）（１０２）の厚さ
は、０．２〜３μｍとするのが適当である。０．２μｍ
以下の場合には半導体基板に応力がかかり、クラック等
の欠陥が発生する場合がある。低融点合金層（１０３）
の厚さは、０．４〜３μｍが適当である。０．４μｍ以
下では接着強度の不足による不良の発生原因になり、３
μｍ以上に厚くするとボンディング後チップの傾きが大
きくなったり、チップ割れが発生するようになる。
ーミック接触をなすオーミック合金層（１０１）は０．
１〜５μｍとするのが良い。接触抵抗を下げ、確実なオ
ーミック性を得るためである。第１層と第３層との中間
に配置する中間合金層（電極第２層）（１０２）の厚さ
は、０．２〜３μｍとするのが適当である。０．２μｍ
以下の場合には半導体基板に応力がかかり、クラック等
の欠陥が発生する場合がある。低融点合金層（１０３）
の厚さは、０．４〜３μｍが適当である。０．４μｍ以
下では接着強度の不足による不良の発生原因になり、３
μｍ以上に厚くするとボンディング後チップの傾きが大
きくなったり、チップ割れが発生するようになる。
【００１０】以上のようにして３層構造からなる裏面電
極を形成するが、前述の作用効果を発揮させるには、各
金属層の融点の関係が重要である。今、第１層ないし第
３層の合金の融点をそれぞれＴ1 、Ｔ2 、Ｔ3 とした場
合、Ｔ3 ＜Ｔ1 ＜Ｔ2 なる関係を満たす必要がある。こ
こでＴ3 は台板へのボンディングに際して容易に溶融す
るように、融点が５００℃以下の合金を使用する。また
Ｔ2 は金（Ａｕ）を使用するので１，０６２℃となる。
すなわち、Ｔ3 ＜５００℃でかつＴ3 ＜Ｔ1 ＜１，０６
２℃の関係を満たすものであれば良い。
極を形成するが、前述の作用効果を発揮させるには、各
金属層の融点の関係が重要である。今、第１層ないし第
３層の合金の融点をそれぞれＴ1 、Ｔ2 、Ｔ3 とした場
合、Ｔ3 ＜Ｔ1 ＜Ｔ2 なる関係を満たす必要がある。こ
こでＴ3 は台板へのボンディングに際して容易に溶融す
るように、融点が５００℃以下の合金を使用する。また
Ｔ2 は金（Ａｕ）を使用するので１，０６２℃となる。
すなわち、Ｔ3 ＜５００℃でかつＴ3 ＜Ｔ1 ＜１，０６
２℃の関係を満たすものであれば良い。
【００１１】以上のようにして３層構造からなる裏面電
極を真空蒸着法、スパッタ法、めっき法などの手段を用
いて形成する。また、発光層部分は液相エピタキシャル
法またはＭＯＣＶＤ法、ＶＰＥ法、ＭＢＥ法などの気相
エピタキシャル法を用いて形成する。この発光層は基板
とホモ接合したものでも良く、ヘテロ接合したものであ
っても良く、３元あるいは４元などの混晶の発光層を有
する発光ダイオードにも適用できる。オーミック電極を
形成するための熱処理工程は、第１層形成後に行う。ま
た、ダイオード分離方法についても、通常のダイシング
法、スクライブ法を用いる事ができる。ダイボンディン
グは、特殊な装置は、必要でなく一般的な共晶ボンダー
を使用できる。以下、組立工程も公知の方法を適用すれ
ば良い。
極を真空蒸着法、スパッタ法、めっき法などの手段を用
いて形成する。また、発光層部分は液相エピタキシャル
法またはＭＯＣＶＤ法、ＶＰＥ法、ＭＢＥ法などの気相
エピタキシャル法を用いて形成する。この発光層は基板
とホモ接合したものでも良く、ヘテロ接合したものであ
っても良く、３元あるいは４元などの混晶の発光層を有
する発光ダイオードにも適用できる。オーミック電極を
形成するための熱処理工程は、第１層形成後に行う。ま
た、ダイオード分離方法についても、通常のダイシング
法、スクライブ法を用いる事ができる。ダイボンディン
グは、特殊な装置は、必要でなく一般的な共晶ボンダー
を使用できる。以下、組立工程も公知の方法を適用すれ
ば良い。
【００１２】金属の材質や厚さは、発光ダイオードに用
いる半導体の材質、接合構造、厚さなどにより、最適条
件を選定すれば良い。例えば、ＧａＡｓ赤外発光ダイオ
ード（チップサイズ 約３００×３００μｍ、２５０μ
ｍｔ）の場合、第１層にＡｕ−Ｇｅ合金（Ｇｅ ７．５
ｗｔ％、ｍｐ：５９５℃）を０．２μｍの厚さで形成
し、第２層にＡｕ（ｍｐ：１，０６２℃）を１μｍ、第
３層にＡｕ−Ｇｅ合金（Ｇｅ １２ｗｔ％、ｍｐ：３５
６℃）を１μｍの厚さで形成して３層構造とすれば良
い。この電極構造で製作した発光ダイオードの接着強度
は２００ｇ以上が再現性良く得られる。この時の金属層
の融点の関係は、Ａｕ−Ｇｅ（Ｇｅ：１２％）＜Ａｕ−
Ｇｅ（Ｇｅ：７．５％）＜Ａｕである。従来技術で作製
した発光ダイオードと同等の接着強度が再現性よく得ら
れる。信頼性に於いてはチップ剥離、かけ等による断線
の不良率が低減したことが確認できた。また、チップの
傾きが小さい事により、電極の認識やボンディング条件
の条件出しが容易となっただけでなく、集光特性の良い
ランプが再現性良く作製できる。
いる半導体の材質、接合構造、厚さなどにより、最適条
件を選定すれば良い。例えば、ＧａＡｓ赤外発光ダイオ
ード（チップサイズ 約３００×３００μｍ、２５０μ
ｍｔ）の場合、第１層にＡｕ−Ｇｅ合金（Ｇｅ ７．５
ｗｔ％、ｍｐ：５９５℃）を０．２μｍの厚さで形成
し、第２層にＡｕ（ｍｐ：１，０６２℃）を１μｍ、第
３層にＡｕ−Ｇｅ合金（Ｇｅ １２ｗｔ％、ｍｐ：３５
６℃）を１μｍの厚さで形成して３層構造とすれば良
い。この電極構造で製作した発光ダイオードの接着強度
は２００ｇ以上が再現性良く得られる。この時の金属層
の融点の関係は、Ａｕ−Ｇｅ（Ｇｅ：１２％）＜Ａｕ−
Ｇｅ（Ｇｅ：７．５％）＜Ａｕである。従来技術で作製
した発光ダイオードと同等の接着強度が再現性よく得ら
れる。信頼性に於いてはチップ剥離、かけ等による断線
の不良率が低減したことが確認できた。また、チップの
傾きが小さい事により、電極の認識やボンディング条件
の条件出しが容易となっただけでなく、集光特性の良い
ランプが再現性良く作製できる。
【００１３】
【作用】本発明において、中間金属を半導体と低融点電
極の間に挟むことにより、半導体にかかる熱ショックお
よび熱応力を緩和する作用がある。また、均一な層厚の
薄い接着層によりチップの傾きを抑制できる。
極の間に挟むことにより、半導体にかかる熱ショックお
よび熱応力を緩和する作用がある。また、均一な層厚の
薄い接着層によりチップの傾きを抑制できる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の内容を実施例を挙げて具体的
に説明する。 （実施例１）本発明をＧａＡｓ赤外発光ダイオードに適
用した例について図１を用いて説明する。通常のＨＢ法
により育成されたＳｉをドーピングしたｎ型ＧａＡｓ単
結晶を（１００）面で切断し、通常のラップ・ポリッシ
ュ工程を経て、厚さ２５０μｍの基板（１００）に加工
した。キャリア濃度は１×１０18ｃｍ-3であった。この
基板（１００）をＧａメタルとＧａＡｓ多結晶と微量の
Ｓｉを入れた原料溶液と共に黒鉛治具に入れ、電気炉に
より水素雰囲気中で９００℃まで加熱し、徐冷しながら
基板表面に液相エピタキシャル成長により、ｎ型ＧａＡ
ｓ層（３０１）とｐ型ＧａＡｓ層（３０２）を連続成長
させた。このエピタキシャル層の厚さは、ｎ層が４０μ
ｍ、ｐ層が８０μｍであった。次に、エピ層をポリッシ
ュし、基板をラップして厚さを３００μｍに加工した。
このエピタキシャルウェーハを硫酸：過酸化水素：水＝
８：１：１（体積比）のエッチング液で、４０℃で３分
間エッチングした。エッチング後、高真空蒸着装置に入
れ、エピ層表面にＡｕ−Ｂｅ（Ｂｅ１ｗｔ％）（２０
１）を０．５μｍ、Ａｕ（２０２）を１μｍ蒸着した。
蒸着後、ウェーハを裏返し、基板面にＡｕ−Ｇｅ（Ｇｅ
７．５ｗｔ％）（１０１−１）を０．２μｍ、Ａｕ（１
０１−２）を０．２μｍの厚さに蒸着した。
に説明する。 （実施例１）本発明をＧａＡｓ赤外発光ダイオードに適
用した例について図１を用いて説明する。通常のＨＢ法
により育成されたＳｉをドーピングしたｎ型ＧａＡｓ単
結晶を（１００）面で切断し、通常のラップ・ポリッシ
ュ工程を経て、厚さ２５０μｍの基板（１００）に加工
した。キャリア濃度は１×１０18ｃｍ-3であった。この
基板（１００）をＧａメタルとＧａＡｓ多結晶と微量の
Ｓｉを入れた原料溶液と共に黒鉛治具に入れ、電気炉に
より水素雰囲気中で９００℃まで加熱し、徐冷しながら
基板表面に液相エピタキシャル成長により、ｎ型ＧａＡ
ｓ層（３０１）とｐ型ＧａＡｓ層（３０２）を連続成長
させた。このエピタキシャル層の厚さは、ｎ層が４０μ
ｍ、ｐ層が８０μｍであった。次に、エピ層をポリッシ
ュし、基板をラップして厚さを３００μｍに加工した。
このエピタキシャルウェーハを硫酸：過酸化水素：水＝
８：１：１（体積比）のエッチング液で、４０℃で３分
間エッチングした。エッチング後、高真空蒸着装置に入
れ、エピ層表面にＡｕ−Ｂｅ（Ｂｅ１ｗｔ％）（２０
１）を０．５μｍ、Ａｕ（２０２）を１μｍ蒸着した。
蒸着後、ウェーハを裏返し、基板面にＡｕ−Ｇｅ（Ｇｅ
７．５ｗｔ％）（１０１−１）を０．２μｍ、Ａｕ（１
０１−２）を０．２μｍの厚さに蒸着した。
【００１５】次に、エピ層表面及びＧａＡｓ基板面にフ
ォトレジストを塗布し、８５℃で２０分間乾燥後、レジ
スト表面に２秒間紫外線を露光して現像し、パターンピ
ッチ３５０μｍ、電極径１２０μｍφの円形電極パター
ンをエピウエーハの表面に形成した。レジストを１４０
℃で２０分硬化させ、シアン系のエッチャントによりＡ
ｕ、Ａｕ−Ｂｅ合金層をエッチングし、表面に電極パタ
ーンを形成した。その後、レジストを剥離し、窒素雰囲
気下で４２０℃、１０分間熱処理し、表面、裏面ともに
オーミック接触電極を形成した。ウェーハを再び高真空
蒸着装置に入れ、ウェーハの基板面（裏面）にＡｕを
０．７μｍ（１０２）、Ａｕ−Ｇｅ（Ｇｅ：１２ｗｔ％
融点３５６℃）（１０３）を１μｍ蒸着した。
ォトレジストを塗布し、８５℃で２０分間乾燥後、レジ
スト表面に２秒間紫外線を露光して現像し、パターンピ
ッチ３５０μｍ、電極径１２０μｍφの円形電極パター
ンをエピウエーハの表面に形成した。レジストを１４０
℃で２０分硬化させ、シアン系のエッチャントによりＡ
ｕ、Ａｕ−Ｂｅ合金層をエッチングし、表面に電極パタ
ーンを形成した。その後、レジストを剥離し、窒素雰囲
気下で４２０℃、１０分間熱処理し、表面、裏面ともに
オーミック接触電極を形成した。ウェーハを再び高真空
蒸着装置に入れ、ウェーハの基板面（裏面）にＡｕを
０．７μｍ（１０２）、Ａｕ−Ｇｅ（Ｇｅ：１２ｗｔ％
融点３５６℃）（１０３）を１μｍ蒸着した。
【００１６】電極パターンを形成したウェーハの基板面
を粘着シートにはりつけ、電極がチップの中心に位置す
るようにしてダイシングソーで３５０μｍピッチに切断
後、粘着シートを拡大し、チップとチップの間隔を約２
００μｍに広げた。切断ダメージ層を硫酸：過酸化水
素：水＝８：１：１（体積比）のエッチング液で４０℃
で１分間エッチングして除去した。次いで通常の熱圧着
式のダイボンダーを用い、４００℃に加熱したリードフ
レームにボンディングを行った。冷却後、抜き取った３
００点の接着強度を測定した結果、強度の平均が２１０
ｇで標準偏差が１５ｇであった。剥離モードは、全数裏
面電極内部で発生しており、チップの欠け、クラックは
発生しなかった。比較のため、ＡｕＳｎソルダーを用い
た例（比較例１）、本実施例と同様の電極構造で中間金
属層（１０２）のＡｕ層が薄い例（比較例２）、低融点
合金層（１０３）の厚さを変更した例（比較例３、４）
について、接着強度を測定した結果を表１に示した。い
ずれも試料数は３００点である。また、チップの傾き角
の測定結果を表２に示した。傾き角とは接着面に対して
チップ表面が平行な時を傾き角０とした。試料数は３０
点である。
を粘着シートにはりつけ、電極がチップの中心に位置す
るようにしてダイシングソーで３５０μｍピッチに切断
後、粘着シートを拡大し、チップとチップの間隔を約２
００μｍに広げた。切断ダメージ層を硫酸：過酸化水
素：水＝８：１：１（体積比）のエッチング液で４０℃
で１分間エッチングして除去した。次いで通常の熱圧着
式のダイボンダーを用い、４００℃に加熱したリードフ
レームにボンディングを行った。冷却後、抜き取った３
００点の接着強度を測定した結果、強度の平均が２１０
ｇで標準偏差が１５ｇであった。剥離モードは、全数裏
面電極内部で発生しており、チップの欠け、クラックは
発生しなかった。比較のため、ＡｕＳｎソルダーを用い
た例（比較例１）、本実施例と同様の電極構造で中間金
属層（１０２）のＡｕ層が薄い例（比較例２）、低融点
合金層（１０３）の厚さを変更した例（比較例３、４）
について、接着強度を測定した結果を表１に示した。い
ずれも試料数は３００点である。また、チップの傾き角
の測定結果を表２に示した。傾き角とは接着面に対して
チップ表面が平行な時を傾き角０とした。試料数は３０
点である。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】表から明らかなように、本実施例は接着強
度が強く、傾き角のばらつきも小さい事がわかり信頼性
が高いことが解った。また、同様な工程でＧａＡｌＡｓ
可視（赤色）発光ダイオードを製作した場合も本実施例
と同等の結果が得られた。
度が強く、傾き角のばらつきも小さい事がわかり信頼性
が高いことが解った。また、同様な工程でＧａＡｌＡｓ
可視（赤色）発光ダイオードを製作した場合も本実施例
と同等の結果が得られた。
【００２０】
【発明の効果】本発明により、従来技術で達成できなか
ったダイボンディング不良やチップの傾きの低減および
ボンディング後のチップ割れ等の問題点を解決し、信頼
性、収率が向上する。
ったダイボンディング不良やチップの傾きの低減および
ボンディング後のチップ割れ等の問題点を解決し、信頼
性、収率が向上する。
【図１】本発明の発光ダイオードチップの断面構造図で
ある。
ある。
【図２】比較例１の発光ダイオードチップの断面構造図
である。
である。
（１００） 半導体基板 （１０１−１） オーミック合金層 （１０１−２） オーミックＡｕ層 （１０２） 中間金属層 （１０３） 低融点合金層 （２０１） オーミック合金層 （２０２） オーミックＡｕ層 （３０１） ｎ型エピタキシャル成長層 （３０２） ｐ型エピタキシャル成長層
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板上にオーム性接触をなすオー
ミック合金層、Ａｕ層、低融点合金層を順次載置してな
ることを特徴とする発光ダイオードの電極構造。 - 【請求項２】 オーミック合金の融点をＴ1 、低融点合
金の融点をＴ3 としたときに、Ｔ3 ＜Ｔ1 ＜１，０６３
℃であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオ
ードの電極構造。 - 【請求項３】 Ａｕ層の厚さが０．２μｍ以上であり、
低融点合金層の厚さが０．４〜３μｍであることを特徴
とする請求項１または請求項２に記載の発光ダイオード
の電極構造。 - 【請求項４】 半導体基板がＧａＡｓであり、低融点合
金がＧｅを９〜１８wt％を含むＡｕ−Ｇｅ合金であるこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載の発光ダ
イオードの電極構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27393294A JPH08139363A (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | 発光ダイオードの電極構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27393294A JPH08139363A (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | 発光ダイオードの電極構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08139363A true JPH08139363A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=17534587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27393294A Pending JPH08139363A (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | 発光ダイオードの電極構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08139363A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001093346A3 (en) * | 2000-05-31 | 2002-05-10 | Univ Texas | High brightness and low voltage operated leds based on inorganic salts as emitters and conductive materials as cathodic contacts |
| JP2019004127A (ja) * | 2017-06-14 | 2019-01-10 | ウィン セミコンダクターズ コーポレーション | 化合物半導体ウェーハーのゆがみを低減するための構造上の改良 |
-
1994
- 1994-11-08 JP JP27393294A patent/JPH08139363A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001093346A3 (en) * | 2000-05-31 | 2002-05-10 | Univ Texas | High brightness and low voltage operated leds based on inorganic salts as emitters and conductive materials as cathodic contacts |
| JP2019004127A (ja) * | 2017-06-14 | 2019-01-10 | ウィン セミコンダクターズ コーポレーション | 化合物半導体ウェーハーのゆがみを低減するための構造上の改良 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031216 |