JPH08298341A - 発光ダイオード - Google Patents
発光ダイオードInfo
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- JPH08298341A JPH08298341A JP12717595A JP12717595A JPH08298341A JP H08298341 A JPH08298341 A JP H08298341A JP 12717595 A JP12717595 A JP 12717595A JP 12717595 A JP12717595 A JP 12717595A JP H08298341 A JPH08298341 A JP H08298341A
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Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 素子表面の防湿性を向上させ、発光出力の低
下を防ぎ素子寿命の向上を図る。 【構成】 発光ダイオードの発光面に絶縁性の無機質か
らなる薄膜を形成し、その上に熱硬化性樹脂薄膜を形成
した発光ダイオード。
下を防ぎ素子寿命の向上を図る。 【構成】 発光ダイオードの発光面に絶縁性の無機質か
らなる薄膜を形成し、その上に熱硬化性樹脂薄膜を形成
した発光ダイオード。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は発光素子に係り、特に素
子表面を特定の物質で保護し、発光出力の劣化を防ぐ発
光素子に関する。
子表面を特定の物質で保護し、発光出力の劣化を防ぐ発
光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】化合物半導体を用いた発光素子は、一般
的に発光ダイオード（以下ＬＥＤと略す）と呼ばれてい
る。例えばＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いたＬＥＤで
は、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓが用
いられている。しかし、これらの化合物半導体は、湿度
に長時間曝された場合に、素子表面が酸化され、その酸
化膜が光を通しずらくするために発光出力が低下すると
いう欠点がある。発光素子を工業的に使用する場合に
は、一般に発光素子をエポキシ樹脂で完全に封止し、Ｌ
ＥＤランプを形成して使用されるが、この樹脂は防湿性
に劣り、大気中の水分が侵入することを許すため、化合
物半導体の発光素子表面の酸化を防ぐことが出来ない。
特に、ＧａＡｌＡｓ系ＬＥＤは水分により酸化され易
く、その結果、発光出力の低下が発生し、ディスプレー
や信号機など屋外でＬＥＤを利用する場合は大きな障害
になる。また、その対策として使用するエポキシ樹脂を
難吸湿性の硬度の高いものに変えることは可能である
が、それらの樹脂は応力が大きく、外部応力に対し極め
て弱い化合物半導体結晶に使用した場合には、結晶欠陥
を誘発し、逆に発光出力を低下させることとなる。そこ
で表面酸化を防ぐために、表面保護膜を利用した様々な
検討が行われている。例えば、化学的表面処理により自
然酸化膜を形成する方法（例えば、第４２回応用物理学
会予稿集、６００頁、９ａ−Ｄ−３、１９８１、第４４
回応用物理学会予稿集、４８５頁、２８ａ−Ｈ−３、１
９８３、及び特開平４−２１６６８３等）や酸化珪素、
窒化珪素、シリコンオキシナイトライドの保護膜を形成
する方法（例えば、特開昭６２−２０３８３、特開平１
−２２６１８１、特開４−１６７５６９、菅野卓雄著、
半導体プラズマプロセス技術、産業図書等）が提案され
ている。また、特定の屈折率を持つポリイミドなどの樹
脂で表面を覆い、発光効率を向上する事も実施されてい
る。しかし、耐湿性が劣るため保護膜としては、利用さ
れていない。
的に発光ダイオード（以下ＬＥＤと略す）と呼ばれてい
る。例えばＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いたＬＥＤで
は、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓが用
いられている。しかし、これらの化合物半導体は、湿度
に長時間曝された場合に、素子表面が酸化され、その酸
化膜が光を通しずらくするために発光出力が低下すると
いう欠点がある。発光素子を工業的に使用する場合に
は、一般に発光素子をエポキシ樹脂で完全に封止し、Ｌ
ＥＤランプを形成して使用されるが、この樹脂は防湿性
に劣り、大気中の水分が侵入することを許すため、化合
物半導体の発光素子表面の酸化を防ぐことが出来ない。
特に、ＧａＡｌＡｓ系ＬＥＤは水分により酸化され易
く、その結果、発光出力の低下が発生し、ディスプレー
や信号機など屋外でＬＥＤを利用する場合は大きな障害
になる。また、その対策として使用するエポキシ樹脂を
難吸湿性の硬度の高いものに変えることは可能である
が、それらの樹脂は応力が大きく、外部応力に対し極め
て弱い化合物半導体結晶に使用した場合には、結晶欠陥
を誘発し、逆に発光出力を低下させることとなる。そこ
で表面酸化を防ぐために、表面保護膜を利用した様々な
検討が行われている。例えば、化学的表面処理により自
然酸化膜を形成する方法（例えば、第４２回応用物理学
会予稿集、６００頁、９ａ−Ｄ−３、１９８１、第４４
回応用物理学会予稿集、４８５頁、２８ａ−Ｈ−３、１
９８３、及び特開平４−２１６６８３等）や酸化珪素、
窒化珪素、シリコンオキシナイトライドの保護膜を形成
する方法（例えば、特開昭６２−２０３８３、特開平１
−２２６１８１、特開４−１６７５６９、菅野卓雄著、
半導体プラズマプロセス技術、産業図書等）が提案され
ている。また、特定の屈折率を持つポリイミドなどの樹
脂で表面を覆い、発光効率を向上する事も実施されてい
る。しかし、耐湿性が劣るため保護膜としては、利用さ
れていない。
【０００３】
【発明が解決すべき課題】自然酸化膜を形成する方法だ
けでは化合物半導体表面と酸化膜界面の密着性が弱く、
緻密な膜を成長させることが困難な為、完全に水分を防
ぐことは出来ない。酸化珪素や窒化珪素を表面保護膜と
して利用する場合、モールド樹脂による外部応力やＧａ
Ａｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体と熱膨張係数に差が
有るため、応力が生じ、半導体表面に結晶欠陥を誘発し
たり、窒化珪素膜等にクラックが入り長期間の使用に耐
えられる信頼性を得られないという問題が有った。その
ため、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体表面に酸化珪素膜を形
成し、さらに窒化珪素膜を形成するという複合膜が使用
されたり、シリコンオキシナイトライド膜が採用された
りしているが、それでも、これら膜の欠点を完全に補
い、完全なパッシベーション膜を得ることは難しい。ま
た、有機樹脂膜は、無機膜に比べ耐湿性に劣り長期間の
信頼性が得られない。従来の方法では、発光素子を水分
から保護することは難しく、高温・高湿下の厳しい環境
の基で長時間使用されても、光出力の劣化を防ぎ、且
つ、生産性を損なわない新たな保護膜の形成方法が望ま
れている。一方、ＬＥＤチップをモールド樹脂で封止す
る際に、吸水性の低い樹脂を選択することで或る程度耐
湿性の向上は計られるが、吸湿性の低い樹脂は応力が大
きくＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は応力に対し弱いため、
逆に応力劣化を引き起こす原因となる。また、甚だしい
場合は、酸化珪素や窒化珪素等の膜にクラックを発生さ
せ、耐湿性までを損なうという悪影響が生じる場合があ
る。これら、樹脂の応力対策も発光ダイオードチップの
信頼性をより高める為には解決しなければならない問題
である。本発明は、上記問題点を解決するためのもの
で、素子表面の防湿性を向上させ、発光出力の低下を防
ぎ素子寿命の向上を図るとともに、生産性の上でも支障
が無い発光素子を提供することを目的とする。
けでは化合物半導体表面と酸化膜界面の密着性が弱く、
緻密な膜を成長させることが困難な為、完全に水分を防
ぐことは出来ない。酸化珪素や窒化珪素を表面保護膜と
して利用する場合、モールド樹脂による外部応力やＧａ
Ａｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体と熱膨張係数に差が
有るため、応力が生じ、半導体表面に結晶欠陥を誘発し
たり、窒化珪素膜等にクラックが入り長期間の使用に耐
えられる信頼性を得られないという問題が有った。その
ため、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体表面に酸化珪素膜を形
成し、さらに窒化珪素膜を形成するという複合膜が使用
されたり、シリコンオキシナイトライド膜が採用された
りしているが、それでも、これら膜の欠点を完全に補
い、完全なパッシベーション膜を得ることは難しい。ま
た、有機樹脂膜は、無機膜に比べ耐湿性に劣り長期間の
信頼性が得られない。従来の方法では、発光素子を水分
から保護することは難しく、高温・高湿下の厳しい環境
の基で長時間使用されても、光出力の劣化を防ぎ、且
つ、生産性を損なわない新たな保護膜の形成方法が望ま
れている。一方、ＬＥＤチップをモールド樹脂で封止す
る際に、吸水性の低い樹脂を選択することで或る程度耐
湿性の向上は計られるが、吸湿性の低い樹脂は応力が大
きくＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は応力に対し弱いため、
逆に応力劣化を引き起こす原因となる。また、甚だしい
場合は、酸化珪素や窒化珪素等の膜にクラックを発生さ
せ、耐湿性までを損なうという悪影響が生じる場合があ
る。これら、樹脂の応力対策も発光ダイオードチップの
信頼性をより高める為には解決しなければならない問題
である。本発明は、上記問題点を解決するためのもの
で、素子表面の防湿性を向上させ、発光出力の低下を防
ぎ素子寿命の向上を図るとともに、生産性の上でも支障
が無い発光素子を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者は前記課
題を解決すべく鋭意研究した結果、電極領域以外の化合
物半導体表面上に酸化珪素、窒化珪素、シリコンオキシ
ナイトライド等の無機からなる薄膜を形成し、その上に
ポリイミド、環状オレフィン系樹脂等からなる熱硬化性
樹脂の薄膜を形成させることにより前記課題が解決され
ることを見出し、本発明を完成するに至った。
題を解決すべく鋭意研究した結果、電極領域以外の化合
物半導体表面上に酸化珪素、窒化珪素、シリコンオキシ
ナイトライド等の無機からなる薄膜を形成し、その上に
ポリイミド、環状オレフィン系樹脂等からなる熱硬化性
樹脂の薄膜を形成させることにより前記課題が解決され
ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００５】本発明で使用する半導体基板は、ＧａＡ
ｓ、ＧａＰ、ＩｎＰなど通常使用されている発光ダイオ
ード用半導体基板が使用できる。ＬＥＤの構造として
は、活性層やクラッド層に、ＧａＡｌＡｓ，ＡｌＩｎＧ
ａＰ，ＡｌＧａＮ等Ａｌ成分を含んだ層を有する場合の
ものが最も効果的であるが、通常のＬＥＤで利用される
ＧａＡｓやＧａＰのホモ接合やＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ
の様なヘテロ接合でも適用上問題ない。活性層の厚み
は、０．５〜３０μｍが望ましいが、クラッド層では、
２μｍ以上が望ましい。成長法は液相エピタキシャル成
長法がコスト的に最適であるが、ハライド系の気相エピ
タキシャル成長法、有機金属を利用したＭＯＣＶＤ法や
ＭＢＥ法も利用できる。電極は、オーミック特性が得ら
れボンディングを損なわない材質のものであればどのよ
うな材質のものでも利用できる。
ｓ、ＧａＰ、ＩｎＰなど通常使用されている発光ダイオ
ード用半導体基板が使用できる。ＬＥＤの構造として
は、活性層やクラッド層に、ＧａＡｌＡｓ，ＡｌＩｎＧ
ａＰ，ＡｌＧａＮ等Ａｌ成分を含んだ層を有する場合の
ものが最も効果的であるが、通常のＬＥＤで利用される
ＧａＡｓやＧａＰのホモ接合やＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ
の様なヘテロ接合でも適用上問題ない。活性層の厚み
は、０．５〜３０μｍが望ましいが、クラッド層では、
２μｍ以上が望ましい。成長法は液相エピタキシャル成
長法がコスト的に最適であるが、ハライド系の気相エピ
タキシャル成長法、有機金属を利用したＭＯＣＶＤ法や
ＭＢＥ法も利用できる。電極は、オーミック特性が得ら
れボンディングを損なわない材質のものであればどのよ
うな材質のものでも利用できる。
【０００６】酸化珪素や窒化珪素等の保護膜は一般にＣ
ＶＤと呼ばれる気相法で形成される。様々なＣＶＤの中
で、反応温度が低いプラズマＣＶＤ法が密着性の点で優
れているが、熱分解ＣＶＤ法でもよく、最適な厚みは
０．０２μｍ〜０．５μｍの範囲である。薄ければ、パ
ッシベーション膜としての働きに欠け、厚い場合は応力
歪みによるクラックの発生が懸念される。また、グラス
レジンなど無機質の珪素樹脂を溶剤に分散させた薬液
を、スピンナーなどによりウェーハ表面に均一に塗布
し、高温で燒結して保護膜として使用してもよい。その
上に形成する熱硬化性樹脂膜は、ＬＥＤチップをボンデ
ィング工程、リフロー工程等に投入されることを想定
し、ガラス転移点が１６０℃以上の耐熱性の高い樹脂が
必要である。その意味において、耐熱温度が通常の樹脂
の中では高いポリイミド系樹脂は最適である。ポリイミ
ド樹脂として、感光基を有する感光性ポリイミド樹脂を
用いる場合は、ウェーハ全面塗布後、通常のフォトリソ
グラフィー法でパターンが形成でき工程を簡略化するこ
とができる。しかし、一般的なポリイミド樹脂をシート
状にチップ表面に形成後、ヒドラジン等でエッチングし
て利用してもよい。尚、感光基を有するものは、イミド
結合反応を促進するためにキュアリングが必要であり、
イミド化率６０％以上になるような温度と時間で処理す
る事が必要である。熱硬化性樹脂の厚みは、０．２〜２
０μｍが望ましい。０．２μｍより薄いと保護膜として
の効果が充分でなく、２０μｍより厚い場合は、熱膨張
率との差などにより剥離が生じやすい。保護膜はチップ
側面からチップ上面に到るチップ全面を完全に覆うこと
が効果的であるが、チップ上面のみに保護膜を形成して
もその効果は損なわれ無い。
ＶＤと呼ばれる気相法で形成される。様々なＣＶＤの中
で、反応温度が低いプラズマＣＶＤ法が密着性の点で優
れているが、熱分解ＣＶＤ法でもよく、最適な厚みは
０．０２μｍ〜０．５μｍの範囲である。薄ければ、パ
ッシベーション膜としての働きに欠け、厚い場合は応力
歪みによるクラックの発生が懸念される。また、グラス
レジンなど無機質の珪素樹脂を溶剤に分散させた薬液
を、スピンナーなどによりウェーハ表面に均一に塗布
し、高温で燒結して保護膜として使用してもよい。その
上に形成する熱硬化性樹脂膜は、ＬＥＤチップをボンデ
ィング工程、リフロー工程等に投入されることを想定
し、ガラス転移点が１６０℃以上の耐熱性の高い樹脂が
必要である。その意味において、耐熱温度が通常の樹脂
の中では高いポリイミド系樹脂は最適である。ポリイミ
ド樹脂として、感光基を有する感光性ポリイミド樹脂を
用いる場合は、ウェーハ全面塗布後、通常のフォトリソ
グラフィー法でパターンが形成でき工程を簡略化するこ
とができる。しかし、一般的なポリイミド樹脂をシート
状にチップ表面に形成後、ヒドラジン等でエッチングし
て利用してもよい。尚、感光基を有するものは、イミド
結合反応を促進するためにキュアリングが必要であり、
イミド化率６０％以上になるような温度と時間で処理す
る事が必要である。熱硬化性樹脂の厚みは、０．２〜２
０μｍが望ましい。０．２μｍより薄いと保護膜として
の効果が充分でなく、２０μｍより厚い場合は、熱膨張
率との差などにより剥離が生じやすい。保護膜はチップ
側面からチップ上面に到るチップ全面を完全に覆うこと
が効果的であるが、チップ上面のみに保護膜を形成して
もその効果は損なわれ無い。
【０００７】
【作用】無機質の薄膜の上に樹脂薄膜を形成することに
より、モールド樹脂として高応力のものを使用しても樹
脂は無機質に較べ柔らかいので樹脂薄膜がモールド樹脂
の応力を緩和してくれるため、無機質の薄膜にかかる応
力が小さくなる。従って無機質の薄膜のクラックの発生
は少なくなり、またわずかなクラックが発生したとして
もその上に樹脂薄膜が形成されているのでそれにより保
護される。樹脂薄膜によるモールド樹脂の応力緩和は無
機質の薄膜がなくても同様であるが、樹脂薄膜だけでは
耐湿性が十分でない。無機薄膜の上に樹脂薄膜を形成す
ることにより始めて湿度による発光出力の劣化とモール
ド樹脂の応力による発光出力の低下を有効に防止でき
る。
より、モールド樹脂として高応力のものを使用しても樹
脂は無機質に較べ柔らかいので樹脂薄膜がモールド樹脂
の応力を緩和してくれるため、無機質の薄膜にかかる応
力が小さくなる。従って無機質の薄膜のクラックの発生
は少なくなり、またわずかなクラックが発生したとして
もその上に樹脂薄膜が形成されているのでそれにより保
護される。樹脂薄膜によるモールド樹脂の応力緩和は無
機質の薄膜がなくても同様であるが、樹脂薄膜だけでは
耐湿性が十分でない。無機薄膜の上に樹脂薄膜を形成す
ることにより始めて湿度による発光出力の劣化とモール
ド樹脂の応力による発光出力の低下を有効に防止でき
る。
【０００８】
［実施例１］実施例としてＧａＡｌＡｓ発光ダイオード
用エピタキシャル基板に複数個のＬＥＤ素子を作った例
を示す。その断面構造を図１に示す。エピタキシャル基
板は面方位（１００）のｐ型ＧａＡｓ基板１に、液相エ
ピタキシャル法にてＺｎドープのｐ型ＧａＡｌＡｓクラ
ッド層（２０μｍ）４を成長させ、その上に活性層とし
てＺｎドープｐ型ＧａＡｌＡｓ層（１μｍ）２を成長さ
せ、さらにその上にＴｅドープのｎ型ＧａＡｌＡｓクラ
ッド層（４０μｍ）３を成長させて作成した。その活性
層のＡｌ混晶比は発光波長が６６０ｎｍとなるようＡｌ
0.35Ｇａ0.65Ａｓに調整した。
用エピタキシャル基板に複数個のＬＥＤ素子を作った例
を示す。その断面構造を図１に示す。エピタキシャル基
板は面方位（１００）のｐ型ＧａＡｓ基板１に、液相エ
ピタキシャル法にてＺｎドープのｐ型ＧａＡｌＡｓクラ
ッド層（２０μｍ）４を成長させ、その上に活性層とし
てＺｎドープｐ型ＧａＡｌＡｓ層（１μｍ）２を成長さ
せ、さらにその上にＴｅドープのｎ型ＧａＡｌＡｓクラ
ッド層（４０μｍ）３を成長させて作成した。その活性
層のＡｌ混晶比は発光波長が６６０ｎｍとなるようＡｌ
0.35Ｇａ0.65Ａｓに調整した。
【０００９】そのｎ型ＧａＡｌＡｓクラッド層の３表面
にＡｕＧｅ／Ａｕ（厚さはそれぞれ、１０００Ａ／６０
００Ａ）電極材料を真空蒸着法で形成し、ｐ型ＧａＡｓ
基板表面にはＡｕＢｅ（厚さは、６０００Ａ）電極５を
真空蒸着法で形成した。ｎ側の電極５は直径１３０μｍ
φの領域をフォトリソグラフィーによるレジスト材など
で保護し、上記領域以外の領域をエッチング法で除去す
ることで形成した。裏面となるｐ側の電極はベタ電極と
した。レジスト材を除去後、Ｎ2 雰囲気下４２０℃で５
分間アロイングをして表面、裏面にオーミック電極を形
成した。シラン及び亜酸化窒素を原料としたプラズマＣ
ＶＤ法で酸化珪素を０．２５μｍとなるように堆積させ
た。その上に感光性ポリイミド（旭化成工業 製ＰＩＭ
ＥＬシリ−ズ、ガラス転移点３５５℃）をスピンコータ
ーで均一に塗布した。フォトリソグラフィー法により電
極領域とダイシングストリート部９以外の領域を保護す
るようにパターンを形成し、ＨＦ−フッ化アンモニウム
水溶液にて電極領域とダイシングストリート部の部分の
酸化珪素を除去した。樹脂を硬化させるために、窒素雰
囲気で３５０℃、６０分熱処理を行った。ポリイミドの
膜厚は３μｍである。
にＡｕＧｅ／Ａｕ（厚さはそれぞれ、１０００Ａ／６０
００Ａ）電極材料を真空蒸着法で形成し、ｐ型ＧａＡｓ
基板表面にはＡｕＢｅ（厚さは、６０００Ａ）電極５を
真空蒸着法で形成した。ｎ側の電極５は直径１３０μｍ
φの領域をフォトリソグラフィーによるレジスト材など
で保護し、上記領域以外の領域をエッチング法で除去す
ることで形成した。裏面となるｐ側の電極はベタ電極と
した。レジスト材を除去後、Ｎ2 雰囲気下４２０℃で５
分間アロイングをして表面、裏面にオーミック電極を形
成した。シラン及び亜酸化窒素を原料としたプラズマＣ
ＶＤ法で酸化珪素を０．２５μｍとなるように堆積させ
た。その上に感光性ポリイミド（旭化成工業 製ＰＩＭ
ＥＬシリ−ズ、ガラス転移点３５５℃）をスピンコータ
ーで均一に塗布した。フォトリソグラフィー法により電
極領域とダイシングストリート部９以外の領域を保護す
るようにパターンを形成し、ＨＦ−フッ化アンモニウム
水溶液にて電極領域とダイシングストリート部の部分の
酸化珪素を除去した。樹脂を硬化させるために、窒素雰
囲気で３５０℃、６０分熱処理を行った。ポリイミドの
膜厚は３μｍである。
【００１０】ダイシングソーにて素子を切断し、ＬＥＤ
チップを形成した。その平面図を図２に示す。リードフ
レームにチップをダイマウント後、２５μｍの金線でワ
イヤーボンディングを行い、さらにエポキシ樹脂にてモ
ールドしランプを作製した。この試料１００個について
高温・高湿通電試験（温度；６０℃、湿度；９５％Ｒ
Ｈ、電流；１３ｍＡ連続通電）を実施した。本方法で得
られたＬＥＤランプでは１０００時間経過後の輝度残存
率８５％以上の規格を満たすものは、１００％であっ
た。特性は高い残存率を維持している。本実施例では、
ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系ＬＥＤを用いたが、ＧａＡｓ
赤外ＬＥＤ、ＧａＰ可視ＬＥＤについても同様な効果が
得られた。
チップを形成した。その平面図を図２に示す。リードフ
レームにチップをダイマウント後、２５μｍの金線でワ
イヤーボンディングを行い、さらにエポキシ樹脂にてモ
ールドしランプを作製した。この試料１００個について
高温・高湿通電試験（温度；６０℃、湿度；９５％Ｒ
Ｈ、電流；１３ｍＡ連続通電）を実施した。本方法で得
られたＬＥＤランプでは１０００時間経過後の輝度残存
率８５％以上の規格を満たすものは、１００％であっ
た。特性は高い残存率を維持している。本実施例では、
ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系ＬＥＤを用いたが、ＧａＡｓ
赤外ＬＥＤ、ＧａＰ可視ＬＥＤについても同様な効果が
得られた。
【００１１】［実施例２］実施例としてＧａＡｌＡｓ発
光ダイオード用エピタキシャル基板に複数個のＬＥＤ素
子を作った例を示す。オーミック電極を形成までは、実
施例１と同じである。シラン及びアンモニアを原料とし
たプラズマＣＶＤ法で窒化珪素を０．１μｍとなるよう
に堆積させた。その上に感光性環状オレフィン系樹脂
（日本ゼオン製Ｚコ−トシリ−ズ、ガラス転移点１６８
℃）をスピンコーターで均一に塗布した。フォトリソグ
ラフィー法により電極領域とダイシングストリート部以
外の領域を保護するようにパターンを形成し、ＨＦ−フ
ッ化アンモニウム水溶液にて電極領域とダイシングスト
リート部の部分の窒化珪素を除去した。樹脂を硬化させ
るために、窒素雰囲気で３００℃、６０分熱処理を行っ
た。環状オレフィン系樹脂の膜厚は２μｍであった。
光ダイオード用エピタキシャル基板に複数個のＬＥＤ素
子を作った例を示す。オーミック電極を形成までは、実
施例１と同じである。シラン及びアンモニアを原料とし
たプラズマＣＶＤ法で窒化珪素を０．１μｍとなるよう
に堆積させた。その上に感光性環状オレフィン系樹脂
（日本ゼオン製Ｚコ−トシリ−ズ、ガラス転移点１６８
℃）をスピンコーターで均一に塗布した。フォトリソグ
ラフィー法により電極領域とダイシングストリート部以
外の領域を保護するようにパターンを形成し、ＨＦ−フ
ッ化アンモニウム水溶液にて電極領域とダイシングスト
リート部の部分の窒化珪素を除去した。樹脂を硬化させ
るために、窒素雰囲気で３００℃、６０分熱処理を行っ
た。環状オレフィン系樹脂の膜厚は２μｍであった。
【００１２】ダイシングソーにて素子を切断し、ＬＥＤ
チップを形成した。切断前の断面構造は図１において酸
化珪素７が窒化珪素８に代わるのみで他は図１と同様で
ある。切断後のチップの平面を図１に示す。リードフレ
ームにチップをダイマウント後、２５μｍの金線でワイ
ヤーボンディングを行い、さらにエポキシ樹脂にてモー
ルドしランプを作製した。この試料１００個について高
温・高湿通電試験（温度；６０℃、湿度；９５％ＲＨ、
電流；１３ｍＡ連続通電）を実施した。本方法で得られ
たＬＥＤランプでは１０００時間経過後の輝度残存率８
５％以上の規格を満たすものは、１００％であった。特
性は高い残存率を維持している。本実施例では、ＡｌＧ
ａＡｓ／ＧａＡｓ系ＬＥＤを用いたが、ＧａＡｓ赤外Ｌ
ＥＤ、ＧａＰ可視ＬＥＤについても同様な効果が得られ
た。
チップを形成した。切断前の断面構造は図１において酸
化珪素７が窒化珪素８に代わるのみで他は図１と同様で
ある。切断後のチップの平面を図１に示す。リードフレ
ームにチップをダイマウント後、２５μｍの金線でワイ
ヤーボンディングを行い、さらにエポキシ樹脂にてモー
ルドしランプを作製した。この試料１００個について高
温・高湿通電試験（温度；６０℃、湿度；９５％ＲＨ、
電流；１３ｍＡ連続通電）を実施した。本方法で得られ
たＬＥＤランプでは１０００時間経過後の輝度残存率８
５％以上の規格を満たすものは、１００％であった。特
性は高い残存率を維持している。本実施例では、ＡｌＧ
ａＡｓ／ＧａＡｓ系ＬＥＤを用いたが、ＧａＡｓ赤外Ｌ
ＥＤ、ＧａＰ可視ＬＥＤについても同様な効果が得られ
た。
【００１３】［比較例１］実施例としてＧａＡｌＡｓ発
光ダイオード用エピタキシャル基板に複数個のＬＥＤ素
子を作った例を示す。オーミック電極を形成までは、実
施例１と同じである。シラン及び亜酸化窒素を原料とし
たプラズマＣＶＤ法で酸化珪素を０．２５μｍとなるよ
うに堆積させた。フォトリソグラフィー法により電極領
域とダイシングストリート部以外の領域を保護するよう
にレジストパターンを形成し、ＨＦ−フッ化アンモニウ
ム水溶液にて電極領域とダイシングストリート部の部分
の酸化珪素を除去した。
光ダイオード用エピタキシャル基板に複数個のＬＥＤ素
子を作った例を示す。オーミック電極を形成までは、実
施例１と同じである。シラン及び亜酸化窒素を原料とし
たプラズマＣＶＤ法で酸化珪素を０．２５μｍとなるよ
うに堆積させた。フォトリソグラフィー法により電極領
域とダイシングストリート部以外の領域を保護するよう
にレジストパターンを形成し、ＨＦ−フッ化アンモニウ
ム水溶液にて電極領域とダイシングストリート部の部分
の酸化珪素を除去した。
【００１４】ダイシングソーにて素子を切断し、ＬＥＤ
チップを形成した。その断面構造を図３に示す。リード
フレームにチップをダイマウント後、２５μｍの金線で
ワイヤーボンディングを行い、さらにエポキシ樹脂にて
モールドしランプを作製した。この試料１００個につい
て高温・高湿通電試験（温度；６０℃、湿度；９５％Ｒ
Ｈ、電流；１３ｍＡ連続通電）を実施した。本方法で得
られたＬＥＤランプでは１０００時間経過後の輝度残存
率８５％以上の規格を満たすものは、９２％であった。
本方法で得られた従来法のＬＥＤランプでは１０００時
間経過後の輝度残存率の規格を満たさないランプがあっ
た。本発明の実施例に比べ信頼性が劣る。
チップを形成した。その断面構造を図３に示す。リード
フレームにチップをダイマウント後、２５μｍの金線で
ワイヤーボンディングを行い、さらにエポキシ樹脂にて
モールドしランプを作製した。この試料１００個につい
て高温・高湿通電試験（温度；６０℃、湿度；９５％Ｒ
Ｈ、電流；１３ｍＡ連続通電）を実施した。本方法で得
られたＬＥＤランプでは１０００時間経過後の輝度残存
率８５％以上の規格を満たすものは、９２％であった。
本方法で得られた従来法のＬＥＤランプでは１０００時
間経過後の輝度残存率の規格を満たさないランプがあっ
た。本発明の実施例に比べ信頼性が劣る。
【００１５】［比較例２］実施例としてＧａＡｌＡｓ発
光ダイオード用エピタキシャル基板に複数個のＬＥＤ素
子を作った例を示す。オーミック電極を形成までは、実
施例１と同じである。感光性ポリイミド（旭化成工業
製ＰＩＭＥＬシリ−ズ、ガラス転移点３５５℃）をスピ
ンコーターで均一に塗布した。フォトリソグラフィー法
により電極領域とダイシングストリート部以外の領域を
保護するようにパターンを形成した。樹脂を硬化させる
ために、窒素雰囲気で３５０℃、６０分熱処理を行っ
た。ポリイミドの膜厚は３μｍである。
光ダイオード用エピタキシャル基板に複数個のＬＥＤ素
子を作った例を示す。オーミック電極を形成までは、実
施例１と同じである。感光性ポリイミド（旭化成工業
製ＰＩＭＥＬシリ−ズ、ガラス転移点３５５℃）をスピ
ンコーターで均一に塗布した。フォトリソグラフィー法
により電極領域とダイシングストリート部以外の領域を
保護するようにパターンを形成した。樹脂を硬化させる
ために、窒素雰囲気で３５０℃、６０分熱処理を行っ
た。ポリイミドの膜厚は３μｍである。
【００１６】ダイシングソーにて素子を切断し、ＬＥＤ
チップを形成した。その断面構造を図４に示す。リード
フレームにチップをダイマウント後、２５μｍの金線で
ワイヤーボンディングを行い、さらにエポキシ樹脂にて
モールドしランプを作製した。この試料１００個につい
て高温・高湿通電試験（温度；６０℃、湿度；９５％Ｒ
Ｈ、電流；１３ｍＡ連続通電）を実施した。本方法で得
られたＬＥＤランプでは１０００時間経過後の輝度残存
率８５％以上の規格を満たすものは、９０％であった。
チップを形成した。その断面構造を図４に示す。リード
フレームにチップをダイマウント後、２５μｍの金線で
ワイヤーボンディングを行い、さらにエポキシ樹脂にて
モールドしランプを作製した。この試料１００個につい
て高温・高湿通電試験（温度；６０℃、湿度；９５％Ｒ
Ｈ、電流；１３ｍＡ連続通電）を実施した。本方法で得
られたＬＥＤランプでは１０００時間経過後の輝度残存
率８５％以上の規格を満たすものは、９０％であった。
【００１７】本方法で得られた従来法のＬＥＤランプで
は１０００時間経過後の輝度残存率の規格を満たさない
ランプがあった。本発明の実施例に比べ信頼性が劣る。
は１０００時間経過後の輝度残存率の規格を満たさない
ランプがあった。本発明の実施例に比べ信頼性が劣る。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、半導体表面を酸化珪素
などの無機質の薄膜とポリイミドなどの熱硬化性樹脂の
薄膜からなる複合膜を形成させることにより、酸化珪素
単層やポリイミド単層で得られなかった信頼性の高い防
湿性が得られる。高温・高湿通電試験において、高い信
頼特性が得られる。
などの無機質の薄膜とポリイミドなどの熱硬化性樹脂の
薄膜からなる複合膜を形成させることにより、酸化珪素
単層やポリイミド単層で得られなかった信頼性の高い防
湿性が得られる。高温・高湿通電試験において、高い信
頼特性が得られる。
【図１】実施例１，２のＬＥＤ素子平面図。
【図２】実施例１，２のＬＥＤ素子の断面図。
【図３】比較例１のＬＥＤ素子の断面図。
【図４】比較例２のＬＥＤ素子の断面図。
１ ＧａＡｓ基板 ２ 活性層 ３ ｎクラッド層 ４ ｐクラッド層 ５ オーミック電極 ６ 熱硬化性樹脂 ７ 酸化珪素 ８ 窒化珪素 ９ ダイシングストリ−ト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 臼田 雅彦 埼玉県秩父市大字下影森1505昭和電工株式 会社秩父工場内 (72)発明者 亀村 高行 埼玉県秩父市大字下影森1505昭和電工株式 会社秩父工場内 (72)発明者 吉岡 敦 埼玉県秩父市大字下影森1505昭和電工株式 会社秩父工場内 (72)発明者 菅原 拓郎 埼玉県秩父市大字下影森1505昭和電工株式 会社秩父工場内
Claims (7)
- 【請求項１】 発光ダイオードの発光面に絶縁性の無機
質からなる薄膜を形成し、その上に熱硬化性樹脂薄膜を
形成したことを特徴とする発光ダイオード。 - 【請求項２】 熱硬化性樹脂がイミド結合を有する樹脂
である請求項１に記載の発光ダイオード。 - 【請求項３】 熱硬化性樹脂が感光基を有する樹脂であ
る請求項１または２に記載の発光ダイオード。 - 【請求項４】 熱硬化性樹脂のガラス転移点が１６０℃
以上である請求項１〜３のいずれかに記載の発光ダイオ
ード。 - 【請求項５】 無機質からなる薄膜が、酸化珪素、窒化
珪素、シリコンオキシナイトライドの少なくとも一つで
ある請求項１に記載の発光ダイオード。 - 【請求項６】 無機質の薄膜の厚さが、０．０５〜０.
５μｍ、熱硬化性樹脂の薄膜の厚さが０．２〜２０μｍ
である請求項１〜５のいずれかに記載の発光ダイオー
ド。 - 【請求項７】 発光層または発光面がアルミニウムを含
む化合物半導体結晶により形成されていることを特徴と
する請求項１〜６のいずれかに記載の発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12717595A JP3963330B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12717595A JP3963330B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 発光ダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08298341A true JPH08298341A (ja) | 1996-11-12 |
| JP3963330B2 JP3963330B2 (ja) | 2007-08-22 |
Family
ID=14953533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12717595A Expired - Lifetime JP3963330B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3963330B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006043422A1 (ja) * | 2004-10-19 | 2006-04-27 | Nichia Corporation | 半導体素子 |
| JP2009004815A (ja) * | 1996-12-04 | 2009-01-08 | Seiko Epson Corp | 半導体装置及びその製造方法、並びに電子部品及びその製造方法 |
| US8115284B2 (en) | 1996-12-04 | 2012-02-14 | Seiko Epson Corporation | Electronic component and semiconductor device, method of making the same and method of mounting the same, circuit board and electronic instrument |
| US8643023B2 (en) | 2009-05-22 | 2014-02-04 | Showa Denko K.K. | Light emitting diode, light emitting diode lamp, and lighting apparatus |
| JP2014187323A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Toshiba Corp | 半導体発光装置 |
| US8987764B2 (en) | 2012-05-25 | 2015-03-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device and light source unit |
-
1995
- 1995-04-26 JP JP12717595A patent/JP3963330B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009004815A (ja) * | 1996-12-04 | 2009-01-08 | Seiko Epson Corp | 半導体装置及びその製造方法、並びに電子部品及びその製造方法 |
| US8115284B2 (en) | 1996-12-04 | 2012-02-14 | Seiko Epson Corporation | Electronic component and semiconductor device, method of making the same and method of mounting the same, circuit board and electronic instrument |
| US8384213B2 (en) | 1996-12-04 | 2013-02-26 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device, circuit board, and electronic instrument |
| WO2006043422A1 (ja) * | 2004-10-19 | 2006-04-27 | Nichia Corporation | 半導体素子 |
| US7436066B2 (en) | 2004-10-19 | 2008-10-14 | Nichia Corporation | Semiconductor element |
| TWI384638B (zh) * | 2004-10-19 | 2013-02-01 | 日亞化學工業股份有限公司 | 半導體元件 |
| US8643023B2 (en) | 2009-05-22 | 2014-02-04 | Showa Denko K.K. | Light emitting diode, light emitting diode lamp, and lighting apparatus |
| US8987764B2 (en) | 2012-05-25 | 2015-03-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device and light source unit |
| JP2014187323A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Toshiba Corp | 半導体発光装置 |
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|---|---|
| JP3963330B2 (ja) | 2007-08-22 |
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