JPH11214749A - 半導体発光装置 - Google Patents

半導体発光装置

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JPH11214749A
JPH11214749A JP1685598A JP1685598A JPH11214749A JP H11214749 A JPH11214749 A JP H11214749A JP 1685598 A JP1685598 A JP 1685598A JP 1685598 A JP1685598 A JP 1685598A JP H11214749 A JPH11214749 A JP H11214749A
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JP
Japan
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semiconductor
light emitting
epitaxial layer
light
type sic
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JP1685598A
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Kiyoshi Ota
潔 太田
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、青色発光ダイオード等の半導体
発光装置の光取り出し効率を向上させることを目的とす
る。 【解決手段】 この発明は、SiC半導体1、2、3か
らなる半導体発光装置であって、少なくとも光出射層を
越える位置まで半導体表面3から基板1側に向かってメ
サ形状(テーパー部)7が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、SiC半導体及
びGaN系半導体を用いた半導体発光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】SiC半導体及びGaN系半導体は、ワ
イドバンドギャップ半導体として青色発光ダイオードや
青色半導体レーザの材料として、活発な研究開発が行わ
れている。
【0003】図6に、従来の青色発光ダイオードとし
て、SiC半導体を用いた青色発光ダイオードにつき説
明する。
【0004】n型SiC半導体基板30の一主面にn型
エピタキシャル層31及びp型エピタキシャル層32が
順次形成される。n型SiC半導体基板30の他主面側
には、n型電極として、ニッケル(Ni)電極33が設
けられ、p型エピタキシャル層32上には、p型電極と
してAl電極34が形成されている。
【0005】そして、例えば、ダイシング技術によって
チップ化され、カップ状フレーム35に銀ペーストなど
により取り付けられることにより、発光ダイオードラン
プが構成される。
【0006】図7は、上記した従来の発光ダイオードの
光強度分布を示す図であり、最大の発光強度を1とした
場合の相対的な強度分布を示している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の発光ダ
イオードの場合、光出射層であるn型エピタキシャル層
31での発光光は直接チップ直上に出光することが少な
く、カップ状フレーム35に反射した光が出射光として
観察されることになる。このため図7に示すように、発
光ダイオードランプの光分布はチップ部分で小さく、周
辺が大きいという光ムラが大きくなる問題があった。
【0008】この発明は、上述した問題点を解決するた
めになされたものにして、青色発光ダイオード等の半導
体発光装置の光取り出し効率を向上させることを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、SiC半導
体またはGaN系半導体からなる半導体発光装置であっ
て、少なくとも光出射層を越える位置まで前記半導体表
面から基板側に向かってテーパー部が形成されているこ
とを特徴とする。
【0010】前記テーパー部はドライエッチングにより
形成されると共に、テーパー部の角度が、10〜75゜
であることを特徴とする。
【0011】従来、SiC半導体やGaN系半導体は、
ドライエッチングによる加工が主流であった。しかし、
ドライエッチングでは、テーパー形状を有するエッチン
グは困難であった。
【0012】そこで、本発明者等は鋭意検討したとこ
ろ、SiC半導体層またはGaN系半導体層上に、この
半導体層以上のエッチング速度を有する材料からなるマ
スクを設け、ドライエッチングにより前記半導体層をエ
ッチングすることで、10〜75°のテーパー角度を有
するエッチング形状を形成することを見い出した。
【0013】すなわち、RIE(リアクティブ・イオン
・エッチング)の条件が300W、CF4 ガス10SC
CMで、SiC半導体及びGaN半導体のエッチングレ
ートはそれぞれ400オングストローム/min、20
0オングストローム/minである。また、天然ゴム系
フォトレジストやフェノールノボラック系フォトレジス
トのエッチングレートは800オングストローム/mi
nであり、Al蒸着膜は400オングストローム/mi
nである。
【0014】ここで、天然ゴム系フォトレジストを、R
IEの選択マスクパターンとして用いた場合、例えばS
iC半導体に対するエッチングレート比が2倍であるこ
とから、RIEによってマスクは縮退しつつ、SiCの
エッチング処理が進むため、SiC半導体膜はテーパー
状にエッチングされて約26°の角度を有するメサエッ
チングが可能になる。
【0015】また、Al蒸着膜をRIEの選択マスクパ
ターンとして用いた場合、例えばGaNに対するエッチ
ングレート比が2倍であることから、同様に約26゜の
角度を有するメサエッチングが可能になる。
【0016】従って、光出射層を越える位置まで、前記
半導体表面から基板側に向かってテーパー部を形成する
ことができ、光出射層からの発光はテーパ部分から上方
へ出射されることになり、光のムラがなくなると共に、
光取り出し効率も向上する。
【0017】また、RIEによるエッチングのテーパー
角度の調整は、マスクの材料の選択やマスクにあらかじ
めテーパーを形成するなどの方法により行うことができ
る。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、この発明のメサ形状を有し
てなる半導体発光装置の実施の形態につき以下に説明す
る。
【0019】図1は、この発明の第1の実施の形態にか
かるSiC半導体を用いた発光ダイオードを製造工程別
に示す断面図、図2は、この発明の発光ダイオードチッ
プをカップ状フレームに設置した状態を示す模式的断面
図、図3は、図2に示す発光ダイオードの光強度分布を
示す図であり、最大の発光強度を1とした場合の相対的
な強度分布を示している。
【0020】まず、図1(a)に示すように、n型Si
C半導体基板1の一主面に膜厚1.0μm程度のn型S
iCエピタキシャル層2、膜厚0.3μm程度のp型S
iCエピタキシャル層3を順次形成する。
【0021】続いて、図1(b)に示すように、p型S
iCエピタキシャル層3上に、例えば、天然ゴム系フォ
トレジストからなるRIEの選択用マスクパターン4を
形成する。この天然ゴム系フォトレジスト4としては、
この実施の形態では、東京応化株式会社製の商品名「O
MR」を用いた。この際、プロキシミティー露光処理を
施すことで、テーパー形状5を有するマスクパターン4
が形成される。尚、マスクパターン4におけるフォトレ
ジストの厚さは約2μmである。
【0022】次いで、図1(c)に示すように、300
W、CF4 ガス10SCCMの条件で、20分のRIE
6の処理を行い、p型SiCエピタキシャル層3及びn
型SiCエピタキシャル層2を約0.8μmエッチング
する。このRIE条件におけるSiCのエッチングレー
トは、400オングストローム/min、また、天然ゴ
ム系フォトレジストのエッチングレートは800オング
ストローム/minである。
【0023】この結果、RIE処理により、フォトレジ
ストからなるマスクパターン4は縮退しつつ、SiCの
エッチング処理が進むため、SiC半導体膜はテーパー
状にエッチングされて、メサ形状になり、p型SiCエ
ピタキシャル層3を越えて光出射層となるn型SiCエ
ピタキシャル層2の部分までテーパー部が形成される。
【0024】この工程で、約20°程度のテーパー角度
を有するメサ形状7が形成される。
【0025】次いで、図1(d)に示すように、残フォ
トレジスト膜を除去し、表面の清浄化処理を行った後、
p型電極としてp型SiCエピタキシャル層3上にAl
電極8を設け、n型電極としてSiC半導体基板1の他
の主面側にNi電極9を形成して発光ダイオード10を
得る。
【0026】そして、図2に示すように、例えば、ダイ
シング技術によってチップ化され、カップ状フレーム1
1に銀ペーストなどにより発光ダイオード10を取り付
けて発光ダイオードランプが構成される。
【0027】図3は、かかる発光ダイオードチップ10
をカップ状フレーム11に設置した場合の光強度分布を
示す図であり、最大の発光強度を1とした場合の相対的
な強度分布を示している。この図3から明らかなよう
に、テーパー部分からの光出射成分が増加し、チップ直
上部分での光強度の増加が実現されている。
【0028】尚、上記した実施の形態においては、RI
Eの選択マスクとして、テーパー形状5を有するマスク
パターン4を用いたが、テーパー形状を有さないマスク
パターンを用いると、前述したように、約26°のテー
パー角度を有するメサエッチングとなる。
【0029】図4は、この発明の第2の実施の形態にか
かるSiC半導体を用いた発光ダイオードを製造工程別
に示す断面図である。
【0030】図4(a)に示すように、n型SiC基板
1の一主面にn型エピタキシャル層2及びp型エピタキ
シャル層3が順次形成される。
【0031】続いて、図4(b)に示すように、p型エ
ピタキシャル層3に、天然ゴム系フォトレジストからな
るマスクパターン4を形成する。この天然ゴム系フォト
レジスト4としては、第1の実施の形態と同様、東京応
化株式会社製の商品名「OMR」を用いた。この際、プ
ロキシミティー露光処理を施すことで、テーパー形状5
を有するマスクパターン4が形成される。尚、マスクパ
ターン4におけるフォトレジストの厚さは約2μmであ
る。
【0032】次いで、図4(c)に示すように、300
W、CF4 ガス10SCCMの条件で、RIE処理6を
施し、0.8μmのエッチングを施す。ここで、約20
°のテーパー角を有するメサ形状7が形成される。
【0033】この後に、図4(d)に示すように、表面
清浄化処理を行い、一部に例えば全反射膜12として膜
厚3000オングストロームのAl膜を形成すると共
に、p型電極にAl電極8、n型電極にNi電極9を形
成して、SiC半導体を用いた発光ダイオードを得る。
【0034】この実施の形態においては、カップ状フレ
ームを用いなくても、全反射膜12により光取り出しが
直上方向に増加するため、微少光源等に有効となる。
【0035】図5は、この発明の第3の実施の形態にか
かるGaN系半導体を用いた発光ダイオードを製造工程
別に示した断面図である。
【0036】まず、図5(a)に示すように、サファイ
ア基板21上に窒化アルミニウムバッファ層(図示せ
ず)を介してn型GaNコンタクト層22と、n型Ga
AlNクラッド層23と、InGaN活性層24と、p
型GaAlN層と、p型GaNコンタクト層とが順次形
成される。そして、このp型GaNコンタクト層26上
にAl蒸着膜27を2μmの厚さでパターン形成する。
【0037】次いで、図5(b)に示すように、300
W、CF4 ガス10SCCMの条件でRIE処理6を施
し、9000オングストロームのエッチングを施す。
【0038】このRIE処理で、約30°のテーパー角
を有するメサ形状部分が形成される。
【0039】この後に、図5(c)に示すように、表面
清浄化処理を行い、n型GaNコンタクト層上にn型電
極としてAl電極28を、p型GaNコンタクト層26
上にp型電極としてNi電極29を形成し、GaN系半
導体を用いた発光ダイオードが得られる。この発光ダイ
オードにおいても、テーパ部を有することから真上方向
の光出射が増え、光のムラがなくなると共に、光取り出
し効率も向上する。
【0040】上記した実施の形態においては青色発光ダ
イオードについて説明したが、青色半導体レーザについ
てもこの発明を適用することができ、青色半導体レーザ
の面発光化の実現も可能にする。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、光出射層からの発光はテーパ部分から上方へ出射さ
れることになり、光のムラがなくなると共に、光取り出
し効率も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態にかかるSiC半
導体を用いた発光ダイオードを製造工程別に示す断面図
である。
【図2】この発明の発光ダイオードチップをカップ状フ
レームに設置した状態を示す模式的断面図である。
【図3】図2に示す発光ダイオードの光強度分布を示す
図であり、最大の発光強度を1とした場合の相対的な強
度分布を示している。
【図4】この発明の第2の実施の形態にかかるSiC半
導体を用いた発光ダイオードを製造工程別に示す断面図
である。
【図5】この発明の第3の実施の形態にかかるGaN系
半導体を用いた発光ダイオードを製造工程別に示した断
面図である。
【図6】従来のSiC半導体を用いた青色発光ダイオー
ドの構造を示す断面図である。
【図7】従来の発光ダイオードの光強度分布を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 n型SiC半導体基板 2 n型SiCエピタキシャル層 3 p型SiCエピタキシャル層 7 メサ形状(テーパ部) 8 Al電極 9 Ni電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SiC半導体またはGaN系半導体から
    なる半導体発光装置であって、少なくとも光出射層を越
    える位置まで前記半導体表面から基板側に向かってテー
    パー部が形成されていることを特徴とする半導体発光装
    置。
  2. 【請求項2】 前記テーパー部はドライエッチングによ
    り形成されると共に、テーパー部の角度が、10〜75
    ゜であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光
    装置。
JP1685598A 1998-01-29 1998-01-29 半導体発光装置 Pending JPH11214749A (ja)

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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005096399A1 (ja) * 2004-03-31 2005-10-13 Nichia Corporation 窒化物半導体発光素子
JP2006019586A (ja) * 2004-07-02 2006-01-19 Sanyo Electric Co Ltd 窒化物半導体発光素子の製造方法
JP2007299934A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Showa Denko Kk 窒化物系半導体発光素子及びその製造方法、並びにランプ
JP2009283984A (ja) * 2005-05-03 2009-12-03 Samsung Electro Mech Co Ltd フリップチップ発光ダイオード及びその製造方法
CN101872821A (zh) * 2010-05-24 2010-10-27 厦门市三安光电科技有限公司 具有高光萃取效率的圆台状发光二极管及其制作方法
JP2010263251A (ja) * 2010-08-25 2010-11-18 Sanyo Electric Co Ltd 発光素子およびその製造方法
JP2012114377A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Mitsubishi Chemicals Corp 半導体発光素子
KR101261214B1 (ko) * 2006-05-18 2013-05-06 서울옵토디바이스주식회사 발광 다이오드 제조방법
US9070795B2 (en) 2013-05-30 2015-06-30 International Business Machines Corporation III-V heterojunction light emitting diode
US9911899B2 (en) 2015-06-15 2018-03-06 Alpad Corporation Semiconductor light-emitting device

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2005096399A1 (ja) * 2004-03-31 2008-02-21 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子
US7358544B2 (en) 2004-03-31 2008-04-15 Nichia Corporation Nitride semiconductor light emitting device
US7791098B2 (en) 2004-03-31 2010-09-07 Nichia Corporation Nitride semiconductor light emitting device
WO2005096399A1 (ja) * 2004-03-31 2005-10-13 Nichia Corporation 窒化物半導体発光素子
KR101119727B1 (ko) 2004-03-31 2012-03-23 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 질화물 반도체 발광 소자
JP2006019586A (ja) * 2004-07-02 2006-01-19 Sanyo Electric Co Ltd 窒化物半導体発光素子の製造方法
JP2009283984A (ja) * 2005-05-03 2009-12-03 Samsung Electro Mech Co Ltd フリップチップ発光ダイオード及びその製造方法
JP2007299934A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Showa Denko Kk 窒化物系半導体発光素子及びその製造方法、並びにランプ
KR101261214B1 (ko) * 2006-05-18 2013-05-06 서울옵토디바이스주식회사 발광 다이오드 제조방법
CN101872821A (zh) * 2010-05-24 2010-10-27 厦门市三安光电科技有限公司 具有高光萃取效率的圆台状发光二极管及其制作方法
JP2010263251A (ja) * 2010-08-25 2010-11-18 Sanyo Electric Co Ltd 発光素子およびその製造方法
JP2012114377A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Mitsubishi Chemicals Corp 半導体発光素子
US9070795B2 (en) 2013-05-30 2015-06-30 International Business Machines Corporation III-V heterojunction light emitting diode
US9252324B2 (en) 2013-05-30 2016-02-02 Globalfoundries Inc Heterojunction light emitting diode
US9343616B2 (en) 2013-05-30 2016-05-17 Globalfoundries Inc. Heterojunction light emitting diode
US9911899B2 (en) 2015-06-15 2018-03-06 Alpad Corporation Semiconductor light-emitting device
US10128408B2 (en) 2015-06-15 2018-11-13 Alpad Corporation Semiconductor light-emitting device
US10403790B2 (en) 2015-06-15 2019-09-03 Alpad Corporation Method for manufacturing semiconductor light-emitting device

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