JPS609181A - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
- Publication number
- JPS609181A JPS609181A JP58117316A JP11731683A JPS609181A JP S609181 A JPS609181 A JP S609181A JP 58117316 A JP58117316 A JP 58117316A JP 11731683 A JP11731683 A JP 11731683A JP S609181 A JPS609181 A JP S609181A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- section
- lens
- layer
- emitting diode
- 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.)
- Pending
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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
- H10H20/85—Packages
- H10H20/855—Optical field-shaping means, e.g. lenses
-
- 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
- H10H20/83—Electrodes
- H10H20/831—Electrodes characterised by their shape
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１１発明の技術分野
本発明は光半導体装置、詳しくは球レンズ付発光ダイオ
ードの製造において球レンズを正しく位置ぎめして取り
付けた球レンズ付発光ダイオードに関する。
ードの製造において球レンズを正しく位置ぎめして取り
付けた球レンズ付発光ダイオードに関する。
（２）技術の背景
発光ダイオードは表示用として広く使用されているもの
であるが、それの発する光は指向性が悪く、そのままで
は光ファイバーと結合せしめることが難しい。そのため
発光領域を小さくし、電流密度を大きくして発光輝度を
高め、かつ、発光ダイオードの発光領域前面に微小レン
ズを配設して集光した後に光ファイバーと結合する方法
がとられている。
であるが、それの発する光は指向性が悪く、そのままで
は光ファイバーと結合せしめることが難しい。そのため
発光領域を小さくし、電流密度を大きくして発光輝度を
高め、かつ、発光ダイオードの発光領域前面に微小レン
ズを配設して集光した後に光ファイバーと結合する方法
がとられている。
第１図は微小球レンズを発光領域前面に配設した従来の
発光ダイオードの側断面図で、同図を参照すると、符号
ｌはダブルへテロ構造の発光ダイオードを示し、その形
状は１辺の長さＷが４００μｍである正方形底面をもつ
直方体で、微小球レンズ２が配設されている側から、中
心に窓が設けられた金−ゲルマニウムー金（ＡｕＧｅＡ
ｕ）電極４、厚さ４０ｃｒ ｍのｎ形ガリウム−アルミ
ニウムー砒素（ＧａＡＫ Ａｓ）層５、同じ（厚さ１ｐ
ｍのｎ形ＧａＡｊ Ａｓ層６、厚さ１μｍのｐ形ＧａＡ
１／ｊｓ層７、次いで厚さ１μｍのｐ形ＧａＡｊ Ａｓ
１ｉｉ ８の層構造を成し、その次に二酸化シリ−コン
（５ｉＯ２）膜９、金−亜鉛一金（ＡｕＺｎＡｕ）電極
１０が形成され、前記５ｆＯ２膜９とＡｕ−Ｚｎ−Ａｕ
電極１０とを合せた厚さは２０μｍである。
発光ダイオードの側断面図で、同図を参照すると、符号
ｌはダブルへテロ構造の発光ダイオードを示し、その形
状は１辺の長さＷが４００μｍである正方形底面をもつ
直方体で、微小球レンズ２が配設されている側から、中
心に窓が設けられた金−ゲルマニウムー金（ＡｕＧｅＡ
ｕ）電極４、厚さ４０ｃｒ ｍのｎ形ガリウム−アルミ
ニウムー砒素（ＧａＡＫ Ａｓ）層５、同じ（厚さ１ｐ
ｍのｎ形ＧａＡｊ Ａｓ層６、厚さ１μｍのｐ形ＧａＡ
１／ｊｓ層７、次いで厚さ１μｍのｐ形ＧａＡｊ Ａｓ
１ｉｉ ８の層構造を成し、その次に二酸化シリ−コン
（５ｉＯ２）膜９、金−亜鉛一金（ＡｕＺｎＡｕ）電極
１０が形成され、前記５ｆＯ２膜９とＡｕ−Ｚｎ−Ａｕ
電極１０とを合せた厚さは２０μｍである。
他方、微小球レンズ２は樹脂３によって発光ダイオード
１に取り付けられ、活性層６で発光した光は実線βで示
す如く、微小球レンズ２によって集光され、図示せぬ光
ファイバーに入射する。なお発光領域の幅ｄは３０μｍ
程度で発光ダイオード１の幅Ｗの１０分の１以下であり
、また微小球レンズ２の直径は図では発光ダイオード１
の幅Ｗより小さく描いであるが、実際はＷと同程度かそ
れよりやや大である。
１に取り付けられ、活性層６で発光した光は実線βで示
す如く、微小球レンズ２によって集光され、図示せぬ光
ファイバーに入射する。なお発光領域の幅ｄは３０μｍ
程度で発光ダイオード１の幅Ｗの１０分の１以下であり
、また微小球レンズ２の直径は図では発光ダイオード１
の幅Ｗより小さく描いであるが、実際はＷと同程度かそ
れよりやや大である。
また第２図は光ファイバー２２を発光ダイオード２１に
エツチングで形成した凹部に樹脂３０で埋め込み固定し
た構造の光半導体装置の側断面図を示す図で、同図にお
いて、符号３０ａおよび３０ｂは金属電極２４．２６お
よび２９はガリウム・砒素（ＧａＡｓ）層、２５および
２８はＧａＡＰＡｓ層を示す。
エツチングで形成した凹部に樹脂３０で埋め込み固定し
た構造の光半導体装置の側断面図を示す図で、同図にお
いて、符号３０ａおよび３０ｂは金属電極２４．２６お
よび２９はガリウム・砒素（ＧａＡｓ）層、２５および
２８はＧａＡＰＡｓ層を示す。
ところで上記発光ダイオード２１の製造においては、Ｇ
ａＡｓ層２４のエツチングによる凹部形成が技術的に難
しいため、現在第１図に示す微小球レンズ２を配設した
発光ダイオードが一般に用いられている。
ａＡｓ層２４のエツチングによる凹部形成が技術的に難
しいため、現在第１図に示す微小球レンズ２を配設した
発光ダイオードが一般に用いられている。
（３）従来技術と問題点
従来微小球レンズ２の取付けは、樹脂３をＡｕＧｅＡｕ
電極４上に塗布した後、微小球レンズ２をピンセントな
どで保持しながら顕微鏡などでの観察下で上記樹脂上に
微小球レンズ２を置き、上記樹脂３の表面張力を利用し
て位置出しをし、しかる後樹脂硬化をまって微小球レン
ズ２の取付げを完了する。
電極４上に塗布した後、微小球レンズ２をピンセントな
どで保持しながら顕微鏡などでの観察下で上記樹脂上に
微小球レンズ２を置き、上記樹脂３の表面張力を利用し
て位置出しをし、しかる後樹脂硬化をまって微小球レン
ズ２の取付げを完了する。
ところで上述の方法では、微小球レンズ２の位置出し精
度が悪いため、レンズの中心が発光領域の中心からはず
れ、集光効率が低下する欠点があり、その結果十分な発
光出力が得られない問題がある。また上記位置出し作業
はデリケートなもので効率が悪い問題もある。更には第
１図に矢印して示す如くに光がもれる問題もある。
度が悪いため、レンズの中心が発光領域の中心からはず
れ、集光効率が低下する欠点があり、その結果十分な発
光出力が得られない問題がある。また上記位置出し作業
はデリケートなもので効率が悪い問題もある。更には第
１図に矢印して示す如くに光がもれる問題もある。
（４）発明の目的
本発明は上記従来の問題点に鑑み、微小球レンズ付光半
導体素子の組立において、そのレンズの中心が発光領域
の中心に精度良くかつ容易に位置ぎめされうる光半導体
装置を提供することを目的とする。
導体素子の組立において、そのレンズの中心が発光領域
の中心に精度良くかつ容易に位置ぎめされうる光半導体
装置を提供することを目的とする。
（５）発明の構成
そしてこの目的は本発明によれば、球レンズ付発光ダイ
オードにおいて、当該発光ダイ、オードの光取出し側の
電極に形成された四部をレンズ収納部とし、当該電極を
前記レンズ収納部の周縁部をガイドとして球レンズを載
置できる厚さに形成し、上記収納部に樹脂を塗布して球
レンズを載置し、樹脂硬化させてなることを特徴とする
光半導体装置の製造方法を提供することによって達成さ
れる。
オードにおいて、当該発光ダイ、オードの光取出し側の
電極に形成された四部をレンズ収納部とし、当該電極を
前記レンズ収納部の周縁部をガイドとして球レンズを載
置できる厚さに形成し、上記収納部に樹脂を塗布して球
レンズを載置し、樹脂硬化させてなることを特徴とする
光半導体装置の製造方法を提供することによって達成さ
れる。
（６）発明の実施例
以下本発明実施例を図面により詳説する。
第３図は本発明実施例を説明するための微小球レンズを
取り付けた発光ダイオードの側断面図で、同図において
第１図に示したものと同じ部分は同じ符号を付して示す
。
取り付けた発光ダイオードの側断面図で、同図において
第１図に示したものと同じ部分は同じ符号を付して示す
。
同図前、参照すると、従来技術と同様にしてｎ形ＧａＡ
Ｑ ＡｓＪｉｔ ５および６、ｐ形ＧａＡ９ Ａｓ層７
と８、および二酸化シリコン膜９とＡｕ−Ｚｎ−Ａｕ電
極１０を形成する。
Ｑ ＡｓＪｉｔ ５および６、ｐ形ＧａＡ９ Ａｓ層７
と８、および二酸化シリコン膜９とＡｕ−Ｚｎ−Ａｕ電
極１０を形成する。
他方、電極３４は例えば金ゲルマニウム（ＡｕＧｅ）層
−銀（Ａｇ）−金メッキ層により従来より厚く例えば３
０〜４０μｍの厚さに形成し、この電極の中心部には、
第５図に示す如（例えば平面図にして円形の凹部３５を
設ける。そしてこの円形凹部３５の中心は発光部の中心
と一致するようにし、また電極３４の厚さは、微小球レ
ンズ２をこの凹部３５上に、凹部３５の周縁部３６に接
して配設したとき、ｎ形ＧａＡＬΔＳ層５と微小球レン
ズ２との間に樹脂を塗布しうる空間が残される厚さとす
る。なお前記凹部３５を以下レンズ収納部３５と呼称す
る。
−銀（Ａｇ）−金メッキ層により従来より厚く例えば３
０〜４０μｍの厚さに形成し、この電極の中心部には、
第５図に示す如（例えば平面図にして円形の凹部３５を
設ける。そしてこの円形凹部３５の中心は発光部の中心
と一致するようにし、また電極３４の厚さは、微小球レ
ンズ２をこの凹部３５上に、凹部３５の周縁部３６に接
して配設したとき、ｎ形ＧａＡＬΔＳ層５と微小球レン
ズ２との間に樹脂を塗布しうる空間が残される厚さとす
る。なお前記凹部３５を以下レンズ収納部３５と呼称す
る。
ここで上述した電極３４の形成方法の一例を第４図を参
照して説明すると、同図（ａ）に示す如くｎ形ＧａＡＬ
ＡｓｌＷ ５上にＡｕＧｅ層４１を蒸着により形成し、
次いで前記レンズ収納部形成領域番つレジストパターン
４２を通常の技術で形成する（同図（ｂ））。
照して説明すると、同図（ａ）に示す如くｎ形ＧａＡＬ
ＡｓｌＷ ５上にＡｕＧｅ層４１を蒸着により形成し、
次いで前記レンズ収納部形成領域番つレジストパターン
４２を通常の技術で形成する（同図（ｂ））。
しかる後Ａｇ、＾ＵメッキによりＡｇ、 Ａｕメッキ層
４３を形成しく同図（Ｃ１）、次いでレジスト４２およ
び当該レジスト４２の下の＾ｕＧｅＦｆｔを除去して同
図（ｄｌに示すレンズ収納部４４が設けられた電極を形
成する。
４３を形成しく同図（Ｃ１）、次いでレジスト４２およ
び当該レジスト４２の下の＾ｕＧｅＦｆｔを除去して同
図（ｄｌに示すレンズ収納部４４が設けられた電極を形
成する。
なお上記へｇ、へＵメッキにおいて銀メッキを３０μｍ
の厚さに、また金メッキは１０μｍの厚さにメッキし、
全体として４０μｍの厚さとする。なお第５図は上述し
た方法によって形成された電極３４の斜視図で、同図お
よび第４図において、発光ダイオード３１はその一部の
みが示され残りの部分は省略しである。また電極３４の
厚さは配設する微小球レンズの大きさなどに応じて適宜
選択する。
の厚さに、また金メッキは１０μｍの厚さにメッキし、
全体として４０μｍの厚さとする。なお第５図は上述し
た方法によって形成された電極３４の斜視図で、同図お
よび第４図において、発光ダイオード３１はその一部の
みが示され残りの部分は省略しである。また電極３４の
厚さは配設する微小球レンズの大きさなどに応じて適宜
選択する。
再び第３図を参照して上述した電極３４が形成された発
光ダイオード３１における微小球レンズ２の取（ｑけ方
法を説明すると、電極３４のレンズ収納部３５に収納部
３５を埋める如くに樹脂３３を塗布した後、微小球レン
ズ２をレンズ収納部３５の周縁部３６をガイドとして該
レンズ収納部３５上に配置する。そしてこの場合微小球
レンズ２を軽く押しつけるだけでレンズ２は収納部３５
上に正しく位置ぎめされて載置される。しかる後に樹脂
３３を硬化させて微小球レンズ２を固定する。
光ダイオード３１における微小球レンズ２の取（ｑけ方
法を説明すると、電極３４のレンズ収納部３５に収納部
３５を埋める如くに樹脂３３を塗布した後、微小球レン
ズ２をレンズ収納部３５の周縁部３６をガイドとして該
レンズ収納部３５上に配置する。そしてこの場合微小球
レンズ２を軽く押しつけるだけでレンズ２は収納部３５
上に正しく位置ぎめされて載置される。しかる後に樹脂
３３を硬化させて微小球レンズ２を固定する。
かくして電極３４が球レンズ載置における位置ぎめガイ
ドとなり、微小球レンズを、・その中心が発光中心と一
致した状態で取り付けることができ、しかもその方法は
従来の配設方法に比べて簡便であるため位置正しが容易
になされる。またこの実施例では、第１図に示した光も
れがなくなる利点がある。
ドとなり、微小球レンズを、・その中心が発光中心と一
致した状態で取り付けることができ、しかもその方法は
従来の配設方法に比べて簡便であるため位置正しが容易
になされる。またこの実施例では、第１図に示した光も
れがなくなる利点がある。
（７）発明の効果
以上詳細に説明した如く、本発明によれば微小球レンズ
を配設した発光ダイオードにおい′てマ簡便な方法で微
小球レンズの中心と発光中心とを一致して取り付けるこ
とができるため、発光ダイオードの出方向上および製造
工程の省力化に効果大であるだけでなく、樹脂３３から
光がもれないので、光取出しまたは光結合効率が上がる
効果がある。
を配設した発光ダイオードにおい′てマ簡便な方法で微
小球レンズの中心と発光中心とを一致して取り付けるこ
とができるため、発光ダイオードの出方向上および製造
工程の省力化に効果大であるだけでなく、樹脂３３から
光がもれないので、光取出しまたは光結合効率が上がる
効果がある。
第１図および第２図は従来の発光ダイオードの側断面図
、第３図は本発明実施例を説明するための発光ダイオー
ドの側断面図、第４図は本発明に係わる発光ダイオード
の電極形成工程を示す図、第５図は前記電極の斜視図で
ある。 １．２Ｌ３１−ｍ−発光ダイオード、２−微小球１／７
ズ、３．３３−樹脂、４−へｕＧｅＡｕ電極、３ｔ−Ａ
ｕＧｅ−へｇ−へＵ電極、３４．４４’−レンズ収納部
、４Ｆ−へｕＧｅ層、４２− レジスト、４３−一一へ
ｇ、 へＵメ ツキ層 第１図 第２囚 第４図
、第３図は本発明実施例を説明するための発光ダイオー
ドの側断面図、第４図は本発明に係わる発光ダイオード
の電極形成工程を示す図、第５図は前記電極の斜視図で
ある。 １．２Ｌ３１−ｍ−発光ダイオード、２−微小球１／７
ズ、３．３３−樹脂、４−へｕＧｅＡｕ電極、３ｔ−Ａ
ｕＧｅ−へｇ−へＵ電極、３４．４４’−レンズ収納部
、４Ｆ−へｕＧｅ層、４２− レジスト、４３−一一へ
ｇ、 へＵメ ツキ層 第１図 第２囚 第４図
Claims (1)
- 球レンズ付発光ダイオードにおいて、当該発光ダイオー
ドの光取出し側の電極に形成された凹部をレンズ収納部
とし、当該電極を前記レンズ収納部の周縁部をガイドと
して球レンズを載置できる厚さに形成し、上記収納部に
樹脂を塗布して球レンズを載置し、樹脂硬化させてなる
ことを特徴とする光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58117316A JPS609181A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58117316A JPS609181A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 光半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS609181A true JPS609181A (ja) | 1985-01-18 |
Family
ID=14708730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58117316A Pending JPS609181A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS609181A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4841344A (en) * | 1985-09-13 | 1989-06-20 | Siemens Atiengesellschaft | Light-emitting-diode (LED) with spherical lens |
| US4989051A (en) * | 1990-02-13 | 1991-01-29 | The Univ. Of Delaware | Bi-directional, feed through emitter-detector for optical fiber transmission lines |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5571082A (en) * | 1978-11-22 | 1980-05-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Semiconductor luminous device |
| JPS57199277A (en) * | 1981-06-01 | 1982-12-07 | Toshiba Corp | Semiconductor luminous elements and manufacture thereof |
-
1983
- 1983-06-29 JP JP58117316A patent/JPS609181A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5571082A (en) * | 1978-11-22 | 1980-05-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Semiconductor luminous device |
| JPS57199277A (en) * | 1981-06-01 | 1982-12-07 | Toshiba Corp | Semiconductor luminous elements and manufacture thereof |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4841344A (en) * | 1985-09-13 | 1989-06-20 | Siemens Atiengesellschaft | Light-emitting-diode (LED) with spherical lens |
| US4989051A (en) * | 1990-02-13 | 1991-01-29 | The Univ. Of Delaware | Bi-directional, feed through emitter-detector for optical fiber transmission lines |
| WO1991012633A1 (en) * | 1990-02-13 | 1991-08-22 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Bi-directional, feed through emitter-detector for optical fiber transmission lines |
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