JPS62207Y2 - - Google Patents
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- JPS62207Y2 JPS62207Y2 JP1980092267U JP9226780U JPS62207Y2 JP S62207 Y2 JPS62207 Y2 JP S62207Y2 JP 1980092267 U JP1980092267 U JP 1980092267U JP 9226780 U JP9226780 U JP 9226780U JP S62207 Y2 JPS62207 Y2 JP S62207Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- junction
- type layer
- layer
- light emitting
- 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.)
- Expired
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Description
【考案の詳細な説明】
本案は高輝度で電圧レベルの異なるGaP赤色発
光ダイオードに関する。
光ダイオードに関する。
従来GaPの赤色発光ダイオードに於ては、電流
値の増加に伴ない発光量が飽和する現象があるた
め、高輝度を得るためには、発光ダイオードの大
きさを大きくしたり、発光ダイオードを複数個並
べて並列又は直列に配線して輝度を高くしてき
た。しかしこれらの方法は、いずれも、工数や価
格が単体の倍又は倍以上かかるし、載置面積も広
く必要とするため不都合である。
値の増加に伴ない発光量が飽和する現象があるた
め、高輝度を得るためには、発光ダイオードの大
きさを大きくしたり、発光ダイオードを複数個並
べて並列又は直列に配線して輝度を高くしてき
た。しかしこれらの方法は、いずれも、工数や価
格が単体の倍又は倍以上かかるし、載置面積も広
く必要とするため不都合である。
又発光ダイオードを積層するものもあるが、切
り出されたものを積み重ねるのは極めて困難であ
るし、エピタキシヤル成長で重ねる時は中央に生
じるPN接合が逆方向にバイアスされるのでこの
対策を必要とする。GaAsP等でよく行なわれる
のはこの中央のPN接合近傍で不純物濃度を下
げ、ブレークダウン電圧を下げる方法があるが、
GaPでは不純物濃度を下げると結晶が黒く不透明
になる。GaPは結晶が発光色に対し透明で光取り
出し率が高いことが一つの長所であるが、このよ
うに黒く不透明になると光取り出し率が低下し、
発光PN接合を２層にしても発光量は1.4倍程度に
しかならない。又、第１図に示すように発光ダイ
オードの各層２１，２２，２３，２４に電極３
１，３１，３１…を設け金属細線３３等でワイヤ
ボンドする事が提案されているが、ワイヤボンド
に必要な面積を各層に設けるのは極めて不経済で
ありしかも多段にし各段を水平にする選択エツチ
ング等が困難で、実用化されていない。
り出されたものを積み重ねるのは極めて困難であ
るし、エピタキシヤル成長で重ねる時は中央に生
じるPN接合が逆方向にバイアスされるのでこの
対策を必要とする。GaAsP等でよく行なわれる
のはこの中央のPN接合近傍で不純物濃度を下
げ、ブレークダウン電圧を下げる方法があるが、
GaPでは不純物濃度を下げると結晶が黒く不透明
になる。GaPは結晶が発光色に対し透明で光取り
出し率が高いことが一つの長所であるが、このよ
うに黒く不透明になると光取り出し率が低下し、
発光PN接合を２層にしても発光量は1.4倍程度に
しかならない。又、第１図に示すように発光ダイ
オードの各層２１，２２，２３，２４に電極３
１，３１，３１…を設け金属細線３３等でワイヤ
ボンドする事が提案されているが、ワイヤボンド
に必要な面積を各層に設けるのは極めて不経済で
ありしかも多段にし各段を水平にする選択エツチ
ング等が困難で、実用化されていない。
本案は上述の点を考慮してなされたもので、以
下本案を実施例に基づいて詳細に説明する。
下本案を実施例に基づいて詳細に説明する。
第２図は本案実施例の発光ダイオードの製造工
程を示す説明図で第３図は本案実施例の発光ダイ
オードの説明図である。まず本案実施例の発光ダ
イオードの製造工程から説明する。
程を示す説明図で第３図は本案実施例の発光ダイ
オードの説明図である。まず本案実施例の発光ダ
イオードの製造工程から説明する。
はじめに第２図ａに示すようなｎ型のGaP単結
晶の基板１を準備する。
晶の基板１を準備する。
この上に同図ｂの如くＰ型層２第２のｎ型層３
第２のＰ型層４を順次エピタキシヤル成長させ
る。具体的に例示するならば、約1000℃でテルル
を添加したガリウム溶液にｎ型基板１を接触さ
せ、１分間に４℃の割合で冷却して約20分エピタ
キシヤル成長させ高品質のｎ層を形成、その次に
亜鉛および酸化ガリウムを添加したガリウム溶液
に900℃で接触させ、−４℃／minの割合で約60分
エピタキシヤル成長させてＰ型層２を得る。次に
再びテルルを添加したガリウム溶液に約950℃で
浸漬させこれを1000℃まで上昇させたのち１分間
に3.5℃の割合で冷却して60分エピタキシヤル成
長させて第２のｎ型を形成させる。そして最後に
亜鉛および酸化ガリウムを添加したガリウム溶液
に910℃で接触させ−3.5℃／minの割合で50分エ
ピタキシヤル成長させて第２のＰ層を形成させ
る。この工程で出来た３つのPN接合５，６，７
のうち、第１のPN接合５と第３のPN接合７は順
方向バイアス電流によつて赤色の発光をする。
第２のＰ型層４を順次エピタキシヤル成長させ
る。具体的に例示するならば、約1000℃でテルル
を添加したガリウム溶液にｎ型基板１を接触さ
せ、１分間に４℃の割合で冷却して約20分エピタ
キシヤル成長させ高品質のｎ層を形成、その次に
亜鉛および酸化ガリウムを添加したガリウム溶液
に900℃で接触させ、−４℃／minの割合で約60分
エピタキシヤル成長させてＰ型層２を得る。次に
再びテルルを添加したガリウム溶液に約950℃で
浸漬させこれを1000℃まで上昇させたのち１分間
に3.5℃の割合で冷却して60分エピタキシヤル成
長させて第２のｎ型を形成させる。そして最後に
亜鉛および酸化ガリウムを添加したガリウム溶液
に910℃で接触させ−3.5℃／minの割合で50分エ
ピタキシヤル成長させて第２のＰ層を形成させ
る。この工程で出来た３つのPN接合５，６，７
のうち、第１のPN接合５と第３のPN接合７は順
方向バイアス電流によつて赤色の発光をする。
次に第２図ｃに示すようにさいころ状のいわゆ
るチツプに分割するための深いみぞ８，８…とそ
のすぐそばに設けられ第３のPN接合７より深く
第１のPN接合５より浅い溝９，９…とをダイシ
ングソーなどとによつて設ける。
るチツプに分割するための深いみぞ８，８…とそ
のすぐそばに設けられ第３のPN接合７より深く
第１のPN接合５より浅い溝９，９…とをダイシ
ングソーなどとによつて設ける。
そしてこの基板をリン酸等のエツチング液に浸
漬する。エツチング液は主面方向より側面方向へ
のエツチング速度が速いものがよく、必要に応じ
てあらかじめ表面の電極取付予定個所等に樹脂等
のマスクを設けておけばよい。エツチングが終了
すると深いみぞ８，８…と浅い溝９，９…との隔
壁がとれて、同図ｄのように底面が略斜面の巾の
広い溝１０，１０…が形成される。
漬する。エツチング液は主面方向より側面方向へ
のエツチング速度が速いものがよく、必要に応じ
てあらかじめ表面の電極取付予定個所等に樹脂等
のマスクを設けておけばよい。エツチングが終了
すると深いみぞ８，８…と浅い溝９，９…との隔
壁がとれて、同図ｄのように底面が略斜面の巾の
広い溝１０，１０…が形成される。
この基板にマスク法又は蒸着後の選択エツチン
グで電極１１，１１…１２，１２…を形成する。
これは例えば紫外線硬化型の樹脂を巾の広い溝１
０，１０…もうまるように表面（エピタキシヤル
成長層側）に塗布し、表面の電極予定個所と巾の
広い溝１０，１０…の中の第２のPN接合６が露
出した部分とを除いて紫外線を照射し、未硬化部
分を除去してマスクとする。表面を上にして基板
を真空蒸着装置内にセツトし、金と亜鉛とを主材
とする電極材料を真空蒸着する。次に再び紫外線
硬化型樹脂により巾の広い溝１０，１０…の中の
第２のPN接合６が露出した部分と裏面（ｎ型基
板側）の電極予定個所とが露出するよう表裏面に
マスクを形成し、同様にして金とテルルとを主材
とする電極材料を真空蒸着する。マスクを除去し
た後520℃で加熱処理するとオーミツク電極が得
られる。注意を要するのは第２のPN接合６にま
たがつて設けた電極１２，１２…のオーミツク特
性を良好ならしめることであるが、これはエピタ
キシヤル成長で第２のPN接合６を形成させる時
に一度高温にするとか温度降下を一時休止（５乃
至30分）させる（いずれも実際のエピタキシヤル
成長開始の時か開始直後が好ましい）という工程
を含ませておき、電極材料の蒸着においてＰ側用
の電極材料とｎ側の電極材料の両方を蒸着するの
だが、あとにする方の面積を先にする面積より広
くするとか位置を少しずらす等によりオーミツク
特性は容易に向上する。又、各成長層は20乃至40
μｍ程度の成長であるし、この電極１２，１２…
には平坦さは必要でないので、作業は煩雑とはな
らない。
グで電極１１，１１…１２，１２…を形成する。
これは例えば紫外線硬化型の樹脂を巾の広い溝１
０，１０…もうまるように表面（エピタキシヤル
成長層側）に塗布し、表面の電極予定個所と巾の
広い溝１０，１０…の中の第２のPN接合６が露
出した部分とを除いて紫外線を照射し、未硬化部
分を除去してマスクとする。表面を上にして基板
を真空蒸着装置内にセツトし、金と亜鉛とを主材
とする電極材料を真空蒸着する。次に再び紫外線
硬化型樹脂により巾の広い溝１０，１０…の中の
第２のPN接合６が露出した部分と裏面（ｎ型基
板側）の電極予定個所とが露出するよう表裏面に
マスクを形成し、同様にして金とテルルとを主材
とする電極材料を真空蒸着する。マスクを除去し
た後520℃で加熱処理するとオーミツク電極が得
られる。注意を要するのは第２のPN接合６にま
たがつて設けた電極１２，１２…のオーミツク特
性を良好ならしめることであるが、これはエピタ
キシヤル成長で第２のPN接合６を形成させる時
に一度高温にするとか温度降下を一時休止（５乃
至30分）させる（いずれも実際のエピタキシヤル
成長開始の時か開始直後が好ましい）という工程
を含ませておき、電極材料の蒸着においてＰ側用
の電極材料とｎ側の電極材料の両方を蒸着するの
だが、あとにする方の面積を先にする面積より広
くするとか位置を少しずらす等によりオーミツク
特性は容易に向上する。又、各成長層は20乃至40
μｍ程度の成長であるし、この電極１２，１２…
には平坦さは必要でないので、作業は煩雑とはな
らない。
このあと、裏面から加圧するとか裏面にスクラ
イブ溝をつけてから加圧する、あるいは巾の広い
溝１０，１０…の最深部（深いみぞ８，８…があ
つた位置に略対応する）にさらにダイシング刃を
入れる等の方法により分割し、第３図のような発
光ダイオードを得る。
イブ溝をつけてから加圧する、あるいは巾の広い
溝１０，１０…の最深部（深いみぞ８，８…があ
つた位置に略対応する）にさらにダイシング刃を
入れる等の方法により分割し、第３図のような発
光ダイオードを得る。
以上の如く本案は、Ｎ型基板又はＮ型層と、こ
の上に成長し赤色発光する第１のPN接合を形成
するＰ型層と、このＰ型層の上に成長し第２の
PN接合を形成する第２のＮ層と、この第２のＮ
層の上に成長し赤色発光する第３のPN接合を形
成する第２のＰ型層と、前記第２のPN接合を実
質的に無効にするようにＰ型層と第２のＰ型層に
またがつて設けられた金属層（前記電極１２とを
具備した発光ダイオードであるから、従来の発光
ダイオード１個分の載置面積に載置でき、約２倍
明るい発光ダイオードとなり、しかも側面処理や
金属層取付の製造は平坦である事を必要としない
ので第１図の発光ダイオードよりはるかに現実的
で量産性の良い製造方法を適用できる。さらに、
素子の電気的特性のうち順方向電圧は、GaP赤色
発光ダイオードの場合1.95±0.2V（順方向電流
5mAに対し）であるが、この値は電極のつけ方
や電極の形状により微妙に変化し、さらに金属細
線等のワイヤボンドの影響も受ける。ところが本
案の発光ダイオードは、従来の発光ダイオードを
２つの直列接続したものと異なり、電極１２の役
目によりこの順方向電圧を低目におさえる事がで
きる。従つて従来の発光ダイオードを２個直列接
続したものと本案の発光ダイオードとを併用し電
圧制御で選択発光させる事もできるので制御盤の
表示装置等、用途が広い。
の上に成長し赤色発光する第１のPN接合を形成
するＰ型層と、このＰ型層の上に成長し第２の
PN接合を形成する第２のＮ層と、この第２のＮ
層の上に成長し赤色発光する第３のPN接合を形
成する第２のＰ型層と、前記第２のPN接合を実
質的に無効にするようにＰ型層と第２のＰ型層に
またがつて設けられた金属層（前記電極１２とを
具備した発光ダイオードであるから、従来の発光
ダイオード１個分の載置面積に載置でき、約２倍
明るい発光ダイオードとなり、しかも側面処理や
金属層取付の製造は平坦である事を必要としない
ので第１図の発光ダイオードよりはるかに現実的
で量産性の良い製造方法を適用できる。さらに、
素子の電気的特性のうち順方向電圧は、GaP赤色
発光ダイオードの場合1.95±0.2V（順方向電流
5mAに対し）であるが、この値は電極のつけ方
や電極の形状により微妙に変化し、さらに金属細
線等のワイヤボンドの影響も受ける。ところが本
案の発光ダイオードは、従来の発光ダイオードを
２つの直列接続したものと異なり、電極１２の役
目によりこの順方向電圧を低目におさえる事がで
きる。従つて従来の発光ダイオードを２個直列接
続したものと本案の発光ダイオードとを併用し電
圧制御で選択発光させる事もできるので制御盤の
表示装置等、用途が広い。
第１図は従来提案された発光ダイオードの説明
図、第２図は本案実施例の発光ダイオードの製造
工程を示す説明図、第３図は本案実施例の発光ダ
イオードの説明図である。 １……（ｎ型）基板、２……Ｐ層、３……第２
のｎ層、４……第２のＰ層、５……第１のPN接
合、６……第２のPN接合、７……第３のPN接
合、１１，１１……電極、１２，１２……電極
（金属層）。
図、第２図は本案実施例の発光ダイオードの製造
工程を示す説明図、第３図は本案実施例の発光ダ
イオードの説明図である。 １……（ｎ型）基板、２……Ｐ層、３……第２
のｎ層、４……第２のＰ層、５……第１のPN接
合、６……第２のPN接合、７……第３のPN接
合、１１，１１……電極、１２，１２……電極
（金属層）。
Claims (1)
- Ｎ型基板又はＮ型層と、この上に成長し赤色発
光する第１のPN接合を形成するＰ型層と、この
Ｐ型層の上に成長し第２のPN接合を形成する第
２のＮ型層と、この第２のＮ型層の上に成長し赤
色発光する第３のPN接合を形成する第２のＰ型
層と、素子側面に設けられた段部と、第２のPN
接合を形成する両型層にまたがつて段部に設けら
れた金属層とを具備した事を特徴とするGaP赤色
発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980092267U JPS62207Y2 (ja) | 1980-06-30 | 1980-06-30 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980092267U JPS62207Y2 (ja) | 1980-06-30 | 1980-06-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5714462U JPS5714462U (ja) | 1982-01-25 |
| JPS62207Y2 true JPS62207Y2 (ja) | 1987-01-07 |
Family
ID=29454221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1980092267U Expired JPS62207Y2 (ja) | 1980-06-30 | 1980-06-30 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62207Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5740529Y2 (ja) * | 1977-01-20 | 1982-09-06 |
-
1980
- 1980-06-30 JP JP1980092267U patent/JPS62207Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5714462U (ja) | 1982-01-25 |
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