JPS6288375A - モノリシツク発光ダイオ−ドアレイ - Google Patents
モノリシツク発光ダイオ−ドアレイInfo
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- JPS6288375A JPS6288375A JP60229727A JP22972785A JPS6288375A JP S6288375 A JPS6288375 A JP S6288375A JP 60229727 A JP60229727 A JP 60229727A JP 22972785 A JP22972785 A JP 22972785A JP S6288375 A JPS6288375 A JP S6288375A
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Landscapes
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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】
［産業上の利用分野コ
本発明は、半導体チップの裏面に共通電極、表面に複数
個の個別電極を有するモノリシック発光ダイオードアレ
イに関するものである。
個の個別電極を有するモノリシック発光ダイオードアレ
イに関するものである。
［従来の技術］
従来、モノリシック発光ダイオードとしては、単結晶基
板の上に成長させたエピタキシャル成長層に不純物を拡
散させた構造が知られている。
板の上に成長させたエピタキシャル成長層に不純物を拡
散させた構造が知られている。
第３図は、従来のモノリシック発光ダイオードアレイの
上面図、第４図は第３図におりるＡ−Ａｍ断面の斜視図
である。
上面図、第４図は第３図におりるＡ−Ａｍ断面の斜視図
である。
図中、１はｎ型ＱａＡｓ基板、２および３はそれぞれエ
ピタキシャル成長させたｎ型ＧａＡｓ１−ＸＰＸ層およ
びｎ型（３ａＡＳ層である。４および５は、ｎ型ＧａＡ
Ｓ層３の表面からｚｎを選択拡散させることによって形
成したｐ型頭域であって、４は発光再結合部、５は各発
光再結合部４よりなる個々の発光ダイオード部門のアイ
ソレーションストライプである。６は各発光ダイオード
部のｎ型ＧａＡＳ層３の電極部９上に設けられた通電用
の個別プラス電極、７はｎ型ＧａＡＳ基板の裏面に設け
られた各発光ダイオード部共通のマイナス電極である。
ピタキシャル成長させたｎ型ＧａＡｓ１−ＸＰＸ層およ
びｎ型（３ａＡＳ層である。４および５は、ｎ型ＧａＡ
Ｓ層３の表面からｚｎを選択拡散させることによって形
成したｐ型頭域であって、４は発光再結合部、５は各発
光再結合部４よりなる個々の発光ダイオード部門のアイ
ソレーションストライプである。６は各発光ダイオード
部のｎ型ＧａＡＳ層３の電極部９上に設けられた通電用
の個別プラス電極、７はｎ型ＧａＡＳ基板の裏面に設け
られた各発光ダイオード部共通のマイナス電極である。
プラス電極６、マイナス電極７間に正バイヤスを加える
と、ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ １−ｘ Ｐ ｘ層２からの電
子はｐ型頭域である発光再結合部４に注入され、発光再
結合による光は、個別プラス電極６およびｎ型ＧａＡＳ
＠３に設けられた光取り出し孔８を通って矢印Ｃの示す
如く外部に放出される。
と、ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ １−ｘ Ｐ ｘ層２からの電
子はｐ型頭域である発光再結合部４に注入され、発光再
結合による光は、個別プラス電極６およびｎ型ＧａＡＳ
＠３に設けられた光取り出し孔８を通って矢印Ｃの示す
如く外部に放出される。
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、従来の拡散型発光ダイオードアレイは上記した
ような構成でおるため、ｐ−ｎ接合面積に比べて発光面
積が小さく、電流に対する発光量が少ないという問題が
あった。
ような構成でおるため、ｐ−ｎ接合面積に比べて発光面
積が小さく、電流に対する発光量が少ないという問題が
あった。
この問題点を解消しようとして、光取り出し孔８を大き
くすることは容易に考えられるが、そのためには、光取
り出し孔８を形成する電極６の輪郭部分が細くなり、そ
の部分が断線した場合など、電流に対する発光量が著し
く低下してしまうといった問題が新たに生じてしまう。
くすることは容易に考えられるが、そのためには、光取
り出し孔８を形成する電極６の輪郭部分が細くなり、そ
の部分が断線した場合など、電流に対する発光量が著し
く低下してしまうといった問題が新たに生じてしまう。
［発明の目的］
本発明の目的は、前記した従来技術の問題点を解消し、
発光ダイオード部の発光面積が大きく且つ発光効率の高
いモノリシック発光ダイオードアレイを提供することに
おる。
発光ダイオード部の発光面積が大きく且つ発光効率の高
いモノリシック発光ダイオードアレイを提供することに
おる。
［問題点を解決するため手段］
即ち、本発明の要旨は、ＧａＡＳ基板上にｐ−ｎ接合面
が形成されるよう少なくとも一層の混晶系エピタキシャ
ル層が成長され、前記ｐ−ｎ接合面が相直交するメサ・
エツチング溝により一列に並ぶ複数個の島状の発光ダイ
オード部に分割されてなるモノリシック発光ダイオード
アレイにおいて、前記発光ダイオード部の中心部から通
電用配線が前記発光ダイオード部と平行な位置に形成さ
れている電極領域へ引き出されており、前記各発光ダイ
オード部の発光面がＵ字型になるようにしたことにある
。
が形成されるよう少なくとも一層の混晶系エピタキシャ
ル層が成長され、前記ｐ−ｎ接合面が相直交するメサ・
エツチング溝により一列に並ぶ複数個の島状の発光ダイ
オード部に分割されてなるモノリシック発光ダイオード
アレイにおいて、前記発光ダイオード部の中心部から通
電用配線が前記発光ダイオード部と平行な位置に形成さ
れている電極領域へ引き出されており、前記各発光ダイ
オード部の発光面がＵ字型になるようにしたことにある
。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
第１図に本発明のメサ型モノリシック発光ダイオードア
レイの上面図、第２図に第１図のＢ−Ｂ−断面の斜視図
を示す。
レイの上面図、第２図に第１図のＢ−Ｂ−断面の斜視図
を示す。
図中、２１はＰ型ＧａＡＳ基板、２２はエピタキシャル
成長させたｎ型Ｇａ１−ｘＡｆ ＸＡｓ層で必り、その
混晶比Ｘの値はｘ＝０．１０−０．３５程度の範囲内で
、これは希望する発光波長によって適宜定められる。２
３はｎ型Ｇａ１−ｘＡｆ７ｘＡＳ層２２上にエピタキシ
ャル成長させたｎ型Ｇａ１−Ｖ Ａｆｆｌ ＶＡＳＥｉ
テアリ、この混晶比ｙは、上記混晶比Ｘよりも高くする
ことによって、ｐ型ＧａトｘＡ−ｅＸＡＳ層２２からの
発光波長に対する光透過性と、このｎ型Ｇａ１．ＡＪｌ
ｙＡｆ！層２３からの電子の注入効率の増加およびｎ型
Ｇａ１−ｘＡｆＸＡＳ層２２内に注入された少数キャリ
アの閉じ込めを図っている。
成長させたｎ型Ｇａ１−ｘＡｆ ＸＡｓ層で必り、その
混晶比Ｘの値はｘ＝０．１０−０．３５程度の範囲内で
、これは希望する発光波長によって適宜定められる。２
３はｎ型Ｇａ１−ｘＡｆ７ｘＡＳ層２２上にエピタキシ
ャル成長させたｎ型Ｇａ１−Ｖ Ａｆｆｌ ＶＡＳＥｉ
テアリ、この混晶比ｙは、上記混晶比Ｘよりも高くする
ことによって、ｐ型ＧａトｘＡ−ｅＸＡＳ層２２からの
発光波長に対する光透過性と、このｎ型Ｇａ１．ＡＪｌ
ｙＡｆ！層２３からの電子の注入効率の増加およびｎ型
Ｇａ１−ｘＡｆＸＡＳ層２２内に注入された少数キャリ
アの閉じ込めを図っている。
３６は、ｎ型Ｇａ１．Δ１ｙＡＳ層２３の電極部２９に
接続される通電用配線であり、個別マイナス電極２６ま
で引き出されている。なお、通電用配線３６及び個別マ
イナス電極２６は、蒸着金属膜により形成されている。
接続される通電用配線であり、個別マイナス電極２６ま
で引き出されている。なお、通電用配線３６及び個別マ
イナス電極２６は、蒸着金属膜により形成されている。
電極部２９は、発光ダイオード部３０の中心部に位置し
ており、発光ダイオード部３０上の通電用配線の占める
面積を極力小さくするようにしてある。従って、発光ダ
イオード部３０の発光面積は大きく、そして発光面の形
状はＵ字型になっている。
ており、発光ダイオード部３０上の通電用配線の占める
面積を極力小さくするようにしてある。従って、発光ダ
イオード部３０の発光面積は大きく、そして発光面の形
状はＵ字型になっている。
２４は、個別マイナス電極２６と電極部２９以外のｎ型
Ｇａ１．Ａｆｆｌ ｙＡｓ層２３とを絶縁するために設
けられたフＡスホ・シリケート・ガラス（ＰＳＧ）膜で
ある。
Ｇａ１．Ａｆｆｌ ｙＡｓ層２３とを絶縁するために設
けられたフＡスホ・シリケート・ガラス（ＰＳＧ）膜で
ある。
２５はメサ・エツチング溝で、２５ａは逆メサ方向のエ
ツチング溝、２５ｂは順メサ方向のエツチング溝であり
、それぞれ各発光ダイオード部３０をアイソレートする
ために設けられている。
ツチング溝、２５ｂは順メサ方向のエツチング溝であり
、それぞれ各発光ダイオード部３０をアイソレートする
ために設けられている。
なお、各隣接する発光ダイオード部３０間には逆メサ方
向のエツチング溝が設けられ、素子を縦断するように順
メサ方向のエツチング溝が設けられるようにしなければ
ならない。
向のエツチング溝が設けられ、素子を縦断するように順
メサ方向のエツチング溝が設けられるようにしなければ
ならない。
よって、各個別マイナス電極２６は、電極部２９から順
メサ方向のエツチング溝２５ｂ上を通って引き出される
ため、メサの稜部で段切れを起こして断線することがな
い。
メサ方向のエツチング溝２５ｂ上を通って引き出される
ため、メサの稜部で段切れを起こして断線することがな
い。
２７はｐ型ＧａＡｓ基板２１の裏面に金属膜を全面蒸着
させて形成した共通プラス電極である。
させて形成した共通プラス電極である。
この構造において、個別マイナス電極２６と共通プラス
電極２７との間に電圧を印加して発光ダイオード部３０
に順方向電流を流せば、ｎ型Ｇａ１−Ｖ Ａ ｆ ｙ
Ａ ３層２３から電子がｎ型Ｇａ１−、Ａ象ＸＡＳ層２
２１こ注入されて発光再結合を起こし、光は７９部すな
わちＵ字型の発光面から上方に放出される。
電極２７との間に電圧を印加して発光ダイオード部３０
に順方向電流を流せば、ｎ型Ｇａ１−Ｖ Ａ ｆ ｙ
Ａ ３層２３から電子がｎ型Ｇａ１−、Ａ象ＸＡＳ層２
２１こ注入されて発光再結合を起こし、光は７９部すな
わちＵ字型の発光面から上方に放出される。
なお、個別マイナス電極２６が引き出し部でＵ字型にな
っているのは、ワイヤボンディングが容易に行えるよう
にするためである。
っているのは、ワイヤボンディングが容易に行えるよう
にするためである。
実施例１゜
Ｚｎドープ、キャリア濃度２ Ｘ １０１ａＣｍ−３で
ある厚さ３５０μｍのＰ型ＧａＡＳＩ板の（１００）表
面に液相エピタキシャル成長により、キャリア濃度５
Ｘ １０１６ｃｍ’のｐ型Ｇａ ｏ、９ＡＩ！、０．１
ＡＳ層を２０μｍおよびキャリアＳ度２ ｘ １０１７
ｃｍ−３のｎ型Ｇａｏ、７△ｆｆｌ □、３ＡＳＩＩを
３μｍ順次成長させた。
ある厚さ３５０μｍのＰ型ＧａＡＳＩ板の（１００）表
面に液相エピタキシャル成長により、キャリア濃度５
Ｘ １０１６ｃｍ’のｐ型Ｇａ ｏ、９ＡＩ！、０．１
ＡＳ層を２０μｍおよびキャリアＳ度２ ｘ １０１７
ｃｍ−３のｎ型Ｇａｏ、７△ｆｆｌ □、３ＡＳＩＩを
３μｍ順次成長させた。
この表面をメサ・エツチングして、（１００）面に対し
て順メサ方向でおる＜ＯＴｌ＞方向のエツチング溝を２
本設け、そのくＯＴｌ〉方向に垂直な逆メサ方向である
＜０１１＞方向のエツチング溝を２本の順メサエツチン
グ溝間に設【プた。よって、これらメサ・エツチング溝
により、＜ＯＴｌ〉方向に一列に並／Ｓ”ｒ発光ダイオ
ード部が形成されたことになる。なお、それぞれのメサ
・エツチング溝の深さを５μｍとし、発光部の広さを４
５μ雇Ｘ７０μｍとした。
て順メサ方向でおる＜ＯＴｌ＞方向のエツチング溝を２
本設け、そのくＯＴｌ〉方向に垂直な逆メサ方向である
＜０１１＞方向のエツチング溝を２本の順メサエツチン
グ溝間に設【プた。よって、これらメサ・エツチング溝
により、＜ＯＴｌ〉方向に一列に並／Ｓ”ｒ発光ダイオ
ード部が形成されたことになる。なお、それぞれのメサ
・エツチング溝の深さを５μｍとし、発光部の広さを４
５μ雇Ｘ７０μｍとした。
次に、全表面を覆うようにＰＳＧ膜を０．２μｍ成長さ
せ、その後膜発光ダイオード部の中心部分部ら電極部上
のＰＳＧ膜を５μＴｎ、×１０μｍの広さでフッ酸によ
り除去した。
せ、その後膜発光ダイオード部の中心部分部ら電極部上
のＰＳＧ膜を５μＴｎ、×１０μｍの広さでフッ酸によ
り除去した。
発光ダイオード部の両側のＰＳＧ膜上には、通電用配線
として各発光ダイオード部の電極部から順メサ方向のエ
ツチング溝上を通って個別マイナス電極まで引き出され
るよう金−ゲルマニウム合金／ニッケル／金の金属膜を
蒸着し、その厚さをそれぞれ０．１μｍ１０．２μｍ１
０．５μｍとしｌこ。
として各発光ダイオード部の電極部から順メサ方向のエ
ツチング溝上を通って個別マイナス電極まで引き出され
るよう金−ゲルマニウム合金／ニッケル／金の金属膜を
蒸着し、その厚さをそれぞれ０．１μｍ１０．２μｍ１
０．５μｍとしｌこ。
基板の裏面全体には共通プラス電極として厚さがそれぞ
れ０．１μｍ１０．２μｍ１０．５μｍである金−亜鉛
／ニッケル／金の金属膜を蒸着した。発光面はＵ字型に
なり、通電用金属配線により発光が抑えられる領域は１
０μｍｘ３０μｍで必り、従来に比較して発光面積を３
倍にすることができた。
れ０．１μｍ１０．２μｍ１０．５μｍである金−亜鉛
／ニッケル／金の金属膜を蒸着した。発光面はＵ字型に
なり、通電用金属配線により発光が抑えられる領域は１
０μｍｘ３０μｍで必り、従来に比較して発光面積を３
倍にすることができた。
発光ダイオード部は、１＃当り１６個の割合で形成され
、１．６履Ｘ８Ｍのチップ中に１２８個の発光ダイオー
ド部を形成することができた。
、１．６履Ｘ８Ｍのチップ中に１２８個の発光ダイオー
ド部を形成することができた。
このメサ型モノミリツク発光ダイオードアレイの立上り
電圧は１．５Ｖで、順方向２．ＯＶにおいて１０ｍＡ以
上、逆耐圧が７Ｖ以上、発光波長は８００＃であった。
電圧は１．５Ｖで、順方向２．ＯＶにおいて１０ｍＡ以
上、逆耐圧が７Ｖ以上、発光波長は８００＃であった。
又、順メサ方向のエツチング上に金属膜が蒸着されてい
るため、段切れが生ずることがなく、歩留り１００％で
２０００時間使用後も断線することのないメサ型モノリ
シック発光ダイオードを得ることができた。
るため、段切れが生ずることがなく、歩留り１００％で
２０００時間使用後も断線することのないメサ型モノリ
シック発光ダイオードを得ることができた。
このように、本発明の実施例であれば、従来技術に比較
して発光面積を大きくすることができ、且つ発光効率を
高めることができ、更に各発光ダイオード部３０の特性
のばらつきが少ないものである。
して発光面積を大きくすることができ、且つ発光効率を
高めることができ、更に各発光ダイオード部３０の特性
のばらつきが少ないものである。
上記実施例では、基板結晶としてｐ型ＧａＡＳを用いて
いたが、ｎ型ＧａＡＳを用いることも可能で、ｎ型Ｇａ
Ａｓを用いた場合、共通電極側をマイナス電極、個別電
極側をプラス電極としてもよい。
いたが、ｎ型ＧａＡＳを用いることも可能で、ｎ型Ｇａ
Ａｓを用いた場合、共通電極側をマイナス電極、個別電
極側をプラス電極としてもよい。
また、ＧａＡＳ基板上に形成される混晶系もＧａＡｆｆ
ｌＡｓに限られるものではなく、その他の混晶系を用い
てもよい。
ｌＡｓに限られるものではなく、その他の混晶系を用い
てもよい。
［発明の効果］
以上に説明した如く、本発明のメサ型モノリシック発光
ダイオードアレイは、ｐ−ｎ接合層上に形成される通電
用配線の面積を小さくしたことにより、電流に対する発
光量を大きく、且つ、発光効率を高くすることができ、
更に、各発光ダイオード部の発光特性のばらつきを小さ
くできるという顕著な効果を奏する。
ダイオードアレイは、ｐ−ｎ接合層上に形成される通電
用配線の面積を小さくしたことにより、電流に対する発
光量を大きく、且つ、発光効率を高くすることができ、
更に、各発光ダイオード部の発光特性のばらつきを小さ
くできるという顕著な効果を奏する。
第１図は本発明の実施例を示す上面図、第２図は第１図
におけるＢ−Ｂ ′断面の斜視図１、第３図は従来例を
示す上面図、第４図は第３図におけるＡ−Ａ−断面の斜
視図である。 ’１ ・ｎ型ＧａＡＳ基板。 ２ ・ｎ型ＧａＡｓ１−ｘＰｘ層。 ３−ｎ型ＧａＡＳ層。 ４・・・発光再結合部。 ５・・・アイソレーションストライプ。 ６・・・個別プラス電極。 ７・・・共通マイナス電極。 ８・・・光取り出し孔。 ９．２９・・・電 極 部。 ２１ ・Ｄ型ＧａＡＳ基板。 ２２ ・Ｆ）型Ｇａ１−ｘ ＡＪｌ、ｘＡＳ層。 ２３−ｎ型Ｇａ１−、 Ａに！、 ｙＡＳ’ｉｆＡ。 ２４・・・ＰＳＧ膜。 ２５・・・メサ・エツチング溝。 ２６・・・個別マイナス電極。 ２７・・・共通プラス電極。 ３０・・・発光ダイオード部、″ ３６・・・通電用配線。
におけるＢ−Ｂ ′断面の斜視図１、第３図は従来例を
示す上面図、第４図は第３図におけるＡ−Ａ−断面の斜
視図である。 ’１ ・ｎ型ＧａＡＳ基板。 ２ ・ｎ型ＧａＡｓ１−ｘＰｘ層。 ３−ｎ型ＧａＡＳ層。 ４・・・発光再結合部。 ５・・・アイソレーションストライプ。 ６・・・個別プラス電極。 ７・・・共通マイナス電極。 ８・・・光取り出し孔。 ９．２９・・・電 極 部。 ２１ ・Ｄ型ＧａＡＳ基板。 ２２ ・Ｆ）型Ｇａ１−ｘ ＡＪｌ、ｘＡＳ層。 ２３−ｎ型Ｇａ１−、 Ａに！、 ｙＡＳ’ｉｆＡ。 ２４・・・ＰＳＧ膜。 ２５・・・メサ・エツチング溝。 ２６・・・個別マイナス電極。 ２７・・・共通プラス電極。 ３０・・・発光ダイオード部、″ ３６・・・通電用配線。
Claims (1)
- （１）ＧａＡｓ基板上にｐ−ｎ接合面が形成されるよう
少なくとも一層の混晶系エピタキシャル層が成長され、
前記ｐ−ｎ接合面が相直交するメサ・エッチング溝によ
り一列に並ぶ複数個の島状の発光ダイオード部に分割さ
れてなるモノリシック発光ダイオードアレイにおいて、
前記発光ダイオード部の中心部から通電用配線が前記発
光ダイオード部と平行な位置に形成されている電極領域
へ引き出されており、前記各発光ダイオード部の発光面
がＵ字型になるようにしたことを特徴とするモノリシッ
ク発光ダイオードアレイ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60229727A JPS6288375A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | モノリシツク発光ダイオ−ドアレイ |
| DE3541790A DE3541790C2 (de) | 1984-11-26 | 1985-11-26 | Lichtemittierende lineare Festkörper-Diodenanordnung |
| US07/178,648 US4984035A (en) | 1984-11-26 | 1988-04-07 | Monolithic light emitting diode array |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60229727A JPS6288375A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | モノリシツク発光ダイオ−ドアレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6288375A true JPS6288375A (ja) | 1987-04-22 |
| JPH0525189B2 JPH0525189B2 (ja) | 1993-04-12 |
Family
ID=16896747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60229727A Granted JPS6288375A (ja) | 1984-11-26 | 1985-10-15 | モノリシツク発光ダイオ−ドアレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6288375A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01140115U (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-26 |
-
1985
- 1985-10-15 JP JP60229727A patent/JPS6288375A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01140115U (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0525189B2 (ja) | 1993-04-12 |
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