JP2002190619A - Semiconductor light-emitting element and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子及
びその製造方法に関する。The present invention relates to a semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体発光素子（ＬＥＤ）は、ｐｎ接合
に注入された電子とホールとの発光再結合を利用して活
性層から光を発光するデバイスである。活性層の半導体
材料を変えることで、赤外から紫外までの発光が実現で
きる。この半導体発光素子は安価で長寿命な発光素子と
して注目され、幅広いアプリケーションに用いられてい
る。2. Description of the Related Art A semiconductor light emitting device (LED) is a device that emits light from an active layer using light emitting recombination of electrons and holes injected into a pn junction. Light emission from infrared to ultraviolet can be realized by changing the semiconductor material of the active layer. This semiconductor light emitting device has attracted attention as an inexpensive and long life light emitting device, and is used for a wide range of applications.
【０００３】この半導体発光素子では、光取り出し効率
を上げて、発光輝度を高くすることが１つの課題となっ
ている。すなわち、半導体の高い屈折率のために、素子
から光を取り出すことは容易でないので、光取り出し効
率を上げることが課題となっている。この光取り出し効
率の向上を実現する手段として、例えば、以下のような
方法があった。In this semiconductor light emitting device, one problem is to increase the light extraction efficiency and to increase the light emission luminance. That is, it is not easy to extract light from the element because of the high refractive index of the semiconductor, and therefore, there is a problem to increase the light extraction efficiency. As a means for realizing the improvement of the light extraction efficiency, for example, there is the following method.
【０００４】図１２は、従来の半導体発光素子の構造を
示すもので、特開平３−３５５６８に記載されたもので
ある。図１２の素子では、電流注入により発光ダイオー
ド層２３の活性層が特定の波長の光を発光する。透明基
板２２はこの波長の光に対して透光性を有する接着基板
である。これらの発光ダイオード層２３、透明基板２２
は、まず発光ダイオード層２３を図示しない不透明基板
の上側に成長し、次にこの発光ダイオード層２３の上側
に透明基板２２を接着し、その後発光ダイオード層２３
の下側の図示しない不透明基板を除去して得られる。こ
のようにして発光ダイオード層２３、透明基板２２を形
成後、透明基板２２の一部に通電用のオーミック電極で
あるｎ電極２１を形成し、発光ダイオード層２３の一部
にシリカ層２４の開口を通してｐ電極２５を形成し、Ｖ
字状のダイシングソーを使用して、図１２に示すような
疑似半球状の発光素子が作成される。FIG. 12 shows the structure of a conventional semiconductor light emitting device, which is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-35568. In the device of FIG. 12, the active layer of the light emitting diode layer 23 emits light of a specific wavelength by current injection. The transparent substrate 22 is an adhesive substrate having a property of transmitting light of this wavelength. The light emitting diode layer 23 and the transparent substrate 22
First, a light emitting diode layer 23 is grown on an opaque substrate (not shown), and then a transparent substrate 22 is bonded on the light emitting diode layer 23.
Is obtained by removing an opaque substrate (not shown) below the lower side. After the light emitting diode layer 23 and the transparent substrate 22 are formed in this manner, an n-electrode 21 serving as a current-carrying ohmic electrode is formed on a part of the transparent substrate 22, and an opening of the silica layer 24 is formed on a part of the light emitting diode layer 23. The p-electrode 25 is formed through
A pseudo hemispherical light emitting element as shown in FIG. 12 is formed by using a character-shaped dicing saw.
【０００５】また、図１３は、特開平４−９６３１８に
記載された半導体発光素子である。図１３の半導体発光
素子は、発光の取り出し効率を上げるために素子の形状
を半球状にし、ｐ電極３５、ｎ電極３６をドーム下面部
に形成したタイプである。このように、取り出し側を球
面状にし、電極３５、３６の側に反射膜３３を形成すれ
ば、ほぼ球体に近く、活性層３７が球体の中心に位置す
る素子とすることができる。FIG. 13 shows a semiconductor light emitting device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-96318. The semiconductor light emitting device of FIG. 13 is of a type in which the shape of the device is made hemispherical in order to increase the light extraction efficiency, and a p electrode 35 and an n electrode 36 are formed on the lower surface of the dome. In this way, if the extraction side is formed into a spherical shape and the reflection film 33 is formed on the side of the electrodes 35 and 36, the element can be made almost close to a sphere and the active layer 37 is located at the center of the sphere.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
方法には、以下のような問題点があった。However, the above-mentioned conventional method has the following problems.
【０００７】まず、図１２の半導体発光素子には、光取
り出しが充分でないという問題があった。すなわち、図
１２の素子構造においては、光取り出し側のｎ電極２１
が発光の一部を吸収または反射してしまうために、ｎ電
極２１の下部で発光した光を有効に取り出すことができ
なかった。First, the semiconductor light emitting device shown in FIG. 12 has a problem that light is not sufficiently extracted. That is, in the element structure of FIG.
Could absorb or reflect a part of the light emission, so that the light emitted below the n-electrode 21 could not be effectively extracted.
【０００８】これに対し、図１３の素子のように、光取
り出し側と反対側に電極３５、３６を形成すれば、電極
によって光取り出し効率が低下することはなくなった。
しかし図１３の素子にはマウントが極めて難しいことな
どの問題点があった。On the other hand, when the electrodes 35 and 36 are formed on the side opposite to the light extraction side as in the element of FIG. 13, the light extraction efficiency is not reduced by the electrodes.
However, the device shown in FIG. 13 has a problem that mounting is extremely difficult.
【０００９】すなわち、図１３の半導体発光素子では、
ｎ電極３５とｐ電極３６の位置が近いため、マウントに
際して、バンプ半田の広がり等による電極間の短絡等に
細心の注意を払う必要があった。また、マウント用のス
テムに形成された電極と素子電極３５、３６との極めて
正確な位置決めが必要であった。このように図１３の素
子ではマウントが極めて難しかった。また、発光に際し
て、活性層３７への電流注入が横方向であるため、発光
に偏りが生じてしまった。さらに、電極分離の溝３８を
形成しなければならず、また、Ｚｎ拡散部３４の製造プ
ロセスが必要であり、素子プロセスが難しくなってしま
った。That is, in the semiconductor light emitting device of FIG.
Since the positions of the n-electrode 35 and the p-electrode 36 are close to each other, it is necessary to pay close attention to a short circuit between the electrodes due to the spread of the bump solder or the like during mounting. Also, extremely accurate positioning between the electrodes formed on the mounting stem and the device electrodes 35 and 36 was required. Thus, mounting was extremely difficult with the device of FIG. In addition, during the light emission, the current was injected into the active layer 37 in the horizontal direction, so that the light emission was biased. Further, a groove 38 for electrode separation must be formed, and a manufacturing process for the Zn diffusion portion 34 is required, which makes the device process difficult.
【００１０】本発明は、かかる課題の認識に基づいてな
されたもので、その目的は、光取り出し効率が高く、か
つ、マウントが容易な半導体発光素子を提供することで
ある。The present invention has been made based on the recognition of such problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device having high light extraction efficiency and easy mounting.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光素子
は、第１の接着面を有するほぼ半球状のｐ型半導体接着
基板と、第２の接着面を有するほぼ半球状のｎ型半導体
接着基板と、前記ｐ型半導接着基板と前記ｎ型半導体接
着基板とに挟まれ、電流注入により前記ｐ型半導体接着
基板および前記ｎ型半導体接着基板に対して透光性を有
する波長の光を発光する活性層を含む半導体積層体と、
を有し、全体がほぼ球状であることを特徴とする。A semiconductor light emitting device according to the present invention comprises a substantially hemispherical p-type semiconductor adhesive substrate having a first adhesive surface and a substantially hemispherical n-type semiconductor adhesive substrate having a second adhesive surface. A substrate, sandwiched between the p-type semiconducting adhesive substrate and the n-type semiconductor adhesive substrate, and having a wavelength having a light transmitting property to the p-type semiconductor adhesive substrate and the n-type semiconductor adhesive substrate by current injection. A semiconductor laminate including a light-emitting active layer;
And the whole is substantially spherical.
【００１２】また、本発明の半導体発光素子の製造方法
は、第１導電型半導体基板上に、第１導電型半導体層、
電流注入により特定の波長の光を発光する活性層、第２
導電型半導体層を順次形成する工程と、前記第２導電型
半導体層に、前記特定の波長の光に対して透光性を有す
る第２導電型半導体接着基板を接着して熱処理する第１
の接着工程と、前記第１導電型半導体基板をエッチング
除去する除去工程と、前記除去工程で露出した前記第１
導電型半導体層に、前記特定の波長の光に対して透光性
を有する第１導電型半導体接着基板を接着して熱処理す
る第２の接着工程と、全体をほぼ球状に加工する工程
と、を備えることを特徴とする。Further, according to the method of manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, a first conductive type semiconductor layer is formed on a first conductive type semiconductor substrate.
An active layer that emits light of a specific wavelength by current injection;
A step of sequentially forming a conductive type semiconductor layer, and a step of bonding a second conductive type semiconductor adhesive substrate having a light-transmitting property to the light of the specific wavelength to the second conductive type semiconductor layer and performing a heat treatment.
Bonding step, removing step of etching and removing the first conductive type semiconductor substrate, and removing the first conductive semiconductor substrate exposed in the removing step.
A second bonding step of bonding and heat-treating the first conductive type semiconductor adhesive substrate having a light-transmitting property with respect to the light of the specific wavelength to the conductive type semiconductor layer, and processing the whole into a substantially spherical shape; It is characterized by having.
【００１３】また、本発明の半導体発光素子は、互いに
向き合う第１および第２の面を有し、前記第１の面の面
積が前記第２の面の面積よりも小さい第１導電型半導体
基板と、前記第１導電型半導体基板の第１の面上に形成
された第１導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層
上に形成され、電流注入により前記第１導電型半導体基
板に対して透光性を有する波長の光を発光する活性層
と、前記活性層上に形成された第２導電型半導体層と、
前記第１導電型半導体基板、前記第１導電型半導体層、
前記活性層、前記第２導電型半導体層、の端面上に形成
された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成された反射膜と、
を備え、前記第２の面から光を取り出すものとして構成
されていることを特徴とする。Further, the semiconductor light emitting device of the present invention has a first and a second surface facing each other, and a first conductivity type semiconductor substrate in which the area of the first surface is smaller than the area of the second surface. And a first conductive type semiconductor layer formed on a first surface of the first conductive type semiconductor substrate; and a first conductive type semiconductor layer formed on the first conductive type semiconductor layer and injected into the first conductive type semiconductor substrate by current injection. An active layer that emits light having a wavelength having a light-transmitting property, a second conductivity-type semiconductor layer formed on the active layer,
The first conductivity type semiconductor substrate, the first conductivity type semiconductor layer,
An insulating film formed on an end surface of the active layer, the second conductivity type semiconductor layer, and a reflective film formed on the insulating film;
And configured to extract light from the second surface.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照にしつつ、本発
明の実施の形態について説明する。まず、第１の実施の
形態では、ほぼ球状の半導体発光素子について説明す
る。この半導体発光素子では、中心からの光が球面に対
してほぼ直角をなすようになり、究極的な光取り出し構
造を実現できる。また、球の両側に電極を設けることが
できるので、マウントのための正確な位置出しが不要に
なり、マウントが容易になる。さらに、縦方向に電流を
流すことができるので、発光の偏りが少なくなる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, in the first embodiment, a substantially spherical semiconductor light emitting device will be described. In this semiconductor light emitting device, light from the center is substantially perpendicular to the spherical surface, and an ultimate light extraction structure can be realized. In addition, since electrodes can be provided on both sides of the sphere, accurate positioning for mounting is not required, and mounting is facilitated. Furthermore, since current can flow in the vertical direction, the bias of light emission is reduced.
【００１５】次に、第２、第３の実施の形態では、傾斜
した端面を持ち、その端面に順次絶縁膜および反射膜を
形成した半導体発光素子について説明する。この半導体
発光素子では、活性層から出た光が傾斜した端面を利用
して有効に取り出せる。また、反射膜により、端面から
出ていた光や内部に閉じこめられていた光を素子前面か
ら出すことができるようになり、さらに、光取り出し効
率を向上させることができる。また、絶縁膜により端面
が保護されているため、導電性マウント材がｐ型半導体
層の端面とｎ型半導体層の端面とをショートしてしまう
という問題が無くなり、マウントが容易になる。Next, in the second and third embodiments, a semiconductor light emitting device having an inclined end face, on which an insulating film and a reflective film are sequentially formed, will be described. In this semiconductor light emitting device, light emitted from the active layer can be effectively extracted using the inclined end face. In addition, the reflection film allows light emitted from the end face or light trapped inside to be emitted from the front face of the element, and further improves light extraction efficiency. Further, since the end face is protected by the insulating film, the problem that the conductive mount material short-circuits the end face of the p-type semiconductor layer and the end face of the n-type semiconductor layer is eliminated, and mounting becomes easy.
【００１６】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態に係わる半導体発光素子の構造を示す図
である。図１の半導体発光素子は、全体がほぼ球状であ
る。この素子では、ｐ型電極１０４とｎ型電極１０５か
ら電流を注入することにより、発光ダイオード層（半導
体積層体）１０６の活性層が発光する。(First Embodiment) FIG. 1 is a view showing a structure of a semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention. The semiconductor light emitting device of FIG. 1 is substantially spherical as a whole. In this element, an active layer of the light emitting diode layer (semiconductor laminate) 106 emits light by injecting current from the p-type electrode 104 and the n-type electrode 105.
【００１７】この発光ダイオード層１０６は、第１の接
着面１０２ａを有するほぼ半球状のｐ型ＧａＰ接着基板
１０２と、第２の接着面１０３ａを有するほぼ半球状の
ｎ型ＧａＰ接着基板１０３と、に挟まれている。そし
て、これらのｐ型ＧａＰ接着基板１０２、ｎ型ＧａＰ接
着基板１０３には、それぞれ、前述した、ｐ型電極１０
４、ｎ型電極１０５が備えられている。ここで発光ダイ
オード層の厚さは数μｍであり、ｐ型ＧａＰ接着基板１
０２の頂点から第１の接着面１０２ａまでの距離は約３
５０μｍ、ｎ型ＧａＰ接着基板１０３の頂点から第２の
接着面１０３ａまでの距離は約２５０μｍである。ま
た、発光ダイオード層１０６の面積は、第１の接着面１
０２および第２の接着面１０３の面積よりも小さく、発
光ダイオード層１０６の側面の周囲１０６ａに、第１の
接着面１０２ａおよび第２の接着面１０３ａの周囲より
も窪んでいる窪みを形成してある。The light emitting diode layer 106 includes a substantially hemispherical p-type GaP adhesive substrate 102 having a first adhesive surface 102a, and a substantially hemispherical n-type GaP adhesive substrate 103 having a second adhesive surface 103a. It is sandwiched between. The p-type GaP bonded substrate 102 and the n-type GaP bonded substrate 103 are respectively provided on the p-type electrode 10 described above.
4. An n-type electrode 105 is provided. Here, the thickness of the light emitting diode layer is several μm, and
02 to the first bonding surface 102a is about 3
The distance from the top of the n-type GaP adhesive substrate 103 to the second adhesive surface 103a is about 250 μm. The area of the light emitting diode layer 106 is the first bonding surface 1.
02 and the periphery of the side surface of the light-emitting diode layer 106, which are smaller than the area of the second bonding surface 103 and the first bonding surface 102a and the second bonding surface 103a. is there.
【００１８】発光ダイオード層１０６は、後述の製造方
法の説明で用いる図２から分かるように、ＺｎドープＩ
ｎ０．５（Ｇａ０．７Ａｌ０．３）０．５Ｐ活性層１６
を、ｎ型Ｉｎ０．５Ａｌ０．５Ｐクラッド層１５と、ｐ
型Ｉｎ０．５Ａｌ０．５Ｐクラッド層１７とにより挟ん
だ構造を含んでいる。そして、このｐ型Ｉｎ０．５Ａｌ
０．５Ｐクラッド層１７には、ｐ型ＩｎＧａＰ接着層１
８を介して、ほぼ半球状のｐ型ＧａＰ接着基板１０３が
接着されている。また、ｎ型Ｉｎ０．５Ａｌ０ ．５Ｐク
ラッド層１５には、ｎ型ＩｎＧａＰ接着層１４を介し
て、ほぼ半球状のｎ型ＧａＰ接着基板１０２が接着され
ている。ここで、これらのｎ型ＧａＰ接着基板１０２お
よびｐ型ＧａＰ接着基板１０３は、ＺｎドープＩｎ
０．５（Ｇａ０ ．７Ａｌ０．３）０．５Ｐ活性層１６よ
りもバンドギャップが大きいので、活性層１６が発光す
る光に対して透光性を有している。The light emitting diode layer 106 is made of Zn-doped I.
n 0.5 (Ga 0.7 Al 0.3 ) 0.5 P active layer 16
And n-type In 0.5 Al 0.5 P clad layer 15
It includes a structure sandwiched between the mold In 0.5 Al 0.5 P clad layer 17. Then, the p-type In 0.5 Al
The 0.5 P cladding layer 17 has a p-type InGaP adhesive layer 1
A substantially hemispherical p-type GaP adhesive substrate 103 is adhered through the substrate 8. Further, n-type In 0.5 Al 0 . A substantially hemispherical n-type GaP bonding substrate 102 is bonded to the 5P cladding layer 15 via an n-type InGaP bonding layer 14. Here, the n-type GaP adhesive substrate 102 and the p-type GaP adhesive substrate 103 are made of Zn-doped InP.
Since 0.5 (Ga 0 .7 Al 0.3) 0.5 bandgap than P active layer 16 is large, the active layer 16 has a light-transmitting property with respect to light emitted.
【００１９】このように構成された図１の素子はペース
ト１１１によってリードフレーム１１０に固定されてい
る。The element shown in FIG. 1 thus configured is fixed to the lead frame 110 by the paste 111.
【００２０】図１の全球状半導体発光素子では、光取り
出し効率を向上させることができる。In the spherical semiconductor light emitting device shown in FIG. 1, light extraction efficiency can be improved.
【００２１】すなわち、半導体発光素子が完全な球面に
近い形状をもつことにより、その中心からの光が球面に
対してほぼ直角をなすようになり、究極的な光取り出し
構造を実現できる。That is, since the semiconductor light emitting element has a shape close to a perfect spherical surface, light from the center thereof is substantially perpendicular to the spherical surface, and an ultimate light extraction structure can be realized.
【００２２】また、図１の全球状半導体発光素子では、
マウントが容易になる。すなわち、まず、図１３に示し
た従来の半球状半導体発光素子と異なり、ｐ電極１０
４、ｎ電極１０５が反対側にあるので、マウントの為の
正確な位置出しが不要となる。次に、図１から分かるよ
うに、ｐ型ＧａＰ接着基板１０２の頂点から接着面１０
２ａまでの距離と、ｎ型ＧａＰ接着基板１０３の頂点か
ら接着面１０３ａまでの距離とが異なる値に設定されて
おり、発光ダイオード層１０６の側面が凹状になってい
るので、色をつけたり印をつけたりすることなく、ｐ電
極とｎ電極の区別が容易になる。さらに、本素子は完全
な球状では無くカプセル状である為、素子を自由な状態
に置いた場合、必ず接合面は垂直な状態の置かれる。こ
のため、マウントに際しては、そのまま、キャピラリー
等でピックアップすることが可能で、マウントが容易に
なる。Further, in the spherical semiconductor light emitting device shown in FIG.
Mounting becomes easy. That is, first, unlike the conventional hemispherical semiconductor light emitting device shown in FIG.
4. Since the n-electrode 105 is on the opposite side, accurate positioning for mounting is not required. Next, as can be seen from FIG.
The distance to 2a and the distance from the vertex of the n-type GaP bonding substrate 103 to the bonding surface 103a are set to different values, and the side surface of the light emitting diode layer 106 is concave. It is easy to distinguish between the p-electrode and the n-electrode without attaching them. Further, since the present element is not a perfect spherical shape but a capsule shape, when the element is placed in a free state, the joining surface is always placed in a vertical state. For this reason, upon mounting, it is possible to directly pick up with a capillary or the like, which facilitates mounting.
【００２３】また、図１の全球状半導体発光素子では、
縦方向に電流を流すことができるので、発光の偏りが少
なくなる。In the spherical semiconductor light emitting device shown in FIG.
Since a current can flow in the vertical direction, the bias of light emission is reduced.
【００２４】また、図１の全球状半導体発光素子では、
図１３に示す従来の発光素子と異なり、素子分離の溝形
成、電極形成の為のＺｎ拡散等の必要がない。Further, in the spherical semiconductor light emitting device shown in FIG.
Unlike the conventional light emitting device shown in FIG. 13, there is no need to form a trench for element isolation, diffuse Zn for forming an electrode, and the like.
【００２５】次に、図１に示す半導体発光素子の製造方
法を、図２〜図８を用いて、以下に説明する。本実施形
態の製造方法の特徴の１つは、後述するように、図３、
図４に示す基板の接着工程での温度を工夫したことであ
る。これは本発明者の独自の実験結果によって得られた
ものであり、本発明者の独自の知得に基づくものであ
る。Next, a method of manufacturing the semiconductor light emitting device shown in FIG. 1 will be described below with reference to FIGS. One of the features of the manufacturing method of the present embodiment is, as described later, FIG.
This is because the temperature in the substrate bonding step shown in FIG. 4 was devised. This is obtained based on the inventor's own experimental results, and is based on the inventor's own knowledge.
【００２６】（１）まず、図２に示すように、２５０．
０μｍのｎ型ＧａＡｓ基板１０上に０．５μｍのｎ型Ｇ
ａＡｓバッファー層１１を成長後、０．５μｍのｎ型Ｉ
ｎＧａＰエッチングストップ層１２、０．０１〜０．１
μｍのｎ型ＧａＡｓエッチングストップ層１３、０．０
５μｍのｎ型ＩｎＧａＰウェーハ接着層１４、１．０μ
ｍのｎ型Ｉｎ０．５Ａｌ０．５Ｐクラッド層１５、１．
０μｍのＺｎドープＩｎ ０．５（Ｇａ０．７Ａ
ｌ０．３）０．５Ｐ活性層１６、ｐ型Ｉｎ０．５Ａｌ
０． ５Ｐクラッド層１７、０．０５μｍのｐ型ＩｎＧａ
Ｐウェーハ接着層１８を順次形成する。これを半導体の
導電型に着目して説明すれば、ｎ型半導体基板（第１導
電型半導体基板）１０上に、ｎ型半導体層（第１導電型
半導体層）１１〜１５、活性層１６、ｐ型半導体層（第
２導電型半導体層）１７〜１８、を順次形成すると言え
る。(1) First, as shown in FIG.
0.5 μm n-type G on a 0 μm n-type GaAs substrate 10
After growing the aAs buffer layer 11, 0.5 μm n-type I
nGaP etching stop layer 12, 0.01 to 0.1
μm n-type GaAs etching stop layer 13, 0.0
5 μm n-type InGaP wafer adhesive layer 14, 1.0 μm
n-type In of m0.5Al0.5The P cladding layers 15, 1.
0 μm Zn-doped In 0.5(Ga0.7A
l0.3)0.5P active layer 16, p-type In0.5Al
0. 5P cladding layer 17, 0.05 μm p-type InGa
The P wafer bonding layer 18 is formed sequentially. This is a semiconductor
In terms of the conductivity type, an n-type semiconductor substrate (first conductive type) will be described.
An n-type semiconductor layer (first conductivity type) on an
Semiconductor layer) 11 to 15, active layer 16, p-type semiconductor layer (first
Two conductive semiconductor layers) 17 to 18 are sequentially formed.
You.
【００２７】上述の、ｎ型ウェーハ接着層１４〜ｐ型ウ
ェーハ接着層１８は、斜線で示した発光ダイオード層１
０６となる。前述のｎ型ＧａＡｓ基板１０は、この発光
ダイオード層の各層の半導体と良く格子整合し、発光ダ
イオード層１０６の形成に適している。つまり、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板を用いることにより、結晶欠陥が少ない発光
ダイオード層１０６を形成することができる。ただ、こ
のｎ型ＧａＡｓ基板１０は、ＺｎドープＩｎ０．５（Ｇ
ａ０．７Ａｌ０．３）０．５Ｐ活性層１６よりもバンド
ギャップが小さいので、電流注入により活性層１６が発
光する光に対して透光性を有しない。このため、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１０〜エッチングストップ層１３（ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板部分１００）は、後述の工程でエッチング除去
されることになる。つまり、ここではｎ型ＧａＡｓ基板
１０は、結晶欠陥が少ない発光ダイオード層を形成する
ためのダミー基板となる。The above-mentioned n-type wafer adhesive layer 14 to p-type wafer adhesive layer 18 are light-emitting diode layers 1 indicated by oblique lines.
06. The above-mentioned n-type GaAs substrate 10 is well lattice-matched with the semiconductor of each layer of the light emitting diode layer, and is suitable for forming the light emitting diode layer 106. That is, n-type G
By using the aAs substrate, the light-emitting diode layer 106 with few crystal defects can be formed. However, this n-type GaAs substrate 10 is made of Zn-doped In 0.5 (G
Since the band gap is smaller than that of the a 0.7 Al 0.3 ) 0.5 P active layer 16, the active layer 16 does not transmit light emitted by the current injection. Therefore, n-type G
aAs substrate 10 to etching stop layer 13 (n-type Ga
The As substrate portion 100) will be etched away in a step described later. That is, here, the n-type GaAs substrate 10 is a dummy substrate for forming a light emitting diode layer with few crystal defects.
【００２８】なお、上述の記載から分かるように、発光
ダイオード層１０６の膜厚は数μｍであり、ｎ型ＧａＡ
ｓ基板部分１００の膜厚は約２５１μｍであるが、図２
では、発光ダイオード層１０６の説明のため、倍率を変
えて表示してある。As can be seen from the above description, the thickness of the light emitting diode layer 106 is several μm, and n-type GaAs
Although the thickness of the s substrate portion 100 is about 251 μm, FIG.
Here, the magnification is changed for the description of the light emitting diode layer 106.
【００２９】（２）次に、図３から分かるように、２５
０．０μｍのｐ型ＧａＰ基板１０１に高濃度ｐ型ＧａＰ
層１０１ａを０．２μｍ成長したｐ型ＧａＰ接着基板１
０２を用意し、水洗乾燥する。また、図３から分かるよ
うに、図２で説明したウェーハも用意し、水洗乾燥す
る。なお、図３では、図２のウェーハを上下逆向きにし
て示している。そして、図３に示すように、図２で示し
たウェーハの発光ダイオード層１０６の接着層１８と、
ｐ型ＧａＰ接着基板１０２のｐ型ＧａＰ層１０１ａと、
を重ねて接着させ、熱処理を行い、第１の接着工程を行
う。本実施形態では、この第１の接着工程の熱処理温度
を４００℃とした。(2) Next, as can be seen from FIG.
High concentration p-type GaP on a 0.0 μm p-type GaP substrate 101
P-type GaP bonded substrate 1 having layer 101a grown to 0.2 μm
02 is prepared, washed with water and dried. Further, as can be seen from FIG. 3, the wafer described in FIG. 2 is also prepared, washed and dried. FIG. 3 shows the wafer of FIG. 2 upside down. Then, as shown in FIG. 3, the adhesive layer 18 of the light emitting diode layer 106 of the wafer shown in FIG.
a p-type GaP layer 101a of a p-type GaP adhesive substrate 102;
Are stacked and bonded, heat treatment is performed, and a first bonding step is performed. In this embodiment, the heat treatment temperature in the first bonding step is set to 400 ° C.
【００３０】（３）次に、ｎ型ＧａＡｓ基板１０、ｎ型
ＧａＡｓバッファー層１１をアンモニア系のエッチング
液で選択的にエッチングし、続いてＩｎＧａＰエッチン
グストップ層１２を塩酸系のエッチング液でエッチング
処理し、さらにＧａＡｓ層１３を硫酸系のエッチング液
で選択的に除去して、ｎ型ＧａＡｓ基板部分１００をエ
ッチング除去する。このようにして、０．０５μｍのｎ
型ＩｎＧａＰウェーハ接着層１４を露出させ、水洗後、
乾燥する。その後、図４に示すように、３５０μｍのｎ
型ＧａＰ接着基板１０３を用意し、ｎ型ＩｎＧａＰウェ
ーハ接着層１４と重ねて接着させ、熱処理を行い、第２
の接着工程を行う。本実施形態では、この第２の接着工
程の熱処理温度を７７０℃とした。(3) Next, the n-type GaAs substrate 10 and the n-type GaAs buffer layer 11 are selectively etched with an ammonia-based etchant, and then the InGaP etching stop layer 12 is etched with a hydrochloric acid-based etchant. Then, the GaAs layer 13 is selectively removed with a sulfuric acid-based etchant, and the n-type GaAs substrate portion 100 is removed by etching. Thus, n of 0.05 μm
After exposing the type InGaP wafer adhesive layer 14 and washing with water,
dry. Thereafter, as shown in FIG.
A GaP type adhesive substrate 103 is prepared, and is bonded to the n-type InGaP wafer adhesive layer 14 by superimposition and heat treatment.
Is performed. In the present embodiment, the heat treatment temperature in the second bonding step is set to 770 ° C.
【００３１】（４）次に、図５に示すように、ｐ型Ｇａ
Ｐ接着基板１０２およびｎ型ＧａＰ接着基板１０３の一
部に、通電用のオーミック電極として、ｐ型電極１０
４、ｎ型電極１０５を形成する。(4) Next, as shown in FIG.
A p-type electrode 10 is formed on a part of the P-bonded substrate 102 and the n-type GaP
4. An n-type electrode 105 is formed.
【００３２】（５）次に、図６に示すように、粘着シー
ト上でＶ字状のダイシングソーを使用して、表面及び裏
面にダイシング溝１０７を形成する。(5) Next, as shown in FIG. 6, dicing grooves 107 are formed on the front and back surfaces of the adhesive sheet using a V-shaped dicing saw.
【００３３】（６）次に、応力を加えて割る所謂ブレイ
キングをおこなうことにより、図７に示すような、多角
形の発光素子を得る。(6) Next, a so-called breaking, in which a stress is applied to break, is performed to obtain a polygonal light emitting device as shown in FIG.
【００３４】（７）次に、ダイシング用のシートをのば
すことによりチップとチップとの間隔をあけた後、図８
に示すように、多角形の発光素子の側面及び上面等を塩
酸系のエッチング液でエッチングすることにより、カプ
セル型の発光素子を得る。この際、図１から分かるよう
に、発光ダイオード部１０６の側面が凹状になるように
する。(7) Next, after a dicing sheet is stretched to leave an interval between the chips, FIG.
As shown in (1), a capsule-type light-emitting element is obtained by etching the side and top surfaces of the polygonal light-emitting element with a hydrochloric acid-based etchant. At this time, as can be seen from FIG. 1, the side surface of the light emitting diode unit 106 is made concave.
【００３５】（８）次に、カプセル状の発光素子を、リ
ードフレーム１１０にマウントして、図１の状態にす
る。マウントにはペースト１１１を用いることができ
る。ここで、図９に示すような形状のリードフレーム１
１０にマウントを行うことも可能である。また、ここ
で、図５において電極を形成せずに、リードフレーム１
１０側にｐ型電極及びｎ型電極を予め塗布しておき、電
極剤の融点まで昇温することによってマウントすること
も可能である。(8) Next, the capsule-shaped light-emitting element is mounted on the lead frame 110 and brought into the state shown in FIG. The paste 111 can be used for mounting. Here, a lead frame 1 having a shape as shown in FIG.
It is also possible to mount 10. Further, here, the lead frame 1 was formed without forming the electrode in FIG.
It is also possible to apply a p-type electrode and an n-type electrode on the 10 side in advance, and mount by raising the temperature to the melting point of the electrode material.
【００３６】以上説明した本実施形態の半導体発光素子
の製造方法では、図１に示す工程でダイオード層の形成
に適したダミー基板１０の上に発光ダイオード層１０６
を形成したので、発光ダイオード層１０６の結晶欠陥が
少なく、信頼性の高い球状半導体発光素子を提供するこ
とができる。In the method of manufacturing a semiconductor light emitting device of the present embodiment described above, the light emitting diode layer 106 is formed on the dummy substrate 10 suitable for forming the diode layer in the process shown in FIG.
Is formed, it is possible to provide a highly reliable spherical semiconductor light emitting device with few crystal defects in the light emitting diode layer 106.
【００３７】また、本実施形態の半導体発光素子の製造
方法では、図３に示す第１の接着工程の熱処理温度を、
図４に示す第２の接着工程の熱処理温度よりも低くした
ので、球面半導体発光素子の製造に必要な接着基板の２
回の接着が容易にできるようになる。これは本発明者の
独自の実験結果によって得られたものである。In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device of this embodiment, the heat treatment temperature in the first bonding step shown in FIG.
Since the temperature was set lower than the heat treatment temperature in the second bonding step shown in FIG.
Adhesion can be performed easily. This is obtained by the inventor's own experimental results.
【００３８】この熱処理温度の最適値は、半導体の材質
等によって異なるが、例えば、本実施形態の場合、本発
明者の実験によれば、第１の接着工程の熱処理温度は、
４００℃程度が最も良く、望ましくは３５０℃以上４５
０℃以下である。また、第２の接着工程の熱処理温度
は、７７０℃程度が最も良く、望ましくは７００℃以上
８００℃以下である。Although the optimum value of the heat treatment temperature varies depending on the material of the semiconductor and the like, for example, in the case of the present embodiment, according to an experiment performed by the present inventors, the heat treatment temperature in the first bonding step is:
400 ° C is the best, preferably 350 ° C or more and 45 ° C.
0 ° C. or less. Further, the heat treatment temperature in the second bonding step is most preferably about 770 ° C., and preferably 700 ° C. or more and 800 ° C. or less.
【００３９】このような温度範囲で接着を行うと接着が
容易になる理由は、４００℃程度で脱水縮合反応が進行
し始め、７７０℃程度で脱水縮合反応が完了するためと
解析される。The reason why adhesion is facilitated when bonding is performed in such a temperature range is analyzed because the dehydration / condensation reaction starts to proceed at about 400 ° C. and is completed at about 770 ° C.
【００４０】このように、本実施形態では、特定の温度
範囲で接着を行うことにより、基板の接着が２回できる
ようになり、図１に示すような全球状の半導体発光素子
を製造することが可能になる。これに対し、従来は、基
板の接着を２回行うことは極めて困難であると考えられ
ていた。このため、本実施形態のような全球状の半導体
発光素子を実際に製造することは極めて困難であると考
えられていた。As described above, in the present embodiment, by performing bonding in a specific temperature range, the substrate can be bonded twice, and a spherical semiconductor light emitting device as shown in FIG. 1 can be manufactured. Becomes possible. On the other hand, conventionally, it has been considered that it is extremely difficult to bond the substrate twice. For this reason, it has been considered that it is extremely difficult to actually manufacture a spherical semiconductor light emitting device as in the present embodiment.
【００４１】以上説明した第１の実施の形態の半導体発
光素子では、カプセル状の形状について説明したが、光
取り効率を重視して、完全な球状に近い形状、または完
全な球状にしても良い。In the semiconductor light emitting device of the first embodiment described above, the shape of the capsule is described. However, the shape of the semiconductor light emitting device may be close to a perfect sphere or a perfect sphere in consideration of light extraction efficiency. .
【００４２】また、以上説明した第１の実施の形態の半
導体発光素子では、ｎ型とｐ型を逆にしても良い。In the semiconductor light emitting device of the first embodiment described above, the n-type and p-type may be reversed.
【００４３】（第２の実施の形態）第２の実施の形態の
半導体発光素子は、図１０から分かるように、基板２０
０の一方の面２００ｂを光取り出し面とし、傾斜した端
面を持ち、その端面に順次絶縁膜２０８および反射膜２
０９を形成したものである。(Second Embodiment) As can be seen from FIG. 10, the semiconductor light emitting device of the second embodiment
0 is a light extraction surface, has an inclined end surface, and the insulating film 208 and the reflective film 2 are sequentially formed on the end surface.
09 is formed.
【００４４】図１０は、本発明の第２の実施の形態に係
わる半導体発光素子の構造を示す図である。ｎ型ＧａＰ
基板２００は互いに向き合う第１の面２００ａおよび第
２の面２００ｂを有し、第１の面２００ａの面積が、第
２の面２００ｂの面積よりも小さくなっている。第１の
面２００ａの下側には、接着或いは成長により形成され
たＩｎｓ１Ｇａｔ１Ａｌ１−ｓ１−ｔ１Ｐからなるｎ型
バッファ層２０１、Ｉｎｓ２Ｇａｔ２Ａｌ
１−ｓ２−ｔ２Ｐからなるｎ型クラッド層２０２、Ｉｎ
ｓ３Ｇａｔ３Ａｌ１−ｓ３−ｔ３Ｐからなる活性層２０
３、Ｉｎｓ４Ｇａｔ４Ａｌ１ −ｓ４−ｔ４Ｐからなるｐ
型クラッド層２０４、Ｉｎｓ５Ｇａｔ５Ａｌ１−ｓ５
−ｔ５Ｐからなるｐ型コンタクト層２０５が順次形成さ
れている（０≦ｓａ＋ｔａ≦１、０≦ｓａ≦１、０≦ｔ
ａ≦１、ａ＝１〜５）。これを半導体の導電型に着目し
て説明すれば、ｎ型半導体基板（第１導電型半導体基
板）２００の第１の面２００ａ上に、ｎ型半導体層（第
１導電型半導体層）２０１、２０２、活性層２０３、ｐ
型半導体層（第２導電型半導体層）２０４、２０５が順
次形成されていると言える。ここで、活性層２０３の組
成を変えることで、波長λが５４０ｎｍから７５０ｎｍ
までの、赤色から緑色までの発光が実現可能である。ま
た、活性層２０３を、厚さ数ｎｍからなる量子井戸を用
いた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすること
で、発光効率の向上と長寿命が実現できる。この活性層
２０３の両側のクラッド層２０２、２０４、および、コ
ンタクト層２０５の組成は、活性層２０３のバンドギャ
ップより大きくなるように調整されており、光吸収がな
い構造になっている。また、ｎ型ＧａＰ基板２００も、
活性層２０３のＩｎＧａＡｌＰよりもバンドギャップが
大く、活性層２０３が発光する光に対して透光性を有す
る。このｎ型ＧａＰ基板２００の上側にはＡｕＧｅＮｉ
からなるｎ型電極２０６が形成されている。また、この
ｎ型電極２０６の反対側の表面であるｐ型コンタクト層
２０５の下側にはＡｕＺｎからなるｐ型電極２０７が形
成されている。FIG. 10 is a view showing a structure of a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention. n-type GaP
The substrate 200 has a first surface 200a and a second surface 200b facing each other, and the area of the first surface 200a is smaller than the area of the second surface 200b. Below the first surface 200a, n-type buffer layer 201 consisting of formed by adhesion or growth In s1 Ga t1 Al 1-s1 -t1 P, In s2 Ga t2 Al
N-type cladding layer 202 made of 1-s2-t2P , In
s3 Ga active layer 20 made of t3 Al 1-s3-t3 P
3, In s4 Ga consisting t4 Al 1 -s4-t4 P p
Type cladding layer 204, In s5 Ga t5 Al 1 -s5
A p-type contact layer 205 made of −t5 P is sequentially formed (0 ≦ sa + ta ≦ 1, 0 ≦ sa ≦ 1, 0 ≦ t)
a ≦ 1, a = 1 to 5). This will be described focusing on the conductivity type of the semiconductor. To be more specific, on the first surface 200a of the n-type semiconductor substrate (first conductivity-type semiconductor substrate) 200, an n-type semiconductor layer (first conductivity-type semiconductor layer) 201, 202, active layer 203, p
It can be said that the type semiconductor layers (second conductivity type semiconductor layers) 204 and 205 are sequentially formed. Here, the wavelength λ is changed from 540 nm to 750 nm by changing the composition of the active layer 203.
Light emission from red to green can be realized. In addition, when the active layer 203 has a single quantum well structure or a multiple quantum well structure using a quantum well having a thickness of several nm, an improvement in luminous efficiency and a long life can be realized. The compositions of the cladding layers 202 and 204 and the contact layer 205 on both sides of the active layer 203 are adjusted so as to be larger than the band gap of the active layer 203, and have a structure without light absorption. Also, the n-type GaP substrate 200
The active layer 203 has a larger band gap than InGaAlP, and has a property of transmitting light emitted by the active layer 203. AuGeNi is provided on the upper side of the n-type GaP substrate 200.
Is formed. Further, a p-type electrode 207 made of AuZn is formed below the p-type contact layer 205, which is a surface opposite to the n-type electrode 206.
【００４５】なお、ｎ型ＧａＰからなる基板２００の膜
厚は数百μｍ、ｎ型バッファ層２０１〜ｐ型コンタクト
層２０５の膜厚は数μｍであるが、図１０では、説明を
しやすくするため、倍率を変えて示している。The thickness of the substrate 200 made of n-type GaP is several hundred μm, and the thickness of the n-type buffer layer 201 to the p-type contact layer 205 is several μm. Therefore, the magnification is changed.
【００４６】図１０の素子の特徴の１つは、チップ端面
にＳｉＯ２からなる絶縁膜２０８を形成し、この絶縁膜
２０８上にＡｌからなる反射層２０９を形成したことで
ある。絶縁膜２０８の厚さｄは、活性層２０３からの発
光が、絶縁膜２０８と半導体結晶との界面で反射されな
いように、絶縁膜の屈折率をｎ、上述の活性層の発光波
長をλとしてｄ＝λ／４ｎにされている。なおこの厚さ
ｄは、計算式から容易に分かるように、数十ｎｍである
が、図１０では倍率を変えて示している。One of the features of the device shown in FIG. 10 is that an insulating film 208 made of SiO 2 is formed on the end face of the chip, and a reflective layer 209 made of Al is formed on the insulating film 208. The thickness d of the insulating film 208 is such that the refractive index of the insulating film is n and the emission wavelength of the active layer is λ so that light emitted from the active layer 203 is not reflected at the interface between the insulating film 208 and the semiconductor crystal. d = λ / 4n. The thickness d is several tens of nm, as can be easily understood from the calculation formula, but is shown by changing the magnification in FIG.
【００４７】この絶縁膜２０８および反射層２０９は、
凸型ブレードによるダイシングによりｐ型コンタクト層
２０５側からｎ型ＧａＰ基板の一部を残して溝を形成し
（図６参照）、ダイシングくずをエッチングにより除去
し、ＳｉＯ２絶縁膜２０８を形成し、その上に反射膜２
０９を形成することで実現できる。ここで、ドライエッ
チングやサンドブラスタ法にてもダイシング同様に実現
できる。そして、その後チップに分離すれば、図１０の
素子が得られる。The insulating film 208 and the reflection layer 209 are
A groove is formed by dicing with a convex blade leaving a part of the n-type GaP substrate from the p-type contact layer 205 side (see FIG. 6), dicing debris is removed by etching, and a SiO 2 insulating film 208 is formed. Reflective film 2 on it
09 can be realized. Here, the dry etching or the sandblasting method can be realized similarly to the dicing. Then, if the device is separated into chips, the device shown in FIG. 10 is obtained.
【００４８】このようにして形成された図１０の素子
は、下側、すなわちｐ電極２０７側に導電性マウント剤
が塗布され、リードフレームにマウントされる。そし
て、上側、すなわち基板の第２の面２００ｂから光が取
り出される。The element of FIG. 10 formed in this manner is coated with a conductive mounting agent on the lower side, that is, on the p-electrode 207 side, and mounted on a lead frame. Then, light is extracted from the upper side, that is, from the second surface 200b of the substrate.
【００４９】以上説明した図１０の半導体発光素子で
は、傾斜した端面により光取りだし効率を改善させるこ
とができる。In the semiconductor light emitting device of FIG. 10 described above, the light extraction efficiency can be improved by the inclined end face.
【００５０】また、図１０の半導体発光素子では、絶縁
膜２０８上に形成した反射膜により、従来端面から出て
いた光や内部に閉じこめられていた光を素子前面から出
すことができるようになる。そして、本実施形態のよう
に、絶縁膜２０８の厚さｄ＝λ／４とすることで、反射
効率をさらに増加させることができる。このように、図
１０の素子では、反射膜２０８を設けたことにより、さ
らに、光取り出し効率を向上させることができる。In the semiconductor light emitting device shown in FIG. 10, the reflection film formed on the insulating film 208 allows light emitted from the end face or light trapped inside to be emitted from the front face of the element. . Then, as in the present embodiment, by setting the thickness d of the insulating film 208 to d = λ / 4, the reflection efficiency can be further increased. As described above, in the device of FIG. 10, the provision of the reflective film 208 can further improve the light extraction efficiency.
【００５１】また、図１０の半導体発光素子では、チッ
プ端面が絶縁膜２０８で保護されているため、マウント
が容易になる。すなわち、従来は、図１０のような基板
２００側から光を取り出す構造（フリップチップ構造）
の素子を製造すると、ｐ型半導体層２０４とｎ型半導体
層２０２が素子下部の導電性マウント材の近くにあるた
め、導電性マウント材がｐ型半導体層２０４の端面とｎ
型半導体層２０２の端面とをショートしてしまうという
問題があった。また、このショート事故を減らそうとし
てマウント材を減らすと、素子とフレームとの接着強度
が弱くなり、マウントが不安定になるという問題があっ
た。これに対し、図１０の発光素子では、ｐ型半導体層
２０４の端面とｎ型半導体層２０２の端面がＳｉＯ２絶
縁膜２０８で保護されているため、ショート事故が防止
できる。従って、導電性マウント材を増やすことが可能
になり、素子とフレームとの接着強度を強くして、マウ
ント安定させることができるようになる。このように、
図１０の素子では、マウントが容易になる。Further, in the semiconductor light emitting device shown in FIG. 10, since the chip end face is protected by the insulating film 208, mounting becomes easy. That is, conventionally, a structure for extracting light from the substrate 200 side as shown in FIG. 10 (flip chip structure)
When the device is manufactured, the p-type semiconductor layer 204 and the n-type semiconductor layer 202 are close to the conductive mount material under the device.
There is a problem that the end surface of the mold semiconductor layer 202 is short-circuited. Also, if the mount material is reduced to reduce the short-circuit accident, there is a problem that the bonding strength between the element and the frame is weakened and the mount becomes unstable. On the other hand, in the light emitting element of FIG. 10, the end face of the p-type semiconductor layer 204 and the end face of the n-type semiconductor layer 202 are protected by the SiO 2 insulating film 208, so that a short circuit accident can be prevented. Therefore, it is possible to increase the amount of the conductive mount material, to increase the adhesive strength between the element and the frame, and to stabilize the mount. in this way,
The device of FIG. 10 facilitates mounting.
【００５２】次に、以上の半導体発光素子では、絶縁膜
としてＳｉＯ２を、反射膜としてＡｌを使用したが、他
の絶縁膜、反射膜を使用することも可能であるので、そ
の種類について検討する。Next, in the semiconductor light emitting device described above, SiO 2 was used as the insulating film and Al was used as the reflecting film. However, other insulating films and reflecting films can be used. I do.
【００５３】本発明者の実験によれば、絶縁膜、反射膜
は、その組み合わせによって異なる特性を示し、上述し
た本実施形態の半導体発光素子を実現するためには、絶
縁膜、反射膜をチップの形状、使用環境に応じて適切な
ものにすることが重要であることが判明した。表１は、
本発明者の実験により得られた、絶縁膜、反射膜の組み
合わせと、その特性を示す表である。According to the experiment of the present inventor, the insulating film and the reflective film show different characteristics depending on the combination thereof, and in order to realize the semiconductor light emitting device of the present embodiment, the insulating film and the reflective film are formed by a chip. It became clear that it was important to make it appropriate according to the shape and use environment. Table 1
5 is a table showing combinations of an insulating film and a reflective film and their characteristics, obtained by an experiment by the present inventors.
【００５４】 表１ 絶縁膜 反射膜 特性 ＳｉＯ２ Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ 結晶との密着性良好 ＳｉＮｘ Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ 耐湿性良好 シリコーン Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ 膜割れ小 ＴｉＯ Ｔｉ、Ａｕ 膜割れ小 ＨｆＯ Ｎｉ、Ａｕ 経時変化小 Ａｌ２Ｏ３ Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ 対高温性良好 表１から分かるように、本発明者の実験によれば、図１
０の半導体発光素子のように絶縁膜としてＳｉＯ２、反
射膜としてＡｌを使用した場合は、結晶の端面との密着
性が特に良くなることが分かった。そして、これによ
り、上述したような発光効率の向上や、マウントのしや
すさの効果が、特に大きくなることが分かった。また、
この場合は、反射膜としてＡｇ、Ａｕ、Ｃｕのいずれか
を使用しても、結晶との密着性が良好になることが分か
った。Table 1 Insulating film Reflecting film Characteristics Good adhesion to SiO 2 Ag, Al, Au, Cu crystals SiN x Ag, Al, Au, Cu Good moisture resistance Silicone Ag, Al, Au, Cu Small cracks in film TiO Ti , Au film cracking small HfO Ni, Au aging small Al 2 O 3 Ag, Al, Au, as can be seen from the Cu versus temperature resistant good table 1, according to the present inventors' experiments, Figure 1
It was found that when SiO 2 was used as the insulating film and Al was used as the reflective film as in the semiconductor light emitting device of No. 0, the adhesion to the end face of the crystal was particularly improved. Then, it was found that the effect of the improvement of the luminous efficiency and the easiness of mounting as described above became particularly large. Also,
In this case, it was found that even when any one of Ag, Au, and Cu was used as the reflective film, the adhesion to the crystal was improved.
【００５５】同様に、本発明者の実験によれば、湿度が
高い環境で半導体発光素子を使用する場合は、絶縁膜と
してＳｉＮｘ、反射膜としてＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕの
いずれかを使用すると、上述の効果が特に大きくなるこ
とが分かった。Similarly, according to the experiment of the present inventor, when a semiconductor light emitting device is used in a high humidity environment, SiN x is used as an insulating film, and any of Ag, Al, Au, and Cu is used as a reflective film. Then, it turned out that the above-mentioned effect becomes especially large.
【００５６】また、本発明者の実験によれば、チップの
形状や、チップの材質によって膜割れが起こりやすい場
合は、絶縁膜としてシリコーン、反射膜としてＡｇ、Ａ
ｌ、Ａｕ、Ｃｕのいずれかを使用すると、上述の効果が
得られるのに加え、膜割れがほとんど起こらないことが
分かった。この場合は、絶縁膜としてＴｉＯ、反射膜と
してＴｉ、Ａｕのいずれかを使用しても、膜割れがほと
んど起こらないことが分かった。According to an experiment conducted by the inventor, when film cracking easily occurs due to the shape of the chip or the material of the chip, silicone is used as the insulating film, and Ag and A are used as the reflecting film.
It was found that when any one of l, Au, and Cu was used, the above-described effects were obtained, and film cracking hardly occurred. In this case, it was found that even if TiO was used as the insulating film and either Ti or Au was used as the reflective film, film cracking hardly occurred.
【００５７】また、本発明者の実験によれば、半導体発
光素子の寿命が特に重視される場合は、絶縁膜としてＡ
ｌ２Ｏ３、反射膜としてＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕのいず
れかを使用すると、上述の効果が得られるのに加え、経
時変化が少なく、素子の寿命が長くなることが分かっ
た。According to the experiment of the present inventor, when the life of the semiconductor light emitting element is particularly important, the insulating film is made of A
It was found that the use of l 2 O 3 and any of Ag, Al, Au, and Cu as the reflective film not only provides the above-described effects, but also causes little change over time and prolongs the life of the device.
【００５８】また、本発明者の実験によれば、温度が高
い環境で半導体発光素子を使用する場合は、絶縁膜とし
てＡｌ２Ｏ３、反射膜としてＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕの
いずれかを使用すると、上述の効果が特に大きくなるこ
とが分かった。According to the experiment of the present inventor, when a semiconductor light emitting device is used in a high temperature environment, Al 2 O 3 is used as an insulating film, and any of Ag, Al, Au, and Cu is used as a reflective film. It has been found that when used, the above-described effects are particularly large.
【００５９】このように、特定の種類の絶縁膜と特定の
種類の反射膜とを組み合わせることにより顕著な効果が
得られる理由は、主に、絶縁膜と反射膜との熱膨張係数
の差に起因すると解析される。すなわち、絶縁膜と反射
膜との熱膨張係数が大きいと、環境変化等により絶縁膜
と反射膜との密着性が悪化したり、絶縁膜と反射膜の膜
質が悪化したりすると解析される。The reason why a remarkable effect can be obtained by combining a specific type of insulating film and a specific type of reflective film as described above is mainly due to a difference in thermal expansion coefficient between the insulating film and the reflective film. It is analyzed as causing. That is, if the thermal expansion coefficient between the insulating film and the reflective film is large, it is analyzed that the adhesion between the insulating film and the reflective film is deteriorated due to an environmental change or the film quality of the insulating film and the reflective film is deteriorated.
【００６０】このように、本発明者の実験によれば、本
実施形態の半導体発光素子の効果を得るためには、絶縁
膜は、絶縁特性を示すものであれば何でもかまわないと
いうわけではなく、チップの形状、使用環境に応じて適
切なものにすることが重要であることが判明した。ま
た、反射膜も、反射率の高い材料であれば何でもかまわ
ないというわけではなく、絶縁膜の種類等に応じて適切
なものにすることが重要であることが判明した。As described above, according to the experiment of the present inventor, in order to obtain the effect of the semiconductor light emitting device of the present embodiment, it is not limited that the insulating film is not limited as long as it has insulating properties. It has been found that it is important to make it appropriate in accordance with the shape of the chip and the use environment. In addition, it has been found that the reflective film is not limited to a material having a high reflectivity, and it is important to make the reflective film appropriate depending on the type of the insulating film.
【００６１】また、導電性ペースト以外に共晶金属を用
いてマウントした場合に問題になる絶縁膜割れも発生す
ることなく、共晶金属（ＡｎＳｎ、ＡｎＧｅ）を用いる
ことも可能になった。In addition, the eutectic metal (AnSn, AnGe) can be used without cracking of the insulating film, which is a problem when mounting using a eutectic metal other than the conductive paste.
【００６２】（第３の実施の形態）第３の実施の形態
は、図１１から分かるように、第２の実施の形態と半導
体の材質、基板の材質、反射膜の種類、を変え、それに
対応して絶縁膜３０８の厚さを薄くしたことを特徴の１
つとする。(Third Embodiment) As can be seen from FIG. 11, the third embodiment differs from the second embodiment in the material of the semiconductor, the material of the substrate, and the type of the reflection film. Correspondingly, the thickness of the insulating film 308 is reduced.
One.
【００６３】図１１は、本発明の第３の実施の形態に係
わる半導体発光素子の構造を示す図である。ｎ型ＧａＮ
基板３００は互いに向き合う第１の面３０８ａおよび第
２の面３０８ｂを有し、第１の面３０８ａの面積が、第
２の面３０８ｂの面積よりも小さくなっている。第１の
面３０８ａの下側には、Ｉｎｘ１Ｇａｙ１Ａｌ１−ｘ
１−ｙ１Ｎからなるｎ型バッファ層３０１、Ｉｎｘ２Ｇ
ａｙ２Ａｌ１−ｘ２−ｙ ２Ｎからなるｎ型クラッド層３
０２、Ｉｎｘ３Ｇａｙ３Ａｌ１−ｘ３−ｙ３Ｎからなる
活性層３０３、Ｉｎｘ４Ｇａｙ４Ａｌ１−ｘ４−ｙ４Ｎ
からなるｐ型クラッド層３０４、Ｉｎｘ５Ｇａｙ５Ａｌ
１−ｘ５−ｙ５Ｎからなるｐ型コンタクト層３０５が順
次形成されている（０≦ｘｂ＋ｙｂ≦１、０≦ｘｂ≦
１、０≦ｙｂ≦１、ｂ＝１〜５）。活性層３０３の組成
を変えることで、主に、波長λが３８０ｎｍから５００
ｎｍまでの、紫外から緑色までの発光が実現可能であ
る。また、活性層３０３を、厚さ数ｎｍからなる量子井
戸層を用いた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とす
ることで、発光効率の向上と長寿命が実現できる。活性
層３０３両側のｎ型クラッド層３０２及びｐ型３０４と
ｐ型コンタクト層３０５の組成は、活性層３０３のバン
ドギャップより大きくなるように調整されており、光吸
収がない構造になっている。また、ｎ型ＧａＮ基板３０
０も、活性層３０３のＩｎｘ３Ｇａｙ３Ａｌ
１−ｘ３−ｙ３Ｎよりもバンドギャップが大きく、活性
層３０３が発光する光に対して透光性を有する。このｎ
型ＧａＮ基板３００の上側には、ＴｉＡｕからなるｎ型
電極３０６が形成されている。また、このｐ型電極３０
６の反対側の表面であるｐ型コンタクト層３０５の下側
にはＮｉＡｕからなるｐ型電極３０７が形成されてい
る。FIG. 11 is a view showing the structure of a semiconductor light emitting device according to the third embodiment of the present invention. n-type GaN
The substrate 300 has a first surface 308a and a second surface 308b facing each other, and the area of the first surface 308a is smaller than the area of the second surface 308b. Below the first surface 308a, In x1 Ga y1 Al 1 -x
N - type buffer layer 301 made of 1-y1N , In x2 G
a y2 Al 1-x2-y 2 N made of n-type cladding layer 3
02, In x3 Ga y3 Al 1 -x3-y3 active layer 303 composed of N, In x4 Ga y4 Al 1 -x4-y4 N
P-type cladding layer 304 made of, In x5 Ga y5 Al
1-x5-y5 N p-type contact layers 305 are sequentially formed (0 ≦ xb + yb ≦ 1, 0 ≦ xb ≦
1, 0 ≦ yb ≦ 1, b = 1-5). By changing the composition of the active layer 303, the wavelength λ is mainly changed from 380 nm to 500 nm.
Light emission from ultraviolet to green up to nm is feasible. Further, by forming the active layer 303 to have a single quantum well structure or a multiple quantum well structure using a quantum well layer having a thickness of several nm, improvement in luminous efficiency and long life can be realized. The composition of the n-type cladding layer 302 and the p-type contact layer 305 on both sides of the active layer 303 is adjusted to be larger than the band gap of the active layer 303, and has a structure without light absorption. Further, the n-type GaN substrate 30
0 also indicates In x3 Gay 3 Al of the active layer 303.
It has a larger band gap than 1-x3-y3N and has a property of transmitting light emitted from the active layer 303. This n
On the upper side of the type GaN substrate 300, an n-type electrode 306 made of TiAu is formed. Also, the p-type electrode 30
A p-type electrode 307 made of NiAu is formed below the p-type contact layer 305 on the surface opposite to the surface 6.
【００６４】なお、ｎ型ＧａＮからなる基板３００の膜
厚は数百μｍであり、ｎ型バッファ層３０１〜ｐ型コン
タクト層３０５の膜厚は数μｍであるが、図１１では、
説明をしやすくするため、倍率を変えて示している。The thickness of the substrate 300 made of n-type GaN is several hundred μm, and the thickness of the n-type buffer layer 301 to the p-type contact layer 305 is several μm.
The magnification is changed for ease of explanation.
【００６５】図１１の素子の特徴の１つは、チップ端面
にＳｉＯ２からなる絶縁膜３０８を形成し、この絶縁膜
３０８上にＡｇからなる反射層３０９を形成しているこ
とである。絶縁膜３０８の厚さｄは、絶縁膜の屈折率を
ｎとすれば、上述の活性層の発光波長λを用いて、ｄ＝
λ／４ｎである。本実施形態のチップの発光波長は、第
２の実施の形態のチップの発光波長よりも短いから、絶
縁膜３０８の厚さも、それに対応して薄くしてある。な
おこの厚さｄは、計算式から容易に分かるように、数十
ｎｍであるが、図１１では倍率を変えて示している。One of the features of the device shown in FIG. 11 is that an insulating film 308 made of SiO 2 is formed on the end face of the chip, and a reflective layer 309 made of Ag is formed on the insulating film 308. Assuming that the refractive index of the insulating film is n, the thickness d of the insulating film 308 can be calculated by using the above-described emission wavelength λ of the active layer.
λ / 4n. Since the emission wavelength of the chip of the present embodiment is shorter than the emission wavelength of the chip of the second embodiment, the thickness of the insulating film 308 is correspondingly reduced. Although the thickness d is several tens of nm, as can be easily understood from the calculation formula, FIG. 11 shows the thickness by changing the magnification.
【００６６】このようにして形成された図１１の素子
は、下側、すなわちｐ電極３０７側に導電性マウント剤
が塗布され、リードフレームにマウントされる。そし
て、上側、すなわち基板の第２の面３０８ｂ側から光が
取り出される。The element shown in FIG. 11 thus formed is coated with a conductive mounting agent on the lower side, that is, on the p-electrode 307 side, and mounted on a lead frame. Then, light is extracted from the upper side, that is, from the second surface 308b side of the substrate.
【００６７】ここで、リードフレームは反射板がないも
のでもよく、レンズモールドした構成での配向特性はチ
ップ端面の傾斜角で制御できるため、リードフレームを
共通にできる。さらに、チップを並べたディスプレイ等
に用いる場合、チップ間を仕切る板が必要ないため、任
意の形状が容易にできる特徴を有している。Here, the lead frame may not have a reflection plate, and the alignment characteristics in a lens-molded configuration can be controlled by the inclination angle of the chip end face, so that the lead frame can be used in common. Furthermore, when used for a display or the like in which chips are arranged, there is no need for a plate for separating the chips, so that it has a feature that an arbitrary shape can be easily formed.
【００６８】本実施形態の半導体発光素子も、第２の実
施の形態の半導体発光素子と同様に、光取り出し効率を
向上させることができ、マウントを容易にすることがで
きる。The semiconductor light emitting device of the present embodiment can also improve the light extraction efficiency and facilitate the mounting, similarly to the semiconductor light emitting device of the second embodiment.
【００６９】以上説明した第２、第３の実施の形態では
ｎ型半導体基板上にｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体
層を順次形成したが、、ｐ型とｎ型を逆にすることも可
能である。In the second and third embodiments described above, the n-type semiconductor layer, the active layer, and the p-type semiconductor layer are sequentially formed on the n-type semiconductor substrate. However, the p-type and the n-type are reversed. It is also possible.
【００７０】[0070]
【発明の効果】本発明によれば、半導体発光素子を、ほ
ぼ半球状の透明なｐ型半導体接着基板と、ほぼ半球状の
透明なｎ型半導体接着基板と、これらに挟まれた発光ダ
イオード層と、により全体がほぼ球状のものとしたの
で、光取り出し効率が高く、マウントが容易なものとす
ることができる。また、これを製造する方法として、発
光ダイオード層の形成に適したダミー基板の上に発光ダ
イオード層を形成した後、その上に透明な第１導電型半
導体接着基板を接着し、その後ダミー基板を除去して代
わりに透明な第２導電型半導体接着基板を接着し、全体
をほぼ球状に加工する方法を用いたので、発光ダイオー
ド層の結晶欠陥が少なく、信頼性が高い半導体発光素子
を提供することができる。According to the present invention, a semiconductor light-emitting device is formed by forming a substantially hemispherical transparent p-type semiconductor adhesive substrate, a substantially hemispherical transparent n-type semiconductor adhesive substrate, and a light emitting diode layer sandwiched therebetween. As a result, since the entire structure is substantially spherical, light extraction efficiency is high and mounting can be facilitated. Further, as a method of manufacturing this, after forming a light emitting diode layer on a dummy substrate suitable for forming a light emitting diode layer, a transparent first conductive type semiconductor adhesive substrate is bonded thereon, and then the dummy substrate is bonded. Since a method of removing the substrate and bonding a transparent second-conductivity-type semiconductor-bonded substrate and processing the entire surface into a substantially spherical shape is used, a highly reliable semiconductor light-emitting device with few crystal defects in the light-emitting diode layer is provided. be able to.
【００７１】また、本発明によれば、半導体発光素子
を、傾斜した端面を持ち、その端面に順次絶縁膜および
反射膜を形成したものとしたので、光取り出し効率が高
く、マウントが容易なものとすることができる。Further, according to the present invention, the semiconductor light emitting device has an inclined end face, and an insulating film and a reflection film are sequentially formed on the end face, so that light extraction efficiency is high and mounting is easy. It can be.
【図１】本発明の第１の実施の形態の半導体発光素子の
構造を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a structure of a semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施の形態の半導体発光素子の
製造方法を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１の実施の形態の半導体発光素子の
製造方法を示す図で、図２に続く図。FIG. 3 is a view showing the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, which is a view subsequent to FIG. 2;
【図４】本発明の第１の実施の形態の半導体発光素子の
製造方法を示す図で、図３に続く図。FIG. 4 is a view showing the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, which is a view subsequent to FIG. 3;
【図５】本発明の第１の実施の形態の半導体発光素子の
製造方法を示す図で、図４に続く図。FIG. 5 is a diagram illustrating the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, and is a diagram subsequent to FIG. 4;
【図６】本発明の第１の実施の形態の半導体発光素子の
製造方法を示す図で、図５に続く図。FIG. 6 is a diagram illustrating the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, and is a diagram subsequent to FIG. 5;
【図７】本発明の第１の実施の形態の半導体発光素子の
製造方法を示す図で、図６に続く図。FIG. 7 is a diagram illustrating the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, and is a diagram subsequent to FIG. 6;
【図８】本発明の第１の実施の形態の半導体発光素子の
製造方法を示す図で、図７に続く図。FIG. 8 is a view illustrating the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, which is subsequent to FIG. 7;
【図９】本発明の第１の実施の形態の半導体発光素子の
マウント方法の例を示す図。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a method of mounting the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第２の実施の形態の半導体発光素子
の構造を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a structure of a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の第３の実施の形態の半導体発光素子
の構造を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a structure of a semiconductor light emitting device according to a third embodiment of the present invention.
【図１２】従来の半導体発光素子の構造を示す図。FIG. 12 is a diagram showing a structure of a conventional semiconductor light emitting device.
【図１３】従来の半導体発光素子の構造を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a structure of a conventional semiconductor light emitting device.
１０ ｎ型ＧａＡｓ基板 １１ ｎ型ＧａＡｓバッファー層 １２ ｎ型ＩｎＧａＰエッチングストップ層 １３ ｎ型ＧａＡｓエッチングストップ層 １４ ｎ型ＩｎＧａＰウェーハ接着層 １５ ｎ型Ｉｎ０．５Ａｌ０．５Ｐクラッド層 １６ ＺｎドープＩｎ０．５（Ｇａ０．７Ａｌ０．３）
０．５Ｐ活性層 １７ ｐ型Ｉｎ０．５Ａｌ０．５Ｐクラッド層 １８ ｐ型ＩｎＧａＰウェーハ接着層 １０２ ｐ型ＧａＰ接着基板 １０２ａ 第１の接着面 １０３ ｎ型ＧａＰ接着基板 １０３ａ 第２の接着面 １０６ 発光ダイオード層（半導体積層体） １０６ａ 発光ダイオード層（半導体積層体）の側面の
周囲 ２００ ｎ型ＧａＰ基板 ２００ａ ｎ型ＧａＰ基板の第１の面 ２００ｂ ｎ型ＧａＰ基板の第２の面 ２０１ ｎ型Ｉｎｓ１Ｇａｔ１Ａｌ１−ｓ１−ｔ１Ｐバ
ッファ層 ２０２ ｎ型Ｉｎｓ２Ｇａｔ２Ａｌ１−ｓ２−ｔ２Ｐク
ラッド層 ２０３ Ｉｎｓ３Ｇａｔ３Ａｌ１−ｓ３−ｔ３Ｐ活性層 ２０４ ｐ型Ｉｎｓ４Ｇａｔ４Ａｌ１−ｓ４−ｔ４Ｐク
ラッド層 ２０５ ｐ型Ｉｎｓ５Ｇａｔ５Ａｌ１−ｓ５−ｔ５Ｐコ
ンタクト層 ２０８ ＳｉＯ２絶縁膜 ２０９ Ａｌ反射膜 ３００ ｎ型ＧａＮ基板 ３００ａ ｎ型ＧａＮ基板の第１の面 ３００ｂ ｎ型ＧａＮ基板の第２の面 ３０１ ｎ型Ｉｎｘ１Ｇａｙ１Ａｌ１−ｘ１−ｙ１Ｎバ
ッファ層 ３０２ ｎ型Ｉｎｘ２Ｇａｙ２Ａｌ１−ｘ２−ｙ２Ｎク
ラッド層 ３０３ Ｉｎｘ３Ｇａｙ３Ａｌ１−ｘ３−ｙ３Ｎ活性層 ３０４ ｐ型Ｉｎｘ４Ｇａｙ４Ａｌ１−ｘ４−ｙ４Ｎク
ラッド層 ３０５ ｐ型Ｉｎｘ５Ｇａｙ５Ａｌ１−ｘ５−ｙ５Ｎコ
ンタクト層 ３０８ ＳｉＯ２絶縁膜 ３０９ Ａｇ反射膜Reference Signs List 10 n-type GaAs substrate 11 n-type GaAs buffer layer 12 n-type InGaP etching stop layer 13 n-type GaAs etching stop layer 14 n-type InGaP wafer bonding layer 15 n-type In 0.5 Al 0.5 P cladding layer 16 Zn-doped In 0.5 (Ga 0.7 Al 0.3 )
0.5 P active layer 17 p-type In 0.5 Al 0.5 P cladding layer 18 p-type InGaP wafer bonding layer 102 p-type GaP bonding substrate 102 a first bonding surface 103 n-type GaP bonding substrate 103 a second bonding Surface 106 Light-emitting diode layer (semiconductor laminate) 106a Perimeter of side surface of light-emitting diode layer (semiconductor laminate) 200 n-type GaP substrate 200a first surface of n-type GaP substrate 200b second surface 201 of n-type GaP substrate 201 n -type In s1 Ga t1 Al 1-s1 -t1 P buffer layer 202 n-type In s2 Ga t2 Al 1-s2 -t2 P cladding layer 203 In s3 Ga t3 Al 1- s3-t3 P active layer 204 p-type an In s4 Ga t4 Al 1-s4-t4 P cladding layer 205 p-type In s5 Ga t5 Al 1-s5 -t5 P contact layer 208 SiO 2 insulating film 209 Al reflective film 300 n-type second surface 301 n-type first surface 300b n-type GaN substrate GaN substrate 300a n-type GaN substrate In x1 Ga y1 Al 1-x1 -y1 N buffer layer 302 n-type In x2 Ga y2 Al 1-x2 -y2 n cladding layer 303 In x3 Ga y3 Al 1- x3-y3 n active layer 304 p-type In x4 Ga y4 Al 1-x4 -y4 n cladding layer 305 p-type In x5 Ga y5 Al 1-x5- y5 N contact layer 308 SiO 2 insulating film 309 Ag reflective film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤 木 潤 一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン ター内 Ｆターム(参考） 5F041 AA03 AA04 AA37 AA40 AA42 AA43 CA04 CA05 CA34 CA35 CA37 CA53 CA74 CA76 CA77 CA85 CB15 CB36 DA02 DA16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Junichi Fujiki 1-term, Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F-term in Toshiba Microelectronics Center Co., Ltd. 5F041 AA03 AA04 AA37 AA40 AA42 AA43 CA04 CA05 CA34 CA35 CA37 CA53 CA74 CA76 CA77 CA85 CB15 CB36 DA02 DA16
Claims (11)
導体接着基板と、 第２の接着面を有するほぼ半球状のｎ型半導体接着基板
と、 前記ｐ型半導接着基板と前記ｎ型半導体接着基板とに挟
まれ、電流注入により前記ｐ型半導体接着基板および前
記ｎ型半導体接着基板に対して透光性を有する波長の光
を発光する活性層を含む半導体積層体と、を有し、 全体がほぼ球状であることを特徴とする半導体発光素
子。A substantially hemispherical p-type semiconductor adhesive substrate having a first adhesive surface; a substantially hemispherical n-type semiconductor adhesive substrate having a second adhesive surface; a semiconductor laminate including an active layer that emits light having a wavelength that is transmissive to the p-type semiconductor adhesive substrate and the n-type semiconductor adhesive substrate by current injection between the n-type semiconductor adhesive substrate; A semiconductor light-emitting device having a substantially spherical shape as a whole.
１の接着面までの距離と、前記ｎ型半導体接着基板の頂
点から前記第２の接着面までの距離と、を異なる値に設
定したことを特徴とする請求項１記載の半導体発光素
子。2. The distance from the apex of the p-type semiconductor adhesive substrate to the first adhesive surface and the distance from the apex of the n-type semiconductor adhesive substrate to the second adhesive surface are set to different values. 2. The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein:
面の面積および前記第２の接着面の面積よりも小さく設
定することにより、前記半導体積層体の側面の周囲に、
前記第１の接着面の周囲および前記第２の接着面の周囲
によりも窪んでいる窪みを形成してあることを特徴とす
る請求項１または請求項２記載の半導体発光素子。3. The semiconductor laminate according to claim 1, wherein the area of the semiconductor laminate is set smaller than the area of the first adhesive surface and the area of the second adhesive surface.
The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a recess is formed that is recessed from the periphery of the first adhesive surface and the periphery of the second adhesive surface.
記ｎ型半導体接着基板および前記ｐ型半導体接着基板が
ＧａＰからなることを特徴とする請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載の半導体発光素子。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein said active layer is made of InGaAlP, and said n-type semiconductor adhesive substrate and said p-type semiconductor adhesive substrate are made of GaP.
The semiconductor light emitting device according to any one of the above.
導体層、電流注入により特定の波長の光を発光する活性
層、第２導電型半導体層を順次形成する工程と、 前記第２導電型半導体層に、前記特定の波長の光に対し
て透光性を有する第２導電型半導体接着基板を接着して
熱処理する第１の接着工程と、 前記第１導電型半導体基板をエッチング除去する除去工
程と、 前記除去工程で露出した前記第１導電型半導体層に、前
記特定の波長の光に対して透光性を有する第１導電型半
導体接着基板を接着して熱処理する第２の接着工程と、 全体をほぼ球状に加工する工程と、 を備えることを特徴とする半導体発光素子の製造方法。5. A step of sequentially forming, on a first conductivity type semiconductor substrate, a first conductivity type semiconductor layer, an active layer that emits light of a specific wavelength by current injection, and a second conductivity type semiconductor layer. A first bonding step of bonding a second conductive type semiconductor bonding substrate having a light transmitting property to the light of the specific wavelength to the two conductive type semiconductor layer and performing a heat treatment; and etching the first conductive type semiconductor substrate. A removing step of removing, and bonding a first conductive type semiconductor adhesive substrate having a light transmitting property to the light of the specific wavelength to the first conductive type semiconductor layer exposed in the removing step, and performing a heat treatment. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising: a bonding step; and a step of processing the whole into a substantially spherical shape.
第２の接着工程の熱処理温度よりも低いことを特徴とす
る請求項５記載の半導体発光素子の製造方法。6. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 5, wherein a heat treatment temperature in said first bonding step is lower than a heat treatment temperature in said second bonding step.
℃以上４５０℃以下であり、前記第２の接着工程の熱処
理温度が７００℃以上８００℃以下であることを特徴と
する請求項５または請求項６に記載の半導体発光素子の
製造方法。7. The heat treatment temperature in said first bonding step is 350
The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 5, wherein the temperature is in a range from 700 ° C. to 450 ° C. and a heat treatment temperature in the second bonding step is in a range from 700 ° C. to 800 ° C.
し、前記第１の面の面積が前記第２の面の面積よりも小
さい第１導電型半導体基板と、 前記第１導電型半導体基板の第１の面上に形成された第
１導電型半導体層と、 前記第１導電型半導体層上に形成され、電流注入により
前記第１導電型半導体基板に対して透光性を有する波長
の光を発光する活性層と、 前記活性層上に形成された第２導電型半導体層と、 前記第１導電型半導体基板、前記第１導電型半導体層、
前記活性層、前記第２導電型半導体層、の端面上に形成
された絶縁膜と、 前記絶縁膜上に形成された反射膜と、を備え、 前記第２の面から光を取り出すものとして構成されてい
ることを特徴とする半導体発光素子。8. A first conductivity type semiconductor substrate having first and second faces facing each other, wherein the area of the first face is smaller than the area of the second face, and the first conductivity type semiconductor. A first conductivity type semiconductor layer formed on a first surface of the substrate; and a wavelength formed on the first conductivity type semiconductor layer and having a light transmitting property with respect to the first conductivity type semiconductor substrate by current injection. An active layer that emits light, a second conductive type semiconductor layer formed on the active layer, the first conductive type semiconductor substrate, the first conductive type semiconductor layer,
An insulating film formed on an end face of the active layer and the second conductive semiconductor layer; and a reflective film formed on the insulating film, wherein light is extracted from the second surface. A semiconductor light-emitting device characterized in that:
コーンの中から選ばれた絶縁膜であり、前記反射膜がＡ
ｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕの中から選ばれた反射膜であるこ
とを特徴とする請求項８記載半導体発光素子。Wherein said insulating film is SiO 2, Al 2 O 3, an insulating film selected from among silicone, the reflective film A
9. The semiconductor light emitting device according to claim 8, wherein the reflection film is a reflection film selected from g, Al, Au, and Cu.
反射膜がＴｉ、Ａｕの中から選ばれた反射膜であること
を特徴とする請求項８記載半導体発光素子。10. The semiconductor light emitting device according to claim 8, wherein said insulating film is a TiO insulating film, and said reflecting film is a reflecting film selected from Ti and Au.
反射膜がＮｉ、Ａｕの中から選ばれた反射膜であること
を特徴とする請求項８記載半導体発光素子。11. The semiconductor light emitting device according to claim 8, wherein said insulating film is a HfO insulating film, and said reflecting film is a reflecting film selected from Ni and Au.
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