JP2007116065A - 発光素子および発光素子の製造方法 - Google Patents
発光素子および発光素子の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007116065A JP2007116065A JP2005308874A JP2005308874A JP2007116065A JP 2007116065 A JP2007116065 A JP 2007116065A JP 2005308874 A JP2005308874 A JP 2005308874A JP 2005308874 A JP2005308874 A JP 2005308874A JP 2007116065 A JP2007116065 A JP 2007116065A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- light emitting
- film
- light
- substrate
- 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
Links
Images
Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
【解決手段】少なくとも、発光層と該発光層からの光を反射するための反射層とを有する化合物半導体基板と、シリコン基板とが貼り合わされてなる発光素子であって、前記化合物半導体基板と、前記シリコン基板の貼り合わせ面は、一方の基板に形成されたAu膜と、他方の基板に形成されたAg膜とが固溶化されて貼り合わされた発光素子、および化合物半導体基板の貼り合わせ面と、シリコン基板の貼り合せ面のいずれか一方にAu膜を形成し、他方にAg膜を形成し、前記Au膜とAg膜とを重ね合わせ、固溶化させて貼り合わせる発光素子の製造方法。
【選択図】図1
Description
しかし、この製造法では縦方向に発光層、反射層、シリコン基板へ電流が流れない。このため、構造が複雑となり製造工程及びコストが増加する。
このように、反射層をAu、Ag、AgPdCuのいずれかよりなるものとすることができる。このような材質からなる反射層により効率良く光の取り出しを実現することが可能である。
このように、拡散防止金属層を、Ti、W、Cr、Niのいずれかよりなるものとすることができ、AuまたはAgが反射層に混入するのを効果的に防止することができる。
このように、発光層が、n型クラッド層、活性層及びp型クラッド層がこの順序で積層されたダブルへテロ構造で構成されたものであれば、より高輝度の発光素子とすることができる。
このように、反射層をAu、Ag、AgPdCuのいずれかによりなるものとすることができる。反射層にこれらのような材質を用いることで、より効率良く光の取り出しを実現することが可能である。
このように、化合物半導体基板の貼り合わせ面に、拡散防止金属層を形成してからAu膜またはAg膜を形成すれば、反射層にAuまたはAgが混入するのを防止することが可能である。このため、反射層において上記混入による反射率の低下を防ぐことが可能であり、光の取出し効率を高くすることができる。
このように、拡散防止金属層を、Ti、W、Cr、Niのいずれかにより形成することができ、AuまたはAgが反射層に混入するのを効果的に防止することができる。
このように、発光層が、n型クラッド層、活性層及びp型クラッド層がこの順序で積層されたダブルへテロ構造で構成されたものであれば、より高輝度の発光素子とすることができる。
上記のように、高輝度の素子を得るため、発光素子からの光取出し効率が重要視されている。この光取出し効率を良くするため、反射層を素子内部に設けている。また、発光素子の製造方法において、発光層成長用のGaAs基板を発光層から剥離する一方で、表面に金属層を形成したシリコン等の半導体基板を、反射層を兼ねたAu層またはAg層を介して上記発光層の剥離面に貼り合わせて製造する技術が開示されている。
しかしながら、この貼り合わせにおいて、シリコン基板表面の金属層をAuとし、AuとAuによる貼り合わせたものではコストがかかってしまい、また、AgとAgによる貼り合わせではAu−Auの貼り合わせの場合と比較して貼り付きにくいという問題があった。
図1は、本発明に従う発光素子の構造の一例を示す概略図である。
本発明の発光素子1は、少なくとも、発光層と該発光層からの光を反射するための反射層とを有する化合物半導体基板と、シリコン基板とが貼りあわされたものであって、少なくとも、前記発光層21、反射層13、AuとAgの固溶化層30、シリコン基板部19から構成されている。
これは、化合物半導体基板とシリコン基板の貼り合わせにあたり、一方の基板に形成したAu膜と、他方の基板に形成したAg膜とが固溶化して形成された層であり、ナノレベルでの結合力により、AuとAgの微粒子が結合してできている。AuとAgが全率固溶化したものであり、AuとAuの貼り合わせと同程度の接合強度を有している。
なお、シリコン基板と貼り合せることにより、それ自体を、発光素子を駆動するための導通路の一部として利用でき、素子構造の簡略化を図ることができる。そして、特に安価なシリコン基板を用いることにより、コストを抑えて製造された発光素子とすることができる。
そして、さらにシリコン基板部19、接合層18、シリコン拡散防止層17、電極20(Au)と続いて構成されている。
最初に、発光層成長用基板として半導体結晶基板であるGaAs単結晶基板25を用意し、該GaAs基板上に発光層を形成する工程について説明する(図2(A))。まず、表面にGaAsバッファ層24を例えば0.5μm、エッチングストップのためのAlInP層23、GaAs層11をそれぞれ5nm、さらにn型AlGaAs層よりなる電流拡散層10を例えば2μm、この順序にてエピタキシャル成長させる。
このように、発光層21を上記ダブルへテロ構造で構成すれば、高輝度の発光素子を製造することが可能であり、効果的に光を取り出すことができる。
この後、発光層成長用基板のGaAs基板部25、GaAs層24、AlInP層23の順に選択エッチングを行うことにより除去する。GaAsに対して選択エッチング性を有するエッチング液として、例えばアンモニア/過酸化水素混合液を用いてGaAs基板25、GaAsバッファ層24をともにエッチング除去し、次いで、例えば塩酸を用いてAlInP層23をエッチング除去する(図2(C))。
なお、上記反射層13、拡散防止金属層14、Au膜15(またはAg膜)は、例えば蒸着やスパッタリングにより形成することができる。
このとき、両基板に形成したAu膜15とAg膜16とにおいて、ナノレベルでの結合力により低温、低圧でAuの微粒子とAgの微粒子同士が結合し、AuとAgの固溶化が生じ、固溶化層30が形成されて両基板を貼り合わすことができる。この場合、両金属は全率固溶化されており、AuとAuの貼り合わせと同程度に強固に貼り合わせることができる。
なお、この貼り合わせ工程は、例えば不二越機械工業社製ウエーハ貼り合わせ機(HPF−75)を用いて行うことができる。
(実施例1)
まず、発光層成長用基板としてGaAs単結晶基板を用意し、それぞれの基板上に、バッファ層(GaAs層)、エッチングストップ層(AlInP層とGaAs層)、電流拡散層(AlGaAs層)、発光層(n型AlGaInPクラッド層、AlGaInP活性層、p型AlGaInPクラッド層)、電流拡散層(AlGaAs層)、コンタクト層および酸化防止キャップ層(GaAs層)をエピタキシャル成長させる。その後、P電極としてAuBeを蒸着し、AuBe層上にTi、Auを蒸着する。
次に、エッチングストップ層のGaAs層上にAuGeNiのドット電極を蒸着し、オーミック電極になるように450℃で5分の熱処理を施し、同時にP電極のシンター処理も行う。
この後、その上に反射層であるAuを蒸着し、金属拡散防止層としてTiを蒸着する。さらに、貼り合わせ面にAu膜を形成する。
このようにして、貼り合わせ面にAu膜が形成された化合物半導体基板を作製した。
化合物半導体基板の貼り合わせ面にAg膜を形成し、シリコン基板の貼り合わせ面にAu膜を形成して、それ以外は実施例1と同様の手順により半導体チップを作製した。
得られた半導体チップはAg膜とAu膜の固溶化層が形成されており、接合不良率は2%であった。
化合物半導体基板の貼り合わせ面にAu膜を形成し、シリコン基板の貼り合わせ面にAu膜を形成して、それ以外は実施例1と同様の手順により半導体チップを作製した。
得られた半導体チップは貼り合わせ面にAu層が形成されており、接合不良率は2%であった。
化合物半導体基板の貼り合わせ面にAg膜を形成し、シリコン基板の貼り合わせ面にAg膜を形成して、それ以外は実施例1と同様の手順により半導体チップを作製した。
得られた半導体チップは貼り合わせ面にAg層が形成されており、接合不良率は8%であった。
また、AuとAuの貼り合わせの場合に比べてAuの使用量を抑制することができることからコストを低減することが可能である。
5…コンタクト層および酸化防止キャップ層、 6、10…電流拡散層、
7、9…クラッド層、 8…活性層、 11、23…エッチングストップ層、
12、20、22…電極、 13…反射層、14…拡散防止金属層、
15…Au膜、 16…Ag膜、 17…シリコン拡散防止層、 18…接合層、
19…シリコン基板部、 21…発光層、 24…GaAsバッファ層、
25…GaAs単結晶基板、 26…支持基板、 27…ワックス、
28…化合物半導体基板、 29…シリコン基板、 30…Au/Ag固溶化層。
Claims (10)
- 少なくとも、発光層と該発光層からの光を反射するための反射層とを有する化合物半導体基板と、シリコン基板とが貼り合わされてなる発光素子であって、前記化合物半導体基板と、前記シリコン基板の貼り合わせ面は、一方の基板に形成されたAu膜と、他方の基板に形成されたAg膜とが固溶化されて貼り合わされたものであることを特徴とする発光素子。
- 前記反射層は、Au、Ag、AgPdCuのいずれかよりなるものであることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記化合物半導体基板は、前記反射層と、前記貼り合わせ面に形成されたAu膜またはAg膜との間に拡散防止金属層を有しており、該拡散防止金属層は、前記反射層にAuまたはAgが混入するのを防止するものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の発光素子。
- 前記拡散防止金属層は、Ti、W、Cr、Niのいずれかよりなるものであることを特徴とする請求項3に記載の発光素子。
- 前記発光層は、n型クラッド層、活性層及びp型クラッド層がこの順序で積層されたダブルへテロ構造で構成されたものであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の発光素子。
- 少なくとも、発光層と該発光層からの光を反射するための反射層とを有する化合物半導体基板と、シリコン基板とを貼り合わせて発光素子を製造する方法であって、前記化合物半導体基板の貼り合わせ面と、前記シリコン基板の貼り合せ面のいずれか一方にAu膜を形成し、他方にAg膜を形成し、前記Au膜とAg膜とを重ね合わせ、固溶化させて貼り合わせることを特徴とする発光素子の製造方法。
- 前記反射層を、Au、Ag、AgPdCuのいずれかにより形成することを特徴とする請求項6に記載の発光素子の製造方法。
- 前記化合物半導体基板の貼り合わせ面に、前記反射層にAuまたはAgが混入するのを防止するための拡散防止金属層を形成してから前記Au膜またはAg膜を形成することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の発光素子の製造方法。
- 前記拡散防止金属層を、Ti、W、Cr、Niのいずれかにより形成することを特徴とする請求項8に記載の発光素子の製造方法。
- 前記発光層を、n型クラッド層、活性層及びp型クラッド層がこの順序で積層されたダブルへテロ構造で構成することを特徴とする請求項6から請求項9のいずれか一項に記載の発光素子の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005308874A JP2007116065A (ja) | 2005-10-24 | 2005-10-24 | 発光素子および発光素子の製造方法 |
TW095138620A TW200729552A (en) | 2005-10-24 | 2006-10-19 | Light-emitting device and the making method of light-emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005308874A JP2007116065A (ja) | 2005-10-24 | 2005-10-24 | 発光素子および発光素子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007116065A true JP2007116065A (ja) | 2007-05-10 |
Family
ID=38097953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005308874A Pending JP2007116065A (ja) | 2005-10-24 | 2005-10-24 | 発光素子および発光素子の製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007116065A (ja) |
TW (1) | TW200729552A (ja) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001339100A (ja) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 発光素子及びその製造方法 |
JP2004146593A (ja) * | 2002-10-24 | 2004-05-20 | Rohm Co Ltd | 半導体発光素子 |
JP2004281863A (ja) * | 2003-03-18 | 2004-10-07 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体素子及びその製造方法 |
JP2005079298A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 発光素子及び発光素子の製造方法 |
JP2005108863A (ja) * | 2002-12-27 | 2005-04-21 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 垂直構造ガリウムナイトライド発光ダイオード及びその製造方法 |
JP2005197296A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-21 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 発光素子及びその製造方法 |
JP2005259768A (ja) * | 2004-03-09 | 2005-09-22 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光素子およびその製造方法 |
-
2005
- 2005-10-24 JP JP2005308874A patent/JP2007116065A/ja active Pending
-
2006
- 2006-10-19 TW TW095138620A patent/TW200729552A/zh unknown
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001339100A (ja) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 発光素子及びその製造方法 |
JP2004146593A (ja) * | 2002-10-24 | 2004-05-20 | Rohm Co Ltd | 半導体発光素子 |
JP2005108863A (ja) * | 2002-12-27 | 2005-04-21 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 垂直構造ガリウムナイトライド発光ダイオード及びその製造方法 |
JP2004281863A (ja) * | 2003-03-18 | 2004-10-07 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体素子及びその製造方法 |
JP2005079298A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 発光素子及び発光素子の製造方法 |
JP2005197296A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-21 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 発光素子及びその製造方法 |
JP2005259768A (ja) * | 2004-03-09 | 2005-09-22 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光素子およびその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW200729552A (en) | 2007-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3520270B2 (ja) | 発光ダイオードとその製造方法 | |
US6586875B1 (en) | Light emitting diode with low-temperature solder layer | |
US7704770B2 (en) | Light emitting diode by use of metal diffusion bonding technology and method of producing light emitting diode | |
US6838704B2 (en) | Light emitting diode and method of making the same | |
US8653552B2 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
US6786390B2 (en) | LED stack manufacturing method and its structure thereof | |
US8039864B2 (en) | Semiconductor light emitting device and fabrication method for the same | |
JP5312988B2 (ja) | 光半導体装置及びその製造方法 | |
JP2002158373A (ja) | 発光ダイオード及び発光ダイオードの製造方法 | |
TW200828628A (en) | High efficiency light-emitting diode and method for manufacturing the same | |
JP4835409B2 (ja) | Iii−v族半導体素子、およびその製造方法 | |
JP5427585B2 (ja) | フリップチップ型発光ダイオード及びその製造方法 | |
JP2006073822A (ja) | 窒化物系化合物半導体発光素子、その構造体およびその製造方法 | |
JP2004207508A (ja) | 発光素子及びその製造方法 | |
JP2011165799A (ja) | フリップチップ型発光ダイオード及びその製造方法、並びに発光ダイオードランプ | |
JP4110524B2 (ja) | 発光素子及び発光素子の製造方法 | |
JP2005197296A (ja) | 発光素子及びその製造方法 | |
JP4062111B2 (ja) | 発光素子の製造方法 | |
JP2010267813A (ja) | 発光素子及びその製造方法 | |
JP2009283762A (ja) | 窒化物系化合物半導体ledの製造方法 | |
JP5196288B2 (ja) | 発光素子の製造方法及び発光素子 | |
JP4978877B2 (ja) | 発光素子の製造方法及び発光素子 | |
JP4918245B2 (ja) | 発光ダイオード及びその製造方法 | |
JP2005079298A (ja) | 発光素子及び発光素子の製造方法 | |
TWI324403B (en) | Light emitting diode and method manufacturing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080305 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100921 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100928 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101125 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110621 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120221 |