JPH0488684A - Ｌｅｄチップの電極構造 - Google Patents

Ｌｅｄチップの電極構造

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JPH0488684A
JPH0488684A JP2204389A JP20438990A JPH0488684A JP H0488684 A JPH0488684 A JP H0488684A JP 2204389 A JP2204389 A JP 2204389A JP 20438990 A JP20438990 A JP 20438990A JP H0488684 A JPH0488684 A JP H0488684A
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正吾 杉森
Hideji Matsuura
秀治 松浦
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Koito Manufacturing Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明ＬＥＤチップの電極構造を以下の項目に従って詳
細に説明する。
Ａ、ｌ業上の利用分野 Ｂ９発明の概要 Ｃ１従来技術［第５図、第６図］ Ｄ３発明が解決しようとする課題［第７図］Ｅ１課題を
解決するための手段 Ｆ、実施例［第１図乃至第４図コ Ｆ−１，ｉｔの実施例［第１図、′！Ｊ２図］ａ、構造
［第１図］ ｂ、製造工程［Ｍ２図］ Ｃ６作用 Ｆ−２，′５２（７）実施例［第３図、第４国］Ｇ９発
明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明は新規なＬＥＤチップの電極構造に関する。詳し
くは、ダブルへテロ構造のＬＥＤチップにおいて、クラ
ッド層のダイボンディング側の面での反射効率が高い新
規なＬＥＤチップの電極構造を提供しようとするもので
ある。
（Ｂ、発明の概要） 本発明ＬＥＤチップの電極構造は、発光層を形成してい
る半導体よりエネルギーギャップの大きい半導体で形成
されたクラッド層の間に発光層が挟まれた構造を有する
ＬＥＤチップの電極構造において、クラッド層のダイボ
ンディング側の面に電極膜を部分的に形成した後加熱処
置によりオーミック電極部を形成することによって、発
光層からダイボンディング側の面へ向けて出た光がオー
ミック電極部とクラッド層との界面に形成される合金化
層により吸収される割合を少なくし、ダイボンディング
側の面のうち上記オーミック電極部が形成された領域を
除く領域に高反射率の金属薄膜を直接に又は光透過性薄
膜を介在させて形成することによりて、ダイボンディン
グ側の面における反射率の向上を図り、光を有効に利用
することができるようにしたものである。
（Ｃ，従来技術）［第５図、第６図］ ￥Ｓ５図はＬＥＤランプの構造例を示しており、ＬＥＤ
チップａと、一対の金属ステムｂ、ｂ′からなり、これ
らをモールド樹脂Ｃが包んでいる。
ＬＥＤチップａは第６図に示すように、ｎ型りラッド層
ｄとｐ型クラッド１ｅとの間に発光１ｆが挟まれた構造
になっている。
そして、ｐ型りラッド層ｅの端面にはその全面に亘って
金糸電極ｇが形成されており（第６図では網かけ状に示
す。）、ダイボンディング側の面が一方の金属ステムｂ
に銀ペーストｈを用いて固定される。尚、金属ステムｂ
のうちＬＥＤチップａがダイボンディングされる部分は
凹部になっており、その内周面はＬＥＤチップａの側方
から出た光を略前方（矢印Ａに示す）に反射させる作用
を有している。
ｉはｎ型りラッド層ｄの端面に部分的に形成された金糸
電極であり、ワイヤボンディングにより他方の金属ステ
ムｂ′に接続される。
しかして、発光層ｆで発生した光は主として、接合面に
平行な方向（ＬＥＤチップａの側方）に放出されて、金
属ステムｂの凹部内周面により反射されて前方への光と
なり、また、ｐ型りラッド層ｅに漏れ込んだ光が金糸電
極ｇにより反射されることによって直接に又は金属ステ
ムｂで反射された後に最終的に前方へ向けて出射される
。
（Ｄ、発明が解決しようとする課題）［第７図］ ところで、上記したＬＥＤチップａにあっては％ｐ型ク
りッド層ｅの端面の全面に亘ってオーミック電８ｉｇを
形成しているため、ｐ型りラッド層ｅとの境界に合金化
層ｊが形成されてしまい、この合金化層ｊが光の吸収層
として作用するため、発光層ｆから後方に出た光はこの
合金化層ｊにより吸収され、ＬＥＤランプの照射光に占
める、電極ｇによる反射光の寄与が小さくなり、光の利
用率が悪いという問題がある。
尚、上記した合金化層ｊは次のような過程で形成される
。
即ち、オーミック電極ｇの形成に際して、電極材料を蒸
着又はスパッタリング法により半導体ｅに膜形成してか
ら加熱すると、電ｆ！膜と半導体との界面付近で半導体
の構成物質の一部が抜は出し、冷却後に電極材料と半導
体材料との共晶として合金化層ｊが形成される。
例えば、半導体をＧａ　ＡＪＩＡｓとし、電極材料を金
系合金（Ａｕ　−Ｚｎ　、Ａｕ　−Ｇｅ−Ｎｉ、Ａｕ−
Ｂｅ等）とした場合、電極膜形成後の加熱（３００〜６
００℃）により、半導体と電極膜との界面近辺のＡｓが
飛散し、これによって残留したＧａがＡｕと共に液相状
態となり、これらが冷却により共晶となる。
そして、このような合金化層ｊは一般に光の透過率が低
いことが知られている。
そこで、電極膜の形成を半導体端面の全面ではなく、部
分的に形成する方法が提案されている。
例えば、′Ｍ７図に示すようにｐ型りラッド層Ｃの端面
に円形状の電極に、ｋ、・・・を、その中心が正方形の
頂点に位置するように形成する。
これによって、合金化層ｉ、！、・・・は電極に、ｋ、
・・・とρ型りラッド層ｅの境界にしか形成されないの
で、発光層ｆから後方に内けて比た光のうち合金化層ユ
、ｌ、・・・によって吸収される光以外は銀ペーストｈ
により反射されることになる。
しかしながら、銀ペースト自身は、金属光沢がなくその
反射率もせいぜい７０％前後であるため、さらに反射効
率を上げるには限界がある。
従って、本発明によれば、発光層からクラッド層のダイ
ボンディング側の面へ向けて出た光のうちオーミック電
極部とクラッド層との界面における合金化層によって吸
収される光以外は高反射率の金属薄膜によフて反射され
てＬＥＤチップの外部にとり出されるので光を有効に利
用することができる。
（Ｆ、実施例）［第１区乃至第４区］ 以下に、本発明の詳細を図示した各実施例に従って説明
する。
（Ｅ、課題を解決するための手段） そこで、本発明は上記した課題を解決するために、クラ
ッド層のダイボンディング側の面に電極膜を部分的に形
成した後加熱処置によりオーミック電極部を形成し、ダ
イボンディング側の面のうち上記オーミック電極部が形
成された領域を除く領域に高反射率の金属薄膜を直接に
又は光透過性薄膜を介在させて形成したものである。
（Ｆ−１，第１の実施例）［第１図、３４２図］第１区
はＬＥＤチップ１の構造を示すものであり、図中矢印Ａ
に示す方向を前方とする。
（ａ、構造）［第１図］ ＬＥＤチップ１はｎ型クラッド層２とｐ型りラッド層３
との間に発光層４が挟まれたダブルへテロ構造になって
いる。
即ち、発光層４を形成している半導体のエネルギーギャ
ップはクラッド層２．３を形成している半導体のエネル
ギーギャップより小さくなっており、半導体材料として
は、例えば、赤色ＬＥＤの場合、発光層４としてｎ型又
はｐ型のＧａ　Ａｓ、ｎ型クラッド層２としてｎ　−Ｇ
ａ１−＋＋Ａ　ｌｌ　、　Ａｓ（モル比ｘ　＝　０．７
〜０．８程度）、ｐ型りラッド層３としてｐ　−Ｇ　ａ
ｔ−ｘＡ　Ｊｌｘ　Ａ　Ｓ　　（モル比Ｘ；０．７〜０
．８程度）が挙げられる。
そして、ｐ型りラッド層３の後端面３ａがダイボンディ
ング側の面とされており、全系材料を用いてオーミック
コンタクトによる円形状の電極５．５、・・・が部分的
に形成されている。
即ち、電極５．５、・・・は、それぞれの円の中心が正
方形の頂点をなすように配置されており、該電極５．５
、・・・とｐ型りラッド層３との界面にのみ合金化層６
．６、・・・が形成されている。
７は発光層４からｐ型りラッド層３に漏れ込んだ光に対
する反射用金属薄膜であり、ダイボンディング側の面３
ａの全面に亘って形成されている。この反射用金属薄膜
７の材質としては、反射率の高い金属、Ａｕ　、Ａｇ　
、Ａｆｌ、Ｃｒ等が用いられ、例えば、赤色ＬＥＤの中
心発光波長（６５０〜６６０ｎｍ）に対してＡｕ、ＡＨ
＜。
ＡｊＺの反射率はいずれも９０％以上である。
８はワイヤボンディング側の金系電極であり、ｎ型クラ
ッド層２の前端面に部分的に形成されている。
９は金属ステムであり、その凹部９ａ内に上記ＬＥＤチ
ップ１が銀ペースト１ｏを用いたダイボンディングによ
り固定される。尚、凹部９ａの内周面９ｂにはＬＥＤチ
ップ１からの光に対する反射面としての機能がある。
（ｂ、製造工程）［３Ｊ２図］ 第２図はＬＥＤチップ１の製造工程を示すものであり、
ＬＥＤチップ１の発光層４及びクラッド層２．３の形成
やワイヤボンディング側電極８の形成についての工程は
既に終了しているものとして説明を省略し、その後にお
けるダイボンディング側の電極５や反射用金属薄膜７の
形成工程について説明する。
先ず、第２図（Ａ）に示すようにｐ型りラッド層３の後
端面３ａにレジスト膜１１を塗布する。
そして、このレジスト膜１１に対して図示しない所定の
マスクを用いて露光（あるいは電子描像等）処理を施し
た後現像を行なうと、電極パターンのネガに相当するレ
ジストパターン１１′が形成される（第２図（Ｂ）参照
）。
次に、第２図（Ｃ）に示すようにレジスト膜の上から蒸
着により電極膜１２を形成した後、レジスト膜及びレジ
スト膜上に形成された電極膜を除去すると、電極５．５
、・・・に対応した電極膜１２’　　１２’　　・・・
のみが残る（第２図（Ｄ）参照）。
その後、加熱処理を行なうと、冷却後に′ｓ２図（Ｅ）
に示すように電極５．５、・・・及び合金化層６．６、
・・・が形成される。
そして、第２図（Ｆ）に示すように、反射用金属薄膜７
を抵抗加熱による蒸着又はスパッタリング法によりｐ型
りラッド層３の後端面３ａ及び電極５．５、・・・の上
から全面に亘って形成する。尚、反射用金属ｆｆ膜７の
材質としてＡｕを用いる場合、反射用金属薄膜の形成後
に加熱工程は行なわれないので、加熱に伴なう合金化層
が形成されることはない。
（ｃ、作用） しかして、発光層４からｐ型りラッド層３に漏れ込んだ
光のうち、合金化層６を通らずに反射用金属薄膜７に届
いた光は、反射用金属ＦｉＩ膜７により反射され、例え
ば、光線ｍに示すように、前方に反射されたり、あるい
は光線ｎに示すように斜め前方に反射され、ＬＥＤチッ
プ１の側面から放出され金属ステム９の反射面９ｂによ
りさらに反射されて前方へ向う光となる。
（Ｆ−２，第２の実施例）［第３図、第４図］第３図及
び第４図は本発明ＬＥＤチップの電極構造の第２の実施
例を示すものである。尚、この第２の実施例に示すＬＥ
ＤチップＩＡにおいて、その機能上第１の実施例の構成
部分と相違しない部分については、その部分に第１の実
施例における同様の部分に使用した符号と同じ符号を付
することによって説明を省略する。
ＬＥＤチップＩＡは、ｎ型クラッド層２とｐ型りラッド
層３との間に発光層４が挟まれた構造になっているが、
ｐ型りラッド層３のダイボンディング側の面３ａのうち
電極５．５、・・・が形成されていない領域には５Ｉ０
２等の光透過性の絶縁膜１３．１３、・・・が形成され
ている。
そして、これら絶縁膜１３．１３、・・・の上には電極
５．５、・・・と同じ金属材料によって反射薄ＷＡ１４
．１４、　　・・が形成されている。
しかして、上記ＬＥＤチップＩＡの製造工程を説明する
と、先ず第４図（Ａ）に示すように、ｐ型りラッド層３
の後端面３ａの全面に光透過性の絶縁薄膜１５を形成し
た後、その上にレジスト膜１１を塗布する（第４図（Ｂ
）参照）。
次に、第４図（Ｃ）に示すように露光（あるいは電子描
像等）及び現像を行なって電極パターンのネガに相当す
るレジストパターン１１′を形成し、そして、このレジ
ストパターン１１′をマスクとして絶縁膜［１５のうち
所定の部分をエツチングにより除去する（第４図（Ｄ）
参照）。
それから、第４図（Ｅ）に示すようにレジストパターン
１１′を除去した後、電極材料を蒸着する。即ち、第４
図（Ｆ）に示すように、絶縁薄膜１５のうちエツチング
で除去された部分に電極膜１２．１２、・・・が形成さ
れると共に、残された絶縁膜の上にも反射薄＠１４．１
４、・・・が形成される６ 次い−で、加熱処理が行なわれ、第４図（Ｇ）　に示す
ように、冷却後に電極５．５、・・・とｐ型りラッド層
３との境界には合金化層６．６、・・・が形成されるが
、金属反射薄膜１４．１４、・・とｐ型りラッド層３の
後端面３ａとの間には絶縁＠１３．１３、・・・が介在
されているのでこのような合金化層は形成されない。
しかして、ＬＥＤチップＩＡにあっては、発光層４から
ｐ型クラッド層３に漏れ込んだ光のうち光透過性の絶縁
膜１３を通った光は反射薄膜１４によりＬＥＩ）チップ
１の前方あるいは斜め前方に反射されることになる。
（Ｇ、発明の効果） 以上に記載したところから明らかなように、本発明ＬＥ
Ｄチップの電極構造は、発光１が、該発光層を形成して
いる半導体よりエネルギーギャップの大きい半導体で形
成されたクラッド層の間に挟まれた構造を有し、クラッ
ド層のダイボンディング側の面に電極膜を部分的に形成
した後加熱処置によりオーミック電極部を形成したＬＥ
Ｄチップの電極構造であって、ダイボンディング側の面
のうち上記オーミック電極部が形成された領域を除く領
域に高反射率の金属薄膜を直接に又は光透過性薄膜を介
在させて形成したことを特徴とする。
従って、本発明によれば、発光層からクラッド層のダイ
ボンディング側の面へ向けて出た光のうちオーミック電
極部とクラット層との界面における合金化層によって吸
収される光以外は高反射率の金属薄膜によって反射され
てＬＥＤチップ外部にとり出されるので光を有効に利用
することができる。
尚、図示した実施例は本発明の具体化にあたって電極構
造を例示的に示したにとどまり、これら実施例によフて
本発明の技術的範囲が狭く解釈されてはならず、例えば
、クラッド層のダイボンディング側の面に部分的に形成
されるオーミック電極部の形状は円形に限らず、適宜の
形状を採ることができ、このような本発明の趣旨を逸脱
しない限りの実施の態様は全て本発明の技術的範囲に含
まれることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は本発明ＬＥＤチップの電極構造の第
１の実施例を示すものであり、第１図は構造を示す概略
縦断面図、第２図は製造工程を（Ａ）から（Ｆ）に順を
追って示す説明図、第３図及び第４図は本発明ＬＥＤチ
ップの電極構造の第２の実施例を示すものであり、第３
図は構造を示す概略縦断面図、第４図は製造工程を（Ａ
）から（Ｇ）に順を追って示す説明図、第５図はＬＥＤ
ランプの構成例を示す概略図、第６図は従来のＬＥＤチ
ップの電極構造の一例を示すもので（Ａ）は概略断面図
、（Ｂ）は背面図、第７区は改良例を示すものであり、
（Ａ）は概略断面図、（Ｂ）はダイボンディング前のＬ
ＥＤチップの背面図である。 ７・・・金属薄膜、 ＩＡ・・・ＬＥＤチップ、 １３・・・光透過性薄膜、 １４・・・金属薄膜 出　　　願 人 株式会社小糸製作所 符号の説明 １・・・ＬＥＤチップ、 ２．３・・・クラッド層、 ３ａ・・・ダイボンディング側の面、 ４・・・発光層、 ５・・・オーミック電極部、 ＬＥＤチ１１．ア Ａ ＬＥＤチップ ｂ 繋略絖断面図 ｉｑ＊断面図（第２の大８１１　） 自Ｋ　ス　Ｍ 製造　ニオ呈の説り］図 第 凶 背面図 擬略図 第 図 擬略断面図 （，４） 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 　発光層が、該発光層を形成している半導体よりエネル
    ギーギャップの大きい半導体で形成されたクラッド層の
    間に挟まれた構造を有し、クラッド層のダイボンディン
    グ側の面に電極膜を部分的に形成した後加熱処置により
    オーミック電極部を形成したＬＥＤチップの電極構造で
    あって、 ダイボンディング側の面のうち上記オーミック電極部が
    形成された領域を除く領域に高反射率の金属薄膜を直接
    に、又は、光透過性薄膜を介在させて形成したことを特
    徴とするＬＥＤチップの電極構造
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