JPH065912A - 発光ダイオード - Google Patents
発光ダイオードInfo
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- JPH065912A JPH065912A JP15924292A JP15924292A JPH065912A JP H065912 A JPH065912 A JP H065912A JP 15924292 A JP15924292 A JP 15924292A JP 15924292 A JP15924292 A JP 15924292A JP H065912 A JPH065912 A JP H065912A
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- light emitting
- surface electrode
- semiconductor layer
- chip
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 無効発光を減少させて外部量子効率を改善で
きる発光ダイオードを提供する。 【構成】 発光ダイオード(半導体チップ)の表面３０に
設けられた表面面電極１６とがパッド部１８と、このパ
ッド部１８から線状に延びる第１次の分枝１９a,…,１
９dを有する。さらに、各第１次の分枝１９a,…,１９d
から分岐して線状に延びる第２次の分枝２０a,２０b,２
０cと、各第２次の分枝２０a,２０b,２０cから分岐して
線状に延びる第３次の分枝２２a,２２b,２２cを少なく
とも有する。この表面電極１６のパターンに沿って、発
光層を含む半導体層３１が直下に設けられている。半導
体層３１は、チップ表面３０で突起したメサ状をなして
いる。
きる発光ダイオードを提供する。 【構成】 発光ダイオード(半導体チップ)の表面３０に
設けられた表面面電極１６とがパッド部１８と、このパ
ッド部１８から線状に延びる第１次の分枝１９a,…,１
９dを有する。さらに、各第１次の分枝１９a,…,１９d
から分岐して線状に延びる第２次の分枝２０a,２０b,２
０cと、各第２次の分枝２０a,２０b,２０cから分岐して
線状に延びる第３次の分枝２２a,２２b,２２cを少なく
とも有する。この表面電極１６のパターンに沿って、発
光層を含む半導体層３１が直下に設けられている。半導
体層３１は、チップ表面３０で突起したメサ状をなして
いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、表示用などに用いら
れる発光ダイオードに関する。
れる発光ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、黄色ないし緑色の光を発する発光
ダイオード(ＬＥＤ)として、ＧaＡsＰまたはＧaＰ系材
料の他に、ＡlＧaＩnＰ系材料を用いたものが開発され
つつある。
ダイオード(ＬＥＤ)として、ＧaＡsＰまたはＧaＰ系材
料の他に、ＡlＧaＩnＰ系材料を用いたものが開発され
つつある。
【０００３】従来のＡlＧaＩnＰ系ＬＥＤとしては、図
６および図７に示すようなものがある(図６はＬＥＤ表
面を示し、図７は図６におけるVII−VII線矢視断面を示
している。)。このＬＥＤは次のようにして作製されて
いる。まず、図７に示すように、n型ＧaＡs基板１９０
の表面１８０にn型ＡlＧaＩnＰクラッド層１９１、アン
ドープＡlＧaＩnＰ発光層１９２、p型ＡlＧaＩnＰクラ
ッド層１９３、p型ＧaＡsコンタクト層１９４、表面電
極(例えば、ＡuＺn)１９５を全面に積層する。次に、積
層した表面電極１９５と各層１９４,１９３,１９２,１
９１を基板表面１９０aに至るまで選択的に除去し、所
定の部分を残してメサ(台形)部２００を構成する。メサ
部２００のパターン(表面電極１９５のパターンに略等
しい)は、図６に示すように、ワイヤボンドを行うため
のパッド部１９８と、このパッド部１９８から延びる横
方向のメサ分枝１９９a,１９９bと、この横方向のメサ
分枝１９９a,１９９bに交差する縦方向のメサ分枝２０
０a,…,２００hとを組み合わせたものとしている。この
後、図７に示すように、基板１９０の裏面に裏面電極１
９６を形成する。
６および図７に示すようなものがある(図６はＬＥＤ表
面を示し、図７は図６におけるVII−VII線矢視断面を示
している。)。このＬＥＤは次のようにして作製されて
いる。まず、図７に示すように、n型ＧaＡs基板１９０
の表面１８０にn型ＡlＧaＩnＰクラッド層１９１、アン
ドープＡlＧaＩnＰ発光層１９２、p型ＡlＧaＩnＰクラ
ッド層１９３、p型ＧaＡsコンタクト層１９４、表面電
極(例えば、ＡuＺn)１９５を全面に積層する。次に、積
層した表面電極１９５と各層１９４,１９３,１９２,１
９１を基板表面１９０aに至るまで選択的に除去し、所
定の部分を残してメサ(台形)部２００を構成する。メサ
部２００のパターン(表面電極１９５のパターンに略等
しい)は、図６に示すように、ワイヤボンドを行うため
のパッド部１９８と、このパッド部１９８から延びる横
方向のメサ分枝１９９a,１９９bと、この横方向のメサ
分枝１９９a,１９９bに交差する縦方向のメサ分枝２０
０a,…,２００hとを組み合わせたものとしている。この
後、図７に示すように、基板１９０の裏面に裏面電極１
９６を形成する。
【０００４】図７においてメサ分枝２００hを例にとる
と、発光層１９２より発した光は、主に左右のメサ側面
２０１a,２０１bからチップ外へ出射する。上下方向に
向かう光は、表面電極１９５と基板とに吸収されてしま
うからである。このことから分かるように、チップ表面
１８０にメサ部２００を形成している理由は、光出射面
(メサ斜面)の面積を増やすことによって光を効率良くチ
ップ外へ取り出すためである。
と、発光層１９２より発した光は、主に左右のメサ側面
２０１a,２０１bからチップ外へ出射する。上下方向に
向かう光は、表面電極１９５と基板とに吸収されてしま
うからである。このことから分かるように、チップ表面
１８０にメサ部２００を形成している理由は、光出射面
(メサ斜面)の面積を増やすことによって光を効率良くチ
ップ外へ取り出すためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記メ
サ部２００の構造は、図６に示したように横方向のメサ
分枝１９９a,１９９bと縦方向のメサ分枝２００a,…,２
００hとを単に交差させただけであるため、各メサ分枝
の長手方向の長さが比較的長くなっている。このため各
メサ分枝２００a,…,２００h内で長手方向(図７では前
後方向)に発せられた光は、大部分が先端(例えば、先端
２０１c)まで届かず、無効発光となる。この結果、上記
従来のＬＥＤは、外部量子効率が悪いという問題があ
る。
サ部２００の構造は、図６に示したように横方向のメサ
分枝１９９a,１９９bと縦方向のメサ分枝２００a,…,２
００hとを単に交差させただけであるため、各メサ分枝
の長手方向の長さが比較的長くなっている。このため各
メサ分枝２００a,…,２００h内で長手方向(図７では前
後方向)に発せられた光は、大部分が先端(例えば、先端
２０１c)まで届かず、無効発光となる。この結果、上記
従来のＬＥＤは、外部量子効率が悪いという問題があ
る。
【０００６】そこで、この発明の目的は、無効発光を減
少させて外部量子効率を改善できる発光ダイオードを提
供することにある。
少させて外部量子効率を改善できる発光ダイオードを提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の発光ダイオードは、半導体チップの表面
に、発光層を含む半導体層と表面電極とが順に積層さ
れ、上記発光層が発した光を上記半導体層のうち上記表
面電極で覆われていない部分からチップ外へ光を出射す
る発光ダイオードにおいて、上記表面電極は、パッド部
と、上記パッド部から線状に延びる第１次の分枝と、上
記第１次の分枝から分岐して線状に延びる第２次の分枝
と、さらに上記第２次の分枝から分岐して線状に延びる
第３次の分枝を少なくとも有し、上記半導体層は、上記
表面電極のパターンに沿って設けられ、上記チップ表面
で突起したメサ状をなしていることを特徴としている。
に、この発明の発光ダイオードは、半導体チップの表面
に、発光層を含む半導体層と表面電極とが順に積層さ
れ、上記発光層が発した光を上記半導体層のうち上記表
面電極で覆われていない部分からチップ外へ光を出射す
る発光ダイオードにおいて、上記表面電極は、パッド部
と、上記パッド部から線状に延びる第１次の分枝と、上
記第１次の分枝から分岐して線状に延びる第２次の分枝
と、さらに上記第２次の分枝から分岐して線状に延びる
第３次の分枝を少なくとも有し、上記半導体層は、上記
表面電極のパターンに沿って設けられ、上記チップ表面
で突起したメサ状をなしていることを特徴としている。
【０００８】また、この発明の発光ダイオードは、半導
体チップの表面に、発光層を含む半導体層と表面電極と
が順に積層され、上記発光層が発した光を上記半導体層
のうち上記表面電極で覆われていない部分からチップ外
へ光を出射する発光ダイオードにおいて、上記表面電極
は、パッド部と、上記パッド部から線状に延びる第１次
の分枝と、上記第１次の分枝から分岐して線状に延びる
第２次の分枝と、さらに上記第２次の分枝から分岐して
線状に延びる第３次の分枝を少なくとも有し、上記半導
体層は、上記表面電極の最高次の分枝の先端毎に設けら
れ、それぞれ上記チップ表面で突起したメサ状をなして
いることを特徴としている。
体チップの表面に、発光層を含む半導体層と表面電極と
が順に積層され、上記発光層が発した光を上記半導体層
のうち上記表面電極で覆われていない部分からチップ外
へ光を出射する発光ダイオードにおいて、上記表面電極
は、パッド部と、上記パッド部から線状に延びる第１次
の分枝と、上記第１次の分枝から分岐して線状に延びる
第２次の分枝と、さらに上記第２次の分枝から分岐して
線状に延びる第３次の分枝を少なくとも有し、上記半導
体層は、上記表面電極の最高次の分枝の先端毎に設けら
れ、それぞれ上記チップ表面で突起したメサ状をなして
いることを特徴としている。
【０００９】また、上記表面電極の最高次の分枝の先端
と上記半導体層とは電気的に接触している一方、上記表
面電極の残りの部分と上記半導体層とは電気的に接触し
ていないのが望ましい。
と上記半導体層とは電気的に接触している一方、上記表
面電極の残りの部分と上記半導体層とは電気的に接触し
ていないのが望ましい。
【００１０】
【作用】この発明は、本発明者による次の考察により創
出された。図９を用いて本発明の原理を説明する。
出された。図９を用いて本発明の原理を説明する。
【００１１】図５(a),(b)は、半導体層表面１が平坦な
発光ダイオードを上方,側方からみたところを模式的に
示している(簡単のため、表面電極を省略している。)。
発光点Ｌから発せられた光のうち表面１に略垂直に入射
した光pはチップ外へ出射する(実際には、表面電極によ
って遮られる。)。しかし、斜めに入射した光qは全反射
のためチップ外へ出射せず無効となる。次に、同図(c),
(d)は、図７,８に示した従来のＬＥＤの如く、表面にス
トライプ状のメサ分枝２を有する発光ダイオードの場合
を示している。この場合、発光点Ｍから発せられた光の
うち、上方へ向かう光rだけでなく側方へ向かう光s,tも
チップ外へ出射する。しかし、既に述べたように、メサ
分枝２の長手方向に向かう光u,vはチップ外へ出射せず
ロスとなる。これに対して、図５(e),(f)に示すよう
に、本発明の如く、メサ分枝３２０が高次に分岐してい
る場合は、メサ分枝３の長手方向の長さが比較的短くな
っている。したがって、発光点Ｎから発せられた光のう
ち、上方へ向かう光fと側方へ向かう光i,gだけでなく、
メサ分枝の長手方向に発せられた光hが先端３aに容易に
到達し、出射される。したがって、従来に比して無効発
光が減少して、外部量子効率が約１.５倍に改善され
る。
発光ダイオードを上方,側方からみたところを模式的に
示している(簡単のため、表面電極を省略している。)。
発光点Ｌから発せられた光のうち表面１に略垂直に入射
した光pはチップ外へ出射する(実際には、表面電極によ
って遮られる。)。しかし、斜めに入射した光qは全反射
のためチップ外へ出射せず無効となる。次に、同図(c),
(d)は、図７,８に示した従来のＬＥＤの如く、表面にス
トライプ状のメサ分枝２を有する発光ダイオードの場合
を示している。この場合、発光点Ｍから発せられた光の
うち、上方へ向かう光rだけでなく側方へ向かう光s,tも
チップ外へ出射する。しかし、既に述べたように、メサ
分枝２の長手方向に向かう光u,vはチップ外へ出射せず
ロスとなる。これに対して、図５(e),(f)に示すよう
に、本発明の如く、メサ分枝３２０が高次に分岐してい
る場合は、メサ分枝３の長手方向の長さが比較的短くな
っている。したがって、発光点Ｎから発せられた光のう
ち、上方へ向かう光fと側方へ向かう光i,gだけでなく、
メサ分枝の長手方向に発せられた光hが先端３aに容易に
到達し、出射される。したがって、従来に比して無効発
光が減少して、外部量子効率が約１.５倍に改善され
る。
【００１２】また、上記表面電極の最高次の分枝の先端
と上記半導体層とは電気的に接触している一方、上記表
面電極の残りの部分と上記半導体層とは電気的に接触し
ていない場合、上記半導体層のうち上記表面電極の上記
先端直下の部分が発光点となる。したがって、発光点か
ら発せられた光が光出射面(メサ斜面)に容易に到達し、
この結果、さらに外部量子効率が改善される。
と上記半導体層とは電気的に接触している一方、上記表
面電極の残りの部分と上記半導体層とは電気的に接触し
ていない場合、上記半導体層のうち上記表面電極の上記
先端直下の部分が発光点となる。したがって、発光点か
ら発せられた光が光出射面(メサ斜面)に容易に到達し、
この結果、さらに外部量子効率が改善される。
【００１３】なお、この発明は、ＡlＧaＩnＰ系ＬＥＤ
だけでなく、一般のＡlＧaＡs系、ＧaＰ系、ＺnＳe系
(ＺnＣdＳe系)、ＺnＳ系、ＧaＮ系、ＳiＣ系ＬＥＤなど
に適用される。これにより、各種ＬＥＤの特性向上が図
られる。
だけでなく、一般のＡlＧaＡs系、ＧaＰ系、ＺnＳe系
(ＺnＣdＳe系)、ＺnＳ系、ＧaＮ系、ＳiＣ系ＬＥＤなど
に適用される。これにより、各種ＬＥＤの特性向上が図
られる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の発光ダイオードを実施例に
より詳細に説明する。
より詳細に説明する。
【００１５】図１は第１実施例のＡlＧaＩnＰ系ＬＥＤ
のチップ表面を示している。図１に示すように、チップ
表面３０には表面電極１６と発光層を含む半導体層３１
とからなるメサ部１００が設けられている。表面電極１
６のパターン(メサ部１００のパターンと略等しい)は、
ワイヤボンドのための略矩形状のパッド部１８を中央に
備えている。このパッド部１８から対角方向に直線状に
第１次の分枝１９a,１９b,１９c,１９dが延びている。
第１次の分枝１９a,１９b,１９c,１９dは、互いに同一
線幅、同一長さ(図中に斜線を施した範囲)となってい
る。各第１次の分枝１９a,１９b,１９c,１９dの先端か
らそれぞれ三方向に第２次の分枝２０a,２０b,２０cが
分岐して延びている。第１次の分枝と第２次の分枝とが
なす角度は０°または９０°となっている。なお、設計
上は、各第１次の分枝１９a,１９b,１９c,１９dと重な
る図示しない第２次の分枝がある。第２次の分枝２０a,
２０b,２０cは、互いに同一線幅、同一長さとなってお
り、第１次の分枝に対して長さがいずれも１／２となっ
ている。また、各第２次の分枝２０a,２０b,２０cの先
端からそれぞれ三方向に直線状に第３次の分枝２１a,２
１b,２１cが分岐して延びている。第２次の分枝と第３
次の分枝とがなす角度は０°または９０°となってい
る。また、第３次の分枝２１a,２１b,２１cは、互いに
同一線幅、同一長さとなっており、第２次の分枝に対し
て長さがいずれも１／２となっている。なお、各第１次
の分枝１９a,１９b,１９cの中ほどからも第３次の分枝
が分岐しているが、これは各第１次の分枝１９a,１９b,
１９cに重なって上記図示しない第２次の分枝の先端が
あるためである。上記半導体層３１は、表面電極１６の
パターンに沿って設けられ、チップ表面３０で突起した
メサ形状となっている。第３次の分枝２１a,２１b,２１
cの先端には、直下の半導体層３１と接触するためのコ
ンタクト部２２a,２２b,２２cが設けられている。一
方、表面電極１６のうち上記コンタクト部２１a,２１b,
２１c以外の部分は、半導体層３１と直接には接触しな
い状態となっている(後述するＡl2Ｏ3絶縁層１５によ
る)。
のチップ表面を示している。図１に示すように、チップ
表面３０には表面電極１６と発光層を含む半導体層３１
とからなるメサ部１００が設けられている。表面電極１
６のパターン(メサ部１００のパターンと略等しい)は、
ワイヤボンドのための略矩形状のパッド部１８を中央に
備えている。このパッド部１８から対角方向に直線状に
第１次の分枝１９a,１９b,１９c,１９dが延びている。
第１次の分枝１９a,１９b,１９c,１９dは、互いに同一
線幅、同一長さ(図中に斜線を施した範囲)となってい
る。各第１次の分枝１９a,１９b,１９c,１９dの先端か
らそれぞれ三方向に第２次の分枝２０a,２０b,２０cが
分岐して延びている。第１次の分枝と第２次の分枝とが
なす角度は０°または９０°となっている。なお、設計
上は、各第１次の分枝１９a,１９b,１９c,１９dと重な
る図示しない第２次の分枝がある。第２次の分枝２０a,
２０b,２０cは、互いに同一線幅、同一長さとなってお
り、第１次の分枝に対して長さがいずれも１／２となっ
ている。また、各第２次の分枝２０a,２０b,２０cの先
端からそれぞれ三方向に直線状に第３次の分枝２１a,２
１b,２１cが分岐して延びている。第２次の分枝と第３
次の分枝とがなす角度は０°または９０°となってい
る。また、第３次の分枝２１a,２１b,２１cは、互いに
同一線幅、同一長さとなっており、第２次の分枝に対し
て長さがいずれも１／２となっている。なお、各第１次
の分枝１９a,１９b,１９cの中ほどからも第３次の分枝
が分岐しているが、これは各第１次の分枝１９a,１９b,
１９cに重なって上記図示しない第２次の分枝の先端が
あるためである。上記半導体層３１は、表面電極１６の
パターンに沿って設けられ、チップ表面３０で突起した
メサ形状となっている。第３次の分枝２１a,２１b,２１
cの先端には、直下の半導体層３１と接触するためのコ
ンタクト部２２a,２２b,２２cが設けられている。一
方、表面電極１６のうち上記コンタクト部２１a,２１b,
２１c以外の部分は、半導体層３１と直接には接触しな
い状態となっている(後述するＡl2Ｏ3絶縁層１５によ
る)。
【００１６】このように、この上記表面電極１６はどの
分岐においても枝別れ数が等しく、低次の分枝と高次の
分枝との関係は'Ｘ'形状の４つの先端に長さが１／２
の'Ｘ'を組み合わせた規則的で相似な自己相似形状、す
なわちフラクタル形状となっている。したがって、パタ
ーン設計を容易に行うことができる。また、高次の分枝
同士が重なることなくチップ表面３０の略全域を樹枝状
に覆うことができる。
分岐においても枝別れ数が等しく、低次の分枝と高次の
分枝との関係は'Ｘ'形状の４つの先端に長さが１／２
の'Ｘ'を組み合わせた規則的で相似な自己相似形状、す
なわちフラクタル形状となっている。したがって、パタ
ーン設計を容易に行うことができる。また、高次の分枝
同士が重なることなくチップ表面３０の略全域を樹枝状
に覆うことができる。
【００１７】図２(a)〜(f)はこのチップの作製過程を示
している。同図(a),(c),(e)は、チップ表面３０の一部
(具体的には第２次の分枝２０bの先端付近)を例示し、
同図(b),(d),(f)は、それぞれ同図(a),(c),(e)における
Ｂ−Ｂ線,Ｄ−Ｄ線,Ｆ−Ｆ線矢視断面を示している。こ
のチップは、次のようにして作製する。 まず、同図(a),(b)に示すように、n型ＧaＡs基板１０
上に、ＭＯＣＶＤ法(有機金属化学気相成長法)により、
半導体層３１としてn型ＡlＧaＩnＰクラッド層１１、ア
ンドープＡlＧaＩnＰ発光層１２、p型ＡlＧaＩnＰクラ
ッド層１３、p型ＧaＡsコンタクト層１４を順に全面に
堆積し、さらにＡl2Ｏ3絶縁層１５を形成する。次に、
フォトリソグラフィーによって、Ａl2Ｏ3絶縁層１５の
うち所定箇所に開口１５a,１５b,１５cを形成する。 次に、同図(c),(d)に示すように、この上に全面に表
面電極(ＡuＺn)１６を蒸着した後、この表面電極１６を
先に述べたフラクタル形状にパターン化する。ここで、
上記開口１５a,１５b,１５cを設けた箇所がコンタクト
部２２a,２２b,２２cとなる。また、基板１０の裏面側
にも裏面電極１７を全面に形成する。 次に、同図(e),(f)に示すように、フォトリソグラフ
ィを行って、表面電極１６のパターンに沿って、Ａl2Ｏ
3絶縁層１５と半導体層３１とを基板表面３０に至るま
でエッチングしてメサ状に加工する。エッチングは、ウ
ェットエッチングでもＲＩＢＥ(反応性イオンビーム・
エッチング)でも良い。これにより、メサ部１００を形
成する(作製完了)。
している。同図(a),(c),(e)は、チップ表面３０の一部
(具体的には第２次の分枝２０bの先端付近)を例示し、
同図(b),(d),(f)は、それぞれ同図(a),(c),(e)における
Ｂ−Ｂ線,Ｄ−Ｄ線,Ｆ−Ｆ線矢視断面を示している。こ
のチップは、次のようにして作製する。 まず、同図(a),(b)に示すように、n型ＧaＡs基板１０
上に、ＭＯＣＶＤ法(有機金属化学気相成長法)により、
半導体層３１としてn型ＡlＧaＩnＰクラッド層１１、ア
ンドープＡlＧaＩnＰ発光層１２、p型ＡlＧaＩnＰクラ
ッド層１３、p型ＧaＡsコンタクト層１４を順に全面に
堆積し、さらにＡl2Ｏ3絶縁層１５を形成する。次に、
フォトリソグラフィーによって、Ａl2Ｏ3絶縁層１５の
うち所定箇所に開口１５a,１５b,１５cを形成する。 次に、同図(c),(d)に示すように、この上に全面に表
面電極(ＡuＺn)１６を蒸着した後、この表面電極１６を
先に述べたフラクタル形状にパターン化する。ここで、
上記開口１５a,１５b,１５cを設けた箇所がコンタクト
部２２a,２２b,２２cとなる。また、基板１０の裏面側
にも裏面電極１７を全面に形成する。 次に、同図(e),(f)に示すように、フォトリソグラフ
ィを行って、表面電極１６のパターンに沿って、Ａl2Ｏ
3絶縁層１５と半導体層３１とを基板表面３０に至るま
でエッチングしてメサ状に加工する。エッチングは、ウ
ェットエッチングでもＲＩＢＥ(反応性イオンビーム・
エッチング)でも良い。これにより、メサ部１００を形
成する(作製完了)。
【００１８】上述のように、このＡlＧaＩnＰ系ＬＥＤ
は、チップ表面３０をメサ部１００によって樹枝状に覆
い、第３次(最高次)の分枝２１a,２１b,２１cの先端の
コンタクト部２２a,２２b,２２cでのみ表面電極１６と
半導体層３１とを接触させている。したがって、第３次
の分枝２１a,２１b,２１cの先端直下の都合を発光点と
することができ、従来に比して、発光点と光出射面(メ
サ斜面)とを実質的に近接させることができる。これに
より、無効発光を減少させることができ、外部量子効率
を改善することができる。実際に特性測定を行ったとこ
ろ、発光波長は５７０nm(黄緑色)で、外部量子効率は、
２.５％であった。
は、チップ表面３０をメサ部１００によって樹枝状に覆
い、第３次(最高次)の分枝２１a,２１b,２１cの先端の
コンタクト部２２a,２２b,２２cでのみ表面電極１６と
半導体層３１とを接触させている。したがって、第３次
の分枝２１a,２１b,２１cの先端直下の都合を発光点と
することができ、従来に比して、発光点と光出射面(メ
サ斜面)とを実質的に近接させることができる。これに
より、無効発光を減少させることができ、外部量子効率
を改善することができる。実際に特性測定を行ったとこ
ろ、発光波長は５７０nm(黄緑色)で、外部量子効率は、
２.５％であった。
【００１９】なお、メサ部１００は上記形状のものに限
られるわけではなく、実質的にメサ斜面から光を出射す
るものであれば良い。例えば、図２(h)に示すように、
エッチングをp型ＡlＧaＩnＰクラッド層１３の途中まで
とし、アンドープＡlＧaＩnＰ発光層１２の手前で止め
ても良い。また、図示は省略しているが、エッチングを
アンドープＡlＧaＩnＰ発光層１２の途中までとし、n型
ＡlＧaＩnＰクラッド層１２の手前で止めても良い。こ
れに対して、エッチングをp型ＧaＡsコンタクト層１４
までで止めたものは含まれない。p型ＧaＡsコンタクト
層１４は、単に電気的特性を向上させるために設ける層
であり、その斜面から光を出射しないからである。同様
に、光に対して不透明な層もメサ部から除かれる。
られるわけではなく、実質的にメサ斜面から光を出射す
るものであれば良い。例えば、図２(h)に示すように、
エッチングをp型ＡlＧaＩnＰクラッド層１３の途中まで
とし、アンドープＡlＧaＩnＰ発光層１２の手前で止め
ても良い。また、図示は省略しているが、エッチングを
アンドープＡlＧaＩnＰ発光層１２の途中までとし、n型
ＡlＧaＩnＰクラッド層１２の手前で止めても良い。こ
れに対して、エッチングをp型ＧaＡsコンタクト層１４
までで止めたものは含まれない。p型ＧaＡsコンタクト
層１４は、単に電気的特性を向上させるために設ける層
であり、その斜面から光を出射しないからである。同様
に、光に対して不透明な層もメサ部から除かれる。
【００２０】また、同図(g)に示すように、フォトリソ
グラフィのパターンを変更することにより、メサ部１０
０(表面電極１６および半導体層３１)の先端を扇形にし
ても良い。この扇形の方が、より発光効率が高まる。
グラフィのパターンを変更することにより、メサ部１０
０(表面電極１６および半導体層３１)の先端を扇形にし
ても良い。この扇形の方が、より発光効率が高まる。
【００２１】また、パッド部１８の位置はチップ表面３
０の中央に限定されるものではなく、周辺部にあっても
よい。
０の中央に限定されるものではなく、周辺部にあっても
よい。
【００２２】また、コンタクト部２２a,２２b,２２c
は、第３次(最高次)の分枝２１a,２１b,２１cの先端に
のみ設けるのではなく、例えば、図１に示した第２次の
分枝２０a,２０b,２０cの中点にも設けても良い。この
場合、電流−光変換効率自体は若干低下するが、チップ
当たりのトータル発光量を増大させることができる。
は、第３次(最高次)の分枝２１a,２１b,２１cの先端に
のみ設けるのではなく、例えば、図１に示した第２次の
分枝２０a,２０b,２０cの中点にも設けても良い。この
場合、電流−光変換効率自体は若干低下するが、チップ
当たりのトータル発光量を増大させることができる。
【００２３】また、表面電極１６のパターン形状は、エ
ッチングによらず、いわゆるマスク蒸着(表面電極１６
と同じ形状の開口部を有するメタルマスクを用いて蒸着
する)により形成しても良い。
ッチングによらず、いわゆるマスク蒸着(表面電極１６
と同じ形状の開口部を有するメタルマスクを用いて蒸着
する)により形成しても良い。
【００２４】また、表面電極１６や裏面電極１７を上記
半導体層３１をメサ・エッチングする前に設けるのでは
なく、上記半導体層３１をメサ・エッチングした後に設
けるようにしても良い。
半導体層３１をメサ・エッチングする前に設けるのでは
なく、上記半導体層３１をメサ・エッチングした後に設
けるようにしても良い。
【００２５】また、ＬＥＤの材料はＡlＧaＩnＰに限定
されるものでなく、ＡlＧaＡs、ＧaＡsＰ、ＧaＰ、Ａl
ＧaＮ、ＧaＩnＡsＰなどのIII−Ｖ族化合物半導体、Ｚn
ＣdＳＳe、ＺnＣdＳeＴeなどのII−VI族化合物半導体、
ＣuＡlＳＳe、ＣuＧaＳＳeなどのカルコパイライト系半
導体などであってもよい。
されるものでなく、ＡlＧaＡs、ＧaＡsＰ、ＧaＰ、Ａl
ＧaＮ、ＧaＩnＡsＰなどのIII−Ｖ族化合物半導体、Ｚn
ＣdＳＳe、ＺnＣdＳeＴeなどのII−VI族化合物半導体、
ＣuＡlＳＳe、ＣuＧaＳＳeなどのカルコパイライト系半
導体などであってもよい。
【００２６】また、基板材料はＧaＡsに限定されるもの
ではなく、ＧaＰ、ＩnＰ、サファイアなどでも良く、発
光波長に対して不透明であっても透明であっても良い。
基板の導電型はn型でもp型でも良い。
ではなく、ＧaＰ、ＩnＰ、サファイアなどでも良く、発
光波長に対して不透明であっても透明であっても良い。
基板の導電型はn型でもp型でも良い。
【００２７】また、この実施例ではチップ表面３０側の
みに分岐を有する表面電極１６を設けたが、発光波長に
対し透明な基板を用いる場合は、基板裏面側の表面電極
１７にも分枝を設ける。これにより、光出射効率をさら
に向上させることができる。
みに分岐を有する表面電極１６を設けたが、発光波長に
対し透明な基板を用いる場合は、基板裏面側の表面電極
１７にも分枝を設ける。これにより、光出射効率をさら
に向上させることができる。
【００２８】また、発光層１２界面の接合はダブルヘテ
ロ接合に限定されるものでなく、シングルヘテロ接合、
ホモ接合であってもよい。
ロ接合に限定されるものでなく、シングルヘテロ接合、
ホモ接合であってもよい。
【００２９】また、各半導体層１１,…,１４をＭＯＣＶ
Ｄ法(有機金属化学気相成長法)で形成したが、ＭＢＥ法
(分子線エピタキシ法)、ＶＰＥ法(気相成長法)、ＬＰＥ
法(液相成長法)などで形成してもよい。pn接合は、結晶
成長時に作り込むほか、結晶成長後にドーパントを拡散
して形成してもよい。
Ｄ法(有機金属化学気相成長法)で形成したが、ＭＢＥ法
(分子線エピタキシ法)、ＶＰＥ法(気相成長法)、ＬＰＥ
法(液相成長法)などで形成してもよい。pn接合は、結晶
成長時に作り込むほか、結晶成長後にドーパントを拡散
して形成してもよい。
【００３０】また、表面電極(p側電極)１６の材料とし
て、ＡuＺn,ＩnＡu,Ｃr／Ａu,Ｍo／Ａu,Ｔi／Ｐt／Ａu,
Ａu,Ａl,Ｉn,ＩＴＯ(錫添加酸化インジウム),ＩnＯ2,Ｓ
nＯ2およびこれらの積層膜を採用することができる。一
方、裏面電極(n側電極)１７の材料として、ＡuＧe／Ｎ
i,ＡuＳn,ＡuＳi,Ｍo／Ａu,Ａu,Ａl,Ｉn,ＩＴＯおよび
これらの積層膜を採用することができる。
て、ＡuＺn,ＩnＡu,Ｃr／Ａu,Ｍo／Ａu,Ｔi／Ｐt／Ａu,
Ａu,Ａl,Ｉn,ＩＴＯ(錫添加酸化インジウム),ＩnＯ2,Ｓ
nＯ2およびこれらの積層膜を採用することができる。一
方、裏面電極(n側電極)１７の材料として、ＡuＧe／Ｎ
i,ＡuＳn,ＡuＳi,Ｍo／Ａu,Ａu,Ａl,Ｉn,ＩＴＯおよび
これらの積層膜を採用することができる。
【００３１】図３は第２実施例のＺnＣdＳe系ＬＥＤを
示している。同図(a)はチップ表面の全体を示し、同図
(b)はその一部(１つのメサ部付近)を例示している。ま
た、同図(c)は同図(b)におけるＣ−Ｃ線断面を示してい
る。
示している。同図(a)はチップ表面の全体を示し、同図
(b)はその一部(１つのメサ部付近)を例示している。ま
た、同図(c)は同図(b)におけるＣ−Ｃ線断面を示してい
る。
【００３２】同図(a)に示すように、このＬＥＤは、チ
ップ表面５０に表面電極４７と、発光層を含む半導体層
５１からなる複数のメサ部５７a,５７b,５７c,…を備え
ている。表面電極４７のパターンは、第１実施例と同様
に、ワイヤボンドのための略矩形状のパッド部５２を中
央に備えている。このパッド部５２から対角方向に直線
状に第１次の分枝５３a,５３b,５３c,５３dが延びてい
る。第１次の分枝５３a,５３b,５３c,５３dは、互いに
同一線幅、同一長さ(図中に斜線を施した範囲)となって
いる。各第１次の分枝５３a,５３b,５３c,５３dの先端
からそれぞれ三方向に第２次の分枝５４a,５４b,５４c
が分岐して延びている。第１次の分枝と第２次の分枝と
がなす角度は０°または９０°となっている。なお、設
計上は、各第１次の分枝５３a,５３b,５３c,５３dと重
なる図示しない第２次の分枝がある。第２次の分枝５４
a,５４b,５４cは、互いに同一線幅、同一長さとなって
いる。また、各第２次の分枝５４a,５４b,５４cの先端
からそれぞれ三方向に直線状に第３次の分枝５５a,５５
b,５５cが分岐して延びている。第２次の分枝と第３次
の分枝とがなす角度は０°または９０°となっている。
また、第３次の分枝５５a,５５b,５５cは、互いに同一
線幅、同一長さとなっている。なお、各第１次の分枝５
３a,５３b,５３cの中ほどからも第３次の分枝が分岐し
ているが、これは各第１次の分枝５３a,５３b,５３cに
重なって上記図示しない第２次の分枝の先端があるため
である。また、分枝の次数が高くなるにつれて、各次の
分枝の長さは次第に短くなり、各次の分枝の線幅は次第
に狭くなっている。上記半導体層５１は、表面電極４７
の第３次(最高次)の分枝５５a,５５b,５５cの先端毎に
設けられ、それぞれチップ表面５０で突起したメサ形状
となっている。第３次の分枝５５a,５５b,５５cの先端
には、直下の半導体層５１と接触するためのコンタクト
部５６a,５６b,５６cが設けられている。一方、表面電
極４７のうち上記コンタクト部５５a,５５b,５５c以外
の部分は、半導体層５１と直接には接触しない状態とな
っている(後述するＡl2Ｏ3絶縁層４６による)。
ップ表面５０に表面電極４７と、発光層を含む半導体層
５１からなる複数のメサ部５７a,５７b,５７c,…を備え
ている。表面電極４７のパターンは、第１実施例と同様
に、ワイヤボンドのための略矩形状のパッド部５２を中
央に備えている。このパッド部５２から対角方向に直線
状に第１次の分枝５３a,５３b,５３c,５３dが延びてい
る。第１次の分枝５３a,５３b,５３c,５３dは、互いに
同一線幅、同一長さ(図中に斜線を施した範囲)となって
いる。各第１次の分枝５３a,５３b,５３c,５３dの先端
からそれぞれ三方向に第２次の分枝５４a,５４b,５４c
が分岐して延びている。第１次の分枝と第２次の分枝と
がなす角度は０°または９０°となっている。なお、設
計上は、各第１次の分枝５３a,５３b,５３c,５３dと重
なる図示しない第２次の分枝がある。第２次の分枝５４
a,５４b,５４cは、互いに同一線幅、同一長さとなって
いる。また、各第２次の分枝５４a,５４b,５４cの先端
からそれぞれ三方向に直線状に第３次の分枝５５a,５５
b,５５cが分岐して延びている。第２次の分枝と第３次
の分枝とがなす角度は０°または９０°となっている。
また、第３次の分枝５５a,５５b,５５cは、互いに同一
線幅、同一長さとなっている。なお、各第１次の分枝５
３a,５３b,５３cの中ほどからも第３次の分枝が分岐し
ているが、これは各第１次の分枝５３a,５３b,５３cに
重なって上記図示しない第２次の分枝の先端があるため
である。また、分枝の次数が高くなるにつれて、各次の
分枝の長さは次第に短くなり、各次の分枝の線幅は次第
に狭くなっている。上記半導体層５１は、表面電極４７
の第３次(最高次)の分枝５５a,５５b,５５cの先端毎に
設けられ、それぞれチップ表面５０で突起したメサ形状
となっている。第３次の分枝５５a,５５b,５５cの先端
には、直下の半導体層５１と接触するためのコンタクト
部５６a,５６b,５６cが設けられている。一方、表面電
極４７のうち上記コンタクト部５５a,５５b,５５c以外
の部分は、半導体層５１と直接には接触しない状態とな
っている(後述するＡl2Ｏ3絶縁層４６による)。
【００３３】このチップは、次のようにして作製する。 まず、同図(c)に示すように、n型ＧaＡs基板４０上
に、ＭＢＥ法により、半導体層５１としてn型ＩnＧaＡs
バッファ層４１、n型ＺnＳeクラッド層４２、アンドー
プＺn1-xＣdxＳe(x＝０.２)歪量子井戸発光層４３、p型
ＺnＳeクラッド層４４、p型ＧaＡsコンタクト層４５を
順に全面に堆積する。 次に、フォトリソグラフィを行って、上記p型ＺnＳe
クラッド層４４を円錐台状にエッチングして加工して、
メサ部５７を形成する。 フォトレジストを除去した後、この上に、Ａl2Ｏ3絶
縁層４６を形成する。そして、フォトリソグラフィーに
よって、Ａl2Ｏ3絶縁層４６のうちメサ部５７の上面に
相当する箇所に開口４５aを形成する。 次に、この上に全面に表面電極４７を蒸着した後、こ
の表面電極４７を先に述べたフラクタル形状にパターン
化する。ここで、上記開口４５aを設けた箇所がコンタ
クト部５６となる。また、基板４０の裏面側にも裏面電
極４８を全面に形成する(作製完了)。
に、ＭＢＥ法により、半導体層５１としてn型ＩnＧaＡs
バッファ層４１、n型ＺnＳeクラッド層４２、アンドー
プＺn1-xＣdxＳe(x＝０.２)歪量子井戸発光層４３、p型
ＺnＳeクラッド層４４、p型ＧaＡsコンタクト層４５を
順に全面に堆積する。 次に、フォトリソグラフィを行って、上記p型ＺnＳe
クラッド層４４を円錐台状にエッチングして加工して、
メサ部５７を形成する。 フォトレジストを除去した後、この上に、Ａl2Ｏ3絶
縁層４６を形成する。そして、フォトリソグラフィーに
よって、Ａl2Ｏ3絶縁層４６のうちメサ部５７の上面に
相当する箇所に開口４５aを形成する。 次に、この上に全面に表面電極４７を蒸着した後、こ
の表面電極４７を先に述べたフラクタル形状にパターン
化する。ここで、上記開口４５aを設けた箇所がコンタ
クト部５６となる。また、基板４０の裏面側にも裏面電
極４８を全面に形成する(作製完了)。
【００３４】このように、このＬＥＤでは、発光層４３
を含む半導体層５１を表面電極４７の第３次(最高次)の
分枝５５の先端毎にメサ状に設けているので、発光層４
３が第３次の分枝５５が存しない向きへ発した光だけで
なく、第３次の分枝５５が存する向き(図３(b),(c)にお
いて右側)に発した光を大部分有効にチップ外へ出射す
ることができる。すなわち、発光点の周りをメサ斜面が
取り巻いているので、発光点とメサ斜面とを第１実施例
に比して実質的にさらに近接させることができる。した
がって、発光層４３が発した光を環状のメサ斜面を通し
て効率良くチップ外へ出射することができ、第１実施例
のＬＥＤに比して、さらに外部量子効率を高めることが
できる。
を含む半導体層５１を表面電極４７の第３次(最高次)の
分枝５５の先端毎にメサ状に設けているので、発光層４
３が第３次の分枝５５が存しない向きへ発した光だけで
なく、第３次の分枝５５が存する向き(図３(b),(c)にお
いて右側)に発した光を大部分有効にチップ外へ出射す
ることができる。すなわち、発光点の周りをメサ斜面が
取り巻いているので、発光点とメサ斜面とを第１実施例
に比して実質的にさらに近接させることができる。した
がって、発光層４３が発した光を環状のメサ斜面を通し
て効率良くチップ外へ出射することができ、第１実施例
のＬＥＤに比して、さらに外部量子効率を高めることが
できる。
【００３５】なお、基板材料はＧaＡsに限定されるもの
ではなく、ＺnＳeなどでも良く、発光波長に対して不透
明であっても透明であってもよい。基板の導電型はn型
でもp型でもよい。
ではなく、ＺnＳeなどでも良く、発光波長に対して不透
明であっても透明であってもよい。基板の導電型はn型
でもp型でもよい。
【００３６】また、ＬＥＤの材料は、ＺnＣdＳeに限定
されるものではなく、ＡlＧaＩnＰ、ＡlＧaＡs、ＧaＡs
Ｐ、ＧaＰ、ＡlＧaＮ、ＧaＩnＡsＰなどのIII−Ｖ族化
合物半導体、ＺnＳe、ＺnＣdＳＳe、ＺnＣdＳeＴeなど
のII−VI族化合物半導体、ＣuＡlＳＳe、ＣuＧaＳＳeな
どのカルコパイライト系半導体であってもよい。
されるものではなく、ＡlＧaＩnＰ、ＡlＧaＡs、ＧaＡs
Ｐ、ＧaＰ、ＡlＧaＮ、ＧaＩnＡsＰなどのIII−Ｖ族化
合物半導体、ＺnＳe、ＺnＣdＳＳe、ＺnＣdＳeＴeなど
のII−VI族化合物半導体、ＣuＡlＳＳe、ＣuＧaＳＳeな
どのカルコパイライト系半導体であってもよい。
【００３７】また、発光層４３はＺn1-xＣdxＳe(x＝０.
２)としたが、xの値は特に限定されるものではなく、例
えば、x＝０のＺnＳeであっても良い。また、発光層はn
型ＺnＳe／ＺnＣdＳe多重量子井戸構造であっても良
い。
２)としたが、xの値は特に限定されるものではなく、例
えば、x＝０のＺnＳeであっても良い。また、発光層はn
型ＺnＳe／ＺnＣdＳe多重量子井戸構造であっても良
い。
【００３８】また、バッファ層４１はn型ＩnＧaＡsとし
たが、n型ＺnＳＳeであっても良く、n型ＺnＳ／ＺnＳe
歪超格子層であっても良い。
たが、n型ＺnＳＳeであっても良く、n型ＺnＳ／ＺnＳe
歪超格子層であっても良い。
【００３９】また、各半導体層４１,…,４５をＭＢＥ法
で形成したが、ＭＯＣＶＤ法、ＶＰＥ法、ＬＰＥ法など
で形成してもよい。pn接合は、結晶成長時に作り込むほ
か、結晶成長後にドーパントを拡散して形成してもよ
い。
で形成したが、ＭＯＣＶＤ法、ＶＰＥ法、ＬＰＥ法など
で形成してもよい。pn接合は、結晶成長時に作り込むほ
か、結晶成長後にドーパントを拡散して形成してもよ
い。
【００４０】図４は第３実施例のＡlＧaＩnＰ系ＬＥＤ
を示している。同図(a)はチップ表面の全体を示し、同
図(b)はその一部(１つのメサ部付近)を例示している。
また、同図(c)は同図(b)におけるＣ−Ｃ線断面を示して
いる。
を示している。同図(a)はチップ表面の全体を示し、同
図(b)はその一部(１つのメサ部付近)を例示している。
また、同図(c)は同図(b)におけるＣ−Ｃ線断面を示して
いる。
【００４１】同図(a)に示すように、このＬＥＤは、チ
ップ表面９０に表面電極７６と、発光層を含む半導体層
９１からなる複数のメサ部８６a,８６b,８６c,…を備え
ている。上記表面電極７６は、略矩形状のパッド部８１
と、第１次の分枝８２a,８２bと、第２次の分枝８３a,
８３b,８３c,８３d,８３e,８３f,８３g,８３hと、各第
２次の分枝８３a,…,８３hから分岐した第３次の分岐８
４a,８４b,８４c,８４d,８４e,８４f,８４g,８４hを有
している。すなわち、パッド部８１を通るチップ側面に
平行な直線上に第１次の分枝８２a,８２bを設け、この
第１次の分枝８２a,８２bに垂直に第２次の分枝８３a,
…,８３hを８本設けている。さらに各第２次の分枝８３
a,…,８３hに垂直に第３次の分枝８４a,…,８４hを８本
設けている。なお、この第３次の分枝は、パッド部８１
に重なる部分では実際には形成していない。上記半導体
層９１(すなわちメサ部８６a,…)は、表面電極７６の第
３次(最高次)の分枝８６a,…の先端毎に、それぞれ円柱
状に突起した形状となっている。第３次の分枝８４a,８
４b,８４c,…の先端には、直下の半導体層９１と接触す
るためのコンタクト部８５a,８５b,８５c,…が設けられ
ている。
ップ表面９０に表面電極７６と、発光層を含む半導体層
９１からなる複数のメサ部８６a,８６b,８６c,…を備え
ている。上記表面電極７６は、略矩形状のパッド部８１
と、第１次の分枝８２a,８２bと、第２次の分枝８３a,
８３b,８３c,８３d,８３e,８３f,８３g,８３hと、各第
２次の分枝８３a,…,８３hから分岐した第３次の分岐８
４a,８４b,８４c,８４d,８４e,８４f,８４g,８４hを有
している。すなわち、パッド部８１を通るチップ側面に
平行な直線上に第１次の分枝８２a,８２bを設け、この
第１次の分枝８２a,８２bに垂直に第２次の分枝８３a,
…,８３hを８本設けている。さらに各第２次の分枝８３
a,…,８３hに垂直に第３次の分枝８４a,…,８４hを８本
設けている。なお、この第３次の分枝は、パッド部８１
に重なる部分では実際には形成していない。上記半導体
層９１(すなわちメサ部８６a,…)は、表面電極７６の第
３次(最高次)の分枝８６a,…の先端毎に、それぞれ円柱
状に突起した形状となっている。第３次の分枝８４a,８
４b,８４c,…の先端には、直下の半導体層９１と接触す
るためのコンタクト部８５a,８５b,８５c,…が設けられ
ている。
【００４２】このチップは、次のようにして作製する。 まず、同図(c)に示すように、n型ＧaＡs基板７０の表
面を選択的にエッチングして、各メサ部８６を形成すべ
き箇所に円柱状の突起７０aを形成する。 次に、この上に、ＭＯＣＶＤ法により、半導体層９１
としてn型ＡlＧaＩnＰクラッド層７１、アンドープＡl
ＧaＩnＰ発光層７２、p型ＡlＧaＩnＰクラッド層７３、
p型ＧaＡsコンタクト層７４、n型ＧaＡs電流阻止層７５
を順に全面に堆積する。これにより、突起７０aの箇所
に、突起したメサ部８６を形成する。このとき、メサ側
面７９では、他の部分(平坦部)よりも各層７１,７２,７
３の厚みが薄くなる。 次に、フォトリソグラフィを行って、n型ＧaＡs電流
阻止層７５を選択的にエッチングして、上記突起７０a
上の部分に開口８５を形成し、この開口８５内にp型Ｇa
Ａsコンタクト層７４を露出させる。 次に、表面電極７６を全面に蒸着する。フォトリソグ
ラフィを行って、表面電極７６,n型ＧaＡs電流阻止層７
５およびp型ＧaＡsコンタクト層７４を図示のパターン
に加工する。最後に、基板７０の裏面に裏面電極７７を
形成する(作製完了)。
面を選択的にエッチングして、各メサ部８６を形成すべ
き箇所に円柱状の突起７０aを形成する。 次に、この上に、ＭＯＣＶＤ法により、半導体層９１
としてn型ＡlＧaＩnＰクラッド層７１、アンドープＡl
ＧaＩnＰ発光層７２、p型ＡlＧaＩnＰクラッド層７３、
p型ＧaＡsコンタクト層７４、n型ＧaＡs電流阻止層７５
を順に全面に堆積する。これにより、突起７０aの箇所
に、突起したメサ部８６を形成する。このとき、メサ側
面７９では、他の部分(平坦部)よりも各層７１,７２,７
３の厚みが薄くなる。 次に、フォトリソグラフィを行って、n型ＧaＡs電流
阻止層７５を選択的にエッチングして、上記突起７０a
上の部分に開口８５を形成し、この開口８５内にp型Ｇa
Ａsコンタクト層７４を露出させる。 次に、表面電極７６を全面に蒸着する。フォトリソグ
ラフィを行って、表面電極７６,n型ＧaＡs電流阻止層７
５およびp型ＧaＡsコンタクト層７４を図示のパターン
に加工する。最後に、基板７０の裏面に裏面電極７７を
形成する(作製完了)。
【００４３】このようにして作製した場合、メサ側面７
９で各層７１,７２,７３の厚みが薄いことから、この部
分の電気抵抗が平坦部の電気抵抗よりも大きくなってい
る。この結果、発光層７２のうち上記突起７０a上の部
分のみが発光する。したがって、第２実施例と同様に、
発光点と光出射面(メサ側面)７９との距離を実質的に近
接させることができ、発光層７２aが発した光を効率良
くチップ外へ出射することができる。
９で各層７１,７２,７３の厚みが薄いことから、この部
分の電気抵抗が平坦部の電気抵抗よりも大きくなってい
る。この結果、発光層７２のうち上記突起７０a上の部
分のみが発光する。したがって、第２実施例と同様に、
発光点と光出射面(メサ側面)７９との距離を実質的に近
接させることができ、発光層７２aが発した光を効率良
くチップ外へ出射することができる。
【００４４】また、この第３実施例のように突起７０a
形成後に半導体層９１を設ける場合、第１,第２実施例
のように半導体層３１,５１形成後に突起(メサ部)を形
成する場合に比して、エッチング深さ、すなわちメサ部
の高さを容易に制御することができる。エッチング対象
物の組成が一種類となるからである。
形成後に半導体層９１を設ける場合、第１,第２実施例
のように半導体層３１,５１形成後に突起(メサ部)を形
成する場合に比して、エッチング深さ、すなわちメサ部
の高さを容易に制御することができる。エッチング対象
物の組成が一種類となるからである。
【００４５】なお、上記半導体層９１を堆積する場合に
ＭＯＣＶＤ条件を最適化することによって、突起７０a
の側面への堆積がほとんど生じないようにすることがで
きる。例えば、ＧaＡs基板７０の面方位を(００１)、側
面の面方位を{１１１}とした上、基板温度や原料ガス混
合比を調節すれば良い。
ＭＯＣＶＤ条件を最適化することによって、突起７０a
の側面への堆積がほとんど生じないようにすることがで
きる。例えば、ＧaＡs基板７０の面方位を(００１)、側
面の面方位を{１１１}とした上、基板温度や原料ガス混
合比を調節すれば良い。
【００４６】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の発
光ダイオードは、半導体チップの表面に、発光層を含む
半導体層と表面電極とが順に積層され、上記発光層が発
した光を上記半導体層のうち上記表面電極で覆われてい
ない部分からチップ外へ光を出射する発光ダイオードに
おいて、上記表面電極が、パッド部と、上記パッド部か
ら線状に延びる第１次の分枝と、上記第１次の分枝から
分岐して線状に延びる第２次の分枝と、さらに上記第２
次の分枝から分岐して線状に延びる第３次の分枝を少な
くとも有し、上記半導体層が、上記表面電極のパターン
に沿って設けられ、上記チップ表面で突起したメサ状を
なしているので、発光点と光出射面とを従来に比して実
質的に近接させることができる。したがって、発光層が
発した光を効率良くチップ外へ出射することができ、外
部量子効率を高めることができる。
光ダイオードは、半導体チップの表面に、発光層を含む
半導体層と表面電極とが順に積層され、上記発光層が発
した光を上記半導体層のうち上記表面電極で覆われてい
ない部分からチップ外へ光を出射する発光ダイオードに
おいて、上記表面電極が、パッド部と、上記パッド部か
ら線状に延びる第１次の分枝と、上記第１次の分枝から
分岐して線状に延びる第２次の分枝と、さらに上記第２
次の分枝から分岐して線状に延びる第３次の分枝を少な
くとも有し、上記半導体層が、上記表面電極のパターン
に沿って設けられ、上記チップ表面で突起したメサ状を
なしているので、発光点と光出射面とを従来に比して実
質的に近接させることができる。したがって、発光層が
発した光を効率良くチップ外へ出射することができ、外
部量子効率を高めることができる。
【００４７】また、この発明の発光ダイオードは、半導
体チップの表面に、発光層を含む半導体層と表面電極と
が順に積層され、上記発光層が発した光を上記半導体層
のうち上記表面電極で覆われていない部分からチップ外
へ光を出射する発光ダイオードにおいて、上記表面電極
が、パッド部と、上記パッド部から線状に延びる第１次
の分枝と、上記第１次の分枝から分岐して線状に延びる
第２次の分枝と、さらに上記第２次の分枝から分岐して
線状に延びる第３次の分枝を少なくとも有し、上記半導
体層が、上記表面電極の最高次の分枝の先端毎に設けら
れ、それぞれ上記チップ表面で突起したメサ状をなして
いるので、発光点近傍を光出射面(メサ斜面)で取り囲む
ことができ、発光点と光出射面とを従来に比して実質的
に近接させることができる。したがって、発光層が発し
た光を効率良くチップ外へ出射することができ、外部量
子効率を高めることができる。
体チップの表面に、発光層を含む半導体層と表面電極と
が順に積層され、上記発光層が発した光を上記半導体層
のうち上記表面電極で覆われていない部分からチップ外
へ光を出射する発光ダイオードにおいて、上記表面電極
が、パッド部と、上記パッド部から線状に延びる第１次
の分枝と、上記第１次の分枝から分岐して線状に延びる
第２次の分枝と、さらに上記第２次の分枝から分岐して
線状に延びる第３次の分枝を少なくとも有し、上記半導
体層が、上記表面電極の最高次の分枝の先端毎に設けら
れ、それぞれ上記チップ表面で突起したメサ状をなして
いるので、発光点近傍を光出射面(メサ斜面)で取り囲む
ことができ、発光点と光出射面とを従来に比して実質的
に近接させることができる。したがって、発光層が発し
た光を効率良くチップ外へ出射することができ、外部量
子効率を高めることができる。
【００４８】また、上記表面電極の最高次の分枝の先端
と上記半導体層とは電気的に接触している一方、上記表
面電極の残りの部分と上記半導体層とは電気的に接触し
ていない場合、上記半導体層のうち上記表面電極の上記
先端直下の部分を発光点にすることができる。したがっ
て、発光層が発した光を光出射面(メサ斜面)に容易に到
達させることができ、この結果、さらに外部量子効率を
高めることができる。
と上記半導体層とは電気的に接触している一方、上記表
面電極の残りの部分と上記半導体層とは電気的に接触し
ていない場合、上記半導体層のうち上記表面電極の上記
先端直下の部分を発光点にすることができる。したがっ
て、発光層が発した光を光出射面(メサ斜面)に容易に到
達させることができ、この結果、さらに外部量子効率を
高めることができる。
【図１】 この発明の第１実施例のＡlＧaＩnＰ系ＬＥ
Ｄのチップ表面と断面を示す図である。
Ｄのチップ表面と断面を示す図である。
【図２】 上記ＬＥＤの作製過程を示す図である。
【図３】 この発明の第２実施例のＺnＣdＳe系ＬＥＤ
のチップ表面と断面を示す図である。
のチップ表面と断面を示す図である。
【図４】 この発明の第３実施例のＡlＧaＩnＰ系ＬＥ
Ｄのチップ表面と断面を示す図である。
Ｄのチップ表面と断面を示す図である。
【図５】 この発明の作用を説明する図である。
【図６】 従来のＡlＧaＩnＰ系ＬＥＤのチップ表面を
示す図である。
示す図である。
【図７】 上記従来のＡlＧaＩnＰ系ＬＥＤのチップ断
面を示す図である。
面を示す図である。
１ 半導体層表面 ２,３ メサ分枝 ３a 先端 １０,４０,７０ n型ＧaＡs基板 １１,７１ n型ＡlＧaＩnＰクラッド層 １２,７２ アンドーブＡlＧaＩnＰ発光層 １３,７３ p型ＡlＧaＩnＰクラッド層 １４,４５,７４ p型ＧaＡsコンタクト層 １５,４６ Ａl2Ｏ3絶縁層 １６,４７,７６ 表面電極 １７,４８,７７ 裏面電極 １８,５２,８１ パッド部 １９a,…,１９d,５３a,…,５３d,８２a,８２b 第１次
の分枝 ２０a,…,２０c,５４a,…,５４c,８３a,…,８３h 第２
次の分枝 ２１a,…,２１c,５５a,…,５５c,８４a,…,８４h 第３
次の分枝 ２２a,…,２２c,５６,５６a,…,５６c,８５,８５a,…
コンタクト部 ３０,５０,９０ チップ表面 ３１,５１,９１ 半導体層 ４１ n型ＩnＧaＡsバッファ層 ４２ n型ＺnＳeクラッド層 ４３ アンドープＺnＣdＳe歪量子井戸型発光層 ４４ p型ＺnＳeクラッド層 ５７,５７a,…,５７c,８６,８６a,…,１００ メサ部 ７５ n型ＧaＡs電流阻止層
の分枝 ２０a,…,２０c,５４a,…,５４c,８３a,…,８３h 第２
次の分枝 ２１a,…,２１c,５５a,…,５５c,８４a,…,８４h 第３
次の分枝 ２２a,…,２２c,５６,５６a,…,５６c,８５,８５a,…
コンタクト部 ３０,５０,９０ チップ表面 ３１,５１,９１ 半導体層 ４１ n型ＩnＧaＡsバッファ層 ４２ n型ＺnＳeクラッド層 ４３ アンドープＺnＣdＳe歪量子井戸型発光層 ４４ p型ＺnＳeクラッド層 ５７,５７a,…,５７c,８６,８６a,…,１００ メサ部 ７５ n型ＧaＡs電流阻止層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 晃広 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 中津 弘志 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体チップの表面に、発光層を含む半
導体層と表面電極とが順に積層され、上記発光層が発し
た光を上記半導体層のうち上記表面電極で覆われていな
い部分からチップ外へ光を出射する発光ダイオードにお
いて、 上記表面電極は、パッド部と、上記パッド部から線状に
延びる第１次の分枝と、上記第１次の分枝から分岐して
線状に延びる第２次の分枝と、さらに上記第２次の分枝
から分岐して線状に延びる第３次の分枝を少なくとも有
し、 上記半導体層は、上記表面電極のパターンに沿って設け
られ、上記チップ表面で突起したメサ状をなしているこ
とを特徴とする発光ダイオード。 - 【請求項２】 半導体チップの表面に、発光層を含む半
導体層と表面電極とが順に積層され、上記発光層が発し
た光を上記半導体層のうち上記表面電極で覆われていな
い部分からチップ外へ光を出射する発光ダイオードにお
いて、 上記表面電極は、パッド部と、上記パッド部から線状に
延びる第１次の分枝と、上記第１次の分枝から分岐して
線状に延びる第２次の分枝と、さらに上記第２次の分枝
から分岐して線状に延びる第３次の分枝を少なくとも有
し、 上記半導体層は、上記表面電極の最高次の分枝の先端毎
に設けられ、それぞれ上記チップ表面で突起したメサ状
をなしていることを特徴とする発光ダイオード。 - 【請求項３】 上記表面電極の最高次の分枝の先端と上
記半導体層とは電気的に接触している一方、上記表面電
極の残りの部分と上記半導体層とは電気的に接触してい
ないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
発光ダイオード。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15924292A JP2786375B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 発光ダイオード |
| US07/980,666 US5309001A (en) | 1991-11-25 | 1992-11-24 | Light-emitting diode having a surface electrode of a tree-like form |
| DE69232411T DE69232411T2 (de) | 1991-11-25 | 1992-11-25 | Lichtemittierende Diode mit baumartiger Oberflächenelektrode |
| EP97102514A EP0778625B1 (en) | 1991-11-25 | 1992-11-25 | Light-emitting diode having a surface electrode of a tree like form |
| EP92310770A EP0544512B1 (en) | 1991-11-25 | 1992-11-25 | Light-emitting diode having a surface electrode of a tree-like form |
| DE69226848T DE69226848T2 (de) | 1991-11-25 | 1992-11-25 | Lichtemittierende Diode mit verästelter Oberflächenelektrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15924292A JP2786375B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 発光ダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065912A true JPH065912A (ja) | 1994-01-14 |
| JP2786375B2 JP2786375B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=15689457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15924292A Expired - Lifetime JP2786375B2 (ja) | 1991-11-25 | 1992-06-18 | 発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2786375B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11224960A (ja) * | 1997-11-19 | 1999-08-17 | Unisplay Sa | Ｌｅｄランプ並びにｌｅｄチップ |
| WO2001091201A1 (fr) * | 2000-05-23 | 2001-11-29 | Sony Corporation | Structure fractale et procede de formation de cette structure |
| JP2004505434A (ja) * | 1999-12-03 | 2004-02-19 | クリー インコーポレイテッド | 光抽出を向上させた微小発光ダイオードアレイ |
| JP2004152800A (ja) * | 2002-10-28 | 2004-05-27 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体発光素子 |
| WO2005067067A1 (ja) * | 2004-01-07 | 2005-07-21 | Rohm Co., Ltd. | 半導体発光素子 |
| WO2006095566A1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-14 | Showa Denko K.K. | Nitride semiconductor light-emitting device and method for fabrication thereof |
| US7453099B2 (en) | 2005-10-05 | 2008-11-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device |
| KR101012080B1 (ko) * | 2009-04-03 | 2011-02-07 | 포항공과대학교 산학협력단 | 광양자테 레이저 및 그 제조 방법 |
| US7939841B2 (en) * | 2004-12-31 | 2011-05-10 | Lg Electronics Inc. | High output light emitting diode and method for fabricating the same |
| US8692268B2 (en) | 1997-11-19 | 2014-04-08 | Epistar Corporation | LED lamps |
| US9344634B2 (en) | 2013-07-24 | 2016-05-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus having subject detection function, method for controlling the imaging apparatus, and storage medium |
-
1992
- 1992-06-18 JP JP15924292A patent/JP2786375B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11224960A (ja) * | 1997-11-19 | 1999-08-17 | Unisplay Sa | Ｌｅｄランプ並びにｌｅｄチップ |
| US8692268B2 (en) | 1997-11-19 | 2014-04-08 | Epistar Corporation | LED lamps |
| JP2012195605A (ja) * | 1997-11-19 | 2012-10-11 | Shogen Koden Kofun Yugenkoshi | Ｌｅｄランプ並びにｌｅｄチップ |
| JP2004505434A (ja) * | 1999-12-03 | 2004-02-19 | クリー インコーポレイテッド | 光抽出を向上させた微小発光ダイオードアレイ |
| WO2001091201A1 (fr) * | 2000-05-23 | 2001-11-29 | Sony Corporation | Structure fractale et procede de formation de cette structure |
| US7101434B2 (en) | 2000-05-23 | 2006-09-05 | Sony Corporation | Fractal structure and its forming method |
| JP2004152800A (ja) * | 2002-10-28 | 2004-05-27 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体発光素子 |
| WO2005067067A1 (ja) * | 2004-01-07 | 2005-07-21 | Rohm Co., Ltd. | 半導体発光素子 |
| US7939841B2 (en) * | 2004-12-31 | 2011-05-10 | Lg Electronics Inc. | High output light emitting diode and method for fabricating the same |
| WO2006095566A1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-14 | Showa Denko K.K. | Nitride semiconductor light-emitting device and method for fabrication thereof |
| US7803648B2 (en) | 2005-03-09 | 2010-09-28 | Showa Denko K.K. | Nitride semiconductor light-emitting device and method for fabrication thereof |
| JP2006287208A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-10-19 | Showa Denko Kk | 窒化物半導体発光素子及びその製造方法 |
| US7453099B2 (en) | 2005-10-05 | 2008-11-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device |
| KR101012080B1 (ko) * | 2009-04-03 | 2011-02-07 | 포항공과대학교 산학협력단 | 광양자테 레이저 및 그 제조 방법 |
| US9344634B2 (en) | 2013-07-24 | 2016-05-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus having subject detection function, method for controlling the imaging apparatus, and storage medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2786375B2 (ja) | 1998-08-13 |
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