発光デバイスおよびその製造方法
【課題】発光光の取り出し効率を高めることが可能な発光デバイスおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】一導電型半導体層と逆導電型半導体層とが積層されてなる、前記一導電型半導体層と前記逆導電型半導体層との境界を含む発光部分を有する発光構造体と、前記発光構造体の上面と接合した電流拡散層と、前記電流拡散層の上側面に被着された電極層とを有し、前記電極層は、前記境界の周縁線よりも外側領域に配置されていることを特徴とする発光デバイスを提供する。
【解決手段】一導電型半導体層と逆導電型半導体層とが積層されてなる、前記一導電型半導体層と前記逆導電型半導体層との境界を含む発光部分を有する発光構造体と、前記発光構造体の上面と接合した電流拡散層と、前記電流拡散層の上側面に被着された電極層とを有し、前記電極層は、前記境界の周縁線よりも外側領域に配置されていることを特徴とする発光デバイスを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイオードやレーザなどに代表される発光デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光デバイスは、現在利用可能な最も効率的な光源の１つである。たとえばＡｌＧａＩｎＰからなる発光層を有するＬＥＤは、各種表示用光源として広く用いられている。たとえば下記特許文献１，２に示されているように、一般的なＬＥＤでは、発光層の上部に、発光波長に対してほぼ透明な電流拡散層が設けられている。電流拡散層は、その上面に設けられた電極から流れる電流を、発光層全体に効率的に流すことに寄与する。電流拡散層としては、たとえばＧａＰ等が広く用いられている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７-２０２２５９号公報
【特許文献２】特開平７-２６３７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、比較的小型の発光ダイオードを基板上に複数配置し、たとえば照射光源として用いる装置等が提案されている。このような照射装置では、たとえば、発光ダイオードからの発光を、発光層が積層された半導体基板の上面に対して鉛直上向きに、この半導体基板からはなれる方向に照射する。このような場合、発光層の上面に設けられた電極は、発光の光路を遮る障害物となってしまう。特に近年は、発光装置の小型化の要求に応じて、発光素子を高密度にて配列することにより、各発光素子のサイズが小さくなっている。このため、電流拡散層上に設けられる上部電極によって発光素子を覆う面積割合は大きくなっている。このように発光素子をより小型化するほど、発光素子内部で発光した光の内、上部電極で遮られる光の割合はより大きくなってしまうといった課題を有する。
【０００５】
本発明の目的は、発光光の取り出し効率を高めることが可能な発光デバイスおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、一導電型半導体層と逆導電型半導体層とが積層されてなる、前記一導電型半導体層と前記逆導電型半導体層との境界を含む発光部分を有する発光構造体と、前記発光構造体の上面と接合した電流拡散層と、前記電流拡散層の上側面に被着された電極層とを有し、前記電極層は、前記境界の周縁線よりも外側領域に配置されていることを特徴とする発光デバイスを提供する。
【０００７】
前記発光構造体は、前記発光構造体の下面の側から、前記発光構造体の前記上面の側に近づくにしたがって、前記上面に平行な断面の面積がより小さくなっていることが好ましい。
【０００８】
また、前記電流拡散層および前記発光構造体は、前記電流拡散層のエッチングレートが前記発光構造体のエッチングレートに比べてより小さいエッチング剤によってエッチングされて形成されていることが好ましい。
【０００９】
また、前記発光構造体の、前記境界の前記周縁線が露出した側面が、樹脂層で被覆されていることが好ましい。なお、前記樹脂層は透光性樹脂層であってもよく。前記樹脂層は反射性樹脂層であってもよい。
【００１０】
前記発光構造体は、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰの少なくともいずれかから構成され、前記電流拡散層はＧａＰからなることが好ましい。
【００１１】
また、基板上に、一導電型半導体層と逆導電型半導体層との境界を含む発光部分を有する発光構造体と、前記発光構造体の上面と接合した電流拡散層と、前記電流拡散層の上側面に被着された電極層と、を形成する工程と、前記電流拡散層のエッチングレートが前記発光構造体のエッチングレートに比べてより小さいエッチング剤を用いて、前記電流拡散層と前記発光構造体とをエッチングする工程を有し、前記エッチング工程では、前記電極層が、前記境界の周縁線よりも外側領域に位置されるまでエッチングを行うことを特徴とする発光デバイスの製造方法を、併せて提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発光デバイスから発光される光を、電極層に遮蔽されることなく効率的に照射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施の一形態である発光ダイオード１の構成を示す図である。図１（ａ）は、発光ダイオード１の積層構造を示す図であり、図１（ｂ）は、発光ダイオード１を上から見た平面図である。
【００１４】
本実施形態では、発光ダイオード（ＬＥＤ）を発光デバイスの例として詳細に説明する。
【００１５】
発光効率のよいＬＥＤとしては、ダブルへテロ（ＤＨ）接合を持った構造のＬＥＤが知られている。このＬＥＤの特長は、電子とホールを再結合させて発光させるための発光層を挟んで、発光層のなかに電子やホールを閉じこめるための閉じ込め層を配置した構造を持つことである。この閉じ込め層は、発光層よりもバンドギャップが大きくその発光を吸収しないクラッド層として機能する。
【００１６】
ＬＥＤの発光波長は、発光層の組成で決定される。たとえば、ダブルへテロ（ＤＨ）接合を持った構造のＡｌＧａＩｎＰを発光層に用いたＬＥＤでは、その組成が、（ＡｌxＧａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐと表わされるとき、発光層のバンドギャップエネルギー（Ｅｇ）は、０≦ｘ≦０．６の範囲では、Ｅｇ＝１．９１＋０．６１ｘ（ｅＶ）とｘの値によって変化する。したがってＬＥＤの発光波長は、６５０ｎｍから５４５ｎｍまで、発光層のバンドギャップエネルギー、すなわち活性層の組成によって変化する。
【００１７】
ダブルヘテロ構造のクラッド層には、たとえばｐ型クラッド層としてｐ−ＡｌＩｎＰ、ｎ型クラッド層としてｎ−ＡｌＩｎＰなどが用いられ、発光層上部の電流拡散層には、たとえばｐ型のｐ−ＧａＰが用いられる。
【００１８】
図１（ａ），（ｂ）に示す発光ダイオード１は、ｎ型ＧａＡｓ基板２上に、ｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層７と、該クラッド層よりバンドギャップエネルギーが小さいｐ型のＡｌＧａＩｎＰ発光層９と、この発光層９上に形成された、該発光層よりもバンドギャップが大きいｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層８と、このｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層８上に形成された、当該ｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層８よりも厚いｐ型ＧａＰ層からなる電流拡散層４を有する。
【００１９】
発光ダイオード１では、ｐｎ接合部にＡｌＧａＩｎＰ発光層９が配置され、この発光層９に電流が流れることで発光層９が発光する。本実施形態の発光ダイオード１は、ＧａＡｓ基板２上に複数配置され、発光ダイオード１からの発光をＧａＡｓ基板２の上面に対して鉛直上向きに、このＧａＡｓ基板２からはなれる方向に照射する照射装置として機能する。なお、本実施形態の発光ダイオード１は、半導体基板上に複数配置されて用いられることに、特に限定されるものではない。
【００２０】
ｐ型ＧａＰ電流拡散層４には、第１電極５が形成され、ＧａＡｓ基板２の、発光構造体３が形成される側と反対側には、第２電極６が設けられる。
【００２１】
発光構造体３は、ｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層７と、ｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層８と、これらに挟持されたＡｌＧａＩｎＰ発光層９で構成される。
【００２２】
ここで、第１電極５は、ＧａＡｓ基板２の基板面に垂直な方向から見た平面視において、ｐｎ境界（接合）の周縁線に対して、より外側領域に設けられている。本実施形態では、境界の周縁線とは、具体的には、ＡｌＧａＩｎＰ発光層９とｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層７との境界の外周線をいう。第１電極５が、境界の周縁線の外側に配されているとは、すなわち、ｐ型ＧａＰ電流拡散層４上であって、ＡｌＧａＩｎＰ発光層９を底面とする仮想柱状体１０よりも外側の領域に設けられていることをいう。仮想柱状体１０は、ＡｌＧａＩｎＰ発光層９の上面と略垂直な外周面で囲まれた柱状体となっている。本実施形態では、ｐ型の発光層を有する、いわゆるダブルへテロ構造の発光素子について記載しているが、発光素子がｎ型であってもよく、また単なるヘテロ構造であってもよい。いずれの場合であっても、境界の周縁線とは、ｐｎ接合部の外周線のことをいう。
【００２３】
図１（ｂ）の平面図には、わかりやすいように、発光部分であるＡｌＧａＩｎＰ発光層９の領域（すなわち仮想柱状体１０の占める領域）を図示している。
【００２４】
ＧａＡｓ基板２の主面に対して垂直な方向から発光ダイオード１を平面視したときに、第１電極５と発光部分であるＡｌＧａＩｎＰ発光層９とが重複しないので、ＡｌＧａＩｎＰ発光層９からの放射光が、第１電極５によって遮られる割合を小さくすることができ、発光光の取り出し効率を高めることができる。
【００２５】
また、本実施形態の発光ダイオード１は、積層構造の上面の側（電流拡散層４の側）からＧａＡｓ基板２の側に向かうにしたがって、電流拡散層４の上面に沿った断面積がより大きくなっている。すなわち、発光構造体３は、ＧａＡｓ基板２の表面から離間するにしたがって、電流拡散層４の上面の中央に近づくように傾斜した側面（斜面３Ａ）を有する、いわゆるメサ形状に構成されている。本実施形態の発光ダイオード１では、ＡｌＧａＩｎＰ発光層９の端部が斜面３Ａに露出しており、この斜面３Ａは、ＧａＡｓ基板２の上面に対向する方向ではなく、ＧａＡｓ基板２からより離間する側（図中の上側）を向いて傾斜している。
【００２６】
発光ダイオード１では、斜面３Ａに露出したＡｌＧａＩｎＰ発光層９の端部からも比較的大きな光量の光が照射されるが、斜面３Ａが、ＧａＡｓ基板２からより離間する側（上側）を向いて傾斜しているので、この端部から照射された光は、ＧａＡｓ基板２の上面に対して鉛直上向きに、このＧａＡｓ基板２から離れる方向に、効率的に照射される。
【００２７】
発光構造体３の周辺には、発光構造体３のサイドエッチングされた部分を埋めるように、発光構造体３の側面が樹脂材１１によって被覆されている。樹脂材１１は、エポキシ系樹脂等の樹脂材料で形成されている。樹脂材１１の裾野は、図１（ｂ）に示すようにＧａＰ電流拡散層４よりも大きくなるように設けられ、その厚みは発光構造体３より離間する方向に向かって漸次薄くなっている。すなわち、本実施形態における樹脂材１１は、ＧａＰ電流拡散層４表面とＧａＡｓ基板２表面とを滑らかに接続している。第１電極５は、樹脂材１１の表面に設けられた配線パターン５Ａを介して、ＧａＡｓ基板２表面に設けられた図示しない配線パターンと接続されている。かかる樹脂材１１が設けられていることで、ＧａＡｓ基板２と発光構造体３との境界や、電流拡散層４のエッジ部等で生じる、第１電極５や配線パターン５Ａの断線等を抑制することができる。すなわち、樹脂材１１によって、第１電極５の配線領域を、ＧａＰ電流拡散層４表面から樹脂材１１表面さらには、ＧａＡｓ基板２表面にまで広げることを可能としている。
【００２８】
樹脂材１１は、発光構造体３からの発光に対して透過性を有し、傾斜した斜面３ａの側から出射した発光を、比較的良好に透過する。すなわち、斜面３Ａから出射した光は、樹脂材１１を比較的高い透過率で透過して、ＧａＡｓ基板２の上面に対して鉛直上向きに、このＧａＡｓ基板２からはなれる方向に、比較的高い光量で照射される。
【００２９】
なお、樹脂材１１は、ポリイミド系樹脂・シリコーン系樹脂などによって放射光に対する遮光性が付与されたものであってもよい。
【００３０】
発光構造体３の側面を覆う樹脂材１１が、反射性を有することにより、発光構造体３の側面から放射される光を反射し、ＧａＰ電流拡散層４に対応する領域からの発光量を高めることができる。樹脂材１１に放射光の反射性を付与するには、樹脂材１１の屈折率を適宜調整し、発光構造体３と樹脂材１１との界面および樹脂材１１と空気との界面で放射光を反射させることができる。
【００３１】
また、発光ダイオード１を複数配列させたセンサや、露光装置などの場合は、隣接する発光ダイオード１の光による影響を受けないように、樹脂材１１に遮光性を付与することが好ましい。このように、樹脂材１１の透過性能や反射性能、および遮光性能等を種々変更することで、発光ダイオード１からの光の照射特性など、種々変更して設定することができる。
【００３２】
以下、本実施形態の発光ダイオード１のより詳細な構成、および製造方法について、詳細に記載する。
【００３３】
本実施形態のｎ型ＧａＡｓ基板２は、たとえば、一導電型不純物であるＳｉなどを１×１０１７〜１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有し、厚みが１００〜３５０μｍの板状部材である。
【００３４】
また、本実施形態のｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層７は、一導電型不純物であるＳｉなどを１×１０１７〜１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有し、厚みが０．４〜１．０μｍに形成される。ｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層８は逆導電型不純物であるＺｎなどを1×１０１７〜1×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有し、厚みが０．４〜１．０μｍに形成される。
【００３５】
ＡｌＧａＩｎＰ発光層９は、ｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層７とｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層８とに挟持されたダブルヘテロ構造となっており、その組成としては、たとえば、（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）ＩｎＰおよび（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）ＩｎＰなどを用いることができる。また、ＡｌＧａＩｎＰ発光層９は、単層または複数層で構成される。単層の場合は、Ｚｎ、Ｍｇなどを逆導電型不純物として含有するｐ型であってもよく、Ｓｉなどを一導電型不純物として含有するｎ型であってもよい。複数層で構成される、ｐ型層とｎ型層とが接合して構成される。不純物濃度は、たとえば、1×１０１６〜1×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、厚みが０．３〜１．０μｍである。
【００３６】
第１電極５、第２電極６は、この分野で通常用いられる材料を用いることができる。たとえば、ｐ型ＧａＰ電流拡散層４上の第１電極５には、Ａｕ−Ｚｎ合金等からなる電極が所定の形状で設けられ、ＧａＡｓ基板２の裏面全体には、Ａｕ−Ｇｅ等合金からなる第２電極６が設けられる。
【００３７】
発光ダイオード１は、たとえば以下のように作製することができる。図２は、発光ダイオード１の製造方法の一例について説明する概略断面図である。
【００３８】
まず、シリコン（Ｓｉ）をドープした砒化ガリウム（ＧａＡｓ）基板２に、原料ガスとしてトリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ3）3）、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ3）3）、フォスフィン（ＰＨ3）を用い、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）をドーパントガスとして供給してｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層７´を形成する。
【００３９】
次に、その上に原料ガスとしてトリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨ3）3）、トリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ3）3）、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ3）3）、フォスフィン（ＰＨ3）を用いてＡｌＧａＩｎＰ発光層９´を形成する。
【００４０】
さらに、原料ガスとしてトリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ3）3）、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ3）3）、フォスフィン（ＰＨ3）を用い、ジメチル亜鉛（Ｚｎ（ＣＨ3）2）をドーパントガスとして供給してｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層８´を形成する。
【００４１】
次に、ｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層８´の上に、原料ガスとしてトリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨ3）3）、フォスフィン（ＰＨ3）を用い、ジメチル亜鉛（Ｚｎ（ＣＨ3）2）をドーパントガスとして供給してｐ型ＧａＰ電流拡散層４´を形成する。この後、スパッタや蒸着といった公知の薄膜形成技術、およびフォトリソグラフィー技術を用いて、第１電極５を形成する（以上、図２（ａ））。
【００４２】
このような積層構造を形成したのち、図２（ｂ）に示すように、たとえば公知のフォトリソグラフィー工程によって、所定のレジストパターン１１を形成し、このレジストパターン１１をマスクとしたウエットエッチングを行う。
【００４３】
ウエットエッチングは、電流拡散層４´、クラッド層７´、クラッド層８´、および発光層９´、を一括してエッチングすることが可能であって、かつ、クラッド層７´、クラッド層８´、および発光層９´のエッチングレートに比べて、電流拡散層４´のエッチングレートが極端に遅いエッチング液を用いて行えばよい。この場合、たとえば、エッチング液としては、塩酸、酢酸、過酸化水素水の混合液、または塩酸、りん酸、過酸化水素水の混合液を用いればよい。
【００４４】
塩酸、酢酸、過酸化水素水を用いる場合、たとえば１００：５００：５０の比率（体積比）で混合したエッチング液を用いればよい。または、塩酸、りん酸、過酸化水素水を用いる場合、たとえば１００：５００：５０の比率（体積比）で混合したエッチング液を用いればよい。このようなエッチング液でエッチングを行った場合、まずは最上面の電流拡散層４´がレジストパターン１１に則した形状にエッチングされる。その後に引き続きエッチングを行うことで、電流拡散層４の下層の、クラッド層７´、発光層９´クラッド層８´が引き続きエッチングされる。本発明では、電流拡散層４´のエッチングレートに比べて、クラッド層７´、発光層９´クラッド層８´のエッチングレートが比較的高いので、電流拡散層４´の下部にサイドエッチングが進行し、クラッド層７´、発光層９´クラッド層８´が順次エッチングされる。
【００４５】
または、このウエットエッチングでは、電流拡散層４´を、上記エッチング液（塩酸、酢酸、過酸化水素水の混合液、または塩酸、りん酸、過酸化水素水の混合液）を用いてエッチングした後、クラッド層７´、発光層９´クラッド層８´を、塩酸と酢酸の混合液、または塩酸とりん酸の混合液を用いてエッチングしてもよい。塩酸と酢酸の混合液、または塩酸とりん酸の混合液は、ＧａＰからなる電流拡散層４´については、ほとんどエッチングせず（エッチングレートが極端に小さく）、クラッド層７´、発光層９´クラッド層８´のみを選択的にエッチングする。このため、上述の塩酸、酢酸、過酸化水素水の混合液、または塩酸、りん酸、過酸化水素水の混合液を用いた場合に比べて、電流拡散層４´に対するサイドエッチングの大きさを、より大きい範囲で制御することができる。また、塩酸と酢酸の混合液（第１エッチング液）、または塩酸とりん酸の混合液（第２エッチング液）では、それぞれ塩酸の比率を下げることで、電流拡散層４´に対するサイドエッチングの大きさを大きくし、エッチングによって形成される斜面３Ａの傾斜角をより大きくすることが可能な点が、確認されている。下記表１は、本願発明者が確認した、エッチング液における塩酸の比率と、エッチング深さに対するサイドエッチング量の大きさと、の関係を示している。
【００４６】
なお、第１エッチング液については、酢酸を２３０ｍｌとし、第２エッチング液については、りん酸を２００ｍｌとした。
【００４７】
【表１】
【００４８】
このように、エッチング液およびエッチング条件を調整することで、電流拡散層４´に対するサイドエッチングの大きさ、ひいては、斜面３Ａの傾きの大きさを調整することができる。エッチングの後、レジストパターン１１を除去し、発光ダイオード１が作製される。
【００４９】
上述のように、ウエットエッチングにおけるサイドエッチング量や、斜面３Ａの傾きは、エッチング液の組成やエッチング条件によって、任意に調整することができる。たとえば、予め形成した第１電極５に対して、充分にサイドエッチングが進行するように条件を設定し、エッチングを行えばよい。
【００５０】
第１電極５の面積が小さいほど、ｐｎ接合部分（特にＡｌＧａＩｎＰ発光層９）からの発光を、ＧａＡｓ基板２の上面に対して鉛直上向きに、このＧａＡｓ基板２からはなれる方向に照射する際の光路の障壁は、少ないといえる。一方、第１電極５の面積が小さいほど、電流拡散層４と第１電極５とのコンタクト抵抗がより高くなり、発光効率（電極にかかる電圧に対する、発光層における発光量の割合）は低くなる傾向にある。上述のウエットエッチングでは、サイドエッチング量や斜面３Ａの傾きが、広い範囲でかつ比較的高精度で制御できるので、第１電極５を所望の特性を満たす各種大きさに設定した場合に、これら各種の大きさに応じて、サイドエッチング量や斜面３Ａの傾きを、種々調整することができる。
【００５１】
このようなウエットエッチング工程の後、レジストパターン１１を除去し、図２（ｃ）に示すような発光体構造を得る。この後、たとえばスピンコート法を用いて樹脂層を塗布し、必要に応じて露光および熱処理を行って樹脂層を硬化させて、発光構造体３のサイドエッチングされた部分を埋めるように、発光構造体３の側面を樹脂材１１によって被覆する。さらに、基板２の、発光構造体３が形成される側と反対側に、第２電極６を設け、発光デバイス１を形成する（図２（ｄ））。
【００５２】
図１に示した例では、発光構造体３のサイドエッチされた部分を埋めるように、このサイドエッチ部分を樹脂層１１で被覆し、この樹脂層１１の表面に設けた電極パターン５Ａを介して第１電極５に電圧を印加している。本発明において、必ずしも樹脂層１１を設ける必要はない。たとえば、図３に示すように、樹脂層１１を設けない構成としてもよい。この場合、たとえば、公知のワイヤボンディング法を用いて形成したワイヤ２２を介して、第１電極層５に電圧を印加してもよい。図３に示す実施形態のように、ワイヤ２２を第１電極層５に接続した場合でも、第１電極層５とワイヤ２２との双方が、平面視において、ｐｎ接合部分（特にＡｌＧａＩｎＰ発光層９）に対して、より外側領域に設けられている。この実施形態でも、第１電極層５やワイヤ２２によって発光層９からの発光が遮られる割を比較的低くし、発光層９からの発光を効率良く照射することが可能となっている。
【００５３】
図１に示した例では、第１電極５をＧａＰ電流拡散層４の４辺に沿って設けたが、本発明において第１電極の形状や大きさは、特に限定されない。
【００５４】
図４は、第１電極５の他の構成例を示す図であり、図１（ｂ）と同様に、発光ダイオード１を上から見た平面図である。
【００５５】
図４（ａ）は、ＧａＰ電流拡散層４の対向する２つの辺に沿って設けた例である。図４（ｂ）は、ＧａＰ電流拡散層４の互いに隣接する２つの辺に沿ってＬ字状に設けた例である。図４（ｃ）は、ＧａＰ電流拡散層４の互いに隣接する３つの辺に沿ってＵ字状に設けた例である。図４（ｄ）は、ＧａＰ電流拡散層４の１辺に沿って設けた例である。なお第１電極５は、図示しない共通電極に電気的に接続されている。
【００５６】
以上、本発明の発光デバイスについて説明したが、本発明の発光デバイスは上記実施例に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の一形態である発光ダイオード１の構成を示す図である。
【図２】発光ダイオード１の製造方法の一例について説明する概略断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態である発光ダイオード１の構成を示す図である。
【図４】第１電極５の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 発光ダイオード
２ ｎ型ＧａＡｓ基板
３ 発光構造体
４ ｐ型ＧａＰ電流拡散層
５ 第１電極
６ 第２電極
７ ｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層
８ ｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層
９ ＡｌＧａＩｎＰ発光層
１１ 樹脂材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイオードやレーザなどに代表される発光デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光デバイスは、現在利用可能な最も効率的な光源の１つである。たとえばＡｌＧａＩｎＰからなる発光層を有するＬＥＤは、各種表示用光源として広く用いられている。たとえば下記特許文献１，２に示されているように、一般的なＬＥＤでは、発光層の上部に、発光波長に対してほぼ透明な電流拡散層が設けられている。電流拡散層は、その上面に設けられた電極から流れる電流を、発光層全体に効率的に流すことに寄与する。電流拡散層としては、たとえばＧａＰ等が広く用いられている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７-２０２２５９号公報
【特許文献２】特開平７-２６３７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、比較的小型の発光ダイオードを基板上に複数配置し、たとえば照射光源として用いる装置等が提案されている。このような照射装置では、たとえば、発光ダイオードからの発光を、発光層が積層された半導体基板の上面に対して鉛直上向きに、この半導体基板からはなれる方向に照射する。このような場合、発光層の上面に設けられた電極は、発光の光路を遮る障害物となってしまう。特に近年は、発光装置の小型化の要求に応じて、発光素子を高密度にて配列することにより、各発光素子のサイズが小さくなっている。このため、電流拡散層上に設けられる上部電極によって発光素子を覆う面積割合は大きくなっている。このように発光素子をより小型化するほど、発光素子内部で発光した光の内、上部電極で遮られる光の割合はより大きくなってしまうといった課題を有する。
【０００５】
本発明の目的は、発光光の取り出し効率を高めることが可能な発光デバイスおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、一導電型半導体層と逆導電型半導体層とが積層されてなる、前記一導電型半導体層と前記逆導電型半導体層との境界を含む発光部分を有する発光構造体と、前記発光構造体の上面と接合した電流拡散層と、前記電流拡散層の上側面に被着された電極層とを有し、前記電極層は、前記境界の周縁線よりも外側領域に配置されていることを特徴とする発光デバイスを提供する。
【０００７】
前記発光構造体は、前記発光構造体の下面の側から、前記発光構造体の前記上面の側に近づくにしたがって、前記上面に平行な断面の面積がより小さくなっていることが好ましい。
【０００８】
また、前記電流拡散層および前記発光構造体は、前記電流拡散層のエッチングレートが前記発光構造体のエッチングレートに比べてより小さいエッチング剤によってエッチングされて形成されていることが好ましい。
【０００９】
また、前記発光構造体の、前記境界の前記周縁線が露出した側面が、樹脂層で被覆されていることが好ましい。なお、前記樹脂層は透光性樹脂層であってもよく。前記樹脂層は反射性樹脂層であってもよい。
【００１０】
前記発光構造体は、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰの少なくともいずれかから構成され、前記電流拡散層はＧａＰからなることが好ましい。
【００１１】
また、基板上に、一導電型半導体層と逆導電型半導体層との境界を含む発光部分を有する発光構造体と、前記発光構造体の上面と接合した電流拡散層と、前記電流拡散層の上側面に被着された電極層と、を形成する工程と、前記電流拡散層のエッチングレートが前記発光構造体のエッチングレートに比べてより小さいエッチング剤を用いて、前記電流拡散層と前記発光構造体とをエッチングする工程を有し、前記エッチング工程では、前記電極層が、前記境界の周縁線よりも外側領域に位置されるまでエッチングを行うことを特徴とする発光デバイスの製造方法を、併せて提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発光デバイスから発光される光を、電極層に遮蔽されることなく効率的に照射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施の一形態である発光ダイオード１の構成を示す図である。図１（ａ）は、発光ダイオード１の積層構造を示す図であり、図１（ｂ）は、発光ダイオード１を上から見た平面図である。
【００１４】
本実施形態では、発光ダイオード（ＬＥＤ）を発光デバイスの例として詳細に説明する。
【００１５】
発光効率のよいＬＥＤとしては、ダブルへテロ（ＤＨ）接合を持った構造のＬＥＤが知られている。このＬＥＤの特長は、電子とホールを再結合させて発光させるための発光層を挟んで、発光層のなかに電子やホールを閉じこめるための閉じ込め層を配置した構造を持つことである。この閉じ込め層は、発光層よりもバンドギャップが大きくその発光を吸収しないクラッド層として機能する。
【００１６】
ＬＥＤの発光波長は、発光層の組成で決定される。たとえば、ダブルへテロ（ＤＨ）接合を持った構造のＡｌＧａＩｎＰを発光層に用いたＬＥＤでは、その組成が、（ＡｌxＧａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐと表わされるとき、発光層のバンドギャップエネルギー（Ｅｇ）は、０≦ｘ≦０．６の範囲では、Ｅｇ＝１．９１＋０．６１ｘ（ｅＶ）とｘの値によって変化する。したがってＬＥＤの発光波長は、６５０ｎｍから５４５ｎｍまで、発光層のバンドギャップエネルギー、すなわち活性層の組成によって変化する。
【００１７】
ダブルヘテロ構造のクラッド層には、たとえばｐ型クラッド層としてｐ−ＡｌＩｎＰ、ｎ型クラッド層としてｎ−ＡｌＩｎＰなどが用いられ、発光層上部の電流拡散層には、たとえばｐ型のｐ−ＧａＰが用いられる。
【００１８】
図１（ａ），（ｂ）に示す発光ダイオード１は、ｎ型ＧａＡｓ基板２上に、ｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層７と、該クラッド層よりバンドギャップエネルギーが小さいｐ型のＡｌＧａＩｎＰ発光層９と、この発光層９上に形成された、該発光層よりもバンドギャップが大きいｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層８と、このｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層８上に形成された、当該ｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層８よりも厚いｐ型ＧａＰ層からなる電流拡散層４を有する。
【００１９】
発光ダイオード１では、ｐｎ接合部にＡｌＧａＩｎＰ発光層９が配置され、この発光層９に電流が流れることで発光層９が発光する。本実施形態の発光ダイオード１は、ＧａＡｓ基板２上に複数配置され、発光ダイオード１からの発光をＧａＡｓ基板２の上面に対して鉛直上向きに、このＧａＡｓ基板２からはなれる方向に照射する照射装置として機能する。なお、本実施形態の発光ダイオード１は、半導体基板上に複数配置されて用いられることに、特に限定されるものではない。
【００２０】
ｐ型ＧａＰ電流拡散層４には、第１電極５が形成され、ＧａＡｓ基板２の、発光構造体３が形成される側と反対側には、第２電極６が設けられる。
【００２１】
発光構造体３は、ｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層７と、ｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層８と、これらに挟持されたＡｌＧａＩｎＰ発光層９で構成される。
【００２２】
ここで、第１電極５は、ＧａＡｓ基板２の基板面に垂直な方向から見た平面視において、ｐｎ境界（接合）の周縁線に対して、より外側領域に設けられている。本実施形態では、境界の周縁線とは、具体的には、ＡｌＧａＩｎＰ発光層９とｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層７との境界の外周線をいう。第１電極５が、境界の周縁線の外側に配されているとは、すなわち、ｐ型ＧａＰ電流拡散層４上であって、ＡｌＧａＩｎＰ発光層９を底面とする仮想柱状体１０よりも外側の領域に設けられていることをいう。仮想柱状体１０は、ＡｌＧａＩｎＰ発光層９の上面と略垂直な外周面で囲まれた柱状体となっている。本実施形態では、ｐ型の発光層を有する、いわゆるダブルへテロ構造の発光素子について記載しているが、発光素子がｎ型であってもよく、また単なるヘテロ構造であってもよい。いずれの場合であっても、境界の周縁線とは、ｐｎ接合部の外周線のことをいう。
【００２３】
図１（ｂ）の平面図には、わかりやすいように、発光部分であるＡｌＧａＩｎＰ発光層９の領域（すなわち仮想柱状体１０の占める領域）を図示している。
【００２４】
ＧａＡｓ基板２の主面に対して垂直な方向から発光ダイオード１を平面視したときに、第１電極５と発光部分であるＡｌＧａＩｎＰ発光層９とが重複しないので、ＡｌＧａＩｎＰ発光層９からの放射光が、第１電極５によって遮られる割合を小さくすることができ、発光光の取り出し効率を高めることができる。
【００２５】
また、本実施形態の発光ダイオード１は、積層構造の上面の側（電流拡散層４の側）からＧａＡｓ基板２の側に向かうにしたがって、電流拡散層４の上面に沿った断面積がより大きくなっている。すなわち、発光構造体３は、ＧａＡｓ基板２の表面から離間するにしたがって、電流拡散層４の上面の中央に近づくように傾斜した側面（斜面３Ａ）を有する、いわゆるメサ形状に構成されている。本実施形態の発光ダイオード１では、ＡｌＧａＩｎＰ発光層９の端部が斜面３Ａに露出しており、この斜面３Ａは、ＧａＡｓ基板２の上面に対向する方向ではなく、ＧａＡｓ基板２からより離間する側（図中の上側）を向いて傾斜している。
【００２６】
発光ダイオード１では、斜面３Ａに露出したＡｌＧａＩｎＰ発光層９の端部からも比較的大きな光量の光が照射されるが、斜面３Ａが、ＧａＡｓ基板２からより離間する側（上側）を向いて傾斜しているので、この端部から照射された光は、ＧａＡｓ基板２の上面に対して鉛直上向きに、このＧａＡｓ基板２から離れる方向に、効率的に照射される。
【００２７】
発光構造体３の周辺には、発光構造体３のサイドエッチングされた部分を埋めるように、発光構造体３の側面が樹脂材１１によって被覆されている。樹脂材１１は、エポキシ系樹脂等の樹脂材料で形成されている。樹脂材１１の裾野は、図１（ｂ）に示すようにＧａＰ電流拡散層４よりも大きくなるように設けられ、その厚みは発光構造体３より離間する方向に向かって漸次薄くなっている。すなわち、本実施形態における樹脂材１１は、ＧａＰ電流拡散層４表面とＧａＡｓ基板２表面とを滑らかに接続している。第１電極５は、樹脂材１１の表面に設けられた配線パターン５Ａを介して、ＧａＡｓ基板２表面に設けられた図示しない配線パターンと接続されている。かかる樹脂材１１が設けられていることで、ＧａＡｓ基板２と発光構造体３との境界や、電流拡散層４のエッジ部等で生じる、第１電極５や配線パターン５Ａの断線等を抑制することができる。すなわち、樹脂材１１によって、第１電極５の配線領域を、ＧａＰ電流拡散層４表面から樹脂材１１表面さらには、ＧａＡｓ基板２表面にまで広げることを可能としている。
【００２８】
樹脂材１１は、発光構造体３からの発光に対して透過性を有し、傾斜した斜面３ａの側から出射した発光を、比較的良好に透過する。すなわち、斜面３Ａから出射した光は、樹脂材１１を比較的高い透過率で透過して、ＧａＡｓ基板２の上面に対して鉛直上向きに、このＧａＡｓ基板２からはなれる方向に、比較的高い光量で照射される。
【００２９】
なお、樹脂材１１は、ポリイミド系樹脂・シリコーン系樹脂などによって放射光に対する遮光性が付与されたものであってもよい。
【００３０】
発光構造体３の側面を覆う樹脂材１１が、反射性を有することにより、発光構造体３の側面から放射される光を反射し、ＧａＰ電流拡散層４に対応する領域からの発光量を高めることができる。樹脂材１１に放射光の反射性を付与するには、樹脂材１１の屈折率を適宜調整し、発光構造体３と樹脂材１１との界面および樹脂材１１と空気との界面で放射光を反射させることができる。
【００３１】
また、発光ダイオード１を複数配列させたセンサや、露光装置などの場合は、隣接する発光ダイオード１の光による影響を受けないように、樹脂材１１に遮光性を付与することが好ましい。このように、樹脂材１１の透過性能や反射性能、および遮光性能等を種々変更することで、発光ダイオード１からの光の照射特性など、種々変更して設定することができる。
【００３２】
以下、本実施形態の発光ダイオード１のより詳細な構成、および製造方法について、詳細に記載する。
【００３３】
本実施形態のｎ型ＧａＡｓ基板２は、たとえば、一導電型不純物であるＳｉなどを１×１０１７〜１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有し、厚みが１００〜３５０μｍの板状部材である。
【００３４】
また、本実施形態のｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層７は、一導電型不純物であるＳｉなどを１×１０１７〜１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有し、厚みが０．４〜１．０μｍに形成される。ｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層８は逆導電型不純物であるＺｎなどを1×１０１７〜1×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度含有し、厚みが０．４〜１．０μｍに形成される。
【００３５】
ＡｌＧａＩｎＰ発光層９は、ｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層７とｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層８とに挟持されたダブルヘテロ構造となっており、その組成としては、たとえば、（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）ＩｎＰおよび（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）ＩｎＰなどを用いることができる。また、ＡｌＧａＩｎＰ発光層９は、単層または複数層で構成される。単層の場合は、Ｚｎ、Ｍｇなどを逆導電型不純物として含有するｐ型であってもよく、Ｓｉなどを一導電型不純物として含有するｎ型であってもよい。複数層で構成される、ｐ型層とｎ型層とが接合して構成される。不純物濃度は、たとえば、1×１０１６〜1×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であり、厚みが０．３〜１．０μｍである。
【００３６】
第１電極５、第２電極６は、この分野で通常用いられる材料を用いることができる。たとえば、ｐ型ＧａＰ電流拡散層４上の第１電極５には、Ａｕ−Ｚｎ合金等からなる電極が所定の形状で設けられ、ＧａＡｓ基板２の裏面全体には、Ａｕ−Ｇｅ等合金からなる第２電極６が設けられる。
【００３７】
発光ダイオード１は、たとえば以下のように作製することができる。図２は、発光ダイオード１の製造方法の一例について説明する概略断面図である。
【００３８】
まず、シリコン（Ｓｉ）をドープした砒化ガリウム（ＧａＡｓ）基板２に、原料ガスとしてトリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ3）3）、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ3）3）、フォスフィン（ＰＨ3）を用い、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）をドーパントガスとして供給してｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層７´を形成する。
【００３９】
次に、その上に原料ガスとしてトリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨ3）3）、トリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ3）3）、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ3）3）、フォスフィン（ＰＨ3）を用いてＡｌＧａＩｎＰ発光層９´を形成する。
【００４０】
さらに、原料ガスとしてトリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ3）3）、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ3）3）、フォスフィン（ＰＨ3）を用い、ジメチル亜鉛（Ｚｎ（ＣＨ3）2）をドーパントガスとして供給してｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層８´を形成する。
【００４１】
次に、ｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層８´の上に、原料ガスとしてトリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨ3）3）、フォスフィン（ＰＨ3）を用い、ジメチル亜鉛（Ｚｎ（ＣＨ3）2）をドーパントガスとして供給してｐ型ＧａＰ電流拡散層４´を形成する。この後、スパッタや蒸着といった公知の薄膜形成技術、およびフォトリソグラフィー技術を用いて、第１電極５を形成する（以上、図２（ａ））。
【００４２】
このような積層構造を形成したのち、図２（ｂ）に示すように、たとえば公知のフォトリソグラフィー工程によって、所定のレジストパターン１１を形成し、このレジストパターン１１をマスクとしたウエットエッチングを行う。
【００４３】
ウエットエッチングは、電流拡散層４´、クラッド層７´、クラッド層８´、および発光層９´、を一括してエッチングすることが可能であって、かつ、クラッド層７´、クラッド層８´、および発光層９´のエッチングレートに比べて、電流拡散層４´のエッチングレートが極端に遅いエッチング液を用いて行えばよい。この場合、たとえば、エッチング液としては、塩酸、酢酸、過酸化水素水の混合液、または塩酸、りん酸、過酸化水素水の混合液を用いればよい。
【００４４】
塩酸、酢酸、過酸化水素水を用いる場合、たとえば１００：５００：５０の比率（体積比）で混合したエッチング液を用いればよい。または、塩酸、りん酸、過酸化水素水を用いる場合、たとえば１００：５００：５０の比率（体積比）で混合したエッチング液を用いればよい。このようなエッチング液でエッチングを行った場合、まずは最上面の電流拡散層４´がレジストパターン１１に則した形状にエッチングされる。その後に引き続きエッチングを行うことで、電流拡散層４の下層の、クラッド層７´、発光層９´クラッド層８´が引き続きエッチングされる。本発明では、電流拡散層４´のエッチングレートに比べて、クラッド層７´、発光層９´クラッド層８´のエッチングレートが比較的高いので、電流拡散層４´の下部にサイドエッチングが進行し、クラッド層７´、発光層９´クラッド層８´が順次エッチングされる。
【００４５】
または、このウエットエッチングでは、電流拡散層４´を、上記エッチング液（塩酸、酢酸、過酸化水素水の混合液、または塩酸、りん酸、過酸化水素水の混合液）を用いてエッチングした後、クラッド層７´、発光層９´クラッド層８´を、塩酸と酢酸の混合液、または塩酸とりん酸の混合液を用いてエッチングしてもよい。塩酸と酢酸の混合液、または塩酸とりん酸の混合液は、ＧａＰからなる電流拡散層４´については、ほとんどエッチングせず（エッチングレートが極端に小さく）、クラッド層７´、発光層９´クラッド層８´のみを選択的にエッチングする。このため、上述の塩酸、酢酸、過酸化水素水の混合液、または塩酸、りん酸、過酸化水素水の混合液を用いた場合に比べて、電流拡散層４´に対するサイドエッチングの大きさを、より大きい範囲で制御することができる。また、塩酸と酢酸の混合液（第１エッチング液）、または塩酸とりん酸の混合液（第２エッチング液）では、それぞれ塩酸の比率を下げることで、電流拡散層４´に対するサイドエッチングの大きさを大きくし、エッチングによって形成される斜面３Ａの傾斜角をより大きくすることが可能な点が、確認されている。下記表１は、本願発明者が確認した、エッチング液における塩酸の比率と、エッチング深さに対するサイドエッチング量の大きさと、の関係を示している。
【００４６】
なお、第１エッチング液については、酢酸を２３０ｍｌとし、第２エッチング液については、りん酸を２００ｍｌとした。
【００４７】
【表１】
【００４８】
このように、エッチング液およびエッチング条件を調整することで、電流拡散層４´に対するサイドエッチングの大きさ、ひいては、斜面３Ａの傾きの大きさを調整することができる。エッチングの後、レジストパターン１１を除去し、発光ダイオード１が作製される。
【００４９】
上述のように、ウエットエッチングにおけるサイドエッチング量や、斜面３Ａの傾きは、エッチング液の組成やエッチング条件によって、任意に調整することができる。たとえば、予め形成した第１電極５に対して、充分にサイドエッチングが進行するように条件を設定し、エッチングを行えばよい。
【００５０】
第１電極５の面積が小さいほど、ｐｎ接合部分（特にＡｌＧａＩｎＰ発光層９）からの発光を、ＧａＡｓ基板２の上面に対して鉛直上向きに、このＧａＡｓ基板２からはなれる方向に照射する際の光路の障壁は、少ないといえる。一方、第１電極５の面積が小さいほど、電流拡散層４と第１電極５とのコンタクト抵抗がより高くなり、発光効率（電極にかかる電圧に対する、発光層における発光量の割合）は低くなる傾向にある。上述のウエットエッチングでは、サイドエッチング量や斜面３Ａの傾きが、広い範囲でかつ比較的高精度で制御できるので、第１電極５を所望の特性を満たす各種大きさに設定した場合に、これら各種の大きさに応じて、サイドエッチング量や斜面３Ａの傾きを、種々調整することができる。
【００５１】
このようなウエットエッチング工程の後、レジストパターン１１を除去し、図２（ｃ）に示すような発光体構造を得る。この後、たとえばスピンコート法を用いて樹脂層を塗布し、必要に応じて露光および熱処理を行って樹脂層を硬化させて、発光構造体３のサイドエッチングされた部分を埋めるように、発光構造体３の側面を樹脂材１１によって被覆する。さらに、基板２の、発光構造体３が形成される側と反対側に、第２電極６を設け、発光デバイス１を形成する（図２（ｄ））。
【００５２】
図１に示した例では、発光構造体３のサイドエッチされた部分を埋めるように、このサイドエッチ部分を樹脂層１１で被覆し、この樹脂層１１の表面に設けた電極パターン５Ａを介して第１電極５に電圧を印加している。本発明において、必ずしも樹脂層１１を設ける必要はない。たとえば、図３に示すように、樹脂層１１を設けない構成としてもよい。この場合、たとえば、公知のワイヤボンディング法を用いて形成したワイヤ２２を介して、第１電極層５に電圧を印加してもよい。図３に示す実施形態のように、ワイヤ２２を第１電極層５に接続した場合でも、第１電極層５とワイヤ２２との双方が、平面視において、ｐｎ接合部分（特にＡｌＧａＩｎＰ発光層９）に対して、より外側領域に設けられている。この実施形態でも、第１電極層５やワイヤ２２によって発光層９からの発光が遮られる割を比較的低くし、発光層９からの発光を効率良く照射することが可能となっている。
【００５３】
図１に示した例では、第１電極５をＧａＰ電流拡散層４の４辺に沿って設けたが、本発明において第１電極の形状や大きさは、特に限定されない。
【００５４】
図４は、第１電極５の他の構成例を示す図であり、図１（ｂ）と同様に、発光ダイオード１を上から見た平面図である。
【００５５】
図４（ａ）は、ＧａＰ電流拡散層４の対向する２つの辺に沿って設けた例である。図４（ｂ）は、ＧａＰ電流拡散層４の互いに隣接する２つの辺に沿ってＬ字状に設けた例である。図４（ｃ）は、ＧａＰ電流拡散層４の互いに隣接する３つの辺に沿ってＵ字状に設けた例である。図４（ｄ）は、ＧａＰ電流拡散層４の１辺に沿って設けた例である。なお第１電極５は、図示しない共通電極に電気的に接続されている。
【００５６】
以上、本発明の発光デバイスについて説明したが、本発明の発光デバイスは上記実施例に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の一形態である発光ダイオード１の構成を示す図である。
【図２】発光ダイオード１の製造方法の一例について説明する概略断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態である発光ダイオード１の構成を示す図である。
【図４】第１電極５の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 発光ダイオード
２ ｎ型ＧａＡｓ基板
３ 発光構造体
４ ｐ型ＧａＰ電流拡散層
５ 第１電極
６ 第２電極
７ ｎ型ＡｌＩｎＰクラッド層
８ ｐ型ＡｌＩｎＰクラッド層
９ ＡｌＧａＩｎＰ発光層
１１ 樹脂材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一導電型半導体層と逆導電型半導体層とが積層されてなる、前記一導電型半導体層と前記逆導電型半導体層との境界を含む発光部分を有する発光構造体と、
前記発光構造体の上面と接合した電流拡散層と、
前記電流拡散層の上側面に被着された電極層とを有し、
前記電極層は、前記境界の周縁線よりも外側領域に配置されていることを特徴とする発光デバイス。
【請求項２】
前記発光構造体は、前記発光構造体の下面の側から、前記発光構造体の前記上面の側に近づくにしたがって、前記上面に平行な断面の面積がより小さくなっていることを特徴とする請求項１記載の発光デバイス。
【請求項３】
前記電流拡散層および前記発光構造体は、前記電流拡散層のエッチングレートが前記発光構造体のエッチングレートに比べてより小さいエッチング剤によってエッチングされて形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の発光デバイス。
【請求項４】
前記発光構造体の、前記境界の前記周縁線が露出した側面が、樹脂層で被覆されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発光デバイス。
【請求項５】
前記樹脂層は透光性樹脂層であることを特徴とする請求項４記載の発光デバイス。
【請求項６】
前記樹脂層は反射性樹脂層であることを特徴とする請求項４記載の発光デバイス。
【請求項７】
前記発光構造体は、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰの少なくともいずれかから構成され、
前記電流拡散層はＧａＰからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光デバイス。
【請求項８】
基板上に、一導電型半導体層と逆導電型半導体層との境界を含む発光部分を有する発光構造体と、前記発光構造体の上面と接合した電流拡散層と、前記電流拡散層の上側面に被着された電極層と、を形成する工程と、
前記電流拡散層のエッチングレートが前記発光構造体のエッチングレートに比べてより小さいエッチング剤を用いて、前記電流拡散層と前記発光構造体とをエッチングする工程を有し、
前記エッチング工程では、前記電極層が、前記境界の周縁線よりも外側領域に位置されるまでエッチングを行うことを特徴とする発光デバイスの製造方法。
【請求項１】
一導電型半導体層と逆導電型半導体層とが積層されてなる、前記一導電型半導体層と前記逆導電型半導体層との境界を含む発光部分を有する発光構造体と、
前記発光構造体の上面と接合した電流拡散層と、
前記電流拡散層の上側面に被着された電極層とを有し、
前記電極層は、前記境界の周縁線よりも外側領域に配置されていることを特徴とする発光デバイス。
【請求項２】
前記発光構造体は、前記発光構造体の下面の側から、前記発光構造体の前記上面の側に近づくにしたがって、前記上面に平行な断面の面積がより小さくなっていることを特徴とする請求項１記載の発光デバイス。
【請求項３】
前記電流拡散層および前記発光構造体は、前記電流拡散層のエッチングレートが前記発光構造体のエッチングレートに比べてより小さいエッチング剤によってエッチングされて形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の発光デバイス。
【請求項４】
前記発光構造体の、前記境界の前記周縁線が露出した側面が、樹脂層で被覆されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発光デバイス。
【請求項５】
前記樹脂層は透光性樹脂層であることを特徴とする請求項４記載の発光デバイス。
【請求項６】
前記樹脂層は反射性樹脂層であることを特徴とする請求項４記載の発光デバイス。
【請求項７】
前記発光構造体は、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰの少なくともいずれかから構成され、
前記電流拡散層はＧａＰからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光デバイス。
【請求項８】
基板上に、一導電型半導体層と逆導電型半導体層との境界を含む発光部分を有する発光構造体と、前記発光構造体の上面と接合した電流拡散層と、前記電流拡散層の上側面に被着された電極層と、を形成する工程と、
前記電流拡散層のエッチングレートが前記発光構造体のエッチングレートに比べてより小さいエッチング剤を用いて、前記電流拡散層と前記発光構造体とをエッチングする工程を有し、
前記エッチング工程では、前記電極層が、前記境界の周縁線よりも外側領域に位置されるまでエッチングを行うことを特徴とする発光デバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２４６０５１（Ｐ２００９−２４６０５１Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８８８４８（Ｐ２００８−８８８４８）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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