JPH07169994A - Method of manufacturing light emitting diode - Google Patents
Method of manufacturing light emitting diodeInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 チップ分割前のウエハに良好な形状のレンズ
を作り込むことができ、量産性が優れた発光ダイオード
の製造方法を提供する。
【構成】 n型半導体基板10上に、n型半導体層12
とp型半導体層14の接合部近傍の発光層13において
発光する半導体多層構造を形成し、p型半導体層14の
上に重フリントガラス層30を形成し、このガラス層3
0を屈伏点以上の400℃に加熱してガラス層30を凝
集させて、ガラス層30を表面形状が略球面状のレンズ
部に形成する。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a method for manufacturing a light emitting diode, in which a lens having a good shape can be formed on a wafer before chip division, and which is excellent in mass productivity. [Structure] An n-type semiconductor layer 12 is formed on an n-type semiconductor substrate 10.
And a p-type semiconductor layer 14, a semiconductor multi-layer structure that emits light is formed in the light-emitting layer 13 in the vicinity of the junction, and a heavy flint glass layer 30 is formed on the p-type semiconductor layer 14.
The glass layer 30 is agglomerated by heating 0 to 400 ° C., which is equal to or higher than the deformation point, to form the glass layer 30 in a lens portion having a substantially spherical surface.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、表示用および通信用な
どの発光ダイオードの製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a light emitting diode for display and communication.
【0002】[0002]
【従来の技術】通常の発光ダイオード(LED)は、発光
ダイオードを構成するチップから発散光を発する。2. Description of the Related Art A typical light emitting diode (LED) emits divergent light from a chip that constitutes the light emitting diode.
【0003】そして、上記チップを樹脂モールドするこ
とによって、上記チップから発する光に上記樹脂モール
ドの形状に応じた指向性を持たせることができる。ま
た、上記樹脂モールドすることによって、樹脂モールド
しない場合に比べて、チップからの光取り出し効率を2
〜4倍に向上できる。By molding the chip with a resin, the light emitted from the chip can have directivity according to the shape of the resin mold. In addition, the resin molding improves the light extraction efficiency from the chip by 2 compared with the case where the resin molding is not performed.
It can be improved up to 4 times.
【0004】しかし、上記樹脂モールドは、上記チップ
から発する光の指向性を精密に制御できず、チップから
発する光を精密な平行光線もしくは集光光線にすること
ができない欠点がある。However, the above resin mold has a drawback that the directivity of the light emitted from the chip cannot be precisely controlled and the light emitted from the chip cannot be made into a precise parallel light beam or a condensed light beam.
【0005】したがって、例えばLEDの光を光ファイ
バに結合する場合のように、指向性が精密に制御された
光線を必要とする場合には、発光領域を限定したLED
にレンズを精密に位置合わせして使用している。また、
発光点を限定した可視光LEDにレンズを組み合わせれ
ば、特定のポイントを明るく照らすポインタを構成する
こともできる。Therefore, when a light beam whose directivity is precisely controlled is required, for example, when the light of an LED is coupled to an optical fiber, the LED having a limited light emitting region is used.
The lens is precisely aligned and used. Also,
By combining a visible light LED with limited light emitting points with a lens, it is possible to configure a pointer that illuminates a specific point brightly.
【0006】また、上記チップを樹脂モールドすること
によって寸法が大きくなるから、発光ダイオードを含む
機器の小型化を制約するという欠点もある。例えば、L
EDディスプレイにおいては、樹脂モールドが高精細化
の障害になる。Further, since the chip is resin-molded to increase its size, there is a drawback that the miniaturization of the device including the light emitting diode is restricted. For example, L
In the ED display, the resin mold is an obstacle to high definition.
【0007】したがって、たとえば、LEDプリンタで
は、樹脂モールドをはずし、光取り出し効率を犠牲にし
てチップを直接プリント基板に実装している。Therefore, for example, in an LED printer, the resin mold is removed and the chip is directly mounted on the printed circuit board at the expense of the light extraction efficiency.
【0008】ところで、上記樹脂モールドの光指向性精
度の精密化の困難および樹脂モールドに起因する大型化
の問題は、LED自体にレンズ形状を作り込めば解決す
る。しかも、LED自体にレンズ形状を作り込めば、樹
脂モールドよりも高い外部光取り出し効率が得られるか
ら、このレンズ形状の作り込みについていくつかの提案
が行われている。By the way, it is possible to solve the problems of difficulty in making the precision of the light directivity of the resin mold and the problem of size increase due to the resin mold by forming a lens shape in the LED itself. In addition, if a lens shape is formed in the LED itself, a higher external light extraction efficiency than that obtained by resin molding can be obtained. Therefore, some proposals have been made for making this lens shape.
【0009】図5に、従来から提案されている上記レン
ズ形状の作り込み例の1つを示す。この発光ダイオード
は、基板1の出射面がドーム形状になっており、かつ、
発光領域(発光層3)が上記ドーム形状の出射面の中心に
対向する領域に限定されている。したがって、発光層3
からの光は上記出射面にほぼ垂直に入射するから、光を
有効に外部に取り出すことができる。FIG. 5 shows one of the examples of the above-mentioned lens shape that has been conventionally proposed. In this light emitting diode, the emission surface of the substrate 1 has a dome shape, and
The light emitting region (light emitting layer 3) is limited to a region facing the center of the dome-shaped emission surface. Therefore, the light emitting layer 3
Since the light from is incident on the emission surface almost perpendicularly, the light can be effectively extracted to the outside.
【0010】上記発光ダイオードは、以下のようにして
作製される。まず、p型AlGaAs基板1の上(図5
では基板1の下)に、p型AlGaAs層2と、n型A
lGaAs発光層3と、n+型GaAsキャップ層4を
順に形成する。続いて、周辺部QにZnを拡散すること
によって、上記n型AlGaAs発光層3およびn+型
GaAsキャップ層4を、導電型をp+型に変化させた
p+層3Qおよび4Qにする。さらに、周辺部Qと中心
部Pの間に溝5を形成し、溝5をSiO2膜6で覆う。
次に、中心部Pおよび周辺部Qの表面に、電極7および
電極8を設ける。以上のようにして形成されたウエハ
を、複数のチップに分割して、各チップ毎にp型AlG
aAs基板1の表面をドーム形状に研磨する。The above light emitting diode is manufactured as follows. First, on the p-type AlGaAs substrate 1 (see FIG.
Then, under the substrate 1), p-type AlGaAs layer 2 and n-type A
The lGaAs light emitting layer 3 and the n + -type GaAs cap layer 4 are sequentially formed. Then, Zn is diffused into the peripheral portion Q to make the n-type AlGaAs light emitting layer 3 and the n + -type GaAs cap layer 4 into p + layers 3Q and 4Q whose conductivity type is changed to p + type. Further, the groove 5 is formed between the peripheral portion Q and the central portion P, and the groove 5 is covered with the SiO 2 film 6.
Next, the electrodes 7 and 8 are provided on the surfaces of the central portion P and the peripheral portion Q. The wafer formed as described above is divided into a plurality of chips, and a p-type AlG is formed for each chip.
The surface of the aAs substrate 1 is polished into a dome shape.
【0011】上記製造方法は、特開昭57−19208
8号公報およびIEEEのジャーナル オブ クワンタム
エレクトロニクスのQE-13巻の第7号の525頁〜5
31頁に記載されている。The above manufacturing method is disclosed in JP-A-57-19208.
Publication No. 8 and the Journal of IEEE, Quantum Electronics QE-13 Vol. 7, No. 7, pages 525-5
It is described on page 31.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例は、チ
ップ分割後に1個づつ研磨によってドーム形状を作製し
ているから、量産性に乏しく実用的でないという問題が
ある。However, in the conventional example, since the dome shape is manufactured by polishing the chips one by one after dividing the chips, there is a problem that the mass productivity is poor and it is not practical.
【0013】そこで、この発明の目的は、チップに分割
される前のウエハに良好な形状のレンズを作り込むこと
ができ、量産性がすぐれた発光ダイオードの製造方法を
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a light emitting diode, which is capable of forming a lens having a good shape on a wafer before being divided into chips and is excellent in mass productivity.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、第1導電型の半導体基板
上に、少なくとも第1導電型半導体層と、第2導電型半
導体層とを順に積層して、上記第1導電型半導体層と上
記第2導電型半導体層の接合部近傍において発光する半
導体多層構造を形成し、上記第2導電型半導体層の上に
上記発光の発光波長に対して透明な凝集層を形成し、上
記凝集層を、上記凝集層の屈伏点以上の温度に加熱する
ことによって、上記凝集層を凝集させて、上記凝集層を
表面形状が略球面状のレンズ部に形成することを特徴と
している。In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 provides at least a first conductive type semiconductor layer and a second conductive type semiconductor on a first conductive type semiconductor substrate. Layers are sequentially stacked to form a semiconductor multilayer structure that emits light in the vicinity of the junction between the first conductive type semiconductor layer and the second conductive type semiconductor layer, and the light emitting layer is formed on the second conductive type semiconductor layer. An aggregation layer transparent to the emission wavelength is formed, and the aggregation layer is heated to a temperature equal to or higher than the sag point of the aggregation layer to aggregate the aggregation layer, so that the aggregation layer has a substantially spherical surface shape. It is characterized in that it is formed in a lens shape.
【0015】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載の発光ダイオードの製造方法において、上記凝集
層の加熱温度を、上記凝集層の屈伏点以上、かつ、上記
屈伏点よりも300℃だけ高い温度以下にすることを特
徴としている。The invention described in claim 2 is the same as claim 1.
In the method for manufacturing a light-emitting diode described in the item 1, the heating temperature of the aggregation layer is set to a temperature equal to or higher than the sag point of the agglomeration layer and equal to or lower than a temperature higher by 300 ° C. than the sag point.
【0016】また、請求項3に記載の発明は、請求項1
に記載の発光ダイオードの製造方法において、上記凝集
層を形成した後に、上記凝集層を複数の部分に分離して
から、上記凝集層の加熱を行い、上記凝集層の各分離部
分毎に、凝集層の分離部分を凝集させて、各分離部分を
それぞれ表面形状が略球面状のレンズ部にすることを特
徴としている。The invention described in claim 3 is the same as claim 1
In the method for manufacturing a light-emitting diode according to claim 1, after forming the aggregation layer, after separating the aggregation layer into a plurality of portions, heating the aggregation layer, for each separated portion of the aggregation layer, aggregation It is characterized in that the separated portions of the layers are aggregated to form each of the separated portions into a lens portion having a substantially spherical surface.
【0017】また、請求項4に記載の発明は、請求項1
に記載の発光ダイオードの製造方法において、第2導電
型半導体層に、上記凝集層の凝集領域を分離し凝集形状
を整えるためのガイド溝を形成し、上記凝集層を、上記
ガイド溝に形成し、上記凝集層を、上記凝集層の屈伏点
以上の温度に加熱することによって、上記凝集層を凝集
させて、上記凝集層を表面形状が略球面状のレンズ部に
形成することを特徴としている。The invention according to claim 4 is the same as claim 1.
In the method for producing a light-emitting diode according to the item 1, a guide groove for separating the aggregation region of the aggregation layer and adjusting the aggregation shape is formed in the second conductivity type semiconductor layer, and the aggregation layer is formed in the guide groove. The aggregated layer is aggregated by heating the aggregated layer to a temperature equal to or higher than the sag point of the aggregated layer to form the aggregated layer on the lens portion having a substantially spherical surface. .
【0018】また、請求項5に記載の発明は、請求項1
に記載の発光ダイオードの製造方法において、上記第2
導電型半導体層の上に、上記凝集層の凝集領域を分離し
凝集形状を整えるための貫通部分を有するガイド層を形
成し、上記凝集層を、上記ガイド層の貫通部分に形成
し、上記凝集層を、上記凝集層の屈伏点以上の温度に加
熱することによって、上記凝集層を凝集させて、上記凝
集層を表面形状が略球面状のレンズ部に形成することを
特徴としている。The invention described in claim 5 is the same as claim 1.
The method for manufacturing a light-emitting diode according to the item 2,
On the conductive type semiconductor layer, a guide layer having a penetrating portion for separating the agglomerated region of the agglomerated layer and adjusting the agglomerated shape is formed, and the agglomerated layer is formed in the penetrating portion of the guide layer, and the agglomerate is formed. The layer is heated to a temperature equal to or higher than the sag point of the aggregation layer to aggregate the aggregation layer to form the aggregation layer in the lens portion having a substantially spherical surface shape.
【0019】また、請求項6に記載の発明は、請求項1
に記載の発光ダイオードの製造方法において、上記凝集
層を、上記第2導電型半導体層の上に薄膜形成法によっ
て形成することを特徴としている。The invention according to claim 6 is the same as claim 1.
In the method for manufacturing a light-emitting diode described in (3), the aggregation layer is formed on the second conductivity type semiconductor layer by a thin film forming method.
【0020】また、請求項7に記載の発明は、請求項6
に記載の発光ダイオードの製造方法において、上記薄膜
形成法はスパッタ法であることを特徴としている。The invention according to claim 7 provides the invention according to claim 6.
In the method for manufacturing a light-emitting diode described in (3), the thin film forming method is a sputtering method.
【0021】また、請求項8に記載の発明は、請求項1
に記載の発光ダイオードの製造方法において、上記凝集
層を、上記第2導電型半導体層の上に貼り合わせ法によ
って形成することを特徴としている。The invention described in claim 8 is the same as claim 1.
In the method for manufacturing a light-emitting diode described in (3), the aggregation layer is formed on the second conductive type semiconductor layer by a bonding method.
【0022】また、請求項9の発明は、請求項8に記載
の発光ダイオードの製造方法において、上記凝集層を加
熱することによって、上記凝集層を上記半導体多層構造
に貼り合わすことを特徴としている。The invention according to claim 9 is the method for manufacturing a light-emitting diode according to claim 8, wherein the aggregation layer is heated to bond the aggregation layer to the semiconductor multilayer structure. .
【0023】また、請求項10に記載の発明は、請求項
1に記載の発光ダイオードの製造方法において、上記凝
集層が鉛ガラスを含んでいることを特徴としている。The invention described in claim 10 is the method for manufacturing a light-emitting diode according to claim 1, wherein the aggregation layer contains lead glass.
【0024】また、請求項11の発明は、請求項10に
記載の発光ダイオードの製造方法において、上記凝集層
が鉛ガラスとシリカガラスを含む重フリントガラスであ
ることを特徴としている。The eleventh aspect of the invention is characterized in that, in the method for manufacturing a light emitting diode according to the tenth aspect, the aggregation layer is a heavy flint glass containing lead glass and silica glass.
【0025】[0025]
【作用】請求項1に記載の発明の発光ダイオードの製造
方法によれば、第2導電型半導体層の上に、発光波長に
対して透明な凝集層を形成し、上記凝集層を加熱して、
上記凝集層を溶融または軟化させて、表面張力によって
凝集させ、表面を良好な球形にする。したがって、請求
項1の発明によれば、チップに分割する前の上記半導体
層および凝集層を含むウエハに、良好なレンズ部を作製
できる。According to the method of manufacturing a light emitting diode of the invention described in claim 1, an aggregation layer transparent to an emission wavelength is formed on the second conductivity type semiconductor layer, and the aggregation layer is heated. ,
The aggregation layer is melted or softened and aggregated by the surface tension so that the surface has a good spherical shape. Therefore, according to the first aspect of the present invention, a good lens portion can be manufactured on the wafer including the semiconductor layer and the aggregation layer before being divided into chips.
【0026】また、請求項2の発明によれば、上記凝集
層の加熱温度を、軟化によって上記凝集層の熱膨張がゼ
ロになる屈伏点よりも300℃だけ高い温度以下にした
ので、凝集層の下の半導体層に熱処理に起因する悪影響
を及ぼすことがない。According to the second aspect of the present invention, the heating temperature of the agglomerated layer is set to 300 ° C. or more higher than the sag point at which the thermal expansion of the agglomerated layer becomes zero due to softening. The underlying semiconductor layer is not adversely affected by the heat treatment.
【0027】また、請求項3の発明によれば、上記凝集
層を複数の部分に分離してから、凝集層を加熱して、凝
集層をレンズ形状にするので、複数のレンズ部を1回の
熱処理で作り込むことができる。According to the third aspect of the present invention, the agglomerate layer is divided into a plurality of parts and then the agglomerate layer is heated to form the agglomerate layer into a lens shape. It can be built by heat treatment.
【0028】また、請求項4の発明によれば、加熱され
て軟化した上記凝集層が、ガイド溝によって、凝集領域
が分離され、凝集形状が整えられるので、レンズ部を容
易に形成できる。Further, according to the invention of claim 4, the aggregated region of the aggregated layer which is heated and softened is separated by the guide groove and the aggregated shape is adjusted, so that the lens portion can be easily formed.
【0029】また、請求項5の発明によれば、加熱され
て軟化した上記凝集層が、ガイド層によって、凝集領域
が分離され、凝集形状が整えられるので、レンズ部を容
易に形成できる。According to the fifth aspect of the present invention, the guide layer separates the agglomerated regions and adjusts the agglomerated shape of the agglomerated layer heated and softened, so that the lens portion can be easily formed.
【0030】また、請求項6の発明によれば、上記凝集
層は、薄膜形成法によって形成されるため、均一なレン
ズ部を容易に形成できる。Further, according to the invention of claim 6, since the aggregation layer is formed by a thin film forming method, a uniform lens portion can be easily formed.
【0031】また、請求項7の発明によれば、上記凝集
層は、スパッタ法によって形成されるため、凝集膜の付
着性および量産性に優れている。Further, according to the invention of claim 7, since the agglomeration layer is formed by the sputtering method, the agglomeration film has excellent adhesion and mass productivity.
【0032】また、請求項8の発明によれば、上記凝集
層は、貼り合わせ法によって形成される。Further, according to the invention of claim 8, the aggregation layer is formed by a bonding method.
【0033】また、請求項9の発明によれば、上記凝集
層は、加熱によって、半導体多層構造に貼り合わされる
ので、凝集膜の付着性および量産性が優れている。Further, according to the invention of claim 9, since the aggregation layer is bonded to the semiconductor multilayer structure by heating, the adhesion property and mass productivity of the aggregation film are excellent.
【0034】また、請求項10の発明によれば、凝集層
が鉛ガラスを含んでいる。したがって、凝集層が低屈伏
点になり容易に軟化させることができ、かつ、凝集層が
高屈折率になり光の取り出し効率が向上する。According to the tenth aspect of the invention, the aggregation layer contains lead glass. Therefore, the aggregation layer has a low yield point and can be easily softened, and the aggregation layer has a high refractive index to improve the light extraction efficiency.
【0035】また、請求項11の発明によれば、凝集層
が鉛ガラスとシリカガラスを含む重フリントガラスであ
るから、凝集層が特に、高屈折率かつ低屈伏点になる。According to the eleventh aspect of the invention, since the aggregation layer is a heavy flint glass containing lead glass and silica glass, the aggregation layer has a particularly high refractive index and a low yield point.
【0036】[0036]
【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。The light emitting diode of the present invention will be described in detail below with reference to examples.
【0037】なお、実施例においては、(AlyGa1-y)
0.5In0.5PをAlGaInPと略記し、Al0.5In
0.5PをAlInPと略記し、Ga0.5In0.5PをGa
InPと略記し、AlxGa1-xAsをAlGaAsと略
記している。[0037] In Examples, (Al y Ga 1-y )
0.5 In 0.5 P is abbreviated as AlGaInP, and Al 0.5 In
0.5 P is abbreviated as AlInP, and Ga 0.5 In 0.5 P is Ga
Abbreviated as InP and Al x Ga 1-x As is abbreviated as AlGaAs.
【0038】〔第1実施例〕図1(A)〜(D)に、本発明
の発光ダイオードの製造方法の第1実施例の製造工程を
示す。この第1実施例で製造する発光ダイオードは、多
数のドーム形状のレンズを有し、高輝度の可視光を出射
する平行ビーム出射型のAlGaInP系LEDであ
る。このAlGaInP系LEDの上面を図2に示す。
図1(D)は図2のA‐A線断面を示している。また、図
1(A),(B),(C)は、それぞれLEDの中間製造段階の
断面を示す。[First Embodiment] FIGS. 1A to 1D show a manufacturing process of a first embodiment of a method for manufacturing a light emitting diode according to the present invention. The light emitting diode manufactured in the first embodiment is a parallel beam emitting type AlGaInP-based LED having a large number of dome-shaped lenses and emitting high-luminance visible light. The upper surface of this AlGaInP LED is shown in FIG.
FIG. 1D shows a cross section taken along the line AA of FIG. 1 (A), (B), and (C) show cross sections at the intermediate manufacturing stage of the LED, respectively.
【0039】図1(A)から図1(D)を順に参照しなが
ら、第1実施例を説明する。The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1A to 1D in order.
【0040】まず、図1(A)に示すように、n型GaA
s基板10上に、n型GaInP中間バンドギャップ層
11と、n型AlGaInP(y=0.7)クラッド層1
2と、アンドープAlGaInP(y=0.5)発光層1
3と、p型AlGaInP(y=0.7)第1クラッド層
14と、n型AlGaInP(y=0.7)電流阻止層1
5と、p型AlGaInP(y=0.7)第2クラッド層
16と、p型GaAsコンタクト層17とを順に全面に
形成する。そして、p型GaAsコンタクト層17の一
部を円形に層厚の半分の深さまでエッチングして、円形
の溝17aを形成する。この円形の溝17aをガイド溝
17aと呼ぶ。次に、ガイド溝17a内のp型GaAs
コンタクト層17上にZn層18を形成してパターニン
グする。First, as shown in FIG. 1A, n-type GaA
On the s substrate 10, an n-type GaInP intermediate bandgap layer 11 and an n-type AlGaInP (y = 0.7) clad layer 1 are formed.
2 and undoped AlGaInP (y = 0.5) light emitting layer 1
3, a p-type AlGaInP (y = 0.7) first cladding layer 14, and an n-type AlGaInP (y = 0.7) current blocking layer 1
5, the p-type AlGaInP (y = 0.7) second cladding layer 16, and the p-type GaAs contact layer 17 are sequentially formed on the entire surface. Then, a part of the p-type GaAs contact layer 17 is circularly etched to a depth half the layer thickness to form a circular groove 17a. This circular groove 17a is called a guide groove 17a. Next, p-type GaAs in the guide groove 17a
A Zn layer 18 is formed on the contact layer 17 and patterned.
【0041】次に、図1(B)に示すように、熱処理によ
りZn層18下のn型AlGaInP(y=0.7)電流
阻止層15にZn拡散を行う。このZn拡散によって、
Zn層18下のn型AlGaInP(y=0.7)電流阻
止層15の導電型をp型に反転させて、電流通路15a
を設ける。さらに、Zn拡散部つまり電流通路15aに
対向する領域とその近傍のp型GaAsコンタクト層1
7を除去して、光の出口17bを設ける。Next, as shown in FIG. 1B, Zn diffusion is performed on the n-type AlGaInP (y = 0.7) current blocking layer 15 under the Zn layer 18 by heat treatment. By this Zn diffusion,
The conductivity type of the n-type AlGaInP (y = 0.7) current blocking layer 15 under the Zn layer 18 is reversed to the p-type, and the current path 15a is formed.
To provide. Furthermore, the Zn diffusion portion, that is, the region facing the current path 15a and the p-type GaAs contact layer 1 in the vicinity thereof
7 is removed and a light outlet 17b is provided.
【0042】次に、スパッタ法などの薄膜形成方法によ
って、表面全体に厚さ10μmの重フリントガラス層3
0を形成する。この重フリントガラス層30は、鉛ガラ
スとシリカガラスを主成分とする屈折率1.95のガラ
ス層である。そして、図1(C)に示すように、上記重
フリントガラス層30をフッ酸系エッチャントでエッチ
ングして、重フリントガラス層30を各ガイド溝17a
内に残る様にパターニングする。Next, a heavy flint glass layer 3 having a thickness of 10 μm is formed on the entire surface by a thin film forming method such as a sputtering method.
Form 0. The heavy flint glass layer 30 is a glass layer containing lead glass and silica glass as main components and having a refractive index of 1.95. Then, as shown in FIG. 1C, the heavy flint glass layer 30 is etched with a hydrofluoric acid-based etchant so that the heavy flint glass layer 30 is formed in each guide groove 17a.
Pattern so that it remains inside.
【0043】次に、基板10とその上に形成した層11
から層30の全体すなわちウエハ全体を、重フリントガ
ラス層30の屈伏点である315℃よりも高い400℃
の雰囲気内に1時間放置し、その後徐冷する。この加熱
処理によって、上記重フリントガラス30を構成するガ
ラスが凝集し、図1(D)に示すように、重フリントガ
ラス層30の表面31が良好な球面になり、重フリント
ガラス層30は球面レンズ32になる。上記加熱処理し
たときに、凝集した重フリントガラス層30の底面の縁
は、円形のガイド溝17aの縁でせき止められてガイド
溝17aからのはみ出しが防止される。すなわち、上記
凝集した重フリントガラス層30の底面は、円形のガイ
ド溝17aの内側に配置される。このように、上記ガイ
ド溝17aによって、フリントガラス層30の凝集形状
が整えられるので、球面レンズ32を容易に形成でき
る。Next, the substrate 10 and the layer 11 formed thereon
To the entire wafer 30, ie, the entire wafer, at 400 ° C., which is higher than the yield point of the heavy flint glass layer 30, 315 ° C.
It is left for 1 hour in the atmosphere, and then gradually cooled. By this heat treatment, the glass constituting the heavy flint glass 30 is aggregated, and the surface 31 of the heavy flint glass layer 30 becomes a good spherical surface as shown in FIG. 1D, and the heavy flint glass layer 30 has a spherical surface. It becomes the lens 32. When the above heat treatment is performed, the edge of the bottom surface of the aggregated heavy flint glass layer 30 is blocked by the edge of the circular guide groove 17a to prevent the protrusion from the guide groove 17a. That is, the bottom surface of the aggregated heavy flint glass layer 30 is disposed inside the circular guide groove 17a. In this way, since the guide groove 17a adjusts the aggregated shape of the flint glass layer 30, the spherical lens 32 can be easily formed.
【0044】その後、上記熱処理を加えたウエハを熱処
理室から取り出して、取り出したウエハに表面電極19
および裏面電極20を形成する。そして、最後に、上記
ウエハをチップに分割する。Thereafter, the wafer subjected to the heat treatment is taken out from the heat treatment chamber, and the surface electrode 19 is attached to the taken-out wafer.
And the back surface electrode 20 is formed. Then, finally, the wafer is divided into chips.
【0045】このように、この第1実施例によれば、重
フリントガラス層30を熱処理することによって、チッ
プに分割する前のウエハに、球面レンズ32を作り込む
ことができる。したがって、この第1実施例によれば、
チップ分割後にチップ毎にレンズを作り込む必要がなく
なり、従来例に比べて、量産性を大幅に向上させること
ができる。As described above, according to the first embodiment, the spherical lens 32 can be formed in the wafer before being divided into the chips by heat-treating the heavy flint glass layer 30. Therefore, according to this first embodiment,
Since it is not necessary to form a lens for each chip after chip division, mass productivity can be greatly improved as compared with the conventional example.
【0046】この第1実施例によって作製された発光ダ
イオードは、球面レンズ32を含んでいる。従って、こ
の発光ダイオードは、樹脂モールドしなくても外部への
光取り出し効率が良い。ただし、信頼性の向上あるいは
取り扱いやすさのために、必要に応じて樹脂モールドし
てもよい。The light emitting diode manufactured according to the first embodiment includes a spherical lens 32. Therefore, this light emitting diode has a high efficiency of extracting light to the outside without resin molding. However, resin molding may be performed as necessary for improving reliability or handling.
【0047】また、上記発光ダイオードの発光色は緑色
である。そして、上記発光ダイオードが有する凝集させ
た重フリントガラス層30を球面レンズ32にして、電
流通路15aに対向する領域にある発光層13で発生し
た光を、上記レンズ32で平行光線にできる。したがっ
て、上記発光ダイオードは、別体のレンズを用いること
なく、ポインタを構成することができる。The light emitting color of the light emitting diode is green. The agglomerated heavy flint glass layer 30 of the light emitting diode is used as a spherical lens 32, and the light generated in the light emitting layer 13 in the area facing the current passage 15a can be converted into parallel rays by the lens 32. Therefore, the light emitting diode can form a pointer without using a separate lens.
【0048】なお、上記第1実施例は、以下のように変
更してもよい。The first embodiment may be modified as follows.
【0049】熱処理によって凝集させてレンズにする凝
集層としては、重フリントガラスの他に種々のガラスを
適用することができる。例えば、PbO−B2O3−Zn
O系ガラスや、PbO−B2O3−SiO2系ガラスなど
を採用してもよい。上記ガラスは、酸化鉛(PbO)の割
合が大きいほうが高屈折率かつ低屈伏点である。しか
し、酸化鉛の含有率が多過ぎると失透や高膨張率などの
悪影響があるので、上記酸化鉛の含有率は、適当な範囲
内に定める必要がある。上記凝集層を構成するガラスへ
の添加剤としては、酸化鉛の他に酸化タンタルや、酸化
ニオブなどを用いてもよい。As the aggregating layer which agglomerates by heat treatment into a lens, various glasses other than heavy flint glass can be applied. For example, PbO-B 2 O 3 -Zn
O-based glass, may be employed, such as PbO-B 2 O 3 -SiO 2 based glass. In the above glass, the larger the proportion of lead oxide (PbO), the higher the refractive index and the lower yield point. However, if the lead oxide content is too high, devitrification, high expansion coefficient, etc. are adversely affected. Therefore, the lead oxide content must be set within an appropriate range. As the additive to the glass forming the aggregation layer, tantalum oxide, niobium oxide, or the like may be used in addition to lead oxide.
【0050】また、上記第1実施例では、重フリントガ
ラス層30を凝集するために、加熱処理を雰囲気温度4
00℃で1時間としたが、温度を屈伏点程度の温度であ
る315℃にしてもよい。この場合、加熱時間を1時間
以上に延長する必要がある。上記加熱処理の温度を、レ
ンズにする凝集層の屈伏点の温度以上、かつ、上記屈伏
点の温度よりも300℃高い温度以下の範囲内にすれ
ば、レンズ成形性が良くて、かつ、レンズにする凝集層
がガイド溝をはみ出すことがなく、かつ、ウエハを構成
する半導体層に高温による熱的悪影響を与えることがな
い。一方、上記加熱温度を屈伏点よりも300℃だけ高
い温度を越える温度にすると、半導体層に熱的悪影響を
与える。すなわち、上記加熱処理の温度を、レンズにす
る凝集層の屈伏点の温度以上、かつ、上記屈伏点の温度
よりも300℃高い温度以下の範囲内にすれば、凝集層
を良好な球面形状のレンズにすることができる上に、良
好な発光を得ることができる。Further, in the first embodiment, in order to aggregate the heavy flint glass layer 30, the heat treatment is performed at the ambient temperature of 4.
Although the temperature is set to 00 ° C. for 1 hour, the temperature may be set to 315 ° C. which is a temperature around the yield point. In this case, it is necessary to extend the heating time to 1 hour or more. When the temperature of the heat treatment is in the range of the temperature of the sag point of the cohesive layer to be a lens or higher and 300 ° C. higher than the temperature of the sag point, the lens moldability is good, and the lens The agglomerating layer does not extend over the guide groove, and the semiconductor layer forming the wafer is not adversely affected by heat due to high temperature. On the other hand, if the heating temperature exceeds 300 ° C. higher than the yield point, the semiconductor layer is thermally adversely affected. That is, when the temperature of the heat treatment is within the range of the temperature of the sag point of the agglomeration layer to be a lens or higher and 300 ° C. higher than the temperature of the sag point, the agglomeration layer has a good spherical shape. Not only can it be used as a lens, but also good light emission can be obtained.
【0051】また、上記第1実施例では、凝集層として
の重フリントガラス層30の凝集形状を整えるためにガ
イド溝17aを設けたが、必ずしもガイド溝17aを設
けなくても凝集形状を球面形状にすることができる。ま
た、次の第2実施例に示すように、ガイド溝の代わりと
なるガイド層を用いてもよい。In the first embodiment, the guide groove 17a is provided in order to adjust the aggregated shape of the heavy flint glass layer 30 as the aggregated layer. However, the aggregated shape is not necessarily provided even if the guide groove 17a is provided. Can be Further, as shown in the next second embodiment, a guide layer which replaces the guide groove may be used.
【0052】また、上記第1実施例では、発光領域(電
流通路15aに対向する領域の発光層13)から発した
光が、球面レンズ32から平行光線となって出射するよ
うに、球面レンズ32の形状(曲率半径)を設定した。こ
の球面レンズ32の形状は、重フリントガラス層30の
厚さおよびガイド溝17aの直径の設定によって、設定
することができる。したがって、重フリントガラス層3
0の厚さおよびガイド溝17aの直径の設定を変えて球
面レンズの形状を変更して、球面レンズから発散光線を
出射するようにすることもできる。Further, in the first embodiment, the spherical lens 32 is arranged so that the light emitted from the light emitting region (the light emitting layer 13 in the region facing the current passage 15a) is emitted as the parallel light from the spherical lens 32. The shape (radius of curvature) of was set. The shape of the spherical lens 32 can be set by setting the thickness of the heavy flint glass layer 30 and the diameter of the guide groove 17a. Therefore, the heavy flint glass layer 3
It is also possible to change the shape of the spherical lens by changing the setting of the thickness of 0 and the diameter of the guide groove 17a so that the divergent light beam is emitted from the spherical lens.
【0053】また、上記第1実施例では、電流阻止層1
5を設けて、電流通路15aに対向する狭い領域に発光
領域を限定しているが、発光領域を必ずしも限定しなく
てもよい。発光領域を限定しない場合には、発光ダイオ
ードの作製工程を大幅に単純化できる。In the first embodiment, the current blocking layer 1 is used.
5 is provided to limit the light emitting area to a narrow area facing the current passage 15a, the light emitting area is not necessarily limited. When the light emitting region is not limited, the manufacturing process of the light emitting diode can be greatly simplified.
【0054】また、上記第1実施例では、表面電極19
として、AuZnを用いたが、その他のp側オーミック
電極を用いてもよい。また、上記第1実施例では、裏面
電極20としてはAuGeを用いたが、その他のn側オ
ーミック電極を用いてもよい。Further, in the first embodiment, the surface electrode 19
Although AuZn was used as the above, other p-side ohmic electrodes may be used. Although AuGe is used as the back surface electrode 20 in the first embodiment, other n-side ohmic electrodes may be used.
【0055】また、表面電極19は、p型GaAsコン
タクト層17の露出部の全てを覆う必要はない。例え
ば、図2に示したウエハ表面の中央に存在するコンタク
ト層17の広い露出部(ワイヤボンド用パッド)のみに表
面電極19を設けてもよい。また、第1実施例では、基
板10の導電型をn型にしたが、基板10の導電型はn
型でもp型でもよい。なお、基板10の導電型がn型の
場合には、電流阻止層15をp型にするから、電流阻止
層15の最適厚さは、電流阻止層15がn型である場合
に比べて厚くなる。The surface electrode 19 does not have to cover the entire exposed portion of the p-type GaAs contact layer 17. For example, the surface electrode 19 may be provided only on the wide exposed portion (wire bond pad) of the contact layer 17 existing in the center of the wafer surface shown in FIG. Further, in the first embodiment, the conductivity type of the substrate 10 is n-type, but the conductivity type of the substrate 10 is n-type.
Type or p-type may be used. When the conductivity type of the substrate 10 is n-type, the current blocking layer 15 is p-type. Therefore, the optimum thickness of the current blocking layer 15 is larger than that when the current blocking layer 15 is n-type. Become.
【0056】また、第1実施例では、各半導体層11〜
17をMOCVD法(有機金属気相成長法)で形成した
が、MBE法(分子線エピタキシ法)もしくはVPE法
(気相成長法)もしくはLPE法(液相成長法)などで形成
してもよい。Further, in the first embodiment, each of the semiconductor layers 11 to 11 is
17 was formed by MOCVD method (metal organic chemical vapor deposition method), but MBE method (molecular beam epitaxy method) or VPE method was used.
It may be formed by (vapor phase growth method) or LPE method (liquid phase growth method).
【0057】また、第1実施例では、基板10上に反射
層を設けなかったが、基板10の上に、p型AlInP
とp型AlGaInP(y>0.5)の交互多層膜からな
る反射層あるいはp型AlAsとp型AlGaAs(x
>0.6)の交互多層膜からなる反射層を設けてもよ
い。上記反射層を設ければ、この反射層で基板方向へ向
かう光を反射して上面から有効に取り出すことができ
る。In the first embodiment, the reflective layer was not provided on the substrate 10, but p-type AlInP was formed on the substrate 10.
And a p-type AlGaInP (y> 0.5) alternating multilayer film or p-type AlAs and p-type AlGaAs (x
You may provide the reflective layer which consists of an alternating multilayer film of> 0.6). If the above-mentioned reflective layer is provided, the light traveling toward the substrate can be reflected by this reflective layer and can be effectively extracted from the upper surface.
【0058】また、第1実施例では、LEDの材料とし
て、AlGaInPを用いたが、LEDの材料はAlG
aInPに限定されるものでなく、AlGaInPに替
えてAlGaAsあるいはGaAsPあるいはGaPあ
るいはAlGaNあるいはInGaAsP等のIII-V族
化合物半導体を用いても良い。また、AlGaInPに
替えて、ZnCdSSeあるいはZnCdSeTe等の
II-VI族化合物半導体を用いても良い。また、AlGa
InPに替えて、CuAlSSeあるいはCuGaSS
eなどのカルコパイライト系半導体などを用いても良
い。また、上記実施例では、基板10の材料としてGa
Asを用いたが、基板材料はGaAsに限定されるもの
ではなく、GaPあるいはInPあるいはサファイアな
どでも良く、発光波長に対して不透明であっても透明で
あってもよい。In the first embodiment, AlGaInP is used as the LED material, but the LED material is AlG
The material is not limited to aInP, and a III-V group compound semiconductor such as AlGaAs, GaAsP, GaP, AlGaN, or InGaAsP may be used instead of AlGaInP. Also, instead of AlGaInP, ZnCdSSe or ZnCdSeTe
A II-VI group compound semiconductor may be used. In addition, AlGa
CuAlSSe or CuGaSS instead of InP
A chalcopyrite semiconductor such as e may be used. Further, in the above embodiment, the material of the substrate 10 is Ga.
Although As is used, the substrate material is not limited to GaAs, and may be GaP, InP, sapphire, or the like, and may be opaque or transparent with respect to the emission wavelength.
【0059】〔第2実施例〕次に、図3に本発明の発光
ダイオードの製造方法の第2実施例を示す。また、図4
に第2実施例の製造方法で製造した発光ダイオードの断
面を示す。この発光ダイオードは、InP系光通信用L
EDである。Second Embodiment Next, FIG. 3 shows a second embodiment of the method for manufacturing a light emitting diode of the present invention. Also, FIG.
The cross section of the light emitting diode manufactured by the manufacturing method of the second embodiment is shown in FIG. This light emitting diode is an InP-based optical communication L
It is ED.
【0060】図4と図3を参照しながら、第2実施例を
説明する。The second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 3.
【0061】まず、図4に示すn型InP基板210上
に、順に、n型InPクラッド層212と、アンドープ
InGaAsP(バンドギャップ波長λg=1.48μm)
活性層214と、p型InPクラッド層216と、p型
InP層218をMOCVD法によって形成する。そし
て、p型InP層218をエッチングして、基板210
と層212,214,216,218が構成するLEDチ
ップの中心に、開口部219を形成する。その後、上記
チップの上面に、n型InP層220をMOCVD法に
より形成する。First, on the n-type InP substrate 210 shown in FIG. 4, an n-type InP clad layer 212 and an undoped InGaAsP (bandgap wavelength λ g = 1.48 μm) are provided in this order.
The active layer 214, the p-type InP clad layer 216, and the p-type InP layer 218 are formed by MOCVD. Then, the p-type InP layer 218 is etched to form the substrate 210.
An opening 219 is formed at the center of the LED chip formed by the layers 212, 214, 216 and 218. After that, the n-type InP layer 220 is formed on the upper surface of the chip by MOCVD.
【0062】次に、上記チップの成長面にp側電極24
1を形成し、さらに、チップの基板面にn側電極243
を形成して、上記チップをLEDウエハ200にする。
上記p側電極241は、中央が円形に貫通したパターン
に形成する。上記p側電極241が、この後の工程で形
成する凝集層250の形状を整えるガイド層の役目を兼
ねる。Next, the p-side electrode 24 is formed on the growth surface of the chip.
1 is formed, and the n-side electrode 243 is further formed on the substrate surface of the chip.
Are formed into the LED wafer 200.
The p-side electrode 241 is formed in a pattern having a circular center. The p-side electrode 241 also serves as a guide layer for adjusting the shape of the aggregation layer 250 formed in the subsequent step.
【0063】次に、この状態のLEDウエハ200に、
図3(A)に示すように、厚さ100μmの重フリント
ガラス250を重ね合わせる。そして、第1の熱処理
を、上記重フリントガラス250の屈伏点を10℃上回
る温度で30分間実施する。これにより、LEDウエハ
200と重フリントガラス250を接着することができ
る。Next, the LED wafer 200 in this state is
As shown in FIG. 3A, heavy flint glass 250 having a thickness of 100 μm is superposed. Then, the first heat treatment is performed for 30 minutes at a temperature higher than the yield point of the heavy flint glass 250 by 10 ° C. Thereby, the LED wafer 200 and the heavy flint glass 250 can be bonded.
【0064】次に、図3(B)に示すように、ガラス25
0の上面から、ハーフダイシングを行い、図4に示した
InP基板210の厚さ方向の中心まで切れ込んだ溝2
55を形成する。Next, as shown in FIG. 3 (B), the glass 25
Half-dicing is performed from the upper surface of 0 to the groove 2 cut to the center of the thickness direction of the InP substrate 210 shown in FIG.
55 is formed.
【0065】次に、第2の熱処理を、上記屈伏点より1
50℃高い温度で1時間行う。これにより、上記ガラス
250が凝集し、上記ガラス250は、図3(C)に示す
ように、LEDウエハ200のLEDチップとなる部分
の表面全体を覆うレンズ251になる。Next, a second heat treatment is performed from the yield point to 1
Perform at 50 ° C. higher temperature for 1 hour. As a result, the glass 250 is aggregated, and the glass 250 becomes a lens 251 that covers the entire surface of the portion of the LED wafer 200 that will be the LED chip, as shown in FIG. 3C.
【0066】この第2実施例によれば、従来のようにL
EDチップ毎に個々にレンズを位置合わせして取り付け
なくても、レンズ251がLEDチップの上に正確に位
置合わせされて形成された状態にすることができる。従
って、この第2実施例は、量産性に優れ、しかも、非常
に細いコア径を有するシングルモード光ファイバーへ極
めて高効率に光結合できる発光ダイオードを製造するこ
とができる。According to this second embodiment, L
The lens 251 can be accurately aligned and formed on the LED chip without mounting the lens by aligning each lens for each ED chip. Therefore, the second embodiment can manufacture a light emitting diode which is excellent in mass productivity and can be optically coupled to a single mode optical fiber having a very small core diameter with extremely high efficiency.
【0067】また、この第2実施例では、p側電極24
1を、円形に貫通したパターンに形成して、ガイド層の
役目を兼ねさせて、p側電極241によって凝集層であ
る重フリントガラス250の凝集位置を限定するように
した。したがって、この第2実施例によれば、重フリン
トガラス250から形成するレンズ251の形状を容易
に制御できる。Further, in the second embodiment, the p-side electrode 24
1 was formed into a circular penetrating pattern and served also as a guide layer so that the p-side electrode 241 limits the aggregation position of the heavy flint glass 250, which is the aggregation layer. Therefore, according to the second embodiment, the shape of the lens 251 formed from the heavy flint glass 250 can be easily controlled.
【0068】尚、この第2実施例では、p側電極241
にガイド層を兼ねさせたが、上記p側電極241とは別
に、p側電極241上にガイド層を形成してもよい。ま
た、上記ガイド層の材質としては、凝集層を撥く性質が
あれば何でもよい。もっとも、上記ガイド層の材質を、
上記第2実施例のp側電極241を構成する様な金属
(例えばAu,Al,Cr,Tiなど)にすれば、ガイド
層が電極を兼ねることができるから、好都合である。ま
た、上記ガイド層の材質として、例えば、窒化シリコ
ン,窒化アルミなどの窒化物や、アルミナ,酸化チタンな
どの酸化物や、シリコン,GaAs,AlGaAs,In
P,GaPなどの半導体を用いてもよい。In the second embodiment, the p-side electrode 241 is used.
Although it also serves as a guide layer, a guide layer may be formed on the p-side electrode 241 separately from the p-side electrode 241. The material of the guide layer may be any as long as it has a property of repelling the aggregation layer. However, the material of the guide layer is
Metal that constitutes the p-side electrode 241 of the second embodiment
(For example, Au, Al, Cr, Ti, etc.) is convenient because the guide layer can also serve as an electrode. Examples of the material of the guide layer include nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride, oxides such as alumina and titanium oxide, and silicon, GaAs, AlGaAs and In.
A semiconductor such as P or GaP may be used.
【0069】[0069]
【発明の効果】以上よりあきらかなように、請求項1に
記載の発明の発光ダイオードの製造方法は、第1導電型
半導体層と第2導電型半導体層の接合部近傍において発
光する半導体多層構造を形成し、上記第2導電型半導体
層の上に上記発光の発光波長に対して透明な凝集層を形
成し、上記凝集層を、上記凝集層の屈伏点以上の温度に
加熱することによって、上記凝集層を凝集させて、上記
凝集層を表面形状が略球面状のレンズ部に形成する。As is clear from the above, the method for manufacturing a light emitting diode according to the present invention is a semiconductor multi-layer structure in which light is emitted in the vicinity of the junction between the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer. By forming an aggregation layer transparent to the emission wavelength of the emitted light on the second conductivity type semiconductor layer, by heating the aggregation layer to a temperature not lower than the yield point of the aggregation layer, The aggregating layer is agglomerated to form the aggregating layer on the lens portion having a substantially spherical surface.
【0070】したがって、請求項1に記載の発明の発光
ダイオードの製造方法によれば、上記半導体多層構造お
よび凝集層を含むウエハに、チップに分割する前に、良
好なレンズ部を作り込むことができる。したがって、こ
の発明によれば、チップ分割後にチップ毎にレンズを作
り込む必要がなくなるから、量産性を大幅に向上させる
ことができる。Therefore, according to the method of manufacturing a light-emitting diode of the invention described in claim 1, a good lens portion can be formed in the wafer including the semiconductor multilayer structure and the aggregation layer before dividing into chips. it can. Therefore, according to the present invention, it is not necessary to form a lens for each chip after dividing the chip, so that mass productivity can be greatly improved.
【0071】また、請求項2の発明によれば、上記凝集
層の加熱温度を、軟化によって上記凝集層の熱膨張がゼ
ロになる屈伏点よりも300℃だけ高い温度以下にした
ので、凝集層の下の半導体多層構造に熱処理に起因する
悪影響を及ぼすことがない。Further, according to the invention of claim 2, the heating temperature of the agglomerated layer is set to 300 ° C. or more higher than the sag point at which the thermal expansion of the agglomerated layer becomes zero due to softening. The underlying semiconductor multi-layer structure is not adversely affected by the heat treatment.
【0072】また、請求項3の発明によれば、上記凝集
層を複数の部分に分離してから、凝集層を加熱して、凝
集層をレンズ形状にするので、複数のレンズ部を1回の
熱処理で作り込むことができ、量産性が優れている。According to the third aspect of the present invention, the agglomeration layer is divided into a plurality of parts, and then the agglomeration layer is heated to form the agglomeration layer into a lens shape. It can be manufactured by heat treatment, and has excellent mass productivity.
【0073】また、請求項4の発明によれば、加熱され
て軟化した上記凝集層が、ガイド溝によって、凝集領域
が分離され、凝集形状が整えられるので、レンズ部の形
状を容易に制御できる。Further, according to the invention of claim 4, the aggregated region of the aggregated layer which is heated and softened is separated by the guide groove and the aggregated shape is adjusted, so that the shape of the lens portion can be easily controlled. .
【0074】また、請求項5の発明によれば、加熱され
て軟化した上記凝集層が、ガイド層によって、凝集領域
が分離され、凝集形状が整えられるので、レンズ部の形
状を容易に制御できる。According to the fifth aspect of the present invention, since the aggregation layer of the above-mentioned heated and softened aggregation layer is separated by the guide layer and the aggregation shape is adjusted, the shape of the lens portion can be easily controlled. .
【0075】また、請求項6の発明によれば、上記凝集
層を、薄膜形成法によって形成できるので、均一なレン
ズ部を容易に形成できる。Further, according to the invention of claim 6, since the aggregation layer can be formed by a thin film forming method, a uniform lens portion can be easily formed.
【0076】また、請求項7の発明によれば、上記凝集
層を、スパッタ法によって形成できるので、凝集膜の付
着性および量産性に優れている。Further, according to the invention of claim 7, since the aggregation layer can be formed by the sputtering method, the adhesion of the aggregation film and the mass productivity are excellent.
【0077】また、請求項8の発明によれば、上記凝集
層を、貼り合わせ法によって形成できるので、厚い凝集
層を形成するのに適している。Further, according to the invention of claim 8, since the above-mentioned aggregation layer can be formed by a bonding method, it is suitable for forming a thick aggregation layer.
【0078】また、請求項9の発明によれば、上記凝集
層を、加熱によって、半導体多層構造に貼り合わせるこ
とができるので、凝集膜の付着性および量産性に優れて
いる。According to the ninth aspect of the invention, since the aggregation layer can be attached to the semiconductor multilayer structure by heating, the adhesion of the aggregation film and the mass productivity are excellent.
【0079】また、請求項10の発明によれば、凝集層
が鉛ガラスを含んでいるから、凝集層が低屈伏点にな
る。したがって、半導体多層構造に熱の悪影響をおよぼ
すことなく、比較的低い温度でレンズ部の形成を容易に
でき、かつ、形成したレンズ部を高屈折率にできるか
ら、光の取り出し効率を向上させることができる。According to the tenth aspect of the invention, since the aggregation layer contains lead glass, the aggregation layer has a low yield point. Therefore, it is possible to easily form the lens portion at a relatively low temperature without adversely affecting the semiconductor multilayer structure with heat and to make the formed lens portion have a high refractive index, so that the light extraction efficiency is improved. You can
【0080】また、請求項11の発明によれば、凝集層
が鉛ガラスとシリカガラスを含む重フリントガラスであ
るから、凝集層を特に低屈伏点にしてレンズ部の形成を
特に容易にでき、かつ、形成したレンズ部を特に高屈折
率にできて光の取り出し効率を向上させることができ
る。According to the eleventh aspect of the invention, since the aggregation layer is a heavy flint glass containing lead glass and silica glass, the aggregation layer can be made to have a particularly low sag point to facilitate the formation of the lens portion. In addition, the formed lens portion can have a particularly high refractive index, and the light extraction efficiency can be improved.
【0081】このように、本発明によれば、凝集層の表
面張力による凝集性を利用して、1回の熱処理だけでL
EDウエハの表面に多数の良好なドーム形状のレンズを
作り込むことができる。したがって、この発明によれ
ば、樹脂モールドしない小型のチップから正確な指向性
を有する光線を取り出すことができ、かつ、外部への光
取り出し効率が優れた集光性が優れたLEDを作製でき
る。As described above, according to the present invention, by utilizing the cohesiveness of the cohesive layer due to the surface tension, L
Many good dome shaped lenses can be built into the surface of the ED wafer. Therefore, according to the present invention, it is possible to produce a light ray having a precise directivity from a small chip which is not resin-molded, and which has an excellent light extraction efficiency to the outside and an excellent light converging property.
【0082】従って、本発明は、各種LEDの小型化お
よび高性能化に有効であり、特に可視光LEDや通信用
LEDの小型化および高性能化に有効であり、さらに、
多数のLEDを用いるディスプレイ光源およびプリンタ
光源の小型化および高性能化に大いに役立つ。Therefore, the present invention is effective for miniaturization and high performance of various LEDs, and is particularly effective for miniaturization and high performance of visible light LEDs and communication LEDs.
It greatly contributes to miniaturization and high performance of display light sources and printer light sources using a large number of LEDs.
【図1】 この発明の発光ダイオードの製造方法の第1
実施例のAlGaInP系LED製造方法の各工程にお
ける断面図である。FIG. 1 is a first method of manufacturing a light emitting diode according to the present invention.
It is sectional drawing in each process of the AlGaInP type | system | group LED manufacturing method of an Example.
【図2】 完成した上記LEDの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the completed LED.
【図3】 上記LEDの上面図である。FIG. 3 is a top view of the LED.
【図4】 この発明の第2実施例のInP系LED製造
方法の各工程における断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view in each step of the InP-based LED manufacturing method of the second embodiment of the present invention.
【図5】 完成した上記LEDの断面図である。FIG. 5 is a sectional view of the completed LED.
【図6】 従来のLEDの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional LED.
10 … n型GaAs基板 11 … n型GaInP中間バンドギャップ層 12 … n型AlGaInP(y=0.7)クラッド層 13 … アンドープAlGaInP(y=0.5)発光層 14 … p型AlGaInP(y=0.7)第1クラッド
層 15 … n型AlGaInP(y=0.7)電流阻止層 16 … p型AlGaInP(y=0.7)第2クラッド
層 17 … p型GaAsコンタクト層 18 … Zn層 19 … 表面電極 20 … 裏面電極 30 … 重フリントガラス凝集層 32 … レンズ部 200…LEDウエハ 210…n型InP基板 212…n型InPクラッド層 214…アンドープInGaAsP活性層 216…p型InPクラッド層 218…p型InP層 219…開口部 220…n型InP層 241…p側電極 243…n側電極 250…重フリントガラス 255…溝10 n-type GaAs substrate 11 n-type GaInP intermediate bandgap layer 12 n-type AlGaInP (y = 0.7) clad layer 13 undoped AlGaInP (y = 0.5) light-emitting layer 14 p-type AlGaInP (y = 0.7) First clad layer 15 ... n-type AlGaInP (y = 0.7) current blocking layer 16 ... p-type AlGaInP (y = 0.7) second clad layer 17 ... p-type GaAs contact layer 18 ... Zn layer 19 ... Front electrode 20 ... Back electrode 30 ... Heavy flint glass aggregation layer 32 ... Lens part 200 ... LED wafer 210 ... n-type InP substrate 212 ... n-type InP clad layer 214 ... undoped InGaAsP active layer 216 ... p-type InP clad layer 218 ... p-type InP layer 219 ... opening 220 ... n-type InP layer 241 ... p-side electrode 243 ... n-side electrode 250 ... Heavy flint glass 255 ... Groove
Claims (11)
も第1導電型半導体層と、第2導電型半導体層とを順に
積層して、上記第1導電型半導体層と上記第2導電型半
導体層の接合部近傍において発光する半導体多層構造を
形成し、 上記第2導電型半導体層の上に上記発光の発光波長に対
して透明な凝集層を形成し、 上記凝集層を、上記凝集層の屈伏点以上の温度に加熱す
ることによって、上記凝集層を凝集させて、上記凝集層
を表面形状が略球面状のレンズ部に形成することを特徴
とする発光ダイオードの製造方法。1. A semiconductor substrate of the first conductivity type, at least a first conductivity type semiconductor layer and a second conductivity type semiconductor layer are laminated in this order, and the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type. A semiconductor multilayer structure that emits light is formed in the vicinity of the junction of the semiconductor layers, an aggregation layer transparent to the emission wavelength of the emission is formed on the second conductivity type semiconductor layer, and the aggregation layer is the aggregation layer. A method for manufacturing a light-emitting diode, comprising: aggregating the aggregating layer by heating at a temperature equal to or higher than the deformation point of the agglomerate to form the aggregating layer on a lens portion having a substantially spherical surface shape.
方法において、 上記凝集層の加熱温度を、上記凝集層の屈伏点以上、か
つ、上記屈伏点よりも300℃だけ高い温度以下にする
ことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。2. The method for manufacturing a light-emitting diode according to claim 1, wherein the heating temperature of the aggregation layer is equal to or higher than the sag point of the agglomeration layer and equal to or lower than a temperature higher by 300 ° C. than the sag point. A method for manufacturing a light-emitting diode, comprising:
方法において、 上記凝集層を形成した後に、上記凝集層を複数の部分に
分離してから、上記凝集層の加熱を行い、上記凝集層の
各分離部分毎に、凝集層の分離部分を凝集させて、各分
離部分をそれぞれ表面形状が略球面状のレンズ部にする
ことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。3. The method for manufacturing a light-emitting diode according to claim 1, wherein after forming the aggregation layer, the aggregation layer is separated into a plurality of parts, and then the aggregation layer is heated to obtain the aggregation layer. The method for manufacturing a light-emitting diode, wherein the separated portions of the aggregation layer are aggregated for each separated portion, and each separated portion is formed into a lens portion having a substantially spherical surface shape.
方法において、 第2導電型半導体層に、上記凝集層の凝集領域を分離し
凝集形状を整えるためのガイド溝を形成し、 上記凝集層を、上記ガイド溝に形成し、 上記凝集層を、上記凝集層の屈伏点以上の温度に加熱す
ることによって、上記凝集層を凝集させて、上記凝集層
を表面形状が略球面状のレンズ部に形成することを特徴
とする発光ダイオードの製造方法。4. The method of manufacturing a light emitting diode according to claim 1, wherein the second conductivity type semiconductor layer is formed with a guide groove for separating an aggregation region of the aggregation layer and adjusting an aggregation shape, Is formed in the guide groove, the aggregation layer is heated to a temperature equal to or higher than the sag point of the aggregation layer to aggregate the aggregation layer, and the aggregation layer has a substantially spherical lens surface. A method for manufacturing a light-emitting diode, comprising:
方法において、 上記第2導電型半導体層の上に、上記凝集層の凝集領域
を分離し凝集形状を整えるための貫通部分を有するガイ
ド層を形成し、 上記凝集層を、上記ガイド層の貫通部分に形成し、 上記凝集層を、上記凝集層の屈伏点以上の温度に加熱す
ることによって、上記凝集層を凝集させて、上記凝集層
を表面形状が略球面状のレンズ部に形成することを特徴
とする発光ダイオードの製造方法。5. The method for manufacturing a light-emitting diode according to claim 1, wherein the second conductive type semiconductor layer has a guide layer having a penetrating portion for separating an aggregation region of the aggregation layer and adjusting an aggregation shape on the second conductivity type semiconductor layer. To form the aggregation layer in the penetrating portion of the guide layer, the aggregation layer is heated to a temperature not lower than the sag point of the aggregation layer to aggregate the aggregation layer, thereby forming the aggregation layer. Is formed on a lens portion having a substantially spherical surface shape, and a method for manufacturing a light emitting diode.
方法において、 上記凝集層を、上記第2導電型半導体層の上に薄膜形成
法によって形成することを特徴とする発光ダイオードの
製造方法。6. The method for manufacturing a light emitting diode according to claim 1, wherein the aggregation layer is formed on the second conductive type semiconductor layer by a thin film forming method.
方法において、 上記薄膜形成法はスパッタ法であることを特徴とする発
光ダイオードの製造方法。7. The method for manufacturing a light emitting diode according to claim 6, wherein the thin film forming method is a sputtering method.
方法において、 上記凝集層を、上記第2導電型半導体層の上に貼り合わ
せ法によって形成することを特徴とする発光ダイオード
の製造方法。8. The method for manufacturing a light emitting diode according to claim 1, wherein the aggregation layer is formed on the second conductive type semiconductor layer by a bonding method.
方法において、 上記凝集層を加熱することによって、上記凝集層を上記
半導体多層構造に貼り合わすことを特徴とする発光ダイ
オードの製造方法。9. The method for manufacturing a light-emitting diode according to claim 8, wherein the aggregation layer is bonded to the semiconductor multilayer structure by heating the aggregation layer.
造方法において、 上記凝集層が鉛ガラスを含んでいることを特徴とする発
光ダイオードの製造方法。10. The method for manufacturing a light emitting diode according to claim 1, wherein the aggregation layer contains lead glass.
製造方法において、 上記凝集層が鉛ガラスとシリカガラスを含む重フリント
ガラスであることを特徴とする発光ダイオードの製造方
法。11. The method for manufacturing a light emitting diode according to claim 10, wherein the aggregation layer is heavy flint glass containing lead glass and silica glass.
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