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JPH098348A - 発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents

発光ダイオード及びその製造方法

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Publication number
JPH098348A
JPH098348A JP17299295A JP17299295A JPH098348A JP H098348 A JPH098348 A JP H098348A JP 17299295 A JP17299295 A JP 17299295A JP 17299295 A JP17299295 A JP 17299295A JP H098348 A JPH098348 A JP H098348A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
layer
diffusion
light emitting
emitting diode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17299295A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Hiramoto
廣幸 平本
Kazuaki Hokota
和晃 鉾田
Kazuhiko Ueno
一彦 上野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
Priority to JP17299295A priority Critical patent/JPH098348A/ja
Publication of JPH098348A publication Critical patent/JPH098348A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のこの種の発光ダイオードにおいては、
GaAsP層にZnを拡散するときの拡散防止膜である
SiNx膜に剥離やクラックを生じ易く、製品の歩留り
が低下したり、発光効率が低下するなどの問題点を生じ
ている。 【構成】 本発明により、密着性と耐クラック性には優
れるが拡散防止性能にはやや劣るSiO2 膜3aを第一
層とし、拡散防止性能に優れるが密着性と耐クラック性
に劣るSiNx膜3bを第二層とする拡散防止層3とす
ることで、両膜が密着性、耐クラック性、拡散防止性に
おいても相互に補完するものとして、それらの全てにつ
いて向上させるものとし、課題を解決するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体発光素子である
発光ダイオードに関するものであり、詳細には前記発光
ダイオードの構成およびその製造方法に係るものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の発光ダイオード90の構
成の例を示すものが図5であり、GaAs基板91a上
にGaAsP層91bをエピタキシャル成長させたウエ
ハ91の表面にプラズマCVD法などを用いてSiNx
膜92を形成し、このSiNx膜92にフォトリソ法に
より拡散パターン93を開口させる。
【0003】続いて、前記拡散パターン93からZnを
熱拡散してP層94を形成し、前記GaAsP層91b
との間にP―N接合94aを形成させる。更に、前記拡
散パターン93の部分にAlによりP電極95を形成
し、ウエハ91の背面側にはAuでN電極96を形成す
る。
【0004】前記ウエハ91上には上記説明の構成を1
ユニットとする複数が設けられているものであり、以後
の工程で夫々が分割されてチップ状とされ、更に、リー
ドフレームなどにN電極96側でマウントされた後に前
記P電極95にAu線のボンディングが行われて素子形
状とされるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の構成の発光ダイオード90においては、拡散防
止膜として採用されたSiNx膜92はGaAsP層9
1bとの密着性に乏しく、剥離を生じ易いものであると
共に、膜自体の内部応力も高く、合金化工程など400
〜500℃の加熱を行う工程時においてクラックを生じ
易いものと成っている。
【0006】このことは、前記したZnの熱拡散による
P層94の形成時の拡散時に剥離した部分からZnの回
込みを生じたり、あるいは、クラックからZnの浸入を
生じてP―N接合94aの均一性が失われ、発光効率が
低下するなど性能上の問題点を生じるものとなってい
る。
【0007】また、前記SiNx膜92は図6に示すよ
うに、前記P電極95が形成されたときには、このP電
極95のGaAsP層91bに対する絶縁も行うもので
あるので、前記SiNx膜92に剥がれ、クラックを生
じているときには、P電極95とGaAsP層91b間
が接触するものとなり、P―N接合94a間に短絡ある
いはリークを生じるものとなる。
【0008】従って、P―N接合94aに短絡を生じた
ときには発光ダイオード90は点灯不能の完全不良とな
り歩留り低下など生産上の問題点を生じ、リークを生じ
たときにはP―N接合94aと並列に抵抗回路が接続さ
れた状態となり電流値が増して結果的に発光効率が低下
する性能上の問題点を生じ、これらの点の解決が課題と
されるものとなっている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来の
課題を解決するための具体的な手段として、GaAsP
層上に拡散防止膜を形成し、この拡散防止膜に開口する
拡散パターンを形成し、該拡散パターンからZnを熱拡
散してP―N接合を形成して成る発光ダイオードの製造
方法において、前記拡散防止膜は前記GaAsP層に密
着する第一層としてSiO2 膜を形成し、第二層目とし
て前記SiO2 膜上にSiNx膜を積層して形成し、こ
の拡散防止膜にフォトリソ法により前記拡散パターンを
形成することを特徴とする発光ダイオードの製造方法を
提供することで課題を解決するものである。
【0010】
【実施例】つぎに、本発明を図に示す一実施例に基づい
て詳細に説明する。以下に、本発明による発光ダイオー
ド1の製造方法を工程の順に説明すれば、先ず、図1に
示すようにGaAs基板2a上にGaAsP層2bをエ
ピタキシャル成長させたウエハ2上にプラズマCVD
法、スパッタ法などの成膜法によりSiO2 膜3aを2
00〜500Åの膜厚で第一層として形成する。
【0011】尚、このときに形成されるSiO2 膜3a
は緻密で、後に行う拡散工程でZnを透過させない膜質
とすることが必要であるが、例えばマグネトロンスパッ
タ法によるSiO2 膜3aは屈折率1.46程度と上記
の目的に対して充分に緻密であることが、この発明を成
すための発明者による実験の結果により確認されてい
る。
【0012】続いて、本発明では、図2に示すように前
記SiO2 膜3aの上面に密接する状態にプラズマCV
D法などの成膜法によりSiNx膜3bを500〜10
00Åの膜厚で第二層として形成するものであり、よっ
て、本発明では前記SiO2膜3aとSiNx膜3bと
の二層で拡散防止膜3とすものである。
【0013】続けて、上記拡散防止膜3には図3に示す
ようにフォトリソ法により拡散パターン4が開口され
る。ここで、前記拡散防止膜3は上記にも説明したよう
にSiO2 膜3aの上面に重ねてSiNx膜3bを成膜
したものであるので、前記拡散パターン4を形成したと
きにはその開口面に上記の二層の構成が断面として表れ
るものとなっている。
【0014】そして、前記拡散パターン4からはZnの
熱拡散が行われてP層5が形成され、前記GaAsP層
2bとの間にP―N接合5aが形成された後に、Alに
よりP電極6が形成され、ウエハ2の背面側にはAuに
よりN電極7が形成され、個別に切断が行われて図4に
示すように本発明の発光ダイオード1は完成する。
【0015】次いで、上記の構成とした本発明の発光ダ
イオード1の作用および効果について説明を行う。先
ず、本発明で拡散防止膜3を形成しているSiO2 膜3
aとSiNx膜3bとの一般的な性質について説明を行
えば、一方の前記SiO2 膜3aは、GaAsP層2b
に対する密着性と、周囲の熱変化などに対する耐クラッ
ク性とでは優れるが、Znの熱拡散を行うときの拡散防
止性ではやや劣る傾向にある。
【0016】他方の前記SiNx膜3bは、膜面が緻密
であり拡散防止性では優れるが、その反面、GaAsP
層2bに対する密着性はかなり劣り往々に剥離を生じる
ものとなると共に、例えば工程中の加熱などの温度変化
によりクラックも生じ易い傾向にある。
【0017】そこで、本発明のようにGaAsP層2b
に密接してSiO2 膜3aを第一層として設けること
で、前記GaAsP層2bに対する密着性を高め剥離の
発生を防止する。また、前記SiO2 膜3aはSiNx
膜3bに対する密着性も優れているので、後の工程でこ
のSiO2 膜3aを覆い成膜されるSiNx膜3bに対
しても剥離は生じないものとなる。
【0018】また、Znの熱拡散を行うときには拡散防
止の作用において、前記SiO2 膜3aとSiNx膜3
bとは相互に補完する作用を行うものであり、仮に前記
SiO2 膜3aにピンホールなどを生じていても、その
SiO2 膜3aを覆い設けられた、より緻密性に優れる
SiNx膜3bで前記したピンホールなどを閉塞し、正
常でない状態、即ち、拡散パターン4と異なる形状での
拡散が行われるのを防止する。
【0019】一方、合金化工程などの熱工程で前記Si
Nx膜3bにクラックを生じた場合にも、そのSiNx
膜3bの下に設けられ、耐クラック性に優れるSiO2
膜3aによりクラックの進行は阻止されてGaAsP層
2bまでクラックが達することがなく、従って、この場
合にも正常でない状態での拡散を防止する。
【0020】但し、前記SiO2 膜3aに生じるピンホ
ールと、SiNx膜3bに生じるクラックとが同位置と
成る場合には、前記した正常でない状態での拡散は防ぐ
ことはできないが、このように両者の欠陥が一致するこ
とは確率的に極めて低く、その発生の可能性は無視でき
るものであり、SiNx膜3bの単層の場合よりも著し
く高い確率で正常な拡散が行われるものとする。
【0021】更に、前記拡散防止膜3が二層で形成され
ることは、Znの拡散が行われた後に設けられるP電極
6に対しても有効となるものであり、前記P層5の面上
と拡散防止膜3上とに渡り設けられているP電極6が、
拡散防止膜3に生じているピンホール、クラックなどに
よりGaAsP層2bに接触するときには、P―N接合
5a間に短絡あるいはリークを生じるものとなる。
【0022】ここで、上記のように拡散防止膜3がSi
2 膜3aとSiNx膜3bとの二層で形成され、一方
の膜に生じるピンホールおよびクラックを他方の膜で補
完して拡散防止膜3全体に貫通を生じないものとしたこ
とで、前記した短絡、リークの発生をほぼ完全に防止す
るものとなる。
【0023】前記した短絡の発生の防止は発光ダイオー
ド1の生産工程における歩留りの向上に有効となり、リ
ークの発生の防止は従来の一層の拡散防止膜では多かれ
少なかれ生じていたクラックに起因するリークによる発
光効率の低下を防止し、発光ダイオード1の性能向上に
有効となるものである。
【0024】尚、本発明を成すための発明者による試
作、実験の結果では、拡散防止膜3をSiO2 膜3aと
SiNx膜3bとの二層とすることで、拡散防止膜3全
体の耐衝撃性も向上するものとなり、例えば、前記P電
極6にAu線をボンディングするときの衝撃で前記拡散
防止膜3が破壊されるなどの事故も減少することが確認
された。
【0025】
【発明の効果】以上に説明したように本発明により、密
着性と耐クラック性には優れるが拡散防止性能にはやや
劣るSiO2 膜を第一層とし、拡散防止性能に優れるが
密着性と耐クラック性に劣るSiNx膜を第二層とする
拡散防止層とすることで、両膜が密着性、耐クラック
性、拡散防止性においても相互に補完するものとして、
それらの全てについて向上させるものとし、拡散時には
正確な拡散が行えるものとし、また、P電極の形成時に
はクラックなどによる短絡、リークの発生を防止するも
のとして、歩留りの向上と性能向上とに極めて優れた効
果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る発光ダイオードにおける拡散防
止膜形成工程中のSiO2 膜形成行程を示す説明図であ
る。
【図2】 同じ実施例における拡散防止膜形成工程中の
SiNx膜形成行程を示す説明図である。
【図3】 同じ実施例における拡散パターン形成行程を
示す説明図である。
【図4】 本発明に係る発光ダイオードの一実施例を示
す断面図である。
【図5】 従来例を示す断面図である。
【図6】 この種の発光ダイオードにおけるP電極の敷
設の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1……発光ダイオード 2……ウエハ 2a……GaAs基板 2b……GaAsP層 3……拡散防止膜 3a……SiO2 膜 3b……SiNx膜 4……拡散パターン 5……P層 6……P電極 7……N電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 GaAsP層上に拡散防止膜を形成し、
    この拡散防止膜に開口する拡散パターンを形成し、該拡
    散パターンからZnを熱拡散してP―N接合を形成して
    成る発光ダイオードの製造方法において、前記拡散防止
    膜は前記GaAsP層に密着する第一層としてSiO2
    膜を形成し、第二層目として前記SiO2 膜上にSiN
    x膜を積層して形成し、この拡散防止膜にフォトリソ法
    により前記拡散パターンを形成することを特徴とする発
    光ダイオードの製造方法。
  2. 【請求項2】 GaAsP層上に拡散防止膜が形成さ
    れ、該拡散防止膜に開口された拡散パターンからりZn
    が熱拡散されてP―N接合が形成されて成る発光ダイオ
    ード発光ダイオードにおいて、前記拡散防止膜は前記G
    aAsP層に密着するSiO2 膜の第一層と、前記Si
    2 膜上に密着するSiNx膜の第二層とが積層されて
    成ることを特徴とする発光ダイオード。
JP17299295A 1995-06-16 1995-06-16 発光ダイオード及びその製造方法 Pending JPH098348A (ja)

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JP17299295A JPH098348A (ja) 1995-06-16 1995-06-16 発光ダイオード及びその製造方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012060061A (ja) * 2010-09-13 2012-03-22 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光装置の製造方法及び半導体発光装置
JP2016171141A (ja) * 2015-03-11 2016-09-23 旭化成株式会社 窒化物発光素子および窒化物発光素子の製造方法

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