JP2010062355A - Light-emitting device - Google Patents
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Abstract
【課題】長期信頼性に優れた発光素子を提供する。
【解決手段】本発明に係る発光素子1は、第1導電型の第1半導体層と、第1導電型とは異なる第2導電型の第2半導体層と、第1半導体層と第2半導体層とに挟まれる活性層105とを有する半導体積層構造10と、第1半導体層の活性層105と接している側の反対側に設けられ、第1半導体層に電流を供給する第1電極、及び第1電極から離れた位置に設けられ、第1半導体層に電流を供給する第2電極とを備え、活性層105は、第1電極及び第2電極の双方に電流が供給された時に、供給された電流が活性層105の水平の方向に向かって広がることにより発光する。
【選択図】図1AA light-emitting element with excellent long-term reliability is provided.
A light emitting device according to the present invention includes a first conductive type first semiconductor layer, a second conductive type second semiconductor layer different from the first conductive type, a first semiconductor layer, and a second semiconductor. A semiconductor stacked structure 10 having an active layer 105 sandwiched between layers, and a first electrode that is provided on the opposite side of the first semiconductor layer that is in contact with the active layer 105 and that supplies current to the first semiconductor layer; And a second electrode that is provided at a position away from the first electrode and supplies a current to the first semiconductor layer, and the active layer 105 has a current supplied to both the first electrode and the second electrode. Light is emitted when the supplied current spreads in the horizontal direction of the active layer 105.
[Selection] Figure 1A
Description
本発明は、発光素子に関する。特に、本発明は、平面寸法の大きな発光素子に関する。 The present invention relates to a light emitting element. In particular, the present invention relates to a light emitting element having a large planar size.
従来、アノード電極を有するシリコン基板と、接合金属層を介してシリコン基板に接続される金属反射膜層と、導電性を有する光透過膜を介して金属反射膜に接合される半導体領域とを備え、半導体領域は、n型の半導体層と、p型の半導体層と、n型の半導体層とp型の半導体層とに挟まれる活性層とを有する発光素子が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a silicon substrate having an anode electrode, a metal reflection film layer connected to the silicon substrate via a bonding metal layer, and a semiconductor region bonded to the metal reflection film via a conductive light transmission film are provided. A light-emitting element having a semiconductor region having an n-type semiconductor layer, a p-type semiconductor layer, and an active layer sandwiched between the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer is known (for example, patents). Reference 1).
特許文献1に記載の発光素子は、半導体領域と金属反射層との間に導電性を有する光透過膜を備え、この光透過膜が、半導体領域及び金属光反射膜の双方にオーミック接触すると共に、半導体領域と金属光反射膜との間の合金化を抑制するので、優れた光反射面を構成することができる。
The light emitting element described in
しかし、特許文献1に記載の発光素子は、電極を介して半導体領域に大電流を供給した場合に活性層の一部に電流が集中することがあり、長期間の使用により発光素子が発光しなくなる不具合が発生する場合がある。
However, in the light-emitting element described in
したがって、本発明の目的は、長期信頼性に優れた発光素子を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a light-emitting element having excellent long-term reliability.
本発明は、上記目的を達成するため、第1導電型の第1半導体層と、第1導電型とは異なる第2導電型の第2半導体層と、第1半導体層と第2半導体層とに挟まれる活性層とを有する半導体積層構造と、第1半導体層の活性層と接している側の反対側に設けられ、第1半導体層に電流を供給する第1電極、及び第1電極から離れた位置に設けられ、第1半導体層に電流を供給する第2電極とを備え、活性層は、第1電極及び第2電極の双方に電流が供給された時に、供給された電流が活性層の水平の方向に向かって広がることにより発光する発光素子が提供される。 In order to achieve the above object, the present invention provides a first semiconductor layer of a first conductivity type, a second semiconductor layer of a second conductivity type different from the first conductivity type, a first semiconductor layer, a second semiconductor layer, A semiconductor stacked structure having an active layer sandwiched between and a first electrode that is provided on the opposite side of the first semiconductor layer that is in contact with the active layer, and that supplies current to the first semiconductor layer, and a first electrode A second electrode for supplying a current to the first semiconductor layer, and the active layer is activated when the current is supplied to both the first electrode and the second electrode. A light-emitting element that emits light by spreading in the horizontal direction of the layer is provided.
また、上記発光素子は、活性層は、第1電極又は第2電極のいずれか一方に電流が供給された時に、電流が供給された第1電極又は電流が供給された第2電極のいずれかの直下において活性層の一部に供給された電流が集中することにより発光しないようにすることが好ましい。 In the light emitting device, the active layer is either the first electrode supplied with current or the second electrode supplied with current when current is supplied to either the first electrode or the second electrode. It is preferable to prevent light emission due to the concentration of the current supplied to a part of the active layer immediately below.
また、上記発光素子は、第1電極は、第1円電極と、第1円電極に電気的に接続する第1線状電極とを有し、第2電極は、第2円電極と、第2円電極に電気的に接続する第2線状電極とを有し、第1線状電極は、第2線状電極に電気的に接続されないようにしてもよい。 In the light emitting device, the first electrode includes a first circular electrode and a first linear electrode electrically connected to the first circular electrode, the second electrode includes a second circular electrode, A second linear electrode that is electrically connected to the two-circular electrode, and the first linear electrode may not be electrically connected to the second linear electrode.
また、上記発光素子は、第1電極は、第1円電極と、第1円電極に電気的に接続する第1線状電極と、第1線状電極の断面積より小さい断面積の第1接続電極とを有し、第2電極は、第2円電極と、第2円電極に電気的に接続する第2線状電極と、第2線状電極の断面積より小さい断面積であって、第1接続電極に電気的に接続する第2接続電極とを有してもよい。 In the light emitting device, the first electrode has a first circular electrode, a first linear electrode electrically connected to the first circular electrode, and a first cross-sectional area smaller than a cross-sectional area of the first linear electrode. The second electrode has a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the second circular electrode, the second linear electrode electrically connected to the second circular electrode, and the second linear electrode, And a second connection electrode electrically connected to the first connection electrode.
また、上記発光素子は、反射部を有する支持基板を更に備え、半導体積層構造は、半導体積層構造と反射部とを電気的に接続するコンタクト部を含む透明層を介して支持基板に支持されてもよい。 The light emitting device further includes a support substrate having a reflective portion, and the semiconductor multilayer structure is supported on the support substrate via a transparent layer including a contact portion that electrically connects the semiconductor multilayer structure and the reflective portion. Also good.
本発明に係る発光素子によれば、長期信頼性に優れた発光素子を提供できる。 The light emitting device according to the present invention can provide a light emitting device having excellent long-term reliability.
[第1の実施の形態]
図1Aは、本発明の第1の実施の形態に係る発光素子の模式的な縦断面図を示す。また、図1Bの(a)は、本発明の第1の実施の形態に係る発光素子の模式的な上面図を示しており、図1Bの(b)は、図1AのA−A線で発光素子を切断した場合の発光素子の模式的な上面図を示す。なお、図1Aは、図1B(a)のB−B線における断面である。
[First Embodiment]
FIG. 1A is a schematic longitudinal sectional view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention. 1B shows a schematic top view of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B (b) shows a line AA in FIG. 1A. The typical top view of the light emitting element at the time of cut | disconnecting a light emitting element is shown. 1A is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1B (a).
(発光素子1の構造の概要)
第1の実施の形態に係る発光素子1は、所定の波長の光を発する活性層105を有する半導体積層構造10と、半導体積層構造10の一方の表面の一部の領域と電気的に接続する第1電極としての第1表面電極110及び第2電極としての第2表面電極112と、第1表面電極110及び第2表面電極112のそれぞれの表面に設けられるワイヤーボンディング用パッドとしてのパッド電極115と、半導体積層構造10の他方の表面の一部に電気的に接続するコンタクト部120と、コンタクト部120が設けられている領域を除く半導体積層構造10の他方の表面を被覆する透明層140と、コンタクト部120及び透明層140の半導体積層構造10に接する面の反対側の表面に設けられる反射部130とを備える。
(Outline of structure of light-emitting element 1)
The
更に、発光素子1は、反射部130のコンタクト部120及び透明層140に接する面の反対側に設けられる電気導電性を有する密着層200と、密着層200の反射部130に接する面の反対側に設けられる電気導電性を有する支持基板20と、支持基板20の密着層200に接する面の反対側の面に設けられる裏面電極210とを備える。
Furthermore, the light-
また、本実施形態に係る発光素子1の半導体積層構造10は、コンタクト部120及び透明層140に接して設けられるp型コンタクト層109と、p型コンタクト層109の透明層140に接している面の反対側に設けられる第2導電型の第2半導体層としてのp型クラッド層107と、p型クラッド層107のp型コンタクト層109に接している面の反対側に設けられる活性層105と、活性層105のp型クラッド層107に接している面の反対側に設けられる第1導電型の第1半導体層としてのn型クラッド層103と、n型クラッド層103の活性層105に接している面の反対側の一部の領域に設けられるn型コンタクト層101とを有する。
In addition, the
半導体積層構造10の透明層140に接している側の反対側の表面は、本実施の形態に係る発光素子1の光取出し面となる。具体的には、n型クラッド層103の活性層105に接している面の反対側の表面の一部が光取出し面となる。そして、n型クラッド層103の光取出し面には、一の凹部と一の凸部とを一つのペアとした凹凸部が連続的に連なった凹凸形状部103aが形成される。例えば、一の凹部と他の凹部、又は一の凸部と他の凸部とが所定の間隔をおいてn型クラッド層103の表面に形成されることにより、n型クラッド層103の表面に凹凸形状部103aが設けられる。
The surface of the
更に、反射部130は、コンタクト部120及び透明層140に接して設けられる反射層132と、反射層132のコンタクト部120及び透明層140に接する面の反対側で反射層132に接して設けられるバリア層134と、バリア層134の反射層132に接する面の反対側でバリア層134に接して設けられる接合層136とを有する。そして、密着層200は、反射部130の接合層136に対して機械的及び電気的に接合する接合層202と、接合層202の反射部130に接する面の反対側に設けられるバリア層204と、バリア層204の接合層202に接する面の反対側に設けられるコンタクト電極206とを有する。
Further, the
ここで、発光素子1は、活性層105の側面を含むエッチング側面としての側面10aを有する。具体的に、発光素子1は、n型クラッド層103の側面と、活性層105の側面と、p型クラッド層107の側面と、p型コンタクト層109の側面とを含む側面10aを有する。そして、側面10aは、支持基板20の表面に対して略垂直に形成される。更に、発光素子1は、反射部130の側面と、密着層200の側面と、支持基板20の側面とを含む加工側面としての側面10bを有する。
Here, the
側面10aは、n型クラッド層103の一部と、活性層105の一部と、p型クラッド層107の一部と、p型コンタクト層109の一部のそれぞれがウェットエッチング等により除去されて生じた面である。一方、側面10bは、反射部130の一部と、密着層200の一部と、支持基板20の一部とのそれぞれが、ダイシング装置を用いたダイシング等により機械的に切断されて生じた面である。したがって、側面10aは、側面10bに比べて滑らかな表面を有する。
In the
また、図1B(a)に示すように、本実施形態に係る発光素子1は上面視にて略正方形に形成される。一例として、発光素子1の平面寸法は、縦寸法及び横寸法がそれぞれ1mmである。また、発光素子1の厚さは、200μm程度に形成される。すなわち、本実施の形態に係る発光素子1は、例えば、平面寸法が500μm以上の大型のチップサイズを有する発光素子である。
Moreover, as shown to Fig.1B (a), the
(半導体積層構造10)
本実施形態に係る半導体積層構造10は、III−V族化合物半導体であるAlGaInP系の化合物半導体を有して形成される。具体的に、半導体積層構造10は、不純物であるドーパントがドープされていないアンドープのAlGaInP系の化合物半導体のバルクから形成される活性層105を、n型のAlGaInPを含んで形成されるn型クラッド層103と、p型のAlGaInPを含んで形成されるp型クラッド層107とで挟んだ構成を有する。
(Semiconductor laminated structure 10)
The
活性層105は、外部から電流が供給されると所定の波長の光を発する。例えば、活性層105は、波長が630nm付近の赤色光を発する半導体材料で形成される。そして、本実施の形態において、第1表面電極110及び第2表面電極112の双方に電流が供給された場合に、供給された電流は活性層105に対して水平方向に広がる。本実施の形態において、第1表面電極110と第2表面電極112とは、発光素子1の上面視にて離れた位置にそれぞれ設けられている。これにより、活性層105の一部に電流が集中することなく、活性層105の略全体に電流が広がり、活性層105から光が発せられる。一方、第1表面電極110又は第2表面電極112のいずれか一方に電流が供給された場合には、供給された電流は電流が供給された表面電極の直下の活性層105の領域に集中する。これにより、電流が集中した活性層105の一部における電流密度が高くなることによって当該部分の活性層105の活性層温度が高くなる。そして、活性層105の活性層温度が高くなることにより、表面電極直下に対応する領域の活性層105は光を発する機能を失い、この領域の活性層105から光は発せられなくなる。
The
活性層105は、一例として、アンドープの(Al0.1Ga0.9)0.5In0.5P層から形成される。また、n型クラッド層103は、Si、Se等のn型のドーパントを所定の濃度含む。一例として、n型クラッド層103は、Siがドープされたn型の(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P層から形成される。更に、p型クラッド層107は、Zn、Mg等のp型のドーパントを所定の濃度含む。一例として、p型クラッド層107は、Mgがドープされたp型の(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P層から形成される。
The
更に、半導体積層構造10が有するp型コンタクト層109は、一例として、Mgが所定の濃度ドープされたp型のGaP層から形成される。そして、n型コンタクト層101は、Siが所定の濃度ドープされたGaAs層から形成される。ここで、n型コンタクト層101は、n型クラッド層103の上面において、第1表面電極110及び第2表面電極112が設けられる領域に設けられる。
Furthermore, the p-
(第1表面電極110及び第2表面電極120)
図1B(a)に示すように、第1表面電極110は、n型クラッド層103の上方において、略円形上に形成される円電極110aと、円電極110aと電気的に接続している複数の第1線状電極110bとを有して形成される。なお、図1B(a)においては、説明の便宜上、パッド電極115の図示は省略している。
(
As shown in FIG. 1B (a), the
具体的に、第1表面電極110は、発光素子1の一の辺に略平行な線状の第1線状電極110bが略一定の間隔をおいて並列しており、発光素子1の一の辺側の一の第1線状電極110bと、発光素子1の中心側の他の第1線状電極110bとの間に円電極110aが配置されている。また、一の第1線状電極110bと他の第1線状電極110bとの間に位置する第1線状電極110bは、円電極110aの中心付近を貫く位置に配置される。そして、複数の第1線状電極110bと円電極110aとは、複数の第1線状電極110bに略垂直な線状電極によって電気的に接続される。
Specifically, in the
また、第2表面電極120も、第1表面電極110と同様に形成される。すなわち、第2表面電極120は、発光素子1の一の辺に略平行な線状の第2線状電極112bが略一定の間隔をおいて並列しており、発光素子1の一の辺側の一の第2線状電極112bと、発光素子1の中心側の他の第2線状電極112bとの間に円電極112aが配置されている。また、一の第2線状電極112bと他の第2線状電極112bとの間に位置する第2線状電極112bは、円電極112aの中心付近を貫く位置に配置される。そして、複数の第2線状電極112bと円電極112aとは、複数の第2線状電極112bに略垂直な線状電極によって電気的に接続される。更に、本実施の形態において、第1表面電極110と第2表面電極112とは、電気的に接続されていない。
The
本実施の形態において、第1表面電極110と第2表面電極112とは互いに離間して設けられると共に、略同一平面上にそれぞれ設けられる。すなわち、第1表面電極110及び第2表面電極112はそれぞれ、同一の化合物半導体層(例えば、n型コンタクト層101)の表面に設けられる。そして、第1表面電極110及び第2表面電極112の直下のn型クラッド層103と、第1表面電極110及び第2表面電極112とに挟まれた位置に、n型コンタクト層101が設けられる。なお、一例として、円電極110a及び円電極110bは、直径が100μmの円形状に形成され、複数の第1線状電極110b及び複数の第2線状電極112bは、幅が10μmの線状に形成される。そして、発光素子1の一の辺側の線状電極(第1線状電極110b及び第2線状電極112b)と円電極とを電気的に接続する線状電極の幅、及び円電極と発光素子1の中心側の線状電極(第1線状電極110b及び第2線状電極112b)とを電気的に接続する線状電極の幅も10μmの幅で形成される。
In the present embodiment, the
(コンタクト部120)
コンタクト部120は、第1表面電極110及び第2表面電極112の直下の領域に対応する領域を除いたp型コンタクト層109の表面に設けられる。一例として、コンタクト部120は、Au、Znを含む金属材料から形成される。本実施形態においては、図1B(b)に示すように、コンタクト部120は、複数の枝状コンタクト部120aと、内側に開口を有して発光素子1の外周に沿った四角形状のコンタクト部とから構成される。複数の枝状コンタクト部120aは、上綿視にて、第1線状電極110b及び第2線状電極112bと重ならない位置に配置される。
(Contact part 120)
The
(透明層140)
透明層としての透明層140は、p型コンタクト層109の表面であって、コンタクト部120が設けられていない領域に設けられる。透明層140は、活性層105が発する光の波長に対して透過する材料で形成され、一例として、SiO2、TiO2、SiNx等の等の透明誘電体層から形成される。また、透明層140は、活性層105が発する光の波長をλとすると共に、透明層140を構成する材料の屈折率をnとした場合に、(2×λ)/(4×n)以上の厚さで形成する。なお、透明層140は、コンタクト部120の導電率より低い導電率を有するITO(Indium Tin Oxide)等の金属酸化物材料を含む透明導電体層から形成することもできる。
(Transparent layer 140)
The
また、透明層140を、屈折率がそれぞれ異なる複数の材料からなる薄膜の積層構造から形成することもできる。すなわち、透明層140を、分布ブラック反射(Distributed Bragg Reflector:DBR)構造とすることもできる。例えば、所定膜厚のSiO2からなる層と、所定膜厚のTiO2からなる層とをペアとしたペア層を複数回積層したDBR構造を有する透明層140を形成できる。
Moreover, the
(反射部130)
反射部130の反射層132は、活性層105が発する光に対して所定の反射率を有する導電性材料から形成される。一例として、反射層132は、当該光に対して80%以上の反射率を有する導電性材料から形成する。反射層132は、活性層105が発した光のうち、反射層132に達した光を活性層105側に向けて反射する。反射層132は、例えば、Al、Au、Ag等の金属材料、又は、これらの金属材料から選択される少なくとも1つの金属材料を含む合金から形成される。一例として、反射層132は、所定膜厚のAlから形成される。そして、反射部130のバリア層134はTi、Pt等の金属材料から形成され、一例として、所定膜厚のTiから形成される。バリア層134は、接合層136を構成する材料が反射層132に伝搬することを抑制する。また、接合層136は、密着層200の接合層202と電気的及び機械的に接合する材料から形成され、一例として、所定膜厚のAuから形成される。
(Reflecting part 130)
The
(支持基板20)
支持基板20は導電性材料から形成される。支持基板20は、p型又はn型の導電性Si基板、Ge基板、GaAs基板、GaP基板、若しくはCu等の金属材料からなる金属基板から形成することができる。例えば、本実施形態においては、導電性Si基板を支持基板20として用いることができる。
(Supporting substrate 20)
The
そして、密着層200の接合層202は、反射部130の接合層136と同様に、所定膜厚のAuから形成することができる。また、バリア層204は、Ti、Pt等の金属材料から形成され、一例として所定膜厚のPtから形成することができる。バリア層204は、接合層202を構成する材料がコンタクト電極206に伝搬することを防止する。更に、コンタクト電極206は、支持基板20と電気的に接合する材料から形成され、Au、Ti、Al等を含む金属材料から形成される。一例として、コンタクト電極206は、所定膜厚のTiから形成する。
Then, the
裏面電極210は、支持基板20に電気的に接合する材料から形成され、例えば、Ti、Au等の金属材料から形成される。本実施形態においては、裏面電極210はTiとAuとを有する。そして、所定膜厚のTiが支持基板20に電気的に接合して設けられ、Tiの上に所定膜厚のAuが更に設けられる。なお、発光素子1は、裏面電極210の側を下に向けて、Agペースト等の導電性の接合材料、又はAuSn等の共晶材料を用いてCu等の金属から形成されるステムの所定の位置に搭載される。
The
(変形例)
本実施形態に係る発光素子1は、波長が630nmの赤色を含む光を発するが、発光素子1が発する光の波長はこの波長に限定されない。半導体積層構造10の活性層105の構造を制御して、所定の波長範囲の光を発する発光素子1を形成することもできる。活性層105が発する光としては、例えば、橙色光、黄色光、又は緑色光等の波長範囲の光が挙げられる。また、発光素子1が備える半導体積層構造10は、紫外領域、紫色領域、若しくは青色領域の光を発する活性層105を含むInAlGaN系の化合物半導体から形成することもできる。
(Modification)
The
更に、発光素子1が備える半導体積層構造10は、半導体積層構造10を構成する化合物半導体層の導電型を、第1の実施の形態の反対にすることもできる。例えば、n型コンタクト層101及びn型クラッド層103の導電型をp型にすると共に、p型クラッド層107及びp型コンタクト層109の導電型をn型にすることもできる。また、凹凸形状部103aは、n型クラッド層103の表面に規則性を有さない凹凸部を形成することにより、n型クラッド層103の表面に設けることもできる。
Furthermore, in the
また、コンタクト部120は、切断部のない単一な形状に形成されているが、変形例においては、コンタクト部120の一部に切断部を形成して、複数の領域からなるコンタクト部120を形成することもできる。例えば、コンタクト部120は、複数のドット状に形成することもできる。
In addition, the
また、発光素子1の平面寸法は上記の実施形態に限られない。例えば、発光素子1の平面寸法は、縦寸法及び横寸法がそれぞれ略500μm以上の寸法、又は1mmを超える寸法となるように設計することもでき、また、発光素子1の使用用途に応じて、縦寸法及び横寸法を適宜変更して発光素子1を形成することもできる。一例として、発光素子1の平面寸法を、縦寸法の方が横寸法より短くなるように設計することもできる。この場合、発光素子1の上面視における形状は、略長方形となる。
Moreover, the planar dimension of the
また、活性層105は量子井戸構造を有して形成することもできる。量子井戸構造は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造、又は歪み多重量子井戸構造のいずれの構造からも形成することができる。
The
(発光素子1の製造方法)
図2Aから図2Jは、本発明の第1の実施の形態に係る発光素子の製造工程の流れを示す。
(Method for Manufacturing Light-Emitting Element 1)
2A to 2J show the flow of the manufacturing process of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention.
まず、図2A(a)に示すように、n型GaAs基板100の上に、例えば、有機金属気相成長法(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy:MOVPE法)によって複数の化合物半導体層を含むAlGaInP系の半導体積層構造11を形成する。具体的には、n型GaAs基板100の上に、アンドープの(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pを有するエッチングストップ層102と、Siがドープされたn型のGaAsを有するn型コンタクト層101と、Siがドープされたn型の(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pを有するn型クラッド層103と、アンドープの(Al0.1Ga0.9)0.5In0.5Pを有する活性層105と、Mgがドープされたp型の(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pを有するp型クラッド層107と、Mgがドープされたp型のGaPを有するp型コンタクト層109とをMOVPE法を用いてこの順に形成する。これにより、n型GaAs基板100上に半導体積層構造11が形成されたエピタキシャルウエハが形成される。
First, as shown in FIG. 2A (a), an AlGaInP-based material including a plurality of compound semiconductor layers on an n-
ここで、MOVPE法を用いた半導体積層構造11の形成は、成長温度を650℃に、成長圧力を6666.1Pa(50Torr)に、半導体積層構造11が有する複数の化合物半導体層のそれぞれの成長速度を0.3nm/secから1.0nm/secに、及びV/III比を約200前後に設定して実施する。なお、V/III比とは、トリメチルガリウム(TMGa)、トリメチルアルミニウム(TMAl)等のIII族原料のモル数を基準とした場合における、アルシン(AsH3)、ホスフィン(PH3)等のV族原料のモル数の比である。
Here, the formation of the
また、MOVPE法において用いる原料は、トリメチルガリウム(TMGa)、トリエチルガリウム(TEGa)、トリメチルアルミニウム(TMAl)、トリメチルインジウム(TMIn)等の有機金属化合物、及びアルシン(AsH3)、ホスフィン(PH3)等の水素化物ガスを用いることができる。更に、n型のドーパントの原料は、ジシラン(Si2H6)を用いることができる。そして、p型のドーパントの原料は、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)を用いることができる。
The raw materials used in the MOVPE method are organometallic compounds such as trimethylgallium (TMGa), triethylgallium (TEGa), trimethylaluminum (TMAl), trimethylindium (TMIn), arsine (AsH 3 ), and phosphine (PH 3 ). A hydride gas such as can be used. Furthermore, disilane (Si 2 H 6 ) can be used as a raw material for the n-type dopant. Then, the raw material of p-type dopant can be used biscyclopentadienyl magnesium (
また、n型のドーパントの原料として、セレン化水素(H2Se)、モノシラン(SiH4)、ジエチルテルル(DETe)、又はジメチルテルル(DMTe)を用いることもできる。そして、p型のドーパントの原料として、ジメチルジンク(DMZn)又はジエチルジンク(DEZn)を用いることもできる。 Alternatively, hydrogen selenide (H 2 Se), monosilane (SiH 4 ), diethyl tellurium (DETe), or dimethyl tellurium (DMTe) can be used as a raw material for the n-type dopant. And dimethyl zinc (DMZn) or diethyl zinc (DEZn) can also be used as a raw material of a p-type dopant.
なお、n型GaAs基板100の上の半導体積層構造11は、分子線エピタキシー法(Molecular Beam Epitaxy:MBE)又はハライド気相エピタキシー法(Halide Vapor Phase Epitaxy:HVPE)等を用いて形成することもできる。
The
次に、図2A(b)に示すように、図2A(a)において形成したエピタキシャルウエハをMOVPE装置から搬出した後、p型コンタクト層109の表面に透明層140を形成する。具体的には、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)装置を用いて、透明層140としてのSiO2膜をp型コンタクト層109の表面に形成する。なお、透明層140を複数の層から形成する場合、真空蒸着法により形成することができる。
Next, as shown in FIG. 2A (b), after the epitaxial wafer formed in FIG. 2A (a) is unloaded from the MOVPE apparatus, a
次に、図2B(c)に示すように、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いて、透明層140に開口140aを形成する。例えば、開口140aを形成すべき領域に溝を有するフォトレジストパターンを、透明層140上に形成する。開口140aは、透明層140の表面からp型コンタクト層109と透明層140との界面までを貫通して形成される。具体的には、フッ酸系のエッチング液としてのエッチャントを用いて、透明層140に開口140aを形成する。
Next, as shown in FIG. 2B (c), an
続いて、図2B(d)に示すように、真空蒸着法を用いて、開口140aにコンタクト部120を形成する材料であるAuZn合金を形成する。例えば、開口140aを形成する際に用いるフォトレジストパターンをマスクとして、AuZnを開口140a内に真空蒸着することにより、コンタクト部120を形成する。次に、図2B(e)に示すように、真空蒸着法を用いて、反射層132としてのAl層と、バリア層134としてのTi層と、接合層136としてのAu層とを形成する。これにより、半導体積層構造体1aが形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 2B (d), an AuZn alloy, which is a material for forming the
そして、図2C(f)に示すように、支持基板20としての導電性のSi基板上に、コンタクト電極206としてのTiと、バリア層204としてのPtと、接合層202としてのAuとをこの順に真空蒸着法を用いて形成する。これにより、支持構造体20aが形成される。続いて、半導体積層構造体1aの接合層136の表面である接合面136aと、支持構造体20aの接合層202の表面である接合面202aとを対向させて重ね、この状態をカーボン等から形成される冶具で保持する。
2C (f), Ti as the
続いて、半導体積層構造体1aと支持構造体20aとが重なり合った状態を保持している冶具を、ウエハ貼合わせ装置内に導入する。そして、ウエハ貼合わせ装置内を所定圧力にする。一例として、1.333Pa(0.01Torr)の圧力に設定する。そして、互いに重なり合っている半導体積層構造体1aと支持構造体20aとに冶具を介して圧力を加える。一例として、30kgf/cm2の圧力を加える。次に、冶具を所定温度まで所定の昇温速度で加熱する。 Subsequently, a jig holding the state in which the semiconductor multilayer structure 1a and the support structure 20a are overlapped is introduced into the wafer bonding apparatus. And the inside of a wafer bonding apparatus is made into a predetermined pressure. As an example, the pressure is set to 1.333 Pa (0.01 Torr). Then, pressure is applied to the semiconductor laminated structure 1a and the support structure 20a that are overlapped with each other via a jig. As an example, a pressure of 30 kgf / cm 2 is applied. Next, the jig is heated to a predetermined temperature at a predetermined temperature increase rate.
具体的には、冶具の温度を350℃まで加熱する。そして、冶具の温度が350℃程度に達した後、冶具を当該温度で約30分保持する。その後、冶具を徐冷する。冶具の温度を、例えば室温まで十分に低下させる。冶具の温度が低下した後、冶具に加わっている圧力を開放する。そして、ウエハ貼合わせ装置内の圧力を大気圧にして冶具を取り出す。これにより、図2C(g)に示すように、半導体積層構造体1aと支持構造体20aとが接合層136と接合層202との間において機械的・電気的に接合した接合構造体1bが形成される。
Specifically, the temperature of the jig is heated to 350 ° C. And after the temperature of a jig reaches about 350 degreeC, a jig is hold | maintained at the said temperature for about 30 minutes. Thereafter, the jig is slowly cooled. The temperature of the jig is sufficiently lowered to, for example, room temperature. After the temperature of the jig has dropped, the pressure applied to the jig is released. And the pressure in a wafer bonding apparatus is made into atmospheric pressure, and a jig is taken out. As a result, as shown in FIG. 2C (g), a bonded structure 1b is formed in which the semiconductor multilayer structure 1a and the support structure 20a are mechanically and electrically bonded between the
なお、本実施形態においては、半導体積層構造体1aは、バリア層134を有している。したがって、半導体積層構造体1aと支持構造体20aとを接合面136aと接合面202aとで接合させた場合であっても、接合層136及び接合層202を形成する材料が反射層132に拡散することを防止して、反射層132の反射特性が劣化することを抑制できる。
In the present embodiment, the semiconductor multilayer structure 1 a includes the
次に、研磨装置の冶具に貼り付け用ワックスで接合構造体1bを貼り付ける。具体的に、支持基板20側を当該冶具に貼り付ける。そして、接合構造体1bのn型GaAs基板100を所定の厚さになるまで研磨する。続いて、研磨後の接合構造体1bを研磨板から取り外して、支持基板20の表面に付着しているワックスを洗浄除去する。そして、図2D(h)に示すように、GaAsエッチング用のエッチャントを用いて、研磨後の接合構造体1bからn型GaAs基板100を選択的に完全に除去してエッチングストップ層102が露出した接合構造体1cを形成する。GaAsエッチング用のエッチャントとしては、例えば、アンモニア水と過酸化水素水との混合液が挙げられる。なお、n型GaAs基板100を研磨せずに、全てのn型GaAs基板100をエッチングにより除去することもできる。
Next, the bonding structure 1b is affixed to the jig of the polishing apparatus with affixing wax. Specifically, the
そして、図2D(i)に示すように、接合構造体1cからエッチングストップ層102を所定のエッチャントを用いてエッチングにより除去する。これにより、エッチングストップ層102が除去された接合構造体1dが形成される。所定のエッチャントとしては、塩酸を含むエッチャントを用いることができる。これによりn型コンタクト層101の表面が外部に露出する。
Then, as shown in FIG. 2D (i), the
続いて、フォトリソグラフィー法及び真空蒸着法を用いて、n型コンタクト層101の表面の所定の位置に、第1表面電極110及び第2表面電極112を形成する。第1表面電極110及び第2表面電極112はそれぞれ、直径が100μmの円電極と幅が10μmの複数の線状電極とから形成される。第1表面電極110及び第2表面電極112はそれぞれ、AuGe、Ti、Auをこの順にn型コンタクト層101上に形成する。この場合に、第1表面電極110及び第2表面電極112はそれぞれ、コンタクト部120の直上に位置しないように形成される。これにより、図2Eに示すように、第1表面電極110及び第2表面電極112を有する接合構造体1eが形成される。
Subsequently, the
次に、図2Fに示すように、図2Eにおいて形成した第1表面電極110及び第2表面電極112をマスクとして、第1表面電極110及び第2表面電極112の直下に対応するn型コンタクト層101を除くn型コンタクト層101を、硫酸と過酸化水素水と水との混合液を用いてエッチングして除去する。これにより、接合構造体1fが形成される。なお、当該混合液を用いることにより、GaAsから形成されるn型コンタクト層101を、n型の(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pから形成されるn型クラッド層103に対して選択的にエッチングできる。したがって、接合構造体1fにおいては、n型クラッド層103が外部に露出することとなる。
Next, as shown in FIG. 2F, the n-type contact layer corresponding to the region immediately below the
次に、図2Gに示すように、n型クラッド層103の表面の一部に、凹凸形状部103aを形成する。具体的には、凹部用のパターン又は凸部用のパターンが所定の間隔をおいて繰り返されるマスクパターンを、フォトリソグラフィー法を用いてn型クラッド層103の表面に形成する。例えば、凹部用のパターン又は凸部用のパターンが1.0μmから3.0μmの間隔をおいて繰り返されるマスクパターンを形成する。なお、凹部用のパターン又は凸部用のパターンは、例えば、マトリックス状、ハニカム状等の配置を有して形成される。そして、形成したマスクパターンをマスクとして、ウェットエッチング法を用いてn型クラッド層103の表面に凹凸形状部103aを形成する。これにより、凹凸形状部103aを有する接合構造体1gが形成される。
Next, as shown in FIG. 2G, an
続いて、フォトリソグラフィー法を用いて発光素子間を分離するマスクパターンを接合構造体1gの表面に形成する。すなわち、接合構造体1gのn型クラッド層103の表面に発光素子間分離用のマスクパターンを形成する。マスクパターンをマスクとして、n型クラッド層103の表面側からp型コンタクト層109までをウェットエッチング法で除去することにより発光素子をそれぞれ分離する。これにより、図2Hに示すように、複数の発光素子間が分離された接合構造体1hが形成される。なお、側面10aはウェットエッチングにより露出した面であり、機械的に半導体積層構造10を切断した場合に比べて滑らかな表面を有する。
Subsequently, a mask pattern for separating the light emitting elements is formed on the surface of the bonding structure 1g by using a photolithography method. That is, a mask pattern for separating light emitting elements is formed on the surface of the n-
次に、支持基板20の裏面の略全面に、裏面電極210を真空蒸着法によって形成する。裏面電極210は、TiとAuとをこの順に支持基板20の底面に蒸着することにより形成する。その後、コンタクト部120とp型コンタクト層109との間、第1表面電極110及び第2表面電極112とn型コンタクト層101との間、コンタクト電極206と支持基板20との間、及び裏面電極210と支持基板20との間のそれぞれの電気的接合を形成する合金化工程であるアロイ工程を裏面電極210を備える接合構造体1hに施す。一例として、不活性雰囲気としての窒素雰囲気下、400℃で5分間の熱処理を接合構造体1hに施す。続いて、フォトリソグラフィー法及び真空蒸着法を用いて、第1表面電極110及び第2表面電極112の表面に、パッド電極115を形成する。パッド電極115は、例えば、Ti、Auをこの順に第1表面電極110及び第2表面電極112の表面に蒸着することにより形成する。これにより、図2Iに示すような接合構造体1iが形成される。
Next, the
そして、ダイシングブレードを有するダイシング装置を用いて、接合構造体1iを素子分離する。これにより、図2Jに示すように、本実施の形態に係る複数の発光素子1が形成される。この場合、ダイシングブレードにより機械的に切断された領域には、側面10bが生じる。側面10bは、機械的に切断された領域なので、側面10aの表面に比べて大きな凹凸が生じている。
Then, using a dicing apparatus having a dicing blade, the bonded structure 1i is separated. Thereby, as shown to FIG. 2J, the several
図2Aから図2Jの各工程を経て製造された発光素子1は、一例として、平面寸法が1mm角の略四角形状を有する大電流印加型の素子サイズ(平面寸法)が大きな発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)である。そして、この発光素子1をTO−46ステムに導電性の接合材料を用いてダイボンディングすると共に、第1表面電極110とTO−46ステムの所定の領域、及び第2表面電極112とTO−46ステムの所定の領域のそれぞれをAu等のワイヤーで接続する。これにより、発光素子1の特性を評価することができる。
As an example, the
具体的に、この製造工程で製造した発光素子1の初期特性を、樹脂モールドを施さずに評価した。まず、第1表面電極110及び第2表面電極112の双方に電流を供給して発光素子1の特性を評価した。順電流として1000mAの直流電流を発光素子1に供給したところ、順方向電圧が2.65Vで、発光出力が615mWであった。
Specifically, the initial characteristics of the light-emitting
次に、第1表面電極110とTO−46ステムの所定の領域だけをワイヤーボンディングした発光素子を準備した。すなわち、この発光素子においては、第2表面電極112には電流は供給されない。この発光素子の初期特性を評価した。順電流として1000mAの直流電流を第1表面電極110に供給したところ、発光素子は光を発しなかった。
Next, a light emitting device was prepared in which only a predetermined region of the
図3は、本発明の第1の実施の形態に係る発光素子の第1表面電極及び第2表面電極の双方にワイヤーボンディングした場合、並びに第1表面電極の実にワイヤーボンディングした場合のそれぞれにおける電流−光出力特性を示す。 FIG. 3 shows currents when wire bonding is performed to both the first surface electrode and the second surface electrode of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention and when the first surface electrode is actually wire bonded. -Shows the light output characteristics.
発光素子1の第1表面電極110及び第2表面電極112の双方にワイヤーを接続して発光素子1に直流電流を供給した場合、供給する電流値の増加に伴い発光出力も直線的に増加した(図3中においては、「両ワイヤー」で示す。)。しかしながら、発光素子1の第1表面電極110にのみワイヤーを接続して発光素子1に直流電流を供給した場合、供給する電流が500mA程度までは直線的に発光出力が増加したが、電流値が500mA程度以上では発光出力は低下した。更に電流値を1000mAまで増加させると、発光素子1は不灯となった(図3中においては、「片ワイヤー」で示す。)。これは、片ワイヤーの場合、発光素子1に供給した電流が、第1表面電極110の直下の活性層105に集中してしまうことに起因すると考えられた。
When a direct current is supplied to the
以上により、本実施の形態に係る発光素子1は、第1表面電極110又は第2表面電極112のいずれかに接続されているワイヤーに不具合が生じた場合、発光素子1に電流を供給しても発光素子1が発光しないことにより、ワイヤーの不具合を発見できることが示された。
As described above, the light-emitting
(比較例)
図4は、比較例に係る発光素子の上面の概要を示す。
(Comparative example)
FIG. 4 shows an outline of the upper surface of the light emitting device according to the comparative example.
比較例に係る発光素子2は、本発明の第1の実施の形態に係る発光素子1とは表面電極の形状が異なる点を除き、発光素子1と同一の構成を備える。よって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
The
比較例に係る発光素子2は、第1表面電極110及び第2表面電極112が接続部分11cによって接続され、単一の表面電極111として構成される。すなわち、発光素子2においては、単独の表面電極111がn型クラッド層103の表面に形成される。また、表面電極111は、2つの円電極111aと複数の線状電極111bとを備える。そして、複数の線状電極111bそれぞれの断面積と接続部分111cの断面積とは同一である。
The
比較例に係る発光素子2をTO−46ステムに導電性の接合材料を用いてダイボンディングすると共に、一方の円電極111aとTO−46ステムの所定の領域、及び他方の円電極111aとTO−46ステムの所定の領域のそれぞれをAu等のワイヤーで接続した。そして、発光素子2の所期特性を、樹脂モールドを施さずに評価した。順電流として1000mAの電流を発光素子2に供給したところ、順方向電圧が2.25Vで、発光出力が610mWであった。
The light-emitting
次に、一方の円電極111aとTO−46ステムの所定の領域だけをワイヤーボンディングした発光素子を準備した。すなわち、この発光素子においては、他方の円電極111aから発光素子2に対して電流は供給されない。この発光素子の初期特性を評価した。その結果、順電流として1000mAの電流を一方の円電極111aに供給したところ、順方向電圧が2.78Vで、発光出力が595mWであった。比較例に係る発光素子2においては、発光素子2に電流を供給する2本のワイヤーのうち片方が切断された場合でも発光素子2は発光するので、ワイヤーの不具合を検出することができないことが示された。
Next, a light emitting device was prepared in which only one
(第1の実施の形態の効果)
本実施の形態に係る発光素子1は、活性層105に電流を供給する電流注入用の電極を、n型クラッド層103の上方に複数個所、備える。すなわち、発光素子1は、第1表面電極110と、第1表面電極110とは電気的に接続していない第2表面電極112との双方から活性層105に電流を供給できる。これにより、発光素子1は、活性層105に対して供給された電流を活性層105の水平方向に広げることができ、活性層105の一部に電流が集中することを抑制して、長期的な信頼性を向上させることができる。
(Effects of the first embodiment)
The
また、本実施の形態において、第1表面電極110と、第2表面電極112とは電気的に接続されていない。よって、第1表面電極110又は第2表面電極112のいずれか一方にだけ電流が注入された場合に、電流が注入された表面電極の直下に対応する活性層105に電流が集中する。この場合、電流が集中した活性層105の一部の活性層温度が上昇することにより、活性層105は光を発しなくなる。したがって、本実施の形態に係る発光素子1によれば、例えば、第1表面電極110に接続しているワイヤー、又は第2表面電極112に接続しているワイヤーのいずれかが切断、破損等している場合、発光素子1に電流を供給しても発光素子1は発光しないので、ワイヤーの不具合を容易に検出できる。これにより、本実施の形態によれば、発光素子1の製造後に実施する出荷前検査において容易にワイヤー等の不具合を発見でき、市場に高信頼性の発光素子1を提供できる。
In the present embodiment, the
[第2の実施の形態]
図5は、本発明の第2の実施の形態に係る発光素子の上面の概要を示す。
[Second Embodiment]
FIG. 5 shows an outline of the upper surface of the light emitting device according to the second embodiment of the present invention.
本発明の第2の実施の形態に係る発光素子3は、第1表面電極110と第2表面電極112とが、微細再選としての接続電極により電気的に接続されている点を除き、第1の実施の形態に係る発光素子1と略同一の構成を備える。よって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
The light emitting element 3 according to the second embodiment of the present invention is the first except that the
発光素子3は、n型クラッド層103の光取り出し面側に、第1表面電極110と第2表面電極112とを備える。そして、発光素子3において、第1表面電極110と第2表面電極112とは、第1表面電極110から第2表面電極112側に向かって伸びる第1接続電極110cと、第2表面電極112から第1表面電極110側に向かって伸びる第2接続電極112cとが電気的に接続する。
The light emitting element 3 includes a
第1接続電極110cの断面積と、第2接続電極112cの断面積とはそれぞれ、複数の第1線状電極110bの断面積、及び複数の第2線状電極112bの断面積より小さく形成される。すなわち、上面視にて、第1接続電極110の幅と、第2接続電極112cの幅とはそれぞれ、第1線状電極110bの幅、及び第2線状電極112bの幅より狭く形成される。一例として、第1接続電極110及び第2接続電極112cは、10μm程度の幅を有して形成される。これにより、第1表面電極110又は第2表面電極112のいずれか一方に電流が供給された場合、電流が供給された一方の表面電極から他方の表面電極には実質的に電流が供給されないので、第1の実施の形態に係る発光素子1と同様の効果を奏することとなる。
The cross-sectional area of the first connection electrode 110c and the cross-sectional area of the second connection electrode 112c are smaller than the cross-sectional area of the plurality of first
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 While the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments described above do not limit the invention according to the claims. In addition, it should be noted that not all the combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.
1、2、3 発光素子
1a 半導体積層構造体
1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i 接合構造体
10 半導体積層構造
10a 側面
10b 側面
11 半導体積層構造
20 支持基板
100 n型GaAs基板
101 n型コンタクト層
102 エッチングストップ層
103 n型クラッド層
103a 凹凸形状部
105 活性層
107 p型クラッド層
109 p型コンタクト層
110 第1表面電極
110a、112a 円電極
110b 第1線状電極
110c 第1接続電極
111 表面電極
111a 円電極
111b 線状電極
111c 接続部分
112 第2表面電極
112b 第2線状電極
112c 第2接続電極
115 パッド電極
120 コンタクト部
120a 枝状コンタクト部
130 反射部
132 反射層
134、204 バリア層
136、202 接合層
136a、202a 接合面
140 透明層
140a 開口
200 密着層
206 コンタクト電極
210 裏面電極
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1半導体層の前記活性層と接している側の反対側に設けられ、前記第1半導体層に電流を供給する第1電極、及び前記第1電極から離れた位置に設けられ、前記第1半導体層に電流を供給する第2電極と
を備え、
前記活性層は、前記第1電極及び前記第2電極の双方に電流が供給された時に、供給された電流が前記活性層の水平の方向に向かって広がることにより発光する発光素子。 A first conductivity type first semiconductor layer; a second conductivity type second semiconductor layer different from the first conductivity type; and an active layer sandwiched between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. A semiconductor laminated structure;
A first electrode that is provided on a side opposite to the side in contact with the active layer of the first semiconductor layer, is provided at a position apart from the first electrode, and a first electrode that supplies current to the first semiconductor layer; A second electrode for supplying a current to one semiconductor layer;
The active layer emits light when a current is supplied to both the first electrode and the second electrode, and the supplied current spreads in a horizontal direction of the active layer.
前記第2電極は、第2円電極と、前記第2円電極に電気的に接続する第2線状電極とを有し、
前記第1線状電極は、前記第2線状電極に電気的に接続されない
請求項2に記載の発光素子。 The first electrode includes a first circular electrode and a first linear electrode electrically connected to the first circular electrode;
The second electrode has a second circular electrode and a second linear electrode electrically connected to the second circular electrode,
The light emitting device according to claim 2, wherein the first linear electrode is not electrically connected to the second linear electrode.
前記第2電極は、第2円電極と、前記第2円電極に電気的に接続する第2線状電極と、前記第2線状電極の断面積より小さい断面積であって、前記第1接続電極に電気的に接続する第2接続電極とを有する請求項2に記載の発光素子。 The first electrode includes a first circular electrode, a first linear electrode electrically connected to the first circular electrode, and a first connection electrode having a cross-sectional area smaller than a cross-sectional area of the first linear electrode. Have
The second electrode includes a second circular electrode, a second linear electrode electrically connected to the second circular electrode, and a cross-sectional area smaller than a cross-sectional area of the second linear electrode, The light emitting element according to claim 2, further comprising a second connection electrode electrically connected to the connection electrode.
前記半導体積層構造は、前記半導体積層構造と前記反射部とを電気的に接続するコンタクト部を含む透明層を介して前記支持基板に支持される請求項3又は4に記載の発光素子。 Further comprising a support substrate having a reflective portion;
5. The light emitting device according to claim 3, wherein the semiconductor multilayer structure is supported by the support substrate via a transparent layer including a contact portion that electrically connects the semiconductor multilayer structure and the reflective portion.
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|---|---|---|---|---|
| JP2011199111A (en) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Stanley Electric Co Ltd | Optical semiconductor device, and method of manufacturing the same |
| KR101832305B1 (en) * | 2010-10-18 | 2018-02-26 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting diode and method for fabricating the light emitting device |
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| JP2020202350A (en) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | ローム株式会社 | Semiconductor light emitting device |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011199111A (en) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Stanley Electric Co Ltd | Optical semiconductor device, and method of manufacturing the same |
| KR101832305B1 (en) * | 2010-10-18 | 2018-02-26 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting diode and method for fabricating the light emitting device |
| JP2020065041A (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-23 | ローム株式会社 | Semiconductor light emitting device and method for manufacturing semiconductor light emitting device |
| JP7364376B2 (en) | 2018-10-12 | 2023-10-18 | ローム株式会社 | Semiconductor light emitting device and method for manufacturing semiconductor light emitting device |
| JP2020202350A (en) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | ローム株式会社 | Semiconductor light emitting device |
| JP7360822B2 (en) | 2019-06-13 | 2023-10-13 | ローム株式会社 | semiconductor light emitting device |
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