(57)【要約】【課題】  簡単な工程により、放射光を集中させて高輝度を提供することにより、光ファイバ通信デバイスで使用される従来のＬＥＤの光結合効率が低い問題を解決することのできる点光源発光ダイオードおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  点光源発光ダイオードは、基板１００、エピタキシャル構造１０２、第１の電極層１０４、絶縁層１０８、ボンディング層１１２、コンタクト層１１０および連結ブリッジ１１４を備える。エピタキシャル構造１０２は基板１００上に設けられ、基板１００はエピタキシャル構造１０２の発光表面上に設けられた発光領域Ｌを含むパターンを含む。【選択図】  図１Ｃ
2006108619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられ、発光表面上に設けられたパターンを有し、発光領域を有するエピタキシャル構造と、
前記エピタキシャル構造の部分上に設けられた第１の電極層と、前記エピタキシャル構造のその他の部分上に設けられ、前記第１の電極層に隣接された絶縁層と、
前記第１の電極層上に設けられたコンタクト層と、前記絶縁層の部分上に設けられたボンディング層と、前記絶縁層のその他の部分上に設けられ、前記コンタクト層と前記ボンディング層とを接続するために用いられ、前記発光領域の直径の半分よりも小さい幅を有する連結ブリッジとを備えることを特徴とする点光源発光ダイオード。
【請求項２】
前記コンタクト層、前記連結ブリッジ、前記ボンディング層、前記絶縁層および前記エピタキシャル構造の上方に設けられた不動態層をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の点光源発光ダイオード。
【請求項３】
前記不動態層は絶縁材からなり、前記絶縁材は、ポリイミド、ポリマー、ＳｉＮｘおよびＳｉＯ２からなる群から選択される１種以上を含むことを特徴とする請求項２記載の点光源発光ダイオード。
【請求項４】
前記不動態層は、ボンディング工程で位置決めするときに用いられるボンディング層の一部分を露出させるボンディング領域パターンを含むことを特徴とする請求項２記載の点光源発光ダイオード。
【請求項５】
前記発光領域は前記第１の電極層の下方に設けられ、活性層から放射された光が前記発光領域、前記第１の電極層および前記コンタクト層を透過することを特徴とする請求項１記載の点光源発光ダイオード。
【請求項６】
前記発光領域の形状は、円形、輪形、多辺形および十字形からなる群から選択されることを特徴とする請求項１記載の点光源発光ダイオード。
【請求項７】
前記発光領域の直径は１５０μｍより小さいことを特徴とする請求項１記載の点光源発光ダイオード。
【請求項８】
前記第１の電極層は、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）、ＺｎＯ、ＳｎＣｄＯ、ＷＴｉＯ、ＩｎＯ、ＳｎＯおよびＭｇＯからなる群から選択されることを特徴とする請求項１記載の点光源発光ダイオード。
【請求項９】
前記第１の電極層は、金、銀、アルミニウム、ニッケル、チタンおよび金合金からなる群から選択されたオーミック金属からなることを特徴とする請求項１記載の点光源発光ダイオード。
【請求項１０】
前記コンタクト層はパターニングされた導電層であり、該パターニングされた導電層の形状は、円形、輪形、多辺形および十字形からなる群から選択されることを特徴とする請求項１記載の点光源発光ダイオード。
【請求項１１】
前記コンタクト層は、金、銀、アルミニウム、ニッケル、チタンおよび金合金からなる群から選択されるオーミック金属からなることを特徴とする請求項１０記載の点光源発光ダイオード。
【請求項１２】
前記コンタクト層、前記ボンディング層および前記連結ブリッジは、同一工程において同じ材料を用いて、同時に一層へ形成されることを特徴とする請求項１記載の点光源発光ダイオード。
【請求項１３】
前記コンタクト層、前記ボンディング層および前記連結ブリッジは、異なる工程において異なる材料を用いて多層へ形成されることを特徴とする請求項１記載の点光源発光ダイオード。
【請求項１４】
前記連結ブリッジの幅は３０μｍよりも小さいことを特徴とする請求項１記載の点光源発光ダイオード。
【請求項１５】
前記絶縁層は、前記ボンディング層と前記エピタキシャル構造との間に設けられることを特徴とする請求項１記載の点光源発光ダイオード。
【請求項１６】
前記絶縁層は、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ２、ＡｌＯ２およびポリイミドからなる群から選択される１種以上を含むことを特徴とする請求項１記載の点光源発光ダイオード。
【請求項１７】
前記基板の一側に設けられた第２の電極層をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の点光源発光ダイオード。
【請求項１８】
前記第２の電極層および前記第１の電極層は、前記基板の同一側に設けられることを特徴とする請求項１７記載の点光源発光ダイオード。
【請求項１９】
前記第２の電極層および前記第１の電極層は、前記基板の反対側にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１７記載の点光源発光ダイオード。
【請求項２０】
前記エピタキシャル構造は、3−5族半導体材料からなり、バッファ層、ｎ型クラッド層、活性層およびｐ型クラッド層が順次積重ねられた構造を有することを特徴とする請求項１記載の点光源発光ダイオード。
【請求項２１】
基板を準備する工程と、前記基板上にエピタキシャル構造を形成する工程と、前記エピタキシャル構造の部分上に第１の電極層を形成する工程と、前記エピタキシャル構造のその他の部分上に絶縁層を形成する工程と、前記第１の電極層および前記絶縁層上に金属層を形成する工程と、前記金属層をパターニングし、前記第１の電極層上にコンタクト層を形成し、前記絶縁層上にボンディング層および連結ブリッジを形成する工程と、メサエッチング工程を行って前記エピタキシャル構造の部分を除去し、前記コンタクト層の下方に発光領域を定義する工程と、前記エピタキシャル構造上または前記基板上のどちらか一方に第２の電極層を形成する工程とを含むことを特徴とする点光源発光ダイオードの製造方法。  
【請求項２２】
前記第１の電極層、前記絶縁層、前記金属層および前記エピタキシャル構造の部分上に不動態層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２１記載の点光源発光ダイオードの製造方法。
【請求項２３】
ボンディング工程において、金属層の一部分を露出させて位置決めを行う不動態層のパターニング工程をさらに含むことを特徴とする請求項２１記載の点光源発光ダイオードの製造方法。  
【請求項２４】
前記エピタキシャル構造の製造工程は、バッファ層、ｎ型クラッド層、活性層およびｐ型クラッド層を順次積重ねて3−5族半導体材料を成長させる工程を含むことを特徴とする請求項２１記載の点光源発光ダイオードの製造方法。  
【請求項２５】
前記コンタクト層は、オーミック金属および透明導電材料からなる群から選択される導電材料からなることを特徴とする請求項２１記載の点光源発光ダイオードの製造方法。
【請求項２６】
前記絶縁層を形成する工程は、前記第１の電極層をパターニングし、前記エピタキシャル構造の一部を露出させる工程と、前記エピタキシャル構造および前記第１の電極層の部分上に絶縁材を堆積させる工程と、前記第１の電極層の表面上にある絶縁材を除去する工程とを含むことを特徴とする請求項２１記載の点光源発光ダイオードの製造方法。
【請求項２７】
前記連結ブリッジは、前記絶縁層に隣接され、前記コンタクト層に接続されることを特徴とする請求項２１記載の点光源発光ダイオードの製造方法。
【請求項２８】
前記連結ブリッジの幅は３０μｍよりも小さいことを特徴とする請求項２７記載の点光源発光ダイオードの製造方法。  
【請求項２９】
前記コンタクト層のパターンは、円形、輪形、多辺形および十字形からなる群から選択されることを特徴とする請求項２７記載の点光源発光ダイオードの製造方法。  
【請求項３０】
前記パターンの直径は１５０μｍよりも小さいことを特徴とする請求項２９記載の点光源発光ダイオードの製造方法。  
【請求項３１】
前記第２の電極層を形成する工程は、前記コンタクト層、前記ボンディング層、前記連結ブリッジ、前記絶縁層および前記第１の電極層の部分上に保護層を堆積させる工程と、
前記エピタキシャル構造の露出された表面上または前記基板上のどちらか一方に導電層を形成して、該導電層を前記第１の電極層へ直接に接触させないようにする工程と、
前記保護層を除去する工程とを含むことを特徴とする請求項２１記載の点光源発光ダイオードの製造方法。  
【請求項３２】
前記導電層および前記第１の電極層は、前記基板の同一側に設けられることを特徴とする請求項３１記載の点光源発光ダイオードの製造方法。
【請求項３３】
前記導電層および前記第１の電極層は、前記基板の反対側にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項３１記載の点光源発光ダイオードの製造方法。
【請求項３４】
パターニングされたエピタキシャル構造、電極層、絶縁層、コンタクト層、ボンディング層、連結ブリッジおよび不動態層を備え、
前記パターニングされたエピタキシャル構造は発光領域を有し、前記電極層は、前記パターニングされたエピタキシャル構造の部分上に設けられ、前記絶縁層は、前記電極層に隣接して前記パターニングされたエピタキシャル構造のその他の部分上に設けられ、
前記絶縁層は前記電極層に接続され、前記絶縁層と前記電極層との組み合わせにより前記発光領域を画定し、前記コンタクト層は、前記電極層の部分上に設けられ、前記ボンディング層は、前記絶縁層の部分上に設けられ、
前記連結ブリッジは、前記絶縁層のその他の部分上に設けられ、前記連結ブリッジにより前記コンタクト層と前記ボンディング層とを接続し、前記連結ブリッジの直径は、前記発光領域の直径の半分よりも小さく、前記不動態層は、前記ボンディング層の一部分を露出させてボンディング工程を行う場所を提供することを特徴とする点光源発光ダイオードの表面構造。
【請求項３５】
前記点光源発光ダイオードの表面構造は光ファイバへ直接に接続されることを特徴とする請求項３４記載の点光源発光ダイオードの表面構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（light-emitting diode：ＬＥＤ）に関し、特に表面外観が改良された点光源発光ダイオード（point source ＬＥＤ）およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは、様々な波長の光線を放射するｐｎ接合ダイオードであり、低電力消費、低発熱量、長寿命、小体積、良好な耐衝撃性、高速反応および優れた安定性という特性を備えているため、光源として家電製品の分野において広く利用されている。
【０００３】
ＬＥＤは、信頼性および光ファイバとの高い光束結合度を有するため、光電への応用において、光ファイバ通信の重要な能動素子として使用されている。一般に、光ファイバとの高い光結合効率を得るため、発光角が小さい点光源発光ダイオードは通信光源として採用されていた。しかし、従来のＬＥＤはボンディング領域が発光領域の中央に設けられていたために、発光形状に影響を与えて発光を制限しただけでなく、発光効率も低下させていた。
【０００４】
この問題を解決するために、点光源発光ダイオードから放射された光をレンズで集中させて光束にすることができるが、レンズを追加すると、製造工程および材料も追加しなければならなくなって、市場における競争力が低下した。
【０００５】
特許文献１では、電流をＬＥＤに集中させることにより、光を集中させる方法が提供されている。この従来技術では、発光ダイオードがエッチングされ、発光領域が形成されてから、エピタキシャル構造および発光領域の周囲にある電極層が選択酸化される。この工程により、発光が制限されていた従来の問題を防止することができ、放射された光は、レンズを追加せずに光を集中させて光束にすることができる。しかしながら、エピタキシャル構造には、ＡｌＧａＡｓやＡｌＡｓなどの酸化に適当な材料しか使用することができなかった。そして、エピタキシャル構造に行われる選択酸化の工程は、ＬＥＤ製造工程の複雑度とコストとを高めた。
【０００６】
特許文献２では、もう一つの高輝度ＬＥＤが開示されている。この従来技術では、ＬＥＤのエピタキシャル構造をエッチングすることにより、発光領域が提供されている。そして、円形電極層が一連のドーピングおよびエッチングの工程により提供される。この工程は、ＬＥＤの輝度を増大させて、光を一光束へ集中させることができるが、このドーピング工程に必要な高い動作温度はＬＥＤを劣化させた。
【０００７】
そのため、簡単な工程により、放射光を集中させて高輝度を達成することのできる点光源発光ダイオードおよびその製造方法が求められていた。
【特許文献１】米国特許第６０６３６４３号公報
【特許文献２】特開平０２−１７４２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、簡単な工程により、放射光を集中させて高輝度を提供することにより、光ファイバ通信デバイスで使用される従来のＬＥＤの光結合効率が低い問題を解決することのできる点光源発光ダイオードおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を達成するために本発明にあっては、点光源発光ダイオードを提供する。この点光源発光ダイオードは、基板、エピタキシャル構造、第１の電極層、絶縁層、ボンディング層、コンタクト層および連結ブリッジを備える。
エピタキシャル構造は、エピタキシャル構造の発光表面上に設けられた発光領域を含むパターンを有する基板上に設けられる。第１の電極層は基板上に設けられる。
絶縁層は、エピタキシャル構造上に設けられ、第１の電極層に隣接される。コンタクト層は第１の電極層上に設けられる。ボンディング層は絶縁層の部分上に設けられ、その絶縁層の幅は、絶縁層のその他の部分上に設けられた発光領域の直径の半分よりも小さく、コンタクト層とボンディング層とを接続する。
【００１０】
また、本発明は点光源発光ダイオードの製造方法を提供する。この点光源発光ダイオードの製造方法は次の工程を含む。先ず、基板を準備し、その基板上にエピタキシャル構造を形成する。
第１の電極層に隣接するエピタキシャル構造のその他の部分上に絶縁層が形成される前に、エピタキシャル構造の部分上に第１の電極層を形成する。次に、金属層を第１の電極層と絶縁層との間に形成する。金属層を形成した後、その金属層にパターニング処理を行い、連結ブリッジおよびコンタクト層を含む三つの部分に定義する。
続いて、メサエッチングをエピタキシャル構造へ行うことにより、コンタクト領域の下方にあるエピタキシャル構造の少なくとも一部を残して発光領域を形成する。そして、第２の電極層を形成する。その後、一連の下流工程を行って点光源発光ダイオードを形成する。
【００１１】
本発明の点光源発光ダイオードは、コンタクト層を通過する電流を集中させることにより、放射光を増強させて光束へ集中させる。
【００１２】
本発明は、高い輝度および光結合効率を達成することができる。また本発明は、複雑な工程を加えずに、ボンディング工程により放射光の問題を解決することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、第１の電極層２０４、コンタクト層２１０ａおよびメサエッチングされたエピタキシャル構造２０２により形成されたパターンを用いて、高輝度および高い光束結合効率を有する光束を得ることができる。この形成されたパターンにより、放射光を集中させて、ボンディングワイヤーの効果を下げ、放射される光束を所定形状にすることができる。
そのため、本発明の点光源発光ダイオードは、複雑な工程によらずに、ＬＥＤの光結合効率が低いという問題を解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、光ファイバ通信に用いる点光源発光ダイオードおよびその製造方法を提供する。本発明の点光源発光ダイオードは、複雑な工程を加えずに高い輝度および光束結合効率を達成することができる。そのため、放射光を所定形状に集中させることができる。
【００１５】
本実施形態のＬＥＤは、基板、エピタキシャル構造、第１および第２の電極層、絶縁層、コンタクト層、連結ブリッジおよびボンディング層からなる。
【００１６】
（第１実施形態）
図１Ａは、本発明の第１実施形態による点光源発光ダイオードを示す断面図である。この第１実施形態のエピタキシャル構造１０２は基板１００上に成長され、この基板１００はｎ型ＧａＡｓ基板であることが好ましい。エピタキシャル構造１０２は、ＧａＰ、Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ、ＧａＡｓ１−ｙＰｙ、ＺｎＳ１−ｚＳｅｚ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＧａＮなどの3−5族半導体材料からなり、ＭｇＺｎＳＳｅ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＧａＮ、ＭｇＺｎＳＳｅおよびＧａ１−ｘＡｌｘＡｓからなることが好ましい。
エピタキシャル構造１０２は、バッファ層１０１、ｎ型クラッド層１０３、活性層１０５およびｐ型クラッド層１０７などが順次積重ねられた複数の層からなる。第１実施形態のバッファ層１０１はｎ型ＧａＡｓからなることが好ましい。
ｎ型クラッド層１０３はワイドバンドギャップｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなることが好ましい。活性層１０５は、狭バンドギャップＡｌＧａＩｎＰまたは多量子井戸を有するＡｌＧａＩｎＰからなることが好ましい。ｐ型クラッド層１０７はワイドバンドギャップｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなることが好ましい。
【００１７】
図１Ｂは、本発明の第１実施形態による点光源発光ダイオードを示す平面図である。第１実施形態のエピタキシャル構造１０２は、発光領域Ｌを少なくとも含むパターンを有する。発光領域Ｌは、円形、輪形、多辺形または十字形を含む様々な形状にすることができる。第１実施形態の発光領域Ｌは、直径が１５０μｍよりも小さい円形である。
第１実施形態のエピタキシャル構造１０２のパターンは、光を放射するクラッド層に形成される。このパターンは、ｎ型クラッド層１０３に形成されてもよいし、ｐ型クラッド層１０７に形成されてもよい。この第１実施形態では、エピタキシャル構造１０２のパターンがｎ型クラッド層１０３に形成されている。
【００１８】
図１Ｃに示すように、第１の電極層１０４および第２の電極層１０６は、エピタキシャル構造１０２上に形成されて、第１の電極層１０４は、第２の電極層１０６へ直接に接触しない。第１の電極層１０４および第２の電極層１０６は、基板１００の同一側に設けられてもよいし（図１Ａを参照）、基板１００の反対側にそれぞれ設けられてもよい（図１Ｃを参照）。
本発明の第１実施形態では、第１の電極層１０４および第２の電極層１０６が基板１００の反対側にそれぞれ設けられている。本実施形態の第１の電極層１０４はパターニングされた層であり、そのパターニングされた層は、円形、輪形、多辺形または十字形などの様々な形状にすることができる。本発明の第１実施形態において、第１の電極層１０４は十字形である。
第１の電極層１０４または第２の電極層１０６は、オーミック金属や透明導電材料などといったエピタキシャル構造１０２と優れた導電性を有する材料からなる。前記透明導電材料は、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）、ＺｎＯ、ＳｎＣｄＯ、ＷＴｉＯ、ＩｎＯ、ＳｎＯまたはＭｇＯなどである。オーミック金属は、金、銀、アルミニウム、ニッケル、チタン、金−ゲルマニウム合金またはその他の金属などである。本発明の第１実施形態において、第１の電極層１０４および第２の電極層１０６は、金−ゲルマニウム合金からなる。
【００１９】
図１Ｂに示すように、絶縁層１０８は、第１の電極層１０４に隣接するエピタキシャル構造１０２上に形成される。絶縁層１０８は、ＳｉＯＮ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、ＡｌＯ２またはポリイミドなどの絶縁材からなり、好ましくはＳｉＮｘからなる。
【００２０】
図１Ｄは、第１実施形態によるコンタクト層１１０、ボンディング層１１２および連結ブリッジ１１４の構造を示す平面図である。コンタクト層１１０は第１の電極層１０４に隣接されて、コンタクト層１１０と第１の電極層１０４との間が電性接続される。
第１実施形態のコンタクト層１１０はパターニングされた導電層でもある。コンタクト層１１０は、円形、輪形、多辺形または十字形などの様々な形状にすることができる。第１実施形態のコンタクト層１１０は、第１の電極層１０４に位置が合わされた十字形である。
ボンディング工程において、位置決めするためのターゲット領域にするボンディング層１１２は、絶縁層１０８および連結ブリッジ１１４に隣接して形成される。絶縁層１０８上に形成される連結ブリッジ１１４は、ボンディング層１１２とコンタクト層１１０との間を接続する狭導電経路であり、ボンディング層１１２とコンタクト層１１０との間を電性接続することができる。連結ブリッジ１１４の幅は、発光領域Ｌの直径の半分より小さいことが好ましい。
本実施形態において、各コンタクト層１１０、ボンディング層１１２および連結ブリッジ１１４は、第２の電極層へ直接に接続されていない。エピタキシャル構造１０２が各コンタクト層１１０、ボンディング層１１２および連結ブリッジ１１４へ直接に電性接続されることを防止するために、絶縁層１０８により、エピタキシャル構造１０２とコンタクト層１１０、ボンディング層１１２および連結ブリッジ１１４のそれぞれとを絶縁する。
コンタクト層１１０、ボンディング層１１２および連結ブリッジ１１４は、同一工程において、同じ材料を用いて同時に形成してもよいし、異なる工程において、異なる材料でそれぞれ形成してもよい。コンタクト層１１０、ボンディング層１１２および連結ブリッジ１１４は、金、銀、アルミニウム、ニッケル、チタン、クロム、金合金またはその他の金属からなることが好ましい。
第１実施形態のコンタクト層１１０、ボンディング層１１２および連結ブリッジ１１４は、同一工程により金合金からなる同一導電層中で形成される。また、連結ブリッジ１１４の幅は３０μｍよりも小さい。
【００２１】
第１実施形態の点光源発光ダイオードは、コンタクト層１１０、ボンディング層１１２、連結ブリッジ１１４、絶縁層１０８およびエピタキシャル構造１０２上に形成された不動態層１１６をさらに含む。また、不動態層１１６はＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙまたはＳｉＯ２などからなることが好ましい。
【００２２】
図１Ｅは、本発明の第１実施形態による点光源発光ダイオードを示す平面図である。点光源発光ダイオードの外層は、ボンディング層１１２の一部を露出させるパターンを有する不動態層１１６である。ボンディング工程は、ボンディング領域Ｂと呼ばれるボンディング層１１２の露出部分で行われ、外部導線（図示せず）とボンディング領域Ｂとの間が電性接続される。
そのため、外部導線からの電流は、ボンディング領域Ｂ、連結ブリッジ１１４、コンタクト層１１０および第１の電極層１０４を順次通ってエピタキシャル構造１０２に導電される。電流は、活性層１０５へ流れる前に、第１の電極層１０４、コンタクト層１１０および連結ブリッジ１１４上に形成されたパターンにより、第１の電極層１０４の下方にある発光領域Ｌ中に集中される。そして、活性層１０５から放射された光は、発光領域Ｌ、第１の電極層１０４およびコンタクト層１１０を透過して、点光源発光ダイオードから外へ向かう光束に形成される。
【００２３】
電流を発光領域Ｌに集中させることにより、点光源発光ダイオードの輝度および光束結合効率が増強される。電流を効果的に集中させることにより、所定の光束を提供する。そして、光学分割デバイスを加えなくとも、光ファイバへ直接に結合させることができる。
【００２４】
（第２実施形態）
図２Ａから図２Ｈは、本発明の第２実施形態による点光源発光ダイオードの一連の工程を示す断面図である。
【００２５】
図２Ａに示すように、バッファ層２０１、ｎ型クラッド層２０３、活性層２０５およびｐ型クラッド層２０７を含むエピタキシャル構造２０２は、有機金属気相成長（metal organic chemical vapor deposition：ＭＯＣＶＤ）により基板２００上に形成される。エピタキシャル構造２０２は、ＧａＰ、Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ、ＧａＡｓ１−ｙＰｙ、ＺｎＳ１−ｚＳｅｚ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＧａＮなどの3−5族半導体材料からなり、好ましくはＭｇＺｎＳＳｅ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＧａＮ、ＭｇＺｎＳＳｅおよびＧａ１−ｘＡｌｘＡｓからなる。
本実施形態のバッファ層２０１は、ｎ型ＧａＡｓなどからなることが好ましい。ｎ型クラッド層２０３は、ワイドバンドギャップｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなることが好ましい。活性層２０５は、狭バンドギャップＡｌＧａＩｎＰまたは多量子井戸を有するＡｌＧａＩｎＰからなることが好ましい。ｐ型クラッド層２０７は、ワイドバンドギャップｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなることが好ましい。
【００２６】
次に、図２Ｂは、エピタキシャル構造２０２上に第１の電極層２０４が形成された後の構造を示す断面図である。エピタキシャル構造２０２と良好な導電性を有する材料を電子蒸着、熱蒸着またはスパッタリング堆積などで堆積工程を行い、第１の電極層２０４を形成する。
第１の電極層２０４の形成に使用される材料には、オーミック金属層または透明導電材料が含まれる。前記透明導電材料は、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＣｄＯ、ＷＴｉＯ、ＩｎＯ、ＳｎＯまたはＭｇＯなどである。前記オーミック金属層は、金、銀、アルミニウム、ニッケル、チタン、クロム、金合金またはその他の金属などである。第２実施形態の第１の電極層２０４は、金合金からなる。
【００２７】
図２Ｂは、図２Ａに第１の電極層２０４がパターニングされた後の構造を示す断面図である。第１の電極層２０４が形成された後、第１のフォトレジスト（図示せず）を第１の電極層２０４上に堆積してから第１の電極層２０４をエッチングする。そして、エピタキシャル構造２０２の一部が露出される。第１のフォトレジストが除去されると、図２Ｂに示されるような構造が形成される。
【００２８】
図２Ｃは、図２Ｂの構造上に絶縁層２０８が形成された後の構造を示す断面図である。第１の電極層２０４およびエピタキシャル構造２０２の露出部分には、ＳｉＯＮ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、ＡｌＯ２またはポリイミドなどの絶縁材が堆積される。次に、第１の電極層２０４の上面にある絶縁材の一部が除去されて絶縁層２０８が形成される。
【００２９】
図２Ｄは、図２Ｃの構造上に金属層２１３が形成された後の構造を示す断面図である。第１の電極層２０４および絶縁層２０８上に、電子蒸着、熱蒸着またはスパッタリング堆積などの堆積工程を行って金属層２１３が形成される。金属層２１３を形成する材料は、金、銀、アルミニウム、ニッケル、チタン、クロム、金合金またはその他の金属などである。第２実施形態の金属層２１３は金合金からなる。
【００３０】
金属層２１３が形成された後、パターン工程が行われる。図２Ｅは、金属層２１３上にパターン工程が行われた後の構造を示す断面図である。第２のフォトレジスト（図示せず）は、金属層２１３上に形成される。第２のフォトレジストが除去される前に、金属層２１３上にエッチング工程を行うことにより、絶縁層２０８の一部とエピタキシャル構造２０２の一部とを露出させる。
その他の金属層２１３は、ボンディング層２１２ａ、コンタクト層２１０ａおよび連結ブリッジ２１４ａの三つの部分を含む。コンタクト層２１０ａおよび連結ブリッジ２１４ａは、絶縁層２０８上に隣接して設けられるため、エピタキシャル構造２０２へ直接に接触されない。コンタクト層２１０ａが第１の電極層２０４上に形成され、コンタクト層２１０ａと第１の電極層２０４との間が電性接続される。
第２実施形態のコンタクト層２１０ａは、第１の電極層２０４に位置が合わされ、コンタクト層２１０ａとボンディング層２１２ａとは、連結ブリッジ２１４ａにより電性接続される。連結ブリッジ２１４ａは、コンタクト層２１０ａの直径の半分より小さい幅を有する狭導電経路である。コンタクト層２１０ａは、円形、輪形、多辺形または十字形などの様々な形状にすることができる。ボンディング層２１２ａは、外部導線（図示せず）に接続するボンディング工程を行うためのターゲット領域である。
【００３１】
続いて、第１の電極層２０４および絶縁層２０８に隣接するエピタキシャル構造２０２にメサエッチング工程を行う。図２Ｆは、図２Ｅのエピタキシャル構造２０２にメサエッチングを行った後の構造を示す断面図である。
マスク（図示せず）によりパターニングされた金属層２１３および絶縁層２０８の一部を被覆する。そして、マスクが除去される前に、ウェットエッチングまたは反応性イオンエッチングなどのエッチング工程が行われ、第１の電極層２０４の下方にあるエピタキシャル構造２０２内に発光領域Ｌが少なくとも形成される。発光領域Ｌは、円形、輪形、多辺形または十字形などの様々な形状にすることができる。第２実施形態の発光領域Ｌは、直径が１５０μｍよりも小さい円形である。
【００３２】
続いて、第２の電極層２０６が基板２００の一側上に形成される。図２Ｇは、図２Ｆの構造上に第２の電極層２０６が形成された後の構造を示す断面図である。第２の電極層２０６は、基板２００上に堆積されてもよいし、メサエッチング工程によりエッチングされないエピタキシャル構造２０２の表面の一部に形成されてもよい（図１Ａを参照）。
第２の電極層２０６が基板２００上に堆積される前に、保護層（図示せず）が、ｎ型クラッド層２０３の露出部分、金属層２１３、絶縁層２０８の一部およびそれらの層の側壁に形成されるため、第２の電極層２０６が金属層２１３、第１の電極層２０４およびエピタキシャル構造２０２のメサエッチングされた表面へ直接に電性接続されることを防止する。保護層はＳｉＯ２またはＳｉＯからなることが好ましい。
【００３３】
本実施形態の第１の電極層２０４および第２の電極層２０６は、エピタキシャル構造２０２上に形成されるため、第１の電極層２０４は第２の電極層２０６へ直接接続されない。第１の電極層２０４および第２の電極層２０６は、基板２００の同一側に設けられてもよいし（図１Ａに示す）、基板２００の反対側にそれぞれ設けられてもよい（図１Ｃに示す）。第２実施形態の第１の電極層２０４および第２の電極層２０６は、基板２００の反対側にそれぞれ設けられている。
【００３４】
第２の電極層２０６を形成する材料は、オーミック金属または透明電極層などの材料である。前記透明電極は、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）、ＺｎＯ、ＳｎＣｄＯ、ＷＴｉＯ、ＩｎＯ、ＳｎＯまたはＭｇＯなどである。オーミック金属は、金、銀、アルミニウム、ニッケル、チタン、金合金またはその他の金属などからなる。第１実施形態の第２の電極層２０６は金合金からなる。
【００３５】
次に、保護層が除去される。図２Ｈは、図２Ｇの構造上に不動態層２１６が形成された後の構造を示す断面図である。不動態層２１６は、ｎ型クラッド層２０３の露出部分、金属層２１３、第１の電極層２０４および絶縁層２０８上に堆積される。続いて、パターン工程を不動態層２１６上に行い、ボンディング層２１２ａの一部を露出させるパターンを形成する。
ボンディング層２１２ａの露出領域は、ボンディング工程を行う領域を提供するボンディング領域Ｂと呼ばれる。不動態層２１６は、ポリイミド、ポリマー、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙまたはＳｉＯ２などから形成されることが好ましい。
【００３６】
外部導線からの電流は、ボンディング領域Ｂ、連結ブリッジ２１４ａ、コンタクト層２１０ａおよび第１の電極層２０４を通ってエピタキシャル構造２０２に導電される。電流が活性層２０５へ流れる前に、第１の電極層２０４およびコンタクト層２１０ａ上に形成されたパターンを使用することにより、外部導線からの電流を、第１の電極層２０４の下方にある発光領域Ｌ中へ集中させることができる。活性層２０５から放射された光は、発光領域Ｌ、第１の電極層２０４およびコンタクト層２１０ａを透過して、点光源発光ダイオードから外へ向かう光束を形成する。
【００３７】
本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術に熟知するものなら誰でも、本発明の趣旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態による点光源発光ダイオードを示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明の第１実施形態による点光源発光ダイオードを示す平面図である。
【図１Ｃ】本発明の第１実施形態による点光源発光ダイオードを示す断面図である。
【図１Ｄ】本発明の第１実施形態によるコンタクト層、ボンディング層および連結ブリッジを示す平面図である。
【図１Ｅ】本発明の第１実施形態による点光源発光ダイオードを示す平面図である。
【図２Ａ】本発明の第２実施形態による点光源発光ダイオードの一連の工程を示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明の第２実施形態による点光源発光ダイオードの一連の工程を示す断面図である。
【図２Ｃ】本発明の第２実施形態による点光源発光ダイオードの一連の工程を示す断面図である。
【図２Ｄ】本発明の第２実施形態による点光源発光ダイオードの一連の工程を示す断面図である。
【図２Ｅ】本発明の第２実施形態による点光源発光ダイオードの一連の工程を示す断面図である。
【図２Ｆ】本発明の第２実施形態による点光源発光ダイオードの一連の工程を示す断面図である。
【図２Ｇ】本発明の第２実施形態による点光源発光ダイオードの一連の工程を示す断面図である。
【図２Ｈ】本発明の第２実施形態による点光源発光ダイオードの一連の工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１００、２００  基板
１０１、２０１  バッファ層
１０２、２０２  エピタキシャル構造
１０３、２０３  ｎ型クラッド層
１０４、２０４  第１の電極層
１０５、２０５  活性層
１０６、２０６  第２の電極層
１０７、２０７  ｐ型クラッド層
１０８、２０８  絶縁層
１１０、２１０ａ  コンタクト層
１１２、２１２ａ  ボンディング層
１１４、２１４ａ  連結ブリッジ
１１６、２１６  不動態層
２１３  金属層
Ｂ  ボンディング領域
Ｌ  発光領域
【図１Ａ】
2006108619.tif 000003
【図１Ｂ】
2006108619.tif 000004
【図１Ｃ】
2006108619.tif 000005
【図１Ｄ】
2006108619.tif 000006
【図１Ｅ】
2006108619.tif 000007
【図２Ａ】
2006108619.tif 000008
【図２Ｂ】
2006108619.tif 000009
【図２Ｃ】
2006108619.tif 000010
【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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