JP2007258338A - Semiconductor light-emitting element - Google Patents
Semiconductor light-emitting element Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007258338A JP2007258338A JP2006078624A JP2006078624A JP2007258338A JP 2007258338 A JP2007258338 A JP 2007258338A JP 2006078624 A JP2006078624 A JP 2006078624A JP 2006078624 A JP2006078624 A JP 2006078624A JP 2007258338 A JP2007258338 A JP 2007258338A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type semiconductor
- semiconductor layer
- layer
- side electrode
- semiconductor light
- 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
Links
Images
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体層を有する半導体発光素子に関する。 The present invention relates to a semiconductor light emitting device having a semiconductor layer.
従来の半導体発光素子の製造方法の一つとして、サファイア基板に半導体層を成膜した後に、上記半導体層のうち上記サファイア基板とは反対側部分に支持基板を接合し、レーザ光による加熱を利用して上記サファイア基板を剥離するという手法が用いられている(たとえば特許文献1参照。)。図10は、このような製造方法によって製造された半導体発光素子の一例を示している。同図に示された半導体発光素子Xは、p側電極91aが形成された支持基板91上に、半導体層としてのp−GaN層92、活性層93、およびn−GaN層94が積層された構造とされている。n−GaN層94の上面にはn側電極94aが形成されている。p−GaN層92からの正孔とn−GaN層94からの電子が活性層93において再結合することにより、半導体発光素子Xの発光がなされる。
As one of the conventional methods for manufacturing a semiconductor light emitting device, after a semiconductor layer is formed on a sapphire substrate, a support substrate is bonded to a portion of the semiconductor layer opposite to the sapphire substrate, and heating by laser light is used. And the method of peeling the said sapphire substrate is used (for example, refer patent document 1). FIG. 10 shows an example of a semiconductor light emitting device manufactured by such a manufacturing method. In the semiconductor light emitting device X shown in the figure, a p-
しかしながら、n側電極94aから注入された電子は、n−GaN層94の厚さ方向における電位差によってn−GaN層94を貫通してしまいやすい。このため、n−GaN層94の端部付近には、十分な電流が流れない。すると、活性層93の全域において電子と正孔とを再結合させることが困難となる。したがって、半導体発光素子Xにおいては、投入電力に対して効率よく発光させることが困難であった。
However, electrons injected from the n-
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、発光量を増加させることが可能である半導体発光素子を提供することをその課題とする。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and an object thereof is to provide a semiconductor light emitting element capable of increasing the amount of light emission.
本発明の第1の側面によって提供される半導体発光素子は、基板と、上記基板に支持されたp型半導体層と、上記基板に対して上記p型半導体層よりも離間した位置に配置されたn型半導体層と、上記p型半導体層と上記n型半導体層との間に配置された活性層と、を備える半導体発光素子であって、上記n型半導体層には、円形状のn側電極が形成されており、上記n型半導体層は、その厚さtが数式1の関係を満たすことを特徴としている。
L:上記半導体発光素子の代表長さ
T:絶対温度
W:上記n側電極の直径
J0:上記n側電極と上記n型半導体層との接触部分における電流密度
e:素電荷
γ:ダイオードの理想係数
κB:ボルツマン定数
ρ:上記n型半導体層の比抵抗
A semiconductor light-emitting device provided by the first aspect of the present invention is disposed on a substrate, a p-type semiconductor layer supported by the substrate, and a position separated from the p-type semiconductor layer with respect to the substrate. A semiconductor light emitting device comprising: an n-type semiconductor layer; and an active layer disposed between the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer, wherein the n-type semiconductor layer includes a circular n-side. An electrode is formed, and the n-type semiconductor layer is characterized in that the thickness t satisfies the relationship of Formula 1.
L: representative length of the semiconductor light emitting element T: absolute temperature W: diameter of the n-side electrode J 0 : current density at the contact portion between the n-side electrode and the n-type semiconductor layer e: elementary charge γ: diode Ideal coefficient κ B : Boltzmann constant ρ: Specific resistance of the n-type semiconductor layer
なお、本発明で言う上記半導体発光素子の代表長さとは、たとえば円形状における直径、矩形状における1辺の長さを指す。 The representative length of the semiconductor light-emitting element referred to in the present invention refers to, for example, a diameter in a circular shape and a length of one side in a rectangular shape.
このような構成によれば、上記n型半導体層の広い領域に電流を流すことが可能である。これにより、上記活性層の全域において電子と正孔とを再結合させることができる。したがって、上記半導体発光素子の発光量の増加を図ることができる。 According to such a configuration, a current can flow through a wide region of the n-type semiconductor layer. Thereby, electrons and holes can be recombined in the entire area of the active layer. Therefore, the light emission amount of the semiconductor light emitting element can be increased.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記n型半導体層には、複数凸部が形成されており、上記n型半導体層は、その厚さtが数式2の関係を満たす。
このような構成によれば、上記活性層からの光が上記n型半導体層の表面において全反射されることを抑制可能である。したがって、上記n型半導体層からの出射効率を高めることが可能であり、上記半導体発光素子の発光量をさらに増加させることができる。 According to such a configuration, it is possible to prevent light from the active layer from being totally reflected on the surface of the n-type semiconductor layer. Therefore, the emission efficiency from the n-type semiconductor layer can be increased, and the light emission amount of the semiconductor light emitting element can be further increased.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記n型半導体層は、n−GaNからなる。このような構成によれば、上記半導体発光素子を、青色光あるいは緑色光を発光可能に構成することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the n-type semiconductor layer is made of n-GaN. According to such a configuration, the semiconductor light emitting element can be configured to emit blue light or green light.
本発明の第2の側面によって提供される半導体発光素子は、基板と、上記基板に支持されたp型半導体層と、上記基板に対して上記p型半導体層よりも離間した位置に配置されたn型半導体層と、上記p型半導体層と上記n型半導体層との間に配置された活性層と、を備える半導体発光素子であって、上記n型半導体層には、矩形状であり、かつその幅が上記n型半導体層の幅と同一であるn側電極が形成されており、上記n型半導体層は、その厚さtが数式3の関係を満たすことを特徴としている。
L:上記半導体発光素子の代表長さ
T:絶対温度
W:上記n側電極の直径
J0:上記n側電極と上記n型半導体層との接触部分における電流密度
e:素電荷
γ:ダイオードの理想係数
κB:ボルツマン定数
ρ:上記n型半導体層の比抵抗
A semiconductor light-emitting device provided by the second aspect of the present invention is disposed on a substrate, a p-type semiconductor layer supported by the substrate, and a position spaced apart from the p-type semiconductor layer with respect to the substrate. A semiconductor light emitting device comprising: an n-type semiconductor layer; and an active layer disposed between the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer, wherein the n-type semiconductor layer has a rectangular shape, An n-side electrode having the same width as that of the n-type semiconductor layer is formed, and the n-type semiconductor layer has a thickness t satisfying the relationship of
L: representative length of the semiconductor light emitting element T: absolute temperature W: diameter of the n-side electrode J 0 : current density at the contact portion between the n-side electrode and the n-type semiconductor layer e: elementary charge γ: diode Ideal coefficient κ B : Boltzmann constant ρ: Specific resistance of the n-type semiconductor layer
このような構成によれば、上記n側電極が上記n型半導体層と同一の幅とされた矩形状のものであっても、本発明の第1の側面によって提供される半導体発光素子と同様に、上記n型半導体層の広い領域に電流を流すことが可能である。したがって、上記半導体発光素子の発光量の増加を図ることができる。 According to such a configuration, even if the n-side electrode has a rectangular shape having the same width as the n-type semiconductor layer, it is the same as the semiconductor light emitting device provided by the first aspect of the present invention. In addition, a current can flow through a wide region of the n-type semiconductor layer. Therefore, the light emission amount of the semiconductor light emitting element can be increased.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記n型半導体層には、複数凸部が形成されており、上記n型半導体層は、その厚さtが数式4の関係を満たす。
このような構成によれば、上記n型半導体層からの出射効率を高めることが可能であり、上記半導体発光素子の発光量をさらに増加させることができる。 According to such a configuration, the emission efficiency from the n-type semiconductor layer can be increased, and the light emission amount of the semiconductor light emitting element can be further increased.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記n型半導体層は、n−GaNからなる。このような構成によれば、上記半導体発光素子を、青色光あるいは緑色光を発光可能に構成することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the n-type semiconductor layer is made of n-GaN. According to such a configuration, the semiconductor light emitting element can be configured to emit blue light or green light.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る半導体発光素子の第1実施形態を示している。本実施形態の半導体発光素子A1は、支持基板1、p側電極21、反射層22、マスク層23、ZnO電極24、p−GaN層2、活性層3、n−GaN層4、およびn側電極41を備えており、たとえば青色光または緑色光などを発光可能に構成されている。本実施形態においては、n側電極41は、円形状とされている。
FIG. 1 shows a first embodiment of a semiconductor light emitting device according to the present invention. The semiconductor light emitting device A1 of the present embodiment includes a
支持基板1は、p側電極21、反射層22、マスク層23、ZnO電極24、p−GaN層2、活性層3、n−GaN層4、およびn側電極41を支持している。支持基板1は、たとえばCuまたはAlNなどの熱伝導率が高い材質によって形成されている。これにより、支持基板1は、半導体発光素子A1が通電されることにより発生する熱を外部へと放散する機能を発揮する。
The
p側電極21は、支持基板1の図中上面の全面にわたって形成されている。p側電極21は、たとえばAu−SnまたはAuからなる。
The p-
反射層22は、図中上方から順にたとえばAl、Ti、Pt、Auが積層された構造とされている。比較的反射率が高いAlからなる層を有することにより、反射層22は、活性層3から発せられた光を図中上方に向けて反射可能とされている。また、反射層22は、p側電極21とZnO電極24とを導通させている。上記Alに代えてAgを用いてもよい。
The
マスク層23は、後述する半導体発光素子A1の製造工程において、ZnO電極24、p−GaN層2、活性層3、およびn−GaN層4をエッチングする際にエッチングマスクとして用いられるものである。マスク層23は、たとえばSiO2などの誘電体からなる。マスク層23には、複数のスルーホール23aが形成されている。複数のスルーホール23aは、反射層22とZnO電極24とを接触させることにより互いに導通させるためのものである。本実施形態においては、複数のスルーホール23aは、n側電極41の直下に位置する点を中心とする同心円状に配置されている。
The
ZnO電極24は、透明導電酸化物のひとつであるZnOからなり、活性層3からの光を透過させつつ、n−GaN層4と反射層22とを導通させている。ZnO電極24は、その抵抗率が約2×10-4Ωcmと比較的低抵抗とされており、その厚さが1000〜20000Å程度とされている。
The
p−Gan層2は、p型のドーパントであるMgがドープされたGaNからなる層であり、本発明で言うp型半導体層の一例である。p−GaN層2と活性層3との間には、アンドープのGaN層(図示略)または1%程度のInを含むInGaN層(図示略)が形成されている。
The p-
活性層3は、InGaNを含むMQW構造とされた層であり、電子と正孔とが再結合することにより発せられる光を増幅させるための層である。活性層3は、複数のInGaN層が積層された構造とされている。これらのInGaN層は、その組成がInXGa1-XN(0≦X≦0.3)であるものとInYGa1-YN(0≦Y≦0.1、かつY≦X)であるものとの2種類とされている。InXGa1-XNからなる層が井戸層であり、InYGa1-YNからなる層がバリア層である。これらの井戸層とバリア層とは、交互に積層されている。活性層3とn−GaN層4との間には、SiがドープされたInGaNとGaNとからなる超格子層(図示略)が形成されている。
The
n−GaN層4は、n型のドーパントであるSiがドープされたGaNからなる層であり、本発明で言うn型半導体層の一例である。n−GaN層4には、n側電極41が形成されている。n側電極41は、たとえばn−GaN層4側から順にAl、Ti、AuまたはAl、Mo、Auが積層された構造となっている。
The n-
ここで、n−GaN層4の厚さtの決定方法について、図2を参照しつつ以下に説明する。図2は、n−GaN層4およびn側電極41の一部ずつを拡大して表している。本図においては、n−GaN層4およびn側電極41が略円形状とされている。まず、電流がr→r+drへと流れるときの抵抗dRは、数式5で与えられる。
Here, a method of determining the thickness t of the n-
n側電極41の端部からn−GaN層4の端部まで電流が進行することにより、電流密度が1/eになるn−GaN層4の直径をLとすると、このときのn側電極41の端部からn−GaN層4の端部までの抵抗Rは、数式6によって得られる。
Assuming that the diameter of the n-
一方、n側電極41直下の電流密度をJ0とすると、n型電極41からn−GaN層4を流れる電流Iは、数式7で表される。
また、pn接合された半導体の順方向電流電圧特性によると、電流Iは数式8で表される。 Further, according to the forward current voltage characteristics of the pn junction semiconductor, the current I is expressed by Equation 8.
数式8より、電流Iが1/eとなる電圧Vは、数式9となる。 From Expression 8, the voltage V at which the current I becomes 1 / e is Expression 9.
数式6、数式7および数式9をオームの式IR=Vに代入すると、数式10が得られる。これにより、電流を1/eとするのに必要な厚さtは、数式11として表される。 Substituting Equations 6, 7, and 9 into Ohm's equation IR = V yields Equation 10. As a result, the thickness t required to set the current to 1 / e is expressed as Equation 11.
以上より、n−GaN層4においてその面内方向に電流を十分に広げるためには、厚さtを数式12の関係を満たすものとすればよい。
From the above, in order to sufficiently spread the current in the in-plane direction in the n-
本発明でいうn型半導体層の代表長さとは、これらが円形状である場合にはその直径を指し、これらが矩形状である場合には、その一辺の長さを指す。本実施形態においては、n側電極41の直径Wが100μm程度、n−GaN層4の直径または一辺の長さLが250μm程度であることにより、比抵抗ρが7.8×10-5Ωcm、電流密度J0が2.5×106A/m2、理想係数γが2、ボルツマン係数κBが1.38×10−23J/Kmolとすると、n−GaN層4の厚さtは、1.1μm以上とすればよい。
In the present invention, the representative length of the n-type semiconductor layer refers to the diameter when they are circular, and refers to the length of one side when they are rectangular. In the present embodiment, when the diameter W of the n-
次に、半導体発光素子A1の製造方法について、図3〜図6を参照しつつ、以下に説明する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor light emitting element A1 will be described below with reference to FIGS.
まず、サファイア基板50をMOCVD法用の成長室内に載置する。この成長室内にH2ガスを供給しながら、この成長室内の温度を約1,050℃とすることにより、サファイア基板50を洗浄する。
First, the
次に、MOCVD法を用いて、上記成長室内の温度である成膜温度を約600℃とした状態で、サファイア基板50上にGaNバッファ層(図示略)を形成し、この後に成膜温度を約1000℃とした状態でSiをドーパントとするn−GaN層4、SiをドーパントとするInGaN−GaNの超格子層(図示略)、MQW活性層3、およびアンドープのGaN層または約1%のInを含むInGaN層(図示略)を順次積層する。次いで、成長温度を若干上昇させた状態で、Mgをドーパントとするp−GaN層2を形成する。p−GaN層2には、Mgを活性化させるためのアニールを施す。そして、MBE(Molecular Beam Epitaxy:分子線エピタキシー)法を用いて、ZnO電極24を形成する。この後に、SiO2からなるマスク層23を形成する。
Next, using MOCVD, a GaN buffer layer (not shown) is formed on the
次に、図4に示すように、フォトリソグラフィー技術によりレジスト膜51を形成する。この後に、レジスト膜51をマスクとして、エッチングによりマスク層23にパターニングを施す。そして、レジスト膜51を除去する。マスク層23を用いたICO(誘導結合型プラズマ)エッチングによりZnO電極24からn−GaN層4までをメサエッチングする。
Next, as shown in FIG. 4, a resist
次に、図5に示すように、CF4ガスを用いたドライエッチングにより、マスク層23に対してパターニングを施す。これにより、反射層22とZnO電極24とを接触させるための同心円状に配置された複数のスルーホール23aをマスク層23に形成する。この際、ZnO電極24はエッチングストッパーとして機能する。複数のスルーホール23aを形成した後は、レジスト膜52を形成する。また、AlあるいはAgを蒸着させ、さらにTi、Pt、Auを順次積層することにより金属層22Aを形成する。そして、レジスト膜52と金属層22Aの一部とを除去することにより、反射層22を形成する。
Next, as shown in FIG. 5, the
次に、図6に示すように、支持基板1を用意し、この支持基板1上にAu−SnまたはAuからなるp側電極21を形成する。このp側電極21と反射層22とを熱圧着によって接合する。この後に、約248nmで発振するKrFレーザをサファイア基板50を透してn−GaN層4に向けて照射する。これにより、サファイア基板50とn−GaN層4との界面(上述したGaNバッファ層(図示略))が急激に昇温される。そして、この界面付近のn−GaN層4と上記GaNバッファ層とが溶解することとなり、サファイア基板50を剥離することができる。この工程は、一般にLLO(Laser Lift Off)工程と呼ばれる。
Next, as shown in FIG. 6, a
次に、n−GaN層4上にAl、Ti、AuまたはAl、Mo、Auからなる金属層(図示略)を形成する。この金属層に対してパターニングを施すことにより、図1に示すn側電極41を形成する。以上の工程を経ることにより、半導体発光素子A1が得られる。
Next, a metal layer (not shown) made of Al, Ti, Au or Al, Mo, Au is formed on the n-
次に、半導体発光素子A1の作用について説明する。 Next, the operation of the semiconductor light emitting element A1 will be described.
本実施形態によれば、n−GaN層4の厚さtが数式12の関係を満たすものとされていることにより、n側電極41からの電流がn−GaN層4をその厚さ方向に通過する前に、この電流をn−GaN層4の面内方向に十分に広げることが可能である。これにより、n−GaN層4、活性層3、およびp−GaN層2それぞれの全域に電流を流すことができる。したがって、活性層3の全体を利用して合理的に発光させることが可能であり、半導体発光素子A1の光量増加を図ることができる。
According to the present embodiment, since the thickness t of the n-
また、半導体発光素子A1を流れる電流は、n側電極41と複数のスルーホール23aとを流れる。複数のスルーホール23aがn側電極41の直下に位置する中心についての同心円状配置とされていることにより、半導体発光素子A1を流れる電流が半導体発光素子A1の幅方向に広げられやすい構成となっている。このような構成によって、活性層3全体からの発光をさらに促進することができる。
Further, the current flowing through the semiconductor light emitting element A1 flows through the n-
図7および図8は、本発明に係る半導体発光素子の第2実施形態およびその製造方法を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。 7 and 8 show a second embodiment of a semiconductor light emitting device according to the present invention and a method for manufacturing the same. In these drawings, the same or similar elements as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the above embodiment.
図7に示された半導体発光素子A2は、n−GaN層4の図中上面に複数の凸部4aが形成されている。凸部4aは、コーン状とされている。本実施形態においては、凸部4aの底部の幅Wcは、活性層3から発せられる光のピーク波長をλ、n−GaN層4の屈折率をnとした場合に、幅Wcの平均値Wc’がWc’=λ/nの関係を満たすものとされている。たとえば、活性層3からの光のピーク波長λが460nm、n−GaN層4の屈折率nが約2.5である場合、Wc’は約184nm以上となる。また、本実施形態においては、凸部4aの高さは、2μm程度とされている。
In the semiconductor light emitting device A2 shown in FIG. 7, a plurality of
半導体発光素子A2においては、n−GaN層4の厚さtは、以下に示す数式13の関係を満たすものとされている。
In the semiconductor light emitting device A2, the thickness t of the n-
数式13は、数式12の右辺に(+x)の項を付加したものとなっている。このxの増加分は、上述した凸部4aの高さに相当している。
Formula 13 is obtained by adding a (+ x) term to the right side of Formula 12. This increase in x corresponds to the height of the
半導体発光素子A2を製造するには、上述した図6の状態から図8に示すようにn側電極41を形成する。図6においてサファイア基板50が剥離された後のn−GaN層4の表面は、Ga極性面ではなく、エッチングによって異方性が発生しやすいN極性面となっている。この状態で、図8に示すようにn−GaN層4を約62℃の約4mol/lのKOH溶液に浸漬させながら、約3.5W/cm2の紫外線(UV)光を約10分間照射する。これにより、n−GaN層4の表面に、底面の幅Wcの平均値Wc’が上述した関係を満たす複数の凸部4aを形成することができる。また、この結果、n−GaN層4の厚さtを、数式13の関係を満たすものとすることができる。
In order to manufacture the semiconductor light emitting device A2, the n-
このような実施形態によっても、活性層3からの発光量を増加させることができる。また、n−GaN層4の表面に複数の凸部4aを形成することにより、活性層3からの光がn−GaN層4の表面において全反射されてn−GaN層4内方へと戻してしまうことを抑制することが可能である。したがって、半導体発光素子A2の光量増加を図るのに好適である。
Even in such an embodiment, the amount of light emitted from the
次に、n側電極41の形状および大きさが上述した実施形態とは異なる場合について、以下に説明する。本実施形態は、断面形状が図1に示されるものであって、n側電極41が矩形状であり、かつその幅がn−GaN層4の幅と同一とされている。図9は、本実施形態におけるn側電極41およびn−GaN層4の拡大斜視図である。以下に、本実施形態におけるn−GaN層4の厚さtの決定方法について説明する。
Next, the case where the shape and size of the n-
まず、n側電極41の端部からn−GaN層4の端部まで電流が進行することにより、電流密度が1/eになるn−GaN層4の長さをL、n−GaN層の幅をyとすると、このときのn側電極41の端部からn−GaN層4の端部までの抵抗Rは、数式14によって得られる。
First, the current advances from the end of the n-
一方、n側電極41直下の電流密度をJ0とすると、n型電極41からn−GaN層4を流れる電流Iは、数式15で表される。
また、pn接合された半導体の順方向電流電圧特性によると、電流Iは上述した数式8で表される。また、電流Iが1/eとなる電圧Vは、上述した数式9となる。数式14、数式15および数式9をオームの式IR=Vに代入すると、数式16が得られる。これにより、電流を1/eとするのに必要な厚さtは、数式17として表される。 Further, according to the forward current-voltage characteristics of the pn junction semiconductor, the current I is expressed by the above-described formula 8. Further, the voltage V at which the current I becomes 1 / e is given by the above-described formula 9. Substituting Equations 14, 15, and 9 into Ohm's equation IR = V yields Equation 16. As a result, the thickness t required to set the current to 1 / e is expressed as Equation 17.
以上より、n−GaN層4においてその面内方向に電流を十分に広げるためには、厚さtを数式18の関係を満たすものとすればよい。
From the above, in order to sufficiently spread the current in the in-plane direction in the n-
また、n側電極41が矩形状であってn−GaN層4と同一の幅を有する構成において、図7に示した構成と同様にn−GaN層4の上面に複数の凸部4aが形成された構成としてもよい。この場合、n−GaN層4の厚さtは、数式19によって決定する。
Further, in the configuration in which the n-
これらの実施形態によっても、n−GaN層4を流れる電流をn−GaN層4の周縁部に広げることが可能であり、発光量の増加を図ることができる。また、複数の凸部4aを形成した場合には、上述したようにさらなる発光量の増加が期待できる。
Also according to these embodiments, the current flowing through the n-
本発明に係る半導体発光素子は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体発光素子の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The semiconductor light emitting device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the semiconductor light emitting device according to the present invention can be varied in design in various ways.
本発明で言うn型半導体層およびp型半導体層は、n−GaN層およびp−GaN層に限定されず、活性層に電子および正孔を注入可能な半導体層であればよい。n型半導体層の厚さは、その材質となる半導体の物性値を用いて数式1ないし4に示す関係とすればよい。また、本発明で言う活性層は、MQW構造に限定されない。本発明に係る半導体発光素子は、青色および緑色光のほかに白色光など、様々な波長の光を発する構成とすることができる。
The n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer referred to in the present invention are not limited to the n-GaN layer and the p-GaN layer, and may be any semiconductor layer that can inject electrons and holes into the active layer. The thickness of the n-type semiconductor layer may be represented by the
A1,A2 半導体発光素子
1 支持基板(基板)
2 p−GaN層(p型半導体層)
3 活性層
4 n−GaN層(n型半導体層)
21 p側電極
41 n側電極
22 反射層
23 マスク層
24 ZnO電極
50 サファイア基板
A1, A2 Semiconductor
2 p-GaN layer (p-type semiconductor layer)
3 Active layer 4 n-GaN layer (n-type semiconductor layer)
21 p-side electrode 41 n-
Claims (6)
上記基板に支持されたp型半導体層と、
上記基板に対して上記p型半導体層よりも離間した位置に配置されたn型半導体層と、
上記p型半導体層と上記n型半導体層との間に配置された活性層と、を備える半導体発光素子であって、
上記n型半導体層には、円形状のn側電極が形成されており、
上記n型半導体層は、その厚さtが数式1の関係を満たすことを特徴とする、半導体発光素子。
L:上記半導体発光素子の代表長さ
T:絶対温度
W:上記n側電極の直径
J0:上記n側電極と上記n型半導体層との接触部分における電流密度
e:素電荷
γ:ダイオードの理想係数
κB:ボルツマン定数
ρ:上記n型半導体層の比抵抗 A substrate,
A p-type semiconductor layer supported by the substrate;
An n-type semiconductor layer disposed at a position away from the p-type semiconductor layer with respect to the substrate;
A semiconductor light emitting device comprising an active layer disposed between the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer,
In the n-type semiconductor layer, a circular n-side electrode is formed,
The n-type semiconductor layer has a thickness t satisfying the relationship of Formula 1;
L: representative length of the semiconductor light emitting element T: absolute temperature W: diameter of the n-side electrode J 0 : current density at the contact portion between the n-side electrode and the n-type semiconductor layer e: elementary charge γ: diode Ideal coefficient κ B : Boltzmann constant ρ: Specific resistance of the n-type semiconductor layer
上記n型半導体層は、その厚さtが数式2の関係を満たす、請求項1に記載の半導体発光素子。
The semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the n-type semiconductor layer has a thickness t satisfying the relationship of Formula 2.
上記基板に支持されたp型半導体層と、
上記基板に対して上記p型半導体層よりも離間した位置に配置されたn型半導体層と、
上記p型半導体層と上記n型半導体層との間に配置された活性層と、を備える半導体発光素子であって、
上記n型半導体層には、矩形状であり、かつその幅が上記n型半導体層の幅と同一であるn側電極が形成されており、
上記n型半導体層は、その厚さtが数式3の関係を満たすことを特徴とする、半導体発光素子。
L:上記半導体発光素子の代表長さ
T:絶対温度
W:上記n側電極の直径
J0:上記n側電極と上記n型半導体層との接触部分における電流密度
e:素電荷
γ:ダイオードの理想係数
κB:ボルツマン定数
ρ:上記n型半導体層の比抵抗 A substrate,
A p-type semiconductor layer supported by the substrate;
An n-type semiconductor layer disposed at a position away from the p-type semiconductor layer with respect to the substrate;
A semiconductor light emitting device comprising an active layer disposed between the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer,
The n-type semiconductor layer is formed with an n-side electrode having a rectangular shape and the same width as the width of the n-type semiconductor layer,
The n-type semiconductor layer has a thickness t that satisfies the relationship of Equation 3.
L: representative length of the semiconductor light emitting element T: absolute temperature W: diameter of the n-side electrode J 0 : current density at the contact portion between the n-side electrode and the n-type semiconductor layer e: elementary charge γ: diode Ideal coefficient κ B : Boltzmann constant ρ: Specific resistance of the n-type semiconductor layer
上記n型半導体層は、その厚さtが数式4の関係を満たす、請求項4に記載の半導体発光素子。
The semiconductor light-emitting element according to claim 4, wherein the n-type semiconductor layer has a thickness t satisfying the relationship of Expression 4.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006078624A JP2007258338A (en) | 2006-03-22 | 2006-03-22 | Semiconductor light-emitting element |
CN200780006915.1A CN101395726B (en) | 2006-02-28 | 2007-02-22 | Semiconductor light emitting element |
KR1020087020518A KR20080087175A (en) | 2006-02-28 | 2007-02-22 | Semiconductor light emitting element |
US12/224,524 US7781791B2 (en) | 2006-02-28 | 2007-02-22 | Semiconductor light emitting element |
PCT/JP2007/053306 WO2007099855A1 (en) | 2006-02-28 | 2007-02-22 | Semiconductor light emitting element |
EP07714804A EP2003704A1 (en) | 2006-02-28 | 2007-02-22 | Semiconductor light emitting element |
TW096106878A TW200802973A (en) | 2006-02-28 | 2007-02-27 | Semiconductor light emitting element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006078624A JP2007258338A (en) | 2006-03-22 | 2006-03-22 | Semiconductor light-emitting element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007258338A true JP2007258338A (en) | 2007-10-04 |
Family
ID=38632287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006078624A Pending JP2007258338A (en) | 2006-02-28 | 2006-03-22 | Semiconductor light-emitting element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007258338A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010141225A (en) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Hitachi Cable Ltd | Semiconductor light emitting device |
EP2214217A1 (en) * | 2008-12-29 | 2010-08-04 | LG Innotek Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting device and light-emitting device package having the same |
JP2013141031A (en) * | 2013-04-18 | 2013-07-18 | Toshiba Corp | Semiconductor light-emitting element and method of manufacturing the same |
WO2014204271A1 (en) * | 2013-06-21 | 2014-12-24 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting diode chip |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10200156A (en) * | 1996-12-28 | 1998-07-31 | Sanken Electric Co Ltd | Semiconductor light emitting element |
JPH11274568A (en) * | 1998-02-19 | 1999-10-08 | Hewlett Packard Co <Hp> | Led and led-assembling method |
JP2002319708A (en) * | 2001-04-23 | 2002-10-31 | Matsushita Electric Works Ltd | Led chip and led device |
JP2003532298A (en) * | 2000-04-26 | 2003-10-28 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Light emitting semiconductor device |
JP2005522873A (en) * | 2002-04-09 | 2005-07-28 | オリオール, インク. | Manufacturing method of LED having longitudinal structure |
WO2005071763A2 (en) * | 2004-01-26 | 2005-08-04 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Thin-film led comprising a current-dispersing structure |
JP2005259832A (en) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Sanyo Electric Co Ltd | Nitride semiconductor light emitting device |
-
2006
- 2006-03-22 JP JP2006078624A patent/JP2007258338A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10200156A (en) * | 1996-12-28 | 1998-07-31 | Sanken Electric Co Ltd | Semiconductor light emitting element |
JPH11274568A (en) * | 1998-02-19 | 1999-10-08 | Hewlett Packard Co <Hp> | Led and led-assembling method |
JP2003532298A (en) * | 2000-04-26 | 2003-10-28 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Light emitting semiconductor device |
JP2002319708A (en) * | 2001-04-23 | 2002-10-31 | Matsushita Electric Works Ltd | Led chip and led device |
JP2005522873A (en) * | 2002-04-09 | 2005-07-28 | オリオール, インク. | Manufacturing method of LED having longitudinal structure |
WO2005071763A2 (en) * | 2004-01-26 | 2005-08-04 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Thin-film led comprising a current-dispersing structure |
JP2005259832A (en) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Sanyo Electric Co Ltd | Nitride semiconductor light emitting device |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010141225A (en) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Hitachi Cable Ltd | Semiconductor light emitting device |
EP2214217A1 (en) * | 2008-12-29 | 2010-08-04 | LG Innotek Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting device and light-emitting device package having the same |
KR101064081B1 (en) * | 2008-12-29 | 2011-09-08 | 엘지이노텍 주식회사 | Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof |
US8853719B2 (en) | 2008-12-29 | 2014-10-07 | Lg Innotex Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting device and light-emitting device package having the same |
JP2013141031A (en) * | 2013-04-18 | 2013-07-18 | Toshiba Corp | Semiconductor light-emitting element and method of manufacturing the same |
WO2014204271A1 (en) * | 2013-06-21 | 2014-12-24 | Seoul Viosys Co., Ltd. | Light emitting diode chip |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7781791B2 (en) | Semiconductor light emitting element | |
JP5189734B2 (en) | Nitride semiconductor light emitting device | |
JP2017028287A (en) | Light-emitting device and method for manufacturing the same | |
JP5963004B2 (en) | Nitride semiconductor light emitting device | |
JP6068091B2 (en) | Light emitting element | |
US9293657B2 (en) | Semiconductor light emitting device | |
TWI408832B (en) | Light emitting device having pillar structure with hollow structure and the forming method thereof | |
JP2007287757A (en) | Nitride semiconductor light-emitting element and its manufacturing method | |
JP2007081399A (en) | GaN LASER WITH REFRACTORY METAL ELOG MASK FOR INTRACAVITY CONTACT | |
JP6166954B2 (en) | Semiconductor light emitting element array and method for manufacturing semiconductor light emitting element array | |
JP2008060132A (en) | Semiconductor light emitting element and its fabrication process | |
TW201036197A (en) | Light emitting device having pillar structure with hollow structure and the forming method thereof | |
JP2007214384A (en) | Nitride semiconductor element | |
JP2007242645A (en) | Nitride semiconductor light emitting element and its manufacturing method | |
KR100949571B1 (en) | Photonic quantum ring laser and its fabrication method | |
JP2007200932A (en) | Manufacturing method of nitride semiconductor element | |
JP5713650B2 (en) | LIGHT EMITTING ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF | |
US20090001402A1 (en) | Semiconductor element and method of making the same | |
JP2013239471A (en) | Method of manufacturing light-emitting diode element | |
JP2007234707A (en) | Semiconductor light emitting element | |
JP2010251531A (en) | Semiconductor light-emitting element | |
JP2007258338A (en) | Semiconductor light-emitting element | |
US7095041B2 (en) | High-efficiency light emitting diode | |
JP4969120B2 (en) | Semiconductor light emitting device | |
JP2007273590A (en) | Nitride semiconductor element and its manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090206 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120207 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120605 |