JP2000286445A - Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子 - Google Patents
Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子Info
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- JP2000286445A JP2000286445A JP9104199A JP9104199A JP2000286445A JP 2000286445 A JP2000286445 A JP 2000286445A JP 9104199 A JP9104199 A JP 9104199A JP 9104199 A JP9104199 A JP 9104199A JP 2000286445 A JP2000286445 A JP 2000286445A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/44—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
- H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector
Abstract
(57)【要約】
【目的】 経時的に輝度の変化が少なく、且つ輝度の高
いIII族窒化物系化合物半導体発光素子を提供する。 【構成】 サファイア基板のIII族窒化物系化合物半導
体層を積層する面と反対の面上に窒化金属からなる反射
層を設ける。
いIII族窒化物系化合物半導体発光素子を提供する。 【構成】 サファイア基板のIII族窒化物系化合物半導
体層を積層する面と反対の面上に窒化金属からなる反射
層を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はIII族窒化物系化合物
半導体発光素子に関する。
半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】サファイア等の絶縁性基板上にIII族窒
化物系化合物の半導体層を積層し、半導体層の上面側に
一対の電極を設けた構成を有する発光素子が知られてい
る。かかる構成の発光素子を発光装置に組み立てる際に
は、発光素子の基板を接着剤として、例えば銀ペースト
により導電性のリードフレーム台座に固定する。このよ
うな構成の発光装置では、発光素子の発光層で生じた光
の主たる放出方向は基板から電極側に向かう方向であ
る。一方、発光層で生じた光の一部は主たる放出方向と
反対側の基板側へ向かう。基板を透過した光は銀ペース
トで光の主たる放出方向へ反射される。これにより、発
光層で生じた光を効率よく利用することができる。
化物系化合物の半導体層を積層し、半導体層の上面側に
一対の電極を設けた構成を有する発光素子が知られてい
る。かかる構成の発光素子を発光装置に組み立てる際に
は、発光素子の基板を接着剤として、例えば銀ペースト
により導電性のリードフレーム台座に固定する。このよ
うな構成の発光装置では、発光素子の発光層で生じた光
の主たる放出方向は基板から電極側に向かう方向であ
る。一方、発光層で生じた光の一部は主たる放出方向と
反対側の基板側へ向かう。基板を透過した光は銀ペース
トで光の主たる放出方向へ反射される。これにより、発
光層で生じた光を効率よく利用することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、銀は酸
素等との反応性が非常に高いため、時間とともに変質
し、光沢を失う。その結果、銀ペーストの反射率が低下
する。これにより、発光素子の発光層で生じた光のうち
基板を通過して銀ペーストに到達した光を効率的に反射
できなくなる。すなわち、上記の構成を有する発光装置
では、時間の経過とともに発光装置全体の輝度が低下し
てしまう。また、金属からなる反射膜（例えば金、アル
ミ等）を基板の半導体層が積層される面と反対の面に形
成し、当該反射膜により反対方向の光を反射させること
も考えられる。この場合、銀ペーストのようにその表面
の反射率が低下することはない。しかし、これらの金属
はIII族窒化物系化合物半導体に比べて軟らかく発光素
子の製造工程において個々のチップに分離、加工する際
にダイサー、スクライバー等の歯を詰まらせるおそれが
ある。そのため、金属からなる反射層を用いることは、
製造効率の面から好ましくない。
素等との反応性が非常に高いため、時間とともに変質
し、光沢を失う。その結果、銀ペーストの反射率が低下
する。これにより、発光素子の発光層で生じた光のうち
基板を通過して銀ペーストに到達した光を効率的に反射
できなくなる。すなわち、上記の構成を有する発光装置
では、時間の経過とともに発光装置全体の輝度が低下し
てしまう。また、金属からなる反射膜（例えば金、アル
ミ等）を基板の半導体層が積層される面と反対の面に形
成し、当該反射膜により反対方向の光を反射させること
も考えられる。この場合、銀ペーストのようにその表面
の反射率が低下することはない。しかし、これらの金属
はIII族窒化物系化合物半導体に比べて軟らかく発光素
子の製造工程において個々のチップに分離、加工する際
にダイサー、スクライバー等の歯を詰まらせるおそれが
ある。そのため、金属からなる反射層を用いることは、
製造効率の面から好ましくない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
なされたものであり、経時的な輝度の変化の少ない発光
装置を得るべく、新規な構成のIII族窒化物系化合物半
導体発光素子を提供することを目的とする。その構成は
次の通りである。基板の半導体層が形成される面と反対
の面上に金属窒化物からなる反射層が形成されてなるII
I族窒化物系化合物半導体発光素子。
なされたものであり、経時的な輝度の変化の少ない発光
装置を得るべく、新規な構成のIII族窒化物系化合物半
導体発光素子を提供することを目的とする。その構成は
次の通りである。基板の半導体層が形成される面と反対
の面上に金属窒化物からなる反射層が形成されてなるII
I族窒化物系化合物半導体発光素子。
【０００５】本発明の構成によれば、発光素子の発光面
で生じた主たる光の放出方向と反対方向の光（以下、
「反対方向の光」という。）は基板を通過し、金属窒化
物からなる反射層表面で反射されることとなる。つま
り、本発明の発光素子を発光装置に組み立てる場合には
発光素子の反射層を接着剤によりリードフレームに固定
することとなるが、反対方向の光は反射層により反射さ
れ接着剤表面に達しなくなる。このため、接着剤表面の
反射率は発光装置の輝度に関与せず、従来同様に接着剤
として銀ペーストを用いた場合でも銀の変質による接着
剤表面の反射率の経時的な低下の影響を受けることがな
くなる。また、接着剤表面において反対方向の光を反射
する必要がなくなるため、接着剤表面が高反射率を有す
ることが要求されず、接着剤材料の選択の自由度が大き
くなる。
で生じた主たる光の放出方向と反対方向の光（以下、
「反対方向の光」という。）は基板を通過し、金属窒化
物からなる反射層表面で反射されることとなる。つま
り、本発明の発光素子を発光装置に組み立てる場合には
発光素子の反射層を接着剤によりリードフレームに固定
することとなるが、反対方向の光は反射層により反射さ
れ接着剤表面に達しなくなる。このため、接着剤表面の
反射率は発光装置の輝度に関与せず、従来同様に接着剤
として銀ペーストを用いた場合でも銀の変質による接着
剤表面の反射率の経時的な低下の影響を受けることがな
くなる。また、接着剤表面において反対方向の光を反射
する必要がなくなるため、接着剤表面が高反射率を有す
ることが要求されず、接着剤材料の選択の自由度が大き
くなる。
【０００６】金属窒化物の反射率は銀ペーストの反射率
に比較して初期値においては若干劣るものものの、金属
窒化物は非常に安定でありＡｇのように酸素等と反応し
て変質することがない。つまり、金属窒化物からなる反
射層の反射率は経時的にほとんど変化しない。これによ
り反対方向の光を反射層表面で長期間一定の効率で反射
することができ、その結果、長期間安定した輝度を有す
る発光装置を得ることができる。また、反射層を構成す
る金属窒化物は比較的硬いので、発光素子を分離、加工
する際にダイサー等の歯を詰まらせ、製造効率を低下さ
せることもない。なお、金属窒化物は熱伝導率が高いた
め、発光面で生じた熱は金属窒化物からなる反射層を伝
導し接着剤及びリードフレームを介して放熱される。す
なわち、金属窒化物からなる反射層を設けたことにより
発光素子の放熱をより効率的に行うことができる。
に比較して初期値においては若干劣るものものの、金属
窒化物は非常に安定でありＡｇのように酸素等と反応し
て変質することがない。つまり、金属窒化物からなる反
射層の反射率は経時的にほとんど変化しない。これによ
り反対方向の光を反射層表面で長期間一定の効率で反射
することができ、その結果、長期間安定した輝度を有す
る発光装置を得ることができる。また、反射層を構成す
る金属窒化物は比較的硬いので、発光素子を分離、加工
する際にダイサー等の歯を詰まらせ、製造効率を低下さ
せることもない。なお、金属窒化物は熱伝導率が高いた
め、発光面で生じた熱は金属窒化物からなる反射層を伝
導し接着剤及びリードフレームを介して放熱される。す
なわち、金属窒化物からなる反射層を設けたことにより
発光素子の放熱をより効率的に行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の半導体層はIII族窒化物
系化合物半導体からなる。III族窒化物系化合物半導体
とは、一般式としてＡｌＸＧａＹＩｎ１ーＸーＹＮ（０
≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｘ＋Ｙ≦１）で表されるも
のであるが、更にIII族元素としてボロン（Ｂ）、タリ
ウム（Ｔｌ）を含んでもよく、また、窒素（Ｎ）の一部
を、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、
ビスマス（Ｂｉ）で置き換えても良い。III族窒化物系
化合物半導体は任意のドーパントを含むものであっても
良い。かかるIII族窒化物系化合物半導体層は周知の有
機金属化合物気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により成長さ
れる。また、周知の分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）やハ
ライド系気相成長法（ＨＶＰＥ法）等によっても成長さ
せることができる。
系化合物半導体からなる。III族窒化物系化合物半導体
とは、一般式としてＡｌＸＧａＹＩｎ１ーＸーＹＮ（０
≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｘ＋Ｙ≦１）で表されるも
のであるが、更にIII族元素としてボロン（Ｂ）、タリ
ウム（Ｔｌ）を含んでもよく、また、窒素（Ｎ）の一部
を、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、
ビスマス（Ｂｉ）で置き換えても良い。III族窒化物系
化合物半導体は任意のドーパントを含むものであっても
良い。かかるIII族窒化物系化合物半導体層は周知の有
機金属化合物気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により成長さ
れる。また、周知の分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）やハ
ライド系気相成長法（ＨＶＰＥ法）等によっても成長さ
せることができる。
【０００８】基板には透光性のサファイア又はＺｎＯ等
が用いられる。これらの材料は発光色に対して透明だか
らである。III族窒化物系化合物の半導体層を成長させ
る面は特に限定されない。基板のIII族窒化物系化合物
半導体層が積層される面と反対の面には金属窒化物から
なる反射層が形成される。反射層は半導体層の発光面で
生じ基板方向に向かった光を反射するために設けられ
る。金属窒化物の種類は特に限定はされないが、好まし
くは窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム又
は窒化タンタルのいずれかを用いる。これらの金属窒化
物はその表面が光沢を帯び可視光に対しを反射する性質
を有する。さらに好ましくは、窒化チタン又は窒化ジル
コニウムのいずれかを用いる。また、窒化チタン、窒化
ジルコニウム、窒化ハフニウム又は窒化タンタルから選
ばれる複数の金属窒化物を任意に選択して用いることも
できる。
が用いられる。これらの材料は発光色に対して透明だか
らである。III族窒化物系化合物の半導体層を成長させ
る面は特に限定されない。基板のIII族窒化物系化合物
半導体層が積層される面と反対の面には金属窒化物から
なる反射層が形成される。反射層は半導体層の発光面で
生じ基板方向に向かった光を反射するために設けられ
る。金属窒化物の種類は特に限定はされないが、好まし
くは窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム又
は窒化タンタルのいずれかを用いる。これらの金属窒化
物はその表面が光沢を帯び可視光に対しを反射する性質
を有する。さらに好ましくは、窒化チタン又は窒化ジル
コニウムのいずれかを用いる。また、窒化チタン、窒化
ジルコニウム、窒化ハフニウム又は窒化タンタルから選
ばれる複数の金属窒化物を任意に選択して用いることも
できる。
【０００９】サファイア基板（300μｍ）上に窒化チタ
ン及び窒化ジルコニウムからなる反射層をそれぞれ0.3
μｍ形成した場合の各反射層の反射率を測定した試験結
果を図１及び図２に示す。各反射層は窒化チタン又は窒
化ジルコニウムをターゲットとした周知のリアクティブ
スパッタ法により形成した。また、反射率の測定にはｎ
＆ｋ Ａｎａｌｉｚｅｒ（製品名：ｎ＆ｋ社製）を使用
した。図１は窒化チタンを反射層として形成した場合の
反射率の測定結果である。この結果より、III族窒化物
系化合物半導体発光素子の発光波長である４７０ｎｍ付
近でおよそ２０％の反射率を有することがわかる。同様
に、図２は窒化ジルコニウムを反射層とした場合の測定
結果である。この場合には波長４７０ｎｍの光に対して
およそ４０％の反射率を有することがわかる。
ン及び窒化ジルコニウムからなる反射層をそれぞれ0.3
μｍ形成した場合の各反射層の反射率を測定した試験結
果を図１及び図２に示す。各反射層は窒化チタン又は窒
化ジルコニウムをターゲットとした周知のリアクティブ
スパッタ法により形成した。また、反射率の測定にはｎ
＆ｋ Ａｎａｌｉｚｅｒ（製品名：ｎ＆ｋ社製）を使用
した。図１は窒化チタンを反射層として形成した場合の
反射率の測定結果である。この結果より、III族窒化物
系化合物半導体発光素子の発光波長である４７０ｎｍ付
近でおよそ２０％の反射率を有することがわかる。同様
に、図２は窒化ジルコニウムを反射層とした場合の測定
結果である。この場合には波長４７０ｎｍの光に対して
およそ４０％の反射率を有することがわかる。
【００１０】金属窒化物は金属単体に比較して一般的に
硬く、発光素子の分離、加工工程で用いられるダイサ
ー、スクライバー等の歯を詰まらせにくい。図３に窒化
チタンを対象とした窒素含有量と金属窒化物の硬度との
関係について示す。図３の結果より、窒素含量の増加と
ともに窒化チタンの硬度も上昇することがわかる。窒化
チタンを用いた場合には窒化チタン中の窒素含有量を組
成比で４％〜６０％とすることが好ましい。また、窒化
ジルコニウムを用いた場合には窒化ジルコニウム中の窒
素含有量を組成比で４０％〜６０％とすることが好まし
い。
硬く、発光素子の分離、加工工程で用いられるダイサ
ー、スクライバー等の歯を詰まらせにくい。図３に窒化
チタンを対象とした窒素含有量と金属窒化物の硬度との
関係について示す。図３の結果より、窒素含量の増加と
ともに窒化チタンの硬度も上昇することがわかる。窒化
チタンを用いた場合には窒化チタン中の窒素含有量を組
成比で４％〜６０％とすることが好ましい。また、窒化
ジルコニウムを用いた場合には窒化ジルコニウム中の窒
素含有量を組成比で４０％〜６０％とすることが好まし
い。
【００１１】反射層の厚さは特に限定されないが、好ま
しくは１０００Å以上３００００Å以下とする。１００
０Å以上とするのは発光面で生じた反対方向の光の実質
的に全部を反射層で反射させるためであり、３００００
Å以下とするのは、必要以上に厚い反射層を設けること
は発光素子の分離、加工効率を低下させる要因となるか
らである。さらに好ましくは１５００Å〜１５０００Å
とする。反射層の形成方法は特に限定されないが、プラ
ズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、光ＣＶＤ等のＣＶＤ（Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ス
パッタ、蒸着、ＥＣＲ法等の（Ｐｙｓｉｃａｌ Ｖａｐ
ｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の方法を利用でき
る。
しくは１０００Å以上３００００Å以下とする。１００
０Å以上とするのは発光面で生じた反対方向の光の実質
的に全部を反射層で反射させるためであり、３００００
Å以下とするのは、必要以上に厚い反射層を設けること
は発光素子の分離、加工効率を低下させる要因となるか
らである。さらに好ましくは１５００Å〜１５０００Å
とする。反射層の形成方法は特に限定されないが、プラ
ズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、光ＣＶＤ等のＣＶＤ（Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ス
パッタ、蒸着、ＥＣＲ法等の（Ｐｙｓｉｃａｌ Ｖａｐ
ｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の方法を利用でき
る。
【００１２】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。図４は本発明の一の実施例である発光素子１０
の構成を示す図である。基板、各半導体層、及び反射層
のスペックは次の通りである。 層 ： 組成：ドーパント （膜厚） ｐクラッド層１５ ： ｐ−ＧａＮ：Ｍｇ （0.3μm） 発光層１４ ： 超格子構造 量子井戸層 ：Ｉｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ （35Å） バリア層 ：ＧａＮ （35Å） 量子井戸とバリア層の繰り返し数：１〜１ ｎクラッド層１３ ： ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ （4μｍ） バッファ層１２ ： ＡｌＮ （100Å） 基板１１ ： サファイア （300μm） 反射層１６ ： ＴｉＮ （0.3μｍ）
明する。図４は本発明の一の実施例である発光素子１０
の構成を示す図である。基板、各半導体層、及び反射層
のスペックは次の通りである。 層 ： 組成：ドーパント （膜厚） ｐクラッド層１５ ： ｐ−ＧａＮ：Ｍｇ （0.3μm） 発光層１４ ： 超格子構造 量子井戸層 ：Ｉｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ （35Å） バリア層 ：ＧａＮ （35Å） 量子井戸とバリア層の繰り返し数：１〜１ ｎクラッド層１３ ： ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ （4μｍ） バッファ層１２ ： ＡｌＮ （100Å） 基板１１ ： サファイア （300μm） 反射層１６ ： ＴｉＮ （0.3μｍ）
【００１３】バッファ層１２は高品質の半導体層を成長
させるために用いられ、周知のＭＯＣＶＤ法等により基
板１１の上に形成される。本実施例ではＡｌＮをバッフ
ァ層として用いたが、これに限定されるわけでなく、一
般的にＡｌｘＧａｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋
ｙ＝１）で表されるIII族窒化物系化合物半導体（三元
系）、さらにはＡｌａＧａｂＩｎ１−ａ−ｂＮ（０≦ａ
≦１、０≦ｂ≦１、ａ＋ｂ≦１）で表されるIII族窒化
物系化合物半導体素（四元系）を用いることもできる。
各半導体層は周知のＭＯＣＶＤ法により形成される。こ
の成長法においては、アンモニアガスとIII族元素のア
ルキル化合物ガス、例えばトリメチルガリウム（ＴＭ
Ｇ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）やトリメチル
インジウム（ＴＭＩ）とを適当な温度に加熱された基板
上に供給して熱分解反応させ、もって所望の結晶を基板
の上に成長させる。勿論、各半導体層の形成方法はこれ
に限定されるものではなく、周知のＭＢＥ法によっても
形成することができる。発光層１４は超格子構造のもの
に限定されず、シングルへテロ型、ダブルへテロ型及び
ホモ接合型のものなどを用いることができる。
させるために用いられ、周知のＭＯＣＶＤ法等により基
板１１の上に形成される。本実施例ではＡｌＮをバッフ
ァ層として用いたが、これに限定されるわけでなく、一
般的にＡｌｘＧａｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋
ｙ＝１）で表されるIII族窒化物系化合物半導体（三元
系）、さらにはＡｌａＧａｂＩｎ１−ａ−ｂＮ（０≦ａ
≦１、０≦ｂ≦１、ａ＋ｂ≦１）で表されるIII族窒化
物系化合物半導体素（四元系）を用いることもできる。
各半導体層は周知のＭＯＣＶＤ法により形成される。こ
の成長法においては、アンモニアガスとIII族元素のア
ルキル化合物ガス、例えばトリメチルガリウム（ＴＭ
Ｇ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）やトリメチル
インジウム（ＴＭＩ）とを適当な温度に加熱された基板
上に供給して熱分解反応させ、もって所望の結晶を基板
の上に成長させる。勿論、各半導体層の形成方法はこれ
に限定されるものではなく、周知のＭＢＥ法によっても
形成することができる。発光層１４は超格子構造のもの
に限定されず、シングルへテロ型、ダブルへテロ型及び
ホモ接合型のものなどを用いることができる。
【００１４】発光層１４とｐクラッド層１５との間にマ
グネシウム等のアクセプタをドープしたバンドキャップ
の広いＡｌＸＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ≦１、０
≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）層を介在させることができる。
これは発光層１４の中に注入された電子がｐクラッド層
１５に拡散するのを防止するためである。ｐクラッド層
１５を発光層１４側の低ホール濃度ｐ−層とｐ電極１８
の高ホール濃度ｐ＋側とからなる２層構造とすることが
できる。
グネシウム等のアクセプタをドープしたバンドキャップ
の広いＡｌＸＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ≦１、０
≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）層を介在させることができる。
これは発光層１４の中に注入された電子がｐクラッド層
１５に拡散するのを防止するためである。ｐクラッド層
１５を発光層１４側の低ホール濃度ｐ−層とｐ電極１８
の高ホール濃度ｐ＋側とからなる２層構造とすることが
できる。
【００１５】ｐクラッド層１５を形成した後、基板１１
の上記半導体層が積層された面と反対の面にＴｉＮから
なる反射層を汎用的なリアクティブスパッタ法により形
成する。本実施例ではｐクラッド層を形成した後に反射
層１６を形成したが、基板１０にまず反射層１６を形成
し、その後バッファ層等を形成することもできる。
の上記半導体層が積層された面と反対の面にＴｉＮから
なる反射層を汎用的なリアクティブスパッタ法により形
成する。本実施例ではｐクラッド層を形成した後に反射
層１６を形成したが、基板１０にまず反射層１６を形成
し、その後バッファ層等を形成することもできる。
【００１６】ｎ電極１９はＡｌとＶの２層で構成され、
ｐクラッド層１５を形成した後、ｐクラッド層１５、発
光層１４、及びｎクラッド層１３の一部をエッチングに
より除去し、蒸着によりｎクラッド層１３上に形成され
る。透光性電極１７は金を含む薄膜であり、ｐクラッド
層１８の上面の実質的な全面を覆って積層される。ｐ電
極１８も金を含む材料で構成されており、蒸着により透
光性電極１７の上に形成される。
ｐクラッド層１５を形成した後、ｐクラッド層１５、発
光層１４、及びｎクラッド層１３の一部をエッチングに
より除去し、蒸着によりｎクラッド層１３上に形成され
る。透光性電極１７は金を含む薄膜であり、ｐクラッド
層１８の上面の実質的な全面を覆って積層される。ｐ電
極１８も金を含む材料で構成されており、蒸着により透
光性電極１７の上に形成される。
【００１７】このように構成された発光素子１０では発
光層１４で生じた光は透光性電極１７を通って取り出さ
れる。一方、基板１０方向に向かう一部の光は、サファ
イア基板１０を通過し、反射層１６の表面で反射される
こととなる。その結果、基板１０方向に向かった光を光
の取り出し方向である透光性電極１７に向かう方向の光
に変えることができ、もって発光素子の輝度アップを図
ることができる。
光層１４で生じた光は透光性電極１７を通って取り出さ
れる。一方、基板１０方向に向かう一部の光は、サファ
イア基板１０を通過し、反射層１６の表面で反射される
こととなる。その結果、基板１０方向に向かった光を光
の取り出し方向である透光性電極１７に向かう方向の光
に変えることができ、もって発光素子の輝度アップを図
ることができる。
【００１８】なお、本発明が適用される素子は上記の発
光素子に限定されるものではなく、受光素子、レーザー
ダイオード等の光素子にも適用できる。また、これらの
素子の中間体としての積層体にも本発明は適用されるも
のである。
光素子に限定されるものではなく、受光素子、レーザー
ダイオード等の光素子にも適用できる。また、これらの
素子の中間体としての積層体にも本発明は適用されるも
のである。
【００１９】この発明は、上記発明の実施の形態及び実
施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の
範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲
で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の
範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲
で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【００２０】以下、次の事項を開示する。 （１０） 金属窒化物からなる反射層と、基板と、及び
III族窒化物系化合物半導体層とを順次積層した構造を
備えるIII族窒化物系化合物半導体発光素子。 （１１） 前記基板がサファイア又はＺｎＯである、こ
とを特徴とする（１０）に記載のIII族窒化物系化合物
半導体発光素子。 （１２） 前記金属窒化物が窒化チタン、窒化ジルコニ
ウム、窒化ハフニウム又は窒化タンタルの中から選ばれ
る１又は２以上の金属窒化物である、ことを特徴とする
（１０）又は（１１）に記載のIII族窒化物系化合物半
導体発光素子。 （１３） 前記金属窒化物が窒化チタン又は窒化ジルコ
ニウムである、ことを特徴とする（１０）又は（１１）
に記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子。 （１４） 前記窒化チタンが窒素を組成比で４％〜６０
％含有する、ことを特徴とする（１３）に記載のIII族
窒化物系化合物半導体発光素子。 （１５） 前記窒化ジルコニウムが窒素を組成比で４０
％〜６０％含有する、ことを特徴とする（１３）に記載
のIII族窒化物系化合物半導体発光素子。 （１６） 前記反射層の厚さが１０００Å〜３００００
Åである、ことを特徴とする（１０）ないし（１５）の
いずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素
子。 （１７） 前記反射層の厚さが１５００Å〜１５０００
Åである、ことを特徴とする（１０）ないし（１５）の
いずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素
子。 （２０） 金属窒化物からなる反射層と、基板と、及び
III族窒化物系化合物半導体層とを順次積層してなる積
層体。 （２１） 前記基板がサファイア又はＺｎＯである、こ
とを特徴とする（２０）に記載の積層体。 （２２） 前記金属窒化物が窒化チタン、窒化ジルコニ
ウム、窒化ハフニウム又は窒化タンタルの中から選ばれ
る１又は２以上の金属窒化物である、ことを特徴とする
（２０）又は（２１）に記載の積層体。 （２３） 前記金属窒化物が窒化チタン又は窒化ジルコ
ニウムである、ことを特徴とする（２０）又は（２１）
に記載の積層体。 （２４） 前記窒化チタンが窒素を組成比で４％〜６０
％含有する、ことを特徴とする（２３）に記載の積層
体。 （２５） 前記窒化ジルコニウムが窒素を組成比で４０
％〜６０％含有する、ことを特徴とする（２３）に記載
の積層体。 （２６） 前記反射層の厚さが１０００Å〜３００００
Åである、ことを特徴とする（２０）ないし（２５）の
いずれかに記載の積層体。 （２７） 前記反射層の厚さが１５００Å〜１５０００
Åである、ことを特徴とする（２０）ないし（２５）の
いずれかに記載の積層体。 （３０） 基板の一の面上にIII族窒化物系化合物半導
体層を形成するステップと、前記基板の前記一の面と反
対の面上に金属窒化物からなる反射層を形成するステッ
プと、を含んでなるIII族窒化物系化合物半導体発光素
子の製造方法。 （３１） 前記反射層を形成するステップが前記半導体
層を形成するステップの後に行われる、ことを特徴とす
る（３０）に記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素
子の製造方法。 （３２） 前記基板がサファイア又はＺｎＯである、こ
とを特徴とする（３０）又は（３１）に記載のIII族窒
化物系化合物半導体発光素子の製造方法。 （３３） 前記金属窒化物が窒化チタン、窒化ジルコニ
ウム、窒化ハフニウム又は窒化タンタルの中から選ばれ
る１又は２以上の金属窒化物である、ことを特徴とする
（３０）ないし（３２）のいずれかに記載のIII族窒化
物系化合物半導体発光素子の製造方法。 （３４） 前記金属窒化物が窒化チタンまたは窒化ジル
コニウムである、ことを特徴とする（３０）ないし（３
２）に記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子の製
造方法。
III族窒化物系化合物半導体層とを順次積層した構造を
備えるIII族窒化物系化合物半導体発光素子。 （１１） 前記基板がサファイア又はＺｎＯである、こ
とを特徴とする（１０）に記載のIII族窒化物系化合物
半導体発光素子。 （１２） 前記金属窒化物が窒化チタン、窒化ジルコニ
ウム、窒化ハフニウム又は窒化タンタルの中から選ばれ
る１又は２以上の金属窒化物である、ことを特徴とする
（１０）又は（１１）に記載のIII族窒化物系化合物半
導体発光素子。 （１３） 前記金属窒化物が窒化チタン又は窒化ジルコ
ニウムである、ことを特徴とする（１０）又は（１１）
に記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子。 （１４） 前記窒化チタンが窒素を組成比で４％〜６０
％含有する、ことを特徴とする（１３）に記載のIII族
窒化物系化合物半導体発光素子。 （１５） 前記窒化ジルコニウムが窒素を組成比で４０
％〜６０％含有する、ことを特徴とする（１３）に記載
のIII族窒化物系化合物半導体発光素子。 （１６） 前記反射層の厚さが１０００Å〜３００００
Åである、ことを特徴とする（１０）ないし（１５）の
いずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素
子。 （１７） 前記反射層の厚さが１５００Å〜１５０００
Åである、ことを特徴とする（１０）ないし（１５）の
いずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素
子。 （２０） 金属窒化物からなる反射層と、基板と、及び
III族窒化物系化合物半導体層とを順次積層してなる積
層体。 （２１） 前記基板がサファイア又はＺｎＯである、こ
とを特徴とする（２０）に記載の積層体。 （２２） 前記金属窒化物が窒化チタン、窒化ジルコニ
ウム、窒化ハフニウム又は窒化タンタルの中から選ばれ
る１又は２以上の金属窒化物である、ことを特徴とする
（２０）又は（２１）に記載の積層体。 （２３） 前記金属窒化物が窒化チタン又は窒化ジルコ
ニウムである、ことを特徴とする（２０）又は（２１）
に記載の積層体。 （２４） 前記窒化チタンが窒素を組成比で４％〜６０
％含有する、ことを特徴とする（２３）に記載の積層
体。 （２５） 前記窒化ジルコニウムが窒素を組成比で４０
％〜６０％含有する、ことを特徴とする（２３）に記載
の積層体。 （２６） 前記反射層の厚さが１０００Å〜３００００
Åである、ことを特徴とする（２０）ないし（２５）の
いずれかに記載の積層体。 （２７） 前記反射層の厚さが１５００Å〜１５０００
Åである、ことを特徴とする（２０）ないし（２５）の
いずれかに記載の積層体。 （３０） 基板の一の面上にIII族窒化物系化合物半導
体層を形成するステップと、前記基板の前記一の面と反
対の面上に金属窒化物からなる反射層を形成するステッ
プと、を含んでなるIII族窒化物系化合物半導体発光素
子の製造方法。 （３１） 前記反射層を形成するステップが前記半導体
層を形成するステップの後に行われる、ことを特徴とす
る（３０）に記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素
子の製造方法。 （３２） 前記基板がサファイア又はＺｎＯである、こ
とを特徴とする（３０）又は（３１）に記載のIII族窒
化物系化合物半導体発光素子の製造方法。 （３３） 前記金属窒化物が窒化チタン、窒化ジルコニ
ウム、窒化ハフニウム又は窒化タンタルの中から選ばれ
る１又は２以上の金属窒化物である、ことを特徴とする
（３０）ないし（３２）のいずれかに記載のIII族窒化
物系化合物半導体発光素子の製造方法。 （３４） 前記金属窒化物が窒化チタンまたは窒化ジル
コニウムである、ことを特徴とする（３０）ないし（３
２）に記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子の製
造方法。
【図１】サファイア基板上に窒化チタンを形成した場合
の反射率を示すグラフ図である。
の反射率を示すグラフ図である。
【図２】同じく窒化ジルコニウムを形成した場合の反射
率を示すグラフ図である。
率を示すグラフ図である。
【図３】窒素含有量と窒化チタンの硬度との関係を示す
グラフ図である。
グラフ図である。
【図４】本発明の実施例である発光素子１０の構成を示
す図である。
す図である。
１０ 発光素子 １１ 基板 １２ バッファ層 １３ ｎクラッド層 １４ 発光層 １５ ｐクラッド層 １６ 反射層 １７ 透光性電極 １８ ｐ電極 １９ ｎ電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野杁 静代 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 伊藤 潤 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 浅見 慎也 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 渡邉 大志 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 Ｆターム(参考） 5F041 AA09 CA05 CA34 CA57 CA65 CB15
Claims (8)
- 【請求項１】 基板の半導体層が形成される面と反対の
面上に金属窒化物からなる反射層が形成されてなるIII
族窒化物系化合物半導体発光素子。 - 【請求項２】 前記基板がサファイア又はＺｎＯであ
る、ことを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物系
化合物半導体発光素子。 - 【請求項３】 前記金属窒化物が窒化チタン、窒化ジル
コニウム、窒化ハフニウム又は窒化タンタルの中から選
ばれる１又は２以上の金属窒化物であることを特徴とす
る請求項１又は２に記載のIII族窒化物系化合物半導体
発光素子。 - 【請求項４】 前記金属窒化物が窒化チタン又は窒化ジ
ルコニウムである、ことを特徴とする請求項１又は２に
記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子。 - 【請求項５】 前記窒化チタンが窒素を組成比で４％〜
６０％含有する、ことを特徴とする請求項４に記載のII
I族窒化物系化合物半導体発光素子。 - 【請求項６】 前記窒化ジルコニウムが窒素を組成比で
４０％〜６０％含有する、ことを特徴とする請求項４に
記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子。 - 【請求項７】 前記反射層の厚さが１０００Å〜３００
００Åである、ことを特徴とする請求項１ないし６のい
ずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子。 - 【請求項８】 前記反射層の厚さが１５００Å〜１５０
００Åである、ことを特徴とする請求項１ないし６のい
ずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9104199A JP2000286445A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9104199A JP2000286445A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000286445A true JP2000286445A (ja) | 2000-10-13 |
Family
ID=14015429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9104199A Pending JP2000286445A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000286445A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020026737A (ko) * | 2000-10-02 | 2002-04-12 | 염근영 | 투명 오믹접합을 갖는 광전소자 및 그 제조방법 |
| WO2002056393A1 (fr) * | 2001-01-15 | 2002-07-18 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Element semi-conducteur compose a base de nitrure du groupe iii des elements |
| JP2003163373A (ja) * | 2001-11-26 | 2003-06-06 | Toyoda Gosei Co Ltd | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子 |
| JP2003264298A (ja) * | 2002-03-07 | 2003-09-19 | Rohm Co Ltd | 光半導体装置およびその製造方法 |
| JP2004056088A (ja) * | 2002-05-31 | 2004-02-19 | Toyoda Gosei Co Ltd | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子 |
| KR100764457B1 (ko) * | 2004-03-18 | 2007-10-05 | 삼성전기주식회사 | 모노리식 백색 발광소자 |
| US8173469B2 (en) | 2010-03-18 | 2012-05-08 | Lg Innotek Co., Ltd. | Fabrication method of light emitting device |
| CN103456859A (zh) * | 2013-09-05 | 2013-12-18 | 深圳市智讯达光电科技有限公司 | 倒装led芯片的反射层结构及倒装led芯片 |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP9104199A patent/JP2000286445A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7312472B2 (en) | 2001-01-15 | 2007-12-25 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Compound semiconductor element based on Group III element nitride |
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| US6956245B2 (en) | 2002-05-31 | 2005-10-18 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III nitride compound semiconductor light-emitting element |
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| US7358659B2 (en) | 2004-03-18 | 2008-04-15 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Monolithic white light emitting device having nitride cladding layers and passive layer |
| US8173469B2 (en) | 2010-03-18 | 2012-05-08 | Lg Innotek Co., Ltd. | Fabrication method of light emitting device |
| CN103456859A (zh) * | 2013-09-05 | 2013-12-18 | 深圳市智讯达光电科技有限公司 | 倒装led芯片的反射层结构及倒装led芯片 |
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