JP2004152800A

JP2004152800A - Semiconductor light emitting device

Info

Publication number: JP2004152800A
Application number: JP2002313125A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Yasuda; 正治安田; Nobuyuki Takakura; 信之高倉; Kazunari Kuzuhara; 一功葛原
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2022-10-28
Also published as: JP3674613B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light emitting device which can improve a light extracting efficiently while the overall surface of the light emitting device is uniformly light emitted. <P>SOLUTION: The semiconductor light emitting device includes a semiconductor layer 2 having a first conductivity type on one surface of a supporting substrate 1, an active layer 3, and a semiconductor layer 4 having a second conductivity type sequentially laminated in such a manner that a second electrode 6 is provided on the layer 4 having the second conductivity type, and a first electrode 5 is provided on the layer 2 having the first conductivity type exposed by removing the parts of the layers 2, 3 and 4. In the layers 2, 3 and 4, edges 7 of the removed parts are provided in a rugged shape along the layer 2 having the first conductivity type, and the first and the second electrodes 5, 6 have a plurality of toothed electrodes 52, 62 provided to protrude toward the edges 7, and the distal ends 53, 63 of the electrodes 52, 62 are formed in interdigitated electrodes disposed inward of the layers 2, 4 at predetermined intervals from the edges 7. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体発光素子に関し、特に活性層に電圧を印加するための電極をそれぞれ支持基板の同一面側に形成した構造を有する半導体発光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体発光素子として、例えば、特開２００１−３４５４８０（特許文献１）に提案されているものがあり、これを図６に示す。図６は全体概略平面図である。このものは、サファイアからなる支持基板１０１に窒化アルミニウムからなるバッファ層を積層し、次いで、シリコン（Ｓｉ）をドープした窒化ガリウム（ＧａＮ）で形成されたｎ型コンタクト層とｎ型クラッド層からなるｎ−Ｇａｎ層１０２と、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）層と窒化ガリウム層とを繰り返し積層して形成された活性層と、マグネシウム（Ｍｇ）をドープした窒化ガリウム（ＧａＮ）で形成されたｐ型コンタクト層とｐ型クラッド層からなるｐ−ＧａＮ層１０３とを順に積層させた構造をなしている。
【０００３】
また、ｐ−ＧａＮ層１０３の表面の略全面には、例えば、コバルト（Ｃｏ）と金（Ａｕ）との合金からなる透光性電極１０４が設けられており、さらに、その上面には、例えば、例えば、バナジウム（Ｖ）、Ａｕ、アルミニウム（Ａｌ）からなるｐ電極１０５が設けられている。このうち、透光性電極１０４は、その上面に設けられるｐ電極１０５から注入される電流をｐ−ＧａＮ層１０３へ十分拡散させるために設けられており、また、透光性とすることで、活性層で発光した光をｐ電極１０５の形成面側から取り出すことができる。また、ｐ電極１０５は、半導体発光素子の一辺の略中央に配設されたｐ台座電極１０５ａと、そこからｐ−ＧａＮ層１０３中央に向かって延長された部位と周縁に沿って延長された部位からなるｐ補助電極１０５ｂから構成されており、平面視において櫛状に形成されている。また、このように配置することにより、ｐ補助電極１０５ｂと透光性電極１０４のすべての角部までの距離を一定にしている。
【０００４】
一方、ｎ電極１０６は、ｐ−ＧａＮ１０３と活性層及びｎ−ＧａＮ層１０２の一部を所定の深さまでエッチングして表出させたｎ−ＧａＮ層１０２の表面に設けられている。このｎ電極１０６もｎ台座電極１０６ａとｎ補助電極１０６ｂから構成されており、ｎ台座電極１０６ａは、ｐ台座電極１０５ａと対向する一辺の略中央に配設され、ｎ補助電極１０６ｂは、ｎ台座電極から延長されるとともにｐ補助電極１０５ｂと互い違いに平行になるように配設されている。
【０００５】
したがって、この半導体発光素子によれば、透光性電極１０４のすべての点がｐ電極１０５から所定の距離内にあるので、ｐ台座電極１０５ａ又はｐ補助電極１０５ｂから最も離れた透光性電極１０４の部分へも電流が十分に拡散されて半導体発光素子の全面が均等に発光することができる。また、ｐ補助電極１０５ｂを透光性電極１０４の中央部に延設しているので、ｐ補助電極１０５ｂと透光性電極１０４のすべての角部までの距離が一定となり、また、ｎ補助電極１０６ｂを半導体発光素子の内方まで延設しているので、ｎ補助電極１０６ｂと半導体発光素子の角部までの距離が一定となり、角部での発光出力の低下を防止できる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３４５４８０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような半導体発光素子は、活性層で発光した光を、透光性電極１０４を介してｐ−ＧａＮ層１０３のｐ電極１０５を形成した面側から取り出せる。しかしながら、この取り出せる光量は、透光性電極１０４に入射する光量がそこに吸収される分を除いたものとなる。そして、透光性電極１０４に吸収される分は、入射する光量の半分程度以上である。つまり、取り出せる光量、すなわち、光の透過率は、透光性電極１０４に入射する光量を１００％とした場合に５０％程度以下になるのである。
【０００８】
また、ｐ−ＧａＮ層１０３及び透光性電極１０４の屈折率は空気の屈折率より大きいため、活性層で発光した光は、ｐ−ＧａＮ層１０３及び透光性電極１０４と空気との境界部分で全反射される場合があり、この場合、発光した光を半導体発光素子外部へ取り出せないこととなり、やはり、光の取り出し効率を低減させる要因となる。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、半導体発光素子の全面を均等に発光させつつ、光の取り出し効率を向上させることができる半導体発光素子を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の半導体発光素子は、支持基板と、支持基板の一方の面に第１の導電型を有する半導体層と、活性層と、第２の導電型を有する半導体層とを順次積層して備え、第２の導電型を有する半導体層に第２の電極を設けるとともに、第２の導電型を有する半導体層と活性層及び第１の導電型を有する半導体層の一部を除去して露出させた第１の導電型を有する半導体層に第１の電極を設けた半導体発光素子において、前記第２の導電型を有する半導体層と活性層及び第１の導電型を有する半導体層は、その除去部分の縁部を第１の導電型を有する半導体層に沿って凹凸する形状に設けるとともに、前記第１の電極及び前記第２の電極は、その縁部に向かって突出するように設けた複数の歯部電極を有し、かつ両電極の歯部電極の先端は、縁部から所定の間隔をおいてそれぞれの半導体層の内方に位置している櫛歯状の電極であることを特徴としている。
【００１１】
この構成により、透光性電極を備えずとも第１の導電型を有する半導体層から第２の導電型を有する半導体層へ流れる電流密度を一定にすることができるので、半導体発光素子の全面を均等に発光することができる。また、第２の電極の歯部電極と歯部電極との間は第２の導電型を有する半導体層が露出しているので、発光する光を減衰させることなく取り出すことができ、光の取り出し効率を向上することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明の半導体発光素子は、請求項１記載の構成において、前記第２の導電型を有する半導体層は、その表面に設けられた前記第２の電極の前記歯部電極と歯部電極との間に支持基板の方向に向かうに従って幅が小さくなる溝を設けたものとしている。
【００１３】
この構成により、歯部電極の直下に位置する活性層から発光した光が歯部電極と歯部電極の間にある第２の導電型を有する半導体層の外部との境界面に入射した際、その入射角度の大半は臨界角以下になるので、全反射を低減できて光の取り出し効率を向上することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明の半導体発光素子は、請求項１又は２記載の構成において、前記第２の導電型を有する半導体層は、その表面に設けられた前記第２の電極の前記歯部電極と歯部電極との間に第２の導電型を有する半導体層と同等もしくはそれより大きい屈折率を有する凸部を設けたものとしている。
【００１５】
この構成により、第２の電極の直下に位置する活性層から発光した光が歯部電極と歯部電極の間にある第２の導電型を有する半導体層の外部との境界面に入射した際、光は全反射することなく第２の導電型を有する半導体層から出ていくので、光の取り出し効率を向上することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明の半導体発光素子は、請求項１乃至３記載の構成において、前記第２の電極は、前記歯部電極を前記支持基板の方向に向かうに従って幅が大きくなるように形成してなるものとしている。
【００１７】
この構成により、歯部電極と歯部電極の間から出力した光が歯部電極の側面に入射して散乱又は吸収されてしまうことを低減できるので、光の取り出し効率を向上することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明の半導体発光素子は、請求項１乃至４記載の構成において、前記歯部電極は、その先端を面取りしてなるものとしている。
【００１９】
この構成により、第２の電極の歯部電極の隅角部と第１の電極の歯部電極の隅角部との間での電界集中を低減できるので、第２の導電型を有する半導体層から第１の導電型を有する半導体層へ流れる電流密度を均一化して半導体発光素子の全面を均等に発光させることができる。
【００２０】
請求項６に係る発明の半導体発光素子は、請求項１乃至５記載の構成において、前記歯部電極は、その先端に向かうに従って幅が小さくなるように形成してなるものとしている。
【００２１】
この構成により、電界が歯部電極の先端に集中するのを防止できるので、第２の導電型を有する半導体層から第１の導電型を有する半導体層へ流れる電流密度を均一化して半導体発光素子の全面を均等に発光させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る半導体発光素子を図１乃至図３に基づいて説明する。図１はその平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿って切断したときの中央付近を示す要部拡大断面図であり、図３は歯部電極の拡大図である。
【００２３】
この半導体発光素子は、支持基板１と、第１の導電型を有する半導体層２と、活性層３と、第２の導電型を有する半導体層４と、第１の電極５と、第２の電極６とを主要構成要素としている。
【００２４】
支持基板１は、半導体発光素子のベースとなるものであり、例えば、サファイアのような透光性及び絶縁性を有する基板にて形成されている。また、この支持基板１の一方の面に、第１の導電型を有する半導体層２と、活性層３と、第２の導電型を有する半導体層４とが順次積層されている。
【００２５】
第１の導電型を有する半導体層２は、ｎ型の導電型を示すように形成しており、詳しくは、ｎ型バッファ層２１とｎ型コンタクト層２２とｎ型クラッド層２３から構成している。このうち、ｎ型バッファ層２１は、例えば、ＧａＮにて形成しており、支持基板１とｎ型コンタクト層２２との格子不整合を緩和するために設けている。また、ｎ型クラッド層２３は、例えば、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）のような活性層３よりバンドギャップエネルギーが大きい組成のもので形成している。そして、ｎ型コンタクト層２２は、例えば、ＧａＮにて形成しており、第１の導電型を有する半導体層２の上方の表面側の層ではないものの後述する第１の電極５を設けている。これは、直接、第１の電極５を第１の導電型を有する半導体層２の上方の表面側の層であるｎ型クラッド層２３に設けたものと比較すると、両者の接触界面における接触障壁（ショットキバリア）を小さくし、オーミック接触を実現している。さらに、このｎ型コンタクト層２２の一部は、その表層にあるｎ型クラッド層２３と活性層３と第２の導電型を有する半導体層４の所定の一部を除去することにより露出されている。そして、この露出したｎ型コンタクト層２２と、ｎ型クラッド層２３と活性層３と第２の導電型を有する半導体層４の境界にあたる縁部７は、平面視において、ｎ型コンタクト層２２に沿って凹凸を有した形状、本実施形態では正弦波状にしている。
【００２６】
活性層３は、例えば、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）からなる半導体で形成され、単一量子井戸又は多重量子井戸構造をなして第１の導電型を有する半導体層２の上に積層している。前述した縁部７は、活性層３からみてもｎ型コンタクト層２２との境界となる。また、この活性層３は、色純度のよい発光を得るために不純物を注入せずにニュートラルなＩｎＧａＮ層としている。なお、このもののＩｎとＧａの組成比を調整したり、ｎ型あるいはｐ型の導電型にすることにより、バンドギャップを変化させて発光波長を変化させることができる。また、ｎ型の導電型にするにはシリコン（Ｓｉ）やゲルマニウム（Ｇｅ）等の不純物を適宜注入すればよく、逆に、ｐ型の導電型にするにはマグネシウム（Ｍｇ）や亜鉛（Ｚｎ）等の不純物を注入すればよい。
【００２７】
第２の導電型を有する半導体層４は、ｐ型の導電型を示すように形成されており、ｐ型コンタクト層４２とｐ型クラッド層４１とから構成して活性層３の上に積層している。前述した縁部７は、第２の導電型を有する半導体層４からみてもｎ型コンタクト層２２との境界となる。このうち、第２の導電型を有する半導体層４の上方の表面側の層であるｐ型コンタクト層４２は、例えば、ＧａＮにて形成しており、後述する第２の電極６を設けている。これは、直接、第２の電極６をｐ型クラッド層４１に設けたものと比較すると、両者の接触界面における接触障壁（ショットキバリア）を小さくし、オーミック接触を実現している。また、ｐ型クラッド層４１は、例えば、ＡｌＧａＮのような活性層３よりバンドギャップエネルギーが大きい組成のもので形成している。なお、前述した図２の説明、すなわち、図１のＡ−Ａ線に沿って切断したときの中央付近とは、活性層３と第２の導電型を有する半導体層４が存在する３個の断面のうちの中央部分と、活性層３と第２の導電型を有する半導体層４が存在しない中央部分の両側に位置する断面の一部を指す。
【００２８】
第１の電極５は、前述したように、ｎ型コンタクト層２２の表面に設けている。このものは、例えば、クロム（Ｃｒ）やタンタル（Ｔａ）やバナジウム（Ｖ）に金（Ａｕ）を積層した２層構造としている。また、この第１の電極５は、平面視において略四角形状をなす棟部電極５１と、その棟部電極５１と直交するとともに所定の間隔を有して配設された複数の歯部電極５２とで形成された櫛形状をしている。さらに、この歯部電極５２は、その形状を平面視において略長四角形状とし、好ましくは、棟部電極５１側からその先端部５３に向かって幅が狭くなるようにしており、その先端部５３は、縁部７から所定の距離だけｎ型コンタクト層２２の内方に位置するように、すなわち、全ての歯部電極５２で先端部５３から最も近距離にある縁部７に向かって下ろした垂線の長さが略一定となるように形成している。また、先端部５３は、その隅角部が面取りされた形状をしている。
【００２９】
第２の電極６は、これも前述したように、ｐ型コンタクト層４２の表面に設けている。このものは、例えば、パラジウム（Ｐｄ）やＣｒにＡｕを積層した２層構造としている。その形状は、第１の電極５と同様、平面視において略四角形状をなす棟部電極６１と、その棟部電極６１と直交するとともに所定の間隔を有して配設された複数の歯部電極６２とで形成された櫛形状をしている。そして、歯部電極６２においてその平面視における形状は、第１の電極５の歯部電極５２と同じく略長四角形状とし、好ましくは、棟部電極６３側からその先端部６３に向かって幅が狭くなるようにしているものの、その断面視における形状は、支持基板１の方向（図１の下側）に向かうに従って幅が大きくなる略台形状をしている。また、先端部６３は、その形状を第１の電極５の歯部電極５２と同様、隅角部を面取りしており、その形成位置は、縁部７から所定の距離だけｐ型コンタクト層４２の内方に位置するように、すなわち、全ての歯部電極６２で先端部６３から最も近距離にある縁部７に向かって下ろした垂線の長さが略一定となるように形成している。
【００３０】
つまり、半導体発光素子がこのような構成をとることで、ｐ型コンタクト層４２の電位は略一様になり、ｐ型コンタクト層４の全域に電流が十分拡散される。その結果、ｐ型コンタクト層４２の下層にあるｐ型クラッド層４１や活性層３に流れる電流の電流密度を一定に保つことができ、素子の全面を均等に発光することができるのである。また、活性層３で発光した光は、歯部電極６２と歯部電極６２との間に位置するｐ型コンタクト層４２が露出した部位から外部に出ていくことができる。この際、光は透光性電極のような光を吸収する物質を透過しないので、発光する光を減衰させることなく取り出すことができるのである。さらに、活性層３で発光する光はその任意の点から放射状に発光するため、歯部電極６２と歯部電極６２との間のｐ型コンタクト層４２の界面には様々な入射角を持った光が入射する。そのうち、臨界角より小さい角度で入射した光の一部は、ｐ型コンタクト層４２から半導体発光素子の外部へ出ていく際に歯部電極６２の側面に入射して散乱や吸収されるが、この側面に傾斜をつけることで散乱や吸収される光量を低減することができるのである。
【００３１】
以上説明した第１の実施形態の半導体発光素子によると、第２の導電型を有する半導体層４と活性層３及びｎ型クラッド層２３は、その除去部分の縁部７をｎ型コンタクト層２２に沿って正弦波状に凹凸する形状とするとともに、第１の電極５及び第２の電極６は、その縁部７に向かって突出するように設けた複数の歯部電極５２，６２を有し、かつ歯部電極５２，６２の先端部５３，６３が縁部７から所定の間隔をおいてそれぞれの半導体層２，４の内方に位置している櫛歯状の電極としているので、透光性電極を備えずとも第２の導電型を有する半導体層４から第１の導電型を有する半導体層２へ流れる電流密度を一定にすることができるので、半導体発光素子の全面を均等に発光することができる。また、第２の電極６の歯部電極６２と歯部電極６２との間は、第２の導電型を有する半導体層４が露出しているので、発光する光を減衰させることなく取り出すことができ、光の取り出し効率を向上することができる。また、第２の電極６の歯部電極６２を支持基板１の方向に向かうに従って幅が大きくなるように形成しているので、歯部電極６２と歯部電極６２の間から出力した光が歯部電極６２の側面に入射して散乱又は吸収されてしまうことを低減できるので、光の取り出し効率を向上することができる。さらに、歯部電極５２，６２は、その先端部５３，６３を面取りしてなり、加えて、先端部５３，６３に向かうに従って幅が小さくなるように形成しているので、第２の電極６の歯部電極６２の隅角部と第１の電極５の歯部電極５２の隅角部との間での電界集中を低減でき、また、電界が歯部電極５２，６２の先端部５３，６３に集中するのを防止できるので、第２の導電型を有する半導体層４から第１の導電型を有する半導体層２へ流れる電流密度を均一化して半導体発光素子の全面をより均等に発光させることができる。
【００３２】
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る半導体発光素子を図４に基づいて説明する。図４は半導体発光素子の中央付近を示す要部拡大断面図である。
【００３３】
この実施形態の半導体発光素子は、ｐ型コンタクト層４２が第１の実施形態と異なるものであり、他の構成要素は第１の実施形態のものと実質的に同一であるので、同一部材には同一の番号を付して説明を省略する。
【００３４】
本実施形態のｐ型コンタクト層４２は、第２の電極６の歯部電極６２と歯部電極６２との間に溝４３を形成していることが第１の実施形態と異なっている。その溝４３は、断面視において、支持基板１の方向に向かうに従い、つまり、ｐ型クラッド層４１に近づくにつれて幅が狭くなるように形成しており、その深さは、ｐ型コンタクト層４２の１／２程度にしている。また、溝４３の上部の幅は、歯部電極６２と歯部電極６２との間隔と略同等になるように形成している。
【００３５】
つまり、半導体発光素子がこのような構成をとることで、歯部電極６２と歯部電極６２との間のｐ型コンタクト層４２の界面に入射する活性層３の任意の点から放射状に発光した光の入射角を変化することができ、すなわち、臨界角以上で入射する光（全反射）を減少させることができるようになるのである。
【００３６】
以上説明した第２の実施形態の半導体発光素子によると、第２の導電型を有する半導体層４の表面に設けられた第２の電極６の歯部電極６２と歯部電極６２との間に支持基板１の方向に向かうに従って幅が小さくなる溝４３を設けているので、歯部電極６２の直下に位置する活性層３から発光した光が歯部電極６２と歯部電極６２との間にあるｐ型コンタクト層４２の外部との境界面に入射した際、その入射角度の大半が臨界角以下となり、全反射を低減できて光の取り出し効率を向上することができる。
【００３７】
［第３の実施形態］
第３の実施形態に係る半導体発光素子を図５に基づいて説明する。図５は半導体発光素子の中央付近を示す要部拡大断面図である。
【００３８】
この実施形態の半導体発光素子は、第２の電極６の歯部電極６２と歯部電極６２との間に別部材を設けたことが第１の実施形態と異なるものであり、他の構成要素は第１の実施形態のものと実質的に同一であるので、同一部材には同一の番号を付して説明を省略する。
【００３９】
本実施形態の半導体発光素子は、第２の電極６の歯部電極６２と歯部電極６２との間にｐ型コンタクト層４２と接して上側（図５の上方向）に突出する凸部４４を設けている。
【００４０】
この凸部４４は、活性層３で発光する光に対して透光性を有し、かつｐ型コンタクト層４２と同等もしくはより大きい屈折率を持つ材料で形成しており、例えば、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）を用いて形成している。また、その形状は、断面視において歯部電極６２と同一高さから半球状に突出した形に形成している。
【００４１】
つまり、半導体発光素子がこのような構成をとることで、歯部電極６２と歯部電極６２との間のｐ型コンタクト層４２の界面に入射する活性層３の任意の点から放射状に発光した光の透過角を変化することができ、すなわち、その界面で全反射する光を減少させることができるようになるのである。
【００４２】
以上説明した第３の実施形態の半導体発光素子によると、ｐ型コンタクト層４２の表面に設けられた第２の電極６の歯部電極６２と歯部電極６２との間にｐ型コンタクト層４２と同等もしくはより大きい屈折率を有する凸部４４を設けたので、第２の電極６の直下に位置する活性層３から発光した光が歯部電極６２と歯部電極６２との間にあるｐ型コンタクト層４２の外部との境界面に入射した際、光は全反射することなくｐ型コンタクト層４２から出ていき、光の取り出し効率を向上することができる。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の半導体発光素子は、支持基板と、支持基板の一方の面に第１の導電型を有する半導体層と、活性層と、第２の導電型を有する半導体層とを順次積層して備え、第２の導電型を有する半導体層に第２の電極を設けるとともに、各半導体層の一部を除去して露出させた第１の導電型を有する半導体層に第１の電極を設けた半導体発光素子において、前記各半導体層は、その除去部分の縁部を第１の導電型を有する半導体層に沿って凹凸する形状に設けるとともに、前記第１の電極及び前記第２の電極は、その縁部に向かって突出するように設けた複数の歯部電極を有し、かつ両電極の歯部電極の先端は、縁部から所定の間隔をおいてそれぞれの半導体層の内方に位置している櫛歯状の電極であるので、透光性電極を備えずとも第１の導電型を有する半導体層から第２の導電型を有する半導体層へ流れる電流密度を一定にし、半導体発光素子の全面を均等に発光することができる。また、第２の電極の歯部電極と歯部電極との間は第２の導電型を有する半導体層が露出しているので、発光する光を減衰させることなく取り出すことができ、光の取り出し効率を向上することができる。
【００４４】
請求項２に係る発明の半導体発光素子は、請求項１記載の構成において、前記第２の導電型を有する半導体層は、その表面に設けられた前記第２の電極の前記歯部電極と歯部電極との間に支持基板の方向に向かうに従って幅が小さくなる溝を設けたものであるので、請求項１記載の効果に加え、歯部電極の直下に位置する活性層から発光した光が歯部電極と歯部電極の間にある第２の導電型を有する半導体層の外部との境界面に入射した際、その入射角度の大半は臨界角以下になり、全反射を低減できて光の取り出し効率をより向上することができる。
【００４５】
請求項３に係る発明の半導体発光素子は、請求項１又は２記載の構成において、前記第２の導電型を有する半導体層は、その表面に設けられた前記第２の電極の前記歯部電極と歯部電極との間に第２の導電型を有する半導体層と同等もしくはそれより大きい屈折率を有する凸部を設けたものであるので、請求項１又は２記載の効果に加え、第２の電極の直下に位置する活性層から発光した光が歯部電極と歯部電極の間にある第２の導電型を有する半導体層の外部との境界面に入射した際、光は全反射することなく第２の導電型を有する半導体層から出ていき、より光の取り出し効率を向上することができる。
【００４６】
請求項４に係る発明の半導体発光素子は、請求項１乃至３記載の構成において、前記第２の電極は、前記歯部電極を前記支持基板の方向に向かうに従って幅が大きくなるように形成してなるものであるので、請求項１乃至請求項３記載の効果に加え、歯部電極と歯部電極の間から出力した光が歯部電極の側面に入射して散乱又は吸収されてしまうことを低減でき、さらに光の取り出し効率を向上することができる。
【００４７】
請求項５に係る発明の半導体発光素子は、請求項１乃至４記載の構成において、前記歯部電極は、その先端を面取りしてなるものであるので、請求項１乃至請求項４記載の効果に加え、第２の電極の歯部電極の隅角部と第１の電極の歯部電極の隅角部との間での電界集中を低減でき、第２の導電型を有する半導体層から第１の導電型を有する半導体層へ流れる電流密度を均一化して半導体発光素子の全面をより均等に発光させることができる。
【００４８】
請求項６に係る発明の半導体発光素子は、請求項１乃至５記載の構成において、前記歯部電極は、その先端に向かうに従って幅が小さくなるように形成してなるものであるので、請求項１乃至５記載の効果に加え、電界が歯部電極の先端に集中するのを防止でき、第２の導電型を有する半導体層から第１の導電型を有する半導体層へ流れる電流密度を均一化して半導体発光素子の全面をさらに均等に発光させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子を示す全体概略平面図である。
【図２】同上のＡ−Ａ線に沿って切断した中央付近を示す要部拡大断面図である。
【図３】同上の歯部電極を示す拡大図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子の中央付近を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子の中央付近を示す要部拡大断面図である。
【図６】従来の半導体発光素子の全体概略平面図である。
【符号の説明】
１支持基板
２第１の導電型を有する半導体層
３活性層
４第２の導電型を有する半導体層
４３溝
４４凸部
５第１の電極
５２歯部電極
５３先端部
６第２の電極
６２歯部電極
６３先端部
７縁部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor light emitting device, and more particularly to a semiconductor light emitting device having a structure in which electrodes for applying a voltage to an active layer are formed on the same surface side of a support substrate.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As a conventional semiconductor light emitting device, for example, there is one proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-345480 (Patent Document 1), which is shown in FIG. FIG. 6 is an overall schematic plan view. In this device, a buffer layer made of aluminum nitride is laminated on a support substrate 101 made of sapphire, and then an n-type contact layer and an n-type clad layer formed of gallium nitride (GaN) doped with silicon (Si) are formed. An active layer formed by repeatedly laminating an n-Gan layer 102, an indium gallium nitride (InGaN) layer and a gallium nitride layer, and a p-type contact formed of gallium nitride (GaN) doped with magnesium (Mg) It has a structure in which a layer and a p-GaN layer 103 made of a p-type cladding layer are sequentially stacked.
[0003]
A translucent electrode 104 made of, for example, an alloy of cobalt (Co) and gold (Au) is provided on substantially the entire surface of the p-GaN layer 103. For example, a p-electrode 105 made of vanadium (V), Au, and aluminum (Al) is provided. Among them, the light-transmitting electrode 104 is provided to sufficiently diffuse the current injected from the p-electrode 105 provided on the upper surface thereof into the p-GaN layer 103, and has a light-transmitting property. Light emitted from the active layer can be extracted from the surface on which the p-electrode 105 is formed. The p-electrode 105 includes a p-pedestal electrode 105a disposed substantially at the center of one side of the semiconductor light-emitting element, a portion extending therefrom toward the center of the p-GaN layer 103, and a portion extending along the periphery. And is formed in a comb shape in plan view. Further, by arranging in this manner, the distance between the p auxiliary electrode 105b and all corners of the translucent electrode 104 is kept constant.
[0004]
On the other hand, the n-electrode 106 is provided on the surface of the n-GaN layer 102 where the p-GaN 103, the active layer, and a part of the n-GaN layer 102 are exposed to a predetermined depth and exposed. The n electrode 106 also includes an n seat electrode 106a and an n auxiliary electrode 106b. The n seat electrode 106a is disposed substantially at the center of one side facing the p seat electrode 105a, and the n auxiliary electrode 106b is They are extended from the electrodes and are arranged so as to be alternately parallel to the p auxiliary electrodes 105b.
[0005]
Therefore, according to this semiconductor light emitting device, since all points of the translucent electrode 104 are within a predetermined distance from the p electrode 105, the translucent electrode 104 farthest from the p seat electrode 105a or the p auxiliary electrode 105b. The current is sufficiently diffused also into the portion, and the entire surface of the semiconductor light emitting element can emit light uniformly. Further, since the p auxiliary electrode 105b extends in the center of the translucent electrode 104, the distance between the p auxiliary electrode 105b and all corners of the translucent electrode 104 becomes constant, and the n auxiliary electrode Since the extension 106b extends to the inside of the semiconductor light emitting element, the distance between the n auxiliary electrode 106b and the corner of the semiconductor light emitting element becomes constant, and a decrease in the light emission output at the corner can be prevented.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-345480 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In such a semiconductor light emitting element, light emitted from the active layer can be extracted from the surface of the p-GaN layer 103 on which the p-electrode 105 is formed via the translucent electrode 104. However, the amount of light that can be taken out excludes the amount of light that enters the light-transmitting electrode 104 and is absorbed there. The amount absorbed by the translucent electrode 104 is about half or more of the incident light amount. That is, the amount of light that can be extracted, that is, the light transmittance, is about 50% or less when the amount of light incident on the light-transmitting electrode 104 is 100%.
[0008]
In addition, since the refractive indexes of the p-GaN layer 103 and the translucent electrode 104 are larger than the refractive index of air, light emitted from the active layer is transmitted to the boundary between the p-GaN layer 103 and the translucent electrode 104 and air. In this case, the emitted light cannot be extracted to the outside of the semiconductor light emitting element, which again causes a reduction in light extraction efficiency.
[0009]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device capable of improving light extraction efficiency while uniformly emitting light over the entire surface of the semiconductor light emitting device. Is to do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a semiconductor light emitting device according to the first aspect of the present invention includes a support substrate, a semiconductor layer having a first conductivity type on one surface of the support substrate, an active layer, and a second conductive layer. A semiconductor layer having a second conductivity type, a second electrode provided on the semiconductor layer having a second conductivity type, and a semiconductor layer having a second conductivity type, an active layer, and a first conductivity type. In a semiconductor light-emitting element in which a first electrode is provided in a semiconductor layer having a first conductivity type in which a part of a semiconductor layer having the first conductivity type is removed and exposed, a semiconductor layer having a second conductivity type, an active layer, The semiconductor layer having the first conductivity type has an edge portion of a removed portion provided in a shape that is uneven along the semiconductor layer having the first conductivity type, and the first electrode and the second electrode have the same shape. It has a plurality of tooth electrodes that protrude toward the edge. And teeth electrodes of both electrode tip is characterized in that the edge is a comb-shaped electrode which is located inwardly of the respective semiconductor layers at predetermined intervals.
[0011]
With this configuration, the current density flowing from the semiconductor layer having the first conductivity type to the semiconductor layer having the second conductivity type can be kept constant without providing a light-transmitting electrode. Light can be emitted evenly. In addition, since the semiconductor layer having the second conductivity type is exposed between the tooth electrodes of the second electrode, the emitted light can be extracted without attenuating the light. Efficiency can be improved.
[0012]
In a semiconductor light emitting device according to a second aspect of the present invention, in the configuration according to the first aspect, the semiconductor layer having the second conductivity type includes the tooth electrode and the teeth of the second electrode provided on the surface thereof. A groove having a width decreasing toward the direction of the support substrate is provided between the first electrode and the second electrode.
[0013]
With this configuration, when light emitted from the active layer located immediately below the tooth electrode is incident on the interface between the tooth electrode and the outside of the semiconductor layer having the second conductivity type between the tooth electrodes, Most of the incident angle is equal to or less than the critical angle, so that total reflection can be reduced and light extraction efficiency can be improved.
[0014]
In a semiconductor light emitting device according to a third aspect of the present invention, in the configuration according to the first or second aspect, the semiconductor layer having the second conductivity type is the tooth electrode of the second electrode provided on a surface thereof. A protrusion having a refractive index equal to or greater than that of the semiconductor layer having the second conductivity type is provided between the semiconductor layer and the tooth electrode.
[0015]
With this configuration, when light emitted from the active layer located immediately below the second electrode is incident on the boundary surface between the tooth electrode and the outside of the semiconductor layer having the second conductivity type between the tooth electrodes. Since light exits from the semiconductor layer having the second conductivity type without being totally reflected, the light extraction efficiency can be improved.
[0016]
In a semiconductor light emitting device according to a fourth aspect of the present invention, in the configuration according to the first to third aspects, the second electrode is formed such that the width of the tooth electrode increases toward the direction of the support substrate. It shall be.
[0017]
With this configuration, the light output from between the tooth electrodes can be reduced from being incident on the side surfaces of the tooth electrodes and being scattered or absorbed, so that the light extraction efficiency can be improved.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to the first to fourth aspects, the tooth electrode has a chamfered tip.
[0019]
With this configuration, the electric field concentration between the corner of the tooth electrode of the second electrode and the corner of the tooth electrode of the first electrode can be reduced, so that the semiconductor layer having the second conductivity type can be reduced. , The current density flowing from the semiconductor layer to the semiconductor layer having the first conductivity type can be made uniform, and the entire surface of the semiconductor light emitting element can emit light uniformly.
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to the first to fifth aspects, the tooth portion electrode is formed such that the width decreases toward the tip.
[0021]
With this configuration, the electric field can be prevented from being concentrated on the tip of the tooth electrode, so that the current density flowing from the semiconductor layer having the second conductivity type to the semiconductor layer having the first conductivity type can be made uniform, and the semiconductor light emitting element can be formed. Can emit light uniformly.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment]
A semiconductor light emitting device according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view thereof, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main portion showing the vicinity of the center when cut along the line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of a tooth electrode.
[0023]
This semiconductor light emitting device includes a support substrate 1, a semiconductor layer 2 having a first conductivity type, an active layer 3, a semiconductor layer 4 having a second conductivity type, a first electrode 5, and a second electrode. The electrode 6 is a main component.
[0024]
The support substrate 1 serves as a base of the semiconductor light emitting element, and is formed of, for example, a translucent and insulating substrate such as sapphire. On one surface of the support substrate 1, a semiconductor layer 2 having a first conductivity type, an active layer 3, and a semiconductor layer 4 having a second conductivity type are sequentially stacked.
[0025]
The semiconductor layer 2 having the first conductivity type is formed so as to exhibit an n-type conductivity type. Specifically, the semiconductor layer 2 includes an n-type buffer layer 21, an n-type contact layer 22, and an n-type cladding layer 23. I have. Among them, the n-type buffer layer 21 is formed of, for example, GaN, and is provided to reduce lattice mismatch between the support substrate 1 and the n-type contact layer 22. Further, the n-type cladding layer 23 is formed of a composition such as aluminum gallium nitride (AlGaN) having a band gap energy larger than that of the active layer 3. The n-type contact layer 22 is formed of, for example, GaN, and is not a layer on the upper surface side of the semiconductor layer 2 having the first conductivity type, but is provided with a first electrode 5 described later. . This is because, compared with the case where the first electrode 5 is directly provided on the n-type cladding layer 23 which is a layer on the surface above the semiconductor layer 2 having the first conductivity type, the contact barrier at the contact interface between them is provided. (Schottky barrier) is reduced to achieve ohmic contact. Further, a part of the n-type contact layer 22 is exposed by removing a predetermined part of the n-type cladding layer 23, the active layer 3, and the semiconductor layer 4 having the second conductivity type in the surface layer. I have. The exposed n-type contact layer 22, the n-type cladding layer 23, the edge 7 corresponding to the boundary between the active layer 3 and the semiconductor layer 4 having the second conductivity type are formed in the n-type contact layer 22 in plan view. In the present embodiment, the shape is a sinusoidal shape having irregularities along it.
[0026]
The active layer 3 is formed of, for example, a semiconductor made of indium gallium nitride (InGaN) and has a single quantum well or multiple quantum well structure and is stacked on the semiconductor layer 2 having the first conductivity type. The edge 7 described above becomes a boundary with the n-type contact layer 22 even when viewed from the active layer 3. The active layer 3 is a neutral InGaN layer without injecting impurities to obtain light emission with good color purity. The emission wavelength can be changed by changing the band gap by adjusting the composition ratio of In and Ga, or by changing the composition to n-type or p-type. In order to obtain the n-type conductivity, an impurity such as silicon (Si) or germanium (Ge) may be implanted as appropriate. Conversely, for obtaining the p-type conductivity, magnesium (Mg) or zinc (Zn) may be used. ) May be implanted.
[0027]
The semiconductor layer 4 having the second conductivity type is formed so as to exhibit a p-type conductivity type. The semiconductor layer 4 includes a p-type contact layer 42 and a p-type cladding layer 41 and is stacked on the active layer 3. ing. The edge 7 described above becomes a boundary with the n-type contact layer 22 even when viewed from the semiconductor layer 4 having the second conductivity type. Among these, the p-type contact layer 42, which is a layer on the front surface above the semiconductor layer 4 having the second conductivity type, is formed of, for example, GaN, and is provided with a second electrode 6 described later. . This reduces the contact barrier (Schottky barrier) at the contact interface between the two, as compared with the case where the second electrode 6 is directly provided on the p-type cladding layer 41, thereby achieving ohmic contact. Further, the p-type cladding layer 41 is formed of, for example, a composition such as AlGaN having a higher band gap energy than the active layer 3. Note that the description of FIG. 2 described above, that is, the vicinity of the center when cut along the line AA in FIG. 1 refers to three areas where the active layer 3 and the semiconductor layer 4 having the second conductivity type exist. It refers to a central portion of the cross section and a part of the cross section located on both sides of the central portion where the active layer 3 and the semiconductor layer 4 having the second conductivity type are not present.
[0028]
The first electrode 5 is provided on the surface of the n-type contact layer 22, as described above. This has, for example, a two-layer structure in which gold (Au) is laminated on chromium (Cr), tantalum (Ta), or vanadium (V). The first electrode 5 includes a ridge electrode 51 having a substantially square shape in a plan view, and a plurality of tooth electrodes 52 orthogonal to the ridge electrode 51 and arranged at a predetermined interval. And a comb shape formed by Further, the tooth electrode 52 has a substantially rectangular shape in plan view, and preferably has a width that decreases from the ridge electrode 51 side toward the tip 53 thereof. Is lowered so as to be located inside the n-type contact layer 22 by a predetermined distance from the edge 7, that is, at all the tooth electrodes 52, toward the edge 7 closest to the tip 53. The length of the perpendicular is formed so as to be substantially constant. The tip 53 has a shape in which a corner is chamfered.
[0029]
The second electrode 6 is provided on the surface of the p-type contact layer 42 as described above. This has a two-layer structure in which Au is stacked on palladium (Pd) or Cr, for example. Like the first electrode 5, the ridge electrode 61 has a substantially quadrangular shape in plan view, and a plurality of tooth portions orthogonal to the ridge electrode 61 and arranged at a predetermined interval. It has a comb shape formed with the electrode 62. The shape of the tooth electrode 62 in plan view is substantially the same as the rectangular shape of the tooth electrode 52 of the first electrode 5, and preferably has a width from the ridge electrode 63 side toward the tip 63. Although it is made narrower, its cross-sectional shape is a substantially trapezoidal shape whose width increases toward the direction of the support substrate 1 (the lower side in FIG. 1). The tip portion 63 has a chamfered corner shape in the same manner as the tooth electrode 52 of the first electrode 5, and the tip portion 63 is formed at a predetermined distance from the edge 7 by a predetermined distance from the p-type contact layer 42. , That is, the length of the perpendicular drawn down from the tip portion 63 toward the edge portion 7 closest to the tip portion 63 of all the tooth electrodes 62 is substantially constant. .
[0030]
That is, with the semiconductor light emitting element having such a configuration, the potential of the p-type contact layer 42 becomes substantially uniform, and the current is sufficiently diffused throughout the p-type contact layer 4. As a result, the current density of the current flowing through the p-type cladding layer 41 and the active layer 3 under the p-type contact layer 42 can be kept constant, and the entire surface of the device can emit light uniformly. Further, the light emitted from the active layer 3 can go outside from the portion where the p-type contact layer 42 located between the tooth electrodes 62 is exposed. At this time, light does not pass through a light-absorbing substance such as a light-transmitting electrode, so that emitted light can be extracted without being attenuated. Furthermore, since the light emitted from the active layer 3 is emitted radially from an arbitrary point, the interface of the p-type contact layer 42 between the tooth electrodes 62 has various incident angles. Light enters. Among them, a part of the light incident at an angle smaller than the critical angle is incident on the side surface of the tooth electrode 62 when exiting the semiconductor light emitting device from the p-type contact layer 42 and is scattered or absorbed. By sloping the side surface, the amount of scattered and absorbed light can be reduced.
[0031]
According to the semiconductor light emitting device of the first embodiment described above, the semiconductor layer 4 having the second conductivity type, the active layer 3 and the n-type cladding layer 23 are formed by removing the edge 7 of the removed portion from the n-type contact layer 22. The first electrode 5 and the second electrode 6 have a plurality of tooth electrodes 52 and 62 provided so as to protrude toward the edge 7 thereof. Since the tips 53 and 63 of the tooth electrodes 52 and 62 are comb-shaped electrodes which are located inside the respective semiconductor layers 2 and 4 at a predetermined distance from the edge 7, they are transparent. Since the current density flowing from the semiconductor layer 4 having the second conductivity type to the semiconductor layer 2 having the first conductivity type can be made constant without providing a light-emitting electrode, the entire surface of the semiconductor light-emitting element can emit light uniformly. can do. Further, since the semiconductor layer 4 having the second conductivity type is exposed between the tooth electrodes 62 of the second electrode 6, the emitted light can be extracted without attenuating. Light extraction efficiency can be improved. Further, since the tooth electrode 62 of the second electrode 6 is formed so as to increase in width toward the direction of the support substrate 1, light output from between the tooth electrode 62 and the tooth electrode 62 is Since it is possible to reduce scattering or absorption by being incident on the side surface of the unit electrode 62, light extraction efficiency can be improved. Further, the tooth electrodes 52 and 62 are formed by chamfering the tips 53 and 63 and, in addition, are formed so that the width decreases toward the tips 53 and 63, so that the second electrode 6 is formed. The concentration of the electric field between the corner of the tooth electrode 62 of the first electrode 5 and the corner of the tooth electrode 52 of the first electrode 5 can be reduced. Since the concentration on the semiconductor layer 63 can be prevented, the current density flowing from the semiconductor layer 4 having the second conductivity type to the semiconductor layer 2 having the first conductivity type is made uniform, so that the entire surface of the semiconductor light emitting element emits light more uniformly. be able to.
[0032]
[Second embodiment]
A semiconductor light emitting device according to a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part showing the vicinity of the center of the semiconductor light emitting device.
[0033]
In the semiconductor light emitting device of this embodiment, the p-type contact layer 42 is different from that of the first embodiment, and the other components are substantially the same as those of the first embodiment. Are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0034]
The p-type contact layer 42 of the present embodiment differs from the first embodiment in that a groove 43 is formed between the tooth electrodes 62 of the second electrode 6. The groove 43 is formed so that its width becomes narrower in the sectional view as it goes toward the support substrate 1, that is, as it approaches the p-type cladding layer 41, and its depth is smaller than that of the p-type contact layer 42. It is about 1/2. The width of the upper portion of the groove 43 is formed so as to be substantially equal to the interval between the tooth electrodes 62.
[0035]
In other words, the semiconductor light emitting element having such a configuration emits light radially from an arbitrary point of the active layer 3 incident on the interface of the p-type contact layer 42 between the tooth electrodes 62. The incident angle of light can be changed, that is, light incident at a critical angle or more (total reflection) can be reduced.
[0036]
According to the semiconductor light emitting device of the second embodiment described above, between the tooth electrode 62 of the second electrode 6 provided on the surface of the semiconductor layer 4 having the second conductivity type. Since the groove 43 whose width decreases toward the direction of the support substrate 1 is provided, light emitted from the active layer 3 located immediately below the tooth electrode 62 is interposed between the tooth electrode 62 and the tooth electrode 62. When the light is incident on the boundary surface with the outside of a certain p-type contact layer 42, most of the incident angle is equal to or less than the critical angle, so that total reflection can be reduced and light extraction efficiency can be improved.
[0037]
[Third Embodiment]
A semiconductor light emitting device according to a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an enlarged sectional view of a main part showing the vicinity of the center of the semiconductor light emitting device.
[0038]
The semiconductor light emitting device of this embodiment is different from the first embodiment in that a separate member is provided between the tooth electrodes 62 of the second electrode 6 and the other members. Are substantially the same as those of the first embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0039]
In the semiconductor light emitting device of the present embodiment, the convex portion 44 protrudes upward (upward in FIG. 5) between the tooth electrode 62 of the second electrode 6 and the p-type contact layer 42 between the tooth electrode 62. Is provided.
[0040]
The convex portion 44 is formed of a material having a light-transmitting property with respect to light emitted from the active layer 3 and having a refractive index equal to or larger than that of the p-type contact layer 42. (SiN). The shape is formed in a semi-spherical shape from the same height as the tooth electrode 62 in a sectional view.
[0041]
In other words, the semiconductor light emitting element having such a configuration emits light radially from an arbitrary point of the active layer 3 incident on the interface of the p-type contact layer 42 between the tooth electrodes 62. The light transmission angle can be changed, that is, the light totally reflected at the interface can be reduced.
[0042]
According to the semiconductor light emitting device of the third embodiment described above, the p-type contact layer 42 is provided between the tooth electrodes 62 of the second electrode 6 provided on the surface of the p-type contact layer 42. Is provided, the light emitted from the active layer 3 located immediately below the second electrode 6 emits p light between the tooth electrodes 62. When the light enters the interface with the outside of the mold contact layer 42, the light exits the p-type contact layer 42 without being totally reflected, and the light extraction efficiency can be improved.
[0043]
【The invention's effect】
The semiconductor light emitting device according to the first aspect of the present invention includes a support substrate, a semiconductor layer having a first conductivity type on one surface of the support substrate, an active layer, and a semiconductor layer having a second conductivity type. A second electrode is provided on the semiconductor layer having the second conductivity type, which is provided by lamination, and a first electrode is provided on the semiconductor layer having the first conductivity type in which a part of each semiconductor layer is removed and exposed. In each of the semiconductor light emitting devices, the edge of the removed portion of each semiconductor layer is provided in an uneven shape along the semiconductor layer having the first conductivity type, and the first electrode and the second electrode are provided. The electrode has a plurality of tooth electrodes provided so as to protrude toward the edge thereof, and the tips of the tooth electrodes of both electrodes are formed at a predetermined interval from the edge in each of the semiconductor layers. Since it is a comb-shaped electrode located on the side, it must be provided with a translucent electrode. The current density flowing into the semiconductor layer having a second conductivity type semiconductor layer having a first conductivity type constant can be uniformly emit the entire surface of the semiconductor light emitting element. In addition, since the semiconductor layer having the second conductivity type is exposed between the tooth electrodes of the second electrode, the emitted light can be extracted without attenuating the light. Efficiency can be improved.
[0044]
In a semiconductor light emitting device according to a second aspect of the present invention, in the configuration according to the first aspect, the semiconductor layer having the second conductivity type includes the tooth electrode and the teeth of the second electrode provided on the surface thereof. Since a groove having a width decreasing toward the direction of the supporting substrate is provided between the active layer and the electrode, the light emitted from the active layer located immediately below the tooth electrode is added to the effect of claim 1. When the light is incident on the boundary surface between the tooth electrode and the semiconductor layer having the second conductivity type between the tooth electrode and the outside, most of the incident angle is less than the critical angle, and the total reflection can be reduced and the light can be reduced. Extraction efficiency can be further improved.
[0045]
In a semiconductor light emitting device according to a third aspect of the present invention, in the configuration according to the first or second aspect, the semiconductor layer having the second conductivity type is the tooth electrode of the second electrode provided on a surface thereof. 3. A projection having a refractive index equal to or larger than that of the semiconductor layer having the second conductivity type is provided between the first electrode and the tooth electrode. When light emitted from the active layer located immediately below the electrode enters the boundary between the tooth electrode and the outside of the semiconductor layer having the second conductivity type between the tooth electrodes, the light is totally reflected Without exiting from the semiconductor layer having the second conductivity type, the light extraction efficiency can be further improved.
[0046]
In a semiconductor light emitting device according to a fourth aspect of the present invention, in the configuration according to the first to third aspects, the second electrode is formed such that the width of the tooth electrode increases toward the direction of the support substrate. Therefore, in addition to the effects of claims 1 to 3, light output from between the tooth electrodes is incident on the side surfaces of the tooth electrodes and is scattered or absorbed. Can be reduced, and the light extraction efficiency can be further improved.
[0047]
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to the first to fourth aspects, the tooth electrode has a chamfered tip, and thus the effects of the first to fourth aspects are provided. In addition, the electric field concentration between the corner of the tooth electrode of the second electrode and the corner of the tooth electrode of the first electrode can be reduced, and the electric field concentration from the semiconductor layer having the second conductivity type can be reduced. The current density flowing to the semiconductor layer having one conductivity type can be made uniform, and the entire surface of the semiconductor light emitting element can emit light more uniformly.
[0048]
According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor light emitting device according to the first to fifth aspects, the tooth portion electrode is formed so that the width decreases toward the tip. In addition to the effects described in 1 to 5, the electric field can be prevented from being concentrated on the tip of the tooth electrode, and the current density flowing from the semiconductor layer having the second conductivity type to the semiconductor layer having the first conductivity type can be made uniform. Thus, the entire surface of the semiconductor light emitting element can emit light more evenly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic plan view showing a semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an essential part enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the center taken along the line AA in the above.
FIG. 3 is an enlarged view showing the tooth electrode according to the first embodiment.
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part showing the vicinity of the center of a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the vicinity of the center of a semiconductor light emitting device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an overall schematic plan view of a conventional semiconductor light emitting device.
[Explanation of symbols]
1 Support substrate
2 Semiconductor layer having first conductivity type
3 Active layer
4. Semiconductor layer having second conductivity type
43 groove
44 convex
5 First electrode
52 Tooth electrode
53 Tip
6 Second electrode
62 Tooth electrode
63 Tip
7 Edge

Claims

A support substrate, a semiconductor layer having a first conductivity type on one surface of the support substrate, an active layer, and a semiconductor layer having a second conductivity type are sequentially stacked, and have a second conductivity type. A second electrode is provided on the semiconductor layer, and the semiconductor layer having the second conductivity type, the active layer, and the first conductivity type in which a part of the semiconductor layer having the first conductivity type is removed and exposed. In a semiconductor light-emitting element in which a first electrode is provided in a semiconductor layer,
The semiconductor layer having the second conductivity type, the active layer, and the semiconductor layer having the first conductivity type are provided such that an edge of a removed portion is formed in a shape that is uneven along the semiconductor layer having the first conductivity type. The first electrode and the second electrode each have a plurality of tooth electrodes provided so as to protrude toward the edge thereof, and the tips of the tooth electrodes of both electrodes have a predetermined distance from the edge. A semiconductor light-emitting device, comprising: comb-shaped electrodes located inside each semiconductor layer at an interval.

The semiconductor layer having the second conductivity type is provided with a groove whose width decreases toward the support substrate between the tooth electrodes of the second electrode provided on the surface thereof. The semiconductor light emitting device according to claim 1.

The semiconductor layer having the second conductivity type is equal to or higher than the semiconductor layer having the second conductivity type between the tooth electrodes of the second electrodes provided on the surface thereof. 3. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a convex portion having a large refractive index is provided.

4. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the second electrode is formed such that the width of the tooth electrode increases toward the support substrate. 5.

5. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the tooth electrode has a chamfered tip.

The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the tooth portion electrode is formed so as to decrease in width toward a tip thereof.