JP2005158788A - 半導体発光素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 透明性を有するサファイア基板2の一方の面に、n型窒化ガリウム層3、発光層4およびp型窒化ガリウム層5を順次積層し、前記n型窒化ガリウム層3およびp型窒化ガリウム層5とそれぞれ電気的に導通するn電極7およびp電極6を、前記サファイア基板2の面方向に相互に離間して形成して成るフリップチップ(フェイスダウン)タイプの半導体発光素子1において、下層側となるn型窒化ガリウム層3のn電極7の領域において、該n型窒化ガリウム層3とn電極7との当接面に凹凸部8を設ける。したがって、従来はn型窒化ガリウム層3に閉込められていた光は、該層3内を伝播し、前記n電極7の領域に達すると、凹凸部8によって回折され、基板2の他方の面から放射される。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の実施の第1の形態の半導体発光素子1を示す断面図である。図1において、サファイア基板2上には、n型窒化ガリウム層3、発光層4およびp型窒化ガリウム層5が、この順で積層されて形成されている。そして、この半導体発光素子1では、p型窒化ガリウム層5および発光層4を除去し、n型窒化ガリウム層3を露出させて、p型窒化ガリウム層5の上にp電極6、露出したn型窒化ガリウム層3の上にn電極7を形成している。そして、注目すべきは、この半導体発光素子1では、露出されたn型窒化ガリウム層3のn電極7の領域に、凹凸部8が形成されていることである。また、本発明では、フリップチップ(フェイスダウン)タイプの半導体発光素子であるので、前記n電極7およびp電極6は、反射電極である。
図2は、本発明の実施の第2の形態の半導体発光素子11を示す断面図である。この半導体発光素子11において、前述の半導体発光素子1に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この半導体発光素子11では、n型窒化ガリウム層3、発光層14およびp型窒化ガリウム層15の半導体層をエキタピシャル成長させた後に、n電極17に対応する領域で、p型窒化ガリウム層15および発光層14を通して、n型窒化ガリウム層3が露出するまで穿設することで、複数の凹凸部18を形成したことである。したがって、n型窒化ガリウム層3が凹部となり、p型窒化ガリウム層15が凸部となるが、この凹凸部18全体の上部全面に電極17を形成することで、この電極はn電極となる。
図3は、本発明の実施の第3の形態の半導体発光素子21を示す断面図である。この半導体発光素子21において、前述の半導体発光素子1に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。この半導体発光素子21でも、前述の半導体発光素子1と同様に、p型窒化ガリウム層5および発光層4を除去し、n型窒化ガリウム層23を露出させて、さらに部分的にエッチングを行い、n型窒化ガリウム層23のn電極27の領域に凹凸部28を設けている。しかしながら、注目すべきは、この半導体発光素子21では、前記凹凸部28は、n型窒化ガリウム層23にテーパーを持たせていることである。
図4および図5は、本発明の実施の第4の形態の半導体発光素子31a,31bを示す正面図である。これらの半導体発光素子31a,31bにおいて、前述の半導体発光素子1に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、半導体発光素子31aでは、図4で示すように、凹凸部38aは、サファイア基板2の1辺と平行な直線状に形成されており、半導体発光素子31bでは、図5で示すように、凹凸部38bは、サファイア基板2の4辺と平行な略四角形状(島状)に形成されていることである。図4および図5において、参照符33はn型窒化ガリウム領域であり、参照符35はp型窒化ガリウム領域であり、p型窒化ガリウム領域35の下には、前記発光層4が設けられている。またp型窒化ガリウム領域35の上面には前記p電極6が、n型窒化ガリウム領域33の上面にはn電極37a,37bが設けられている。
図6は、本発明の実施の第5の形態の半導体発光素子41を示す断面図である。この半導体発光素子41において、前述の半導体発光素子11に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この半導体発光素子41では、p型窒化ガリウム層45とp電極46との界面にも、凹凸部49が形成されていることである。具体的には、前記のn電極17に対応する領域に凹凸部18を形成した後に、フォトリソグラフィと反応性イオンエッチングとによって、p型窒化ガリウム層45にも凹凸部49を形成する。そして、この凹凸部49上にp電極46、凹凸部18上にn電極17を形成する。
2 サファイア基板
3,23 n型窒化ガリウム層
4,14 発光層
5,15、45 p型窒化ガリウム層
6,46 p電極
7,17,27,37a,37b n電極
8,18,28,38a,38b,49 凹凸部
33 n型窒化ガリウム領域
35 p型窒化ガリウム領域
Claims (7)
- 発光する光に対して透明性を有する基板の一方の面に、少なくともn型とp型との半導体層を相互に積層し、前記n型およびp型の半導体層とそれぞれ電気的に導通するn層およびp層電極を、前記基板の面方向に相互に離間して形成して成る半導体発光素子において、
下層側となる半導体層の電極領域において、該半導体層と電極との当接面に凹凸を有することを特徴とする半導体発光素子。 - 前記基板の一方の面に、前記n型とp型との半導体層をこの順で積層するようにした半導体発光素子において、
n層電極が、前記p型の半導体層の一部の領域を除去して露出させた前記n型の半導体層に接続されて成り、前記n型の半導体層は、そのn層電極との当接面に凹凸を有して成ることを特徴とする請求項1記載の半導体発光素子。 - 前記基板の一方の面に、前記n型とp型との半導体層をこの順で積層するようにした半導体発光素子において、
n層電極が、前記p型の半導体層の一部の領域に、前記n型の半導体層が露出するまで穿設した複数の凹部上に設けて成ることを特徴とする請求項1記載の半導体発光素子。 - 前記半導体層は、窒化ガリウム系化合物半導体層であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記凹凸は、その側面のなす角度が、前記基板の面方向に対して、90°以外で交差する角度であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記凹凸は、その形状が、前記基板の1辺と平行な直線状であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記凹凸は、その形状が、前記基板の4辺と平行な辺を有する略四角状であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
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