JP2005191219A - 半導体発光素子およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 半導体発光素子10のウインドウ層15と保護層20との間には光透過性層19が設けられている。光透過性層19は、活性層13からの発光光について透過性である無機誘電体材料から構成され、スポンジ状あるいは軽石状のような多数の孔を有する多孔質膜から形成されている。また、光透過性層19の表面に微細な凹凸面が形成されている。凹凸面における凹凸幅および凹凸深さは、λ/4〜2λ(λ:活性層13の発光波長)の範囲に設定されている。
【選択図】 図1
Description
(数式1)
θ=sin-1(n11/n12)
また、光取り出し面に直接凹凸を形成する方法も考えられるが、やはり加工性の点で問題があり、凹凸の形成により発光素子の電気的特性に悪影響を与えるおそれもある。
光取り出し面を有する半導体層と、
前記光取り出し面上に設けられた光透過性層と、を備え、
前記光透過性層は、多孔質構造を有する、ことを特徴とする。
前記光透過性層は、例えば、無機誘電体材料から構成されている。
光取り出し面を有する半導体層を形成する工程と、
前記光取り出し面上に設けられた光透過性層を形成する工程と、を備える半導体発光素子の製造方法であって、
前記光透過性層を形成する工程では、前記半導体層上に光透過性材料からなる多孔質膜を形成する、ことを特徴とする。
前記光透過性層を形成する工程では、その上面に通じる細孔を形成する隔壁を備え、かつ上面に凹凸面を有する網目状の多孔質構造を形成することが好ましい。
なお、P型補助層14とウインドウ層15との間に、N型AlGaInP等から構成される電流ブロック層を設けてもよい。
次いで、得られた積層体について、光透過性層19の表面及び積層体の側面をエポキシ樹脂等の保護層20で被覆する。以上のようにして、図1に示す半導体発光素子が得られる。
(数式2)
(n1×n3)1/2×0.8≦n2≦(n1×n3)1/2×1.2
(数式3)
θ=sin-1(n11/n12)
(数式4)
T≦(λ/4n2)×(2m+1)±(λ/8n2)
[ここで、m=0、1または2]
11 N型基板
12 N型補助層
13 活性層
14 P型補助層
15 ウインドウ層
16 半導体基体
17 カソード電極
18 アノード電極
19 光透過性層
20 保護層
Claims (13)
- 光取り出し面を有する半導体層と、
前記光取り出し面上に設けられた光透過性層と、を備え、
前記光透過性層は、多孔質構造を有する、ことを特徴とする半導体発光素子。 - 前記光透過性層は、その上面に通じる細孔を形成する隔壁を備える網目状の多孔質構造を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
- 前記光透過性層は、その上面に凹凸面が形成されている、ことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体発光素子。
- 前記凹凸面における凹凸深さと前記凹凸面における凹凸幅との少なくとも一方は、λ/4〜2λ[ここで、λは発光光の波長を示す]の範囲にある、ことを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。
- 前記光透過性層は、凍結乾燥により形成されている、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記光透過性層は、無機誘電体材料から構成されている、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
- 前記光透過性層上に設けられた第1光透過性膜をさらに備え、
前記光透過性層は、前記半導体層の屈折率n1と前記第1光透過性膜の屈折率n3との間の範囲の屈折率n2を有する、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の半導体発光素子。 - 前記光透過性層の屈折率n2は、{(n1×n3)1/2×0.8}〜{(n1×n3)1/2×1.2}の範囲にある、ことを特徴とする請求項7に記載の半導体発光素子。
- 前記光透過性層の厚みは、{(λ/4n2)×(2m+1)±(λ/8n2)[ここで、λは発光光の波長を示し、mは1、2または3を示す。]の範囲にある、ことを特徴とする請求項7または8に記載の半導体発光素子。
- 前記半導体層と前記光透過性層との間に設けられた第2光透過膜をさらに備え、
前記第2光透過膜は、前記半導体層の屈折率n1と前記光透過性層の屈折率n2との間の範囲の屈折率n4を有する、ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の半導体発光素子。 - 光取り出し面を有する半導体層を形成する工程と、
前記光取り出し面上に設けられた光透過性層を形成する工程と、を備える半導体発光素子の製造方法であって、
前記光透過性層を形成する工程では、前記半導体層上に光透過性材料からなる多孔質膜を形成する、ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。 - 前記光透過性層を形成する工程では、凍結乾燥を使用する、ことを特徴とする請求項11に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記光透過性層を形成する工程では、その上面に通じる細孔を形成する隔壁を備え、かつ上面に凹凸面を有する網目状の多孔質構造を形成する、ことを特徴とする請求項12に記載の半導体発光素子の製造方法。
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