JP2006013500A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 発光装置は、基板と、基板上に形成された第一の窒化物半導体スタックと、第一の窒化物半導体スタック上に形成された窒化物発光層と、窒化物発光層上に形成された第二の窒化物半導体スタックと、第二の窒化物半導体スタック上に形成された第一の透明導電性の酸化物層とを含む。第二の窒化物半導体スタックは、第二の窒化物半導体スタックの上面に形成された複数の六角形のピラミッド型の孔を含む。第二の窒化物半導体スタックの複数の六角形のピラミッド型の孔は、第一の透明導電性の酸化物層で満たされ、低い抵抗のオーミック接触は、操作電圧を減じ、発光装置の発光効率を改善するように、複数の六角形のピラミッド型の孔の内面で発生する。
【選択図】 図1
Description
11 窒化物バッファー層
12 n型の窒化物半導体スタック
13 発光層
14 p型の窒化物半導体スタック
15 透明導電性の酸化物層
16 n型電極
17 p型電極
121 n型電極との接触領域
122 電極との非接触領域
123 粗い表面
140 平らな外面
141 六角形のピラミッド型の孔
1411 孔の内面
Claims (42)
- 基板と、
前記基板上に形成された第一の窒化物半導体スタックと、
前記第一の窒化物半導体スタック上に形成された窒化物発光層と、
前記窒化物発光層上に形成された第二の窒化物半導体スタックと、
前記第二の窒化物半導体スタック上に形成された第一の透明導電性の酸化物層と、
を含む発光装置であって、
前記第二の窒化物半導体スタックは、前記窒化物発光層と反対の前記第二の窒化物半導体スタックの表面から下方に延在する、複数の六角形のピラミッド型の孔を含み、
前記第二の窒化物半導体スタックの前記複数の六角形のピラミッド型の孔は前記第一の透明導電性の酸化物層で実質的に満たされることを特徴とする発光装置。 - 前記第二の窒化物半導体スタックの表面の前記六角形のピラミッド型の一つ孔の対角線の長さは、10nm乃至1μmの範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記六角形のピラミッド型の孔の密度は、1x107cm−2乃至1x1011cm−2の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記六角形のピラミッド型の一つの孔の深さは、10nm乃至1μmの範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記基板と前記第一の窒化物半導体スタックとの間に形成されたバッファー層をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記第一の透明導電性の酸化物層は、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化カドミウムスズ(CTO)、酸化アンチモンスズ、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛アルミニウム及び酸化亜鉛スズで構成する群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記第一の透明導電性の酸化物層の透過率は、光の波長が300nm乃至700nmの範囲内の場合に50%よりも高いことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記第一の透明導電性の酸化物層の厚さは、50nm乃至1μmの範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記基板はC(0001)サファイア基板であり、前記六角形のピラミッド型の孔の各々において、それぞれ2つの隣接するピラミッドの表面間の角度は実質的に120度であり、前記ピラミッドの表面は夫々(10−11)又は(11−22)の格子表面群を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記基板は、0乃至10度のオフアングルを有する(0001)又は(11−20)サファイア基板であることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記基板は、GaN、AlN、SiC、GaAs、GaP、Si、ZnO、MgO、MgAl2O4、及びガラスで構成する群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記第一の窒化物半導体スタックは、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及びAlInGaNで構成する群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記第一の窒化物半導体スタックは少なくとも一つのn型の窒化物半導体層を含み、前記第二の窒化物半導体スタックは少なくとも一つのp型の窒化物半導体層を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記第一の窒化物半導体スタックは少なくとも一つのp型の窒化物半導体層を含み、前記第二の窒化物半導体スタックは少なくとも一つのn型の窒化物半導体層を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記窒化物発光層は、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及びAlInGaNで構成する群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記窒化物発光層は、二重ヘテロ構造、単一の量子井戸構造、又は多重量子井戸構造を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記第二の窒化物半導体スタックは、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及びAlInGaNで構成する群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記バッファー層は、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及びAlInGaNで構成する群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項5に記載の発光装置。
- 前記第二の窒化物半導体スタックの前記六角形のピラミッド型の孔は、エピタキシャル成長によって形成されることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記第二の窒化物半導体スタックの前記六角形のピラミッド型の孔は、湿式エッチング処理を実行することによって形成されることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記第二の窒化物半導体スタックの前記六角形のピラミッド型の孔は、エピタキシャル成長及び湿式エッチング処理の実行によって形成されることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記六角形のピラミッド型の孔の底部から前記基板までの距離は、前記窒化物発光層の上面から前記基板までの距離よりも長いことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記第一の透明導電性の酸化物層と接触する前記六角形のピラミッド型の孔の内面で形成した接触抵抗は、前記第一の透明導電性の酸化物層と接触する前記第二の窒化物半導体スタックの表面に形成された接触抵抗よりも低いことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記第一の透明導電性の酸化物層の屈折率は、窒化物物質の屈折率とパッケージ物質の屈折率との間であることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記基板から離れた前記第一の窒化物半導体スタックの表面は第一表面及び第二表面を含み、前記窒化物発光層が前記第一の窒化物半導体スタックの第一表面上に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記第一の窒化物半導体スタックの第二表面上に形成される第二の透明導電性の酸化物層をさらに含むことを特徴とする請求項25に記載の発光装置。
- 前記第二の透明導電性の酸化物層は、酸化インジウムスズ、酸化カドミウムスズ、酸化アンチモンスズ、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛アルミニウム及び酸化亜鉛スズで構成する群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項26に記載の発光装置。
- 前記第二の透明導電性の酸化物層の屈折率は、窒化物物質の屈折率とパッケージ物質の屈折率との間であることを特徴とする請求項26に記載の発光装置。
- 前記第一の窒化物半導体スタックの前記第二表面は光取出し効率の高い表面であることを特徴とする請求項25に記載の発光装置。
- 前記光取出し効率の高い表面は、該光取出し効率の高い表面で形成された六角形のピラミッド型の孔を備えて形成されることを特徴とする請求項29に記載の発光装置。
- 前記第二の透明導電性の酸化物層は、前記六角形のピラミッド型の孔を備えて形成される前記第一の窒化物半導体スタックの第二表面上に形成されることを特徴とする請求項30に記載の発光装置。
- 前記第一の窒化物半導体スタックの六角形のピラミッド型の各孔は、前記第二の透明導電性の酸化物層で実質的に満たされることを特徴とする請求項31に記載の発光装置。
- 前記第二の窒化物半導体スタックの表面の前記六角形のピラミッド型の一つの孔の対角線の長さは、10nm乃至1μmの範囲内であることを特徴とする請求項30に記載の発光装置。
- 前記六角形のピラミッド型の孔の密度は、1x107cm−2乃至1x1011cm−2の範囲内であることを特徴とする請求項30に記載の発光装置。
- 前記六角形のピラミッド型の孔の深さは、10nm乃至1μmの範囲内であることを特徴とする請求項30に記載の発光装置。
- 前記六角形のピラミッド型の孔は、湿式エッチング処理を実行することによって形成されることを特徴とする請求項30に記載の発光装置。
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- 前記光取出し効率の高い表面は、粗い構造を備えて形成されることを特徴とする請求項29に記載の発光装置。
- 前記第二の透明導電性の酸化物層は、前記粗い構造を備えて形成される前記第一の窒化物半導体スタックの第二表面上に形成されることを特徴とする請求項38に記載の発光装置。
- 前記第二の透明導電性の酸化物層は、酸化インジウムスズ、酸化カドミウムスズ、酸化アンチモンスズ、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛アルミニウム及び酸化亜鉛スズで構成する群から選択される少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項39に記載の発光装置。
- 前記粗い構造は、湿式エッチング処理を実行することによって形成されることを特徴とする請求項38に記載の発光装置。
- 前記第二の透明導電性の酸化物層の屈折率は、窒化物物質の屈折率とパッケージ物質の屈折率との間であることを特徴とする請求項31に記載の発光装置。
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