JP2006165543A - 半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板210と、基板210上に相互に離隔して設けられ、半導体物質の積層により形成される少なくとも二つの発光セル240と、発光セル240の間に順次に積層された反射層220及び透明絶縁層230と、発光セル240を覆う透明電極250と、を備える。
【選択図】図2A
Description
220 反射層、
230 透明絶縁層、
240 発光セル、
242 下部GaN層、
244 活性層、
246 上部GaN層、
250 透明電極、
260 バッファ層。
Claims (42)
- 基板と、
前記基板上に相互に離隔して設けられ、半導体物質の積層により形成される少なくとも二つの発光セルと、
前記発光セルの間に所定高さに順次に積層された反射層及び透明絶縁層と、
前記発光セルの上面を覆う透明電極と、を備えることを特徴とする発光素子。 - 前記基板と前記発光セルとの間に第1バッファ層を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記透明絶縁層と前記反射層の厚さの和は、前記発光セルの厚さと同じ、又は、前記発光セルより厚いことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記透明絶縁層の厚さは、前記反射層より厚いことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記発光セルの幅に対する当該発光セルの厚さの比率は、当該発光セルに対する前記透明絶縁層の全反射角度のタンジェント値と同じ、又は、当該タンジェント値より大きいことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記基板は、Siから形成されていることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記透明絶縁層は、前記発光セルを形成する半導体物質の屈折率より小さな屈折率を有する物質から形成されていることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記透明絶縁層は、SiO2、SiNx、Al2O3、HfO、ZrO、TiO2、及びZnOよりなる群から選択される少なくとも一つの物質から形成されていることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記透明電極は、透明導電性酸化物又は金属から形成されていることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記金属は、Au、Pd、Pt、Ru、及びNiよりなる群から選択される一つであることを特徴とする請求項9に記載の発光素子。
- 前記透明導電性酸化物は、亜鉛酸化物又はインジウム酸化物であることを特徴とする請求項9に記載の発光素子。
- 前記インジウム酸化物は、Mg、Ag、Zn、Sc、Hf、Zr、Te、Se、Ta、W、Nb、Cu、Si、Ni、Co、Mo、Cr、Mn、Hg、Pr、及びLa系の元素よりなる群から選択される少なくとも一つの元素を含むことを特徴とする請求項11に記載の発光素子。
- 前記反射層は、金属層から形成されていることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記反射層は、複数の誘電層から形成されていることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記反射層は、一対の金属層及び誘電層が、一対以上繰り返し積層されて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記基板と前記発光セルとの間に、GaN層を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記基板と前記GaN層との間に、第2バッファ層を更に備えることを特徴とする請求項16に記載の発光素子。
- 前記第1バッファ層は、GaN系のIII−V族窒化物半導体層であることを特徴とする請求項2に記載の発光素子。
- 基板上に透明絶縁層を形成する第1ステップと、
前記透明絶縁層に少なくとも一つのホールを形成する第2ステップと、
前記ホール内に、半導体物質の積層により発光セルを形成する第3ステップと、
前記透明絶縁層及び発光セルを覆う電極を形成する第4ステップと、を含むことを特徴とする発光素子の製造方法。 - 前記基板は、Siから形成されることを特徴とする請求項19に記載の発光素子の製造方法。
- 前記透明絶縁層の厚さは、前記発光セルと同じ厚さに、又は、前記発光セルより厚く形成されることを特徴とする請求項19に記載の発光素子の製造方法。
- 前記透明絶縁層は、前記発光セルを形成する半導体物質の屈折率より小さな屈折率を有する物質から形成されることを特徴とする請求項19に記載の発光素子の製造方法。
- 前記透明絶縁層は、SiO2、SiNx、Al2O3、HfO、ZrO、TiO2、及びZnOよりなる群から選択される少なくとも一つの物質から形成されることを特徴とする請求項19に記載の発光素子の製造方法。
- 前記第4ステップで形成される電極は、透明電極であって、
前記透明電極は、透明導電性酸化物又は金属から形成されることを特徴とする請求項19に記載の発光素子の製造方法。 - 前記金属は、Au、Pd、Pt、Ru、及びNiよりなる群から選択される一つであることを特徴とする請求項24に記載の発光素子の製造方法。
- 前記透明導電性酸化物は、亜鉛酸化物又はインジウム酸化物であることを特徴とする請求項24に記載の発光素子の製造方法。
- 前記インジウム酸化物は、Mg、Ag、Zn、Sc、Hf、Zr、Te、Se、Ta、W、Nb、Cu、Si、Ni、Co、Mo、Cr、Mn、Hg、Pr、及びLa系の元素よりなる群から選択される少なくとも一つの元素を含むことを特徴とする請求項26に記載の発光素子の製造方法。
- 前記第4ステップで形成される電極は、反射電極であって、
前記第4ステップは、
前記反射電極上に熱伝達層を形成するステップを含むことを特徴とする請求項19に記載の発光素子の製造方法。 - 前記第4ステップは、
前記基板を除去するステップを更に含むことを特徴とする請求項28に記載の発光素子の製造方法。 - 前記第4ステップは、
前記基板が除去された前記発光セルの下面を少なくとも覆う下側透明電極を形成するステップを更に含むことを特徴とする請求項29に記載の発光素子の製造方法。 - 前記熱伝達層は、Cu、Si、及びCu合金よりなる群から選択される一つの物質から形成されることを特徴とする請求項28に記載の発光素子の製造方法。
- 前記第1ステップは、
前記基板と前記透明絶縁層との間に反射層を形成するステップを含み、
前記第2ステップは、
前記基板が露出されまで、前記透明絶縁層及び前記反射層にホールを形成することを特徴とする請求項19に記載の発光素子の製造方法。 - 前記第3ステップは、
前記発光セルと前記基板との間に第1バッファ層を形成するステップを含むことを特徴とする請求項32に記載の発光素子の製造方法。 - 前記第1ステップは、
前記基板と前記透明絶縁層との間にGaN層及び反射層を順次に形成するステップを含み、
前記第2ステップは、
前記GaN層が露出されるまで、前記透明絶縁層及び前記反射層にホールを形成することを特徴とする請求項19に記載の発光素子の製造方法。 - 前記第1ステップは、
前記基板と前記GaN層との間に第2バッファ層を形成するステップを更に含むことを特徴とする請求項34に記載の発光素子の製造方法。 - 前記透明絶縁層と前記反射層の厚さの和は、前記発光セルの厚さと同じに、又は、前記発光セルより厚く形成されることを特徴とする請求項32に記載の発光素子の製造方法。
- 前記透明絶縁層の厚さは、前記反射層より厚く形成されることを特徴とする請求項32に記載の発光素子の製造方法。
- 前記発光セルの幅に対する前記発光セルの厚さの比率は、前記発光セルに対する前記透明絶縁層の全反射角度のタンジェント値と同じに、又は、当該タンジェント値より大きく形成されることを特徴とする請求項32に記載の発光素子の製造方法。
- 前記反射層は、金属層から形成されることを特徴とする請求項32に記載の発光素子の製造方法。
- 前記反射層は、複数の誘電層から形成されることを特徴とする請求項32に記載の発光素子の製造方法。
- 前記反射層は、一対の金属層及び誘電層が、一対以上繰り返し積層されて形成されることを特徴とする請求項32に記載の発光素子の製造方法。
- 前記第1バッファ層は、GaN系のIII−V族窒化物半導体層であることを特徴とする請求項33に記載の発光素子の製造方法。
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