JP2007258277A - 半導体発光素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】サファイア基板からなるベース基板の一表面側でp形半導体層4上にアノード電極5が形成され、n形半導体層2における発光層3の積層側にカソード電極6が形成されている。カソード電極6は、オーミックコンタクト層61と、外部接続用金属層62とで構成している。半導体発光素子は、発光層3に対して所望の光取り出し面(ベース基板1の他表面)側とは反対側に位置するアノード電極5における発光層3側に、導電性を有し屈折率の異なる2種類の誘電体膜53a,53bが周期的に積層され発光層3から放射された光を反射する多層膜ミラー53が設けられ、当該多層膜ミラー53と、オーミックコンタクト層51と、外部接続用金属層52とで、アノード電極5を構成している。
【選択図】図1
Description
本実施形態の半導体発光素子は、紫色よりも長波長の可視光を放射する可視光発光ダイオードであって、図1(a)に示すように、サファイア基板からなるベース基板1の一表面側(図1(a)における上面側)に窒化ガリウム系化合物半導体層からなるn形半導体層2が形成され、n形半導体層2上に3族窒化物半導体層からなる発光層3が形成され、発光層3上に窒化ガリウム系化合物半導体層からなるp形半導体層4が形成されている。要するに、本実施形態の半導体発光素子は、ベース基板1の上記一表面側にn形半導体層2と発光層3とp形半導体層4との積層構造を有している。なお、n形半導体層2、発光層3、およびp形半導体層4は、ベース基板1の上記一表面側にMOVPE法のようなエピタキシャル成長技術を利用して成膜するので、n形半導体層2の貫通転位を低減するとともにn形半導体層2の残留歪みを低減するために、ベース基板1とn形半導体層2との間にバッファ層を設けることが望ましいのは勿論である。
(D×n)/(2m−1)=λ/4 (ただし、m=1,2,・・・)
の関係式から求められる。この関係式は、屈折率nの媒質X1の入射面へ入射した光のうち媒質X1中へ屈折し上記入射面に平行な面であって媒質X1と当該媒質X1に接する媒質X2との界面で反射された後に媒質X1から出た光と、媒質X1の上記入射面へ入射した光のうち上記入射面で反射された光との位相が一致し、同位相の光どうしの干渉により反射光の強度が強くなることを意味している。ただし、ここでは、上記媒質X1を上述の2つの単層膜を1ペア(誘電体膜53aと誘電体膜53bとを1ペア)として考えているので、単層膜だけに着目すると、上記関係式のように光の位相が反転するように設計することになる。
本実施形態の半導体発光素子は、実施形態1と同様に、紫色よりも長波長の可視光を放射する可視光発光ダイオードであって、図10に示すように、n形SiC基板からなるベース基板1の一表面側(図10における上面側)に窒化ガリウム系化合物半導体層からなるn形半導体層2が形成され、n形半導体層2上に3族窒化物半導体層からなる発光層3が形成され、発光層3上に窒化ガリウム系化合物半導体層からなるp形半導体層4が形成されている。要するに、本実施形態の半導体発光素子も、実施形態1と同様に、ベース基板1の上記一表面側にn形半導体層2と発光層3とp形半導体層4との積層構造を有している。なお、n形半導体層2、発光層3、およびp形半導体層4は、ベース基板1の上記一表面側にMOVPE法のようなエピタキシャル成長技術を利用して成膜するので、n形半導体層2の貫通転位を低減するとともにn形半導体層2の残留歪みを低減するために、ベース基板1とn形半導体層2との間にバッファ層を設けることが望ましいのは勿論である。
2 n形半導体層
3 発光層
4 p形半導体層
5 アノード電極
6 カソード電極
51 オーミックコンタクト層
52 外部接続用金属層
53 多層膜ミラー
53a 誘電体膜
53b 誘電体膜
Claims (6)
- n形半導体層と発光層とp形半導体層との積層構造を有し、p形半導体層における発光層側とは反対側にアノード電極が形成されるとともに、n形半導体層における発光層の積層側にカソード電極が形成され、発光層に対して所望の光取り出し面側とは反対側に位置するアノード電極における発光層側に、導電性を有し屈折率の異なる複数種類の誘電体膜が周期的に積層され発光層から放射された光を反射する多層膜ミラーが設けられてなることを特徴とする半導体発光素子。
- n形半導体層と発光層とp形半導体層との積層構造を有し、p形半導体層における発光層側とは反対側にアノード電極が形成されるとともに、n形半導体層における発光層側とは反対側にカソード電極が形成され、カソード電極とアノード電極との2つの電極のうち発光層に対して所望の光取り出し面側とは反対側に位置する電極における発光層側に、導電性を有し屈折率の異なる複数種類の誘電体膜が周期的に積層され発光層から放射された光を反射する多層膜ミラーが設けられてなることを特徴とする半導体発光素子。
- 前記多層膜ミラーは、屈折率が異なる2種類の誘電体膜が交互に積層されたものであり、前記各誘電体膜は、それぞれ酸化膜もしくは窒化膜からなることを特徴とする請求項1または請求項2記載の半導体発光素子。
- 前記多層膜ミラーは、互いに接する前記誘電体膜のうち低屈折率の誘電体膜に対する高屈折率の誘電体膜の屈折率比が少なくとも1.1であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の半導体発光素子。
- 前記各誘電体膜は、禁制帯幅が3eV以上であることを特徴とする請求項4記載の半導体発光素子。
- 前記各誘電体膜は、Ti−O系薄膜、In−Sn−O系薄膜、Ga−Sn−O系薄膜、Zn−O系薄膜、Ga−O系薄膜、Mg−O系薄膜、アモルファスGaN薄膜の群から選択されることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の半導体発光素子。
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