JP2008066591A - 化合物半導体発光素子およびそれを用いる照明装置ならびに化合物半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ナノコラム2を形成させるための基板1を、導電性を有し、かつ発光層4の発光波長に対して透光性を有する材料で形成するとともに、その基板1の他方表面上に、前記発光層4から放射される光の波長に対して透光性を有するn型電極7を形成し、p型半導体層5上に形成されるp型電極6との間で、素子の厚み方向に電流を注入できるようにする。前記基板1としては、SiドープしたGaN、Ga2O3またはZnOから成る。したがって、n型電極7側から光取出しが行われ、p型電極6側に放熱手段9を設けることができ、注入電流を大きくすることができる。また、n型電極の作成に一部のナノコラム2を除去する必要はなく、簡便な手法で作成することができる。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施の一形態に係る化合物半導体発光素子である発光ダイオードの構造を模式的に示す断面図である。本実施の形態では、自己形成的に窒化物ナノコラムを形成するが、ナノコラムの形成方法は限定されるものではない。たとえば、フォトリソグラフィ技術を用いて基板表面に開口部を設けて、窒化物ナノコラムを形成してもよい。また、本実施の形態では、ナノコラムの成長は、有機金属気相成長(MOCVD)によって行うことを前提としているが、ナノコラムの成長方法はこれに限定されるものではなく、分子線エピタキシー(MBE)やハイドライド気相成長(HVPE)等の装置を用いてもナノコラムが作製可能であることは公知である。以下、特に断らない限り、MOCVD装置を用いるものとする。
図2は、本発明の実施の他の形態に係る化合物半導体発光素子である発光ダイオードの構造を模式的に示す断面図である。本実施の形態では、前述の実施の形態に類似し、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、本実施の形態では、反射層18が多層膜から成ることである。この多層膜から成る反射層18は、屈折率の小さい材料と、大きい材料とを交互に複数回繰り返して積層させた構造である。本実施の形態では、屈折率の小さい材料としてGaNを用い、高い材料としてAlGaNを用い、AlGaN層18bの厚さを47.64nm、GaN層18aの厚さを50.54nmとなるように蒸着し、さらにこれら各々1層ずつの組合わせで51回繰返し形成した。こうして作成された本反射層18の反射率は、中心波長465nmに対して、99.5%と極めて高い反射率を有する。
2 ナノコラム
3 ナノコラムn型半導体層
4 ナノコラム発光層
5 ナノコラムp型半導体層
6 p型電極
7 n型電極
8 金属反射層
9 放熱手段
18 反射層
Claims (9)
- 導電性を有するとともに、発光波長に対して透光性を有する基板と、
前記基板の一方表面上に、n型化合物半導体層、発光層およびp型化合物半導体層が順に積層されて成る複数の柱状結晶構造体と、
前記p型化合物半導体層上に形成されるp型電極と、
前記基板上の他方表面上に形成され、発光波長に対して透光性を有するn型電極とを含むことを特徴とする化合物半導体発光素子。 - 前記基板は、n型の導電性を示すGaN、Ga2O3またはZnOから成ることを特徴とする請求項1記載の化合物半導体発光素子。
- 前記基板は、前記GaNまたはGa2O3から成るときにはSiドープによって、前記ZnOから成るときにはAlまたはGaドープによって、前記n型の導電性を有することを特徴とする請求項2記載の化合物半導体発光素子。
- 前記p型電極上に、前記発光層から放射された光を反射する反射層をさらに備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物半導体発光素子。
- 前記反射層は、金属から成ることを特徴とする請求項4記載の化合物半導体発光素子。
- 前記反射層は、屈折率の異なる膜を複数層繰返し積層させた多層膜であることを特徴とする請求項4記載の化合物半導体発光素子。
- 前記p型電極上に、ヒートシンクを備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の化合物半導体発光素子。
- 前記請求項1〜7のいずれか1項に記載の化合物半導体発光素子を用いることを特徴とする照明装置。
- 導電性を有するとともに、発光波長に対して透光性を有する基板の一方表面上に、n型化合物半導体層、発光層およびp型化合物半導体層が順に積層されて成る複数の柱状結晶構造体を成長させる工程と、
前記p型化合物半導体層上にp型電極を形成する工程と、
前記基板上の他方表面上に、発光波長に対して透光性を有するn型電極を形成する工程とを含むことを特徴とする化合物半導体発光素子の製造方法。
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