JP2009038355A - Light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導電性の反射層を備える発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device including a conductive reflective layer.
特許文献1には、p型コンタクト層の上に透明導電膜を設け、当該透明導電膜の上に誘電体から構成される多重反射膜と、多重反射膜からは独立に存在する電極層とを形成して、更に、多重反射膜の上に金属層を設けたフリップチップ型のIII族窒化物系化合物半導体の発光装置について記載されている。
In
また、特許文献2には、フリップチップ型のIII族窒化物系化合物半導体の発光装置において、第1形態半導体層の上に主動層を設け、主動層の上に第2形態半導体層を設け、第2形態半導体層の上にAlGaInSnO系等の酸化物から形成される透明導電層を設け、更に、透明導電層の上に金属反射層を設けた発光装置について記載されている。
特許文献1に記載の発光素子によれば、半導体発光装置の発光層において発せられた光が、多重反射膜及び金属層において反射される。そして、多重反射膜及び金属層において反射された光が、半導体発光装置の外部に放射されるので、外部量子効率を多重反射膜及び金属層がない場合に比べて高くすることができる。
According to the light emitting element described in
また、特許文献2に記載の発光装置によれば、第2形態半導体層の上に設けられる透明導電層は電気導電性を有するので、第2形態半導体層の上に透明導電層とは独立に電極層を設けることを要さない。また、透明導電層は、複数の層から形成することができるので、透明導電層の反射率を高めることができる。
しかしながら、特許文献1に記載の発光装置においては、誘電体から構成される多重反射膜には電流が流れないので、多重反射膜層とは独立に透明導電膜の上に電極層を形成してp型コンタクト層に電流を流すことを要する。したがって、発光装置の製造工程が複雑となる。また、特許文献2に記載の発光装置においては、AlGaInSnO系等の酸化物から多層の反射膜を構成しており、複数の層のそれぞれを同一の材料で構成しているので、反射膜を構成する複数の層の間で大きな屈折率差を確保することが困難である。
However, in the light emitting device described in
そこで本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、屈折率を容易に制御できる透明導電材料を含む多層の反射膜を用いて、発光層が発した光を外部に効率よく取り出すと共に、発光装置の製造工程を簡易化することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to emit light emitted from a light emitting layer using a multilayer reflective film including a transparent conductive material capable of easily controlling the refractive index. The object is to efficiently extract the outside and simplify the manufacturing process of the light emitting device.
上記目的を達成するために、本発明においては、電力の供給により光を発する発光層と、発光層が発した光を反射する反射層とを含む積層構造を備え、反射層は、不純物を含むことにより電気導電性を呈する酸化チタン(TiO2)から形成され、発光層が発する光に対して透過性を有する第1導電層と、第1導電層の屈折率より小さい屈折率を有し、発光層が発する光に対して透過性を有する電気導電性材料から形成され、第1導電層に接して設けられる第2導電層とを有し、第1導電層及び第2導電層を介して発光層へ電力を供給する発光装置が提供される。 In order to achieve the above object, the present invention includes a laminated structure including a light emitting layer that emits light when power is supplied and a reflective layer that reflects light emitted from the light emitting layer, and the reflective layer includes impurities. A first conductive layer formed of titanium oxide (TiO 2 ) exhibiting electrical conductivity and having transparency to light emitted from the light emitting layer, and a refractive index smaller than the refractive index of the first conductive layer; And a second conductive layer formed in contact with the first conductive layer, the first conductive layer being interposed between the first conductive layer and the second conductive layer. Provided is a light emitting device for supplying power to a light emitting layer.
また、反射層は、第1導電層と第1導電層に接した第2導電層とを含む導電ユニット層が複数積層した構造を有してもよい。更に、第1導電層は、発光層が発する光の波長の1/(4n1)(n1は第1導電層の屈折率)の膜厚であり、第2導電層は、発光層が発する光の波長の1/(4n2)(n2は第2導電層の屈折率)の膜厚であってもよい。 The reflective layer may have a structure in which a plurality of conductive unit layers including a first conductive layer and a second conductive layer in contact with the first conductive layer are stacked. Furthermore, the first conductive layer has a film thickness of 1 / (4n 1 ) (n 1 is the refractive index of the first conductive layer) of the wavelength of light emitted from the light emitting layer, and the second conductive layer emits light from the light emitting layer. The film thickness may be 1 / (4n 2 ) (n 2 is the refractive index of the second conductive layer) of the wavelength of light.
また、第1導電層は、発光層が発する光の波長の1/(4n1)(n1は第1導電層の屈折率)よりも厚い膜厚であり、第2導電層は、発光層が発する光の波長の1/(4n2)(n2は第2導電層の屈折率)よりも厚い膜厚であってもよい。 The first conductive layer is thicker than 1 / (4n 1 ) (n 1 is the refractive index of the first conductive layer) of the wavelength of light emitted from the light emitting layer, and the second conductive layer is a light emitting layer. The film thickness may be thicker than 1 / (4n 2 ) (where n 2 is the refractive index of the second conductive layer) of the wavelength of the light emitted by.
また、反射層は、発光層と反対側に発光層が発する光を反射する金属層を更に有してもよい。 The reflective layer may further include a metal layer that reflects light emitted from the light emitting layer on the side opposite to the light emitting layer.
また、第2導電層を形成する電気導電性材料は屈折率が2.2以下であってもよい。そして、第2導電層を形成する電気導電性材料が、酸化インジウム・錫(ITO:Indium Tin Oxide)から形成されてもよく、あるいは、第2導電層を形成する電気導電性材料が、酸化亜鉛(ZnO)から形成されてもよい。 The electrically conductive material forming the second conductive layer may have a refractive index of 2.2 or less. The electrically conductive material forming the second conductive layer may be made of indium tin oxide (ITO), or the electrically conductive material forming the second conductive layer is zinc oxide. It may be formed from (ZnO).
本発明によれば、導電性を有する反射層を用いることにより発光層に効率よく電流を注入できると共に、発光層が発した光を外部に効率よく取り出すことができ、また、発光装置の製造工程を簡易化することができる。 According to the present invention, it is possible to efficiently inject current into the light emitting layer by using the reflective layer having conductivity, and to efficiently extract light emitted from the light emitting layer to the outside. Also, the manufacturing process of the light emitting device Can be simplified.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る発光装置の縦断面図を示す。また、図2は、第1の実施の形態に係る反射層の縦断面の拡大図を示す。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a longitudinal section of the reflective layer according to the first embodiment.
(発光装置1の構成)
本発明の第1の実施の形態に係る発光装置1は、サファイア基板10と、サファイア基板10の上に設けられるn型GaN層20と、n型GaN層20の上に設けられる発光層としてのInGaN発光層22と、InGaN発光層22の上に設けられるp型GaN層24と、p型GaN層24の上に設けられ、p型GaN層24よりも不純物濃度が高いp+型GaN層26とを備える。
(Configuration of light-emitting device 1)
The light-
また、発光装置1は、p+型GaN層26の上に設けられる反射層30と、反射層30の上に設けられる金属層としてのp型用電極40と、p型用電極40の上に設けられるボンディングパッド50と、p+型GaN層26からn型GaN層20の一部までエッチングして除去することにより露出したn型GaN層20の上に設けられるn型用電極45とを備える。
In addition, the
ここで、n型GaN層20と、InGaN発光層22と、p型GaN層24と、p+型GaN層26とは、例えば、有機金属化学気相成長法(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:MOCVD)によって形成されるIII族窒化物化合物半導体から構成される層である。
Here, the n-
例えば、n型GaN層20は、所定量のSiをn型ドーパントとしてドーピングして形成される。また、InGaN発光層22は、InxGa1−xN/GaNから構成される多重量子井戸構造を有すべく形成される。更に、p型GaN層24とp+型GaN層26とはそれぞれ、所定量のMgをp型ドーパントとしてドーピングして形成される。
For example, the n-
係る構成からなる本実施形態の発光装置1は、青色領域の波長の光を発する発光ダイオード(LED)である。例えば、発光装置1は、順電圧が3.5V、順電流が20mAの場合におけるピーク波長が460nmの光を発するフリップチップ型の青色LEDである。また、発光装置1は上面視にて略四角形状に形成される。そして、発光装置1の平面寸法は、縦寸法及び横寸法がそれぞれ略350μmである。
The
そして、図2に示すべく、反射層30は、p+型GaN層26の上に第2導電層302と第1導電層300とが交互に周期的に形成された構造を有する。すなわち、第1導電層300と第2導電層302とは互いに接しており、第2導電層302と第1導電層300とを1つのペアとして、1つの導電ユニット層310を形成する。そして、反射層30は、p+型GaN層26の上に複数の導電ユニット層310が積層した構造を有する。例えば、反射層30は、屈折率の異なる2つの材料の複数の層から形成される分布ブラッグ反射器(Distributed Bragg Reflector:DBR)である。
As shown in FIG. 2, the
ここで、第1導電層300は、不純物としてのTaを所定の濃度含むことにより電気導電性を呈すると共に、InGaN発光層22が発する光に対して透過性を有する酸化チタン(TiO2)から形成される。具体的には、第1導電層300は、Taを3〜5%ドープしたときの屈折率が約2.5である電気導電性のTi1−xTaxO2から形成される。ここで、Ti1−xTaxO2の抵抗率は1×10−1Ωcm以下である。そして、第1導電層300は、InGaN発光層22が発する光の波長の1/(4n1)の膜厚を有する(n1:第1導電層300の屈折率)。例えば、InGaN発光層22が発する光の波長は約460nmであるので、第1導電層300の膜厚は約46nmである。
Here, the first
また、第2導電層302は、例えば、電気導電性材料としての酸化インジウム・錫(ITO:Indium Tin Oxide)から形成される。第2導電層302を形成するITOは、第1導電層300を形成するTiO2より小さい屈折率(約2.0)を有すると共に、InGaN発光層22が発する光に対して透過性を有する。そして、第2導電層302は、InGaN発光層22が発する光の波長の1/(4n2)の膜厚を有する(n2:第2導電層302の屈折率)。例えば、InGaN発光層22が発する光の波長は約460nmであるので、第2導電層302の膜厚は約57.5nmである。
The second
ここで、反射層30が有する導電ユニット層310の数は、InGaN発光層22が発する光の波長に対する反射層30の反射率が所望の値となるべく形成される。例えば、反射層30の反射率を約100%にすることを目的として、導電ユニット層310の数を15から20として反射層30を形成する。
Here, the number of the
また、n型GaN層20上に設けられるn型用電極45は、例えば、Ti、Al、Pd、Pt、V、Ir、及びRh等の金属よりなる群から選ばれた1つ又は2つ以上の金属を含んで形成される。また、ボンディングパッド50は、例えば、Ti、Ni、及びAu等の金属を含んで形成される。
The n-type electrode 45 provided on the n-
更に、本実施形態に係る金属層としてのp型用電極40は、第1導電層300及び第2導電層302を含む導電ユニット層310を介してInGaN発光層22の反対側に設けられる。p型用電極40は、例えば、InGaN発光層22が発する光(波長:約460nm)に対して93%の反射率を有するAgから形成される。
Furthermore, the p-
なお、サファイア基板10の上に設けられるn型GaN層20からp+型GaN層26までのそれぞれの層は、分子線エピタキシー法(Molecular Beam Epitaxy:MBE)又はハライド気相エピタキシー法(Halide Vapor Phase Epitaxy:HVPE)等によって形成されてもよい。また、サファイア基板10の上に、例えば、AlN又はGaNから形成されるバッファ層を形成して、形成したバッファ層の上にn型GaN層20を形成してもよい。更に、InGaN発光層22の量子井戸構造は、単一量子井戸の構造とすることもでき、又は、量子井戸構造を有さないバルクの発光層とすることもできる。
Each layer from the n-
また、第1導電層300を形成するTiO2は、アナターゼ型又はルチル型のいずれであってもよい。ここで、導電率の制御の観点からは、アナターゼ型のTiO2を用いて第1導電層300を形成することが好ましく、また、屈折率の制御の観点からはルチル型のTiO2を用いて第1導電層300を形成することが好ましい。また、導電率及び屈折率の双方を制御することを目的として、アナターゼ型のTiO2とルチル型のTiO2とを含む第1導電層300を形成することもできる。なお、第1導電層300へのTaのドーピング量によって、約2.0から約2.8の範囲内で第1導電層300の屈折率を変化させることができる。よって、第1導電層300の屈折率と第2導電層302の屈折率との差を所定値(例えば、0.5から1.0)以上に設定すべく、第2導電層302を形成する材料の屈折率に応じて、第1導電層300を形成するTiO2へのTaのドーピング量を変化させて第1導電層300を形成することもできる。
Further, TiO 2 forming the first
また、第1導電層300にドーピングする不純物は、Nbであってもよい。第1導電層300にドーピングする不純物がNbの場合、第1導電層300はTi1−xNbxO2となる。
The impurity doped into the first
また、第2導電層302は、第1導電層300との屈折率差を大きくすべく、InGaN発光層22が発する光に対して透過性を有すると共に、屈折率が2.2以下である電気導電性材料から形成されることが好ましい。例えば、第2導電層302は、ITOだけではなく、酸化亜鉛(ZnO)から形成することもできる。更に、導電ユニット層310は、第1導電層300と第2導電層302とは異なる屈折率を呈する他の電気導電性材料から形成される導電層を含んで形成することもできる。そして、反射膜30を形成する導電ユニット層310の数は、所望の反射率に応じて適切な数に制御することもできる。更に、p型用電極40は、InGaN発光層22が発する光に対して所定の反射率を示すAl又はRh等の金属から形成することもできる。
Further, the second
また、本実施形態において発光装置1は、青色領域の波長の光を発するLEDであるが、他の例においては、紫外領域の波長の光、紫色領域の波長の光、又は緑色領域の波長の光を発するLEDであってもよい。更に他の例において発光装置1は、III−V族化合物半導体やII−VI族化合物半導体(例えば、ZnO系、ZnSe系、GaAs系、GaP系、又はInP系)から構成されるLEDであってもよい。係る場合において反射層30を構成する第1導電層300の膜厚及び第2導電層302の膜厚は、発光層が発する光の波長に応じてそれぞれ形成される。なお、発光装置1の平面寸法は、縦寸法及び横寸法がそれぞれ略1mmであってもよい。
In the present embodiment, the
(発光装置1の製造工程)
まず、III族窒化物化合物半導体が、サファイア基板10の表面にMOCVDを用いてエピタキシャル成長されることによりエピ基板が形成される。すなわち、サファイア基板10の上に、n型GaN層20と、InGaN発光層22と、p型GaN層24と、p+型GaN層26とを係る順にエピタキシャル成長してエピ基板を形成する。
(Manufacturing process of the light emitting device 1)
First, a group III nitride compound semiconductor is epitaxially grown on the surface of the
続いて、フォトレジストによるマスクをp+型GaN層26の所定の領域にフォトリソグラフィー技術を用いて形成する。次に、マスクが形成された部分以外を、p+型GaN層26からn型GaN層20の一部までエッチングする。そして、マスクを除去する。これにより、n型GaN層20の一部の表面が露出した形状が形成される。
Subsequently, a mask made of a photoresist is formed in a predetermined region of the p + -
次に、p+型GaN層26の上に、例えば、スパッタ法を用いて第2導電層302と第1導電層300とを係る順に繰り返し積層して反射層30を形成する。なお、反射層30は、電子ビーム蒸着法等の真空蒸着法により形成することもできる。本実施形態においては、TiO2から形成される第1導電層300とITOから形成される第2導電層302とを含む導電ユニット層310を、20層積層する。
Next, the
続いて、真空蒸着法及びフォトリソグラフィー技術を用いて、反射層30の上にp型用電極40を形成する。同様にして、真空蒸着法及びフォトリソグラフィー技術を用いて、n型GaN層20の上にn型用電極45を形成する。そして、真空蒸着法及びフォトリソグラフィー技術を用いて、p型用電極40の上にボンディングパッド50を形成する。
Subsequently, the p-
係る工程を経て形成された発光装置1は、予め導電性材料による配線パターンが形成されたセラミック等から構成される基板の所定の位置に、フリップチップボンディングにより実装される。そして、基板に実装された発光装置1を、エポキシ樹脂、又はガラス等の封止材で一体として封止することにより、パッケージ化した発光装置1を形成できる。なお、封止材は、一例において、所定の波長領域の光により励起され、当該光とは異なる波長領域の光を放出する蛍光体を含んで形成することもできる。
The
(発光装置1の動作)
まず、ボンディングパッド50に所定の電力を供給すると、ボンディングパッド50からp型用電極40を介して反射層30に当該電力が供給される。本実施形態において反射層30を形成する第1導電層300及び第2導電層302は電気導電性を有するので、反射層30に供給された電力は第1導電層300及び第2導電層302を介して、p+型GaN層26に供給される。すなわち、反射層30は、発光装置1の外部から供給された電力をInGaN発光層22に供給する、電極としての役割を有する。
(Operation of the light emitting device 1)
First, when a predetermined power is supplied to the
そして、p+型GaN層26に供給された電力は、p型GaN層を介してInGaN発光層22に供給される。InGaN発光層22は、供給された電力により所定の波長領域の光を発する。InGaN発光層22が発した光の一部はn型GaN層20及びサファイア基板10を通過して、発光装置1の外部に放射される。一方、InGaN発光層22が発した光の一部は、反射層30の側に放射される。反射層30の側に放射された光の一部は、反射層30においてサファイア基板10の側に反射され、サファイア基板10から発光装置1の外部に放射される。
The power supplied to the p + -
ここで、反射層30が呈する反射率によっては、InGaN発光層22が発した光のうち反射層30の側に放射された光の一部が、反射層30を通過してp型用電極40に到達する。係る場合であっても、反射層30を通過した光はp型用電極40においてサファイア基板10の側に反射され、発光装置1の外部に放射される。
Here, depending on the reflectance exhibited by the
図3は、第1の実施の形態に係る第1導電層の不純物濃度に応じた屈折率の変化を示す。 FIG. 3 shows a change in refractive index according to the impurity concentration of the first conductive layer according to the first embodiment.
TiO2に不純物としてTaをドープすると、ドープしたTaの濃度に応じてTiO2は、Ti1−xTaxO2となる。図3は、xを0.01から0.2まで変化させた場合における、波長400nmから800nmの光に対するTi1−xTaxO2の屈折率を示す。Ti1−xTaxO2は、ドープするTaの濃度が大きくなると、波長400nmから800nmの範囲において屈折率が下がる傾向を示す。そして、波長460nmにおける屈折率は、Taを3atom%から5atom%ドープした場合に約2.5を示す。ここで、TiO2にTaを3atom%から5atom%ドープした場合のTi1−xTaxO2の抵抗率は2×10−3Ωcm以下である。したがって、本実施形態においては、第2導電層302であるITOとの屈折率差を確保すると共に、所望の電気導電性を確保することを目的として、Taを3atom%から5atom%ドープしたTi1−xTaxO2を第1導電層300として用いることが好ましい。
When TiO 2 is doped with Ta as an impurity, TiO 2 becomes Ti 1-x Ta x O 2 according to the concentration of doped Ta. FIG. 3 shows the refractive index of Ti 1-x Ta x O 2 with respect to light having a wavelength of 400 nm to 800 nm when x is changed from 0.01 to 0.2. Ti 1-x Ta x O 2 shows a tendency that the refractive index decreases in the wavelength range from 400 nm to 800 nm when the concentration of Ta to be doped increases. The refractive index at a wavelength of 460 nm is about 2.5 when Ta is doped from 3 atom% to 5 atom%. Here, the resistivity of Ti 1-x Ta x O 2 when Ta is doped in TiO 2 by 3 to 5 atom% is 2 × 10 −3 Ωcm or less. Therefore, in the present embodiment, Ti 1 doped with 3 atom% to 5 atom% of Ta for the purpose of ensuring a difference in refractive index from ITO as the second
図4Aは、屈折率が2.0の材料と屈折率が2.1の材料とで構成した反射層の反射率の計算結果を示す。 FIG. 4A shows the calculation result of the reflectance of a reflective layer composed of a material having a refractive index of 2.0 and a material having a refractive index of 2.1.
図4Aにおいては、入射媒質をGaN(屈折率2.45)及び出射媒質を空気(屈折率:1.0)と設定して、反射率が極大となる波長が460nmとなるように、導電ユニット層を形成するITOの厚さを57.5nm、屈折率が2.1のZnOの厚さを54.8nmとした。そして、ITOとZnOとで構成されるペア数を、10から60まで変化させて反射率を計算した。 In FIG. 4A, the conductive unit is set such that the incident medium is GaN (refractive index 2.45) and the output medium is air (refractive index: 1.0), and the wavelength at which the reflectivity is maximum is 460 nm. The thickness of ITO forming the layer was 57.5 nm, and the thickness of ZnO having a refractive index of 2.1 was 54.8 nm. The reflectance was calculated by changing the number of pairs of ITO and ZnO from 10 to 60.
図4Aを参照すると、ペア数が40の場合、波長460nmにおける反射率は99%を超えていない。一方、ペア数が60の場合、波長460nmにおける反射率は99%を超えるが、反射率が99%以上の波長範囲が10nm以下であった。したがって、ITOとZnOとで形成した導電ユニット層では、InGaN発光層22が発する光の波長のずれ等が発生すると、99%以上の反射率を維持することが困難である。また、導電反射層に入射する光の角度が大きい場合にも、99%以上の反射率を維持することは困難である。 Referring to FIG. 4A, when the number of pairs is 40, the reflectance at a wavelength of 460 nm does not exceed 99%. On the other hand, when the number of pairs was 60, the reflectance at a wavelength of 460 nm exceeded 99%, but the wavelength range where the reflectance was 99% or more was 10 nm or less. Therefore, in a conductive unit layer formed of ITO and ZnO, it is difficult to maintain a reflectance of 99% or more when a shift in wavelength of light emitted from the InGaN light emitting layer 22 occurs. Further, it is difficult to maintain a reflectance of 99% or more even when the angle of light incident on the conductive reflective layer is large.
図4Bは、屈折率が2.0の材料と屈折率が2.5の材料とで構成した反射層の反射率の計算結果を示す。 FIG. 4B shows a calculation result of the reflectance of a reflective layer composed of a material having a refractive index of 2.0 and a material having a refractive index of 2.5.
図4Bにおいては、入射媒質をGaN(屈折率2.45)及び出射媒質を空気(屈折率:1.0)と設定して、反射率が極大となる波長が460nmとなるように、導電ユニット層310を形成する第2導電層302としてのITO(屈折率2.0)の厚さを57.5nm、第1導電層300としてのTiO2(屈折率2.5)の厚さを46.0nmとした。そして、ITOとTiO2とで構成されるペア数を、5から20まで変化させて反射率を計算した。
In FIG. 4B, the conductive unit is set such that the incident medium is set to GaN (refractive index: 2.45) and the output medium is set to air (refractive index: 1.0), and the wavelength at which the reflectance becomes maximum is 460 nm. The thickness of ITO (refractive index 2.0) as the second
図4Bを参照すると、ITOとTiO2とで構成されるペア数が15ペア以上で、波長460nmにおける反射率は99%を超え、ほぼ100%となった。これにより、導電ユニット層310を形成するTiO2(屈折率2.5)とITOとのペア数が少なくとも15ペア存在すれば、InGaN発光層22が発する光をほぼ100%反射することができることが示された。
Referring to FIG. 4B, the number of pairs composed of ITO and TiO 2 was 15 pairs or more, and the reflectance at a wavelength of 460 nm exceeded 99% and was almost 100%. Thereby, if there are at least 15 pairs of TiO 2 (refractive index of 2.5) and ITO forming the
図4Cは、屈折率が2.0の材料と屈折率が2.8の材料とで構成した反射層の反射率の計算結果を示す。 FIG. 4C shows the calculation result of the reflectance of the reflective layer composed of a material having a refractive index of 2.0 and a material having a refractive index of 2.8.
図4Cにおいては、入射媒質をGaN(屈折率2.45)及び出射媒質を空気(屈折率:1.0)と設定して、反射率が極大となる波長が460nmとなるように、導電ユニット層310を形成する第2導電層302としてのITO(屈折率2.0)の厚さを57.5nm、第1導電層300としてのTiO2(屈折率2.8)の厚さを41.1nmとした。そして、ITOとTiO2とで構成されるペア数を、5から20まで変化させて反射率を計算した。
In FIG. 4C, the conductive unit is set such that the incident medium is set to GaN (refractive index 2.45) and the output medium is set to air (refractive index: 1.0), and the wavelength at which the reflectivity is maximized is 460 nm. The thickness of ITO (refractive index 2.0) as the second
図4Cを参照すると、ITOとTiO2とで構成されるペア数が10ペア以上で、波長460nmにおける反射率は99%を超え、ほぼ100%となった。これにより、導電ユニット層310を形成するTiO2(屈折率2.8)とITOとのペア数が少なくとも10ペア存在すれば、InGaN発光層22が発する光をほぼ100%反射することができることが示された。
Referring to FIG. 4C, the number of pairs composed of ITO and TiO 2 was 10 pairs or more, and the reflectance at a wavelength of 460 nm exceeded 99% and was almost 100%. Thus, if there are at least 10 pairs of TiO 2 (refractive index 2.8) and ITO forming the
図5は、屈折率が異なる材料を用いた場合の、導電ユニット層のペア数による反射率の依存性を示す。 FIG. 5 shows the dependence of the reflectance on the number of pairs of conductive unit layers when materials having different refractive indexes are used.
具体的には、図5は、導電ユニット層310を構成する第2導電層302を形成する材料をITO(屈折率2.0)に固定して、導電ユニット層310を構成する第1導電層300を形成する材料を、ZnO(屈折率2.1)とした場合、不純物を所定濃度ドープしたTiO2(屈折率2.5)とした場合、及び不純物を所定濃度ドープしたTiO2(屈折率2.8)とした場合のそれぞれにおける、導電ユニット層310のペア数の違いによる波長460nmでの反射率を示した。
Specifically, FIG. 5 shows the first conductive layer constituting the
波長460nmにおいて99%以上の反射率を得るには、第1導電層300がZnOの場合、53ペア以上を要する。一方、波長460nmにおいて99%以上の反射率を得るには、屈折率が2.5のTiO2を第1導電層300として用いた場合、12ペア以上でよく、更に、屈折率が2.8のTiO2を第1導電層300として用いた場合は、8ペア以上でよいことが示された。
In order to obtain a reflectance of 99% or more at a wavelength of 460 nm, when the first
図6は、第2導電層をITOとした場合に、波長460nmにおける反射層の反射率が99%を超える場合に要する導電ユニット層のペア数を示す。 FIG. 6 shows the number of pairs of conductive unit layers required when the reflectance of the reflective layer at a wavelength of 460 nm exceeds 99% when the second conductive layer is made of ITO.
図6を参照すると、第1導電層300に屈折率が2.3以下の材料を用いると、波長460nmにおける反射層30の反射率が99%を超える場合に要する導電ユニット層310のペア数が急激に増加することが分かる。したがって、第1導電層300には、屈折率が2.3以上の材料を用いることが好ましいことが分かる。
Referring to FIG. 6, when a material having a refractive index of 2.3 or less is used for the first
図7は、第2導電層をITOとした場合に、波長460nmにおける反射層の反射率が99%を超える場合に複数の導電ユニット層で形成される反射層の層膜厚を示す。 FIG. 7 shows the layer thickness of the reflective layer formed of a plurality of conductive unit layers when the second conductive layer is made of ITO and the reflectance of the reflective layer at a wavelength of 460 nm exceeds 99%.
図7を参照すると、第1導電層300に屈折率が2.3以下の材料を用いると、波長460nmにおける反射層30の反射率が99%を超える場合に要する導電ユニット層310のペア数が急激に増加することに応じて、反射層30の膜厚が急激に増加することが分かる。反射層30の膜厚が増加すると、膜厚の増加に応じて厚さ方向の抵抗が増大し、また製造コストも増大する。したがって、第1導電層300には、屈折率が2.3以上の材料を用いることが好ましいことが分かる。
Referring to FIG. 7, if a material having a refractive index of 2.3 or less is used for the first
図8は、反射層の反射率を99%以上とするのに要する導電ユニット層のペア数で反射層を形成した場合における反射スペクトルを示す。
FIG. 8 shows a reflection spectrum in the case where the reflective layer is formed with the number of pairs of conductive unit layers required to make the reflectance of the
図8を参照すると、第1導電層300の屈折率が2.1の場合、2.5の場合、及び2.8の場合のいずれにおいても、波長460nmの光に対する反射層30の反射率は約99%以上を示す。しかしながら、屈折率が2.1の場合、反射層30の反射率が約90%以上を示す波長の幅は約14nmである。一方、屈折率が2.5の場合及び屈折率が2.8の場合、反射層30の反射率が約90%以上を示す波長の幅はそれぞれ約68nm及び約104nmである。
Referring to FIG. 8, the reflectivity of the
したがって、第1導電層300に屈折率が2.5又は2.8の材料を用いることにより、反射層30に入射する光の波長がずれた場合、又は反射層30に斜めに光が入射した場合であっても、所定の波長に対して90%以上の反射率を維持することができる。
Therefore, by using a material having a refractive index of 2.5 or 2.8 for the first
(第1の実施の形態の効果)
本発明の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
(Effects of the first embodiment)
According to the embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.
本実施形態において反射層30は、Taのドーピング量により屈折率を制御できる電気導電性を有するTiO2からなる層と、TiO2の屈折率よりも小さい屈折率を示す電気導電性を有する材料からなる層とを複数積層させて形成される。したがって、形成した反射層30において発光層が発した光を発光装置1の外部に反射できる。これにより、発光層が発した光を外部に効率よく取り出すことができる。
In this embodiment, the
また、本実施形態に係る発光装置1は、電気導電性を有する反射層30は電極として用いることができるので、反射層30とは別個に電極を形成することを要さない。したがって、発光装置1の製造工程を簡易化することができる。
Further, in the
また、従来は、電気伝導性を有する材料としてITOとZnOとを複数積層させて反射層を形成する場合があるが、ITOの屈折率とZnOの屈折率とは何れも2.0前後であり、ITOの屈折率とZnOの屈折率との屈折率差が小さい。したがって、所望の反射率を得るためには、例えば、ITOの屈折率を2.0及びZnOの屈折率を2.1として、ITOとZnOとを含むユニットを50回から60回積層しなければならない。一方、本実施形態においては、第1導電層300を形成するTiO2の屈折率(約2.5)と第2導電層302を形成するITOの屈折率(約2.0)との屈折率差は、従来の場合に比べて顕著に大きいので、第1導電層300と第2導電層302とを含むユニットを積層する回数を大幅に低減できる。これにより、発光装置1の製造工程は従来に比べて簡易化できる。
Conventionally, a reflective layer may be formed by laminating a plurality of ITO and ZnO as materials having electrical conductivity. Both the refractive index of ITO and the refractive index of ZnO are around 2.0. The refractive index difference between the refractive index of ITO and the refractive index of ZnO is small. Accordingly, in order to obtain a desired reflectance, for example, a unit containing ITO and ZnO must be stacked 50 to 60 times, with the refractive index of ITO being 2.0 and the refractive index of ZnO being 2.1. Don't be. On the other hand, in this embodiment, the refractive index of the refractive index (about 2.5) of TiO 2 forming the first
更に、本実施形態に係る反射層30を構成する第1導電層300の屈折率と第2導電層302の屈折率との屈折率差が大きいので、反射層30の反射帯域幅を大きくすることができる。これにより、InGaN発光層22の発光波長のばらつき、及び第1導電層300の膜厚と第2導電層302の膜厚の製造工程で発生するばらつきに対しても、反射層30は高反射率を維持することができる。なお、反射層30の反射帯域幅を大きくすることにより、InGaN発光層22の量子井戸構造の設計による発光波長の範囲に幅をもたせることもでき、量子井戸構造の設計の自由度が高まる。
Furthermore, since the refractive index difference between the refractive index of the first
また、本実施形態においては、発光層が発する光を反射する金属層としてのp型用電極40を反射層30の上に設けることができる。これにより、反射層30を透過した光であっても、金属層において反射されるので、発光層が発した光を発光装置1の外部に取り出す効率を向上させることができる。
In the present embodiment, the p-
また、TiO2から形成される第1導電層300の屈折率を、不純物のドーピング濃度を制御することにより変化させることができるので、所望の波長領域を含む広い波長範囲において高い反射率を呈する反射層30を形成することができる。
In addition, since the refractive index of the first
[第1の実施の形態の変形例]
図9Aは、変形例に係る反射層の反射率の波長依存性の計算結果である。
[Modification of First Embodiment]
FIG. 9A is a calculation result of the wavelength dependence of the reflectance of the reflective layer according to the modification.
図9Aの基準の反射層30においては、入射媒質をGaN(屈折率2.45)及び出射媒質を空気(屈折率:1.0)と設定すると共に、反射層30の反射率が極大(一例として、99.2%)となる波長が460nmとなるように設定した。具体的には、導電ユニット層310を形成する第2導電層302としてのITO(屈折率2.0)の厚さを57.5nm、第1導電層300としてのTiO2(屈折率2.5)の厚さを46.0nmとして、第1導電層300と第2導電層302とからなるユニットを12ペア積層させた反射層30を基準の反射層30とした。すなわち、反射層30を構成する膜厚を、波長460nmの1/4n(nは屈折率)に設定した。
In the reference
そして、図9Aの第1の変形例に係る反射層30においては、入射媒質をGaN(屈折率2.45)及び出射媒質を空気(屈折率:1.0)と設定した。具体的には、ITOとTiO2とで構成されるペア数は12に固定して、第1導電層300の膜厚と第2導電層302の膜厚とをそれぞれ1.05倍に設定した反射層30を第1の変形例に係る反射層30とした。すなわち、第1の変形例に係る反射層30の第1導電層300の膜厚は48.3nmに設定すると共に、第2導電層302の膜厚は60.4nmに設定した。この構成を有することにより、第1の変形例に係る反射層30は、波長460nmにおける反射率が97.8%となった。
9A, the incident medium is set to GaN (refractive index 2.45) and the output medium is set to air (refractive index: 1.0). Specifically, the number of pairs composed of ITO and TiO 2 was fixed at 12, and the film thickness of the first
更に、図9Aの第2の変形例に係る反射層30においては、入射媒質をGaN(屈折率2.45)及び出射媒質を空気(屈折率:1.0)と設定した。具体的には、ITOとTiO2とで構成されるペア数は12に固定して、第1導電層300の膜厚と第2導電層302の膜厚とをそれぞれ1.1倍に設定した反射層30を第2の変形例に係る反射層30とした。すなわち、第1の変形例に係る反射層30の第1導電層300の膜厚は50.6nmに設定すると共に、第2導電層302の膜厚は63.3nmに設定した。この構成を有することにより、第2の変形例に係る反射層30は、波長460nmにおける反射率が6.0%となった。
Furthermore, in the
図9Aを参照すると、基準の反射層30、第1の変形例に係る反射層30、第2の変形例に係る反射層30の順に膜厚が順に厚くなっているが、図9Aを参照すると分かるように、膜厚が厚くなるにつれて、反射率が極大となる波長が長波長化する。すなわち、反射層30の高反射領域が、反射層30の膜厚が厚くなるにつれて長波長領域に移動する。
Referring to FIG. 9A, the reference
図9Bは、変形例に係る反射層の波長460nmの光に対する反射率の入射角依存性(s波)を示しており、図9Cは変形例に係る反射層の波長460nmの光に対する反射率の入射角依存性(p波)を示す。 FIG. 9B shows the incident angle dependency (s-wave) of the reflectance of the reflective layer according to the modification with respect to light having a wavelength of 460 nm, and FIG. 9C shows the reflectance of the light with a wavelength of 460 nm of the reflective layer according to the modification. The incident angle dependency (p wave) is shown.
図9B及び図9Cを参照すると分かるように、膜厚を基準の反射層30の1.05倍にした第1の変形例に係る反射層30においては、基準の反射層30の場合に比べてより大きな入射角で入射した光に対しても、高い反射率を示した。すなわち、図9Bに示すように、s波において入射角が約12°から約24°の範囲で、第1の変形例に係る反射層30は、基準の反射層30よりも高い反射率である95%以上の反射率を示した。また、図9Cに示すように、p波において入射角が約12°から約24°の範囲で、第1の変形例に係る反射層30は、基準の反射層30よりも高い反射率である80%以上の反射率を示した。
As can be seen with reference to FIGS. 9B and 9C, in the
以上の結果から、反射層30を構成する第1導電層300及び第2導電層302の膜厚はそれぞれ、反射層30において反射する光の波長の1/4n(nは屈折率)よりも厚く設定して形成することができることが示された。特に、第1導電層300及び第2導電層302のそれぞれの膜厚を、反射層30において反射する光の波長の1/4n(nは屈折率)よりも厚くすると共に、反射層30において反射する光の波長の1/4n(nは屈折率)の1.05倍以下とすることで、反射層30に小さな入射角で入射した光の反射率を確保しつつ反射層30に大きな入射角で入射した光も高い反射率で反射することができることが示された。
From the above results, the film thicknesses of the first
これにより、反射層30に所定の光が斜めから入射した場合であっても、第1導電層300の膜厚と第2導電層302の膜厚とを当該光の波長よりも所定の比率だけ厚く形成することにより、反射層30に光が垂直に入射する場合のみならず、入射角が大きくなった場合でも高い反射率を維持することができる。
Thereby, even when predetermined light is incident on the
図10は、第2導電層の屈折率を変化させた場合に、反射層の反射率が99%以上になるのに要する導電ユニット層のペア数を示す。 FIG. 10 shows the number of pairs of conductive unit layers required for the reflectance of the reflective layer to be 99% or more when the refractive index of the second conductive layer is changed.
反射層30を構成する第1導電層300をTiO2(屈折率2.5)に固定するとともに、第2導電層302の屈折率を2.0から2.4まで変化させた。なお、入射媒質はGaN(屈折率2.45)であり、出射媒質は空気(屈折率1.0)であり、反射層30を構成する第1導電層300及び第2導電層302の膜厚は各々460nm/4n(nは屈折率)である。
The first
図10を参照すると、第2導電層302の屈折率が2.2を超えると急激に導電ユニット層310のペア数が増加する。一方、第2導電層302の屈折率が2.2以下においては、導電ユニット層310のペア数が20ペア以下で反射層30の反射率は99%以上となった。これにより、反射層30の反射率を考慮する場合、第2導電層の屈折率は2.2以下であることが好ましい。
Referring to FIG. 10, when the refractive index of the second
[第2の実施の形態]
図11は、本発明の第2の実施の形態に係る発光装置の縦断面図を示す。
[Second Embodiment]
FIG. 11 shows a longitudinal sectional view of a light emitting device according to the second embodiment of the present invention.
(発光装置2の構成)
発光装置2は、導電性GaN基板15と、導電性GaN基板15の上に設けられるn型GaN層20と、n型GaN層20の上に設けられるInGaN発光層22と、InGaN発光層22の上に設けられるp型GaN層24とを備える。
(Configuration of light-emitting device 2)
The
また、発光装置2は、p型GaN層24の上に設けられるITO電極42と、ITO電極42の上の所定の領域に設けられるボンディングパッド52と、導電性GaN基板15のn型GaN層20が設けられる側とは反対側に設けられる反射層30と、反射層30の導電性GaN基板15と接する側とは反対側に設けられるn型用電極45と、n型用電極45の反射層30と接する側とは反対側に設けられるボンディングパッド50とを更に備える。ここで、ボンディングパッド52は、ボンディングパッド50と同様に、例えば、Ti、Ni、及びAu等の金属を含んで形成される。
The
なお、発光装置2は、発光装置1とは異なり、サファイア基板10ではなく導電性GaN基板15の上に複数の化合物半導体層を形成する点を除き、複数の化合物半導体層については発光装置1の場合と同様なので、化合物半導体層に関する詳細な説明は省略する。また、反射層30、n型用電極45、及びボンディングパッド50についても、上記説明における発光装置1の場合と略同一の構成であり、略同一の作用及び機能を奏するので、詳細な説明は省略する。
The light-emitting
(発光装置2の動作)
InGaN発光層22にボンディングパッド52から電力が供給されると、ITO電極42とボンディングパッド50との間で反射層30を経由して電流が流れる。そして、InGaN発光層22は、ボンディングパッド52から供給された電力により、所定の波長領域の光を発する。
(Operation of the light emitting device 2)
When power is supplied to the InGaN light emitting layer 22 from the bonding pad 52, a current flows between the ITO electrode 42 and the
InGaN発光層22が発した光の一部は、ITO電極42を介して発光装置2の外部に放射される。一方、InGaN発光層22が発した光の一部は導電性GaN基板15を介して反射層30の側に放射される。反射層30は、InGaN発光層22が発した光の一部をITO電極42の側に反射する。また、n型用電極45は、反射層30を透過した光の一部をITO電極42の側に反射する。
A part of the light emitted from the InGaN light emitting layer 22 is emitted to the outside of the
(第2の実施の形態の効果)
本実施形態に係る発光装置2によれば、Taのドーピング量により屈折率を制御できる電気導電性を有するTiO2からなる層と、TiO2の屈折率よりも小さい屈折率を示す電気導電性を有する材料からなる層とを複数積層させて反射層30を形成することができると共に、導電性GaN基板15を用いてフェイスアップ型のLEDを作成することができる。これにより、発光層が発した光が反射層30において発光装置2の外部に反射されるので、光の取り出し効率を向上させることができると共に、発光装置2のp型GaN層24の側にp型用の電極とn型用の電極とを形成することを要さないので、発光装置2の製造を簡略化でき、素子形状を小型化できる。
(Effect of the second embodiment)
According to the
また、本実施形態に係る発光装置2によれば、導電性GaN基板15を用いると共に、導電性GaN基板15に電気導電性を有する反射層30を設けており、反射層30を介して発光装置2の外部への電流の経路が存在するので、発光装置2の耐静電性を向上させることができる。
Further, according to the
[第3の実施の形態]
図12は、本発明の第3の実施の形態に係る発光装置の縦断面図を示す。
[Third Embodiment]
FIG. 12 shows a longitudinal sectional view of a light emitting device according to the third embodiment of the present invention.
(発光装置3の構成)
発光装置3は、導電性GaN基板15と、導電性GaN基板15の上に設けられるn型GaN層20と、n型GaN層20の上に設けられる量子井戸層21と、量子井戸層21の上に設けられるp型GaN層24とを備える。導電性GaN基板15の上に設けられるn型GaN層20と、量子井戸層21と、p型GaN層24とはそれぞれ、上記図1から図10の説明における発光装置1と同様にしてMOCVDにて形成される化合物半導体層なので、詳細な説明は省略する。なお、量子井戸層21は、InxGa1−xN/GaNから構成される多重量子井戸構造である。
(Configuration of light emitting device 3)
The
また、発光装置3は、p型GaN層24の上に設けられる反射層30bと、反射層30の上の所定の領域に設けられる絶縁層70と、反射層30の上の一部と接すると共に反射層30と接する部分を除く部分が絶縁層70の上に設けられるp型用電極40と、導電性GaN基板15の上に設けられるn型GaN層20とは反対側の導電性GaN基板15に接して設けられる反射層30aと、反射層30aの導電性GaN基板15と接する側とは反対側に設けられるn型用電極45とを備える。
The
ここで、反射層30aと反射層30bとは、図1から図10の上記説明における反射層30と略同様な構成を有するが、反射層30aの反射率の方が反射層30bの反射率よりも高くなるべく反射層30a及び反射層30bは形成される。すなわち、反射層30aに含まれる導電ユニット層310の数と、反射層30bに含まれる導電ユニット層310の数とが制御されて、反射層30aと反射層30bとは形成される。また、p型用電極40と、n型用電極45とはそれぞれ、図1から図10の上記説明におけるp型用電極40と、n型用電極45と略同一の構成、及び作用又は機能を奏するので詳細な説明は省略する。
Here, the reflective layer 30a and the reflective layer 30b have substantially the same configuration as the
絶縁層70は、反射層30bの上に、例えば、真空蒸着法によって形成される。具体的には、絶縁層70は二酸化シリコン(SiO2)から形成される。そして、絶縁層70の一部の領域に反射層30bの一部を露出させる開口60が設けられる。開口60は、上面視にて略円形である。ここで、p型用電極40の一部は、開口60において反射層30bの一部と電気的に接続する。
The insulating
(発光装置3の動作)
量子井戸層21は、p型用電極40から供給された電力を、反射層30bを介して受け取ると、所定の波長領域の光を発する。量子井戸層21が発した光は、導電性GaN基板15を介して反射層30aで反射される。また、反射層30bは、量子井戸層21が発した光及び反射層30aにおいて反射された光を反射する。これにより、量子井戸層21が発した光は反射層30aと反射層30bとの間で共振する。すなわち、本実施形態に係る発光装置3は、共振器型LED(RC−LED:Resonant−Cavity LED)である。係る場合において、反射層30bの反射率を反射層30aの反射率よりも小さくなるべく反射層30aと反射層30bとを形成することにより、反射層30aと反射層30bとの間で共振した光は、開口60から発光装置3の外部に放射される。
(Operation of the light emitting device 3)
When the quantum well layer 21 receives the power supplied from the p-
(第3の実施の形態の効果)
本実施形態に係る発光装置3は、反射層30aと反射層30bとで共振器型のLEDを構成するので、共振器の角度選択性及びフォトンリサイクリングの作用により、光取り出し効率を向上させることができる。
(Effect of the third embodiment)
In the light-emitting
[第4の実施の形態]
図13は、本発明の第4の実施の形態に係る発光装置の縦断面図を示す。
[Fourth Embodiment]
FIG. 13 shows a longitudinal sectional view of a light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention.
本実施形態に係る発光装置5は、図12の上記説明における発光装置3の導電性GaN基板15が、サファイア基板10となった点、サファイア基板10のn型GaN層20と接する面の反対において反射層31が形成される点を除き、発光装置3と略同一の構成であり、また、略同一の作用及び機能を奏するので詳細な説明は省略する。
In the light emitting device 5 according to this embodiment, the
本実施形態において量子井戸層21は、p型用電極40から供給された電力を、反射層30bを介して受け取ると、所定の波長領域の光を発する。量子井戸層21が発した光の一部は、サファイア基板10を透過して反射層31で反射される。また、反射層30bにおいて量子井戸層21が発した光、及び反射層31において反射された光が反射される。これにより、量子井戸層21が発した光は反射層31と反射層30bとの間で共振する。
In the present embodiment, when the quantum well layer 21 receives the power supplied from the p-
ここで、本実施形態に係る反射層31は導電性を有することを要さない。一例として、反射層31は、導電性を有さないTiO2から形成される第1の層と、SiO2から形成される第2の層とで構成されるペア層が複数、積層されて形成される。なお、上記説明における発光装置3が備える反射層30aと同様の材料から反射層31を形成してもよい。
Here, the reflective layer 31 according to the present embodiment does not need to have conductivity. As an example, the reflective layer 31 is formed by laminating a plurality of pair layers composed of a first layer formed of TiO 2 having no conductivity and a second layer formed of SiO 2. Is done. In addition, you may form the reflection layer 31 from the material similar to the reflection layer 30a with which the light-emitting
[第5の実施の形態]
図14は、本発明の第5の実施の形態に係る発光装置の縦断面図を示す。
[Fifth Embodiment]
FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a light emitting device according to the fifth embodiment of the invention.
本実施形態に係る発光装置6は、図12の上記説明における発光装置3の導電性GaN基板15がサファイア基板10となり、サファイア基板10のn型GaN層20形成側に反射層32が設けられる点、発光装置6の隅部において、反射層30b、p型GaN層24、量子井戸層21及びn型GaN層20の上層部のエッチングにより露出したn型GaN層20の露出面にn型用電極45が設けられる点を除き、発光装置3と略同一の構成であり、また、略同一の作用及び機能を奏するので詳細な説明は省略する。
In the
本実施形態に係る発光装置6は、サファイア基板10と、サファイア基板10上に設けられる窒化物系の材料から形成される反射層32と、反射層32の上に形成されるn型GaN層20と、n型GaN層20の上の一部の領域に設けられるn型用電極45と、n型GaN層20のn型用電極45が設けられていない領域に設けられる量子井戸層21と、量子井戸層21の上に設けられるp型GaN層24と、p型GaN層24の上に設けられる反射層30bとを備える。
The
本実施形態に係る反射層32は、一例として、AlNから形成される第1の窒化物層と、GaNから形成される第2の窒化物層とから形成される窒化物層ペアが複数、積層されて形成される。例えば、当該窒化物層ペアを25ペア積層して、反射層32を形成することができる。 As an example, the reflective layer 32 according to the present embodiment includes a plurality of nitride layer pairs formed of a first nitride layer formed of AlN and a second nitride layer formed of GaN. To be formed. For example, the reflective layer 32 can be formed by stacking 25 pairs of the nitride layers.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の全ての組合せが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 While the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments described above do not limit the invention according to the claims. In addition, it should be noted that not all combinations of the features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.
1、2、3、5、6 発光装置
10 サファイア基板
15 導電性GaN基板
20 n型GaN層
21 量子井戸層
22 InGaN発光層
24 p型GaN層
26 p+型GaN層
30、30a、30b、31、32 反射層
40 p型用電極
42 ITO電極
45 n型用電極
50、52 ボンディングパッド
60 開口
70 絶縁膜
300 第1導電層
302 第2導電層
310 導電ユニット層
1, 2, 3, 5, 6 Light-emitting
Claims (9)
前記反射層は、
不純物を含むことにより電気導電性を呈する酸化チタン(TiO2)から形成され、前記発光層が発する光に対して透過性を有する第1導電層と、
前記第1導電層の屈折率より小さい屈折率を有し、前記発光層が発する光に対して透過性を有する電気導電性材料から形成され、前記第1導電層に接して設けられる第2導電層とを有し、
前記第1導電層及び前記第2導電層を介して前記発光層へ前記電力を供給する発光装置。 A laminated structure including a light emitting layer that emits light by supplying power and a reflective layer that reflects light emitted from the light emitting layer,
The reflective layer is
A first conductive layer formed of titanium oxide (TiO 2 ) that exhibits electrical conductivity by containing impurities, and has transparency to light emitted from the light emitting layer;
Second conductive material formed from an electrically conductive material having a refractive index smaller than that of the first conductive layer and having transparency to light emitted from the light emitting layer, and provided in contact with the first conductive layer. And having a layer
A light emitting device that supplies the power to the light emitting layer through the first conductive layer and the second conductive layer.
前記第2導電層は、前記発光層が発する光の波長の1/(4n2)(n2は前記第2導電層の屈折率)の膜厚である請求項2に記載の発光装置。 The first conductive layer has a film thickness of 1 / (4n 1 ) (n 1 is the refractive index of the first conductive layer) of the wavelength of light emitted from the light emitting layer.
The light emitting device according to claim 2, wherein the second conductive layer has a thickness of 1 / (4n 2 ) (n 2 is a refractive index of the second conductive layer) of a wavelength of light emitted from the light emitting layer.
前記第2導電層は、前記発光層が発する光の波長の1/(4n2)(n2は前記第2導電層の屈折率)よりも厚い膜厚である請求項2に記載の発光装置。 The first conductive layer is thicker than 1 / (4n 1 ) (n 1 is the refractive index of the first conductive layer) of the wavelength of light emitted from the light emitting layer,
3. The light emitting device according to claim 2, wherein the second conductive layer is thicker than 1 / (4n 2 ) (n 2 is a refractive index of the second conductive layer) of a wavelength of light emitted from the light emitting layer. .
前記第2導電層は、前記発光層が発する光の波長の1/(4n2)(n2は前記第2導電層の屈折率)の1.05倍以下の膜厚である請求項4に記載の発光装置。 The first conductive layer has a thickness of 1.05 or less of 1 / (4n 1 ) (n 1 is the refractive index of the first conductive layer) of the wavelength of light emitted from the light emitting layer,
5. The film thickness of the second conductive layer is 1.05 or less of 1 / (4n 2 ) (n 2 is a refractive index of the second conductive layer) of a wavelength of light emitted from the light emitting layer. The light-emitting device of description.
請求項1から6のいずれか1項に記載の発光装置。 7. The light emitting device according to claim 1, wherein the electrically conductive material forming the second conductive layer is formed of zinc oxide (ZnO).
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