JP2012089900A - 発光素子およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この発光素子100は、n型GaN半導体基部113と、n型GaN半導体基部113上に立設状態で互いに間隔を隔てて形成された複数のn型GaN棒状半導体121と、n型GaN棒状半導体121を覆うp型GaN半導体層123とを備えた。n型GaN棒状半導体121は棒状半導体121にn型を与える不純物量を増やすことにより容易に低抵抗化できる。それゆえ、n型GaN棒状半導体121の長さを長くしても、n型GaN棒状半導体121の抵抗の増大が抑えられ、n型GaN棒状半導体121の根元部から先端部にわたって一様に発光させることができる。
【選択図】図1A
Description
第1導電型の半導体基部と、
上記第1導電型の半導体基部上に突出して延在するように形成された複数の第1導電型の突起状化合物半導体と、
上記突起状化合物半導体の少なくとも側面を覆うシェルとなる第2導電型の化合物半導体層と
を備えて、
上記第1導電型の突起状化合物半導体の側面と上記第2導電型の化合物半導体層との間で発光させるようにすると共に、
上記第1導電型の突起状化合物半導体の側面を覆う上記シェルとなる上記第2導電型の化合物半導体層の側面を覆う透明電極層
を備えたことを特徴としている。
上記マスク層をマスクとして上記半導体層を非等方的にエッチングして複数の第1導電型の突起状半導体を形成する半導体コア形成工程と、
上記第1導電型の突起状半導体の表面を覆うように第2導電型の半導体層を形成する半導体シェル形成工程と
を備えた。
上記半導体コア形成工程の後であって、上記半導体シェル形成工程の前に、上記第1導電型の突起状半導体をアニールする結晶欠陥回復工程と
を、上記結晶欠陥除去工程、上記結晶欠陥回復工程の順に行なう。
上記マスク層をマスクとして上記半導体層を非等方的にエッチングして複数の第1導電型の突起状半導体を形成する半導体コア形成工程と、
上記第1導電型の突起状半導体の表面を覆うように第2導電型の半導体層を形成する半導体シェル形成工程と、
上記第2導電型の半導体層で覆われた上記第1導電型の突起状半導体を上記第1の基板から切り離す発光素子切り離し工程と
を備えた。
上記マスク層をマスクとして上記半導体層を非等方的にエッチングして複数の第1導電型の突起状半導体を形成する半導体コア形成工程と、
上記第1導電型の突起状半導体の表面を覆うように第2導電型の半導体層を形成する半導体シェル形成工程と、
上記第2導電型の半導体層で覆われた上記第1導電型の突起状半導体を上記第1の基板から切り離して発光素子を得る発光素子切り離し工程と、
上記発光素子を第2の基板上に配置する発光素子配置工程と、
上記第2の基板上に配置された発光素子に通電するための配線を行なう発光素子配線工程とを備えた。
上記マスク層をマスクとして上記半導体層を非等方的にエッチングして複数の第1導電型の突起状半導体を形成する半導体コア形成工程と、
上記第1導電型の突起状半導体の表面を覆うように第2導電型の半導体層を形成する半導体シェル形成工程と、
上記第2導電型の半導体層で覆われた上記第1導電型の突起状半導体を上記第1の基板から切り離して発光素子を得る発光素子切り離し工程と、
上記発光素子を第2の基板上の画素位置に対応して配置する発光素子配置工程と、
上記第2の基板上の画素位置に対応して配置された発光素子に通電するための配線を行なう発光素子配線工程とを備えた。
この発明の発光素子の第1実施形態を、図1A,図1Bおよび図2〜図6を用いて説明する。図1Aは、この第1実施形態の発光素子の断面図であり、図1Bは、この第1実施形態の発光素子を上から見た図であって専ら棒状半導体の位置を示す図であり、図2〜図6は、この第1実施形態の発光素子の製造方法を説明する図である。この第1実施形態の発光素子100は、第1導電型の半導体基部としてのn型の半導体層113と、このn型の半導体層113上に形成された複数のn型の棒状半導体121とこの棒状(突起状)半導体121を覆う第2導電型の半導体層としてのp型の半導体層123とを備えるものである。尚、上記第1導電型の半導体基部として、上記n型の半導体層113に替えてp型の半導体層を備えてもよい。この場合、上記第2導電型の半導体層として、上記p型の半導体層123に替えて、n型の半導体層を備えることとする。すなわち、上記第1導電型の半導体基部をなす半導体層113をp型とした場合は、上記第2導電型の半導体層をなす半導体層123をn型とし、半導体層113をn型とした場合は、半導体層123をp型とする。以下では、一例として、第1導電型の半導体基部としての半導体層113と第1導電型の棒状半導体121をn型とし、第2導電型の半導体層123をp型とした場合を説明する。ただし、以下の説明において、n型とp型を入れ替えた説明とすることで、第1導電型の半導体基部としての半導体層113と第1導電型の棒状半導体121をp型とし、第2導電型の半導体層123をn型とした例の説明とすることができる。
上記半導体コア形成工程の後であって、後述の半導体シェル形成工程の前に、棒状半導体121に生じた結晶欠陥を回復するために、棒状半導体121が形成された基板111を窒素雰囲気中でアニールする(結晶欠陥回復工程)。これにより、上記棒状半導体121がアニールされる。このアニール温度は、例えば、棒状半導体121がn型GaNからなる場合は、600℃〜1200℃で行うことができる。棒状半導体121がn型GaNからなる場合のより好ましいアニール温度は、GaNの結晶欠陥回復が顕著で、かつGaNが分解しない、700℃〜900℃である。
上記半導体コア形成工程の後であって、後述の半導体シェル形成工程の前に、棒状半導体121が形成された基板111をウェットエッチングして、棒状半導体121に生じた結晶欠陥を高密度に含む層を選択的に除去する(結晶欠陥除去工程)。エッチング液は、例えば、棒状半導体121がn型のGaNの場合は120℃〜150℃に加熱した熱リン酸を用いればよい。
次に、この発明の発光素子の第2実施形態を、図7A〜図7Cを用いて説明する。図7Aは、この第2実施形態の発光素子の断面図であり、図7Bは、この第2実施形態の発光素子を上から見た平面図であって専ら板状半導体の位置を示す図であり、図7Cは、この第2実施形態の発光素子の製造方法を説明する平面図である。
次に、この発明の第3実施形態としての発光素子および発光装置の製造方法を、図8〜図17を用いて説明する。図8〜図17は、この第3実施形態で発光素子および発光装置を形成する工程を示す図である。
次に、図18〜図21を参照して、この発明の第3実施形態として、本発明の発光装置の製造方法を用いて形成した発光装置を備えた照明装置を説明する。
図22は、本発明の第5実施形態としてのバックライトを示す平面図である。この第5実施形態は、前述の第3実施形態で説明したような本発明の発光装置の製造方法で製造される発光装置を備える。
次に、図23を参照して、この発明の第6実施形態としてのLEDディスプレイを説明する。この第6実施形態は、本発明の発光装置の製造方法と同様な方法を用いて製造される表示装置に関する。
110 第1の基板
111 シリコン基板
112 n型GaN半導体層
113 n型GaN半導体層
121 n型GaN棒状半導体
122 活性層
123 p型GaN半導体層
124 透明電極層
125 n型GaN半導体層
131 透明部材
141 上部電極
151 フォトレジスト
A アノード
K カソード
200 棒状の発光素子
210 第2の基板
211 第1の電極
211A 対向部分
212 第2の電極
212A 対向部分
213 層間絶縁膜
214,215 メタル配線
221 流体
300 LED電球
301 口金
302 放熱部
304 発光部
305 放熱板
306 発光装置
310 基板
311 第1の電極
312 第2の電極
320 発光素子
400 バックライト
401 支持基板
402 発光装置
520 画素LED
X1 行アドレス線
Y1 列アドレス線
1100 発光素子
1111 基板
1113 n型の半導体層
1121 板状(突起状)半導体
1122 活性層
1123 p型の半導体層
1124 透明電極層
1131 透明部材
1141 上部電極
1151 フォトレジスト
Claims (2)
- 第1導電型の半導体基部と、
上記第1導電型の半導体基部上に突出して延在するように形成された複数の第1導電型の突起状化合物半導体と、
上記突起状化合物半導体の少なくとも側面を覆うシェルとなる第2導電型の化合物半導体層と
を備えて、
上記第1導電型の突起状化合物半導体の側面と上記第2導電型の化合物半導体層との間で発光させるようにすると共に、
上記第1導電型の突起状化合物半導体の側面を覆う上記シェルとなる上記第2導電型の化合物半導体層の側面を覆う透明電極層
を備えたことを特徴とする発光素子。 - 第1の基板の一部または全部をなす第1導電型の化合物半導体層の表面にマスク層をパターニングする工程と、
上記マスク層をマスクとして上記化合物半導体層を非等方的にドライエッチングして側面が上記ドライエッチングによるエッチング面となる複数の第1導電型の突出して延在する突起状化合物半導体を形成する半導体コア形成工程と、
上記第1導電型の突起状化合物半導体の側面の全部を覆うようにシェルとなる第2導電型の化合物半導体層を形成する半導体シェル形成工程と
を備え、
上記第1導電型の突出して延在する突起状化合物半導体の側面とこの側面を覆うシェルとなる上記第2導電型の化合物半導体層との間で発光させる発光素子を作製することを特徴とする発光素子の製造方法。
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