JP2013110384A - 半導体発光素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態によれば、半導体発光素子は、光を放射可能な第1半導体層と、前記第1半導体層に向き合う第1主面と、前記第1主面とは反対側の第2主面を有する第2半導体層を備える。前記第2半導体層は、前記第2の主面において、複数の突起が設けられた第1領域と、前記突起が設けられていない第2領域と、を有する。さらに、前記突起の少なくとも先端に設けられた誘電体膜と、前記第2領域の上に設けられた電極と、を備える。
【選択図】図1
Description
図1は、第1の実施形態に係る半導体発光素子100を示す模式断面図である。半導体発光素子100は、例えば、可視光を放射する発光ダイオード(Light emitting Diode:LED)である。
第1領域22bには、例えば、図2(a)に示す左右対称な形状の突起13を設けても良いし、図2(b)および図2(c)に示す非対称な傾斜した形状の突起14を設けても良い。図2(d)および図2(e)に示すように、さらに傾斜した形状の突起15であっても良い。
図5(b)は、発光面22bの真上(方向DU)から見た突起15の形状を示している。
図5(c)は、正面側の斜め40度上方(方向DF40)から見た突起15の形状を示している。
図5(d)は、側面側の斜め40度上方となる方向(DS40)から見た突起の形状を示している。
N1>N2、且つ、N2<N3 ・・・(1)
ここで、N3は、樹脂の屈折率である。これにより、樹脂封止による光取り出し効率の低下を抑制することができる。例えば、樹脂封止後の光出力の低下は、2〜3%に抑制される。
N1>N2>N3 ・・・(2)
これにより、樹脂封止後の光出力の低下をさらに抑制することができる。
図11は、第2の実施形態に係る半導体発光素子200のチップ面を示す模式図である。半導体発光素子200では、電極60と、細線電極(narrow wire electrode)71と、が設けられる。電極60は、n形電流拡散層22の上に直接設けられ、細線電極71は、n形電流拡散層22の主面22a(第2主面)に沿って延在する。
図14は、第3の実施形態に係る半導体発光素子300を示す模式断面図である。第1半導体層10および第2半導体層20の構成は、図1に示す半導体発光素子100と同じである。第3半導体層30は、p形GaP層35を含まず、p形組成傾斜層34がp形コンタクト層36に直接つながっている。第2半導体層20の第2主面22aには、第1領域22bと、第2領域22cと、が設けられる。第1領域22bには、複数の突起が設けられ、第2領域22cには、n形コンタクト層29を介して電極60が設けられる。
Claims (20)
- 光を放射可能な第1半導体層と、
前記第1半導体層に向き合う第1主面と、前記第1主面とは反対側の第2主面と、を有する第2半導体層であって、前記第2の主面において、複数の突起が設けられた第1領域と、前記突起が設けられていない第2領域と、を有する第2の半導体層と、
前記突起の少なくとも先端部に設けられた誘電体膜と、
前記第2領域の上に設けられた電極と、
前記第1半導体層を介して前記第2半導体層に対向し、前記第2半導体層とは導電形が異なる第3半導体層と、
前記第3半導体層の前記第1半導体層とは反対の側に設けられ、前記第1半導体層と、前記第2半導体層と、前記第3半導体層と、を支持する支持体と、
前記第3半導体層と前記支持体との間に設けられ、前記第1半導体層が放射する光を前記第2半導体層の方向に反射する反射層と、
前記電極から前記第2主面に沿って延在する細線電極と、
を備え、
前記第2主面に対して垂直な断面における前記突起の一方の底角は、90度以上であり、且つ、前記突起の他方の底角は、35度以上、45度以下であり、
前記誘電体膜は、前記突起における90度以下である他方の底角側の側面、または、前記突起の全体に設けられ、二酸化珪素、窒化珪素および酸窒化珪素のいずれかを含み、
前記第1半導体層、前記第2半導体層および前記第3半導体層のそれぞれは、
Inx(AlyGa1−y)1−xP(0≦x≦1、0≦y≦1)、
AlxGa1−xAs(0≦x≦1)、
および、InxGa1−xAsyP1−y(0≦x≦1、0≦y≦1)
で表される組成を有し、
前記第2主面の結晶成長面は、(100)面から10度以上、20度以下の範囲で結晶方位が傾斜し、且つ、(100)面から(111)III族面または(111)V族面の方向に傾斜し、
前記電極の下において、前記第3半導体層と、前記反射層と、の間に、電流ブロック層が選択的に設けられた半導体発光素子。 - 光を放射可能な第1半導体層と、
前記第1半導体層に向き合う第1主面と、前記第1主面とは反対側の第2主面と、を有する第2半導体層であって、前記第2の主面において、複数の突起が設けられた第1領域と、前記突起が設けられていない第2領域と、を有する第2の半導体層と、
前記突起の少なくとも先端部に設けられた誘電体膜と、
前記第2領域の上に設けられた電極と、
を備えた半導体発光素子。 - 前記第2主面に対して垂直な断面における前記突起の一方の底角は、90度以上である請求項2記載の半導体発光素子。
- 前記第2主面に対して垂直な断面における前記突起の他方の底角は、35度以上、45度以下である請求項3記載の半導体発光素子。
- 前記誘電体膜は、少なくとも、前記突起における90度以下である他方の底角側の側面に設けられる請求項3または4に記載の半導体発光素子。
- 前記誘電体膜は、前記突起の全体に設けられた請求項3または4に記載の半導体発光素子。
- 前記誘電体膜は、二酸化珪素、窒化珪素および酸窒化珪素のいずれかを含む請求項2〜6のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
- 前記誘電体膜は、二酸化珪素膜、窒化珪素膜および酸窒化珪素膜から選択された少なくとも2つの膜を含む請求項2〜6のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
- 前記突起と前記誘電体膜とを覆う樹脂をさらに備え、
前記第2半導体層の屈折率N1と、前記誘電体膜の屈折率N2と、前記樹脂の屈折率N3と、は、次式を満足する請求項2〜8のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
N1>N2>N3
- 前記突起と前記誘電体膜とを覆う樹脂をさらに備え、
前記第2半導体層の屈折率N1と、前記誘電体膜の屈折率N2と、前記樹脂の屈折率N3と、は、次式を満足する請求項2〜8のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
N1>N2、且つ、N2<N3
- 前記誘電体膜の膜厚の最大値は、50〜500nmである請求項2〜10のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
- 前記第1半導体層を介して前記第2半導体層に対向し、前記第2半導体層とは導電形が異なる第3半導体層をさらに備え、
前記第1半導体層、前記第2半導体層および前記第3半導体層のそれぞれは、
Inx(AlyGa1−y)1−xP(0≦x≦1、0≦y≦1)、
AlxGa1−xAs(0≦x≦1)、
および、InxGa1−xAsyP1−y(0≦x≦1、0≦y≦1)
で表される組成を有するいずれかの化合物を含む請求項2〜11のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 - 前記第2主面の結晶成長面は、(100)面から10度以上、20度以下の範囲で結晶方位が傾斜した請求項12記載の半導体発光素子。
- 前記第2主面の結晶成長面は、(100)面から(111)III族面または(111)V族面の方向に傾斜した請求項13記載の半導体発光素子。
- 前記第1半導体層を介して前記第2半導体層に対向し、前記第2半導体層とは導電形が異なる第3半導体層をさらに備え、
前記第1半導体層、前記第2半導体層および前記第3半導体層のそれぞれは、
InxAlyGa1−x−yN(0≦x≦1、0≦y≦1、x+y≦1)
で表される組成を有する化合物を含む請求項2〜11のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 - 前記誘電体膜が前記電極の外周を覆った請求項2〜15のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
- 前記第2半導体層は、前記第1主面および前記第2主面に接する側面を有し、
前記誘電体膜は、前記側面の少なくとも一部を覆う請求項2〜16のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 - 前記電極から前記第2主面に沿って延在する細線電極をさらに備え、
前記誘電体膜は、前記細線電極を覆う請求項2〜17のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 - 前記第1半導体層を介して前記第2半導体層に対向し、前記第2半導体層とは導電形が異なる第3半導体層と、
前記第3半導体層の前記第1半導体層とは反対の側に設けられ、前記第1半導体層と、前記第2半導体層と、前記第3半導体層と、を支持する支持体と、
前記第3半導体層と前記支持体との間に設けられ、前記第1半導体層が放射する光を前記第2半導体層の方向に反射する反射層と、
をさらに備えた請求項2〜18のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 - 前記電極の下において、前記第3半導体層と、前記反射層と、の間に、電流ブロック層が選択的に設けられた請求項19記載の半導体発光素子。
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