JP2016009817A - Light-emitting element - Google Patents

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JP2016009817A JP2014131036A JP2014131036A JP2016009817A JP 2016009817 A JP2016009817 A JP 2016009817A JP 2014131036 A JP2014131036 A JP 2014131036A JP 2014131036 A JP2014131036 A JP 2014131036A JP 2016009817 A JP2016009817 A JP 2016009817A
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岸本 達也
Tatsuya Kishimoto
達也 岸本
直樹 藤本
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直樹 藤本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting element in which emission unevenness is suppressed.SOLUTION: A light-emitting element has a first light-emitting part 1a and a second light-emitting part 1b including an n-type semiconductor layer 22 having a first region 22a and a second region 22b, an active layer 23 formed on the second region 22b so as to expose the first region 22a of the n-type semiconductor layer 22, a p-type semiconductor layer 24 formed on the active layer 23, a cathode electrode 31 connected with the first region 22a of the n-type semiconductor layer 22, and an anode electrode 32 arranged on the p-type semiconductor layer 24. The first light-emitting part 1a and second light-emitting part 1b are arranged so that the first regions 22a are arranged side by side in the first direction D1.

Description

本発明は、半導体材料からなる発光素子に関する。   The present invention relates to a light emitting element made of a semiconductor material.

外部電源と接続するカソード電極とアノード電極とが、発光部の上面と発光部から水平方向にずらした位置と、に配置された水平型構造の、半導体材料を積層されてなる発光素子(Light Emitting Diode;LED)が知られている。   A light emitting device (Light Emitting) in which a semiconductor material is stacked in a horizontal structure in which a cathode electrode and an anode electrode connected to an external power source are disposed at the top surface of the light emitting portion and a position shifted in the horizontal direction from the light emitting portion. Diode (LED) is known.

このような水平型構造のLEDにおいて、発光ムラを改善させるために発光素子の上面において細長く延伸するアノード電極を用いることが提案されている(特許文献1)。   In an LED having such a horizontal structure, it has been proposed to use an anode electrode that is elongated in the upper surface of the light emitting element in order to improve light emission unevenness (Patent Document 1).

特開2007−281426号公報JP 2007-281426 A

しかしながら、特許文献1に記載されているような発光素子を用いても、電流が集中する部分があり発光ムラを生じる虞があった。そこで、さらに発光ムラの少ない発光素子が求められている。   However, even when a light emitting element as described in Patent Document 1 is used, there is a possibility that unevenness of light emission occurs due to a portion where current is concentrated. Therefore, there is a demand for a light-emitting element with less light emission unevenness.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、発光ムラの少ない発光素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a light-emitting element with less light emission unevenness.

本発明の一実施形態に係る発光素子は、第1領域と第2領域とを有する第1導電型半導体層と、前記第1導電型半導体層の前記第1領域を露出させるように前記第2領域上に形成された活性層と、前記活性層上に形成された第2導電型半導体層と、前記第1導電型半導体層の前記第1領域に接続された第1電極と、前記第2導電型半導体層に接続された第2電極と、を備える第1発光部および第2発光部を有し、前記第1発光部と前記第2発光部とは第1方向において互いの前記第1領域が隣り合うように前記第1方向に配列されているものである。   A light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a first conductive semiconductor layer having a first region and a second region, and the second region so as to expose the first region of the first conductive semiconductor layer. An active layer formed on the region, a second conductive semiconductor layer formed on the active layer, a first electrode connected to the first region of the first conductive semiconductor layer, and the second A first light-emitting unit and a second light-emitting unit each including a second electrode connected to the conductive semiconductor layer, wherein the first light-emitting unit and the second light-emitting unit are mutually in the first direction. The regions are arranged in the first direction so that the regions are adjacent to each other.

本発明の発光素子によれば、発光ムラが低減されたものを提供することができる。   According to the light emitting element of the present invention, it is possible to provide a device with reduced light emission unevenness.

(a)は、本発明の発光素子の実施の形態の一例を示す平面図である。(b)は、図1(a)のIb−Ib線に沿った概略断面図である。(A) is a top view which shows an example of embodiment of the light emitting element of this invention. (B) is a schematic sectional drawing along the Ib-Ib line | wire of Fig.1 (a). 図1に示した発光素子の変形例を示す要部上面図である。It is a principal part top view which shows the modification of the light emitting element shown in FIG. 図1に示した発光素子の変形例を示す要部上面図である。It is a principal part top view which shows the modification of the light emitting element shown in FIG. 図1に示した発光素子の変形例を示す要部上面図である。It is a principal part top view which shows the modification of the light emitting element shown in FIG. (a)〜(c)はそれぞれ、図1に示した発光素子の変形例を示す要部上面図である。(A)-(c) is a principal part top view which shows the modification of the light emitting element shown in FIG. 1, respectively. (a)〜(c)はそれぞれ、実施例及び参考例にかかる発光素子の発光分布を観察した写真である。(A)-(c) is the photograph which observed the light emission distribution of the light emitting element concerning an Example and a reference example, respectively. 実施例及び参考例にかかる発光素子の、印加電流に対する発光強度の関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship of the emitted light intensity with respect to the applied electric current of the light emitting element concerning an Example and a reference example.

以下、本発明の発光素子の実施の形態の例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の例は本発明の発光素子の製造方法の実施の形態を例示するものであって、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。   Hereinafter, examples of embodiments of the light-emitting element of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the following examples illustrate the embodiments of the method for manufacturing a light-emitting element of the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments.

本発明の実施形態に係る発光素子は第1導電型半導体層と活性層と第2導電型層と第1導電型半導体層に接続される第1電極と、第2半導体層に接続される第2電極とを含む発光部を複数個備えるものである。   A light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a first conductive semiconductor layer, an active layer, a second conductive type layer, a first electrode connected to the first conductive semiconductor layer, and a first electrode connected to the second semiconductor layer. A plurality of light emitting units including two electrodes are provided.

ここで、第1導電型,第2導電型はそれぞれ、p型,n型のいずれとしてもよいが、以下の例では、第1導電型をn型とし、第2導電型をp型としている。これにより、第1電極はn型半導体層に接続されることとなりカソード電極として機能し、第2電極はp型半導体層に接続されることとなりアノード電極として機能するものとなる。以下、それぞれの機能が明確となるように、第1導電型半導体層をn型半導体層,第2導電型半導体層をp型半導体層、第1電極をカソード電極,第2電極をアノード電極として説明する。   Here, the first conductivity type and the second conductivity type may be either p-type or n-type, respectively, but in the following example, the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type. . Thus, the first electrode is connected to the n-type semiconductor layer and functions as a cathode electrode, and the second electrode is connected to the p-type semiconductor layer and functions as an anode electrode. Hereinafter, in order to clarify the respective functions, the first conductive semiconductor layer is an n-type semiconductor layer, the second conductive semiconductor layer is a p-type semiconductor layer, the first electrode is a cathode electrode, and the second electrode is an anode electrode. explain.

図1(a)および(b)に示す発光素子1は、基板10上に形成された第1発光部1aと第2発光部1bとを含んでなる。第1発光部1aおよび第2発光部1bはそれぞれ、基板10上に順に積層して形成されたn型半導体層22,活性層23,およびp型半導体層24と、n型半導体層22に接続されたカソード電極31と、p型半導体層24上に配置されたアノード電極32と、を含む。   A light-emitting element 1 shown in FIGS. 1A and 1B includes a first light-emitting unit 1 a and a second light-emitting unit 1 b formed on a substrate 10. The first light emitting unit 1 a and the second light emitting unit 1 b are connected to the n-type semiconductor layer 22, the n-type semiconductor layer 22, the active layer 23, and the p-type semiconductor layer 24 that are sequentially stacked on the substrate 10. The cathode electrode 31 and the anode electrode 32 disposed on the p-type semiconductor layer 24 are included.

カソード電極31は、基板10上に形成されたカソード電極パッド11に電気的に接続される。アノード電極32は、基板10上に形成されたアノード電極パッド12に電気的に接続される。カソード電極パッド11およびアノード電極パッド12を通じ外部電源から電圧を印加されることにより、活性層23が発光する。ここで、光取り出し面は、図1(b)で上方向であるp型半導体層24側となる。   The cathode electrode 31 is electrically connected to the cathode electrode pad 11 formed on the substrate 10. The anode electrode 32 is electrically connected to the anode electrode pad 12 formed on the substrate 10. When a voltage is applied from an external power source through the cathode electrode pad 11 and the anode electrode pad 12, the active layer 23 emits light. Here, the light extraction surface is on the p-type semiconductor layer 24 side, which is the upward direction in FIG.

ここで、第1発光部1aおよび第2発光部1bのn型半導体層22は、第1領域22aと第2領域22bとに区分される。第1領域22aは、その上面に他の半導体層が形成されておらず露出されており、第2領域22bは、その上面に他の半導体層(23,24)が形成されている。言い換えると、n型半導体層22は、上面視で、活性層23,p型半導体層24から露出する第1領域22aと、活性層23,p型半導体層24と重なる第2領域22bと、を有する。また、アノード電極32は、平面視で第1領域22a方向に延びる線状の構成となっている。   Here, the n-type semiconductor layer 22 of the first light emitting unit 1a and the second light emitting unit 1b is divided into a first region 22a and a second region 22b. The first region 22a is exposed with no other semiconductor layer formed on its upper surface, and the second region 22b has other semiconductor layers (23, 24) formed on its upper surface. In other words, the n-type semiconductor layer 22 includes a first region 22a exposed from the active layer 23 and the p-type semiconductor layer 24 and a second region 22b overlapping the active layer 23 and the p-type semiconductor layer 24 in a top view. Have. The anode electrode 32 has a linear configuration extending in the direction of the first region 22a in plan view.

そして第1発光部1aと第2発光部1bとは、互いの第1領域22aが隣合うように並んで配列される。   The first light emitting unit 1a and the second light emitting unit 1b are arranged side by side so that the first regions 22a are adjacent to each other.

このように配列することで、第1発光部1aと第2発光部1bとで構成する1つの発光素子1全体としての発光ムラを抑制することができる。以下、そのメカニズムについて詳述する。なお、ここで、「発光ムラ」とは、光取り出し面側から見たときに発光が不均一に見えることであり、例えば、ほかに比べて発光強度が低い暗部を有することを指す。「発光ムラを改善する」とは、前述の暗部の割合を低減させ、発光が均一に近付くことをいう。   By arranging in this way, it is possible to suppress light emission unevenness as a whole of one light emitting element 1 constituted by the first light emitting unit 1a and the second light emitting unit 1b. Hereinafter, the mechanism will be described in detail. Here, “light emission unevenness” means that the light emission appears non-uniform when viewed from the light extraction surface side, for example, having a dark part where the light emission intensity is lower than others. “Improving light emission unevenness” means that the above-described dark portion ratio is reduced and light emission approaches uniformly.

従来、水平型構造の発光素子において、発光ムラの発生原因は電流拡散が不均一になるためと考えられていた。これに基づき、発明者らは、アノード電極の形状を、電流集中の
生じるような屈曲部を有さない形状としたり、p型半導体層全面に均等に接続されるように田の字形状、クロス(十字)形状等にしたりして、各種検討を加えたが発光ムラは低減されなかった。また、アノード電極からの電流を面方向に拡散させるための電流拡散層をアノード電極の下側に形成しても発光ムラは低減されなかった。これらの検討結果に基づき鋭意遂行を重ねた結果、発明者らは、発光素子の発光ムラはアノード電極の長さに起因するものであることを見出した。すなわち、発光素子の層構成やアノード電極の電極構造にどんな工夫を加えても、電流はp型半導体層よりも電気抵抗が低いアノード電極を優先して通り、アノード電極の先端で初めてカソード電極に向けて半導体層22,23,24側に流れ、該当部のみが発光しているものと考えた。このため、活性層の面積を有効に活用するためには、アノード電極の先端をカソード電極側に近づけるとともに、アノード電極の半導体層22,23,24上を延びる距離を短くすることが必要であることを見出した。このためには、発光素子を分割することが有用であることを見出した。
Conventionally, in a light emitting element having a horizontal structure, it has been considered that the cause of unevenness in light emission is non-uniform current diffusion. Based on this, the inventors made the shape of the anode electrode a shape that does not have a bent portion that causes current concentration, or the shape of a cross-section or cross so as to be evenly connected to the entire surface of the p-type semiconductor layer. Although various studies were made on the shape of a (cross), etc., the light emission unevenness was not reduced. Further, even when a current diffusion layer for diffusing the current from the anode electrode in the plane direction is formed below the anode electrode, the light emission unevenness was not reduced. As a result of earnest execution based on these examination results, the inventors have found that the light emission unevenness of the light emitting element is caused by the length of the anode electrode. That is, no matter what kind of contrivance is added to the layer structure of the light emitting element and the electrode structure of the anode electrode, the current passes through the anode electrode having a lower electric resistance than the p-type semiconductor layer, and becomes the cathode electrode only at the tip of the anode electrode. It flowed toward the semiconductor layers 22, 23, and 24, and only the relevant part was considered to emit light. Therefore, in order to effectively use the area of the active layer, it is necessary to bring the tip of the anode electrode closer to the cathode electrode side and to shorten the distance of the anode electrode extending over the semiconductor layers 22, 23, 24. I found out. For this purpose, it has been found useful to divide the light emitting element.

図1に示す発光素子1によれば、1つの発光素子内を複数に分割している。具体的には、2つの発光部1a,1bに分割して、活性層23の総面積のうち有効に活用される面積の割合を分割しない場合に比べ約2倍とすることで、暗部の割合を低減し、発光ムラを低減できるものとなる。   According to the light emitting element 1 shown in FIG. 1, one light emitting element is divided into a plurality of parts. Specifically, it is divided into two light emitting portions 1a and 1b, and the proportion of the area that is effectively utilized out of the total area of the active layer 23 is about twice that in the case where it is not divided, so that the proportion of the dark portion And uneven emission can be reduced.

さらに、図1に示す発光素子1においては、2つの発光部1a,1bのうち、活性層23が形成されていない第1領域22aが配列方向である第1方向に沿って隣り合うように、2つの発光部1a,1bを配列している。このような構成では、2つの発光部1a,1bにおいて、アノード電極32同士の最近接距離に比べ、カソード電極31同士の最近接距離が短くなっている。   Furthermore, in the light emitting element 1 shown in FIG. 1, of the two light emitting portions 1 a and 1 b, the first region 22 a where the active layer 23 is not formed is adjacent along the first direction which is the arrangement direction. Two light emitting portions 1a and 1b are arranged. In such a configuration, in the two light emitting units 1a and 1b, the closest distance between the cathode electrodes 31 is shorter than the closest distance between the anode electrodes 32.

このような構成とすることにより、配列方向の中央に向けて発光が集まることとなる。個々の活性層23のうち発光に寄与する部分を発光素子1の中央部寄りに集めることができるので、発光素子1中央部においても発光強度を保つことが可能となる。   With this configuration, light emission is collected toward the center in the arrangement direction. Since portions of the individual active layers 23 that contribute to light emission can be gathered closer to the central portion of the light emitting element 1, the light emission intensity can be maintained even in the central portion of the light emitting element 1.

以上より、発光素子1は、発光ムラを低減し、特に素子中央部における発光強度の落ち込みを低減したものとなる。このような構成とすることにより、発光素子1の高輝度化、大面積化にも対応できるものとなる。   As described above, the light-emitting element 1 reduces unevenness in light emission, and particularly reduces the drop in light emission intensity at the center of the element. By adopting such a configuration, it is possible to cope with an increase in luminance and area of the light emitting element 1.

以下、各部の構成について詳述する。   Hereinafter, the configuration of each part will be described in detail.

(基板10)
基板10は、第1発光部1a,第2発光部1bを保持することができれば特に限定はない。各種絶縁性基板、配線基板、プリント基板等を用いることもできる。その場合にはその上に配置する第1発光部1a,第2発光部1bを構成する半導体層は例えば、エピフィルム等を貼り合せて構成すればよい。
(Substrate 10)
The substrate 10 is not particularly limited as long as it can hold the first light emitting unit 1a and the second light emitting unit 1b. Various insulating boards, wiring boards, printed boards and the like can also be used. In that case, what is necessary is just to comprise the semiconductor layer which comprises the 1st light emission part 1a arrange | positioned on it and the 2nd light emission part 1b, for example by bonding an epi film etc.

第1発光部1a,第2発光部1bを構成する半導体層(22,23,24)を基板10にエピタキシャル成長させて形成する場合には、基板10は、その上部に成長させる半導体層の材料系により適宜選択することができる。例えば、窒化物系半導体材料を成長させる場合であれば、基板10として、サファイア基板や酸化亜鉛基板、窒化ガリウム基板,窒化アルミニウム基板等を用いることができる。GaAs系半導体材料を成長させる場合であれば、GaAs基板やSi基板等を用いることができる。図1においては、基板10としてSi基板を用いてGaAs系の半導体層(22,23,24)を形成させる場合を例に説明する。   In the case where the semiconductor layers (22, 23, 24) constituting the first light emitting unit 1a and the second light emitting unit 1b are formed by epitaxial growth on the substrate 10, the substrate 10 is made of a material system of the semiconductor layer grown on the substrate 10 Can be selected as appropriate. For example, when growing a nitride-based semiconductor material, a sapphire substrate, a zinc oxide substrate, a gallium nitride substrate, an aluminum nitride substrate, or the like can be used as the substrate 10. In the case of growing a GaAs-based semiconductor material, a GaAs substrate, a Si substrate, or the like can be used. In FIG. 1, a case where a GaAs-based semiconductor layer (22, 23, 24) is formed using a Si substrate as the substrate 10 will be described as an example.

(発光部1a,発光部1bを構成する半導体層)
基板10の上面10aに複数の半導体層が積層されて形成されている。これらの半導体層は、例えば、MOCVD(有機金属化学気相成長:Metal-organic Chemical Vapor Deposition)装置により、基板10にエピタキシャル成長させることにより形成することが
できる。
(Semiconductor layer constituting light emitting part 1a and light emitting part 1b)
A plurality of semiconductor layers are stacked on the upper surface 10 a of the substrate 10. These semiconductor layers can be formed by epitaxial growth on the substrate 10 using, for example, a MOCVD (Metal-organic Chemical Vapor Deposition) apparatus.

まず、基板10の上面には、基板10と基板10の上面に積層される半導体層(本例の場合は後に説明するn型コンタクト層221)との格子定数の差を緩衝するバッファ層21が形成されている。バッファ層21は、基板10と基板10の上面10aに形成される半導体層との格子定数の差を緩衝することによって、基板10と半導体層との間に発生する格子歪などの格子欠陥を少なくし、ひいては基板10の上面10aに形成される半導体層全体の格子欠陥または結晶欠陥を少なくする機能を有する。   First, a buffer layer 21 is provided on the upper surface of the substrate 10 to buffer a difference in lattice constant between the substrate 10 and a semiconductor layer (an n-type contact layer 221 described later in this example) stacked on the upper surface of the substrate 10. Is formed. The buffer layer 21 reduces lattice defects such as lattice strain generated between the substrate 10 and the semiconductor layer by buffering the difference in lattice constant between the substrate 10 and the semiconductor layer formed on the upper surface 10a of the substrate 10. As a result, it has a function of reducing lattice defects or crystal defects in the entire semiconductor layer formed on the upper surface 10 a of the substrate 10.

本例のバッファ層21は、不純物を含まないガリウム砒素(GaAs)からなり、その厚さが2〜3μm程度とされている。なお、基板10と基板10の上面に積層される半導体層との格子定数の差が大きくない場合には、バッファ層21は省略することができる。   The buffer layer 21 of this example is made of gallium arsenide (GaAs) containing no impurities and has a thickness of about 2 to 3 μm. If the difference in lattice constant between the substrate 10 and the semiconductor layer stacked on the upper surface of the substrate 10 is not large, the buffer layer 21 can be omitted.

バッファ層21の上面には、n型コンタクト層221が形成されている。n型コンタクト層221は、ガリウム砒素(GaAs)にn型不純物であるシリコン(Si)またはセレン(Se)などがドーピングされており、ドーピング濃度は1×1016〜1×1020atoms/cm程度とされるとともに、その厚さが0.8〜1μm程度とされている。 An n-type contact layer 221 is formed on the upper surface of the buffer layer 21. The n-type contact layer 221 is formed by doping gallium arsenide (GaAs) with n-type impurities such as silicon (Si) or selenium (Se), and the doping concentration is 1 × 10 16 to 1 × 10 20 atoms / cm 3. The thickness is about 0.8 to 1 μm.

本例では、n型不純物としてシリコン(Si)が1×1018〜2×1018atoms/cmのドーピング濃度でドーピングされている。n型コンタクト層221の上面の一部は露出しており、この露出している部分にカソード電極31を介して、外部電源に接続される。n型コンタクト層221は、n型コンタクト層221に接続されるカソード電極31との接触抵抗を下げる機能を有している。 In this example, silicon (Si) is doped as an n-type impurity at a doping concentration of 1 × 10 18 to 2 × 10 18 atoms / cm 3 . A part of the upper surface of the n-type contact layer 221 is exposed, and the exposed part is connected to an external power source via the cathode electrode 31. The n-type contact layer 221 has a function of reducing contact resistance with the cathode electrode 31 connected to the n-type contact layer 221.

カソード電極31は、例えば金(Au)アンチモン(Sb)合金、金(Au)ゲルマニウム(Ge)合金またはNi系合金などを用いて、その厚さが0.5〜5μm程度で形成される。それとともに、基板10の上面からn型コンタクト層221の上面を覆うように形成される絶縁層208の上に配置されているため、基板10およびn型コンタクト層221以外の半導体層とは電気的に絶縁されている。   The cathode electrode 31 is formed with a thickness of about 0.5 to 5 μm using, for example, a gold (Au) antimony (Sb) alloy, a gold (Au) germanium (Ge) alloy, or a Ni-based alloy. At the same time, since it is disposed on the insulating layer 208 formed so as to cover the upper surface of the n-type contact layer 221 from the upper surface of the substrate 10, it is electrically connected to the semiconductor layers other than the substrate 10 and the n-type contact layer 221. Is insulated.

絶縁層208は、例えば窒化シリコン(SiN)または酸化シリコン(SiO)などの無機絶縁膜や、ポリイミドなどの有機絶縁膜などで形成され、その厚さが0.1〜1μm程度とされている。 The insulating layer 208 is formed of, for example, an inorganic insulating film such as silicon nitride (SiN x ) or silicon oxide (SiO 2 ), an organic insulating film such as polyimide, and the thickness thereof is set to about 0.1 to 1 μm. Yes.

n型コンタクト層221の上面には、n型クラッド層222が形成されており、後に説明する活性層23に電子を閉じ込める機能を有している。n型クラッド層222は、アルミニウムガリウム砒素(AlGaAs)にn型不純物であるシリコン(Si)またはセレン(Se)などがドーピングされており、ドーピング濃度は1×1016〜1×1020atoms/cm程度とされるとともに、その厚さが0.2〜0.5μm程度とされている。本例では、n型不純物としてシリコン(Si)が1×1017〜5×1017atoms/cmのドーピング濃度でドーピングされている。 An n-type cladding layer 222 is formed on the upper surface of the n-type contact layer 221, and has a function of confining electrons in an active layer 23 described later. The n-type cladding layer 222 is formed by doping aluminum gallium arsenide (AlGaAs) with silicon (Si) or selenium (Se), which is an n-type impurity, and has a doping concentration of 1 × 10 16 to 1 × 10 20 atoms / cm. The thickness is about 3 , and the thickness is about 0.2 to 0.5 μm. In this example, silicon (Si) is doped as an n-type impurity at a doping concentration of 1 × 10 17 to 5 × 10 17 atoms / cm 3 .

このようなn型コンタクト層221とn型クラッド層222をあわせてn型半導体層22とする。n型半導体層22は、平面視において、第1領域22aと第2領域22bとを有する。このうち第2領域22b上に活性層23が形成される。この例では、第2領域22bのみにn型クラッド層222を形成している。すなわち、n型半導体層22はテラス
状の段差を有する形状となっており、テラス部が第1領域22aとなっている、また、カソード電極31は、第1領域22aが広がる方向に沿って形成されている。
The n-type contact layer 221 and the n-type cladding layer 222 are combined to form an n-type semiconductor layer 22. The n-type semiconductor layer 22 has a first region 22a and a second region 22b in plan view. Of these, the active layer 23 is formed on the second region 22b. In this example, the n-type cladding layer 222 is formed only in the second region 22b. That is, the n-type semiconductor layer 22 has a terrace-shaped step, the terrace portion is the first region 22a, and the cathode electrode 31 is formed along the direction in which the first region 22a extends. Has been.

n型クラッド層222の上面には、活性層23が形成されており、電子や正孔などのキャリアが集中して、再結合することによって光を発する発光層として機能する。活性層23は、不純物を含まないアルミニウムガリウム砒素(AlGaAs)であるとともに、その厚さが0.1〜0.5μm程度とされている。なお、本例の活性層23は、不純物を含まない層であるが、p型不純物を含むp型活性層であっても、n型不純物を含むn型活性層であってもよく、活性層23のバンドギャップがn型クラッド層222および後に説明するp型クラッド層241のバンドギャップよりも小さくなっていればよい。   An active layer 23 is formed on the upper surface of the n-type cladding layer 222, and functions as a light emitting layer that emits light when carriers such as electrons and holes are concentrated and recombined. The active layer 23 is made of aluminum gallium arsenide (AlGaAs) containing no impurities and has a thickness of about 0.1 to 0.5 μm. The active layer 23 of this example is a layer that does not contain impurities, but it may be a p-type active layer containing p-type impurities or an n-type active layer containing n-type impurities. It is sufficient that the band gap 23 is smaller than the band gap of the n-type cladding layer 222 and the p-type cladding layer 241 described later.

このような活性層23の平面方向における形状は矩形状としており、互いに直交する2方向の辺の長さの比を、0.75〜1.25としている。このような形状とすることで、電流が等方的に広がるとすると、活性層23の面積を有効に活用できるものとなる。例えば、活性層23の平面形状を構成する2辺を、35〜45μm,40〜60μm程度とすればよい。   The shape of the active layer 23 in the planar direction is rectangular, and the ratio of the lengths of two sides orthogonal to each other is set to 0.75 to 1.25. By adopting such a shape, if the current spreads isotropically, the area of the active layer 23 can be effectively utilized. For example, the two sides constituting the planar shape of the active layer 23 may be about 35 to 45 μm and about 40 to 60 μm.

活性層23の上面には、p型クラッド層241が形成されており、活性層23に正孔を閉じ込める機能を有している。p型クラッド層241は、アルミニウムガリウム砒素(AlGaAs)にp型不純物である亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)または炭素(C)などがドーピングされており、ドーピング濃度は1×1016〜1×1020atoms/cm程度とされるとともに、その厚さが0.2〜0.5μm程度とされている。本例では、p型不純物としてマグネシウム(Mg)が1×1019〜5×1020atoms/cmのドーピング濃度でドーピングされている。 A p-type cladding layer 241 is formed on the upper surface of the active layer 23 and has a function of confining holes in the active layer 23. The p-type cladding layer 241 is formed by doping aluminum gallium arsenide (AlGaAs) with p-type impurities such as zinc (Zn), magnesium (Mg), or carbon (C), and the doping concentration is 1 × 10 16 to 1 ×. The thickness is about 10 20 atoms / cm 3 and the thickness is about 0.2 to 0.5 μm. In this example, magnesium (Mg) is doped as a p-type impurity at a doping concentration of 1 × 10 19 to 5 × 10 20 atoms / cm 3 .

p型クラッド層241の上面には、p型コンタクト層242が形成されている。p型コンタクト層242は、アルミニウムガリウム砒素(AlGaAs)にp型不純物である亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)または炭素(C)などがドーピングされており、ドーピング濃度は1×1016〜1×1020atoms/cm程度とされるとともに、その厚さが0.2〜0.5μm程度とされている。 A p-type contact layer 242 is formed on the upper surface of the p-type cladding layer 241. In the p-type contact layer 242, aluminum gallium arsenide (AlGaAs) is doped with p-type impurities such as zinc (Zn), magnesium (Mg), or carbon (C), and the doping concentration is 1 × 10 16 to 1 ×. The thickness is about 10 20 atoms / cm 3 and the thickness is about 0.2 to 0.5 μm.

p型コンタクト層242は、アノード電極32を介して、外部電源に電気的に接続されている。p型コンタクト層242は、p型コンタクト層242に接続されるアノード電極32との接触抵抗を下げる機能を有している。   The p-type contact layer 242 is electrically connected to an external power source via the anode electrode 32. The p-type contact layer 242 has a function of reducing contact resistance with the anode electrode 32 connected to the p-type contact layer 242.

このようなp型クラッド層241とp型コンタクト層242とをあわせてp型半導体層24とする。   The p-type cladding layer 241 and the p-type contact layer 242 are combined into a p-type semiconductor layer 24.

また、p型コンタクト層242の上面には、p型コンタクト層242の酸化を防止する機能を有するキャップ層を形成してもよい。キャップ層は、例えば不純物を含まないガリウム砒素(GaAs)で形成して、その厚さを0.01〜0.03μm程度とすればよい。   Further, a cap layer having a function of preventing oxidation of the p-type contact layer 242 may be formed on the upper surface of the p-type contact layer 242. The cap layer may be formed of, for example, gallium arsenide (GaAs) that does not contain impurities, and the thickness thereof may be about 0.01 to 0.03 μm.

アノード電極32は、例えば導電性材料であれば特に限定されないが、金(Au)やアルミニウム(Al)と、密着層であるニッケル(Ni)、クロム(Cr)またはチタン(Ti)とを組み合わせたAuNi、AuCr、AuTiまたはAlCr合金などで形成されており、その厚さが0.5〜5μm程度とされるとともに、基板10の上面10aからp型コンタクト層242の上面を覆うように形成される絶縁層208の上に配置されているため、基板10およびp型コンタクト層242以外の半導体層とは電気的に絶縁されている。   The anode electrode 32 is not particularly limited as long as it is a conductive material, for example, but a combination of gold (Au) or aluminum (Al) and nickel (Ni), chromium (Cr) or titanium (Ti) as an adhesion layer. It is formed of AuNi, AuCr, AuTi, or AlCr alloy, and the thickness thereof is about 0.5 to 5 μm, and is formed so as to cover the upper surface of the p-type contact layer 242 from the upper surface 10 a of the substrate 10. Since the semiconductor layer is disposed on the insulating layer 208, it is electrically insulated from the semiconductor layer other than the substrate 10 and the p-type contact layer 242.

この例ではアノード電極32は平面視で、第2領域22bのうち、第1領域22aと反対側の端部から第1領域22aに向けて線状に延びている。線の長さは、第1領域22aに近づけるよう第2領域22bを横切る長さが必要である。線幅を太くすると光取り出し面を被覆する割合が大きくなるため細いことが好ましい。活性層23を有効に活用するために、活性層23の幅中央付近を延伸するように設けている。   In this example, the anode electrode 32 extends linearly from the end of the second region 22b opposite to the first region 22a toward the first region 22a in plan view. The length of the line needs to be long enough to cross the second region 22b so as to approach the first region 22a. When the line width is increased, the ratio of covering the light extraction surface is increased. In order to effectively use the active layer 23, the active layer 23 is provided so as to extend in the vicinity of the width center.

このような半導体層の積層体により構成された発光部1a,1bは、カソード電極31,アノード電極32との間にバイアスを印加することによって、活性層23が発光して、光の光源として機能する。   In the light emitting portions 1a and 1b configured by such a stack of semiconductor layers, the active layer 23 emits light by applying a bias between the cathode electrode 31 and the anode electrode 32, and functions as a light source of light. To do.

(発光部1a,発光部1bの配置)
上述の構成を有する発光部1a,発光部1bは第1方向D1(図1(a)の上下方向)に互いの第1領域22aが向き合うように配列されている。すなわち、発光部1a,発光部1bの第1領域22aは、配列方向である第1方向D1に沿って、隣り合うように配置されている。
(Arrangement of light emitting unit 1a and light emitting unit 1b)
The light emitting unit 1a and the light emitting unit 1b having the above-described configuration are arranged so that the first regions 22a face each other in the first direction D1 (the vertical direction in FIG. 1A). That is, the 1st area | region 22a of the light emission part 1a and the light emission part 1b is arrange | positioned so that it may adjoin along the 1st direction D1 which is an arrangement direction.

(電極パッド11,12)
基板10の上面10aには、カソード電極パッド11とアノード電極パッド12とが形成されている。カソード電極パッド11は第1発光部1a,第2発光部1bのカソード電極31に電気的に接続されており、アノード電極パッド12は第1発光部1a,第2発光部1bのアノード電極32に電気的に接続されている。すなわち、第1発光部1a,第2発光部1bのカソード電極31同士、アノード電極32同士がそれぞれ同一の電極パッド11,12に接続されている。これにより、第1発光部1aと第2発光部1bとを同時に動作させることが可能となる。
(Electrode pads 11, 12)
A cathode electrode pad 11 and an anode electrode pad 12 are formed on the upper surface 10 a of the substrate 10. The cathode electrode pad 11 is electrically connected to the cathode electrode 31 of the first light emitting unit 1a and the second light emitting unit 1b, and the anode electrode pad 12 is connected to the anode electrode 32 of the first light emitting unit 1a and the second light emitting unit 1b. Electrically connected. That is, the cathode electrodes 31 and the anode electrodes 32 of the first light emitting unit 1a and the second light emitting unit 1b are connected to the same electrode pads 11 and 12, respectively. Thereby, it becomes possible to operate the 1st light emission part 1a and the 2nd light emission part 1b simultaneously.

このような電極パッド11,12は、例えば金(Au)やアルミニウム(Al)と、密着層であるニッケル(Ni)、クロム(Cr)またはチタン(Ti)とを組み合わせたAuNi、AuCr、AuTiまたはAlCr合金などで形成されており、その厚さが0.5〜5μm程度とされる。基板10が導電性を有する場合には、基板10の上面10aに形成される絶縁層208の上に配置することにより、基板10とは電気的に絶縁されている。   Such electrode pads 11 and 12 are made of, for example, AuNi, AuCr, AuTi, or a combination of gold (Au) or aluminum (Al) and nickel (Ni), chromium (Cr), or titanium (Ti) as an adhesion layer. It is made of an AlCr alloy or the like and has a thickness of about 0.5 to 5 μm. When the substrate 10 has conductivity, it is electrically insulated from the substrate 10 by being disposed on the insulating layer 208 formed on the upper surface 10a of the substrate 10.

上述のように、各電極パッド11,12に第1発光部1a,第2発光部1bを接続することにより、第1発光部1aと第2発光部1bとは並列接続される。並列接続することにより、ジャンクション温度の上昇を抑制することができ、印加電流を高めることが可能となる。これにより、高い発光強度を有する発光素子1を提供することができる。   As described above, by connecting the first light emitting unit 1a and the second light emitting unit 1b to the electrode pads 11 and 12, the first light emitting unit 1a and the second light emitting unit 1b are connected in parallel. By connecting in parallel, an increase in junction temperature can be suppressed, and the applied current can be increased. Thereby, the light emitting element 1 which has high light emission intensity can be provided.

このような発光素子1を、センサ装置に組み込み、発光素子1からの光を検出体に照射し、その反射光や透過光を受光素子で受光し、受光量に応じて検出体の位置,種類,大きさ等をセンシングすることができる。また、光照射装置に組み込み、広面積に対して均一に光を照射することのできるものとすることができる。   Such a light-emitting element 1 is incorporated in a sensor device, the detection body is irradiated with light from the light-emitting element 1, the reflected light or transmitted light is received by the light-receiving element, and the position and type of the detection body according to the amount of received light , Size, etc. can be sensed. Moreover, it can incorporate in a light irradiation apparatus and shall be able to irradiate light uniformly with respect to a large area.

<変形例1>
図2に発光素子1Aの要部上面図を示す。図2に示す発光素子1Aは、発光素子1とp型半導体層22Aおよびカソード電極31Aを有する点で異なる。その他の構成は発光素子1と同様であるため、異なる部分のみを説明し重複する説明を省略する。
<Modification 1>
FIG. 2 shows a top view of the main part of the light emitting element 1A. The light emitting element 1A shown in FIG. 2 is different in that the light emitting element 1 includes a p-type semiconductor layer 22A and a cathode electrode 31A. Since the other configuration is the same as that of the light emitting element 1, only different portions will be described and redundant description will be omitted.

発光素子1Aにおいて、第1発光部1a,第2発光部1bは互いのカソード電極31Aを共通としている。より具体的には、基板10上に第1発光部1a,第2発光部1bで共
通の連続したバッファ層21,n型コンタクト層221を設けている。
In the light emitting element 1A, the first light emitting unit 1a and the second light emitting unit 1b share a common cathode electrode 31A. More specifically, a continuous buffer layer 21 and an n-type contact layer 221 common to the first light emitting unit 1 a and the second light emitting unit 1 b are provided on the substrate 10.

このような構成とすることにより、第1発光部1aの活性層23と第2発光部1bの活性層23とを近接配置することができる。これにより、発光素子1Aの素子中央部における発光強度の低下を抑制することができる。   By setting it as such a structure, the active layer 23 of the 1st light emission part 1a and the active layer 23 of the 2nd light emission part 1b can be arrange | positioned closely. Thereby, the fall of the emitted light intensity in the element center part of 1 A of light emitting elements can be suppressed.

<変形例2>
図3に、発光素子1Bの要部上面図を示す。図3に示す発光素子1Bは、発光素子1を構成する第1発光部1a,第2発光部1bとの組み合わせを、第1方向D1と直交する第2方向D2に配列した点で異なる。以下、異なる点のみについて説明する。
<Modification 2>
FIG. 3 shows a top view of the main part of the light emitting element 1B. The light emitting element 1B shown in FIG. 3 is different in that the combination of the first light emitting unit 1a and the second light emitting unit 1b constituting the light emitting element 1 is arranged in a second direction D2 orthogonal to the first direction D1. Only different points will be described below.

発光素子1Bは、第1発光部1a,第2発光部1bとの組み合わせを、第1方向D1と直交する第2方向D2に配列している。すなわち、発光部4個をマトリックス状に配列している。このように配列することで、互いのカソード電極31を4つの発光部の活性層の集合体でなる構造体の中央部側に集め、互いのアノード電極32を前記構造体の外側に集めいている。   In the light emitting element 1B, a combination of the first light emitting unit 1a and the second light emitting unit 1b is arranged in a second direction D2 orthogonal to the first direction D1. That is, four light emitting portions are arranged in a matrix. By arranging in this way, the cathode electrodes 31 of each other are gathered on the center side of the structure formed by the assembly of the active layers of the four light emitting parts, and the anode electrodes 32 are gathered outside the structure. .

このような構成とすることで、発光面積が大型化した場合であっても発光ムラの発生を低減し、かつ素子中央部における発光強度の低下を抑制した発光素子1Bを提供することができる。なお、この例では、第2方向に2列配置したものを示したが、3列以上配置してもよい。   With such a configuration, it is possible to provide the light-emitting element 1B in which the occurrence of unevenness in light emission is reduced and the decrease in light emission intensity at the center of the element is suppressed even when the light-emitting area is increased. In this example, two rows are arranged in the second direction, but three or more rows may be arranged.

<変形例3>
図4に、発光素子1Cの要部上面図を示す。図4に示す発光素子1Cは、発光素子1Bとp型半導体層22Cおよびカソード電極31Cを有する点で異なる。以下、異なる点のみについて説明する。
<Modification 3>
FIG. 4 shows a top view of the main part of the light emitting element 1C. The light emitting element 1C shown in FIG. 4 is different in that the light emitting element 1B includes a p-type semiconductor layer 22C and a cathode electrode 31C. Only different points will be described below.

発光素子1Cは、2つの第1発光部1a,2つの第2発光部1bで、互いのカソード電極31Cを共通としている。より具体的には、基板10上に第1発光部1a,第2発光部1bで共通の連続したバッファ層21,n型コンタクト層221を設けている。   In the light emitting element 1C, the two first light emitting units 1a and the two second light emitting units 1b share the cathode electrode 31C with each other. More specifically, a continuous buffer layer 21 and an n-type contact layer 221 common to the first light emitting unit 1 a and the second light emitting unit 1 b are provided on the substrate 10.

このような構成とすることにより、4つの発光部(2つの第1発光部1a,2つの第2発光部1b)の活性層23同士を近接配置することができる。これにより、発光素子1Cの素子中央部における発光強度の低下を抑制することができる。   With such a configuration, the active layers 23 of the four light emitting units (two first light emitting units 1a and two second light emitting units 1b) can be arranged close to each other. Thereby, the fall of the emitted light intensity in the element center part of the light emitting element 1C can be suppressed.

さらに、この例では、第2方向に沿った2つの第1発光部1a間,2つの第2発光部1b間においても第1領域22aを有するものとなり、この上にもカソード電極31C2を設けている。つまり、カソード電極31Cは、4つの発光部の間の十字形状に沿う形状となっている。これにより、第1方向においてアノード電極32Cの先端からカソード電極31C1に向けて個々の発光部1a,1bの電流が流れ発光するのに加え(破線)、第2方向においてアノード電極32Cからカソード電極31C1に向けて個々の発光部1a,1bの電流が流れ発光する(点線)。これにより、個々の発光部1a,1bの活性層23のうち電流が流れ有効に活用される割合を上昇させることができ、より発光ムラの少ない発光素子1Cを提供することができる。   Further, in this example, the first region 22a is also provided between the two first light emitting units 1a and the two second light emitting units 1b along the second direction, and the cathode electrode 31C2 is provided thereon. Yes. That is, the cathode electrode 31C has a shape along the cross shape between the four light emitting portions. Thereby, in addition to the current of the individual light emitting portions 1a and 1b flowing from the tip of the anode electrode 32C toward the cathode electrode 31C1 in the first direction to emit light (broken line), the anode electrode 32C to the cathode electrode 31C1 in the second direction. A current flows through each of the light emitting units 1a and 1b to emit light (dotted line). As a result, it is possible to increase the proportion of the active layers 23 of the individual light emitting portions 1a and 1b in which the current flows and is effectively used, and it is possible to provide the light emitting element 1C with less light emission unevenness.

<変形例4>
上述の例では、アノード電極32は線状の場合を例に説明したが、この例に限定されない。例えば、p型半導体層24の上面全面に形成された、ITO等の透光性を有する材料からなる層上の電極であってもよいし、図5(a)の要部概略図に示すように、平面視で、第2領域22bの第1領域22aと反対側の端部から第1領域22aに向けて伸びる主
部32Daと、主部32Daの先端部から第1領域22aの形状に沿うように伸びる延在部32Dbとを含むものであってもよい。言い換えると、延在部32Dbは、第1領域22aと第2領域22bとが対向する形状に沿って形成されている。この例では、T字型となっている。
<Modification 4>
In the above-described example, the anode electrode 32 is described as an example of a linear shape, but is not limited to this example. For example, it may be an electrode on a layer made of a light-transmitting material such as ITO, which is formed on the entire upper surface of the p-type semiconductor layer 24, or as shown in a schematic diagram of a main part in FIG. In plan view, the main portion 32Da extending from the end of the second region 22b opposite to the first region 22a toward the first region 22a and the shape of the first region 22a from the tip of the main portion 32Da It may include the extending portion 32Db extending in this manner. In other words, the extending portion 32Db is formed along a shape in which the first region 22a and the second region 22b are opposed to each other. In this example, it is T-shaped.

アノード電極32Dをこのような形成とすることにより、電流の拡散を第2方向においても推進するものとなる。なお、図において、カソード電極31の図示は省略している。   By forming the anode electrode 32D in this way, current diffusion is also promoted in the second direction. In the figure, the cathode electrode 31 is not shown.

また、第1領域22aと第2領域22bとの平面形状は、矩形状のものが第1方向に並んだものを例に説明したが、図5(b)に示すように、矩形状の発光部1a,1bの一角に矩形状の第1領域22aが位置するものであってもよい。   In addition, the planar shape of the first region 22a and the second region 22b has been described as an example in which rectangular shapes are arranged in the first direction, but as shown in FIG. The rectangular 1st area | region 22a may be located in one corner of the parts 1a and 1b.

さらに、図5(c)に示すように、矩形状の第2領域22bの連続した2辺に沿うL字型の第1領域22aとしてもよい。この場合には、第1方向D1および第2方向D2にカソード電極31Dが位置することとなり、カソード電極31Dとアノード電極32Dの主部32Daとの距離が略一定に保てるため、活性層23の面積を有効に活用可能となる。これにより、発光ムラを抑制した発光素子を提供することができる。   Further, as shown in FIG. 5C, an L-shaped first region 22a along two continuous sides of the rectangular second region 22b may be used. In this case, the cathode electrode 31D is positioned in the first direction D1 and the second direction D2, and the distance between the cathode electrode 31D and the main portion 32Da of the anode electrode 32D can be kept substantially constant. Can be used effectively. Thereby, the light emitting element which suppressed light emission nonuniformity can be provided.

さらに、アノード電極32Dは、延在部32Dbや、主部32Daの途中から第2方向に位置する第1領域22aに向けて延びる分岐部32Dcを備えてもよい。主部32Daの第1方向D1への伸びる長さが長い場合には、分岐部32Dcにより第1方向D1に位置する第1領域22aと離れた位置の活性層23にも電流を拡散することができる。   Furthermore, the anode electrode 32D may include an extending part 32Db and a branch part 32Dc extending from the middle of the main part 32Da toward the first region 22a located in the second direction. When the length of the main portion 32Da extending in the first direction D1 is long, the branch portion 32Dc can diffuse current to the active layer 23 at a position away from the first region 22a located in the first direction D1. it can.

図3に示す発光素子1Bに基づき、実施例に係る発光素子を製造した。具体的にはSi単結晶基板からなる基板10上に、GaAs系半導体層を積層して、4つの発光部1a,1bを形成した。各発光部1a,1bの活性層23の平面形状は、矩形状であり、第1方向に平行な辺の長さを55μm、第2方向に平行な辺の長さを40μmとした。   Based on the light emitting element 1B shown in FIG. 3, the light emitting element which concerns on an Example was manufactured. Specifically, a GaAs-based semiconductor layer was laminated on a substrate 10 made of a Si single crystal substrate to form four light emitting portions 1a and 1b. The planar shape of the active layer 23 of each light emitting section 1a, 1b is rectangular, the length of the side parallel to the first direction is 55 μm, and the length of the side parallel to the second direction is 40 μm.

アノード電極32は、平面視で各活性層の第2方向における中央部から第1方向に向けて延びる線状とした。   The anode electrode 32 has a linear shape extending in the first direction from the center in the second direction of each active layer in plan view.

次に比較例1として、実施例の発光素子と同様の素子面積を有する1つの発光部からなる発光素子を製造した。比較例の発光素子において、活性層の平面形状は、矩形状であり、第1方向に平行な辺の長さを150μm、第2方向に平行な辺の長さを80μmとした。アノード電極は、平面視で各活性層の第2方向における中央部から第1方向に向けて延びる線状とした。   Next, as Comparative Example 1, a light-emitting element including one light-emitting portion having the same element area as the light-emitting element of the example was manufactured. In the light-emitting element of the comparative example, the planar shape of the active layer was rectangular, the length of the side parallel to the first direction was 150 μm, and the length of the side parallel to the second direction was 80 μm. The anode electrode had a linear shape extending from the central portion in the second direction of each active layer in the first direction in plan view.

また、比較例2として、実施例に係る発光素子の構成において、4つの発光部の配置を、第2領域22bを素子の中央に集め、第1領域22aが素子の外周部に位置するようにして配列した発光素子を製造した。なお、各発光部の形状やアノード電極の形状等は実施例の発光素子と同一とした。   Further, as Comparative Example 2, in the configuration of the light emitting device according to the example, the arrangement of the four light emitting portions is arranged such that the second region 22b is gathered at the center of the device and the first region 22a is located at the outer peripheral portion of the device. A light-emitting element arranged in the above manner was manufactured. In addition, the shape of each light emission part, the shape of the anode electrode, etc. were made the same as the light emitting element of an Example.

次に参考例として、比較例の発光素子の素子面積を第2方向に2分割した発光部からなる発光素子を製造した。参考例の発光素子において、活性層の平面形状は、矩形状であり、第1方向に平行な辺の長さを150μm、第2方向に平行な辺の長さを40μmとした。アノード電極は、平面視で各活性層の第2方向における中央部から第1方向に向けて延びる線状とした。   Next, as a reference example, a light-emitting element including a light-emitting portion in which the element area of the light-emitting element of the comparative example was divided into two in the second direction was manufactured. In the light emitting device of the reference example, the planar shape of the active layer was rectangular, the length of the side parallel to the first direction was 150 μm, and the length of the side parallel to the second direction was 40 μm. The anode electrode had a linear shape extending from the central portion in the second direction of each active layer in the first direction in plan view.

第2の参考例として、第1の参考例のアノード電極に代えて、十字型のアノード電極と
した発光素子を製造した。
As a second reference example, a light emitting device having a cross-shaped anode electrode instead of the anode electrode of the first reference example was manufactured.

上述の各発光素子に対して、電流を印加し、光取り出し面である上面側からの発光の様子を確認した。その結果の一部を図6に示す。実施例にかかる発光素子は、図6(a)に示すように、中央部に各発光部の第1領域22aが集まった領域に暗部があるが、各活性層全面が発光している様子が確認できた。これにより、素子全体の発光スペクトルを確認すると、中央部に落ち込みはあるものの素子面積全体において発光強度を保てていることを確認した。   A current was applied to each of the light emitting elements described above, and the state of light emission from the upper surface side, which was the light extraction surface, was confirmed. A part of the result is shown in FIG. As shown in FIG. 6A, the light emitting device according to the example has a dark portion in a region where the first regions 22a of the respective light emitting portions are gathered in the central portion, but the entire active layer emits light. It could be confirmed. As a result, when the emission spectrum of the entire device was confirmed, it was confirmed that the emission intensity was maintained over the entire device area, although there was a drop in the center.

これに対して、比較例1の発光素子は、第1方向の第1領域側(カソード電極側)の一端において、第2方向の中央部で発光しており、その他の大部分は暗部となっていることを確認した。比較例2の発光素子は、各発光部における各活性層の発光割合は一定量あったが、素子外周側に第1領域が位置することにより素子の外周枠に対して発光する部分の外枠が小さいものとなっていた。さらに、各活性層では素子の外周側に向けた方向に発光が分布してしまい、素子中央部に暗部を生じるものとなった。素子中央部における暗部は、この発光分布に伴って生じる暗部に加え、各発光部間の隙間やアノード電極配線に伴い生じる暗部も加わり。結果として、実施例1に係る発光素子の素子中央部における暗部の面積を超える暗部が生じるものとなった。   On the other hand, the light emitting element of Comparative Example 1 emits light at the center in the second direction at one end on the first region side (cathode electrode side) in the first direction, and most of the other is a dark part. Confirmed that. In the light-emitting element of Comparative Example 2, the light emission ratio of each active layer in each light-emitting portion was a constant amount, but the outer frame of the portion that emits light with respect to the outer peripheral frame of the element when the first region is located on the outer peripheral side Was small. Further, in each active layer, light emission is distributed in the direction toward the outer peripheral side of the device, and a dark portion is generated in the central portion of the device. The dark part in the center part of the element is added with the dark part caused by the gap between the light emitting parts and the anode electrode wiring in addition to the dark part caused by the light emission distribution. As a result, the dark part exceeding the area of the dark part in the element center part of the light emitting element according to Example 1 was generated.

また、参考例の発光素子は、図6(b)に示すように、第1方向の第1領域側(カソード電極側)の一端においてのみ発光する様子が確認された。ただし、比較例1の発光素子に比べ、第2方向の光の広がりは増えており、発光部を分割することが好ましことを確認できた。   Further, it was confirmed that the light emitting element of the reference example emitted light only at one end on the first region side (cathode electrode side) in the first direction as shown in FIG. 6B. However, compared with the light emitting element of Comparative Example 1, the spread of light in the second direction was increased, and it was confirmed that it was preferable to divide the light emitting portion.

さらに、第2の参考例の発光素子は、図6(c)に示すように、アノード電極の形状を変えても参考例の発光素子を同様の発光分布を有することを確認した。これにより、アノード電極のうち第1領域側(カソード電極側)の先端領域のみが発光に寄与し、第1領域から離れる側における電極形状は発光特性に影響がないことを確認した。   Furthermore, as shown in FIG. 6C, it was confirmed that the light emitting device of the second reference example had the same light emission distribution as the light emitting device of the reference example even when the shape of the anode electrode was changed. Thereby, it was confirmed that only the tip region on the first region side (cathode electrode side) of the anode electrode contributes to light emission, and the electrode shape on the side away from the first region does not affect the light emission characteristics.

以上より、発光部を分割し、かつ、第1領域22a側を素子中央側に並んで配置させることにより初めて、素子面積全面において発光強度を保つことができることを確認した。   From the above, it was confirmed that the light emission intensity could be maintained over the entire area of the element only by dividing the light emitting portion and arranging the first region 22a side by side on the element center side.

さらに、実施例の発光素子と参考例の発光素子とにDC電流を通電し、電流値と発光強度との関係を測定した。その結果、図7に示すように、実施例の発光素子は電流の増加に伴い発光強度が上昇するが、参考例の発光素子の発光強度は一定電流値を超えると低下していくことが確認された。実施例の発光素子では、並列される発光部の数を増やすことにより、ジャンクション温度の上昇を抑制できるため発光強度の低下が生じなかったものと考えられる。このことから、並列される発光部数を増やすことにより、投入可能な電流値を上げることができ、その結果、高い発光強度の発光素子を形成することができることを確認した。   Further, a DC current was passed through the light emitting element of the example and the light emitting element of the reference example, and the relationship between the current value and the light emission intensity was measured. As a result, as shown in FIG. 7, the light emitting intensity of the light emitting element of the example increases with an increase in current, but it is confirmed that the light emitting intensity of the light emitting element of the reference example decreases when it exceeds a certain current value. It was done. In the light emitting element of the example, it is considered that the increase in the junction temperature can be suppressed by increasing the number of the light emitting units arranged in parallel, so that the emission intensity is not reduced. From this, it was confirmed that by increasing the number of light emitting units arranged in parallel, it is possible to increase the current value that can be input, and as a result, it is possible to form a light emitting element with high light emission intensity.

1 発光素子
1a 第1発光部
1b 第2発光部
10 基板
11 カソード電極パッド
12 アノード電極パッド
21 バッファ層
22 n型半導体層(第1導電型半導体層)
22a 第1領域
22b 第2領域
23 活性層
24 p型半導体層(第2導電型半導体層)
31 カソード電極(第1電極)
32 アノード電極(第2電極)
32a 主部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting element 1a 1st light emission part 1b 2nd light emission part 10 Board | substrate 11 Cathode electrode pad 12 Anode electrode pad 21 Buffer layer 22 N-type semiconductor layer (1st conductivity type semiconductor layer)
22a 1st area | region 22b 2nd area | region 23 Active layer 24 p-type semiconductor layer (2nd conductivity type semiconductor layer)
31 Cathode electrode (first electrode)
32 Anode electrode (second electrode)
32a main part

Claims (6)

第1領域と第2領域とを有する第1導電型半導体層と、前記第1導電型半導体層の前記第1領域を露出させるように前記第2領域上に形成された活性層と、前記活性層上に形成された第2導電型半導体層と、前記第1導電型半導体層の前記第1領域に接続された第1電極と、前記第2導電型半導体層に配置された第2電極と、を備える第1発光部および第2発光部を有し、
前記第1発光部と前記第2発光部とは第1方向において互いの前記第1領域が隣り合うように前記第1方向に配列されている、発光素子。
A first conductive semiconductor layer having a first region and a second region; an active layer formed on the second region so as to expose the first region of the first conductive semiconductor layer; A second conductivity type semiconductor layer formed on the layer; a first electrode connected to the first region of the first conductivity type semiconductor layer; a second electrode disposed on the second conductivity type semiconductor layer; A first light emitting unit and a second light emitting unit,
The light emitting device, wherein the first light emitting unit and the second light emitting unit are arranged in the first direction such that the first regions are adjacent to each other in the first direction.
前記第1発光部と前記第2発光部とは、互いの前記第2電極同士の最近接距離が前記第1電極同士の最近接距離に比べ大きくなるように配置されている、請求項1に記載の発光素子。   The first light emitting unit and the second light emitting unit are arranged such that a closest distance between the second electrodes is larger than a closest distance between the first electrodes. The light emitting element of description. 前記第1発光部と前記第2発光部との組み合わせを、前記第1方向と直交する第2方向に並んで配列する、請求項1または2に記載の発光素子。   The light emitting element of Claim 1 or 2 which arranges the combination of a said 1st light emission part and a said 2nd light emission part along with the 2nd direction orthogonal to the said 1st direction. 前記第1発光部の前記第1電極と、前記第2発光部の前記第1電極とを共通にしている、請求項1乃至3のいずれかに記載の発光素子。   4. The light emitting device according to claim 1, wherein the first electrode of the first light emitting unit and the first electrode of the second light emitting unit are shared. 前記第2領域の平面形状は矩形状となっており、直交する2方向の辺の長さの割合が0.75〜1.25となっている、請求項1乃至4のいずれかに記載の発光素子。   The planar shape of the second region is a rectangular shape, and the ratio of the lengths of two orthogonal directions is 0.75 to 1.25. Light emitting element. 前記第2電極は、平面視で前記第1領域に向けて伸びる主部と、前記主部の先端部から前記第1領域の形状に沿うように伸びる延在部とを含む、請求項1乃至5のいずれかに記載の発光素子。   The said 2nd electrode contains the main part extended toward the said 1st area | region by planar view, and the extension part extended so that the shape of the said 1st area | region may be extended from the front-end | tip part of the said main part. The light emitting device according to any one of 5.
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