JP2016526801A - Nitride semiconductor ultraviolet light emitting device - Google Patents
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Abstract
本発明は、ｎ型半導体層の露出面にｎ電極と接触特性を向上することができるｎ電極形成層を形成することにより、電気的特性及び光変換効率を改善可能な窒化物半導体紫外線発光素子に関する。このために、本発明の窒化物半導体紫外線発光素子は、基板上に順次積層されるｎ型半導体層と、活性層ＴＰ、ｐ型半導体層とを含み、電流印加のためのｎ電極と、ｐ電極とが備えられた窒化物半導体紫外線発光素子において、前記ｐ型半導体層、活性層、及び前記ｎ型半導体層の一部がエッチングされることにより露出された前記ｎ型半導体層の露出面の一部または全体にｎ電極形成層が備えられ、前記ｎ電極形成層を覆うように前記ｎ型半導体層露出面の上側にｎ型金属層が形成されるが、前記ｎ電極形成層は、前記ｎ型半導体層よりもバンドギャップエネルギが小さくなるように構成される。The present invention relates to a nitride semiconductor ultraviolet light emitting device capable of improving electrical characteristics and light conversion efficiency by forming an n electrode forming layer capable of improving contact characteristics with an n electrode on an exposed surface of an n type semiconductor layer. About. For this purpose, the nitride semiconductor ultraviolet light-emitting device of the present invention includes an n-type semiconductor layer, an active layer TP, and a p-type semiconductor layer that are sequentially stacked on a substrate. In the nitride semiconductor ultraviolet light emitting device provided with an electrode, the exposed surface of the n-type semiconductor layer exposed by etching a part of the p-type semiconductor layer, the active layer, and the n-type semiconductor layer. An n-electrode forming layer is provided in part or in whole, and an n-type metal layer is formed above the exposed surface of the n-type semiconductor layer so as to cover the n-electrode forming layer. The band gap energy is smaller than that of the n-type semiconductor layer.
Description
本発明は、窒化物半導体紫外線発光素子に関し、より詳細には、ｎ型半導体層の露出面にｎ電極と接触特性を向上することができるｎ電極形成層を形成することにより、電気的特性及び光変換効率を改善可能な窒化物半導体紫外線発光素子に関する。 The present invention relates to a nitride semiconductor ultraviolet light-emitting device, and more particularly, by forming an n-electrode forming layer capable of improving contact characteristics with an n-electrode on an exposed surface of an n-type semiconductor layer. The present invention relates to a nitride semiconductor ultraviolet light emitting device capable of improving light conversion efficiency.
ＡｌＧａＮＩｎＮ等のような窒化物半導体は、直接遷移型のエネルギー構造を有し、Ａｌ、Ｉｎ、及びＧａの組み合わせを通じて、０．６６ｅＶ（ＩｎＮ）から６．２ｅＶ（ＡｌＮ）までのエネルギバンドギャップを調節することができるため、赤外線領域から紫外線領域までの広い波長領域を有する発光素子に用いられる。 Nitride semiconductors such as AlGaNInN have a direct transition energy structure, and adjust the energy band gap from 0.66 eV (InN) to 6.2 eV (AlN) through a combination of Al, In, and Ga. Therefore, it is used for a light-emitting element having a wide wavelength region from an infrared region to an ultraviolet region.
窒化物界半導体の代表的な応用分野として、フルカラーディスプレイ、交通信号灯、一般照明、及び光通信機器の光源があり、紫外線、白色発光素子（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅｓ）またはレーザダイオード（ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ）の形態で適用される。 Typical applications of nitride field semiconductors include full-color displays, traffic lights, general lighting, and light sources for optical communication equipment, in the form of ultraviolet light, white emitting diodes or laser diodes. Applied.
このような窒化物界発光素子は、ｎ型及びｐ型窒化物半導体層の間に位置した多重量子井戸構造の活性層を含み、前記活性層内の量子井戸層において電子と正孔が再結合する原理で光を生成する。 Such a nitride field light emitting device includes an active layer having a multiple quantum well structure positioned between an n-type and p-type nitride semiconductor layer, and electrons and holes are recombined in the quantum well layer in the active layer. It generates light on the principle of
図１は、従来の半導体発光素子を説明するための断面図であって、図１を参照すると、前記の従来の半導体発光素子は、基板１０と、ｎ型半導体層１００と、活性層２００と、スペーサ層３１０と、正孔注入層３２０と、電子遮断層３３０と、ｐ型半導体層４００と、ｐ電極形成層４１０ａと、ｎ型金属層１１５と、ｐ型金属層４１０ｂと、ｎ電極１２０と、ｐ電極４２０とを含んで構成される。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a conventional semiconductor light emitting device. Referring to FIG. 1, the conventional semiconductor light emitting device includes a
このような従来の発光素子は、ｎ型半導体層１００とｐ型半導体層４００との間に多重量子井戸構造の活性層２００を含んで内部量子効率を改善しており、多重量子井戸構造内のＩｎＧａＮ井戸層のＩｎ含有量またはＡｌＧａＮ井戸層のＡｌ含有量を調節して、所望の波長の光を放出することができる。
Such a conventional light emitting device includes an
また、電子遮断層３３０が、ｐ型半導体層４００と活性層２００との間に位置し、電子のオーバーフローを遮断することにより発光再結合率を向上させる。
In addition, the
一方、スペーサ層３１０が活性層２００上に形成され、電子遮断層３３０の形成のためのバッファ層として用いられる。
Meanwhile, the
また、ｐ電極形成層４１０ａの上面に備えられたｐ型金属層４１０ｂ上にｐ電極４２０が形成され、電流がｐ型半導体層４００内に均一に分散されるようにしている。
A p-
上述したような構造の半導体発光素子に電流が印加されると、ｎ型半導体層１００とｐ型半導体層４００から、それぞれ、電子と正孔が提供され、電子と正孔が活性層２００において再結合して、光が発生するようになる。
When a current is applied to the semiconductor light emitting device having the above-described structure, electrons and holes are provided from the n-
この時、生成された光の取出効率を高めるために、ｐ電極が光を反射するように厚めに形成して、光が基板側に発光されるようにフリップチップ構造を適用したりすることもある。 At this time, in order to increase the extraction efficiency of the generated light, the p-electrode may be formed thick so as to reflect the light, and a flip chip structure may be applied so that the light is emitted to the substrate side. is there.
特に、窒化物系紫外線発光素子の場合、ｐタイプのＧａＮ層がｐ電極形成層として主に用いられるが、活性層で発生した紫外線の多くの部分を吸収するため、フリップチップ構造が適用されている。 In particular, in the case of nitride-based ultraviolet light-emitting elements, a p-type GaN layer is mainly used as a p-electrode forming layer, but a flip-chip structure is applied to absorb a large portion of ultraviolet light generated in the active layer. Yes.
ここで、ｐ電極形成層は、ｐタイプの半導体層の低い正孔濃度のため、オーミックコンタクトの形成が難しいという短所を補完するために挿入される。 Here, the p-electrode formation layer is inserted to compensate for the disadvantage that it is difficult to form an ohmic contact due to the low hole concentration of the p-type semiconductor layer.
一方、ｎタイプのＡｌＧａＮ層の上端に形成されたｎ電極の場合、ｐ電極とは異なってオーミック特性を得ることができるものの、高Ａｌ組成のため、表面に容易に酸化アルミニウム層が形成されるという問題があった。 On the other hand, in the case of an n-electrode formed on the upper end of an n-type AlGaN layer, an ohmic characteristic can be obtained unlike a p-electrode, but an aluminum oxide layer is easily formed on the surface because of a high Al composition. There was a problem.
例えば、ｎ−ＡｌＧａＮの上端に形成されたｎ電極の場合、一般的に１０−３Ω／ｃｍ２の水準の接触抵抗を有するのに対し、一方、ｎ−ＧａＮの上端のｎ電極の場合は、酸化アルミニウム層によって１０−５Ω／ｃｍ２以下の接触抵抗を有するようになるものである。 For example, an n-electrode formed on the upper end of n-AlGaN generally has a contact resistance of a level of 10 −3 Ω / cm 2 , whereas an n-electrode on the upper end of n-GaN The aluminum oxide layer has a contact resistance of 10 −5 Ω / cm 2 or less.
したがって、窒化物半導体系紫外線発光素子の電気的特性及び光変換効率の向上のために、従来のｎ電極特性より改善された特性を有するｎ電極形成技術が要望されている。 Therefore, in order to improve the electrical characteristics and light conversion efficiency of the nitride semiconductor ultraviolet light-emitting device, there is a demand for an n-electrode forming technique having characteristics improved from the conventional n-electrode characteristics.
上述した従来技術による問題点を解決するための本発明の目的は、ｎ型半導体層の露出面にｎ電極と接触特性を向上することができるｎ電極形成層を形成することにより、電気的特性及び光変換効率を改善可能な窒化物半導体紫外線発光素子を提供することにある。 The object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art is to form an n-electrode forming layer on the exposed surface of the n-type semiconductor layer, which can improve the contact characteristics with the n-electrode. Another object of the present invention is to provide a nitride semiconductor ultraviolet light emitting device capable of improving the light conversion efficiency.
上記技術的課題を解決するための本発明の窒化物半導体紫外線発光素子は、基板上に順次積層されるｎ型半導体層と、活性層ＴＰ、ｐ型半導体層とを含み、電流印加のためのｎ電極と、ｐ電極とが備えられた窒化物半導体紫外線発光素子において、前記ｐ型半導体層、活性層、及び前記ｎ型半導体層の一部がエッチングされることにより露出された前記ｎ型半導体層の露出面の一部または全体にｎ電極形成層が備えられ、前記ｎ電極形成層を覆うように前記ｎ型半導体層露出面の上側にｎ型金属層が形成されるが、前記ｎ電極形成層は、前記ｎ型半導体層よりもバンドギャップエネルギが小さく構成される。 A nitride semiconductor ultraviolet light emitting device of the present invention for solving the above technical problem includes an n-type semiconductor layer, an active layer TP, and a p-type semiconductor layer sequentially stacked on a substrate, for applying a current. In a nitride semiconductor ultraviolet light emitting device including an n-electrode and a p-electrode, the p-type semiconductor layer, the active layer, and the n-type semiconductor layer exposed by etching a part of the n-type semiconductor layer An n-electrode forming layer is provided on a part or the whole of the exposed surface of the layer, and an n-type metal layer is formed above the exposed surface of the n-type semiconductor layer so as to cover the n-electrode forming layer. The formation layer has a smaller band gap energy than the n-type semiconductor layer.
好ましくは、前記ｎ型半導体層は、ＡｌｚＧａ１-ｚＮ（０≦ｚ≦１）の組成で形成され、前記ｎ電極形成層は、ＡｌｕＧａ１-ｕＮ（０≦ｕ≦１、ｕ＜ｚ）の組成で形成されることにより、前記ｎ電極形成層が、前記ｎ型半導体層よりもバンドギャップエネルギが小さく構成することができる。 Preferably, the n-type semiconductor layer is formed with a composition of Al z Ga 1-z N (0 ≦ z ≦ 1), and the n-electrode forming layer is formed of Al u Ga 1-u N (0 ≦ u ≦ 1). , U <z), the n-electrode formation layer can be configured to have a smaller band gap energy than the n-type semiconductor layer.
好ましくは、前記ｎ電極形成層は、複数の層構造を有するように形成することができる。 Preferably, the n-electrode forming layer can be formed to have a plurality of layer structures.
好ましくは、前記ｎ電極形成層を形成する複数の層は、上部に行くほどバンドギャップエネルギが減少する層構造で構成することができる。 Preferably, the plurality of layers forming the n-electrode formation layer may be configured with a layer structure in which the band gap energy decreases toward the top.
好ましくは、前記ｎ電極形成層は、上部に行くほどバンドギャップエネルギが徐々に減少するグラデーション（ｇｒａｄａｔｉｏｎ）形態に形成することができる。 Preferably, the n-electrode formation layer may be formed in a gradation form in which the band gap energy gradually decreases toward the top.
好ましくは、前記ｎ電極形成層は、選択領域成長法を通じて成長することができる。 Preferably, the n electrode formation layer can be grown through a selective region growth method.
好ましくは、前記ｎ電極形成層は、前記ｎ型半導体層の露出面に誘電体層を形成し、前記誘電体層の一部を開口させた後、半導体層を成長させる方法により成長することができる。 Preferably, the n-electrode forming layer is grown by a method of forming a dielectric layer on the exposed surface of the n-type semiconductor layer, opening a part of the dielectric layer, and then growing the semiconductor layer. it can.
好ましくは、前記誘電体層は、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘ、ＳｉＮ、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３、ＧａＯの少なくともいずれか１つからなることができる。 Preferably, the dielectric layer, SiO 2, SiOx, SiN, SiNx, Al 2 O 3, can be made from at least one of GaO.
好ましくは、前記活性層と前記ｐ型半導体層との間に備えられた電子遮断層；をさらに含むことができる。 Preferably, an electron blocking layer provided between the active layer and the p-type semiconductor layer can be further included.
好ましくは、前記ｎ電極形成層は、相互離隔したストライプ状形態に形成することができる。 Preferably, the n-electrode forming layer may be formed in a striped shape spaced apart from each other.
好ましくは、前記ｎ電極形成層は、相互離隔した環状形態に形成することができる。 Preferably, the n electrode forming layer may be formed in an annular shape spaced apart from each other.
好ましくは、前記ｎ電極形成層は、メイン形成層及び前記メイン形成層から延在した複数のサーブ形成層を含んで構成することができる。 Preferably, the n-electrode forming layer may include a main forming layer and a plurality of serve forming layers extending from the main forming layer.
好ましくは、前記ｎ電極形成層は、相互離隔したストライプ状形態、相互離隔した環状形態、メイン形成層及び前記メイン形成層から延在した複数のサーブ形成層を含む形態の少なくともいずれか１つの形態を含んで構成することができる。 Preferably, the n electrode forming layer includes at least one of a striped shape, a ring shape, a main forming layer, and a plurality of serve forming layers extending from the main forming layer. Can be configured.
上記のような本発明は、電気的特性が向上した窒化物半導体紫外線発光素子が得られるという利点があり、具体的に、ｎ電極の接触抵抗が改善され、電極で発生する電圧強化を低減することにより、素子の動作電圧が減少する利点がある。 The present invention as described above has an advantage that a nitride semiconductor ultraviolet light emitting device having improved electrical characteristics can be obtained. Specifically, the contact resistance of the n electrode is improved, and the voltage enhancement generated at the electrode is reduced. This has the advantage of reducing the operating voltage of the device.
また、動作電圧の減少により、窒化物半導体紫外線発光素子の光変換効率が改善されるという利点がある。 Further, there is an advantage that the light conversion efficiency of the nitride semiconductor ultraviolet light-emitting element is improved due to the decrease in the operating voltage.
また、ｎ電極形成層は、活性層で発生した光（紫外線）を吸収しないため、従来の窒化物半導体紫外線発光素子の光効率を維持することができ、接触抵抗の減少に伴って注入される電気的エネルギの減少効果により、素子の光変換効率が向上されるという利点がある。 In addition, since the n-electrode forming layer does not absorb light (ultraviolet rays) generated in the active layer, the light efficiency of the conventional nitride semiconductor ultraviolet light emitting device can be maintained, and the n-electrode forming layer is injected as the contact resistance decreases. There is an advantage that the light conversion efficiency of the element is improved by the effect of reducing the electrical energy.
さらに、電子の注入効率が改善されることにより、ｎ型半導体層へより均一な電流の注入が可能であるという利点がある。 Furthermore, there is an advantage that a more uniform current can be injected into the n-type semiconductor layer by improving the electron injection efficiency.
本発明は、その技術的思想または主な特徴から逸脱することなく、他の多様な形態で実施することができる。したがって、本発明の実施例は、すべての点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならないものである。 The present invention can be implemented in various other forms without departing from the technical idea or main features thereof. Therefore, the Example of this invention is only an illustration in all the points, and should not be interpreted limitedly.
第１、第２等のような用語は、多様な構成要素を説明する上で使用することができるが、上記構成要素は、上記用語により限定されるものではない。 Terms such as first, second, etc. can be used to describe various components, but the components are not limited by the terms.
上記用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲から外れずに、第１の構成要素は第２の構成要素と命名することができ、同様に、第２の構成要素もまた第１の構成要素と命名され得る。 The above terms are only used to distinguish one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component can be named the second component, and similarly, the second component can also be named the first component.
及び／またはとの用語は、複数の関連のある記載項目の組み合わせまたは複数の関連のある記載項目のうち何れかの項目を含む。 The terms and / or include any combination of a plurality of related description items or a plurality of related description items.
ある構成要素が他の構成要素に“連結されて”いるとか、“接続されて”いると言及された時には、その他の構成要素に直接に転結されているか、または接続されていることも可能であるが、中間に他の構成要素が存在していてもよいものと理解すべきである。 When a component is referred to as being “coupled” or “connected” to another component, it can be directly linked to or connected to another component However, it should be understood that other components may exist in the middle.
一方、ある構成要素が他の構成要素に“直接に連結されて”いるとか、“直接に接続されて”いると言及された時には、中間に他の構成要素が存在しないものと理解すべきである。 On the other hand, when a component is referred to as being “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there is no other component in between. is there.
本出願において使用された用語は、単に特定の実施例を説明するために使用されたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味でない限り、複数の表現を含んでいる。 The terms used in this application are merely used to describe particular embodiments, and are not intended to limit the present invention. An expression used in the singular encompasses the expression of the plural, unless it has a clearly different meaning in the context.
本出願において、“含む”または“備える”、“有する”等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたもの等の存在または付加の可能性を前もって排除するものではないと理解すべきである。 In this application, the terms “including”, “comprising”, “having” and the like indicate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist. It is intended to designate and does not exclude the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof in advance. Should be understood.
特に定義されない限り、技術的や科学的な用語を含めてここで使用される全ての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有しいる。 Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Have
一般的に使用される辞典に定義されているような用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有するものと解釈すべきであり、本出願において明らかに定義していない限り、理想的か、または過度に形式的な意味と解釈されない。 Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be construed as having a meaning consistent with the meaning they have in the context of the related art, and unless explicitly defined in this application, It is not interpreted as an ideal or overly formal meaning.
以下において、添付の図面を参照して本発明による好ましい実施例を詳しく説明するが、図面符号に関係なく、同一または対応する構成要素には同一の参照番号を与えて、これについての重複の説明は省略することとする。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are given to the same or corresponding components regardless of the reference numerals, and the description thereof will be repeated. Will be omitted.
本発明を説明する上で、関連の公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をぼやかすおそれがあると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。 In describing the present invention, when it is determined that there is a possibility that a specific description of a related known technique may obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
本発明の一実施例による窒化物半導体紫外線発光素子は、図２に示されたように、基板１０上に順次積層されるｎ型半導体層１００と、活性層２００と、ｐ型半導体層４００とを含む窒化物半導体紫外線発光素子であり、活性層２００とｐ型半導体層４００との間には、スペーサ層３１０と、正孔注入層３２０と、電子遮断層３３０とがさらに備えられていてもよい。
As shown in FIG. 2, the nitride semiconductor ultraviolet light emitting device according to one embodiment of the present invention includes an n-
前記ｎ型半導体層１００及び前記ｐ型半導体層４００の材料としては、ＡｌＧａＮを用いることができる。
As the material of the n-
一方、本実施例の窒化物半導体紫外線発光素子は、前記ｐ型半導体層４００の上面には、ｐ電極形成層４１０ａ及びｐ型金属層４１０ｂが順次積層された構造で構成され、前記ｐ電極形成層４１０ａ上にｐ電極４２０が形成される。
On the other hand, the nitride semiconductor ultraviolet light emitting device of this embodiment has a structure in which a p-
また、図３ｂに示されたように、前記窒化物半導体紫外線発光素子は、前記ｐ型半導体層４００、活性層２００、及び前記ｎ型半導体層１００の一部がエッチングされることによって露出された前記ｎ型半導体層１００の露出面の全体にｎ電極形成層１１０が備えられる（図３ａの場合に該当）か、あるいは前記ｎ型半導体層１００の露出面の一部にｎ電極形成層１１０が備えられ（図３ｂの場合に該当）、前記ｎ電極形成層１１０を覆うように前記ｎ型半導体層１００の露出面の上側にｎ型金属層１１５が形成される。
Also, as shown in FIG. 3b, the nitride semiconductor ultraviolet light emitting device is exposed by etching a part of the p-
この時、前記ｎ電極形成層１１０は、前記ｎ型半導体層１００よりもバンドギャップエネルギが小さく形成される。例えば、前記ｎ電極形成層１１０は、前記ｎ型半導体層１００に用いられたＡｌＧａＮよりも低いＡｌ組成のＡｌＧａＮまたはＧａＮが用いられていてもよく、ｎ型でドープされている。
At this time, the n-
具体的に、前記ｎ電極形成層１１０は、前記ｎ型半導体層１００よりもＡｌ組成が低くなるように形成され、例えば、前記ｎ型半導体層１００が、ＡｌｚＧａ１-ｚＮ（０≦ｚ≦１）の組成で形成され、前記ｎ電極形成層１１０が、ＡｌｕＧａ１-ｕＮ（０≦ｕ≦１、ｕ＜ｚ）の組成で形成されることにより、前記ｎ電極形成層が、前記ｎ型半導体層よりもバンドギャップエネルギが小さくなるように構成することができる。
Specifically, the n-
一例として、Ａｌ組成が相対的に高いｎ型半導体層１００（ｎ型ＡｌＧａＮ層）の上端に、Ａｌ組成が相対的に低いｎ型でドープされたＡｌＧａＮまたはＧａＮを挿入してｎ電極形成層１１０を形成することができ、このように、前記ｎ電極形成層１１０の上にｎ電極１２０を形成することにより、向上した電気的特性を有する窒化物半導体紫外線発光素子を提供することができる。
As an example, n-type doped AlGaN or GaN having a relatively low Al composition is inserted into the upper end of an n-type semiconductor layer 100 (n-type AlGaN layer) having a relatively high Al composition to form an n-
一方、図４に示されたように、前記ｎ電極形成層１１０は、複数の層構造を有するように形成することができる。
Meanwhile, as shown in FIG. 4, the n-
例えば、前記ｎ電極形成層１１０は、第１の電極形成層１１０−１、第２の電極形成層１１０−２、第３の電極形成層１１０−３が順次積層された構造で構成することができ、この時、前記ｎ電極形成層１１０を形成する第１の電極形成層１１０−１、第２の電極形成層１１０−２、第３の電極形成層１１０−３のバンドギャップエネルギが上部に行くほど減少するように構成されることが好ましい。
For example, the n
すなわち、Ａｌ組成が‘第１の電極形成層１１０−１＞第２の電極形成層１１０−２＞第３の電極形成層１１０−３’の条件を満足するように形成することができる。 That is, the Al composition can be formed so as to satisfy the condition of “first electrode formation layer 110-1> second electrode formation layer 110-2> third electrode formation layer 110-3”.
これは、第１の電極形成層１１０−１、第２の電極形成層１１０−２、第３の電極形成層１１０−３のＡｌ組成が上部に行くほど減少するように構成して、バンドギャップエネルギが上部に行くほど減少するように構成することにより、ｎ型金属層１１５がＡｌ組成の低い部分に形成され、接触特性が向上する効果があるからである。
This is configured so that the Al composition of the first electrode formation layer 110-1, the second electrode formation layer 110-2, and the third electrode formation layer 110-3 decreases as it goes upward. This is because the n-
一方、前記ｎ電極形成層１１０は、上部に行くほど組成が徐々に減少するグラデーション（ｇｒａｄａｔｉｏｎ）形態に形成されていてもよいことは勿論である。
Meanwhile, the n-
上述したようなｎ電極形成層１１０は、選択領域成長法（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ａｒｅａ ｇｒｏｗｔｈ）を通じて成長することができ、具体的には、前記ｎ電極形成層１１０は、選択領域成長法を適用してＡｌＧａＮまたはＧａＮ層を成長させることにより形成することができる。
The n
より詳細には、前記ｎ電極形成層１１０は、前記ｎ型半導体層１００の露出面に誘電体層を形成した後、前記誘電体層の一部分を開口させ、半導体層を成長させる過程を通じて形成することができ、前記誘電体層は、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘ、ＳｉＮ、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３、ＧａＯの少なくともいずれか１つからなることができる。
More specifically, the n-
一方、前記ｎ電極形成層１１０は、図３ａに示されたように、相互離隔してストライプ状形態に形成されたフィンガー型、相互離隔して複数のｎ型電極層がアイランド形態に形成されたドット型等、前記ｎ型半導体層１００の露出面の一部または全体に備えられる形態であれば、多様な形態での適用が可能である。
Meanwhile, as shown in FIG. 3a, the n-
上述したように、前記ｎ型半導体層１００の露出面の一部または全体にｎ電極形成層１１０を形成し、前記ｎ電極形成層１１０を覆うように前記ｎ型半導体層１００の露出面の上側にｎ型金属層１１５を形成するが、前記ｎ電極形成層１１０が、前記ｎ型半導体層１００よりもバンドギャップエネルギが小さくなるように形成して、電気的特性が向上した窒化物半導体紫外線発光素子を得ることができ、具体的には、ｎ電極１２０の接触抵抗が改善され、電極で発生する電圧強化を低減することにより、素子の動作電圧が減少するだけではなく、窒化物半導体紫外線発光素子の光変換効率が改善され得るようになる。
As described above, the n-
本発明は、添付の図面を参照して、好ましい実施例を中心に記述されたが、当業者であれば、このような記載から本発明の範疇を外れることなく、多数の多様かつ自明な変形が可能であるのは明らかである。したがって、本発明の範疇は、このような多数の変形例を含むように記述された特許請求の範囲により解釈しなければならないものである。 Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and a preferred embodiment, those skilled in the art will recognize many variations that are obvious from such description without departing from the scope of the invention. It is clear that this is possible. Accordingly, the scope of the invention should be construed in accordance with the claims set forth to include many such variations.
Claims (13)
前記ｐ型半導体層、活性層、及び前記ｎ型半導体層の一部がエッチングされることにより露出された前記ｎ型半導体層の露出面の一部または全体にｎ電極形成層が備えられ、前記ｎ電極形成層を覆うように前記ｎ型半導体層露出面の上側にｎ型金属層が形成されるが、前記ｎ電極形成層は、前記ｎ型半導体層よりもバンドギャップエネルギが小さいことを特徴とする窒化物半導体紫外線発光素子。 In a nitride semiconductor ultraviolet light emitting device including an n-type semiconductor layer, an active layer TP, and a p-type semiconductor layer that are sequentially stacked on a substrate, and an n-electrode for applying a current and a p-electrode.
An n-electrode forming layer is provided on a part or the whole of the exposed surface of the n-type semiconductor layer exposed by etching a part of the p-type semiconductor layer, the active layer, and the n-type semiconductor layer, An n-type metal layer is formed on the exposed surface of the n-type semiconductor layer so as to cover the n-electrode formation layer, and the n-electrode formation layer has a smaller band gap energy than the n-type semiconductor layer. Nitride semiconductor ultraviolet light emitting device.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021534590A (en) * | 2018-08-22 | 2021-12-09 | オスラム オーエルイーディー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOSRAM OLED GmbH | A method for manufacturing a photoelectron semiconductor component having a semiconductor contact layer and a photoelectron semiconductor component. |
| CN114141921A (en) * | 2020-09-04 | 2022-03-04 | 光波株式会社 | Ultraviolet light emitting device and light emitting device package including the same |
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|---|---|---|---|---|
| CN112652691A (en) * | 2020-12-30 | 2021-04-13 | 深圳第三代半导体研究院 | Light emitting diode and manufacturing method thereof |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005244201A (en) * | 2004-01-28 | 2005-09-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor luminous element and manufacturing method of the same |
| JP2008277592A (en) * | 2007-04-28 | 2008-11-13 | Nichia Corp | Nitride semiconductor light emitting element, light emitting device having the same and method of manufacturing nitride semiconductor light emitting element |
| JP2012089754A (en) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Uv Craftory Co Ltd | Nitride semiconductor ultraviolet light-emitting element |
| WO2012127660A1 (en) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | 創光科学株式会社 | Nitride semiconductor ultraviolet light-emitting element |
| US20130099141A1 (en) * | 2011-04-28 | 2013-04-25 | Palo Alto Research Center Incorporated | Ultraviolet light emitting device incorporting optically absorbing layers |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000068554A (en) * | 1998-08-21 | 2000-03-03 | Sharp Corp | Semiconductor light emitting element |
| KR20070028095A (en) * | 2005-09-07 | 2007-03-12 | 엘지전자 주식회사 | Light emitting diode having low resistance |
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| JP2011142231A (en) * | 2010-01-07 | 2011-07-21 | Hitachi Cable Ltd | Semiconductor light emitting element, led lamp, and method of manufacturing the semiconductor light emitting element |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005244201A (en) * | 2004-01-28 | 2005-09-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor luminous element and manufacturing method of the same |
| JP2008277592A (en) * | 2007-04-28 | 2008-11-13 | Nichia Corp | Nitride semiconductor light emitting element, light emitting device having the same and method of manufacturing nitride semiconductor light emitting element |
| JP2012089754A (en) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Uv Craftory Co Ltd | Nitride semiconductor ultraviolet light-emitting element |
| WO2012127660A1 (en) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | 創光科学株式会社 | Nitride semiconductor ultraviolet light-emitting element |
| US20130099141A1 (en) * | 2011-04-28 | 2013-04-25 | Palo Alto Research Center Incorporated | Ultraviolet light emitting device incorporting optically absorbing layers |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021534590A (en) * | 2018-08-22 | 2021-12-09 | オスラム オーエルイーディー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOSRAM OLED GmbH | A method for manufacturing a photoelectron semiconductor component having a semiconductor contact layer and a photoelectron semiconductor component. |
| US11764330B2 (en) | 2018-08-22 | 2023-09-19 | Osram Oled Gmbh | Optoelectronic semiconductor component having a semiconductor contact layer and method for producing the optoelectronic semiconductor component |
| CN114141921A (en) * | 2020-09-04 | 2022-03-04 | 光波株式会社 | Ultraviolet light emitting device and light emitting device package including the same |
| WO2022050510A1 (en) * | 2020-09-04 | 2022-03-10 | 주식회사 포톤웨이브 | Ultraviolet light-emitting device and light-emitting device package comprising same |
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