JP2022044493A - 発光素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】より高い出力及び信頼性を有する発光素子を提供する。【解決手段】第１導電型の第１半導体層と、第２導電型の第２半導体層と、第１半導体層と第２半導体層との間に位置する活性層と、を有する半導体積層体と、第１半導体層上に設けられた絶縁性を有する第１層と、第１層上に設けられた金属材料からなる第２層と、第２層上に設けられた第３層と、を含む反射部と、反射部を覆って設けられた絶縁層と、絶縁層上と第１半導体層上とに設けられた透光性導電層と、反射部の上方に位置する透光性導電層上に設けられた第１電極と、第２半導体層上に設けられた第２電極と、を備える発光素子である。【選択図】図２
Description
本発明は、発光素子に関する。
特許文献１には、第１導電型半導体層に電気的に接続された第１電極と、第２導電型半導体層上に設けられた透明電極層上に位置し、透明電極層と電気的に接続された第２電極と、を備える発光素子が提案されている。そして、第２電極は、第２電極パッド及び第２電極パッドから延長される第２電極延長部を含み、第２電極と透明電極層との間に第２反射層を設けることで光抽出効率を改善する構造が開示されている。
このような発光素子において、より高い出力及び信頼性が望まれる。より高い出力及び信頼性を有する発光素子を提供することを課題とする。
本発明の一実施形態に係る発光素子は、第１導電型の第１半導体層と、第２導電型の第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に位置する活性層と、を有する半導体積層体と、前記第１半導体層上に設けられた絶縁性を有する第１層と、前記第１層上に設けられた金属材料からなる第２層と、前記第２層上に設けられた第３層と、を含む反射部と、前記反射部を覆って設けられた絶縁層と、前記絶縁層上と前記第１半導体層上とに設けられた透光性導電層と、前記反射部の上方に位置する前記透光性導電層上に設けられた第１電極と、前記第２半導体層上に設けられた第２電極と、を備える。
本発明の一実施形態に係る発光素子によれば、より高い出力及び信頼性を有する発光素子を提供できる。
以下、本発明に係る発光素子の実施形態について説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、本発明を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、上面図、断面図の間において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。
本明細書において、「上」、「下」などは、説明のために参照する図面において構成要素間の相対的な位置を示すものであって、特に断らない限り絶対的な位置を示すことを意図したものではない。
（第１実施形態）
本実施形態における発光素子１Ａは、第１導電型の第１半導体層１２ａと、第２導電型の第２半導体層１２ｂと、第１半導体層１２ａと第２半導体層１２ｂとの間に位置する活性層１２ｃと、を有する半導体積層体１２と、第１半導体層１２ａ上に設けられた絶縁性を有する第１層１３ａと、第１層１３ａ上に設けられた金属材料からなる第２層１３ｂと、第２層１３ｂ上に設けられた第３層１３ｃと、を含む反射部１３と、反射部１３を覆って設けられた絶縁層１４と、絶縁層１４上と第１半導体層１２ａ上とに設けられた透光性導電層１５と、反射部１３の上方に位置する透光性導電層１５上に設けられた第１電極１６と、第２半導体層１２ｂ上に設けられた第２電極１７と、を備えている。
本実施形態における発光素子１Ａは、第１導電型の第１半導体層１２ａと、第２導電型の第２半導体層１２ｂと、第１半導体層１２ａと第２半導体層１２ｂとの間に位置する活性層１２ｃと、を有する半導体積層体１２と、第１半導体層１２ａ上に設けられた絶縁性を有する第１層１３ａと、第１層１３ａ上に設けられた金属材料からなる第２層１３ｂと、第２層１３ｂ上に設けられた第３層１３ｃと、を含む反射部１３と、反射部１３を覆って設けられた絶縁層１４と、絶縁層１４上と第１半導体層１２ａ上とに設けられた透光性導電層１５と、反射部１３の上方に位置する透光性導電層１５上に設けられた第１電極１６と、第２半導体層１２ｂ上に設けられた第２電極１７と、を備えている。
以下、図１～図４を参照して、本実施形態の発光素子１Ａについて詳細に説明する。図１は、第１実施形態に係る発光素子１Ａの構成を模式的に示す上面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線における模式断面図である。図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線における模式断面図である。図４は図１のＩＶ－ＩＶ線における模式断面図である。
（基板）
基板１１は、半導体積層体１２を支持するものである。また、基板１１は、半導体積層体１２をエピタキシャル成長させるための成長基板であってもよい。基板１１としては、例えば、半導体積層体１２に窒化物半導体を用いる場合、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板を用いることができる。
基板１１は、半導体積層体１２を支持するものである。また、基板１１は、半導体積層体１２をエピタキシャル成長させるための成長基板であってもよい。基板１１としては、例えば、半導体積層体１２に窒化物半導体を用いる場合、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板を用いることができる。
（半導体積層体）
図２～図４に示すように半導体積層体１２は、基板１１の上面に形成される。半導体積層体１２は、第１導電型の第１半導体層１２ａと、第２導電型の第２半導体層１２ｂと、第１半導体層１２ａと第２半導体層１２ｂとの間に位置する活性層１２ｃと、を有する。第１導電型は、ｐ型もしくはｎ型である。第２導電型は、第１導電型とは異なる導電型であり、ｐ型もしくはｎ型である。本実施形態では、第１導電型はｐ型であり、第２導電型はｎ型である。第１半導体層１２ａ上に設けられる第１電極１６と、第２半導体層１２ｂ上に設けられる第２電極１７と、の間に電圧を印加することで活性層１２ｃが発光する。
図２～図４に示すように半導体積層体１２は、基板１１の上面に形成される。半導体積層体１２は、第１導電型の第１半導体層１２ａと、第２導電型の第２半導体層１２ｂと、第１半導体層１２ａと第２半導体層１２ｂとの間に位置する活性層１２ｃと、を有する。第１導電型は、ｐ型もしくはｎ型である。第２導電型は、第１導電型とは異なる導電型であり、ｐ型もしくはｎ型である。本実施形態では、第１導電型はｐ型であり、第２導電型はｎ型である。第１半導体層１２ａ上に設けられる第１電極１６と、第２半導体層１２ｂ上に設けられる第２電極１７と、の間に電圧を印加することで活性層１２ｃが発光する。
半導体積層体１２には、第１半導体層１２ａ及び活性層１２ｃが部分的に存在しない領域、すなわち第１半導体層１２ａの表面から凹んで上面側に第２半導体層１２ｂが第１半導体層１２ａから露出した露出部１２ｄが形成されている。
図１に示すように、半導体積層体１２は、上面視で発光素子１Ａの外周に沿って露出部１２ｄが設けられている。上面視において、発光素子１Ａの短辺及び長辺に沿った領域にかけて、露出部１２ｄが設けられており、発光素子１Ａの長辺に沿った露出部１２ｄの一部に第２電極１７が設けられている。
第１半導体層１２ａ、第２半導体層１２ｂ、及び活性層１２ｃは、例えば、ＩｎＸＡｌＹＧａ１－Ｘ－ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）等の窒化物半導体が用いられる。例えば、半導体積層体１２は、窒化物半導体からなる。
（反射部）
図２～図４に示すように、反射部１３は、第１半導体層１２ａ上に設けられた絶縁性を有する第１層１３ａと、第１層１３ａ上に設けられた金属材料からなる第２層１３ｂと、第２層１３ｂ上に設けられた第３層１３ｃと、を含んでいる。反射部１３は、第１電極１６と第１半導体層１２ａとの間に設けられている。これにより、第１電極１６の直下の領域に電流が流れにくくなり、その領域における発光が抑制されるので、第１電極１６による光の吸収を低減させることができる。さらに、反射部１３の直下以外に位置する第１半導体層１２ａに流れる電流を増やすことができるので、発光素子１Ａを効率よく発光させることができる。
図２～図４に示すように、反射部１３は、第１半導体層１２ａ上に設けられた絶縁性を有する第１層１３ａと、第１層１３ａ上に設けられた金属材料からなる第２層１３ｂと、第２層１３ｂ上に設けられた第３層１３ｃと、を含んでいる。反射部１３は、第１電極１６と第１半導体層１２ａとの間に設けられている。これにより、第１電極１６の直下の領域に電流が流れにくくなり、その領域における発光が抑制されるので、第１電極１６による光の吸収を低減させることができる。さらに、反射部１３の直下以外に位置する第１半導体層１２ａに流れる電流を増やすことができるので、発光素子１Ａを効率よく発光させることができる。
第１層１３ａは、第１半導体層１２ａに接して設けられている。第１層１３ａは、透光性を有し第１半導体層１２ａよりも屈折率が低く、第１半導体層１２ａとの屈折率差が大きいことが好ましい。これにより、第１半導体層１２ａと第１層１３ａとの界面で、屈折率差とスネルの法則に基づいて、活性層１２ｃから第１層１３ａに向かう光を効果的に反射させることができる。その結果、第１電極１６による光吸収を低減させることができるので光取り出し効率を向上することができる。第１層１３ａとしては、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）やシリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）を用いることができる。例えば、第１半導体層１２ａに窒化物半導体を用いる場合、第１層１３ａとしてＳｉＯ２を用いる。
第１層１３ａの厚さは、例えば、８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることができる。第１層１３ａの厚さを８０ｎｍ以上とすることで、第１層１３ａと第１半導体層１２ａとの界面における反射を効果的に生じさせることができる。第１層１３ａの厚さを３００ｎｍ以下とすることで、第１層１３ａを含む反射部１３の厚さが厚くなりすぎることを抑制し、反射部１３上に形成する透光性導電層１５の断線の発生を抑制することができる。ここで、本明細書において、各部材の厚さとは、その部材の断面視における最大の厚さである。
第２層１３ｂは、第１層１３ａの上面を覆って設けられる。第２層１３ｂを設けることで、第１層１３ａと第１半導体層１２ａとの界面で反射されず第１層１３ａを透過する光を第２層１３ｂにより第１半導体層１２ａ側に反射させることができる。これにより、反射部１３が第２層１３ｂを含まない場合に比べて、光取り出し効率を向上させることができる。
第２層１３ｂは、活性層１２ｃからの光のピーク波長に対して高い反射率を有する金属材料からなることが好ましい。第２層１３ｂは、例えば、活性層１２ｃからの光のピーク波長に対して７０％以上、好ましくは８０％以上の反射率を持つ金属材料を用いる。第２層１３ｂとしては、例えば、ＡｌやＡｇ、またはこれらの金属材料を含む合金を用いることができる。後述する第２層１３ｂの溶解を抑制するという観点から、第２層１３ｂとして、Ａｌよりも耐食性に優れたＡｌＣｕを用いることが好ましい。第２層１３ｂの厚さは、例えば、８０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下とすることができる。
第３層１３ｃは、第２層１３ｂの上面を覆って設けられる。第３層１３ｃを設けることで、第２層１３ｂの表面の酸化等の劣化を抑制し、第２層１３ｂの反射率が低減することを抑制することができる。また、反射部１３を形成する工程や絶縁層１４を形成する工程においてパターニング等に使用する溶液により、第２層１３ｂが溶解するおそれがある。しかしながら、本実施形態では、第２層１３ｂが第３層１３ｃで覆われているため、第２層１３ｂの溶解を抑制することができ発光素子１Ａの信頼性をさらに高くすることができる。
第３層１３ｃは、透光性を有する絶縁材料からなることが好ましい。第３層１３ｃとしては、例えば、ＳｉＯ２やＳｉＯＮを用いることができる。第３層１３ｃの厚さは、例えば、８０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下とすることができる。第３層１３ｃの防湿性を向上させるという観点からは、第３層１３ｃとしてＳｉＯＮを用いることが好ましい。
反射部１３の厚さは、例えば、２５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下とすることが好ましい。反射部１３の厚さを２５０ｎｍ以上とすることで、上述した反射部１３を構成する各層の機能を得やすくすることができるため、発光素子１Ａの出力と信頼性を高くすることができる。反射部１３の厚さを４００ｎｍ以下とすることで、反射部１３の上方を覆って形成される透光性導電層１５の断線が抑制されやすくなるため発光素子１Ａの信頼性を高くすることができる。
（絶縁層）
図２～図４に示すように、反射部１３を覆って絶縁層１４が設けられる。これにより、反射部１３と透光性導電層１５とが接触することが抑制できるため発光素子１Ａの信頼性をより高くすることができる。絶縁層１４は、例えば、透光性の絶縁材料からなることが好ましい。絶縁層１４としては、例えば、ＳｉＯ２やＳｉＯＮを用いることができる。水分等の反射部１３への侵入を抑制する観点から、絶縁層１４として、より高い防湿性を有するＳｉＯＮを用いることが好ましい。
図２～図４に示すように、反射部１３を覆って絶縁層１４が設けられる。これにより、反射部１３と透光性導電層１５とが接触することが抑制できるため発光素子１Ａの信頼性をより高くすることができる。絶縁層１４は、例えば、透光性の絶縁材料からなることが好ましい。絶縁層１４としては、例えば、ＳｉＯ２やＳｉＯＮを用いることができる。水分等の反射部１３への侵入を抑制する観点から、絶縁層１４として、より高い防湿性を有するＳｉＯＮを用いることが好ましい。
（透光性導電層）
図１～図４に示すように、透光性導電層１５は、絶縁層１４上と第１半導体層１２ａ上とに設けられる。透光性導電層１５は、第１半導体層１２ａと電気的に接続されている。透光性導電層１５の一部は、第１電極１６と反射部１３との間に設けられている。透光性導電層１５は、第１半導体層１２ａの上面の略全面を覆って設けられ、第１電極１６に供給される電流を第１半導体層１２ａのより広い範囲に拡散させることができる。
図１～図４に示すように、透光性導電層１５は、絶縁層１４上と第１半導体層１２ａ上とに設けられる。透光性導電層１５は、第１半導体層１２ａと電気的に接続されている。透光性導電層１５の一部は、第１電極１６と反射部１３との間に設けられている。透光性導電層１５は、第１半導体層１２ａの上面の略全面を覆って設けられ、第１電極１６に供給される電流を第１半導体層１２ａのより広い範囲に拡散させることができる。
透光性導電層１５は、導電性を有する金属酸化物から形成されることが好ましい。透光性導電層１５は、例えば、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ及びＴｉからなる群から選択された少なくとも１種の元素を含む酸化物が挙げられる。例えば、透光性導電層１５には、ＩＴＯやＺｎＯを用いることができる。ＩＴＯやＺｎＯは、可視光に対して高い透光性を有し、導電率の高い材料であることから、第１半導体層１２ａ上の上面の略全面を覆うのに好適な材料である。
透光性導電層１５の厚さは、透光性導電層１５による光吸収を抑制する観点から、より薄くすることが好ましい。透光性導電層１５の厚さは、例えば、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは３５ｎｍ以上８０ｎｍ以下とすることができる。
（第１電極）
図１～図４に示すように、第１電極１６は、反射部１３の上方に位置する透光性導電層１５上に設けられる。このような第１電極１６の配置により、活性層１２ｃから第１電極１６に向かう光の一部を反射部１３により反射させ、第１電極１６による光吸収を抑制させることができるので、発光素子１Ａの出力を高くすることができる。第１電極１６は、透光性導電層１５を介して第１半導体層１２ａと電気的に接続されている。第１電極１６は、第１接続部１６ａと、第１接続部１６ａから延伸する第１延伸部１６ｂと、を有している。第１接続部１６ａと第１半導体層１２ａの間と、第１延伸部１６ｂと第１半導体層１２ａとの間とには、反射部１３が設けられている。これにより、第１接続部１６ａ及び第１延伸部１６ｂによる光吸収を抑制できるため、発光素子１Ａの出力をより高くすることができる。第１電極１６は、上面視において、反射部１３が配置された領域内に設けられることが好ましい。これにより、第１電極１６に向かう光を反射部１３により効率よく反射させ、光取り出し効率を向上させることができる。
図１～図４に示すように、第１電極１６は、反射部１３の上方に位置する透光性導電層１５上に設けられる。このような第１電極１６の配置により、活性層１２ｃから第１電極１６に向かう光の一部を反射部１３により反射させ、第１電極１６による光吸収を抑制させることができるので、発光素子１Ａの出力を高くすることができる。第１電極１６は、透光性導電層１５を介して第１半導体層１２ａと電気的に接続されている。第１電極１６は、第１接続部１６ａと、第１接続部１６ａから延伸する第１延伸部１６ｂと、を有している。第１接続部１６ａと第１半導体層１２ａの間と、第１延伸部１６ｂと第１半導体層１２ａとの間とには、反射部１３が設けられている。これにより、第１接続部１６ａ及び第１延伸部１６ｂによる光吸収を抑制できるため、発光素子１Ａの出力をより高くすることができる。第１電極１６は、上面視において、反射部１３が配置された領域内に設けられることが好ましい。これにより、第１電極１６に向かう光を反射部１３により効率よく反射させ、光取り出し効率を向上させることができる。
第１接続部１６ａは、ワイヤボンディングなどにより外部と接続するための領域である。第１接続部１６ａは、図１に示すように、上面視において、略円形状である。第１延伸部１６ｂは、第１接続部１６ａを介して供給される電流を、透光性導電層１５に効率的に拡散させるための補助電極である。上面視において、第１延伸部１６ｂの幅は、第１接続部１６ａの幅よりも狭い。
第１電極１６の第１接続部１６ａは、ワイヤボンディングなどによる外部との接続に適するように、例えば、Ｃｕ、Ａｕ又はこれらの金属を主成分とする合金を用いることができる。なお、第１電極１６は、第１接続部１６ａ及び第１延伸部１６ｂが、同じ材料で構成されていてもよい。
（第２電極）
図１～図４に示すように、第２電極１７は、第２半導体層１２ｂ上に設けられている。第２電極１７は、第２半導体層１２ｂの露出部１２ｄの一部に設けられている。図３に示すように、第２電極１７と第２半導体層１２ｂとの間には、第２半導体層１２ｂと接して設けられたコンタクト電極１８が設けられている。第２電極１７は、コンタクト電極１８を介して第２半導体層１２ｂと電気的に接続されている。第２電極１７は、ワイヤボンディングなどによる外部との接続に適するように、例えば、Ｃｕ、Ａｕ又はこれらの金属を主成分とする合金を用いることができる。コンタクト電極１８は、活性層１２ｃからの光を反射できるように、活性層１２ｃからの光のピーク波長に対して高い反射率を有する金属材料を用いることができる。コンタクト電極１８には、例えば、Ａｌ、Ａｇ又はこれらの金属材料を主成分とする合金などを用いることができる。
図１～図４に示すように、第２電極１７は、第２半導体層１２ｂ上に設けられている。第２電極１７は、第２半導体層１２ｂの露出部１２ｄの一部に設けられている。図３に示すように、第２電極１７と第２半導体層１２ｂとの間には、第２半導体層１２ｂと接して設けられたコンタクト電極１８が設けられている。第２電極１７は、コンタクト電極１８を介して第２半導体層１２ｂと電気的に接続されている。第２電極１７は、ワイヤボンディングなどによる外部との接続に適するように、例えば、Ｃｕ、Ａｕ又はこれらの金属を主成分とする合金を用いることができる。コンタクト電極１８は、活性層１２ｃからの光を反射できるように、活性層１２ｃからの光のピーク波長に対して高い反射率を有する金属材料を用いることができる。コンタクト電極１８には、例えば、Ａｌ、Ａｇ又はこれらの金属材料を主成分とする合金などを用いることができる。
図１に示すように、第２電極１７は、第２接続部１７ａと、第２接続部１７ａから延伸する第２延伸部１７ｂと、を有している。第２接続部１７ａは、ワイヤボンディングなどにより外部と接続するための領域である。第２接続部１７ａは、発光素子１Ａの短辺近傍に設けられている。第２接続部１７ａは、上面視において、略円形状である。第２延伸部１７ｂは、第２接続部１７ａを介して供給される電流を、第２半導体層１２ｂに効率的に拡散させるための補助電極である。第２延伸部１７ｂは、発光素子１Ａの長辺に沿って延伸するように設けられている。上面視において、第２延伸部１７ｂの幅は、第２接続部１７ａの幅よりも狭い。なお、第２電極１７は、第２接続部１７ａと第２延伸部１７ｂとが、同じ材料で構成されていてもよい。
図１～図４に示すように、第２半導体層１２ｂの露出部１２ｄには、複数の絶縁部１９が設けられている。絶縁部１９は、第２接続部１７ａと第１半導体層１２ａとの間に設けられている。コンタクト電極１８及び第２延伸部１７ｂは、絶縁部１９上と第２半導体層１２ｂ上と設けられている。図３に示すように、絶縁部１９が設けられていない部分では、コンタクト電極１８は第２半導体層１２ｂと接している。また、図４に示すように、絶縁部１９が設けられている部分では、コンタクト電極１８は第２半導体層１２ｂと接していない。つまり、コンタクト電極１８は、第２半導体層１２ｂと断続的に接続されている。これにより、第２接続部１７ａに供給される電流を、第２延伸部１７ｂを介して第２半導体層１２ｂのより広い範囲に拡散させることができる。
（保護層）
保護層２０は、発光素子１Ａの上面側の略全体を被覆している。図２～図４に示すように、保護層２０は、反射部１３の上方に位置する透光性導電層１５の一部を露出させる開口部を有し、その開口部内に、第１電極１６の第１接続部１６ａが設けられている。また、保護層２０は、コンタクト電極１８を露出させる開口部を有し、その開口部内に第２電極１７が設けられている。保護層２０としては、透光性及び絶縁性を有する材料を用いることが好ましい。保護層２０には、例えば、ＳｉＯ２やＳｉＯＮを用いることができる。
保護層２０は、発光素子１Ａの上面側の略全体を被覆している。図２～図４に示すように、保護層２０は、反射部１３の上方に位置する透光性導電層１５の一部を露出させる開口部を有し、その開口部内に、第１電極１６の第１接続部１６ａが設けられている。また、保護層２０は、コンタクト電極１８を露出させる開口部を有し、その開口部内に第２電極１７が設けられている。保護層２０としては、透光性及び絶縁性を有する材料を用いることが好ましい。保護層２０には、例えば、ＳｉＯ２やＳｉＯＮを用いることができる。
（第２実施形態）
以下、図５を参照しつつ第２実施形態に係る発光素子１Ｂについて説明する。上述した第１実施形態では、第１層１３ａ、第２層１３ｂ、及び第３層１３ｃを同じ厚さで形成しているのに対して、本実施形態では、第１層１３ａの厚さを第２層１３ｂ及び第３層１３ｃよりも厚く形成している点で主に第１実施形態と異なっている。図５は、図１のＩＩ－ＩＩ線における模式断面図に相当する。
以下、図５を参照しつつ第２実施形態に係る発光素子１Ｂについて説明する。上述した第１実施形態では、第１層１３ａ、第２層１３ｂ、及び第３層１３ｃを同じ厚さで形成しているのに対して、本実施形態では、第１層１３ａの厚さを第２層１３ｂ及び第３層１３ｃよりも厚く形成している点で主に第１実施形態と異なっている。図５は、図１のＩＩ－ＩＩ線における模式断面図に相当する。
本実施形態では、図５に示すように、第１層１３ａの厚さが、第３層１３ｃの厚さよりも厚くなっている。これにより、第１層１３ａと第１半導体層１２ａとの界面における全反射が生じやすくなり、光取り出し効率を向上させることができるので、さらに発光素子１Ｂの出力を高くすることができる。第１層１３ａの厚さは、第３層１３ｃの厚さの２倍以上３倍以下である。具体的には、第１層１３ａの厚さは、２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下とすることが好ましい。
第２層１３ｂの厚さと第３層１３ｃの厚さは、それぞれ第１層１３ａの厚さよりも薄いことが好ましい。これにより、第１層１３ａ、第２層１３ｂ、及び第３層１３ｃを同じ厚さにする場合に比べて、反射部１３の厚さを比較的薄くすることができる。反射部１３の厚さをより薄くすることで、反射部１３の上方を覆って形成される透光性導電層１５の断線が抑制されやすくなるため発光素子１Ｂの信頼性を高くすることができる。
（第３実施形態）
以下、図６を参照しつつ第３実施形態に係る発光素子１Ｃについて説明する。上述した第１実施形態では、断面視において、第１層１３ａ、第２層１３ｂ、及び第３層１３ｃを同じ幅で形成しているのに対して、本実施形態では、第２層１３ｂの幅を第３層１３ｃの幅よりも狭く形成している点で主に第１実施形態と異なっている。図６は、図１のＩＩ－ＩＩ線における模式断面図に相当する。
以下、図６を参照しつつ第３実施形態に係る発光素子１Ｃについて説明する。上述した第１実施形態では、断面視において、第１層１３ａ、第２層１３ｂ、及び第３層１３ｃを同じ幅で形成しているのに対して、本実施形態では、第２層１３ｂの幅を第３層１３ｃの幅よりも狭く形成している点で主に第１実施形態と異なっている。図６は、図１のＩＩ－ＩＩ線における模式断面図に相当する。
図６に示すように、断面視において、第２層１３ｂの幅は、第３層１３ｃの幅よりも小さく形成されている。第３層１３ｃの端部は、第１層１３ａと接している。これにより、第２層１３ｂの端部が第３層１３ｃにより覆われ、第２層１３ｂが第３層１３ｃから露出されにくくなる。そのため、第２層１３ｂの変質や劣化が抑制され、発光素子１Ｃの信頼性をより高くすることができる。第２層１３ｂの幅は、例えば、第３層１３ｃの幅の７０％以上９０％以下とすることが好ましい。第２層１３ｂの幅を第３層１３ｃの幅の７０％以上とすることで、第２層１３ｂによる光の反射効果を得やすい。また、第２層１３ｂの幅を第３層１３ｃの幅の９０％以下とすることで、第３層１３ｃにより第２層１３ｂの端部を覆いやすい。
（第４実施形態）
以下、図７を参照しつつ第４実施形態に係る発光素子１Ｄについて説明する。上述した第１実施形態では、端部と中央部とで厚さが同じ第１層１３ａ、第２層１３ｂ、及び第３層１３ｃを形成しているのに対して、本実施形態では、端部と中央部とで厚さの異なる第１層１３ａ、第２層１３ｂ、及び第３層１３ｃを形成している点で主に第１実施形態と異なっている。図７は、図１のＩＩ－ＩＩ線における模式断面図に相当する。
以下、図７を参照しつつ第４実施形態に係る発光素子１Ｄについて説明する。上述した第１実施形態では、端部と中央部とで厚さが同じ第１層１３ａ、第２層１３ｂ、及び第３層１３ｃを形成しているのに対して、本実施形態では、端部と中央部とで厚さの異なる第１層１３ａ、第２層１３ｂ、及び第３層１３ｃを形成している点で主に第１実施形態と異なっている。図７は、図１のＩＩ－ＩＩ線における模式断面図に相当する。
図７に示すように、第１層１３ａ、第２層１３ｂ、及び第３層１３ｃは、断面視において、端部の厚さが中央部の厚さよりも薄く形成されている。第２層１３ｂの端部の厚さを中央部の厚さよりも薄く形成することで、第２層１３ｂの断面視における幅を小さくすることなく、第３層１３ｃで第２層１３ｂの端部を覆いやすい。そのため、第２層１３ｂの変質や劣化を抑制しつつ、光取り出し効率を向上することができ、高い信頼性と高い出力を備える発光素子１Ｄとすることができる。
以上、本発明に係る発光素子について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変などしたものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
本発明の発光素子は、液晶ディスプレイのバックライト光源、各種照明器具、大型ディスプレイなど、種々の光源に利用することができる。
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 発光素子
１１ 基板
１２ 半導体積層体
１２ａ 第１半導体層
１２ｃ 活性層
１２ｂ 第２半導体層
１２ｄ 露出部
１３ 反射部
１３ａ 第１層
１３ｂ 第２層
１３ｃ 第３層
１４ 絶縁層
１５ 透光性導電層
１６ 第１電極
１６ａ 第１接続部
１６ｂ 第１延伸部
１７ 第２電極
１７ａ 第２接続部
１７ｂ 第２延伸部
１８ コンタクト電極
１９ 絶縁部
２０ 保護層
１１ 基板
１２ 半導体積層体
１２ａ 第１半導体層
１２ｃ 活性層
１２ｂ 第２半導体層
１２ｄ 露出部
１３ 反射部
１３ａ 第１層
１３ｂ 第２層
１３ｃ 第３層
１４ 絶縁層
１５ 透光性導電層
１６ 第１電極
１６ａ 第１接続部
１６ｂ 第１延伸部
１７ 第２電極
１７ａ 第２接続部
１７ｂ 第２延伸部
１８ コンタクト電極
１９ 絶縁部
２０ 保護層
Claims (9)
- 第１導電型の第１半導体層と、第２導電型の第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に位置する活性層と、を有する半導体積層体と、
前記第１半導体層上に設けられた絶縁性を有する第１層と、前記第１層上に設けられた金属材料からなる第２層と、前記第２層上に設けられた第３層と、を含む反射部と、
前記反射部を覆って設けられた絶縁層と、
前記絶縁層上と前記第１半導体層上とに設けられた透光性導電層と、
前記反射部の上方に位置する前記透光性導電層上に設けられた第１電極と、
前記第２半導体層上に設けられた第２電極と、を備える発光素子。 - 前記第１電極は、第１接続部と、前記第１接続部から延伸する第１延伸部と、を有し、
前記反射部は、前記第１接続部と前記第１半導体層の間と、前記第１延伸部と前記第１半導体層の間と、に設けられる請求項１に記載の発光素子。 - 前記第１層の厚さは、前記第３層の厚さよりも厚い請求項１または２に記載の発光素子。
- 前記第２層の端部は、前記第３層により覆われる請求項１から３のいずれか１つに記載の発光素子。
- 前記絶縁層の厚さは、前記第１層の厚さよりも厚い請求項１から４のいずれ１つに記載の発光素子。
- 断面視において、前記第２層の幅は、前記第３層の幅よりも小さい請求項１から５のいずれか１つに記載の発光素子。
- 前記第１層は、シリコン酸化膜からなり、
前記絶縁層は、シリコン酸窒化膜からなる請求項１から６のいずれか１つに記載の発光素子。 - 前記第２層は、Ａｌ、Ａｇ又はこれらの金属を主成分とする合金からなる請求項１から７のいずれか１つに記載の発光素子。
- 前記反射部の厚さは、２５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下である請求項１から８のいずれか１つに記載の発光素子。
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- 2021-09-03 US US17/466,680 patent/US20220077365A1/en active Pending
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