JP3448441B2 - 発光装置 - Google Patents
発光装置Info
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- JP3448441B2 JP3448441B2 JP32037296A JP32037296A JP3448441B2 JP 3448441 B2 JP3448441 B2 JP 3448441B2 JP 32037296 A JP32037296 A JP 32037296A JP 32037296 A JP32037296 A JP 32037296A JP 3448441 B2 JP3448441 B2 JP 3448441B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2933/0091—Scattering means in or on the semiconductor body or semiconductor body package
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- Led Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光層で発生した
光を光取り出し面を通して外部へ放射させる発光装置に
関する。
光を光取り出し面を通して外部へ放射させる発光装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】発光素子の代表的なものとしては、半導
体を用いた半導体レーザ（ＬＤ）や発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）が知られている。ＬＤは、位相の揃った光が得ら
れることから、光通信用の光源やコンパクトディスク等
の記録再生装置用の光源として応用されている。
体を用いた半導体レーザ（ＬＤ）や発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）が知られている。ＬＤは、位相の揃った光が得ら
れることから、光通信用の光源やコンパクトディスク等
の記録再生装置用の光源として応用されている。
【０００３】一方、ＬＥＤは、低消費電力、長寿命とい
う特徴を有し、表示用光源、例えば駅構内の表示板や屋
外広告板等に使用されている。このような応用上、特に
屋外での使用のためには、高輝度ＬＥＤが必要である。
う特徴を有し、表示用光源、例えば駅構内の表示板や屋
外広告板等に使用されている。このような応用上、特に
屋外での使用のためには、高輝度ＬＥＤが必要である。
【０００４】近年、高輝度青色ＬＥＤが開発されるに至
って、ＬＥＤのフルカラー大型ディスプレイへの応用が
期待されている。しかしながら、既存のＣＲＴ方式等を
用いたフルカラー大型ディスプレイと競合するために、
ＬＥＤの更なる高輝度、低消費電力化が望まれる。
って、ＬＥＤのフルカラー大型ディスプレイへの応用が
期待されている。しかしながら、既存のＣＲＴ方式等を
用いたフルカラー大型ディスプレイと競合するために、
ＬＥＤの更なる高輝度、低消費電力化が望まれる。
【０００５】これを実現するための一つの技術的手段
は、ＬＥＤの外部への光取り出し効率を高めることであ
る。この例として、特開平６−２９１３６８（Ｈ０１Ｌ
３３／００）号には、サファイア基板上にガリウム（Ｇ
ａ）と窒素（Ｎ）を含む窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導
体層を形成してなるＬＥＤ装置において、ＧａＮ系半導
体各層を結晶成長後に表面をエッチングするか、あるい
は、サファイア基板のＣ面からのオフ基板上にＧａＮ系
半導体各層を結晶成長することにより、光取り出し面側
の半導体層表面に凹凸を形成する方法が提案されてい
る。
は、ＬＥＤの外部への光取り出し効率を高めることであ
る。この例として、特開平６−２９１３６８（Ｈ０１Ｌ
３３／００）号には、サファイア基板上にガリウム（Ｇ
ａ）と窒素（Ｎ）を含む窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導
体層を形成してなるＬＥＤ装置において、ＧａＮ系半導
体各層を結晶成長後に表面をエッチングするか、あるい
は、サファイア基板のＣ面からのオフ基板上にＧａＮ系
半導体各層を結晶成長することにより、光取り出し面側
の半導体層表面に凹凸を形成する方法が提案されてい
る。
【０００６】このような凹凸を設けることにより、光取
り出し効率が高まるメカニズムを、図７に示したＬＥＤ
装置の模式断面図を用いて説明する。尚、図７（ａ）は
半導体表面が平坦な従来のＬＥＤ装置を、また同図
（ｂ）は半導体表面に凹凸面が設けられたＬＥＤ装置を
それぞれ示している。
り出し効率が高まるメカニズムを、図７に示したＬＥＤ
装置の模式断面図を用いて説明する。尚、図７（ａ）は
半導体表面が平坦な従来のＬＥＤ装置を、また同図
（ｂ）は半導体表面に凹凸面が設けられたＬＥＤ装置を
それぞれ示している。
【０００７】同図中、１０１は基板、１０２は基板１０
１上に形成されたｎ型ＧａＮ系半導体層、１０３はｎ型
半導体層１０２上に形成されたｐ型ＧａＮ系半導体層で
ある。また、１０４はｎ型ＧａＮ系半導体層１０２の側
面上に形成されたｎ型側電極、１０５はｐ型ＧａＮ系半
導体層１０３上に形成されたｐ型側電極である。
１上に形成されたｎ型ＧａＮ系半導体層、１０３はｎ型
半導体層１０２上に形成されたｐ型ＧａＮ系半導体層で
ある。また、１０４はｎ型ＧａＮ系半導体層１０２の側
面上に形成されたｎ型側電極、１０５はｐ型ＧａＮ系半
導体層１０３上に形成されたｐ型側電極である。
【０００８】これらの電極１０４、１０５間の順方向に
電圧を印加することにより、このＬＥＤ装置は動作し、
ｎ型半導体層１０２とｐ型半導体１０３との界面（ｐｎ
接合界面）近傍で発生した光が光取り出し面１０３ａを
通して外部に取り出されるが、外部と半導体層１０３の
屈折率が異なるために、前記光取り出し面１０３ａ表面
上で光が屈折あるいは反射するため、一部の光は外部に
取り出すことができない。
電圧を印加することにより、このＬＥＤ装置は動作し、
ｎ型半導体層１０２とｐ型半導体１０３との界面（ｐｎ
接合界面）近傍で発生した光が光取り出し面１０３ａを
通して外部に取り出されるが、外部と半導体層１０３の
屈折率が異なるために、前記光取り出し面１０３ａ表面
上で光が屈折あるいは反射するため、一部の光は外部に
取り出すことができない。
【０００９】また、図７（ａ）中、１０６はｎ型半導体
層１０２とｐ型半導体１０３との界面近傍で発生した光
が光取り出し面１０３ａ表面上で屈折し、該表面に沿っ
て進行する光であり、この時の光取り出し面１０３ａ表
面に対する光の入射角を臨界角と呼ぶ。
層１０２とｐ型半導体１０３との界面近傍で発生した光
が光取り出し面１０３ａ表面上で屈折し、該表面に沿っ
て進行する光であり、この時の光取り出し面１０３ａ表
面に対する光の入射角を臨界角と呼ぶ。
【００１０】図７（ａ）に示した従来のＬＥＤ装置の場
合には、この臨界角より深い角度で光取り出し面１０３
ａに入射した光１０７は、光取り出し面１０３ａ表面で
屈折し、外部へ取り出される。一方、臨界角より浅い角
度で入射した光１０８は光取り出し面１０３ａ表面で反
射され、前記光取り出し面１０３ａ表面、基板１０１と
半導体層１０２との界面、あるいは、基板１０１の裏面
で多重反射し、半導体層１０２、１０３、あるいは、基
板１０１により吸収されてしまうために外部に取り出す
ことができなかった。
合には、この臨界角より深い角度で光取り出し面１０３
ａに入射した光１０７は、光取り出し面１０３ａ表面で
屈折し、外部へ取り出される。一方、臨界角より浅い角
度で入射した光１０８は光取り出し面１０３ａ表面で反
射され、前記光取り出し面１０３ａ表面、基板１０１と
半導体層１０２との界面、あるいは、基板１０１の裏面
で多重反射し、半導体層１０２、１０３、あるいは、基
板１０１により吸収されてしまうために外部に取り出す
ことができなかった。
【００１１】これに対し、図７（ｂ）に示した光取り出
し面１０３ａが凹凸を有する場合には、図７（ａ）に示
した光１０８とほぼ同じ角度で光取り出し面１０３ａに
向かって進行する光１０９は、光取り出し面１０３ａが
凹凸を有するために、該表面１０３ａに対する光１０９
の入射角が前記臨界角より深くなり、外部に取り出され
ることとなる。
し面１０３ａが凹凸を有する場合には、図７（ａ）に示
した光１０８とほぼ同じ角度で光取り出し面１０３ａに
向かって進行する光１０９は、光取り出し面１０３ａが
凹凸を有するために、該表面１０３ａに対する光１０９
の入射角が前記臨界角より深くなり、外部に取り出され
ることとなる。
【００１２】即ち、光取り出し面１０３ａ表面が平坦で
あれば取り出すことができない光１０８を、光取り出し
面１０３ａ表面に凹凸を設けることにより取り出すこと
ができる、従ってＬＥＤ装置の外部への光取り出し効率
を高めることができるのである。
あれば取り出すことができない光１０８を、光取り出し
面１０３ａ表面に凹凸を設けることにより取り出すこと
ができる、従ってＬＥＤ装置の外部への光取り出し効率
を高めることができるのである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＧａＮ
系半導体各層１０２、１０３を結晶成長後に光取り出し
面であるｐ型ＧａＮ系半導体層表面１０３ａをエッチン
グする方法では、ＧａＮ系半導体のエッチング速度が遅
く、精密な加工が困難である、あるいは、エッチングに
よる結晶への加工損傷がＬＥＤ装置の表面略全域（１０
３ａ）に渡って導入されるため発光効率の低下を招く恐
れがある、等の課題があった。
系半導体各層１０２、１０３を結晶成長後に光取り出し
面であるｐ型ＧａＮ系半導体層表面１０３ａをエッチン
グする方法では、ＧａＮ系半導体のエッチング速度が遅
く、精密な加工が困難である、あるいは、エッチングに
よる結晶への加工損傷がＬＥＤ装置の表面略全域（１０
３ａ）に渡って導入されるため発光効率の低下を招く恐
れがある、等の課題があった。
【００１４】また、サファイア基板のＣ面からのオフ基
板上にＧａＮ系半導体各層を結晶成長することにより、
光取り出し面１０３ａに凹凸を形成する方法では、該凹
凸は結晶成長により自然に形成されるが、通常のＬＥＤ
にはμｍオーダーの結晶成長が必要であり、該結晶成長
過程のいかなる時点で凹凸が形成されるかが明らかでな
いので、その寸法を制御することが困難である。この結
果、外部への光取り出し効率が十分に向上できない可能
性があった。
板上にＧａＮ系半導体各層を結晶成長することにより、
光取り出し面１０３ａに凹凸を形成する方法では、該凹
凸は結晶成長により自然に形成されるが、通常のＬＥＤ
にはμｍオーダーの結晶成長が必要であり、該結晶成長
過程のいかなる時点で凹凸が形成されるかが明らかでな
いので、その寸法を制御することが困難である。この結
果、外部への光取り出し効率が十分に向上できない可能
性があった。
【００１５】本発明は、上述の問題点を鑑み成されたも
のであり、外部への光取り出し効率が高く、且つ、制御
性良く容易に製造可能な発光装置を提供することを目的
とする。
のであり、外部への光取り出し効率が高く、且つ、制御
性良く容易に製造可能な発光装置を提供することを目的
とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の発光装置は、発
光層で発生した光を光取り出し面を通して外部へ放射さ
せる発光装置であって、前記光取り出し面上に、光散乱
層を備えることを特徴としており、前記光散乱層が絶縁
性を有することを特徴としている。
光層で発生した光を光取り出し面を通して外部へ放射さ
せる発光装置であって、前記光取り出し面上に、光散乱
層を備えることを特徴としており、前記光散乱層が絶縁
性を有することを特徴としている。
【００１７】また、前記光散乱層が凹凸表面を有するこ
とを特徴としている。
とを特徴としている。
【００１８】この時、本発明の前記光散乱層は、前記光
取り出し面上に島状に設けられた複数個の凸領域と、該
複数個の凸領域の表面を覆って前記光取り出し面上に備
えられた薄膜層と、からなること、前記凸領域がＭｇＡ
ｌ2Ｏ4からなることを特徴としている。
取り出し面上に島状に設けられた複数個の凸領域と、該
複数個の凸領域の表面を覆って前記光取り出し面上に備
えられた薄膜層と、からなること、前記凸領域がＭｇＡ
ｌ2Ｏ4からなることを特徴としている。
【００１９】さらには、前記凹凸の幅及び段差が、前記
発光層で発生する光の波長を前記光散乱層の屈折率の平
方根で除した値に等しいか、あるいは大きいことを特徴
としている。
発光層で発生する光の波長を前記光散乱層の屈折率の平
方根で除した値に等しいか、あるいは大きいことを特徴
としている。
【００２０】加えて，本発明は、前記発光層が、ガリウ
ム（Ｇａ）と窒素（Ｎ）を含む窒化ガリウム（ＧａＮ）
系半導体からなることを特徴としている。
ム（Ｇａ）と窒素（Ｎ）を含む窒化ガリウム（ＧａＮ）
系半導体からなることを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】［参考形態１］
図１は、第１の参考形態に係わるＧａＮ系半導体からな
るＬＥＤ発光装置の模式断面図である。
るＬＥＤ発光装置の模式断面図である。
【００２２】図１中、１はサファイア基板、２は基板１
上に形成された層厚３μｍのｎ型ＧａＮ層、３はｎ型Ｇ
ａＮ層２上に形成された層厚０．２μｍのｐ型ＧａＮ
層、４はｎ型ＧａＮ層２が露出するように、ｐ型ＧａＮ
層３からｎ型ＧａＮ層２の層中の所定位置に至って除去
されてなるｎ型側電極形成領域、及び、５は前記除去に
より同時に形成されるｐ型電極形成領域である。
上に形成された層厚３μｍのｎ型ＧａＮ層、３はｎ型Ｇ
ａＮ層２上に形成された層厚０．２μｍのｐ型ＧａＮ
層、４はｎ型ＧａＮ層２が露出するように、ｐ型ＧａＮ
層３からｎ型ＧａＮ層２の層中の所定位置に至って除去
されてなるｎ型側電極形成領域、及び、５は前記除去に
より同時に形成されるｐ型電極形成領域である。
【００２３】ここで、ｎ型及びｐ型ＧａＮ層２及び３が
本発光装置の発光層に対応し、ｐ型側電極形成領域５か
らｎ型電極形成領域４に至る領域が光取り出し面６とな
る。
本発光装置の発光層に対応し、ｐ型側電極形成領域５か
らｎ型電極形成領域４に至る領域が光取り出し面６とな
る。
【００２４】７はｎ型側電極形成領域４上に形成された
Ｔｉからなるｎ型側電極、８はｐ型側電極形成領域５上
に形成されたＡｕとＮｉからなるｐ型側電極である。
Ｔｉからなるｎ型側電極、８はｐ型側電極形成領域５上
に形成されたＡｕとＮｉからなるｐ型側電極である。
【００２５】９は光取り出し面６の略全域に形成された
二酸化珪素（ＳｉＯ2）からなる光散乱層であり、本参
考形態にあっては該光散乱層が、幅及び段差がそれぞれ
約０．３μｍの凹凸表面を有している。
二酸化珪素（ＳｉＯ2）からなる光散乱層であり、本参
考形態にあっては該光散乱層が、幅及び段差がそれぞれ
約０．３μｍの凹凸表面を有している。
【００２６】尚、本参考形態にあっては上記光散乱層９
をｎ型側電極７及びｐ型側電極８に跨って形成している
ので、これら両電極７及び８間の短絡を防止するために
光散乱層９をＳｉＯ2の絶縁膜から構成しているが、片
側の電極上にのみ形成する場合にあっては光散乱層９を
特に絶縁膜から構成する必要はなく、透光性を有する材
料から構成すればよい。
をｎ型側電極７及びｐ型側電極８に跨って形成している
ので、これら両電極７及び８間の短絡を防止するために
光散乱層９をＳｉＯ2の絶縁膜から構成しているが、片
側の電極上にのみ形成する場合にあっては光散乱層９を
特に絶縁膜から構成する必要はなく、透光性を有する材
料から構成すればよい。
【００２７】斯る発光装置の一製造工程を図２を用いて
簡単に説明する。尚、図１と同じ部分は、同一の符号を
付す。
簡単に説明する。尚、図１と同じ部分は、同一の符号を
付す。
【００２８】まず、図２（ａ）に示す第１工程では、サ
ファイア基板１上全面に成長温度１０００℃にてＭＯＣ
ＶＤ（有機金属気相堆積）法により、層厚３μｍのｎ型
ＧａＮ層２、層厚０．２μｍのｐ型ＧａＮ層３をこの順
序で結晶成長する。ここで、ｎ型及びｐ型ド−パントに
は、それぞれ、Ｓｉ及びＭｇを用いる。
ファイア基板１上全面に成長温度１０００℃にてＭＯＣ
ＶＤ（有機金属気相堆積）法により、層厚３μｍのｎ型
ＧａＮ層２、層厚０．２μｍのｐ型ＧａＮ層３をこの順
序で結晶成長する。ここで、ｎ型及びｐ型ド−パントに
は、それぞれ、Ｓｉ及びＭｇを用いる。
【００２９】次に、図２（ｂ）に示す第２工程では、フ
ォトリソグラフィ−によりｐ型ＧａＮ層３上の所望の領
域をｐ型側電極形成領域５として残して、Ｃｌ2（塩
素）を反応性ガスとして用いて、ＲＩＢＥ（反応性イオ
ンビ−ムエッチング）法により、前記ｐ型ＧａＮ層３と
ｎ型ＧａＮ層２の層厚約２μｍを除去し、ｎ型側電極形
成領域４を形成し、続いて、ｐ型ＧａＮ層１６のキャリ
アを活性化するために、窒素ガス雰囲気中７００℃にて
熱処理を行う。
ォトリソグラフィ−によりｐ型ＧａＮ層３上の所望の領
域をｐ型側電極形成領域５として残して、Ｃｌ2（塩
素）を反応性ガスとして用いて、ＲＩＢＥ（反応性イオ
ンビ−ムエッチング）法により、前記ｐ型ＧａＮ層３と
ｎ型ＧａＮ層２の層厚約２μｍを除去し、ｎ型側電極形
成領域４を形成し、続いて、ｐ型ＧａＮ層１６のキャリ
アを活性化するために、窒素ガス雰囲気中７００℃にて
熱処理を行う。
【００３０】次に、図２（ｃ）に示す第３工程では、ｎ
型側電極形成領域４上にＴｉからなるｎ型側電極７、ｐ
型側電極形成領域５上にＡｕとＮｉからなるｐ型側電極
８を真空蒸着にて形成する。
型側電極形成領域４上にＴｉからなるｎ型側電極７、ｐ
型側電極形成領域５上にＡｕとＮｉからなるｐ型側電極
８を真空蒸着にて形成する。
【００３１】更に、図２（ｄ）に示す第４工程では、前
記構造の表面全域に層厚０．６μｍのＳｉＯ2からなる
絶縁膜９ａを真空蒸着する。
記構造の表面全域に層厚０．６μｍのＳｉＯ2からなる
絶縁膜９ａを真空蒸着する。
【００３２】その後、図２（ｅ）に示す第５工程では、
前記絶縁膜９ａ表面に、干渉露光法を用いたフォトリソ
グラフィ−と、フッ酸系のエッチャントを用いたウェッ
トエッチングにより、幅及び段差がそれぞれ約０．３μ
ｍの凹凸を形成することにより、凹凸表面を有する光散
乱層９を作製する。
前記絶縁膜９ａ表面に、干渉露光法を用いたフォトリソ
グラフィ−と、フッ酸系のエッチャントを用いたウェッ
トエッチングにより、幅及び段差がそれぞれ約０．３μ
ｍの凹凸を形成することにより、凹凸表面を有する光散
乱層９を作製する。
【００３３】最後に、第６工程では、ｎ型側、ｐ型側電
極７、８上方の前記光散乱層９の一部を、フォトリソグ
ラフィ−とフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエ
ッチングにより、電極へのコンタクト用に除去して、図
１に示すＬＥＤ発光装置が得られる。
極７、８上方の前記光散乱層９の一部を、フォトリソグ
ラフィ−とフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエ
ッチングにより、電極へのコンタクト用に除去して、図
１に示すＬＥＤ発光装置が得られる。
【００３４】本参考形態の発光装置は、通常のＬＥＤ装
置と全く同様にして、前記電極７、８間の順方向に電圧
を印加することにより、ｎ型ＧａＮ層２とｐ型ＧａＮ層
３との界面（ｐｎ接合界面）近傍で光が発生する。
置と全く同様にして、前記電極７、８間の順方向に電圧
を印加することにより、ｎ型ＧａＮ層２とｐ型ＧａＮ層
３との界面（ｐｎ接合界面）近傍で光が発生する。
【００３５】ここで上述のように、光散乱層９を有さな
い通常の発光装置では、前記ｐｎ接合界面近傍で発生し
た光の内、光取り出し面６に対して臨界角より浅い角度
で入射した光は、光取り出し面６で発光装置内部方向へ
反射されるため、外部へ取り出すことができない。これ
に対し、本参考形態の発光装置は凹凸表面を有する光散
乱層９を備えるので、前記通常の発光装置では臨界角よ
り浅い角度で入射するはずの光が、臨界角より深い角度
で入射するようになり、外部へ取り出されることとな
る。この結果、本発光装置では、外部への光取り出し効
率を向上することができる。
い通常の発光装置では、前記ｐｎ接合界面近傍で発生し
た光の内、光取り出し面６に対して臨界角より浅い角度
で入射した光は、光取り出し面６で発光装置内部方向へ
反射されるため、外部へ取り出すことができない。これ
に対し、本参考形態の発光装置は凹凸表面を有する光散
乱層９を備えるので、前記通常の発光装置では臨界角よ
り浅い角度で入射するはずの光が、臨界角より深い角度
で入射するようになり、外部へ取り出されることとな
る。この結果、本発光装置では、外部への光取り出し効
率を向上することができる。
【００３６】また、本参考形態の発光装置が備える光散
乱層９は、ＳｉＯ2からなるのでＧａＮ系半導体に比し
て、エッチング加工が容易であり、凹凸表面を短時間で
制御性良く形成できる。従って、本発明により、寸法精
度の優れた凹凸表面を有する光散乱層９を備えた発光装
置を容易に製造できる。
乱層９は、ＳｉＯ2からなるのでＧａＮ系半導体に比し
て、エッチング加工が容易であり、凹凸表面を短時間で
制御性良く形成できる。従って、本発明により、寸法精
度の優れた凹凸表面を有する光散乱層９を備えた発光装
置を容易に製造できる。
【００３７】更に、前記凹凸表面は、ＧａＮ半導体層３
の表面ではなく、光散乱層９表面に形成するので、Ｇａ
Ｎ層２、３に加工損傷を導入することがなく、従って、
本発光装置の発光効率が低下することがない。
の表面ではなく、光散乱層９表面に形成するので、Ｇａ
Ｎ層２、３に加工損傷を導入することがなく、従って、
本発光装置の発光効率が低下することがない。
【００３８】加えて、本参考形態の発光装置は、ＧａＮ
層２、３表面が、ｎ型側、ｐ型側電極７、８、及び光散
乱層９により完全に覆われているので、大気にされるこ
とに因る酸化を防止でき、発光装置の特性が安定化され
る効果も得られる。
層２、３表面が、ｎ型側、ｐ型側電極７、８、及び光散
乱層９により完全に覆われているので、大気にされるこ
とに因る酸化を防止でき、発光装置の特性が安定化され
る効果も得られる。
【００３９】尚、前記光散乱層９による外部への光取り
出し効率向上効果をより高めるためには、前記光散乱層
９が有する凹凸の幅（ｔ1）及び段差（ｔ2）が、ＬＥＤ
装置の発光波長λ及び光散乱層９の屈折率ｎに対して、
数１を満足することが好ましい。
出し効率向上効果をより高めるためには、前記光散乱層
９が有する凹凸の幅（ｔ1）及び段差（ｔ2）が、ＬＥＤ
装置の発光波長λ及び光散乱層９の屈折率ｎに対して、
数１を満足することが好ましい。
【００４０】
【数１】
【００４１】本参考形態においては、λが０．３６μ
ｍ、ｎが１．４５であるので、ｔ1及びｔ2は前記式より
０．３μｍと算出されるので、前記光散乱層９が有する
凹凸の幅及び段差を０．３μｍとした。
ｍ、ｎが１．４５であるので、ｔ1及びｔ2は前記式より
０．３μｍと算出されるので、前記光散乱層９が有する
凹凸の幅及び段差を０．３μｍとした。
【００４２】また、本参考形態では光散乱層９に、Ｓｉ
Ｏ2を用いたが、窒化珪素等の他の絶縁物を用いても良
い。
Ｏ2を用いたが、窒化珪素等の他の絶縁物を用いても良
い。
【００４３】更に、上述では、ＬＥＤ発光装置について
説明したが、面発光レーザ等の他の発光装置においても
適宜用いることができ、また、ＧａＮ系半導体以外の材
料からなるものに限らず、発光装置全般に用いることが
できる。
説明したが、面発光レーザ等の他の発光装置においても
適宜用いることができ、また、ＧａＮ系半導体以外の材
料からなるものに限らず、発光装置全般に用いることが
できる。
【００４４】［参考形態２］
図３は、第２の参考形態に係わるＧａＮ系半導体からな
るＬＥＤ発光装置の模式断面図である。尚、本参考形態
が図１に示した参考形態１と異なるのは、光散乱層の形
状、及びその形成方法のみであるので、図１と同じ部分
には同一の符号を付して説明を割愛する。
るＬＥＤ発光装置の模式断面図である。尚、本参考形態
が図１に示した参考形態１と異なるのは、光散乱層の形
状、及びその形成方法のみであるので、図１と同じ部分
には同一の符号を付して説明を割愛する。
【００４５】図３中、１１がＳｉＯ2からなる光散乱層
であり、該光散乱層１１は光取り出し面６上に形成され
た直径約０．３μｍの略球状をした球状部１１ａと膜厚
約０．１５μｍの薄膜部１１ｂにより構成されており、
上記球状部１１ａの一部が光散乱層１１の凸部を構成し
ている。
であり、該光散乱層１１は光取り出し面６上に形成され
た直径約０．３μｍの略球状をした球状部１１ａと膜厚
約０．１５μｍの薄膜部１１ｂにより構成されており、
上記球状部１１ａの一部が光散乱層１１の凸部を構成し
ている。
【００４６】欺る発光装置の一製造工程を簡単に説明す
る。
る。
【００４７】本参考形態の発光装置の第１〜３工程で
は、参考形態１で説明した一製造工程の第１〜３工程
（図２（ａ）〜（ｃ））と同様の工程を行う。
は、参考形態１で説明した一製造工程の第１〜３工程
（図２（ａ）〜（ｃ））と同様の工程を行う。
【００４８】次に、第４工程では、光取り出し面６上、
及び、該面６上の一部に形成されたｎ型側、ｐ型側電極
７、８の表面全域に、ＳｉＯ2系被膜形成用塗布液（東
京応化工業社製ＯＣＤ）中に粒径が約０．３μｍのＳｉ
Ｏ2からなる粒子を混合した溶液を、スピンコ−ト法に
て塗布する。
及び、該面６上の一部に形成されたｎ型側、ｐ型側電極
７、８の表面全域に、ＳｉＯ2系被膜形成用塗布液（東
京応化工業社製ＯＣＤ）中に粒径が約０．３μｍのＳｉ
Ｏ2からなる粒子を混合した溶液を、スピンコ−ト法に
て塗布する。
【００４９】その後、第５工程では、窒素ガス雰囲気中
４５０℃にて３０分間ベーキングを行い、前記溶液中の
溶媒を蒸発させることにより、直径約０．３μｍの略球
状をした球状部１１ａの略半分を凸部として有する光散
乱層１１を形成する。
４５０℃にて３０分間ベーキングを行い、前記溶液中の
溶媒を蒸発させることにより、直径約０．３μｍの略球
状をした球状部１１ａの略半分を凸部として有する光散
乱層１１を形成する。
【００５０】最後に、第６工程では、ｎ型側、ｐ型側電
極７、８上方の前記光散乱層１１の一部を、フォトリソ
グラフィ−とフッ酸系のエッチャントを用いたウェット
エッチングにより、電極へのコンタクト用に除去して、
図３に示す発光装置が得られる。
極７、８上方の前記光散乱層１１の一部を、フォトリソ
グラフィ−とフッ酸系のエッチャントを用いたウェット
エッチングにより、電極へのコンタクト用に除去して、
図３に示す発光装置が得られる。
【００５１】本参考形態の発光装置は、表面に凹凸表面
を有する光散乱層１１を備えるので、参考形態１の発光
装置と同様に、外部への光取り出し効率を向上すること
ができる。
を有する光散乱層１１を備えるので、参考形態１の発光
装置と同様に、外部への光取り出し効率を向上すること
ができる。
【００５２】また、ＧａＮ層２、３に加工損傷を導入す
ることがなく、本発光装置の発光効率を低下させること
がない。
ることがなく、本発光装置の発光効率を低下させること
がない。
【００５３】更に、ＧａＮ層２、３表面の酸化が防止さ
れるので、発光装置の特性が安定化される効果がある。
れるので、発光装置の特性が安定化される効果がある。
【００５４】また、本参考形態においては、粒径の揃っ
た粒子を含有する溶媒をスピンコート法により塗布し、
これをベーキングすることで光散乱層１１を形成するの
で、凹凸の寸法精度は良好である。これに加えて、凹凸
を形成するためにフォトリソグラフィ−とエッチング工
程を必要としないので、参考形態１の発光装置より更に
製造が簡略化される。
た粒子を含有する溶媒をスピンコート法により塗布し、
これをベーキングすることで光散乱層１１を形成するの
で、凹凸の寸法精度は良好である。これに加えて、凹凸
を形成するためにフォトリソグラフィ−とエッチング工
程を必要としないので、参考形態１の発光装置より更に
製造が簡略化される。
【００５５】尚、前記光散乱層１１による外部への光取
り出し効率向上効果をより高めるためには、前記光散乱
層１１が有する凹凸の幅（ｔ1）及び段差（ｔ2）が、Ｌ
ＥＤ装置の発光波長λ及び光散乱層９の屈折率ｎに対し
て、前述の参考形態１と同様数１を満足することが好ま
しい。
り出し効率向上効果をより高めるためには、前記光散乱
層１１が有する凹凸の幅（ｔ1）及び段差（ｔ2）が、Ｌ
ＥＤ装置の発光波長λ及び光散乱層９の屈折率ｎに対し
て、前述の参考形態１と同様数１を満足することが好ま
しい。
【００５６】また、本参考形態では光散乱層１１の形成
にＳｉＯ2系被膜形成用塗布液を用いたが、ポリイミド
系樹脂等の他の材料からなる被膜形成用塗布液を用いて
も良い。加えて、光散乱層１１の球状部１１ａを、Ｓｉ
Ｏ2からなる粒子としたが、例えば炭素（Ｃ）等の他の
材料からなる粒子を用いても良い。
にＳｉＯ2系被膜形成用塗布液を用いたが、ポリイミド
系樹脂等の他の材料からなる被膜形成用塗布液を用いて
も良い。加えて、光散乱層１１の球状部１１ａを、Ｓｉ
Ｏ2からなる粒子としたが、例えば炭素（Ｃ）等の他の
材料からなる粒子を用いても良い。
【００５７】更に、上述では、ＬＥＤ発光装置について
説明したが、面発光レーザ等の他の発光装置に適宜用い
ることができる。
説明したが、面発光レーザ等の他の発光装置に適宜用い
ることができる。
【００５８】加えて、本参考形態は、ＧａＮ系半導体以
外の材料からなるものに限らず、他の発光装置に対して
も用いることができる。
外の材料からなるものに限らず、他の発光装置に対して
も用いることができる。
【００５９】［参考形態３］
図４は、第３の参考形態に係わるＧａＮ系半導体からな
るＬＥＤ発光装置の模式断面図である。尚、同図におい
て、図３に示した参考形態２と同じ部分には同一の符号
を付して説明を割愛する。
るＬＥＤ発光装置の模式断面図である。尚、同図におい
て、図３に示した参考形態２と同じ部分には同一の符号
を付して説明を割愛する。
【００６０】図４中、２１ａはＳｉＯ2からなる薄膜
層、２１ｂ…は該薄膜層２１ａ中に設けられた、当該薄
膜層２１ａとと異なる屈折率を有する複数の屈折領域で
あり、本実施形態にあってはダイヤモンドから構成され
ている。そして、前記絶縁層２１ａ及び屈折領域２１ｂ
…から光散乱層２１が構成されている。
層、２１ｂ…は該薄膜層２１ａ中に設けられた、当該薄
膜層２１ａとと異なる屈折率を有する複数の屈折領域で
あり、本実施形態にあってはダイヤモンドから構成され
ている。そして、前記絶縁層２１ａ及び屈折領域２１ｂ
…から光散乱層２１が構成されている。
【００６１】ここで、本参考形態にあっては前記屈折領
域２１ｂ…を略球状とし、その直径を約０．３μｍ、ま
た薄膜層２１ａの膜厚を約０．６μｍとしたので、屈折
領域２１ｂ…は薄膜層２１ａに埋没した形態となってい
る。
域２１ｂ…を略球状とし、その直径を約０．３μｍ、ま
た薄膜層２１ａの膜厚を約０．６μｍとしたので、屈折
領域２１ｂ…は薄膜層２１ａに埋没した形態となってい
る。
【００６２】欺る発光装置は、上述の参考形態２の一製
造工程の第４工程において、スピンコートを行う際のス
ピンナ−の回転速度を小さくする以外は、上記製造工程
と同様にして製造される。
造工程の第４工程において、スピンコートを行う際のス
ピンナ−の回転速度を小さくする以外は、上記製造工程
と同様にして製造される。
【００６３】次に、本参考形態の光散乱層２１により光
取り出し効率が向上するメカニズムを図５（ａ）を用い
て簡単に説明する。
取り出し効率が向上するメカニズムを図５（ａ）を用い
て簡単に説明する。
【００６４】薄膜層２１ａを構成するＳｉＯ2の屈折率
は１．４５であり、屈折領域２１ｂ…を構成するダイヤ
モンドの屈折率は約２．５とＳｉＯ2のそれより大き
い。従って、ｎ型ＧａＮ層２とｐ型ＧａＮ層３との界面
近傍で発生した光の内、光散乱層２１が無い場合には臨
界角より浅い角度で光取り出し面６に入射し、外部に取
り出すことができない光が、図５（ａ）に示すように屈
折領域２１ｂ…で屈折され光の進行方向が変わるため
に、外部へ取り出すことができるようになる。この結
果、ＬＥＤ装置の光取り出し効率が高まる。
は１．４５であり、屈折領域２１ｂ…を構成するダイヤ
モンドの屈折率は約２．５とＳｉＯ2のそれより大き
い。従って、ｎ型ＧａＮ層２とｐ型ＧａＮ層３との界面
近傍で発生した光の内、光散乱層２１が無い場合には臨
界角より浅い角度で光取り出し面６に入射し、外部に取
り出すことができない光が、図５（ａ）に示すように屈
折領域２１ｂ…で屈折され光の進行方向が変わるため
に、外部へ取り出すことができるようになる。この結
果、ＬＥＤ装置の光取り出し効率が高まる。
【００６５】また、前記屈折領域２１ｂ…の代わりにＡ
ｌ等の金属材料からなる複数の反射領域２１ｂ…を設け
てもよく、この場合には、図５（ｂ）に示すように、反
射領域２１ｂ…表面で光が反射することにより、光の進
行方向が変わる。この結果、光散乱層２１が無い場合に
は外部に取り出すことができない光が、光散乱層２１を
設けることにより外部へ取り出されるようになるので、
発光装置の光取り出し効率を向上することができる。
ｌ等の金属材料からなる複数の反射領域２１ｂ…を設け
てもよく、この場合には、図５（ｂ）に示すように、反
射領域２１ｂ…表面で光が反射することにより、光の進
行方向が変わる。この結果、光散乱層２１が無い場合に
は外部に取り出すことができない光が、光散乱層２１を
設けることにより外部へ取り出されるようになるので、
発光装置の光取り出し効率を向上することができる。
【００６６】以上のように、本発光装置では光取り出し
効率向上効果が得られる他に、ＧａＮ層２、３に加工損
傷を導入することがなく、発光装置の発光効率を低下さ
せることがない。
効率向上効果が得られる他に、ＧａＮ層２、３に加工損
傷を導入することがなく、発光装置の発光効率を低下さ
せることがない。
【００６７】更に、ＧａＮ層２、３表面の酸化が防止さ
れるので、発光装置の特性が安定化される効果がある。
れるので、発光装置の特性が安定化される効果がある。
【００６８】また、本参考形態においては、粒径の揃っ
た粒子を含有する溶媒をスピンコート法により塗布し、
これをベーキングすることで屈折領域或いは反射領域２
１ｂ…を有する光散乱層２１を形成するので、前記光取
り出し効率向上効果の再現性は良好である。これに加え
て、凹凸を形成するためにフォトリソグラフィ−とエッ
チング工程を必要としないので、参考形態１の発光装置
より更に製造が簡略化される。
た粒子を含有する溶媒をスピンコート法により塗布し、
これをベーキングすることで屈折領域或いは反射領域２
１ｂ…を有する光散乱層２１を形成するので、前記光取
り出し効率向上効果の再現性は良好である。これに加え
て、凹凸を形成するためにフォトリソグラフィ−とエッ
チング工程を必要としないので、参考形態１の発光装置
より更に製造が簡略化される。
【００６９】尚、前記光散乱層２１による外部への光取
り出し効率向上効果をより高めるためには、前記光散乱
層２１の屈折領域或いは反射領域２１ｂ…の直径ｔが、
発光装置の発光波長λ及び前記屈折領域２１ｂを構成す
る材料の屈折率ｎに対して前述の数１を満足することが
好ましいことは、上述と同様である。また、本参考形態
では光散乱層２１の形成にＳｉＯ2系被膜形成用塗布液
を用いたが、ポリイミド系樹脂等の他の材料からなる被
膜形成用塗布液を用いても良い。
り出し効率向上効果をより高めるためには、前記光散乱
層２１の屈折領域或いは反射領域２１ｂ…の直径ｔが、
発光装置の発光波長λ及び前記屈折領域２１ｂを構成す
る材料の屈折率ｎに対して前述の数１を満足することが
好ましいことは、上述と同様である。また、本参考形態
では光散乱層２１の形成にＳｉＯ2系被膜形成用塗布液
を用いたが、ポリイミド系樹脂等の他の材料からなる被
膜形成用塗布液を用いても良い。
【００７０】加えて、光散乱層２１の屈折領域２１ｂ…
を、ダイヤモンドからなる粒子としたが、サファイア
（Ａｌ2Ｏ3）等の他の材料からなる粒子を用いても良
い。但し、屈折領域２１ｂ…を構成する材料と薄膜層２
１ａを構成する材料との屈折率差は大きい方が好まし
い。また、屈折領域２１ｂ…は、固体材料ではなく空気
等の気体、或いは、真空であっても良い。
を、ダイヤモンドからなる粒子としたが、サファイア
（Ａｌ2Ｏ3）等の他の材料からなる粒子を用いても良
い。但し、屈折領域２１ｂ…を構成する材料と薄膜層２
１ａを構成する材料との屈折率差は大きい方が好まし
い。また、屈折領域２１ｂ…は、固体材料ではなく空気
等の気体、或いは、真空であっても良い。
【００７１】また、薄膜層２１ａの表面は、平坦面であ
っても良いが、凹凸表面を有するものであっても構わな
い。
っても良いが、凹凸表面を有するものであっても構わな
い。
【００７２】更に、本参考形態における薄膜層２１ａ
は、前述した通りｎ型側電極７とｐ型側電極８との短絡
を生じさせる恐れがなければ特に絶縁膜から構成する必
要はなく、透光性を有する材料から構成すれば良い。
は、前述した通りｎ型側電極７とｐ型側電極８との短絡
を生じさせる恐れがなければ特に絶縁膜から構成する必
要はなく、透光性を有する材料から構成すれば良い。
【００７３】加えて、上述では、ＬＥＤ発光装置につい
て説明したが、面発光レーザ等の他の発光装置に適宜用
いることができる。加えて、本参考形態は、ＧａＮ系半
導体を用いたものに限らず、他の発光装置に対しても用
いることができる。
て説明したが、面発光レーザ等の他の発光装置に適宜用
いることができる。加えて、本参考形態は、ＧａＮ系半
導体を用いたものに限らず、他の発光装置に対しても用
いることができる。
【００７４】［実施形態１］
図６は、第１の実施形態に係わるＧａＮ系半導体からな
るＬＥＤ発光装置の模式断面図である。尚、同図におい
て、図１に示した参考形態１と同じ部分には同一の符号
を付して説明を割愛する。
るＬＥＤ発光装置の模式断面図である。尚、同図におい
て、図１に示した参考形態１と同じ部分には同一の符号
を付して説明を割愛する。
【００７５】図６中、３１が表面に凹凸を有する光散乱
層であり、該光散乱層３１は光取り出し面６上に島状に
形成されたスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）からなる底面積約
０．１μｍ2、高さ約０．２μｍの複数の凸領域３２…
と、該凸領域３２…が埋め込まれるように該凸領域３２
…と光取り出し面６上全域に形成された膜厚０．３μｍ
のＳｉＯ2からなる薄膜層３３により構成されている。
層であり、該光散乱層３１は光取り出し面６上に島状に
形成されたスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）からなる底面積約
０．１μｍ2、高さ約０．２μｍの複数の凸領域３２…
と、該凸領域３２…が埋め込まれるように該凸領域３２
…と光取り出し面６上全域に形成された膜厚０．３μｍ
のＳｉＯ2からなる薄膜層３３により構成されている。
【００７６】欺るＬＥＤ発光装置の一製造工程を簡単に
説明する。
説明する。
【００７７】本ＬＥＤ装置の第１〜３工程では、参考形
態１で説明した一製造工程の第１〜３工程（図２（ａ）
〜（ｃ））と同様の工程を行う。
態１で説明した一製造工程の第１〜３工程（図２（ａ）
〜（ｃ））と同様の工程を行う。
【００７８】次に、第４工程では、光取り出し面６上、
及び、該面６上の一部に形成されたｎ型側、ｐ型側電極
７、８の表面全域に、成長温度９００℃にて、原料とし
て塩化水素（ＨＣｌ）ガス輸送のアルミニウム（Ａ
ｌ）、水素（Ｈ2）ガス輸送の塩化マグネシウム（Ｍｇ
Ｃｌ2）、及び二酸化炭素（ＣＯ2）を用いた気相エピタ
キシャル法により、ＭｇＡｌ2Ｏ4を成長する。この方法
では、ＭｇＡｌ2Ｏ4が島状に成長し、底面積約０．１μ
ｍ2、高さ約０．２μｍのＭｇＡｌ2Ｏ4からなる複数の
凸領域３２…が形成される。
及び、該面６上の一部に形成されたｎ型側、ｐ型側電極
７、８の表面全域に、成長温度９００℃にて、原料とし
て塩化水素（ＨＣｌ）ガス輸送のアルミニウム（Ａ
ｌ）、水素（Ｈ2）ガス輸送の塩化マグネシウム（Ｍｇ
Ｃｌ2）、及び二酸化炭素（ＣＯ2）を用いた気相エピタ
キシャル法により、ＭｇＡｌ2Ｏ4を成長する。この方法
では、ＭｇＡｌ2Ｏ4が島状に成長し、底面積約０．１μ
ｍ2、高さ約０．２μｍのＭｇＡｌ2Ｏ4からなる複数の
凸領域３２…が形成される。
【００７９】その後、第５工程では、前記凸領域３２…
が埋め込まれるように、光取り出し面６上、及び、該面
６上の一部に形成されたｎ型側、ｐ型側電極７、８、更
には前記複数の凸領域３２…の表面全域に、膜厚０．３
μｍのＳｉＯ2からなる薄膜層３３を真空蒸着すること
によって、表面に凹凸を有する光散乱層３１を形成す
る。
が埋め込まれるように、光取り出し面６上、及び、該面
６上の一部に形成されたｎ型側、ｐ型側電極７、８、更
には前記複数の凸領域３２…の表面全域に、膜厚０．３
μｍのＳｉＯ2からなる薄膜層３３を真空蒸着すること
によって、表面に凹凸を有する光散乱層３１を形成す
る。
【００８０】最後に、第６工程では、ｎ型側、ｐ型側電
極７、８上方の前記光散乱層３１の一部を、フォトリソ
グラフィ−とフッ酸系及び燐酸系のエッチャントを用い
たウェットエッチングにより、電極へのコンタクト用に
除去して、図６に示す発光装置が得られる。
極７、８上方の前記光散乱層３１の一部を、フォトリソ
グラフィ−とフッ酸系及び燐酸系のエッチャントを用い
たウェットエッチングにより、電極へのコンタクト用に
除去して、図６に示す発光装置が得られる。
【００８１】本実施形態の発光装置は、表面に凹凸を有
する光散乱層３１を備えるので、実施形態１、２、及び
３と同様に、外部への光取り出し効率を向上することが
できる。
する光散乱層３１を備えるので、実施形態１、２、及び
３と同様に、外部への光取り出し効率を向上することが
できる。
【００８２】また、ＧａＮ層２、３に加工損傷を導入す
ることがなく、本発光装置の発光効率を低下させること
がない。
ることがなく、本発光装置の発光効率を低下させること
がない。
【００８３】更に、ＧａＮ層２、３表面の酸化が防止さ
れるので、発光装置の特性が安定化される効果がある。
れるので、発光装置の特性が安定化される効果がある。
【００８４】また、本実施形態においては、ＭｇＡｌ2
Ｏ4からなる複数の凸領域３２…の寸法を成長温度と成
長時間で制御できるので、寸法の揃った凸領域３２…を
形成できる。更に、これらの凸領域３２…形成後に、光
取り出し面６上、該面６上の一部に形成されたｎ型側、
ｐ型側電極７、８、及び前記複数の凸領域３２…の表面
全域に、薄膜層３３を形成して、表面に凹凸を有する光
散乱層３１が得られるが、薄膜層３３は真空蒸着により
形成するので、その膜厚制御性は良好である。従って、
前記凹凸の寸法精度は良好である。
Ｏ4からなる複数の凸領域３２…の寸法を成長温度と成
長時間で制御できるので、寸法の揃った凸領域３２…を
形成できる。更に、これらの凸領域３２…形成後に、光
取り出し面６上、該面６上の一部に形成されたｎ型側、
ｐ型側電極７、８、及び前記複数の凸領域３２…の表面
全域に、薄膜層３３を形成して、表面に凹凸を有する光
散乱層３１が得られるが、薄膜層３３は真空蒸着により
形成するので、その膜厚制御性は良好である。従って、
前記凹凸の寸法精度は良好である。
【００８５】但し、前記凹凸の寸法精度に関しては、参
考形態１がより高い。一方、ＬＥＤ発光装置製造の容易
さに関しては、本実施形態では凹凸を形成するためにフ
ォトリソグラフィ−とエッチング工程を必要としないの
で、参考形態１の発光装置より更に製造が簡略化され
る。
考形態１がより高い。一方、ＬＥＤ発光装置製造の容易
さに関しては、本実施形態では凹凸を形成するためにフ
ォトリソグラフィ−とエッチング工程を必要としないの
で、参考形態１の発光装置より更に製造が簡略化され
る。
【００８６】尚、前記光散乱層３１による外部への光取
り出し効率向上効果をより高めるためには、参考形態
１、２、及び３と同様数１関係を満足することが好まし
い。
り出し効率向上効果をより高めるためには、参考形態
１、２、及び３と同様数１関係を満足することが好まし
い。
【００８７】また、本実施形態では光散乱層３１の表面
に凹凸を設けるために、ＭｇＡｌ2Ｏ4の島状成長を利用
したが、前記凸領域３２…には他の材料を用いても良
い。加えて、前記凸領域３２…を覆う膜３３にはＳｉＯ
2を用いたが、窒化珪素等の他の絶縁物を用いても良い
し、或いは絶縁物に限らず他の透光性材料を用いてもよ
い。
に凹凸を設けるために、ＭｇＡｌ2Ｏ4の島状成長を利用
したが、前記凸領域３２…には他の材料を用いても良
い。加えて、前記凸領域３２…を覆う膜３３にはＳｉＯ
2を用いたが、窒化珪素等の他の絶縁物を用いても良い
し、或いは絶縁物に限らず他の透光性材料を用いてもよ
い。
【００８８】更に、上述では、ＬＥＤ発光装置について
説明したが、面発光レーザ等の他の発光装置に適宜用い
ることができる。
説明したが、面発光レーザ等の他の発光装置に適宜用い
ることができる。
【００８９】加えて、本発明は、ＧａＮ系半導体以外の
材料からなる、或いは半導体材料を用いない発光装置に
ついても用いることができる。
材料からなる、或いは半導体材料を用いない発光装置に
ついても用いることができる。
【００９０】
【発明の効果】本発明の発光装置は、発光層で発生した
光を光取り出し面を通して外部へ放射させる発光装置で
あって、前記光取り出し面上に光散乱層を備えているの
で、従来は光取り出し面で発光装置内部方向へ反射さ
れ、外部へ取り出すことができなかった光を有効に外部
に取り出すことが可能となり、外部への光取り出し効率
が向上した発光装置を提供できる。
光を光取り出し面を通して外部へ放射させる発光装置で
あって、前記光取り出し面上に光散乱層を備えているの
で、従来は光取り出し面で発光装置内部方向へ反射さ
れ、外部へ取り出すことができなかった光を有効に外部
に取り出すことが可能となり、外部への光取り出し効率
が向上した発光装置を提供できる。
【図１】本発明の第１の参考形態に係わる発光装置の模
式断面図である。
式断面図である。
【図２】上記第１の参考形態に係わる発光装置の一製造
工程を示す工程別模式断面図である。
工程を示す工程別模式断面図である。
【図３】本発明の第２の参考形態に係わる発光装置の模
式断面図である。
式断面図である。
【図４】本発明の第３の参考形態に係わる発光装置の模
式断面図である。
式断面図である。
【図５】本発明の第３の参考形態において光取り出し効
率が高まるメカニズムを説明するための発光装置の模式
断面図である。
率が高まるメカニズムを説明するための発光装置の模式
断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係わる発光装置の模
式断面図である。
式断面図である。
【図７】光取り出し面における光の屈折、反射の様子を
示す装置動作時のＬＥＤ発光装置の模式断面図である。
示す装置動作時のＬＥＤ発光装置の模式断面図である。
２ ｎ型ＧａＮ層（発光層）
３ ｐ型ＧａＮ層（発光層）
４ ｎ型側電極形成領域
５ ｐ型側電極形成領域
６ 光取り出し面
９ 光散乱層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭56−71986（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−45628（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−291368（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−167478（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−312288（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−46864（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 33/00
Claims (5)
- 【請求項１】 発光層で発生した光を光取り出し面を通
して外部へ放射させる発光装置であって、前記光取り出
し面上に、凹凸表面を有する光散乱層を備え、前記光散
乱層は、前記光取り出し面上に島状に設けられた複数個
の凸領域と、該複数個の凸領域の表面を覆って前記光取
り出し面上に備えられた薄膜層と、からなることを特徴
とする発光装置。 - 【請求項２】 前記凸領域がＭｇＡｌ 2 Ｏ 4 からなること
を特徴とする請求項１記載の発光装置。 - 【請求項３】 前記光散乱層が絶縁性を有することを特
徴とする請求項１または２記載の発光装置。 - 【請求項４】 前記凹凸の幅及び段差が、前記発光層で
発生する光の波長を前記光散乱層の屈折率の平方根で除
した値に等しいか、あるいは大きいことを特徴とする請
求項１乃至３記載の発光装置。 - 【請求項５】 前記発光層は、ガリウム（Ｇａ）と窒素
（Ｎ）を含む窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体からなる
ことを特徴とする請求項１乃至４記載の発光装置。
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