JP5409707B2 - 半導体素子、半導体素子の製造方法、発光ダイオード、光電変換素子、太陽電池、照明装置、バックライトおよび表示装置 - Google Patents
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Description
棒状のコアと、
上記コアの外周面の少なくとも一部を覆うように配置された第1導電型の半導体シェルと、
上記第1導電型の半導体シェルの外周面の少なくとも一部を覆うように配置された第2導電型の半導体シェルと
を備え、
上記コアは、第1導電型の半導体コアであり、
上記半導体コアに導電性を与える不純物の濃度は、上記第1導電型の半導体シェルに導電性を与える不純物の濃度よりも大きくなっており、
上記半導体コアの抵抗率は、上記第1導電型の半導体シェルの抵抗率よりも小さいことを特徴としている。
棒状のコアと、
上記コアの外周面の少なくとも一部を覆うように配置された第1導電型の半導体シェルと、
上記第1導電型の半導体シェルの外周面の少なくとも一部を覆うように配置された第2導電型の半導体シェルと
を備え、
上記第1導電型の半導体シェルは、上記コアと異なる材質からなり、
上記第1導電型の半導体シェルの結晶欠陥密度が、上記コアの結晶欠陥密度よりも小さいことを特徴としている。
また、本発明の半導体素子は、
棒状のコアと、
上記コアの外周面の少なくとも一部を覆うように配置された第1導電型の半導体シェルと、
上記第1導電型の半導体シェルの外周面の少なくとも一部を覆うように配置された第2導電型の半導体シェルと
を備え、
上記第1導電型の半導体シェルは、上記コアと異なる材質からなり、
上記第1導電型の半導シェルを構成する材料と、上記コアを構成する材料とには、共通の元素が存在しておらず、
かつ、上記棒状のコアが、GaNであり、上記第1導電型の半導体シェルが、n型のシリコンであり、上記第2導電型の半導体シェルが、p型のシリコンであるか、
または、上記棒状のコアが、サファイアであり、上記第1導電型の半導体シェルが、n型のガリウムナイトライドであり、上記第2導電型の半導体シェルが、p型のガリウムナイトライであることを特徴としている。
本発明の半導体素子を備えることを特徴としている。
上記第1導電型の半導体シェルと、上記第2導電型の半導体シェルとの間に発光層を備える。
上記コアを構成する物質のバンドギャップは、上記発光層を構成する物質のバンドギャップよりも大きくなっている。
基板と、
上記基板上に配置された複数の上記半導体素子と、
上記半導体素子を電気的に接続する配線と
を備えている。
本発明の半導体素子を備えることを特徴としている。
基板上に棒状のコアを形成するコア形成工程と、
上記棒状のコアの外周面の少なくとも一部を第1導電型の半導体シェルで覆う第1のシェル形成工程と、
上記第1導電型のシェルの外周面の少なくとも一部を第2導電型の半導体シェルで覆う第2のシェル形成工程と
を備え、
上記コア形成工程は、基板上に形成されたコアを構成する物質の一部をエッチングすることを含むことを特徴としている。
上記コア工程の後、かつ、上記第1のシェル形成工程の前に、アニール処理を行なう。
上記コア形成工程の後であって、上記第1のシェル形成工程の前に、上記コア形成工程で形成されたコアの一部をウェットエッチングにより除去する。
上記コア形成工程は、基板上に棒状のコアを成長させる。
上記コア形成工程の後であって、上記第1のシェル形成工程の前に、上記コアを形成する温度よりも高温のアニール処理を行なう。
第1の基板上に複数の棒状のコアを形成するコア形成工程と、
上記複数の棒状のコアの外周面の少なくとも一部を、第1導電型の半導体シェルで覆う第1のシェル形成工程と、
上記第1導電型の半導体シェルの外周面の少なくとも一部を、第2導電型の半導体シェルで覆う第2のシェル形成工程と、
上記各棒状のコアと、その各コアを覆っている上記第1導電型の半導体シェルと、その各コアを覆っている上記第1導電型の半導体シェルを覆っている上記第2導電型の半導体シェルとの一体構造を、上記棒状のコア毎に上記第1の基板から切り離して、複数の半導体素子を取り出す半導体素子切り離し工程と、
複数の上記半導体素子を第2の基板上に配置する半導体素子配列工程と
を備えることを特徴としている。
図1は、本発明の第1実施形態の細長い棒状の形状を有する半導体素子10の中心軸を含む長手方向の断面図であり、図2は、その半導体素子10の径方向の断面図である。
図3は、本発明の第2実施形態の半導体素子20の長手方向の断面図である。
図4は、本発明の第3実施形態の半導体素子30の長手方向の断面図である。
図5は、本発明の第4実施形態の半導体素子40の長手方向の断面図である。
図18は、本発明の第5実施形態の半導体素子50の長手方向の断面図である。
図24は、本発明の第6実施形態の太陽電池の断面図である。
図29は、本発明の第7実施形態の発光ダイオードの断面図である。
図30は、本発明の第8実施形態の発光ダイオードの模式断面図である。
図40は、本発明の第9実施形態の照明装置の側面図である。また、図41は、上記照明装置に内蔵される発光装置を横から見た図であり、図42は、上記発光装置を上から見た図である。
図43は、本発明の第10実施形態のバックライトの平面図である。
図44は、本発明の第11実施形態の表示装置(LEDディスプレイ)の1画素の回路図である。
11,21,41,51,64,74,84,104,204,304 第1導電型の半導体コア
12,22,32,42,52,65,75,85,105,205,305 第1導電型の半導体シェル
13,23,33,43,53,67,87,106,206,306 第2導電型の半導体シェル
31 棒状のコア
44,54,66,86,210,310 発光層
61,71,81,101,201 サファイア基板
72 シリコン酸化膜
82,202 n型GaN層
100 太陽電池
102 n型シリコン層
103,203 シリコン酸化膜
107,207 透明電極
109 金属電極
170 ITO層
200,300,406,502 発光ダイオード
209 金属電極
311 ガラス基板
312 第1の電極
313 第2の電極
314 層間絶縁膜
315,316 金属配線
317 フォトレジスト
350 発光ダイオード素子
350A,350B 発光ダイオード素子
400 照明装置
404 発光装置
500 バックライト
Claims (17)
- 棒状のコアと、
上記コアの外周面の少なくとも一部を覆うように配置された第1導電型の半導体シェルと、
上記第1導電型の半導体シェルの外周面の少なくとも一部を覆うように配置された第2導電型の半導体シェルと
を備え、
上記コアは、第1導電型の半導体コアであり、
上記半導体コアに導電性を与える不純物の濃度は、上記第1導電型の半導体シェルに導電性を与える不純物の濃度よりも大きくなっており、
上記半導体コアの抵抗率は、上記第1導電型の半導体シェルの抵抗率よりも小さいことを特徴とする半導体素子。 - 棒状のコアと、
上記コアの外周面の少なくとも一部を覆うように配置された第1導電型の半導体シェルと、
上記第1導電型の半導体シェルの外周面の少なくとも一部を覆うように配置された第2導電型の半導体シェルと
を備え、
上記第1導電型の半導体シェルは、上記コアと異なる材質からなり、
上記第1導電型の半導体シェルの結晶欠陥密度が、上記コアの結晶欠陥密度よりも小さいことを特徴とする半導体素子。 - 棒状のコアと、
上記コアの外周面の少なくとも一部を覆うように配置された第1導電型の半導体シェルと、
上記第1導電型の半導体シェルの外周面の少なくとも一部を覆うように配置された第2導電型の半導体シェルと
を備え、
上記第1導電型の半導体シェルは、上記コアと異なる材質からなり、
上記第1導電型の半導シェルを構成する材料と、上記コアを構成する材料とには、共通の元素が存在しておらず、
かつ、上記棒状のコアが、GaNであり、上記第1導電型の半導体シェルが、n型のシリコンであり、上記第2導電型の半導体シェルが、p型のシリコンであるか、
または、上記棒状のコアが、サファイアであり、上記第1導電型の半導体シェルが、n型のガリウムナイトライドであり、上記第2導電型の半導体シェルが、p型のガリウムナイトライであることを特徴とする半導体素子。 - 請求項1から3までのいずれか一項に記載の半導体素子を備えることを特徴とする発光ダイオード。
- 請求項4に記載の発光ダイオードにおいて、
上記第1導電型の半導体シェルと、上記第2導電型の半導体シェルとの間に発光層を備えることを特徴とする発光ダイオード。 - 請求項5に記載の発光ダイオードにおいて、
上記コアを構成する物質のバンドギャップは、上記発光層を構成する物質のバンドギャップよりも大きいことを特徴とする発光ダイオード。 - 請求項4から6までのいずれか一項に記載の発光ダイオードにおいて、
基板と、
上記基板上に配置された複数の上記半導体素子と、
上記半導体素子を電気的に接続する配線と
を備えることを特徴とする発光ダイオード。 - 請求項1から3までのいずれか一項に記載の半導体素子を備えることを特徴とする光電変換素子。
- 基板上に棒状のコアを形成するコア形成工程と、
上記棒状のコアの外周面の少なくとも一部を第1導電型の半導体シェルで覆う第1のシェル形成工程と、
上記第1導電型のシェルの外周面の少なくとも一部を第2導電型の半導体シェルで覆う第2のシェル形成工程と
を備え、
上記コア形成工程は、基板上に形成されたコアを構成する物質の一部をエッチングすることを含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 請求項9に記載の半導体素子の製造方法において、
上記コア形成工程の後、かつ、上記第1のシェル形成工程の前に、アニール処理を行なうことを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 請求項9または10に記載の半導体素子の製造方法において、
上記コア形成工程の後であって、上記第1のシェル形成工程の前に、上記コア形成工程で形成されたコアの一部をウェットエッチングにより除去することを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 請求項9から11までのいずれか一項に記載の半導体素子の製造方法において、
上記コア形成工程は、基板上に棒状のコアを成長させることを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 請求項9から12までのいずれか一項に記載の半導体素子の製造方法において、
上記コア形成工程の後であって、上記第1のシェル形成工程の前に、上記コアを形成する温度よりも高温のアニール処理を行なうことを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 請求項8に記載の光電変換素子を備えることを特徴とする太陽電池。
- 請求項4から7までのいずれか一項に記載の発光ダイオードを備えることを特徴とする照明装置。
- 請求項4から7までのいずれか一項に記載の発光ダイオードを備えることを特徴とするバックライト。
- 請求項4から7までのいずれか一項に記載の発光ダイオードを備えることを特徴とする表示装置。
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