JP5422712B2 - Bar-shaped structure light emitting device, backlight, illumination device and display device - Google Patents

Bar-shaped structure light emitting device, backlight, illumination device and display device Download PDF

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Description

この発明は、棒状構造発光素子、バックライト、照明装置および表示装置に関する。   The present invention relates to a rod-shaped structure light emitting element, a backlight, a lighting device, and a display device.

従来、棒状構造の発光素子としては、化合物半導体からなる棒状のコア部と、そのコア部を囲む化合物半導体からなる筒状のシェル部でヘテロ構造を形成したナノオーダーサイズのものがある(例えば、特開2008−235443号公報(特許文献1)参照)。この発光素子は、コア部自体が活性層となり、外周面から注入された電子および正孔がコア部内で再結合して発光する。   Conventionally, as a light emitting element having a rod-shaped structure, there is a nano-order size light-emitting element in which a heterostructure is formed by a rod-shaped core portion made of a compound semiconductor and a cylindrical shell portion made of a compound semiconductor surrounding the core portion (for example, JP, 2008-235443, A (patent documents 1) reference). In this light emitting device, the core part itself becomes an active layer, and electrons and holes injected from the outer peripheral surface recombine in the core part to emit light.

上記発光素子と同様の製造方法を用いて、n型半導体からなるコア部とp型半導体からなるシェル部とを有し、コア部の外周面とシェル部の内周面とのpn接合部で電子および正孔が再結合して発光する棒状構造発光素子を製造した場合、コア部が両端面しか露出していないため、コア部と電極との接続が困難であるという問題がある。   Using a manufacturing method similar to that of the light-emitting element, a pn junction between the outer peripheral surface of the core portion and the inner peripheral surface of the shell portion has a core portion made of an n-type semiconductor and a shell portion made of a p-type semiconductor. In the case of manufacturing a rod-shaped structure light emitting device that emits light by recombination of electrons and holes, there is a problem that it is difficult to connect the core portion and the electrode because only the both end surfaces are exposed.

特開2008−235443号公報JP 2008-235443 A

そこで、この発明の課題は、簡単な構成で電極接続が容易にできる発光効率の高い微細な棒状構造発光素子を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fine rod-shaped structure light emitting element with high light emission efficiency that can easily connect electrodes with a simple configuration.

また、この発明の課題は、上記棒状構造発光素子を用いることにより薄型化と軽量化が可能でかつ発光効率が高く省電力なバックライトを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a backlight which can be reduced in thickness and weight by using the light emitting element having a rod-like structure and has high luminous efficiency and power saving.

また、この発明の課題は、上記棒状構造発光素子を用いることにより薄型化と軽量化が可能でかつ発光効率が高く省電力な照明装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide an illuminating device that can be reduced in thickness and weight by using the light emitting element with a rod-like structure, has high luminous efficiency, and saves power.

また、この発明の課題は、上記棒状構造発光素子を用いることにより薄型化と軽量化が可能でかつ発光効率が高く省電力な表示装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a display device that can be reduced in thickness and weight by using the light emitting element with a rod-like structure, has high luminous efficiency, and saves power.

上記課題を解決するため、この発明の棒状構造発光素子は、
棒状の第1導電型の半導体コアと、
上記半導体コアを覆うように形成された第2導電型の半導体層と、
上記半導体層を覆うように、かつ、上記半導体コアと電気的に接続しないように形成された透明電極と
を備え、
上記半導体コアの一部の外周面が露出しており、
上記透明電極は、上記半導体コアの外周面の露出部分を覆わないように形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the rod-shaped structure light emitting device of the present invention is
A rod-shaped first conductive type semiconductor core;
A semiconductor layer of a second conductivity type formed so as to cover the semiconductor core;
A transparent electrode formed so as to cover the semiconductor layer and not to be electrically connected to the semiconductor core;
The outer peripheral surface of a part of the semiconductor core is exposed ,
The transparent electrode is formed so as not to cover an exposed portion of the outer peripheral surface of the semiconductor core .

上記構成によれば、棒状の第1導電型の半導体コアを覆うように、かつ、半導体コアの一部の外周面が露出するように第2導電型の半導体層を形成することによって、マイクロオーダーサイズやナノオーダーサイズの微細な棒状構造発光素子であっても、半導体コアの露出部分を一方の電極に接続し、半導体コアを覆う半導体層の部分に他方の電極を接続することが可能となる。この棒状構造発光素子は、半導体コアの露出部分に一方の電極を接続し、半導体層に他方の電極を接続して、半導体コアの外周面と半導体層の内周面とのpn接合部で電子と正孔の再結合が起きるように電極間に電流を流すことにより、pn接合部から光が放出される。この棒状構造発光素子では、半導体層で覆われた半導体コアの全周から光が放出されることにより発光領域が広くなるので、発光効率が高い。したがって、簡単な構成で電極接続が容易にできる発光効率の高い微細な棒状構造発光素子を実現できる。この棒状構造発光素子は、基板と一体でないので、装置への実装の自由度が高い。   According to the above configuration, the second conductive type semiconductor layer is formed so as to cover the rod-shaped first conductive type semiconductor core and to expose a part of the outer peripheral surface of the semiconductor core. Even in a fine rod-shaped structure light emitting device of size or nano-order size, it becomes possible to connect the exposed part of the semiconductor core to one electrode and connect the other electrode to the part of the semiconductor layer covering the semiconductor core . In this rod-shaped structure light emitting device, one electrode is connected to the exposed portion of the semiconductor core, the other electrode is connected to the semiconductor layer, and electrons are formed at the pn junction between the outer peripheral surface of the semiconductor core and the inner peripheral surface of the semiconductor layer. Light is emitted from the pn junction by passing a current between the electrodes so that recombination of the hole and the hole occurs. In this rod-shaped structure light emitting device, the light emitting region is widened by emitting light from the entire circumference of the semiconductor core covered with the semiconductor layer, so that the light emission efficiency is high. Therefore, it is possible to realize a fine rod-shaped light emitting element with high luminous efficiency that can be easily connected to an electrode with a simple configuration. Since this rod-shaped structure light emitting element is not integrated with the substrate, the degree of freedom of mounting on the device is high.

また、半導体層を覆うように透明電極を形成することによって、半導体層を透明電極を介して電極に接続することにより、電極接続部分に電流が集中して偏ることがなく、広い電流経路を形成して、素子全体を発光させることができ、発光効率がさらに向上する。   Also, by forming a transparent electrode so as to cover the semiconductor layer, the semiconductor layer is connected to the electrode via the transparent electrode, thereby forming a wide current path without current concentration and bias in the electrode connection portion. Thus, the entire device can emit light, and the light emission efficiency is further improved.

ここで、微細な棒状構造発光素子とは、例えば直径が1μmで長さ10μmのマイクロオーダーサイズや、直径または長さのうちの少なくとも直径が1μm未満のナノオーダーサイズの素子である。また、上記棒状構造発光素子は、使用する半導体の量を少なくでき、発光素子を用いた装置の薄型化と軽量化が可能でかつ発光効率が高く省電力なバックライト,照明装置および表示装置などを実現することができる。   Here, the fine rod-shaped structure light-emitting element is, for example, a micro-order size having a diameter of 1 μm and a length of 10 μm, or a nano-order size element having a diameter or length of less than 1 μm. In addition, the rod-shaped structure light emitting element can reduce the amount of semiconductor used, can reduce the thickness and weight of the device using the light emitting element, and has high luminous efficiency and low power consumption, a lighting device, a display device, and the like Can be realized.

また、一実施形態の棒状構造発光素子では、
上記半導体コアの一端側の外周面が露出している。
Moreover, in the rod-shaped structure light emitting device of one embodiment,
The outer peripheral surface of one end side of the semiconductor core is exposed.

上記実施形態によれば、半導体コアの一端側の外周面が露出していることによって、半導体コアの一端側の外周面の露出部分に一方の電極を接続し、半導体コアの他端側の半導体層に電極を接続することが可能となり、両端に電極を離して接続でき、半導体層に接続する電極と半導体コアの露出部分が短絡するのを容易に防止できる。   According to the embodiment, the outer peripheral surface on one end side of the semiconductor core is exposed, so that one electrode is connected to the exposed portion of the outer peripheral surface on one end side of the semiconductor core, and the semiconductor on the other end side of the semiconductor core is connected. Electrodes can be connected to the layers, and the electrodes can be connected to both ends separately, so that the electrodes connected to the semiconductor layer and the exposed portions of the semiconductor core can be easily prevented from being short-circuited.

また、一実施形態の棒状構造発光素子では、
上記半導体コアの他端側の端面を上記半導体層により覆っている。
Moreover, in the rod-shaped structure light emitting device of one embodiment,
The end surface of the other end side of the semiconductor core is covered with the semiconductor layer.

上記実施形態によれば、半導体コアの他端側の端面を半導体層により覆っていることにより、半導体コアの露出領域と反対の側の端面を覆う半導体層の部分に、半導体コアと短絡させることなく電極を容易に接続できる。これにより、微細な棒状構造発光素子の両端に電極を容易に接続することが可能となる。   According to the above-described embodiment, the semiconductor core is short-circuited to the portion of the semiconductor layer that covers the end surface on the side opposite to the exposed region of the semiconductor core by covering the end surface of the other end side of the semiconductor core with the semiconductor layer. Electrode can be connected easily. This makes it possible to easily connect the electrodes to both ends of the fine rod-shaped structure light emitting element.

また、一実施形態の棒状構造発光素子では、
上記半導体層は、上記半導体コアの外周面を覆う部分の径方向の厚さよりも上記半導体コアの他端側の端面を覆う部分の軸方向の厚さが厚い。
Moreover, in the rod-shaped structure light emitting device of one embodiment,
In the semiconductor layer, the axial thickness of the portion covering the end surface on the other end side of the semiconductor core is larger than the radial thickness of the portion covering the outer peripheral surface of the semiconductor core.

上記実施形態によれば、半導体コアの他端側の端面を覆う半導体層側に接続する電極を、半導体コアとオーバーラップさせずに半導体層に接続することが可能になるため、電極が発光領域を遮るのを防ぎ、半導体コアの側面全体の光の取り出し効率を向上できる。または、半導体コアの他端側の端面を覆う半導体層側に接続する電極が、半導体コアとオーバーラップした場合であっても、オーバーラップ量を低減することができるので、光の取り出し効率を向上できる。また、上記半導体層は、半導体コアの外周面を覆う部分の径方向の厚さよりも半導体コアの他端側の端面を覆う部分の軸方向の厚さが厚いため、半導体コアの他端側の端面を覆う半導体層の部分の抵抗が高くなり、半導体コアの他端側に発光が集中せず、半導体コアの側面領域の発光を強めることができると共に、半導体コアの他端側の端面を覆う半導体層の部分におけるリーク電流を抑制できる。   According to the above embodiment, the electrode connected to the semiconductor layer covering the end face on the other end side of the semiconductor core can be connected to the semiconductor layer without overlapping with the semiconductor core. Can be prevented, and the light extraction efficiency of the entire side surface of the semiconductor core can be improved. Or even if the electrode connected to the semiconductor layer that covers the end face of the other end of the semiconductor core overlaps the semiconductor core, the amount of overlap can be reduced, improving the light extraction efficiency it can. Further, the semiconductor layer has a thickness in the axial direction of a portion covering the end face on the other end side of the semiconductor core rather than a thickness in a radial direction of a portion covering the outer peripheral surface of the semiconductor core. The resistance of the portion of the semiconductor layer covering the end face is increased, the light emission is not concentrated on the other end side of the semiconductor core, the light emission in the side surface region of the semiconductor core can be enhanced, and the end face on the other end side of the semiconductor core is covered. Leakage current in the semiconductor layer portion can be suppressed.

また、一実施形態の棒状構造発光素子では、
上記半導体コアと上記半導体層との間に量子井戸層を形成した。
Moreover, in the rod-shaped structure light emitting device of one embodiment,
A quantum well layer was formed between the semiconductor core and the semiconductor layer.

上記実施形態によれば、半導体コアと半導体層との間に量子井戸層を形成することによって、量子井戸層の量子閉じ込め効果により発光効率をさらに向上できる。   According to the embodiment, by forming the quantum well layer between the semiconductor core and the semiconductor layer, the light emission efficiency can be further improved by the quantum confinement effect of the quantum well layer.

また、一実施形態の棒状構造発光素子では、
上記半導体コアの一端側の外周面が露出すると共に、
上記半導体コアの他端側の端面が上記半導体層により覆われており、
上記半導体コアと上記半導体層との間に形成された量子井戸層を備え、
上記量子井戸層は、上記半導体コアの外周面を覆う部分の径方向の厚さよりも上記半導体コアの他端側の端面を覆う部分の軸方向の厚さが厚い。
Moreover, in the rod-shaped structure light emitting device of one embodiment,
While the outer peripheral surface of one end side of the semiconductor core is exposed,
The end face on the other end side of the semiconductor core is covered with the semiconductor layer,
Comprising a quantum well layer formed between the semiconductor core and the semiconductor layer;
In the quantum well layer, the axial thickness of the portion covering the end face on the other end side of the semiconductor core is thicker than the radial thickness of the portion covering the outer peripheral surface of the semiconductor core.

上記実施形態によれば、半導体コアの他端側の端面を覆う半導体層側に接続する電極を、半導体コアとオーバーラップさせずに半導体層に接続することが可能になるため、電極が発光領域を遮るのを防ぎ、半導体コアの側面全体の光の取り出し効率を向上できる。または、半導体コアの他端側の端面を覆う半導体層側に接続する電極が、半導体コアとオーバーラップした場合であっても、オーバーラップ量を低減することができるので、光の取り出し効率を向上できる。また、上記量子井戸層は、半導体コアの外周面を覆う部分の径方向の厚さよりも半導体コアの他端側の端面を覆う部分の軸方向の厚さが厚いため、半導体コアの他端側の電界集中を緩和でき、耐圧向上ならびに発光素子の寿命を改善できると共に、半導体コアの他端側の端面を覆う量子井戸層の部分におけるリーク電流を抑制できる。   According to the above embodiment, the electrode connected to the semiconductor layer covering the end face on the other end side of the semiconductor core can be connected to the semiconductor layer without overlapping with the semiconductor core. Can be prevented, and the light extraction efficiency of the entire side surface of the semiconductor core can be improved. Or even if the electrode connected to the semiconductor layer that covers the end face of the other end of the semiconductor core overlaps the semiconductor core, the amount of overlap can be reduced, improving the light extraction efficiency it can. The quantum well layer has a thickness in the axial direction of a portion covering the end face on the other end side of the semiconductor core rather than a thickness in a radial direction of a portion covering the outer peripheral surface of the semiconductor core. The electric field concentration can be reduced, the breakdown voltage can be improved, the lifetime of the light emitting element can be improved, and the leakage current in the quantum well layer covering the end face on the other end side of the semiconductor core can be suppressed.

また、一実施形態の棒状構造発光素子では、
上記半導体コアはn型半導体からなると共に、
上記半導体層はp型半導体からなる。
Moreover, in the rod-shaped structure light emitting device of one embodiment,
The semiconductor core is made of an n-type semiconductor,
The semiconductor layer is made of a p-type semiconductor.

n型半導体からなる半導体コアの外周面と、p型半導体からなる半導体層の内周面との間のpn接合部が形成された構成では、p型半導体からなる半導体層が不純物濃度を上げにくく抵抗が大きいため、半導体層の一部に電極を接続した場合に電極接続部分に電流が集中して偏り、全体発光が阻害される。しかしながら、上記実施形態によれば、n型半導体からなる半導体コアを覆うようにp型半導体からなる半導体層を形成した棒状構造発光素子において、半導体層の略全体を覆うように透明電極を形成することによって、半導体層を透明電極を介して電極に接続することにより、電極接続部分に電流が集中して偏ることがなく、広い電流経路を形成して、素子全体を発光させることができ、発光効率がさらに向上する。   In a configuration in which a pn junction is formed between the outer peripheral surface of a semiconductor core made of an n-type semiconductor and the inner peripheral surface of a semiconductor layer made of a p-type semiconductor, the semiconductor layer made of a p-type semiconductor hardly raises the impurity concentration. Since the resistance is large, when an electrode is connected to a part of the semiconductor layer, the current is concentrated and biased at the electrode connection part, and the entire light emission is inhibited. However, according to the above embodiment, in the rod-shaped structure light emitting device in which the semiconductor layer made of the p-type semiconductor is formed so as to cover the semiconductor core made of the n-type semiconductor, the transparent electrode is formed so as to cover substantially the entire semiconductor layer. By connecting the semiconductor layer to the electrode through the transparent electrode, the current does not concentrate on the electrode connection portion and is not biased, and a wide current path can be formed, allowing the entire device to emit light. Efficiency is further improved.

また、この発明のバックライトでは、
上記のいずれか1つの棒状構造発光素子を備えたことを特徴とする。
In the backlight of the present invention,
Any one of the above rod-shaped structure light emitting elements is provided.

上記構成によれば、上記棒状構造発光素子を用いることによって、薄型化と軽量化が可能でかつ発光効率が高く省電力なバックライトを実現できる。   According to the above configuration, by using the rod-shaped structure light emitting element, it is possible to realize a backlight that can be reduced in thickness and weight, has high luminous efficiency, and saves power.

また、この発明の照明装置では、
上記のいずれか1つの棒状構造発光素子を備えたことを特徴とする。
In the lighting device of the present invention,
Any one of the above rod-shaped structure light emitting elements is provided.

上記構成によれば、上記棒状構造発光素子を用いることによって、薄型化と軽量化が可能でかつ発光効率が高く省電力な照明装置を実現できる。   According to the said structure, by using the said rod-shaped structure light emitting element, the illuminating device which can be reduced in thickness and weight, and is high in luminous efficiency and power saving is realizable.

また、この発明の表示装置では、
上記のいずれか1つの棒状構造発光素子を備えたことを特徴とする。
In the display device of the present invention,
Any one of the above rod-shaped structure light emitting elements is provided.

上記構成によれば、上記棒状構造発光素子を用いることによって、薄型化と軽量化が可能でかつ発光効率が高く省電力な表示装置を実現できる。   According to the above configuration, by using the light emitting element with a rod-like structure, a display device that can be reduced in thickness and weight and has high luminous efficiency and low power consumption can be realized.

以上より明らかなように、この発明の棒状構造発光素子によれば、簡単な構成で電極接続が容易にできる発光効率の高い微細な棒状構造発光素子を実現することができる。   As is apparent from the above, according to the rod-shaped structure light emitting device of the present invention, it is possible to realize a fine rod-shaped structure light emitting device with high luminous efficiency that can be easily connected to an electrode with a simple configuration.

また、この発明のバックライトによれば、薄型化と軽量化が可能でかつ発光効率が高く省電力なバックライトを実現することができる。   Further, according to the backlight of the present invention, it is possible to realize a backlight that can be reduced in thickness and weight, has high luminous efficiency, and saves power.

また、この発明の照明装置によれば、薄型化と軽量化が可能でかつ発光効率が高く省電力な照明装置を実現することができる。   Further, according to the lighting device of the present invention, it is possible to realize a lighting device that can be reduced in thickness and weight, has high luminous efficiency, and saves power.

また、この発明の表示装置によれば、薄型化と軽量化が可能でかつ発光効率が高く省電力な表示装置を実現することができる。   Further, according to the display device of the present invention, it is possible to realize a display device that can be reduced in thickness and weight, has high luminous efficiency, and saves power.

図1はこの発明の第1実施形態の棒状構造発光素子の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a rod-shaped structure light emitting device according to a first embodiment of the present invention. 図2はこの発明の第2実施形態の棒状構造発光素子の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a rod-shaped structure light emitting device according to a second embodiment of the present invention. 図3はこの発明の第3実施形態の棒状構造発光素子の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a rod-shaped structure light emitting device according to a third embodiment of the present invention. 図4はこの発明の第4実施形態の棒状構造発光素子の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a rod-shaped structure light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention. 図5は上記棒状構造発光素子の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of the rod-shaped structure light emitting device. 図6は上記棒状構造発光素子の電極接続を説明するための断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining electrode connection of the rod-shaped structure light emitting element. 図7は他の断面六角形の棒状の棒状構造発光素子の斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of another bar-shaped light emitting element having a hexagonal cross section. 図8は他の断面六角形の棒状の棒状構造発光素子の斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of another bar-shaped structure light-emitting element having a hexagonal cross section. 図9は他の断面六角形の棒状の棒状構造発光素子の斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of another bar-shaped light emitting element having a hexagonal cross section. 図10は他の断面六角形の棒状の棒状構造発光素子の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of another bar-shaped structure light-emitting element having a hexagonal cross section. 図11はこの発明の第5実施形態の棒状構造発光素子の断面図である。FIG. 11 is a sectional view of a rod-shaped structure light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention. 図12は上記棒状構造発光素子の要部の断面模式図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the main part of the rod-shaped structure light emitting device. 図13は比較例の棒状構造発光素子の要部の断面模式図である。FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a main part of a bar-shaped light emitting element of a comparative example. 図14はこの発明の第6実施形態の棒状構造発光素子の断面図である。FIG. 14 is a sectional view of a rod-shaped structure light emitting device according to the sixth embodiment of the present invention. 図15は上記棒状構造発光素子の要部の断面模式図である。FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of the main part of the rod-shaped structure light emitting device. 図16は比較例の棒状構造発光素子の要部の断面模式図である。FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of a main part of a bar-shaped light emitting element of a comparative example. 図17Aはこの発明の第7実施形態の棒状構造発光素子の製造方法の工程図である。FIG. 17A is a process diagram of a method for manufacturing a rod-shaped structured light emitting element according to the seventh embodiment of the present invention. 図17Bは図17Aに続く棒状構造発光素子の製造方法の工程図である。FIG. 17B is a process diagram of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element following FIG. 17A. 図17Cは図17Bに続く棒状構造発光素子の製造方法の工程図である。FIG. 17C is a process drawing of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element following FIG. 17B. 図17Dは図17Cに続く棒状構造発光素子の製造方法の工程図である。FIG. 17D is a process drawing of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element following FIG. 17C. 図17Eは図17Dに続く棒状構造発光素子の製造方法の工程図である。FIG. 17E is a process diagram of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element following FIG. 17D. 図18Aはこの発明の第8実施形態の棒状構造発光素子の製造方法の工程図である。FIG. 18A is a process drawing of the method for manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the eighth embodiment of the present invention. 図18Bは図18Aに続く棒状構造発光素子の製造方法の工程図である。FIG. 18B is a process diagram of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element following FIG. 18A. 図18Cは図18Bに続く棒状構造発光素子の製造方法の工程図である。FIG. 18C is a process diagram of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element following FIG. 18B. 図18Dは図18Cに続く棒状構造発光素子の製造方法の工程図である。FIG. 18D is a process diagram of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element following FIG. 18C. 図18Eは図18Dに続く棒状構造発光素子の製造方法の工程図である。FIG. 18E is a process drawing of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element following FIG. 18D. 図19Aはこの発明の第9実施形態の棒状構造発光素子の製造方法の工程図である。FIG. 19A is a process diagram of a method for manufacturing a rod-shaped structured light emitting element according to the ninth embodiment of the present invention. 図19Bは図19Aに続く棒状構造発光素子の製造方法の工程図である。FIG. 19B is a process diagram of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element following FIG. 19A. 図19Cは図19Bに続く棒状構造発光素子の製造方法の工程図である。FIG. 19C is a process diagram of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element following FIG. 19B. 図19Dは図19Cに続く棒状構造発光素子の製造方法の工程図である。FIG. 19D is a process diagram of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element following FIG. 19C. 図19Eは図19Dに続く棒状構造発光素子の製造方法の工程図である。FIG. 19E is a process drawing of the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element following FIG. 19D. 図20はこの発明の第10実施形態の棒状構造発光素子を備えたバックライト、照明装置および表示装置に用いる絶縁性基板の平面図である。FIG. 20 is a plan view of an insulating substrate used in a backlight, a lighting device, and a display device including a bar-shaped light emitting element according to the tenth embodiment of the present invention. 図21は図20のXXI−XXI線から見た断面模式図である。FIG. 21 is a schematic sectional view taken along line XXI-XXI in FIG. 図22は上記棒状構造発光素子を配列する原理を説明する図である。FIG. 22 is a diagram for explaining the principle of arranging the rod-shaped structure light emitting elements. 図23は上記棒状構造発光素子を配列するときに電極に与える電位を説明する図である。FIG. 23 is a diagram for explaining potentials applied to the electrodes when the rod-shaped structure light emitting elements are arranged. 図24は上記棒状構造発光素子を配列した絶縁性基板の平面図である。FIG. 24 is a plan view of an insulating substrate on which the rod-shaped structure light emitting elements are arranged. 図25は上記表示装置の平面図である。FIG. 25 is a plan view of the display device. 図26は上記表示装置の表示部の要部の回路図である。FIG. 26 is a circuit diagram of a main part of the display unit of the display device.

以下、この発明の棒状構造発光素子、バックライト、照明装置および表示装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、この実施の形態では、第1導電型をn型とし、第2導電型をp型としたが、第1導電型をp型とし、第2導電型をn型としてもよい。   Hereinafter, the rod-shaped structure light emitting element, backlight, illumination device, and display device of the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. In this embodiment, the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type. However, the first conductivity type may be p-type and the second conductivity type may be n-type.

〔第1実施形態〕
図1はこの発明の第1実施形態の棒状構造発光素子の斜視図を示している。この第1実施形態の棒状構造発光素子は、図1に示すように、断面ほぼ円形の棒状のn型GaNからなる半導体コア11と、上記半導体コア11の一部を覆うように形成されたp型GaNからなる半導体層12とを備えている。上記半導体コア11は、一端側の外周面が露出する露出部分11aが形成されている。また、半導体コア11の他端側の端面は、半導体層12に覆われている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view of a rod-shaped structure light emitting device according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the rod-shaped structure light emitting device of the first embodiment has a semiconductor core 11 made of a rod-shaped n-type GaN with a substantially circular cross section and a p formed so as to cover a part of the semiconductor core 11. And a semiconductor layer 12 made of type GaN. The semiconductor core 11 has an exposed portion 11a where the outer peripheral surface on one end side is exposed. Further, the end surface on the other end side of the semiconductor core 11 is covered with the semiconductor layer 12.

上記棒状構造発光素子は、次のように製造する。   The rod-shaped structure light emitting device is manufactured as follows.

まず、n型GaNからなる基板上に、成長穴を有するマスクを形成する。マスクには、酸化シリコン(SiO2)あるいは窒化シリコン(Si34)など半導体コア11および半導体層12に対して選択的にエッチング可能な材料を用いる。成長穴の形成は、通常の半導体プロセスに使用する公知のリソグラフィー法とドライエッチング法が利用できる。 First, a mask having a growth hole is formed on a substrate made of n-type GaN. For the mask, a material that can be selectively etched with respect to the semiconductor core 11 and the semiconductor layer 12 such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (Si 3 N 4 ) is used. The growth hole can be formed by a known lithography method and dry etching method used in a normal semiconductor process.

次に、マスクの成長穴により露出した基板上に、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:有機金属気相成長)装置を用いて、n型GaNを結晶成長させて棒状の半導体コア11を形成する。MOCVD装置の温度を950℃程度に設定し、成長ガスとしてトリメチルガリウム(TMG)およびアンモニア(NH3)を使用し、n型不純物供給用にシラン(SiH3)を、さらにキャリアガスとして水素(H3)を供給することによって、Siを不純物としたn型GaNの半導体コアを成長させることができる。この際、成長する半導体コア11の直径は、上記マスクの成長穴の径で決めることができる。 Next, using a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) apparatus, an n-type GaN crystal is grown on the substrate exposed by the growth hole of the mask to form the rod-shaped semiconductor core 11. The temperature of the MOCVD apparatus is set to about 950 ° C., trimethylgallium (TMG) and ammonia (NH 3 ) are used as growth gases, silane (SiH 3 ) is used for supplying n-type impurities, and hydrogen (H 3 ), an n-type GaN semiconductor core having Si as an impurity can be grown. At this time, the diameter of the semiconductor core 11 to be grown can be determined by the diameter of the growth hole of the mask.

次に、棒状の半導体コア11を覆うように基板全面にp型GaNからなる半導体層を形成する。MOCVD装置の温度を960℃程度に設定し、成長ガスとしてトリメチルガリウム(TMG)およびアンモニア(NH3)を、p型不純物供給用にビスシクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)を用いることによってマグネシウム(Mg)を不純物とするp型GaNを成長させることができる。 Next, a semiconductor layer made of p-type GaN is formed on the entire surface of the substrate so as to cover the rod-shaped semiconductor core 11. By setting the temperature of the MOCVD apparatus to about 960 ° C., using trimethylgallium (TMG) and ammonia (NH 3 ) as growth gases and biscyclopentadienylmagnesium (Cp 2 Mg) for supplying p-type impurities, It is possible to grow p-type GaN having (Mg) as an impurity.

次に、リフトオフにより半導体層のうち半導体コアを覆う部分を除く領域とマスクを除去して、棒状の半導体コア11の基板側の外周面を露出させて露出部分11aを形成する。この状態で、上記半導体コア11の基板と反対の側の端面は、半導体層12により覆われている。マスクが酸化シリコン(SiO2)あるいは窒化シリコン(Si34)で構成されている場合、フッ酸(HF)を含んだ溶液を用いることにより、容易に半導体コアおよび半導体コアを覆う半導体層部分に影響を与えずにマスクをエッチングすることができ、マスクとともにマスク上の半導体層(半導体層のうち半導体コアを覆う部分を除く領域)をリフトオフにより除去することができる。この実施形態においては、除去されたマスクの膜厚によって、半導体コア11の露出部分11aの長さが決まる。この実施形態の露出工程では、リフトオフを用いたがエッチングにより半導体コアの一部を露出させてもよい。 Next, the region excluding the portion of the semiconductor layer that covers the semiconductor core and the mask are removed by lift-off, and the outer peripheral surface of the rod-shaped semiconductor core 11 on the substrate side is exposed to form an exposed portion 11a. In this state, the end surface of the semiconductor core 11 opposite to the substrate is covered with the semiconductor layer 12. When the mask is made of silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (Si 3 N 4 ), a semiconductor core portion that easily covers the semiconductor core and the semiconductor core by using a solution containing hydrofluoric acid (HF) The mask can be etched without affecting the mask, and the semiconductor layer on the mask together with the mask (region excluding the portion of the semiconductor layer covering the semiconductor core) can be removed by lift-off. In this embodiment, the length of the exposed portion 11a of the semiconductor core 11 is determined by the thickness of the removed mask. In the exposure process of this embodiment, lift-off is used, but a part of the semiconductor core may be exposed by etching.

次に、イソプロピルアルコール(IPA)水溶液中に基板を浸し、超音波(例えば数10KHz)を用いて基板を基板平面に沿って振動させることにより、基板上に立設する半導体コア11の基板側に近い根元を折り曲げるように、半導体層12に覆われた半導体コア11に対して応力が働いて、半導体層12に覆われた半導体コア11が基板から切り離される。   Next, the substrate is immersed in an isopropyl alcohol (IPA) aqueous solution, and the substrate is vibrated along the plane of the substrate using ultrasonic waves (for example, several tens of kHz). Stress is applied to the semiconductor core 11 covered with the semiconductor layer 12 so that the close base is bent, and the semiconductor core 11 covered with the semiconductor layer 12 is separated from the substrate.

こうして、n型GaNからなる基板から切り離なされた微細な棒状構造発光素子を製造することができる。   In this way, a fine rod-shaped structure light emitting device separated from the substrate made of n-type GaN can be manufactured.

さらに、上記棒状構造発光素子は、半導体層12が半導体コア11の外周面から半径方向外向に結晶成長し、径方向の成長距離が短くかつ欠陥が外向に逃げるため、結晶欠陥の少ない半導体層12により半導体コア11を覆うことができる。したがって、特性の良好な棒状構造発光素子を実現することができる。   Furthermore, in the rod-shaped structure light emitting element, the semiconductor layer 12 grows crystal outward from the outer peripheral surface of the semiconductor core 11 in the radial direction, the radial growth distance is short, and the defects escape outward, so the semiconductor layer 12 with few crystal defects. Thus, the semiconductor core 11 can be covered. Therefore, it is possible to realize a rod-shaped structure light emitting device with good characteristics.

上記構成の棒状構造発光素子によれば、棒状のn型GaNからなる半導体コア11を覆うように、かつ、半導体コア11の一部の外周面が露出するようにp型GaNからなる半導体層12を形成することによって、マイクロオーダーサイズやナノオーダーサイズの微細な棒状構造発光素子であっても、半導体コア11の露出部分11aをn側電極に接続し、半導体コア11を覆う半導体層12の部分にp側電極を接続することが可能となる。この棒状構造発光素子は、半導体コア11の露出部分11aにn側電極を接続し、半導体層12にp側電極を接続して、半導体コア11の外周面と半導体層12の内周面とのpn接合部で電子と正孔の再結合が起きるようにp側電極からn側電極に電流を流すことにより、pn接合部から光が放出される。この棒状構造発光素子では、半導体層12で覆われた半導体コア11の全周から光が放出されることにより発光領域が広くなるので、発光効率が高い。したがって、簡単な構成で電極接続が容易にできる発光効率の高い微細な棒状構造発光素子を実現することができる。また、上記棒状構造発光素子は、基板と一体でないので、装置への実装の自由度が高い。   According to the rod-shaped structure light emitting device having the above-described configuration, the semiconductor layer 12 made of p-type GaN so as to cover the semiconductor core 11 made of rod-shaped n-type GaN and to expose a part of the outer peripheral surface of the semiconductor core 11. The semiconductor layer 12 portion that covers the semiconductor core 11 by connecting the exposed portion 11a of the semiconductor core 11 to the n-side electrode, even in a micro-order size or nano-order size fine rod-shaped structure light emitting device. It is possible to connect the p-side electrode. In this rod-shaped structure light emitting element, an n-side electrode is connected to the exposed portion 11 a of the semiconductor core 11, and a p-side electrode is connected to the semiconductor layer 12, so that the outer peripheral surface of the semiconductor core 11 and the inner peripheral surface of the semiconductor layer 12 are By flowing a current from the p-side electrode to the n-side electrode so that recombination of electrons and holes occurs at the pn junction, light is emitted from the pn junction. In this rod-shaped structure light emitting element, the light emission region is widened by emitting light from the entire circumference of the semiconductor core 11 covered with the semiconductor layer 12, and thus the light emission efficiency is high. Accordingly, it is possible to realize a fine rod-shaped light emitting element with high luminous efficiency that can be easily connected to an electrode with a simple configuration. Moreover, since the said rod-shaped structure light emitting element is not integrated with a board | substrate, the freedom degree of mounting to an apparatus is high.

ここで、微細な棒状構造発光素子とは、例えば直径が1μmで長さ10μm〜30μmのマイクロオーダーサイズや、直径または長さのうちの少なくとも直径が1μm未満のナノオーダーサイズの素子である。また、上記棒状構造発光素子は、使用する半導体の量を少なくでき、発光素子を用いた装置の薄型化と軽量化が可能でかつ発光効率が高く省電力なバックライト,照明装置および表示装置などを実現することができる。   Here, the fine rod-shaped structure light emitting device is, for example, a micro-order size having a diameter of 1 μm and a length of 10 μm to 30 μm, or a nano-order size device having a diameter or length of less than 1 μm. In addition, the rod-shaped structure light emitting element can reduce the amount of semiconductor used, can reduce the thickness and weight of the device using the light emitting element, and has high luminous efficiency and low power consumption, a lighting device, a display device, and the like Can be realized.

また、上記半導体コア11の一端側の外周面が、例えば軸方向に1μm〜5μm程度露出していることによって、半導体コア11の一端側の外周面の露出部分11aに一方の電極を接続し、半導体コア11の他端側の半導体層12に電極を接続することが可能となり、両端に電極を離して接続でき、半導体層12に接続する電極と半導体コア11の露出部分が短絡するのを容易に防止することができる。   In addition, the outer peripheral surface on one end side of the semiconductor core 11 is exposed to, for example, about 1 μm to 5 μm in the axial direction, so that one electrode is connected to the exposed portion 11a of the outer peripheral surface on one end side of the semiconductor core 11; Electrodes can be connected to the semiconductor layer 12 on the other end side of the semiconductor core 11, electrodes can be connected to both ends separately, and it is easy for the electrode connected to the semiconductor layer 12 and the exposed portion of the semiconductor core 11 to be short-circuited. Can be prevented.

また、上記半導体コア11の他端側の端面を半導体層12により覆っていることにより、半導体コア11の露出部分11aと反対の側の端面を覆う半導体層12の部分に、半導体コア11と短絡させることなくp側電極を容易に接続できる。これにより、微細な棒状構造発光素子の両端に電極を容易に接続することが可能となる。   Moreover, the semiconductor core 11 is short-circuited to the semiconductor layer 11 covering the end surface opposite to the exposed portion 11 a of the semiconductor core 11 by covering the end surface of the other end side of the semiconductor core 11 with the semiconductor layer 12. The p-side electrode can be easily connected without causing it to occur. This makes it possible to easily connect the electrodes to both ends of the fine rod-shaped structure light emitting element.

また、上記半導体コア11の半導体層12に覆われた領域の外周面と半導体コア11の露出領域の外周面とが連続していることによって、半導体コア11の露出領域が半導体層12の外径よりも細くなっているので、製造工程において基板上に立設するように形成された半導体コア11の露出領域の基板側で折れやすくなり、製造が容易になる。   Further, the outer peripheral surface of the region covered with the semiconductor layer 12 of the semiconductor core 11 and the outer peripheral surface of the exposed region of the semiconductor core 11 are continuous, so that the exposed region of the semiconductor core 11 is the outer diameter of the semiconductor layer 12. Since it is thinner, it becomes easier to bend on the substrate side of the exposed region of the semiconductor core 11 formed so as to stand on the substrate in the manufacturing process, thereby facilitating manufacture.

〔第2実施形態〕
図2はこの発明の第2実施形態の棒状構造発光素子の斜視図を示している。この第2実施形態の棒状構造発光素子は、図2に示すように、断面ほぼ円形の棒状のn型GaNからなる半導体コア21と、上記半導体コア21の一部を覆うように形成されたp型InGaNからなる量子井戸層22と、上記量子井戸層22を覆うように形成されたp型GaNからなる半導体層23とを備えている。上記半導体コア21は、一端側の外周面が露出する露出部分21aが形成されている。また、半導体コア21の他端側の端面は、量子井戸層22と半導体層23に覆われている。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a perspective view of a rod-shaped structure light emitting device according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the rod-shaped structure light emitting device of the second embodiment includes a semiconductor core 21 made of a rod-shaped n-type GaN having a substantially circular cross section and a p formed so as to cover a part of the semiconductor core 21. A quantum well layer 22 made of type InGaN and a semiconductor layer 23 made of p type GaN formed so as to cover the quantum well layer 22 are provided. The semiconductor core 21 is formed with an exposed portion 21a where the outer peripheral surface on one end side is exposed. The end face on the other end side of the semiconductor core 21 is covered with the quantum well layer 22 and the semiconductor layer 23.

上記第2実施形態の棒状構造発光素子では、第1実施形態の棒状構造発光素子と同様に、MOCVD装置を用いて、n型GaNからなる基板上にn型GaNを結晶成長させて棒状の半導体コア21を形成する。   In the rod-shaped structure light emitting device of the second embodiment, similarly to the rod-shaped structure light emitting device of the first embodiment, an n-type GaN crystal is grown on a substrate made of n-type GaN using a MOCVD apparatus, thereby forming a rod-shaped semiconductor. A core 21 is formed.

上記第2実施形態の棒状構造発光素子は、第1実施形態の棒状構造発光素子と同様の効果を有する。   The rod-shaped structure light emitting device of the second embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting device of the first embodiment.

また、上記半導体コア21と半導体層23との間に量子井戸層22を形成することによって、量子井戸層22の量子閉じ込め効果により発光効率をさらに向上できる。MOCVD装置内で前述のようにn型GaNの半導体コアを成長させた後、発光波長に応じて設定温度を600℃から800℃に変更し、キャリアガスに窒素(N2)、成長ガスにTMGおよびNH3、トリメチルインジウム(TMI)を供給することで、n型GaNの半導体コア21上にInGaN量子井戸層22を形成することができる。その後、さらに設定温度を960℃にし、前述のように、成長ガスとしてTMGおよびNH3を使用し、p型不純物供給用にCp2Mgを用いることによって、p型GaNからなる半導体層23を形成することができる。なお、この量子井戸層は、InGaN層とp型GaN層の間に電子ブロック層としてp型AlGaN層を入れてもよい、また、GaNの障壁層とInGaNの量子井戸層を交互に積層した多重量子井戸構造であってもよい。 Further, by forming the quantum well layer 22 between the semiconductor core 21 and the semiconductor layer 23, the light emission efficiency can be further improved by the quantum confinement effect of the quantum well layer 22. After growing the n-type GaN semiconductor core in the MOCVD apparatus as described above, the set temperature is changed from 600 ° C. to 800 ° C. according to the emission wavelength, nitrogen (N 2 ) as the carrier gas, and TMG as the growth gas. By supplying NH 3 and trimethylindium (TMI), the InGaN quantum well layer 22 can be formed on the n-type GaN semiconductor core 21. Thereafter, the set temperature is further set to 960 ° C., and as described above, TMG and NH 3 are used as the growth gas, and Cp 2 Mg is used for supplying the p-type impurity, thereby forming the semiconductor layer 23 made of p-type GaN. can do. The quantum well layer may include a p-type AlGaN layer as an electron blocking layer between the InGaN layer and the p-type GaN layer, or a multiple layer in which GaN barrier layers and InGaN quantum well layers are alternately stacked. It may be a quantum well structure.

〔第3実施形態〕
図3はこの発明の第3実施形態の棒状構造発光素子の斜視図を示している。この第3実施形態の棒状構造発光素子は、図3に示すように、断面ほぼ円形の棒状のn型GaNからなる半導体コア11と、上記半導体コア11の一部を覆うように形成されたp型GaNからなる半導体層12と、上記半導体層12を覆うように形成された透明電極13とを備えている。上記半導体コア11は、一端側の外周面が露出する露出部分11aが形成されている。また、半導体コア11の他端側の端面は、半導体層12と透明電極13に覆われている。上記透明電極13は、膜厚200nmのITO(錫添加酸化インジウム)により形成されている。ITOの成膜は蒸着法あるいはスパッタ法を用いることができる。ITO膜を成膜後、500℃から600℃で熱処理を行うことで、p型GaNからなる半導体層12とITOからなる透明電極13のコンタクト抵抗をさげることができる。なお、透明電極は、これに限らず、例えば厚さ5nmのAg/Niの積層金属膜などを用いてもよい。成膜には蒸着法あるいはスパッタ法を用いることができる。より電極層の抵抗を下げるために、上記ITO膜上にAg/Niの積層金属膜を積層してもよい。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a perspective view of a rod-shaped structure light emitting device according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the rod-shaped structure light emitting device of the third embodiment has a semiconductor core 11 made of a rod-shaped n-type GaN having a substantially circular cross section and a p formed so as to cover a part of the semiconductor core 11. A semiconductor layer 12 made of type GaN and a transparent electrode 13 formed so as to cover the semiconductor layer 12 are provided. The semiconductor core 11 has an exposed portion 11a where the outer peripheral surface on one end side is exposed. Further, the end face on the other end side of the semiconductor core 11 is covered with the semiconductor layer 12 and the transparent electrode 13. The transparent electrode 13 is made of ITO (indium tin oxide) having a thickness of 200 nm. The ITO film can be formed by vapor deposition or sputtering. After forming the ITO film, the contact resistance between the semiconductor layer 12 made of p-type GaN and the transparent electrode 13 made of ITO can be reduced by performing heat treatment at 500 ° C. to 600 ° C. The transparent electrode is not limited to this, and an Ag / Ni laminated metal film having a thickness of 5 nm, for example, may be used. Vapor deposition or sputtering can be used for film formation. In order to further reduce the resistance of the electrode layer, an Ag / Ni laminated metal film may be laminated on the ITO film.

上記第3実施形態の棒状構造発光素子では、第1実施形態の棒状構造発光素子と同様に、MOCVD装置を用いて、n型GaNからなる基板上にn型GaNを結晶成長させて棒状の半導体コア11を形成する。   In the rod-shaped structure light emitting device of the third embodiment, similarly to the rod-shaped structure light emitting device of the first embodiment, an n-type GaN crystal is grown on a substrate made of n-type GaN using a MOCVD apparatus, thereby forming a rod-shaped semiconductor. The core 11 is formed.

上記第3実施形態の棒状構造発光素子は、第1実施形態の棒状構造発光素子と同様の効果を有する。   The rod-shaped structure light emitting device of the third embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting device of the first embodiment.

また、上記半導体層12の略全体を覆うように透明電極13を形成することによって、半導体層12を透明電極13を介して電極に接続することにより、電極接続部分に電流が集中して偏ることがなく、広い電流経路を形成して、素子全体を発光させることができ、発光効率がさらに向上する。特に、n型半導体からなる半導体コアとp型半導体からなる半導体層の構成では、p型半導体からなる半導体層が不純物濃度を上げにくく抵抗が大きいが、透明電極により広い電流経路を形成して、素子全体を発光させることができ、発光効率がさらに向上する。   Further, by forming the transparent electrode 13 so as to cover substantially the entire semiconductor layer 12, the current is concentrated and biased in the electrode connecting portion by connecting the semiconductor layer 12 to the electrode through the transparent electrode 13. Therefore, a wide current path can be formed, and the entire device can emit light, further improving the light emission efficiency. In particular, in the configuration of a semiconductor core made of an n-type semiconductor and a semiconductor layer made of a p-type semiconductor, the semiconductor layer made of a p-type semiconductor has a large resistance while it is difficult to increase the impurity concentration. The entire device can emit light, and the light emission efficiency is further improved.

〔第4実施形態〕
図4はこの発明の第4実施形態の棒状構造発光素子の斜視図を示している。この第4実施形態の棒状構造発光素子は、図4に示すように、断面ほぼ円形の棒状のn型GaNからなる半導体コア21と、上記半導体コア21の一部を覆うように形成されたp型InGaNからなる量子井戸層22と、上記量子井戸層22を覆うように形成されたp型GaNからなる半導体層23と、上記半導体層23を覆うように形成された透明電極24とを備えている。上記半導体コア21は、一端側の外周面が露出する露出部分21aが形成されている。また、図5の断面図に示すように、半導体コア21の他端側の端面は、量子井戸層22と半導体層23と透明電極24に覆われている。これにより、透明電極24の半導体コア21の露出部分21aと反対の側の端に電極(または配線)を接続することにより、その電極と半導体コア21とが短絡するのを容易に防止できると共に、透明電極24に接続される電極(または配線)を太く、あるいは断面積を大きくできるので、電極(または配線)を介して熱を効率よく放熱できる。
[Fourth Embodiment]
FIG. 4 is a perspective view of a rod-shaped structure light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the rod-shaped structure light emitting device of the fourth embodiment has a semiconductor core 21 made of a rod-shaped n-type GaN having a substantially circular cross section and a p formed so as to cover a part of the semiconductor core 21. A quantum well layer 22 made of type InGaN, a semiconductor layer 23 made of p-type GaN so as to cover the quantum well layer 22, and a transparent electrode 24 formed so as to cover the semiconductor layer 23. Yes. The semiconductor core 21 is formed with an exposed portion 21a where the outer peripheral surface on one end side is exposed. Further, as shown in the cross-sectional view of FIG. 5, the end face on the other end side of the semiconductor core 21 is covered with the quantum well layer 22, the semiconductor layer 23, and the transparent electrode 24. Thereby, by connecting an electrode (or wiring) to the end of the transparent electrode 24 opposite to the exposed portion 21a of the semiconductor core 21, it is possible to easily prevent the electrode and the semiconductor core 21 from being short-circuited. Since the electrode (or wiring) connected to the transparent electrode 24 can be thick or the sectional area can be increased, heat can be efficiently radiated through the electrode (or wiring).

また、上記棒状構造発光素子は、図6に示すように、半導体コア21の露出部分21aにn側電極25を接続し、他端側の透明電極24にp側電極26を接続している。p側電極26が透明電極24の端に接続されているので、発光領域を電極で遮る面積を最小限にでき、光の取り出し効率を高めることができる。   Further, as shown in FIG. 6, the rod-shaped structure light emitting element has an n-side electrode 25 connected to the exposed portion 21 a of the semiconductor core 21 and a p-side electrode 26 connected to the transparent electrode 24 on the other end side. Since the p-side electrode 26 is connected to the end of the transparent electrode 24, the area where the light emitting region is blocked by the electrode can be minimized, and the light extraction efficiency can be increased.

上記第4実施形態の棒状構造発光素子では、第1実施形態の棒状構造発光素子と同様に、MOCVD装置を用いて、n型GaNからなる基板上にn型GaNを結晶成長させて棒状の半導体コア21を形成する。   In the rod-shaped structure light emitting device of the fourth embodiment, similarly to the rod-shaped structure light emitting device of the first embodiment, an n-type GaN crystal is grown on a substrate made of n-type GaN using a MOCVD apparatus, thereby forming a rod-shaped semiconductor. A core 21 is formed.

上記第4実施形態の棒状構造発光素子は、第2実施形態の棒状構造発光素子と同様の効果を有する。   The rod-shaped structure light emitting device of the fourth embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting device of the second embodiment.

また、上記半導体層23の略全体を覆うように透明電極24を形成することによって、半導体層23を透明電極24を介してp側電極26に接続することにより、電極接続部分に電流が集中して偏ることがなく、広い電流経路を形成して、素子全体を発光させることができ、発光効率がさらに向上する。特に、n型半導体からなる半導体コアとp型半導体からなる半導体層の構成では、p型半導体からなる半導体層が不純物濃度を上げにくく抵抗が大きいが、透明電極により広い電流経路を形成して、素子全体を発光させることができ、発光効率がさらに向上する。   Further, by forming the transparent electrode 24 so as to cover substantially the entire semiconductor layer 23, the semiconductor layer 23 is connected to the p-side electrode 26 via the transparent electrode 24, so that current is concentrated on the electrode connection portion. Therefore, a wide current path can be formed and the entire device can emit light, further improving the light emission efficiency. In particular, in the configuration of a semiconductor core made of an n-type semiconductor and a semiconductor layer made of a p-type semiconductor, the semiconductor layer made of a p-type semiconductor has a large resistance while it is difficult to increase the impurity concentration. The entire device can emit light, and the light emission efficiency is further improved.

上記第1〜第4実施形態では、Siをドープしたn型GaNとMgをドープしたp型GaNとを用いたが、GaNにドーピングする不純物はこれに限らない。n型ではGe、p型ではZnなどを用いることができる。   In the first to fourth embodiments, Si-doped n-type GaN and Mg-doped p-type GaN are used. However, impurities doped in GaN are not limited thereto. Ge can be used for the n-type, and Zn can be used for the p-type.

なお、上記第1〜第4実施形態では、断面ほぼ円形の棒状の半導体コア11,21に半導体層や量子井戸層を被覆した棒状構造発光素子について説明したが、例えば断面ほぼ六角形などの他の多角形の棒状の半導体コアに半導体層や量子井戸層などを被覆した棒状構造発光素子についてこの発明を適用してもよい。n型GaNは、六方晶系の結晶成長となり、基板表面に対して垂直方向をc軸方向にして成長させることにより、ほぼ六角柱形状の半導体コアが得られる。成長方向や成長温度などの成長条件に依存するが、成長させる半導体コアの直径が数10nmから数100nm程度の小さい場合に断面がほぼ円形に近い形状になりやすい傾向があり、直径が0.5μm程度から数μmに大きくなると断面がほぼ六角形で成長させることが容易になる傾向がある。   In the first to fourth embodiments, the rod-shaped structure light emitting device in which the semiconductor cores 11 and 21 having a substantially circular cross section are covered with a semiconductor layer or a quantum well layer has been described. The present invention may be applied to a rod-shaped structure light emitting device in which a semiconductor layer, a quantum well layer, or the like is coated on a polygonal rod-shaped semiconductor core. The n-type GaN has hexagonal crystal growth, and a substantially hexagonal columnar semiconductor core can be obtained by growing the substrate in the direction perpendicular to the substrate surface in the c-axis direction. Although depending on the growth conditions such as the growth direction and growth temperature, when the diameter of the semiconductor core to be grown is as small as several tens to several hundreds of nanometers, the cross section tends to be almost circular, and the diameter is 0.5 μm. When the thickness is increased from about a few μm, it tends to be easy to grow the cross section in a substantially hexagonal shape.

例えば、図7に示すように、断面ほぼ六角形の棒状のn型GaNからなる半導体コア31と、上記半導体コア31の一部を覆うように形成されたp型GaNからなる半導体層32とを備えている。上記半導体コア31は、一端側の外周面が露出する露出部分31aが形成されている。また、半導体コア31の他端側の端面は、半導体層32に覆われている。   For example, as shown in FIG. 7, a semiconductor core 31 made of a rod-shaped n-type GaN having a substantially hexagonal cross section, and a semiconductor layer 32 made of p-type GaN formed so as to cover a part of the semiconductor core 31. I have. The semiconductor core 31 has an exposed portion 31a where the outer peripheral surface on one end side is exposed. Further, the end surface on the other end side of the semiconductor core 31 is covered with the semiconductor layer 32.

また、図8に示すように、断面ほぼ六角形の棒状のn型GaNからなる半導体コア41と、上記半導体コア41の一部を覆うように形成された量子井戸層42と、上記量子井戸層42を覆うように形成されたp型GaNからなる半導体層43とを備えている。上記半導体コア41は、一端側の外周面が露出する露出部分41aが形成されている。また、半導体コア41の他端側の端面は、量子井戸層42と半導体層43に覆われている。   Further, as shown in FIG. 8, a semiconductor core 41 made of a rod-shaped n-type GaN having a substantially hexagonal cross section, a quantum well layer 42 formed so as to cover a part of the semiconductor core 41, and the quantum well layer And a semiconductor layer 43 made of p-type GaN so as to cover 42. The semiconductor core 41 has an exposed portion 41a where the outer peripheral surface on one end side is exposed. Further, the end face on the other end side of the semiconductor core 41 is covered with the quantum well layer 42 and the semiconductor layer 43.

また、図9に示すように、断面ほぼ円形の棒状のn型GaNからなる半導体コア31と、上記半導体コア31の一部を覆うように形成されたp型GaNからなる半導体層32と、上記半導体層32を覆うように形成されたITOからなる透明電極33とを備えている。上記半導体コア31は、一端側の外周面が露出する露出部分31aが形成されている。また、半導体コア31の他端側の端面は、半導体層32と透明電極33に覆われている。   As shown in FIG. 9, a semiconductor core 31 made of a rod-shaped n-type GaN with a substantially circular cross section, a semiconductor layer 32 made of p-type GaN formed so as to cover a part of the semiconductor core 31, and the above And a transparent electrode 33 made of ITO formed so as to cover the semiconductor layer 32. The semiconductor core 31 has an exposed portion 31a where the outer peripheral surface on one end side is exposed. Further, the end surface on the other end side of the semiconductor core 31 is covered with the semiconductor layer 32 and the transparent electrode 33.

また、図10に示すように、断面ほぼ円形の棒状のn型GaNからなる半導体コア41と、上記半導体コア41の一部を覆うように形成されたp型InGaNからなる量子井戸層42と、上記量子井戸層42を覆うように形成されたp型GaNからなる半導体層43と、上記半導体層43を覆うように形成されたITOからなる透明電極44とを備えている。上記半導体コア41は、一端側の外周面が露出する露出部分41aが形成されている。また、図5に示すように、半導体コア41の他端側の端面は、量子井戸層42と半導体層43と透明電極44に覆われている。   Also, as shown in FIG. 10, a semiconductor core 41 made of a rod-shaped n-type GaN with a substantially circular cross section, a quantum well layer 42 made of p-type InGaN formed so as to cover a part of the semiconductor core 41, A semiconductor layer 43 made of p-type GaN formed so as to cover the quantum well layer 42 and a transparent electrode 44 made of ITO formed so as to cover the semiconductor layer 43 are provided. The semiconductor core 41 has an exposed portion 41a where the outer peripheral surface on one end side is exposed. As shown in FIG. 5, the end face on the other end side of the semiconductor core 41 is covered with a quantum well layer 42, a semiconductor layer 43, and a transparent electrode 44.

〔第5実施形態〕
図11はこの発明の第5実施形態の棒状構造発光素子の断面図を示している。この第5実施形態の棒状構造発光素子は、図11に示すように、断面ほぼ円形の棒状のn型GaNからなる半導体コア51と、上記半導体コア51の一部を覆うように形成されたp型GaNからなる半導体層52とを備えている。上記半導体コア51は、一端側の外周面が露出する露出部分51aが形成されている。また、半導体コア51の他端側の端面は、半導体層52に覆われている。
[Fifth Embodiment]
FIG. 11 shows a cross-sectional view of a rod-shaped structure light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the rod-shaped structure light emitting device of the fifth embodiment includes a semiconductor core 51 made of a rod-shaped n-type GaN having a substantially circular cross section and a p formed so as to cover a part of the semiconductor core 51. And a semiconductor layer 52 made of type GaN. The semiconductor core 51 has an exposed portion 51a where the outer peripheral surface on one end side is exposed. The end surface on the other end side of the semiconductor core 51 is covered with the semiconductor layer 52.

上記半導体層52は、半導体コア51の外周面を覆う部分52bの径方向の厚さよりも半導体コア51の他端側の端面を覆う部分52aの軸方向の厚さが厚くなるように形成されている。   The semiconductor layer 52 is formed such that the axial thickness of the portion 52a covering the end face on the other end side of the semiconductor core 51 is thicker than the radial thickness of the portion 52b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 51. Yes.

図12は上記棒状構造発光素子の要部の断面模式図を示しており、半導体層52において、半導体コア51の外周面を覆う部分52bの径方向の厚さT1よりも半導体コア51の他端側の端面を覆う部分52aの軸方向の厚さT2が厚くなっている。   FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the main part of the rod-shaped structure light emitting element. In the semiconductor layer 52, the other end of the semiconductor core 51 is larger than the radial thickness T1 of the portion 52b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 51. A thickness T2 in the axial direction of the portion 52a covering the end face on the side is increased.

これにより、半導体コア51の他端側の端面を覆う半導体層52側に接続する電極53を、半導体コア51とオーバーラップさせずに半導体層52に接続できるため、半導体コア51の側面全体の光の取り出し効率を向上できる。または、半導体コア51の他端側の端面を覆う半導体層52側に接続する電極53が、半導体コア51とオーバーラップした場合であっても、オーバーラップ量を低減することができるので、光の取り出し効率を向上できる。また、上記半導体層52は、半導体コア51の外周面を覆う部分52bの径方向の厚さT1よりも半導体コア51の他端側の端面を覆う部分52aの軸方向の厚さT2が厚いため、半導体コア51の他端側の端面を覆う半導体層52の部分52aの抵抗が高くなり、半導体コア51の他端側に発光が集中せず、半導体コア51の側面領域の発光を強めることができると共に、半導体コア51の他端側の端面を覆う半導体層52の部分52aにおけるリーク電流を抑制できる。   Thereby, since the electrode 53 connected to the semiconductor layer 52 side covering the end face of the other end side of the semiconductor core 51 can be connected to the semiconductor layer 52 without overlapping with the semiconductor core 51, the light on the entire side surface of the semiconductor core 51 can be obtained. The take-out efficiency can be improved. Alternatively, even when the electrode 53 connected to the semiconductor layer 52 covering the end surface on the other end side of the semiconductor core 51 overlaps the semiconductor core 51, the amount of overlap can be reduced. The extraction efficiency can be improved. Further, the semiconductor layer 52 has a thickness T2 in the axial direction of the portion 52a covering the end face on the other end side of the semiconductor core 51, rather than the thickness T1 in the radial direction of the portion 52b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 51. The resistance of the portion 52a of the semiconductor layer 52 that covers the end face on the other end side of the semiconductor core 51 becomes high, and the light emission is not concentrated on the other end side of the semiconductor core 51, and the light emission in the side region of the semiconductor core 51 can be strengthened. In addition, the leakage current in the portion 52a of the semiconductor layer 52 that covers the end face on the other end side of the semiconductor core 51 can be suppressed.

これに対して、例えば、図13の比較例の棒状構造発光素子の要部の断面模式図に示すように、半導体層1052において、半導体コア1051の外周面を覆う部分1052bの径方向の厚さT11と、半導体コア1051の他端側の端面を覆う部分1052aの軸方向の厚さT12がほぼ同じ厚さとなっている場合、半導体コア1051の他端側に発光が集中して、半導体コア1051の側面領域の発光が低下したり、半導体コア1051の他端側の端面を覆う半導体層1052の部分1052aにおいてリーク電流が発生したりする可能性がある。また、電極1053が半導体コア1051と大きくオーバーラップするので、光の取り出し効率が低くなる。   On the other hand, for example, as shown in the schematic cross-sectional view of the main part of the rod-shaped structure light emitting device of the comparative example in FIG. 13, in the semiconductor layer 1052, the radial thickness of the portion 1052 b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 1051. When T11 and the thickness T12 in the axial direction of the portion 1052a covering the other end face of the semiconductor core 1051 are substantially the same, light emission is concentrated on the other end side of the semiconductor core 1051, and the semiconductor core 1051 There is a possibility that light emission in the side surface region of the semiconductor core 1051 may be reduced, or a leak current may be generated in the portion 1052a of the semiconductor layer 1052 that covers the end surface on the other end side of the semiconductor core 1051. In addition, since the electrode 1053 greatly overlaps the semiconductor core 1051, the light extraction efficiency is lowered.

上記第5実施形態の棒状構造発光素子は、第1実施形態の棒状構造発光素子と同様の効果を有する。   The rod-shaped structure light emitting device of the fifth embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting device of the first embodiment.

〔第6実施形態〕
図14はこの発明の第6実施形態の棒状構造発光素子の断面図を示している。この第6実施形態の棒状構造発光素子は、図2に示すように、断面ほぼ円形の棒状のn型GaNからなる半導体コア61と、上記半導体コア61の一部を覆うように形成されたp型InGaNからなる量子井戸層62と、上記量子井戸層62を覆うように形成されたp型GaNからなる半導体層63とを備えている。上記半導体コア61は、一端側の外周面が露出する露出部分61aが形成されている。また、半導体コア61の他端側の端面は、量子井戸層62と半導体層63に覆われている。
[Sixth Embodiment]
FIG. 14 shows a sectional view of a rod-shaped structure light emitting device according to the sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the rod-shaped structure light emitting device of the sixth embodiment has a semiconductor core 61 made of a rod-shaped n-type GaN having a substantially circular cross section and a p formed so as to cover a part of the semiconductor core 61. A quantum well layer 62 made of type InGaN and a semiconductor layer 63 made of p type GaN formed so as to cover the quantum well layer 62 are provided. The semiconductor core 61 has an exposed portion 61a where the outer peripheral surface on one end side is exposed. Further, the end face on the other end side of the semiconductor core 61 is covered with the quantum well layer 62 and the semiconductor layer 63.

上記量子井戸層62は、半導体コア61の外周面を覆う部分62bの径方向の厚さよりも半導体コア61の他端側の端面を覆う部分62aの軸方向の厚さが厚くなるように形成されている。   The quantum well layer 62 is formed such that the axial thickness of the portion 62a covering the end surface on the other end side of the semiconductor core 61 is larger than the radial thickness of the portion 62b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 61. ing.

図15は上記棒状構造発光素子の要部の断面模式図を示しており、量子井戸層62において、半導体コア61の外周面を覆う部分62bの径方向の厚さT21よりも半導体コア61の他端側の端面を覆う部分62aの軸方向の厚さT22が厚くなっている。   FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of the main part of the rod-shaped structure light-emitting element. In the quantum well layer 62, the semiconductor core 61 other than the radial thickness T21 of the portion 62b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 61 is shown. The axial thickness T22 of the portion 62a that covers the end face on the end side is increased.

これにより、半導体コア61の他端側の端面を覆う半導体層63側に接続する電極64を、半導体コア61とオーバーラップさせずに半導体層63に接続できるため、半導体コア61の側面全体の光の取り出し効率を向上できる。または、半導体コア61の他端側の端面を覆う半導体層63側に接続する電極64が、半導体コア61とオーバーラップした場合であっても、オーバーラップ量を低減することができるので、光の取り出し効率を向上できる。また、上記量子井戸層62は、半導体コア61の外周面を覆う部分62bの径方向の厚さT21よりも半導体コア61の他端側の端面を覆う部分62aの軸方向の厚さT22が厚いため、半導体コア61の他端側の角部に発生する電界集中を緩和でき、耐圧向上ならびに発光素子の寿命を改善できると共に、半導体コア61の他端側の端面を覆う量子井戸層62の部分62aにおけるリーク電流を抑制できる。   As a result, the electrode 64 connected to the semiconductor layer 63 side that covers the end face on the other end side of the semiconductor core 61 can be connected to the semiconductor layer 63 without overlapping the semiconductor core 61. The take-out efficiency can be improved. Alternatively, even when the electrode 64 connected to the semiconductor layer 63 side covering the end face on the other end side of the semiconductor core 61 overlaps the semiconductor core 61, the amount of overlap can be reduced, The extraction efficiency can be improved. Further, the quantum well layer 62 has a thickness T22 in the axial direction of the portion 62a covering the end face on the other end side of the semiconductor core 61, rather than a thickness T21 in the radial direction of the portion 62b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 61. Therefore, the concentration of the electric field generated at the corner portion on the other end side of the semiconductor core 61 can be alleviated, the breakdown voltage can be improved, the lifetime of the light emitting element can be improved, and the portion of the quantum well layer 62 covering the end surface on the other end side of the semiconductor core 61 The leakage current at 62a can be suppressed.

これに対して、例えば、図16の比較例の棒状構造発光素子の要部の断面模式図に示すように、量子井戸層1062において、半導体コア1061の外周面を覆う部分1062bの径方向の厚さT31と、半導体コア1051の他端側の端面を覆う部分1052aの軸方向の厚さT32がほぼ同じ厚さとなっている場合、半導体コア61の他端側の角部に電界集中が生じて耐圧が低下したり、半導体コア1061の他端側の端面を覆う量子井戸層1062の部分1062aにおいてリーク電流が発生したりする可能性がある。また、電極1064が半導体コア1061と大きくオーバーラップするので、光の取り出し効率が低くなる。   On the other hand, for example, as shown in the schematic cross-sectional view of the main part of the rod-shaped structure light emitting device of the comparative example of FIG. 16, the radial thickness of the portion 1062b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 1061 in the quantum well layer 1062 When the thickness T32 and the thickness T32 in the axial direction of the portion 1052a covering the end face on the other end side of the semiconductor core 1051 are substantially the same, electric field concentration occurs at the corner portion on the other end side of the semiconductor core 61. There is a possibility that the breakdown voltage is lowered, or a leak current is generated in the portion 1062a of the quantum well layer 1062 that covers the end face on the other end side of the semiconductor core 1061. In addition, since the electrode 1064 greatly overlaps with the semiconductor core 1061, the light extraction efficiency is lowered.

上記第6実施形態の棒状構造発光素子は、第1実施形態の棒状構造発光素子と同様の効果を有する。   The rod-shaped structure light emitting device of the sixth embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting device of the first embodiment.

〔第7実施形態〕
図17A〜図17Eはこの発明の第7実施形態の棒状構造発光素子の製造方法の工程図を示している。この実施形態では、Siをドープしたn型GaNとMgをドープしたp型GaNとを用いるが、GaNにドーピングする不純物はこれに限らない。
[Seventh Embodiment]
17A to 17E show process drawings of a method for manufacturing a rod-shaped structure light emitting device according to the seventh embodiment of the present invention. In this embodiment, n-type GaN doped with Si and p-type GaN doped with Mg are used, but the impurity doped into GaN is not limited to this.

まず、図17Aに示すように、n型GaNからなる基板70上に、島状の触媒金属層75を形成する(触媒金属層形成工程)。この触媒金属層には、Ga,N,In,Alなどの化合物半導体材料並びにSi,Mgなどの不純物材に対して、これらを溶解して取り込み、かつ自身とは化合物を形成しにくいNi,Fe,Auなどの材料が使用できる。島状のパターンの形成は、基板70上に触媒金属層を厚さ100nm〜300nm程度形成した後、リソグラフィー法とドライエッチングにより、半導体コアを成長させるべき、直径1μm程度の島状に適宜間隔を開けてパターニングする。   First, as shown in FIG. 17A, an island-shaped catalyst metal layer 75 is formed on a substrate 70 made of n-type GaN (catalyst metal layer forming step). This catalytic metal layer dissolves and takes in compound semiconductor materials such as Ga, N, In, and Al and impurity materials such as Si and Mg, and does not easily form a compound with itself. , Materials such as Au can be used. The island-shaped pattern is formed by forming a catalytic metal layer on the substrate 70 with a thickness of about 100 nm to 300 nm, and then growing the semiconductor core by lithography and dry etching. Open and pattern.

次に、図17Bに示すように、上記島状の触媒金属層75が形成された基板70上に、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:有機金属気相成長)装置を用いて、島状の触媒金属層75と基板70との界面からn型のGaNを結晶成長させることにより棒状のn型のGaNからなる半導体コア71を形成する(半導体コア形成工程)。成長温度を800℃程度に設定し、成長ガスとしてトリメチルガリウム(TMG)およびアンモニア(NH3)を使用し、n型不純物供給用にシラン(SiH4)を、さらにキャリアガスとして水素(H2)を供給することによって、Siを不純物としたn型GaNの半導体コア71を成長させることができる。ここで、n型GaNは、六方晶系の結晶成長となり、基板70表面に対して垂直方向をc軸方向にして成長させることにより、六角柱形状の半導体コアが得られる。 Next, as shown in FIG. 17B, an island-shaped catalyst is formed on the substrate 70 on which the island-shaped catalyst metal layer 75 is formed using a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) apparatus. A semiconductor core 71 made of rod-shaped n-type GaN is formed by growing n-type GaN from the interface between the metal layer 75 and the substrate 70 (semiconductor core forming step). The growth temperature is set to about 800 ° C., trimethylgallium (TMG) and ammonia (NH 3 ) are used as growth gases, silane (SiH 4 ) is used for supplying n-type impurities, and hydrogen (H 2 ) is used as a carrier gas. The n-type semiconductor core 71 containing Si as an impurity can be grown. Here, the n-type GaN has hexagonal crystal growth, and a hexagonal columnar semiconductor core is obtained by growing the n-type GaN with the c-axis direction perpendicular to the surface of the substrate 70.

次に、図17Cに示すように、半導体コア71の先端に島状の触媒金属層75を保持した状態で、半導体コア71の外周面および触媒金属層75と半導体コア71との界面からの結晶成長により半導体コア71の表面を覆うp型のGaNからなる半導体層72を形成する(半導体層形成工程)。この半導体層形成工程では、形成温度を900℃程度に設定し、成長ガスとしてトリメチルガリウム(TMG)およびアンモニア(NH3)を、p型不純物供給用にビスシクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)を用いることによってマグネシウム(Mg)を不純物とするp型GaNを成長させることができる。 Next, as shown in FIG. 17C, the crystal from the outer peripheral surface of the semiconductor core 71 and the interface between the catalytic metal layer 75 and the semiconductor core 71 with the island-shaped catalytic metal layer 75 held at the tip of the semiconductor core 71. A semiconductor layer 72 made of p-type GaN covering the surface of the semiconductor core 71 is formed by growth (semiconductor layer forming step). In this semiconductor layer formation step, the formation temperature is set to about 900 ° C., trimethylgallium (TMG) and ammonia (NH 3 ) are used as growth gases, and biscyclopentadienylmagnesium (Cp 2 Mg) is used for supplying p-type impurities. Can be used to grow p-type GaN having magnesium (Mg) as an impurity.

次に、図17Dに示すように、ドライエッチングにより半導体コア71の基板70の外周面を露出させる(露出工程)。このとき、島状の触媒金属層75を除去すると共に、半導体コア71の上端の一部が除去されるが、半導体層72において、半導体コア71の外周面を覆う部分72bの径方向の厚さよりも半導体コア71の他端側の端面を覆う部分72aの軸方向の厚さが厚くなっている。この露出工程では、ドライエッチングのRIE(Reactive Ion Etching:反応性イオンエッチング)にSiCl4を用いることにより、容易にGaNに異方性を持ってエッチングすることができる。 Next, as shown in FIG. 17D, the outer peripheral surface of the substrate 70 of the semiconductor core 71 is exposed by dry etching (exposure process). At this time, the island-shaped catalytic metal layer 75 is removed and a part of the upper end of the semiconductor core 71 is removed. In the semiconductor layer 72, the thickness in the radial direction of the portion 72b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 71 is removed. In addition, the axial thickness of the portion 72a covering the end face of the other end side of the semiconductor core 71 is increased. In this exposure step, by using SiCl 4 for dry etching RIE (Reactive Ion Etching), GaN can be easily etched with anisotropy.

次に、切り離し工程において、イソプロピルアルコール(IPA)水溶液中に基板を浸し、超音波(例えば数10KHz)を用いて基板70を基板平面に沿って振動させることにより、基板70上に立設する半導体コア71の基板70側に近い根元を折り曲げるように、半導体層72に覆われた半導体コア71に対して応力が働いて、図17Eに示すように、半導体層72に覆われた半導体コア71が基板70から切り離される。   Next, in the separation step, the substrate is immersed in an isopropyl alcohol (IPA) aqueous solution, and the substrate 70 is vibrated along the substrate plane using ultrasonic waves (for example, several tens of kilohertz), thereby standing on the substrate 70. Stress is applied to the semiconductor core 71 covered with the semiconductor layer 72 so that the base near the substrate 70 side of the core 71 is bent, so that the semiconductor core 71 covered with the semiconductor layer 72 is formed as shown in FIG. 17E. The substrate 70 is separated.

こうして、基板70から切り離なされた微細な棒状構造発光素子を製造することができる。この第7実施形態では、棒状構造発光素子の直径を1μm、長さを10μmとしている(図17A〜図17Eでは図を見やすくするために棒状構造発光素子の長さを短く描いている)。   In this way, a fine rod-shaped structure light emitting device separated from the substrate 70 can be manufactured. In the seventh embodiment, the rod-shaped structure light emitting element has a diameter of 1 μm and a length of 10 μm (in FIG. 17A to FIG. 17E, the length of the rod-shaped structure light emitting element is drawn short in order to make the drawings easier to see).

さらに、上記棒状構造発光素子は、半導体層72が半導体コア71の外周面から半径方向外向に結晶成長し、径方向の成長距離が短くかつ欠陥が外向に逃げるため、結晶欠陥の少ない半導体層72により半導体コア71を覆うことができる。したがって、特性の良好な棒状構造発光素子を実現することができる。   Furthermore, in the rod-shaped structure light emitting device, the semiconductor layer 72 grows crystal radially outward from the outer peripheral surface of the semiconductor core 71, the radial growth distance is short, and the defects escape outward, so the semiconductor layer 72 with few crystal defects. Thus, the semiconductor core 71 can be covered. Therefore, it is possible to realize a rod-shaped structure light emitting device with good characteristics.

このようにして基板70から切り離なされた棒状構造発光素子は、半導体コア71の露出部分71aに一方の電極を接続し、半導体層72に他方の電極を接続して、半導体コア71の外周面と半導体層72の内周面とのpn接合部で電子と正孔の再結合が起きるように電極間に電流を流すことにより、pn接合部から光が放出される。   The rod-shaped structure light emitting element thus cut off from the substrate 70 has one electrode connected to the exposed portion 71a of the semiconductor core 71 and the other electrode connected to the semiconductor layer 72. By flowing current between the electrodes so that recombination of electrons and holes occurs at the pn junction between the semiconductor layer 72 and the inner peripheral surface of the semiconductor layer 72, light is emitted from the pn junction.

上記半導体層形成工程において、島状の触媒金属層75を除去せずに半導体コア71の先端に島状の触媒金属層75を保持した状態で、半導体コア71の表面を覆うp型の半導体層72を形成することによって、半導体コア71の外周面よりも触媒金属層75と半導体コア71との界面からの結晶成長が促進されるので、半導体コア71の外周面を覆う部分72bの径方向の厚さよりも半導体コア71の他端側の端面を覆う部分72aの軸方向の厚さが厚い半導体層72を容易に形成することができる。   In the semiconductor layer forming step, a p-type semiconductor layer covering the surface of the semiconductor core 71 with the island-shaped catalyst metal layer 75 held at the tip of the semiconductor core 71 without removing the island-shaped catalyst metal layer 75 By forming 72, crystal growth from the interface between the catalytic metal layer 75 and the semiconductor core 71 is promoted more than the outer peripheral surface of the semiconductor core 71, so that the radial direction of the portion 72 b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 71 is increased. The semiconductor layer 72 in which the thickness in the axial direction of the portion 72a that covers the end face on the other end side of the semiconductor core 71 is thicker than the thickness can be easily formed.

上記棒状構造発光素子の製造方法によれば、装置への実装の自由度が高い微細な棒状構造発光素子を製造することができる。ここで、微細な棒状構造発光素子とは、例えば直径が1μmで長さ10μmのマイクロオーダーサイズや、直径または長さのうちの少なくとも直径が1μm未満のナノオーダーサイズの素子である。また、上記棒状構造発光素子は、使用する半導体の量を少なくでき、発光素子を用いた装置の薄型化と軽量化が可能となると共に、半導体層で覆われた半導体コアの全周から光が放出されることにより発光領域が広くなるので、発光効率が高く省電力なバックライト,照明装置および表示装置などを実現することができる。   According to the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element, it is possible to manufacture a fine rod-shaped structure light emitting element having a high degree of freedom in mounting on a device. Here, the fine rod-shaped structure light-emitting element is, for example, a micro-order size having a diameter of 1 μm and a length of 10 μm, or a nano-order size element having a diameter or length of less than 1 μm. In addition, the rod-shaped structure light emitting element can reduce the amount of semiconductor used, can reduce the thickness and weight of the device using the light emitting element, and can emit light from the entire circumference of the semiconductor core covered with the semiconductor layer. Since the emission region is widened by being emitted, a backlight, a lighting device, a display device, and the like with high emission efficiency and power saving can be realized.

なお、半導体層72を形成する半導体層形成工程の前に、島状の触媒金属層75を除去せずに半導体コア71の先端に島状の触媒金属層75を保持した状態で、半導体コア71の表面を覆うように量子井戸層を形成してもよい。これによって、半導体コアの外周面を覆う部分の径方向の厚さよりも半導体コアの他端側の端面を覆う部分の軸方向の厚さが厚い量子井戸層を容易に形成することができる。   Before the semiconductor layer forming step for forming the semiconductor layer 72, the semiconductor core 71 is held in a state where the island-like catalyst metal layer 75 is held at the tip of the semiconductor core 71 without removing the island-like catalyst metal layer 75. A quantum well layer may be formed so as to cover the surface. Thereby, it is possible to easily form a quantum well layer in which the axial thickness of the portion covering the end face on the other end side of the semiconductor core is thicker than the radial thickness of the portion covering the outer peripheral surface of the semiconductor core.

上記第7実施形態の棒状構造発光素子は、第5実施形態の棒状構造発光素子と同様の効果を有する。   The rod-shaped structure light emitting device of the seventh embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting device of the fifth embodiment.

また、上記半導体層72において、半導体コア71の外周面を覆う部分72bの径方向の厚さよりも半導体コア71の他端側の端面を覆う部分72aの軸方向の厚さを厚くすることによって、半導体コア71の他端側の端面を覆う半導体層72側に接続する電極を、半導体コア71の他端側の端面の位置までオーバーラップせずに半導体層72の部分72aのみに接続することが可能になるため、半導体コア71の側面全体の光の取り出し効率を向上できる。また、上記半導体層72は、半導体コア71の外周面を覆う部分72bの径方向の厚さよりも半導体コア71の他端側の端面を覆う部分72aの軸方向の厚さが厚いため、半導体コア71の他端側の端面を覆う半導体層72の部分72aの抵抗が高くなり、半導体コア71の他端側に発光が集中せず、半導体コア71の側面領域の発光を強めることができると共に、半導体コア71の他端側の端面を覆う半導体層72の部分72aにおけるリーク電流を抑制できる。   Further, in the semiconductor layer 72, by increasing the thickness in the axial direction of the portion 72a covering the end face on the other end side of the semiconductor core 71 than the thickness in the radial direction of the portion 72b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 71, The electrode connected to the semiconductor layer 72 side covering the end face on the other end side of the semiconductor core 71 may be connected only to the portion 72 a of the semiconductor layer 72 without overlapping to the position of the end face on the other end side of the semiconductor core 71. Therefore, the light extraction efficiency of the entire side surface of the semiconductor core 71 can be improved. Further, since the semiconductor layer 72 has a thickness in the axial direction of the portion 72 a covering the end face on the other end side of the semiconductor core 71 than the thickness in the radial direction of the portion 72 b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 71, The resistance of the portion 72a of the semiconductor layer 72 that covers the end surface on the other end side of the 71 becomes high, the light emission is not concentrated on the other end side of the semiconductor core 71, and the light emission in the side surface region of the semiconductor core 71 can be enhanced. Leakage current in the portion 72a of the semiconductor layer 72 covering the end face on the other end side of the semiconductor core 71 can be suppressed.

〔第8実施形態〕
図18A〜図18Dはこの発明の第8実施形態の棒状構造発光素子の製造方法の工程図を示している。この実施形態では、Siをドープしたn型GaNとMgをドープしたp型GaNとを用いるが、GaNにドーピングする不純物はこれに限らない。
[Eighth Embodiment]
18A to 18D show process drawings of the method for manufacturing the rod-shaped structure light emitting device of the eighth embodiment of the present invention. In this embodiment, n-type GaN doped with Si and p-type GaN doped with Mg are used, but the impurity doped into GaN is not limited to this.

まず、図18Aに示すように、下地基板80上に、n型GaNからなる半導体膜84を形成し、その半導体膜84上に島状の触媒金属層85を形成する(触媒金属層形成工程)。この触媒金属層には、Ga,N,In,Alなどの化合物半導体材料並びにSi,Mgなどの不純物材に対して、これらを溶解して取り込み、かつ自身とは化合物を形成しにくいNi,Fe,Auなどの材料が使用できる。島状のパターンの形成は、半導体膜84上に触媒金属層を厚さ100nm〜300nm程度形成した後、リソグラフィー法とドライエッチングにより、半導体コアを成長させるべき、直径1μm程度の島状に適宜間隔を開けてパターニングする。   First, as shown in FIG. 18A, a semiconductor film 84 made of n-type GaN is formed on a base substrate 80, and an island-shaped catalyst metal layer 85 is formed on the semiconductor film 84 (catalyst metal layer forming step). . This catalytic metal layer dissolves and takes in compound semiconductor materials such as Ga, N, In, and Al and impurity materials such as Si and Mg, and does not easily form a compound with itself. , Materials such as Au can be used. The island pattern is formed by forming a catalytic metal layer on the semiconductor film 84 to a thickness of about 100 nm to 300 nm, and then growing the semiconductor core by lithography and dry etching. Open and pattern.

次に、図18Bに示すように、上記島状の触媒金属層85が形成された半導体膜84上に、MOCVD装置を用いて、島状の触媒金属層85と半導体膜84との界面からn型のGaNを結晶成長させることにより棒状のn型のGaNからなる半導体コア81を形成する (半導体コア形成工程)。成長温度を800℃程度に設定し、成長ガスとしてトリメチルガリウム(TMG)およびアンモニア(NH3)を使用し、n型不純物供給用にシラン(SiH4)を、さらにキャリアガスとして水素(H2)を供給することによって、Siを不純物としたn型GaNの半導体コア81を成長させることができる。ここで、n型GaNは、六方晶系の結晶成長となり、半導体膜84表面に対して垂直方向をc軸方向にして成長させることにより、六角柱形状の半導体コアが得られる。 Next, as shown in FIG. 18B, the n-shaped catalyst metal layer 85 is formed on the semiconductor film 84 on which the island-shaped catalyst metal layer 85 is formed using an MOCVD apparatus. A semiconductor core 81 made of rod-shaped n-type GaN is formed by crystal growth of the type GaN (semiconductor core forming step). The growth temperature is set to about 800 ° C., trimethylgallium (TMG) and ammonia (NH 3 ) are used as growth gases, silane (SiH 4 ) is used for supplying n-type impurities, and hydrogen (H 2 ) is used as a carrier gas. The n-type GaN semiconductor core 81 with Si as an impurity can be grown. Here, the n-type GaN has hexagonal crystal growth, and a hexagonal columnar semiconductor core is obtained by growing the n-type GaN with the c-axis direction perpendicular to the surface of the semiconductor film 84.

次に、図18Cに示すように、半導体コア81の先端に島状の触媒金属層85を保持した状態で、半導体コア81の外周面および触媒金属層85と半導体コア81との界面からの結晶成長により半導体コア81の表面を覆うp型の半導体層82を形成する(半導体コア形成工程)。この半導体層形成工程では、形成温度を900℃程度に設定し、成長ガスとしてトリメチルガリウム(TMG)およびアンモニア(NH3)を、p型不純物供給用にビスシクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)を用いることによってマグネシウム(Mg)を不純物とするp型GaNを成長させることができる。 Next, as shown in FIG. 18C, in a state where the island-shaped catalytic metal layer 85 is held at the tip of the semiconductor core 81, crystals from the outer peripheral surface of the semiconductor core 81 and the interface between the catalytic metal layer 85 and the semiconductor core 81 are obtained. A p-type semiconductor layer 82 that covers the surface of the semiconductor core 81 is formed by growth (semiconductor core formation step). In this semiconductor layer formation step, the formation temperature is set to about 900 ° C., trimethylgallium (TMG) and ammonia (NH 3 ) are used as growth gases, and biscyclopentadienylmagnesium (Cp 2 Mg) is used for supplying p-type impurities. Can be used to grow p-type GaN having magnesium (Mg) as an impurity.

次に、図18Dに示すように、ドライエッチングにより下地基板80表面および半導体コア81の下地基板80の外周面を露出させる(露出工程)。このとき、島状の触媒金属層85を除去すると共に、半導体コア81の上端の一部が除去されるが、半導体層82において、半導体コア81の外周面を覆う部分82bの径方向の厚さよりも半導体コア81の他端側の端面を覆う部分82aの軸方向の厚さが厚くなっている。この露出工程では、ドライエッチングのRIEにSiCl4を用いることにより、容易にGaNに異方性を持ってエッチングすることができる。 Next, as shown in FIG. 18D, the surface of the base substrate 80 and the outer peripheral surface of the base substrate 80 of the semiconductor core 81 are exposed by dry etching (exposure process). At this time, the island-shaped catalytic metal layer 85 is removed, and a part of the upper end of the semiconductor core 81 is removed. In the semiconductor layer 82, the thickness in the radial direction of the portion 82b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 81 is reduced. Also, the thickness in the axial direction of the portion 82 a covering the end face of the other end side of the semiconductor core 81 is thick. In this exposure step, by using SiCl 4 for dry etching RIE, etching can be easily performed with anisotropy in GaN.

次に、切り離し工程において、イソプロピルアルコール(IPA)水溶液中に基板を浸し、超音波(例えば数10KHz)を用いて下地基板80を基板平面に沿って振動させることにより、下地基板80上に立設する半導体コア81の下地基板80側に近い根元を折り曲げるように、半導体層82に覆われた半導体コア81に対して応力が働いて、図18Eに示すように、半導体層82に覆われた半導体コア81が下地基板80から切り離される。   Next, in the separation step, the substrate is immersed in an isopropyl alcohol (IPA) aqueous solution, and the base substrate 80 is vibrated along the plane of the substrate using ultrasonic waves (for example, several tens of kHz) to stand on the base substrate 80. As shown in FIG. 18E, the semiconductor core 81 covered with the semiconductor layer 82 is stressed so that the base of the semiconductor core 81 close to the base substrate 80 side is bent. The core 81 is separated from the base substrate 80.

こうして、下地基板80から切り離なされた微細な棒状構造発光素子を製造することができる。この第8実施形態では、棒状構造発光素子の直径を1μm、長さを10μmとしている(図18A〜図18Eでは図を見やすくするために棒状構造発光素子の長さを短く描いている)。   In this way, a fine rod-shaped structure light emitting device separated from the base substrate 80 can be manufactured. In the eighth embodiment, the diameter of the rod-shaped structure light-emitting element is 1 μm and the length is 10 μm (in FIGS. 18A to 18E, the length of the rod-shaped structure light-emitting element is drawn short to make the drawings easier to see).

さらに、上記棒状構造発光素子は、半導体層82が半導体コア81の外周面から半径方向外向に結晶成長し、径方向の成長距離が短くかつ欠陥が外向に逃げるため、結晶欠陥の少ない半導体層82により半導体コア81を覆うことができる。したがって、特性の良好な棒状構造発光素子を実現することができる。   Furthermore, in the rod-shaped structure light emitting device, the semiconductor layer 82 grows crystal radially outward from the outer peripheral surface of the semiconductor core 81, the growth distance in the radial direction is short, and the defects escape outward, so the semiconductor layer 82 with few crystal defects. Thus, the semiconductor core 81 can be covered. Therefore, it is possible to realize a rod-shaped structure light emitting device with good characteristics.

このようにして下地基板80から切り離なされた棒状構造発光素子は、半導体コア81の露出部分81aに一方の電極を接続し、半導体層82に他方の電極を接続して、半導体コア81の外周面と半導体層82の内周面とのpn接合部で電子と正孔の再結合が起きるように電極間に電流を流すことにより、pn接合部から光が放出される。   The rod-shaped structure light emitting element thus separated from the base substrate 80 has one electrode connected to the exposed portion 81 a of the semiconductor core 81 and the other electrode connected to the semiconductor layer 82, and the outer periphery of the semiconductor core 81. By causing a current to flow between the electrodes so that recombination of electrons and holes occurs at the pn junction between the surface and the inner peripheral surface of the semiconductor layer 82, light is emitted from the pn junction.

上記半導体層形成工程において、島状の触媒金属層85を除去せずに半導体コア81の先端に島状の触媒金属層85を保持した状態で、半導体コア81の表面を覆うp型の半導体層82を形成することによって、半導体コア81の外周面よりも触媒金属層85と半導体コア81との界面からの結晶成長が促進されるので、半導体コア81の外周面を覆う部分82bの径方向の厚さよりも半導体コア81の他端側の端面を覆う部分82aの軸方向の厚さが厚い半導体層82を容易に形成することができる。   In the semiconductor layer forming step, the p-type semiconductor layer covering the surface of the semiconductor core 81 with the island-shaped catalyst metal layer 85 held at the tip of the semiconductor core 81 without removing the island-shaped catalyst metal layer 85 By forming 82, crystal growth from the interface between the catalytic metal layer 85 and the semiconductor core 81 is promoted more than the outer peripheral surface of the semiconductor core 81, so the radial direction of the portion 82 b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 81 is increased. The semiconductor layer 82 in which the axial thickness of the portion 82a that covers the end face on the other end side of the semiconductor core 81 is thicker than the thickness can be easily formed.

上記棒状構造発光素子の製造方法によれば、装置への実装の自由度が高い微細な棒状構造発光素子を製造することができる。ここで、微細な棒状構造発光素子とは、例えば直径が1μmで長さ10μmのマイクロオーダーサイズや、直径または長さのうちの少なくとも直径が1μm未満のナノオーダーサイズの素子である。また、上記棒状構造発光素子は、使用する半導体の量を少なくでき、発光素子を用いた装置の薄型化と軽量化が可能となると共に、半導体層で覆われた半導体コアの全周から光が放出されることにより発光領域が広くなるので、発光効率が高く省電力なバックライト,照明装置および表示装置などを実現することができる。   According to the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element, it is possible to manufacture a fine rod-shaped structure light emitting element having a high degree of freedom in mounting on a device. Here, the fine rod-shaped structure light-emitting element is, for example, a micro-order size having a diameter of 1 μm and a length of 10 μm, or a nano-order size element having a diameter or length of less than 1 μm. In addition, the rod-shaped structure light emitting element can reduce the amount of semiconductor used, can reduce the thickness and weight of the device using the light emitting element, and can emit light from the entire circumference of the semiconductor core covered with the semiconductor layer. Since the emission region is widened by being emitted, a backlight, a lighting device, a display device, and the like with high emission efficiency and power saving can be realized.

また、半導体層82の外周面と半導体コア81の露出部分81aの外周面とが段差なく連続しているので、切り離し後の微細な棒状構造発光素子を、電極が形成された絶縁性基板上に基板平面に対して軸方向が平行になるように実装するとき、半導体層82の外周面と半導体コア81の露出部分81aの外周面との間に段差がないので、半導体コア81の露出部分81aと電極とを確実かつ容易に接続することが可能となる。   Further, since the outer peripheral surface of the semiconductor layer 82 and the outer peripheral surface of the exposed portion 81a of the semiconductor core 81 are continuous without a step, the fine rod-shaped light emitting element after separation is placed on the insulating substrate on which the electrodes are formed. When mounting so that the axial direction is parallel to the substrate plane, there is no step between the outer peripheral surface of the semiconductor layer 82 and the outer peripheral surface of the exposed portion 81a of the semiconductor core 81, so the exposed portion 81a of the semiconductor core 81 And the electrode can be reliably and easily connected.

なお、半導体層82を形成する半導体層形成工程の前に、島状の触媒金属層85を除去せずに半導体コア81の先端に島状の触媒金属層85を保持した状態で、半導体コア81の表面を覆うように量子井戸層を形成してもよい。これによって、半導体コアの外周面を覆う部分の径方向の厚さよりも半導体コアの他端側の端面を覆う部分の軸方向の厚さが厚い量子井戸層を容易に形成することができる。   Before the semiconductor layer forming step of forming the semiconductor layer 82, the semiconductor core 81 is held in a state where the island-shaped catalyst metal layer 85 is held at the tip of the semiconductor core 81 without removing the island-shaped catalyst metal layer 85. A quantum well layer may be formed so as to cover the surface. Thereby, it is possible to easily form a quantum well layer in which the axial thickness of the portion covering the end face on the other end side of the semiconductor core is thicker than the radial thickness of the portion covering the outer peripheral surface of the semiconductor core.

上記第8実施形態の棒状構造発光素子は、第5実施形態の棒状構造発光素子と同様の効果を有する。   The rod-shaped structure light emitting device of the eighth embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting device of the fifth embodiment.

また、上記半導体層82において、半導体コア81の外周面を覆う部分82bの径方向の厚さよりも半導体コア81の他端側の端面を覆う部分82aの軸方向の厚さを厚くすることによって、半導体コア81の他端側の端面を覆う半導体層82側に接続する電極を、半導体コア81の他端側の端面の位置までオーバーラップせずに半導体層82の部分82aのみに接続することが可能になるため、半導体コア81の側面全体の光の取り出し効率を向上できる。また、上記半導体層82は、半導体コア81の外周面を覆う部分82bの径方向の厚さよりも半導体コア81の他端側の端面を覆う部分82aの軸方向の厚さが厚いため、半導体コア81の他端側の端面を覆う半導体層82の部分82aの抵抗が高くなり、半導体コア81の他端側に発光が集中せず、半導体コア81の側面領域の発光を強めることができると共に、半導体コア81の他端側の端面を覆う半導体層82の部分82aにおけるリーク電流を抑制できる。   Further, in the semiconductor layer 82, the axial thickness of the portion 82a covering the end face on the other end side of the semiconductor core 81 is made larger than the radial thickness of the portion 82b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 81, The electrode connected to the semiconductor layer 82 side covering the end face on the other end side of the semiconductor core 81 may be connected only to the portion 82a of the semiconductor layer 82 without overlapping the position of the end face on the other end side of the semiconductor core 81. Therefore, the light extraction efficiency of the entire side surface of the semiconductor core 81 can be improved. Further, since the semiconductor layer 82 has a thickness in the axial direction of the portion 82a covering the end face on the other end side of the semiconductor core 81, the thickness in the axial direction is larger than the radial thickness of the portion 82b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 81. The resistance of the portion 82a of the semiconductor layer 82 that covers the end face on the other end side of 81 increases, the light emission does not concentrate on the other end side of the semiconductor core 81, and the light emission in the side surface region of the semiconductor core 81 can be enhanced. Leakage current in the portion 82a of the semiconductor layer 82 covering the end face on the other end side of the semiconductor core 81 can be suppressed.

〔第9実施形態〕
図19A〜図19Eはこの発明の第9実施形態の棒状構造発光素子の製造方法の工程図を示している。この実施形態では、Siをドープしたn型GaNとMgをドープしたp型GaNとを用いるが、GaNにドーピングする不純物はこれに限らない。
[Ninth Embodiment]
19A to 19E show process drawings of a method for manufacturing a rod-shaped structure light emitting device according to the ninth embodiment of the present invention. In this embodiment, n-type GaN doped with Si and p-type GaN doped with Mg are used, but the impurity doped into GaN is not limited to this.

まず、図19Aに示すように、n型GaNからなる基板90上に、成長穴94aを有するマスク94を形成する。マスク94には、酸化シリコン(SiO2)あるいは窒化シリコン(Si34)など半導体コアおよび半導体層に対して選択的にエッチング可能な材料を用いることができる。成長穴94aの形成は、通常の半導体プロセスに使用する公知のリソグラフィー法とドライエッチング法が利用できる。この際、成長する半導体コアの径はマスク94の成長穴94aのサイズに依存する。 First, as shown in FIG. 19A, a mask 94 having a growth hole 94a is formed on a substrate 90 made of n-type GaN. For the mask 94, a material that can be selectively etched with respect to the semiconductor core and the semiconductor layer, such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (Si 3 N 4 ), can be used. The growth hole 94a can be formed by a known lithography method and dry etching method used in a normal semiconductor process. At this time, the diameter of the growing semiconductor core depends on the size of the growth hole 94 a of the mask 94.

次に、マスク94の成長穴94aにより露出した基板90上に、島状の触媒金属層95を形成する(触媒金属層形成工程)。この触媒金属層には、Ga,N,In,Alなどの化合物半導体材料並びにSi,Mgなどの不純物材に対して、これらを溶解して取り込み、かつ自身とは化合物を形成しにくいNi,Fe,Auなどの材料が使用できる。成長穴94aに露出した基板90上への島状の触媒金属層95は、上記成長穴94aをリソグラフィー法とドライエッチング法により形成するときに用いたレジスト(図示せず)をマスク94上に残したまま、上記レジストおよび基板90上に触媒金属層を厚さ100nm〜300nm程度形成し、リフトオフ法により、上記レジストとともにレジスト上の触媒金属層を除去することによって得られる。   Next, an island-shaped catalyst metal layer 95 is formed on the substrate 90 exposed by the growth hole 94a of the mask 94 (catalyst metal layer forming step). This catalytic metal layer dissolves and takes in compound semiconductor materials such as Ga, N, In, and Al and impurity materials such as Si and Mg, and does not easily form a compound with itself. , Materials such as Au can be used. The island-like catalytic metal layer 95 on the substrate 90 exposed in the growth hole 94a leaves the resist (not shown) used when forming the growth hole 94a by lithography and dry etching on the mask 94. The catalyst metal layer is formed on the resist and the substrate 90 with a thickness of about 100 nm to 300 nm, and the catalyst metal layer on the resist is removed together with the resist by a lift-off method.

次に、図19Bに示すように、上記島状の触媒金属層95が形成された基板90上に、MOCVD装置を用いて、島状の触媒金属層95と基板90との界面からn型のGaNを結晶成長させることにより棒状のn型のGaNからなる半導体コア91を形成する(半導体コア形成工程)。成長温度を800℃程度に設定し、成長ガスとしてトリメチルガリウム(TMG)およびアンモニア(NH3)を使用し、n型不純物供給用にシラン(SiH4)を、さらにキャリアガスとして水素(H2)を供給することによって、Siを不純物としたn型GaNの半導体コア91を成長させることができる。ここで、n型GaNは、六方晶系の結晶成長となり、基板90表面に対して垂直方向をc軸方向にして成長させることにより、六角柱形状の半導体コアが得られる。 Next, as shown in FIG. 19B, the n-type catalyst metal layer 95 is formed on the substrate 90 on which the island-shaped catalyst metal layer 95 is formed from the interface between the island-shaped catalyst metal layer 95 and the substrate 90 using an MOCVD apparatus. A semiconductor core 91 made of rod-shaped n-type GaN is formed by crystal growth of GaN (semiconductor core forming step). The growth temperature is set to about 800 ° C., trimethylgallium (TMG) and ammonia (NH 3 ) are used as growth gases, silane (SiH 4 ) is used for supplying n-type impurities, and hydrogen (H 2 ) is used as a carrier gas. The n-type GaN semiconductor core 91 with Si as an impurity can be grown. Here, the n-type GaN has hexagonal crystal growth, and a hexagonal column-shaped semiconductor core can be obtained by growing the n-type GaN in a c-axis direction perpendicular to the surface of the substrate 90.

次に、図19Cに示すように、半導体コア91の先端に島状の触媒金属層95を保持した状態で、半導体コア91の外周面および触媒金属層95と触媒金属層95との界面からの結晶成長により半導体コア91の表面を覆うp型の半導体層92を形成する(半導体層形成工程)。この半導体層形成工程では、形成温度を900℃程度に設定し、成長ガスとしてトリメチルガリウム(TMG)およびアンモニア(NH3)を、p型不純物供給用にビスシクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)を用いることによってマグネシウム(Mg)を不純物とするp型GaNを成長させることができる。 Next, as shown in FIG. 19C, with the island-shaped catalytic metal layer 95 held at the tip of the semiconductor core 91, the outer peripheral surface of the semiconductor core 91 and the interface between the catalytic metal layer 95 and the catalytic metal layer 95 are removed. A p-type semiconductor layer 92 covering the surface of the semiconductor core 91 is formed by crystal growth (semiconductor layer forming step). In this semiconductor layer formation step, the formation temperature is set to about 900 ° C., trimethylgallium (TMG) and ammonia (NH 3 ) are used as growth gases, and biscyclopentadienylmagnesium (Cp 2 Mg) is used for supplying p-type impurities. Can be used to grow p-type GaN having magnesium (Mg) as an impurity.

次に、図19Dに示すように、露出工程において、エッチングにより半導体層92の半導体コア91を覆う部分を除く領域とマスク94(図19Cに示す)を除去して、棒状の半導体コア91の基板90側の外周面を露出させて露出部分91aを形成する。この状態で、島状の触媒金属層95を除去すると共に、半導体コア91の上端の一部が除去されるが、半導体層92において、半導体コア91の外周面を覆う部分92bの径方向の厚さよりも半導体コア91の他端側の端面を覆う部分92aの軸方向の厚さが厚くなっている。   Next, as shown in FIG. 19D, in the exposure process, the region excluding the portion covering the semiconductor core 91 of the semiconductor layer 92 and the mask 94 (shown in FIG. 19C) are removed by etching, and the substrate of the rod-shaped semiconductor core 91 is removed. The exposed portion 91a is formed by exposing the outer peripheral surface on the 90 side. In this state, the island-shaped catalytic metal layer 95 is removed and a part of the upper end of the semiconductor core 91 is removed. In the semiconductor layer 92, the radial thickness of the portion 92b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 91 is removed. In addition, the thickness in the axial direction of the portion 92a that covers the end face on the other end side of the semiconductor core 91 is thicker.

マスクが酸化シリコン(SiO2)あるいは窒化シリコン(Si34)で構成されている場合、フッ酸(HF)を含んだ溶液を用いることにより、容易に半導体コアおよび半導体コアを覆う半導体層部分に影響を与えずにマスクをエッチングすることができ、マスクとともにマスク上の半導体層(半導体層のうち半導体コアを覆う部分を除く領域)をリフトオフにより除去することができる。この実施形態の露出工程では、CF4やXeF2を用いたドライエッチングにより、容易に半導体コアおよび半導体コアを 覆う半導体層部分に影響を与えずにマスクをエッチングすることができ、マスクとともにマスク上の半導体層(半導体層のうち半導体コアを覆う部分を除く領域)を除去することができる。 When the mask is made of silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (Si 3 N 4 ), a semiconductor core portion that easily covers the semiconductor core and the semiconductor core by using a solution containing hydrofluoric acid (HF) The mask can be etched without affecting the mask, and the semiconductor layer on the mask together with the mask (region excluding the portion of the semiconductor layer covering the semiconductor core) can be removed by lift-off. In the exposure process of this embodiment, the mask can be easily etched without affecting the semiconductor core and the semiconductor layer covering the semiconductor core by dry etching using CF 4 or XeF 2. The semiconductor layer (region excluding the portion of the semiconductor layer covering the semiconductor core) can be removed.

次に、切り離し工程において、イソプロピルアルコール(IPA)水溶液中に基板を浸し、超音波(例えば数10KHz)を用いて基板90を基板平面に沿って振動させることにより、基板90上に立設する半導体コア91の基板90側に近い根元を折り曲げるように、半導体層92に覆われた半導体コア91に対して応力が働いて、図19Eに示すように、半導体層92に覆われた半導体コア91が基板90から切り離される。   Next, in the separation step, the substrate is dipped in an isopropyl alcohol (IPA) aqueous solution, and the substrate 90 is vibrated along the substrate plane using ultrasonic waves (for example, several tens of kHz), whereby the semiconductor standing on the substrate 90 is disposed. Stress is applied to the semiconductor core 91 covered with the semiconductor layer 92 so that the base near the substrate 90 side of the core 91 is bent, and as shown in FIG. 19E, the semiconductor core 91 covered with the semiconductor layer 92 is The substrate 90 is separated.

こうして、基板90から切り離なされた微細な棒状構造発光素子を製造することができる。この第8実施形態では、棒状構造発光素子の直径を1μm、長さを10μmとしている(図19A〜図19Eでは図を見やすくするために棒状構造発光素子の長さを短く描いている)。   In this manner, a fine rod-shaped structure light emitting element separated from the substrate 90 can be manufactured. In the eighth embodiment, the rod-shaped light emitting element has a diameter of 1 μm and a length of 10 μm (in FIG. 19A to FIG. 19E, the length of the rod-shaped structural light emitting element is shortened for easy understanding).

さらに、上記棒状構造発光素子は、半導体層92が半導体コア91の外周面から半径方向外向に結晶成長し、径方向の成長距離が短くかつ欠陥が外向に逃げるため、結晶欠陥の少ない半導体層92により半導体コア91を覆うことができる。したがって、特性の良好な棒状構造発光素子を実現することができる。   Furthermore, in the rod-shaped structure light emitting device, the semiconductor layer 92 grows crystal outward from the outer peripheral surface of the semiconductor core 91 in the radial direction, the radial growth distance is short, and the defects escape outward. Therefore, the semiconductor layer 92 with few crystal defects. Thus, the semiconductor core 91 can be covered. Therefore, it is possible to realize a rod-shaped structure light emitting device with good characteristics.

このようにして基板90から切り離なされた棒状構造発光素子は、半導体コア91の露出部分91aに一方の電極を接続し、半導体層92に他方の電極を接続して、半導体コア91の外周面と半導体層92の内周面とのpn接合部で電子と正孔の再結合が起きるように電極間に電流を流すことにより、pn接合部から光が放出される。   Thus, the rod-shaped structure light emitting element separated from the substrate 90 has one electrode connected to the exposed portion 91a of the semiconductor core 91, the other electrode connected to the semiconductor layer 92, and the outer peripheral surface of the semiconductor core 91. By flowing current between the electrodes so that recombination of electrons and holes occurs at the pn junction between the semiconductor layer 92 and the inner peripheral surface of the semiconductor layer 92, light is emitted from the pn junction.

上記半導体層形成工程において、島状の触媒金属層95を除去せずに半導体コア91の先端に島状の触媒金属層95を保持した状態で、半導体コア91の表面を覆うp型の半導体層92を形成することによって、半導体コア91の外周面よりも触媒金属層95と半導体コア91との界面からの結晶成長が促進されるので、半導体コア91の外周面を覆う部分92bの径方向の厚さよりも半導体コア91の他端側の端面を覆う部分92aの軸方向の厚さが厚い半導体層92を容易に形成することができる。   In the semiconductor layer forming step, a p-type semiconductor layer that covers the surface of the semiconductor core 91 in a state where the island-shaped catalyst metal layer 95 is held at the tip of the semiconductor core 91 without removing the island-shaped catalyst metal layer 95. By forming 92, crystal growth from the interface between the catalytic metal layer 95 and the semiconductor core 91 is promoted more than the outer peripheral surface of the semiconductor core 91, so that the radial direction of the portion 92 b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 91 is increased. It is possible to easily form the semiconductor layer 92 in which the thickness in the axial direction of the portion 92a that covers the end face on the other end side of the semiconductor core 91 is thicker than the thickness.

上記棒状構造発光素子の製造方法によれば、装置への実装の自由度が高い微細な棒状構造発光素子を製造することができる。ここで、微細な棒状構造発光素子とは、例えば直径が1μmで長さ10μmのマイクロオーダーサイズや、直径または長さのうちの少なくとも直径が1μm未満のナノオーダーサイズの素子である。また、上記棒状構造発光素子は、使用する半導体の量を少なくでき、発光素子を用いた装置の薄型化と軽量化が可能となると共に、半導体層で覆われた半導体コアの全周から光が放出されることにより発光領域が広くなるので、発光効率が高く省電力なバックライト,照明装置および表示装置などを実現することができる。   According to the manufacturing method of the rod-shaped structure light emitting element, it is possible to manufacture a fine rod-shaped structure light emitting element having a high degree of freedom in mounting on a device. Here, the fine rod-shaped structure light-emitting element is, for example, a micro-order size having a diameter of 1 μm and a length of 10 μm, or a nano-order size element having a diameter or length of less than 1 μm. In addition, the rod-shaped structure light emitting element can reduce the amount of semiconductor used, can reduce the thickness and weight of the device using the light emitting element, and can emit light from the entire circumference of the semiconductor core covered with the semiconductor layer. Since the emission region is widened by being emitted, a backlight, a lighting device, a display device, and the like with high emission efficiency and power saving can be realized.

なお、半導体層92を形成する半導体層形成工程の前に、島状の触媒金属層95を除去しないで、半導体コア91の先端に島状の触媒金属層95を保持した状態で、半導体コア91の表面を覆うように量子井戸層を形成してもよい。これによって、半導体コアの外周面を覆う部分の径方向の厚さよりも半導体コアの他端側の端面を覆う部分の軸方向の厚さが厚い量子井戸層を容易に形成することができる。   Before the semiconductor layer forming step for forming the semiconductor layer 92, the island-shaped catalyst metal layer 95 is not removed and the semiconductor core 91 is held with the island-shaped catalyst metal layer 95 held at the tip of the semiconductor core 91. A quantum well layer may be formed so as to cover the surface. Thereby, it is possible to easily form a quantum well layer in which the axial thickness of the portion covering the end face on the other end side of the semiconductor core is thicker than the radial thickness of the portion covering the outer peripheral surface of the semiconductor core.

上記第9実施形態の棒状構造発光素子は、第5実施形態の棒状構造発光素子と同様の効果を有する。   The rod-shaped structure light emitting device of the ninth embodiment has the same effect as the rod-shaped structure light emitting device of the fifth embodiment.

また、上記半導体層92において、半導体コア91の外周面を覆う部分92bの径方向の厚さよりも半導体コア91の他端側の端面を覆う部分92aの軸方向の厚さを厚くすることによって、半導体コア91の他端側の端面を覆う半導体層92側に接続する電極を、半導体コア91の他端側の端面の位置までオーバーラップせずに半導体層92のみに接続することが可能になるため、半導体コア91の側面全体の光の取り出し効率を向上できる。また、上記半導体層92は、半導体コア91の外周面を覆う部分92bの径方向の厚さよりも半導体コア91の他端側の端面を覆う部分92aの軸方向の厚さが厚いため、半導体コア91の他端側の端面を覆う半導体層92の部分92aの抵抗が高くなり、半導体コア91の他端側に発光が集中せず、半導体コア91の側面領域の発光を強めることができると共に、半導体コア91の他端側の端面を覆う半導体層92の部分92aにおけるリーク電流を抑制できる。   Further, in the semiconductor layer 92, the axial thickness of the portion 92a covering the end surface on the other end side of the semiconductor core 91 is made thicker than the radial thickness of the portion 92b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 91. It is possible to connect the electrode connected to the semiconductor layer 92 side that covers the end face on the other end side of the semiconductor core 91 only to the semiconductor layer 92 without overlapping to the position of the end face on the other end side of the semiconductor core 91. Therefore, the light extraction efficiency of the entire side surface of the semiconductor core 91 can be improved. Further, since the semiconductor layer 92 has a thickness in the axial direction of the portion 92a covering the end face on the other end side of the semiconductor core 91 more than the radial thickness of the portion 92b covering the outer peripheral surface of the semiconductor core 91, the semiconductor core The resistance of the portion 92a of the semiconductor layer 92 that covers the end face on the other end side of the 91 is increased, the light emission is not concentrated on the other end side of the semiconductor core 91, and the light emission in the side surface region of the semiconductor core 91 can be enhanced. Leakage current in the portion 92a of the semiconductor layer 92 covering the end face on the other end side of the semiconductor core 91 can be suppressed.

〔第10実施形態〕
次に、この発明の第10実施形態の棒状構造発光素子を備えたバックライト、照明装置および表示装置について説明する。この第10実施形態では、上記第1〜第9実施形態の棒状構造発光素子を絶縁性基板に配列する。この棒状構造発光素子の配列は、本出願人が特願2007−102848(特開2008−260073号公報)で出願した「微細構造体の配列方法及び微細構造体を配列した基板、並びに集積回路装置及び表示素子」の発明の技術を用いて行う。
[Tenth embodiment]
Next, a backlight, an illuminating device, and a display device each including the rod-shaped structure light emitting element according to the tenth embodiment of the present invention will be described. In the tenth embodiment, the rod-shaped structure light emitting elements of the first to ninth embodiments are arranged on an insulating substrate. The arrangement of the rod-shaped structure light-emitting elements is the same as that disclosed in Japanese Patent Application No. 2007-102848 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-260073), “Microstructure Arrangement Method, Substrate Arranged with Fine Structure, and Integrated Circuit Device” And display device ".

図20はこの第10実施形態のバックライト、照明装置および表示装置に用いる絶縁性基板の平面図を示している。図20に示すように、絶縁性基板100の表面に、金属電極101,102を形成している。絶縁性基板100はガラス、セラミック、酸化アルミニウム、樹脂のような絶縁体、またはシリコンのような半導体表面にシリコン酸化膜を形成し、表面が絶縁性を有するような基板である。ガラス基板を用いる場合は、表面にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜のような下地絶縁膜を形成するのが望ましい。   FIG. 20 shows a plan view of an insulating substrate used in the backlight, illumination device, and display device of the tenth embodiment. As shown in FIG. 20, metal electrodes 101 and 102 are formed on the surface of the insulating substrate 100. The insulating substrate 100 is an insulator such as glass, ceramic, aluminum oxide, resin, or a substrate in which a silicon oxide film is formed on a semiconductor surface such as silicon and the surface is insulative. When a glass substrate is used, it is desirable to form a base insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film on the surface.

上記金属電極101,102は、印刷技術を利用して所望の電極形状に形成している。なお、金属膜および感光体膜を一様に積層し、所望の電極パターンを露光し、エッチングして形成してもよい。   The metal electrodes 101 and 102 are formed in a desired electrode shape using a printing technique. The metal film and the photosensitive film may be uniformly laminated, and a desired electrode pattern may be exposed and etched.

図20では省略されているが、金属電極101,102には外部から電位を与えられるように、パッドを形成している。この金属電極101,102が対向する部分(配列領域)に棒状構造発光素子を配列する。図20では、棒状構造発光素子を配列する配列領域が2×2個配列されているが、任意の個数を配列してよい。   Although not shown in FIG. 20, pads are formed on the metal electrodes 101 and 102 so that a potential can be applied from the outside. A rod-shaped structure light emitting element is arranged in a portion (array region) where the metal electrodes 101 and 102 face each other. In FIG. 20, 2 × 2 arrangement regions for arranging rod-shaped structure light emitting elements are arranged, but any number may be arranged.

図21は図20のXXI−XXI線から見た断面模式図である。   FIG. 21 is a schematic sectional view taken along line XXI-XXI in FIG.

まず、図21に示すように、絶縁性基板100上に、棒状構造発光素子110を含んだイソプロピルアルコール(IPA)111を薄く塗布する。IPA111の他に、エチレングリコール、プロピレングリコール、メタノール、エタノール、アセトン、またはそれらの混合物でもよい。あるいは、IPA111は、他の有機物からなる液体、水などを用いることができる。   First, as shown in FIG. 21, isopropyl alcohol (IPA) 111 including a rod-shaped structure light emitting element 110 is thinly applied on an insulating substrate 100. In addition to IPA 111, ethylene glycol, propylene glycol, methanol, ethanol, acetone, or a mixture thereof may be used. Alternatively, the IPA 111 can use a liquid made of another organic material, water, or the like.

ただし、液体を通じて金属電極101,102間に大きな電流が流れてしまうと、金属電極101,102間に所望の電圧差を印加できなくなってしまう。そのような場合には、金属電極101,102を覆うように、絶縁性基板100表面全体に、10nm〜30nm程度の絶縁膜をコーティングすればよい。   However, if a large current flows between the metal electrodes 101 and 102 through the liquid, a desired voltage difference cannot be applied between the metal electrodes 101 and 102. In such a case, an insulating film of about 10 nm to 30 nm may be coated on the entire surface of the insulating substrate 100 so as to cover the metal electrodes 101 and 102.

棒状構造発光素子110を含むIPA111を塗布する厚さは、次に棒状構造発光素子110を配列する工程で、棒状構造発光素子110が配列できるよう、液体中で棒状構造発光素子110が移動できる厚さである。したがって、IPA111を塗布する厚さは、棒状構造発光素子110の太さ以上であり、例えば、数μm〜数mmである。塗布する厚さは薄すぎると、棒状構造発光素子110が移動し難くなり、厚すぎると、液体を乾燥する時間が長くなる。また、IPAの量に対して、棒状構造発光素子110の量は、1×104本/cm3〜1×107本/cm3が好ましい。 The thickness of applying the IPA 111 including the rod-shaped structure light emitting device 110 is such that the rod-shaped structure light emitting device 110 can move in the liquid so that the rod-shaped structure light emitting device 110 can be arranged in the next step of arranging the rod-shaped structure light emitting device 110. That's it. Therefore, the thickness of applying the IPA 111 is equal to or greater than the thickness of the rod-shaped structure light emitting element 110, and is, for example, several μm to several mm. If the applied thickness is too thin, the rod-like structured light emitting device 110 will not easily move, and if it is too thick, the time for drying the liquid will be longer. Further, the amount of the rod-shaped structure light emitting element 110 is preferably 1 × 10 4 pieces / cm 3 to 1 × 10 7 pieces / cm 3 with respect to the amount of IPA.

棒状構造発光素子110を含むIPA111を塗布するために、棒状構造発光素子110を配列させる金属電極の外周囲に枠を形成し、その枠内に棒状構造発光素子110を含むIPA111を所望の厚さになるように充填してもよい。しかしながら、棒状構造発光素子110を含むIPA111が粘性を有する場合は、枠を必要とせずに、所望の厚さに塗布することが可能である。   In order to apply the IPA 111 including the rod-shaped structure light emitting element 110, a frame is formed on the outer periphery of the metal electrode on which the rod-shaped structure light emitting element 110 is arranged, and the IPA 111 including the rod-shaped structure light emitting element 110 is formed in the frame with a desired thickness. It may be filled so that However, when the IPA 111 including the rod-shaped structure light emitting element 110 has viscosity, it can be applied to a desired thickness without requiring a frame.

IPAやエチレングリコール、プロピレングリコール、…、またはそれらの混合物、あるいは、他の有機物からなる液体、または水などの液体は、棒状構造発光素子110の配列工程のためには粘性が低いほど望ましく、また加熱により蒸発しやすい方が望ましい。   A liquid made of IPA, ethylene glycol, propylene glycol,..., Or a mixture thereof, or other organic substances, or a liquid such as water is desirable as the viscosity is low for the alignment process of the rod-shaped structure light emitting device 110. It is desirable that it evaporates easily when heated.

次に、金属電極101,102間に電位差を与える。この第10実施形態では、1Vの電位差とするのが適当であった。金属電極101,102の電位差は、0.1〜10Vを印加することができるが、0.1V以下では棒状構造発光素子110の配列が悪くなり、10V以上では金属電極間の絶縁が問題になり始める。したがって、1〜5Vが好ましく、更には1V程度とするのが好ましい。   Next, a potential difference is applied between the metal electrodes 101 and 102. In the tenth embodiment, a potential difference of 1V was appropriate. The potential difference between the metal electrodes 101 and 102 can be 0.1 to 10 V. However, if the voltage difference is 0.1 V or less, the arrangement of the rod-shaped structure light emitting elements 110 is poor, and if it is 10 V or more, insulation between the metal electrodes becomes a problem. start. Therefore, it is preferably 1 to 5V, and more preferably about 1V.

図22は上記棒状構造発光素子110が金属電極101,102上に配列する原理を示している。図22に示すように、金属電極101に電位VLを印加し、金属電極102に電位VR(VL<VR)を印加すると、金属電極101には負電荷が誘起され、金属電極102には正電荷が誘起される。そこに棒状構造発光素子110が接近すると、棒状構造発光素子110において、金属電極101に近い側に正電荷が誘起され、金属電極52に近い側に負電荷が誘起される。この棒状構造発光素子110に電荷が誘起されるのは静電誘導による。すなわち、電界中に置かれた棒状構造発光素子110は、内部の電界が0となるまで表面に電荷が誘起されることによる。その結果、各電極と棒状構造発光素子110との間に静電力により引力が働き、棒状構造発光素子110は、金属電極101,102間に生じる電気力線に沿うと共に、各棒状構造発光素子110に誘起された電荷がほぼ等しいので、電荷による反発力により、ほぼ等間隔に一定方向に規則正しく配列する。しかしながら、例えば、第1実施形態の図1に示す棒状構造発光素子では、半導体層12に覆われた半導体コア11の露出部分11a側の向きは一定にならず、ランダムになる(他の実施形態の棒状構造発光素子でも同様)。   FIG. 22 shows the principle that the rod-shaped structure light emitting device 110 is arranged on the metal electrodes 101 and 102. As shown in FIG. 22, when a potential VL is applied to the metal electrode 101 and a potential VR (VL <VR) is applied to the metal electrode 102, a negative charge is induced in the metal electrode 101 and a positive charge is applied to the metal electrode 102. Is induced. When the rod-shaped structure light emitting device 110 approaches, a positive charge is induced on the side close to the metal electrode 101 and a negative charge is induced on the side close to the metal electrode 52 in the rod-shaped structure light emitting device 110. The charge is induced in the rod-shaped structure light emitting device 110 due to electrostatic induction. In other words, the rod-shaped structured light emitting device 110 placed in an electric field is caused to induce charges on the surface until the internal electric field becomes zero. As a result, an attractive force is generated between each electrode and the rod-shaped structure light emitting element 110 by an electrostatic force, and the rod-shaped structure light emitting element 110 follows the lines of electric force generated between the metal electrodes 101 and 102 and also has each rod-shaped structure light emitting element 110. Since the charges induced in the are substantially equal, the repulsive force caused by the charges causes the charges to be regularly arranged in a fixed direction at almost equal intervals. However, for example, in the rod-shaped structure light-emitting element shown in FIG. 1 of the first embodiment, the direction of the exposed portion 11a side of the semiconductor core 11 covered with the semiconductor layer 12 is not constant, but is random (another embodiment). The same applies to the rod-shaped structure light-emitting element.

以上のように、棒状構造発光素子110が金属電極101,102間に発生した外部電場により、棒状構造発光素子110に電荷を発生させ、電荷の引力により金属電極101,102に棒状構造発光素子110を吸着させるので、棒状構造発光素子110の大きさは、液体中で移動可能な大きさであることが必要である。したがって、棒状構造発光素子110の大きさは、液体の塗布量(厚さ)により変化する。液体の塗布量が少ない場合は、棒状構造発光素子110はナノオーダーサイズでなければならないが、液体の塗布量が多い場合は、マイクロオーダーサイズであってもかまわない。   As described above, the rod-shaped structure light emitting device 110 generates charges in the rod-shaped structure light emitting device 110 by the external electric field generated between the metal electrodes 101 and 102, and the rod-shaped structure light emitting device 110 is applied to the metal electrodes 101 and 102 by the attractive force of the charges. Therefore, the size of the rod-shaped structure light emitting element 110 needs to be a size that can move in the liquid. Therefore, the size of the rod-shaped structure light emitting element 110 varies depending on the application amount (thickness) of the liquid. When the amount of liquid applied is small, the rod-like structure light emitting element 110 must have a nano-order size. However, when the amount of liquid applied is large, it may be a micro-order size.

棒状構造発光素子110が電気的に中性ではなく、正または負に帯電している場合は、金属電極101,102間に静的な電位差(DC)を与えるだけでは、棒状構造発光素子110を安定して配列することができない。例えば、棒状構造発光素子110が正味として正に帯電した場合は、正電荷が誘起されている金属電極102との引力が相対的に弱くなる。そのため、棒状構造発光素子110の配列が非対象になる。   When the rod-shaped structure light-emitting element 110 is not electrically neutral and is charged positively or negatively, the rod-shaped structure light-emitting element 110 can be formed only by giving a static potential difference (DC) between the metal electrodes 101 and 102. It cannot be arranged stably. For example, when the rod-shaped structure light emitting device 110 is positively charged as a net, the attractive force with the metal electrode 102 in which the positive charge is induced becomes relatively weak. Therefore, the arrangement of the rod-shaped structure light emitting elements 110 is untargeted.

そのような場合は、図23に示すように、金属電極101,102間にAC電圧を印加することが好ましい。図23においては、金属電極102に基準電位を、金属電極101には振幅VPPL/2のAC電圧を印加している。こうすることにより、棒状構造発光素子110が帯電している場合でも、配列を対象に保つことができる。なお、この場合の金属電極102に与える交流電圧の周波数は、10Hz〜1MHzとするのが好ましく、50Hz〜1kHzとするのが最も配列が安定し、より好ましい。さらに、金属電極101,102間に印加するAC電圧は、正弦波に限らず、矩形波、三角波、ノコギリ波など、周期的に変動するものであればよい。なお、VPPLは1V程度とするのが好ましかった。   In such a case, it is preferable to apply an AC voltage between the metal electrodes 101 and 102 as shown in FIG. In FIG. 23, a reference potential is applied to the metal electrode 102, and an AC voltage having an amplitude VPPL / 2 is applied to the metal electrode 101. By doing so, even when the rod-shaped structure light emitting element 110 is charged, the array can be kept as a target. In this case, the frequency of the AC voltage applied to the metal electrode 102 is preferably 10 Hz to 1 MHz, and more preferably 50 Hz to 1 kHz because the arrangement is most stable. Furthermore, the AC voltage applied between the metal electrodes 101 and 102 is not limited to a sine wave, but may be any voltage that varies periodically, such as a rectangular wave, a triangular wave, and a sawtooth wave. VPPL was preferably about 1V.

次に、金属電極101,102上に、棒状構造発光素子110を配列させた後、絶縁性基板100を加熱することにより、液体を蒸発させて乾燥させ、棒状構造発光素子110を金属電極101,102間の電気力線に沿って等間隔に配列させて固着させる。   Next, after the rod-shaped structure light emitting elements 110 are arranged on the metal electrodes 101 and 102, the insulating substrate 100 is heated to evaporate the liquid and dry the metal. They are arranged at regular intervals along the lines of electric force between 102 and fixed.

図24は上記棒状構造発光素子110を配列した絶縁性基板100の平面図を示している。この棒状構造発光素子110を配列した絶縁性基板100を、液晶表示装置などのバックライトに用いることにより、薄型化と軽量化が可能でかつ発光効率が高く省電力なバックライトを実現することができる。また、この棒状構造発光素子110を配列した絶縁性基板100を照明装置として用いることにより、薄型化と軽量化が可能でかつ発光効率が高く省電力な照明装置を実現することができる。   FIG. 24 is a plan view of the insulating substrate 100 on which the rod-shaped structure light emitting elements 110 are arranged. By using the insulating substrate 100 in which the rod-shaped structure light emitting elements 110 are arranged for a backlight of a liquid crystal display device or the like, it is possible to realize a backlight that can be reduced in thickness and weight, has high luminous efficiency, and saves power. it can. Further, by using the insulating substrate 100 in which the rod-shaped structure light emitting elements 110 are arranged as a lighting device, it is possible to realize a lighting device that can be reduced in thickness and weight, has high luminous efficiency, and saves power.

また、図25は上記棒状構造発光素子110を配列した絶縁性基板を用いた表示装置の平面図を示している。図25に示すように、表示装置200は、絶縁性基板210上に、表示部201、論理回路部202、論理回路部203、論理回路部204および論理回路部205を備える構成となっている。上記表示部201には、マトリックス状に配置された画素に棒状構造発光素子110を配列している。   FIG. 25 is a plan view of a display device using an insulating substrate on which the rod-shaped structure light emitting elements 110 are arranged. As illustrated in FIG. 25, the display device 200 includes a display unit 201, a logic circuit unit 202, a logic circuit unit 203, a logic circuit unit 204, and a logic circuit unit 205 on an insulating substrate 210. In the display unit 201, rod-shaped structure light emitting elements 110 are arranged in pixels arranged in a matrix.

図26は上記表示装置200の表示部201の要部の回路図を示しており、上記表示装置200の表示部201は、図26に示すように、互いに交差する複数の走査信号線GL(図26では1本のみを示す)と複数のデータ信号線SL(図26では1本のみを示す)とを備えており、隣接する2本の走査信号線GLと隣接する2本のデータ信号線SLとで包囲された部分に、画素がマトリクス状に配置されている。この画素は、ゲートが走査信号線GLに接続され、ソースがデータ信号線SLに接続されたスイッチング素子Q1と、そのスイッチング素子Q1のドレインにゲートが接続されたスイッチング素子Q2と、上記スイッチング素子Q2のゲートに一端が接続された画素容量Cと、上記スイッチング素子Q2により駆動される複数の発光ダイオードD1〜Dn(棒状構造発光素子110)とを有している。   FIG. 26 shows a circuit diagram of a main part of the display unit 201 of the display device 200. As shown in FIG. 26, the display unit 201 of the display device 200 has a plurality of scanning signal lines GL (see FIG. 26, only one line is shown) and a plurality of data signal lines SL (only one line is shown in FIG. 26), and two adjacent scanning signal lines GL and two adjacent data signal lines SL are provided. Pixels are arranged in a matrix in a portion surrounded by. This pixel has a switching element Q1 having a gate connected to the scanning signal line GL and a source connected to the data signal line SL, a switching element Q2 having a gate connected to the drain of the switching element Q1, and the switching element Q2. And a plurality of light emitting diodes D1 to Dn (bar-shaped structure light emitting element 110) driven by the switching element Q2.

上記棒状構造発光素子110のpnの極性は、一方に揃っておらず、ランダムに配列されている。このため、駆動時は交流電圧により駆動されて、異なる極性の棒状構造発光素子110が交互に発光することになる。   The pn polarities of the rod-shaped structure light emitting elements 110 are not aligned on one side, but are randomly arranged. For this reason, it is driven by an alternating voltage at the time of driving, and the rod-shaped structure light emitting elements 110 having different polarities emit light alternately.

また、上記表示装置の製造方法によれば、独立した電位が夫々与えられる2つの電極101,102を単位とする配列領域が形成された絶縁性基板100を作成し、その絶縁性基板100上にナノオーダーサイズまたはマイクロオーダーサイズの棒状構造発光素子110を含んだ液体を塗布する。その後、2つの電極101,102に独立した電圧を夫々印加して、微細な棒状構造発光素子110を2つの電極101,102により規定される位置に配列させる。これにより、上記棒状構造発光素子110を所定の絶縁性基板100上に容易に配列させることができる。   In addition, according to the method for manufacturing the display device, the insulating substrate 100 in which the array region having the units of the two electrodes 101 and 102 to which independent potentials are respectively applied is formed, and the insulating substrate 100 is formed on the insulating substrate 100. A liquid including the nano-order size or micro-order size rod-shaped structure light emitting element 110 is applied. Thereafter, independent voltages are applied to the two electrodes 101 and 102, respectively, so that the fine rod-shaped light emitting elements 110 are arranged at positions defined by the two electrodes 101 and 102. Thereby, the rod-shaped structure light emitting element 110 can be easily arranged on the predetermined insulating substrate 100.

また、上記表示装置の製造方法では、使用する半導体の量を少なくできると共に、薄型化と軽量化が可能な表示装置を製造することができる。また、上記棒状構造発光素子110は、半導体層で覆われた半導体コアの全周から光が放出されることにより発光領域が広くなるので、発光効率が高く省電力な表示装置を実現することができる。   Moreover, in the manufacturing method of the display device, it is possible to manufacture a display device that can reduce the amount of semiconductor to be used and can be reduced in thickness and weight. In addition, since the light emitting region is widened by emitting light from the entire circumference of the semiconductor core covered with the semiconductor layer, the rod-shaped structure light emitting element 110 can realize a display device with high luminous efficiency and power saving. it can.

上記第1〜第4実施形態では、半導体コア11,21,31,41の一端側の外周面が露出した露出部分11,21,31,41を有する棒状構造発光素子について説明したが、これに限らず、半導体コアの両端の外周面が露出した露出部分を有するものでもよいし、半導体コアの中央部分の外周面が露出した露出部分を有するものでもよい。   In the first to fourth embodiments, the rod-shaped structure light emitting element having the exposed portions 11, 21, 31, 41 where the outer peripheral surface on one end side of the semiconductor cores 11, 21, 31, 41 is exposed has been described. Not limited to this, it may have an exposed portion where the outer peripheral surfaces of both ends of the semiconductor core are exposed, or may have an exposed portion where the outer peripheral surface of the central portion of the semiconductor core is exposed.

また、上記第1〜第9実施形態では、半導体コアと半導体層にGaNを母材とする半導体を用いたが、GaAs,AlGaAs,GaAsP,InGaN,AlGaN,GaP,ZnSe,AlGaInPなどを母材とする半導体を用いた発光素子にこの発明を適用してもよい。また、半導体コアをn型とし、半導体層をp型としたが、導電型が逆の棒状構造発光素子にこの発明を適用してもよい。また、六角柱形状の半導体コアを有する棒状構造発光素子について説明したが、これに限らず、断面が円形または楕円の棒状であってもよいし、断面が三角形などの他の多角形状の棒状の半導体コアを有する棒状構造発光素子にこの発明を適用してもよい。   In the first to ninth embodiments, the semiconductor core and the semiconductor layer are made of a semiconductor having GaN as a base material. The present invention may be applied to a light-emitting element using a semiconductor to be used. Further, although the semiconductor core is n-type and the semiconductor layer is p-type, the present invention may be applied to a rod-shaped structure light-emitting element having a reverse conductivity type. Moreover, although the rod-shaped structure light emitting element having a hexagonal columnar semiconductor core has been described, the present invention is not limited to this, and the cross section may be a circular or elliptical rod shape, or the cross section may be other polygonal rod shape such as a triangle. You may apply this invention to the rod-shaped structure light emitting element which has a semiconductor core.

また、上記第1〜第9実施形態では、棒状構造発光素子の直径を1μmとし長さを10μm〜30μmのマイクロオーダーサイズとしたが、直径または長さのうちの少なくとも直径が1μm未満のナノオーダーサイズの素子でもよい。上記棒状構造発光素子の半導体コアの直径は500nm以上かつ50μm以下が好ましく、数10nm〜数100nmの棒状構造発光素子に比べて半導体コアの直径のばらつきを抑えることができ、発光面積すなわち発光特性のばらつきを低減でき、歩留まりを向上できる。   In the first to ninth embodiments, the diameter of the rod-shaped structure light emitting element is 1 μm and the length is micro order size of 10 μm to 30 μm. However, at least the diameter or length of the nano order is less than 1 μm. A size element may be used. The diameter of the semiconductor core of the rod-shaped structure light emitting element is preferably 500 nm or more and 50 μm or less, and variation in the diameter of the semiconductor core can be suppressed as compared with the rod-shaped structure light emitting element of several tens nm to several hundred nm, and the light emission area, that is, the light emission characteristics. Variation can be reduced and yield can be improved.

また、上記第1〜第4,第7〜第9実施形態では、MOCVD装置を用いて半導体コアを結晶成長させたが、MBE(分子線エピタキシャル)装置などの他の結晶成長装置を用いて半導体コアを形成してもよい。また、成長穴を有するマスクを用いて半導体コアを基板上に結晶成長させたが、基板上に金属種を配置して、金属種から半導体コアを結晶成長させてもよい。   In the first to fourth and seventh to ninth embodiments, the semiconductor core is crystal-grown using the MOCVD apparatus, but the semiconductor is grown using another crystal growth apparatus such as an MBE (molecular beam epitaxial) apparatus. A core may be formed. Further, although the semiconductor core is crystal-grown on the substrate using a mask having a growth hole, the semiconductor core may be crystal-grown from the metal seed by arranging a metal species on the substrate.

また、上記第1〜第4,第7〜第9実施形態では、半導体層に覆われた半導体コアを超音波を用いて基板から切り離したが、これに限らず、切断工具を用いて半導体コアを基板から機械的に折り曲げることによって切り離してもよい。この場合、簡単な方法で基板上に設けられた微細な複数の棒状構造発光素子を短時間で切り離すことができる。   Moreover, in the said 1st-4th, 7th-9th embodiment, although the semiconductor core covered with the semiconductor layer was cut | disconnected from the board | substrate using the ultrasonic wave, it is not restricted to this, A semiconductor core using a cutting tool May be separated from the substrate by mechanical bending. In this case, a plurality of fine rod-shaped light emitting elements provided on the substrate can be separated in a short time by a simple method.

また、上記第10実施形態では、絶縁性基板100の表面に形成された2つの金属電極101,102に電位差を与えて、金属電極101,102間に棒状構造発光素子110を配列させたが、これに限らず、絶縁性基板の表面に形成された2つの電極間に、第3の電極を形成し、3つの電極に独立した電圧を夫々印加して、棒状構造発光素子を電極により規定される位置に配列させてもよい。   In the tenth embodiment, a potential difference is applied to the two metal electrodes 101 and 102 formed on the surface of the insulating substrate 100, and the rod-shaped structure light emitting elements 110 are arranged between the metal electrodes 101 and 102. Not limited to this, a third electrode is formed between two electrodes formed on the surface of the insulating substrate, and an independent voltage is applied to each of the three electrodes. You may arrange in the position.

また、上記第10実施形態では、棒状構造発光素子を備えた表示装置について説明したが、これに限らず、この発明の棒状構造発光素子をバックライトや照明装置などの他の装置に適用してもよい。   In the tenth embodiment, the display device including the bar-shaped structure light emitting element has been described. However, the present invention is not limited to this, and the bar-shaped structure light emitting element of the present invention is applied to other devices such as a backlight and a lighting device. Also good.

この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記第1〜第10実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。   Although specific embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the first to tenth embodiments, and can be implemented with various modifications within the scope of the present invention.

11,21,31,41,51,61,71,81,91…半導体コア
11a,21a,31a,41a,51a,61a,71a,81a,91a…露出部分
12,23,32,43,52,63,72,82,92…半導体層
22,42,62…量子井戸層
13,24,33,44…透明電極
70,90…基板
75,85,95…触媒金属層
80…下地基板
84…半導体膜
94…マスク
100…絶縁性基板
101,102…金属電極
110…棒状構造発光素子
200…表示装置
11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91 ... Semiconductor core 11a, 21a, 31a, 41a, 51a, 61a, 71a, 81a, 91a ... Exposed portion 12, 23, 32, 43, 52, 63,72,82,92 ... semiconductor layer 22,42,62 ... quantum well layer 13,24,33,44 ... transparent electrode 70,90 ... substrate 75,85,95 ... catalyst metal layer 80 ... underlying substrate 84 ... semiconductor Film 94 ... Mask 100 ... Insulating substrate 101, 102 ... Metal electrode 110 ... Bar light emitting element 200 ... Display device

Claims (10)

棒状の第1導電型の半導体コアと、
上記半導体コアを覆うように形成された第2導電型の半導体層と、
上記半導体層を覆うように、かつ、上記半導体コアと電気的に接続しないように形成された透明電極と
を備え、
上記半導体コアの一部の外周面が露出しており、
上記透明電極は、上記半導体コアの外周面の露出部分を覆わないように形成されていることを特徴とする棒状構造発光素子。
A rod-shaped first conductive type semiconductor core;
A semiconductor layer of a second conductivity type formed so as to cover the semiconductor core;
A transparent electrode formed so as to cover the semiconductor layer and not to be electrically connected to the semiconductor core;
The outer peripheral surface of a part of the semiconductor core is exposed ,
The transparent electrode is formed so as not to cover the exposed portion of the outer peripheral surface of the semiconductor core .
請求項1に記載の棒状構造発光素子において、
上記半導体コアの一端側の外周面が露出していることを特徴とする棒状構造発光素子。
In the rod-shaped structure light emitting device according to claim 1,
A rod-shaped structure light emitting device, wherein an outer peripheral surface of one end side of the semiconductor core is exposed.
請求項2に記載の棒状構造発光素子において、
上記半導体コアの他端側の端面を上記半導体層により覆っていることを特徴とする棒状構造発光素子。
The rod-shaped structure light emitting device according to claim 2,
A rod-shaped structure light emitting element, wherein an end face of the other end side of the semiconductor core is covered with the semiconductor layer.
請求項3に記載の棒状構造発光素子において、
上記半導体層は、上記半導体コアの外周面を覆う部分の径方向の厚さよりも上記半導体コアの他端側の端面を覆う部分の軸方向の厚さが厚いことを特徴とする棒状構造発光素子。
In the rod-shaped structure light emitting device according to claim 3,
The rod-like structure light emitting element characterized in that the semiconductor layer has a thickness in the axial direction of a portion covering the end face on the other end side of the semiconductor core, rather than a thickness in a radial direction of a portion covering the outer peripheral surface of the semiconductor core. .
請求項1から4までのいずれか1つに記載の棒状構造発光素子において、
上記半導体コアと上記半導体層との間に量子井戸層を形成したことを特徴とする棒状構造発光素子。
In the rod-shaped structure light emitting element according to any one of claims 1 to 4,
A rod-shaped structure light emitting device, wherein a quantum well layer is formed between the semiconductor core and the semiconductor layer.
請求項1に記載の棒状構造発光素子において、
上記半導体コアの一端側の外周面が露出すると共に、
上記半導体コアの他端側の端面が上記半導体層により覆われており、
上記半導体コアと上記半導体層との間に形成された量子井戸層を備え、
上記量子井戸層は、上記半導体コアの外周面を覆う部分の径方向の厚さよりも上記半導体コアの他端側の端面を覆う部分の軸方向の厚さが厚いことを特徴とする棒状構造発光素子。
In the rod-shaped structure light emitting device according to claim 1,
While the outer peripheral surface of one end side of the semiconductor core is exposed,
The end face on the other end side of the semiconductor core is covered with the semiconductor layer,
Comprising a quantum well layer formed between the semiconductor core and the semiconductor layer;
The quantum well layer is characterized in that the axial thickness of the portion covering the end face on the other end side of the semiconductor core is thicker than the radial thickness of the portion covering the outer peripheral surface of the semiconductor core. element.
請求項1に記載の棒状構造発光素子において、
上記半導体コアはn型半導体からなると共に、
上記半導体層はp型半導体からなることを特徴とする棒状構造発光素子。
In the rod-shaped structure light emitting device according to claim 1,
The semiconductor core is made of an n-type semiconductor,
The rod-shaped structure light emitting element, wherein the semiconductor layer is made of a p-type semiconductor.
請求項1から7までのいずれか1つに記載の棒状構造発光素子を備えたことを特徴とするバックライト。   A backlight comprising the bar-shaped structure light-emitting element according to claim 1. 請求項1から7までのいずれか1つに記載の棒状構造発光素子を備えたことを特徴とする照明装置。   An illuminating device comprising the rod-shaped structure light emitting element according to any one of claims 1 to 7. 請求項1から7までのいずれか1つに記載の棒状構造発光素子を備えたことを特徴とする表示装置。   A display device comprising the bar-shaped structure light emitting element according to claim 1.
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