JP6584799B2 - 半導体発光素子 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態によれば、半導体発光素子は、基体と、第1〜第6半導体層と、第1〜第2導電層と、構造体と、第1絶縁層と、を含む。前記第1半導体層は、第1方向において前記基体と離間し、第1導電形の第1半導体膜を含む。前記第2半導体層は、前記第1半導体層と前記基体との間に設けられ、第2導電形である。前記第3半導体層は、前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられる。第1導電層は、前記第2半導体層と電気的に接続される。前記第4半導体層は、前記第1方向において前記基体と離間し前記第1方向と交差する第2方向において前記第1半導体層と並び前記第1導電形の第2半導体膜を含む。第5半導体層は、前記第4半導体層と前記基体との間に設けられ、前記第2導電形である。前記第6半導体層は、前記第4半導体層と前記第5半導体層との間に設けられる。前記第2導電層は、前記第5半導体層と電気的に接続される。前記構造体は、前記第1方向において前記基体と離間する。前記構造体の少なくとも一部は、前記第1半導体層と前記第4半導体層との間に設けられる。前記第3導電層は、前記第4半導体層と電気的に接続される。前記第3導電層は、第1領域と、第2領域と、前記第1領域と前記第2領域との間の第3領域と、を含む。前記第1絶縁層の少なくとも一部は、前記第3導電層と前記第5半導体層との間に設けられる。前記第1導電層の第4領域は、第2半導体層と前記基体との間に設けられる。前記第1導電層の第5領域は、前記第1領域と前記基体との間に設けられる。前記第5領域は、前記第1領域と電気的に接続される。前記第4半導体層の一部は、前記第2領域と前記第2導電層との間に設けられる。前記構造体は、前記第3領域と前記基体との間に設けられる。前記構造体の前記第1方向に沿った厚さは、前記第2領域と前記第2導電層との間の前記第1方向に沿った距離よりも小さい。前記第1半導体層及び前記第4半導体層は表面に凹凸を有する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1(a)及び図1(b)は、第1の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式図である。
図1(a)は、図1(b)のA1−A2線断面図である。図1(b)は、図1(a)に示す矢印AAの方向からみた平面図である。図1(b)において、一部の要素を透視した状態を破線で表示している。図1(a)に示す部分APは、図1(b)に示す部分APに対応している。
これらの図は、図1(b)に示す部分APを拡大して示している。そして、図を見やすくするために、図2(a)では、第5導電層45を除去した状態を例示している。これらの図において、絶縁層は省略している。
このように、構造体sb3は、第1積層体sb1と連続していても良い。
図3に示すように、第3半導体層13は、複数の障壁層13Bと、複数の障壁層13Bどうしの間に設けられた井戸層13Wと、を含む。例えば、複数の障壁層13Bと、複数の井戸層13Wと、がZ軸方向に沿って交互に並ぶ。
低不純物濃度領域11i及び14iのそれぞれの厚さは、例えば、1000nm以上3000nm以下である。
第1半導体層11及び第4半導体層14のそれぞれの厚さは、例えば、500nm以上4000nm以下である。
第2半導体層12及び第5半導体層15のそれぞれの厚さは、例えば、10nm以上5000nm以下である。
第3半導体層13及び第6半導体層16のそれぞれの厚さは、例えば、0.3nm以上1000nm以下である。
図4(a)〜図4(d)、図5(a)〜図5(c)、及び、図6(a)〜図6(c)は、第1の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
を含む。
図6(b)に示すように、除去により露出した領域に、第4導電層54、第5導電層45及び第3導電層43を形成する。例えば、第1半導体層11の上に、第5導電層45を形成する。第2導電層52の第7領域r7の上に、第5導電層45を形成する。第1導電層51の第5領域r5の上に、第3導電層43の第1領域r1が配置される。第4半導体層14の一部の上に、第3導電層43の第2領域r2が配置される。構造体sb3の上(絶縁層81bの上)に、第3導電層43の第3領域r3が配置される。
これらの図は、図1(b)に示す部分APに対応する部分を拡大して示している。そして、図を見やすくするために、図7(a)及び図7(c)では、第5導電層45を除去した状態を例示している。これらの図において、絶縁層は省略している。
この場合も、構造体sb3は、第1積層体sb1と連続している。
この例においては、構造体sb3は、第1積層体sb1と分断されており、不連続である。
図8は、第2の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図8に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子120は、基体70と、第1〜第6半導体層11〜16と、第1導電層51と、第2導電層52と、第3導電層43と、第1絶縁層81aと、を含む。本実施形態においては、半導体発光素子110における構造体sb3が省略され、第2積層体sb2の一部の厚さが薄くされて、構造体sb3の機能を果たす。
図9に示すように、本実施形態に係る別の半導体発光素子121においては、第2導電層52の一部は、第4半導体層14の第2半導体領域sr2の一部(少なくとも一部)と、基体70との間に設けられる。これ以外は、半導体発光素子120と同様であるので、説明を省略する。
図10は、第3の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図10に示すように、本実施形態に係る別の半導体発光素子130においては、構造体sb3が設けられており、第4半導体層14に第1半導体領域sr1及び第2半導体領域sr2が設けられている。第3導電層43の第3領域r3と基体70との間に、構造体sb3及び第2半導体領域r2が設けられている。第1半導体領域sr1の少なくとも一部と、構造体sb3の少なくとも一部と、の間に、第2半導体領域sr2の少なくとも一部が、配置される。このように、第1の実施形態に係る構造体sb3と、第2の実施形態に係る第2半導体領域sr2と、の両方を設けても良い。この場合も、第3導電層43の断線などが抑制でき、電気的な接続が安定になる。断線を考慮した設計の余裕度が拡大し、発光効率が向上できる。さらに、高い信頼性が得られる。さらに、歩留まりが向上し、高い生産性が得られる。
Claims (19)
- 基体と、
第1方向において前記基体と離間し第1導電形の第1半導体膜を含む第1半導体層と、
前記第1半導体層と前記基体との間に設けられた第2導電形の第2半導体層と、
前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられた第3半導体層と、
前記第2半導体層と電気的に接続された第1導電層と、
前記第1方向において前記基体と離間し前記第1方向と交差する第2方向において前記第1半導体層と並び前記第1導電形の第2半導体膜を含む第4半導体層と、
前記第4半導体層と前記基体との間に設けられた前記第2導電形の第5半導体層と、
前記第4半導体層と前記第5半導体層との間に設けられた第6半導体層と、
前記第5半導体層と電気的に接続された第2導電層と、
前記第1方向において前記基体と離間した構造体であって、前記構造体の少なくとも一部は前記第1半導体層と前記第4半導体層との間に設けられ、前記構造体は、前記第1導電形の第7半導体層と、前記第7半導体層と前記基体との間に設けられた前記第2導電形の第8半導体層と、前記第7半導体層と前記第8半導体層との間に設けられた第9半導体層と、を含み、前記構造体の前記第2方向と交差する2つの側面は、前記第1方向に対して傾斜している、前記構造体と、
前記第4半導体層と電気的に接続された第3導電層であって第1領域と、第2領域と、前記第1領域と前記第2領域との間の第3領域と、を含む前記第3導電層と、
第1絶縁層であって、前記第1絶縁層の少なくとも一部は、前記第3導電層と前記第5半導体層との間に設けられる、前記第1絶縁層と、
を備え、
前記第1導電層の第4領域は、前記第2半導体層と前記基体との間に設けられ、
前記第1導電層の第5領域は、前記第1領域と前記基体との間に設けられ、前記第5領域は前記第1領域と電気的に接続され、
前記第4半導体層の一部は、前記第2領域と前記第2導電層との間に設けられ、
前記構造体は、前記第3領域と前記基体との間に設けられ、
前記構造体の前記第1方向に沿った厚さは、前記第2領域と前記第2導電層との間の前記第1方向に沿った距離よりも小さい、半導体発光素子。 - 前記第4半導体層、前記第6半導体層及び前記第5半導体層を含む積層体は、前記第2方向と交差し前記第1方向に対して傾斜した側面を有する、請求項1記載の半導体発光素子。
- 前記第1絶縁層は、前記第3導電層と前記側面との間に延在する、請求項2記載の半導体発光素子。
- 前記厚さは、前記距離の1/5倍以上2/3倍以下である、請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
- 前記第1半導体層及び前記第4半導体層は表面に凹凸を有する、請求項1〜4のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
- 基体と、
第1方向において前記基体と離間し第1導電形の第1半導体膜を含む第1半導体層と、
前記第1半導体層と前記基体との間に設けられた第2導電形の第2半導体層と、
前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられた第3半導体層と、
前記第2半導体層と電気的に接続された第1導電層と、
前記第1方向において前記基体と離間し前記第1方向と交差する第2方向において前記第1半導体層と並び前記第1導電形の第2半導体膜を含む第4半導体層であって、第1半導体領域と第2半導体領域とを含み、前記第2半導体領域は、前記第1半導体領域の少なくとも一部と前記第1半導体層の少なくとも一部との間に設けられた、前記第4半導体層と、
前記第4半導体層と前記基体との間に設けられた前記第2導電形の第5半導体層と、
前記第4半導体層と前記第5半導体層との間に設けられた第6半導体層と、
前記第5半導体層と電気的に接続された第2導電層と、
前記第4半導体層と電気的に接続された第3導電層であって第1領域と、第2領域と、前記第1領域と前記第2領域との間の第3領域と、を含む前記第3導電層と、
第1絶縁層であって、前記第1絶縁層の少なくとも一部は、前記第3導電層と前記第5半導体層との間に設けられる、前記第1絶縁層と、
を備え、
前記第1導電層の第4領域は、前記第2半導体層と前記基体との間に設けられ、
前記第1導電層の第5領域は、前記第1領域と前記基体との間に設けられ、前記第5領域は前記第1領域と電気的に接続され、
前記第1半導体領域は、前記第2領域と前記第2導電層との間に設けられ、
前記第2半導体領域は、前記第3領域と前記基体との間に設けられ、
前記第2半導体領域、前記第5半導体層及び前記第6半導体層の合計の厚さは、前記第2領域と前記第2導電層との間の前記第1方向に沿った距離よりも小さく、
前記第1半導体層及び前記第4半導体層は表面に凹凸を有する、半導体発光素子。 - 前記第1半導体領域は、前記第2方向と交差し前記第1方向に対して傾斜した側面を有する、請求項6記載の半導体発光素子。
- 前記第1絶縁層は、前記第3導電層と、前記第1半導体領域の前記側面と、の間に延在する、請求項7記載の半導体発光素子。
- 前記第2半導体領域は、前記第2方向と交差し前記第1方向に対して傾斜した側面を有する、請求項6〜8のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
- 前記第1絶縁層は、前記第3導電層と、前記第2半導体領域の前記側面と、の間に延在する、請求項9記載の半導体発光素子。
- 前記厚さは、前記距離の1/5倍以上2/3倍以下である、請求項1〜10のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
- 前記第1導電層は、第1金属層と、第2金属層と、を含み、
前記第1金属層は、前記第2半導体層と前記基体との間に設けられ、
前記第2金属層の第1部分は、前記第1金属層と前記基体との間に設けられ、
前記第2金属層の第2部分は、前記第1領域と前記基体との間に設けられた、請求項1〜11のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 - 前記第2導電層は、第3金属層と、第4金属層と、を含み、
前記第3金属層は、前記第5半導体層と前記基体との間に設けられ、
前記第4金属層の第3部分は、前記第3金属層と前記基体との間に設けられた、請求項1〜12のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 - 第4導電層をさらに備え、
前記第4導電層と前記基体との間に、前記第4金属層の第4部分が配置され、
前記第4導電層は、前記第4部分と電気的に接続された、請求項13記載の半導体発光素子。 - 第5導電層をさらに備え、
前記第5導電層と前記基体との間に前記第1半導体層が配置され、
前記第5導電層は、前記第1半導体膜と電気的に接続される、請求項1〜14のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 - 前記第1導電層と前記基体との間、及び、前記第2導電層と前記基体との間に設けられた第2絶縁層をさらに備えた、請求項1〜15いずれか1つに記載の半導体発光素子。
- 前記基体は、導電性である、請求項16記載の半導体発光素子。
- 前記第2絶縁層と前記基体との間に設けられた第4金属層をさらに備えた、請求項16または17に記載の半導体発光素子。
- 第6金属層をさらに備え、前記第2絶縁層と前記第6金属層との間に前記基体が配置された、請求項16〜18に記載の半導体発光素子。
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