JP6783984B2 - Light emitting element - Google Patents
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本発明は、反射電極を有した発光素子に関する。 The present invention relates to a light emitting device having a reflective electrode.
フリップチップ型の発光素子では、p電極を兼ねる反射膜(反射電極)を設け、これにより基板側へと光を反射させて光取り出し効率を向上させている。反射電極の材料には、反射率の高いAgまたはAg合金が広く用いられている。 The flip-chip type light emitting element is provided with a reflective film (reflecting electrode) that also serves as a p-electrode, which reflects light toward the substrate side to improve light extraction efficiency. As a material for the reflective electrode, Ag or an Ag alloy having high reflectance is widely used.
Agはマイグレーション(電気化学的な作用による金属イオンの移動)を起こしやすいことが知られている。マイグレーションは電流リークなど発光素子の各種特性を劣化させてしまう。 It is known that Ag is prone to migration (movement of metal ions by electrochemical action). Migration deteriorates various characteristics of the light emitting element such as current leakage.
このAgのマイグレーションを抑制するため、Agを絶縁膜などで封止し、Agが水分などと接触しないようにすることが行われている。 In order to suppress the migration of Ag, the Ag is sealed with an insulating film or the like to prevent the Ag from coming into contact with water or the like.
特許文献1では、ITOからなるオーミック電極の端部を覆うようにしてAgを含む反射金属層を設け、ITOからなる被覆電極層の中にAgを含む反射金属層を埋設することが記載されている。このように構成すると、反射金属層の端部がp層に接するため、オーミック電極と接するよりも密着性がよく、反射金属層の端部の隆起が抑制される。その結果、反射金属層をオーミック電極と被覆電極層によって確実に被覆することができ、Agのマイグレーションの発生が防止される。また、被覆電極層の酸素濃度を小さくすることで、水分や酸素の影響による水酸化銀の発生を抑制し、これによってマイグレーションの発生を抑制することが記載されている。 Patent Document 1 describes that a reflective metal layer containing Ag is provided so as to cover an end portion of an ohmic electrode made of ITO, and a reflective metal layer containing Ag is embedded in a coated electrode layer made of ITO. There is. With this configuration, since the end of the reflective metal layer is in contact with the p layer, the adhesion is better than that of contact with the ohmic electrode, and the uplift of the end of the reflective metal layer is suppressed. As a result, the reflective metal layer can be reliably coated with the ohmic electrode and the coated electrode layer, and the occurrence of Ag migration is prevented. It is also described that by reducing the oxygen concentration of the coated electrode layer, the generation of silver hydroxide due to the influence of water and oxygen is suppressed, thereby suppressing the generation of migration.
発明者らの検討によると、たとえ絶縁膜によって反射電極が封止されていても、高温、高電流で使用するとAgがマイグレーションを起こし、反射電極内にボイドが生じてしまうことがわかった。このボイドは反射電極の反射率を低下させ、発光素子の光量を低下させてしまう。また、電流リークなどの原因にもなる。 According to the study by the inventors, it was found that even if the reflective electrode is sealed with an insulating film, Ag migrates when used at a high temperature and a high current, and voids are generated in the reflective electrode. This void lowers the reflectance of the reflective electrode and reduces the amount of light of the light emitting element. It also causes a current leak.
また、反射電極の反射率を向上させるためには、Agをなるべく厚くする必要がある。しかし、Agを厚くするとマイグレーションを起こしやすくなり、特許文献1の構造を採用しても、Agが厚い場合にはマイグレーションの抑制効果が十分でなかった。 Further, in order to improve the reflectance of the reflective electrode, it is necessary to make Ag as thick as possible. However, when the Ag is thick, migration is likely to occur, and even if the structure of Patent Document 1 is adopted, the effect of suppressing migration is not sufficient when the Ag is thick.
そこで本発明は、マイグレーションが抑制された反射電極を実現することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to realize a reflective electrode in which migration is suppressed.
本発明は、p層と、p層上に設けられた透明電極と、透明電極上に設けられたDBR層と、DBR層上に設けられ、DBR層に設けられた孔を介して透明電極と接続された反射電極と、を有した発光素子であって、反射電極は、AgまたはAg合金からなり、厚さが10〜100nmの反射膜と、透明導電性酸化物からなり、厚さが1〜10nmの酸化膜とを交互に繰り返し積層させ、反射膜の層数を2以上とした構造であり、反射膜は、酸化膜の厚さの10倍以上である、ことを特徴とする発光素子である。 In the present invention, the p-layer, the transparent electrode provided on the p-layer, the DBR layer provided on the transparent electrode, and the transparent electrode provided through the holes provided on the DBR layer and provided in the DBR layer. a light-emitting element having a reflective electrode connected, reflective electrode, Ri Do from Ag or Ag alloy, a reflective film having a thickness of 10 to 100 nm, Ri Do a transparent conductive oxide, the thickness The structure is such that the number of layers of the reflective film is 2 or more by alternately and repeatedly laminating oxide films having a diameter of 1 to 10 nm , and the reflective film is 10 times or more the thickness of the oxide film. It is a light emitting element.
透明導電性酸化物は、発光素子の発光波長の光に対して透光性を有し、かつ導電性を有した材料である。酸化インジウム系材料、酸化亜鉛系材料、酸化スズ系材料などを用いることができる。特に、透光性と導電性が高いことからITO(スズドープの酸化インジウム)またはIZO(亜鉛ドープの酸化インジウム)が好ましい。特に透光性の高さからIZOが好ましい。 The transparent conductive oxide is a material having translucency and conductivity with respect to light having an emission wavelength of a light emitting element. Indium oxide-based materials, zinc oxide-based materials, tin oxide-based materials, and the like can be used. In particular, ITO (tin-doped indium oxide) or IZO (zinc-doped indium oxide) is preferable because of its high translucency and conductivity. In particular, IZO is preferable because of its high translucency.
反射膜は、酸化膜の厚さの10倍以上とすることが望ましい。反射電極のマイグレーション抑制効果を高めつつ、反射電極の反射率も高めることができる。より望ましくは15倍以上、さらに望ましくは20倍以上である。 The reflective film is preferably 10 times or more the thickness of the oxide film. While enhancing the migration suppressing effect of the reflecting electrode, the reflectance of the reflecting electrode can also be increased. More preferably, it is 15 times or more, and even more preferably 20 times or more.
反射膜の厚さの総計は、100nm以上であることが望ましい。これにより、マイグレーション抑制効果を損なうことなく、反射電極の反射率をさらに向上させることができる。 The total thickness of the reflective film is preferably 100 nm or more. As a result, the reflectance of the reflective electrode can be further improved without impairing the migration suppressing effect.
各反射膜の厚さは、10〜100nmとするのがよい。10nmよりも薄いと、反射膜を透過する光の割合が増大し、反射電極の反射率が十分に向上せず、100nmよりも厚いと、マイグレーションが発生する可能性が高くなるためである。 The thickness of each reflective film is preferably 10 to 100 nm. This is because if it is thinner than 10 nm, the proportion of light that passes through the reflective film increases, the reflectance of the reflecting electrode is not sufficiently improved, and if it is thicker than 100 nm, there is a high possibility that migration will occur.
各酸化膜の厚さは、1〜10nmとするのがよい。1nmよりも薄いと、反射膜のAgのマイグレーション抑制効果が十分でなく、10nmよりも厚いと、反射電極の反射率や導電性が低下してしまうためである。 The thickness of each oxide film is preferably 1 to 10 nm. This is because if it is thinner than 1 nm, the effect of suppressing Ag migration of the reflective film is not sufficient, and if it is thicker than 10 nm, the reflectance and conductivity of the reflective electrode are lowered.
反射膜の層数は3以上とするのがよい。反射電極のマイグレーションを抑制しつつ、反射電極の反射率をより向上させるためである。また、反射電極は、最表層が反射膜であることが望ましい。反射電極の最表層と接する金属層とのコンタクトを良好とし、反射電極の電極としての機能を十分に発揮させるためである。 The number of layers of the reflective film is preferably 3 or more. This is to further improve the reflectance of the reflecting electrode while suppressing the migration of the reflecting electrode. Further, it is desirable that the outermost surface layer of the reflective electrode is a reflective film. This is to improve the contact between the outermost layer of the reflective electrode and the metal layer in contact with the metal layer, and to fully exert the function of the reflective electrode as an electrode.
また、本発明はIII 族窒化物半導体からなる発光素子に好適である。III 族窒化物半導体からなる発光素子は、照明用として広く用いられ、大電流で駆動されることになる。このような大電流での使用においても、本発明の発光素子によれば、反射電極のマイグレーションを効果的に抑制することができる。 Further, the present invention is suitable for a light emitting device made of a group III nitride semiconductor. Light emitting devices made of group III nitride semiconductors are widely used for lighting and are driven by a large current. Even when used at such a large current, the light emitting element of the present invention can effectively suppress the migration of the reflecting electrode.
本発明によれば、マイグレーション抑制の効果が高い反射電極を実現することができ、発光素子の光量低下を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a reflective electrode having a high effect of suppressing migration, and it is possible to suppress a decrease in the amount of light of the light emitting element.
以下、本発明の具体的な実施例について、図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the examples.
図1は、実施例1のフリップチップ型の発光素子の構成を示した断面図である。また、図2は、実施例1の発光素子の平面パターンを示した平面図である。実施例1の発光素子は、平面視で1mm×1.35mmの長方形であり、発光波長は450nmである。図1のように、実施例1の発光素子は、サファイアからなる基板10を有している。基板10表面には、凹凸加工が施され、光取り出し効率の向上を図っている。基板10の凹凸加工側の表面上には、AlNからなるバッファ層(図示しない)を介して、n層11、発光層12、p層13が順に積層されている。n層11、発光層12、p層13には、従来知られている任意の構成を採用することができる。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the flip-chip type light emitting element of the first embodiment. Further, FIG. 2 is a plan view showing a plan pattern of the light emitting element of the first embodiment. The light emitting element of Example 1 is a rectangle of 1 mm × 1.35 mm in a plan view, and has a light emitting wavelength of 450 nm. As shown in FIG. 1, the light emitting element of the first embodiment has a
p層13表面には、n層11に達する深さのドット状の孔が複数設けられている。その各孔の底面に露出するn層11上には、それぞれドット状のnドット電極14が設けられている。nドット電極14は、Ti/AlNd/Taからなる。ここで記号「/」は、積層を意味し、A/BはAを成膜した後Bを成膜した積層構造であることを意味する。以下においても材料の説明において「/」を同様の意味で用いる。
On the surface of the
p層13上には透明電極15が設けられている。透明電極15は、IZO(亜鉛ドープの酸化インジウム)からなる。他にもITO(スズドープの酸化インジウム)、ICO(セリウムドープの酸化インジウム)などを用いることができる。さらに、透明電極15上を含む素子全体(ただしnドット電極14を除く)を覆うようにして、DBR層16が設けられている。DBR層16は、Nb2 O5 (酸化ニオブ)と、SiO2 が交互に繰り返し積層された構造である。DBR層16の各層の厚さは、発光波長において高い反射率となるように設定されている。このDBR層16によって発光層12から放射される光を基板10側へと反射させて光取り出し効率を向上させている。
A
DBR層16には、そのDBR層16を貫通して透明電極15に達する深さの孔25が複数設けられている。また、DBR層16上に連続して膜状に反射電極17が設けられている。孔25の領域においては、その孔25の側面および底面に沿って膜状に反射電極17が設けられている。そして、DBR層16に空けられた孔25を介して透明電極15と反射電極17が接続されている。反射電極17は、以下の2つの機能を備えるものである。1つは、発光層12から放射される光を基板10側へと反射させて光取り出し効率を向上させる反射膜としての機能である。もう1つは、DBR層16の各孔25底面に露出する透明電極15間を並列に電気的に接続する配線電極としての機能である。反射電極17のより詳細な構成については後述する。
The
反射電極17上には、その反射電極17を覆うようにしてカバーメタル層18が設けられている。反射電極17の表面および側面は、カバーメタル層18と接触している。カバーメタル層18は、Ti/Pt/Au/Taからなる。このカバーメタル層18によって反射電極17を覆うことによって、反射電極17が水や酸素と接触するのを防止し、反射電極17のマイグレーションを抑制するとともに、後述のp側接合層23から反射電極17側へと原子が拡散するのを防止している。
A
また、カバーメタル層18上には、ドット上のpドット電極19が複数設けられている。pドット電極19は、Ti/Pt/Au/Taからなる。このpドット電極19を除いて素子全体を覆うようにして、SiO2 からなる第1絶縁膜20が設けられている。
Further, a plurality of p-
第1絶縁膜20のうち、平面視でnドット電極14と重なる位置には、第1絶縁膜20を貫通する孔26が設けられており、nドット電極14の表面が露出する。また、第1絶縁膜20上には、Ti/Pt/Au/Taからなるn配線電極21が設けられている。n配線電極21は、第1絶縁膜20に形成された複数の孔26を介して、複数のnドット電極14と接続されている。
A hole 26 penetrating the first insulating
n配線電極21、第1絶縁膜20、pドット電極19を含む素子全体を覆うようにして、SiO2 からなる第2絶縁膜22が設けられている。第2絶縁膜22のうち、平面視でpドット電極19と重なる位置には、第2絶縁膜22を貫通する孔27が設けられており、pドット電極19の表面が露出する。また、第2絶縁膜22上には、p側接合層23が設けられている。p側接合層23は、第2絶縁膜22に設けられた複数の孔27を介して、複数のpドット電極19と接続されている。
A second insulating
また、第2絶縁膜22のうち、平面視でn配線電極21と重なる位置に、第2絶縁膜22を貫通する孔28が複数設けられており、n配線電極21が露出する。また、第2絶縁膜22上であって、p側接合層23とは離間した位置には、n側接合層24が設けられている。n側接合層24は、第2絶縁膜22に設けられた複数の孔28を介して、n配線電極21と接続されている。
Further, a plurality of
次に、反射電極17のより詳細な構成について説明する。反射電極17は、図3に示すように、Agからなる反射膜17AとIZO(亜鉛ドープの酸化インジウム)からなる酸化膜17Bとを交互に繰り返し積層した多層構造である。反射膜17Aと酸化膜17Bの積層を1ペアとしてこれを2ペア積層し、さらに酸化膜17B上に反射膜17Aを積層している。初層(最もDBR層16側の層)と最終層(最もカバーメタル層18側であり、表面が露出する最表層である層)は反射膜17Aである。反射膜17Aは50nm、酸化膜17Bは2nmである。反射膜17Aの厚さの総計は150nmであり、反射電極17の総膜厚は、154nmである。
Next, a more detailed configuration of the
反射電極17とDBR層16との間には、IZO膜(図示しない)が形成されている。これにより、DBR層16と反射電極17との密着性を高めるとともに、透明電極15と反射電極17とのコンタクトを良好にしている。また、反射電極17とカバーメタル層18との間には、カバーメタル層18側からの原子の熱拡散防止のためにTa膜(図示しない)が設けられている。
An IZO film (not shown) is formed between the
また、反射電極17の端面には、各反射膜17Aおよび各酸化膜17Bの端面が露出している。そして、反射電極17を覆うカバーメタル層18が、その反射電極17の上面および端面と接触している。このように、反射膜17Aの端面がカバーメタル層18によって覆われることにより、反射膜17Aのマイグレーションがより抑制されている。
Further, the end faces of the
なお、実施例1では反射膜17Aの材料としてAgを用いているが、Agを主とするAg合金を用いてもよく、複数材料の積層としてもよい。Ag合金は、たとえばAgPdCuである。このようなAg合金を用いることで、Agと同等の反射率を維持しつつ、対酸化性や対腐食性などを向上させることができる。また、実施例1では、製造の容易さなどの点で各反射膜17Aは同一材料としているが、異なる材料としてもよい。
Although Ag is used as the material of the
また、反射膜17Aは、厚さ150nmでの発光波長の光の反射率が80%以上の材料であることが好ましい。より好ましくは85%以上であり、さらに好ましくは90%以上である。また、反射膜17Aの電気伝導率は、30×106 S/m以上の材料であることが好ましい。より好ましくは40×106 S/m以上であり、さらに好ましくは50×106 S/m以上である。
Further, the
また、実施例1では、酸化膜17Bの材料としてIZOを用いているが、発光素子の発光波長に対して透明であって導電性を有した酸化物(透明導電性酸化膜)であれば、IZO以外にも任意の材料を用いてよく、複数材料の積層としてもよい。たとえば、酸化インジウム系材料、酸化亜鉛系材料、酸化スズ系材料などを用いることができる。また、実施例1では作製の容易さなどの点から各酸化膜17Bは同一材料としているが、異なる材料としてもよい。また、同様に作製の容易さから、実施例1のように透明電極15と酸化膜17Bを同一材料とするのがよい。
Further, in Example 1, IZO is used as the material of the
酸化インジウム系材料は、In2 O3 (酸化インジウム)、あるいは酸化インジウムに各種元素を添加した材料であり、ITO(スズドープの酸化インジウム)、ICO(セリウムドープの酸化インジウム)、IZOなどである。 The indium oxide-based material is In 2 O 3 (indium oxide) or a material obtained by adding various elements to indium oxide, such as ITO (tin-doped indium oxide), ICO (cerium-doped indium oxide), and IZO.
酸化亜鉛系材料は、ZnO(酸化亜鉛)、あるいは酸化亜鉛に各種元素を添加した材料であり、たとえば、AZO(アルミニウムドープの酸化亜鉛)、GZO(ガリウムドープの酸化亜鉛)、などである。 The zinc oxide-based material is ZnO (zinc oxide) or a material obtained by adding various elements to zinc oxide, and is, for example, AZO (aluminum-doped zinc oxide), GZO (gallium-doped zinc oxide), and the like.
酸化スズ系材料は、SnO2 (酸化スズ)、あるいは酸化スズに各種元素を添加した材料であり、FTO(フッ素ドープの酸化スズ)、などである。 The tin oxide-based material is SnO 2 (tin oxide), or a material obtained by adding various elements to tin oxide, such as FTO (fluorine-doped tin oxide).
導電率や透過率の高さから酸化膜17BとしてIZOまたはITOを用いることが望ましい。特に、透過率の高さから、実施例1のようにIZOを用いることが望ましい。
It is desirable to use IZO or ITO as the
また、酸化膜17Bの電気伝導率は、1×104 S/m以上であることが好ましい。より好ましくは10×104 S/m以上であり、さらに好ましくは20×104 S/m以上である。また、酸化膜17Bの厚さ100nmでの発光波長の光の内部透過率は、50%以上であることが好ましい。より好ましくは60%以上であり、さらに好ましくは70%以上である。
Further, the electric conductivity of the
また、実施例1では、反射膜17Aの厚さを50nm、酸化膜17Bの厚さを2nmとしたが、反射膜17Aの厚さが酸化膜17Bの厚さよりも大きければ任意の厚さでよい。このように反射膜17A、酸化膜17Bの厚さを設定することで、反射電極としての導電性と反射率を確保しつつ、反射膜17AのAgのマイグレーションを抑制することができる。反射電極17の反射率を十分に高め、マイグレーションの抑制効果も十分とするために、反射膜17Aの厚さは酸化膜17Bの厚さの10倍以上とすることが望ましい。より望ましくは15倍以上、さらに望ましくは20倍以上である。ただし、反射膜17Aが厚くなりすぎるとマイグレーションの発生する可能性が高まるため、反射膜17Aの厚さは酸化膜17Bの厚さの100倍以下とすることが望ましい。より望ましくは80倍以下、さらに望ましくは50倍以下である。
Further, in Example 1, the thickness of the
また、各反射膜17Aの厚さは、10〜100nmとすることが望ましい。10nmよりも薄いと、反射膜17Aを透過する光の割合が増大し、反射電極17の反射率が十分に向上しない。また、100nmよりも厚いと、マイグレーションが発生する可能性が高くなる。より望ましくは10〜50nmであり、さらに望ましくは10〜20nmである。なお、酸化膜17Bの厚さが薄いほど反射膜17Aの厚さも薄くすることができる。
Further, it is desirable that the thickness of each
各反射膜17Aの厚さは等しくなくともよいが、反射膜17Aの厚さの総計が100nm以上となるようにするのが望ましい。これにより反射電極17の反射率をより向上させることができる。各反射膜17Aの厚さの総計が大きくなるにつれて反射率向上の効果は飽和していく。そのため、各反射膜17Aの厚さの総計は300nm以下とすることが望ましい。
The thickness of each
また、各酸化膜17Bの厚さは、1〜10nmとすることが望ましい。1nmよりも薄いと、反射膜17AのAgのマイグレーション抑制効果が十分でなく、厚さにばらつきが生じるなど形成も容易でない。また、10nmよりも厚いと、反射電極17の反射率や導電性が低下してしまい望ましくない。より望ましくは1〜5nmであり、さらに望ましくは1〜2nmである。各酸化膜17Bの厚さは異なっていてもよい。ただし、各酸化膜17Bのうち最も厚い酸化膜17Bの厚さは、反射膜17A(各反射膜17Aの厚さが異なっている場合には、そのうち最も薄い反射膜17A)よりも薄くする。
The thickness of each
また、実施例1では初層と最終層が反射膜17Aとなるように、反射膜17Aと酸化膜17Bを交互に積層しているが、初層と最終層の少なくとも一方が酸化膜17Bとなるように交互に積層させてもよい。ただし、最終層は反射膜17Aとなるように交互に積層することが望ましい。カバーメタル層18との良好なコンタクトを実現し、反射電極17の電極としての機能を十分に発揮させるためである。
Further, in Example 1, the
また、実施例1では反射膜17Aと酸化膜17Bとを交互に繰り返し積層して、反射膜17Aの層数を3としているが、反射膜17Aの層数が2以上であれば任意の積層回数でよい。ただし、実施例1のように反射膜17Aの層数は3以上とすることが望ましい。反射電極17のマイグレーションを抑制しつつ、反射電極17の反射率をより向上させるためである。
Further, in Example 1, the
反射電極17は、スパッタ法を用いて、DBR層16上に反射膜17Aと酸化膜17Bを交互に積層させることで作製する。反射膜17Aについては、たとえば、純Agターゲットを用いて形成する。酸化膜17Bについては、たとえば、ターゲットとして、IZOターゲットを用いて形成する。
The
もちろん、反射電極17はスパッタ法以外の方法を用いて作製してもよく、たとえば蒸着法などを用いて作製してもよい。ただし、膜厚や組成の均一さ、生産性などの点でスパッタ法を用いることが好ましい。また、スパッタ法には、DCスパッタ、RFスパッタ、マグネトロンスパッタ、ECRスパッタなど各種方式を用いることができる。
Of course, the
実施例1の反射電極17は、Agからなる反射膜17AとIZOからなる酸化膜17Bを交互に積層させた構造とし、反射膜17Aの層数を2以上とし、反射膜17Aの厚さを酸化膜17Bの厚さよりも大きくしている。このような構造とすることで、反射膜17A中のAgのマイグレーションを抑制することができる。その結果、反射電極17中にマイグレーションによるボイドが発生して反射率が低下してしまうことを抑制することができる。また、反射電極17をこのような構造とすれば、反射電極17の導電性や反射率が損なわれることはなく、反射電極17の電極としての機能、反射膜としての機能も確保される。
The
反射電極17を上記構造とすることによってマイグレーションが抑制される理由は明らかではないが、以下のように推察される。
The reason why migration is suppressed by having the
第1に、反射電極17の構造では、酸化膜17BをAg層の間に挟むことで、反射電極17中のAg層は各反射膜17Aに分断されている。そのため、反射電極17が1層のAg層で構成されている場合よりも各反射膜17Aの厚さは薄くなっている。通常、Ag層は厚くなるほどマイグレーションが発生しやすくなる。したがって、Ag層が各反射膜17Aに分かれて薄くなったことでマイグレーションが生じにくくなったと考えられる。また、上記の理由から、Ag層が分断されて2層以上となっていること、つまり反射膜17Aが2層以上となっていることが必要である。
First, in the structure of the
第2に、反射電極17は、反射膜17Aと酸化膜17Bが接触した構造である。また、酸化膜17BはIZOであり、酸素欠陥により導電性を獲得している。この酸化膜17Bの酸素欠陥の存在と、反射膜17Aと酸化膜が接触した構造とにより、反射電極17中に拡散した水分や酸素は、反射膜17Aよりも反射膜17Aに接した酸化膜17Bと優先的に反応する。特に、反射膜17Aと酸化膜17Bを交互に繰り返し積層させた構造であるため、反射膜17Aと酸化膜17Bとの接触面積が広くなっている。この結果、反射膜17Aは水分や酸素の影響を受けにくくなり、マイグレーションが抑制されたものと考えられる。
Second, the
なお、酸化膜17Bが反射膜17Aよりも優先して酸素を取り込んでいるとすれば、反射膜17Aのマイグレーションが抑制される替わりに、酸化膜17Bの導電性が悪化していると考えられる。酸化膜17B中の酸素欠陥が減少していると考えられるからである。しかし、実際には反射電極17全体としては導電性はほとんど悪化しない。酸化膜17Bは非常に薄いため、酸化膜17Bの導電性が悪化したとしても、その影響が小さいためと考えられる。
If the
図4は、実施例1の発光素子について、光度の時間変化を示したグラフである。比較のため、反射電極をAgの一層とした以外は実施例1の発光素子と同一の構成とした発光素子(比較例の発光素子)についても、光度の時間変化を調べた。横軸は駆動開始からの経過時間であり、縦軸は実施例1の発光素子の駆動開始時の光度を1とした相対値である。なお、実施例1および比較例の発光素子は、IF(順方向電流)2200mA、Tj(ジャンクション温度)150℃で駆動した。 FIG. 4 is a graph showing the time change of the luminous intensity of the light emitting device of the first embodiment. For comparison, a time change in luminosity was also examined for a light emitting element (light emitting element of Comparative Example) having the same configuration as the light emitting element of Example 1 except that the reflective electrode was made of one layer of Ag. The horizontal axis is the elapsed time from the start of driving, and the vertical axis is a relative value with the luminous intensity at the start of driving of the light emitting element of Example 1 as 1. The light emitting elements of Examples 1 and Comparative Examples were driven at an IF (forward current) of 2200 mA and a Tj (junction temperature) of 150 ° C.
図4のように、駆動時間が500時間経過までは、実施例1の発光素子も比較例の発光素子も同程度の光度の低下であった。しかし、500時間を超えると、実施例1の発光素子と比較例の発光素子とでは光度に徐々に差が生じ、実施例1の発光素子の方が比較例の発光素子に比べて光度の低下が小さかった。駆動時間が2000時間のとき、比較例の発光素子は光度がおよそ0.94まで低下していた。これに対し、実施例1の発光素子は光度がおよそ0.97までの低下であり、比較例の発光素子に比べて光度の低下がゆるやかであることがわかった。この結果から、実施例1の反射電極17の構造は、Ag単層とするよりもAgのマイグレーションが抑制され、反射電極のボイド発生が抑制されていることがわかった。
As shown in FIG. 4, until the driving time of 500 hours passed, both the light emitting element of Example 1 and the light emitting element of Comparative Example had a similar decrease in luminous intensity. However, when it exceeds 500 hours, the luminous intensity gradually differs between the light emitting element of Example 1 and the light emitting element of Comparative Example, and the light emitting element of Example 1 has a lower luminous intensity than the light emitting element of Comparative Example. Was small. When the driving time was 2000 hours, the luminous intensity of the light emitting element of the comparative example was reduced to about 0.94. On the other hand, it was found that the luminous intensity of the light emitting element of Example 1 decreased to about 0.97, and the decrease of luminous intensity was slower than that of the light emitting element of Comparative Example. From this result, it was found that the structure of the
以上、実施例1の発光素子では、反射電極17がAgからなる反射膜17AとIZOからなる酸化膜17Bを交互に繰り返し積層させた構造であって、反射膜17Aが2層以上であるため、Agのマイグレーションが抑制されており、反射率の低下が抑制されている。また、反射膜17Aが酸化膜17Bよりも厚いため、反射電極17の電極としての機能と反射膜としての機能を損なうことなく、マイグレーションの抑制効果を高めることができる。
As described above, in the light emitting element of the first embodiment, the
なお、実施例1の発光素子はフリップチップ型であったが、本発明はこれに限らず、反射電極を有した任意の構造の発光素子に適用することができる。また、実施例1は、III 族窒化物半導体からなる発光素子であったが、任意の発光素子に対して適用可能である。たとえば、LEDやLDだけでなく、有機EL素子や無機EL素子に対しても本発明は適用することができる。また、本発明は照明用の発光素子に好適である。照明用途では、発光素子は大電流で駆動され、高温となるが、本発明によればそのような状況でも反射電極のマイグレーションを効果的に抑制することができ、反射電極の反射率が低下して光度が低下してしまうのを抑制することができる。特に、III 族窒化物半導体からなる発光素子に好適である。 The light emitting element of Example 1 was a flip chip type, but the present invention is not limited to this, and can be applied to a light emitting element having an arbitrary structure having a reflecting electrode. Further, although the first embodiment is a light emitting device made of a group III nitride semiconductor, it can be applied to any light emitting device. For example, the present invention can be applied not only to LEDs and LDs, but also to organic EL elements and inorganic EL elements. Further, the present invention is suitable for a light emitting element for lighting. In lighting applications, the light emitting element is driven by a large current and becomes hot, but according to the present invention, the migration of the reflecting electrode can be effectively suppressed even in such a situation, and the reflectance of the reflecting electrode is lowered. It is possible to suppress the decrease in luminous intensity. In particular, it is suitable for a light emitting device made of a group III nitride semiconductor.
本発明の発光素子は、照明やバックライトの光源などに利用することができる。 The light emitting element of the present invention can be used as a light source for lighting or a backlight.
10:基板
11:n層
12:発光層
13:p層
14:透明電極
15:nドット電極
16:DBR層
17:反射電極
17A:反射膜
17B:酸化膜
18:カバーメタル層
19:pドット電極
23:p側接合層
24:n側接合層
10: Substrate 11: n layer 12: Light emitting layer 13: p layer 14: Transparent electrode 15: n dot electrode 16: DBR layer 17:
Claims (7)
前記反射電極は、AgまたはAg合金からなり、厚さが10〜100nmの反射膜と、透明導電性酸化物からなり、厚さが1〜10nmの酸化膜とを交互に繰り返し積層させ、前記反射膜の層数を2以上とした構造であり、
前記反射膜は、前記酸化膜の厚さの10倍以上である、
ことを特徴とする発光素子。 The transparent electrode is provided through a p-layer, a transparent electrode provided on the p-layer, a DBR layer provided on the transparent electrode, and a hole provided on the DBR layer and provided in the DBR layer. A light emitting element having a reflective electrode connected to the
The reflective electrode is made of Ag or an Ag alloy and has a reflective film having a thickness of 10 to 100 nm and a transparent conductive oxide having an oxide film having a thickness of 1 to 10 nm. It has a structure in which the number of film layers is 2 or more.
The reflective film is 10 times or more the thickness of the oxide film.
A light emitting element characterized by this.
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