KR20210044789A - 발광 소자 및 전자 기기 - Google Patents

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KR20210044789A
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노부히로 스가와라
야스나리 한자와
신스케 노자와
마사키 시오자키
타케시 사토우
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소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

적층체(110)와, 제1 전극(107)과, 제2 전극(108)과, 제3 전극(109)과, 측면 배선(106)을 구비하고, 상기 적층체는, 제1 반도체층(101)과 발광층(102)과 제2 반도체층(103)이 이 순서로 적층되고, 광출사면(101a)과 비광출사면(103a)과 측면(110a)을 가지고, 상기 측면은, 적층체의 층면 방향에 대해 수직 방향으로부터 측면 사이의 거리가 광출사면을 향하여 넓어지도록 경사하고 있고, 상기 제1 전극(107)은 제1 반도체층(101)에 전기적으로 접속되고, 상기 제1 반도체층(101)의 주연에서 광출사면에 마련된 오목부(101b)에 배치되어 광출사면보다도 발광층측에 위치하는 부분을 가지고, 상기 제2 전극(108)은 제2 반도체(103)에 전기적으로 접속되어 있고, 상기 제3 전극은 상기 제2 전극과 절연되어 있고, 상기 측면 배선(106)은 측면을 통하여 제1 전극과 제3 전극을 전기적으로 접속하고, 소자 면적의 저감이 가능하고 안정된 전기적 접속을 실현하는 것이 가능한, 발광 소자.

Description

발광 소자 및 전자 기기
본 기술은, 편면 전극 구조를 갖는 발광 소자 및 전자 기기에 관한 것이다.
마이크로 LED(light emitting diode) 등의 발광 소자에서는, p형 전극과 n형 전극을 소자의 편면(片面)에 형성한 편면 전극 구조가 많이 이용된다. 편면 전극 구조로 함에 의해, 플립 칩 실장 등을 이용할 수 있고, 실장이 용이해진다.
통상, p형 반도체층과 n형 반도체층은 발광 소자의 표리면의 위치 관계가 되기 때문에, p형 전극과 n형 전극을 편면에 배치시키기 위해서는, 일방의 전극을 타방의 면에 전기적으로 접속할 필요가 있다.
예를 들어 특허 문헌 1에는, 발광층을 끼워서 n형 클래드층과 p형 클래드층이 적층된 발광 소자로서, 발광 소자의 측면에 마련된 배선에 의해 n형 클래드층측의 소자 표면과 p형 클래드층을 전기적으로 접속한 발광 소자가 개시되어 있다. n형 전극과 p형 전극은 n형 클래드층측의 소자 표면에 마련되고, 편면 전극 구조가 실현되어 있다.
일본 특개2013-157496호 공보
그렇지만, 특허문헌 1에 기재된 구조에서는, 소자 면적의 저감에 한계가 있는 데다가, p형 클래드층으로의 측면 배선의 접속 면적이 한정되고, 전기적 접속이 안정화되지 않는다는 문제가 있다.
이상과 같은 사정을 감안하여, 본 기술의 목적은, 소자 면적의 저감이 가능하고, 안정된 전기적 접속을 실현하는 것이 가능한 발광 소자 및 전자 기기를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 기술에 관한 발광 소자는, 적층체와, 제1 전극과, 제2 전극과, 제3 전극과, 측면 배선을 구비한다.
상기 적층체는, 제1 반도체형을 갖는 제1 반도체층과, 발광층과, 제2 반도체형을 갖는 제2 반도체층이 이 순서로 적층된 적층체로서, 상기 제1 반도체층의 상기 발광층과는 반대측의 면이고, 상기 발광층에서 생긴 광이 출사하는 광출사면과, 상기 제2 반도체층의 상기 발광층과는 반대측의 면인 비광출사면과, 상기 광출사면과 상기 비광출사면 사이를 접속하는 측면을 가지고, 상기 측면은 상기 적층체의 층면(層面) 방향에 대해 수직 방향으로부터 상기 측면 사이의 거리가 상기 광출사면을 향하여 넓어지도록 경사하고 있다.
상기 제1 전극은, 상기 제1 반도체층에 전기적으로 접속된 제1 전극으로서, 상기 제1 반도체층의 주연에서 상기 광출사면에 마련된 오목부에 배치되고, 상기 광출사면보다도 상기 발광층측에 위치하는 부분을 가진다.
상기 제2 전극은, 상기 적층체의 상기 비광출사면측에 마련되고, 상기 제2 반도체에 전기적으로 접속되어 있다.
상기 제3 전극은, 상기 적층체의 상기 비광출사면측에 마련되고, 상기 제2 전극과 절연되어 있다.
상기 측면 배선은, 상기 측면을 통하여 상기 제1 전극과 상기 제3 전극을 전기적으로 접속한다.
이 구성에 의하면, 적층체의 측면을 상기와 같이 경사시킴에 의해, 제1 전극을 발광 소자의 중앙부에 모을 수 있어, 발광 소자의 소자 면적의 축소(칩 슈링크)가 가능하다. 또한, 제1 전극과 제1 반도체층의 접촉 면적이 증가하고, 제1 전극과 제1 반도체층의 전기적 접속을 안정화하는 것이 가능하다.
상기 오목부의 상기 광출사면으로부터의 깊이는, 상기 제1 전극과 상기 발광층 사이의 상기 제1 반도체층의 두께보다 커도 좋다.
상기 제1 전극은, 전체가 상기 광출사면보다도 상기 발광층측에 위치하여도 좋다.
상기 제1 전극은, 상기 광출사면보다도 상기 발광층측에 위치하는 제1 부분과, 상기 광출사면상에 마련되고, 상기 광출사면에 덮이는 제2 부분을 가져도 좋다.
상기 제1 반도체층은, 상기 광출사면측에 고순도 불순물 영역을 가지고, 상기 제2 부분은 상기 고순도 불순물 영역에 접촉하여도 좋다.
상기 발광 소자는, 상기 광출사면상에 적층된 투명 도전성 재료로 이루어지는 투명 도전층을 또한 구비하고, 상기 제2 부분은 상기 투명 도전층에 접촉하여도 좋다.
상기 제1 전극은, 상기 측면 배선의 상기 광출사면측의 단면(端面)에 접촉하여도 좋다.
상기 제1 전극은, 상기 측면 배선의 상기 적층체측의 면인 내면에 접촉하여도 좋다.
상기 제1 부분은, 상기 측면 배선의 상기 적층체측의 면인 내면과, 상기 측면 배선의 상기 광출사면측의 단면에 접촉하여도 좋다.
상기 발광 소자는, 복수의 상기 제1 전극을 구비하여도 좋다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 기술에 관한 전자 기기는, 발광 소자를 구비한다. 상기 발광 소자는, 제1 반도체형을 갖는 제1 반도체층과, 발광층과, 제2 반도체형을 갖는 제2 반도체층이 이 순서로 적층된 적층체로서, 상기 제1 반도체층의 상기 발광층과는 반대측의 면이고, 상기 발광층에서 생긴 광이 출사하는 광출사면과, 상기 제2 반도체층의 상기 발광층과는 반대측의 면인 비광출사면과, 상기 광출사면과 상기 비광출사면 사이를 접속하는 측면을 가지고, 상기 측면은 상기 적층체의 층면 방향에 대해 수직 방향으로부터 상기 측면 사이의 거리가 상기 광출사면을 향하여 넓어지도록 경사하고 있는 적층체와, 상기 제1 반도체층에 전기적으로 접속된 제1 전극으로서, 상기 제1 반도체층의 주연에서 상기 광출사면에 마련된 오목부에 배치되고, 상기 광출사면보다도 상기 발광층측에 위치하는 부분을 갖는 제1 전극과, 상기 적층체의 상기 비광출사면측에 마련되고, 상기 제2 반도체에 전기적으로 접속된 제2 전극과, 상기 적층체의 상기 비광출사면측에 마련되고, 상기 제2 전극과 절연된 제3 전극과, 상기 측면을 통하여 상기 제1 전극과 상기 제3 전극을 전기적으로 접속하는 측면 배선을 구비한다.
도 1은 본 기술의 실시 형태에 관한 발광 소자의 단면도.
도 2는 본 기술의 실시 형태에 관한 발광 소자의 평면도.
도 3은 본 기술의 실시 형태에 관한 발광 소자가 구비하는 적층체의 단면도.
도 4는 본 기술의 실시 형태에 관한 발광 소자의 효과를 도시하는 모식도.
도 5는 본 기술의 실시 형태에 관한 발광 소자의 단면도.
도 6은 본 기술의 실시 형태에 관한 발광 소자가 구비하는 적층체의 단면도.
도 7은 본 기술의 실시 형태에 관한 발광 소자의 단면도.
도 8은 본 기술의 실시 형태에 관한 발광 소자의 단면도.
도 9는 본 기술의 실시 형태에 관한 발광 소자의 단면도.
도 10은 본 기술의 실시 형태에 관한 발광 소자의 단면도.
도 11은 본 기술의 실시 형태에 관한 발광 소자의 단면도.
도 12는 본 기술의 실시 형태에 관한 발광 소자의 단면도.
도 13은 본 기술의 실시 형태에 관한 발광 소자의 평면도.
도 14는 본 기술의 실시 형태에 관한 발광 소자의 평면도.
도 15는 본 기술의 실시 형태에 관한 발광 소자의 평면도.
본 기술의 실시 형태에 관한 발광 소자에 관해 설명한다.
[발광 소자의 구조]
도 1은 본 기술의 실시 형태에 관한 발광 소자(100)의 구조를 도시하는 단면도이고, 도 2는 발광 소자의 평면도이다. 도 1은, 도 2의 A-A 선에서의 단면도이다.
발광 소자(100)는 LED(light emitting diode)이고, 특히 알맞게는 마이크로 LED이다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 발광 소자(100)는, 제1 반도체층(101), 발광층(102), 제2 반도체층(103), 콘택트층(104), 절연층(105), 측면 배선(106), 제1 전극(107), 제2 전극(108) 및 제3 전극(109)을 구비한다.
제1 반도체층(101), 발광층(102) 및 제2 반도체층(103)은 이 순서로 적층되어, 적층체(110)를 구성한다. 이하, 제1 반도체층(101), 발광층(102) 및 제2 반도체층(103)의 층면 방향을 X-Y방향이라고 하고, 적층 방향을 Z방향이라고 한다.
제1 반도체층(101)은, p형 반도체 또는 n형 반도체로 이루어진다. 제1 반도체층(101)은 p형 반도체인 경우, 예를 들어 캐리어 농도 1×1017∼1×1018㎤의 p형 (Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P로 이루어지는 것으로 할 수 있다. 또한, 제1 반도체층(101)이 n형 반도체인 경우, 예를 들어 캐리어 농도 1×1018㎤의 n형 (Al0 . 7Ga0 . 3)0.5In0 .5P로 이루어지는 것으로 할 수 있다.
발광층(102)은, 전자와 정공(正孔)의 재결합에 의한 발광을 일으키는 층이다. 발광층(102)은, 예를 들어 InGaP로 이루어지는 양자 우물층과 (Al0 . 6Ga0 . 4)0.5In0 .5P로 이루어지는 장벽층을 교대로 복수층 적층한 양자 우물 구조를 갖는 것으로 할 수 있다. 또한, 발광층(102)은 이 외에도 재결합에 의한 발광이 생기는 구조라면 좋다.
제2 반도체층(103)은, n형 반도체 또는 p형 반도체 중, 제1 반도체층(101)과는 반도체형이 다른 반도체로 이루어진다. 제2 반도체층(103)은 n형 반도체로 이루어지는 경우, 예를 들어 캐리어 농도 1×1018㎤의 n형 (Al0 . 7Ga0 . 3)0.5In0 .5P로 이루어지는 것으로 할 수 있다. 또한, 제2 반도체층(103)은 p형 반도체로 이루어지는 경우, 예를 들어 캐리어 농도 1×1017∼1×1018㎤의 p형 (Al0 . 7Ga0 . 3)0.5In0 .5P로 이루어지는 것으로 할 수 있다.
적층체(110)에서는, 제1 반도체층(101)과 제2 반도체층(103) 사이에 전압이 인가되면, 발광층(102)에서 발광이 생긴다. 광은 제1 반도체층(101)을 투과하여 출사된다. 이하, 제1 반도체층(101)의 표면으로서, 발광층(102)과는 반대측의 면을 광출사면(101a)으로 한다. 또한, 제2 반도체층(103)의 표면으로서 발광층(102)과는 반대측의 면을 비광출사면(103a)으로 한다.
도 3은, 적층체(110)만을 도시하는 단면도이다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 적층체(110)는, 광출사면(101a)과 비광출사면(103a) 사이를 접속하는 측면(110a)을 가진다.
측면(110a)은, 적층체(110)의 층면 방향(X-Y방향)에 대해 수직 방향(Z방향)으로부터, 측면(110a) 사이의 거리가 광출사면(101a)을 향하여 넓어지도록 경사하고 있다. 즉, 층면 방향(X-Y방향)과 측면(110a)이 이루는 각을 θ라고 하면, θ는 90° 미만이다.
또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 반도체층(101)의 주연에는 오목부(101b)가 마련되어 있다. 오목부(101b)는 광출사면(101a)으로부터 소정의 깊이로 파 들어가 형성되고, 오목부(101b)의 깊이(t)는 광출사면(101a)으로부터 발광층(102)의 사이로 할 수 있다. 구체적으로는, 깊이(t)는 300㎚ 이상 400㎚ 이하로 할 수 있다.
도 3에 도시하는 바와 같이 오목부(101b)의 내주면 중, 층면 방향(X-Y방향)으로 평행한 면을 저면(101c)으로 하고, 적층 방향(Z방향)으로 평행한 면을 측면(101d)이라고 한다.
도 1에 도시하는 바와 같이 오목부(101b)에는 제1 전극(107)이 마련된다. 오목부(101b)의 수나 배치는 후술하는 바와 같이 여러 가지의 구성으로 할 수 있다.
콘택트층(104)은, 제2 반도체층(103)과 제2 전극(108) 사이에 마련되고, 제2 반도체층(103)과 제2 전극(108)을 전기적으로 접속한다. 콘택트층(104)은 도전성 재료로 이루어지고, 제2 반도체층(103)이 n형 반도체인 경우에는 n형 GaAs, 제2 반도체층(103)이 p형 반도체인 경우에는 p형 GaAs, p형 GaP 또는 p형 AlGaAs 등으로 이루어지는 것으로 할 수 있다.
절연층(105)은, 적층체(110)의 비광출사면(103a) 및 측면(110a)을 피복하고, 절연한다. 절연층(105)은, 투명 절연성 재료로 이루어지고, 예를 들어 SiO2, SiN 또는 Al2O3 등으로 이루어지는 것으로 할 수 있다. 비광출사면(103a)상에서는 비광출사면(103a)에 연통하는 개구(105a)가 마련되고, 개구(105a) 내에 콘택트층(104)이 마련되어 있다.
측면 배선(106)은, 측면(110a)상에서 절연층(105)상에 배치되고, 측면(110a)을 통하여 제1 전극(107)과 제3 전극(109)을 전기적으로 접속한다. 측면 배선(106)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 광출사면(101a)측의 단면(106a)이 제1 전극(107)에 접촉함에 의해, 제1 전극(107)에 접속되어 있다. 또한, 측면 배선(106)은, 발광층(102)으로부터 방출된 광을 광출사면(101a)측에 반사하는 광반사체로서도 기능한다.
측면 배선(106)은, 도전성 및 광반사성을 갖는 재료로 이루어지고, 예를 들어 Au로 이루어지는 것으로 할 수 있다. 측면 배선(106)의 두께는 예를 들어 300㎚ 이상 400㎚ 이하로 할 수 있다. 또한, 측면 배선(106)은, 스패터링에 의해 형성할 수 있는데, 상기와 같이 측면(110a)이 경사하고 있기 때문에, 측면(110a)이 경사하지 않는 경우에 비해 비광출사면(103a)측으로부터 용이하게 형성하는 것이 가능하다.
제1 전극(107)은, 제1 반도체층(101)에 전기적으로 접속되고, 측면 배선(106)을 통하여 제3 전극(109)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 전극(107)은, 오목부(101b)에 배치되고, 광출사면(101a)보다도 발광층(102)측에 위치한다. 도 1에서는 제1 전극(107)은 전체가 광출사면(101a)보다도 발광층(102)측에 위치하고 있는데, 후술하는 바와 같이 제1 전극(107)은 일부가 광출사면(101a)보다도 발광층(102)측에 위치하는 것이라도 좋다. 제1 전극(107)은, 오목부(101b)의 저면(101c) 및 측면(101d)에 접촉하는 형상으로 할 수 있다.
발광 소자(100)는, 도 2에 도시하는 바와 같이 2개의 제1 전극(107)을 구비하는 것으로 할 수 있다. 또한, 발광 소자(100)는 하나의 제1 전극(107)을 구비하는 것이라도 좋고, 3개 이상의 제1 전극(107)을 구비하는 것이라도 좋다.
제1 전극(107)은, 도전성을 갖는 재료로 이루어지고, 제1 반도체층(101)이 p형인 경우에는 p형 GaAs, p형 GaP 또는 p형 AlGaAs로 이루어지고, 제1 반도체층(101)이 n형인 경우에는, n형 GaAs로 이루어지는 것으로 할 수 있다. 제1 전극(107)의 두께는, 오목부(101b)의 깊이와 같은 정도가 알맞고, 300㎚ 이상 400㎚ 이하로 할 수 있다.
제2 전극(108)은, 적층체(110)의 비광출사면(103a)측에 마련되고, 제2 반도체층(103)에 전기적으로 접속된다. 제2 전극(108)은, 콘택트층(104)상에 형성되고, 콘택트층(104)을 통하여 제2 반도체층(103)에 전기적으로 접속되어 있는 것으로 할 수 있다. 제2 전극(108)은 도전성을 갖는 재료로 이루어지고, 예를 들어 Au로 이루어지는 것으로 할 수 있다.
제3 전극(109)은, 적층체(110)의 비광출사면(103a)측에 마련되고, 제2 전극(108)과 절연되어 있다. 제3 전극(109)은 절연층(105)상에서 제2 전극(108)과는 이간하여 마련되어 있는 것으로 할 수 있다. 제3 전극(109)은, 측면 배선(106)을 통하여 제1 전극(107)에 전기적으로 접속되고, 즉 제1 반도체층(101)에 전기적으로 접속되어 있다. 제3 전극(109)은 도전성을 갖는 재료로 이루어지고, 예를 들어 Au로 이루어지는 것으로 할 수 있다.
발광 소자(100)는 이상과 같은 구성을 가진다. 제1 반도체층(101) 및 제2 반도체층(103)에 각각 전기적으로 접속된 제2 전극(108) 및 제3 전극(109)은, 적층체(110)에 대해 비광출사면(103a)측의 동일 면상에 마련되어 있다. 이에 의해, 편면(片面) 전극 구조가 실현되어 있다.
[발광 소자에 의한 효과]
발광 소자(100)에 의한 효과에 관해 설명한다. 도 4는, 발광 소자(100)의 효과를 도시하는 도면으로, 비교례에 관한 발광 소자(200) 및 발광 소자(300)와 본 실시 형태에 관한 발광 소자(100)의 사이즈를 비교한 도면이다.
발광 소자(200)는, 제1 반도체층(201), 발광층(202), 제2 반도체층(203), 콘택트층(204), 절연층(205), 측면 배선(206), 제1 전극(207), 제2 전극(208) 및 제3 전극(209)을 구비한다. 제1 반도체층(201), 발광층(202) 및 제2 반도체층(203)이 적층되어 적층체(210)가 구성되어 있다.
발광 소자(200)의 구조에서는, 적층체(210)의 측면(210a)은 층면 방향에 대해 수직으로 되어 있다. 발광 소자(200)에서는 제조 공정에서 제1 전극(207)을 형성 후, 그 위에 측면 배선(206)을 형성할 필요가 있다.
발광 소자(300)는, 제1 반도체층(301), 발광층(302), 제2 반도체층(303), 콘택트층(304), 절연층(305), 측면 배선(306), 제1 전극(307), 제2 전극(308) 및 제3 전극(309)을 구비한다. 제1 반도체층(301), 발광층(302) 및 제2 반도체층(303)이 적층되어 적층체(310)가 구성되어 있다.
발광 소자(300)는, 발광 소자(200)와 같은 소자폭(H1)을 가지고, 적층체(310)의 측면(310a)을 경사시킨 구조를 가진다. 이 구조에서는, 측면(310a)을 경사시킴에 의해, 발광층(302)에서 생긴 광을 광출사면(301a)을 향하여 반사시켜, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 전극(307)상에 측면 배선(306)을 형성할 필요가 없고, 제조 공정수를 삭감할 수 있다.
발광 소자(100)는, 이 발광 소자(300)의 구성에 대해 더욱 소자폭을 축소하는 것이 가능하다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 발광 소자(100)에서는, 발광 소자(300)에 대해 제1 전극(107)이 광출사면(101a)보다도 발광층(102)측으로 이동하여 배치되어 있다. 발광층(102)으로부터의 제1 전극(107)의 이동 거리는 오목부(101b)의 깊이(t)와 동등하다.
제1 전극(107)을 발광층(102)측으로 이동시킴에 의해, 광출사면(101a)의 면적(도면 중, 폭(S))을 유지한 채, 측면(110a)의 경사를 따라 제1 전극(107)을 발광 소자(100)의 중앙부로 모으는 것이 가능해진다. 구체적으로는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 발광 소자(300)에 대한 발광 소자(100)에서의 좁아진 폭을 폭(w)이라고 하면, 폭(w)은 t/tanθ이 된다. 이에 의해 발광 소자(100)의 폭은 폭(H1)으로부터 폭(H2)으로 축소된다.
이와 같이 발광 소자(100)에서는, 소자폭의 축소(칩 슈링크)가 가능하다. 또한, 측면(110a)을 경사시킴에 의해, 광 취출 효율의 향상도 실현되어 있다.
[제1 전극의 배치에 관해]
제1 전극(107)은, 보다 발광층(102)에 접근시켜서 배치하여도 좋다. 도 5는, 제1 전극(107)을 보다 발광층(102)에 접근시킨 발광 소자(100)의 단면도이고, 도 6은 이 경우의 적층체(110)의 단면도이다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 오목부(101b)는, 상기 깊이(t)보다 더욱 깊은, 깊이(t2)를 가진다. 제1 전극(107)(도 5 참조)과 발광층(102) 사이의 제1 반도체층(101)의 두께를 두께(d)라고 하면, 깊이(t2)는 두께(d)보다 큰 것으로 할 수 있다. 구체적으로는, 깊이(t2)는 예를 들어 1100㎚ 이상 1300㎚로 할 수 있다.
또한, 깊이(t2)는 발광층(102)에 도달하지 않는 깊이로 한다. 오목부(101b)가 발광층(102)에 도달하면, 발광층(102)의 체적이 감소하고, 발광 효율이 저하되기 때문이다. 또한, 오목부(101b)의 형성시에 발광층(102)에 데미지가 생길 우려도 있다.
이 구성에서는, 제1 전극(107)을 발광층(102)에 보다 접근시킴에 의해, 제1 전극(107)을 더욱 소자 중앙부에 모으고, 소자 면적을 저감시키는 것이 가능하다. 구체적으로는, 상기 비교례에 관한 발광 소자(300)의 폭(H1)에 대한 축소폭을 폭(w2)이라고 하면, 폭(w2)은 t2/tanθ가 된다. 이에 의해 발광 소자(100)의 폭은 폭(H1)으로부터 폭(H3)으로 축소된다.
또한, 제1 전극(107)을 발광층(102)에 보다 접근시킴에 의해, 오목부(101b)의 측면(101d)의 면적이 증가하고, 제1 전극(107)과 제1 반도체층(101)의 접촉 면적이 증가하기 때문에, 제1 전극(107)과 제1 반도체층(101)의 접촉 저항을 저감시키는 것이 가능하다.
또한, 제1 전극(107)은, 오목부(101b)의 내부로부터 광출사면(101a)상에 걸쳐 배치하여도 좋다. 도 7은, 광출사면(101a)상에 걸쳐 형성된 제1 전극(107)을 도시하는 단면도이다.
동 도면에 도시하는 바와 같이, 제1 전극(107)은, 제1 부분(107a)과 제2 부분(107b)을 가진다. 제1 부분(107a)은, 오목부(101b) 내에 배치되고, 광출사면(101a)보다도 발광층(102)측에 위치하는 부분이다.
제2 부분(107b)은, 제1 부분(107a)으로부터 광출사면(101a)상에 연신(延伸)되고, 광출사면(101a)에 덮이는 부분이다. 제2 부분(107b)은, 광출사면(101a)을 차폐하지 않도록 광출사면(101a)의 주연상(周緣上)에 마련되어 있다.
제2 부분(107b)이 광출사면(101a)상에도 형성됨에 의해, 제1 전극(107)과 제1 반도체층(101)의 접촉 면적이 더욱 향상하고, 제1 전극(107)과 제1 반도체층(101)의 접촉 저항을 보다 저감시키는 것이 가능하다.
또한, 저면(101c)의 폭을 작게 함에 의해, 제1 전극(107)에 의한 광출사면(101a)의 차폐 면적을 억제하고, 광출사면(101a)의 면적(도면 중, 폭(S))을 유지하는 것이 가능하다.
또한, 제1 전극(107)이 광출사면(101a)상에 형성되는 경우, 제1 반도체층(101)의 표면에 고불순물 영역을 형성하여도 좋다. 도 8은, 제1 반도체층(101)의 표면에 고불순물 영역(101e)이 형성된 발광 소자(100)의 단면도이다.
고불순물 영역(101e)은, 불순물을 다량으로 도프한 영역이다. 제1 반도체층(101)이 p형 반도체로 이루어지는 경우에는, Zn 또는 C 등의 p형 도펀트를 다량으로 도프한 영역으로 할 수 있다. 또한, 제1 반도체층(101)이 n형 반도체로 이루어지는 경우에는, Si 등의 n형 도펀트를 다량으로 도프한 영역으로 할 수 있다.
제1 반도체층(101)의 표면에 고불순물 영역(101e)을 마련함에 의해, 제1 전극(107)과 제1 반도체층(101)의 접촉 전압을 안정시키고, 또한 저감시키는 것이 가능하다.
또한, 고불순물 영역(101e)을 대신하여 제1 반도체층(101)상에 투명 도체층을 적층하여도 좋다. 도 9는, 투명 도체층(111)을 구비하는 발광 소자(100)의 단면도이다. 투명 도체층(111)은 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 광투과성을 갖는 도전성 유전 재료로 이루어지는 것으로 할 수 있다.
제1 전극(107)의 제2 부분(107b)을 투명 도체층(111)에 접촉시킴에 의해, 제1 전극(107)과 제1 반도체층(101)의 접촉 전압을 안정시키고, 또한 저감시키는 것이 가능하다.
[제1 전극과 측면 배선의 접속에 관해]
상기 설명에서는, 제1 전극(107)은 측면 배선(106)의 단면(106a)에 접촉한다(도 1 참조)고 했지만, 측면 배선(106)의 단면(106a) 이외의 부분에 접촉하는 구성이라도 좋다.
도 10은, 제1 전극(107)이 측면 배선(106)의 내면(106b)에 접촉하는 구성을 도시하는 모식도이다. 내면(106b)은, 측면 배선(106)의 표면 중 적층체(110)측의 면이다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 측면 배선(106)을 제1 전극(107)보다도 광출사면(101a)측으로 연신시켜, 제1 전극(107)의 단면(端面)을 내면(106b)(막면)에 접촉시킬 수 있다.
제1 전극(107)이 단면(106a)에 접촉하는 구성에서는, 측면 배선(106)의 두께를 얇게 하면 제1 전극(107)과 측면 배선(106)의 접촉면적이 감소한다. 이에 대해, 제1 전극(107)이 내면(106b)에 접촉하는 구성에서는, 측면 배선(106)의 두께를 얇게 해도 제1 전극(107)과 측면 배선(106)의 접촉 면적이 감소하지 않는다.
이 때문에, 제1 전극(107)과 측면 배선(106)의 전기적 접속의 안정성을 유지한 채로 측면 배선(106)을 얇게 할 수 있고, 그만큼 소자 면적을 저감시키는 것이 가능해진다.
또한, 제1 전극(107)은, 측면 배선(106)의 내면(106b)과 단면(106a)의 양자에 접촉시켜도 좋다. 도 11은, 제1 전극(107)이 측면 배선(106)의 내면(106b) 및 단면(106a)에 접촉하는 구성을 도시하는 모식도이다.
이 구성에서는, 제1 전극(107)과 측면 배선(106)의 전기적 접속을 안정시키고, 접촉 저항을 더욱 저감하는 것이 가능하다.
또한, 이 구성에서 제1 전극(107)은, 광출사면(101a)에 덮이는 제2 부분(107b)을 가져도 좋다. 도 12는, 제1 전극(107)이 내면(106b) 및 단면(106a)에 접촉하고, 또한 광출사면(101a)에 덮이는 구성을 도시하는 모식도이다.
광출사면(101a)에는 고불순물 영역(101e)이 마련되어 있다. 이 구성에서는, 고불순물 영역(101e)과 제1 전극(107)의 접촉 저항을 저감하고, 또한 제1 전극(107)과 측면 배선(106)의 접촉 저항을 저감시키는 것이 가능하다.
또한, 광출사면(101a)에는 고불순물 영역(101e)을 대신하여 투명 도체층(111)을 적층해도 좋으며, 고불순물 영역(101e) 및 투명 도체층(111)이 마련되지 않아도 좋다.
[제1 전극의 평면 배치에 관해]
제1 전극(107)의 평면 배치는 도 2에 도시하는 것으로 한정되지 않는다. 도 13 내지 도 15는 제1 전극(107)의 배치례를 도시하는 모식도이다. 도 13 및 도 14에 도시하는 바와 같이 제1 전극(107)은 발광 소자(100)의 4변에 각각 마련되어도 좋다. 또한, 도 15에 도시하는 바와 같이, 발광 소자(100)의 주연을 둘러싸도록 마련되어도 좋다.
각각의 제1 전극(107)은, 상기 설명한 어느 하나의 구조로 할 수 있다. 4변의 전부에 제1 전극(107)을 마련하는 것보다 4변의 전부에서 소자폭을 축소시키는 것이 가능해진다. 또한, 발광 소자(100)의 평면 형상은 사각형으로 한정되지 않고, 다각형이나 원형이라도 좋다.
[전자 기기에 관해]
발광 소자(100)는, 디스플레이의 화소나 조명의 광원, 그 외의 각종 전자 기기에 탑재되는 발광 소자로서 이용하는 것이 가능하다. 상술한 바와 같이 발광 소자(100)는 광출사면(101a)의 면적을 유지한 채 소자 면적의 축소가 가능하고, 고밀도로 실장할 수 있다. 또한, 안정된 전기적 접속이 실현되어 있고, 소비 전력의 저감도 가능하다.
또한, 본 기술은 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1)
제1 반도체형을 갖는 제1 반도체층과, 발광층과, 제2 반도체형을 갖는 제2 반도체층이 이 순서로 적층된 적층체로서, 상기 제1 반도체층의 상기 발광층과는 반대측의 면이고, 상기 발광층에서 생긴 광이 출사하는 광출사면과, 상기 제2 반도체층의 상기 발광층과는 반대측의 면인 비광출사면과, 상기 광출사면과 상기 비광출사면 사이를 접속하는 측면을 가지고, 상기 측면은 상기 적층체의 층면 방향에 대해 수직 방향으로부터 상기 측면 사이의 거리가 상기 광출사면을 향하여 넓어지도록 경사하고 있는 적층체와,
상기 제1 반도체층에 전기적으로 접속된 제1 전극으로서, 상기 제1 반도체층의 주연에서 상기 광출사면에 마련된 오목부에 배치되고, 상기 광출사면보다도 상기 발광층측에 위치하는 부분을 갖는 제1 전극과,
상기 적층체의 상기 비광출사면측에 마련되고, 상기 제2 반도체에 전기적으로 접속된 제2 전극과,
상기 적층체의 상기 비광출사면측에 마련되고, 상기 제2 전극과 절연된 제3 전극과,
상기 측면을 통하여 상기 제1 전극과 상기 제3 전극을 전기적으로 접속하는 측면 배선을 구비하는 발광 소자.
(2)
상기 (1)에 기재된 발광 소자로서,
상기 오목부의 상기 광출사면으로부터의 깊이는, 상기 제1 전극과 상기 발광층 사이의 상기 제1 반도체층의 두께보다 큰 발광 소자.
(3)
상기 (1) 또는 (2)에 기재된 발광 소자로서,
상기 제1 전극은, 전체가 상기 광출사면보다도 상기 발광층측에 위치하는 발광 소자.
(4)
상기 (1) 또는 (2)에 기재된 발광 소자로서,
상기 제1 전극은, 상기 광출사면보다도 상기 발광층측에 위치하는 제1 부분과, 상기 광출사면상에 마련되고, 상기 광출사면에 덮이는 제2 부분을 갖는 발광 소자.
(5)
상기 (4)에 기재된 발광 소자로서,
상기 제1 반도체층은, 상기 광출사면측에 고순도 불순물 영역을 가지고, 상기 제2 부분은 상기 고순도 불순물 영역에 접촉하는 발광 소자.
(6)
상기 (4)에 기재된 발광 소자로서,
상기 광출사면상에 적층된 투명 도전성 재료로 이루어지는 투명 도전층을 더 구비하고, 상기 제2 부분은 상기 투명 도전층에 접촉하는 발광 소자.
(7)
상기 (1)부터 (4)의 어느 하나에 기재된 발광 소자로서,
상기 제1 전극은, 상기 측면 배선의 상기 광출사면측의 단면에 접촉하는 발광 소자.
(8)
상기 (1)부터 (7)의 어느 하나에 기재된 발광 소자로서,
상기 제1 전극은, 상기 측면 배선의 상기 적층체측의 면인 내면에 접촉하는 발광 소자.
(9)
상기 (4)부터 (6)의 어느 하나에 기재된 발광 소자로서,
상기 제1 부분은, 상기 측면 배선의 상기 적층체측의 면인 내면과, 상기 측면 배선의 상기 광출사면측의 단면에 접촉하는 발광 소자.
(10)
상기 (1)부터 (9)의 어느 하나에 기재된 발광 소자로서,
복수의 상기 제1 전극을 구비하는 발광 소자.
(11)
제1 반도체형을 갖는 제1 반도체층과, 발광층과, 제2 반도체형을 갖는 제2 반도체층이 이 순서로 적층된 적층체로서, 상기 제1 반도체층의 상기 발광층과는 반대측의 면이고, 상기 발광층에서 생긴 광이 출사하는 광출사면과, 상기 제2 반도체층의 상기 발광층과는 반대측의 면인 비광출사면과, 상기 광출사면과 상기 비광출사면의 사이를 접속하는 측면을 가지고, 상기 측면은 상기 적층체의 층면 방향에 대해 수직 방향으로부터 상기 측면 사이의 거리가 상기 광출사면을 향하여 넓어지도록 경사하고 있는 적층체와, 상기 제1 반도체층에 전기적으로 접속된 제1 전극으로서, 상기 제1 반도체층의 주연에서 상기 광출사면에 마련된 오목부에 배치되고, 상기 광출사면보다도 상기 발광층측에 위치하는 부분을 갖는 제1 전극과, 상기 적층체의 상기 비광출사면측에 마련되고, 상기 제2 반도체에 전기적으로 접속된 제2 전극과, 상기 적층체의 상기 비광출사면측에 마련되고, 상기 제2 전극과 절연된 제3 전극과, 상기 측면을 통하여 상기 제1 전극과 상기 제3 전극을 전기적으로 접속하는 측면 배선을 구비하는 발광 소자를 구비하는 전자 기기.
100…발광 소자
101…제1 반도체층
101a…광출사면
101b…오목부
101e…고불순물 영역
102…발광층
103…제2 반도체층
103a…비광출사면
106…측면 배선
106a…단면
106b…내면
107…제1 전극
107a…제1 부분
107b…제2 부분
108…제2 전극
109…제3 전극
110…적층체
110a…측면
111…투명 도체층

Claims (11)

  1. 제1 반도체형을 갖는 제1 반도체층과, 발광층과, 제2 반도체형을 갖는 제2 반도체층이 이 순서로 적층된 적층체로서, 상기 제1 반도체층의 상기 발광층과는 반대측의 면이고, 상기 발광층에서 생긴 광이 출사하는 광출사면과, 상기 제2 반도체층의 상기 발광층과는 반대측의 면인 비광출사면과, 상기 광출사면과 상기 비광출사면의 사이를 접속하는 측면을 가지고, 상기 측면은 상기 적층체의 층면 방향에 대해 수직 방향으로부터 상기 측면 사이의 거리가 상기 광출사면을 향하여 넓어지도록 경사하고 있는 적층체와,
    상기 제1 반도체층에 전기적으로 접속된 제1 전극으로서, 상기 제1 반도체층의 주연에서 상기 광출사면에 마련된 오목부에 배치되고, 상기 광출사면보다도 상기 발광층측에 위치하는 부분을 갖는 제1 전극과,
    상기 적층체의 상기 비광출사면측에 마련되고, 상기 제2 반도체에 전기적으로 접속된 제2 전극과,
    상기 적층체의 상기 비광출사면측에 마련되고, 상기 제2 전극과 절연된 제3 전극과,
    상기 측면을 통하여 상기 제1 전극과 상기 제3 전극을 전기적으로 접속하는 측면 배선을 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오목부의 상기 광출사면으로부터의 깊이는, 상기 제1 전극과 상기 발광층 사이의 상기 제1 반도체층의 두께보다 큰 것을 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극은, 전체가 상기 광출사면보다도 상기 발광층측에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극은, 상기 광출사면보다도 상기 발광층측에 위치하는 제1 부분과, 상기 광출사면상에 마련되고, 상기 광출사면에 덮이는 제2 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 반도체층은, 상기 광출사면측에 고순도 불순물 영역을 가지고, 상기 제2 부분은 상기 고순도 불순물 영역에 접촉하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 광출사면상에 적층된 투명 도전성 재료로 이루어지는 투명 도전층을 더 구비하고, 상기 제2 부분은 상기 투명 도전층에 접촉하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극은, 상기 측면 배선의 상기 광출사면측의 단면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극은, 상기 측면 배선의 상기 적층체측의 면인 내면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제1 부분은, 상기 측면 배선의 상기 적층체측의 면인 내면과, 상기 측면 배선의 상기 광출사면측의 단면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 제1 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  11. 제1 반도체형을 갖는 제1 반도체층과, 발광층과, 제2 반도체형을 갖는 제2 반도체층이 이 순서로 적층된 적층체로서, 상기 제1 반도체층의 상기 발광층과는 반대측의 면이고, 상기 발광층에서 생긴 광이 출사하는 광출사면과, 상기 제2 반도체층의 상기 발광층과는 반대측의 면인 비광출사면과, 상기 광출사면과 상기 비광출사면 사이를 접속하는 측면을 가지고, 상기 측면은 상기 적층체의 층면 방향에 대해 수직 방향으로부터 상기 측면 사이의 거리가 상기 광출사면을 향하여 넓어지도록 경사하고 있는 적층체와, 상기 제1 반도체층에 전기적으로 접속된 제1 전극으로서, 상기 제1 반도체층의 주연에서 상기 광출사면에 마련된 오목부에 배치되고, 상기 광출사면보다도 상기 발광층측에 위치하는 부분을 갖는 제1 전극과, 상기 적층체의 상기 비광출사면측에 마련되고, 상기 제2 반도체에 전기적으로 접속된 제2 전극과, 상기 적층체의 상기 비광출사면측에 마련되고, 상기 제2 전극과 절연된 제3 전극과, 상기 측면을 통하여 상기 제1 전극과 상기 제3 전극을 전기적으로 접속하는 측면 배선을 구비하는 발광 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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