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公開番号2024100918
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-26
出願番号2024083170,2022075846
出願日2024-05-22,2017-03-02
発明の名称発光素子
出願人晶元光電股ふん有限公司,Epistar Corporation
代理人個人,個人,個人
主分類H01S 5/183 20060101AFI20240719BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】発光素子を開示する。
【解決手段】発光素子は、放射を放出可能なものであり、基板と、基板の上に位置し、第1DBRスタック、発光スタック、第2DBRスタック及びコンタクト層を順次含むエピタキシャル構造と、電極と、コンタクト層と電極との間に位置する電流ブロック層と、電流ブロック層の中に形成された第1開口と、電極の中に形成され、且つ第1開口の内に位置する第2開口と、を含み、電極の一部は、第1開口の中に埋め込まれ、且つコンタクト層と接触し、発光素子は、第2DBRスタックにおいて、酸化層及びイオン注入層を有しない。
【選択図】図1B
特許請求の範囲【請求項１】
発光素子であって、
基板と、
前記基板の上に位置し、且つ第１部分、第２部分及び第３部分を含むエピタキシャル構造と、
前記エピタキシャル構造の上に位置し、複数の第１開口、第２開口及び複数の第３開口を有する電極と、
互いに分離する第１コンタクト部、第２コンタクト部及び第３コンタクト部を有するコンタクト層と、を含み、
前記第１部分は、複数の第１放射放出領域を有し、
前記第２部分は、複数の第２放射放出領域を有し、
前記第３部分は、複数の第３放射放出領域を有し、
前記複数の第１開口は、前記複数の第１放射放出領域に対応し、
前記第２開口は、前記第２放射放出領域に対応し、
前記複数の第３開口は、前記複数の第３放射放出領域に対応し、
各前記第２開口の幅は、各前記第１開口の幅及び各前記第３開口の幅よりも小さく、
前記第１コンタクト部は、前記第１部分の上に位置し、
前記第２コンタクト部は、前記第２部分の上に位置し、
前記第３コンタクト部は、前記第３部分の上に位置し、
前記第１部分、前記第２部分及び前記第３部分のそれぞれは、第１ＤＢＲスタック、発光スタック及び第２ＤＢＲスタックを順次含み、
前記複数の第２放射放出領域は、前記複数の第１放射放出領域と前記複数の第３放射放出領域との間に位置する、発光素子。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
発光素子であって、
基板と、
前記基板の上に位置し、且つ第１部分及び第２部分を含むエピタキシャル構造と、
前記エピタキシャル構造の上に位置し、複数の第１開口及び複数の第２開口を有する電極と、を含み、
前記第１部分は、複数の第１放射放出領域を有し、
前記第２部分は、複数の第２放射放出領域を有し、
前記複数の第１開口は、前記複数の第１放射放出領域に対応し、
前記複数の第２開口は、前記複数の第２放射放出領域に対応し、
前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれは、第１ＤＢＲスタック、発光スタック、第２ＤＢＲスタック及びコンタクト層を順次含み、
前記発光素子が動作する際に、前記複数の第１放射放出領域と前記複数の第２放射放出領域とは同時に発光し、各前記第１放射放出領域を流れる第１電流は、各前記第２放射放出領域を流れる第２電流よりも小さく、
前記複数の第１放射放出領域の数は、前記複数の第２放射放出領域の数よりも多い、発光素子。
【請求項３】
前記電極は、前記第１部分及び前記第２部分に電気的に接続している、請求項１又は２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記基板は縁部を有し、前記第２部分は前記第１部分よりも前記縁部から離れる、請求項２に記載の発光素子。
【請求項５】
前記電極との前記エピタキシャル構造と間に位置する導電層、をさらに含む、請求項１又は２に記載の発光素子。
【請求項６】
前記第１コンタクト部の幅と前記第２コンタクト部の幅とは異なる、請求項１に記載の発光素子。
【請求項７】
前記第３コンタクト部の幅と前記第２コンタクト部の幅とは異なる、請求項１又は６に記載の発光素子。
【請求項８】
前記第１放射放出領域と前記第２放射放出領域とは、ピーク波長が同一の放射を放出する、請求項１又は２に記載の発光素子。
【請求項９】
隣接する２つの前記第１開口の間隔は、隣接する２つの前記第２開口の間隔よりも小さい、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１０】
各前記第１開口の幅は、各前記第２開口の幅に等しい、請求項２に記載の発光素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子に関し、特にレーザ及び発光ダイオード特性を有する発光素子に関する。
続きを表示（約 4,000 文字）【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードは、固体照明光源に幅広く使われている。従来の白熱電球及び蛍光灯に比べて、発光ダイオードは低消費電力及び長寿命などの利点を有するため、発光ダイオードは、次第に従来の光源に取って代わり、交通標識、バックライトモジュール、街路照明、医療機器などの各種の分野に応用されている。
【０００３】
図２４は従来の垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ－ＣａｖｉｔｙＳｕｒｆａｃｅ－ＥｍｉｔｔｉｎｇＬａｓｅｒ）の断面図である。垂直キャビティ面発光レーザは、活性領域に垂直な方向にコヒーレント光を発することができる。ＶＣＳＥＬは、基板３００、及び基板３００上に位置し、且つ活性領域２３０を挟む一対のＤＢＲ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇＲｅｆｌｅｃｔｏｒ：分布ブラッグ反射鏡）スタック２００、２１０を有する構造を含み、活性領域２３０は、電子と正孔とが結合して光を発生させる場所である。活性領域２３０に電流を注入して光を発生させるために、第１電極２４０及び第２電極２５０を設け、光はＶＣＳＥＬの上面に位置する開孔（ａｐｅｒｔｕｒｅ）から逃げる。
【０００４】
ＤＢＲスタック２１０において、垂直キャビティ面発光レーザはアンダーカット２６０を有することができる。図２４の例では、アンダーカット２６０は、ＤＢＲスタック２１０における１つの層の周辺部を選択的に除去することで隙間を形成し、隙間に空気が入ることができ、空気の導電率が半導体材料の導電率よりも明らかに低いため、ＤＢＲスタック２１０における他の層の導電率に比べて、ＤＢＲスタック２１０に形成されたアンダーカット２６０は比較的に低い導電率を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は発光素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
放射を放出可能な発光素子であって、基板と、前記基板の上に位置し、第１ＤＢＲ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇＲｅｆｌｅｃｔｏｒ：分布ブラッグ反射鏡）スタック、発光スタック、第２ＤＢＲスタック及びコンタクト層を順次含むエピタキシャル構造と、電極と、前記コンタクト層と前記電極との間に位置する電流ブロック層と、前記電流ブロック層の中に形成された第１開口と、前記電極の中に形成され、且つ前記第１開口の内に位置する第２開口と、を含み、前記電極の一部は、前記第１開口の中に埋め込まれ、且つ前記コンタクト層と接触し、前記発光素子は、前記第２ＤＢＲスタックにおいて、酸化層及びイオン注入層を有しない、発光素子を開示する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示内容の第１実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の第１実施例の発光素子の図１ＡのＡ－Ａ’線に沿う断面図である。
本開示内容の第１実施例の発光素子の光出力パワー（ｏｐｔｉｃａｌｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒ）と順方向電流（ｆｏｒｗａｒｄｃｕｒｒｅｎｔ）の関係曲線を示す図である。
図１Ａ及び図１Ｂに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図１Ａ及び図１Ｂに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図１Ａ及び図１Ｂに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図１Ａ及び図１Ｂに示す発光素子の製造方法を示す図である。
本開示内容の第２実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の第１実施例の発光素子の図５ＡのＡ－Ａ’線に沿う断面図である。
本開示内容の第３実施例の発光素子の断面図である。
本開示内容の第４実施例の発光素子の断面図である。
本開示内容の第５実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の第５実施例の発光素子の図８ＡのＡ－Ａ’線に沿う断面図である。
本開示内容の第６実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の第６実施例の発光素子の図９ＡのＡ－Ａ’線に沿う断面図である。
本開示内容の図９Ａに示す第６実施例の発光素子の電流ブロック層の平面図である。
本開示内容の発光素子の図１０ＡのＡ－Ａ’線に沿う断面図である。
本開示内容の第７実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の発光素子の図１１ＡのＡ－Ａ’線に沿う断面図である。
本開示内容の第７実施例の発光素子の光出力パワー（ｏｐｔｉｃａｌｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒ）と順方向電流（ｆｏｒｗａｒｄｃｕｒｒｅｎｔ）の関係曲線を示す図である。
図１２Ａにおける領域Ｉの拡大図である。
図１１Ａ及び図１１Ｂに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図１１Ａ及び図１１Ｂに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図１１Ａ及び図１１Ｂに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図１１Ａ及び図１１Ｂに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図１１Ａ及び図１１Ｂに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図１１Ａ及び図１１Ｂに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図１１Ａ及び図１１Ｂに示す発光素子の製造方法を示す図である。
図１１Ａ及び図１１Ｂに示す発光素子の製造方法を示す図である。
本開示内容の第８実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の発光素子の図１７ＡのＡ－Ａ’線に沿う断面図である。
本開示内容の第９実施例の発光素子の断面図である。
図１８に示す発光素子の製造方法を示す図である。
図１８に示す発光素子の製造方法を示す図である。
図１８に示す発光素子の製造方法を示す図である。
図１８に示す発光素子の製造方法を示す図である。
本開示内容の第１０実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の発光素子の図２０ＡのＡ－Ａ’線に沿う断面図である。
本開示内容の第１１実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の発光素子の図２１ＡのＡ－Ａ’線に沿う断面図である。
本開示内容の第１２実施例の発光素子の平面図である。
本開示内容の第１３実施例の発光素子の平面図である。
従来の垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ－ＣａｖｉｔｙＳｕｒｆａｃｅ－ＥｍｉｔｔｉｎｇＬａｓｅｒ）の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下は図面を参照しながら本発明の概念を説明し、図面又は説明では、類似又は同一の部分について同一の符号を使用し、図面において、素子の形状又は厚さを拡大、或いは縮小してもよい。なお、図面に示せず、或いは明細書に説明されていない素子は、当業者にとって自明な形であってもよい。
【０００９】
本開示内容では、特段の説明がない限り、通式ＡｌＧａＡｓはＡｌ
ｘ
Ｇａ
（１－ｘ）
Ａｓを表し、０≦ｘ≦１、通式ＡｌＩｎＰはＡｌ
ｘ
Ｉｎ
（１－ｘ）
Ｐを表し、０≦ｘ≦１、通式ＡｌＧａＩｎＰは（Ａｌ
ｙ
Ｇａ
（１－ｙ）
）
１－ｘ
Ｉｎ
ｘ
Ｐを表し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、通式ＡｌＧａＮはＡｌ
ｘ
Ｇａ
（１－ｘ）
Ｎを表し、０≦ｘ≦１、通式ＡｌＡｓＳｂはＡｌＡｓ
（１－ｘ）
Ｓｂ
ｘ
を表し、０≦ｘ≦１、通式ＩｎＧａＰはＩｎ
ｘ
Ｇａ
１－ｘ
Ｐを表し、０≦ｘ≦１。元素の含有量を調整することで異なる目的を達成でき、例えばエネルギーレベル又は主発光波長を調整する。
【００１０】
図１Ａは本開示内容の第１実施例の発光素子の平面図である。図１Ｂは本開示内容の第１実施例の発光素子の図１ＡのＡ－Ａ’線に沿う断面図である。本実施例では、発光素子は、基板１０、基板１０の上に位置するエピタキシャル構造２０、電流ブロック層３０、第１電極４０及び第２電極５０を含む。エピタキシャル構造２０は、第１ＤＢＲ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇＲｅｆｌｅｃｔｏｒ：分布ブラッグ反射鏡）スタック２１、発光スタック２２、第２ＤＢＲスタック２３及びコンタクト層２４を順次含む。第１ＤＢＲスタック２１の導電形態は第２ＤＢＲスタック２３の導電形態と異なる。本実施例では、第１ＤＢＲスタック２１はｎ型であり、第２ＤＢＲスタック２３はｐ型である。電流ブロック層３０は、コンタクト層２４と第１電極４０との間に位置する。第１開口３１は電流ブロック層３０の中に形成され、コンタクト層２４を露出させる。第１開口３１は第１最大幅Ｗ
１
を有する。第１電極４０の一部は、第１開口３１の中に埋め込まれ、且つコンタクト層２４と直接接触する。第２開口２５は第１電極４０の中に形成され、コンタクト層２４を露出させ、第２開口２５は、第１最大幅Ｗ
１
よりも小さい第２最大幅Ｗ
２
を有する。第２電極５０は、基板１０のエピタキシャル構造２０に対向する側に位置する。発光素子は放射Ｒを放出でき、放射Ｒは６００ナノメートル（ｎｍ）～１６００ナノメートル（ｎｍ）のピーク波長を有し、好ましくは、ピーク波長は８３０ナノメートル～１０００ナノメートルである。
（【００１１】以降は省略されています）

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