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公開番号2025023623
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-17
出願番号2023127938
出願日2023-08-04
発明の名称発光素子
出願人日亜化学工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H10H 20/819 20250101AFI20250207BHJP()
要約【課題】電極と半導体との良好な導通を確保しつつ、半導体材料による光吸収を低減する。
【解決手段】第1n側半導体層(12a)と第2n側半導体層(12b)とを有するn側半導体層(12)と、赤色光を発光する活性層(16)と、p側半導体層(14)とを有する半導体構造体(10)と、n側電極(20)と、p側電極(30)を有し、半導体構造体は、p側半導体層と活性層が配置された第1領域(10a)と、それ以外の領域である第2領域(10b)を有し、第1n側半導体層は、第1領域と第2領域に配置され、第2n側半導体層は、平面視において、第2領域の少なくとも一部で第1n側半導体層と重なるように、第1n側半導体層のp側半導体層側とは反対側の面に配置されており、第1n側半導体層よりも小さいバンドギャップエネルギーを有し、n側電極は、第1n側半導体層が有する開口部(hn)で前記第2n側半導体層と電気的に接続される。
【選択図】図1C
特許請求の範囲【請求項１】
第１ｎ側半導体層と第２ｎ側半導体層とを有するｎ側半導体層と、活性層と、ｐ側半導体層とを有し、厚さ方向において、前記活性層が前記ｎ側半導体層と前記ｐ側半導体層の間に配置されている、半導体構造体と、
前記ｎ側半導体層と電気的に接続されたｎ側電極と、
前記ｐ側半導体層と電気的に接続されたｐ側電極と、を有し、
前記活性層は、ピーク波長が６２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲内にある赤色光を発光し、
前記半導体構造体は、平面視において、第１領域と第２領域とを、有し、
前記第１領域は、前記ｐ側半導体層と前記活性層とが配置された領域であり、前記第２領域は前記第１領域以外の領域であり、
前記第１ｎ側半導体層は、前記第１領域および前記第２領域に配置され、
前記第２ｎ側半導体層は、平面視において、前記第２領域の少なくとも一部にて、前記第１ｎ側半導体層と重なるように、前記第１ｎ側半導体層の前記ｐ側半導体層側とは反対側の面に配置されており、
前記第２ｎ側半導体層は、前記第１ｎ側半導体層よりも小さいバンドギャップエネルギーを有し、
前記第２領域に配置された前記第１ｎ側半導体層は、前記第２ｎ側半導体層を露出させる開口部を有し、
前記ｎ側電極は、前記開口部で前記第２ｎ側半導体層と電気的に接続されている、発光素子。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記第２ｎ側半導体層は、平面視において、前記第１領域に配置されていない、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記第２ｎ側半導体層の一部が、平面視において、前記第１領域に配置されている、請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第２領域において、前記第２ｎ側半導体層の厚さが、前記第１ｎ側半導体層の厚さよりも小さい、請求項１～３のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記第２ｎ側半導体層が配置された前記第２領域が、平面視において、前記第１領域に囲まれている、請求項１～３のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記第２ｎ側半導体層が、平面視において、前記発光素子の中央領域に位置する、請求項１～３のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項７】
前記第１領域は、平面視において、前記発光素子の中心を含む領域であり、
前記第２ｎ側半導体層は、平面視において、前記発光素子の中心と重なっていない、請求項１～３のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記第２領域は、平面視において、外周部と、前記外周部に連続して配置され、前記外周部から前記発光素子の中心に向かって延出する延出部とを有し、
前記第２ｎ側半導体層が、平面視において、前記延出部内に配置されている、請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
平面視において、前記第２ｎ側半導体層の面積が、前記延出部の面積の５０％以上７０％以下である、請求項８に記載の発光素子。
【請求項１０】
平面視において、前記第１ｎ側半導体層のうち前記第２ｎ側半導体層と重ならない部分において、前記第１ｎ側半導体層の前記ｐ側半導体層側とは反対側の面が、粗面である、請求項１～３のいずれか一項に記載の発光素子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示に係る発明は、発光素子に関する。
続きを表示（約 3,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ＡｌＧａＩｎＰ系半導体材料からなる赤色発光の発光素子として、一方の面にｎ側電極およびｐ側電極を配置し、光を電極が設けられた面とは反対側の面から取り出す構成のものが、例えば特許文献１において提案されている。具体的には、特許文献１は、光取り出し面側に透明基板が貼り合わせられた発光素子において、透明基板の光取り出し面側の表面に、透明基板より屈折率の低い透明膜を設け、該透明膜の表面が粗面化された構成の発光素子を提案する。この発光素子において、透明膜は、その表面が粗面化されているために、透明基板の材質に拘わらず、配光角度と発光効率とを増大させ、また、低屈折率材料から成るために、全反射角を生じ、発光効率をより高くしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－０６４００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、電極と半導体との良好な導通を確保しつつ、半導体材料による光吸収を低減することが可能な発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示に係る発光素子は、第１ｎ側半導体層と第２ｎ側半導体層とを有するｎ側半導体層と、活性層と、ｐ側半導体層とを有し、厚さ方向において、前記活性層が前記ｎ側半導体層と前記ｐ側半導体層の間に配置されている、半導体構造体と、
前記ｎ側半導体層と電気的に接続されたｎ側電極と、
前記ｐ側半導体層と電気的に接続されたｐ側電極と、を有し、
前記活性層は、ピーク波長が６２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲内にある赤色光を発光し、
前記半導体構造体は、平面視において、第１領域と第２領域とを、有し、
前記第１領域は、前記ｐ側半導体層と前記活性層とが配置された領域であり、前記第２領域は前記第１領域以外の領域であり、
前記第１ｎ側半導体層は、前記第１領域および前記第２領域に配置され、
前記第２ｎ側半導体層は、平面視において、前記第２領域の少なくとも一部にて、前記第１ｎ側半導体層と重なるように、前記第１ｎ側半導体層の前記ｐ側半導体層側とは反対側の面に配置されており、
前記第２ｎ側半導体層は、前記第１ｎ側半導体層よりも小さいバンドギャップエネルギーを有し、
前記第２領域に配置された前記第１ｎ側半導体層は、前記第２ｎ側半導体層を露出させる開口部を有し、
前記ｎ側電極は、前記開口部で前記第２ｎ側半導体層と電気的に接続されている、発光素子である。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の発光素子は、電極と半導体との良好な導通を確保しつつ、半導体材料による光吸収を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示の実施形態１の発光素子を示す平面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を示す図１ＡのＩＢ－ＩＢ線に沿った断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を示す図１ＡのＩＣ－ＩＣ線に沿った断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を構成する半導体構造体の第１領域および第２領域を示す平面図である。
本開示の実施形態１の発光素子のｐ側電極を示す平面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を構成する一の絶縁膜の開口部を示す平面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を構成する別の絶縁膜の開口部を示す平面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を構成する配線層を示す平面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を構成するｎ側パッド電極およびｐ側パッド電極を示す平面図である。
本開示の実施形態２の発光素子を示す平面図である。
本開示の実施形態２の発光素子における第１領域、第２領域およびｐ側電極を示す平面図である。
本開示の実施形態２の発光素子を構成する一の絶縁膜の開口部を示す平面図である。
本開示の実施形態２の発光素子を構成する配線層、ｎ側パッド電極、およびｐ側パッド電極、ならび別の絶縁膜の開口部を示す平面図である。
本開示の実施形態３の発光素子を示す断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を製造する方法の一工程を示す断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を製造する方法の一工程を示す断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を製造する方法の一工程を示す断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を製造する方法の一工程を示す断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を製造する方法の一工程を示す断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を製造する方法の一工程を示す断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を製造する方法の一工程を示す断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を製造する方法の一工程を示す断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を製造する方法の一工程を示す断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を製造する方法の一工程を示す断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を製造する方法の一工程を示す断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を製造する方法の一工程を示す断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を製造する方法の一工程を示す断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を製造する方法の一工程を示す断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を製造する方法の一工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（実施形態１）
図１Ａ～図７のそれぞれに、本開示の発光素子の一実施形態を、断面図または平面図で示す。図１Ａは、本実施形態の発光素子の平面図である。図１Ｂは、図１ＡのＩＢ－ＩＢ線に沿った断面図である。図１Ｃは、図１ＡのＩＣ－ＩＣ線に沿った断面図である。また、図２においては、後述する第１領域および第２領域のみを示し、それらの平面視での位置関係を明確にしている。これらの図に示すように、本実施形態の発光素子１は、半導体構造体１０と、ｎ側電極２０と、ｐ側電極３０とを有する。半導体構造体は、第１ｎ側半導体層１２ａと第２ｎ側半導体層１２ｂとを有するｎ側半導体層１２、ｐ側半導体層１４、およびｎ側半導体層１２とｐ側半導体層との間に位置する活性層１６とを有している。さらに、発光素子１は、誘電体多層膜４０、絶縁膜４５ａ、４５ｂ、ｎ側パッド電極５０、ｐ側パッド電極６０、ならびにｎ側電極２０およびｐ側電極３０をそれぞれｎ側パッド電極５０およびｐ側パッド電極６０に接続するための配線層７０を有する。発光素子１は、ｎ側パッド電極５０およびｐ側パッド電極６０が配置された面とは反対側の面に、半導体構造体１０を支持する保持部８０を有する。発光素子１の活性層１６が発する光は、保持部８０が配置された側から主に取り出される。
【０００９】
半導体構造体１０は、平面視において、第１領域１０ａと第２領域１０ｂとを有する。第１領域１０ａは、ｐ側半導体層１４および活性層１６が配置された領域である。第１領域１０ａ以外の領域である第２領域１０ｂは、半導体構造体１０のうちｎ側半導体層１２のみが配置された領域である。本実施形態において、第２領域１０ｂは、平面視にて、発光素子１の外縁に配置された外周部１０ｂ１と、発光素子１の略中央に配置された中央部１０ｂ２とを有する。本実施形態の発光素子１は、ｎ側半導体層１２のうち、第１ｎ側半導体層１２ａは、第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂに配置され、第２ｎ側半導体層１２ｂの少なくとも一部が、第２領域１０ｂに配置された構成を有する。図１Ａに示すように、本実施形態では、第２ｎ側半導体層１２ｂは第２領域１０ｂの中央部１０ｂ２内に配置されている。また、第２ｎ側半導体層１２ｂは、第１ｎ側半導体層１２ａから見て、ｐ側半導体層１４の側とは反対の側、すなわち保持部８０側に配置されている。
【００１０】
第１ｎ側半導体層１２ａは、第２領域１０ｂの中央部１０ｂ２にて開口部ｈｎを有し、開口部ｈｎにて第２ｎ側半導体層１２ｂを露出させている。ここで、部材ｘが部材ｙから露出する、または部材ｙが部材ｘを露出させるとは、部材ｘの一部が部材ｙで覆われつつ、部材ｘの別の一部が部材ｙで覆われていないことをいい、部材ｙで覆われていない部分がさらに別の部材で覆われることを許容する。本実施形態では、開口部ｈｎにて、ｎ側電極２０が第２ｎ側半導体層１２ｂと電気的に接続され、ｎ側電極２０はさらに配線層７０を介してｎ側パッド電極５０と電気的に接続されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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