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公開番号2025042859
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-28
出願番号2023150036
出願日2023-09-15
発明の名称発光素子および発光素子の製造方法
出願人豊田合成株式会社
代理人弁理士法人あいち国際特許事務所
主分類H10H 20/831 20250101AFI20250321BHJP()
要約【課題】光取り出し効率の高い発光素子を提供する。
【解決手段】フリップチップ型で紫外発光の発光素子1は、p型層(p型コンタクト層15)上に設けられ、Ru、Rhまたはそれらを主成分とする合金からなりp型層に接する層を含み、発光波長の紫外光を透過する厚さに設定されたp側電極17と、p側電極17上の一部領域に接してドット状に設けられ、エッチングに対して耐性を示す導電性材料を含むエッチングストップ層18Bと、p側電極17およびエッチングストップ層18B上に接して設けられ、発光波長の紫外光を反射するDBR層19と、DBR層19のうちエッチングストップ層18B上の領域に設けられ、DBR層19を貫通して底面にエッチングストップ層18Bが露出する孔25と、DBR層19上に設けられ、孔25を介してエッチングストップ層18Bと接続する第2のp側電極(p側パッド電極22)と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
フリップチップ型で紫外発光の発光素子において、
ｎ型のＩＩＩ族窒化物半導体からなるｎ型層と、
前記ｎ型層上に設けられたＩＩＩ族窒化物半導体からなる活性層と、
前記活性層上に設けられたｐ型のＩＩＩ族窒化物半導体からなるｐ型層と、
前記ｐ型層上に設けられ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはそれらを主成分とする合金からなり前記ｐ型層に接する層を含み、発光波長の紫外光を透過する厚さに設定されたｐ側電極と、
前記ｐ側電極上の一部領域に接してドット状に設けられ、エッチングに対して耐性を示す導電性材料を含むエッチングストップ層と、
前記ｐ側電極およびエッチングストップ層上に接して設けられ、発光波長の紫外光を反射する絶縁性のＤＢＲ層と、
前記ＤＢＲ層のうち前記エッチングストップ層上の領域に設けられ、前記ＤＢＲ層を貫通して底面に前記エッチングストップ層が露出する孔と、
前記ＤＢＲ層上に設けられ、前記孔を介して前記エッチングストップ層と接続する第２のｐ側電極と、
を有する発光素子。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記ＤＢＲ層上に接して設けられ、Ａｌ、Ｍｇまたはそれらを主成分とする合金からなる反射層をさらに有する、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記エッチングストップ層全体の面積は、前記ｐ側電極の面積に対して１％以上６０％以下である、請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
前記エッチングストップ層は多層膜であり、前記ｐ型層と接する層はＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなる層である、請求項１または請求項２に記載の発光素子。
【請求項５】
前記エッチングストップ層は、複数のドットが配列されたパターン、または複数の配列されたドットと延伸部を有したパターンである、請求項１または請求項２に記載の発光素子。
【請求項６】
前記エッチングストップ層の前記ドットの直径は、前記孔の直径の１．２倍以上１．５倍以下である、請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
隣接する前記ドット間の距離は、前記孔の直径の１倍以上６倍以下である、請求項５に記載の発光素子。
【請求項８】
前記エッチングに対して耐性を示す導電性材料は、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｎｉ、ＡｌまたはＰｔである、請求項１または請求項２に記載の発光素子。
【請求項９】
発光波長は２１０～２８０ｎｍである、請求項１または請求項２に記載の発光素子。
【請求項１０】
フリップチップ型で紫外発光の発光素子の製造方法において、
ｎ型のＩＩＩ族窒化物半導体からなるｎ型層を形成するｎ型層形成工程と、
前記ｎ型層上に、ＩＩＩ族窒化物半導体からなる活性層を形成する活性層形成工程と、
前記活性層上に、ｐ型のＩＩＩ族窒化物半導体からなるｐ型層を形成するｐ型層形成工程と、
前記ｐ型層上に接するように、Ｒｕ、Ｒｈ、またはそれらを主成分とする合金からなり前記ｐ型層に接する層を含み、発光波長の紫外光を透過する厚さのｐ側電極を形成するｐ側電極形成工程と、
前記ｐ側電極上の一部領域に接するように、エッチングに対して耐性を示す導電性材料を含むエッチングストップ層をドット状に形成するエッチングストップ層形成工程と、
前記ｐ側電極およびエッチングストップ層上に接するように、発光波長の紫外光を反射する絶縁性のＤＢＲ層を形成するＤＢＲ層形成工程と、
前記ＤＢＲ層のうち前記エッチングストップ層上の領域に、前記ＤＢＲ層を貫通して底面に前記エッチングストップ層が露出するまでエッチングして孔を形成する孔形成工程と、
前記ＤＢＲ層上に、前記孔を介して前記エッチングストップ層と接続する第２のｐ側電極を形成する第２のｐ側電極形成工程と、
を有する発光素子の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子および発光素子の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた固体発光素子の紫外光の波長は約２１０～４００ｎｍの範囲の波長帯に対応している。一方、ＵＶＣ（波長１００～２８０ｎｍ）は効率的に殺菌、除菌できることが知られており、水や空気などの殺菌、消毒に使用することが注目されている。そのため、発光波長がＵＶＣに対応する紫外光を放射するＩＩＩ族窒化物半導体発光素子の需要が高まっており、高効率化に向けた研究、開発が盛んに行われている。
【０００３】
特許文献１には、深紫外光を発するフリップチップ型の発光素子において、Ｒｈからなるｐ側電極の側面と上面を覆うようにＴｉＮからなるｐ側電極被覆層を設けることが記載されている。そして、このｐ側電極被覆層は、保護層をドライエッチングする際のエッチングストップ層として機能することが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、深紫外光を発するフリップチップ型の発光素子において、ｐ側コンタクト電極として、ｐ型層側から順に、Ｒｈ層、Ａｌ層、Ｔｉ層、ＴｉＮ層を積層させた構造が記載されている。このうちＴｉＮ層は、保護層をドライエッチングする際のエッチングストップ層として機能することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－７２３７６号公報
特開２０２２－３０９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２ではｐ型コンタクト電極をＲｈとすることによって基板側に深紫外光を反射させているが、反射率は十分に高いとは言えなかった。そのため、深紫外光の反射率をより高め、光取り出し効率の向上を図ることが求められていた。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、光取り出し効率の高い発光素子を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、
フリップチップ型で紫外発光の発光素子において、
ｎ型のＩＩＩ族窒化物半導体からなるｎ型層と、
前記ｎ型層上に設けられたＩＩＩ族窒化物半導体からなる活性層と、
前記活性層上に設けられたｐ型のＩＩＩ族窒化物半導体からなるｐ型層と、
前記ｐ型層上に設けられ、Ｒｕ、Ｒｈ、またはそれらを主成分とする合金からなり前記ｐ型層に接する層を含み、発光波長の紫外光を透過する厚さに設定されたｐ側電極と、
前記ｐ側電極上の一部領域に接してドット状に設けられ、エッチングに対して耐性を示す導電性材料を含むエッチングストップ層と、
前記ｐ側電極およびエッチングストップ層上に接して設けられ、発光波長の紫外光を反射する絶縁性のＤＢＲ層と、
ＤＢＲ層のうち前記エッチングストップ層上の領域に設けられ、前記ＤＢＲ層を貫通して底面に前記エッチングストップ層が露出する孔と、
ＤＢＲ層上に設けられ、前記孔を介して前記エッチングストップ層と接続する第２のｐ側電極と、
を有する発光素子にある。
【０００９】
本発明の他の態様は、
フリップチップ型で紫外発光の発光素子の製造方法において、
ｎ型のＩＩＩ族窒化物半導体からなるｎ型層を形成するｎ型層形成工程と、
前記ｎ型層上に、ＩＩＩ族窒化物半導体からなる活性層を形成する活性層形成工程と、
前記活性層上に、ｐ型のＩＩＩ族窒化物半導体からなるｐ型層を形成するｐ型層形成工程と、
前記ｐ型層上に、Ｒｕ、Ｒｈ、またはそれらを主成分とする合金からなり前記ｐ型層に接する層を含み、発光波長の紫外光を透過する厚さのｐ側電極を形成するｐ側電極形成工程と、
前記ｐ側電極上の一部領域に接するように、エッチングに対して耐性を示す導電性材料を含むエッチングストップ層をドット状に形成するエッチングストップ層形成工程と、
前記ｐ側電極およびエッチングストップ層上に接するように、発光波長の紫外光を反射する絶縁性のＤＢＲ層を形成するＤＢＲ層形成工程と、
ＤＢＲ層のうち前記エッチングストップ層上の領域に、前記ＤＢＲ層を貫通して底面に前記エッチングストップ層が露出するまでエッチングして孔を形成する孔形成工程と、
ＤＢＲ層上に、前記孔を介して前記エッチングストップ層と接続する第２のｐ側電極を形成する第２のｐ側電極形成工程と、
を有する発光素子の製造方法にある。
【発明の効果】
【００１０】
上記態様によれば、ｐ側電極の一部領域上にドット状にエッチストップ層を設けているため、ｐ側電極に対してエッチングストップ層の面積が十分に小さくなる。そのため、エッチングストップ層による紫外光の吸収が少なくなる。また、ｐ側電極とＤＢＲ層とが接する面積が広くなり、ＤＢＲ層によって紫外光を反射率させる面積を広くすることができる。その結果、光取り出し効率の高い発光素子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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