特許ウォッチ

公開番号2025047284
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-03
出願番号2023155698
出願日2023-09-21
発明の名称発光素子
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 20/832 20250101AFI20250326BHJP()
要約【課題】高い反射率を有する反射層を形成することにより高い光取り出し効率を維持しつつ、エレクトロマイグレーションによる耐性に優れた構造を有する発光波長300nm未満の紫外発光の発光素子を提供すること。
【解決手段】発光素子5は、発光波長300nm未満の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21と、n型層21上に設けられたIII族窒化物半導体からなる活性層22と、活性層22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23と、p型層23上に設けられAlを主成分としCuを含む合金からなる反射層42、を含むp側電極40とを備える。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
発光波長３００ｎｍ未満の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Ａｌを主成分としＣｕを含む合金からなる反射層、を含むｐ側電極と、
を備える、発光素子。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記ｐ側電極は、さらに、
前記反射層上に接して設けられ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｒからなる群から選択される少なくとも１種からなるカバー層を含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記カバー層は、前記反射層の上面および側面を覆う、請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
さらに、前記ｐ型層上に接して設けられ、発光波長の紫外光を透過するｐ側コンタクト電極を含み、
前記反射層は、前記ｐ側コンタクト電極上に設けられる、請求項１～３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記ｐ側コンタクト電極は、前記反射層の厚さよりも薄く形成されている、請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記ｐ側コンタクト電極は、発光波長の紫外光の透過率が３０％以上である、請求項４に記載の発光素子。
【請求項７】
前記ｐ側コンタクト電極は、ＩＴＯ、ＩＺＯからなる群から選択された１種の酸化物からなり、
前記ｐ側コンタクト電極の厚さは、４０ｎｍ以下である、請求項４に記載の発光素子。
【請求項８】
前記ｐ側コンタクト電極は、Ｒｕ、Ｒｈ、またはそれらを主成分とする合金、ＮｉＡｕ、Ｍｇからなる群から選択された１種の金属からなり、
前記ｐ側コンタクト電極の厚さは、１０ｎｍ以下である、請求項４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、発光素子に関する。
続きを表示（約 1,500 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。特に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、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いる。紫外光発光素子は、サファイア基板上にＡｌＮ層を形成し、ＡｌＮ層上にＡｌＧａＮにより形成されたｎ型層、活性層、ｐ型層を積層した構成である。
【０００３】
ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた紫外発光の発光素子は、基板裏面側から光を取り出すフリップチップ型が採用されることが多い。フリップチップ型では、ｐ側電極の反射率を高め、ｐ側電極によって光取り出し側に紫外光を反射させることで光取り出し効率向上を図ることが考えられる。
【０００４】
特許文献１には、ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた紫外発光の発光素子のｐ側電極として、Ｎｉ膜、Ａｌ膜をｐ型コンタクト層の側からこの順に積層した反射電極（Ｎｉ／Ａｌ電極）を用いることが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた紫外発光素子のｐ側電極として、ｐ型層側から順にＮｉ層、Ｍｇ層を積層させた構造が示されている。Ｎｉ層はｐ型層に対して良好にコンタクトを取るための層であり、Ｍｇ層はＵＶＣ帯の紫外光を反射させるための層である。ＵＶＣ帯においてはＡｌよりもＭｇの方が高い反射率を有する。そこで特許文献２は、ｐ側電極の反射層としてＭｇを用いて反射率向上を図っている。
【０００６】
また、特許文献３には、ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた発光波長４７０ｎｍの発光素子に用いる反射層が、Ａｇ－Ｎｄ、Ａｇ－Ａｕ、Ａｇ－Ｐｔ、Ａｇ－Ｒｈ、Ａｇ－Ｃｕ、Ａｇ－Ｐｄ、Ａｇ－Ｃｕ－Ｎｄ、Ａｇ－Ｂｉ－Ｎｄ、Ａｇ－Ｐｄ、Ａｇ－Ｃｕ－Ｐｄ、Ａｌ－Ｎｄ、Ａｌ－Ａｕ、Ａｌ－Ｐｔ、Ａｌ－Ｒｈ、Ａｌ－Ｃｕ、Ａｌ－Ｐｄ、Ａｌ－Ｃｕ－Ｎｄ、Ａｌ－Ｂｉ－Ｎｄ、Ａｌ－ＰｄおよびＡｌ－Ｃｕ－Ｐｄからなる群から選ばれる１種類の合金を含むことが記載されている。
【０００７】
また、特許文献４には、ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた発光波長３００ｎｍ～８００ｎｍの発光素子に用いる反射層の材料として、Ａｌ、Ｒｈ、Ａｇ、あるいはこれらのうち少なくとも１つの元素を含む合金（例えば、ＡｌＣｕ、ＡＳＣ（アルミシリコン銅）など）が記載されている。
【０００８】
特許文献５には、発光層からの光を変換させ、例えば、白色系、電球色等の所望の光を発する半導体発光素子として、反射電極の材料として、Ａｌ、Ｒｈ、Ａｇから選択された少なくとも１種の金属または合金の単層膜または積層膜により形成することが記載されている。
【０００９】
特許文献６には、ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた発光波長４５５ｎｍの発光素子に用いる反射層が、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ又はこれらのいずれかを含む合金（例えば、耐熱性にも優れたＡｌＣｕ合金やＡｌＮｄ合金）からなる単層膜又は積層膜とすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０１５－２１６３５２号公報
特開２０１９－０３６６２９号公報
特開２００６－１３５０２６号公報
特開２０１２－２２２１９６号公報
特開２０１４－２２５３０号公報
特開２０１７－１１８０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許