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公開番号2025050521
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023159366
出願日2023-09-25
発明の名称発光素子および発光素子に用いる絶縁性反射防止層
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 20/84 20250101AFI20250328BHJP()
要約【課題】光取り出し効率を向上できるフェイスアップ型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1は、フェイスアップ型の紫外発光の発光素子において、n型のIII族窒化物半導体により形成されたn型層21と、n型層21上に設けられたIII族窒化物半導体により形成された活性層22と、活性層22上に設けられたp型のIII族窒化物半導体により形成されたp型層23と、p型層23の一部の上に設けられたp側電極50と、p型層23の他の一部の上に設けられ、絶縁性を有する材料により形成され、発光波長の紫外光の反射を防止する絶縁性反射防止層60とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
フェイスアップ型の紫外発光の発光素子において、
ｎ型のＩＩＩ族窒化物半導体により形成されたｎ型層と、
前記ｎ型層上に設けられたＩＩＩ族窒化物半導体により形成された活性層と、
前記活性層上に設けられたｐ型のＩＩＩ族窒化物半導体により形成されたｐ型層と、
前記ｐ型層の一部の上に設けられたｐ側電極と、
前記ｐ型層の他の一部の上に設けられ、絶縁性を有する材料により形成され、発光波長の紫外光の反射を防止する絶縁性反射防止層と、
を備える、発光素子。
続きを表示（約 750 文字）【請求項２】
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側透明電極を備え、
前記ｐ側電極は、前記ｐ側透明電極の一部の上に設けられ、
前記絶縁性反射防止層は、前記ｐ側透明電極の他の一部の上に設けられる、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記絶縁性反射防止層の屈折率は、前記ｐ側透明電極の屈折率と空気の屈折率との間に設定される、請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記絶縁性反射防止層は、屈折率の異なる材料を積層させた多層構造を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記絶縁性反射防止層は、Ｈｆ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｍｇフッ化物からなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記ｐ側透明電極は、前記絶縁性反射防止層の厚さよりも薄く形成されている、請求項２に記載の発光素子。
【請求項７】
前記ｐ側透明電極の厚さは、２０ｎｍ以下である、請求項２に記載の発光素子。
【請求項８】
前記絶縁性反射防止層の厚さは、１ｎｍ以上３００ｎｍ以下である、請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記ｐ型層は、ＧａＮまたはＡｌＧａＮである、請求項１～３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１０】
フェイスアップ型の紫外発光の発光素子に用いられ、ｐ型層上に設けられ、Ｈｆ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｍｇフッ化物からなる群から選択される少なくとも１つを含み、発光波長の紫外光の反射を防止する絶縁性反射防止層。

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に用いる絶縁性反射防止層に関する。
続きを表示（約 1,800 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２００～４００ｎｍ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】
特許文献１，２，３には、紫外光発光素子において、フェイスアップ（ＦＵ）型の構造が記載されている。特許文献１，２に記載の紫外光発光素子は、ｐ型半導体層の上に設けられＩＴＯ等の透明電極により構成されたｐコンタクト電極と、ｐコンタクト電極上に設けられＴｉ，ＲｈおよびＴｉを積層した構造のｐ電極とを備える。
【０００４】
特許文献３に記載の紫外光発光素子は、ｐ型半導体層上に設けられた透明電極と、透明電極上に設けられ紫外光の発光波長において透明な絶縁性材料により形成され透明電極を保護する保護層とを備える。透明電極は、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｒｂの群から選択され、発光波長の紫外光に対する光吸収係数が５×１０
４
ｃｍ
－１
以下である金属材料により形成された透明金属層を有する。保護層の絶縁性材料は、ＭｇＦ
２
である。
【０００５】
特許文献４には、紫外光とは異なるが、青色光（波長４４０～４６０ｎｍ）の半導体発光素子において、フェイスアップ型の構造が記載されている。特許文献４の図１２に記載の青色光発光素子は、ｐ型半導体層上に設けられＺｎＯまたはＩＴＯにより形成された透明電極膜と、透明電極膜上に設けられた導電性多層反射防止層とを備える。導電性多層反射防止層は、Ｉｎ
ｘ
Ｇａ
１－ｘ
Ｏ層およびＮｂ
２
Ｏ
５
層といった屈折率の異なる２種類の透明電極層を交互に積層することで構成されている。ＩｎＧａＯ
３
の屈折率は、約１．６であり、Ｎｂ
２
Ｏ
５
の屈折率は、約２．４である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２２－１９９６３号公報
特開２０１９－１７６０１６号公報
特開２０１１－１５５０８４号公報
特開２０１４－２２６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
紫外発光の発光素子における光取り出し効率は、青色発光の発光素子に比べて低い。特に、特許文献１～３に記載のフェイスアップ型の紫外発光の発光素子においては、電極によって紫外光が吸収されることが、光取り出し効率を低下する原因となっている。
【０００８】
本発明の１つは、かかる背景に鑑みてなされたものであり、光取り出し効率を向上できるフェイスアップ型の紫外発光の発光素子を提供しようとするものである。本発明の他の１つは、フェイスアップ型の紫外発光の発光素子に適用され、光取り出し効率を向上するための絶縁性反射防止層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】
【０００９】
本発明の一の態様は、フェイスアップ型の紫外発光の発光素子において、
ｎ型のＩＩＩ族窒化物半導体により形成されたｎ型層と、
前記ｎ型層上に設けられたＩＩＩ族窒化物半導体により形成された活性層と、
前記活性層上に設けられたｐ型のＩＩＩ族窒化物半導体により形成されたｐ型層と、
前記ｐ型層の一部の上に設けられたｐ側電極と、
前記ｐ型層の他の一部の上に設けられ、絶縁性を有する材料により形成され、発光波長の紫外光の反射を防止する絶縁性反射防止層と、
を備える、発光素子にある。
【００１０】
本発明の他の態様は、フェイスアップ型の紫外発光の発光素子に用いられ、ｐ型層上に設けられ、Ｈｆ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｍｇフッ化物からなる群から選択される少なくとも１つを含み、発光波長の紫外光の反射を防止する絶縁性反射防止層にある。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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