特許ウォッチ

公開番号2025079294
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-21
出願番号2024104139
出願日2024-06-27
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 20/831 20250101AFI20250514BHJP()
要約【課題】光出力の向上および順方向電圧の低減が図られたフェイスアップ型で紫外発光の発光素子を提供する。
【解決手段】フェイスアップ型で発光波長が210～300nmであるIII族窒化物半導体を用いた発光素子において、n型層11と、n型層11上に設けられた活性層12と、活性層12上に設けられたp型層13と、n型層11上に設けられた櫛歯状のn側電極17と、p型層13上に接して設けられ、発光波長の光を透過するp側コンタクト電極14と、p側コンタクト電極14上に設けられた櫛歯状のp側電極15と、を備え、p側電極15は、所定方向に延伸する複数のp側延伸部15Aを備え、n側電極17は、所定方向に延伸し、隣り合うp側延伸部15Aの間に配置された複数のn側延伸部17Aを備え、p側延伸部15Aとn側延伸部17Aとの距離は、140μm以下である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
フェイスアップ型で発光波長が２１０～３００ｎｍであるＩＩＩ族窒化物半導体を用いた発光素子において、
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、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、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ｎ型層上に設けられた櫛歯状のｎ側電極と、
前記ｐ型層上に接して設けられ、発光波長の光を透過するｐ側コンタクト電極と、
前記ｐ側コンタクト電極上に設けられた櫛歯状のｐ側電極と、
を備え、
前記ｐ側電極は、所定方向に延伸する複数のｐ側延伸部を備え、
前記ｎ側電極は、前記所定方向に延伸し、隣り合う前記ｐ側延伸部の間に配置された複数のｎ側延伸部を備え、
前記ｐ側延伸部と前記ｎ側延伸部との距離は、１４０μｍ以下である、発光素子。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記ｐ側延伸部と前記ｎ側延伸部との距離は、３０μｍ以上である、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
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１に記載の発光素子。
【請求項４】
前記ｐ側コンタクト電極は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｍｇまたはそれらを主成分とする合金、Ｎｉ／Ａｕ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１に記載の発光素子。
【請求項５】
前記ｐ側電極は、ｐ側パッド部と、前記ｐ側パッド部から前記所定方向に延伸する複数の前記ｐ側延伸部と、を備え、
前記ｎ側電極は、ｎ側パッド部と、前記ｎ側パッド部から前記所定方向に延伸し隣り合う前記ｐ側延伸部の間に配置された複数の前記ｎ側延伸部と、を備え、
前記ｐ側パッド部と前記ｎ側延伸部との距離は、１５０μｍ以下であり、
前記ｐ側延伸部と前記ｎ側パッド部との距離は、１５０μｍ以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記ｐ側パッド部と前記ｎ側延伸部との距離は、５０μｍ以上であり、
前記ｐ側延伸部と前記ｎ側パッド部との距離は、３０μｍ以上である、請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
前記ｐ側延伸部の中心線と前記ｎ側延伸部の中心線との距離は、１４０μｍ以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記ｎ側延伸部および前記ｐ側延伸部の幅は、５μｍ以上２０μｍ以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項９】
前記ｐ型層は、前記ｐ側コンタクト電極と接し、ＧａＮからなるｐ型コンタクト層を有し、
前記ｐ型コンタクト層の厚さは、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記ｐ型層は、前記ｐ側コンタクト電極と接し、Ａｌ組成が５０％以下のＡｌＧａＮからなるｐ型コンタクト層を有し、
前記ｐ型コンタクト層の厚さは、２０ｎｍ以下である、請求項１～４のいずれか１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】
本発明は、発光素子に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた発光素子では、基板の裏面側から光を取り出すフリップチップ構造と、基板側とは反対側から光を取り出すフェイスアップ構造が知られている。青色発光の場合、フリップチップ型はヘッドランプなどの高出力向けに用いられ、フェイスアップ型はバックライトなどの低出力向けに用いられている。
【０００３】
また、ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた発光素子は、発光波長を２１０～２８０ｎｍとすることが可能である。ＵＶＣ領域（１００～２８０ｎｍ）の紫外光は細菌やウイルスを効率的に殺菌、不活化できることが知られており、ＩＩＩ族窒化物半導体を用いたＵＶＣ－ＬＥＤの市場が拡大している。
【０００４】
特許文献１、２には、フェイスアップ型のＵＶＣ－ＬＥＤが記載されている。また、フェイスアップ型の青色ＬＥＤにおいて、ｎ側電極、ｐ側電極を櫛歯状とすることが広く知られている。また、特許文献３～５には、フリップチップ型のＵＶＣ－ＬＥＤにおいて、ｎ側電極、ｐ側電極を櫛歯状と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２０２２－１９９６３号公報
特開２０１９－１７６０１６号公報
特開２０１７－２８０３２号公報
特開２０２２－１４５９３号公報
特開２０２２－４３９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、ＵＶＣ－ＬＥＤの市場が拡大しており、ＵＶＣ－ＬＥＤにおいてもフェイスアップ型が求められている。しかし、フェイスアップ型のＵＶＣ－ＬＥＤは光出力が低く、順方向電圧Ｖｆも高いため実用化されていなかった。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、光出力の向上および順方向電圧の低減が図られたフェイスアップ型で紫外発光の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、
フェイスアップ型で発光波長が２１０～３００ｎｍであるＩＩＩ族窒化物半導体を用いた発光素子において、
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、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、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ｎ型層上に設けられた櫛歯状のｎ側電極と、
前記ｐ型層上に接して設けられ、発光波長の光を透過するｐ側コンタクト電極と、
前記ｐ側コンタクト電極上に設けられた櫛歯状のｐ側電極と、
を備え、
前記ｐ側電極は、所定方向に延伸する複数のｐ側延伸部を備え、
前記ｎ側電極は、前記所定方向に延伸し、隣り合う前記ｐ側延伸部の間に配置された複数のｎ側延伸部を備え、
前記ｐ側延伸部と前記ｎ側延伸部との距離は、１４０μｍ以下である、発光素子にある。
【発明の効果】
【０００９】
上記態様では、ｐ側電極、ｎ側電極が櫛歯状に設けられており、ｐ側電極のｐ側延伸部とｎ側電極のｎ側延伸部の間隔を１４０μｍ以下としている。そのため、光出力の向上および順方向電圧の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態における発光素子の構成を示した断面図であって、基板主面に垂直な断面。
実施形態における発光素子を上面から見た図であって電極パターンを示した図。
比較例の発光素子の電極パターンを示した図。
順方向電流と光出力の関係を示したグラフ。
電流電圧特性を示したグラフ。
ｎ側延伸部の本数と電力変換効率の関係を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許