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公開番号2025081490
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-27
出願番号2025024358,2023536726
出願日2025-02-18,2022-07-15
発明の名称発光デバイスおよび表示デバイス、発光デバイスの製造方法
出願人京セラ株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類H10H 20/825 20250101AFI20250520BHJP()
要約【課題】基板上に複数のLED(発光ダイオード)を形成する。
【解決手段】主基板1、主基板よりも上方に位置し、マスク部5および開口部K1・K2を含むマスク6、並びにマスクよりも上方に位置するベース半導体部8を備える半導体基板10と、半導体基板よりも上方に位置し、第1発光部L1を有する化合物半導体部9とを備え、半導体基板は、主基板を厚み方向に貫通し、第1発光部の下方において第1発光部と重なる第1ホールH1を含む。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
第１面および前記第１面の反対側に位置する第２面を有するテンプレート基板と、
前記第２面上に位置し、第１部分と、厚み方向に伸びる転位の密度が前記第１部分よりも小さい第２部分とを含み、窒化物半導体を含むベース半導体部と、
前記ベース半導体部上に位置し、第１発光部を有する化合物半導体部と、
第１電極および第２電極とを備え、
前記テンプレート基板は、前記第１面から厚み方向に形成され、平面視で前記第１発光部と重なる第１ホールを有し、
前記第１電極および前記第２電極が前記窒化物半導体の＜１－１００＞方向または前記窒化物半導体の＜１１－２０＞方向に並ぶ、発光デバイス。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記テンプレート基板は前記第１面を含む主基板を有し、
前記第１ホールは前記主基板を厚み方向に貫通する、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項３】
平面視において、前記第１ホール、前記第１発光部、および前記第２部分が重なる、請求項１または２に記載の発光デバイス。
【請求項４】
平面視において、前記第１ホールは前記第１部分と重ならない、請求項１または２に記載の発光デバイス。
【請求項５】
平面視において、前記第１ホールの底部の全体が前記第２部分および前記第１発光部と重なっている、請求項１または２に記載の発光デバイス。
【請求項６】
前記第１電極はアノードであり、前記第２電極はカソードであり、
平面視において、前記第１電極は前記第１発光部および前記第１ホールと重なる、請求項１または２に記載の発光デバイス。
【請求項７】
前記ベース半導体部は、前記第１部分の両隣に、前記第１部分よりも厚み方向に伸びる転位の密度が小さい２つの第２部分を有し、
前記化合物半導体部は第２発光部を有し、
前記平面視において、前記第１発光部は、前記第１ホールと前記２つの第２部分の一方とに重なり、
前記テンプレート基板は、前記第１面から厚み方向に形成され、前記平面視において前記第２発光部と前記２つの第２部分の他方とに重なる第２ホールを有する、請求項１または２に記載の発光デバイス。
【請求項８】
平面視において前記第１発光部および前記第２発光部の間に位置し、前記第１部分と重なる隔壁部を有する、請求項７に記載の発光デバイス。
【請求項９】
前記第１ホール内に位置し、受光波長よりも長波長の光を発する第１波長変換層と、
前記第２ホール内に位置し、受光波長よりも長波長の光を発する第２波長変換層と、を有し、
第１波長変換層の発光波長は、第２波長変換層の発光波長よりも大きい、請求項７に記載の発光デバイス。
【請求項１０】
前記第１部分は、前記窒化物半導体の＜１－１００＞方向を長手方向とする、請求項１または２に記載の発光デバイス。
（【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】
本開示は、発光デバイス等に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、基板上に複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を形成する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許：ＵＳ１０，３８１，５０７Ｂ２
【発明の概要】
【０００４】
本開示にかかる発光デバイスは、主基板、前記主基板よりも上方に位置し、マスク部および開口部を含むマスク、並びに前記マスクよりも上方に位置するベース半導体部を備える半導体基板と、前記半導体基板よりも上方に位置し、第１発光部を有する化合物半導体部とを備え、前記半導体基板は、前記主基板を厚み方向に貫通し、前記第１発光部の下方において前記第１発光部と重なる第１ホールを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本実施形態に係る発光デバイスの構成を示す断面図である。
本実施形態にかかる発光デバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。
本実施形態にかかる発光デバイスの製造装置の一例を示すブロック図である。
本実施形態に係る表示デバイスの構成を示す断面図である。
実施例１に係る発光デバイスの、Ｘ方向に沿った断面図である。
実施例１に係る発光デバイスの、Ｙ方向に沿った断面図である。
実施例１に係る発光デバイスの平面図である。
実施例１に係る発光デバイスの別構成を示す平面図である。
実施例１に係る発光デバイスの別構成を示す平面図である。
実施例１にかかる発光デバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。
実施例１にかかる発光デバイスの製造方法の一例を示す断面図である。
実施例１にかかる発光デバイスの製造方法の別例を示すフローチャートである。
図１２の発光デバイスの製造方法を示す断面図である。
ベース半導体部の横方向成長の一例を示す断面図である。
ベース半導体部および化合物半導体部の構成を示す模式的断面図である。
実施例１に係る表示デバイスの構成を示す断面図である。
実施例１に係る表示デバイスの構成を示す断面図である。
実施例１に係る表示デバイスの構成を示すブロック図である。
駆動基板の一例を示す断面図である。
実施例２に係る発光デバイスの、Ｘ方向に沿った断面図である。
実施例２に係る発光デバイスの、Ｙ方向に沿った断面図である。
実施例２に係る発光デバイスの平面図である。
実施例２に係る発光デバイスの別構成を示す断面図である。
実施例２に係る発光デバイスの別構成を示す断面図である。
実施例２に係る発光デバイスの別構成を示す断面図である。
実施例２に係る発光デバイスの別構成を示す断面図である。
実施例２に係る発光デバイスの別構成を示す断面図である。
実施例２に係る発光デバイスの別構成を示す断面図である。
実施例２に係る発光デバイスの別構成を示す断面図である。
実施例２に係る発光デバイスの別構成を示す断面図である。
実施例３に係る発光デバイスの、Ｘ方向に沿った断面図である。
実施例３に係る発光デバイスの、Ｙ方向に沿った断面図である。
実施例３に係る発光デバイスの平面図である。
実施例３に係る発光デバイスの別構成を示す断面図である。
実施例３に係る発光デバイスの別構成を示す断面図である。
実施例３に係る発光デバイスの別構成を示す断面図である。
実施例３に係る発光デバイスの別構成を示す平面図である。
実施例４に係る発光デバイスの別構成を示す断面図である。
実施例４に係る発光デバイスの別構成を示す断面図である。
実施例５に係る発光デバイスの製造方法を示すフローチャートである。
実施例５に係る発光デバイスの構成を示す断面図である。
実施例５に係る発光デバイスの別の製造方法を示すフローチャートである。
実施例５に係る発光デバイスの別構成を示す断面図である。
実施例５に係る発光デバイスの別構成を示す断面図である。
実施例７の表示デバイスを示す模式的平面図である。
実施例８に係る電子機器の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
〔発光デバイス〕
図１は、本実施形態に係る発光デバイスの構成を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る発光デバイス３０は、主基板１、主基板１よりも上方に位置し、マスク部５および開口部Ｋ１を含むマスク６、並びにマスク６よりも上方に位置するベース半導体部８を備える半導体基板１０と、半導体基板１０よりも上方に位置し、第１発光部Ｌ１を有する化合物半導体部９とを備える。半導体基板１０は、主基板１（例えば、バルク結晶の自立基板）および半導体部（例えば、半導体層）を含んでいればよく、主基板１が半導体もあってもよいし、非半導体であってもよい。発光デバイス３０では、主基板１（例えば、バルク結晶の自立基板）からベース半導体部８への向きを上方向とする（よって、鉛直方向上向き、あるいは図面での上向きとは異なる場合がある）。マスク６は、マスク部５および開口部Ｋ１を含むマスクパターンであってよい。開口部Ｋ１は、マスク部５が存在しない領域であり、開口部Ｋ１がマスク部５で囲まれていなくてもよい。
【０００７】
半導体基板１０は、主基板１を厚み方向に貫通し、第１発光部Ｌ１の下方において第１発光部Ｌ１と重なる第１ホールＨ１を含む。換言すれば、第１ホールＨ１は、平面視（主基板１の法線方向の視認）で第１発光部Ｌ１と重なる。平面視で２つの構成要素が重なるとは、主基板１の法線方向の視認（透視的視認を含む）において一方の構成要素の少なくとも一部が他方の構成要素に重なることを意味する。２つの構成要素が（例えば上下方向に）離れて重なっていてもよい。化合物半導体部９の上方には第１電極Ｅ１を設けることができる。第１ホールＨ１は、主基板１の裏面１Ｕ（下面）に、光の出射面となる開口ＫＲを有する。
【０００８】
発光デバイス３０では、主基板１およびベース半導体部８の格子定数が異なる場合でも、マスク部５上においてはベース半導体部８および化合物半導体部９の貫通転位（欠陥）が低減するため、化合物半導体部９に含まれる第１発光部Ｌ１の発光効率（例えば、第１電極Ｅ１からの電荷注入量に対する光量の比）が高められる。貫通転位は、ベース半導体部８から化合物半導体部９に延びる転位（欠陥）であり、電荷移動を阻害し、発熱の原因となる。
【０００９】
発光デバイス３０は、主基板１を含むため、剛性を有する。また、第１波長変換層Ｊ１を第１ホールＨ１内に設けることで、第１発光部Ｌ１で生じる光よりも長波長（例えば、可視光域）の光を開口ＫＲから出射させることができる。
【００１０】
ベース半導体部８および化合物半導体部９は、例えば窒化物半導体を含む。窒化物半導体は、例えば、ＡｌｘＧａyＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１；０≦ｙ≦１；０≦ｚ≦１；ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）と表すことができ、具体例として、ＧａＮ系半導体、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＩｎＡｌＮ（窒化インジウムアルミニウム）、ＩｎＮ（窒化インジウム）を挙げることができる。ＧａＮ系半導体とは、ガリウム原子（Ｇａ）および窒素原子（Ｎ）を含む半導体であり、典型的な例として、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮ、ＩｎＧａＮを挙げることができる。ベース半導体部８は、ドープ型（例えば、ドナーを含むｎ型）でもノンドープ型でもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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