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公開番号2025116610
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-08
出願番号2024011127
出願日2024-01-29
発明の名称発光素子及び発光装置
出願人日亜化学工業株式会社
代理人弁理士法人iX
主分類H10H 20/816 20250101AFI20250801BHJP()
要約【課題】複数の発光部の電極間を流れるリーク電流を低減できる発光素子及び発光装置を提供すること。
【解決手段】第2発光部の第3窒化物半導体層は、第1層と、第1発光部の第2窒化物半導体層と第1層との間に位置する第2層と、第1層と第2発光部の第2活性層との間に位置する第3層を有する。第1層は、Be、Mg、Ca、Fe、Zn、及びCよりなる群から選択された少なくとも1つを含む。第3層の厚さは第2層の厚さよりも厚い。第1電極は第1発光部の第1窒化物半導体層と接続され、第2電極は第3層と接続され、第3電極は第2層と接続され、第4電極は第2発光部の第4窒化物半導体層と接続されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１導電型不純物を含む第１窒化物半導体層、第２導電型不純物を含む第２窒化物半導体層、及び前記第１窒化物半導体層と前記第２窒化物半導体層との間に位置する第１活性層、を有する第１発光部と、
前記第２窒化物半導体層上に位置し、第３窒化物半導体層、第２導電型不純物を含む第４窒化物半導体層、および前記第３窒化物半導体層と前記第４窒化物半導体層との間に位置する第２活性層、を有する第２発光部と、
第１電極と、
第２電極と、
第３電極と、
第４電極と、
を備え、
前記第３窒化物半導体層は、
第１層と、
前記第２窒化物半導体層と前記第１層との間に位置し、第１導電型不純物を含む第２層と、
前記第１層と前記第２活性層との間に位置し、第１導電型不純物を含む第３層と、
を有し、
前記第１層は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｚｎ、及びＣよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記第３層の厚さは、前記第２層の厚さよりも厚く、
前記第１電極は、前記第１窒化物半導体層と接続され、
前記第２電極は、前記第３層と接続され、
前記第３電極は、前記第２層と接続され、
前記第４電極は、前記第４窒化物半導体層と接続されている、発光素子。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記第２層は、第１ＧａＮ層、第２ＧａＮ層、及び第１ＡｌＧａＮ層、を有し、
前記第２ＧａＮ層は、前記第１ＧａＮ層よりも前記第１層の近くに位置し、
前記第１ＡｌＧａＮ層は、前記第１ＧａＮ層と前記第２ＧａＮ層との間に位置し、
前記第３電極は、前記第１ＧａＮ層または前記第１ＡｌＧａＮ層と接続されている、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記第３層は、第３ＧａＮ層、第４ＧａＮ層、及び第２ＡｌＧａＮ層、を有し、
前記第４ＧａＮ層は、前記第３ＧａＮ層よりも前記第１層から離れて位置し、
前記第２ＡｌＧａＮ層は、前記第３ＧａＮ層と前記第４ＧａＮ層との間に位置し、
前記第２電極は、前記第３ＧａＮ層または前記第２ＡｌＧａＮ層と接続されている、請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第３層の厚さは、前記第１窒化物半導体層の厚さの０．５倍以上１．２倍以下である請求項１から３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記第１活性層の発光ピーク波長は、第１波長であり、
前記第２活性層の発光ピーク波長は、前記第１波長と異なる第２波長である、請求項１から３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記第１波長は、４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下であり、
前記第２波長は、５７０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下である、請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
前記第２窒化物半導体層と前記第２層との間に位置し、前記第２窒化物半導体層と界面を形成し、第１導電型不純物を含む第５窒化物半導体層をさらに備え、
前記第５窒化物半導体層に含まれる前記第１導電型不純物の濃度の最大値は、前記第１窒化物半導体層に含まれる前記第１導電型不純物の濃度の最大値、及び前記第３窒化物半導体層に含まれる前記第１導電型不純物の濃度の最大値よりも高い、請求項１から３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記第１層は、Ｃを含み、
前記第１層のＣ濃度は、前記第２層のＣ濃度及び前記第３層のＣ濃度よりも高い、請求項１から３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項９】
前記第１層のＣ濃度は、１×１０
１８
ｃｍ
－３
以上１×１０
２１
ｃｍ
－３
以下である、請求項８に記載の発光素子。
【請求項１０】
第１構造体、第２構造体、及び第３構造体を備え、
前記第１構造体は、
第１導電型不純物を含む第１窒化物半導体層、第２導電型不純物を含む第２窒化物半導体層、前記第１窒化物半導体層と前記第２窒化物半導体層との間に位置する第１活性層、及び前記第２窒化物半導体層上に配置され、第１導電型不純物を含む第３窒化物半導体層を、有する第１積層部と、
前記第１窒化物半導体層と接続された第１電極と、
前記第３窒化物半導体層と接続された第２電極と、
を有し、
前記第２構造体は、
前記第１積層部、第２導電型不純物を含む第４窒化物半導体層、前記第３窒化物半導体層と前記第４窒化物半導体層との間に位置する第２活性層、及び前記第４窒化物半導体層上に配置され、第１導電型不純物を含む第５窒化物半導体層、を有する第２積層部と、
前記第３窒化物半導体層と接続された第３電極と、
前記第５窒化物半導体層と接続された第４電極と、
を有し、
前記第３構造体は、
前記第１積層部、前記第２積層部、第２導電型不純物を含む第６窒化物半導体層、及び前記第５窒化物半導体層と前記第６窒化物半導体層との間に位置する第３活性層、を有する第３積層部と、
前記第５窒化物半導体層と接続された第５電極と、
前記第６窒化物半導体層と接続された第６電極と、
を有し、
前記第２構造体の前記第３窒化物半導体層は、
第１層と、
前記第２窒化物半導体層と前記第１層との間に位置する第２層と、
前記第１層と前記第２活性層との間に位置する第３層と、
を有し、
前記第１層は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｚｎ、及びＣよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記第３層の厚さは、前記第２層の厚さよりも厚く、
前記第３構造体の前記第５窒化物半導体層は、
第４層と、
前記第４窒化物半導体層と前記第４層との間に位置する第５層と、
前記第４層と前記第３活性層との間に位置する第６層と、
を有し、
前記第４層は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｚｎ、及びＣよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記第６層の厚さは、前記第５層の厚さよりも厚く、
前記第１構造体の前記第１積層部は、第１発光部であり、
前記第２構造体の前記第２積層部は、第２発光部であり、
前記第３構造体の前記第３積層部は、第３発光部である、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、発光素子及び発光装置に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に示すように、基板上に、トンネル接合層を介して複数の活性層を積層した発光素子がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
欧州特許出願公開第４０８６９６４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、複数の発光部の電極間を流れるリーク電流を低減できる発光素子及び発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、発光素子は、第１導電型不純物を含む第１窒化物半導体層、第２導電型不純物を含む第２窒化物半導体層、及び前記第１窒化物半導体層と前記第２窒化物半導体層との間に位置する第１活性層、を有する第１発光部と、前記第２窒化物半導体層上に位置し、第３窒化物半導体層、第２導電型不純物を含む第４窒化物半導体層、および前記第３窒化物半導体層と前記第４窒化物半導体層との間に位置する第２活性層、を有する第２発光部と、第１電極と、第２電極と、第３電極と、第４電極と、を備え、前記第３窒化物半導体層は、第１層と、前記第２窒化物半導体層と前記第１層との間に位置し、第１導電型不純物を含む第２層と、前記第１層と前記第２活性層との間に位置し、第１導電型不純物を含む第３層と、を有し、前記第１層は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｚｎ、及びＣよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、前記第３層の厚さは、前記第２層の厚さよりも厚く、前記第１電極は、前記第１窒化物半導体層と接続され、前記第２電極は、前記第３層と接続され、前記第３電極は、前記第２層と接続され、前記第４電極は、前記第４窒化物半導体層と接続されている。
【０００６】
本発明の一態様によれば、発光素子は、第１構造体、第２構造体、及び第３構造体を備え、前記第１構造体は、第１導電型不純物を含む第１窒化物半導体層、第２導電型不純物を含む第２窒化物半導体層、前記第１窒化物半導体層と前記第２窒化物半導体層との間に位置する第１活性層、及び前記第２窒化物半導体層上に配置され、第１導電型不純物を含む第３窒化物半導体層を、有する第１積層部と、前記第１窒化物半導体層と接続された第１電極と、前記第３窒化物半導体層と接続された第２電極と、を有し、前記第２構造体は、前記第１積層部、第２導電型不純物を含む第４窒化物半導体層、前記第３窒化物半導体層と前記４窒化物半導体層との間に位置する第２活性層、及び前記第４窒化物半導体層上に配置され、第１導電型不純物を含む第５窒化物半導体層、を有する第２積層部と、前記第３窒化物半導体層と接続された第３電極と、前記第５窒化物半導体層と接続された第４電極と、を有し、前記第３構造体は、前記第１積層部、前記第２積層部、第２導電型不純物を含む第６窒化物半導体層、及び前記第５窒化物半導体層と前記６窒化物半導体層との間に位置する第３活性層、を有する第３積層部と、前記第５窒化物半導体層と接続された第５電極と、前記第６窒化物半導体層と接続された第６電極と、を有し、前記第２構造体の前記第３窒化物半導体層は、第１層と、前記第２窒化物半導体層と前記第１層との間に位置する第２層と、前記第１層と前記第２活性層との間に位置する第３層と、を有し、前記第１層は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｚｎ、及びＣよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、前記第３層の厚さは、前記第２層の厚さよりも厚く、前記第３構造体の前記第５窒化物半導体層は、第４層と、前記第４窒化物半導体層と前記第４層との間に位置する第５層と、前記第４層と前記第３活性層との間に位置する第６層と、を有し、前記第４層は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｚｎ、及びＣよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、前記第６層の厚さは、前記第５層の厚さよりも厚く、前記第１構造体の前記第１積層部は、第１発光部であり、前記第２構造体の前記第２積層部は、第２発光部であり、前記第３構造体の前記第３積層部は、第３発光部である。
【０００７】
本発明の一態様によれば、発光装置は、前記第３電極と前記第１電極との間に電流を供給する第１配線部と、前記第４電極と前記第２電極との間に電流を供給する第２配線部と、を有する配線基板と、前記配線基板上に配置された１以上の請求項１から３のいずれか１項に記載の発光素子と、を備え、蛍光体を含む波長変換部材を備えない。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の発光部の電極間を流れるリーク電流を低減できる発光素子及び発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る発光素子の模式断面図である。
第１実施形態に係る発光素子の一部分の模式断面図である。
第１実施形態に係る発光素子の一部分の模式断面図である。
第１実施形態に係る発光素子の一部分の模式断面図である。
第１実施形態に係る発光素子の一部分の模式断面図である。
第２実施形態に係る発光素子の模式断面図である。
第２実施形態に係る発光素子の一部分の模式断面図である。
第２実施形態に係る発光素子の一部分の模式断面図である。
第２実施形態に係る発光素子の一部分の模式断面図である。
第２実施形態に係る発光素子の一部分の模式断面図である。
実施形態に係る発光装置の模式断面図である。
第１実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
第１実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
第１実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
第１実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
第１実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
第１実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を説明するための模式断面図である。
第１実施形態の変形例に係る発光素子の模式断面図である。
第１実施形態に係る発光素子の第２発光部における電圧に対する電流密度の振る舞いの一例を表すグラフである。
図９に示す層構造を有するウエハの試料に対してのＳＩＭＳ分析の一例を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。実施形態に記載されている構成部の寸法、材料、形状、相対的配置などは、特定的な記載がない限り、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさ、位置関係などは、説明を明確にするため誇張していることがある。また、以下の説明において、同一の名称、符号については、同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。また、断面図として、切断面のみを示す端面図を示す場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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