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公開番号2025095273
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023211178
出願日2023-12-14
発明の名称発光素子
出願人日亜化学工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H10H 20/825 20250101AFI20250619BHJP()
要約【課題】電極と半導体との導通を確保しつつ、電極による紫外光の吸収の低減ができ、発光効率を上昇させることが可能な発光素子を提供する。
【解決手段】n側層(20)と、p側層(40)と、これらの層の間に位置し、紫外光を発する活性層(30)と、を含む半導体構造体(100)と、n側層に電気的に接続されるn側電極(50)と、p側層に電気的に接続されるp側電極(60)と、を含み、n側層は、アンドープの第1層(21)と、活性層と第1層の間に位置し、n型不純物を含む第2層(22)と、を有し、n側電極は、第2層に接し、第1層に接しない、第1電極(51)および第2電極(52)を含み、第1電極の活性層が発する光のピーク波長に対する反射率は、第2電極の活性層が発する光のピーク波長に対する反射率よりも高く、第2電極と第2層との接触抵抗は、第1電極と第2層との接触抵抗よりも低い、発光素子(1)。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
それぞれが窒化物半導体からなる、ｎ側層と、ｐ側層と、前記ｎ側層と前記ｐ側層との間に位置し、紫外光を発する活性層と、を含む半導体構造体と、
前記ｎ側層に電気的に接続されるｎ側電極と、
前記ｐ側層に電気的に接続されるｐ側電極と、を含み、
前記ｎ側層は、アンドープの第１層と、前記活性層と前記第１層の間に位置し、ｎ型不純物を含む第２層と、を有し、
前記ｎ側電極は、前記第２層に接し、前記第１層に接しない、第１電極および第２電極を含み、
前記第１電極の前記活性層が発する光のピーク波長に対する反射率は、前記第２電極の前記活性層が発する光のピーク波長に対する反射率よりも高く、
前記第２電極と前記第２層との接触抵抗は、前記第１電極と前記第２層との接触抵抗よりも低い、
発光素子。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第２層は、前記ｐ側層及び前記活性層から露出する露出領域を有し、
前記露出領域は、第１方向に延びる第１領域と、前記第１領域から前記第１方向と直交する第２方向に延び、前記第１方向において前記ｐ側層間に位置する第２領域と、を有し、
前記ｎ側電極は、前記第１領域及び前記第２領域に連続して配置され、
前記第２領域には、前記第１電極及び前記第２電極が配置され、
前記第１領域には、前記第２電極のみが配置される、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記第２層は、前記ｐ側層及び前記活性層から露出する露出領域を有し、
前記露出領域は、第１方向に延びる第１領域と、前記第１領域から前記第１方向と直交する第２方向に延び、前記第１方向において前記ｐ側層間に位置する第２領域と、を有し、
前記ｎ側電極は、前記第１領域及び前記第２領域に連続して配置され、
前記第１領域には、前記第１電極及び前記第２電極が配置され、
前記第２領域には、前記第２電極のみが配置される、請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第１電極の一部は、断面視において、前記第２電極間に位置し、前記第１電極の二つの側面の少なくとも一部がそれぞれ前記第２電極と接している、請求項１～３のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記第２層は、凹部を有し、
前記第１電極の一部は前記凹部内に位置している、請求項１～３のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記第２層は、前記凹部を複数有し、
前記第１電極は、複数の前記凹部内に連続して配置されている、請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
複数の前記凹部が、前記第１領域および前記第２領域それぞれに配置され、
前記第２領域に配置された複数の凹部の密度は、前記第１領域に配置された複数の凹部の密度よりも高い、請求項２を引用する請求項５に記載の発光素子。
【請求項８】
前記凹部の深さが０．１μｍ以上５μｍ以下である、請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記凹部を画定する底面と、前記凹部を画定する側面と、がなす角度が、１００°以上１４０°以下である、請求項７に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記第２電極の外縁は、平面視において、前記第１電極の外縁を囲む、
請求項１～３のいずれか一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】
本開示に係る発明は、発光素子に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
紫外光を発する発光素子として、例えば特許文献１には、発光ピーク波長が２００～３５０ｎｍのIII族窒化物半導体発光素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－０２８０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、電極と半導体との導通を確保しつつ、電極による紫外光の吸収を低減することができ、もって発光効率を上昇させることが可能な発光素子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】
本開示に係る発光素子は、それぞれが窒化物半導体からなる、ｎ側層と、ｐ側層と、前記ｎ側層と前記ｐ側層との間に位置し、紫外光を発する活性層と、を含む半導体構造体と、
前記ｎ側層に電気的に接続されるｎ側電極と、
前記ｐ側層に電気的に接続されるｐ側電極と、を含み、
前記ｎ側層は、アンドープの第１層と、前記活性層と前記第１層の間に位置し、ｎ型不純物を含む第２層と、を有し、
前記ｎ側電極は、前記第２層に接し、前記第１層に接しない、第１電極および第２電極を含み、
前記第１電極の前記活性層が発する光のピーク波長に対する反射率は、前記第２電極の前記活性層が発する光のピーク波長に対する反射率よりも高く、
前記第２電極と前記第２層との接触抵抗は、前記第１電極と前記第２層との接触抵抗よりも低い、
発光素子である。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の発光素子は、電極と半導体との導通を確保しつつ、電極による紫外光の吸収を低減することができ、もって発光効率を上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示の実施形態１の発光素子を示す平面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を示す図１のII－II線に沿った断面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を構成する半導体構造体の平面図である。
本開示の実施形態１の発光素子に含まれるｎ側電極およびｐ側電極を示す平面図である。
本開示の実施形態１の発光素子を示す図１のＩ－Ｉ線に沿った断面図である。
本開示の実施形態２の発光素子に含まれるｎ側電極およびｐ側電極を示す平面図である。
本開示の実施形態２の発光素子を示す図６のＩ－Ｉ線に沿った断面図である。
本開示の実施形態２の発光素子を示す図６のII－II線に沿った断面図である。
本開示の実施形態３の発光素子に含まれるｎ側電極およびｐ側電極を示す平面図である。
本開示の実施形態３の発光素子を示す図９のＩ－Ｉ線に沿った断面図である。
本開示の実施形態３の発光素子を示す図９のII－II線に沿った断面図である。
本開示の実施形態４の発光素子の一例を構成する半導体構造体の平面図である。
本開示の実施形態４の発光素子の一例に含まれるｎ側電極を示す断面図である。
本開示の実施形態４の発光素子の別の例を構成する半導体構造体の平面図である。
本開示の実施形態５の発光素子の一例を構成する半導体構造体の平面図である。
本開示の実施形態５の発光素子の一例を構成する半導体構造体に配置されたｎ側電極を示す断面図である。
本開示の実施形態５の発光素子の別の例を構成する半導体構造体の平面図である。
本開示の実施形態６の発光素子を示す平面図である。
本開示の実施形態６の発光素子を示す図１のII線に沿った断面図である。
本開示の実施形態６の発光素子に含まれるｎ側導通部の平面図である。
本開示の実施形態６の発光素子に含まれるｎ側配線部の平面図である。
比較例１の発光素子の発光出力に対する実施例１～６の発光素子の発光出力の割合を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（実施形態１）
図１～図２のそれぞれに、本開示の発光素子の実施形態１を、平面図または断面図で示す。図１は、本実施形態の発光素子１の平面図である。図３は、発光素子１を構成するｎ側層およびｐ側層の配置を模式的に示す平面図である。図４は、発光素子１のｎ側電極５０およびｐ側電極６０の配置を模式的に示す平面図であり、ハッチングで示す領域は平面視において各部材が配置されている領域を示し、断面を示すものではない。図５は図１におけるｎ側電極５０の図１のＩ－Ｉ線に沿った、発光素子１の一部を模式的に示す断面図である。図２は、図１のII-II線に沿った、発光素子１を模式的に示す断面図である。
【０００９】
これらの図に示すように、本実施形態の発光素子１は、基板１０と、基板１０上に配置された半導体構造体１００とを有する。図２および図５に示すように、半導体構造体１００は、それぞれが窒化物半導体からなる、ｎ側層２０と、ｐ側層４０と、ｎ側層２０とｐ側層４０との間に位置し、紫外光を発する活性層３０とを有する。ｎ側層２０は、アンドープの第１層２１と、活性層３０と第１層２１との間に位置する、ｎ型不純物を含む第２層２２とを有する。発光素子１は、ｎ側層２０に電気的に接続されるｎ側電極５０と、ｐ側層４０に電気的に接続されるｐ側電極６０とを含む。さらに、発光素子１は、絶縁層７０と、ｎ側パッド電極８０と、ｐ側パッド電極９０とを有する。ｎ側パッド電極８０は、絶縁層７０に配置された第１開口部７１にて、ｎ側電極５０と電気的に接続され、ｐ側パッド電極９０は、絶縁層７０に配置された第２開口部７２にて、ｐ側電極６０と電気的に接続されている。半導体構造体１００は、基板１０の上に形成される。実施形態１において、活性層３０が発する紫外光は、基板１０の側から主に取り出される。
【００１０】
図４および図５に示すように、ｎ側電極５０は、第１電極５１および第２電極５２を含む。第１電極５１および第２電極５２はともに、第２層２２に接し、第１層２１に接していない。第１電極５１の活性層３０が発する光のピーク波長に対する反射率は、第２電極５２の活性層３０が発する光のピーク波長に対する反射率よりも高い。また、第２電極５２の第２層２２との接触抵抗は、第１電極５１と第２層２２との接触抵抗よりも低い。
（【００１１】以降は省略されています）

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