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JP2006332225A - 窒化物系発光ダイオード - Google Patents

窒化物系発光ダイオード Download PDF

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JP2006332225A
JP2006332225A JP2005151903A JP2005151903A JP2006332225A JP 2006332225 A JP2006332225 A JP 2006332225A JP 2005151903 A JP2005151903 A JP 2005151903A JP 2005151903 A JP2005151903 A JP 2005151903A JP 2006332225 A JP2006332225 A JP 2006332225A
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Sukeyuki Arimochi
祐之 有持
Takaaki Ami
隆明 網
Harunori Shiomi
治典 塩見
Akira Omae
暁 大前
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Sony Corp
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Abstract

【課題】構成・構造の複雑化、設計自由度の低下といった問題の発生を回避することができ、しかも、全体としての輝度を向上させ得る構造を有する窒化物系発光ダイオードを提供する。
【解決手段】窒化物系発光ダイオードは、第1クラッド層13、活性層14及び第2クラッド層15から成る発光部積層構造12、第1クラッド層の延在領域22,32に形成された第1電極26,36、及び、第2電極16を備え、発光部積層構造12の積層方向に沿って外部に主に光を射出し、第1電極26,36には、積層方向と略直角の方向に活性層14から外部に射出された光を、積層方向に沿って外部に射出される光の方向と略平行な方向に反射させるための反射面27,37が設けられている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、窒化物系発光ダイオードに関する。
例えばGaN層/InGaN層から構成された多重量子井戸から成る活性層を有し、活性層がn型クラッド層及びp型クラッド層によって挟まれた構造を有する窒化物系発光ダイオード(LED)によって、緑色から紫外線領域に亙る発光が実現されている。
ところで、InNとGaNとは非混和性が高いために、高In組成においては、InGaN層の結晶品質が大きく劣化するという問題を有する。また、InGaN層がGaN層界面から圧縮歪を受ける結果、GaN層/InGaN層から構成された量子井戸内において圧電電界(ピエゾ自発分極)が発生し、電子と正孔が空間的に分離されることによる再結合確率の低下に起因して、高In組成では発光効率が低下するという問題を有する。従って、これらの問題に起因して、GaN層/InGaN層から構成された多重量子井戸から成る活性層にあっては、内部量子効率を向上させることが非常に困難である。
このような観点から、活性層からの発光を効率良く外部へ取り出せる構造を窒化物系発光ダイオードに付与することによって外部量子効率を向上させ、全体として輝度を向上させる技術が検討されている。しかしながら、このような構造は、一般的に、活性層やその側面に新たな構造を作り込むものが多く、その製造プロセスによっては、活性層体積の減少や発光効率の低下を伴う場合がある。
また、全体としての輝度を向上させる別の技術として、第1クラッド層、活性層及び第2クラッド層の積層方向に沿って外部に主に光を射出する窒化物系発光ダイオードにあって、この積層方向と略直角の方向に活性層から外部に射出された光を、この積層方向に沿って外部に射出される光の方向と略平行な方向に反射させるための反射面を設ける技術が、例えば、特開2003−51610や特開2003−347589から周知である。
特開2003−51610 特開2003−347589
しかしながら、これらの特許公開公報に開示された技術にあっては、反射面は、発光ダイオードのn型電極とは別個に形成されている。従って、発光ダイオードの構成・構造の複雑化、発光ダイオードの設計自由度の低下といった問題を有する。
従って、本発明の目的は、構成・構造の複雑化、設計自由度の低下といった問題の発生を回避することができ、しかも、全体としての輝度を向上させ得る構造を有する窒化物系発光ダイオードを提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明の第1の態様に係る窒化物系発光ダイオードは、
(A)発光部積層構造、
(B)発光部積層構造から離間した第1クラッド層の延在領域に形成された第1電極、及び、
(C)第2クラッド層上に形成された第2電極、
を備え、
発光部積層構造は、
(A−1)基板上に形成され、第1導電型を有し、窒化物系化合物半導体から成る第1クラッド層、
(A−2)第1クラッド層上に形成され、窒化物系化合物半導体から成る活性層、及び、
(A−3)活性層上に形成され、第2導電型を有し、窒化物系化合物半導体から成る第2クラッド層、
から成り、
発光部積層構造の積層方向に沿って外部に主に光を射出する窒化物系発光ダイオードであって、
第1電極には、該積層方向と略直角の方向に活性層から外部に射出された光を、該積層方向に沿って外部に射出される光の方向と略平行な方向に反射させるための反射面が設けられていることを特徴とする。
ここで、積層方向と「略直角の方向」は、限定するものではないが、[積層方向]±45(度)であることが好ましい。また、積層方向に沿って外部に射出される光の方向と「略平行な方向」は、限定するものではないが、[積層方向]±45(度)であることが好ましい。後述する本発明の第2の態様に係る窒化物系発光ダイオードにおいても同様である。
本発明の第1の態様に係る窒化物系発光ダイオードにあっては、第1電極がその上に形成された第1クラッド層の延在領域は、第1クラッド層延在部、活性層離間領域、及び、第2クラッド層離間領域が積層された反射部積層構造から成り、反射部積層構造には、第1電極に設けられた反射面と略平行な斜面が形成されている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、本発明の第1Aの態様に係る窒化物系発光ダイオードと呼ぶ。ここで、第1電極に設けられた反射面と「略平行な」斜面が反射部積層構造に形成されているとは、反射部積層構造に形成された斜面と、第1電極に設けられた反射面とが、加工のばらつきの範囲内で平行であることを意味し、加工に起因した若干の不平行は包含される。反射部積層構造に形成された斜面は、発光部積層構造と対面していてもよいし、対面していなくともよい。光が第2クラッド層から外部に射出される構成である場合には前者を採用し、光が第1クラッド層から外部に射出される構成である場合には後者を採用すればよい。前者にあっては、積層方向と略直角の方向に活性層から外部に射出された光(面内方向射出光と呼ぶ場合がある)は、直接、第1電極に設けられた反射面によって反射され、後者にあっては、面内方向射出光は、反射部積層構造を通過し、第1電極に設けられた反射面によって反射される。
あるいは又、本発明の第1の態様に係る窒化物系発光ダイオードにあっては、第1電極が形成された第1クラッド層の延在領域の表面は、第1クラッド層と活性層との界面と略平行である構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、本発明の第1Bの態様に係る窒化物系発光ダイオードと呼ぶ。ここで、第1電極が形成された第1クラッド層の延在領域の表面が第1クラッド層と活性層との界面と「略平行である」とは、第1クラッド層の延在領域の表面と、第1クラッド層と活性層との界面とが、成膜等のばらつきの範囲内で平行であることを意味し、成膜等に起因した若干の不平行は包含される。この本発明の第1Bの態様に係る窒化物系発光ダイオードにあっては、面内方向射出光は、直接、第1電極に設けられた反射面によって反射される。
上記の目的を達成するための本発明の第2の態様に係る窒化物系発光ダイオードは、
(A)基板上に形成され、第1導電型を有する導電層、
(B)発光部積層構造、
(C)発光部積層構造から離間した導電層の延在領域に形成された第1電極、及び、
(D)第2クラッド層上に形成された第2電極、
を備え、
発光部積層構造は、
(B−1)導電層上に形成され、第1導電型を有し、窒化物系化合物半導体から成る第1クラッド層、
(B−2)第1クラッド層上に形成され、窒化物系化合物半導体から成る活性層、及び、
(B−3)活性層上に形成され、第2導電型を有し、窒化物系化合物半導体から成る第2クラッド層、
から成り、
発光部積層構造の積層方向に沿って外部に主に光を射出する窒化物系発光ダイオードであって、
第1電極には、該積層方向と略直角の方向に活性層から外部に射出された光を、該積層方向に沿って外部に射出される光の方向と略平行な方向に反射させるための反射面が設けられていることを特徴とする。
本発明の第2の態様に係る窒化物系発光ダイオードにあっては、第1電極がその上に形成された導電層の延在領域は、導電層延在部と、該導電層延在部の上に形成された第1クラッド層離間領域、活性層離間領域、及び、第2クラッド層離間領域が積層された反射部積層構造とから成り、反射部積層構造には、第1電極に設けられた反射面と略平行な斜面が形成されている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、本発明の第2Aの態様に係る窒化物系発光ダイオードと呼ぶ。ここで、第1電極に設けられた反射面と「略平行な」斜面が反射部積層構造に形成されているとは、反射部積層構造に形成された斜面と、第1電極に設けられた反射面とが、加工のばらつきの範囲内で平行であることを意味し、加工に起因した若干の不平行は包含される。反射部積層構造に形成された斜面は、発光部積層構造と対面していてもよいし、対面していなくともよい。光が第2クラッド層から外部に射出される構成である場合には前者を採用し、光が第1クラッド層から外部に射出される構成である場合には後者を採用すればよい。前者にあっては、面内方向射出光は、直接、第1電極に設けられた反射面によって反射され、後者にあっては、面内方向射出光は、反射部積層構造を通過し、第1電極に設けられた反射面によって反射される。
あるいは又、本発明の第2の態様に係る窒化物系発光ダイオードにあっては、第1電極が形成された導電層の延在領域には、第1電極に設けられた反射面と略平行な斜面が形成されている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、本発明の第2Bの態様に係る窒化物系発光ダイオードと呼ぶ。ここで、第1電極が形成された導電層の延在領域に第1電極に設けられた反射面と「略平行な」斜面が形成されているとは、第1電極が形成された導電層の延在領域に形成された斜面と、第1電極に設けられた反射面とが、加工のばらつきの範囲内で平行であることを意味し、加工に起因した若干の不平行は包含される。導電層の延在領域に形成された斜面は、発光部積層構造と対面していてもよいし、対面していなくともよい。光が第2クラッド層から外部に射出される構成である場合には前者を採用し、光が第1クラッド層から外部に射出される構成である場合には後者を採用すればよい。前者にあっては、面内方向射出光は、直接、第1電極に設けられた反射面によって反射され、後者にあっては、面内方向射出光は、導電層の延在領域を通過し、第1電極に設けられた反射面によって反射される。
あるいは又、本発明の第2の態様に係る窒化物系発光ダイオードにあっては、第1電極が形成された導電層の延在領域の表面は、第1クラッド層と活性層との界面と略平行である構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、本発明の第2Cの態様に係る窒化物系発光ダイオードと呼ぶ。ここで、第1電極が形成された導電層の延在領域の表面が第1クラッド層と活性層との界面と「略平行である」とは、第1電極が形成された導電層の延在領域の表面と、第1クラッド層と活性層との界面とが、成膜等のばらつきの範囲内で平行であることを意味し、成膜等に起因した若干の不平行は包含される。この本発明の第2Cの態様に係る窒化物系発光ダイオードにあっては、面内方向射出光は、直接、第1電極に設けられた反射面によって反射される。
尚、第1クラッド層離間領域とは、第1クラッド層と同一の組成を有し、第1クラッド層と同時に形成され、第1クラッド層とは離間した位置に形成される領域(層)を指す。また、活性層離間領域とは、活性層と同一の組成を有し、活性層と同時に形成され、活性層とは離間した位置に形成される領域(層)を指す。更には、第2クラッド層離間領域とは、第2クラッド層と同一の組成を有し、第2クラッド層と同時に形成され、第2クラッド層とは離間した位置に形成される領域(層)を指す。
以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る窒化物系発光ダイオード(以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある)にあっては、光は、前記積層方向に沿って、主に、第2クラッド層から外部に射出される構成とすることができるが、これに限定するものではなく、光は、前記積層方向に沿って、主に、第1クラッド層から外部に射出される構成とすることもできる。
本発明における窒化物系化合物半導体として、V族として窒素元素を有するIII−V族化合物半導体、例えば、GaN系材料(AlGaN混晶あるいはAlGaInN混晶、BAlGaInN混晶、InGaN混晶を含み、更には、これらの材料にタリウム(Tl)原子が含まれた材料を含む)、InN、AlNを挙げることができる。窒化物系化合物半導体から成る第1クラッド層、活性層、第2クラッド層(以下、これらの層を総称して、窒化物系化合物半導体層と呼ぶ場合がある)は、例えば、有機金属化学的気相成長法(MOCVD法)や分子線エピタキシー法(MBE法)、ハロゲンが輸送あるいは反応に寄与するハイドライド気相成長法等によって堆積、形成することができる。本発明において、窒化物系化合物半導体から成る第1クラッド層、活性層、第2クラッド層から構成された発光部積層構造が発光ダイオード構造としての構造を有する限り、窒化物系化合物半導体の種類、組成に特に制約は無いし、窒化物系化合物半導体から成る第1クラッド層、活性層、第2クラッド層のそれぞれの構成・構造にも特に制約は無い。尚、活性層は、1層の窒化物系化合物半導体層から構成されていてもよいし、単一量子井戸構造(QW構造)あるいは多重量子井戸構造(MQW構造)を有していてもよい。
本発明の第2の態様に係る窒化物系発光ダイオードにおいて、導電層(緩衝層としての機能を有していてもよい)は、窒化物系化合物半導体から成ることが好ましい。導電層を構成する窒化物系化合物半導体として、上述した各種の窒化物系化合物半導体を挙げることができる。導電層は、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。
本発明においては、第1導電型をn型とし、第2導電型をp型とすることができるし、これとは逆に、第1導電型をp型とし、第2導電型をn型とすることもできる。ここで、p型不純物としてMg、Zn、Cd、Be、Ca、Baを挙げることができる。一方、n型不純物としてSi、Ge、Se、Sn、Cを挙げることができる。
MOCVD法にてGaN系材料から成る窒化物系化合物半導体層を形成する場合、有機ガリウム源ガスとして、トリメチルガリウム(TMG)ガスやトリエチルガリウム(TEG)ガスを挙げることができるし、窒素源ガスとして、アンモニアガスやヒドラジンガスを挙げることができる。また、GaN系材料の構成原子としてアルミニウム(Al)あるいはインジウム(In)が含まれる場合、Al源としてトリメチルアルミニウム(TMA)ガスを用いればよいし、In源としてトリメチルインジウム(TMI)ガスを用いればよい。更には、n型不純物としてSiを用いる場合、Si源としてモノシランガス(SiH4ガス)を用いればよいし、p型不純物としてMgを用いる場合、Mg源としてシクロペンタジエニルマグネシウムガスやメチルシクロペンタジエニルマグネシウムを用いればよい。尚、MOCVDにおける成膜条件を適切に制御することで、窒化物系化合物半導体層を、主に基板垂直方向に成長させることもできるし、主に基板面内方向に成長させることもできるし、主に基板垂直方向と基板面内方向とが合成された方向に成長させることもできる。
本発明において、基板として、GaN基板、サファイヤ基板、SiC基板等を挙げることができる。
本発明において、第2導電型をp型とする場合、第2電極は、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、Al(アルミニウム)、Ti(チタン)、金(Au)及び銀(Ag)から成る群から選択された少なくとも1種類の金属を含む、単層構成又は多層構成を有していることが好ましく、あるいは又、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電材料を用いることもできる。また、第1導電型をn型とする場合、第1電極は、金(Au)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)、Al(アルミニウム)、Ti(チタン)、タングステン(W)、Cu(銅)、Zn(亜鉛)、錫(Sn)及びインジウム(In)から成る群から選択された少なくとも1種類の金属を含む、単層構成又は多層構成を有することが望ましく、例えば、Ti/Au、Ti/Al、Ti/Pt/Auを例示することができる。第1電極や第2電極は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法等のPVD法にて形成することができる。
第1電極や第2電極上に、外部の電極あるいは回路と電気的に接続するために、パッド電極を設けてもよい。パッド電極は、Ti(チタン)、アルミニウム(Al)、Pt(白金)、Au(金)から成る群から選択された少なくとも1種類の金属を含む、単層構成又は多層構成を有することが望ましい。あるいは又、パッド電極を、Ti/Pt/Auの多層構成、Ti/Auの多層構成に例示される多層構成とすることもできる。
本発明にあっては、第1電極に、積層方向と略直角の方向(基板面内方向)に活性層から外部に射出された光(面内方向射出光)を、積層方向(基板垂直方向)に沿って外部に射出される光の方向と略平行な方向に反射させるための反射面が設けられているので、窒化物系発光ダイオードの構成・構造の複雑化、設計自由度の低下といった問題の発生を確実に回避することができる。しかも、従来、光吸収等によって損失していた活性層から基板面内方向へ射出された光を基板垂直方向に取り出すことができるので、全体としての輝度の向上を達成することができる。更には、活性層に特段の加工を施すことが無いので、活性層の体積減少、活性層への特段の加工に起因した活性層のダメージ発生を回避することができる。また、発光ダイオードの外部に反射面を形成する従来の技術と比較して、活性層から反射面までの行(光)路長を短くすることが可能となるため、光吸収を低減させることができる。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
実施例1は、本発明の第1の態様に係る窒化物系発光ダイオード、より具体的には、本発明の第1Aの態様に係る窒化物系発光ダイオード(より具体的には、GaN系発光ダイオード)に関する。実施例1の窒化物系発光ダイオード1Aの模式的な一部端面図を、図1の(A)に示す。尚、実施例1、後述する実施例2〜実施例7あるいはそれらの変形例において、第1導電型をn型とし、第2導電型をp型とし、窒化物系化合物半導体をGaN系化合物半導体から構成している。
実施例1の窒化物系発光ダイオード1Aは、
(A)発光部積層構造12、
(B)発光部積層構造12から離間した第1クラッド層の延在領域22に形成された第1電極26、及び、
(C)第2クラッド層15上に形成された第2電極16、
を備えている。
ここで、発光部積層構造12は、
(A−1)基板10上に形成され、第1導電型(具体的にはn型)を有し、窒化物系化合物半導体(具体的には、Siをn型不純物として含むAlGaInN)から成る第1クラッド層13、
(A−2)第1クラッド層13上に形成され、窒化物系化合物半導体(具体的には、GaN層/InGaN層から構成された多重量子井戸)から成る活性層14、及び、
(A−3)活性層14上に形成され、第2導電型(具体的にはp型)を有し、窒化物系化合物半導体(具体的には、Mgをp型不純物として含むAlGaN)から成る第2クラッド層15、
から成る。
そして、第1クラッド層13、活性層14及び第2クラッド層15から成る発光部積層構造12の積層方向(図面における上下方向であり、基板垂直方向)に沿って外部に主に光を射出する。尚、以下の説明において、単に「積層方向」と呼ぶ場合、この「積層方向」は、発光部積層構造の積層方向を意味する。実施例1にあっては、より具体的には、第2クラッド層15から、積層方向に沿って外部に主に光が射出される。
実施例1において、第1電極26には、積層方向と略直角の方向(基板面内方向)に活性層14から外部に射出された光(面内方向射出光)を、積層方向(基板垂直方向)に沿って外部に射出される光の方向と略平行な方向に反射させるための反射面27が設けられている。より具体的には、第1電極26がその上に形成された第1クラッド層の延在領域22は、第1クラッド層延在部23、活性層離間領域24、及び、第2クラッド層離間領域25が積層された反射部積層構造20から成り、この反射部積層構造20には、第1電極26に設けられた反射面27と略平行な斜面20iが形成されている。反射部積層構造20に形成された斜面20i、及び、第1電極26に設けられた反射面27は、発光部積層構造12と対面している。ここで、反射部積層構造20を仮想垂直面で切断したときの断面形状は、略直角二等辺三角形である。そして、第1電極26は、より具体的には、反射部積層構造20の上に形成された薄膜から成る。ここで、発光部積層構造12の平面形状は矩形であり、第1電極26は、発光部積層構造12の2つの長辺に沿って平行に形成されており、あるいは又、発光部積層構造12を取り囲むように形成されている。尚、反射部積層構造20を仮想垂直面で切断したときの断面形状は、略直角二等辺三角形に限定されず、例えば、台形を例示することができるし、更には、反射部積層構造20は、発光部積層構造12と対向(対面)する斜面を有していればよく、例えば、発光部積層構造12と対向(対面)する斜面と頂面(発光部積層構造12から離れる方向に斜面から延びる頂面)との組合せを例示することもできる。
以下、実施例1の発光ダイオード1Aの製造方法を、基板等の模式的な一部端面図である図6の(A)、(B)、及び、図7の(A)、(B)を参照して説明する。ここで、実施例1、後述する実施例2〜実施例7あるいはそれらの変形例におけるGaN系化合物半導体層の結晶成長方法として、基本的にはMOCVD法を採用する。尚、Ga源としてTMG(トリメチルガリウム)あるいはTEG(トリエチルガリウム)を用い、In源としてTMI(トリメチルインジウム)を用い、Al源としてTMA(トリメチルアルミニウム)を用い、N源としてアンモニアガスを用い、n型不純物としてケイ素(Si)を添加し、p型不純物としてマグネシウム(Mg)を添加し、Si源としてモノシランガス(SiH4ガス)を用い、Mg源としてシクロペンタジエニルマグネシウムガスを用いればよい。そして、MOCVDにおける成膜条件を適切に制御することで、窒化物系化合物半導体層を、主に基板垂直方向に成長させることもできるし、主に基板面内方向に成長させることもできるし、主に基板垂直方向と基板面内方向とが合成された方向に成長させることもできる。
[工程−100]
先ず、サファイヤ基板、SiC基板あるいはGaN基板等から成る基板10を反応炉内に搬入し、反応炉内で1100゜C程度の高温にてサーマル・クリーニングを行った後、基板10を500゜C程度に降温し、基板10の表面に厚さ10nm〜50nm程度のGaNから成る低温緩衝層(図示せず)を成長させる。尚、実施例1にあっては、この低温緩衝層の形成は必須ではない。その後、基板10を再び1000゜C以上に昇温し、次いで、AlGaInNから成る第1クラッド層13を厚さ数μm、成長させる。このとき、n型の導電型が得られるように、SiH4を供給し、少なくとも1×1018cm-3程度のキャリア濃度を有するようにドーピングする。続いて、基板10を700〜800゜Cに降温し、ウェル層の厚さ2.5nm程度、バリア層の厚さ10〜50nm程度のGaN/InGaNから成る単一量子井戸層若しくは多重量子井戸層から構成された活性層14を成長させる。その後、基板10を850〜950゜C程度に昇温し、p型の導電型が得られるようMg原料を供給して、AlGaNから成る、厚さ10nm〜50nmの第2クラッド層15を成長させる(図6の(A)参照)。尚、第2クラッド層15のキャリア濃度を、1×1018cm-3以上とすることが好ましい。また、Mgを同程度ドーピングしながら100nm程度の厚さのAlGaInNを成長させてもよい。場合によっては、この層の上に、更に、コンタクト層として数nm程度のInGaN層を成長させてもよい。以上の結晶成長が終了した後、第2クラッド層15がp型の導電性を発現するように、500゜C程度以上でアニールを行う。
[工程−110]
その後、反応炉から基板10を搬出し、第2クラッド層15上にハードマスク層100を形成し、併せて、第1電極26を形成すべき第2クラッド層15の部分の上に、レジスト材料層101を形成し、次いで、100゜C程度で加熱処理することで、レジスト材料層101を一種のプリズム状とする(図6の(B)参照)。そして、このハードマスク層100及びレジスト材料層101をエッチング用マスクとして、RIE法に基づき、第2クラッド層15、活性層14をエッチバックし、更に、第1クラッド層13をエッチバックする(図7の(A)及び(B)参照)。その後、ハードマスク層100を除去する。こうして、第1クラッド層の延在領域22に相当する反射部積層構造20(第1クラッド層延在部23、活性層離間領域24、及び、第2クラッド層離間領域25が積層された反射部積層構造20)に、斜面20iを形成することができる。
[工程−120]
次いで、全面にレジスト層を形成し、第2電極を形成すべき第2クラッド層15の部分の上のレジスト層の部分をフォトリソグラフィ技術に基づき除去し、次に、導電材料層を真空蒸着法やスパッタリング法にて全面に成膜した後、レジスト層を除去するといった、所謂リフトオフ法にて、第2クラッド層15上に第2電極16を形成することができる。その後、再び、全面にレジスト層を形成し、第1電極26を形成すべき第1クラッド層の延在領域22の部分の上のレジスト層の部分をフォトリソグラフィ技術に基づき除去し、次いで、導電材料層を真空蒸着法やスパッタリング法にて全面に成膜した後、レジスト層を除去するといった、所謂リフトオフ法にて、第1クラッド層の延在領域22(反射部積層構造20)の上に第1電極26を形成することができる。尚、第1電極26と第2電極16の形成順序は、逆にしてもよい。
実施例2は、実施例1の変形であり、より具体的には、本発明の第1Bの態様に係る窒化物系発光ダイオード(より具体的には、GaN系発光ダイオード)に関する。実施例2の窒化物系発光ダイオード1Bの模式的な一部端面図を、図1の(B)に示す。実施例2の窒化物系発光ダイオード1Bが実施例1の窒化物系発光ダイオード1Aと相違する点は、第1電極36が形成された第1クラッド層の延在領域32の表面32Aは、第1クラッド層13と活性層14との界面と略平行である点にある。云い換えれば、実施例1と異なり、第1電極36は、薄膜ではなく、バルク状であり、仮想垂直面で第1電極36を切断したときの断面形状は、略直角二等辺三角形であり、第1電極36は、発光部積層構造12と対向(対面)する反射面(斜面)37を有している。ここで、発光部積層構造12の平面形状は、実施例1と同様に矩形であり、第1電極36は、発光部積層構造12の2つの長辺に沿って平行に形成されており、あるいは又、発光部積層構造12を取り囲むように形成されている。尚、仮想垂直面で第1電極36を切断したときの断面形状は、略直角二等辺三角形に限定されず、例えば、台形を例示することができるし、更には、第1電極36は、発光部積層構造12と対向(対面)する斜面を有していればよく、例えば、発光部積層構造12と対向(対面)する斜面と頂面(発光部積層構造12から離れる方向に斜面から延びる頂面)との組合せを例示することもできる。
以下、実施例2の発光ダイオード1Bの製造方法を、基板等の模式的な一部端面図である図8の(A)、(B)、及び、図9の(A)、(B)を参照して説明する。
[工程−200]
先ず、実施例1の[工程−100]と同様にして、第1クラッド層13、活性層14及び第2クラッド層15の積層された構造を形成する。
[工程−210]
その後、第2クラッド層15上にハードマスク層100を形成し(図8の(A)参照)、このハードマスク層100をエッチング用マスクとして、RIE法に基づき、第2クラッド層15、活性層14、第1クラッド層13をエッチングする。こうして、図8の(B)に示す構造を得ることができる。
[工程−220]
次に、第1電極36を形成するための導電材料層110を真空蒸着法やスパッタリング法にて全面に成膜した後、第1電極36を形成すべき導電材料層110の部分の上に、レジスト材料層101を形成し、次いで、100゜C程度で加熱処理することで、レジスト材料層101を一種のプリズム状とする(図9の(A)参照)。その後、導電材料層110をエッチバックした後(図9の(B)参照)、ハードマスク層100を除去する。こうして、仮想垂直面で切断したときの断面形状が略直角二等辺三角形であり、発光部積層構造12と対向(対面)する反射面(斜面)37を有する第1電極36を得ることができる。
[工程−230]
その後、全面にレジスト層を形成し、第2電極16を形成すべき第2クラッド層15の部分の上のレジスト層の部分をフォトリソグラフィ技術に基づき除去し、次いで、導電材料層を真空蒸着法やスパッタリング法にて全面に成膜した後、レジスト層を除去するといった、所謂リフトオフ法にて、第2クラッド層15上に第2電極16を形成することができる。
実施例3は、本発明の第2の態様に係る窒化物系発光ダイオード、より具体的には、本発明の第2Aの態様に係る窒化物系発光ダイオード(より具体的には、GaN系発光ダイオード)に関する。実施例3の窒化物系発光ダイオード2Aの模式的な一部端面図を、図2の(A)に示す。
実施例3の窒化物系発光ダイオード2Aは、
(A)基板40上に形成され、第1導電型(具体的にはn型)を有する導電層41、
(B)発光部積層構造42、
(C)発光部積層構造42から離間した導電層の延在領域52に形成された第1電極56、及び、
(D)第2クラッド層45上に形成された第2電極46、
を備えている。
ここで、発光部積層構造42は、
(B−1)導電層41上に形成され、第1導電型(具体的にはn型)を有し、窒化物系化合物半導体(具体的には、Siをn型不純物として含むAlGaInN)から成る第1クラッド層43、
(B−2)第1クラッド層43上に形成され、窒化物系化合物半導体(具体的には、GaN層/InGaN層から構成された多重量子井戸)から成る活性層44、及び、
(B−3)活性層44上に形成され、第2導電型(具体的にはp型)を有し、窒化物系化合物半導体(具体的には、Mgをp型不純物として含むAlGaN)から成る第2クラッド層45、
から成る。
そして、第1クラッド層43、活性層44及び第2クラッド層45から成る発光部積層構造42の積層方向(図面における上下方向であり、基板垂直方向)に沿って外部に主に光を射出する。実施例3にあっては、より具体的には、第2クラッド層45から、積層方向(基板垂直方向)に沿って外部に主に光が射出される。
実施例3において、第1電極56には、積層方向と略直角の方向(基板面内方向)に活性層44から外部に射出された光(面内方向射出光)を、積層方向に沿って外部に射出される光の方向と略平行な方向に反射させるための反射面57が設けられている。具体的には、第1電極56が形成された導電層の延在領域52は、導電層延在部51と、この導電層延在部51の上に形成された第1クラッド層離間領域53、活性層離間領域54、及び、第2クラッド層離間領域55が積層された反射部積層構造50とから成り、反射部積層構造50には、第1電極56に設けられた反射面57と略平行な斜面50iが形成されている。反射部積層構造50に形成された斜面50i、及び、第1電極56に設けられた反射面57は、発光部積層構造42と対面している。より具体的には、仮想垂直面で反射部積層構造50を切断したときの断面形状は、略直角二等辺三角形であり、反射部積層構造50には、第1電極56に設けられた反射面57と略平行な斜面50iが形成されている。そして、第1電極56は、より具体的には、反射部積層構造50の上に形成された薄膜から成る。ここで、発光部積層構造42の平面形状は矩形であり、第1電極56は、発光部積層構造42の2つの長辺に沿って平行に形成されており、あるいは又、発光部積層構造42を取り囲むように形成されている。尚、仮想垂直面で反射部積層構造50を切断したときの断面形状は、略直角二等辺三角形に限定されず、例えば、台形を例示することができるし、更には、反射部積層構造50は、発光部積層構造42と対向(対面)する斜面を有していればよく、例えば、発光部積層構造42と対向(対面)する斜面と頂面(発光部積層構造42から離れる方向に斜面から延びる頂面)との組合せを例示することもできる。
以下、実施例3の発光ダイオード2Aの製造方法を、基板等の模式的な一部端面図である図10の(A)、(B)、及び、図11の(A)、(B)を参照して説明する。
[工程−300]
先ず、サファイヤ基板、SiC基板あるいはGaN基板等から成る基板40を反応炉内に搬入し、反応炉内で1100゜C程度の高温にてサーマル・クリーニングを行った後、基板40を500゜C程度に降温し、基板40の表面に厚さ30nm程度のn型不純物がドーピングされたGaNから成る導電層41(緩衝層としても機能する)を成長させる。その後、実施例1の[工程−100]と同様にして、AlGaInNから成る第1クラッド層43、GaN/InGaNから成る単一量子井戸層若しくは多重量子井戸層から構成された活性層44、AlGaNから成る第2クラッド層45を、順次、成長させる(図10の(A)参照)。以上の結晶成長が終了した後、第2クラッド層45がp型の導電性を発現するように、600゜C程度でアニールを行う。
[工程−310]
その後、反応炉から基板40を搬出し、第2クラッド層45上にハードマスク層100を形成し、併せて、第1電極56を形成すべき第2クラッド層45の部分の上に、レジスト材料層101を形成し、次いで、100゜C程度で加熱処理することで、レジスト材料層101を一種のプリズム状とする(図10の(B)参照)。そして、このハードマスク層100及びレジスト材料層101をエッチング用マスクとして、RIE法に基づき、第2クラッド層45、活性層44をエッチバックし、更に、第1クラッド層43をエッチバックする(図11の(A)及び(B)参照)。その後、ハードマスク層100を除去する。こうして、導電層延在部51と、この導電層延在部51の上に形成された第1クラッド層離間領域53、活性層離間領域54、及び、第2クラッド層離間領域55が積層された反射部積層構造50とから成る導電層の延在領域52を得ることができる。
[工程−320]
次いで、全面にレジスト層を形成し、第2電極を形成すべき第2クラッド層45の部分の上のレジスト層の部分をフォトリソグラフィ技術に基づき除去し、次に、導電材料層を真空蒸着法やスパッタリング法にて全面に成膜した後、レジスト層を除去するといった、所謂リフトオフ法にて、第2クラッド層45上に第2電極46を形成することができる。その後、再び、全面にレジスト層を形成し、第1電極56を形成すべき反射部積層構造50の上のレジスト層の部分をフォトリソグラフィ技術に基づき除去し、次いで、導電材料層を真空蒸着法やスパッタリング法にて全面に成膜した後、レジスト層を除去するといった、所謂リフトオフ法にて、反射部積層構造50の上に第1電極56を形成することができる。尚、第1電極56と第2電極46の形成順序は、逆にしてもよい。
実施例4は、実施例3の変形であり、より具体的には、本発明の第2Bの態様に係る窒化物系発光ダイオード(より具体的には、GaN系発光ダイオード)に関する。実施例4の窒化物系発光ダイオード2Bの模式的な一部端面図を、図2の(B)に示す。実施例4の窒化物系発光ダイオード2Bが実施例3の窒化物系発光ダイオード2Aと相違する点は、第1電極66が形成された導電層の延在領域62には、第1電極66に設けられた反射面67と略平行な斜面60iが形成されている点にある。第1電極66に設けられた反射面67、及び、導電層の延在領域62に形成された斜面60iは、発光部積層構造42と対面している。云い換えれば、仮想垂直面で第1電極66の下に位置する導電層の延在領域62を切断したときの断面形状は、略直角二等辺三角形であり、第1電極66の下に位置する導電層の延在領域62は、発光部積層構造42と対向(対面)する斜面60iを有している。ここで、発光部積層構造42の平面形状は、実施例3と同様に矩形であり、第1電極66は、発光部積層構造42の2つの長辺に沿って平行に形成されており、あるいは又、発光部積層構造42を取り囲むように形成されている。尚、仮想垂直面で第1電極66の下に位置する導電層の延在領域62を切断したときの断面形状は、略直角二等辺三角形に限定されず、例えば、台形を例示することができるし、更には、第1電極66の下に位置する導電層の延在領域62は、発光部積層構造42と対向(対面)する斜面を有していればよく、例えば、斜面と頂面(発光部積層構造42から離れる方向に斜面から延びる頂面)との組合せを例示することもできる。
以下、実施例4の発光ダイオード2Bの製造方法を、基板等の模式的な一部端面図である図12の(A)、(B)、及び、図13の(A)、(B)を参照して説明する。
[工程−400]
先ず、実施例3の[工程−300]と同様にして、基板40の表面に、n型不純物がドーピングされたGaNから成る導電層41を成長させる。
[工程−410]
その後、基板40を反応炉から搬出し、第1電極66を形成すべき導電層41の部分の上に、レジスト材料層101を形成し、次いで、100゜C程度で加熱処理することで、レジスト材料層101を一種のプリズム状とする(図12の(A)参照)。次に、レジスト材料層101をエッチング用マスクとして、RIE法に基づき、導電層41をエッチバックする。こうして、図12の(B)に示すように、第1電極66の下に位置するであろう導電層の延在領域62に、第1電極66に設けられるであろう反射面67と略平行な斜面60iを形成することができる。
[工程−420]
次に、基板40を再び反応炉内に搬入し、実施例1の[工程−100]と同様にして、AlGaInNから成る第1クラッド層43、GaN/InGaNから成る単一量子井戸層若しくは多重量子井戸層から構成された活性層44、AlGaNから成る第2クラッド層45を、順次、成長させる。以上の結晶成長が終了した後、第2クラッド層45がp型の導電性を発現するように、600゜C程度でアニールを行う。
[工程−430]
その後、反応炉から基板40を搬出し、第2クラッド層45上にハードマスク層100を形成し(図13の(A)参照)、このハードマスク層100をエッチング用マスクとして、RIE法に基づき、第2クラッド層45、活性層44をエッチングし、更に、第1クラッド層43をエッチングした後(図13の(B)参照)、ハードマスク層100を除去する。
[工程−440]
次いで、全面にレジスト層を形成し、第2電極を形成すべき第2クラッド層45の部分の上のレジスト層の部分をフォトリソグラフィ技術に基づき除去し、次に、導電材料層を真空蒸着法やスパッタリング法にて全面に成膜した後、レジスト層を除去するといった、所謂リフトオフ法にて、第2クラッド層45上に第2電極46を形成することができる。その後、再び、全面にレジスト層を形成し、第1電極66を形成すべき導電層の延在領域62の部分の上のレジスト層の部分をフォトリソグラフィ技術に基づき除去し、次いで、導電材料層を真空蒸着法やスパッタリング法にて全面に成膜した後、レジスト層を除去するといった、所謂リフトオフ法にて、導電層の延在領域62の上に第1電極66を形成することができる。尚、第1電極66と第2電極46の形成順序は、逆にしてもよい。
実施例5は、実施例4の変形であり、第1電極66が形成された導電層の延在領域62の形成方法が、実施例4と異なり、所謂マスク層を用いた選択ELOG法(Epitaxial Lateral OverGrowth 法)に基づく。
以下、実施例5の発光ダイオード2Bの製造方法を、基板等の模式的な一部端面図である図14の(A)、(B)、及び、図15の(A)、(B)を参照して説明する。
[工程−500]
先ず、実施例3の[工程−300]と同様にして、基板40の表面に、n型不純物がドーピングされたGaNから成る第1の導電層41Aを成長させる(図14の(A)参照)。
[工程−510]
次いで、反応炉から基板40を搬出し、第1の導電層41Aの<11−20>方向あるいは<1−100>方向に延びる帯状の開口部103を有し、SiO2あるいはSiNから成るマスク層102を、例えば、スパッタリング法とリソグラフィ技術に基づき、第1の導電層41A上に形成する(図14の(B)参照)。尚、第1の導電層41Aの法線(図14の(B)の矢印を参照)は<0001>方向あるいは<000−1>方向と一致している。また、帯状の開口部103は図面の紙面垂直方向に延びている。
[工程−520]
次いで、基板40を反応炉内に再び搬入し、n型不純物がドーピングされたGaNから成る第2の導電層41Bを全面に成長させる。第2の導電層41Bは、マスク層102上には成長しない。しかも、開口部103内にあっては、法線方向に沿った第1の導電層41Aの結晶軸方向に基づき、第2の導電層41Bはプリズム状あるいは台形状に成長する(図14の(C)参照)。
[工程−530]
その後、反応炉から基板40を搬出し、マスク層102を除去した後、基板40を反応炉内に再び搬入し、実施例1の[工程−100]と同様にして、第1クラッド層43、活性層44、及び、第2クラッド層45を成長させる。
[工程−540]
次に、反応炉から基板40を搬出し、第2クラッド層45上にハードマスク層100を形成し(図15の(A)参照)、このハードマスク層100をエッチング用マスクとして、RIE法に基づき、第2クラッド層45、活性層44をエッチバックし、更に、第1クラッド層43をエッチバックした後(図15の(B)参照)、ハードマスク層100を除去する。こうして、第1電極66が形成されるであろう導電層の延在領域62を構成する第2の導電層41Bに、斜面60iを形成することができる。
[工程−550]
その後、実施例4の[工程−440]と同様にして、第1電極66及び第2電極46を形成する。
実施例6も、実施例4の変形であり、第1電極66が形成された導電層の延在領域62の形成方法が、実施例4と異なり、所謂下地リセス(recess)法に基づく。
以下、実施例6の発光ダイオード2Bの製造方法を、基板等の模式的な一部端面図である図16の(A)、(B)、(C)、及び、図17の(A)、(B)を参照して説明する。
[工程−600]
先ず、先ず、サファイヤ基板、SiC基板あるいはGaN基板等から成り、段差部40Aを有する基板40(図16の(A)参照)を反応炉内に搬入し、基板40の表面に、n型不純物がドーピングされたGaNから成る導電層41Cの第1段階の結晶成長を実行し、ファセットを成長させる(図16の(B)参照)。段差部40Aは、図面の紙面垂直方向(より具体的には、<11−20>方向)に延びている。次いで、n型不純物がドーピングされたGaNから成る導電層41Cの第2段階の結晶成長を実行し、導電層41Cを横方向にも成長させることで、図16の(C)に示す構造を得ることができる。このような段差部40Aを有する基板40において2段階の結晶成長を実行することで、導電層41Cに斜面60iを形成することができる。尚、導電層41Cの法線(図16の(B)の矢印を参照)は、<0001>方向あるいは<000−1>方向と一致している。
[工程−610]
次いで、実施例1の[工程−100]と同様にして、第1クラッド層43、活性層44、及び、第2クラッド層45を形成する。
[工程−620]
次に、反応炉から基板40を搬出し、第2クラッド層45上にハードマスク層100を形成し(図17の(A)参照)、このハードマスク層100をエッチング用マスクとして、RIE法に基づき、第2クラッド層45、活性層44をエッチバックし、更に、第1クラッド層43をエッチバックした後、ハードマスク層100を除去する。こうして、図17の(B)に示す構造を得ることができる。
[工程−630]
その後、実施例4の[工程−440]と同様にして、第1電極66及び第2電極46を形成する。
実施例7も、実施例3の変形であり、より具体的には、本発明の第2Cの態様に係る窒化物系発光ダイオード(より具体的には、GaN系発光ダイオード)に関する。実施例7の窒化物系発光ダイオード2Cの模式的な一部端面図を、図3に示す。実施例7の窒化物系発光ダイオード2Cが実施例3の窒化物系発光ダイオード2Aと相違する点は、第1電極76が形成された導電層の延在領域72の表面72Aは、第1クラッド層43と活性層44との界面と略平行である点にある。云い換えれば、実施例3と異なり、第1電極76は、薄膜ではなく、バルク状であり、仮想垂直面で第1電極76を切断したときの断面形状は、略直角二等辺三角形であり、第1電極76は、発光部積層構造42と対向(対面)する反射面(斜面)77を有している。ここで、発光部積層構造42の平面形状は、実施例3と同様に矩形であり、第1電極76は、発光部積層構造42の2つの長辺に沿って平行に形成されており、あるいは又、発光部積層構造42を取り囲むように形成されている。尚、仮想垂直面で第1電極76を切断したときの断面形状は、略直角二等辺三角形に限定されず、例えば、台形を例示することができるし、更には、第1電極76は、発光部積層構造42と対向(対面)する斜面を有していればよく、例えば、斜面と頂面(発光部積層構造42から離れる方向に斜面から延びる頂面)との組合せを例示することもできる。
以下、実施例7の発光ダイオード2Cの製造方法を、基板等の模式的な一部端面図である図18の(A)、(B)、及び、図19の(A)、(B)を参照して説明する。
[工程−700]
先ず、実施例3の[工程−300]と同様にして、導電層41、第1クラッド層43、活性層44及び第2クラッド層45の積層された構造を形成する。
[工程−710]
その後、第2クラッド層45上にハードマスク層100を形成し(図18の(A)参照)、このハードマスク層100をエッチング用マスクとして、RIE法に基づき、第2クラッド層45、活性層44、第1クラッド層43をエッチングする。こうして、図18の(B)に示す構造を得ることができる。
[工程−720]
次に、第1電極76を形成するための導電材料層110を真空蒸着法やスパッタリング法にて全面に成膜した後、第1電極76を形成すべき導電材料層110の部分の上に、レジスト材料層101を形成し、次いで、100゜C程度で加熱処理することで、レジスト材料層101を一種のプリズム状とする(図19の(A)参照)。その後、導電材料層110をエッチバックした後(図19の(B)参照)、ハードマスク層100を除去する。こうして、仮想垂直面で切断したときの断面形状が略直角二等辺三角形であり、発光部積層構造42と対向(対面)する反射面(斜面)77を有する第1電極76を得ることができる。
[工程−730]
その後、全面にレジスト層を形成し、第2電極を形成すべき第2クラッド層45の部分の上のレジスト層の部分をフォトリソグラフィ技術に基づき除去し、次いで、導電材料層を真空蒸着法やスパッタリング法にて全面に成膜した後、レジスト層を除去するといった、所謂リフトオフ法にて、第2クラッド層45上に第2電極46を形成することができる。
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において使用した材料、成膜条件、窒化物系発光ダイオードの構成・構造は例示であり、適宜、変更することができる。
実施例1にあっては、第1クラッド層の延在領域22を、第1クラッド層延在部23、活性層離間領域24、及び、第2クラッド層離間領域25が積層された反射部積層構造20から構成したが、代替的に、第1クラッド層の延在領域22を、実質的に、第1クラッド層のみから構成してもよい。このような構成は、例えば、第1クラッド層を2層構成とし、第1クラッド層の下層を形成した後、第1クラッド層の下層に、エッチバック法や選択ELOG法(実施例5参照)、下地リセス法(実施例6参照)に基づき斜面を形成することで第1クラッド層の延在領域を設けた後、全面に、第1クラッド層の上層、活性層、第2クラッド層を形成し、次いで、第2クラッド層、活性層、第1クラッド層の上層をエッチバックすることによって得ることができる。あるいは又、このような構成は、例えば、第1クラッド層を2層構成とし、第1クラッド層の下層を形成した後、選択ELOG法(実施例5参照)や下地リセス法(実施例6参照)に基づき、斜面を有する第1クラッド層の上層を形成することで第1クラッド層の延在領域を設け、同時に、発光部積層構造を構成する第1クラッド層を設けた後、活性層、第2クラッド層を形成し、次いで、第2クラッド層、活性層をエッチバックすることによって得ることができる。
あるいは又、実施例1にあっては、[工程−110]に引き続き、全面にレジスト層を形成し、活性層離間領域24及び第2クラッド層離間領域25の上方のレジスト層に開口部を形成し、係るレジスト層をエッチング用マスクとして活性層離間領域24及び第2クラッド層離間領域25を除去することで、第1クラッド層の延在領域22を、実質的に、第1クラッド層のみから構成することもできる。
一方、実施例3にあっても、導電層の延在領域52を、第1クラッド層離間領域53、活性層離間領域54、及び、第2クラッド層離間領域55が積層された反射部積層構造50から構成したが、代替的に、導電層の延在領域52を、実質的に、第1クラッド層のみから構成してもよい。このような構成は、例えば、第1クラッド層を2層構成とし、第1クラッド層の下層を形成した後、第1クラッド層の下層に、エッチバック法や選択ELOG法(実施例5参照)、下地リセス法(実施例6参照)に基づき斜面を形成することで導電層の延在領域を設けた後、全面に、第1クラッド層の上層、活性層、第2クラッド層を形成し、次いで、第2クラッド層、活性層、第1クラッド層の上層をエッチバックすることによって得ることができる。あるいは又、このような構成は、例えば、導電層41を形成した後、選択ELOG法(実施例5参照)や下地リセス法(実施例6参照)に基づき斜面を有する第1クラッド層を形成することで導電層の延在領域52を設け、同時に、発光部積層構造42を構成する第1クラッド層43を設けた後、活性層、第2クラッド層を形成し、次いで、第2クラッド層、活性層をエッチバックすることによって得ることができる。
あるいは又、実施例3にあっては、[工程−310]に引き続き、全面にレジスト層を形成し、活性層離間領域54及び第2クラッド層離間領域55の上方のレジスト層に開口部を形成し、係るレジスト層をエッチング用マスクとして活性層離間領域54及び第2クラッド層離間領域55を除去することで、導電層の延在領域52を、実質的に、第1クラッド層のみから構成することもできる。
実施例1にあっては、反射部積層構造20に形成された斜面20i、及び、第1電極26に設けられた反射面27が、発光部積層構造12と対面している構成としたが、代替的に、反射部積層構造20に形成された斜面20i’、及び、第1電極26’に設けられた反射面27’が、発光部積層構造12と対面していない構造とすることもできる。このような構造を、図4に模式的な一部端面図で示す。このような構造にあっては、光は第1クラッド層13から外部に射出され、面内方向射出光は、反射部積層構造20を通過し、第1電極26’に設けられた反射面27’によって反射される。尚、発光部積層構造12に対面した反射部積層構造20に形成された斜面20iによって面内方向射出光が反射されないように、発光部積層構造12と斜面20iとの間に位置する空間を透明な材料(図示せず)で充填しておくことが好ましい。
また、実施例3にあっては、反射部積層構造50に形成された斜面50i、及び、第1電極56に設けられた反射面57が発光部積層構造42と対面している構成としたが、代替的に、反射部積層構造50に形成された斜面50i’、及び、第1電極56’に設けられた反射面57’が発光部積層構造42と対面していない構造とすることもできる。このような構造を、図5の(A)に模式的な一部端面図で示す。このような構造にあっては、光は第1クラッド層43から外部に射出され、面内方向射出光は、反射部積層構造50を通過し、第1電極56’に設けられた反射面57’によって反射される。尚、発光部積層構造42に対面した反射部積層構造50に形成された斜面50iによって面内方向射出光が反射されないように、発光部積層構造42と斜面50iとの間に位置する空間を透明な材料(図示せず)で充填しておくことが好ましい。
更には、実施例4にあっては、導電層の延在領域62に形成された斜面60i、及び、第1電極66に設けられた反射面67が、発光部積層構造42と対面している構成としたが、代替的に、導電層の延在領域62に形成された斜面60i’、及び、第1電極66’に設けられた反射面67’が発光部積層構造42と対面していない構造とすることもできる。このような構造を、図5の(B)に模式的な一部端面図で示す。このような構造にあっては、光は第1クラッド層43から外部に射出され、面内方向射出光は、導電層の延在領域62を通過し、第1電極66’に設けられた反射面67’によって反射される。尚、発光部積層構造42に対面した導電層の延在領域62に形成された斜面60iによって面内方向射出光が反射されないように、発光部積層構造42と斜面60iとの間に位置する空間を透明な材料(図示せず)で充填しておくことが好ましい。
図1の(A)及び(B)は、それぞれ、実施例1及び実施例2の窒化物系発光ダイオードの模式的な一部端面図である。 図2の(A)及び(B)は、それぞれ、実施例3及び実施例4の窒化物系発光ダイオードの模式的な一部端面図である。 図3は、実施例7の窒化物系発光ダイオードの模式的な一部端面図である。 図4は、実施例1の窒化物系発光ダイオードの変形例の模式的な一部端面図である。 図5の(A)及び(B)は、それぞれ、実施例3及び実施例4の窒化物系発光ダイオードの変形例の模式的な一部端面図である。 図6の(A)及び(B)は、実施例1の窒化物系発光ダイオードの製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図7の(A)及び(B)は、図6の(B)に引き続き、実施例1の窒化物系発光ダイオードの製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図8は、図6の(B)に引き続き、実施例2の窒化物系発光ダイオードの製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図9の(A)及び(B)は、図8に引き続き、実施例2の窒化物系発光ダイオードの製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図10の(A)及び(B)は、実施例3の窒化物系発光ダイオードの製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図11の(A)及び(B)は、図10の(B)に引き続き、実施例3の窒化物系発光ダイオードの製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図12の(A)及び(B)は、実施例4の窒化物系発光ダイオードの製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図13の(A)及び(B)は、図12の(B)に引き続き、実施例4の窒化物系発光ダイオードの製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図14の(A)及び(B)は、実施例5の窒化物系発光ダイオードの製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図15の(A)及び(B)は、図14の(B)に引き続き、実施例5の窒化物系発光ダイオードの製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図16の(A)、(B)及び(C)は、実施例6の窒化物系発光ダイオードの製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図17の(A)及び(B)は、図16の(C)に引き続き、実施例6の窒化物系発光ダイオードの製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図18の(A)及び(B)は、実施例7の窒化物系発光ダイオードの製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図19の(A)及び(B)は、図18の(B)に引き続き、実施例7の窒化物系発光ダイオードの製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。
符号の説明
1A,1B,2A,2B,2C・・・窒化物系発光ダイオード、10,40・・・基板、40A・・・段差部、12,42・・・発光部積層構造、13,43・・・第1クラッド層、14,44・・・活性層、15,45・・・第2クラッド層、16,46・・・第2電極、20,50・・・反射部積層構造、20i,20i’・・・反射部積層構造に設けられた斜面、22,32・・・第1クラッド層の延在領域、23・・・第1クラッド層延在部、53・・・第1クラッド層離間領域、24,54・・・活性層離間領域、25,55・・・第2クラッド層離間領域、26,26’36,56,56’,66,66’,76・・・第1電極、27,27’37,57,57’,67,67’,77・・・第1電極に設けられた反射面、41,41C・・・導電層、41A・・・第1の導電層、41B・・・第2の導電層、51・・・導電層延在部、52,62,72・・・導電層の延在領域、50i,50i’,60i,60i・・・導電層の延在領域に設けられた斜面、62・・・導電層の延在領域、100・・・ハードマスク層、101・・・レジスト材料層、102・・・マスク層、103・・・開口部、104・・・溝部、110・・・導電材料層

Claims (9)

  1. (A)発光部積層構造、
    (B)発光部積層構造から離間した第1クラッド層の延在領域に形成された第1電極、及び、
    (C)第2クラッド層上に形成された第2電極、
    を備え、
    発光部積層構造は、
    (A−1)基板上に形成され、第1導電型を有し、窒化物系化合物半導体から成る第1クラッド層、
    (A−2)第1クラッド層上に形成され、窒化物系化合物半導体から成る活性層、及び、
    (A−3)活性層上に形成され、第2導電型を有し、窒化物系化合物半導体から成る第2クラッド層、
    から成り、
    発光部積層構造の積層方向に沿って外部に主に光を射出する窒化物系発光ダイオードであって、
    第1電極には、該積層方向と略直角の方向に活性層から外部に射出された光を、該積層方向に沿って外部に射出される光の方向と略平行な方向に反射させるための反射面が設けられていることを特徴とする窒化物系発光ダイオード。
  2. 第1電極がその上に形成された第1クラッド層の延在領域は、第1クラッド層延在部、活性層離間領域、及び、第2クラッド層離間領域が積層された反射部積層構造から成り、
    反射部積層構造には、第1電極に設けられた反射面と略平行な斜面が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の窒化物系発光ダイオード。
  3. 第1電極が形成された第1クラッド層の延在領域の表面は、第1クラッド層と活性層との界面と略平行であることを特徴とする請求項1に記載の窒化物系発光ダイオード。
  4. 光は、前記積層方向に沿って、主に、第2クラッド層から外部に射出されることを特徴とする請求項1に記載の窒化物系発光ダイオード。
  5. (A)基板上に形成され、第1導電型を有する導電層、
    (B)発光部積層構造、
    (C)発光部積層構造から離間した導電層の延在領域に形成された第1電極、及び、
    (D)第2クラッド層上に形成された第2電極、
    を備え、
    発光部積層構造は、
    (B−1)導電層上に形成され、第1導電型を有し、窒化物系化合物半導体から成る第1クラッド層、
    (B−2)第1クラッド層上に形成され、窒化物系化合物半導体から成る活性層、及び、
    (B−3)活性層上に形成され、第2導電型を有し、窒化物系化合物半導体から成る第2クラッド層、
    から成り、
    発光部積層構造の積層方向に沿って外部に主に光を射出する窒化物系発光ダイオードであって、
    第1電極には、該積層方向と略直角の方向に活性層から外部に射出された光を、該積層方向に沿って外部に射出される光の方向と略平行な方向に反射させるための反射面が設けられていることを特徴とする窒化物系発光ダイオード。
  6. 第1電極がその上に形成された導電層の延在領域は、導電層延在部と、該導電層延在部の上に形成された第1クラッド層離間領域、活性層離間領域、及び、第2クラッド層離間領域が積層された反射部積層構造とから成り、
    反射部積層構造には、第1電極に設けられた反射面と略平行な斜面が形成されていることを特徴とする請求項5に記載の窒化物系発光ダイオード。
  7. 第1電極が形成された導電層の延在領域には、第1電極に設けられた反射面と略平行な斜面が形成されていることを特徴とする請求項5に記載の窒化物系発光ダイオード。
  8. 第1電極が形成された導電層の延在領域の表面は、第1クラッド層と活性層との界面と略平行であることを特徴とする請求項5に記載の窒化物系発光ダイオード。
  9. 光は、前記積層方向に沿って、主に、第2クラッド層から外部に射出されることを特徴とする請求項5に記載の窒化物系発光ダイオード。
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