JP2011054862A - エピタキシャルウエハ、発光素子、エピタキシャルウエハの製造方法、及び発光素子の製造方法 - Google Patents
エピタキシャルウエハ、発光素子、エピタキシャルウエハの製造方法、及び発光素子の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011054862A JP2011054862A JP2009204289A JP2009204289A JP2011054862A JP 2011054862 A JP2011054862 A JP 2011054862A JP 2009204289 A JP2009204289 A JP 2009204289A JP 2009204289 A JP2009204289 A JP 2009204289A JP 2011054862 A JP2011054862 A JP 2011054862A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor
- light
- semiconductor layer
- light emitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 281
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 120
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims description 120
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 72
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 67
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 48
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 22
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 39
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 23
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 679
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 40
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 30
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 21
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 13
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 12
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 9
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 8
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N arsane Chemical compound [AsH3] RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N diethylzinc Chemical compound CC[Zn]CC HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- YMUZFVVKDBZHGP-UHFFFAOYSA-N dimethyl telluride Chemical compound C[Te]C YMUZFVVKDBZHGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N dimethylzinc Chemical compound C[Zn]C AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ILXWFJOFKUNZJA-UHFFFAOYSA-N ethyltellanylethane Chemical compound CC[Te]CC ILXWFJOFKUNZJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N triethylgallium Chemical compound CC[Ga](CC)CC RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- QBJCZLXULXFYCK-UHFFFAOYSA-N magnesium;cyclopenta-1,3-diene Chemical compound [Mg+2].C1C=CC=[C-]1.C1C=CC=[C-]1 QBJCZLXULXFYCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N trimethylindium Chemical compound C[In](C)C IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/10—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
Description
半導体基板と、第1導電型の第1クラッド層と、第1導電型とは異なる第2導電型の第2クラッド層とに挟まれる活性層を有する発光部と、半導体基板と発光部との間に設けられ、活性層が発する光を反射する反射部とを備えるエピタキシャルウエハにおいて、発光部の反射部の反対側に設けられ、キャリア濃度又は不純物濃度が互いに異なる第1の電流分散層と第2の電流分散層とを有する電流分散層を更に備え、反射部は、第1の半導体層と、第1の半導体層とは異なる第2の半導体層とからなるペア層を複数有して形成され、第1の半導体層は、活性層が発する光のピーク波長をλp、第1の半導体層の屈折率をnA、第2の半導体層の屈折率をnB、第1クラッド層の屈折率をnIn、第1の半導体層への光の入射角をθとした場合に、式(1)で定められる厚さTAを有し、第2の半導体層は、式(2)で定められる厚さTBを有し、第2の電流分散層は、第1の電流分散層のキャリア濃度又は不純物濃度より高いキャリア濃度又は不純物濃度を有すると共に、表面に凹凸部を有する。
図1Aは、本発明の第1の実施の形態に係るエピタキシャルウエハの模式的な部分断面を示し、図1Bは、本発明の第1の実施の形態に係るエピタキシャルウエハが備える反射部の模式的な断面を示す。
第1の実施の形態に係るエピタキシャルウエハ1は、一例として、赤色光を放射する半導体発光素子としての発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)用のエピタキシャルウエハである。具体的に、エピタキシャルウエハ1は、第1導電型としてのn型の半導体基板10と、半導体基板10の上に設けられるn型のバッファ層200と、バッファ層200の上に設けられるn型の化合物半導体の多層構造を有する反射部210と、反射部210の上に設けられるn型の第1クラッド層220と、第1クラッド層220の上に設けられる活性層222と、活性層222の上に設けられる第1導電型とは異なる第2導電型としてのp型の第2クラッド層224と、第2クラッド層224の上に設けられるp型の介在層230と、介在層230の上に設けられ、キャリア濃度又は不純物濃度が互いに異なる第1の電流分散層242と第2の電流分散層244とを有する電流分散層240とを備える。
半導体基板10としては、例えば、所定の導電型のキャリアを含み、所定のキャリア濃度を有するGaAs基板を用いることができる。また、半導体基板10としては、所定のオフ角度を有するオフ基板、又は、オフ角度を有さないジャスト基板を用いることができる。なお、半導体基板10上に形成する複数の化合物半導体層の種類に応じて、半導体基板10を構成する化合物半導体材料を適宜、代えることもできる。
反射部210は、半導体基板10と発光部20との間に設けられ、活性層222が発する光を反射する。具体的に、反射部210は、図1Bに示すように、複数の化合物半導体層の積層構造から形成される。そして、反射部210は、第1の半導体層210aと、第1の半導体層210aとは異なる屈折率を有する第2の半導体層210bとからなるペア層を複数有して形成される。第1の半導体層210a及び第2の半導体層210bは、活性層222から発せられる光に対して透明であり、活性層222を構成する半導体のバンドギャップより大きなバンドギャップを有するAlGaAs系半導体(例えば、AlxGa1−xAs(ただし、0≦x≦1))から形成される。更に、第1の半導体層210aを構成する半導体のAl組成と、第2の半導体層210bを構成する半導体のAl組成とが異なるように第1の半導体層210a及び第2の半導体層210bは形成される。
発光部20は、第1クラッド層220、活性層222、及び第2クラッド層234を有する。まず、バッファ層200は、半導体基板10に接して設けられる。バッファ層200は、半導体基板10上に設けられ、例えば、所定の導電型のキャリアを含み、所定のキャリア濃度を有する化合物半導体から形成することができる。例えば、バッファ層200は、半導体基板10がn型のGaAs基板から形成される場合、n型のGaAsから形成される。また、第1クラッド層220と、活性層222と、第2クラッド層224とはそれぞれ、例えば、(AlxGa1−x)yIn1−yP(ただし、0≦x≦1、0≦y≦1)で表される三元系、又は四元系のIII族化合物半導体材料から形成される。なお、第1の実施の形態に係る活性層222は、例えば、ノンドープのGaxIn1−xP単層(ただし、0≦x≦1)から形成することもできる。
介在層230は、第2クラッド層224を構成する半導体材料と電流分散層240を構成する半導体材料とが互いに異なる場合に、第2クラッド層224と電流分散層240とのヘテロ界面の電位障壁を低減する半導体材料から形成される。具体的に、介在層230は、第2クラッド層224と電流分散層240(より詳細には、第1の電流分散層242)との間に設けられる。より具体的に、介在層230は、第2クラッド層224の活性層222の反対側に設けられると共に、第2クラッド層224を構成する半導体のバンドギャップエネルギーと電流分散層240(すなわち、第1の電流分散層242及び第2の電流分散層244)を構成する半導体のバンドギャップエネルギーとの間のバンドギャップエネルギーを有する半導体材料から形成される。例えば、介在層230は、p型のGazIn1−zP(ただし、zは、一例として、0.6≦z≦0.9)から形成される。エピタキシャルウエハ1が介在層230を備えることにより、エピタキシャルウエハ1から製造される発光素子の順方向電圧を低減できる。
電流分散層240は、発光部20の反射部210の反対側に設けられ、エピタキシャルウエハ1から製造される発光素子に電流が供給された場合に、活性層222に略均一に電流が供給されるように当該電流を分散させる。また、電流分散層240は、活性層222が発する光を透過する半導体材料から形成される。例えば、電流分散層240は、p型のGaP、p型のGaAsP、又はp型のAlGaAsから形成することができる。更に、本実施の形態に係る電流分散層240は、半導体基板10の側から順に第1の電流分散層242と第2の電流分散層244とを有する。
凹凸部250は、第2の電流分散層244の発光部20の反対側の表面を粗面化して形成される。凹凸部250は、当該表面を所定のエッチャントでエッチングすることによりランダムな形状を有して形成される。また、凹凸部250は、当該表面に予め定められたパターンを有して形成することもできる。更に、凹凸部250は、エピタキシャルウエハ1から製造される発光素子の光取り出し効率を向上させることを目的として、最大高さRyが1.0μm以上3.0μm以下であることが好ましい。
第1の実施の形態に係るエピタキシャルウエハ1は、例えば、以下のようにして製造することができる。まず、半導体基板10を準備する。そして、半導体基板10上に、例えば、有機金属気相成長法(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy:MOVPE法)によって複数の化合物半導体層(すなわち、バッファ層200、反射部210、第1クラッド層220、活性層222、第2クラッド層224、介在層230、第1の電流分散層242、第2の電流分散層244)を含むIII−V族化合物半導体の半導体積層構造を形成する(成長工程)。これにより、凹凸部250を備えていないエピタキシャルウエハが製造される。
第1の実施の形態に係るエピタキシャルウエハ1は、半導体基板10上にバッファ層200を備えるが、第1の実施の形態の変形例に係るエピタキシャルウエハは、バッファ層200を備えずに形成することができる。
第2の実施の形態に係る発光素子2は、半導体基板10と、半導体基板10の上に設けられるバッファ層200と、バッファ層200の上に設けられる反射部210と、反射部210の上に設けられる第1クラッド層220と、第1クラッド層220の上に設けられる活性層222と、活性層222の上に設けられる第2クラッド層224と、第2クラッド層224の上に設けられる介在層230と、介在層230の上に設けられる第1の電流分散層242及び第2の電流分散層244を有する電流分散層240とを備える。そして、発光素子2は、第2の電流分散層244上、すなわち、凹凸部250の上に設けられる表面電極30と、半導体基板10の反射部210の反対側に設けられる裏面電極35とを更に備える。
表面電極30は、第2の電流分散層244にオーミック接触する材料から形成される。具体的に、表面電極30は、Be、Zn、Ni、Ti、Pt、Al、Au等の金属材料から選択される少なくとも1つのp型電極用の金属材料を含んで形成される。例えば、表面電極30は、第2の電流分散層244側からAuBe、Ni、Auの順に積層された積層構造を有して形成することができる。なお、表面電極30は、電流分散層240の介在層230の反対側の面、つまり、発光素子2の光取り出し面の一部に設けられる。
まず、第1の実施の形態において説明したように、エピタキシャルウエハ1を準備する。次に、フォトリソグラフィー法、成膜法(例えば、真空蒸着法、スパッタ法等)を用いて、エピタキシャルウエハ1の表面、すなわち、凹凸部250を有する第2の電流分散層244の表面に複数の表面電極30を形成する(表面電極形成工程)。なお、表面電極30の形成にはリフトオフ法を用いることができる。続いて、半導体基板10の裏面の略全面に裏面電極35を形成する。更に、表面電極30と第2の電流分散層244との間、及び裏面電極35と半導体基板10裏面との間のそれぞれをオーミック接触させるべく、所定の雰囲気下(例えば、窒素雰囲気等の不活性雰囲気下)、所定の温度、所定の時間、アロイ処理を実施する(アロイ工程)。
第1の実施の形態に係るエピタキシャルウエハ1から製造した発光素子2は、複数の入射角に対応して厚さが制御された第1の半導体層210aと第2の半導体層210bとからなる複数のペア層を有する反射部210を備えるので、反射部210に様々な入射角から光が入射したとしても、反射部210は、当該光を光取り出し面側に反射することができる。更に、発光素子2は、光取り出し面に凹凸部250を備えるので、反射部210により反射された光を効率的に発光素子2の外部に取り出すことができる。これにより、光取り出し効率が向上された本実施の形態に係る発光素子2を提供することができる。
図3は、本発明の第3の実施の形態に係る発光素子の模式的な断面の概要を示す。
図4は、本発明の第4の実施の形態に係る発光素子の模式的な断面の概要を示す。
図6Aは、実施例1に係る発光素子が備える反射部の簡易的な構造を示し、図6Bは、実施例1に係る発光素子が備える反射部の簡易的な構造における反射スペクトルを示す。また、図7Aは、0°DBR層を備える発光素子が備える反射部の簡易的な構造を示し、図7Bは、0°DBR層を備える発光素子が備える反射部の簡易的な構造における反射スペクトルを示す。
次に、実施例1に係る凹凸部250を備えていないエピタキシャルウエハをMOVPE装置から搬出した後、劈開により4分割して、1/4のサイズの小片を作製した。実施例1に係る凹凸部250を備えていないエピタキシャルウエハから作製した1/4サイズの1枚の小片はそのままの状態で比較用として保管した。一方、実施例1に係る凹凸部250を備えていないエピタキシャルウエハから作製した1/4サイズの3枚の小片については、第2の電流分散層244の表面に凹凸化処理(粗面化処理)を施した。
図10は、比較例1に係る発光素子の模式的な断面の概要を示し、図11は、比較例1に係る発光素子の反射部のペア数の違いによる発光出力を示す。
図12は、比較例2に係る発光素子用のエピタキシャルウエハの断面の概要を示し、図13は、比較例2に係る発光素子の断面の概要を示す。
2、2a、2b 発光素子
3 発光素子
4 エピタキシャルウエハ
5 発光素子
10 半導体基板
20、20a 発光部
30 表面電極
35 裏面電極
40 光取り出し層
200 バッファ層
210 反射部
212 反射部
210a 第1の半導体層
210b、210c 第2の半導体層
220 第1クラッド層
221 第1アンドープ層
222 活性層
223 第2アンドープ層
224 第2クラッド層
230 介在層
240 電流分散層
242 第1の電流分散層
244 第2の電流分散層
250 凹凸部
Claims (11)
- 半導体基板と、
第1導電型の第1クラッド層と、前記第1導電型とは異なる第2導電型の第2クラッド層とに挟まれる活性層を有する発光部と、
前記半導体基板と前記発光部との間に設けられ、前記活性層が発する光を反射する反射部と、
前記発光部の前記反射部の反対側に設けられ、キャリア濃度又は不純物濃度が互いに異なる第1の電流分散層と第2の電流分散層とを有する電流分散層と
を備え、
前記反射部は、第1の半導体層と、前記第1の半導体層とは異なる第2の半導体層とからなるペア層を複数有して形成され、
前記第1の半導体層は、前記活性層が発する光のピーク波長をλp、前記第1の半導体層の屈折率をnA、前記第2の半導体層の屈折率をnB、前記第1クラッド層の屈折率をnIn、前記第2の半導体層への光の入射角をθとした場合に、式(1)で定められる厚さTAを有し、
前記第2の半導体層は、式(2)で定められる厚さTBを有し、
前記第2の電流分散層は、前記第1の電流分散層の前記キャリア濃度又は前記不純物濃度より高い前記キャリア濃度又は前記不純物濃度を有すると共に、表面に凹凸部を有するエピタキシャルウエハ。
- 前記反射部は、ペア層を少なくとも3つ含み、
当該複数のペア層の厚さはそれぞれ、前記式(1)及び前記式(2)のθの値がペア層ごとに異なることにより互いに異なり、少なくとも1つのペア層は、θの値が50°以上の値で規定される前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層を含む請求項1に記載のエピタキシャルウエハ。 - 前記第2クラッド層と前記電流分散層との間に設けられる介在層
を更に備え、
前記介在層は、前記第2クラッド層を構成する半導体のバンドギャップエネルギーと、前記電流分散層を構成する半導体のバンドギャップエネルギーとの間のバンドギャップエネルギーを有する半導体から形成される請求項2に記載のエピタキシャルウエハ。 - 前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層は、前記活性層から発せられる光に対して透明であり、前記活性層を構成する半導体のバンドギャップより大きなバンドギャップを有するAlGaAs系半導体から形成され、かつ、前記第1の半導体層を構成する半導体のAl組成と、前記第2の半導体層を構成する半導体のAl組成とが異なる請求項3に記載のエピタキシャルウエハ。
- 前記反射部の前記半導体基板側から1つ目のペア層、又は1つ目及び2つ目のペア層の第1の半導体層若しくは第2の半導体層のいずれか一方が、前記活性層が発する光に対して不透明、又は前記活性層のバンドギャップエネルギーより小さなバンドギャップエネルギーを有する半導体材料から形成される請求項4に記載のエピタキシャルウエハ。
- 前記介在層は、GazIn1−zP(ただし、0.6≦z≦0.9)からなる請求項5に記載のエピタキシャルウエハ。
- (素子のクレーム)
請求項1〜6のいずれか1項に記載のエピタキシャルウエハと、
前記第2の電流分散層上に設けられる表面電極と、
前記半導体基板の前記反射部の反対側に設けられる裏面電極と
を備える発光素子。 - 前記表面電極が設けられている領域を除く前記第2の電流分散層の前記表面に、前記活性層が発する光に対して透明であり、前記電流分散層を構成する半導体の屈折率と空気の屈折率との間の屈折率を有する材料からなる光取り出し層
を更に備える請求項7に記載の発光素子。 - 前記光取り出し層は、前記活性層が発する光の波長をλp、前記光取り出し層を構成する材料の屈折率をn、定数A(ただし、Aは奇数)とした場合に、A×λp/(4×n)で規定される値の±30%の範囲内の厚さdを有する請求項8に記載の発光素子。
- 半導体基板上に、第1の半導体層と、前記第1の半導体層とは異なる第2の半導体層とからなる複数のペア層を有して形成される反射部と、第1導電型の第1クラッド層と、前記第1導電型とは異なる第2導電型の第2クラッド層とに挟まれる活性層を有する発光部と、前記発光部上に形成され、キャリア濃度又は不純物濃度が互いに異なる第1の電流分散層と第2の電流分散層とを有する電流分散層とを形成する成長工程と、
前記第2の電流分散層の表面に凹凸部を形成する凹凸部形成工程と
を備え、
前記第1の半導体層は、前記活性層が発する光のピーク波長をλp、前記第1の半導体層の屈折率をnA、前記第2の半導体層の屈折率をnB、前記第1クラッド層の屈折率をnIn、前記第2半導体層への光の入射角をθとした場合に、式(1)で定められる厚さTAを有し、
前記第2の半導体層は、式(2)で定められる厚さTBを有し、
前記第2の電流分散層は、前記第1の電流分散層の前記キャリア濃度又は前記不純物濃度より高い前記キャリア濃度又は前記不純物濃度を有し、表面に凹凸部を有するエピタキシャルウエハの製造方法。
- 半導体基板上に、第1の半導体層と、前記第1の半導体層とは異なる第2の半導体層とからなる複数のペア層を有して形成される反射部と、第1導電型の第1クラッド層と、前記第1導電型とは異なる第2導電型の第2クラッド層とに挟まれる活性層を有する発光部と、前記発光部上に形成され、キャリア濃度又は不純物濃度が互いに異なる第1の電流分散層と第2の電流分散層とを有する電流分散層とを形成する成長工程と、
前記第2の電流分散層の表面に凹凸部を形成する凹凸部形成工程と、
前記凹凸部形成工程の後に、前記第2の電流分散層の表面に複数の表面電極を形成する表面電極形成工程と、
前記複数の表面電極それぞれの間を切断する切断工程と
を備え、
前記第1の半導体層は、前記活性層が発する光のピーク波長をλp、前記第1の半導体層の屈折率をnA、前記第2の半導体層の屈折率をnB、前記第1クラッド層の屈折率をnIn、前記第2半導体層への光の入射角をθとした場合に、式(1)で定められる厚さTAを有し、
前記第2の半導体層は、式(2)で定められる厚さTBを有し、
前記第2の電流分散層は、前記第1の電流分散層の前記キャリア濃度又は前記不純物濃度より高い前記キャリア濃度又は前記不純物濃度を有し、表面に凹凸部を有する発光素子の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009204289A JP2011054862A (ja) | 2009-09-04 | 2009-09-04 | エピタキシャルウエハ、発光素子、エピタキシャルウエハの製造方法、及び発光素子の製造方法 |
US12/692,754 US8212268B2 (en) | 2009-09-04 | 2010-01-25 | Epitaxial wafer, light-emitting element, method of fabricating epitaxial wafer and method of fabricating light-emitting element |
CN2010102250662A CN102013451A (zh) | 2009-09-04 | 2010-07-05 | 外延晶片、发光元件及其制造方法 |
TW099128710A TW201110412A (en) | 2009-09-04 | 2010-08-26 | Epitaxial wafer, light-emitting element, method of fabricating epitaxial wafer and method of fabricating light-emitting element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009204289A JP2011054862A (ja) | 2009-09-04 | 2009-09-04 | エピタキシャルウエハ、発光素子、エピタキシャルウエハの製造方法、及び発光素子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011054862A true JP2011054862A (ja) | 2011-03-17 |
Family
ID=43647019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009204289A Pending JP2011054862A (ja) | 2009-09-04 | 2009-09-04 | エピタキシャルウエハ、発光素子、エピタキシャルウエハの製造方法、及び発光素子の製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8212268B2 (ja) |
JP (1) | JP2011054862A (ja) |
CN (1) | CN102013451A (ja) |
TW (1) | TW201110412A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012084692A (ja) * | 2010-10-12 | 2012-04-26 | Hitachi Cable Ltd | 発光素子 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012102148A1 (de) * | 2012-03-14 | 2013-09-19 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips |
US10672948B2 (en) * | 2017-12-15 | 2020-06-02 | Saphlux, Inc. | Methods for producing light extraction structures for semiconductor devices |
US10665752B2 (en) | 2017-12-15 | 2020-05-26 | Saphlux, Inc. | Air void structures for semiconductor fabrication |
CN112909138B (zh) * | 2021-01-04 | 2022-05-20 | 华灿光电(苏州)有限公司 | AlGaInP发光二极管的外延片及其制备方法 |
CN113793887A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-12-14 | 天津三安光电有限公司 | Led外延结构及其制备方法、led芯片及其制备方法 |
CN113851927B (zh) * | 2021-09-18 | 2023-12-08 | 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 | 一种半导体激光器 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS646905A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Hoya Corp | Laser light reflecting filter |
JPH04229665A (ja) * | 1990-08-20 | 1992-08-19 | Toshiba Corp | 半導体発光装置 |
JPH08288544A (ja) * | 1995-04-14 | 1996-11-01 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
JP2002280606A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-09-27 | Sharp Corp | 半導体発光素子および製造方法 |
JP2003124504A (ja) * | 2001-10-18 | 2003-04-25 | Toshiba Corp | 半導体発光装置、および半導体発光装置の製造方法 |
JP2005136033A (ja) * | 2003-10-29 | 2005-05-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光素子 |
JP2006040998A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Hitachi Cable Ltd | 半導体発光素子、半導体発光素子用エピタキシャルウェハ |
JP2008066442A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Hitachi Cable Ltd | 発光ダイオード |
JP2008143028A (ja) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Kimoto & Co Ltd | 表示用フィルムおよび表示方法 |
JP2009010224A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Daido Steel Co Ltd | 半導体発光素子の製造方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3134382B2 (ja) | 1991-07-31 | 2001-02-13 | 大同特殊鋼株式会社 | チャープ状光反射層を備えた半導体装置 |
US5260589A (en) * | 1990-11-02 | 1993-11-09 | Norikatsu Yamauchi | Semiconductor device having reflecting layers made of varying unit semiconductors |
US5226053A (en) * | 1991-12-27 | 1993-07-06 | At&T Bell Laboratories | Light emitting diode |
JP2001298212A (ja) * | 2000-02-07 | 2001-10-26 | Sharp Corp | 半導体発光素子およびその製造方法 |
JP2008091789A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Hitachi Cable Ltd | 発光ダイオード |
TW201015747A (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-16 | Wei-Tai Cheng | LED die with expanded effective reflection angles |
-
2009
- 2009-09-04 JP JP2009204289A patent/JP2011054862A/ja active Pending
-
2010
- 2010-01-25 US US12/692,754 patent/US8212268B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-07-05 CN CN2010102250662A patent/CN102013451A/zh active Pending
- 2010-08-26 TW TW099128710A patent/TW201110412A/zh unknown
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS646905A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Hoya Corp | Laser light reflecting filter |
JPH04229665A (ja) * | 1990-08-20 | 1992-08-19 | Toshiba Corp | 半導体発光装置 |
JPH08288544A (ja) * | 1995-04-14 | 1996-11-01 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
JP2002280606A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-09-27 | Sharp Corp | 半導体発光素子および製造方法 |
JP2003124504A (ja) * | 2001-10-18 | 2003-04-25 | Toshiba Corp | 半導体発光装置、および半導体発光装置の製造方法 |
JP2005136033A (ja) * | 2003-10-29 | 2005-05-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光素子 |
JP2006040998A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Hitachi Cable Ltd | 半導体発光素子、半導体発光素子用エピタキシャルウェハ |
JP2008066442A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Hitachi Cable Ltd | 発光ダイオード |
JP2008143028A (ja) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Kimoto & Co Ltd | 表示用フィルムおよび表示方法 |
JP2009010224A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Daido Steel Co Ltd | 半導体発光素子の製造方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012084692A (ja) * | 2010-10-12 | 2012-04-26 | Hitachi Cable Ltd | 発光素子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8212268B2 (en) | 2012-07-03 |
CN102013451A (zh) | 2011-04-13 |
TW201110412A (en) | 2011-03-16 |
US20110057214A1 (en) | 2011-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8258529B2 (en) | Light-emitting element and method of making the same | |
US7564071B2 (en) | Semiconductor light emitting device | |
US7692203B2 (en) | Semiconductor light emitting device | |
US8350277B2 (en) | Light emitting element | |
US8796711B2 (en) | Light-emitting element | |
JP4367393B2 (ja) | 透明導電膜を備えた半導体発光素子 | |
JP5304662B2 (ja) | 発光素子 | |
US7368759B2 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
JP5169012B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
US7723731B2 (en) | Semiconductor light emitting device | |
JP2011054862A (ja) | エピタキシャルウエハ、発光素子、エピタキシャルウエハの製造方法、及び発光素子の製造方法 | |
US20070075321A1 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
JP2010278112A (ja) | 半導体発光素子 | |
JP2012129357A (ja) | 半導体発光素子 | |
JP2009252860A (ja) | 半導体発光素子 | |
JP2006261219A (ja) | 半導体発光素子 | |
JP2006040998A (ja) | 半導体発光素子、半導体発光素子用エピタキシャルウェハ | |
JP2012084779A (ja) | 半導体発光素子 | |
JP5298927B2 (ja) | 発光素子 | |
TWI437729B (zh) | 發光二極體 | |
JP2011176001A (ja) | 発光素子及び発光素子の製造方法 | |
JP2013030606A (ja) | 半導体発光素子 | |
JP2012129298A (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
JP2012104730A (ja) | 半導体発光素子 | |
JP2012069684A (ja) | 発光素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120127 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130123 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130305 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130501 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130625 |