JP2011505699A - 光出力が高められた窒化ガリウム系薄型発光ダイオード - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、米国特許法第119条(e)に基づき、同時係属中の本発明の出願人に譲渡された米国仮特許出願第60/991,625号(2007年11月30日出願、Junichi Sonoda,Shuji Nakamura,Kenji Iso,Steven P.DenBaars,Makoto Saito、名称「LIGHT OUTPUT ENHANCED GALLIUM NITRIDE BASED THIN LIGHT EMITTING DIODE」、代理人事件番号30794.250−US−P1(2008−197−1))の利益を主張する。該仮出願は参照により本明細書に引用される。
本発明は、発光素子の光抽出および内部量子効率の両方を向上させることに関する。
I=Ioe−ax=Ioe−3×0.07=0.8Io
式中、Ioは、位置212における活性層202で放射される光の強度であって、xは、活性層202による放射後、光が光線206および光線208内を伝播する距離であって(素子の厚さ214の約2倍であって、素子は、xが〜0.035cm×2〜0.7cmとなるように、350μmの厚さ214を有する)、a=3cm−1は、Nd=1x1018cm−3を伴うGaNの吸収係数である。その結果、GaN FSSを使用する素子の利用には、FSSを使用しない市販の素子に優る利点は、ほとんどない。
IQEおよびLEEの両方を高く維持するために、本発明は、より薄化されるGaN FSSを使用する。図4a−4eは、本発明の好ましい実施形態に従って、素子を加工するためのプロセスを示す。
接合後に研磨するステップから、研磨後に接合するステップに、プロセスステップの順番を変更することが可能であって、少なくとも約100ミクロンの厚さが選択される。
既存の方法および素子と比較して、本発明における光出力は、低転位GaN FSSおよび薄化プロセスを使用して、IQEおよびLEEの両方が高く維持されるため、向上されるはずである。
本発明の好適な実施形態の説明をここで終結させる。本発明の1つ以上の実施形態に関する前述の説明は、図示および説明の目的のために提示されている。包括的であるように、あるいは開示される正確な形式に本発明を限定するように意図されない。上記の教示の観点から、多くの修正および変更が可能である。本発明の範囲は、詳細な説明により限定されるのではなく、添付の請求項によって限定されることが意図される。
Claims (11)
- III族窒化物系発光素子であって、
光を放射する活性領域と、
該発光素子の該活性領域と1つ以上の光抽出表面または反射表面との間の1層以上の厚さのIII族窒化物であって、該抽出表面における光の強度は、該活性領域における光の強度と比較して、5%よりも大きく減衰されず、減衰は、該III族窒化物による光の吸収によるものである、III族窒化物と
を含む、素子。 - 前記III族窒化物は、p型層とn型層との間に前記活性領域を含み、
前記光抽出表面は、該III族窒化物の第1の表面および該III族窒化物の第2の表面であり、
該活性領域は、成長方向を有するエピタキシャル成長を含み、
前記厚さは、
(1)該第1の表面と該第2の表面との間の該成長方向に沿った第1の距離が、100マイクロメートル未満であり、
(2)該成長方向と平行方向に該活性領域によって放射される光が、最大でも該第1の距離の2倍の該III族窒化物内の第2の距離を伝播する、
請求項1に記載の素子。 - 前記第1の表面は、粗面化またはテクスチャード加工される、請求項2に記載の素子。
- 前記第2の表面は、前記p型層上に堆積される金属の表面であって、該金属は、光に対して、少なくとも70%の反射率を有する、請求項3に記載の素子。
- 前記金属は、銀または銀系合金である、請求項4に記載の素子。
- 前記素子の第2の表面は、永久基板に接続される、請求項4に記載の素子。
- 前記第1の距離は、20マイクロメートル未満である、請求項6に記載の素子。
- 前記n型層は、基板上にあって、前記第1の表面は、該基板の表面であって、該n型層、前記活性領域、および前記p型層は、III族窒化物材料を含む、請求項6に記載の素子。
- 素子による光の再吸収を減少させることによって、III族窒化物発光素子の内部量子効率(IQE)を高めるための方法であって、
光を放射する活性領域を提供することと、
該発光素子の該活性領域と1つ以上の光抽出表面または反射表面との間の1層以上の厚さのIII族窒化物を提供することと
を含み、該抽出表面における光の強度は、該活性領域における光の強度と比較して、5%よりも大きく減衰されず、減衰は、該III族窒化物による光の吸収によるものである、方法。 - 高められた内部量子効率を有する発光素子から光を放射するための方法であって、
該素子の活性領域から光を放射することを含み、
該発光素子の該活性領域と1つ以上の光抽出表面または反射表面との間の1層以上の厚さのIII族窒化物は、該抽出表面における光の強度が、該活性領域における光の強度と比較して、5%よりも大きく減衰されず、減衰は、該III族窒化物による光の吸収によるものである、方法。 - III族窒化物系発光素子であって、
光を抽出するための第1の表面と、
光を抽出するか、または該第1の表面に向かって光を向け直すための第2の表面と
を含み、該第1の表面および第2の表面は、厚さ100マイクロメートル未満だけ分離されている、素子。
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