JP5191937B2 - Light emitting device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing the same.
照明装置及び表示装置などに用いる発光素子には、高輝度であることが要求される。発光素子の上方を光取り出し側とする場合、発光層の下方に向かう光を反射させると光取り出し効率を高めることができる。 A light emitting element used for a lighting device, a display device, or the like is required to have high luminance. In the case where the upper side of the light emitting element is the light extraction side, the light extraction efficiency can be improved by reflecting the light traveling downward of the light emitting layer.
この場合、光の反射層として金属膜や誘電体膜などを用いることができる。しかしながら、金属膜の反射率は波長が短くなるに従い低下することが多い。また、誘電体を多層膜構造とし、その屈折率差により反射率を高めことができるが、得られる反射率には限界がある。 In this case, a metal film or a dielectric film can be used as the light reflecting layer. However, the reflectance of the metal film often decreases as the wavelength becomes shorter. In addition, although the dielectric has a multilayer film structure and the reflectance can be increased by the difference in refractive index, the obtained reflectance has a limit.
発光層の下方に向かう光を反射する主金属層を備えた技術開示例がある(特許文献1)。この例では、発光層を含む化合物半導体層と主金属層との間に接触抵抗を減ずるためのコンタクト金属層が選択的に配置されている。
しかしながら、コンタクト金属層の合金化熱処理を行うと、オーミックコンタクトが得やすくなるが、合金化層において光吸収を生じ光取り出し効率を高めることが困難となる。
There is a technology disclosure example including a main metal layer that reflects light traveling downward from a light emitting layer (Patent Document 1). In this example, a contact metal layer for reducing the contact resistance is selectively disposed between the compound semiconductor layer including the light emitting layer and the main metal layer.
However, when the alloying heat treatment of the contact metal layer is performed, ohmic contact can be easily obtained, but light absorption occurs in the alloyed layer, making it difficult to increase the light extraction efficiency.
基板側へ向かう光の反射率が高められ、光取り出し効率が改善された発光素子及びその製造方法を提供する。 Provided are a light-emitting element in which the reflectance of light toward the substrate side is increased and the light extraction efficiency is improved, and a method for manufacturing the light-emitting element.
本発明の一態様によれば、基板と、前記基板上に設けられ、放出光を放出可能な発光層と、前記発光層の平面サイズよりも小さい凸型断面を有するコンタクト層と、を有する半導体層と、前記コンタクト層の第1の面に前記コンタクト層と略同一サイズとなるように設けられた第1の電極と、少なくとも2つの媒質からなり、前記放出光の媒質内波長の4分の1から4分の3の範囲内のピッチの周期構造を有し、前記放出光を反射可能なフォトニック結晶層と、前記基板上に設けられ、前記第1の電極と接着された接着金属層と、を備え、前記フォトニック結晶層は、前記コンタクト層及び前記第1の電極に隣接するように、前記半導体層の第1の面の前記コンタクト層の非形成領域と前記接着金属層との間に設けられたことを特徴とする発光素子が提供される。 According to one embodiment of the present invention, a semiconductor comprising a substrate, a light emitting layer provided on the substrate and capable of emitting emitted light, and a contact layer having a convex cross section smaller than a planar size of the light emitting layer. A layer, a first electrode provided on the first surface of the contact layer so as to be substantially the same size as the contact layer, and at least two media, and a quarter wavelength of the emitted light within the medium A photonic crystal layer having a periodic structure with a pitch within a range of 1 to 3/4 and capable of reflecting the emitted light; and an adhesive metal layer provided on the substrate and bonded to the first electrode And the photonic crystal layer is formed between the non-contact region of the first surface of the semiconductor layer and the adhesive metal layer so as to be adjacent to the contact layer and the first electrode. originating, characterized in that provided between Element is provided.
また、本発明の他の一態様によれば、放出光を放出可能な発光層と、コンタクト層と、を有する半導体層を結晶成長基板上に形成する工程と、前記コンタクト層を前記発光層の平面サイズよりも小さい凸型断面に加工する工程と、前記コンタクト層の前記第1の面に前記コンタクト層と略同一の平面サイズとなるように前記第1の電極を形成する工程と、前記第1の電極が露出するように、前記半導体層の第1の面の前記コンタクト層の非形成領域に、少なくとも2つの媒質からなりかつ前記放出光の媒質内波長よりも小さいピッチの周期構造を有するフォトニック結晶層を形成する工程と、基板に接着金属層を形成する工程と、前記第1の電極と、前記接着金属層と、を貼り合わせ状態で加熱接着したのち、前記結晶成長基板を除去する工程と、を備えたことを特徴とする発光素子の製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a step of forming a semiconductor layer having a light emitting layer capable of emitting emitted light and a contact layer on a crystal growth substrate; and the contact layer of the light emitting layer. Processing to a convex cross section smaller than a planar size, forming the first electrode on the first surface of the contact layer so as to have substantially the same planar size as the contact layer, and the first The contact layer non-formation region on the first surface of the semiconductor layer has a periodic structure with a pitch smaller than the wavelength within the medium of the emitted light so that one electrode is exposed. The step of forming a photonic crystal layer, the step of forming an adhesive metal layer on the substrate, the first electrode, and the adhesive metal layer are heat bonded in a bonded state, and then the crystal growth substrate is removed. Craft When manufacturing method of the light emitting element characterized by comprising a are provided.
基板側へ向かう光の反射率が高められ、光取り出し効率が改善された発光素子及びその製造方法が提供される。 Provided are a light-emitting element having improved reflectance of light toward the substrate side and improved light extraction efficiency, and a method for manufacturing the same.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる発光素子の模式断面図である。
第1のコンタクト層20、第1のクラッド層18、発光層16、第2のクラッド層14、及び第2のコンタクト層12を有し、化合物半導体からなる半導体層21が、第1の電極48を介して積層体44と接着されている。もし、発光層16をInGaAlP系材料とすると、波長が可視光範囲内の光を放出可能である。第1のコンタクト層20は、発光層16の平面サイズよりも小さく、かつ凸型断面を有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
The
なお、InGaAlPとは、Inx(GayAl1−y)1−xP(ただし、0≦x≦1、0≦y≦1)なる組成式で表される材料であり、p型不純物やn型不純物が添加されたものも含むものとする。 Note that InGaAlP is a material represented by a composition formula of In x (Ga y Al 1-y ) 1-x P (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1), and p-type impurities and Including those doped with n-type impurities.
コンタクト層20は、発光層16の平面サイズよりも小さい凸型断面を有している。また、コンタクト層20の第1の面20aにはコンタクト層20と略同一サイズの第1の電極48が設けられている。
The
フォトニック結晶層30は、コンタクト層20及び第1の電極48に隣接し、半導体層21の第1の面21aにおいてコンタクト層20の非形成領域に設けられている。他方、積層体44は、Siなどからなる基板40と、接着金属層42と、を有している。また、第1の電極48と、接着金属層42と、が接着界面50において接着されている。なお、キャリア濃度を高めたSiを基板40として用いると低抵抗とでき、かつ高い機械的強度とすることができる。
The
なお、フォトニック結晶層30は、屈折率が異なる少なくとも2つの媒質から構成された微小周期構造を有しており、この構造により決定された波長範囲の光を反射可能とされる。フォトニック結晶層に関しては、のちに説明する。
The
また、第2のコンタクト層12の表面には第2の電極46が形成されている。第2のコンタクト層12は、例えばGaAsなどとされるが、第2の電極46と略同一のサイズとすると、光取り出し側において放出光G1、G2が吸収されることを抑制できる。
A
図1では、コンタクト層20は、上方からみて略チップの中央部近傍に設けられており、第2のコンタクト層12及び第2の電極46はチップの中央部から離間した位置に配置されている。しかし本発明はこの配置に限定されない。すなわち、第2のコンタクト層12及び第2の電極46はチップの中央部近傍とされ、第1のコンタクト層20が中央部から離間し、第1のコンタクト層20の非形成領域となる中央部近傍の凹部にフォトニック結晶層30が設けられてもよい。
In FIG. 1, the
接着金属層42とコンタクト層20とはオーミックコンタクトを形成可能とされ、第2の電極46と第2のコンタクト層12とはオーミックコンタクトを形成可能とされる。注入される電流により発光再結合を生じ、コンタクト層20上の発光層16から放出光が放出可能となる。放出光G1は、半導体層21の面21b側から取り出し可能である。
The
また、発光層16から下方に向かう光は、フォトニック結晶層30により反射され、面21bから取り出し可能となる(G2)。すなわち、下方に向かう光であっても、基板40内での吸収が抑制されるか、または側方へ逃げることが抑制されるので、光取り出し効率が改善可能である。
Further, light traveling downward from the
図2は、フォトニック結晶層の模式斜視図である。すなわち、図2(a)は1次元フォトニック結晶、図2(b)は3次元フォトニック結晶を表す。 FIG. 2 is a schematic perspective view of the photonic crystal layer. 2A shows a one-dimensional photonic crystal, and FIG. 2B shows a three-dimensional photonic crystal.
ピッチPを媒質内波長λm以下とすると、光は、直進する光束としてよりも、回折や散乱などを生じ波動光学に従うとすることができる。すなわち、このような微小周期構造は、実効屈折率neffを有する媒質が均一に充填されているものとして扱うことができる。自由空間内の波長をλ0とすると、媒質内波長λm=λ0/neffにより表される。 If the pitch P is equal to or less than the in-medium wavelength λm, the light may be diffracted or scattered, and follow wave optics rather than a straight beam. In other words, such a micro periodic structure can be treated as a medium uniformly filled with a medium having an effective refractive index n eff . When the wavelength in the free space is λ 0 , it is expressed by the medium wavelength λm = λ 0 / n eff .
ここで、実効屈折率neffは、2つの媒質の屈折率の範囲内となる。第1の媒質がSiO2(屈折率が略1.5)、第2の媒質が空気(屈折率が1)とすると、実効屈折率neffは、1と1.5の間に変化可能である。この周期構造を透過する光の波長範囲をフォトニックバンドと呼び、反射などで遮断される光の波長範囲をフォトニックバンドギャップと呼ぶ。 Here, the effective refractive index n eff falls within the range of the refractive indexes of the two media. If the first medium is SiO 2 (refractive index is approximately 1.5) and the second medium is air (refractive index is 1), the effective refractive index n eff can vary between 1 and 1.5. is there. The wavelength range of light transmitted through this periodic structure is called a photonic band, and the wavelength range of light blocked by reflection or the like is called a photonic band gap.
図2(a)の1次元フォトニック結晶31は、繰り返し2層膜31a、31bから構成され、例えばSiO2とSi3N4との組み合わせなどを用いることができる。ピッチPを、実効屈折率neffにより決定される媒質内波長λmの4分の1から4分の3の範囲とすると、周期構造により光が強めあい反射率を高めることができる。例えば、屈折率が異なる2つの誘電体膜のピッチPが略2分の1波長となるように積層したブラッグ反射構造では、その反射率は積層数に対して指数関数的に増大する。
ここでは、誘電体膜として、二酸化シリコン、窒化シリコン、及び窒化アルミニウムの少なくともいずれかを用いることができる。
The one-dimensional
Here, at least one of silicon dioxide, silicon nitride, and aluminum nitride can be used as the dielectric film.
また、図2(b)は、ウッドパイル型フォトニック結晶に属し、角柱状の第1の誘電体31cを積み上げたものであり、例えば、第1の誘電体31cの屈折率は、屈折率が1.3〜2.6の範囲などとすることができる。このような誘電体として、SiO2(屈折率は略1.5)やSi3N4(屈折率は略2.0)、及びAlN(屈折率は略2.0)などをあげることができる。本図において、半導体層を構成する第1のクラッド層18に隣接して、フォトニック結晶層31が設けられている。フォトニック結晶層31は、上記のような誘電体からなる角柱が交互積層される。これらの角柱の間の中空領域は、例えば空気層31eとすることができる。
FIG. 2B shows a woodpile photonic crystal, which is a stacked first prism-shaped first dielectric 31c. For example, the refractive index of the
発光素子からの放出光を反射するには、1次元または3次元フォトニック結晶とすることが好ましい。特に、発光素子からの放出光は3次元的に広がるので、3次元フォトニック結晶層とすると、フォトニック結晶層への入射角によらず反射率を高く保つことが容易となり、より好ましい。 In order to reflect light emitted from the light emitting element, it is preferable to use a one-dimensional or three-dimensional photonic crystal. In particular, since light emitted from the light emitting element spreads three-dimensionally, a three-dimensional photonic crystal layer is more preferable because the reflectance can be easily maintained regardless of the incident angle to the photonic crystal layer.
フォトニック結晶内の実効屈折率neffは、周期構造及びこれらを構成する材質により制御可能である。可視光の場合、周期構造のピッチPは、例えば200〜440nmなどとなる。 The effective refractive index n eff in the photonic crystal can be controlled by the periodic structure and the material constituting them. In the case of visible light, the pitch P of the periodic structure is, for example, 200 to 440 nm.
図3は、比較例にかかる発光素子の模式断面図である。
図3(a)において、基板140上に設けられた接着金属層142は、半導体層の第1のコンタクト層120と、接着界面150において接着されている。コンタクト層120と接着金属層142との間に合金層を形成するとオーミックコンタクトとすることができる。しかしながらこの合金層において光吸収層119を生じて光出力の低下を生じやすい(G10)。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a light emitting device according to a comparative example.
In FIG. 3A, the
また、接着金属層142においても光吸収を生じる。例えば、Auでは、緑〜赤色波長範囲での反射率は90%以上であるが、青色での反射率は50%以下に低下する。また、Cuでは、赤色での反射率は略97%であるが、青〜緑色波長範囲では略60%程度に低下する。このように、金属膜の反射率は可視光波長の範囲の短波長側で低下する場合がある。
The
他方、図3(b)においては、第1のコンタクト層120の平面サイズを縮小し、その周囲に半導体層よりも屈折率が低い酸化膜122のような誘電体を設けて、第1のコンタクト層120における光吸収を低減している。酸化膜122の屈折率を1.5とし、半導体層の屈折率を3.5とすると、その臨界角θcは略25度となる。このために、25度よりも大きい入射角度の光G11は、第1のクラッド層118と酸化膜122との界面において反射されるが、25度よりも小さい入射角の光G12は、酸化膜122を透過したのち一部が接着金属層142に吸収される。すなわち、図3に表す比較例では光損失を十分には低減できない。
On the other hand, in FIG. 3B, the planar size of the
これに対して、本実施形態では微細周期構造のピッチを適正に設定することによって、フォトニックバンドギャップの波長範囲内において反射率を高め、光損失をより低減することが容易となる。例えば、ピッチPを媒質内波長の略2分の1とすると、反射率を100%により近づけ、高出力(高輝度)発光素子を得ることができる。 On the other hand, in the present embodiment, by appropriately setting the pitch of the fine periodic structure, it is easy to increase the reflectance within the wavelength range of the photonic band gap and further reduce the optical loss. For example, when the pitch P is approximately one-half of the in-medium wavelength, the reflectance becomes closer to 100%, and a high output (high luminance) light emitting element can be obtained.
図4は、第1の実施形態にかかる発光素子の製造方法の工程断面図である。
図4(a)のように、GaAsなどからなる結晶成長基板10に、p型GaAsなどからなる第2のコンタクト層12(厚さ:0.1μm、キャリア濃度:2×1018cm−3)、p型InAlPなどからなる第2のクラッド層14(厚さ:0.6μm)、In0.5(GayAl1−y)0.5Pなどからなる発光層16、n型InAlPなどからなる第1のクラッド層18(厚さ:0.6μm)、及びn型GaAsなどからなる第1のコンタクト層20(キャリア濃度:2×1018cm−3)をこの順序で結晶成長する。
FIG. 4 is a process cross-sectional view of the method for manufacturing the light emitting device according to the first embodiment.
As shown in FIG. 4A, on the
結晶成長は、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法及びMBE(Molecular Beam Epitaxy)法などを用いることができる。なお、導電型はこれに限定されず反対導電型であってもよい。 For crystal growth, MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method, MBE (Molecular Beam Epitaxy) method and the like can be used. The conductivity type is not limited to this, and may be an opposite conductivity type.
発光層16をMQW(Multi Quantum Well)構造とすると、発光波長の制御及び動作
電流の低減が容易となる。MQW構造は、例えば、y=0.96且つ幅5nmの井戸層と、y=0.2且つ幅8nmの障壁層と、を複数配置して実現できる。
When the
コンタクト層20を凸型断面形状にパターニングし、その第1の面20aに第1の電極48を形成する(図4(b))。なお、コンタクト層20の上に第1の電極となる膜を形成したのち、第1の電極48をパターニングし、さらにコンタクト層20をパターニングしても図4(b)の構造とすることもできる。
The
さらに、半導体層21の第1の面21aにおいて、コンタクト層20の非形成領域に、コンタクト層20及び第1の電極48に隣接しかつ第1の電極48の第1の面48aが露出するようにフォトニック結晶層30を形成する。この場合、例えば、SiO2のような第1の誘電体を形成したのち、フォトリソグラフィー法などを用いて、角柱状の第1の誘電体から構成された第1層を形成する。さらに第1層を構成する角柱と略直交するように、フォトリソグラフィー法などを用いて、第2層を形成する。同様にして第3層以降を積み重ねて3次元構造からなるフォトニック結晶層30を形成することができる。
Further, on the
それぞれの角柱の中空領域を空気層とすると、構造及び製造方法を簡素にすることができる。このような微細周期構造は、半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー法などを用いて形成することができる。なお、図2(a)の1次元フォトニック結晶は、より簡素な構造である。 If the hollow region of each prism is an air layer, the structure and the manufacturing method can be simplified. Such a fine periodic structure can be formed using a photolithography method or the like in a semiconductor manufacturing process. Note that the one-dimensional photonic crystal in FIG. 2A has a simpler structure.
他方、図4(d)のように、n型Siなどからなる基板40にAuなどを含む接着金属層42を設けた積層体44を形成する。さらに、図4(e)のように、第1の電極48及びフォトニック結晶層30と、積層体44の接着金属層42とを貼り合わせ、例えば加重を加えつつ、水素雰囲気中または不活性ガス雰囲気中などで加熱する。この結果、図4(f)のように接着界面50において接着される。
On the other hand, as shown in FIG. 4D, a
第1の電極48は、例えばコンタクト層20の側から、Ti/Pt/Auなる構造とできる。また、接着金属層42は、例えば基板40側から、Ti/Pt/Auなる構造とできる。このような組み合わせの場合、350〜500℃の温度範囲で、30分間加熱を行うと、第1の電極48と、接着金属層42と、が接着される。
The
また、第1の電極48及び接着金属層42の少なくとも一方に、共晶半田を含むようにしてもよい。この場合、Ti/Pt/Auからなる第1の層の上に、AuSb(融点略270℃)、AuGe(融点略356℃)、AuSi(融点略370℃)などの共晶半田層を設ける。さらにその上に、Au層を設けると、共晶半田の酸化が抑制できる。このようにすると、共晶半田の融点よりも僅かに高い温度で高い接着強度とすることができる。
Further, eutectic solder may be included in at least one of the
続いて、基板10をエッチング法及び機械的研磨法の少なくともいずれかを用いて除去する(図4(g))。さらに、AuZnなどからなる第2の電極46を形成し、第2のコンタクト層12をエッチングすると、図4(h)の構造が得られる。
また、基板40を低抵抗Si基板とすると、接着金属層42からの電流は基板40を介して実装部材の導電部へ取り出し可能となる。
Subsequently, the
When the
図5は、第2の実施形態にかかる発光素子の模式断面図である。
コンタクト層20は凸型断面ではなく発光層16と同一のサイズであり、導電性のフォトニック結晶層30、及び第1の電極48が全面に積層されている。すなわち、発光層16から下方へ向かう光はフォトニック層30の全面で反射可能であり、光取りだし効率を高めることがより容易となる。導電性のフォトニック結晶層30を構成する媒質としては、ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウム錫)、IZO(Indiumu Zinc Oxide:酸化インジウム亜鉛)、NiO(酸化ニッケル)、酸化亜鉛、及び窒化チタンなどを含む。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a light emitting device according to the second embodiment.
The
図6は、本実施形態の製造方法の工程断面図である。
図6(a)のように、コンタクト層20はウェーハ全面に残される。また、図6(b)のように、フォトニック結晶層30は、コンタクト層20の第1の面20aの全面に形成される。なお、第2の実施形態では、コンタクト層20の第1の面20aは、半導体層21の第1の面21aと一致することになる。さらに、図6(c)のように、第1の電極48は、フォトニック結晶層30の第1の面30aの全面に形成される。すなわち、コンタクト層20、フォトニック結晶層30、及び第1の電極48は、パターニング工程が不要であるので、工程がより簡素にできる。
FIG. 6 is a process cross-sectional view of the manufacturing method of the present embodiment.
As shown in FIG. 6A, the
第1の電極48及び接着金属層42は、例えばTi/Pt/Auとすることができる。また、少なくともいずれかにAuSbなどの共晶半田をさらに含むようにしてもよい。本実施形態では、第1の電極48と接着金属層42との接着面積を広くすることができるので、接着強度を高めることがより容易となる。
The
図7は、第3の実施形態にかかる発光素子の模式図である。すなわち、図7(a)は平面図、図7(b)はA−A線に沿った断面図、図7(c)はB−B線に沿って切断した下面図である。
半導体層21は、積層体44側から、第1のコンタクト層20、電流拡散層19、クラッド層18、発光層16、クラッド層14、電流拡散層13、及び第2のコンタクト層12、が積層されている。電流拡散層13、19は、例えばIn0.5(Ga0.3Al0.7)0.5Pなどからなり、電極46から注入された電流を発光層16の面内に広げることを容易にするが、クラッド層14、18により電流拡散が可能であれば省略することができる。
FIG. 7 is a schematic view of a light emitting device according to the third embodiment. 7A is a plan view, FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line AA, and FIG. 7C is a bottom view taken along line BB.
The
また、発光層16及びクラッド層18からの電流が、電流拡散層19に沿って流れ、コンタクト層20及び接着金属層42を介して流れる電流経路となる。フォトニック結晶層30が絶縁材料の場合、フォトニック結晶層30とコンタクト層20との面積を大きくして反射を高めようとすると、電流拡散層19を設ける方が好ましい。
Further, the current from the
第1の電極48は、凸型断面にパターニングされたコンタクト層20の上に設けられており、接着金属層42と接着されている。
The
また、第2の電極46は、ワイヤボンディング用のパッド部46aと、これを取り囲む細線部46bと、を有している。細線部46bの幅は、例えば3〜6μmなどとし、パッド部20aと細線部20bとの間隔は、例えば6〜50μmなどとする。電流は、第2の電極46と第1の電極48との間を流れる。
The
フォトニック結晶層30は、凸型のコンタクト層20及びその上に設けられた第1の電極48に隣接した凹部に、第1の電極48の第1の面48aが露出するように円環状に設けられる。発光層16から下方に向かう光はフォトニック結晶層30により上方に向けて反射可能となる。すなわち、細線電極46bにより発光領域が広げられ、フォトニック結晶層30により上方に向かって光を反射可能となるので、放出光G2の出力を高めることが容易となる。なお、発光層16から放出光が上方へ放出されることはもちろんであるが、本図では省略してある。
The
本実施形態において、発光層16はInGaAlP系半導体からなるものとしたが、本発明はこれに限定されず、例えばGaAlAs系半導体やInGaAlN系半導体からなるものであってもよい。また、基板40としては、Ge、SiC、GaN、GaPのいずれかであってもよい。
In the present embodiment, the
本実施形態にかかる発光素子は高輝度を得ることが容易であり、照明装置、表示装置、及び信号機などの用途に広く用いることができる。 The light-emitting element according to this embodiment can easily obtain high luminance, and can be widely used in applications such as lighting devices, display devices, and traffic lights.
以上、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかしながら本発明はこれら実施形態に限定されない。発光素子を構成する基板、フォトニック結晶層、発光層コンタクト層などを含む半導体層、電極などの材質、サイズ、形状、配置などに関して当業者が各種設計変更を行ったものであっても、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明の範囲に包含される。 The embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments. Even if a person skilled in the art makes various design changes with respect to the material, size, shape, arrangement, etc. of a semiconductor layer including a substrate, a photonic crystal layer, a light emitting layer contact layer, and the like constituting a light emitting element, an electrode, etc. It is included in the scope of the present invention without departing from the gist of the invention.
10 結晶成長基板、20、20a 第1のコンタクト層、21、21a、21b 半導体層、16 発光層、30、30a、31 フォトニック結晶層、40 基板、42 接着金属層、44 積層体、48 第1の電極、G1、G2 放出光 10 crystal growth substrate, 20, 20a first contact layer, 21, 21a, 21b semiconductor layer, 16 light emitting layer, 30, 30a, 31 photonic crystal layer, 40 substrate, 42 adhesive metal layer, 44 laminate, 48 first 1 electrode, G1, G2 emission light
Claims (6)
前記基板上に設けられ、放出光を放出可能な発光層と、前記発光層の平面サイズよりも小さい凸型断面を有するコンタクト層と、を有する半導体層と、
前記コンタクト層の第1の面に前記コンタクト層と略同一サイズとなるように設けられた第1の電極と、
少なくとも2つの媒質からなり、前記放出光の媒質内波長の4分の1から4分の3の範囲内のピッチの周期構造を有し、前記放出光を反射可能なフォトニック結晶層と、
前記基板上に設けられ、前記第1の電極と接着された接着金属層と、
を備え、
前記フォトニック結晶層は、前記コンタクト層及び前記第1の電極に隣接するように、
前記半導体層の第1の面の前記コンタクト層の非形成領域と前記接着金属層との間に設けられたことを特徴とする発光素子。 A substrate,
A semiconductor layer provided on the substrate and capable of emitting emitted light; and a contact layer having a convex cross section smaller than a planar size of the light emitting layer ;
A first electrode provided on the first surface of the contact layer so as to be substantially the same size as the contact layer ;
A photonic crystal layer composed of at least two media, having a periodic structure with a pitch within a range of ¼ to ¾ of an in-medium wavelength of the emitted light, and capable of reflecting the emitted light;
An adhesive metal layer provided on the substrate and bonded to the first electrode;
Equipped with a,
The photonic crystal layer is adjacent to the contact layer and the first electrode,
A light-emitting element provided between the non-formation region of the contact layer on the first surface of the semiconductor layer and the adhesive metal layer .
前記コンタクト層を前記発光層の平面サイズよりも小さい凸型断面に加工する工程と、
前記コンタクト層の前記第1の面に前記コンタクト層と略同一の平面サイズとなるように前記第1の電極を形成する工程と、
前記第1の電極が露出するように、前記半導体層の第1の面の前記コンタクト層の非形成領域に、少なくとも2つの媒質からなりかつ前記放出光の媒質内波長よりも小さいピッチの周期構造を有するフォトニック結晶層を形成する工程と、
基板に接着金属層を形成する工程と、
前記第1の電極と、前記接着金属層と、を貼り合わせ状態で加熱接着したのち、前記結晶成長基板を除去する工程と、
を備えたことを特徴とする発光素子の製造方法。 Forming a semiconductor layer having a light emitting layer capable of emitting emitted light and a contact layer on a crystal growth substrate;
Processing the contact layer into a convex cross section smaller than the planar size of the light emitting layer;
Forming the first electrode on the first surface of the contact layer so as to have substantially the same planar size as the contact layer;
A periodic structure made of at least two media and having a pitch smaller than the in-medium wavelength of the emitted light in the contact layer non-formation region of the first surface of the semiconductor layer so that the first electrode is exposed. Forming a photonic crystal layer having:
Forming an adhesive metal layer on the substrate;
Removing the crystal growth substrate after heat-bonding the first electrode and the adhesive metal layer in a bonded state;
A method for manufacturing a light-emitting element, comprising:
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