发光元件制造技术

本发明专利技术提供一种降低由III族氮化物半导体构成的紫外发光的发光元件中的n层与n电极之间的电阻的发光元件。接触层(14)在反射绝缘膜(19)上沿着孔(22)的底面、侧面、上表面设置。接触层(14)与n层(11)介由多个孔(23)相接。接触层(14)由Si掺杂的n－GaN构成。接触层(14)的下表面与n层(11)接触，上表面与n电极(17)接触。接触层(14)设置在反射绝缘膜(19)上，孔(23)的区域以外不与n电极(17)相接。另一方面，n电极(17)设置在接触层(14)上表面的大致整面。因此，n电极(17)与接触层(14)的接触面积比接触层(14)与n层(11)的接触面积宽。层(14)与n层(11)的接触面积宽。层(14)与n层(11)的接触面积宽。

【技术实现步骤摘要】
发光元件


[0001]本专利技术涉及一种由III族氮化物半导体构成的紫外发光的发光元件。

技术介绍

[0002]近年来，将紫外线LED用于杀菌、消毒的情况备受关注，正在积极地进行面向紫外线LED的高效率化的研究、开发。
[0003]以往的紫外线LED在蓝宝石基板上依次层叠AlN、n－AlGaN、发光层、p－AlGaN、p－GaN，从p－GaN表面侧对一部分区域进行蚀刻而使n－AlGaN露出，在该露出的n－AlGaN上形成n电极。
[0004]专利文献1中记载了通过在n－Al
x
Ga
1－x
N(0.7≤x≤1.0)与n电极之间设置由n－Al
y
Ga
1－y
N(0≤y≤0.5)构成的中间层，从而降低n－Al
x
Ga
1－x
N与n电极的接触电阻。专利文献2中也记载了同样的技术。
[0005]专利文献1：日本特开2010－161311号公报
[0006]专利文献2：日本特开2012－89754号公报

技术实现思路

[0007]但是，在n－AlGaN的Al组成比高的情况下，专利文献1、2的方法无法充分降低n－AlGaN与n电极的接触电阻，需要扩大n电极的面积。因此，需要扩大用于使n层露出的蚀刻面积，导致发光面积变窄，无法实现高效率的元件。
[0008]因此，本专利技术在于，在由III族氮化物半导体构成的紫外发光的发光元件中降低n层与n电极之间的电阻。
[0009]本专利技术涉及一种发光元件，其特征在于，在具有基板、位于基板上的n层、位于n层上的发光层、位于发光层上的p层、从p层表面到达n层的孔以及与在孔的底面露出的n层连接的n电极的、由III族氮化物半导体构成的紫外发光的发光元件中，n层由Al组成比为70％以上的n－AlGaN构成，在n层与n电极之间进一步具有由Al组成比小于n层的n－AlGaN构成的接触层，接触层与n层和n电极这两者接触，n电极与接触层的接触面积比接触层与n层的接触面积宽。
[0010]在本专利技术中，将n电极与接触层的接触面积设为S1，将接触层与n层的接触面积设为S2，S1/S2可以为1.02～5。
[0011]在本专利技术中，接触层的上表面中与孔的上部相对应的区域的上表面可以位于比p层下表面更靠上方的位置。
[0012]在本专利技术中，接触层可以从p层的上部或上述孔的侧面遍及孔的底面形成。
[0013]在本专利技术中，接触层可以为n－GaN。
[0014]根据本专利技术，能够充分降低由AlGaN构成的n层与n电极之间的电阻。
附图说明
[0015]图1是表示实施例1的发光元件的构成的图。
[0016]图2是表示实施例1的发光元件的制造工序的图。
[0017]图3是表示实施例1的发光元件的制造工序的图。
[0018]图4是表示实施例1的发光元件的制造工序的图。
[0019]符号说明
[0020]10：基板11：n层12：发光层13：p层14：接触层15：缓冲层16：透明电极17：n电极18：p电极19：反射绝缘膜20：n侧接合电极21：p侧接合电极22～25：孔
具体实施方式
[0021]以下，参照附图对本专利技术的具体的实施例进行说明，但本专利技术并不限于实施例。
[0022]实施例1
[0023]图1是表示实施例1的紫外发光的发光元件的构成的图。发光波长例如是200～280nm。如图1所示，实施例1的发光元件具有基板10、缓冲层15、n层11、发光层12、p层13、接触层14、透明电极16、n电极17、p电极18、反射绝缘膜19、n侧接合电极20和p侧接合电极21。
[0024](基板10的构成)
[0025]基板10是由以c面为主面的蓝宝石构成的基板。除了蓝宝石以外，只要是相对于发光波长的透过率高，且能够使III族氮化物半导体生长的材料就可以使用任意的材料。实施例1的发光元件中，从基板10背面侧取出光。
[0026](缓冲层15的构成)
[0027]缓冲层15位于基板10上。缓冲层15由AlN构成。通过设置缓冲层15，改善半导体层的平坦性、结晶性。
[0028](n层11的构成)
[0029]n层11位于缓冲层15上。n层11由Al组成比为70％以上的n―AlGaN构成。n型杂质为Si。这里，III族氮化物半导体的Al组成比是Al相对于III族金属的摩尔比(％)。即以通式Al
x
Ga
y
In
z
N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，x+y+z＝1)表示III族氮化物半导体时，Al组成比为x
×
100(％)。n层11可以由多个层构成。在该情况下，只要n层11的最上层的Al组成比为70％以上即可。更优选的n层11的Al组成比为75～90％，进一步优选为80～85％。
[0030](发光层12的构成)
[0031]发光层12位于n层11上。发光层12是阱层与障壁层交替地反复层叠而成的MQW结构。重复数例如为2～5。阱层由AlGaN构成，其Al组成比根据所希望的发光波长进行设定。障壁层是Al组成比大于阱层的AlGaN。可以为带隙能量大于阱层的AlGaInN。另外，发光层12也可以为SQW结构。
[0032](p层13的构成)
[0033]p层13位于发光层12上。p层13是从发光层12一侧依次层叠有p－AlGaN、p－GaN的结构。p型杂质为Mg。通过使与透明电极16相接的最上层为p－GaN，从而减少透明电极16与p层13的接触。
[0034]在p层13表面的一部分区域形成有多个到达n层11的深度的孔22。在孔22的底面露出有n层11。孔22周期性地排列，例如排列成蜂巢状、正三角格子状。孔22的俯视时的形状为
圆、正六角形等。应予说明，孔22可以为1个，可以为台面状。孔22的侧面可以垂直，也可以倾斜。
[0035](透明电极16的构成)
[0036]透明电极16位于p层13上。透明电极16由ITO构成。除了ITO以外，也可以使用IZO等透明导电性材料。另外，也可以没有透明电极，也可以使用Ni/Au等电极材料。这里，“/”是指层叠，A/B是指按照A、B的顺序层叠的结构。以下材料的说明中同样。
[0037](p电极18的构成)
[0038]p电极18位于透明电极16上。p电极18例如为Ni/Au、Ni/Al等。
[0039](反射绝缘膜19的构成)
[0040]反射绝缘膜19遍及p电极18上、透明电极16上、p层13上、孔22的侧面和底面连续地呈膜状设置。反射绝缘膜19保护元件表面，使从发光层12放射的光反射而提高光取出。反射绝缘膜19由SiO2构成。除SiO2以外，也可以使用SiN、SiO2/Al/SiO2等，也可以为DBR。DBR是使高折射率层和低折射率层以规定的厚度交替本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光元件，其特征在于，在具有基板、位于所述基板上的n层、位于所述n层上的发光层、位于所述发光层上的p层、从所述p层表面到达所述n层的孔以及与在所述孔的底面露出的所述n层连接的n电极的、由III族氮化物半导体构成的紫外发光的发光元件中，所述n层由Al组成比为70％以上的n－AlGaN构成，在所述n层与所述n电极之间进一步具有由Al组成比小于所述n层的n－AlGaN构成的接触层，所述接触层与所述n层和所述n电极这两者接触，所述n电极与所述接触层的接触面积比所述接触层与所述n层的接触面积宽。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：水谷浩一，
申请(专利权)人：丰田合成株式会社，
类型：发明
国别省市：