氮化物系半导体发光元件(300)具备基板(304)和氮化物半导体层叠构造，氮化物半导体层叠构造具有用于射出偏振光的氮化物半导体活性层(306)，基板(304)的多个侧面(332)中的至少一个侧面相对于基板(304)的主面(333)而形成的角度θ大于90度，基板(304)的多个侧面(332)中的至少一个侧面与基板(304)的主面(333)之间的交线相对于偏振光的主面(333)内的偏振方向(324)而形成的角度的绝对值即角度θ2(mod?180度)是不包含0度与90度的角度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氮化物系半导体发光元件，该氮化物系半导体发光元件具备具有主面、作为光取出面的背面、以及多个侧面的基板；以及形成在所述基板的主面上的氮化物半导体层叠构造。另外，本专利技术涉及具备氮化物系半导体发光元件的光源以及氮化物系半导体发光元件的制造方法。
技术介绍
含有作为V族元素的氮(N)的氮化物半导体，根据其能带隙(band gap)的大小，有希望成为短波长发光元件的材料。其中，氮化镓系化合物半导体的研究正积极进行，利用了氮化镓系化合物半导体的蓝色发光二极管(LED)、蓝色半导体激光器也正在进行实用化。 以下，在氮化物半导体中包含采用铝(Al)以及铟(In)中的至少一方来置换Ga的一部分或全部后得到的化合物半导体。由此，GaN系半导体由组成式AlxGayInzN(O ( x、y、z^l, x+y+z = I)来表示。通过采用Al或In来置换Ga,可以使能带隙比GaN还大,也可以使能带隙比GaN还小。由此，不仅仅是蓝色或绿色等短波长的光，也可发出橙色或红色的光。基于该特征，也可期待将GaN系半导体发光元件应用于图像显示装置或照明装置中。氮化物半导体具有纤维锌矿(wurtzite)型结晶构造。图IA至图IC按照4指数 标记法(六方晶指数)来表示纤维锌矿型结晶构造的面。在4指数标记法中，使用由al、a2、a3以及c表示的基本向量来表示结晶面和方位。基本向量c沿方向进行延伸，将该方向称为“c轴”。将与c轴垂直的面(plane)称为“c面”或“(0001)面”。图IA中，除c面外还图示出了 a面、m面。另外，图IB图示出了 r面，图IC中图示出了(11-22)面。图2 (a)采用球模型来表示氮化物半导体的结晶构造，图2 (b)表示从a轴方向观察时m面表面附近的原子排列的图。m面与图2(b)的纸面垂直。图2(c)是从m轴方向观察时+c面表面的原子排列的图。c面与图2(c)的纸面垂直。从图2(b)中可知N原子以及Ga原子处于与m面平行的平面上。相对于此，从图2(c)可知在c面中形成有仅配置有Ga原子的层和仅配置N原子的层。现有技术中，在利用氮化物半导体来制作半导体元件的情况下，作为使氮化物半导体结晶生长的基板，使用c面基板，即，使用具有(0001)面为主面的基板。在该情况下，由于Ga原子以及N原子的配置的缘故，在氮化物半导体中在c轴方向上形成自发的极化(Electrical Polarization)。由此,“c面”也称为“极性面”。作为其极化的结果,在氮化物系半导体发光元件的活性层中的InGaN的量子阱中，沿c轴方向而产生压电电场。通过该电场，活性层内中的电子以及空穴的分布发生位置偏离，进而由于载流子的量子约束斯塔克效应，活性层的内部量子效率将降低。在此，正研讨使用在表面具有被称为“非极性面”的m面、a面，或者被称为“半极性面”的-r面、(11-22)面的基板，来制造发光元件。如图I所示，纤锌矿型结晶构造中的m面与c轴平行，且有与c面正交的6个等效的面。例如，在图I中，与方向垂直的(1-100)面是m面。在与(1-100)面等效的其他的m面中，有(-1010)面、(10-10)面、，(-1100)面、(01-10)面、(0-110)面。在此，在表示米勒指数(Miller indices)的括号内的数字左边附加的含义是“横杠(Bar) ”，以便于表示该指数的反转。在m面中，如图2(b)所示，由于Ga原子以及氮原子存在于同一原子面上，所以，不会在与m面垂直的方向上产生极化。由此，如果使用形成在m面上的半导体层叠构造来制作发光元件，则不会在活性层中产生压电电场，能够解决由于载流子的量子约束斯塔克效应效果所引起的内部量子效率降低这样的课题。对于这些，m面以外的非极性面的a面也同样，另外，即使是被称为半极性面的_r面、(11-22)面，也能够获得类似的效果。并且，关于具有形成在m面、a面、_r面、(11-22)面等的活性层的氮化物系半导体发光元件，其具有因价电子带的构造而引起的偏振特性。例如，专利文献I中，作为改善以非极性面或半极性面为主面的氮化物系半导体发光元件的偏振特性的方法，示出了 通过将氮化物系半导体发光元件小片化为菱型形状或者三角形形状，来抑制使从氮化物系半导体发光元件的侧面射出的光的偏振度降低这样 的构造。例如，专利文献2中记载有作为改善氮化物系半导体发光元件的可靠性的方法，在M面或者R面的氮化物系半导体发光元件中，将氮化物半导体芯片进行单片化时，从劈开面倾斜30至60度而进行单片化的方法。例如，专利文献3中记载有作为提高以a面为主面的氮化物系半导体发光元件的光取出的方法，在将氮化物半导体芯片进行单片化时，从劈开面倾斜5至85度而进行单片化的方法。如此，在氮化物半导体芯片的侧面产生凹凸，由此提高从侧面的光取出。专利文献I JP特开2009-71174号公报专利文献2 JP特开2007-234908号公报专利文献3 JP特开2008-277323号公报但是，上述的现有技术中，存在有要求更进一步提高发光的品质。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供能够使发光的品质得到提高的氮化物系半导体发光设备。某实施方式的氮化物系半导体发光元件具备基板，该基板具有主面、作为光取出面的背面、和多个侧面；以及氮化物半导体层叠构造，该氮化物半导体层叠构造形成在所述基板的主面上，其中，所述氮化物半导体层叠构造具有用于射出偏振光的活性层，在将所述基板的多个侧面中的至少一个侧面相对于所述基板的主面而形成的角度设为角度Θ，且所述基板的多个侧面中的至少一个侧面与所述基板的主面之间的交线相对于所述偏振光在所述主面内的偏振方向而形成的角度的绝对值设为角度Θ 2的情况下，所述角度Θ大于90度，且所述角度0 2(mod 180度)是不包含O度与90度在内的角度。专利技术的效果根据本专利技术，由于Θ大于90度，且Θ 2是不包含O度与90度在内的角度，因此氮化物半导体活性层射出的偏振光的一部分由基板的侧面而进行椭圆偏振化并反射，从背面取出。由此，能够减小偏振度，提高发光的品质。附图说明图IA是表示纤锌矿型结晶构造的c面、a面、m面的图。图IB是表示纤锌矿型结晶构造的r面的图。图IC是表示纤锌矿型结晶构造的(11-22)面的图。图2(a)是以球模型示出了氮化物半导体的结晶构造的图，图2(b)是从a轴方向观察时m面表面附近的原子排列的图，图2(c)是从m轴方向观察时+c面表面的原子排列的图。图3(a)至(C)是表示主面为m面的氮化物系半导体发光元件的图。图4是表示主面为m面的氮化物系半导体发光元件的发光波长与偏振度的测定结果的图。 图5是用于说明偏振度的测定方法的图。图6(a)至(C)是表示实施方式I中的氮化物系半导体发光元件的图。图7(a)至(C)是用于说明实施方式I中的偏振度减小的原理的图。 图8 (a)是表示偏振种类的图，图8 (b)、(C)是表示在考虑了实施方式I中的I个侧面332的情况下的偏振椭圆率、偏振度的计算结果的图。图9(a)、(b)是表示在考虑了实施方式I中的I个侧面332的情况下的临界角、相对相位差的计算结果的图。图10(a)是表示入射至侧面332的光中的在侧面332被反射后而从光取出面331射出的光的比例(计算结果)的曲线图，图10(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氮化物系半导体发光元件，具备：基板，其具有主面、作为光取出面的背面、和多个侧面；以及氮化物半导体层叠构造，其形成在所述基板的主面上，其中，所述氮化物半导体层叠构造具有用于射出偏振光的活性层，在将所述基板的多个侧面中的至少一个侧面相对于所述基板的主面而形成的角度设为角度θ，且将所述基板的多个侧面中的至少一个侧面与所述基板的主面之间的交线相对于所述偏振光在所述主面内的偏振方向而形成的角度的绝对值设为角度θ2的情况下，所述角度θ大于90度，且所述角度θ2除以180度所得到的余数是不包含0度与90度在内的角度。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：井上彰，藤金正树，横川俊哉，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。