发光元件及其制造方法技术
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发光元件及其制造方法
本专利技术涉及一种发光元件及其制造方法，特别涉及LED的高性能化。
技术介绍
在发光元件中，LED（LightEmittingDiode）元件作为高亮度且节能的发光元件日益实用化。例如，作为使用氮化物半导体（以下以“GaN”例示）的半导体发光元件的LED期待作为替代荧光灯的照明用光源，且在性能上以流明/瓦特（发光效率）的提高为指标，在成本上以价格/流明的降低为指标而使开发活化。在活性层中空穴和电子再结合而发光的光从GaN出射至空气中，相对空气的折射率1.0，GaN的折射率较高，大致为2.5，在与空气的界面上，大致近70%的光因全反射而被关在半导体内部，最终转化成热而消失。因此，今后如何将GaN中的光提取至外部成为进行性能提高、成本降低方面的大课题。另外，发出波长220nm～350nm的深紫外光的高亮度LED可期待在杀菌、净水、各种医疗领域、高密度光记录、高显色LED照明、公害物质的高速分解处理等广泛领域的应用。但，此前的深紫外LED的外部量子效率即使再大也仅有百分之几左右，与蓝色LED的数10%的值相比太小，为难以实用化的状况。LED的外部量...
【技术保护点】
一种半导体发光元件，其特征在于，在光提取层具有光子晶体周期结构，所述光子晶体周期结构由具有不同折射率的两个系统（结构体）构成，且具有光子带隙，其中所述两个系统（结构体）的界面满足布拉格散射的条件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.12 JP 2011-1542761.一种半导体发光元件，其特征在于，在光提取层具有光子晶体周期结构，所述光子晶体周期结构由具有不同折射率的两个系统构成，在所述两个系统的界面上，决定所述光子晶体周期结构的设计波长λ、周期a和半径R满足布拉格条件；所述周期a和所述半径R的比(R/a)的值是能够使所述光子晶体周期的结构具有最大光子带隙的值；以及所述布拉格条件的次数m，其范围在1＜m＜5，并且是通过使用FDTD法进行的模拟解析结果对于所述设计波长λ具有最大光提取效率的m值，进行根据FDTD法的解析时，首先，通过求出的R/a求与次数m对应的直径d、周期a，且决定深度h，其中0<h<1.0d，将由该d、a、h构成的圆孔在折射率分别为n1、n2的两个媒质的界面上以周期结构进行设定，并以FDTD法解析，从而求出光的提取效率和配光性。2.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，所述光子晶体周期结构的深度h为该光子晶体周期结构的周期a的0.5倍以上。3.如权利要求1或2所述的半导体发光元件，其中，所述光提取层为半导体发光元件的基板或形成于基板的相对面的保护膜中的任一个。4.如权利要求3所述的半导体发光元件，其中，所述光子晶体周期结构在所述基板的任意深度位置的区域内实施。5.如权利要求3所述的半导体发光元件，其特征在于，所述光子晶体周期结构包含周期性形成于所述基板的背面的空孔而形成。6.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，所述光子晶体周期结构在一个或两个以上的光提取层的任意深度位置的区域内形成两处以上。7.如权利要求1、2或6中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于，具有光子带隙的所述光子晶体周期结构为，通过从将从该光子晶体周期结构输出的平面波在电场E、磁场H中展开的麦克斯韦电磁场波动方程组Σε-1(G-G’)|k+G||k+G’|E(G’)＝ω2/c2E(G’)及Σε-1(G-G’)(k+G)*(k+G’)H(G’)＝ω2/c2H(G)，(ε-1：介电常数的倒数，G：倒格矢，ω：频率，c：光速，k：波数向量)的固有值计算求出的TE光、或TM光中的任一个的介电能带和空气带的差，决定该结构的参数即周期a、直径d的光子晶体周期结构。8.如权利要求7所述的半导体发光元件，其特征在于，还具有通过FDTD法决定深度h的光子晶体周期结构，进行根据FDTD法的解析时，首先，通过求出的R/a求与次数m对应的直径d、周期a，且决定深度h，其中0<h<1.0d，将由该d、a、h构成的圆孔在折射率分别为n1、n2的两个媒质的界面上以周期结构进行设定，并以FDTD法解析，从而求出光的提取效率和配光性。9.如权利要求1、2或6中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于，所述光提取层的光子晶体周期结构使用纳米压印光刻法进行加工。10.如权利要求9所述的半导体发光元件，其特征在于，所述光提取层的光子晶体周期结构利用经由树脂塑模的模具的图案的转印处理进行加工。11.如权利要求3所述的半导体发光元件，其中，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：鹿岛行雄，松浦惠里子，西原浩巳，田代贵晴，大川贵史，平山秀树，藤川纱千惠，尹成圆，高木秀树，上村隆一郎，长田大和，
申请(专利权)人：丸文株式会社，东芝机械株式会社，独立行政法人理化学研究所，株式会社爱发科，
类型：
国别省市：
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