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半導体発光素子

国内特許コード P110002650
整理番号 PA21-039
掲載日 2011年5月23日
出願番号 特願2009-201593
公開番号 特開2011-054717
登録番号 特許第5409210号
出願日 平成21年9月1日(2009.9.1)
公開日 平成23年3月17日(2011.3.17)
登録日 平成25年11月15日(2013.11.15)
発明者
  • 山口 敦史
出願人
  • 学校法人金沢工業大学
発明の名称 半導体発光素子
発明の概要

【課題】深紫外光領域の発光特性が優れた半導体発光素子を提供する。
【解決手段】半導体発光素子10(発光ダイオード)は、基板20と、基板20の上に結晶成長によって順に形成されたn型半導体層30、発光層40、p型半導体層50、n型半導体層30の上に設けられたn側電極60およびp型半導体層50の上に形成されたp側電極70を備える。基板20はAlN基板であり、基板面に垂直な方向に対してc軸が5°から15°傾斜した微傾斜基板、または基板表面に垂直な方向に対してc軸が40°から70°傾いた半極性基板である。発光層40は、n-Al0.8Ga0.2N層(量子井戸層)とAl0.9Ga0.1N層(バリア層)とが交互に3層ずつ積層された多重量子井戸構造(MQW)を有する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


中村修二氏による高輝度青色発光ダイオード(LED)の実現以来、発光デバイスの材料として、窒化物半導体は非常に注目されている。これまでに、青色、緑色、白色などの発光ダイオードが、交通信号、各種インディケーター、イルミネーション、液晶バックライトなどとして実用化されている。さらに、この材料を用いた半導体レーザも開発が進み、これまでに、青紫色と純青色のレーザが開発されており、それぞれ次世代DVD(Blu-ray)用光源、及び、フルカラーディスプレイに実用化されつつある。このように窒化物半導体を利用した発光デバイス開発は着実に進歩しているが、窒化物半導体材料のバンドギャップは、光の波長に換算して210nm(深紫外)から1.8um(赤外)までの広い領域をカバーしており、材料の潜在能力としては深紫外、紫外、可視光、赤外の様々な波長(色)のLEDやレーザを実現できる可能性がある。特に、深紫外LEDは殺菌、消毒、浄化、皮膚病医療などの用途に、深紫外レーザは高密度光ディスク記録用途などのために、その実用化が求められている。紫外光源としては、現状では、水銀ランプやガスレーザなどが存在するが、水銀やガスレーザに用いるガスの危険性・環境問題、装置のサイズ、消費電力などが大きな問題となっており、環境にやさしく、しかも、小型、省エネルギー、長寿命の半導体発光素子の実現が切望されている。

産業上の利用分野


本発明は、半導体発光素子に関する。特に、本発明は、深紫外光を発する半導体発光素子に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板面に垂直な方向に対してc軸が5°から15°傾斜した微傾斜基板ある、AlN基板と、
前記AlN基板の上に形成され、n型クラッド層とp型クラッド層との間に設けられた量子井戸構造で構成される発光層と、
を備え、
前記量子井戸構造はAlGaN層(Al(x)Ga(1-x)N:0.75<x≦1)からなり、厚さが2nm以下の量子井戸層を含み、
前記発光層は深紫外光を発光することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項2】
発光ダイオードである請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項3】
前記AlN基板のc軸を基板面に射影した方向の偏光が発光端面から出射される半導体レーザである請求項1に記載の半導体発光素子。
【請求項4】
前記発光層のへき開面が共振器ミラーである請求項に記載の半導体発光素子。
【請求項5】
前記n型クラッド層、前記発光層、前記p型クラッド層とを狭持する一対の反射層をさらに備え、
前記AlN基板のc軸を基板面に射影した方向の偏光が基板面と垂直な方向に出射される垂直共振器面発光レーザである請求項に記載の半導体発光素子。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009201593thum.jpg
出願権利状態 登録
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