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多波長発光素子及びその製造方法 実績あり 外国出願あり

国内特許コード P110005904
整理番号 S2011-0465-N0/H22-082
掲載日 2011年11月4日
出願番号 特願2011-060133
公開番号 特開2012-195529
登録番号 特許第5854419号
出願日 平成23年3月18日(2011.3.18)
公開日 平成24年10月11日(2012.10.11)
登録日 平成27年12月18日(2015.12.18)
発明者
  • 只友 一行
  • 岡田 成仁
出願人
  • 国立大学法人山口大学
発明の名称 多波長発光素子及びその製造方法 実績あり 外国出願あり
発明の概要 【課題】従来にない新規な多波長発光素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】多波長発光素子10は、発光波長が異なる第1及び第2発光領域A1,A2が構成されている。第1発光領域A1では、第1半導体下地層141と、その上に積層された第1半導体発光層151とが設けられている。第2発光領域A2では、第1半導体下地層141の上に配置された第1半導体下地層141と同一の構成元素で且つ元素組成比が異なる半導体で形成された第2半導体下地層142と、その上に積層された第2半導体発光層152とが設けられている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


発光波長が相互に異なる複数の半導体発光層を同一基板上に形成した多波長発光素子が種々提案されている。



例えば、特許文献1には、同一基板上に、GaP系、AlGaAs系、またはAlGaInP系化合物半導体からなる発光ダイオード部を少なくとも1個積層し、その発光ダイオード部上に、GaN系化合物半導体からなる発光ダイオード部を1個以上積層した多波長発光素子が開示されている。



特許文献2には、1つの基板材料上に少なくとも2種類以上の半導体発光素子を形成し、各々の半導体発光素子上に、それぞれの素子の発光波長に反応する蛍光体を複数種類塗布し、各々の半導体発光素子を同時に発光させることにより、広範囲の発光波長を有する可視光を発光する多波長発光装置が開示されている。

産業上の利用分野


本発明は多波長発光素子及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
主面が無極性面又は半極性面である半導体層の上に発光波長が異なる第1及び第2発光領域が構成された多波長発光素子であって、
上記第1発光領域では、上記主面が無極性面又は半極性面である半導体層の上に配置された第1半導体下地層と、その上に積層された第1半導体発光層と、が設けられ、
上記第2発光領域では、上記第1半導体下地層の上に配置された該第1半導体下地層と同一の構成元素で且つ元素組成比が異なる半導体で形成された第2半導体下地層と、その上に積層された第2半導体発光層と、が設けられており、
上記第1半導体下地層及び上記第1半導体発光層、並びに上記第2半導体下地層及び上記第2半導体発光層のそれぞれは、半導体がエピタキシャル結晶成長して形成されていることにより、上記主面が無極性面又は半極性面である半導体層の主面と同一の結晶面を主面とし、
上記第1発光領域では、上記主面が無極性面又は半極性面である半導体層の直上に上記第1半導体下地層が積層されていると共に、該第1半導体下地層の直上に上記第1半導体発光層が積層され、
上記第2発光領域では、上記第1半導体下地層の直上に積層された上記第1半導体発光層の直上に上記第2半導体下地層が積層されていると共に、その直上に上記第2半導体発光層が積層されている多波長発光素子。

【請求項2】
請求項1に記載された多波長発光素子において、
上記主面が無極性面又は半極性面である半導体層がアンドープの半導体層である多波長発光素子。

【請求項3】
請求項1又は2に記載された多波長発光素子において、
上記第1及び第2半導体下地層にはドーパントがドープされている一方、上記第1及び第2半導体発光層にはドーパントがドープされていない多波長発光素子。

【請求項4】
主面が無極性面又は半極性面であるアンドープの半導体層の上に発光波長が異なる第1及び第2発光領域が構成された多波長発光素子であって、
上記第1発光領域では、上記主面が無極性面又は半極性面である半導体層の上に配置された第1半導体下地層と、その上に積層された第1半導体発光層と、が設けられ、
上記第2発光領域では、上記第1半導体下地層の上に配置された該第1半導体下地層と同一の構成元素で且つ元素組成比が異なる半導体で形成された第2半導体下地層と、その上に積層された第2半導体発光層と、が設けられており、
上記第1半導体下地層及び上記第1半導体発光層、並びに上記第2半導体下地層及び上記第2半導体発光層のそれぞれは、半導体がエピタキシャル結晶成長して形成されていることにより、上記主面が無極性面又は半極性面である半導体層の主面と同一の結晶面を主面とし、
上記第1発光領域では、上記主面が無極性面又は半極性面である半導体層の直上に上記第1半導体下地層が積層されていると共に、該第1半導体下地層の直上に上記第1半導体発光層が積層され、
上記第2発光領域では、上記第1半導体下地層の直上に上記第2半導体下地層が積層されていると共に、その直上に上記第2半導体発光層が積層されており、
上記第1及び第2半導体下地層にはドーパントがドープされている一方、上記第1及び第2半導体発光層にはドーパントがドープされていない多波長発光素子。

【請求項5】
請求項1乃至4のいずれかに記載された多波長発光素子において、
上記第1及び第2半導体発光層は、相互に同一の構成元素で且つ元素組成比が異なる半導体で形成されている多波長発光素子。

【請求項6】
請求項1乃至5のいずれかに記載された多波長発光素子において、
上記主面が無極性面又は半極性面である半導体層の上に上記第1及び第2発光領域とは発光波長が異なる第3発光領域が構成され、
上記第3発光領域では、上記第1及び第2半導体下地層の上に配置された該第1及び第2半導体下地層と同一の構成元素で且つ元素組成比が異なる半導体で形成された第3半導体下地層と、その上に積層された第3半導体発光層と、が設けられており、
上記第3半導体下地層及び上記第3半導体発光層のそれぞれは、半導体がエピタキシャル結晶成長して形成されていることにより、上記主面が無極性面又は半極性面である半導体層の主面と同一の結晶面を主面とする多波長発光素子。

【請求項7】
請求項1乃至のいずれかに記載された多波長発光素子において、
上記第1半導体下地層及び上記第1半導体発光層、並びに上記第2半導体下地層及び上記第2半導体発光層がInGaNで形成されている多波長発光素子。

【請求項8】
請求項4に記載された多波長発光素子の製造方法において、
主面が無極性面又は半極性面である半導体層の上に第1半導体下地層を形成し、その上に、該第1半導体下地層と同一の構成元素で且つ元素組成比が異なる半導体で第2半導体下地層を、該第1半導体下地層の一部分が露出した状態に形成した後、露出した第1半導体下地層の一部分の上及び第2半導体下地層の上にそれぞれ第1及び第2半導体発光層を同時に形成し、
上記第1半導体下地層及び上記第1半導体発光層、並びに上記第2半導体下地層及び上記第2半導体発光層のそれぞれを、半導体をエピタキシャル結晶成長させて形成することにより、上記主面が無極性面又は半極性面である半導体層の主面と同一の結晶面を主面とする多波長発光素子の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011060133thum.jpg
出願権利状態 登録
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