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MULTIPLE-WAVELENGTH LIGHT-EMITTING ELEMENT AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME achieved foreign

Patent code P110005904
File No. H22-082,S2011-0465-N0
Posted date Nov 4, 2011
Application number P2011-060133
Publication number P2012-195529A
Patent number P5854419
Date of filing Mar 18, 2011
Date of publication of application Oct 11, 2012
Date of registration Dec 18, 2015
Inventor
  • (In Japanese)只友 一行
  • (In Japanese)岡田 成仁
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人山口大学
Title MULTIPLE-WAVELENGTH LIGHT-EMITTING ELEMENT AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME achieved foreign
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel multiple-wavelength light-emitting element and to provide a method of manufacturing the same.
SOLUTION: A multiple-wavelength light-emitting element 10 includes a first light-emitting region A1 and a second light-emitting region A2 that have different emission wavelengths. The first light-emitting region A1 includes a first semiconductor base layer 141 and a first semiconductor light-emitting layer 151 stacked on the first semiconductor base layer 141. The second light-emitting region A2 includes: a second semiconductor base layer 142, which is disposed above the first semiconductor base layer 141 and is formed from a semiconductor having the same constituent elements as the first semiconductor base layer 141 and having the different element composition ratio from the first semiconductor base layer 141; and a second semiconductor light-emitting layer 152 stacked on the second semiconductor base layer 142.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は多波長発光素子及びその製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【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6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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2011060133thum.jpg
State of application right Registered
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