本發(fā)明涉及發(fā)光裝置。

背景技術(shù)：

1、使用iiia族氮化物半導(dǎo)體的固體發(fā)光元件的紫外線的波長對應(yīng)約210～400nm的范圍的波段。已知特別是uvc(波長100～280nm)能夠有效地殺菌、除菌，發(fā)射發(fā)光波長對應(yīng)uvc的紫外光的iiia族氮化物半導(dǎo)體led的需求增加。紫外led是在藍(lán)寶石基板上形成有aln層且在aln層上層疊有由algan構(gòu)成的n型層、發(fā)光層、p型層而成的構(gòu)成。

2、在專利文獻(xiàn)1中，記載了使發(fā)光元件中的半導(dǎo)體層的厚度為n×d＝m×λ/2，其中n為半導(dǎo)體層的折射率，d為半導(dǎo)體層的厚度，λ為發(fā)光波長，m為整數(shù)。并且記載了通過如此設(shè)定半導(dǎo)體層的厚度，能夠防止元件內(nèi)部的由光的干涉所致的削弱，能夠提高光提取效率。

3、在專利文獻(xiàn)2中，記載了在電子阻擋層與p型接觸層之間設(shè)置組成梯度層。組成梯度層是由aln或algan構(gòu)成，以al組成隨著遠(yuǎn)離電子阻擋層而減少的方式構(gòu)成，是在與電子阻擋層的界面al組成與電子阻擋層相同的層。并且記載了通過設(shè)置組成梯度層，能夠抑制二維空穴氣的產(chǎn)生，抑制電流擁擠的產(chǎn)生。

4、另外，在專利文獻(xiàn)3中，記載了用透鏡覆蓋安裝于安裝基板上的紫外led，用液體的氟化碳化合物填埋紫外led與透鏡的間隙的發(fā)光裝置。

5、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

6、專利文獻(xiàn)

7、專利文獻(xiàn)1：日本特開2004-119756號(hào)公報(bào)

8、專利文獻(xiàn)2：日本特開2019-16964號(hào)公報(bào)

9、專利文獻(xiàn)3：日本特開2022-108692號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、但是，專利文獻(xiàn)1-3中并未提及從發(fā)光元件提取的光的角度依賴性(配光)。例如，在發(fā)光元件的橫向(與發(fā)光元件的主面水平的方向)提取的光難以在實(shí)際的制品中應(yīng)用。因此，要求在元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)上提高軸上強(qiáng)度(與發(fā)光元件的主面垂直的方向的光強(qiáng)度)。另外，在專利文獻(xiàn)1的方法中，由于串聯(lián)電阻隨著半導(dǎo)體層的厚度而變化，所以驅(qū)動(dòng)電壓也可能會(huì)變化。

2、本發(fā)明是鑒于上述背景而進(jìn)行的，想要提供一種能夠抑制驅(qū)動(dòng)電壓上升且提高軸上強(qiáng)度的發(fā)光裝置。

3、本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種發(fā)光裝置，具有：

4、倒裝芯片型的紫外發(fā)光的發(fā)光元件，

5、接觸并覆蓋上述發(fā)光元件的至少上表面、折射率比空氣高且比上述發(fā)光元件低的密封部，以及

6、接觸并覆蓋上述密封部、折射率比上述密封部高的透鏡，

7、上述發(fā)光元件具有：

8、n型層，由n型的包含al的iiia族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成，

9、活性層，位于上述n型層的主面中的與上述密封部側(cè)相反的一側(cè)的面，由包含al的iiia族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成，為具有阱層和勢壘層的量子阱結(jié)構(gòu)，

10、電子阻擋層，位于上述活性層的主面中的與上述n型層側(cè)相反的一側(cè)的面，由p型的包含al的iiia族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成，al組成比上述勢壘層高，

11、組成梯度層，位于上述電子阻擋層的主面中的與上述活性層側(cè)相反的一側(cè)的面，由p型的包含al的iiia族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成，al組成隨著遠(yuǎn)離上述活性層而減少，

12、p型接觸層，位于上述組成梯度層的主面中的與上述電子阻擋層側(cè)相反的一側(cè)的面，由p型的包含al的iiia族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成，以及

13、p側(cè)電極，位于上述p型接觸層的主面中的與上述組成梯度層側(cè)相反的一側(cè)的面，反射來自上述活性層的紫外光，

14、上述組成梯度層的厚度被設(shè)定成：使從上述活性層射向上述n型層側(cè)的光跟從上述活性層射向與上述n型層相反的一側(cè)后被上述p側(cè)電極反射而射向上述n型層側(cè)的光通過干涉而在與上述發(fā)光元件的主面垂直的方向加強(qiáng)。

15、本發(fā)明的另一方式涉及一種發(fā)光裝置的制造方法，上述發(fā)光裝置具有：

16、倒裝芯片型的紫外發(fā)光的發(fā)光元件，

17、接觸并覆蓋上述發(fā)光元件的至少上表面、折射率比空氣高且比上述發(fā)光元件低的密封部，以及

18、接觸并覆蓋上述密封部、折射率比上述密封部高的透鏡，

19、上述發(fā)光元件具有：

20、n型層，由n型的包含al的iiia族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成，

21、活性層，位于上述n型層的主面中的與上述密封部側(cè)相反的一側(cè)的面，由包含al的iiia族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成，為具有阱層和勢壘層的量子阱結(jié)構(gòu)，

22、電子阻擋層，位于上述活性層的主面中的與上述n型層側(cè)相反的一側(cè)的面，由p型的包含al的iiia族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成，al組成比上述勢壘層高，

23、組成梯度層，位于上述電子阻擋層的主面中的與上述活性層側(cè)相反的一側(cè)的面，由p型的包含al的iiia族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成，al組成隨著遠(yuǎn)離上述活性層而減少，

24、p型接觸層，位于上述組成梯度層的主面中的與上述電子阻擋層側(cè)相反的一側(cè)的面，由p型的包含al的iiia族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成，以及

25、p側(cè)電極，位于上述p型接觸層的主面中的與上述組成梯度層側(cè)相反的一側(cè)的面，反射來自上述活性層的紫外光，

26、將上述組成梯度層的厚度設(shè)定成：使從上述活性層射向上述n型層側(cè)的光跟從上述活性層射向與上述n型層相反的一側(cè)后被上述p側(cè)電極反射而射向上述n型層側(cè)的光通過干涉而在與上述發(fā)光元件的主面垂直的方向加強(qiáng)。

27、上述方式中，利用組成梯度層的厚度控制了紫外光的干涉。因此，能夠抑制驅(qū)動(dòng)電壓上升且提高軸上強(qiáng)度。

技術(shù)特征：

1.一種發(fā)光裝置，具有：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，將從所述勢壘層中位于最上層的層到所述p型接觸層為止的總膜厚設(shè)為d1，將所述組成梯度層的厚度設(shè)為d2，以d1滿足n×d1＝m×λ的方式設(shè)定了厚度d2，其中，n為發(fā)光波長處的從所述電子阻擋層到所述p型接觸層為止的層的平均折射率，λ為發(fā)光波長，m為0.55～0.9。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光裝置，其中，所述組成梯度層為從所述電子阻擋層側(cè)依次層疊有第1組成梯度層、第2組成梯度層的結(jié)構(gòu)，所述第1組成梯度層為無摻雜或p型雜質(zhì)摻雜，所述第2組成梯度層為p型雜質(zhì)摻雜且p型雜質(zhì)濃度比所述第1組成梯度層高。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光裝置，其中，所述組成梯度層的厚度根據(jù)所述第1組成梯度層的厚度來設(shè)定。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光裝置，其中，所述第1組成梯度層的厚度與所述組成梯度層的厚度d2的比為0.4～0.7。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光裝置，其中，所述密封部設(shè)置在所述發(fā)光元件的上表面，未設(shè)置在側(cè)面。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光裝置，其中，所述電子阻擋層為從所述活性層側(cè)依次層疊有第1電子阻擋層、第2電子阻擋層的結(jié)構(gòu)，所述第2電子阻擋層的al組成比所述第1電子阻擋層的al組成低，且比所述組成梯度層的al組成的最大值低。

8.一種發(fā)光裝置的制造方法，所述發(fā)光裝置具有：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光裝置的制造方法，其中，將從所述勢壘層中位于最上層的層到所述p型接觸層為止的總膜厚設(shè)為d1，將所述組成梯度層的厚度設(shè)為d2，使d3＝d1－d2，將厚度d3固定為規(guī)定值，變更厚度d2，以滿足n×d1＝m×λ的方式設(shè)定厚度d2，其中，n為發(fā)光波長處的從所述電子阻擋層到所述p型接觸層為止的層的平均折射率，λ為發(fā)光波長，m為0.55～0.9。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的發(fā)光裝置的制造方法，其中，所述組成梯度層為從所述電子阻擋層側(cè)依次層疊有第1組成梯度層、第2組成梯度層的結(jié)構(gòu)，所述第1組成梯度層為無摻雜或p型雜質(zhì)摻雜，所述第2組成梯度層為p型雜質(zhì)摻雜且p型雜質(zhì)濃度比所述第1組成梯度層高，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供能夠提高軸上強(qiáng)度的發(fā)光裝置。發(fā)光裝置具有：倒裝芯片型的紫外發(fā)光的發(fā)光元件，接觸并覆蓋發(fā)光元件的至少上表面、折射率比空氣高且比發(fā)光元件低的密封部，以及接觸并覆蓋密封部、折射率比密封部高的透鏡。發(fā)光元件的組成梯度層的厚度被設(shè)定成：使從活性層射向n型層側(cè)的光跟從活性層射向與n型層相反的一側(cè)后被p側(cè)電極反射而射向n型層側(cè)的光通過干涉而在與發(fā)光元件的主面垂直的方向加強(qiáng)。

技術(shù)研發(fā)人員：奧野浩司,齋藤義樹,大矢昌輝,永田賢吾,竹內(nèi)哲也,上山智,巖谷素顯,石黑永孝,巖月梨惠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：豐田合成株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19