[发明专利]深紫外LED及其制造方法

说明书

本发明涉及一种深紫外LED，其设计波长设为λ，其特征在于，从基板的相反侧按顺序具有Al反射电极层、极薄膜金属层以及透明p型AlGaN接触层，在所述透明p型AlGaN接触层的厚度方向的范围内具有光子晶体周期结构，并且，所述光子晶体周期结构具有光子带隙。

技术领域

本发明涉及AlGaN基深紫外LED技术。

背景技术

近年来，发光波长为265nm附近的深紫外LED作为杀菌、净水用途而受到关注。图22是表示一般的现有的深紫外LED的结构的一个例子的剖视图。在图22所示的LED中，由量子阱层5发出的光通过势垒层4、n型AlGaN层3、AlN缓冲层2以及蓝宝石基板1而向上部方向(空气中)射出。此时，根据斯涅尔定律，因n型AlGaN层3、AlN缓冲层2、蓝宝石基板1、空气之间的折射率差而使得一部分光发生内部全反射并朝向Al(或者Au)反射电极层11的方向，几乎被p型GaN接触层9、Ni层10吸收而在内部消失。

另一方面，由量子阱层5发出并向下部方向传播的光也被p型GaN接触层9、Ni层10吸收而使得光几乎消失。

因此，在图22所示的结构中，超过50％的光在内部消失。此时的外量子效率(EQE)约为5％，光提取效率(LEE)约为10％。

根据专利文献1，公开有如下内容：在蓝宝石基板的表面、侧面设置凹凸结构，由此抑制内部全反射而将光提取效率改善20％左右。

另外，作为提高光提取效率的新方法，介绍了在光提取层形成具有光的波长程度的周期的光子晶体周期结构的技术。一般情况下，光子晶体周期结构形成于具有不同的折射率的两个结构体的界面、且主要是由柱状体结构或者孔状结构构成的凹凸。而且，已知通过在形成有该周期结构的区域禁止光的存在可抑制全反射，利用该技术有助于光提取效率的提高(参照专利文献2)。

另外，在下述非专利文献1中，记载有如下主旨的报告：将吸收深紫外光的p型GaN接触层置换为相对于深紫外光而透明的透明p型AlGaN接触层，进一步，将Ni层的厚度极力地减薄为1nm左右，由此能将光提取效率改善至1.7倍。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-68010号公报

专利文献2：日本特许第5315513号公报

非专利文献

非专利文献1：OPTRONICS(2014.2)NO.386平成26年2月10日发行、56(总论)、通过元件透明化而实现的AlGaN深紫外LED的光提取效率的高效化、pp.58-66.

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1中，关于抑制向图22的上部方向(基板侧)传播的光的吸收，改善了一部分。

但是，由量子阱层发出并向图22的下部方向(反射电极侧)传播的光几乎都被p型GaN接触层、Ni层吸收，因此，并未从根本上解决发光效率的改善问题。

专利文献2中记载的在发光元件中制作的光子晶体的目的在于改善光提取效率，但在用于抑制p型GaN接触层、Ni层的吸收这方面并没有具体的公开。

另外，在非专利文献1中，虽然改善了向图22的下部方向(反射电极侧)传播的光的吸收，但Ni(1nm)/Al反射电极的反射率为70％左右，没有能够解决少许光被吸收的问题。

本发明的目的在于，在深紫外LED中，抑制朝上下方向传播的光的吸收而进一步改善光提取效率。

用于解决问题的方法