半导体发光元件、车辆用灯具及半导体发光元件制造方法与流程

本公开涉及半导体发光元件、车辆用灯具及半导体发光元件的制造方法，特别是涉及具有由埋入层埋入了多个柱状半导体层的结构的半导体发光元件、车辆用灯具及半导体发光元件的制造方法。

背景技术：

1、半导体发光元件通过空穴和电子在活性层中再结合而发光。目前，使用平坦的片状的阱层作为活性层。近年来，对具有柱状等三维结构的活性层进行了研究。在这样的半导体发光元件中，作为一例，具有在n型的柱状半导体层的周围形成活性层，在活性层的周围形成p型的半导体层，进而将其周围由埋入层埋入的结构。

2、另一方面，在半导体发光元件中，作为共同的课题，寻求提高由活性层发出的光的取出效率。进而，作为由半导体发光元件发出的光的取出方向，有上表面、侧面、下表面等，但也有很多情况是为了实现面朝上安装而从上表面取出光。即，有时寻求提高从半导体发光元件的上表面的光取出效率。

3、在使用了柱状半导体层的半导体发光元件中，作为实现从上表面的光取出效率的提高的现有技术，例如已知有专利文献1。专利文献1所涉及的半导体发光元件具备分别呈六边形状的多个柱状半导体和具有多个凸形状部的光取出面，柱状半导体的间距间隔和凸形状部的间距间隔不同。在专利文献1中，通过具备该结构，能够提高具有三维微细结构的活性层的半导体发光元件的光取出效率。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本国特开2020-077817号公报

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、然而，如上所述的柱状半导体层也被称为纳米线，使用了纳米线的半导体发光元件(例如led(light emitting diode，发光二极管)能够抑制高电流区域的功率效率的降低，故而备受关注。作为一例，使用了纳米线的半导体发光元件具有在六棱柱形状的n型的gan的纳米线的周围生长活性层及p型的gan层的结构。

3、即，现有的具备平坦的活性层的半导体发光元件可以说是二维结构，与此相对，使用了纳米线的半导体发光元件为三维结构。因此，使用了纳米线的半导体发光元件具有向侧面方向射出的光量多的特征。该情况下，向侧面方向射出的光受到周围的纳米线引起的光散射、光吸收等的影响，光的取出效率有限。另一方面，在半导体发光元件的主要想从上表面取出光的情况下，需要将向侧面方向射出的光向上表面方向变换的单元(光路变换单元)。

4、例如考虑在半导体发光元件的外部、例如收纳半导体发光元件的封装内设置反射镜，作为光路变换单元。但是，在这样的方法中，存在收纳半导体发光元件的封装变得复杂的问题。另外，在半导体发光元件的制造工序中，考虑在半导体发光元件的内部制作具有镜面的光路变换单元的方法。但是，在这样的方法中，通常存在半导体发光元件的制造工序变得复杂的问题。在这一点上，专利文献1不是提及将向侧面方向射出的光向上表面方向变换的光路变换单元的文献。

5、因此，本公开是鉴于上述现有的问题而提出的，其目的在于提供能够通过简单的结构使从上表面射出的光量增大的半导体发光元件、车辆用灯具及半导体发光元件的制造方法。

6、用于解决问题的技术方案

7、为了解决上述问题，本公开提供一种半导体发光元件，其具备：生长基板、所述生长基板上的多个柱状半导体层、以及覆盖所述多个柱状半导体层的埋入层，其特征在于，所述多个柱状半导体层各自具有：位于中心的n型纳米线层、和位于比所述n型纳米线层靠外周的活性层，所述埋入层在所述柱状半导体层和所述柱状半导体层之间且所述生长基板的上部具备空隙。

8、在这样的本公开的半导体发光元件中，因为在柱状半导体层之间的埋入层的内部形成有空隙，所以从活性层产生并沿横向行进的光被空隙反射或散射，因此，能够增大从上表面射出的光量。

9、另外，在本公开的一方面中，所述生长基板为gan基板，所述埋入层为gan层。

10、另外，在本公开的一方面中，所述埋入层为ito膜。

11、另外，在本公开的一方面中，所述多个柱状半导体各自还具有位于比所述活性层靠外周的p型半导体层。

12、另外，在本公开的一方面中，所述p型半导体层至少在上表面具有接触层，所述埋入层是相对于从所述活性层产生的光透明的绝缘体层，还具备配置于所述绝缘体层上的透明电极，所述接触层从所述绝缘体层突出并与所述透明电极相接。

13、另外，在本公开的一方面中，由所述柱状半导体层的高度和所述柱状半导体层间的间隔规定的长宽比为0.5以上，更优选为3～5。

14、为了解决上述问题，本公开的车辆用灯具使用所述的半导体发光元件。

15、另外，为了解决上述问题，本公开提供一种半导体发光元件的制造方法，其特征在于，具有：在生长基板上形成具有多个开口部的掩模层的掩模工序、使用选择生长在所述多个开口部分别形成柱状半导体层的生长工序、以及以覆盖多个所述柱状半导体层的方式在所述生长基板上生长埋入层的埋入工序，所述生长工序包括：形成n型纳米线层的工序、在比所述n型纳米线层靠外侧形成活性层的工序、以及在比所述活性层靠外侧形成p型半导体层的工序，所述埋入工序包括在所述埋入层的内部的所述柱状半导体层之间的所述掩模层上形成空隙的工序。

16、另外，在本公开的一方面中，由所述柱状半导体层的高度和所述柱状半导体层间的间隔规定的长宽比设定为0.5以上，更优选设定为3～5。

17、发明效果

18、在本公开中，能够提供可以通过简单的结构使从上表面射出的光量增大的半导体发光元件、车辆用灯具及半导体发光元件的制造方法。

技术特征：

1.一种半导体发光元件，其具备：

2.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的半导体发光元件，其特征在于，

6.根据权利要求1～5中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于，

7.一种车辆用灯具，其使用权利要求1～6中任一项所述的半导体发光元件。

8.一种半导体发光元件的制造方法，其特征在于，具有：

9.根据权利要求8所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，

技术总结
一种半导体发光元件，其具备：生长基板(11)、形成于生长基板(11)上的多个柱状半导体层(13、14)、以及覆盖多个柱状半导体层(13、14)的埋入层(16)，多个柱状半导体层(13、14)各自具有：位于中心的n型纳米线层(13)、和位于比n型纳米线层(13)靠外周的活性层(14)，在柱状半导体层(13、14)和柱状半导体层(13、14)之间的埋入层(16)、和生长基板(11)之间具备空隙(17)。

技术研发人员：金冈宏明,野村明宏
受保护的技术使用者：株式会社小糸制作所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21