JP2010500751A

Iii-nitride light-emitting devices with one or more resonance reflectors and reflective engineered growth templates for such devices, and methods

Abstract

Epitaxially grown metal mirrors, the first mirror, the second mirror, and the epitaxially grown activity located on or near at least one wave between the first and second mirrors. A light emitting element characterized by having a region.

JP2010500751A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 1

Term

Projected expiry 3 August 2027.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Today
  5. Projected expiry

32 claims: 4 independent, 28 dependent

  1. 1
    (a)エピタキシャルに成長した金属鏡である第1鏡と、 (b)第2鏡と、 (c)前記第1鏡と前記第2鏡の間の少なくとも1つの波腹に位置する又は波腹近くに位置するエピタキシャルに成長した活性領域を備えることを特徴とする発光素子。
  2. 2
    前記第1鏡がIII族窒化物構造体上で成長することを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  3. 3
    (a)前記第1鏡と前記第2鏡の間に配されるn型III族窒化物層と、 (b)前記第1鏡と前記第2鏡の間に配されるp型III族窒化物層を更に備えることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  4. 4
    前記第1鏡と前記第2鏡の間に配されるp-AlGaN層を更に備えることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  5. 5
    前記第1鏡が部分的に光透過性を備えるとともに部分的に光反射性を備えることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  6. 6
    透明な基板を更に備えることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  7. 7
    前記第1鏡が光反射性を備えるとともに光透過性を有さないことを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  8. 8
    前記n型III族窒化物層がエピタキシャルに成長し、連続的な光波の波腹に又は連続的な光波の波腹近くに前記活性領域の中央を位置させるような厚さを備えることを特徴とする請求項3記載の発光素子。
  9. 9
    前記p型III族窒化物層がエピタキシャルに成長し、連続的な光波の波腹に又は連続的な光波の波腹近くに前記活性領域の中央を位置させるような厚さを備えることを特徴とする請求項3記載の発光素子。
  10. 10
    キャビティ長L c がd1とd2の和算値に等しく、 前記d1は、前記活性領域の前記中央とエピタキシャル成長した金属鏡の間の距離であり、数式(0.25λ/N)+M(0.5λ/N)-PD1で表され、 前記d2は、前記活性領域の前記中央と前記第2鏡の間の距離であり、前記第2鏡が金属である場合には、数式(0.25λ/N)+M(0.5λ/N)-PD2で表され、前記第2鏡が分散ブラッグ反射器である場合には、数式(0.75λ/N)+M(0.5λ/N)で表され、 前記λは、真空下での前記活性領域により作り出される光の波長であり、 前記Nは、前記III族窒化物材料の屈折率であり、 前記Mは、前記III族窒化物材料中の波長の半分の値に対する0から始まる整数倍であり、 前記PD1及び前記PD2それぞれは、前記第1鏡と前記第2鏡への前記光の侵入深さであることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  11. 11
    前記活性領域の厚みを有する部分が、0.25λ/N未満の幅を有し、連続的な光波の波腹又は連続的な光波の波腹の近くに前記活性領域が位置づけられた状態を保ち、 前記λは、活性領域において作り出される真空中の光の波長であり、 前記Nは、前記III族窒化物材料の屈折率であることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  12. 12
    前記活性領域の位置が、数式0.125(λ/N)-0.5(W AR )で定義される最大偏差を備え、 前記W AR は、前記活性領域の幅であり、 前記λは、活性領域において作り出される真空中の光の波長であり、 前記Nは、前記III族窒化物材料の屈折率であることを特徴とする請求項11記載の発光素子。
  13. 13
    前記第1鏡の組成物が、 Zr、Hf及び(Hf x Zr 1-x (尚、xは0と1の間の数である))、 ZrN、HfN、TiN及び(Hf x Zr y Y z N(尚、x+y+z=1である))、 ZrB2、HfB2、YB2及び(Hf x Zr y Y z B 2 (尚、x+y+z=1である))のうち少なくとも1つであることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  14. 14
    前記第2鏡がエピタキシャル金属鏡であることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  15. 15
    前記第2鏡が、アモルファス、多結晶及び微結晶を含む非エピタキシャル金属鏡であることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  16. 16
    前記第2鏡が分散ブラッグ反射器であることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  17. 17
    前記第2鏡が、半導体/空気界面であることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  18. 18
    前記第2鏡が、半導体/エポキシ界面であることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  19. 19
    前記第2鏡が、半導体/透明導体界面であることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  20. 20
    光結晶構造体を更に備えることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  21. 21
    前記第2鏡が光結晶の光抽出面であることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  22. 22
    粗面処理された光抽出面を更に備えることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  23. 23
    前記第2鏡が粗面処理された光抽出面であることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  24. 24
    前記キャビティ長L c が離調され、 前記放出波長が正常キャビティモード波長よりも長く、放出された光がオフアクシスモード内で伝播し、該オフアクシスモードは、オンアクシスモードに対して角度を備え、該角度がスネルの法則の臨界角を下回ることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  25. 25
    前記キャビティ長L c がマイクロキャビティ構造内のものであり、 前記キャビティの位数Int(2NL c /λ)が2N 2 よりも小さくなる程度に前記キャビティが小さく、 前記L c は、キャビティ長であり、 前記Nは、屈折率であり、 前記λは、真空中の光の波長であることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
  26. 26
    (a)結晶性III族窒化物層と、 (b)前記結晶性III族窒化物層上でエピタキシャル成長した平面反射金属鏡からなることを特徴とするエピタキシ成長構造体。
  27. 27
    基板を更に備え、 該基板が、サファイヤ、炭化珪素、酸化亜鉛、スピネル(MgAl 2 O 4 )、AlN、GaP、MgO、LiGaO 2 、LiAlO 2 、NdGaO 3 、ScAlMgO 4 、Ca 8 La 2 (PO 4 ) 6 O 2 のうち少なくとも1つの組成物を備えることを特徴とする請求項26記載の構造体。
  28. 28
    前記金属層が、 Zr、Hf及び(Hf x Zr 1-x (尚、xは0と1の間の数である))、 ZrN、HfN、TiN及び(Hf x Zr y Y z N(尚、x+y+z=1である))、 ZrB2、HfB2、YB2及び(Hf x Zr y Y z B 2 (尚、x+y+z=1である))のうち少なくとも1つの組成物を備えることを特徴とする請求項26記載の構造体。
  29. 29
    前記金属層が、150nm以下の所定の厚さ寸法を備え、700nmより短い波長の光に対する透過率がゼロより大きく、共振器型発光ダイオードに使用可能であることを特徴とする請求項26記載の構造体。
  30. 30
    前記金属層が、150nm以上の所定の厚さ寸法を備え、700nmより短い波長の光に対する反射率がゼロより大きいことを特徴とする請求項26記載の構造体。
  31. 31
    前記エピタキシャル成長した金属鏡層上でエピタキシャル成長した第2のIII族窒化物層を更に備えることを特徴とする請求項26記載の構造体。
  32. 32
    前記第2のIII族窒化物層が、前記エピタキシャル成長した活性領域を波腹に位置づける又は波腹近くに位置づけるような所定の厚さを備えることを特徴とする請求項31記載の構造体。
Independent claims32