(57)【要約】【課題】  素子の発光能力を十分発揮可能な発光ダイオードを提供することである。【解決手段】  サファイア基板の上面に緩衝層を介して積層されたｎ型窒化物半導体層と、該ｎ型窒化物半導体層上に積層されたｐ型窒化物半導体層と、該ｎ型窒化物半導体層に接続されたｎ電極と、該ｐ型窒化物半導体層に接続されたｐ電極とを備えた発光ダイオードであって、該ｎ型窒化物半導体層は該サファイア基板の側壁の一部を覆うように該緩衝層上に積層されていて、該ｎ電極は該サファイア基板の側壁に積層された該ｎ型窒化物半導体層に配設され、該ｐ型窒化物半導体層は該ｎ型窒化物半導体層の側壁部を覆うように該ｎ型窒化物半導体層上に積層されていて、該ｐ電極は該ｎ型窒化物半導体層の該側壁部に積層された該ｐ型窒化物半導体層上に配設されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サファイア基板の上面に緩衝層を介して積層されたｎ型窒化物半導体層と、該ｎ型窒化物半導体層上に積層されたｐ型窒化物半導体層と、該ｎ型窒化物半導体層に接続されたｎ電極と、該ｐ型窒化物半導体層に接続されたｐ電極とを備えた発光ダイオードであって、
該ｎ型窒化物半導体層は該サファイア基板の側壁の一部を覆うように該緩衝層上に積層されていて、該ｎ電極は該サファイア基板の側壁に積層された該ｎ型窒化物半導体層に配設され、
該ｐ型窒化物半導体層は該ｎ型窒化物半導体層の側壁部を覆うように該ｎ型窒化物半導体層上に積層されていて、該ｐ電極は該ｎ型窒化物半導体層の該側壁部に積層された該ｐ型窒化物半導体層上に配設されていることを特徴とする発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に発光ダイオード（ＬＥＤ）に関し、特に発光ダイオードの電極配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードは順方向に電圧を加えた際に発光する半導体素子であり、発光原理はエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）効果を利用している。発光ダイオードは、半導体のＰＮ接合構造を有しており、発光はこの中で電子の持つエネルギーを直接光エネルギーに変換することで行われる。
【０００３】
ｐ電極及びｎ電極から半導体に注入された正孔と電子が異なったエネルギー帯（荷電子帯と伝導帯）を流れ、ＰＮ接合部付近にて禁制帯を越えて再結合する。再結合の際にほぼ禁制帯幅（バンドギャップ）に相当するエネルギーが光として放出される。
【０００４】
放出される光の波長は、材料のバンドギャップによって決められ、基本的に単一色で自由度が低いが、青色発光ダイオードから出射される青色光を蛍光体に当てることにより、白色光を取り出すことができ、最近では液晶表示装置のバックライト光源として利用されている。
【０００５】
更に、電球、蛍光灯等の発光体に比べて著しく消費電力が低く、割つ長寿命であるため、信号機、又は家庭用の照明として盛んに利用されている。最近では、自動車のヘッドライトにも採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１１１９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の発光ダイオードの電極配置は、ｎ型窒化物半導体層上にｎ電極を配置し、ｐ型窒化物半導体層上にｐ電極を配置するのが一般的である。しかし、このような電極配置では、電極により光が遮断され発光能力が十分発揮されないという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発光能力を十分発揮可能な発光ダイオードを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、サファイア基板の上面に緩衝層を介して積層されたｎ型窒化物半導体層と、該ｎ型窒化物半導体層上に積層されたｐ型窒化物半導体層と、該ｎ型窒化物半導体層に接続されたｎ電極と、該ｐ型窒化物半導体層に接続されたｐ電極とを備えた発光ダイオードであって、該ｎ型窒化物半導体層は該サファイア基板の側壁の一部を覆うように該緩衝層上に積層されていて、該ｎ電極は該サファイア基板の側壁に積層された該ｎ型窒化物半導体層に配設され、該ｐ型窒化物半導体層は該ｎ型窒化物半導体層の側壁部を覆うように該ｎ型窒化物半導体層上に積層されていて、該ｐ電極は該ｎ型窒化物半導体層の該側壁部に積層された該ｐ型窒化物半導体層上に配設されていることを特徴とする発光ダイオードが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、ｎ電極及びｐ電極は、サファイア基板の側壁に積層されたｎ型窒化物半導体層の側壁部及びｐ型窒化物半導体層の側壁部にそれぞれ配設されているので、電極が発光の妨げとならず、発光ダイオードの発光能力を十分発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明実施形態にかかるＬＥＤの斜視図である。
【図２】本発明実施形態にかかるＬＥＤの駆動回路図である。
【図３】ＬＥＤの製造方法を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態にかかる発光ダイオード（ＬＥＤ）２の斜視図が示されている。発光ダイオード（ＬＥＤ）２はサファイア基板４上に窒化物半導体層を積層して形成される。
【００１３】
図３を参照して、ＬＥＤ２の製造方法について説明する。まずサファイア基板４に、矩形状の溝４ａを形成する。この矩形状の溝４ａの形成は、例えばサファイア基板４に対して吸収性を有する波長のレーザビームをサファイア基板４に照射するレーザ加工により行うことができる。
【００１４】
次いで、サファイア基板４上には、低温緩衝層６が積層される。この低温緩衝層６としては窒化ガリウム（ＧａＮ）又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が適しており、本実施形態ではＧａＮを約５００℃程度の低温でサファイア基板４上に成長させた。
【００１５】
低温緩衝層６上にはｎ型窒化ガリウム層（ＧａＮ層）８が積層されており、ｎ型窒化ガリウム層８上にはｐ型窒化ガリウム層１０が積層されている。本実施形態では、ＭＯＣＶＤ法でｎ型窒化ガリウム層８及びｐ型窒化ガリウム層１０を成長させた。
【００１６】
ｐ型窒化ガリウム層１０の形成方法としては、窒化ガリウムの原料ガス中にマグネシウム（Ｍｇ）をドープしてｎ型窒化ガリウム層を形成した後、窒素雰囲気中で約５００℃に加熱することによりｐ型窒化ガリウム層１０を得ることができる。
【００１７】
このようにサファイア基板４上に各層６，８，１０を積層した後、図３に示すＡ線でサファイア基板４を切断する。この切断には、切削ブレードによる切断、又はサファイア基板４に対して吸収性を有する波長のレーザビームによるレーザ加工を利用することができる。矩形状の溝４ａに直交する方向の切断は、切削ブレード又はレーザビームを利用して所定間隔（ＬＥＤ２の奥行き長さ）で切断するようにすればよい。
【００１８】
図３でＡ線に沿って積層体を切断した後、一方の側のサファイア基板４及びｐ型窒化ガリウム層１０を所定深さまで研削し、次いで研磨することによりｐ型窒化ガリウム層１０の側壁部を除去してｎ型窒化ガリウム層８の側壁部を表出させる。
【００１９】
次いで、図２に示すように、研削・研磨してないｐ型窒化ガリウム層１０の側壁部にｐ電極１２を配設し、研削・研磨により表出したｎ型窒化ガリウム層８の側壁部にｎ電極１４を配設する。
【００２０】
本実施形態の発光ダイオード（ＬＥＤ）２の駆動方法は、図２に示すようにｐ電極１２を抵抗Ｒを介して直流電源１６の正極側に接続し、ｎ電極１４を直流電源１６の負極側に接続して、ＬＥＤ２に所定電圧を印加して駆動する。
【００２１】
これにより、ｎ電極１４から注入された電子が、ｎ型ＧａＮ層８の伝導帯を流れ、ｐ電極１２から注入された正孔はｐ型ＧａＮ層１０の荷電子帯を流れて、ｐｎ接合部付近にて禁制帯を越えて再結合する。
【００２２】
再結合の際に、ほぼ禁制帯幅（バンドギャップ）に相当するエネルギーが光子、即ち光として放出される。窒化ガリウムのバンドギャップは約３．４電子ボルト（ｅＶ）であるので、本実施形態のＬＥＤ２からは中心波長約３６０ｎｍの紫外光が発光される。
【００２３】
本実施形態では、図２に示されるように、ＬＥＤ２からは矢印Ａ方向に光が放出されるが、ｐ電極１２及びｎ電極１４はサファイア基板４の側壁上に積層されたｐ型ＧａＮ層１０の側壁部及びｎ型ＧａＮ層８の側壁部にそれぞれ配設されているので、電極１２，１４が発光の妨げとなることはなく、ＬＥＤ２の発光能力を十分発揮することができる。
【符号の説明】
【００２４】
２    発光ダイオード（ＬＥＤ）
４    サファイア基板
６    低温緩衝層
８    ｎ型ＧａＮ層
１０    ｐ型ＧａＮ層
１２    ｐ電極
１４    ｎ電極
【図１】
2010283125.tif 000003
【図２】
2010283125.tif 000004
【図３】
2010283125.tif 000005