(57)【要約】発光素子（３００）が、光放射に対して少なくとも一部が透過性であり、第１の屈折率の基板（３０５）を含む。それに印加された電圧に応答して光を放出するように構成されたダイオード領域（３１５、３２０、３２５）が基板の第１の表面（３１０ｂ）の上に配置される。カプセル封じ層（３７０）が基板の第２の表面の上に配置され、第２の屈折率を有する。反射防止層（３６５）が、基板（３０５）の第１の表面（３１０ａ）とカプセル封じ層（３７０）との間に配置される。反射防止層（３６５）は、反射防止層（３６５）の第１の表面におけるほぼ第１の屈折率と、反射防止層（３６５）の第２の表面におけるほぼ第２の屈折率との間の範囲内の分布屈折率を有する。カプセル封じ層（３７０）は割愛可能であり、反射防止層（３６５）は、第１の屈折率の基板（３０５）を第２の屈折率の空気から分離できる。「フリップチップ」ではない実施形態も開示される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子であって、
光放射に対して少なくとも一部が透過性であり、第１の表面、第２の表面、および第１の屈折率を有する基板と、
前記基板の前記第１の表面上のダイオード領域であって、それに印加された電圧に応答して光を放出するように構成されるダイオード領域と、
前記基板の前記第２の表面上の反射防止層であって、前記反射防止層の第１の表面におけるほぼ前記第１の屈折率と、前記反射防止層の第２の表面における、カプセル封じ物質の屈折率に対応するほぼ第２の屈折率との間の範囲内の値を有する分布屈折率を有する反射防止層とを備えることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記反射防止層の前記第１の表面は前記基板の前記第２の表面に隣接することを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記基板はＳｉＣを含み、かつ前記反射防止層は（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
ｘは前記反射防止層の前記第１の表面において約１．０であり、前記反射防止層の前記第２の表面において約０であることを特徴とする請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、かつ前記反射防止層は（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項６】
ｘは前記反射防止層の前記第１の表面において約１．０であり、前記反射防止層の前記第２の表面において約０であることを特徴とする請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
前記反射防止層はポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項８】
前記基板はＳｉＣを含み、前記第１の屈折率は約２．６であり、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項９】
前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、前記第１の屈折率は約１．８であり、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記分布屈折率は関数ｆ（ｘ）として表現され、ｘは、前記反射防止層の前記第１の表面から始まり、前記反射防止層の前記第２の表面で終わる前記反射防止層の厚さを表すことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項１１】
ｆ（ｘ）は線形であることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記カプセル封じ物質は前記反射防止層の前記第２の表面の上にあることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項１３】
発光素子を作製する方法であって、
光放射に対して少なくとも一部が透過性であり、第１の表面、第２の表面、および第１の屈折率を有する基板を提供するステップと、
ダイオード領域であって、それに印加された電圧に応答して光を放出するダイオード領域を前記基板の前記第１の表面の上に形成するステップと、
反射防止層であって、前記反射防止層の第１の表面におけるほぼ前記第１の屈折率と、前記反射防止層の第２の表面における、カプセル封じ物質の屈折率に対応するほぼ第２の屈折率との間の範囲内の値を有する分布屈折率を有する反射防止層を前記基板の前記第２の表面の上に形成するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記反射防止層を形成するステップは、
化学蒸着（ＣＶＤ）およびプラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）から成る方法の群から選択された蒸着法を用いて、前記反射防止層を前記基板の上に蒸着するステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記反射防止層を形成するステップは、
熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、スピン被覆、ゾルゲルスピン被覆、および鍍金から成る方法の群から選択された方法を用いて、前記反射防止層を前記基板の上に形成するステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記反射防止層の前記第１の表面は前記基板の前記第２の表面に隣接することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記基板はＳｉＣを含み、かつ前記反射防止層は（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記反射防止層を形成するステップは、
被覆時間間隔の間にｘの値を減少させることによって（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを前記ＳｉＣ基板に被覆するステップを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
ｘは前記被覆時間間隔の始めでは約１．０であり、ｘは前記被覆時間間隔の終わりでは約０であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、かつ前記反射防止層は（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
前記反射防止層を形成するステップは、
被覆時間間隔の間にｘの値を減少させることによって（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを前記Ａｌ２Ｏ３基板に被覆するステップを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ｘは前記被覆時間間隔の始めでは約１．０であり、ｘは前記被覆時間間隔の終わりでは約０であることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記反射防止層はポリマーを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２４】
前記基板はＳｉＣを含み、前記第１の屈折率は約２．６であり、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２５】
前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、前記第１の屈折率は約１．８であり、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２６】
前記分布屈折率は関数ｆ（ｘ）として表現され、ｘは、前記反射防止層の前記第１の表面から始まり、前記反射防止層の前記第２の表面で終わる前記反射防止層の厚さを表すことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２７】
ｆ（ｘ）は線形であることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記カプセル封じ物質を前記反射防止層の前記第２の表面の上に形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２９】
発光素子であって、
光放射に対して少なくとも一部が透過性であり、第１の表面、第２の表面、および第１の屈折率を有する基板と、
前記基板の前記第１の表面上のダイオード領域であって、それに印加された電圧に応答して光を放出するように構成されるダイオード領域と、
前記基板の前記第２の表面上の反射防止層であって、前記反射防止層の第１の表面におけるほぼ前記第１の屈折率と、前記反射防止層の第２の表面における、空気に関連するほぼ第２の屈折率との間の範囲内の値を有する分布屈折率を有する反射防止層とを備えることを特徴とする発光素子。
【請求項３０】
前記基板はＳｉＣを含み、かつ前記反射防止層は（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むことを特徴とする請求項２９に記載の発光素子。
【請求項３１】
ｘは前記反射防止層の前記第１の表面において約１．０であり、前記反射防止層の前記第２の表面において約０であることを特徴とする請求項３０に記載の発光素子。
【請求項３２】
前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、かつ前記反射防止層は（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むことを特徴とする請求項２９に記載の発光素子。
【請求項３３】
ｘは前記反射防止層の前記第１の表面において約１．０であり、前記反射防止層の前記第２の表面において約０であることを特徴とする請求項３２に記載の発光素子。
【請求項３４】
前記反射防止層はポリマーを含むことを特徴とする請求項２９に記載の発光素子。
【請求項３５】
前記基板はＳｉＣを含み、前記第１の屈折率は約２．６であり、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項２９に記載の発光素子。
【請求項３６】
前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、前記第１の屈折率は約１．８であり、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項２９に記載の発光素子。
【請求項３７】
前記分布屈折率は関数ｆ（ｘ）として表現され、ｘは、前記反射防止層の前記第１の表面から始まり、前記反射防止層の前記第２の表面で終わる前記反射防止層の厚さを表すことを特徴とする請求項２９に記載の発光素子。
【請求項３８】
ｆ（ｘ）は線形であることを特徴とする請求項３７に記載の発光素子。
【請求項３９】
発光素子を作製する方法であって、
光放射に対して少なくとも一部が透過性であり、第１の表面、第２の表面、および第１の屈折率を有する基板を提供するステップと、
ダイオード領域であって、それに印加された電圧に応答して光を放出するダイオード領域を前記基板の前記第１の表面の上に形成するステップと、
反射防止層であって、前記反射防止層の第１の表面におけるほぼ前記第１の屈折率と、前記反射防止層の第２の表面における、空気に関連するほぼ第２の屈折率との間の範囲内の値を有する分布屈折率を有する反射防止層を前記基板の前記第２の表面の上に形成するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項４０】
前記反射防止層を形成するステップは、
化学蒸着（ＣＶＤ）およびプラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）から成る方法の群から選択された蒸着法を用いて、前記反射防止層を前記基板の上に蒸着するステップを含むことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記反射防止層を形成するステップは、
熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、スピン被覆、ゾルゲルスピン被覆、および鍍金から成る方法の群から選択された方法を用いて、前記反射防止層を前記基板の上に形成するステップを含むことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
前記基板はＳｉＣを含み、かつ前記反射防止層は（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
前記反射防止層を形成するステップは、
時間間隔の間にｘの値を減少させることによって（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを前記ＳｉＣ基板に被覆するステップを含むことを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
ｘは前記時間間隔の始めでは約１．０であり、ｘは前記時間間隔の終わりでは約０であることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、かつ前記反射防止層は（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４６】
前記反射防止層を形成するステップは、
時間間隔の間にｘの値を減少させることによって（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを前記Ａｌ２Ｏ３基板に被覆するステップを含むことを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
ｘは前記時間間隔の始めでは約１．０であり、ｘは前記時間間隔の終わりでは約０であることを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記反射防止層はポリマーを含むことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４９】
前記基板はＳｉＣを含み、前記第１の屈折率は約２．６であり、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項５０】
前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、前記第１の屈折率は約１．８であり、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項５１】
前記分布屈折率は関数ｆ（ｘ）として表現され、ｘは、前記反射防止層の前記第１の表面から始まり、前記反射防止層の前記第２の表面で終わる前記反射防止層の厚さを表すことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項５２】
ｆ（ｘ）は線形であることを特徴とする請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
発光素子であって、
基板と、
前記基板上の第１の表面上のダイオード領域であって、それに印加された電圧に応答して光を放出するように構成されるダイオード領域と、
前記ダイオード領域の上にあり、第１の屈折率を有する光抽出層と、
前記光抽出層の上の反射防止層であって、前記反射防止層の第１の表面におけるほぼ前記第１の屈折率と、前記反射防止層の第２の表面に隣接する第２の媒質に関連するほぼ第２の屈折率との間の範囲内の値を有する分布屈折率を有する反射防止層とを備えることを特徴とする発光素子。
【請求項５４】
前記光抽出層はプラチナを含み、前記第１の屈折率は約２．３３であることを特徴とする請求項５３に記載の発光素子。
【請求項５５】
前記第２の媒質は空気を含み、前記第２の屈折率は約１．０であることを特徴とする請求項５３に記載の発光素子。
【請求項５６】
前記第２の媒質はカプセル封じ物質を含み、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項５３に記載の発光素子。
【請求項５７】
発光素子を作製する方法であって、
基板を提供するステップと、
ダイオード領域であって、それに印加された電圧に応答して光を放出するように構成されるダイオード領域を前記基板の第１の表面の上に形成するステップと、
第１の屈折率を有する光抽出層を前記ダイオード領域の上に形成するステップと、
反射防止層であって、前記反射防止層の第１の表面におけるほぼ前記第１の屈折率と、前記反射防止層の第２の表面に隣接する第２の媒質に関連するほぼ第２の屈折率との間の範囲内の値を有する分布屈折率を有する反射防止層を前記光抽出層の上に形成するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項５８】
前記光抽出層はプラチナを含み、前記第１の屈折率は約２．３３であることを特徴とする請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記第２の媒質は空気を含み、前記第２の屈折率は約１．０であることを特徴とする請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記第２の媒質はカプセル封じ物質を含み、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項５７に記載の方法。
【請求項６１】
第１および第２の媒質であって、それらに関連する第１および第２の屈折率をそれぞれ有する第１および第２の媒質と、
前記第１の層と第２の層との間にあり、前記第１の屈折率と第２の屈折率との間の差に基づく勾配を有する分布屈折率を有する反射防止層とを備えることを特徴とする発光素子。
【請求項６２】
分布屈折率を有する反射防止層を第１の媒質と第２の媒質との間に形成するステップを含み、前記分布屈折率は、前記第１の媒質に関連する第１の屈折率と前記第２の媒質に関連する第２の屈折率との間の差に基づく勾配を有することを特徴とする発光素子を形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に超小型電子素子およびその作製方法に関し、さらに詳細には発光素子およびその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２００３年４月３０日に出願した米国特許仮出願第６０／４６６６１８号の利益および優先権を主張するものであり、その開示はその全体が記載されたものとしてここで参照により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、消費者向けおよび商業用の応用例に広く使用されている。当業者にはよく知られているように、発光ダイオードは一般に、超小型電子基板上にダイオード領域を含む。この超小型電子基板は、例えば、ヒ化ガリウム、リン化ガリウム、それらの合金、炭化ケイ素、および／またはサファイアを含み得る。ＬＥＤにおける絶え間ない進歩によって、可視スペクトル以上を網羅できる高度に効率的でかつ機械的に堅牢な光源が得られた。これらの属性は、固体素子の潜在的に長い耐用年数と相俟って、多様な新たな表示応用例を可能にし、ＬＥＤをよく確立された白熱灯および蛍光灯と競合する位置に着け得る。
【０００４】
図１を参照すると、従来のＧａＮ系ＬＥＤ１００が第１および第２の対向する表面１１００ａおよび１１０ｂをそれぞれ有し、かつ少なくとも一部が光放射に対して透過性であるＳｉＣ基板１０５を含む。ｎ型層１１５、活性領域１２０、およびｐ型層１２５を含むダイオード領域が第２表面１１０ｂ上に配置され、このダイオード領域の両端に、例えば、オーム接点１３０と１３５との間に電圧を印加すると、光放射をＳｉＣ基板１０５の中に放出するように構成されている。
【０００５】
ｎ型層１１５、活性領域１２０、および／またはｐ型層１２５を含むダイオード領域は、窒化インジウムガリウムおよび／または窒化アルミニウムインジウムガリウムなどの窒化ガリウムの合金を含めて、窒化ガリウム系の半導体層を備え得る。炭化ケイ素上に窒化ガリウムを作製することは当業者にはよく知られており、例えば、ここで参照により本明細書に組み込まれる開示に説明されている（例えば、特許文献１参照）。例えば、窒化アルミニウムを含む１つまたは複数の緩衝層がｎ型窒化ガリウム層１１５と炭化ケイ素基板１０５との間に設けられ得ることも、ここで参照により本明細書に組み込まれる開示に説明されている（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献１、およびＶｅｒｔｉｃａｌ  Ｇｅｏｍｅｔｒｙ  ＩｎＧａＮ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅと題する特許文献４を参照）。
【０００６】
活性領域１２０は、ｎ型、ｐ型、もしくは真性の窒化ガリウム系物質の単一層、別のホモ構造、単一ヘテロ構造、二重ヘテロ構造、および／または量子井戸構造を含み得るが、これらのすべてが当業者にはよく知られている。さらには、活性領域１２０は、１つまたは複数の被覆層と境界を接する発光層を含み得る。ｎ型窒化ガリウム層１１５はシリコンドープ窒化ガリウムを含み得るが、他方でｐ型窒化ガリウム層１２５はマグネシウムドープ窒素ガリウムを含み得る。さらには、活性領域１２０は、少なくとも１つの窒化インジウムガリウム量子井戸を含み得る。
【０００７】
幾つかのＬＥＤでは、ｐ型窒化ガリウム層１２５のオーム接点１３５がプラチナ、ニッケル、および／またはチタン／金を含む。他のＬＥＤでは、例えば、アルミニウムおよび／または銀を含む反射オーム接点が使用可能である。ｎ型窒化ガリウム層１１５に対するオーム接点１３０はアルミニウムおよび／またはチタンを含み得る。ｐ型窒化ガリウムおよびｎ型窒化ガリウムに対するオーム接点を形成する他の適切な物質が、オーム接点１３５および１３０にそれぞれ使用可能である。ｎ型窒化ガリウム層およびｐ型窒化ガリウム層に対するオーム接点の例が、例えば、ここで参照により本明細書に組み込まれる開示に説明されている（例えば、特許文献５参照）。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６１７７６８８号明細書
【特許文献２】米国特許第５３９３９９３号明細書
【特許文献３】米国特許第５５２３５８９号明細書
【特許文献４】米国特許出願第０９／１５４３６３号明細書
【特許文献５】米国特許第５７６７５８１号明細書
【特許文献６】米国特許第６２０１２６２号明細書
【特許文献７】米国特許第６１８７６０６号明細書
【特許文献８】米国特許第６１２０６００号明細書
【特許文献９】米国特許第５９１２４７７号明細書
【特許文献１０】米国特許第５７３９５５４号明細書
【特許文献１１】米国特許第５６３１１９０号明細書
【特許文献１２】米国特許第５６０４１３５号明細書
【特許文献１３】米国特許第５５２３５８９号明細書
【特許文献１４】米国特許第５４１６３４２号明細書
【特許文献１５】米国特許第５３９３９９３号明細書
【特許文献１６】米国特許第５３３８９４４号明細書
【特許文献１７】米国特許第５２１００５１号明細書
【特許文献１８】米国特許第５０２７１６８号明細書
【特許文献１９】米国特許第４９６６８６２号明細書
【特許文献２０】米国特許第４９１８４９７号明細書
【特許文献２１】米国特許出願第１０／１４０７９６号明細書
【特許文献２２】米国特許出願第１０／０５７８２１号明細書
【特許文献２３】米国特許出願第１０／６５９２４１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
残念なことに、ＬＥＤ素子の内部で生成される光の大部分は、典型的には、全反射（ＴＩＲ）などの様々な光損失のせいで素子から抜け出すことがない。ここで図２を参照すると、光が１つの媒質から別の媒質に進むとき、それは、屈折角が次のようなスネルの法則に従って屈折されることになる。すなわち、ｎ１ｓｉｎθ１＝ｎ２ｓｉｎθ２。前式で、ｎ１は媒質１に関する屈折率であり、ｎ２は媒質２に関する屈折率である。しかし、抜け出す光は、次式のように定義される「臨界角」よりも小さい角度依存性を有する。すなわち、θ１臨界＝ｓｉｎ−１（ｎ２／ｎ１）。臨界角よりも大きな角度で入射する光は媒質２を通過するのではなく、逆に媒質１の中に再び反射される。このような反射は一般に全反射と呼ばれる。このように、大幅に異なる屈折率を有する媒質は、これら２つの媒質に透過された光に関して相対的に小さな臨界角をもたらす恐れがあり、したがって全反射による大幅な光損失を招く恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の幾つかの実施形態によれば、発光素子が、光放射に対して少なくとも一部が透過性で、第１の屈折率を有する基板を備える。ダイオード領域が、基板の第１の表面の上に配置され、それに印加された電圧に応答して光を放出するように構成されている。反射防止層が、基板の第２の表面の上に配置され、反射防止層の第１の表面におけるほぼ第１の屈折率と、反射防止層の第２の表面における、カプセル封じ物質の屈折率に対応するほぼ第２の屈折率との間の範囲内の値を有する分布屈折率（ｇｒａｄｅｄ  ｉｎｄｅｘ  ｏｆ  ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ）を有する。他の実施形態では、カプセル封じ物質は割愛可能であり、反射防止層は、第１の屈折率を有する基板を第２の屈折率を有する空気から分離することができる。
【００１１】
有利なことに、反射防止層を使用して第１の媒質（例えば、基板）と第２の媒質（例えば、カプセル封じ物質または空気）との間をつなぐことによって、屈折率の急激な変化を回避することが可能であり、それによって基板および／またはカプセル封じ物質の境界において内部に反射される光の量を低減させることができる。
【００１２】
他の実施形態では、基板はＳｉＣおよび／またはＡｌ２Ｏ３を含み得るが、反射防止層は（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘおよび／または（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含み得る。さらに他の実施形態では、反射防止層はポリマーを含み得る。
【００１３】
他の実施形態では、基板は約２．６の屈折率を有するＳｉＣを含み得るが、カプセル封じ物質は約１．５の屈折率を有する。基板は約１．８の屈折率を有するＡｌ２Ｏ３も含み得るが、カプセル封じ物質は約１．５の屈折率を有する。
【００１４】
分布屈折率は関数ｆ（ｘ）として表現可能であり、ｘは反射防止層の第１の表面から始まり、反射防止層の第２の表面で終わる反射防止層の厚さを表す。特定の実施形態では、ｆ（ｘ）は線形である。
【００１５】
反射防止層は、幾つかの実施形態によれば、化学蒸着（ＣＶＤ）および／またはプラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）などの蒸着法を用いて基板上に形成可能である。他の実施形態では、反射防止層は、例えば、熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、スピン被覆、ゾルゲルスピン被覆、および／または鍍金を用いて基板上に形成可能である。
【００１６】
基板がＳｉＣを含みかつ反射防止層が（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含む特定の実施形態では、反射防止層は、被覆時間間隔の間にｘの値を減少させることによって（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘをＳｉＣ基板に被覆することにより形成可能である。基板がＡｌ２Ｏ３を含む他の実施形態では、反射防止層は、被覆時間間隔の間にｘの値を減少させることによって（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘをＡｌ２Ｏ３基板に被覆することにより形成可能である。基板がＳｉＣを含み、かつ反射防止層が（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むとき、ｘの値は被覆時間間隔の始めでは約１．０であり、被覆時間間隔の終わりでは約０であり得る。基板がＡｌ２Ｏ３を含み、かつ反射防止層が（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むとき、ｘの値は被覆時間間隔の始めでは約１．０であり、被覆時間間隔の終わりでは約０であり得る。
【００１７】
本発明の実施形態は、光放射に対して少なくとも一部が透過性の基板を通して光が抽出されるフリップチップ構造に限定されない。他の実施形態では、発光素子が基板とこの基板の表面上のダイオード領域を備え、このダイオード領域はそれに印加された電圧に応答して光を放出するように構成される。第１の屈折率を有する光抽出層がダイオード領域の上に配置され、かつ反射防止層がこの光抽出層の上に配置されるが、この反射防止層は、反射防止層の第１の表面におけるほぼ第１の屈折率と、反射防止層の第２の表面に隣接する第２の媒質に関連するほぼ第２の屈折率との間の範囲内の値を有する分布屈折率を有する。したがって、光は、例えば、少なくとも一部が透過性のオーム接点として実装可能な光抽出層を通して抽出され得る。特定の実施形態では、光抽出層はプラチナを含み、第１の屈折率は約２．３３である。
【００１８】
本発明の他の特徴は、添付の図面と併せて読まれるとき、特定の実施形態の以下の詳細な説明からさらに容易に理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、様々な変形および変更形態が可能であるが、その特定の実施形態を図面で例示し、本明細書で詳細に説明する。しかし、本発明は開示された特定の形態に限定されるものではなく、反対に、本発明は、特許請求の範囲によって画定された本発明の趣旨および範囲内に入るすべての変形、均等物、代替物を網羅しようとするものであることが理解されるべきである。同じ符号が図の説明全体を通して同じ要素を指す。図では、明確にするために層および領域の寸法が誇張されている。本明細書に説明されるそれぞれの実施形態はその相補的な導電性型の実施形態も含む。
【００２０】
層、領域、または基板などの要素が別の要素の「上に」あるという場合、それはこの別の要素上に直に存在し得るか、または介在する要素が存在し得ることが理解されよう。表面などの要素の一部を「内方の（ｉｎｎｅｒ）」と呼ぶ場合、それは、当該要素の他の部分よりも素子の外側から遠隔にあることが理解されよう。さらには、本明細書では「下の」または「下にある」などの相対的な用語は、図中に例示した基板または基部層を基準にして、１つの層または領域の別の層または領域に対する関係を説明するために用いることができる。これらの用語は、図中に示した向き以外の素子の異なる向きを包含しようとするものであることが理解されよう。最後に、「直接に」という用語は介在する要素が存在しないことを意味する。本明細書で使用されるように、「および／または」という用語は、関連する列挙された品目の１つまたは複数の任意のおよびすべての組合せを含む。
【００２１】
第１の、第２の等々の用語は、様々な要素、構成部品、領域、層、および／または部分を説明するために使用可能であるが、これらの要素、構成部品、領域、層、および／または部分は、これらの用語によって限定されるべきものではないことが理解されよう。これらの用語は、１つの要素、構成部品、領域、層、または部分を別の領域、層、または部分から区別するためのみに使用されているにすぎない。したがって、本発明の教示から逸脱することなく、下で論じる第１の領域、層、または部分は、第２の領域、層、または部分と呼ばれ、同様に、第２の領域、層、または部分も第１の領域、層、または部分と呼ばれ得る。
【００２２】
ここで、一般的にＳｉＣ系およびサファイア（Ａｌ２Ｏ３）系の基板上のＧａＮ系発光ダイオード（ＬＥＤ）を参照して本発明の実施形態を説明する。しかし、本発明はこのような構造に限定されるものではない。本発明の実施形態は、一般に光放射に対して非吸収性であるかまたは少なくとも一部が透過性である任意の基板、および電圧の印加に応答して光を放出するダイオード領域を使用することができる。
【００２３】
本発明の実施形態に使用可能な発光素子の例が、限定するものではないが、参照により本明細書に組み込まれている開示に説明されている（例えば、特許文献６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０参照）。他の適切なＬＥＤおよび／またはレーザが、２００２年５月７日に出願の「ＧＲＯＵＰ  ＩＩＩ  ＮＩＴＲＩＤＥ  ＢＡＳＥＤ  ＬＩＧＨＴ  ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＤＩＯＤＥ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ  ＷＩＴＨ  Ａ  ＱＵＡＮＴＵＭ  ＷＥＬＬ  ＡＮＤ  ＳＵＰＥＲＬＡＴＴＩＣＥ，  ＧＲＯＵＰ  ＩＩＩ  ＮＩＴＲＩＤＥ  ＢＡＳＥＤ  ＱＵＡＮＴＵＭ  ＷＥＬＬ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ  ＡＮＤ  ＧＲＯＵＰ  ＩＩＩ  ＮＩＴＲＩＤＥ  ＢＡＳＥＤ  ＳＵＰＥＲＬＡＴＴＩＣＥ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ」と題する開示（特許文献２１参照）および２００２年１月２５日に出願の「ＬＩＧＨＴ  ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＤＩＯＤＥＳ  ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ  ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ  ＭＯＤＩＦＩＣＡＴＩＯＮＳ  ＦＯＲ  ＬＩＧＨＴ  ＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する開示（特許文献２２参照）に説明されており、それらの開示は完全に記載されたものとして本明細書に組み込まれる。さらには、完全に記載されたものとして参照により本明細書に組み込まれる、２００３年９月９日に出願の「ＰＨＯＳＰＨＯＲ−ＣＯＡＴＥＤ  ＬＩＧＨＴ  ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＤＩＯＤＥＳ  ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ  ＴＡＰＥＲＥＤ  ＳＩＤＥＷＡＬＬＳ，  ＡＮＤ  ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＴＨＥＲＥＦＯＲ」と題する開示（特許文献２３参照）に説明されているような、燐を被覆したＬＥＤも本発明の実施形態で使用するのに適切であり得る。
【００２４】
ＬＥＤおよび／またはレーザは、発光が基板を透過するような「フリップチップ」構成で動作するように構成可能である。このような実施形態では、例えば、特許文献２２に説明されているように、基板は素子の光出力を高めるようにパターン形成可能である。
【００２５】
ここで図３を参照すると、本発明の幾つかの実施形態に係る発光素子３００が例示されている。この発光素子３００は、図１に関して上で説明したＧａＮＬＥＤと同様のＧａＮ系ＬＥＤを含む。図３のフリップチップ構成に示すように、このＧａＮ系ＬＥＤは、第１および第２の対向する表面３１０ａおよび３１０ｂをそれぞれ有し、かつ少なくとも一部が光放射に対して透過性である基板３０５を備える。基板３０５は、例えば、限定するものではないが、ＳｉＣ基板またはサファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板であり得る。ｎ型層３１５、活性領域３２０、およびｐ型層３２５を含むダイオード領域が第２の表面３１０ｂ上に配置され、ダイオード領域の両端に、例えば、オーム接点３３０と３３５との間に電圧を印加すると基板３０５の中に光放射を放出するように構成されている。
【００２６】
ｎ型層３１５、活性領域３２０、および／またはｐ型層３２５を備えるダイオード領域は、窒化インジウムガリウムおよび／または窒化アルミニウムインジウムガリウムなどの窒化ガリウムの合金を含めて、窒化ガリウム系の半導体層を備えることができる。炭化ケイ素上に窒化ガリウムを形成することが、例えば、上で組み込まれた開示に説明されている（例えば、特許文献１参照）。上で組み込まれた開示に説明されているように（例えば、特許文献１５、特許文献１３、特許文献１、およびＶｅｒｔｉｃａｌ  Ｇｅｏｍｅｔｒｙ  ＩｎＧａＮ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅと題する特許文献４を参照）、例えば、窒化アルミニウムを含む１つのまたは複数の緩衝層が、ｎ型窒化ガリウム層３１５と炭化ケイ素基板３０５との間に設けられ得る。
【００２７】
活性領域３２０は、ｎ型、ｐ型、もしくは真性の窒化ガリウム系物質の単層、別のホモ構造、単一ヘテロ構造、二重ヘテロ構造、および／または量子井戸構造を含み得る。しかも、活性領域３２０は１つまたは複数の被覆層と境界を接する発光層を含み得る。ｎ型窒化ガリウム層３１５はシリコンドープ窒化ガリウムを含み、他方ではｐ型窒化ガリウム層３２５がマグネシウムドープ窒化ガリウムを含み得る。さらには、活性領域３２０は少なくとも１つの窒化インジウムガリウム量子井戸を含み得る。
【００２８】
幾つかの実施形態では、ｐ型窒化ガリウム層３２５に関するオーム接点３３５がプラチナ、ニッケル、および／またはチタン／金を含む。他の実施形態では、例えば、アルミニウムおよび／または銀を含む反射オーム接点を使用することができる。ｎ型窒化ガリウム層３１５に対するオーム接点３３０がアルミニウムおよび／またはチタンを含み得る。ｐ型窒化ガリウムおよびｎ型窒化ガリウムに対してオーム接点を形成する他の適切な物質が、オーム接点３３５および３３０のそれぞれに使用可能である。ｎ型窒化ガリウム層およびｐ型窒化ガリウム層に対するオーム接点の例が、例えば、上で組み込まれた開示に説明されている（例えば、特許文献５参照）。
【００２９】
このＬＥＤは、接着領域３４５および３５０を使用して、ヒートシンクのような装着支持体３４０の上にフリップチップでまたは上下反対の構成で示されている。接着領域３４５および３５０は、ダイオード領域および／または装着支持体３４０に付着され、かつ従来のはんだリフロー技法を用いて装着支持体３４０にオーム接点３３５および３３０を付着するためにリフロー可能なはんだ予成形品（ｓｏｄｅｒ  ｐｒｅｆｏｒｍ）を含み得る。接着領域３４５および３５０の他の実施形態は、金、インジウム、および／または真鍮を含み得る。陽極リード線３５５および陰極リード線３６０が外部接続用に設けられ得る。
【００３０】
図３にも示したように、フリップチップまたは上下反対の実装構成は、基板３０５を装着支持体３４０から離して配置し、ダイオード領域を装着支持体３４０に隣接して下に配置する。障壁領域（図示せず）がオーム接点３３５、３３０と接着領域３４５、３５０との間に含まれ得る。この障壁領域は、ニッケル、ニッケル／バナジウム、および／またはチタン／タングステンを含み得る。他の障壁領域も使用可能である。
【００３１】
本発明の幾つかの実施形態によれば、反射防止層３６５が、基板表面３１０ａ上に配置され、この防止層に隣接する第１の媒質（例えば、基板３０５）に関連するほぼ第１の屈折率と、この防止層に隣接する第２の媒質に関連する第２の屈折率との間の範囲内の値を取る分布屈折率を有する。本発明の様々な実施形態によれば、この第２の媒質は空気または図３に示したカプセル封じ物質３７０であり得る。
【００３２】
したがって、本発明の幾つかの実施形態によれば、反射防止層は、異なる光透過媒質に関連する２つの異なる屈折率の間の範囲内の値を取る分布屈折率を有する。有利なことに、このような異なる媒質間をつなぐ反射防止層を使用することによって、急激な屈折率の変化を回避することが可能であり、それによってこれらの媒質の一方または両方の境界で内部反射される光の量を低減させることができる。
【００３３】
基板３０５がＳｉＣである実施形態では、反射防止層３６５は（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含み得る。基板３０５がサファイア（Ａｌ２Ｏ３）である実施形態では、反射防止層３６５は（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含み得る。他の実施形態では、反射防止層３６５は、米国ノースカロライナ州シャーロット市（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ）のウェイブガイドソリューションズ社（Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，  Ｉｎｃ．）によって供給されたゾルゲルポリマーの組合せなどのポリマーを含み得る。
【００３４】
図４に例示した本発明の幾つかの実施形態では、反射防止層３６５は、第１の媒質および第２の媒質にそれぞれ関連する第１の屈折率と第２の屈折率との間の差に基づく分布屈折率を含み得る。ＳｉＣの屈折率は約２．６であり得るが、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）の屈折率は約１．８であり得る。プラスチック、ガラス、ケイ素ゲル、および／または他の物質を含み得るカプセル封じ物質の屈折率は約１．５であり得る。空気の屈折率は約１．０であり得る。図４に例示したように、反射防止層３６５に関する屈折率が反射防止層３６５の厚さｘに対してグラフに作成されており、そこでは、反射防止層３６５はＳｉＣ基板とカプセル封じ物質との間に配置され、また反射防止層３６５はサファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板とカプセル封じ物質との間に配置される。同様のグラフが、他の物質および／またはカプセル封じ物質に関して作成可能である。さらには、様々な基板物質に関しかつカプセル封じ物質が存在しない、すなわち、反射防止層が基板３０５を空気から分離する実施形態に関してグラフを作成することができる。
【００３５】
分布屈折率は関数ｆ（ｘ）として表現可能であり、ｘは反射防止層３６５の第１の表面（例えば、第１の光透過媒質に隣接する表面）から始まり反射防止層３６５の第２の表面（例えば、第２の光透過媒質に隣接する表面）で終わる反射防止層の厚さを表す。屈折率の急激な変化は、発光素子３００の中に再び反射される光放射の量を増大させ得る。特定の実施形態では、ｆ（ｘ）が発光素子３００から透過される光放射の量を増大させるように線形であり得る。
【００３６】
ここで、図５および６のフローチャートならびに図３の断面図を参照して、本発明の幾つかの実施形態にしたがって発光素子を作製する典型的な作業を説明する。図５を参照すると、作業は基板３０５が提供されるブロック５００から始まる。ブロック５０５で、ダイオード領域、すなわち、層３１５、３２０、および３２５が基板表面３１０ｂ上に形成される。ブロック５１０で、分布屈折率を有する反射防止層３６５が基板表面３１０ａ上に形成される。この反射防止層３６５は、幾つかの実施形態にしたがって、化学蒸着（ＣＶＤ）および／またはプラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）などの蒸着法を用いて基板３０５上に形成可能である。幾つかの実施形態では、反射防止層３６５は、熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、スピン被覆、ゾルゲルスピン被覆、および／または鍍金などの方法を用いて基板３０５上に形成可能である。随意選択的には、ブロック５１５で、カプセル封じ物質３７０を反射防止層３６５および基板３０５の上に形成することができる。
【００３７】
図６に例示した本発明の特定の実施形態では、ブロック６００で、反射防止層３６５は、被覆時間間隔の間にｘの値を減少させることによって（基板３０５物質）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含む化合物を基板に被覆することにより形成可能である。基板３０５は、本発明の様々な実施形態にしたがって、例えば、上で論じたＳｉＣまたはサファイア（Ａｌ２Ｏ３）を含み得る。
【００３８】
基板３０５がＳｉＣを含みかつ反射防止層３６５が（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むとき、ｘの値は被覆時間間隔の始めでは約１．０であり、被覆時間間隔の終わりでは約０であり得る。基板３０５が（Ａｌ２Ｏ３）を含みかつ反射防止層３６５が（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むとき、ｘの値は被覆時間間隔の始めでは約１．０であり、被覆時間間隔の終わりでは約０であり得る。
【００３９】
光放射に対して少なくとも一部が透過性である基板を通して光を抽出する「フリップチップ」構成を参照して、本発明の実施形態を説明してきた。しかし、本発明はこのような構造に限定されるものではない。図７に示すように、本発明の幾つかの実施形態によれば、発光素子７００が、透過性の電極などの光抽出層を通して光を抽出するように設けられ得る。ここで図７を参照すると、発光素子７００は、基板７０５と、その上に配置されたダイオード領域とを含み、この領域は、ｎ型層７１０、活性領域７１５、およびｐ型層７２０を含む。発光素子７００はｐ型層７２０上に配置される光抽出層７２５をさらに備え得るが、この光抽出層は、プラチナなどの薄く、少なくとも一部が透過性のオーム接点を含み得る。プラチナの屈折率は約２．３３であり得る。ダイオード領域は、例えば、オーム接点７３０および７３５をそれぞれ使用して、ダイオード領域の両端に電圧を印加すると、光抽出層７２５を通して光放射を放出するように構成されている。
【００４０】
図７に示したように、例えば、図３に関して上で論じた反射防止層３６５などの反射防止層７４０が光抽出層７２５の上に配置され、この反射防止層は、それに隣接する第１の媒質（例えば、光抽出層７２５）に関連するほぼ第１の屈折率と、それに隣接する第２の媒質（例えば、空気；プラスチック、ガラス、ケイ素ゲルなどのカプセル封じ物質）に関連する第２の屈折率との間の範囲内の値を取る分布屈折率を有する。図３に関連して上で論じたように、屈折率の急激な変化を回避し、それによって異なる媒質の一方または両方の境界で内部反射される光の量を減少させ得るように、反射防止層を使用してこれらの媒質間をつなぐことが可能である。
【００４１】
詳細な説明を終えるに際して、本発明の原理から実質的に逸脱することなく、数多くの変形および変更が好ましい本実施形態になされ得ることに留意すべきである。添付の特許請求の範囲に記載されたように、このようなすべての変形および変更を本発明の範囲内に包含しようとするものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来のＧａＮ系発光ダイオード（ＬＥＤ）を示す断面図である。
【図２】異なる屈折率を有する２つの媒質間を進む光を示す断面図である。
【図３】本発明の幾つかの実施形態に係る、発光素子およびその作製方法を示す断面図である。
【図４】本発明の幾つかの実施形態に係る、様々な基板物質に関する分布屈折率対反射防止層の厚さのプロットを示すグラフである。
【図５】本発明の幾つかの実施形態に係る、発光素子を作製する典型的な作業を示すフローチャートである。
【図６】本発明の幾つかの実施形態に係る、発光素子を作製する典型的な作業を示すフローチャートである。
【図７】本発明の幾つかの実施形態に係る、発光素子およびその作成方法を示す断面図である。
【図１】
2006525675.tif 000003
【図２】
2006525675.tif 000004
【図３】
2006525675.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006525675.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006525675.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成17年2月28日(2005.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子であって、
光放射に対して少なくとも一部が透過性であり、第１の表面、第２の表面、および第１の屈折率を有する基板と、
前記基板の前記第１の表面上のダイオード領域であって、それに印加された電圧に応答して光を放出するように構成されるダイオード領域と、
前記基板の前記第２の表面上の反射防止層であって、前記反射防止層の第１の表面におけるほぼ前記第１の屈折率と、前記反射防止層の第２の表面における、カプセル封じ物質の屈折率に対応するほぼ第２の屈折率との間の範囲内の値を有する分布屈折率を有する反射防止層とを備え、
前記基板はＳｉＣを含み、かつ前記反射防止層は（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むか、または前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、かつ前記反射防止層は（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記反射防止層の前記第１の表面は前記基板の前記第２の表面に隣接することを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
ｘは前記反射防止層の前記第１の表面において約１．０であり、前記反射防止層の前記第２の表面において約０であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
前記反射防止層はポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項５】
前記基板はＳｉＣを含み、前記第１の屈折率は約２．６であり、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項６】
前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、前記第１の屈折率は約１．８であり、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項７】
前記分布屈折率は関数ｆ（ｘ）として表現され、ｘは、前記反射防止層の前記第１の表面から始まり、前記反射防止層の前記第２の表面で終わる前記反射防止層の厚さを表すことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項８】
ｆ（ｘ）は線形であることを特徴とする請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記カプセル封じ物質は前記反射防止層の前記第２の表面の上にあることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項１０】
発光素子を作製する方法であって、
光放射に対して少なくとも一部が透過性であり、第１の表面、第２の表面、および第１の屈折率を有する基板を提供するステップと、
ダイオード領域であって、それに印加された電圧に応答して光を放出するダイオード領域を前記基板の前記第１の表面の上に形成するステップと、
反射防止層であって、前記反射防止層の第１の表面におけるほぼ前記第１の屈折率と、前記反射防止層の第２の表面における、カプセル封じ物質の屈折率に対応するほぼ第２の屈折率との間の範囲内の値を有する分布屈折率を有する反射防止層を前記基板の前記第２の表面の上に形成するステップとを含み、
前記基板はＳｉＣを含み、かつ前記反射防止層は（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むか、または前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、かつ前記反射防止層は（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むことを特徴とする発光素子。
【請求項１１】
前記反射防止層を形成するステップは、
化学蒸着（ＣＶＤ）およびプラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）から成る方法の群から選択された蒸着法を用いて、前記反射防止層を前記基板の上に蒸着するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記反射防止層を形成するステップは、
熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、スピン被覆、ゾルゲルスピン被覆、および鍍金から成る方法の群から選択された方法を用いて、前記反射防止層を前記基板の上に形成するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記反射防止層の前記第１の表面は前記基板の前記第２の表面に隣接することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記反射防止層を形成するステップは、
被覆時間間隔の間にｘの値を減少させることによって（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを前記ＳｉＣ基板に被覆するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
ｘは前記被覆時間間隔の始めでは約１．０であり、ｘは前記被覆時間間隔の終わりでは約０であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記反射防止層を形成するステップは、
被覆時間間隔の間にｘの値を減少させることによって（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを前記Ａｌ２Ｏ３基板に被覆するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
ｘは前記被覆時間間隔の始めでは約１．０であり、ｘは前記被覆時間間隔の終わりでは約０であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記反射防止層はポリマーを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
前記基板はＳｉＣを含み、前記第１の屈折率は約２．６であり、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項２０】
前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、前記第１の屈折率は約１．８であり、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項２１】
前記分布屈折率は関数ｆ（ｘ）として表現され、ｘは、前記反射防止層の前記第１の表面から始まり、前記反射防止層の前記第２の表面で終わる前記反射防止層の厚さを表すことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項２２】
ｆ（ｘ）は線形であることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記カプセル封じ物質を前記反射防止層の前記第２の表面の上に形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項２４】
発光素子であって、
光放射に対して少なくとも一部が透過性であり、第１の表面、第２の表面、および第１の屈折率を有する基板と、
前記基板の前記第１の表面上のダイオード領域であって、それに印加された電圧に応答して光を放出するように構成されるダイオード領域と、
前記基板の前記第２の表面上の反射防止層であって、前記反射防止層の第１の表面におけるほぼ前記第１の屈折率と、前記反射防止層の第２の表面における、空気に関連するほぼ第２の屈折率との間の範囲内の値を有する分布屈折率を有する反射防止層とを備え、
前記基板はＳｉＣを含み、かつ前記反射防止層は（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むか、または前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、かつ前記反射防止層は（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むことを特徴とする発光素子。
【請求項２５】
ｘは前記反射防止層の前記第１の表面において約１．０であり、前記反射防止層の前記第２の表面において約０であることを特徴とする請求項２４に記載の発光素子。
【請求項２６】
前記反射防止層はポリマーを含むことを特徴とする請求項２４に記載の発光素子。
【請求項２７】
前記基板はＳｉＣを含み、前記第１の屈折率は約２．６であり、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項２４に記載の発光素子。
【請求項２８】
前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、前記第１の屈折率は約１．８であり、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項２４に記載の発光素子。
【請求項２９】
前記分布屈折率は関数ｆ（ｘ）として表現され、ｘは、前記反射防止層の前記第１の表面から始まり、前記反射防止層の前記第２の表面で終わる前記反射防止層の厚さを表すことを特徴とする請求項２４に記載の発光素子。
【請求項３０】
ｆ（ｘ）は線形であることを特徴とする請求項２９に記載の発光素子。
【請求項３１】
発光素子を作製する方法であって、
光放射に対して少なくとも一部が透過性であり、第１の表面、第２の表面、および第１の屈折率を有する基板を提供するステップと、
ダイオード領域であって、それに印加された電圧に応答して光を放出するダイオード領域を前記基板の前記第１の表面の上に形成するステップと、
反射防止層であって、前記反射防止層の第１の表面におけるほぼ前記第１の屈折率と、前記反射防止層の第２の表面における、空気に関連するほぼ第２の屈折率との間の範囲内の値を有する分布屈折率を有する反射防止層を前記基板の前記第２の表面の上に形成するステップとを含み、
前記基板はＳｉＣを含み、かつ前記反射防止層は（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むか、または前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、かつ前記反射防止層は（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むことを特徴とする発光素子。
【請求項３２】
前記反射防止層を形成するステップは、
化学蒸着（ＣＶＤ）およびプラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）から成る方法の群から選択された蒸着法を用いて、前記反射防止層を前記基板の上に蒸着するステップを含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記反射防止層を形成するステップは、
熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、スピン被覆、ゾルゲルスピン被覆、および鍍金から成る方法の群から選択された方法を用いて、前記反射防止層を前記基板の上に形成するステップを含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記反射防止層を形成するステップは、
時間間隔の間にｘの値を減少させることによって（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを前記ＳｉＣ基板に被覆するステップを含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
ｘは前記時間間隔の始めでは約１．０であり、ｘは前記時間間隔の終わりでは約０であることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記反射防止層を形成するステップは、
時間間隔の間にｘの値を減少させることによって（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを前記Ａｌ２Ｏ３基板に被覆するステップを含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
ｘは前記時間間隔の始めでは約１．０であり、ｘは前記時間間隔の終わりでは約０であることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記反射防止層はポリマーを含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３９】
前記基板はＳｉＣを含み、前記第１の屈折率は約２．６であり、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項４０】
前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、前記第１の屈折率は約１．８であり、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項４１】
前記分布屈折率は関数ｆ（ｘ）として表現され、ｘは、前記反射防止層の前記第１の表面から始まり、前記反射防止層の前記第２の表面で終わる前記反射防止層の厚さを表すことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項４２】
ｆ（ｘ）は線形であることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
発光素子であって、
基板と、
前記基板上の第１の表面上のダイオード領域であって、それに印加された電圧に応答して光を放出するように構成されるダイオード領域と、
前記ダイオード領域の上にあり、第１の屈折率を有する光抽出層と、
前記光抽出層の上の反射防止層であって、前記反射防止層の第１の表面におけるほぼ前記第１の屈折率と、前記反射防止層の第２の表面に隣接する第２の媒質に関連するほぼ第２の屈折率との間の範囲内の値を有する分布屈折率を有する反射防止層とを備え、
前記基板はＳｉＣを含み、かつ前記反射防止層は（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むか、または前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、かつ前記反射防止層は（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むことを特徴とする発光素子。
【請求項４４】
前記光抽出層はプラチナを含み、前記第１の屈折率は約２．３３であることを特徴とする請求項４３に記載の発光素子。
【請求項４５】
前記第２の媒質は空気を含み、前記第２の屈折率は約１．０であることを特徴とする請求項４３に記載の発光素子。
【請求項４６】
前記第２の媒質はカプセル封じ物質を含み、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項４３に記載の発光素子。
【請求項４７】
発光素子を作製する方法であって、
基板を提供するステップと、
ダイオード領域であって、それに印加された電圧に応答して光を放出するように構成されるダイオード領域を前記基板の第１の表面の上に形成するステップと、
第１の屈折率を有する光抽出層を前記ダイオード領域の上に形成するステップと、
反射防止層であって、前記反射防止層の第１の表面におけるほぼ前記第１の屈折率と、前記反射防止層の第２の表面に隣接する第２の媒質に関連するほぼ第２の屈折率との間の範囲内の値を有する分布屈折率を有する反射防止層を前記光抽出層の上に形成するステップとを含み、
前記基板はＳｉＣを含み、かつ前記反射防止層は（ＳｉＣ）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むか、または前記基板はＡｌ２Ｏ３を含み、かつ前記反射防止層は（Ａｌ２Ｏ３）ｘ（ＳｉＯ２）１−ｘを含むことを特徴とする発光素子。
【請求項４８】
前記光抽出層はプラチナを含み、前記第１の屈折率は約２．３３であることを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記第２の媒質は空気を含み、前記第２の屈折率は約１．０であることを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
前記第２の媒質はカプセル封じ物質を含み、前記第２の屈折率は約１．５であることを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【国際調査報告】
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