技術宝箱

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特 許11. 殺菌もできる深紫外線ダイヤモンドLED1. 特開2008-78611 公開平成20年4月3日(出願平成19年4月25日)・出願人 独立行政法人産業技術総合研究所・発明の名称 高効率間接遷移型半導体紫外線発光素子・要約 励起子の束縛エネルギーが高い半導体材料で構成される間接遷移型半導体であって、間接遷移型半導体による活性層あるいはp n接合による活性領域を形成し、活性層あるいは活性領域に電流注入する電極を有する内部量子効率が10%以上であることを特徴とする発光素子。 ◆背景 波長が350 nm以下の半導体紫外光源は、白色照明、殺菌・浄水、高密度光記録用光源・蛍光分析等の各種情報センシング、医療分野、等への幅広い応用が考えられる。このため半導体発光素子の短波長化と高効率化に向けて開発が行われている。現在までに実用化されている高効率の発光素子のほとんどは直接遷移型半導体で構成されている。ここで、400 nmより短波長の発光領域ではAlGaN系が用いられるが、350 nmよりも短波長の発光領域では発光効率が急激に低くなり、数%程度の外部量子効率しか得られていないのが現状である。一方、不純物原子を用いた外因的発光センターとして利用されている間接遷移型半導体であるダイヤモンドを用いた発光素子は紫外線領域の波長の発光材料としては構造欠陥等の問題もなく、さらに、機械的、化学的、および熱的特性(半導体材料中で最高の熱伝導率を持つ)に加え、優れた半導体特性や光学特性を兼ね備えている。しかし、内部量子効率を実用レベルまで向上させるのは困難とされている。 ◆発明が解決しようとする課題 間接遷移型半導体でありながらが、直接遷移型半導体と同程度の高い内部量子効率を持つ、紫外線発光素子を提供する。 ◆課題を解決するための手段 間接遷移型半導体結晶内に高密度に生成した励起子の再結合および間接遷移型半導体に特有な励起子の拡散を利用する。請求項1励起子の束縛エネルギーが高い半導体材料で構成される間接遷移型半導体であって、間接遷移型半導体による活性層あるいはp n接合による活性領域を形成し、活性層あるいは活性領域に電流注入する電極を有する内部量子効率が10%以上であることを特徴とする発光素子。・以下、請求項2および請求項3は省略。請求項4基板上に形成されたp型半導体層と、前記p型半導体層に接して形成されたn型半導体層が形成され、前記p型半導体層とn型半導体層との界面を活性領域とし、前記p型半導体層とn型半導体層のうちのいずれか一つ、あるいは両方が間接遷移型半導70中小企業のための技術宝箱特許情報

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