TW515115B - Light emitting element and its fabricating method, visible light emitting device - Google Patents
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515115 A7 , , -------MI___ Λ ------ 五、發明說明（）
I
[發明所屬之技術領域] 本發明係關於一種使用半導體之發光元件，尤宜是適 合於藍色光或紫外光之發光的發光元件及其製造方法，以 及使用紫外線發光元件之可視光發光裝置。 [背景技術] 可進行藍色光區域之短波長發光之高亮度發光元件的 要求不曾停止，最近係藉由使用AlGalnN系材料來實現此 種發光元件。又，藉由與紅色乃至綠色之高亮度發光元件 、之組合，來謀求應用於全彩發光裝置與顯示裝置等也快速 地進展著。 惟，由於AlGalnN系材料係以較爲稀少的金屬之Ga 與In做爲主成分，價格上的昂貴乃是不可避免。又，其生 長溫度高達700〜1000°C，於製造時耗用相當多的能量也是 一大問題。 此不僅在成本降低之觀點來看不敷所需，即便關於省 能源與地球溫室效應之抑制上議論甚囂塵上之最近，也是 與時代潮流相左，故非所希望者。 本發明之課題在於提供一種於構成發光層部之際稀有 金屬之使用量少、且能在較爲低溫之環境下生長、並且能 在藍色光區域乃至紫外線區域進行高亮度發光之發光元件 及其製造方法、以及使用半導體紫外線發光元件之可視光 發光裝置。 本紙張尺度適Η中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •irtr · ，線· 515115 A7 1 · _____B7_____ 五、發明說明（>) [發明之揭示] 爲了解決上述課題，本發明之發光元件，其特徵在於 ，具有由η型被覆層、活性層以及p型被覆層所依序積層 而得之發光層部，且ρ型被覆層係由Ρ型MgxZm-xCK其中 ，1)層所構成者。 又，本發明之發光元件之製造方法，爲了製造上述發 光元件，其特徵在於，以有機金屬氣相生長法來形成P型 MgxZn^xO 層。 於藍色或紫外線區域之發光材料中，做爲AlGalnN的 替代性材料候補係考慮到ZnO。惟ZnO系氧化物半導體材 料容易產生氧缺陷，所以本質上易成爲η型導電性，要製 造可展現構成發光元件上所不可或缺之Ρ型導電性者有其 困難。又，即使假定可得到Ρ型ΖηΟ，由於ΖηΟ之價電子 帶上端之能階相對較高，而難以與活性層之間形成相對於 ρ型載體爲足夠高之障壁，有可能導致發光效率之降低。 是以，在本發明中，乃將以Mg取代ΖηΟ中Ζη的一 部分所得之複合氧化物、亦即MgxZn^CKOcxSi :以下， 有時將該複合氧化物簡記作MgZnO，惟並非意味著Mg : Zn : 0=1 : 1 : 1)當作P型被覆層之構成材料來使用。於 MgZnO中，藉由含有Mg，則氧化物之能帶隙能Eg得以使 得價電子帶上端之能階Εν降低的方式來增加。藉此，與 活性層之間之對於Ρ型載體的障壁高度可變高，從而能提 昇發光效率。 爲了確實地達成上述效果，將ρ型MgxZn^O層中之 _ ____4_______ \ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · I I n I I I I=-OJtill — — — n 1 I I n I I n — IIIIII — — — — — — — — — 515115 A7 _____B7 五、發明說明（j) 氧缺陷濃度控制在10個/cm3以下乃爲所希望者。基於此， 做爲形成P型MgxZn^O層之氣相生長法，採用有機金屬 氣相生長法（MOVPE(Metal Organic Vapour Phase Epitaxy)) 法爲有效的。其他之氣相生長法之諸如高頻濺鍍與分子束 磊晶（MBE(Moleculai* Beam Epitaxy))由於生長環境氣氛之 壓力低達1.33X10·2〜1.33Pa(l〇·4〜l(T2t〇rr)，要抑制氧缺陷 之發生是非常困難的，P型MgxZni_xO層之形成事實上是 不可能的。惟，使用MOVPE法之氣相生長法，由於可自 由地變化生長中之氧分壓，藉由將環境氣氛壓力上升到某 個程度即可有效地抑制氧脫離乃至氧缺陷之發生。於是， 可實現以往所不可能獲得之p型MgxZn^O層、尤其是氧 缺陷濃度控制在10個/cm3以下之p型MgxZn^O層。氧缺 陷濃度以愈低愈佳(亦即，成爲0個/cm3亦無妨）。 又，於日本專利特開平11-168262號公報中，揭示有 ~種二維陣列面型發光裝置，其使用著由上述AlGalnN系 材料所構成之發光層部、或是由Zn與Mg之氧化物或其混 晶所構成之發光層部。於該公報中，除了揭示了將上述發 光層部當作可視光發光源來使用之態樣，另外也揭示了將 胃光層部構成爲紫外線發光部，藉紫外線來讓各色之螢光 體層發生激光之全彩顯示器。惟，在特開平11-168262號 公報中’僅記載著藉由磊晶生長來對基板上形成由Zll與 Mg之氧化物或其混晶所構成之發光層部，而並未對含有p 型Mgxzni_x0層之發光層部之構成、以及p型MgxZn^O 層之具體的形成方法有任何之記載或暗示。 國家標準格⑽ x 29/;iiT " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •9------- —訂---------線_ 515115 * 摯 A7 ____B7 —_____ 五、發明說明（f ) 藉MOVPE法來形成p型MgxZni-xO層時，若在具有 1.33 X 103Pa(10Toir)以上之壓力的環境氣氛中進行層形成 ，可有效地抑制成膜中之氧缺陷發生，可得到良好特性之 p型MgxZnbX0層。此時，更佳的做法係將氧分壓(亦將02 以外之含氧分子所含之氧換算爲02而倂入)設定在1.33X 103Pa(10Torr)以上。 將此種P型MgxZiM-xO層做爲P型被覆層來使用，則 可輕易地形成可於藍色光區域或紫外線區域進行高亮度發 光之發光元件。又，P型被覆層因並未以Ga或In等之稀 有金屬做爲主成分，發光層部全體之稀有金屬之使用量變 少，進一步可製造廉價之發光元件。又，MgxZn^O層由 於在相對低溫下進行氣相生長，即使在謀求省能源化上也 爲有效的。 爲讓MgxZiibxO成爲p型，必須添加適當之p型摻雜 物。做爲此種P型摻雜物，可使用N、Ga、A卜In、Li、 Si、C、Se之1種或至少2種。當中，尤以使用N在獲得 良好之P型特性上爲有效的。又，做爲金屬元素摻雜物以 使用Ga、A：l、In、Li之1種或至少2種，尤其是使用Ga 爲有效的。若將該等摻雜物與N共同添加，可更加確實地 得到良好的P型特性。又，即便使用Ga或In等情況，由 於該等之使用量極微，不致造成成本增加之問題。 又，爲了確保充分之發光特性，讓p型MgxZn^O層 中之P型載體濃度成爲1X1016個/cm3〜8xl018個/cm3爲佳 。若P型載體濃度未滿IX 1016個/cm3，有時難以得到充分 i____ fs _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I β -· n n n n i— n n 一 -OJI ϋ n in i n ϋ n I an n n n n 515115 A7 ____B7___ 五、發明說明（^ ) 之發光亮度。另一方面，若p型載體濃度超過8χ1〇18個 /cm3，注入活性層之p型載體之量會過剩，或出現往p型 MgxZn^O層之逆擴散、或超過障壁流入n型被覆層造成 無法供做發光之ρ型載體增加，有時導致發光效率的降低 〇 其次，本發明之可視光發光裝置，其特徵在於，係具 有： 半導體紫外線發光元件，係具有由η型被覆層、活性 層以及Ρ型被覆層所依序積層而得之發光層部，且前述Ρ 型被覆層係由ρ型MgxZni_xO(其中’ 〇<χ$ 1)層所構成；以 及 螢光體，其可接收來自前述半導體紫外線發光元件之 紫外線照射而發出可視光。 做爲可視光發光裝置，以往係廣泛使用螢光燈。惟螢 光燈具有以下之缺點： •由於利用陰極放電來產生紫外線，會隨著電極之蒸 發消耗而在較早之階段即結束其使用壽命。 •不僅需要高電壓，且消耗電力也大。 •需要安定器與啓動器等之多餘的週邊電路。 •伴隨燈管之廢棄，做爲紫外線放射源而密封於玻璃 管內之水銀會溢出，在環保觀點上可料想到今後會引起很 大的爭議。 惟，依據本發明之可視光發光裝置，由於使用半導體 發光兀件做爲紫外線光源，所以經時性惡化小而壽命長， ---------2_一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） '~ - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 訂----- 線- 515115 A7 _ _B7_____ 五、發明說明（L ) 又，基本上只要具備針對發光元件之通電電路即可進行連 續發光，所以電路構成也可簡單化。再者’無須高電壓、 電阻損失也少故僅需少量之消耗電力。又’由於並未使用 水銀等之環保上所不希望的物質，所以可實現環境淸淨之 發光裝置。再者，做爲半導體紫外線發光元件只要使用本 發明之發光元件即可廉價化且紫外線發光效率也高’所以 可進一步謀求省能源化。 [圖式之簡單說明] 圖1所示係本發明之發光元件之示意圖。 圖2所示係MgZnO之結晶構造之示意圖。 圖3所示係MgZnO層之金屬離子與氧離子之配置形 態之示意圖。 圖4所示係藉由環境氣氛壓力來將形成MgZn0層之 際所產生之氧脫離加以抑制之狀態說明圖。 圖5A所示係令MgZnO層以單結晶層的方式來形成之 例子之示意圖。 圖5B所示係令MgZnO層以c軸配向多結晶層的方式 來形成之例子的示意圖。 圖6所示係有關本發明之發光元件之第一實施形態之 截面示意圖。 圖7所示係有關本發明之發光元件之第二實施形態之 截面示意圖。 圖8A係使用類型I與類型Π之帶線增之接合構造之 本纸張尺度適用中國國家標準（CNTS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 訂---------線—邊 515115 A7 _______ B7 _ 五、發明說明（j ) 發光元件的能帶示意圖。 圖8B係使用類型I與類型Π之帶線增之接合構造之 其他的發光元件的能帶示意圖。 圖9A所示係圖6之發光元件之製程之一例的說明圖 〇 圖9B係圖9A之後續製程圖。 圖9C係圖9B之後續製程圖。 圖9D係圖9C之後續製程圖。 圖10A所示係圖11之發光元件之製程之一例之說明 圖。 圖10B係圖10A之後續製程圖。 圖10C係圖10B之後續製程圖。 圖10D係圖10C之後續製程圖。 圖11所示係有關本發明之發光元件之第三實施形態之 截面示意圖。 圖12所示係圖11之發光元件之第一變形例之截面不 意圖。 圖13所示係圖11之發光元件之第二變形例之截面示 意圖。 圖14所示係有關於本發明之發光元件之第四實施形態 之截面示意圖。 圖15所示係有關於本發明之發光元件之第五實施形態 之截面示意圖。 圖16所示係有關於本發明之發光元件之第六實施形態 尽紙張尺度適用中國國家標準（CNs)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·- --------訂---------線- 515115 A7 - ----BZ___—^— 五、發明說明（y) 之截面示意圖。 圖17係使用類型〗之帶線增之接合構造之發光元件的 能帶示意圖。 圖18A所不係圖16之發光兀件之製程之一例的說明 圖。 圖18B係圖18A之後續製程圖。 圖18C係圖18B之後續製程圖。 圖18D係圖18C之後續製程圖。 圖19A所示係以黏合方式來製造本發明之發光元件之 方法的一例之製程說明圖。 圖19B係圖19A之後續製程圖。 圖20A係本發明之發光元件之作用說明圖。 圖20B係本發明之發光元件之其他作用說明圖。 圖21係本發明之可視光發光裝置之原理說明圖。 圖22所示係將本發明之可視光發光裝置構成爲照明裝 置之第一例的截面示意圖。 圖23所示係將本發明之可視光發光裝置構成爲照明裝 置之第二例的截面示意圖。 圖24所不係將本發明之可視光發光裝置構成爲照日月裝 置之第三例的截面示意圖。 圖25所示係將本發明之可視光發光裝置構成爲照日月壯 置之第四例的截面示意圖。 圖26A係使用本發明之可視光發光裝置之顯示 原理說明圖。 ____10 ____ (請先閲讀背面之注意事頊為填寫本買〕 -------—IT*-------1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 515115 A7 —---— ___ B7____ 五、發明說明（，） 圖26B係圖26A後續之原理說明圖。 圖27所示係有關於本發明之發光元件之第七實施形態 之截面示意圖。 圖28A所示係圖27之發光元件之製程之一例的說明 圖。 圖28B係圖28A之後續製程圖。 圖29所示係將本發明之可視光發光裝置構成爲照明裝 置之第二例的截面示意圖。 圖30所示係將本發明之可視光發光裝置構成爲照明裝 置之第三例的截面示意圖。 圖31所示係將本發明之可視光發光裝置構成爲顯示裝 置之第二例之示意圖。 ' 圖32係以槪略地表示藉MOVPE法來形成MgZn〇層 之裝置之一例之圖。 [用以實施發明之最佳形態] 以下，參照圖式說明本發明之實施形態。 圖1係Tpc思地威不本發明之相關發光元件之要部積層 構造，其具有依序積層η型被覆(cladding)層34、活^層 33以及p型被覆層2所得之發光層部。再者，p型被覆層 2係以p型MgxZnk〇層(〇<χ$ 1 :以下，有時略記爲p型 Mg2n〇層2)的形態來形成。該p型MgZnO層2係含有^ 量之例如N、Ga、A；l、In、Li之1種或至少2種作爲p型 摻雜物。又，P型載體濃度係如前述般調整在1 X 1〇u ^ -------------— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 11 515115 A7 ____ B7 __ 五、發明說明（户） /cm3〜8X1018個/cm3 (例如1〇17個/⑽3〜1〇18個/cm3左右)之 範圍。 圖2係顯示MgZnO之結晶構造’具有所5胃的纖鋅 (wurtzite)礦型構造。該構造中，鋅離子充塡面與金屬離子 (Zn離子或Mg離子)充塡面在c軸方向成爲交互積層之形 態，如圖3所示，p型MgZnO層2係以c軸沿著層厚方向 的方式來形成。當氧離子欠缺而產生空洞的情況會成爲氧 缺陷，發生η型載體之電子。是以，一旦此種氧缺陷多量 形成時，η型載體會增加而不復展現Ρ型導電性。是以， 在形成ρ型MgZnO層之際，如何抑制氧缺陷的發生是相 當重要的。 如前面所說明過般，ρ型MgZnO層2係利用MOVPE 法所形成的。MOVPE法之生長原理本身已爲週知。在此 氣相生長之際係進行前述P型摻雜物之添加。於是，使得 該氣相生長在1.33 X 103Pa(10Ton〇以上之環境氣氛壓力下 進行，藉此，如圖4所示般，氧離子之脫離受到抑制，可 得到氧缺陷少之良好的ρ型MgZnO層2。 又，ρ型MgZnO層2藉由磊晶生長而如圖5A所示般 做爲單結晶層來形成乃爲理想者，不過只要可得到c軸在 層厚方向配向之構造，亦可成爲圖5B所示般之多結晶層 而可得到較爲良好之發光效率。當爲MgZn0的情形，例 如對進行層生長之基板厚度方向賦予熱梯度等，可較爲容 易獲得此種構造，故可說是一種可行之方法。 回到圖1 ,活性層33係使用對應於所需之發光波長具 -- -—- _12___ _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 一 -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --訂·--------'^丨 515115 A7 ___B7___ 五、發明說明（i I ) 有適宜之帶寬者。例如，在可視光發光方面所使用者係選 擇具有在波長400〜570nm可進行發光之能帶隙能 Eg(3.10〜2.18eV左右）者。此爲可涵蓋紫〜綠色的發光波長 帶；特別是使用於藍色發光之情形，係選擇具有在波長 450〜500nm可進行發光之能帶隙能Eg(2.76〜2.48eV左右) 者。又，使用於紫外線發光者，係選擇具有在波長 280〜400nm可進行發光之能帶隙能Eg(4.43〜3.10eV左右) 者。 活性層33可藉由半導體(例如與p型MgxZn^O層2 間形成類型Π之帶線增(band linear-up)者）來形成。做爲此 種活性層，可爲例如圖6所示之發光元件1或是圖7所示 之發光元件1〇〇中之InGaN(以下稱爲InGaN活性層)層3 。此處，所謂「於活性層與p型MgxZnbxO層之間形成類 型Π之帶線增」，如圖8A與圖8B所示般，意指p型被覆 層(P型MgxZn^O層2)之傳導體底與價電子帶上端之各能 階Ecp，Evp、活性層之傳導體底與價電子帶上端之各能階 Eci，Evi間成立著以下之大小關係的接合構造：
Eci>Ecp ...(1)
Evi>Evp ...(2) 於該構造中，自活性層往p型被覆層之電子(η型載體) 之順擴散並未出現特別之障壁，但自活性層往Ρ型被覆層 之電洞(Ρ型載體)之逆擴散則形成有相對上較高之位能障壁 ，所以可促進在活性層之載體再結合，可實現高發光效率 。又，當InN之混晶比定爲α而表示成爲InaGa^N之時 _— —-----η ---—... ΐ、紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) t \ --------訂---------線. 515115 A7 _B7 ___ 五、發明說明（(Λ) ，基於藍色可視光發光之情形以〇·34$ α $0.47爲佳，基 於紫外線發光之情形以α $0.19爲佳。 此時，做爲η型被覆層，以使用與活性層間形成類型 I之帶線增之半導體爲佳。做爲此種活性層，可爲例如圖 6所不之發光兀件1或是圖7所不之發光兀件100中之η 型AlGaN(Al〃 Gai.〃 Ν)層4。此處’所§胃「ϋ型被覆層與活 性層之間形成類型I之帶線增」，如圖8Α與圖8Β所示般 ，意指活性層之傳導體底與價電子帶上端之各能階Eci，Evi 、η型被覆層(η型AlGaN層4)之傳導體底與價電子帶上端 之各能階EcnJEvn間成立著以下之大小關係的接合構造：
Eci<Ecn ...(3)
Evi>Evn ...(4) 藉此，對於自η型被覆層往活性層之電子的逆擴散會 產生較高之障壁，且在價電子帶上端，於活性層之位置形 成量子井（quantum well)，所以對於電洞之封閉效果可提高 。不論何者皆可對活性層中之載體再結合促進以及發光效 率提昇上做出貢獻。
於圖8A與圖8B之構造中，自活性層往p型被覆層之 電洞逆擴散的抑制效果係隨著價電子帶上端之能量障壁高 度(Evi-Evp)之增大而獲得提昇。爲了達成此目的，增加構 成P型被覆層之P型MgxZnhO層2之MgO混晶比(亦即X 値)乃爲有效的做法。混晶比X係依據所需之電流密度而以 不致發生載體對P型被覆層過多的溢流來決定。例如將活 性層定爲InGaN層3的情況，就發光二極體而言混晶比X __________ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------變--------tr--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 515115 A7 _____B7__ 五、發明說明（/ j) 以0.05〜0.2左右爲佳，以半導體雷射光源而言混晶比X以 0.1〜0.4左右爲佳。 另一方面，傳導帶底由於係自活性層往P型被覆層呈 階梯狀下降，所以在活性層中之無法供做發光再結合之電 子會流入載體濃度高之p型被覆層，從而已無法供做藉由 奧格(Auger)再結合等之發光。是以，爲了提高發光效率， 在流入p型被覆層前儘可能讓較多的電子與電洞再結合乃 爲必要者。爲了達成此目的，將活性層之厚度t增加至一 定以上(例如30nm以上)乃爲有效的。如圖8B所示般，當 活性層之厚度t過小，流入P型被覆層而無法供做發光之 電子會增加，此會導致發光效率之降低。另一方面，當活 性層之厚度t超過所需以上，會導致在活性層內之載體密 度的降低，發光效率反而降低，所以該厚度係定於例如2 以下之値。 又，於圖8A與圖8B中，如使用InGaN活性層的情 況般，讓EcP>Evi、亦即在p型被覆層與活性層之間讓禁 帶疊合之事，對於將接合界面處之非發光再結合加以抑制 上爲有利的。 其次，如圖1所示般，p型MgxZn^O層2之與活性 層(InGaN層)3相接側之相反側的表面可由導電性材料或是 半導體材料所構成之保護層35所覆蓋。由於MgZiiO具有 易與水分反應而轉變爲氫氧化物從而株能惡化之性質，所 以對於P型MgxZni.xO層2設置上述般之保護層35在防止 此種不佳情況上極具有效果。 ------ —--- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 一δ，· n t— n ϋ— n n n I n n n n n ϋ n -ϋ 1 ϋ in ϋ ϋ I— SI ϋ n n n n - 515115 A7 __ B7_ 五、發明說明（^f) P型MgxZn^O層，如圖3所示般，具有c軸面向層 厚方向之構造，亦即具有氧離子充塡層與金屬離子充塡層 在層厚方向交互積層之構造。此時，若考慮電中性條件， 當層之單側爲金屬離子充塡層之露出面(以下稱爲金屬離子 充塡面）的情況，則另一側必然爲氧離子充塡層之露出面( 以下稱爲氧離子充塡面）。再者，因水分吸附而易於發生反 應者係此氧離子充塡層之露出面側。 例如，如圖1所示般，若與活性層33之接觸側成爲金 屬離子充塡面，由於相反側成爲氧離子充塡面之故，所以 將此氧離子充塡面以前述之保護層35來覆蓋乃爲有效的。 此時，保護層35係成爲以氧離子充塡面與p型MgxZnhO 層2做接觸的形態。另一方面，若與活性層33之接觸側成 爲氧離子充塡面，則相反側成爲對水分之反應較不具活性 之金屬離子充塡面。此時’雖亦可省略掉保護層3 5 ’惟只 要設置保護層35即可得到在耐候性優異之元件構造。 於圖6之發光元件1中，保護層係設定爲透明導電材 料層I2。若設置透明導電材料層Π、也就是設置材質透明 之保護層，則將P型MgxZn^O層2側當作取光面的情形 下，可對取光效率之提昇做出貢獻。此時，透明導電材料 層I2亦可兼做爲發光通電用之電極。藉此，有別於設置金 屬電極之情況，由於電極本身即可透過光線，乃無須於電 極之周圍積極地设置取光用之電極非形成區域’可在不致 降低取光效率之前提下謀求電極之大面積化。又，由於也 無須形成電流擴散層，可謀求元件之簡單化。 _ -_— 16 _____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) #--------訂--------線」 515115 A7 ---- B7_ _ —_ 五、發明說明（丨 做爲透明導電材料層12之具體的材質，可適切地使用 In2〇3 : Sn(錫摻雜之氧化銦：通稱爲IT0)、Sn〇2 : Sb(銻摻 雜之氧化錫：通稱爲臬沙(Nesa))。ITO在導電性方面優異 ，對於元件驅動電壓之減低也可做出貢獻。另一方面，臬 沙之導電性雖較ITO爲差，但具有廉價之優點。又，由於 耐熱性高’所以在形成透明導電材料層12之後需要高溫之 處理製程的情況等也爲有效的。ITO膜可由濺鍍或真空蒸 鍍所製造，又，臬沙膜可由CVD法所製造。又，該等透明 導電材料層12亦可由凝膠溶膠法來形成。 圖6之發光元件1具體上具有以下之構造。亦即，於 藍寶石(單結晶氧化鋁)基板10上形成有由GaN所構成之緩 衝層11，於該緩衝層11上依序磊晶生長出做爲η型被覆 層之η型AlGaN層4、做爲活性層之InGaN層(以下稱爲 InGaN活性層)3、以及做爲p型被覆層之p型MgZnO層2 ’藉此形成出呈雙異構造（double hetero-structure)之發光層 部。又，p型MgZnO層2之表面係由例如ITO所構成之透 明導電材料層12所覆蓋；另一方面η型AlGaN層4與 InGaN活性層3之一部分被去除，於所露出之^型AlGaN 層4之表面係形成有金屬電極13。再者，以透明導電材料 層12側爲正而與金屬電極13之間進行通電，藉此，來自 發光層部之光(藍色光或紫外線)可從透明導電材料層12側 或藍寶石基板10側取出。又，金屬電極13(或是後述之金 屬反射層22或者金屬電極21)可由含有Au、Ni、Ti或是 Be之1種或至少2種的金屬，例如可由Au—Be合金等所 _____|7 T、紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 29〆公釐) " ----— ------------f--------tr--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 515115 A7 __B7___ 五、發明說明（丨^ ) 構成。 於圖7之發光元件100中，保護層係設定爲p型化合 物半導體層20。p型化合物半導體層20可兼做爲電流擴散 層。此時，藉由形成較該p型化合物半導體層20之面積爲 小之金屬電極21，可自其周圍取光且同時讓電流自該電極 21往p型MgZnO層2之全面擴散，以改善取光效率。此 時，P型化合物半導體層20除了進行取光外尙必須具有充 分之透光性。於本實施形態中，p型化合物半導體層20係 p型AlGaN層，於其上形成有金屬電極21。其他之部分由 於與圖6之發光元件1相同，對於共通之要件係賦予同一 符號而省略其詳細說明。又，當p型化合物半導體層20具 有充分之導電性的情況，亦可省去金屬電極21。 關於圖6之發光元件1，其製造方法之一例係藉由圖 9A〜圖9D來說明。 首先，如圖9A所示般，於藍寶石基板10之一側的主 表面上形成GaN緩衝層11，接著以磊晶法生長出層厚爲 例如50mn之η型AlGaN層(η型被覆層)4、進一步生長出 層厚爲例如30nm之InGaN(無摻雜)活性層3。該等層之形 成能以週知之MOVPE法或是MBE法來進行。又，在本說 明書中MBE除了將金屬元素成分源與非金屬元素成分源這 兩者定爲固體之狹義的MBE，在槪念上尙包含有：將金屬 元素成分源定爲有機金屬且將非金屬元素成分源定爲固體 之 MOMBE(Metal Organic Molecular Beam Epitaxy)、將金 屬元素成分源定爲固體且將非金屬元素成分源定爲氣體之 ~ ______is____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 41^--------ITi 線丨 515115 A7 _ B7___ 五、發明說明（（7) 氣相源MBE、將金屬元素成分源定爲有機金屬且將非金屬 元素成分源定爲氣體之化學束磊晶（CBE(Chemical Beam Epitaxy)) 〇 其次，如圖9B所示般，讓P型MgZnO層(p型被覆層 )2以例如層厚lOOrnn的方式來磊晶生長。使用金屬元素摻 雜物做爲P型摻雜物之情況，可將金屬元素摻雜物以至少 含有一個烷基之有機金屬的形態來供給。 以MOVPE法來形成p型MgZiiO層2之情形，做爲主 原料可使用以下的物質： •氧源：N〇2等； • Zn 源：二甲鋅(DMZn)、二乙鋅(DEZn)等； • Mg源：雙環戊二烯鎂(Cp2Mg)等。 又，做爲P型摻雜源可使用以下之物質： • Li源：正丁鋰等； • Si源：單矽烷等之矽氫化物等； • C源：烴類(例如至少含一個C之烷類等）； • Se源：鈽化氫等。 又，A；l、Ga以及In之1種或至少2種可藉由N之共 添加而做爲良好之P型摻雜物來作用。做爲原料可使用以 下之物質： • A1源：三甲鋁(TMA1)、三乙鋁(TEA1)等； • Ga源：三甲鎵(TMGa)、三乙鎵(TEGa)等； • In源：三甲銦（TMIn)、三乙銦(TEIn)等。 做爲P型摻雜物讓金屬元素(Ga)與N —同使用之情況 ____19_________ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) #--------訂」--------線丨黌丨丨， 515115 A7 ____B7 _____ 五、發明說明（ί/) ，於進行Ρ型MgZnO層之氣相生長之際，係將Ν源之氣 體與Ga源之有機金屬一同供給。例如，在本實施形態’ 做爲氧源使用之N〇2亦具有N源之機能。 MOVPE法所進行之ρ型MgZnO層2之氣相生長，係 將配置有基板之生長爐內昇溫到例如300〜700°C，對爐內 送入上述原料（在氣體狀態下與載氣一同進入）來實施者。 做爲載氣可使用例如氮氣或氬氣。 於圖32所示之例子中，於生長容器115之內部空間 115a所配置之基板110之主表面111上，藉MOVPE法形 成ρ型MgxZn^O層2。基板110係圖9A所示之狀態者， 主表面Π1係圖9A之活性層3之表面。此時，對於內部 空間115a，自氧源氣體噴出口 116a供給氧源氣體OQ，又 ，自有機金屬噴出口 H7a(到主表面111之距離較氧源氣 體噴出口 116a爲近)供給做爲Mg源以及/或是Zn源之有機 金屬MO，可有效地獲得氧缺陷少(具體上爲10個/cm3以 下）之P型MgxZtikO層2。此時，讓供給到生長容器115 之氧源（VI族)氣體OQ之莫爾濃度高出有機金屬（Π族)MO 之莫爾濃度的2000〜3000倍左右（亦即供給Π/νι比定爲 2000〜3000)會更具效果。 於圖32之實施形態，基板110係藉由內藏於承受器 (susceptor)119之加熱器118所加熱。又，連接於生長容器 II5之氧源氣體供給配管116之開口部係形成爲氧源氣體 噴出口 116a。再者，進入生長容器115內之有機金屬供給 配管117之前端部係位於待形成ρ型MgxZni_xO層2之主 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f--------訂！——線#1 T、紙張尺度$中國國家標準（〇>^)八4規格（210>< 297公^^ 515115 A7 ___ _ B7_______ 五、發明說明（,I) 表面in之上方附近，於該前端部形成有機金屬噴出口 117a，將有機金屬朝向主表面111噴附。 又，將反應容器內之壓力保持在1.33Xl03Pa(l〇Toir) 以上來進行氣相生長爲有效的做法。藉此，氧之脫離可受 到抑制，可合成出氧缺陷少之具有良好之p型特性的 MgZnO層。特別是使用N02做爲氧源的情況，藉由上述之 壓力設定可防止N02解離急速地進行，可更有效地抑制氧 缺陷的發生。 環境氣氛壓力愈高則氧脫離抑制效果愈高，惟即使是 1.013Xl05Pa(760Ton*，1大氣壓)左右的壓力在效果上亦十 分顯著。例如，當壓力在1.013Xl05Pa(760Toir)以下，由 於反應容器內處於常壓或減壓狀態，具有容器密閉構造上 以簡略的構造即可進行反應之優點。另一方面，若採用壓 力超過1.013 Xl05Pa(760Torr)之情況，由於容器內處在加 壓狀態，所以必須考慮使用可避免內部之氣體漏出之較爲 強固的密閉構造，又當壓力相當高的情況，則必須考慮使 用耐壓構造等，不過此種方式在氧脫離抑制效果上會更加 顯著。此時，壓力之上限係同時考量裝置成本與可達成之 氧脫離抑制效果之兩者來決定適當的値（例如l.〇13x 106Pa(7600Torr，10 大氣壓））。 以上述方式形成了 P型MgZnO層2後，將基板自反 應容器中取出，如圖9C所示般，形成透明導電材料層12 。使用ITO膜之情況下，可藉由高頻濺鍍或真空蒸|度等來 形成。再者，如圖9D所示般，將p型MgZnO層2以及 ______2J_____— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） ' -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f
I訂---------線U 515115 A7 ---------B7 _ 五、發明說明（>θ)
InGaN活性層3之一部分以氣體飽刻等去除而讓η型 AlGaN層4露出，接著對其進行真空蒸鍍等來形成金屬電 極13 ’藉此，可完成圖6所示之發光元件1。又，爲了讓 元件具有適當的大小，在圖9C之製程後，將基板予以切 割，之後對所切割之個別的基板實施圖9D之製程。又， 在成爲最終製品之途中，係後續進行著通電用導線之接合 或樹脂模鑄等之製程，不過由於這些爲一般週知的事項， 此處乃省略其說明（於以下之其他的實施形態亦同）。又， 圖7所示之發光元件100的情況，除了於p型MgZiiO層2 之後進一步藉MOVPE法等來氣相生長出p型AlGaN層、 並於其上形成金屬電極21以外，其餘以同於圖9A〜圖9D 之製程來製造。 其次，ρ型MgZnO層2之保護層，如圖Π所示之發 光元件101般，亦可能成爲金屬層22。此時，金屬層22 亦可兼用於自η型被覆層4側取光之際之光反射層(以下稱 爲金屬反射層22)。若採用如此之構成，藉由讓自發光層 部往Ρ型被覆層2側之光在η型被覆層(η型AlGaN層)4側 受到反射，則可進一步提昇取光效率。此時，例如對η型 被覆層4側安裝電極，將金屬反射層(金屬層)22兼用做發 光通電用之電極一事自是不用多說。在圖11所示之發光元 件中，金屬電極23係以與η型被覆層4直接接觸的形態覆 於η型被覆層4之表面的一部分。光可自此金屬電極23之 周圍取出。又’此處與圖6或圖7之發光元件1，100之形 態相異，藍寶石基板1 〇係被去除。 _ _____ΎΎ ___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁) I \ --------訂---------線« 515115 A7 _ B7 ______ 五、發明說明（Y1 ) 圖10Α〜圖10D係顯示上述發光元件1〇1之製程的一 例。於藍寶石基板10上形成緩衝層11以及做爲發光層部 之各層4,3,2之圖10Α的製程係與圖9Α相同，又圖10Β 之製程係與圖9Β相同。再者，於圖10C中，並不形成 ITO膜而是改以真空蒸鍍等來形成Au層等之金屬反射層 22。又，在圖l〇D中係進行藍寶石基板1〇之去除。例如 採用GaN緩衝層11之情況下’可藉由自藍寶石基板1〇之 裏面側照射準分子雷射來熔解GaN緩衝層U，而將藍寶 石基板10輕易地剝離去除。又，圖10C之製程與圖10D 之製程可調換。接著，如圖11所示，對已去除藍寶石基板 10之η型被覆層4之裏面側以真空蒸鍍等來形成金屬電極 23，進一步進行切割來得到發光元件1〇1。又，亦可將緩 衝層以及有別於緩衝層所設之剝離層以化學蝕刻等溶解以 進行藍寶石基板之去除。_ 又，如圖12所示之發光元件99般，亦可於金屬電極 23與η型AlGaN層之間夾入電流擴散層24(例如η型 AlGaN層）。又，如圖13所示之發光元件98般，亦可取代 金屬電極23而改爲形成ITO膜般之透明導電材料層25。 其次，活性層可藉由半導體(與p型MgxZn^O層之間 形成類型I之帶線增者)來形成。做爲此種活性層，能以例 如MgyZi^yO層(其中，0€y<l，x>y)的方式來形成。所謂 「於活性層與P型MgxZnbX〇層之間形成類型I之帶線增 」，係如圖Π所示般，意指P型被覆層(p型Mgxzni_x〇層 2)之傳導體底與價電子帶上端之各能階Ecp，Evp、活性層之 ______ 23 ______ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨訂---------線」 515115 A7 ___B7_ 五、發明說明 傳導體底與價電子帶上端之各能階Eci，Evi間成立著以下之 大小關係的接合構造：
Eci<Ecp ...(5)
Evi〉Evp …（6) 於該構造中，與圖8A以及圖8B所示之類型π的帶線 增不同，關於自活性層往P型被覆層之電子(η型載體)之順 擴散也出現位能障壁。又，以於活性層與η型被覆層之間 形成與圖8Α、圖8Β同樣之類型I的帶線增的方式進行；η 型被覆層之材質的選擇，則於活性層之位置上，於傳導帶 底以及價電子帶上端之兩處形成量子井，提高對電子與電 洞兩者之封閉效果。於是，載體再結合促進乃至發光效率 提昇更加顯著。η型被覆層之材質可爲圖6所示之AlGaN 等，惟若使用η型MgzZni_zO層(其中，〇$ζ<ι)，則構成 發光層部之所有的層皆由MgZnO系之氧化物材料所構成 之故，乃不再需要前述般之Ga或In等之稀有金屬（除了摻 雜物以外），可大幅降低成本。此處，若讓x=y，則量子井 之兩側的位能障壁高度會相等。 又，活性層之厚度t的選定，係以避免活性層內之載 體密度的過度降低、因穿隧效應而通過活性層之載體的過 度增加爲前提，而採用例如30〜lOOOnm之値。 於MgyZni_yO層所構成之活性層(以下稱爲MgyZni_y〇 活性層，其中，包含y=〇之情況）中，y値也成爲決定能帶 隙能Eg之因子。例如，進行波長280nm〜400nm之紫外線 發光的情況係在〇€y<〇.5的範圍做選擇。又，所形成之井 _______24__ 本紙張尺度適Θ中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 29f公爱) ^ - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
--------訂·--------*5^W 515115 A7 ______B7_；__ 五、發明說明（Vj ) 障壁之高度，在發光二極體爲0.1〜〇.3eV左右，在半導體 雷射光源爲0.25〜0.5eV左右即可。該値係由p型MgxZn^ x〇層、MgyZnbyO活性層以及η型MgzZm-zO之組成，也 就是x，y，z數値之選擇來決定。再者，若以量子井構造之形 成爲前提下考慮，則在活性層未必需要Mg(亦即可使用 ZnO) ’但在p型與η型被覆層則必須含有Mg。 圖14係顯示上述發光元件之具體例之一。於該發光元 件102中，依序磊晶生長出做爲n型被覆層之n型 MgzZnNz〇層54、MgyZnbO活性層53、以及做爲ρ型被 覆層之p型MgxZn^O層52，藉此形成出呈雙異構造之發 光層部。其他之部分由於與圖6之發光元件1相同，對於 共通之要件係賦予同一符號而省略其詳細說明。又，圖15 之發光元件103係相當於將圖12之發光元件99中之發光. 層部更換爲上述之雙異構造者。再者，圖16之發光元件 104係相當於將圖13之發光元件98中之發光層部更換爲 上述之雙異構造者。 又，讓MgyZr^yO活性層53與η型MgzZnbzO層54 僅在η型載體濃度上相異而成爲同一組成(亦即y=z)，於圖 17中使得兩層之接合成爲同質接合之發光元件的構造也屬 可能。此時，會成爲位能障壁僅在P型MgxZni_xO層52與 MgyZn^yO活性層53(z〉y)之間發生之單異構造。 以下，參照圖18A〜圖18D，舉出圖16之發光元件 104之情況爲例來說明上述具有全氧化物型發光層部之發 光元件的製程。首先，如圖18A所不般’在藍寶石基板1〇 ______— ______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --訂 *-------- 515115 A7 ___:_B7__ 五、發明說明（yj) 上磊晶生長GaN緩衝層Π，接著依序形成η型MgzZm-zO 層54(層厚例如爲50nm)、MgyZiibyO活性層53(層厚例如 爲30nm)、以及p型MgxZnkO層52(層厚例如爲50nm)(形 成順序亦可相反）。該等各層之磊晶生長可與圖6或圖7之 發光元件U〇〇同樣以MOVPE法來形成。使用MOVPE法 的情況下，原料也採用相同者，其中η型MgzZnpzO層54 、MgyZn^yO活性層53以及p型MgxZnhO層52可全部使 用相同的原料在同一反應容器內連續地形成，此爲優點所 在。另一方面，在本構成中，爲了降低與GaN緩衝層11 之反應性、提高晶格整合性，以略爲低溫、例如300〜400 °C進行生長乃爲所希望者。 此時，隨著混晶比x，y，z的差異，以流量控制器等來 控制各層之作爲Mg源與Zn源之有機金屬的流量比。又， 在形成MgyZnNyO活性層53與p型MgxZnNxO層52之際 ，爲了抑制氧缺陷發生，以採用於圖32所說明過之相同的 方法爲佳。另一方面，在η型MgzZn^O層54之形成之際 ，可採用積極地產生氧缺陷而成爲η型之方法。以較形成 MgyZnuyO活性層53與ρ型MgxZnkO層52之情況進一步 降低環境氣氛壓力（例如成爲1.33 X 103Pa(10Torr)未滿）爲 有效的做法。又，亦可採其他方式導入η型摻雜物來進行 層形成。或者，亦可增大供給原料之Π族與VI族之比(供給 Π/VI 比）。 例如，作爲一例，可進行下述之製程。首先，藉由採 N02、DEZn以及Cp2Mg之MOVPE法，在環境氣氛壓力 --—----2ή______ 各紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閲讀背面之江意事項再填寫本頁) I- ---------訂---------線 515115 A7 _______B7__ 五、發明說明（/) 6.67Xl02Pa(5Toir)、溫度約 300°C 下形成厚度 50nm 之 n 型MgzZnuzO層54。其次，在環境氣氛壓力1.〇ΐ3χ 1〇5〜1.013 X 106Pa(760〜7600ΤΟΓΓ)、溫度約 300°c 下形成 MgyZni-yO活性層53。最後，導入正丁鋰作爲摻雜物，在 溫度300〜400°C形成厚度50nm之p型MgxZni_x〇層52。 如上述般結束發光層部之形成後，如圖18B所示般在 p型MgxZni_xO層52上形成金屬反射層22作爲保護層， 然後如圖18C般剝離藍寶石基板10後，於η型MgzZn^O 層54側形成透明導電材料層25(例如ITO膜)作爲保護層 。這些製程與先前所說明者相同。之後，如圖18D所示般 ，進行切割來得到發光元件104。由此例可知，由於p型 被覆層與η型被覆層兩者皆以MgZnO所構成，所以將此 兩層之未與活性層相接之側以保護膜覆蓋乃爲所希望者。 又'，如圖14所示之發光元件102般，當不將藍寶石基板等 之生長基板加以剝離而直接當作元件的一部分來使用的情 況，該生長基板亦兼具有保護層之功用。 於以上所說明之方法中，係藉由MOVPE法以異磊晶 生長來生長出屬MgZiiO單結晶層之各層52〜54,惟僅由 MgZnO層所構成之發光層部，如圖5B所示般，即使爲c 軸配向於層厚方向之多結晶體層也能展現良好之發光特性 ，所以多結晶基板亦可如圖27所示之發光元件105般在玻 璃基板9上生長各層52〜54(在此實施形態，係先於玻璃基 板9上形成薄的ZnO緩衝層8後在生長做爲發光層部之各 層52〜54)。例如，如圖28A所示般，以例如雷射束濺鍍等 ____7.7 ___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) t
訂-----------III 515115 B7 五、發明說明 之低溫型氣相生長方法在玻璃基板9上形成ZnO緩衝層8 、做爲發光層部之各層52〜54後，進一步形成金屬反射層 22，然後進行元件分離用之切割。接著，如圖28B所示般 ，讓η型MgzZn^O層54之一部分露出形成金屬電極13 ，即可得到發光元件105。該發光元件1〇5之來自發光層 部的光(包含來自金屬反射層22之反射光)可經由玻璃基板 9取出。又，雖以c軸配向層的形態來形成各層52〜54，惟 另外亦可採用凝膠溶膠法來形成。 又，在以上所說明之實施形態，係讓做爲發光層部之 p型MgxZn^O層、活性層以及η型被覆層在基板上依序 積層形成來製造，惟採用所謂的貼合技術也可得到同樣的 積層構造。例如，ρ型MgxZn^O層、活性層以及η型被 覆層之積層構造可藉由讓相當於以活性層之單側所二分之 第一部份與第二部分分別在基板上個別形成，然後將該第 一部份與第二部分相互貼合來得到。於圖19Α與圖19Β係 顯示該具體的例子。如圖19Α所示般，第一部份ΡΡ係含 有ρ型MgxZni_xO層2。在本實施形態，係在藍寶石基板 1〇上隔著GaN緩衝層11來聶晶生長p型MgxZn^O層2 。另一方面，第二部分SP係包含MgyZnbyO活性層53與 η型MgzZiM-zO層54。係在藍寶石基板10上隔著GaN緩 衝層11來嘉晶生長η型MgzZnuO層54與MgyZn^yO活 性層53。如圖19B所示般，將該等之第一部份PP與第二 部分SP在MgyZru-yO活性層53與p型MgxZnhO層2之 間作疊合，藉由適當之溫度(例如300〜500°C左右)之熱處理 _____2S___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------訂---------線 515115 A7 _____ _B7__ 五、發明說明（y^) 來進行貼合。 以下，針對本發明之發光元件之應用例做說明。 如同先前所說明過般，本發明之發光元件隨著活性層 之能帶隙的選擇而可成爲圖20A所示之可視光發光元件 200亦可成爲圖20B所示之紫外線發光元件201。於圖 20A與圖20B中，在活性層203、203'所產生之光雖受到 形成於η型被覆層204側之金屬反射層22的反射而自p型 被覆層202側所形成透明導電材料層25取出，惟電極等之 形成以及取光形態並不侷限於此，可採用圖6、圖7、圖 11、圖12、圖27等各種之形態是毋庸置言的。 做爲可視光發光元件200使用之情況，當然可使用在 一'般威不用途上。尤其’藉由實現局売度之監色發光，能 實現高性能、低消耗電力以及小型化之全彩顯示器或全彩 LED顯示器。又，也包含當作紫外線發光元件201使用之 情況，可做爲光纖通訊用發光源以及光耦合器 (photocoupler)用點光源等來使用。於前者中，由於高亮度 之短波長發光成爲可能，具有資訊傳送密度可大幅提昇之 優點。又，本發明之發光元件亦可做爲雷射光源來使用， 構成小型•輕質之短波長雷射射出單元成爲可能，例如， 做爲光記錄用之雷射光源來使用，則可大幅地提昇記錄密 度。 又，藉由實現使用半導體之紫外線發光元件，則相較 於利用電極放電之以往的紫外線光源可謀求壓倒性之輕質 •小型化、省能量化以及長壽命化。 _____ 9Q ____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) t--------訂--------線----------------------- 515115 A7 -—______ B7 _ Γ ;-----—--~__^ 五、發明說明（vf) 又，如圖21所示般，藉由讓具有發光層部2〇lrti(呈依 序積層著P型被覆層2〇2、活性層2〇3,以及n型被覆 2〇4之構造)之半導體紫外線發光元件與螢光體210做組^ ’可貫現新類型之可視光發光裝置。具體而言，擎光f 210係接收來自半導體紫外線發光元件之紫外線照射被= 激發而放射可視光。在原理上，此與螢光燈或CRT (Cathode Ray Tube)等基本上相同，惟使用半導體發光元件 做爲紫外線光源迫方面則出現的決定性的差異。此键方1 所能獲致之效果已於「發明之揭示」一欄中提及。以下= 就其具體的實施形態進一步詳細地說明。 首先，如圖22所示般，可讓來自半導體紫外線發光元 件(以下亦單稱爲「發光元件」）2〇1之紫外線照射到形成於 基體209上之螢光體層210來構成。藉由使用此種基體 2〇9，可對應於基體2〇9之形狀而自由地選擇裝置之發光部 分的形狀，可依據各種目的彈性地設計裝置外觀形態，此 爲優點所在。例如，在圖22之發光裝置250中，基體209 與螢光體層210皆以平面的方式來形成。此可對於省空間 化方面做出極大貢獻。例如，若以薄板狀形成基體209， 並對其形成螢光體層210，則由於發光層部原本即可做成 極薄’則如圖24所示般可實現極薄型（例如厚度td在 10mm以下或是5mm以下者；依情況甚至可薄型化成爲 1mm左右)之光亮度的發光裝置251。又，依據用途，亦可 如圖25所示般使用曲面狀之基體21〇。 圖22、圖24以及圖25所示之發光元件250、251、 ------m________ 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f 訂---------線· 515115 A7 _______B7_— ---- 五、發明說明（> ) 以及252在個別之構成要素上除了形狀不同以外其餘則是 共通，所以以下對於更爲詳細的構造，僅以圖22之發光元 件250做爲代表來說明。首先，發光元件201係設置複數 個，藉由來自各發光元件201之紫外線讓對應之螢光體層 210發光。藉此，具有可輕易地增加裝置之發光面積的優 點。本發光裝置250係做爲藉由複數之發光元件210讓所 對應之螢光體層同時發光之照明裝置來構成，可實現大面 積、薄型化且長使用壽命之照明裝置。 又，螢光體層210，與複數之發光元件210對應之部 分210a係在橫向相連一體形成，藉此可讓螢光體層部分 210a做爲單一之螢光體層210而同時形成，所以製造容易 。此時，若考慮到螢光體層部分210a由發光元件210所被 覆之部分時，隨著發光元件210與螢光體層部分210a之距. 離關係’來自發光元件210之紫外線向外側擴展溢出螢光 體層部分21〇a之外側，結果可在較螢光體層部分2i〇a爲 更廣的區域產生發光。是以，藉由適當地調整螢光體層 210與發光元件2〇1之距離，則即使鄰接之發光元件 201，201之間出現些許的間隙，來自各個之發光元件 201，201的紫外線所致之螢光體層21〇之可視光發光區域也 會相互連接’可遍及螢光體層210全面進行色斑少之均一 的發光。 於發光裝置250中，基體係以透明基盤209的方式來 構成’該透明基盤209之單面形成有螢光體層210。與所 形成之螢光體層210相反側之面係對向配置(此處爲密接配 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 29^公釐）~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線. 515115 A7 __—_____B7___ 五、發明說明 置)著發光兀件201之取光面，來自發光元件2〇1(半導體紫 外線發光元件)之紫外線係經過透明基盤209而照射於螢光 體層210。依據此構成，可利用透明基盤209之兩面將發 光元件201(半導體紫外線發光元件)與螢光體層21〇區隔配 置，在謀求裝置之小型化與構成之簡略化上更具效果。 又，透明基盤209可使用玻璃板或透明塑膠(例如丙烯 酸樹脂等）。發光元件201之取光面側可以接著劑等黏合於 透明基盤209上來配置；又例如使用玻璃板之情形，亦可 讓發光元件201之發光層部在該玻璃板上生長。又，若想 讓各個之發光元件201所產生之螢光體層21〇之可視光發 光區域相互連接的情況，只要以能產生此種連接程度來擴 目女^外線的方式e周整透明基盤209之厚度即可。相反地 ’發光兀件201愈接近螢光體層210 ’紫外線之擴散會變 得愈少，而此在後述之顯示裝置等之用途中，對於畫素之 鮮明化等是有利的。 於圖22之發光裝置250中，螢光體層210之表面係 由透明塑膠等所構成之透明保護層211所覆蓋。又，透明 基盤209之發光元件201配置側係由外殻212所覆蓋。又 ，做爲可產生色斑少之均一發光的其他方法，亦可採用圖 23所示之經由光分散板212來取出光的構成。在本實施形 態中，係於螢光體層210與光分散板212之間設置著透明 保護層211。 又’做爲發光體之材質，只要能產生紫外線激光則無 特別限制，可使用各種材料。例如，欲發出白色光的情況 —7--------—32 ___ 丁、‘，氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 ^OJ n n n n n n n I n 1 n n 1 n ϋ n I I n n n n n n n n n n n 515115 1 A7 ____B7____ 五、發明說明（Y\) 下，可使用在螢光燈等所使用之週知之螢光體材料，例如 可使用鹵磷酸鈣（3Ca3(P04)2 · CaFCl/Sb，Mn)，藉由調整例 如F與C1、以及Sb與Μη之個別的量，可得到各種色溫 度之白色光。又，只要將在紅•綠•藍(RGB)之3波長區 域之寬度狹窄之發光加以組合，即可實現顯色性更優異之 照明。此時，係將各色之螢光體加以混合使用，其中代表 性的例子’係例如Y2O3 : Eu3+(R :中心波長611nm)、 CeMgAlnOw : Tb3+(G :中心波長 543nm)、BaMg2Al16〇27 :Eu2+(B :中心波長452nm)之組合。 其次，如圖26A與圖26B所示般，螢光體層亦可讓對 應於各發光元件201者(210R，210G，210B)個別分離設置。 此種構成在照明裝置中也可採用，又在謀求做爲顯示裝置 之應用上更爲重要。此時，發光元件201可個別地控制紫 外線發光狀態，以對應於各發光元件201之螢光體層的組 (201/210R，201/210G，201/210B)爲顯示單位，沿著顯示面 DP(以透明基盤209之板面所形成）使該等複數配置。圖 26B係表示全彩顯示之情況，RGB之螢光體層 210R，210G，210B係以同一色者不相鄰之方式來配置。再者 ，能以各顯示單位之螢光體層210R，210G，210B做爲畫素， 依據該等之發光狀態之組合來進行畫像顯示。 此種方式之顯示裝置有各種相當大的優點。 •與CRT以及電漿顯示器等不同，做爲紫外線源並未 使用燈絲、電極或是電子槍所以使用壽命長，又驅動電壓 低所以消耗電力小。 ----33___一__ 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 訂------------線—蠢 515115 一 A7 _ B7____ 五、發明說明（2V) •可獲致與液晶顯示器相同程度之薄型化，且屬發光 型所以無須背光源等。再者，幾乎不會發生視讀方向性之 問題。 •使用全氧化物型發光層部（圖16等）之構成中，由於 MgZiiO能以稀酸或鹼類簡單地溶解，所以能藉由化學蝕刻 簡單地進行與畫素對應之發光層部之圖案化。是以，可輕 易地實現具有細微畫素之高解析度之顯示器。又，雖亦可 不使用螢光體而是構成一直接將圖20A所示之可視光發光 元件200當作畫素來使用之LED顯示器，惟藉由使用全氧 化物型發光層部，可實現遠較習知者小型化之高解析度的 LED顯示器。 以上所說明之照明裝置與顯示裝置，包括對所使用之 發光元件201之通電配線，可得到各種之構成形態，以下 舉出幾個例子。圖29係構成有薄型之照明裝置260者，：¾ 丙烯酸板等之透明板74之裏面側形成有螢光體層10，& 螢光體層10上以接著劑黏合複數之圖27所示之發光元件 1〇5(使用玻璃基板9者：製造方法已利用圖28A與圖2处 說明過)(發光層部之厚度係描繪的較爲誇張，實際上更薄) 。再者，對於各元件105之電極13以及22疊合配線板(形 成有通電配線71，72以及電極端子13a，22a)並使得全體轉 由外殻73所模組化(在本實施形態中，配線板兼做爲楔租 用之外殼73的一部分）。再者，於外殼73係以取出通電_ 線71，72的末端之形式形成有連接器75。對連接器75連_ 電源76，使得各元件1〇5被通電。 ____34_____：___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） ~、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁、 --------tT— 線· 515115 A7 __B7_______ 五、發明說明（¾^)) 又，做爲電源76可使用直流電源，亦可僅藉由將交流 電源加以整流之脈流來驅動’再者’只要半波波形之出現 不致造成問題’亦能以交流電源來直接驅動° 又，以往之螢光燈的情況，爲了附加調光機能，則必 須同時進行電極保溫與交流相位控制’所以不可避免地電 路構成會複雜化，且有難以搭載於高級之照明設備以外之 情事(又，雖可藉由串聯電感切換來進行調光，但非常的不 經濟）。惟，依據本發明之照明裝置260，藉由改變對發光 元件105之供給電壓方式、或是藉由作用比(duty ratio)控 制來變化平均電流之方式等，則即使不使用複雜之電路構 成亦能簡單地進行調光，此爲優點所在。 其次，圖30係顯示在做爲透明基盤之玻璃基盤209 上生長發光元件106之發光層部53,54,52之類型的照明裝 置261者。於玻璃基盤209之單面形成有螢光體層210與 透明保護膜211，在相反側則是以與各發光元件106之形 )¾區域相對應之形式利用光微影等來形成由IT0等之透明 導電材料所構成之電極層220的圖案。接著，例如透過適 當的緩衝層221於電極層220之上依序形成全氧化物型之 發光層部54,53,52，然後以讓各電極層220之一部分露出 白勺力式藉化學蝕刻來圖案化，分離成各個之元件106的發 光層部。最後，於個別之發光層部形成金屬反射層22，並 設置必要之配線部71，72，藉此完成照明裝置262。 ® 31係顯示顯示裝置262之構成例。於玻璃基板209 t單面形成有構成畫素之RGB之螢光體層 ------ —_^____ 不、紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 29*7公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
515115 A7 _ B7 _ 五、發明說明 210R，210G，210B，並藉透明保護層211所被覆著。另一方 面，於玻璃基板209之相反側的面之與各螢光體層 210R，210G，210B對應之位置，係形成有與圖30之照明裝 置261爲同樣的發光元件106(與圖30共通部分係賦予同 一符號）。各發光元件係利用個別之畫像控制訊號藉控制電 路75來進行通電控制。在本實施形態中，做爲最簡單的例 子，係採取以電晶體75a來進行各發光元件106之切換的 形態，惟當以階段式方式調整畫素之發光亮度的情況下， 做爲個別控制各發光元件106之通電電壓只要構成控制電 路75即可。 --------------------訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) [符號說明] 1，98,99，100，101，102，103，發光元件 104，105，106,200,201 2 MgZnO層(p型被覆層) 3 InGaN活性層 4,20 AlGaN 層 10 藍寶石基板 11 GaN緩衝層 12,25 透明導電材料層 13a，22a 電極端子 21,23 金屬電極 22 金屬反射層 24 電流擴散層 _36 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 515115 A7 B7 ；_37 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
五、發明說明（ 33,203,203' 34,204,204 35 52 53 54 71，72 73 74 75 76 110 111 116 116a 117 117a 118 119 201m 202 209 210 211 活性層 η型被覆層 保護層 _ ρ型MgZnO層 MgZnO活性層 η型MgZnO層 通電配線 外殼 透明板 連接器 電源 基板 主表面 氧源氣體供給配管 氧源氣體噴出口 有機金屬供給配管 有機金屬噴出口 加熱器 承受器 發光層部 P型被覆層 透明基盤 螢光體層 透明保護層 515115 A7 B7 五、發明說明（ 212 250,251,252 260,261,262 光分散板 發光裝置 照明裝置 38 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------------丨訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
Claims (1)
- 515115 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1. 一種發光元件，其特徵在於，具有由η型被覆層、 活性層以及Ρ型被覆層所依序積層而得之發光層部，且前 述Ρ型被覆層係由Ρ型MgxZn^CK其中，0<χ$ 1)層所構成 者。 2. 如申請專利範圍第1項之發光元件，其中，前述ρ 型MgxZnbxO層係含有N、Ga、A1以及In之1種或至少2 種作爲P型摻雜物。 3. 如申請專利範圍第1項之發光元件，其中，前述活 性層係由：在與前述P型MgxZni_xO層之間形成類型Π之 帶線增(band linear-up)之半導體所形成者。 4. 如申請專利範圍第1項之發光元件，其中，前述活 性層係InGaN層。 5. 如申請專利範圍第3項之發光元件，其中，前述活. 性層係InGaN層。 6. 如申請專利範圍第1項之發光元件，其中，前述活 性層係由：在與前述P型MgxZn^O層之間形成類型I之 帶線增之半導體所形成者。 7. 如申請專利範圍第1項之發光元件，其中，前述活 性層係 Mgy ZnbyO 層(其中，OS y<l、x>y)。 8. 如申請專利範圍第6項之發光元件，其中，前述活 性層係 Mgy ZnbyO 層(其中，〇Sy<l、x〉y)。 9. 如申請專利範圍第7項之發光元件，其中，前述η 型被覆層係η型MgzZnNzO層(其中，0$ζ<1)。 10. 如申請專利範圍第8項之發光元件，其中，前述η 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) 515115 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 型被覆層係η型MgzZni_z〇層(其中，0$ζ<1)。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 11. 如申請專利範圍第1項之發光元件，其中，前述p 型MgxZni_xO層之與前述活性層相接之相反側的表面係由 導電性材料或半導體材料所構成之保護層被覆著。 12. 如申請專利範圍第11項之發光元件，其中，前述 p型MgxZn^O層具有：在層厚方向由氧離子充塡層與金 屬離子充塡層所交互積層之構造，且前述保護層係藉前述 氧離子充塡層作接觸。 13. 如申請專利範圍第11項之發光元件，其中，前述 保護層係透明導電材料層。 14. 如申請專利範圍第13項之發光元件，其中，前述 透明導電材料層係兼做爲發光通電用之電極。 15. 如申請專利範圍第11項之發光元件，其中，前述 保護層係P型化合物半導體層。 16. 如申請專利範圍第15項之發光元件，其中，前述 P型化合物半導體層係兼做爲電流擴散層。 17. 如申請專利範圍第11項之發光元件，其中，前述 保護層係金屬層。 18. 如申請專利範圍第17項之發光元件，其中，前述 金屬層係兼做爲自前述η型被覆層側取光之際之光反射層 〇 19. 如申請專利範圍第17項之發光元件，其中，前述 金屬層係兼做爲發光通電用之電極。 20. 如申請專利範圍第1項之發光元件，其中，做爲構 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） 515115 餚 C8 D8 六、申請專利範圍 成前述活性層之半導體，係選擇具有可於波長400〜57〇nm 之可視光進行發光之能帶隙能(band-gap energy)者。 21. 如申請專利範圍第4項之發光元件，其中，做爲構 成前述活性層之半導體，係選擇具有可於波長400〜570nm 之可視光進行發光之能帶隙能者。 22. 如申請專利範圍第5項之發光元件，其中，做爲構 成前述活性層之半導體，係選擇具有可於波長400〜570mn 之可視光進行發光之能帶隙能者。 23. 如申請專利範圍第7項之發光元件，其中，做爲構 成前述活性層之半導體，係選擇具有可於波長400〜570nm 之可視光進行發光之能帶隙能者。 24. 如申請專利範圍第8項之發光元件，其中，做爲構 成前述活性層之半導體，係選擇具有可於波長400〜570nm 之可視光進行發光之能帶隙能者。 25. 如申請專利範圍第1項之發光元件，其中，做爲構 成前述活性層之半導體，係選擇具有可於波長280〜400nm 之紫外線進行發光之能帶隙能者。 26·如申請專利範圍第4項之發光元件，其中，做爲構 成前述活性層之半導體，係選擇具有可於波長280〜400nm 之紫外線進行發光之能帶隙能者。 27·如申請專利範圍第5項之發光元件，其中，做爲構 成前述活性層之半導體，係選擇具有可於波長280〜400mn 之紫外線進行發光之能帶隙能者。 28·如申請專利範圍第7項之發光元件，其中，做爲構 3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁)515115 韶 C8 D8 六、申請專利範圍 成前述活性層之半導體，係選擇具有可於波長280〜400nm 之紫外線進行發光之能帶隙能者。 (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) 29·如申請專利範圍第8項之發光元件，其中，做爲構 成前述活性層之半導體，係選擇具有可於波長280〜400nm 之紫外線進行發光之能帶隙能者。 3〇·—種發光元件之製造方法，係用以製造申請專利範 圍第1〜29項中任一項之發光元件；其特徵在於，以有機金 屬氣相生長法來形成前述p型MgxZn^O層。 31·如申請專利範圍第30項之發光元件之製造方法， 其中，前述有機金屬氣相生長法係在具有1.33Xl03Pa以 上之壓力的環境氣氛中進行著。 32·如申請專利範圍第30項之發光元件之製造方法， 其中，做爲p型摻雜物係使用金屬元素摻雜物，於進行前 述p型MgxZn^O層之氣相生長之際，以含有至少一個烷 基之有機金屬的形式來供給前述金屬元素摻雜物。 33·如申請專利範圍第32項之發光元件之製造方法， 其中，前述金屬元素摻雜物係Ga、A；l、In以及Li之1種 或至少2種。 34. 如申請專利範圍第33項之發光元件之製造方法， 其中，做爲P型摻雜物係讓N連同Ga、Al、In以及Li之 1種或至少2種所構成之金屬元素摻雜物一起使用，於進 行前述P型MgxZn^O層之氣相生長之際，供給做爲n源 之氣體與做爲金屬元素摻雜源之有機金屬。 35. 如申請專利範圍第30項之發光元件之製造方法， 4 纸張尺中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) '' 515115 C8 D8 六、申請專利範圍 其中，前述η型被覆層、前述活性層以及前述p型 MgxZn^O層係於基板上依序形成。 36·如申請專利範圍第31〜34項中任一項之發光元件之 製造方法，其中，前述η型被覆層、前述活性層以及前述 ρ型MgxZn^O層係於基板上依序形成。 37. 如申請專利範圍第30項之發光元件之製造方法， 其中，前述η型被覆層、前述活性層以及前述p型 MgxZni.xO層之積層構造，係讓與前述活性層之單側所二 分者相當之第一部份以及第二部分個別於基板上形成，然 後將該等第一部份與第二部分互相貼合。 38. 如申請專利範圍第31〜34項中任一項之發光元件之 製造方法，其中’前述η型被覆層、前述活性層以及前述 ρ型MgxZnhxO層之積層構造，係讓與前述活性層之單側 所二分者相當之第一部份以及第二部分個別於基板上形成 ，然後將該等第一部份與第二部分互相貼合。 39·如申請專利範圍第37項之發光元件之製造方法， 其中，前述第一部份係含有P型MgxZnbxO層，前述第二 部分係含有前述η型被覆層與前述活性層所成之積層體。 40·如申請專利範圍第38項之發光元件之製造方法， 其中，前述第一部份係含有Ρ型MgxZn^O層，前述第二 部分係含有前述η型被覆層與前述活性層所成之積層體。 41·如申請專利範圍第30項之發光元件之製造方法， 其中，於生長容器之內部空間所配置之基板的主表面上藉 有機金屬氣相生長法來形成前述Ρ型MgxZn^O層之際， 5 ----------------------------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) '\έτ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 515115 C8 _____ D8 7T、申凊專利範圍 係對於前述內部空間，自氧源氣體噴出口供給氧源氣體， 又’自有機金屬噴出口（以到前述主表面之距離較前述氧源 氣體噴出口爲近的方式所形成）供給做爲Mg源以及/或是 Zn源之有機金屬。 42·如申請專利範圍第31〜34項中任一項之發光元件之 製造方法’其中，於生長容器之內部空間所配置之基板的 主表面上藉有機金屬氣相生長法來形成前述p型MgxZr^ x〇層之際，係對於前述內部空間，自氧源氣體噴出口供給 氧源氣體，又，自有機金屬噴出口（以到前述主表面之距離 較前述氧源氣體噴出口爲近的方式所形成)供給做爲Mg源 以及/或是Zn源之有機金屬。 43. 如申請專利範圍第35項之發光元件之製造方法， 其中，於生長容器之內部空間所配置之基板的主表面上藉 有機金屬氣相生長法來形成前述P型MgxZn^O層之際， 係對於前述內部空間，自氧源氣體噴出口供給氧源氣體， 又，自有機金屬噴出口（以到前述主表面之距離較前述氧源 氣體噴出口爲近的方式所形成）供給做爲Mg源以及/或是 Zn源之有機金屬。 44. 如申請專利範圍第36項之發光元件之製造方法， 其中，於生長容器之內部空間所配置之基板的主表面上藉 有機金屬氣相生長法來形成前述P型MgxZn^O層之際， 係對於前述內部空間，自氧源氣體噴出口供給氧源氣體， 又，自有機金屬噴出口（以到前述主表面之距離較前述氧源 氣體噴出口爲近的方式所形成）供給做爲Mg源以及/或是 6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公愛) ^ 一 一 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 訂： % 515115 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 Zn源之有機金屬。 — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 45·如申請專利範圍第37項之發光元件之製造方法， 其中’於生長容器之內部空間所配置之基板的主表面上藉 有機金屬氣相生長法來形成前述p型MgxZnbxO層之際， 係對於前述內部空間，自氧源氣體噴出口供給氧源氣體， 又，自有機金屬噴出口（以到前述主表面之距離較前述氧源 氣體噴出口爲近的方式所形成）供給做爲Mg源以及/或是 Zn源之有機金屬。 46·如申請專利範圍第38項之發光元件之製造方法， 其中，於生長容器之內部空間所配置之基板的主表面上藉 有機金屬氣相生長法來形成前述p型MgxZni_xO層之際， 係對於前述內部空間，自氧源氣體噴出口供給氧源氣體， 又，自有機金屬噴出口（以到前述主表面之距離較前述氧源 氣體噴出口爲近的方式所形成）供給做爲Mg源以及/或是 Zn源之有機金屬。 % 47. 如申請專利範圍第39項之發光元件之製造方法， 其中，於生長容器之內部空間所配置之基板的主表面上藉 有機金屬氣相生長法來形成前述P型MgxZni_xO層之際， 係對於前述內部空間，自氧源氣體噴出口供給氧源氣體， 又，自有機金屬噴出口（以到前述主表面之距離較前述氧源 氣體噴出口爲近的方式所形成)供給做爲Mg源以及/或是 Zn源之有機金屬。 48. 如申請專利範圍第40項之發光元件之製造方法， 其中，於生長容器之內部空間所配置之基板的主表面上藉 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公愛） 515115 韶 C8 D8 六、申請專利範圍 有機金屬氣相生長法來形成前述P型MgxZnbxO層之際， 係對於前述內部空間，自氧源氣體噴出口供給氧源氣體， 又，自有機金屬噴出口（以到前述主表面之距離較前述氧源 氣體噴出口爲近的方式所形成）供給做爲Mg源以及/或是 Zn源之有機金屬。 49.一種可視光發光裝置，其特徵在於，具有： 半導體紫外線發光元件，係具有由η型被覆層、活性 層以及ρ型被覆層所依序積層而得之發光層部，且前述ρ 型被覆層係由ρ型MgxZiM—xCK其中，0<χ$ 1)層所構成；以 及 螢光體，其可接收來自前述半導體紫外線發光元件之 紫外線照射而發出可視光。 5〇·如申請專利範圍第49項之可視光發光裝置，係對 在基體上所形成之螢光體層照射來自前述半導體紫外線發 光元件之紫外線。 ’、7 51·如申Μ專利軺圍苐50項之可視光發光裝置，宜中 ，則述半導體紫外線發光元件係設置複數個，藉由來自各 半導體紫外線發光元件之紫外線讓對應之螢光體層發光。 52.如申請專利範圍第51項之可視光發光裝置，係做 爲藉由複數之_述半導體紫外線發光元件讓對 層同時發光之照明裝置來構成之。 53_如申請專利範圍第52項之可視光發光裝置，其中 ，與前述碰之轉駿外_光焉_技光體層係 在橫向連接一體形成。 ’、 ------------------------------- (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 、-口 8515115 C8 _ D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 54·如申請專利範圍第51項之可視光發光裝置，其中 ’在構成顯示裝置時，係使得由前述半導體紫外線發光元 件（紫外線發光狀態可個別控制）與對應之螢光體層之組所 構成之顯示單位沿著顯示面來複數配置，以各顯示單位之 螢光體層做爲畫素，基於該等畫素之發光狀態的組合來進 行晝像顯示。 55·如申請專利範圍第50〜54項中任一項之可視光發光 裝置’其中，前述基體與前述螢光體層係以平面方式來形 成。 56·如申請專利範圍第50〜54項中任一項之可視光發光 裝置’其中，前述基體係以透明基板來構成，於該透明基 板之單面形成有前述螢光體層，又在此面之相反面係以對 向的方式配置著前述半導體紫外線發光元件之取光面，來 自前述半導體紫外線發光元件之紫外線係透過前述透明基 盤而照射於前述螢光體層。 57·如申請專利範圍第55項之可視光發光裝置，其中 ’前述基體係以透明基板來構成，於該透明基板之單面形 成有前述螢光體層，又在此面之相反面係以對向的方式配 置者則述半導體紫外線發光元件之取光面，來自前述半導 體紫外線發光元件之紫外線係透過前述透明基盤而照射於 前述螢光體層。 |___ 9 本紙張尺度國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公f)
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