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審決分類 審判 全部申し立て 特36条4項詳細な説明の記載不備  H01L
審判 全部申し立て 2項進歩性  H01L
審判 全部申し立て 特36条6項1、2号及び3号 請求の範囲の記載不備  H01L
管理番号 1347630
異議申立番号 異議2017-700997  
総通号数 230 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許決定公報 
発行日 2019-02-22 
種別 異議の決定 
異議申立日 2017-10-18 
確定日 2018-11-19 
異議申立件数
訂正明細書 有 
事件の表示 特許第6117541号発明「紫外線発光素子」の特許異議申立事件について、次のとおり決定する。 
結論 特許第6117541号の明細書及び特許請求の範囲を訂正請求書に添付された訂正明細書及び特許請求の範囲のとおり、訂正後の請求項〔1-25〕について訂正することを認める。 特許第6117541号の請求項1ないし25に係る特許を維持する。 
理由 1 手続の経緯
特許第6117541号の請求項1ないし25に係る特許についての出願は、平成24年12月13日に出願され、平成29年3月31日にその特許権の設定登録がされ、同年4月19日に特許掲載公報が発行された。その後、その特許について、同年10月18日に特許異議申立人田島仁により特許異議の申立てがされ、同年11月16日に特許異議申立人田島仁により上申書が提出され、当審は、平成30年2月26日付け(3月1日発送)で取消理由を通知した。特許権者は、その指定期間内である同年5月29日に意見書の提出及び訂正の請求を行い、当審は、同年6月19日付け(6月22日発送)で訂正拒絶理由を通知した。特許権者は、その指定期間内である同年8月3日に意見書及び手続補正書を提出した。
なお、同年8月14日付けで当審から特許異議申立人に特許法第120条の5第5項の規定に基づく書面等を送付し、期間を指定して意見書を提出する機会を与えたが、特許異議申立人から応答はなかった。

2 訂正の適否についての判断
(1)訂正の趣旨及び訂正の内容
平成30年8月3日付け手続補正によって補正された、平成30年5月29日付けの本件訂正請求書における請求の趣旨は、「特許第6117541号の特許請求の範囲を、本訂正請求書に添付した訂正明細書及び特許請求の範囲とおり、訂正後の請求項1?25について訂正することを求める。」というものであり、その訂正(以下、「本件訂正」という。また、平成30年8月3日付け手続補正によって補正された、平成30年5月29日付けの本件訂正請求書による訂正請求を「本件訂正請求」という。)の内容は以下のア?サのとおりである(下線部は訂正箇所を示す。以下、同じ。)

ア 訂正事項1
特許請求の範囲の請求項1に「前記第1導電型半導体層と前記第1電極層との間に配置されるオーミック層と、を含み」と記載されているのを、「前記第1導電型半導体層と前記第1電極層との間に配置されるオーミック層と、前記第1電極層の上に配置される第1電極と、前記第2電極層の上に配置される第2電極と、を含み」に訂正する(請求項1の記載を引用する請求項2?15、17?20及び22?25も同様に訂正する)。

イ 訂正事項2
特許請求の範囲の請求項1に「前記第1及び第2電極層のうちの少なくとも1つは反射層を含み、前記オーミック層は、前記活性層の周りに沿って配置される閉ループ形状(closed-loop shape)であり」と記載されているのを、「前記第1及び第2電極層のうちの少なくとも1つは反射層を含み、第1領域は、第2導電型半導体層及び前記活性層が順次に、前記第1導電型半導体層も部分的にメサエッチングされたことによって露出した前記第1導電型半導体層の領域であり、且つ、前記第1電極と前記第2電極の間の領域であって前記オーミック層が配置されている領域を含み、前記オーミック層は、前記活性層の周りに沿って配置される閉ループ形状(closed-loop shape)であり」に訂正する(請求項1の記載を引用する請求項2?15、17?20及び22?25も同様に訂正する)。

ウ 訂正事項3
特許請求の範囲の請求項1に「前記オーミック層は、前記第1導電型半導体層の側面に接するように配置され」と記載されているのを、「前記オーミック層は、前記第1導電型半導体層の前記メサエッチングによって露出された側面に接して配置され」に訂正する(請求項1の記載を引用する請求項2?15、17?20及び22?25も同様に訂正する)。

エ 訂正事項4
特許請求の範囲の請求項11に「前記第1導電型半導体層は前記活性層が接する中央領域と前記活性層が接しない周辺領域を含む」と記載されているのを、「前記第1導電型半導体層は前記活性層が接する中央領域を含み、前記第1領域は前記活性層と接しない」に訂正する(請求項11の記載を引用する請求項12も同様に訂正する)とともに、特許請求の範囲の請求項12に「前記中央領域は前記周辺領域に対して下方に突出する」と記載されているのを、「前記中央領域は前記第1領域に対して下方に突出する」に訂正する。

オ 訂正事項5
特許請求の範囲の請求項14に「前記オーミック層の面積は、前記第1電極層の面積と同一または小さい」と記載されているのを、「前記オーミック層の面積は、前記第1電極層の面積と同一または前記第1電極層の面積より小さい」に訂正する。

カ 訂正事項6
特許請求の範囲の請求項16を削除する。

キ 訂正事項7
特許請求の範囲の請求項17を請求項16の従属形式請求項から請求項1の従属請求項に変更する。

ク 訂正事項8
特許請求の範囲の請求項21を削除する。

ケ 訂正事項9
特許請求の範囲の請求項24に「前記第2反射層」及び「第1反射層」と記載されているのを、それぞれ「前記第2電極層」及び「前記第1電極層」に訂正する。

コ 訂正事項10
明細書の段落【0056】に「メサエッチングされて露出した第1導電型半導体層15の周辺領域を第1領域41と命名し、メサエッチングされず、そのままに残った活性層17と第2導電型半導体層19またはメサエッチングによりされていない第1導電型半導体層15だけでなく、上記露出していない第1導電型半導体層15の中央領域に対応する活性層17及び第2導電型半導体層19が形成された領域を第2領域43と命名する。」と記載されているのを、「メサエッチングされて露出した第1導電型半導体層15の周辺領域を第1領域41と命名し、メサエッチングされず、そのままに残った活性層17と第2導電型半導体層19またはメサエッチングにより露出されていない第1導電型半導体層15だけでなく、上記露出していない第1導電型半導体層15の中央領域に対応する活性層17及び第2導電型半導体層19が形成された領域を第2領域43と命名する。」に訂正する。

サ 訂正事項11
明細書の段落【0117】に「このような場合、上記第1導電型半導体層15の背面が上記活性層17の側面から遠く離隔するように上記第1導電型半導体層15をより深くエッチングしてくれることができる。」と記載されているのを、「このような場合、上記第1導電型半導体層15の背面が上記活性層17の側面から離隔するように上記第1導電型半導体層15をより深くエッチングしてくれることができる。」に訂正する。

(2)本件訂正請求は、一群の請求項〔1?25〕に対して請求されたものである。また、明細書に係る訂正は、一群の請求項〔1?25〕について請求されたものである。
したがって、訂正前の請求項1?25は、特許法第120条の5第4項に規定する一群の請求項に該当する。
よって、訂正事項1?11に係る訂正の請求は、特許法第120条の5第4項の規定に適合する。

(3)訂正の目的の適否、新規事項の有無、及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
ア 訂正事項1について
(ア)訂正の目的の適否
訂正前の請求項1に係る特許発明では、「紫外線発光素子」が「第1電極」及び「第2電極」を含むことについては何ら特定されていない。
これに対して、訂正事項1は、請求項1に、紫外線発光素子が「前記第1電極層の上に配置される第1電極と、前記第2電極層の上に配置される第2電極と、」を含むことを限定することで、特許請求の範囲を減縮しようとするものである。
よって、訂正事項1は、特許法第120条の5第2項ただし書第1号に掲げる特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。
(イ)新規事項の有無
訂正事項1は、明細書の段落【0092】に基づいて導き出される構成であるから、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正である。
(ウ)特許請求の範囲の拡張・変更の存否
訂正事項1は、訂正後の請求項1に係る発明並びに訂正後の請求項1を引用する訂正後の請求項2?15、17?20及び22?25に係る発明の技術的範囲を狭めるものであるにとどまり、それらのカテゴリーや対象、目的を変更するものではないから、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものには該当しない。

イ 訂正事項2について
(ア)訂正の目的の適否
訂正前の請求項1に係る特許発明では、「前記第1導電型半導体層の第1領域」については何ら特定されていない。
これに対して、訂正事項2は、請求項1に、「前記第1領域は、前記第2導電型半導体層及び前記活性層が順次に、前記第1導電型半導体層も部分的にメサエッチングされたことによって露出した前記第1導電型半導体層の領域であり、且つ、前記第1電極と前記第2電極の間の領域であって前記オーミック層が配置されている領域を含み、」との記載を追加することにより、「第1領域」が、「前記第2導電型半導体層及び前記活性層が順次に、前記第1導電型半導体層も部分的にメサエッチングされたことによって露出した前記第1導電型半導体層の領域であり、且つ、前記第1電極と前記第2電極の間の領域であって前記オーミック層が配置されている領域を含」むことを限定することで、特許請求の範囲を減縮しようとするものである。
よって、訂正事項2は、特許法第120条の5第2項ただし書第1号に掲げる特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。
(イ)新規事項の有無
訂正事項2は、明細書の段落【0053】?【0056】並びに図面の図4及び6に基づいて導き出される構成であるから、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正である。
(ウ)特許請求の範囲の拡張・変更の存否
訂正事項2は、請求項1?15、17?20及び22?25に係る発明のカテゴリーや対象、目的を変更するものではないから、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものには該当しない。

ウ 訂正事項3について
(ア)訂正の目的の適否
訂正事項3は、訂正前の請求項1における「前記オーミック層は、前記第1導電型半導体層の側面に接するように配置され」との記載を「前記オーミック層は、前記第1導電型半導体層の前記メサエッチングによって露出された側面に接して配置され」との記載に訂正することにより、「オーミック層」が「接するように配置される」「第1導電型半導体層の側面」を限定しようとするものである。
よって、訂正事項3は、特許法第120条の5第2項ただし書第1号に掲げる特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。
(イ)新規事項の有無
訂正事項3は、明細書の段落【0109】及び【0117】に基づいて導き出される構成であるから、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正である。
(ウ)特許請求の範囲の拡張・変更の存否
訂正事項3は、請求項1?15、17?20及び22?25に係る発明の技術的範囲を明確にするものであるにとどまり、それらのカテゴリーや対象、目的を変更するものではないから、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものには該当しない。

エ 訂正事項4について
(ア)訂正の目的の適否
訂正事項4は、訂正前の請求項11における「前記第1導電型半導体層は前記活性層が接する中央領域と前記活性層が接しない周辺領域を含む」との記載を、「前記第1導電型半導体層は前記活性層が接する中央領域を含み、前記第1領域は前記活性層と接しない」との記載に訂正するとともに、特許請求の範囲の請求項12における「前記中央領域は前記周辺領域に対して下方に突出する」との記載を、「前記中央領域は前記第1領域に対して下方に突出する」との記載に訂正することにより、訂正前の請求項11及び12における「周辺領域」が、訂正後の請求項1?15、17?20及び22?25に係る発明における「第1領域」と同一の構成であることを明確にするものである。
よって、訂正事項4は、特許法第120条の5第2項ただし書第3号に掲げる明瞭でない記載の釈明を目的とするものである。
(イ)新規事項の有無
訂正事項4は、明細書の段落【0056】に基づいて導き出される構成であるから、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正である。
(ウ)特許請求の範囲の拡張・変更の存否
訂正事項4は、請求項11及び12に係る発明の技術的範囲を明確にするものであるにとどまり、それらのカテゴリーや対象、目的を変更するものではないから、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものには該当しない。

オ 訂正事項5について
(ア)訂正の目的の適否
訂正事項5は、訂正前の請求項14における「前記オーミック層の面積は、前記第1電極層の面積と同一または小さい」との記載を、「前記オーミック層の面積は、前記第1電極層の面積と同一または前記第1電極層の面積より小さい」との記載に訂正することにより、「オーミック層の面積」と比較されている対象が「第1電極層の面積」であることを明確にするものである。
よって、訂正事項5は、特許法第120条の5第2項ただし書第3号に掲げる明瞭でない記載の釈明を目的とするものである。
(イ)新規事項の有無
訂正事項5は、明細書の段落【0120】に基づいて導き出される構成であるから、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正である。
(ウ)特許請求の範囲の拡張・変更の存否
訂正事項5は、請求項14に係る発明の技術的範囲を明確にするものであるにとどまり、それらのカテゴリーや対象、目的を変更するものではないから、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものには該当しない。

カ 訂正事項6について
(ア)訂正の目的の適否
訂正事項6は、訂正前の請求項16の記載を削除するものである。
したがって、訂正事項6は、特許法第120条の5第2項ただし書第1号に掲げる特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。
(イ)新規事項の有無
訂正事項6は、訂正前の請求項16の記載を削除するものであるから、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正である。
(ウ)特許請求の範囲の拡張・変更の存否
訂正事項6は、訂正前の請求項16の記載を削除するのみであるから、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。

キ 訂正事項7について
(ア)訂正の目的の適否
訂正事項7は、請求項17を訂正前の請求項16を引用する形式から請求項1を引用する形式に変更するものである。
当該訂正事項は、上記カの訂正事項6に付随するものであるから、特許法第120条の5第2項ただし書第3号に掲げる明瞭でない記載の釈明を目的とするものである。
(イ)新規事項の有無
訂正事項7は、実質的に見て、請求項17に係る特許発明の技術的範囲を変更するものではないから、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正である。
(ウ)特許請求の範囲の拡張・変更の存否
訂正事項7は、実質的に見て、請求項17に係る特許発明の技術的範囲を変更するものではないから、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。

ク 訂正事項8について
(ア)訂正の目的の適否
訂正事項8は、訂正前の請求項21の記載を削除するものである。
したがって、訂正事項8は、特許法第120条の2第2項ただし書第1号に掲げる特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。
(イ)新規事項の有無
訂正事項8は、訂正前の請求項21の記載を削除するものであるから、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正である。
(ウ)特許請求の範囲の拡張・変更の存否
訂正事項8は、訂正前の請求項21の記載を削除するのみであるから、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。

ケ 訂正事項9について
(ア)訂正の目的の適否
訂正事項9は、訂正前の請求項24における「前記第2反射層」及び「第1反射層」との記載を、それぞれ「前記第2電極層」及び「前記第1電極層」との記載に訂正するものである。
訂正前の請求項24が引用する請求項1には「第2反射層」の語句は記載されていないところ、訂正事項9は、訂正前の請求項24に存在した誤記又は誤訳を解消するとともに、訂正前の請求項24における「前記第2反射層」及び「第1反射層」がそれぞれ訂正後の請求項1?15、17?20及び22?25に係る発明における「第2電極層」及び「第1電極層」と同一の構成であることを明確にするものである。
よって、訂正事項9は、特許法第120条の5第2項ただし書第2号に掲げる誤記又は誤訳の訂正、及び/又は、同第3号に掲げる明瞭でない記載の釈明を目的とするものである。
(イ)新規事項の有無
訂正事項9は、明細書の段落【0077】に基づいて導き出される構成であるから、当該訂正事項6は、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正である。
(ウ)特許請求の範囲の拡張・変更の存否
訂正事項9は、請求項24に係る発明のカテゴリーや対象、目的を変更するものではないから、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものには該当しない。

コ 訂正事項10について
(ア)訂正の目的の適否
訂正事項10は、明細書の段落【0056】における「メサエッチングによりされていない第1導電型半導体層15」との記載を「メサエッチングにより露出されていない第1導電型半導体層15」との記載に訂正することにより、段落【0056】に存在した誤記又は誤訳を訂正するものである。
よって、訂正事項10は、特許法第120条の5第2項ただし書第2号に掲げる誤記又は誤訳の訂正を目的とするものである。
(イ)新規事項の有無
訂正事項10は、明細書の段落【0056】及び図面の図1?7に基づいて導き出される構成であるから、当該訂正事項10は、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正である。
(ウ)特許請求の範囲の拡張・変更の存否
訂正事項10は、請求項5?13及び25に係る発明のカテゴリーや対象、目的を変更するものではないから、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものには該当しない。

サ 訂正事項11について
(ア)訂正の目的の適否
訂正事項11は、明細書の段落【0117】における「このような場合、上記第1導電型半導体層15の背面が上記活性層17の側面から遠く離隔するように上記第1導電型半導体層15をより深くエッチングしてくれることができる」との記載を「このような場合、上記第1導電型半導体層15の背面が上記活性隔するように上記第1導電型半導体層15はより深くエッチングされる層17の側面から離隔するように上記第1導電型半導体層15はより深くエッチングされることがある。」との記載に訂正することにより、段落【0117】に存在した誤記又は誤訳を訂正するものである。
よって、訂正事項11は、特許法第120条の5第2項ただし書第2号に掲げる誤記又は誤訳の訂正を目的とするものである。
(イ)新規事項の有無
訂正事項11は、明細書の段落【0117】及び図面の図1?7に基づいて導き出される構成であるから、当該訂正事項11は、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正である。
(ウ)特許請求の範囲の拡張・変更の存否
訂正事項11は、請求項1?15、17?20及び22?25に係る発明のカテゴリーや対象、目的を変更するものではないから、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものには該当しない。

シ 特許出願の際に独立して特許を受けることができること
本件においては、訂正前の全ての請求項1?25に係る特許が特許異議の申立ての対象とされているため、訂正事項1?11に関して、特許法第120条の5第9項で読み替えて準用する同法第126条第7項に規定する独立特許要件は課されない。

(4)明細書又は図面の訂正と関係する請求項についての説明
上記(3)コ(ア)に記載したとおり、訂正事項10は、誤記又は誤訳の訂正を目的とするものであり、これは請求項5及び6並びに請求項5を引用する請求項7?13、16、17、24及び25に関係する訂正である。
また、上記サ(ア)に記載したとおり、訂正事項11は、誤記又は誤訳の訂正を目的とするものであり、これは請求項1及び請求項1を引用する請求項2?25に関係する訂正である。
ここで訂正事項10及び11に係る請求項の全てを含む一群の請求項である請求項1?25が訂正請求の対象とされている。
よって、訂正事項10及び11は、特許法第120条の5第9項で準用する特許法第126条第4項の規定に適合するものである。

(5)小括
以上のとおりであるから、本件訂正請求による訂正は、特許法第120条の5第2項ただし書第1号ないし第3号に掲げる事項を目的とするものであり、かつ、同条第4項、及び同条第9項において準用する同法第126条第4項ないし第6項の規定に適合し、また、特許法第120条の5第9項で読み替えて準用する同法第126条第7項の規定に適合する。
したがって、明細書、特許請求の範囲を、訂正請求書に添付された訂正明細書、特許請求の範囲のとおり、訂正後の請求項〔1?25〕について訂正することを認める。

3 訂正後の本件発明
本件訂正請求により訂正された請求項1ないし25に係る発明(以下、順に「本件訂正発明1」ないし「本件訂正発明25」という。)は、本件訂正により訂正された訂正特許請求の範囲の請求項1ないし25に記載された次の事項により特定されるとおりのものである。
「 【請求項1】
基板と、
前記基板の上に配置され、多数の化合物半導体層を含み、前記化合物半導体層は少なくとも第1導電型半導体層、活性層、及び第2導電型半導体層を含む発光構造物と、
前記第1導電型半導体層の第1領域の上に配置される第1電極層と、
前記第2導電型半導体層の上に配置される第2電極層と、
前記第1導電型半導体層と前記第1電極層との間に配置されるオーミック層と、
前記第1電極層の上に配置される第1電極と、
前記第2電極層の上に配置される第2電極と、を含み、
前記第1電極層は前記活性層の側面から離隔するように配置され、
前記第1電極層は前記活性層の周りに沿って配置され、
前記第1及び第2電極層のうちの少なくとも1つは反射層を含み、
前記第1領域は、前記第2導電型半導体層及び前記活性層が順次に、前記第1導電型半導体層も部分的にメサエッチングされたことによって露出した前記第1導電型半導体層の領域であり、且つ、前記第1電極と前記第2電極の間の領域であって前記オーミック層が配置されている領域を含み、
前記オーミック層は、前記活性層の周りに沿って配置される閉ループ形状(closed-loop shape)であり、
前記オーミック層は、前記第1導電型半導体層の前記メサエッチングによって露出された側面に接して配置されることを特徴とする、紫外線発光素子。
【請求項2】
前記第1電極層は、1つまたは2つ以上の層を含むことを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項3】
前記第1電極層は240nm乃至360nmの波長を有する紫外線光を反射させる物質を含むことを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項4】
前記物質は不透明な金属物質であることを特徴とする、請求項3に記載の紫外線発光素子。
【請求項5】
前記活性層と前記第1導電型半導体層と前記第2導電型半導体層がオーバーラップする第2領域を含むことを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項6】
前記第1領域に配置された前記第1電極層の上面を含む平面と、前記第2領域に配置された前記第2電極層の下面を含む平面との間の垂直距離は、少なくとも前記第2領域の前記活性層及び前記第2導電型半導体層の厚さより大きいことを特徴とする、請求項5に記載の紫外線発光素子。
【請求項7】
前記第1導電型半導体層は前記活性層の側面を基準に外方に延びることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の紫外線発光素子。
【請求項8】
少なくとも前記活性層と前記第2導電型半導体層の厚さに対応する深さを有するグルーブ(groove)をさらに含むことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の紫外線発光素子。
【請求項9】
前記グルーブは、前記活性層と前記第2導電型半導体層の周りに沿って前記第1導電型半導体層の背面の上に形成されることを特徴とする、請求項8に記載の紫外線発光素子。
【請求項10】
前記第1電極層の背面は前記活性層の上面より高い位置に配置されることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の紫外線発光素子。
【請求項11】
前記第1導電型半導体層は前記活性層が接する中央領域を含み、
前記第1領域は前記活性層と接しないことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の紫外線発光素子。
【請求項12】
前記中央領域は前記第1領域に対して下方に突出することを特徴とする、請求項11に記載の紫外線発光素子。
【請求項13】
前記活性層及び前記第2導電型半導体層の側面の1つまたは2つ以上の領域は外方に突出することを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の紫外線発光素子。
【請求項14】
前記オーミック層の面積は、前記第1電極層の面積と同一または前記第1電極層の面積より小さいことを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項15】
前記発光構造物の側面上に配置される保護層をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項16】(削除)
【請求項17】
前記第1電極は前記第1電極層より高い電気伝導度を有することを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項18】
前記保護層は、前記第1領域に配置された前記第1導電型半導体層上に配置されることを特徴とする、請求項15に記載の紫外線発光素子。
【請求項19】
前記オーミック層は前記活性層の周りに沿って前記第1導電型半導体層の背面の上に配置されることを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項20】
前記オーミック層は前記第1電極層により囲まれることを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項21】(削除)
【請求項22】
前記オーミック層の幅は前記第1電極層の幅と相異することを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項23】
前記第1電極層は前記オーミック層の側面と背面を両方ともカバーすることを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項24】
前記第2電極層と前記活性層との間の距離は前記第1電極層と前記活性層との間の距離より大きいことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の紫外線発光素子。
【請求項25】
フリップ型に構成されたことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の紫外線発光素子。」

4 取消理由通知に記載した取消理由について
(1)取消理由の概要
訂正前の請求項1及び2に係る特許に対して、当審が平成30年2月26日に特許権者に通知した取消理由の要旨は、次のとおりである。

<取消理由1>
本件特許は、明細書の記載が下記の点で不備のため、特許法第36条第4項第1号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものである。
<取消理由2>
本件特許は、特許請求の範囲の記載が下記の点で、特許法第36条第6項第2号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものである。


1 取消理由2(特許法第36条第6項第2号:明確性要件)
請求項1、11及び請求項1、11を直接的又は間接的に引用する請求項2?10、12?25に係る発明が、明確でないから、本件特許発明1、11及び請求項1、11を直接的又は間接的に引用する本件特許発明2?10、12?25の特許は、特許法第36条第6項第2号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものであり、取り消されるべきものである。

2 取消理由1(特許法第36条第4項第1号:実施可能要件)
(1)明細書の発明の詳細な説明の段落【0117】には、「図示してはいないが、上記活性層17との電気的なショートが発生しなければ、上記オーミック層25は上記第1導電型半導体層15の側面に接するように形成されることもできる。このような場合、上記第1導電型半導体層15の背面が上記活性層17の側面から遠く離隔するように上記第1導電型半導体層15をより深くエッチングしてくれることができる。」と記載されている。下線部の当該記載は、日本語として意味が不明である(「このような場合、上記第1導電型半導体層15の背面が上記活性層17の側面から離隔するように上記第1導電型半導体層15はより深くエッチングされることがある。」の誤訳と認められる。)。
(2)明細書の発明の詳細な説明の段落【0056】には、「メサエッチングされて露出した第1導電型半導体層15の周辺領域を第1領域41と命名し、メサエッチングされず、そのままに残った活性層17と第2導電型半導体層19またはメサエッチングによりされていない第1導電型半導体層15だけでなく、上記露出していない第1導電型半導体層15の中央領域に対応する活性層17及び第2導電型半導体層19が形成された領域を第2領域43と命名する。」と記載されている。
下線部の当該記載は、日本語として意味が不明である(「メサエッチングにより露出されていない第1導電型半導体層15」の誤訳と認められる。)。
よって、本件は、明細書の発明の詳細な説明が、当業者が本願の請求項1、5及び請求項1、5を直接的又は間接的に引用する請求項2?4、6?25に係る発明を実施することができる程度に明確かつ十分に記載されていない特許出願に対してされたものである。

(2)当審の判断
ア 取消理由1(特許法第36条第4項第1号の違反)について
(ア)本件訂正により、訂正前の明細書の段落【0117】の「このような場合、上記第1導電型半導体層15の背面が上記活性層17の側面から遠く離隔するように上記第1導電型半導体層15をより深くエッチングしてくれることができる。」との記載は、「このような場合、上記第1導電型半導体層15の背面が上記活性層17の側面から離隔するように上記第1導電型半導体層15はより深くエッチングされることがある。」に変更された。
また、訂正前の段落【0056】の「メサエッチングによりされていない第1導電型半導体層15」との記載は、「メサエッチングにより露出されていない第1導電型半導体層15」に変更された。
それにより、発明の詳細な説明は、当業者が本願の請求項1、5及び請求項1、5を直接的又は間接的に引用する請求項2?4、6?25に係る発明を実施することができる程度に明確かつ十分に記載されているものとなり、発明の詳細な説明の記載は、特許法第36条第4項第1号に規定する要件を満たしている。

(イ)以上のとおりであるから、本件訂正発明1ないし25に係る特許は、特許法第36条第4項第1号に規定する要件を満たしている特許出願に対してされたものであり、取消理由1によっては、本件訂正発明1ないし25に係る特許を取り消すことができない。

イ 取消理由2(特許法第36条第6項第2号の違反)について
(ア)本件訂正の訂正事項4により、訂正前の特許請求の範囲の請求項11の「前記第1導電型半導体層は前記活性層が接する中央領域と前記活性層が接しない周辺領域を含む」との記載は、「前記第1導電型半導体層は前記活性層が接する中央領域を含み、前記第1領域は前記活性層と接しない」に変更され、訂正前の特許請求の範囲の請求項12の「前記中央領域は前記周辺領域に対して下方に突出する」との記載は、「前記中央領域は前記第1領域に対して下方に突出する」と変更された。
それにより、請求項1、11及び請求項1、11を直接的又は間接的に引用する請求項2?10、12?25に係る発明は、明確となり、請求項1?25の記載は、特許法第36条第6項第2号に規定する要件を満たしている。

(イ)以上のとおりであるから、本件訂正発明1ないし25に係る特許は、特許法第36条第6項第2号に規定する要件を満たしている特許出願に対してされたものであり、取消理由2によっては、本件訂正発明1ないし25に係る特許を取り消すことができない。

5 取消理由通知において採用しなかった特許異議申立理由について
(1)申立ての理由1(特許法第29条第2項違反)について
ア 特許異議申立人は、特許異議申立書において、本件特許発明1の発明特定事項AからKは、甲1発明?甲3発明と一致し、したがって、本件特許発明1は、甲1発明?甲3発明から当業者にとって容易想到であり、進歩性があるとはいえない、また、本件特許発明2から25は、甲1発明から甲11発明に基づいて当業者が容易に想到できたものであり、進歩性があるとはいえない旨(申立ての理由1)を主張している。

イ(ア)甲第1号証(特開2006-5215号公報)は、「基板と、該基板上に配置された半導体層とを有し、該半導体層は、前記基板側から順に積層された第1導電型の半導体層と、発光層と、第2導電型の半導体層と、前記第1および第2導電型の半導体層に接するようにそれぞれ配置された第1および第2の電極とを含み、前記基板は、発光層の放出光に対して透明であり、前記半導体層の端面は、前記第1導電型の半導体層の端面に設けられた、前記基板面に略平行な第1のテラスと、前記第1のテラスよりも前記基板側に設けられた、前記基板面に対して傾斜した端面領域とを含み、前記第1の電極は光反射性であり、前記傾斜した端面領域に配置され、前記発光層から放出された光を前記基板に向かって反射することを特徴とする半導体発光素子。」(請求項1参照)を開示している。

(イ)甲第1号証の図2、3、6、20は、以下のとおりである。



(ウ)また、甲第1号証の図2、3を参照すると、図20に示された発光素子において、発光層102は、p型オーミック電極105の下方(基板側に)のp型窒化物半導体層103のさらに下方にあり、n型オーミック電極104はp型オーミック電極の周りに沿って配置されていることが見てとれるから、甲第1号証には、n型オーミック電極104は発光層の周りに沿って配置されていることが開示されているといえる。

(エ)さらに、甲第1号証には、図20に示された発光素子において、n形オーミック電極104の上にn型電極パッド107が配置されていることが見てとれる。

(オ)甲第1号証の段落【0027】、【0030】、【0031】の第1の実施の形態についての記載、段落【0050】?【0055】(特に段落【0054】)、【0059】?【0061】(特に段落【0061】)及び段落【0100】の記載並びに図2、3、6、10を勘案すると、甲第1号証は、段落【0096】及び図20に示された第3の実施の形態について、以下の発明(以下「引用発明」という。)を開示していると認められる。

「基板と、該基板上に配置された半導体層とを有し、該半導体層は、前記基板側から順に積層された第1導電型の半導体層と、発光層と、第2導電型の半導体層と、前記第1および第2導電型の半導体層に接するようにそれぞれ配置された第1および第2の電極とを含み、前記基板は、発光層の放出光に対して透明であり、前記半導体層の端面は、前記第1導電型の半導体層の端面に設けられた、前記基板面に略平行な第1のテラスと、前記第1のテラスよりも前記基板側に設けられた、前記基板面に対して傾斜した端面領域とを含み、前記第1の電極は光反射性であり、前記傾斜した端面領域に配置され、前記発光層から放出された光を前記基板に向かって反射する半導体発光素子であって、
予め前記半導体層が形成されたウエハ状の基板にレジスト層を形成した後、レジスト端部を傾斜させ、この基板を、RIE装置で前記半導体層を所定の深さまでドライエッチングして、前記半導体層の端面を傾斜形状にし、最後にレジスト層を溶解除去、洗浄すると、第1のテラスまでの形状が前記予め形成された前記半導体層に加工されたものであり、
第1の電極はn型オーミック電極であり、n型オーミック電極は発光層の周りに沿って配置され、
n型オーミック電極の上にn型電極パッドが配置され、
前記第1のテラスを設けることにより、n型オーミック電極と発光層の端面と距離を基板面と略平行な方向について大きくとり、かつ、層厚方向には接近させ、
波長380nmから赤外光を発する、半導体発光素子。」

ウ 本件訂正発明1と引用発明とを対比する。
(ア)甲第1号証には、「半導体層」の具体例として、窒化物半導体層11が記載されており、また、段落【0100】の記載及び技術常識を勘案すると、引用発明の「第1導電型の半導体層」、「発光層」及び、「第2導電型の半導体層」は、本件訂正発明1の「多数の化合物半導体層」に相当するとともに、引用発明の「第1導電型の半導体層」、「発光層」、「第2導電型の半導体層」及び「半導体層」は、それぞれ、本件訂正発明1の「第1導電型半導体層」、「活性層」、「第2導電型半導体層」及び「発光構造物」に相当する。

(イ)引用発明の「第1の電極」、「第2の電極」、「n型電極パッド」は、それぞれ本件訂正発明1の「第1電極層」、「第2電極層」、「第1電極」に相当する。また、引用発明1の「第1の電極は光反射性であり」、「前記発光層から放出された光を前記基板に向かって反射する」から、本件訂正発明1と引用発明とは「第1電極層は反射層を含」む点で共通する。

(ウ)引用発明は、「n型オーミック電極は発光層の周りに沿って配置され」たものであるから、本件訂正発明1と引用発明とは、「前記第1電極層は前記活性層の周りに沿って配置され」たものである点で一致する。
また、引用発明は、「n型オーミック電極と発光層の端面と距離を基板面と略平行な方向について大きくとり、かつ、層厚方向には接近させ」たものであるから、n型オーミック電極(第1電極層)は発光層の側面から離隔するように配置されたものであるといえる。
したがって、本件訂正発明1と引用発明とは、「前記第1電極層は前記活性層の側面から離隔するように配置され」たものである点で一致する。

(エ)引用発明は、「前記半導体層の端面は、前記第1導電型の半導体層の端面に設けられた、前記基板面に略平行な第1のテラスと、前記第1のテラスよりも前記基板側に設けられた、前記基板面に対して傾斜した端面領域とを含み」、「予め前記半導体層が形成されたウエハ状の基板にレジスト層を形成した後、レジスト端部を傾斜させ、この基板を、RIE装置で前記半導体層を所定の深さまでドライエッチングして、前記半導体層の端面を傾斜形状にし、最後にレジスト層を溶解除去、洗浄すると、第1のテラスまでの形状が前記予め形成された前記半導体層に加工されたものであり」、「この基板を、RIE装置で前記半導体層を前記所定の深さまでドライエッチングして、前記半導体層の端面を傾斜形状」にすることは、本件訂正発明1の「前記第1導電型半導体層も部分的にメサエッチングされたことによって露出」することに相当する。引用発明の「第1のテラス」の領域が、本件訂正発明1の「第1領域」に相当する。
したがって、本件訂正発明1と引用発明とは、「前記第1導電型半導体層の第1領域の上に配置される第1電極層」を含み、「前記第1領域は、前記第2導電型半導体層及び前記活性層が順次に、前記第1導電型半導体層も部分的にメサエッチングされたことによって露出した前記第1導電型半導体層の領域であ」る点で一致する。

(オ)引用発明の半導体発光素子は、「波長380nmから赤外光を発する」から、本件訂正発明1の「紫外線発光素子」に相当する。

(カ)以上をまとめると、本件訂正発明1と引用発明の一致点及び相違点は次のとおりである。
<一致点>
「基板と、
前記基板の上に配置され、多数の化合物半導体層を含み、前記化合物半導体層は少なくとも第1導電型半導体層、活性層、及び第2導電型半導体層を含む発光構造物と、
前記第1導電型半導体層の第1領域の上に配置される第1電極層と、
前記第2導電型半導体層の上に配置される第2電極層と、
前記第1電極層の上に配置される第1電極と、を含み、
前記第1電極層は前記活性層の側面から離隔するように配置され、
前記第1電極層は前記活性層の周りに沿って配置され、
前記第1及び第2電極層のうちの少なくとも1つは反射層を含み、
前記第1領域は、前記第2導電型半導体層及び前記活性層が順次に、前記第1導電型半導体層も部分的にメサエッチングされたことによって露出した前記第1導電型半導体層の領域である、紫外線発光素子。」

<相違点>
<相違点1>
本件訂正発明1は、「前記第2電極層の上に配置される第2電極」を含むのに対し、引用発明では、第2の電極の上に配置される「第2電極」を含むことは特定されていない点。
<相違点2>
本件訂正発明1は、「前記第1導電型半導体層と前記第1電極層との間に配置されるオーミック層」を含み、(前記第1導電型半導体層の)「前記第1領域」は、「前記第1電極と前記第2電極の間の領域であって前記オーミック層が配置されている領域を含み」、「前記オーミック層は、前記活性層の周りに沿って配置される閉ループ形状(closed-loop shape)であり」、「前記オーミック層は、前記第1導電型半導体層の前記メサエッチングによって露出された側面に接して配置される」のに対し、引用発明では、そのようなオーミック層を含むことについて特定されていない点。

エ 次に、上記相違点について検討する。
(ア)事案に鑑み、まず、相違点2について検討する。
引用発明において、「第1の電極」(本件訂正発明1の「第1電極層」に相当。)は「n型オーミック電極」であるから、さらに「オーミック層」を配置する動機付けを見出すことはできない。
しかも、引用発明は、「テラスを設けることにより、n型オーミック電極と発光層の端面と距離を基板面と略平行な方向について大きくとり、かつ、層厚方向には接近させ」たものであり、さらに、甲第1号証の段落【0043】には、図6について、「n型オーミック電極104は、光強度が弱い領域129の傾斜端面上における最外側位置101aから、サファイア基板100までの傾斜端面の区間を被覆すればよい。…(略)…n型窒化物半導体層101の傾斜端面のみをn型オーミック電極104で被覆することにより、横伝搬光をサファイア基板100の裏面(出射面)1001aから効率よく取り出すことができる。」と記載されているところ、さらなる「オーミック層」を、「第1導電型の半導体層」(本件訂正発明1の「第1導電型半導体層」に相当。)とn型オーミック電極である「第1の電極」との間であって、ドライエッチングして、傾斜形状にされた「半導体層の端面」(本件訂正発明1の「前記メサエッチングされたことによって露出された側面」に相当。)に「接して配置」することを、当業者が容易になし得たとはいえない。
したがって、引用発明において、相違点2に係る本件訂正発明1の構成を採用することは当業者が容易になし得たことではない。
(イ)よって、相違点1について検討するまでもなく、本件訂正発明1は、引用発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものではない。

オ 以上のとおりであるから、本件特許発明1ないし25に係る特許は、特許法第29条第2項の規定に違反していない特許出願に対してされたものであり、申立ての理由1によっては、本件特許発明1ないし25に係る特許を取り消すことができない。

(2)申立ての理由2(特許法第36条第4項第1号違反)及び申立ての理由4(特許法第36条第6項第1号違反)について
ア(ア)特許異議申立人は、特許異議申立書において、本件特許発明1の「第1導電型半導体層」は、n型半導体層であると認められる、一方、本件明細書段落【0110】に「オーミック層」に使用できるとして記載された素材には、例えば、ITO等、p型のオーミック層に用いられる材料が含まれており、p型のオーミック層に用いられる材料を含むオーミック層を備える本件特許発明1は、当業者が製造できるように記載されたものではなく、使用できるように記載されたものでもない、したがって、本件明細書の発明の詳細な説明は、本件特許発明1を当業者が実施をすることができる程度に明確かつ十分に記載したものとはいえない旨(申立ての理由2)を主張している。
(イ)また、「オーミック層が第1導電型半導体層の側面に接する」構成を示す実施例の記載がなく、かつ当該実施例と、「オーミック層が第1導電型半導体層の側面に接しない」構成を示す比較例との効果における差異が明らかにされていないので、当業者が本件特許発明1?25を実施できる程度に明確かつ十分に記載されているとはいえず、また、本件特許発明1?25は、発明の詳細な説明に記載された発明とはいえない旨(申立ての理由2、4)を主張している。

イ 上記ア(ア)について、本件明細書の段落【0021】には、「前記発光構造物20は多数の化合物半導体層を含むことができる。上記化合物半導体層のうちの1つの層は光を生成する活性層17であり、他の層は上記活性層17に供給してくれるための第1キャリア、即ち電子を生成する第1導電型半導体層15であり、更に他の層は上記活性層17に供給してくれるための第2キャリア、即ち正孔を生成する第2導電型半導体層19であることがあるが、これに対して限定するものではない。上記電子と上記正孔との再結合により上記活性層で光が生成できる。」と記載されている。したがって、本件明細書には、第1導電型半導体層15の供給キャリアと第2導電型半導体層の供給キャリアとの再結合により活性層で光が生成できれば、第1導電型半導体層15の供給キャリアである第1キャリアは、電子ではなく正孔であってもよく、「第1導電型半導体層15」は、n型半導体層には限定されない構成が開示されていることと認められる。
そして、本件明細書の段落【0110】には、第1導電型半導体層15により定義された第1領域41に形成されるオーミック層25に用いられる物質として、ITO等、p型のオーミック層に用いられる材料(甲第12?15号証を参照。)が挙げられている。
よって、本件明細書の発明の詳細な説明は、本件訂正発明1を当業者が実施をすることができる程度に明確かつ十分に記載したものであるといえる。

ウ 上記ア(イ)について、本件訂正後の訂正明細書の段落【0117】には、「図示してはいないが、上記活性層17との電気的なショートが発生しなければ、上記オーミック層25は上記第1導電型半導体層15の側面に接するように形成されることもできる。このような場合、上記第1導電型半導体層15の背面が上記活性層17の側面から離隔するように上記第1導電型半導体層15はより深くエッチングされることがある。」と記載されている(下線は合議体が付加した。以下、同じ。)。
したがって、第1導電型半導体層15の背面を、活性層17の側面から離隔するように、第1導電型半導体層15を十分深くエッチングしてから、オーミック層25を第1導電型半導体層15の側面に接するように形成することにより、本件訂正発明1の「前記オーミック層は、前記第1導電型半導体層の側面に接するように配置される」との構成を当業者であれば実施することができるものと認められる。
よって、本件明細書の発明の詳細な説明は、本件訂正発明1を当業者が実施をすることができる程度に明確かつ十分に記載したものであり、また、本件訂正発明1の「オーミック層が第1導電型半導体層の側面に接する」構成は、発明の詳細な説明に記載されたものであるといえる。

エ 以上のとおりであるから、本件訂正発明1ないし25に係る特許は、特許法第36条第4項第1号及び同条第6項第1号に規定する要件を満たしている特許出願に対してされたものであり、申立ての理由2、4によっては、本件訂正発明1ないし25に係る特許を取り消すことができない。

(3)申立ての理由3(特許法第36条第6項第2号違反)について
ア 特許異議申立人は、特許異議申立書において、訂正前の特許請求の範囲に関し、請求項1に記載の「前記オーミック層は、前記第1導電型半導体層の側面に接するように配置される」は、本件明細書の段落【0116】に記載の「上記オーミック層25は上記活性層17と最大限近く形成される」ことを満たす種々の構成の中からあえて「オーミック層は、前記第1導電型半導体層の側面に接するように配置される」構成を選択して特定したことの技術的な理由が不明確であり(構成の不明確性)、また、本件特許発明1において、「オーミック層」が「第1導電型半導体層の側面に接するように配置される」ように構成することの技術的意義が不明である(技術的意義の不明確性)旨を主張している。

イ しかしながら、本件訂正後の訂正明細書の段落【0117】には、「図示してはいないが、上記活性層17との電気的なショートが発生しなければ、上記オーミック層25は上記第1導電型半導体層15の側面に接するように形成されることもできる。」と記載されており、その他「側面」の語句が記載されている段落【0057】?【0062】、図1、2、8、9などを参照すれば、第1導電型半導体層15の側面には、下記の図5に示されたように、上の側面と下の側面(メサの側面)の両者があるが、請求項1の「前記第1導電型半導体層の側面」とは、例えば、下記の図4では、符号43が付された第2領域の斜線部を囲む境界に対応する図5の第1半導体層15の活性層側の下の側面であることは明確である。
したがって、本件訂正発明1の「前記オーミック層は、前記第1導電型半導体層の側面に接するように配置される」の範囲は明確であり、本件訂正発明1を明確に把握できる。
よって、本件訂正発明1ないし25は、明確である。



ウ 以上のとおりであるから、本件訂正発明1ないし25に係る特許は、特許法第36条第6項第2号に規定する要件を満たしている特許出願に対してされたものであり、申立ての理由3によっては、本件訂正発明1ないし25に係る特許を取り消すことができない。

6 むすび
以上のとおりであるから、取消理由通知に記載した取消理由及び特許異議申立書に記載した特許異議申立理由によっては、本件請求項1ないし25に係る特許を取り消すことはできない。
また、他に本件請求項1ないし25に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。

よって、結論のとおり決定する。
 
発明の名称 (54)【発明の名称】
紫外線発光素子
【技術分野】
【0001】
本発明は、紫外線発光素子に関するものである。
【背景技術】
【0002】
発光ダイオード(Light-Emitting Diode:LED)は電流を光に変換させる半導体発光素子である。
【0003】
半導体発光素子は高輝度を有する光を得ることができるので、ディスプレイ用光源、自動車用光源、及び照明用光源に幅広く使われている。
【0004】
近来、紫外線を出力できる紫外線発光素子が提案された。
【0005】
紫外線光は紫外線発光素子の外部に射出することもあるが、多量の紫外線光が外部に射出できず、紫外線発光素子の内部で吸収または消滅されるので、光抽出効率が低いという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、光抽出効率が向上した紫外線発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の紫外線発光素子は、基板、上記基板の下に配置され、多数の化合物半導体層を含み、上記化合物半導体層は少なくとも第1導電型半導体層、活性層、及び第2導電型半導体層を含む発光構造物、上記第1導電型半導体層の下に配置される第1電極層、及び上記第2導電型半導体層の下に配置される第2電極層を含む。上記第1電極層は上記活性層の側面から離隔するように配置され、上記活性層の周りに沿って配置される。上記第1及び第2電極層のうちの少なくとも1つは反射層でありうる。
【0008】
本発明の紫外線発光素子は、基板、上記基板の下に配置され、多数の化合物半導体層を含み、上記化合物半導体層は少なくとも第1導電型半導体層、活性層、及び第2導電型半導体層を含み、上記第1導電型半導体層の背面は中央領域及び上記中央領域を囲み、上記周辺領域に対して突出する周辺領域を含み、上記中央領域の上に上記活性層及び上記第2導電型半導体層が配置される発光構造物、上記第1導電型半導体層の周辺領域の下に配置される第1電極層、上記活性層の側面と上記第1電極層との間に配置される保護層、及び上記第2導電型半導体層の下に配置される第2電極層を含む。上記第1電極層は上記活性層の周りに沿って配置され、上記第1及び第2電極層のうち、少なくとも1つは反射層でありうる。
【0009】
本発明の紫外線発光素子は、発光領域と上記発光領域を囲む非発光領域を含む基板、上記基板の下に配置され、多数の化合物半導体層を含み、上記化合物半導体層は少なくとも第1導電型半導体層、活性層、及び第2導電型半導体層を含み、上記発光領域の下に上記第1導電型半導体層、活性層、及び第2導電型半導体層が形成され、上記非発光領域の下に上記第1導電型半導体層が形成される発光構造物、上記非発光領域の上記第1導電型半導体層の背面に配置されるオーミック層、上記非発光領域の上記第1導電型半導体層と上記オーミック層の下に配置される第1電極層、及び上記第2導電型半導体層の下に配置される第2電極層を含む。上記オーミック層及び上記上記第1電極層は上記活性層の側面から離隔するように配置され、上記第1及び第2電極層のうちの少なくとも1つは反射層でありうる。
【0010】
本発明の発光素子パッケージは、胴体、上記胴体の上に配置される第1及び第2リード電極、上記第1及び第2リード電極のうち、いずれか1つのリード電極の上に配置される紫外線発光素子、及び上記発光素子を囲んで配置されるモールディング部材を含む。上記紫外線発光素子は前述した技術的特徴を含むことができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、光抽出効率が向上した紫外線発光素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の第1実施形態に従う紫外線発光素子を示す底面図である。
【図2】図1の紫外線発光素子を示す断面図である。
【図3】図1の紫外線発光素子で紫外線光が射出する形態を示す図である。
【図4】本発明の第2実施形態に従う紫外線発光素子を示す底面図である。
【図5】図4の紫外線発光素子を示す断面図である。
【図6】本発明の第3実施形態に従う紫外線発光素子を示す底面図である。
【図7】図6の紫外線発光素子を示す断面図である。
【図8】本発明の第4実施形態に従う紫外線発光素子を示す底面図である。
【図9】本発明の第5実施形態に従う紫外線発光素子を示す底面図である。
【図10】本発明の実施形態に従う発光素子パッケージを示す断面図であ
る。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明を説明するに当たって、各層(膜)、領域、パターン、または構造物が、基板、各層(膜)、領域、パッド、またはパターンの“上(on)”に、または“下(under)”に形成されることと記載される場合において、“上(on)”と“下(under)”は、“直接(directly)”または“他の層を介して(indirectly)”の意味を全て含む。また、各層の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。
【0014】
以下、添付された図面を参照して実施形態を説明すれば、次の通りである。図面において、各層の厚さやサイズは説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、または概略的に図示された。また、各構成要素のサイズは実際のサイズを必ずしも全体的に反映するものではない。
【0015】
以下の紫外線発光素子は、基板が上に配置され、第1及び第2電極27、29が下に配置されるフリップ型紫外線発光素子に限定して説明しているが、これに対しては限定するものではない。
【0016】
以下の紫外線発光素子は240nm乃至360nmの深紫外線(deep ultraviolet)光を生成するが、これに対しては限定するものではない。
【0017】
図1は本発明の第1実施形態に従う紫外線発光素子を示す底面図であり、図2は図1の紫外線発光素子を示す断面図である。
【0018】
図1及び図2を参照すると、第1実施形態に従う紫外線発光素子10は、基板11、第1導電型半導体層15、活性層17、第2導電型半導体層19、第1及び第2電極層21、23、及び第1及び第2電極27、29を含む。
【0019】
第1実施形態に従う紫外線発光素子10はフリップ型発光素子であることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0020】
上記第1導電型半導体層15、上記活性層17、及び上記第2導電型半導体層19により発光構造物20が形成される。
【0021】
上記発光構造物20は多数の化合物半導体層を含むことができる。上記化合物半導体層のうちの1つの層は光を生成する活性層17であり、他の層は上記活性層17に供給してくれるための第1キャリア、即ち電子を生成する第1導電型半導体層15であり、更に他の層は上記活性層17に供給してくれるための第2キャリア、即ち正孔を生成する第2導電型半導体層19であることがあるが、これに対して限定するものではない。上記電子と上記正孔との再結合により上記活性層で光が生成できる。例えば、上記第1導電型半導体層15は上記活性層17の上に配置され、上記第2導電型半導体層19は上記活性層17の下に配置されることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0022】
上記紫外線発光素子10は、上記基板11と上記第1導電型半導体層15との間の格子定数差による格子不整合を緩和させてくれるために、上記基板11と上記第1導電型半導体層15との間にバッファ層13をさらに含むことができるが、これに対しては限定する
ものではない。
【0023】
上記バッファ層13により上記基板11の上に形成された上記第1導電型半導体層15、上記活性層17、及び上記第2導電型半導体層19に欠陥、例えばクラック(cracks)、ボイド(void)、グレーン(grain)、及び屈曲(bowing)が発生しない。
【0024】
図示してはいないが、上記バッファ層13と上記第1導電型半導体層15との間にドーパントを含まないアンドープ半導体層がさらに含まれることができるが、これに対しては限定するものではない。
【0025】
上記バッファ層13、上記第1導電型半導体層15、活性層17、及び第2導電型半導体層19は、II-VI族化合物半導体材質で形成されることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0026】
上記化合物半導体材質には、例えば、Al、In、Ga、及びNを含むことができるが、これに対しては限定するものではない。
【0027】
上記基板11は熱伝導性及び/または透過度に優れる材質で形成されることがあるが、これに対しては限定するものではない。例えば、上記基板11はサファイア(Al_(2)O_(3))、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、及びGeからなるグループから選択された少なくとも1つで形成されることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0028】
上記基板11または上記バッファ層13の下に上記第1導電型半導体層15が形成される。
【0029】
上記第1導電型半導体層15は、例えば、n型ドーパントを含むn型半導体層であることがあるが、これに対しては限定するものではない。上記第1導電型半導体層15は、In_(x)Al_(y)Ga_(1-x-y)N(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)の組成式を有する半導体材質、例えばInAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN、InN、及びAlInNからなるグループから選択された少なくとも1つを含むことができるが、これに対しては限定するものではない。上記n型ドーパントはSi、Ge、またはSnを含むことができるが、これに対しては限定するものではない。
【0030】
上記第1導電型半導体層15は、例えば電子(electrons)を上記活性層17に供給してくれるための導電層としての役割をし、上記第2導電型半導体層19から上記活性層17に供給された、例えば正孔(holes)が上記バッファ層13に越えないようにする障壁層としての役割をすることができる。
【0031】
上記第1導電型半導体層15に高濃度のドーパントがドーピングされることで、電子が自由に移動できる導電層としての役割をすることができる。
【0032】
上記第1導電型半導体層15は、上記活性層17と等しいか大きいバンドギャップを有する化合物半導体材質で形成することによって、活性層17の正孔がバッファ層13に越えないようにする障壁層としての役割をすることができる。
【0033】
上記第1導電型半導体層15の下に上記活性層17が形成される。
【0034】
上記活性層17は、例えば上記第1導電型半導体層15から供給された電子と上記第2導電型半導体層19から供給された正孔とを再結合させて紫外線光を発光させることができる。紫外線光の生成のために上記活性層17は少なくともワイドバンドギャップを有しなければならない。例えば、第1実施形態によれば、上記活性層17は240nm乃至360nm以下の波長を有する深紫外線(deep ultraviolet)光を生成することができるが、これに対しては限定するものではない。
【0035】
上記活性層17は単一量子井戸構造(SQW)、多重量子井戸構造(MQW)、量子点構造、及び量子線構造のうち、いずれか1つを含むことができる。
【0036】
上記活性層17は紫外線光を生成するためのエネルギーバンドのバンドギャップを有するII-VI族化合物半導体を井戸層と障壁層の周期で反復形成できるが、これに対しては限定するものではない。
【0037】
例えば、InGaN井戸層/GaN障壁層の周期、InGaN井戸層/AlGaN障壁層の周期、InGaN井戸層/InGaN障壁層の周期などで形成される。上記障壁層のバンドギャップは上記井戸層のバンドギャップより大きく形成される。上記活性層17の下に上記第2導電型半導体層19が形成される。
【0038】
上記第2導電型半導体層19は、例えばp型ドーパントを含むp型半導体層であることがあるが、これに対しては限定するものではない。上記第2導電型半導体層19は、In_(x)Al_(y)Ga_(1-x-y)N(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)の組成式を有する半導体材質、例えばInAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN、InN、及びAlInNからなるグループから選択された少なくとも1つを含むことができるが、これに対しては限定するものではない。上記p型ドーパントは、Mg、Zn、Ca、Sr、またはBaを含むことができるが、これに対しては限定するものではない。
【0039】
上記第2導電型半導体層19は、正孔を上記活性層17に供給してくれるための導電層としての役割をすることができる。
【0040】
上記第2導電型半導体層19に高濃度のドーパントがドーピングされることで、正孔が自由に移動できる導電層としての役割をすることができる。
【0041】
上記活性層17の電子が上記第2導電型半導体層19に越えて来ないようにするために上記活性層17と上記第2導電型半導体層19との間に第3導電型半導体層が形成されることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0042】
より確実に、上記第3導電型半導体層とは別に、活性層17の電子が上記第2導電型半導体層19に越えないようにするために、上記活性層17と上記第2導電型半導体層19または上記第3導電型半導体層との間に電子遮断層が形成されることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0043】
例えば、上記第3導電型半導体層と上記電子遮断層はAlGaNで形成されることがあるが、これに対しては限定するものではない。例えば、上記電子遮断層は少なくとも上記第2導電型半導体層または上記第3導電型半導体層のバンドギャップより大きいバンドギャップを有することができるが、これに対しては限定するものではない。
【0044】
例えば、上記第3導電型半導体層と上記電子遮断層がAlGaNで形成される場合、上記電子遮断層が上記第3導電型半導体層より大きいバンドギャップを有するようにするために、上記電子遮断層が上記第3導電型半導体層より高いAl含量を有することができるが、これに対しては限定するものではない。
【0045】
上記活性層17及び上記第2導電型半導体層19の側面の1つまたは2つ以上の領域は外方に突出形成されることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0046】
上記第1導電型半導体層15の側面と上記活性層17及び上記第2導電型半導体層19の側面との間の距離は一定でないことがあるが、これに対しては限定するものではない。即ち、上記第1導電型半導体層15の側面と上記活性層17及び上記第2導電型半導体層19の側面との間の距離は位置によって変わることができる。
【0047】
フリップ型紫外線発光構造において、紫外線光が側方乃至上記基板11側の前方に進行されることが好ましい。
【0048】
フリップ型紫外線発光構造において、活性層17で生成された紫外線光は全ての方向に進行される。
【0049】
紫外線光の一部は基板11がある上方または前方に進行されず、上記第2導電型半導体層19がある下方に進行されることがある。下方に進行された光は前方に進行されるようにしなければ、結局、紫外線発光素子10の内で吸収または消滅されて、光抽出効率が格段に低下する問題が発生する。
【0050】
特に、図3に示すように、紫外線光が基板11側の上方に進行されても基板11の屈折率と空気の屈折率との差と紫外線光の波長により、紫外線光が基板11の上面を通じて外部に射出することもあるが、紫外線光の一部は基板11の上面で反射されて側方や下方に進行されて、結局、紫外線発光素子10の内で吸収または消滅されたりする。
【0051】
第1実施形態はこのような問題を解消するために第1及び第2電極層21、23を備えて、活性層17から下方に進行された紫外線光を上方に反射させ、活性層17から上方に進行されて基板11の上面で反射された紫外線光をまた上方に反射させることができる。
【0052】
上記第1電極層21は上記第1導電型半導体層15の背面の上に形成され、上記第2電極層23は上記第2導電型半導体層19の背面の上に形成される。
【0053】
上記第1電極層21を上記第1導電型半導体層15の背面の上に形成できるようにするために、上記活性層17と上記第2導電型半導体層19で覆われた上記第1導電型半導体層15を露出させなければならない。
【0054】
即ち、上記第1導電型半導体層15が露出するように上記第2導電型半導体層19と上記活性層17が順次にメサエッチングできる。
【0055】
メサエッチングにより上記第1導電型半導体層15も部分的にエッチングされることがあるが、これに対しては限定するものではない。上記第1導電型半導体層15の中央領域は上記第1導電型半導体層15の周辺領域に対して下方に突出形成される。上記周辺領域は、上記中央領域を囲むことがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0056】
メサエッチングされて露出した第1導電型半導体層15の周辺領域を第1領域41と命名し、メサエッチングされず、そのままに残った活性層17と第2導電型半導体層19またはメサエッチングにより露出されていない第1導電型半導体層15だけでなく、上記露出していない第1導電型半導体層15の中央領域に対応する活性層17及び第2導電型半導体層19が形成された領域を第2領域43と命名する。上記第2領域43は活性層17で光が生成されるので、発光領域ということができ、上記第1領域41は光が生成されないので非発光領域ということができるが、これに対しては限定するものではない。
【0057】
上記第1領域41は、上記第2導電型半導体層19、上記活性層17、及び上記第1導電型半導体層15の一部領域が除去されたグルーブを含むことができる。即ち、上記グルーブは少なくとも上記活性層17及び上記第2導電型半導体層19の厚さ位の深さに形成される。したがって、上記グルーブは上記第2領域43、即ち、発光領域の周りに沿って形成されることがあるが、これに対しては限定するものではない。言い換えると、上記グルーブは上記活性層17及び上記第2導電型半導体層19の周りに沿って形成される。上記グルーブは上記活性層17及び上記第2導電型半導体層19の側面の上に形成される。
【0058】
上記第1導電型半導体層15のサイズは上記活性層17及び上記第2導電型半導体層19のサイズより大きいことがあるが、これに対しては限定するものではない。上記第1導電型半導体層15は上記活性層17及び上記第2導電型半導体層19の側面を基準に外方に延長形成される。このように延長形成された第1導電型半導体層15の上にグルーブが形成される。
【0059】
一方、上記第1及び第2領域41、43は上記基板11の上に定義されることもできる。したがって、上記基板11の第1領域41の上に第1導電型半導体層15が形成され、上記基板11の第2領域43の上に第1導電型半導体層15、活性層17、及び第2導電型半導体層19が形成される。このような場合、上記第2領域43の第1導電型半導体層15の背面は上記第1領域41の第1導電型半導体層15の背面に対して下方に突出することがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0060】
上記第2領域43は、図1に示すように、十字形状に形成されることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0061】
例えば、第2領域43は円形状(図8)または星形状(図9)に形成される。
【0062】
通常的に、第2領域43は四角形状を有する。このような四角形状に比べて、十字形状、円形状、及び星形状は、露出した外部に活性層17の側面の面積がより拡大されて光抽出効率がより向上することができる。
【0063】
上記第1電極層21は、上記第1導電型半導体層15の背面、即ち第1領域41の上に形成される。
【0064】
例えば、上記第1電極層21は外部に露出した上記第1導電型半導体層15の全領域に形成される。
【0065】
また、上記第1電極層21による上記第1及び第2導電型半導体層15、19の間の電気的なショートを避けるために、上記第1電極層21の端部は第2領域43の端部、即ち上記エッチングされた第1導電型半導体層15または活性層17の側面から離隔するように形成される。
【0066】
上記第1電極層21の背面は上記活性層17の上面より高い位置に配置される。このために、上記活性層17に接する上記第1導電型半導体層15の中央領域は、上記活性層17が接しない上記第1導電型半導体層15の周辺領域に対して下方に突出することがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0067】
上記第1電極層21による上記第1及び第2導電型半導体層15、19の間の電気的なショートを完全に除去するために、図7に示すように、第2領域43の第1導電型半導体層15の側面、活性層17の側面、第2導電型半導体層19の側面、及び第2電極層23の側面に保護層31が形成されることもあるが、これに対しては限定するものではない。
【0068】
併せて、上記保護層31は第1領域41の上記第1導電型半導体層15の背面の一部領域と上記第1電極層21の背面の一部領域、そして第2領域43の上記第2電極層23の背面の一部領域に形成されることもあるが、これに対しては限定するものではない。
【0069】
言い換えると、上記保護層31は上記エッチングされた発光構造物、即ち第1導電型半導体層15、活性層17、及び第2導電型半導体層19の側面の周りに沿って形成されることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0070】
上記第1電極層21は上記活性層17から上記基板11に進行され、上記基板11の上面により反射されて下方に進行された紫外線光を反射させる役割をすることができるが、これに対しては限定するものではない。
【0071】
上記活性層17で生成された紫外線光は四方に進行され、上記紫外線光の一部は上記基板11がある上方または前方に進行できる。上記基板11に進行された紫外線光は上記基板11の上面を通じて外部に射出することもあるが、紫外線光の一部は上記基板11の上面により反射されて下方に進行できる。上記下方に進行された紫外線光は上記第1電極層21によりまた反射されて上方に進行されて上記基板11の上面を通じて、または側方を通じて外部に射出できる。
【0072】
主波長帯の狭い紫外線光の場合、基板11の上面により内部に反射される紫外線光が無視できない程度に大きい。また、上記第1導電型半導体層15が露出した第1領域41が上記第1導電型半導体層15が露出しない第2領域43より相対的に大きい面積を占めることができる。即ち、上記第1領域41の面積は上記第2領域43の面積より大きいことがある。このような場合、上記基板11の上面により反射された紫外線光の消滅に従う光抽出効率の低下は深刻な問題となることができる。
【0073】
第1実施形態は上記第1導電型半導体層15の背面または第1領域41に第1電極層21を形成することによって、上記基板11の上面により下方に反射された紫外線光をまた上方または側方に反射させて、光抽出効率を格段に向上させることができる。
【0074】
一方、上記第2導電型半導体層19の背面の上に第2電極層23が形成される。言い換えると、メサエッチングにより露出していない第1導電型半導体層15に対応する上記第2導電型半導体層19の背面の上に第2電極層23が形成される。
【0075】
上記第2電極層23は、図3に示すように、上記活性層17から下方に進行された紫外線光を上方に反射させる役割をすることができる。
【0076】
上記第2電極層23は、上記基板11の上面により反射されて下方に進行され、上記活性層17と上記第2導電型半導体層19を経由した紫外線光をまた上方に反射させる役割をすることができる。
【0077】
併せて、上記第2電極層23と上記活性層17との間の距離は、上記第1電極層21と上記活性層17との間の距離より大きく形成されることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0078】
図示してはいないが、上記第2導電型半導体層19と上記第2電極層23との間に透明導電層が形成されることがあるが、これに対しては限定するものではない。上記透明導電層は第2電極29からの電流を側方に拡散させる電流スプレッディンフ機能と電流を上記第2導電型半導体層19に容易に注入させるオーミックコンタクト機能を有することができるが、これに対しては限定するものではない。
【0079】
上記透明導電層には、例えばITO、IZO(In-ZnO)、GZO(Ga-ZnO)、AZO(Al-ZnO)、AGZO(Al-Ga ZnO)、IGZO(In-Ga ZnO)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、及びNi/IrOx/Au/ITOからなるグループから選択された少なくとも1つが使用できるが、これに対しては限定するものではない。
【0080】
第1実施形態は第2導電型半導体層19の背面の上に第2電極層23を形成することによって、上記基板11の上面により下方に反射された紫外線光や活性層17から下方に進行された紫外線光をまた上方に反射させて、光抽出効率を格段に向上させることができる。
【0081】
上記第1電極層21と上記第2電極層23は反射性に優れる材質で形成されることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0082】
上記第1及び第2電極層21、23は互いに同一な材質で形成されるか、互いに相異する材質で形成される。
【0083】
上記第1及び第2電極層21、23は単一層で形成されるか、多数の層で形成できる。
【0084】
上記第1及び第2電極層21、23は、例えば、反射性と導電性に優れる不透明な金属物質で形成されるが、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hfからなるグループから選択された1つまたはこれらの合金を含むことができるが、これに対しては限定するものではない。
【0085】
例えば、上記第1及び第2電極層21、23は紫外線光に対する反射特性に優れるアルミニウム(Al)で形成されることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0086】
例えば、上記第1電極層21はアルミニウム(Al)で形成され、上記第2電極層23はAl/Niの合金で形成されることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0087】
実験結果、第1電極層21にアルミニウム(Al)を使用する場合、第1実施形態に従う紫外線発光素子10の光抽出効率は16.4%であることに反して、第1電極層21に銀(Ag)を使用する場合、第1実施形態に従う紫外線発光素子10の光抽出効率は13.8%であることを確認することができる。したがって、銀(Ag)を含む第1電極層21よりはアルミニウム(Al)を含む第1電極層21が240nm乃至360nmの波長を有する紫外線光に対してより優れる反射率を有することが分かる。
【0088】
図示してはいないが、上記活性層17の周りに露出した第1導電型半導体層15の背面と上記第2導電型半導体層19の背面はラフネス構造(roughness structure)を有することができる。上記ラフネス構造は一定の凹凸を有するか、ランダムな凹凸を有することができるが、これに対しては限定するものではない。
【0089】
上記第1導電型半導体層15のラフネス構造の上に第1電極層21が形成されることによって、上記第1電極層21は強い接合力で第1導電型半導体層15に付着されるので、上記第1電極層21の離脱を遮断することができる。併せて、上記ラフネス構造により上記活性層で生成されて下方に進行される光が反射または散乱されることによって、光抽出効率がより向上できる。
【0090】
上記第2導電型半導体層15の背面の上に形成されたラフネス構造も前述した説明と同一な効果を得ることができる。
【0091】
上記第1電極層21と上記第2電極層23は少なくとも上記活性層17及び上記第2導電型半導体層19の厚さだけ相異する位置に配置されることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0092】
一方、上記第1電極層21の一部領域の上に第1電極27が形成され、上記第2電極層23の一部領域の上に第2電極29が形成される。
【0093】
上記第1電極27は上記第1電極層21より高い電気伝導度を有し、上記第2電極29は上記第2電極層23より高い電気伝導度を有することができるが、これに対しては限定するものではない。
【0094】
上記第1及び第2電極27、29は互いに同一な材質で形成されるか、互いに相異する材質で形成される。
【0095】
上記第1及び第2電極27、29は単一層で形成されるか、多数の層で形成される。
【0096】
上記第1及び第2電極27、29は、例えば電気伝導度に優れる金属材質で形成されるが、アルミニウム(Al)、チタニウム(Ti)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、金(Au)、タングステン(W)、銅(Cu)、及びモリブデン(Mo)からなるグループから選択された1つまたはこれらの合金を含むことができるが、これに限定するものではない。
【0097】
上記第1電極27は、上記第1領域41の第1電極層21の少なくとも1つ以上の領域に形成されることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0098】
図示してはいないが、上記第1電極27は上記第1領域41の第1電極層21の上面の全体領域に形成されることもあるが、これに対しては限定するものではない。
【0099】
上記第1電極層21は紫外線光を反射させる反射層としての役割だけでなく、電源を供給するための電極としての役割をすることもできる。このような場合、上記第1電極27は形成されないこともあるが、これに対しては限定するものではない。
【0100】
上記第2電極層23は、紫外線光を反射させる反射層としての役割だけでなく、電源を供給するための電極としての役割をすることもできる。このような場合、上記第2電極29は形成されないこともあるが、これに対しては限定するものではない。
【0101】
上記第1及び第2電極27、29は円形状を有することがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0102】
図4は本発明の第2実施形態に従う紫外線発光素子を示す底面図であり、図5は図4の紫外線発光素子を示す断面図である。
【0103】
第2実施形態はオーミック層25を除いては第1実施形態とほとんど同一である。
【0104】
第2実施形態で第1実施形態と同一な構成要素に対しては同一な図面符号を与えて、より詳細な説明は省略する。
【0105】
図4及び図5を参照すると、第2実施形態に従う紫外線発光素子10Aは、基板11、第1導電型半導体層15、活性層17、第2導電型半導体層19、オーミック層25、第1及び第2電極層21、23、及び第1及び第2電極27、29を含むことができる。
【0106】
上記オーミック層25は、上記第1導電型半導体層15と上記第1電極層21との間に形成される。
【0107】
上記第1電極層21は上記オーミック層25を完全にカバー(cover)したり部分的にカバーすることがあるが、これに対しては限定するものではない。即ち、上記第1電極層21は上記オーミック層25の外側面と背面の上に配置されるが、上記オーミック層25の内側面の上に配置されないことがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0108】
上記オーミック層25は、上記活性層17の周りに沿って配置されることがあるが、これに対しては限定するものではない。オーミック層25は閉ループ形状(closed-loop shape)または開ループ形状(open-loop shape)であることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0109】
上記オーミック層25はメサエッチングにより外部に露出した第1導電型半導体層15により定義された第1領域41に形成される。
【0110】
上記オーミック層25としては透明な導電物質が使用できるが、例えばITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)、IZTO(indium zinc tin oxide)、IAZO(indium aluminum zinc oxide)、IGZO(indium gallium zinc oxide)、IGTO(indium gallium tin oxide)、AZO(aluminum zinc oxide)、ATO(antimony tin oxide)、GZO(gallium zinc oxide)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni、Ag、Ni/IrOx/Au、及びNi/IrOx/Au/ITOからなるグループから選択された少なくとも1つが使用できる。
【0111】
上記オーミック層25はメサエッチングにより外部に露出しない第1導電型半導体層15に対応する第2導電型半導体層19により定義された第2領域43の周りに沿って形成された閉ループ構造を有することがあるが、これに対しては限定するものではない。言い換えると、上記オーミック層25は上記発光構造物20の周りに沿って上記第1導電型半導体層15の上に形成される。
【0112】
例えば、上記第2領域43の活性層17の側面に隣接して上記オーミック層25が形成される。
【0113】
上記オーミック層25は上記第2領域43の活性層17の側面から離隔するように形成される。
【0114】
上記オーミック層25と第2領域43との間の間隔(d)は略1μm乃至略10μmであることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0115】
即ち、上記第2領域43の上記第1導電型半導体層15は上記第1領域41の第1導電型半導体層15より下方に突出する。上記第1領域41の第1導電型半導体層15の下に上記活性層17及び上記第2導電型半導体層19が配置される。したがって、上記第1領域41の第1導電型半導体層15の背面と上記第2領域43の第1導電型半導体層15の背面との間の厚さ位上記第1導電型半導体層15の側面が存在する。このような場合、上記オーミック層25の側面と上記第2領域43の上記第1導電型半導体層15の側面との間の間隔(d)は略1μm乃至略10μmであることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0116】
電流を迅速に上記活性層に供給するためには上記オーミック層25は上記活性層17と最大限近く形成されることが好ましい。
【0117】
図示してはいないが、上記活性層17との電気的なショートが発生しなければ、上記オーミック層25は上記第1導電型半導体層15の側面に接するように形成されることもできる。このような場合、上記第1導電型半導体層15の背面が上記活性層17の側面から離隔するように上記第1導電型半導体層15はより深くエッチングされることがある。
【0118】
上記オーミック層25は上記第2領域43の周りに沿ってバー形状に形成される。
【0119】
上記オーミック層25の幅(w)は略5μm乃至略30μmであることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0120】
上記オーミック層25の面積は上記第1電極層21の面積と等しいか小さいことがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0121】
または、上記オーミック層25は上記第1領域41の上記第1導電型半導体層15の全領域に形成されることもあるが、これに対しては限定するものではない。
【0122】
第2実施形態は、上記オーミック層25が第1導電型半導体層15の背面に形成して電源をより円滑に第1導電型半導体層15に供給し、また上記第1導電型半導体層15の内で側方に一層広く電流が流れるようにする電流スプレッディンフの機能を有することによって、発光効率を向上させ、均一な紫外線光を確保することができる。
【0123】
上記第1電極層21は上記オーミック層25の側面と背面を全て覆うように形成される。言い換えると、上記第1電極層21を上記オーミック層25を囲んで形成される。上記オーミック層25が上記第1電極層21に最大限面接触されるようにすることで、上記第1電極27からの電源が第1電極層21を通じて上記オーミック層25の側面と背面に供給されて、電源がより円滑に第1導電型半導体層15に供給できる。
【0124】
図示してはいないが、上記第1電極層21は上記オーミック層25の背面の一部領域と外側面にオーバーラップされるように形成されることもあるが、これに対しては限定するものではない。言い換えると、上記第1電極層21は上記第2領域43の第1導電型半導体層15の側面に隣接した第1電極層21の側面の上に形成されないこともある。
【0125】
図6は本発明の第3実施形態に従う紫外線発光素子を示す底面図であり、図7は図6の紫外線発光素子を示す断面図である。
【0126】
第3実施形態は保護層31を除いては第2実施形態とほとんど同一である。
【0127】
第3実施形態において、第1及び第2実施形態と同一な構成要素に対しては同一な図面符号を与えて、より詳細な説明は省略する。
【0128】
図6及び図7を参照すると、第3実施形態に従う紫外線発光素子10Bは、基板11、第1導電型半導体層15、活性層17、第2導電型半導体層19、オーミック層25、第1及び第2電極層21、23、保護層31、及び第1及び第2電極27、29を含むことができる。
【0129】
第1実施形態で前述したように、上記第1電極層21による上記第1及び第2導電型半導体層15、19の間の電気的なショートを完全に除去するために、第2領域43で外部に露出した第1導電型半導体層15の側面、活性層17の側面、及び第2導電型半導体層19の側面に保護層31が形成されることもあるが、これに対しては限定するものではない。
【0130】
上記第2領域43は、メサエッチングによりエッチングされない第1導電型半導体層15と上記第1導電型半導体層15に対応する活性層17と第2導電型半導体層19とを意味する。
【0131】
第1領域41は、メサエッチングによりエッチングされて外部に露出した第1導電型半導体層15を意味する。
【0132】
上記第1領域41は非発光領域であり、上記第2領域43は発光領域でありうる。
【0133】
上記保護層31は上記発光構造物20の側面の上に配置される。上記保護層31は少なくとも上記活性層17の側面の上に配置されることがあるが、これに対しては限定するものではない。上記保護層31は上記第2領域43の第1導電型半導体層15の側面、上記活性層17の側面、及び上記第2導電型半導体層19の側面の上に配置される。また、上記保護層31は上記オーミック層25と上記第2領域43の第1導電型半導体層15の側面との間に配置される。
【0134】
上記保護層31は、上記第1電極層21と上記第2領域43の第1導電型半導体層15の側面との間の上記第1領域41の第1導電型半導体層15の背面の上に形成される。
【0135】
上記保護膜31は第1領域41の第1導電型半導体層15の背面の一部領域、上記第1電極層21の一部領域、発光構造物20の側面、即ち上記第2領域43の第1導電型半導体層15の側面、活性層17の側面、第2導電型半導体層19の側面、及び第2電極層23の側面と共に上記第2電極層23の背面の一部領域に形成される。
【0136】
上記保護層31は透明性に優れて、伝導性の低い材質や絶縁性材質で形成されるが、例えばSiO_(2)、Si_(x)Oy、Si_(3)N_(4)、Si_(x)N_(y)、Al_(2)O_(3)、及びTiO_(2)からなるグループから選択された少なくとも1つで形成されることがあるが、これに対しては限定するものではない。
【0137】
実施形態は、第1導電型半導体層15の背面または第1領域41に第1電極層21を形成することによって、基板11の上面により下方に反射された紫外線光をまた上方に反射させて、光抽出効率を格段に向上させることができる。
【0138】
実施形態は、第2導電型半導体層19の背面に第2電極層23を形成することによって、上記基板11の上面により下方に反射された紫外線光や活性層から下方に進行された紫外線光をまた上方に反射させて、光抽出効率を格段に向上させることができる。
【0139】
実施形態は、オーミック層25を第1領域41の第1導電型半導体層15の背面に形成して電源をより円滑に第1導電型半導体層15に供給し、また上記第1導電型半導体層15の内で側方に一層広く電流が流れるようにすることによって、発光効率を向上させ、均一な紫外線光を確保することができる。
【0140】
図10は、本発明の実施形態に従う発光素子パッケージを示す断面図である。
【0141】
図10を参照すると、実施形態に従う発光素子パッケージは、胴体330と、上記胴体330に設置された第1リードフレーム310及び第2リードフレーム320と、上記胴体330に設置されて上記第1リードフレーム310及び第2リードフレーム320から電源の供給を受ける第1実施形態乃至第3実施形態に従う発光素子10と、上記発光素子10を囲むモールディング部材340とを含む。
【0142】
上記胴体330は、シリコン材質、合成樹脂材質、または金属材質を含んで形成され、上記発光素子10の周囲に傾斜面が形成される。
【0143】
上記第1リードフレーム310及び第2リードフレーム320は、互いに電気的に分離され、上記発光素子10に電源を提供する。
【0144】
また、上記第1及び第2リードフレーム310、320は、上記発光素子10で発生した光を反射させて光効率を増加させることができ、上記発光素子10で発生した熱を外部に排出させる役割をすることもできる。
【0145】
上記発光素子10は、上記第1リードフレーム310、第2リードフレーム320、及び上記胴体330のうち、いずれか1つの上に設置され、ワイヤー方式、ダイボンディング方式などにより上記第1及び第2リードフレーム310、320に電気的に連結できるが、これに対して限定するものではない。
【0146】
実施形態では、第1実施形態に従う発光素子10が例示されており、2つのワイヤー350を介して上記第1及び第2リードフレーム310、320と電気的に連結されたことが例示されているが、第2実施形態に従う発光素子10の場合、上記ワイヤー350無しで上記第1及び第2リードフレーム310、320と電気的に連結されることができ、第3実施形態に従う発光素子10の場合、1つのワイヤー350を用いて上記第1及び第2リードフレーム310、320と電気的に連結できる。
【0147】
上記モールディング部材340は、上記発光素子10を囲んで上記発光素子10を保護することができる。また、上記モールディング部材340には蛍光体が含まれて上記発光素子10から放出された光の波長を変化させることができる。
【0148】
また、上記発光素子パッケージ200は、COB(Chip On Board)タイプを含み、上記胴体330の上面は平らで、上記胴体330には複数の発光素子10が設置されることもできる。
【0149】
以上、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも1つの実施形態に含まれ、必ずしも1つの実施形態のみに限定されるものではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者により他の実施形態に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関連した内容は本発明の範囲に含まれることと解釈されるべきである。
【0150】
以上、本発明を好ましい実施形態をもとに説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上に例示されていない多様な変形及び応用が可能であることが分かる。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができる。そして、このような変形及び応用にかかわる差異点は添付した特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【0151】
本特許出願は、2011年12月13日付で韓国に出願した特許出願番号第10-2011-0134019号に対し、米国特許法119(a)条(35U.S.C§119(a))により優先権を主張し、その全ての内容は参考文献として本特許出願に併合される。
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、
前記基板の上に配置され、多数の化合物半導体層を含み、前記化合物半導体層は少なくとも第1導電型半導体層、活性層、及び第2導電型半導体層を含む発光構造物と、
前記第1導電型半導体層の第1領域の上に配置される第1電極層と、
前記第2導電型半導体層の上に配置される第2電極層と、
前記第1導電型半導体層と前記第1電極層との間に配置されるオーミック層と、
前記第1電極層の上に配置される第1電極と、
前記第2電極層の上に配置される第2電極と、を含み、
前記第1電極層は前記活性層の側面から離隔するように配置され、
前記第1電極層は前記活性層の周りに沿って配置され、
前記第1及び第2電極層のうちの少なくとも1つは反射層を含み、
前記第1領域は、前記第2導電型半導体層及び前記活性層が順次に、前記第1導電型半導体層も部分的にメサエッチングされたことによって露出した前記第1導電型半導体層の領域であり、且つ、前記第1電極と前記第2電極の間の領域であって前記オーミック層が配置されている領域を含み、
前記オーミック層は、前記活性層の周りに沿って配置される閉ループ形状(closed-loop shape)であり、
前記オーミック層は、前記第1導電型半導体層の前記メサエッチングによって露出された側面に接して配置されることを特徴とする、紫外線発光素子。
【請求項2】
前記第1電極層は、1つまたは2つ以上の層を含むことを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項3】
前記第1電極層は240nm乃至360nmの波長を有する紫外線光を反射させる物質を含むことを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項4】
前記物質は不透明な金属物質であることを特徴とする、請求項3に記載の紫外線発光素子。
【請求項5】
前記活性層と前記第1導電型半導体層と前記第2導電型半導体層がオーバーラップする第2領域を含むことを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項6】
前記第1領域に配置された前記第1電極層の上面を含む平面と、前記第2領域に配置された前記第2電極層の下面を含む平面との間の垂直距離は、少なくとも前記第2領域の前記活性層及び前記第2導電型半導体層の厚さより大きいことを特徴とする、請求項5に記載の紫外線発光素子。
【請求項7】
前記第1導電型半導体層は前記活性層の側面を基準に外方に延びることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の紫外線発光素子。
【請求項8】
少なくとも前記活性層と前記第2導電型半導体層の厚さに対応する深さを有するグルーブ(groove)をさらに含むことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の紫外線発光素子。
【請求項9】
前記グルーブは、前記活性層と前記第2導電型半導体層の周りに沿って前記第1導電型半導体層の背面の上に形成されることを特徴とする、請求項8に記載の紫外線発光素子。
【請求項10】
前記第1電極層の背面は前記活性層の上面より高い位置に配置されることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の紫外線発光素子。
【請求項11】
前記第1導電型半導体層は前記活性層が接する中央領域を含み、
前記第1領域は前記活性層と接しないことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の紫外線発光素子。
【請求項12】
前記中央領域は前記第1領域に対して下方に突出することを特徴とする、請求項11に記載の紫外線発光素子。
【請求項13】
前記活性層及び前記第2導電型半導体層の側面の1つまたは2つ以上の領域は外方に突出することを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の紫外線発光素子。
【請求項14】
前記オーミック層の面積は、前記第1電極層の面積と同一または前記第1電極層の面積より小さいことを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項15】
前記発光構造物の側面上に配置される保護層をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項16】(削除)
【請求項17】
前記第1電極は前記第1電極層より高い電気伝導度を有することを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項18】
前記保護層は、前記第1領域に配置された前記第1導電型半導体層上に配置されることを特徴とする、請求項15に記載の紫外線発光素子。
【請求項19】
前記オーミック層は前記活性層の周りに沿って前記第1導電型半導体層の背面の上に配置されることを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項20】
前記オーミック層は前記第1電極層により囲まれることを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項21】(削除)
【請求項22】
前記オーミック層の幅は前記第1電極層の幅と相異することを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項23】
前記第1電極層は前記オーミック層の側面と背面を両方ともカバーすることを特徴とする、請求項1に記載の紫外線発光素子。
【請求項24】
前記第2電極層と前記活性層との間の距離は前記第1電極層と前記活性層との間の距離より大きいことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の紫外線発光素子。
【請求項25】
フリップ型に構成されたことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の紫外線発光素子。
 
訂正の要旨 審決(決定)の【理由】欄参照。
異議決定日 2018-11-08 
出願番号 特願2012-271867(P2012-271867)
審決分類 P 1 651・ 537- YAA (H01L)
P 1 651・ 121- YAA (H01L)
P 1 651・ 536- YAA (H01L)
最終処分 維持  
前審関与審査官 佐藤 俊彦  
特許庁審判長 森 竜介
特許庁審判官 近藤 幸浩
恩田 春香
登録日 2017-03-31 
登録番号 特許第6117541号(P6117541)
権利者 エルジー イノテック カンパニー リミテッド
発明の名称 紫外線発光素子  
代理人 重森 一輝  
代理人 重森 一輝  
代理人 金山 賢教  
代理人 岩瀬 吉和  
代理人 金山 賢教  
復代理人 今藤 敏和  
代理人 市川 英彦  
代理人 岩瀬 吉和  
復代理人 今藤 敏和  
代理人 市川 英彦  
代理人 小野 誠  
代理人 小野 誠  
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