发光装置和投影仪

专利类型 发明授权 法律事件 公开; 实质审查; 授权;
专利有效性 有效专利 当前状态 授权
申请号 CN202111532340.5 申请日 2021-12-15
公开(公告)号 CN114649740B 公开(公告)日 2025-04-25
申请人 精工爱普生株式会社; 申请人类型 企业
发明人 野田贵史; 北野洋司; 第一发明人 野田贵史
权利人 精工爱普生株式会社 权利人类型 企业
当前权利人 精工爱普生株式会社 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份: 城市 当前专利权人所在城市:
具体地址 当前专利权人所在详细地址:日本东京都 邮编 当前专利权人邮编:
主IPC国际分类 H01S5/02345 所有IPC国际分类 H01S5/02345G03B21/20H10H29/32H10H29/39H10H29/49H01S5/0239H01S5/026
专利引用数量 2 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 6 专利文献类型 B
专利代理机构 北京三友知识产权代理有限公司 专利代理人 李辉; 方冬梅;
摘要 发光装置和投影仪,能够实现小型化。该发光装置具有 基板 、晶体管、发光元件以及将所述晶体管与所述发光元件电连接的布线,所述晶体管具有设置于所述基板的第1杂质区域、设置于所述基板且导电型与所述第1杂质区域相同的第2杂质区域以及栅极,所述发光元件具有层叠体,该层叠体具有多个柱状部,多个所述柱状部各自具有第1 半导体 层、第2半导体层以及 发光层 ,所述第1半导体层配置在所述基板与所述发光层之间,所述布线是设置于所述基板的第3杂质区域,所述层叠体配置在所述第3杂质区域,所述第3杂质区域的导电型与所述第1半导体层的导电型相同,所述第3杂质区域与所述第1半导体层电连接,所述第3杂质区域与所述第1杂质区域连续。
权利要求

1.一种发光装置,其具有:
基板
晶体管,其设置于所述基板;
发光元件,其设置于所述基板;以及
布线,其将所述晶体管与所述发光元件电连接,
所述晶体管具有:
第1杂质区域,其设置于所述基板;
第2杂质区域,其设置于所述基板,该第2杂质区域的导电型与所述第1杂质区域相同;
以及
栅极,其控制所述第1杂质区域与所述第2杂质区域之间的电流
所述发光元件具有层叠体,该层叠体具有多个柱状部,
多个所述柱状部各自具有:
第1半导体层;
第2半导体层,该第2半导体层的导电型与所述第1半导体层不同;以及发光层,其配置在所述第1半导体层与所述第2半导体层之间,
所述第1半导体层配置在所述基板与所述发光层之间,
所述布线是设置于所述基板的第3杂质区域,
所述层叠体配置在所述第3杂质区域,
所述第3杂质区域的导电型与所述第1半导体层的导电型相同,
所述第3杂质区域与所述第1半导体层电连接,
所述第3杂质区域与所述第1杂质区域连续,
所述基板在所述第2杂质区域的与所述栅极相反的一侧具有第1元件分离区域,并且在所述第3杂质区域的与所述栅极相反的一侧具有第2元件分离区域,
所述发光装置还具有:
第1层间绝缘层,其设于所述第1元件分离区域、所述晶体管以及所述第2元件分离区域的与所述基板相反的一侧;
第2层间绝缘层,其设于所述第1层间绝缘层的与所述基板相反的一侧;
第1导电部件,其经由设于所述第1层间绝缘层的第1通孔而与所述第2杂质区域电连接;
第2导电部件,其经由设于所述第1层间绝缘层的第2通孔而与所述栅极电连接;
第3导电部件,其经由设于所述第1层间绝缘层的第3通孔而与所述第1杂质区域电连接;
第4导电部件,其经由设于所述第2层间绝缘层的第4通孔而与所述第1导电部件电连接;以及
第5导电部件,其经由设于所述第2层间绝缘层的第5通孔而与所述第3导电部件电连接,
所述第2层间绝缘层在俯视时与所述层叠体重叠的区域设有贯通孔。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其中,
所述第3杂质区域的深度比所述第1杂质区域的深度大。
3.根据权利要求2所述的发光装置,其中,
从所述第1半导体层与所述发光层的层叠方向观察时,所述第3杂质区域的面积比所述层叠体的面积大。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的发光装置,其中,
所述层叠体具有应变缓和层,该应变缓和层配置在所述基板与所述第1半导体层之间,所述应变缓和层的晶格常数为所述基板的晶格常数与所述第1半导体层的晶格常数之间的值。
5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的发光装置,其中,
所述基板具有导电型与所述第1杂质区域不同的阱,
所述第1杂质区域、所述第2杂质区域以及所述第3杂质区域设置于所述阱。
6.一种投影仪,其中,
该投影仪具有权利要求1至5中的任意一项所述的发光装置。

说明书全文

发光装置和投影仪

技术领域

[0001] 本发明涉及发光装置和投影仪。

背景技术

[0002] 半导体激光器被期待作为高亮度的下一代光源。其中,期待应用了纳米柱的半导体激光器通过基于纳米柱的光子晶体的效应而能够以窄放射实现高输出的发光。
[0003] 例如在专利文献1中,记载了使具有多个柱状体的发光元件和驱动发光元件的晶体管集成在同一基板上的光集成元件。
[0004] 专利文献1:日本特开2009‑105182号公报
[0005] 但是,在专利文献1中,由于利用金属布线将发光元件与晶体管电连接,因此存在装置大型化的情况。

发明内容

[0006] 本发明的发光装置的一个方式具有:基板;晶体管,其设置于所述基板;发光元件,其设置于所述基板;以及布线,其将所述晶体管与所述发光元件电连接,所述晶体管具有:第1杂质区域,其设置于所述基板;第2杂质区域,其设置于所述基板,该第2杂质区域的导电型与所述第1杂质区域相同;以及栅极,其控制所述第1杂质区域与所述第2杂质区域之间的电流,所述发光元件具有层叠体,该层叠体具有多个柱状部,多个所述柱状部各自具有:第1半导体层;第2半导体层,该第2半导体层的导电型与所述第1半导体层不同;以及发光层,其配置在所述第1半导体层与所述第2半导体层之间,所述第1半导体层配置在所述基板与所述发光层之间,所述布线是设置于所述基板的第3杂质区域,所述层叠体配置在所述第3杂质区域,所述第3杂质区域的导电型与所述第1半导体层的导电型相同,所述第3杂质区域与所述第1半导体层电连接,所述第3杂质区域与所述第1杂质区域连续。
[0007] 本发明的投影仪的一个方式具有上述发光装置的一个方式。附图说明
[0008] 图1是示意性地示出本实施方式的发光装置的剖视图。
[0009] 图2是示意性地示出本实施方式的发光装置的制造工序的剖视图。
[0010] 图3是示意性地示出本实施方式的发光装置的制造工序的剖视图。
[0011] 图4是示意性地示出本实施方式的发光装置的制造工序的剖视图。
[0012] 图5是示意性地示出本实施方式的发光装置的制造工序的剖视图。
[0013] 图6是示意性地示出本实施方式的发光装置的制造工序的剖视图。
[0014] 图7是示意性地示出本实施方式的发光装置的制造工序的剖视图。
[0015] 图8是示意性地示出本实施方式的发光装置的制造工序的剖视图。
[0016] 图9是示意性地示出本实施方式的第1变形例的发光装置的剖视图。
[0017] 图10是示意性地示出本实施方式的第2变形例的发光装置的剖视图。
[0018] 图11是示意性地示出本实施方式的投影仪的图。
[0019] 标号说明
[0020] 10:基板;12:阱;20:元件分离区域;30:晶体管;32:第1杂质区域;34:第2杂质区域;36:栅极;37:栅极绝缘膜;38:栅极电极;39:侧壁;40:钝化膜;50:第1层间绝缘膜;52:第1通路;54:第1金属布线;60:第2层间绝缘膜;60a:贯通孔;62:第2通路;64:第2金属布线;
70:布线;80:发光元件;81:层叠体;82:应变缓和层;83:缓冲层;84:掩模层;85:柱状部;86:
第1半导体层;87:发光层;88:第2半导体层;89:电极;90:引出布线;100:发光装置;100R:红色光源;100G:绿色光源;100B:蓝色光源;200、300:发光装置;900:投影仪;902R:第1光学元件;902G:第2光学元件;902B:第3光学元件;904R:第1光调制装置;904G:第2光调制装置;
904B:第3光调制装置;906:十字分色棱镜;908:投射装置;910:屏幕。

具体实施方式

[0021] 以下,使用附图对本发明的优选实施方式详细地进行说明。另外,以下说明的实施方式并不对权利要求书所记载的本发明的内容进行不当限定。另外,以下所说明的结构不一定全部都是本发明的必要构成要件。
[0022] 1.发光装置
[0023] 首先,参照附图对本实施方式的发光装置进行说明。图1是示意性地示出本实施方式的发光装置100的剖视图。
[0024] 如图1所示,发光装置100例如具有基板10、元件分离区域20、晶体管30、钝化膜40、第1层间绝缘膜50、第1通路52、第1金属布线54、第2层间绝缘膜60、第2通路62、第2金属布线64、布线70、发光元件80以及引出布线90。发光装置100具有将晶体管30和发光元件80设置于同一基板10的单片构造。
[0025] 基板10是半导体基板。基板10例如是基板。基板10也可以是p型的硅基板。
[0026] 元件分离区域20设置于基板10。元件分离区域20例如是LOCOS(Local Oxidation of Silicon:硅的局部化)、STI(Shallow Trench Isolation:浅沟槽隔离)。元件分离区域20能够使晶体管30和发光元件80与未图示的其他元件电分离。
[0027] 晶体管30设置于基板10。晶体管30既可以构成CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体),也可以是双极型晶体管。晶体管30构成用于驱动发光元件80的电路。晶体管30具有第1杂质区域32、第2杂质区域34以及栅极36。
[0028] 第1杂质区域32设置于基板10。第1杂质区域32例如是n型的杂质区域。第1杂质区域32作为晶体管30的源极和漏极中的一方而发挥功能。
[0029] 第2杂质区域34设置于基板10。第2杂质区域34与第1杂质区域32分离。第2杂质区域34的导电型与第1杂质区域32的导电型相同。第2杂质区域34作为晶体管30的源极和漏极中的另一方而发挥功能。
[0030] 栅极36配置在基板10上。栅极36具有栅极绝缘膜37、栅极电极38以及侧壁39。栅极绝缘膜37和侧壁39的材质例如是氧化硅。栅极电极38的材质例如为Al、Cu、Al‑Cu(Al与Cu的合金)、W、Ti。栅极36控制第1杂质区域32与第2杂质区域34之间的电流。
[0031] 钝化膜40覆盖晶体管30。在图示的例子中,钝化膜40配置在栅极36上和杂质区域32、34上。钝化膜40例如是氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧化硅膜。
[0032] 第1层间绝缘膜50覆盖晶体管30。第1层间绝缘膜50隔着钝化膜40而配置在基板10上。第1通路52配置在形成于第1层间绝缘膜50的通孔中。第1通路52与晶体管30连接。在图示的例子中,第1通路52配置有3个,3个第1通路52分别与第1杂质区域32、第2杂质区域34以及栅极36连接。第1金属布线54配置在第1层间绝缘膜50上。第1金属布线54与第1通路52连接。
[0033] 第2层间绝缘膜60配置在第1层间绝缘膜50上。第2层间绝缘膜60覆盖第1金属布线54。在第2层间绝缘膜60形成有贯通孔60a。第2通路62配置在形成于第2层间绝缘膜60的通孔中。第2金属布线64配置在第2层间绝缘膜60上。第2金属布线64与第2通路62连接。层间绝缘膜50、60的材质例如为氧化硅。通路52、62及金属布线54、64的材质例如为Al、Cu、Al‑Cu、W、Ti。
[0034] 布线70将晶体管30与发光元件80电连接。布线70是设置于基板10的第3杂质区域72。即,布线70是由设置于基板10的第3杂质区域72构成的扩散层布线。第3杂质区域72例如是n型的杂质区域。第3杂质区域72与第1杂质区域32连续。第1杂质区域32和第3杂质区域72设置为一体。基板10具有杂质区域32、34、72。
[0035] 发光元件80设置于基板10。发光元件80具有层叠体81和电极89。发光元件80例如是半导体激光器。层叠体81配置在第3杂质区域72。在图示的例子中,层叠体81配置在第3杂质区域72上。层叠体81具有应变缓和层82、缓冲层83、掩模层84以及多个柱状部85。
[0036] 在本说明书中,在层叠体81的层叠方向(以下,也简称为“层叠方向”)中,在以发光层87为基准的情况下,以从发光层87朝向第2半导体层88的方向为“上”、以从发光层87朝向第1半导体层86的方向为“下”来进行说明。另外,将与层叠方向垂直的方向也称为“面内方向”。另外,“层叠体81的层叠方向”是指柱状部85的第1半导体层86与发光层87的层叠方向。
[0037] 应变缓和层82配置在第3杂质区域72上。应变缓和层82配置在基板10与第1半导体层86之间。应变缓和层82的晶格常数为基板10的晶格常数与柱状部85的第1半导体层86的晶格常数之间的值。应变缓和层82例如是AlN层。应变缓和层82以相对于来自第3杂质区域72的电流不成为高电阻的方式形成得较薄。应变缓和层82的厚度例如为3nm以上且500nm以下。
[0038] 缓冲层83配置在应变缓和层82上。缓冲层83例如是掺杂有Si的n型的GaN层。
[0039] 掩模层84配置在缓冲层83上。掩模层84是用于形成柱状部85的层。掩模层84例如是氧化硅层、层、氧化钛层、氧化层等。
[0040] 柱状部85配置在缓冲层83上。柱状部85具有从缓冲层83向上方突出的柱状的形状。换言之,柱状部85经由缓冲层83而从基板10向上方突出。柱状部85例如也被称为纳米柱、纳米线纳米棒、纳米支柱。柱状部85的平面形状例如为正六边形等多边形、圆。
[0041] 柱状部85的直径例如为50nm以上且500nm以下。通过使柱状部85的直径为500nm以下,能够得到高品质的晶体的发光层87,并且能够减少发光层87内在的应变。由此,能够以较高的效率对由发光层87产生的光进行放大。
[0042] 另外,所谓“柱状部的直径”,在柱状部85的平面形状为圆的情况下是直径,在柱状部85的平面形状为不是圆的形状的情况下是最小包含圆的直径。例如,关于柱状部85的直径,在柱状部85的平面形状为多边形的情况下,是在内部包含该多边形的最小的圆的直径,在柱状部85的平面形状为椭圆的情况下,是在内部包含该椭圆的最小的圆的直径。
[0043] 柱状部85配置有多个。相邻的柱状部85的间隔例如为1nm以上且500nm以下。从层叠方向观察时,多个柱状部85在规定的方向上以规定的间距排列。多个柱状部85例如呈三角格子状配置。另外,多个柱状部85的配置没有特别限定,也可以呈正方格子状配置。多个柱状部85能够显现光子晶体的效应。
[0044] 另外,“柱状部的间距”是指沿着规定的方向相邻的柱状部85的中心间的距离。所谓“柱状部的中心”,在柱状部85的平面形状为圆的情况下是该圆的中心,在柱状部85的平面形状为不是圆的形状的情况下,是最小包含圆的中心。例如,关于柱状部85的中心,在柱状部85的平面形状为多边形的情况下,是在内部包含该多边形的最小的圆的中心,在柱状部85的平面形状为椭圆的情况下,是在内部包含该椭圆的最小的圆的中心。
[0045] 柱状部85具有第1半导体层86、发光层87以及第2半导体层88。
[0046] 第1半导体层86配置在缓冲层83上。第1半导体层86配置在基板10与发光层87之间。第1半导体层86例如是掺杂有Si的n型的GaN层。第3杂质区域72的导电型与第1半导体层86的导电型相同。第3杂质区域72与第1半导体层86电连接。第3杂质区域72作为用于向发光层87注入电流的一个电极而发挥功能。
[0047] 发光层87配置在第1半导体层86上。发光层87配置在第1半导体层86与第2半导体层88之间。发光层87通过被注入电流而产生光。发光层87具有未被有意地掺杂杂质的i型的阱层和阻隔层。阱层例如为InGaN层。阻隔层例如为GaN层。发光层87具有由阱层和阻隔层构成的MQW(Multiple Quantum Well:多量子阱)构造。
[0048] 另外,构成发光层87的阱层和阻隔层的数量没有特别限定。例如,阱层可以仅配置1层,在该情况下,发光层87具有SQW(Single Quantum Well:单量子阱)构造。
[0049] 第2半导体层88配置在发光层87上。第2半导体层88是导电型与第1半导体层86不同的层。第2半导体层88例如是掺杂有Mg的p型的GaN层。第1半导体层86和第2半导体层88是具有将光限制在发光层87的功能的包层。
[0050] 另外,虽然未图示,但也可以在第1半导体层86与发光层87之间配置有OCL(Optical Confinement Layer:光学密封层)。另外,也可以在发光层87与第2半导体层88之间配置有EBL(Electron Blocking Layer:电子阻挡层)。
[0051] 在发光装置100中,由p型的第2半导体层88、未被掺杂杂质的i型的发光层87以及n型的第1半导体层86构成pin二极管。在发光装置100中,当对第3杂质区域72与电极89之间施加pin二极管的正向偏置电压时,向发光层87注入电流而在发光层87中产生电子与空穴的复合。通过该复合而产生发光。由发光层87产生的光在面内方向上传播,通过由多个柱状部85产生的光子晶体的效应而形成驻波,在发光层87中受到增益而进行激光振荡。然后,发光元件80将+1级衍射光和‑1级衍射光作为激光沿层叠方向射出。光通过形成于第2层间绝缘膜60的贯通孔60a而射出。通过贯通孔60a能够提高光取出效率。另外,朝向基板10侧的光在被基板10反射后,通过贯通孔60a而射出。
[0052] 电极89配置在第2半导体层88上。电极89与第2半导体层88电连接。第2半导体层88也可以与电极89进行欧姆接触。电极89是用于向发光层87注入电流的另一个电极。作为电极89,例如使用ITO(indium tin oxide:氧化铟)等。
[0053] 引出布线90配置在电极89上和第1层间绝缘膜50上。在图示的例子中,引出布线90被第2层间绝缘膜60覆盖。引出布线90的材质例如与第1金属布线54相同。引出布线90是用于使电流流过电极89的布线。
[0054] 另外,在上述中,对InGaN类的发光层87进行了说明,但作为发光层87,根据射出的光的波长,能够使用通过被注入电流而能够发光的各种材料类。例如,能够使用AlGaN类、AlGaAs类、InGaAs类、InGaAsP类、InP类、GaP类、AlGaP类等半导体材料。
[0055] 另外,虽然未图示,但也可以在晶体管30与发光元件80之间配置有对来自发光元件80的光进行遮光的遮光部。由此,能够减小来自发光元件80的光对晶体管30的动作的影响。遮光部可以是与通路52相同的材质,也可以在形成通路52的工序中同时形成。或者,遮光部也可以是通过使半导体层生长,并在该半导体层上配置金属层而形成的。
[0056] 另外,发光元件80不限于激光器,也可以是LED(Light Emitting Diode:发光二极管)。
[0057] 发光装置100例如起到以下的作用效果。
[0058] 在发光装置100中,布线70是设置于基板10的第3杂质区域72,层叠体81配置在第3杂质区域72,第3杂质区域72的导电型与第1半导体层86的导电型相同,第3杂质区域72与第1半导体层86电连接,第3杂质区域72与第1杂质区域32连续。因此,在发光装置100中,与使用金属布线作为将晶体管与发光元件电连接的布线的情况相比,能够实现小型化。例如,如果使用金属布线,则布线变得复杂,存在装置大型化的情况。并且,在发光装置100中,不需要在晶体管30与发光元件80之间设置元件分离区域,因此能够使晶体管30与发光元件80接近地配置,从而能够实现小型化。
[0059] 并且,在发光装置100中,发光元件80具有多个柱状部85,因此即使在与晶体管30相同的基板上设置发光元件80,也能够使应变极小化。因此,能够实现高效率的发光元件80。并且,由于不使用如移载安装或基板接合那样的混合安装技术,因此能够实现低成本化。
[0060] 在发光装置100中,层叠体81具有配置在基板10与第1半导体层86之间的应变缓和层82,应变缓和层82的晶格常数为基板10的晶格常数与第1半导体层86的晶格常数之间的值。因此,在发光装置100中,与未配置应变缓和层82的情况相比,能够减少在第1半导体层86产生的应变。
[0061] 在发光装置100中,具有覆盖晶体管30的钝化膜40。因此,在发光装置100中,与未配置钝化膜40的情况相比,能够减少因形成发光元件80时的热而对晶体管30施加的损伤。在发光元件80的形成中,有时会施加1000℃左右的热。
[0062] 2.发光装置的制造方法
[0063] 接下来,参照附图对本实施方式的发光装置的制造方法进行说明。图2~图8是示意性地示出本实施方式的发光装置100的制造工序的剖视图。
[0064] 如图2所示,在基板10上形成元件分离区域20。元件分离区域20例如通过LOCOS法、STI法而形成。
[0065] 接着,在基板10上形成栅极绝缘膜37。栅极绝缘膜37例如通过热氧化法而形成。接下来,在栅极绝缘膜37上形成栅极电极38。栅极电极38例如通过溅射法、CVD(Chemical Vapor Deposition:化学气相沉积)法、真空法而形成。接着,在栅极电极38的侧面形成侧壁39。侧壁39例如是通过利用CVD法等形成氧化硅膜,并对氧化硅膜进行回蚀而形成的。通过本工序,能够形成栅极36。
[0066] 接下来,例如通过离子注入而形成第1杂质区域32、第2杂质区域34以及第3杂质区域72。第1杂质区域32和第3杂质区域72形成为一体。通过本工序,能够形成晶体管30。
[0067] 接下来,以覆盖晶体管30的方式在基板10上形成钝化膜40。钝化膜40例如通过溅射法、CVD法而形成。
[0068] 如图3所示,通过蚀刻而去除钝化膜40的一部分,在去除的部分形成应变缓和层82。应变缓和层82例如通过CVD法、溅射法而形成。
[0069] 如图4所示,在应变缓和层82上外延生长缓冲层83。作为外延生长的方法,例如可举出MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:金属有机化学气相沉积)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy:分子束外延)法等。缓冲层83选择性地在应变缓和层82上生长。
[0070] 如图5所示,在缓冲层83上形成掩模层84。掩模层84例如通过利用电子束蒸镀法或溅射法等的成膜及图案化而形成。图案化通过光刻和蚀刻来进行。
[0071] 接下来,以掩模层84作为掩模,在缓冲层83上依次外延生长第1半导体层86、发光层87以及第2半导体层88。作为外延生长的方法,例如可举出MOCVD法、MBE法等。通过本工序,能够形成多个柱状部85。并且,通过本工序,能够形成层叠体81。
[0072] 如图6所示,在第2半导体层88上形成电极89。电极89例如通过真空蒸镀法等而形成。通过本工序,能够形成发光元件80。另外,虽然未图示,但也可以形成覆盖发光元件80的钝化膜。
[0073] 如图7所示,以覆盖晶体管30的方式在钝化膜40上形成第1层间绝缘膜50。第1层间绝缘膜50例如通过旋涂法而形成。
[0074] 如图8所示,对第1层间绝缘膜50进行图案化而形成通孔,在通孔中形成第1通路52。接下来,在第1通路52上形成第1金属布线54。并且,在电极89上形成引出布线90。第1金属布线54和引出布线90通过相同的工序而形成。第1通路52、第1金属布线54以及引出布线
90例如通过镀敷法、溅射法、CVD法等而形成。
[0075] 接下来,在第1层间绝缘膜50上形成第2层间绝缘膜60。第2层间绝缘膜60例如通过旋涂法而形成。
[0076] 接下来,对第2层间绝缘膜60进行图案化而形成通孔,在通孔中形成第2通路62。接下来,在第2通路62上形成第2金属布线64。第2通路62和第2金属布线64例如通过镀敷法、溅射法、CVD法等而形成。
[0077] 如图1所示,对第2层间绝缘膜60进行图案化而形成贯通孔60a。
[0078] 通过以上的工序,能够制造出发光装置100。
[0079] 3.发光装置的变形例
[0080] 3.1.第1变形例
[0081] 接下来,参照附图对本实施方式的第1变型例的发光装置进行说明。图9是示意性地示出本实施方式的第1变形例的发光装置200的剖视图。
[0082] 以下,在本实施方式的第1变形例的发光装置200中,对具有与上述的本实施方式的发光装置100的构成部件相同的功能的部件标注相同的标号,而省略其详细的说明。这对于以下所示的本实施方式的第2变形例的发光装置也是同样的。
[0083] 在上述的发光装置100中,如图1所示,第1杂质区域32的深度与第3杂质区域72的深度彼此相同。
[0084] 与此相对,在发光装置200中,如图9所示,第3杂质区域72的深度D3比第1杂质区域32的深度D1大。深度D1是第1杂质区域32的层叠方向的最大的大小。深度D3是第3杂质区域
72的层叠方向的最大的大小。在图示的例子中,第3杂质区域72不具有深度D3以外的部分。
深度D1例如为50μm以上且500μm以下。深度D3例如为100μm以上且2000μm以下。
[0085] 从层叠方向观察时,第3杂质区域72的面积比层叠体81的面积大。层叠体81仅配置在第3杂质区域72。层叠体81不配置在第3杂质区域72以外的区域。
[0086] 第1杂质区域32和第3杂质区域72由不同的工序形成。例如,首先形成第3杂质区域72,然后形成第1杂质区域32。另外,也可以首先形成第1杂质区域32,然后形成第3杂质区域
72。
[0087] 在发光装置200中,第3杂质区域72的深度D3比第1杂质区域32的深度D1大。因此,即使在第3杂质区域72中产生了与应变缓和层82的应相伴的晶体缺陷,例如与深度D3与深度D1相同的情况相比,也能够减小第1杂质区域32的电阻与第3杂质区域72的电阻之差。
[0088] 在发光装置200中,从层叠方向观察时,第3杂质区域72的面积比层叠体81的面积大。因此,在发光装置200中,能够仅在第3杂质区域72中配置层叠体81。
[0089] 3.2.第2变形例
[0090] 接下来,参照附图对本实施方式的第2变形例的发光装置进行说明。图10是示意性地示出本实施方式的第2变形例的发光装置300的剖视图。
[0091] 在发光装置300中,如图10所示,在基板10具有阱12这一点上与上述的发光装置100不同。
[0092] 阱12的深度比杂质区域32、34、72的深度大。阱12的导电型与第1杂质区域32的导电型不同。阱12例如是p型的阱。晶体管30设置于阱12。第1杂质区域32、第2杂质区域34以及第3杂质区域72设置于阱12。
[0093] 阱12在形成杂质区域32、34、72之前,例如通过进行离子注入而形成。
[0094] 在发光装置300中,基板10具有导电型与第1杂质区域32不同的阱12,第1杂质区域32、第2杂质区域34以及第3杂质区域72设置于阱12。因此,在发光装置300中,与未设置阱12的情况相比,能够提高基板10与杂质区域32、34、72之间的绝缘性。
[0095] 4.投影仪
[0096] 接下来,参照附图对本实施方式的投影仪进行说明。图11是示意性地示出本实施方式的投影仪900的图。
[0097] 投影仪900例如具有发光装置100作为光源。
[0098] 投影仪900具有未图示的壳体和配置在壳体内的分别射出红色光、绿色光、蓝色光的红色光源100R、绿色光源100G、蓝色光源100B。另外,为了方便,在图11中,简化了红色光源100R、绿色光源100G以及蓝色光源100B。
[0099] 投影仪900还具有配置在壳体内的第1光学元件902R、第2光学元件902G、第3光学元件902B、第1光调制装置904R、第2光调制装置904G、第3光调制装置904B以及投射装置908。第1光调制装置904R、第2光调制装置904G以及第3光调制装置904B例如是透射型的液晶。投射装置908例如是投射镜头。
[0100] 从红色光源100R射出的光入射到第1光学元件902R。从红色光源100R射出的光被第1光学元件902R会聚。另外,第1光学元件902R也可以具有聚光以外的功能。对于后述的第2光学元件902G和第3光学元件902B也是同样的。
[0101] 由第1光学元件902R会聚的光入射到第1光调制装置904R。第1光调制装置904R根据图像信息对入射的光进行调制。然后,投射装置908将由第1光调制装置904R形成的像放大并投射到屏幕910上。
[0102] 从绿色光源100G射出的光入射到第2光学元件902G。从绿色光源100G射出的光被第2光学元件902G会聚。
[0103] 由第2光学元件902G会聚的光入射到第2光调制装置904G。第2光调制装置904G根据图像信息对入射的光进行调制。然后,投射装置908将由第2光调制装置904G形成的像放大并投射到屏幕910上。
[0104] 从蓝色光源100B射出的光入射到第3光学元件902B。从蓝色光源100B射出的光被第3光学元件902B会聚。
[0105] 由第3光学元件902B会聚的光入射到第3光调制装置904B。第3光调制装置904B根据图像信息对入射的光进行调制。然后,投射装置908将由第3光调制装置904B形成的像放大并投射到屏幕910上。
[0106] 另外,投影仪900能够具有对从第1光调制装置904R、第2光调制装置904G以及第3光调制装置904B射出的光进行合成并引导到投射装置908的十字分色棱镜906。
[0107] 由第1光调制装置904R、第2光调制装置904G以及第3光调制装置904B调制后的3种色光入射到十字分色棱镜906。十字分色棱镜906是将4个直角棱镜贴合而形成的,在其内表面配置有反射红色光的电介质多层膜和反射蓝色光的电介质多层膜。通过这些电介质多层膜合成3种色光,形成表示彩色图像的光。然后,合成后的光通过投射装置908而投射到屏幕910上,显示放大后的图像。
[0108] 在发光装置100中,由于发光元件80和用于驱动发光元件80的晶体管30设置于同一基板,因此能够按每个像素进行灰度控制、控制“导通”/“截止”。
[0109] 另外,虽然未图示,但红色光源100R、绿色光源100G以及蓝色光源100B也可以设置于同一基板。由此,能够构成基于RGB像素的成像仪,能够形成与驱动电路成为一体的成像仪。
[0110] 另外,红色光源100R、绿色光源100G以及蓝色光源100B也可以通过将发光装置100作为影像的像素而根据图像信息进行控制,而在不使用第1光调制装置904R、第2光调制装置904G以及第3光调制装置904B的情况下直接形成影像。而且,投射装置908也可以将由红色光源100R、绿色光源100G以及蓝色光源100B形成的影像放大并投射到屏幕910上。
[0111] 另外,在上述的例子中,使用了透射型的液晶光阀作为光调制装置,但也可以使用液晶以外的光阀,也可以使用反射型的光阀。作为这样的光阀,例如可举出反射型的液晶光阀、数字微镜器件(Digital Micro Mirror Device)。另外,投射装置的结构可以根据所使用的光阀的种类而适当变更。
[0112] 另外,也能够将光源应用于具有扫描单元的扫描型的图像显示装置的光源装置,该扫描单元是通过使来自光源的光在屏幕上扫描而在显示面上显示所期望的大小的图像的图像形成装置。
[0113] 上述实施方式的发光装置也能够用于投影仪以外的装置。在投影仪以外的用途中,例如有智能眼镜、室内外的照明、显示器的背光灯、激光打印机扫描仪、车载用灯、使用光的传感器、通信设备等的光源。在使用上述实施方式的发光装置作为传感器的情况下,也可以将具有不同的波长灵敏度的区域与读出电路(ROIC)同时形成于同一基板。另外,上述实施方式的发光装置也能够应用于将微小的发光元件呈阵列状配置而进行图像显示的LED显示器的发光元件。另外,应用了上述实施方式的发光装置的LED显示器能够用作智能眼镜的显示装置。
[0114] 上述实施方式和变形例是一个例子,而并不限定于此。例如,也可以对各实施方式和各变形例进行适当组合。
[0115] 本发明包含与在实施方式中进行了说明的结构实质上相同的结构、例如功能、方法以及结果相同的结构、或者目的和效果相同的结构。另外,本发明包含将在实施方式中进行了说明的结构的非本质性的部分进行置换而得到的结构。另外,本发明包含能够起到与在实施方式中进行了说明的结构相同的作用效果的结构或者能够实现相同目的的结构。另外,本发明包含对在实施方式中进行了说明的结构附加了公知技术而得到的结构。
[0116] 从上述的实施方式和变形例导出以下的内容。
[0117] 发光装置的一个方式具有:
[0118] 基板;
[0119] 晶体管,其设置于所述基板;
[0120] 发光元件,其设置于所述基板;以及
[0121] 布线,其将所述晶体管与所述发光元件电连接,
[0122] 所述晶体管具有:
[0123] 第1杂质区域,其设置于所述基板;
[0124] 第2杂质区域,其设置于所述基板,该第2杂质区域的导电型与所述第1杂质区域相同;以及
[0125] 栅极,其控制所述第1杂质区域与所述第2杂质区域之间的电流,
[0126] 所述发光元件具有层叠体,该层叠体具有多个柱状部,
[0127] 多个所述柱状部各自具有:
[0128] 第1半导体层;
[0129] 第2半导体层,该第2半导体层的导电型与所述第1半导体层不同;以及
[0130] 发光层,其配置在所述第1半导体层与所述第2半导体层之间,
[0131] 所述第1半导体层配置在所述基板与所述发光层之间,
[0132] 所述布线是设置于所述基板的第3杂质区域,
[0133] 所述层叠体配置在所述第3杂质区域,
[0134] 所述第3杂质区域的导电型与所述第1半导体层的导电型相同,
[0135] 所述第3杂质区域与所述第1半导体层电连接,
[0136] 所述第3杂质区域与所述第1杂质区域连续。
[0137] 根据该发光装置,与使用金属布线作为将晶体管与发光元件电连接的布线的情况相比,能够实现小型化。
[0138] 在发光装置的一个方式中,
[0139] 也可以是,所述第3杂质区域的深度比所述第1杂质区域的深度大。
[0140] 根据该发光装置,即使在第3杂质区域中产生了与应变缓和层的应力相伴的晶体缺陷,也能够减小第1杂质区域的电阻与第3杂质区域的电阻之差。
[0141] 在发光装置的一个方式中,
[0142] 也可以是,从所述第1半导体层与所述发光层的层叠方向观察时,所述第3杂质区域的面积比所述层叠体的面积大。
[0143] 根据该发光装置,能够仅在第3杂质区域中配置层叠体。
[0144] 在发光装置的一个方式中,
[0145] 也可以是,所述层叠体具有配置在所述基板与所述第1半导体层之间的应变缓和层,
[0146] 所述应变缓和层的晶格常数为所述基板的晶格常数与所述第1半导体层的晶格常数之间的值。
[0147] 根据该发光装置,与未配置应变缓和层的情况相比,能够减少在第1半导体层产生的应变。
[0148] 在发光装置的一个方式中,
[0149] 也可以是,该发光装置具有覆盖所述晶体管的钝化膜。
[0150] 根据该发光装置,与未配置钝化膜的情况相比,能够减少因形成发光元件时的热而对晶体管施加的损伤。
[0151] 在发光装置的一个方式中,
[0152] 也可以是,所述基板具有导电型与所述第1杂质区域不同的阱,
[0153] 所述第1杂质区域、所述第2杂质区域以及所述第3杂质区域设置于所述阱。
[0154] 根据该发光装置,与未设置阱的情况相比,能够提高基板与第1杂质区域、第2杂质区域以及第3杂质区域之间的绝缘性。
[0155] 投影仪的一个方式具有上述发光装置的一个方式。
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