CN105122477A - 半导体发光组件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种依次具备导电性支持基板、金属层及发光部的半导体发光组件，该半导体发光组件的特征在于，所述发光部依次包括n型电流扩散层、n型被覆层、活性层、p型被覆层及p型电流扩散层；所述发光部的各层由AlGaInP类半导体构成；所述半导体发光组件还具备：第一欧姆细线电极，其局部地覆盖所述p型电流扩散层；第二欧姆细线电极，其局部地设置在所述金属层与所述n型电流扩散层之间；从顶面观察，所述第一欧姆细线电极与所述第二欧姆细线电极被配置在相互不重叠的位置，所述n型电流扩散层与所述n型被覆层晶格匹配。由此，提供一种在P侧朝上的金属反射型发光组件中，抑制半导体层厚度的增加并改善局部电流集中的高亮度半导体发光组件。
Description
技术领域
本发明是涉及P侧朝上(Pサイドアップ)的金属反射型发光组件及其制造方法，尤其涉及具有高发光效率的发光组件及其制造方法。
背景技术
在现有的AlGaInP(磷化铝镓铟)类LED(light-emittingdiode；发光二极管)构造中，发光部一般是形成在GaAs(砷化镓)基板上，组件内部的发光会被该GaAs基板吸收，因此光取出效率将恶化。因此，为了得到一种进一步提高光取出效率也就是所谓的高亮度的组件，提出了一种发光组件，其具有将从发光部朝向基板侧的光高效率地取出的结构。
作为一种方法，有在去除GaAs基板后，在发光部的已去除GaAs基板后的面的那侧，经由光反射金属层来粘合导电性支持基板的方法(以下称为“金属反射型”)。
另外，关于金属反射型的发光组件，公开了一种得到高亮度发光组件的技术。
在专利文献1中，公开了一种技术，该技术将P电极(连接至p型电流扩散层的电极)与N电极(连接至n型电流扩散层的电极)配置在相互不重叠的位置，通过谋求P电极和N电极的配置优化，将光高效率良好地向外部取出，提高光效率。
并且，在专利文献2中，公开了一种技术，该技术通过在四元系的DH(doubleheterojunction；双异质)构造层上，设置由具有50μm以上厚度的透明导电性材料所构成的窗层，使电流扩散并使光取出效率提高，以提高发光效率。
另外，在专利文献3中，公开了一种技术，该技术通过在除光取出侧的电极正下方以外的部分形成接触部(电极)，谋求使所产生的光的取出效率提高。
如上所述，对制作高亮度发光组件而言，要提高发光部的发光效率是当然的，而依据组件内部的光吸收以及发光部与电极的相对位置关系来实现向外部的有效光取出是重要的。
另一方面，在光取出面为n型(以下称为“N侧朝上”)的发光组件的情况下，在作为发光组件来动作时而被施加电压时，由于将发光组件芯片封入封装体时所混入的水分，Ag(银)会从用于粘接发光组件芯片与底座的银胶(Agペースト)，向构成发光部的活性层扩散，而使发光组件的寿命特性变得容易恶化，因此有无法得到高可靠性这样的问题。
即，对实现高可靠性而言，需要使用光取出面为p型(以下称为“P侧朝上”)的发光组件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2007-258326号公报
专利文献2：日本专利公开2008-166678号公报
专利文献3：日本专利公开2011-129724号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
如上所述，对实现高可靠性而言，需要使用P侧朝上的发光组件，但在制作P侧朝上的金属反射型发光组件的情况下，相较于N侧朝上，则难以得到高亮度的发光组件。
这是因为，相较于n型AlGaInP类半导体层，p型AlGaInP类半导体层的电传导率小，电流难以扩散，故在光取出面的电极正下方的活性层会局部发光，而无法实现向外部取出有效的光。
作为对策，可利用电极配置的优化和厚膜的窗层(或电流扩散层)等。
然而，发明人等发现有以下问题点。
即，在如专利文献1所公开的发光组件的情况下，虽然通过将P电极和N电极以配置在相互不重叠位置的方式来优化，但通过有机金属气相外延法(metalorganicvaporphaseepitaxy，以下称为“MOVPE法”)来形成发光部时，由于是在n型GaAs基板上沉积p型GaP(磷化镓)层(窗层)后，依次沉积p型AlGaInP被覆层(cladlayer)、AlGaInP活性层、n型AlGaInP被覆层，因此晶格不匹配率会变大，无法得到品质优良的结晶，从而存在发光效率降低这样的问题点。
另外，在专利文献2所公开的发光组件的情况下，由于形成了具有50μm以上厚度的窗层，因此会发生晶圆翘曲，而导致发光组件芯片的制造工序中成品率降低，并且由于使半导体层(窗层)增厚，会增加制造时间和材料费用等，因此也存在增加制造成本这样的问题。
并且，专利文献3所公开的发光组件是以N侧朝上来制作，通过反转以MOVPE法形成发光部的导电型的极性(n/p)，可得到P侧朝上的发光组件，但仅单纯反转导电型的极性时，如上所述，由于在光取出面的p型半导体层中电流会变得难以扩散，因此存在发光效率降低这样的问题点。
本发明是鉴于上述问题点而实现的，其目的在于，提供一种在P侧朝上的金属粘合型发光组件中，抑制半导体层厚度的增加且改善局部的电流集中的高亮度半导体发光组件及其制造方法。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明提供一种半导体发光组件，其具备导电性支持基板、设置于该导电性支持基板上的金属层及设置在该金属层上的发光部，该半导体发光组件的特征在于，所述发光部依次包括n型电流扩散层、n型被覆层、产生光的活性层、p型被覆层及p型电流扩散层；所述发光部的各层是由AlGaInP类半导体所构成；所述半导体发光组件还具备：第一欧姆细线电极，其局部地覆盖所述p型电流扩散层；第二欧姆细线电极，其局部地设置在所述金属层与所述n型电流扩散层之间；并且，从顶面观察，所述第一欧姆细线电极与所述第二欧姆细线电极被配置在相互不重叠的位置，所述n型电流扩散层是与所述n型被覆层晶格匹配的半导体层。
这样，由于发光部的各层是由AlGaInP类半导体层所构成，n型电流扩散层与n型被覆层被晶格匹配，因此在n型电流扩散层与n型被覆层的边界，不会产生由异质界面所导致的大的能带偏移，另外，可减少由Al(铝)、Ga(镓)、In(铟)混晶比例所导致的能带偏移，由此抑制了n型电流扩散层侧(光取出面的相反侧)的电流扩散，由于p型电流扩散层侧(光取出面侧)的电流会被拉引至第二欧姆细线电极(光取出面的相反侧的电极)附近，因此可在远离第一欧姆细线电极(光取出面的电极)的位置发光，在P侧朝上的金属反射型发光组件中，可得到高亮度的发光组件。
此处，优选所述n型电流扩散层与所述n型被覆层被晶格匹配成其晶格不匹配率为0.5％以下。
这样，若n型电流扩散层与n型被覆层的晶格不匹配率为0.5％以下，则能够更有效地抑制n型电流扩散层(光取出面的相反侧)中的电流扩散，从而能够得到更高亮度的发光组件。
另外，所述发光部的总膜厚优选为10μm以下。
这样，若发光部的总膜厚为10μm以下，则能够有效地抑制晶圆翘曲，从而能够防止导致发光组件芯片的制造工序中成品率降低。
并且，为了实现上述目的，提供一种半导体发光组件的制造方法，其是制造上述半导体发光组件的方法，该制造方法的特征在于具备：在GaAs基板上形成所述发光部的工序；在所述发光部上形成所述第二欧姆细线电极的工序；在所述第二欧姆细线电极上形成所述金属层的工序；将所述金属层与所述导电性支持基板经由粘合金属层来贴合的工序；除去所述GaAs基板的工序；在所述发光部的已除去所述GaAs基板后的面上形成所述第一欧姆细线电极的工序；形成所述发光部的工序包括在所述GaAs基板上依次使所述p型电流扩散层、所述p型被覆层、所述活性层、所述n型被覆层及所述n型电流扩散层外延成长的阶段。
通过这种方法，能够制造所述发明的半导体发光组件。尤其是由于形成各层由AlGaInP类半导体所构成的发光部的工序包括在所述GaAs基板上依次使p型电流扩散层、p型被覆层、活性层、n型被覆层及n型电流扩散层外延成长的阶段，因此能够使发光部的各层间晶格匹配，发光部的各层能够得到品质优良的结晶，因此能够得到高发光效率。
(三)有益效果
如上所述，若依据本发明，由于抑制了n型电流扩散层侧(光取出面的相反侧)的电流扩散，p型电流扩散层侧(光取出面侧)的电流被拉引至第二欧姆细线电极(光取出面的相反侧的电极)附近，因此能够在远离第一欧姆细线电极(光取出面的电极)的位置发光，在P侧朝上的金属反射型发光组件中能够得到高亮度的发光组件。
附图说明
图1是表示本发明的半导体发光组件的实施方式一例的概略剖面图。
图2是表示本发明的半导体发光组件的制造方法的实施方式一例的工序剖面图。
图3是表示实施例1及比较例1的发光效率的图表。
图4是表示实施例1及比较例1的电流路径的图。
具体实施方式
以下针对本发明，一边参照附图一边详细地说明实施方式的一例，但本发明并不限定于此。
如上所述，对实现高可靠性而言，需要使用P侧朝上的发光组件，但在制作P侧朝上的金属反射型发光组件的情况下，相较于N侧朝上，难以得到高亮度的发光组件。
作为其对策，可利用电极配置的优化或厚膜的窗层(或电流扩散层)等，但从改善发光效率的观点考虑，仍有改善空间。
因此，发明人等反复深入地检讨了即使为P侧朝上的金属反射型也能够得到高亮度发光特性的发光组件。
其结果是，通过将发光部的各层作成AlGaInP(磷化铝镓铟)类半导体层，且使n型电流扩散层与n型被覆层晶格匹配，从而在n型电流扩散层与n型被覆层的边界不会产生由异质界面所导致的大的能带偏移，另外，也能够减小由Al(铝)、Ga(镓)、In(铟)混晶比例所导致的能带偏移。由此，发现由于抑制了n型电流扩散层侧(光取出面的相反侧)的电流扩散，p型电流扩散层侧(光取出面侧)的电流被拉引至第二欧姆细线电极(光取出面的相反侧的电极)附近，因此能够在远离第一欧姆细线电极(光取出面的电极)的位置发光，能够得到高亮度的发光组件，从而完成本发明。
图1是表示本发明的半导体发光组件一例的概略剖面图。
图1所示的本发明的半导体发光组件17具有：导电性支持基板11、设置在导电性支持基板11上的粘合金属层10、设置在粘合金属层10上的反射金属层9、设置在反射金属层9上的透明氧化膜层8，以及设置在透明氧化膜层8上的发光部13。
发光部13是由n型电流扩散层6、设置在n型电流扩散层6上的n型被覆层5、设置在n型被覆层5上的活性层4、设置在活性层4上的p型被覆层3、及设置在p型被覆层3上的p型电流扩散层2所构成的半导体层。
即，半导体发光组件17是P侧朝上的金属反射型半导体发光组件。
另外，发光部13的各层为AlGaInP类半导体层。即，p型电流扩散层2为p-(AlxGa1-x)yIn1-yP(其中，0≤x≤1、0<y<1)(以下称为AlGaInP)层，p型被覆层3为p-AlGaInP层，活性层4为i-AlGaInP层，n型被覆层5为n-AlGaInP层，n型电流扩散层6为n-AlGaInP层。
并且，以局部覆盖p型电流扩散层2的方式设置第一欧姆细线电极1和焊垫电极(未图示)，在反射金属层9与n型电流扩散层6之间局部地设置有第二欧姆细线电极7。
从顶面观察(从p型电流扩散层2侧向n型电流扩散层6观察)，第一欧姆细线电极1与第二欧姆细线电极7被配置在相互不重叠的位置。
在n型电流扩散层6与n型被覆层5之间被晶格匹配。
由此，在n型电流扩散层6与n型被覆层5的边界不会产生由异质界面所导致的大的能带偏移，另外，也能够减小由Al、Ga、In混晶比例所导致的能带偏移，因此抑制了n型电流扩散层侧(光取出面的相反侧)的电流扩散，p型电流扩散层侧(光取出面侧)的电流被拉引至第二欧姆细线电极(光取出面的相反侧的电极)附近，因此能够在远离第一欧姆细线电极(光取出面的电极)的位置发光，能够在P侧朝上的金属反射型发光组件中得到高亮度的发光组件。
另外，在n型电流扩散层6与n型被覆层5之间，优选晶格不匹配率为0.5％以下。
若n型电流扩散层6与n型被覆层5的晶格不匹配率为0.5％以下，则能够更有效地抑制n型电流扩散层6侧的电流扩散，能够得到更高亮度的发光组件。
并且，发光部13的总膜厚优选为10μm以下。
若发光部13的总膜厚为10μm以下，则能够有效地抑制晶圆翘曲，能够防止导致发光组件芯片的制造工序中的成品率降低。
另外，优选发光部13的各层在相邻层之间被晶格匹配。
若发光部13的各层在相邻层之间被晶格匹配，则在发光部13的各层能够得到良好的结晶性，从而能够防止依存于结晶品质的发光效率降低的情况。
接下来，参照图2(a)图～图2(g)来说明本发明的半导体发光组件的制造方法。
图2(a)～图2(g)是表示本发明的半导体发光组件的制造方法的实施方式的一例的工序剖面图。
首先，通过有机金属气相外延法(metalorganicvaporphaseepitaxy，以下称为“MOVPE”)，在n-GaAs基板14上依次沉积：由p-Ga0.5In0.5P所构成的蚀刻停止层15、由p-GaAs所构成的接触层16、由p-(Al0.4Ga0.6)0.5In0.5P所构成的p型电流扩散层2、由p-Al0.5In0.5P所构成的p型被覆层3、由未掺杂的(Al0.1Ga0.9)0.5In0.5P所构成的活性层4、由n-Al0.5In0.5P所构成的n型被覆层5、由n-(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P所构成的n型电流扩散层6(参照图2(a))。
此处，未掺杂的活性层4并不限为块材型(bulktype)，也可以形成为多层、MQW(multiplequantumwell；多重量子井)等。
作为在MOVPE法中所使用的原料，可使用三甲基镓(TMGa)、三乙基镓(TEGa)、三甲基铝(TMAl)、三甲基铟(TMIn)等有机金属化合物，以及砷化氢(AsH3)、磷化氢(PH3)等氢化物气体。
并且，n型掺杂物的原料可使用单硅烷(SiH4)，p型掺杂物的原料可使用双环戊二烯基镁(bis(cyclopentadienyl)magnesium，Cp2Mg)。
另外，作为n型掺杂物的原料，也可以使用硒化氢(H2Se)、双硅烷(Si2H6)、二乙基碲(DETe)或二甲基碲(DMTe)。并且，作为p型掺杂物的原料，也可以使用二甲基锌(DMZn)或二乙基锌(DEZn)。
接着，在n型电流扩散层6的表面上，形成透明氧化膜层8及第二欧姆细线电极7(参照图2(b))。
具体而言，使用电浆CVD(chemicalvapordeposition；化学气相沉积)装置，形成SiO2膜来作为透明氧化膜层之后，使用光微影法及蚀刻法来设置开口部。更详细地，通过使用氢氟酸系的蚀刻剂作为蚀刻液来除去没有形成光阻图案的区域的透明氧化膜层以设置开口部。接下来，使用真空蒸镀法，在开口部形成作为构成第二欧姆细线电极7的材料的金硅(AuSi)合金。
接着，使用真空蒸镀法或溅镀法在透明氧化膜层8及第二欧姆细线电极7的表面上依次形成作为反射层的Al层、作为阻障层的钛(Ti)层及作为粘合层的Au(金)层。由此，形成反射金属层9(参照图2(c))。
此外，反射金属层能够对应于活性层所发出的光的波长，选择对于该光的波长反射率高的材料。
接着，在导电性Si基板(导电性支持基板)11上，作为导电性欧姆的粘合金属层10，通过使用真空蒸镀法依次形成作为接触电极的Ti、作为阻障层的镍(Ni)及作为粘合层的Au，，来准备层叠有导电性Si基板11和粘合金属层10的支持基板，并通过将粘合金属层10的面与反射金属层9的面贴合，来形成在机械上、电性上连接的粘合构造体(参照图2(d))。
该贴合是使贴合装置内成为预定压力后，对已重叠的半导体层叠构造体与支持基板经由冶具来施加压力，并加热至预定温度，而在此状态下保持预定时间。具体而言，是以压力7000N及温度350℃，保持30分钟的时间。
接着，使用用于蚀刻砷化镓(GaAs)的蚀刻剂，从粘合构造体选择性地将GaAs基板14完全除去，使蚀刻停止层15露出。
作为用于蚀刻GaAs的蚀刻剂，可列举例如氨水与双氧水的混合液。
接着，由已除去GaAs基板的粘合构造体，使用预定的蚀刻剂来蚀刻除去蚀刻停止层15(参照图2(e))。
在蚀刻停止层是在由AlGaInP化合物半导体所形成的情况下，可使用含盐酸的蚀刻剂来作为预定的蚀刻剂。
接着，使用光微影法及真空蒸镀法，在预定位置形成包括第一欧姆细线电极1的第一欧姆电极。第一欧姆电极是由圆形电极(未图示)和细线电极来形成，例如可通过依次蒸镀Ti、AuBe(金铍合金)、Au来形成。
在该情况下，第一欧姆细线电极1形成在与第二欧姆细线电极7不重合的位置。
接着，将包括第一欧姆细线电极1的第一欧姆电极作为屏蔽，蚀刻除去接触层16(p-GaAs)(参照图2(f))。
此外，除去接触层16后，可将包括第一欧姆细线电极1的第一欧姆电极作为屏蔽，使用预定的蚀刻剂来对p型电流扩散层2粗糙化处理。
接着，通过真空蒸镀法在导电性支持基板11背面的大致整个表面上形成导电性欧姆电极12(参照图2(g))。
通过在支持基板底面依次蒸镀Ti与Au来形成背面的欧姆电极12。
然后，施行合金化工序，该合金化工序是将各欧姆电极电性粘合而形成。
作为一例，可在作为惰性气氛的氮气环境下，施行400℃、5分钟的热处理。
接下来，使用光微影法及真空蒸镀法，在第一欧姆电极表面的一部分上，具体是在圆形电极上形成焊垫电极。焊垫电极例如通过在圆形电极表面上依次蒸镀Ti、Au来形成。由此来形成粘合构造体。此外，焊垫电极未施行热处理。
然后，使用具有切割刀的切割装置，将粘合构造体分离为组件。由此，形成多个如图1所示的本实施方式的半导体发光组件17。
并且，在图1中，省略了第一欧姆细线电极1正下方的接触层16。
如上所述，由于形成各层是由AlGaInP类半导体所构成的发光部的工序，包括在GaAs基板上依次使p型电流扩散层、p型被覆层、活性层、n型被覆层、n型电流扩散层外延成长的阶段，因此能够使发光部的各层间进行晶格匹配，发光部的各层能够得到品质优良的结晶，因此能够得到高发光效率。
实施例
下面，示出实施例及比较例来更具体地说明本发明，但本发明并不限定于此。
(实施例1)
使用如图2所示的制造方法来制作半导体发光组件。
另外，将p型电流扩散层2设为p-(Al0.4Ga0.6)0.5In0.5P，将p型被覆层3设为p-Al0.5In0.5P，将活性层4设为未掺杂的(Al0.1Ga0.9)0.5In0.5P，将n型被覆层5设为n-Al0.5In0.5P，将n型电流扩散层6设为n-(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P。
并且，在n型电流扩散层6与n型被覆层5之间，使晶格不匹配率在0.5％以下，并将发光部13的总膜厚作成10μm以下。
对实施例1的半导体发光组件测量发光效率。发光效率是通过发光效率＝输出(mW)/输入电力(mW)来计算出的。将测量结果示于图3。
(比较例1)
与实施例1同样地制作半导体发光组件。但是，将n型电流扩散层6设为n-GaP。
对比较例1的半导体发光组件，与实施例1同样地测量发光效率。将测量结果示于图3。
并且，在图3中，将发光效率正规化，使实施例1的发光效率为1。
如图3所示，观察到实施例1的发光效率相较于比较例1改善了约6％的发光效率。
将实施例1及比较例1的电流路径示于图4。
在比较例1中，在n型被覆层5与n型电流扩散层6之间存在AlGaInP/GaP界面这种异质界面。因此，如图4所示，在n型电流扩散层6侧发生电流扩散，在p型电流扩散层2侧的电流扩散则会被抑制。
相较于此，在实施例1中，在n型被覆层5与n型电流扩散层6之间并没有这样的异质界面，如第4图所示，由于在n型电流扩散层6侧的电流扩散会被抑制，在p型电流扩散层2侧的电流则会被拉引至第二欧姆细线电极7附近，故可在远离光取出面的电极(第一欧姆细线电极1)的位置发光，而能够得到高亮度的发光组件。
并且，本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式为例示，凡是具有与本发明的权利要求书所记载的技术思想实质相同的结构，并达到相同作用效果的技术，均包括在本发明的技术范围内。
Claims (4)
1.一种半导体发光组件，其具备导电性支持基板、设置在该导电性支持基板上的金属层及设置在该金属层上的发光部，其特征在于，
所述发光部依次包括n型电流扩散层、n型被覆层、产生光的活性层、p型被覆层及p型电流扩散层，所述发光部的各层由AlGaInP类半导体构成；
所述半导体发光组件还具备︰第一欧姆细线电极，其局部地覆盖所述p型电流扩散层；第二欧姆细线电极，其局部地设置于所述金属层与所述n型电流扩散层之间；
从顶面观察，所述第一欧姆细线电极与所述第二欧姆细线电极被配置在相互不重叠的位置，
所述n型电流扩散层是与所述n型被覆层晶格匹配的半导体层。
2.根据权利要求1所述的半导体发光组件，其特征在于，所述n型电流扩散层与所述n型被覆层被晶格匹配成其晶格不匹配率为0.5％以下。
3.根据权利要求1或2所述的半导体发光组件，其特征在于，所述发光部的总膜厚为10μm以下。
4.一种半导体发光组件的制造方法，其是制造权利要求1至3中任一项所述的半导体发光组件的制造方法，其特征在于，具备如下工序︰
在GaAs基板上形成所述发光部的工序；
在所述发光部上形成所述第二欧姆细线电极的工序；
在所述第二欧姆细线电极上形成所述金属层的工序；
将所述金属层与所述导电性支持基板经由粘合金属层来贴合的工序；
除去所述GaAs基板的工序；
在所述发光部的已除去所述GaAs基板后的面上形成所述第一欧姆细线电极的工序；
形成所述发光部的工序包括在所述GaAs基板上依次使所述p型电流扩散层、所述p型被覆层、所述活性层、所述n型被覆层及所述n型电流扩散层外延成长的阶段。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109314158A (zh) * | 2016-06-30 | 2019-02-05 | 同和电子科技有限公司 | 半导体光器件的制造方法和半导体光器件 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9484492B2 (en) * | 2015-01-06 | 2016-11-01 | Apple Inc. | LED structures for reduced non-radiative sidewall recombination |
| US9601659B2 (en) * | 2015-01-06 | 2017-03-21 | Apple Inc. | LED structures for reduced non-radiative sidewall recombination |
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| JP6916062B2 (ja) * | 2017-08-22 | 2021-08-11 | ローム株式会社 | 半導体発光装置および半導体発光装置の製造方法 |
| CN113838940B (zh) * | 2021-08-19 | 2024-03-08 | 北京无线电测量研究所 | 一种集成型光电探测器及其制作方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6803603B1 (en) * | 1999-06-23 | 2004-10-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting element |
| US6936858B1 (en) * | 1998-08-21 | 2005-08-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light-emitting diode |
| JP2007258326A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 発光素子 |
| CN201392845Y (zh) * | 2009-04-29 | 2010-01-27 | 山东华光光电子有限公司 | 蓝宝石衬底的AlGaInP发光二极管 |
| CN102664224A (zh) * | 2012-05-25 | 2012-09-12 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种具有双外延结构的AlGaInP系的发光二极管 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10321903A (ja) * | 1997-05-15 | 1998-12-04 | Rohm Co Ltd | 半導体発光素子およびその製法 |
| JP4140007B2 (ja) * | 2003-04-28 | 2008-08-27 | 信越半導体株式会社 | 発光素子及び発光素子の製造方法 |
| JP2007221029A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Sony Corp | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| TWI370555B (en) | 2006-12-29 | 2012-08-11 | Epistar Corp | Light-emitting diode and method for manufacturing the same |
| JP2009016560A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Sharp Corp | 半導体発光素子 |
| JP2011129724A (ja) | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Dowa Electronics Materials Co Ltd | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| JP2012114179A (ja) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Hitachi Cable Ltd | 発光素子 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6936858B1 (en) * | 1998-08-21 | 2005-08-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light-emitting diode |
| US6803603B1 (en) * | 1999-06-23 | 2004-10-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting element |
| JP2007258326A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 発光素子 |
| CN201392845Y (zh) * | 2009-04-29 | 2010-01-27 | 山东华光光电子有限公司 | 蓝宝石衬底的AlGaInP发光二极管 |
| CN102664224A (zh) * | 2012-05-25 | 2012-09-12 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种具有双外延结构的AlGaInP系的发光二极管 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109314158A (zh) * | 2016-06-30 | 2019-02-05 | 同和电子科技有限公司 | 半导体光器件的制造方法和半导体光器件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2985793A1 (en) | 2016-02-17 |
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| JP2014204095A (ja) | 2014-10-27 |
| TW201448265A (zh) | 2014-12-16 |
| US20160056339A1 (en) | 2016-02-25 |
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