JP2000082845A - 白色ｌｅｄ - Google Patents
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- H01L2924/3025—Electromagnetic shielding
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造が単純で低コストで製造でき長寿命高輝
度の白色ＬＥＤを提供する事。 【構成】 沃素、塩素、臭素、アルミニウム、ガリウ
ム、またはインジウムをドープしたｎ型ＺｎＳｅ単結晶
基板に、ＺｎＳｅ又は、ＺｎＳｅ−ＺｎＣｄＳｅ系混晶
のエピタキシャル薄膜を積層し活性層とｐｎ接合を作製
し、活性層からの青色、青緑色の光と、活性層の光がＺ
ｎＳｅ基板のＳＡ発光中心を励起しＳＡ発光して生じた
黄色の光を合成して白色光を得る。
度の白色ＬＥＤを提供する事。 【構成】 沃素、塩素、臭素、アルミニウム、ガリウ
ム、またはインジウムをドープしたｎ型ＺｎＳｅ単結晶
基板に、ＺｎＳｅ又は、ＺｎＳｅ−ＺｎＣｄＳｅ系混晶
のエピタキシャル薄膜を積層し活性層とｐｎ接合を作製
し、活性層からの青色、青緑色の光と、活性層の光がＺ
ｎＳｅ基板のＳＡ発光中心を励起しＳＡ発光して生じた
黄色の光を合成して白色光を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単一装置で白色光
を発する事のできる新規な半導体発光素子に関する。白
色光への需要は多い。照明用光源として白色光がもっと
も適する。液晶のバックライトは白色光が使われる。本
発明は、照明用、表示用、液晶バックライトなどに利用
できる半導体白色ＬＥＤに関する。
を発する事のできる新規な半導体発光素子に関する。白
色光への需要は多い。照明用光源として白色光がもっと
も適する。液晶のバックライトは白色光が使われる。本
発明は、照明用、表示用、液晶バックライトなどに利用
できる半導体白色ＬＥＤに関する。
【０００２】
【従来の技術】発光ダイオード（ＬＥＤ）は赤色、黄
色、緑色、青色などの単色のものが既に製造販売されて
いる。赤色の高輝度発光ダイオード（ＬＥＤ）としては
数Ｃｄ（カンデラ）以上のものが既に市販されている。
ＡｌＧａＡｓや、ＧａＡｓＰなどを発光層とした赤色Ｌ
ＥＤである。低価格のＬＥＤであり広い用途に利用され
ている。ＧａＰを発光層とする緑・黄緑色のＬＥＤも製
造販売されている。青色ＬＥＤとしては、ＳｉＣを活性
層とするものがある。青・緑はＧａＩｎＮを活性層とす
るＬＥＤがある。橙色・黄色はＡｌＧａＩｎＰを発光層
とする素子がある。いずれも安価で実用的なＬＥＤであ
る。このうちＧａＰ、ＳｉＣは間接遷移型の半導体であ
るから効率が悪く、カンデラ級の出力には至っていな
い。
色、緑色、青色などの単色のものが既に製造販売されて
いる。赤色の高輝度発光ダイオード（ＬＥＤ）としては
数Ｃｄ（カンデラ）以上のものが既に市販されている。
ＡｌＧａＡｓや、ＧａＡｓＰなどを発光層とした赤色Ｌ
ＥＤである。低価格のＬＥＤであり広い用途に利用され
ている。ＧａＰを発光層とする緑・黄緑色のＬＥＤも製
造販売されている。青色ＬＥＤとしては、ＳｉＣを活性
層とするものがある。青・緑はＧａＩｎＮを活性層とす
るＬＥＤがある。橙色・黄色はＡｌＧａＩｎＰを発光層
とする素子がある。いずれも安価で実用的なＬＥＤであ
る。このうちＧａＰ、ＳｉＣは間接遷移型の半導体であ
るから効率が悪く、カンデラ級の出力には至っていな
い。
【０００３】これらＬＥＤはいずれも発光層材料のバン
ド間の電子遷移を利用しているから単色光しかでない。
だからＬＥＤといえば単色であった。これは当然のこと
である。単色のＬＥＤには表示用ＬＥＤなど沢山の用途
がある。しかし単色ＬＥＤだけでは全ての光源に取って
代わることはできない。照明などの用途、特別の表示な
どの用途、液晶バックライトなどの用途には単色光源で
は役に立たない。照明に単色光を使うと物体がみなその
色に見える。液晶バックライトに単色光を使うとその色
の濃淡画像しか見えない。
ド間の電子遷移を利用しているから単色光しかでない。
だからＬＥＤといえば単色であった。これは当然のこと
である。単色のＬＥＤには表示用ＬＥＤなど沢山の用途
がある。しかし単色ＬＥＤだけでは全ての光源に取って
代わることはできない。照明などの用途、特別の表示な
どの用途、液晶バックライトなどの用途には単色光源で
は役に立たない。照明に単色光を使うと物体がみなその
色に見える。液晶バックライトに単色光を使うとその色
の濃淡画像しか見えない。
【０００４】どうしても全ての色を含む白色の光源が必
要である。ところが白色の出る半導体発光素子はない。
照明用光源としてはいまなお白熱電球、蛍光灯などが広
く使われている。白熱電球は効率が悪い。また寿命が短
い。蛍光灯は効率はともかく、やはり寿命が短い。安定
器のような重量物が必要である。またサイズも大きすぎ
る。このような難点がある。
要である。ところが白色の出る半導体発光素子はない。
照明用光源としてはいまなお白熱電球、蛍光灯などが広
く使われている。白熱電球は効率が悪い。また寿命が短
い。蛍光灯は効率はともかく、やはり寿命が短い。安定
器のような重量物が必要である。またサイズも大きすぎ
る。このような難点がある。
【０００５】寸法が小さいこと、周辺回路が簡単である
こと、寿命が長いこと、発光効率が良いこと、安価であ
ることなどが白色光源に対して望まれるところである。
これらの要件を満足するにはやはり半導体発光素子しか
ないように思われる。しかし先述のように半導体発光素
子はバンドギャップ間の電子遷移を用いるからどうして
も単色光しかでない。半導体素子は単独では白色光を発
生することができない。
こと、寿命が長いこと、発光効率が良いこと、安価であ
ることなどが白色光源に対して望まれるところである。
これらの要件を満足するにはやはり半導体発光素子しか
ないように思われる。しかし先述のように半導体発光素
子はバンドギャップ間の電子遷移を用いるからどうして
も単色光しかでない。半導体素子は単独では白色光を発
生することができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】三原色である青色、緑
色、赤色のＬＥＤを使えば白色ＬＥＤを作ることができ
よう。ＧａＮを用いた青色ＬＥＤも市販されるようにな
り三原色のＬＥＤはそろっている。しかし３つもの発光
素子を組合わせるのでは高コストになってしまう。製品
コストだけでなく電力も３倍必要であり効率がよいとは
言えない。３原色の間でのバランスを調整する必要もあ
る。回路も複雑にならざるをえない。サイズの点でも不
利である。このように複数のＬＥＤを組み合わせて白色
光を作るのでは余り利益がない。やはり単一のＬＥＤで
白色を出したいものである。
色、赤色のＬＥＤを使えば白色ＬＥＤを作ることができ
よう。ＧａＮを用いた青色ＬＥＤも市販されるようにな
り三原色のＬＥＤはそろっている。しかし３つもの発光
素子を組合わせるのでは高コストになってしまう。製品
コストだけでなく電力も３倍必要であり効率がよいとは
言えない。３原色の間でのバランスを調整する必要もあ
る。回路も複雑にならざるをえない。サイズの点でも不
利である。このように複数のＬＥＤを組み合わせて白色
光を作るのでは余り利益がない。やはり単一のＬＥＤで
白色を出したいものである。
【０００７】ＧａＮ系のＬＥＤとＹＡＧ系蛍光体を組み
合わせた白色ＬＥＤの試みが提案されている。例えば次
の文献に紹介されている白色半導体発光素子がある。
「光機能材料マニュアル」光機能材料マニュアル編集幹
事会編、オプトエレクトロニクス社刊、ｐ４５７、１９
９７年６月
合わせた白色ＬＥＤの試みが提案されている。例えば次
の文献に紹介されている白色半導体発光素子がある。
「光機能材料マニュアル」光機能材料マニュアル編集幹
事会編、オプトエレクトロニクス社刊、ｐ４５７、１９
９７年６月
【０００８】この素子はＧａＩｎＮを活性層とするＧａ
Ｎ系ＬＥＤチップを黄色の発光をするＹＡＧ蛍光材に埋
め込んだ構造をしている。図１にこれをしめす。樹脂の
透明モールド１の中に、第１リード２、第２リード３が
固定されている。第１リード２は上部がΓ型になってお
り窪み４が形成される。窪み４にＧａＩｎＮ活性層をも
つＧａＮ系ＬＥＤチップ５が固定される。ＬＥＤ５をす
っぽりと覆うように黄色のＹＡＧ蛍光体６が窪み４に充
填されている。ＧａＮＬＥＤの上面にはアノード電極と
カソード電極があり、これらがワイヤ７、８によってリ
ード２、３に接続される。
Ｎ系ＬＥＤチップを黄色の発光をするＹＡＧ蛍光材に埋
め込んだ構造をしている。図１にこれをしめす。樹脂の
透明モールド１の中に、第１リード２、第２リード３が
固定されている。第１リード２は上部がΓ型になってお
り窪み４が形成される。窪み４にＧａＩｎＮ活性層をも
つＧａＮ系ＬＥＤチップ５が固定される。ＬＥＤ５をす
っぽりと覆うように黄色のＹＡＧ蛍光体６が窪み４に充
填されている。ＧａＮＬＥＤの上面にはアノード電極と
カソード電極があり、これらがワイヤ７、８によってリ
ード２、３に接続される。
【０００９】通常の発光素子や受光素子は導電性基板を
使うのでチップ底面が電極になりリードに直付けする。
だからワイヤはもう一方の上面電極とリードを結ぶ１本
で済む。しかしＧａＮ系の青色ＬＥＤはサファイヤ基板
の上にＧａＮや、ＧａＩｎＮ層を積層する。サファイヤ
は絶縁体なので底面をカソードとすることができない。
そこでチップの上面にｎ側電極（カソード）とｐ側電極
（アノード）を作る。だからワイヤは２本必要になる。
アノードからカソードに電流を流すとＧａＮＬＥＤが青
色を出す。青色の一部はそのままＹＡＧ蛍光体を透過し
て外部に出射される。残りは蛍光体６に吸収されより波
長の長い黄色を出す。青色と黄色の光が重なって出る。
合成された光は白色である。つまりこれは、ＧａＮＬＥ
Ｄの青色と、これによって励起された蛍光とを重ね合わ
せて白色を出しているのである。
使うのでチップ底面が電極になりリードに直付けする。
だからワイヤはもう一方の上面電極とリードを結ぶ１本
で済む。しかしＧａＮ系の青色ＬＥＤはサファイヤ基板
の上にＧａＮや、ＧａＩｎＮ層を積層する。サファイヤ
は絶縁体なので底面をカソードとすることができない。
そこでチップの上面にｎ側電極（カソード）とｐ側電極
（アノード）を作る。だからワイヤは２本必要になる。
アノードからカソードに電流を流すとＧａＮＬＥＤが青
色を出す。青色の一部はそのままＹＡＧ蛍光体を透過し
て外部に出射される。残りは蛍光体６に吸収されより波
長の長い黄色を出す。青色と黄色の光が重なって出る。
合成された光は白色である。つまりこれは、ＧａＮＬＥ
Ｄの青色と、これによって励起された蛍光とを重ね合わ
せて白色を出しているのである。
【００１０】ＬＥＤの発光は電子のバンド間遷移による
積極的な発光である。蛍光体はその光を吸収し、内部の
電子が基底バンドから上のバンドへ励起されその電子が
発光中心と呼ばれる準位を介して基底バンドに落ちると
きに光を発する。当然この励起発光ではＬＥＤの光より
エネルギーが低い光が出る。適当な蛍光体でＬＥＤを囲
むと、ＬＥＤの固有の光とそれより長い波長の蛍光が出
るようになる。ＹＡＧ蛍光体は丁度黄色の光を出すか
ら、ＬＥＤの青色と合成され白色になるという。可視光
の中で青は波長が短くエネルギーが高い。青色発光素子
が存在するからこのような事が可能になる。
積極的な発光である。蛍光体はその光を吸収し、内部の
電子が基底バンドから上のバンドへ励起されその電子が
発光中心と呼ばれる準位を介して基底バンドに落ちると
きに光を発する。当然この励起発光ではＬＥＤの光より
エネルギーが低い光が出る。適当な蛍光体でＬＥＤを囲
むと、ＬＥＤの固有の光とそれより長い波長の蛍光が出
るようになる。ＹＡＧ蛍光体は丁度黄色の光を出すか
ら、ＬＥＤの青色と合成され白色になるという。可視光
の中で青は波長が短くエネルギーが高い。青色発光素子
が存在するからこのような事が可能になる。
【００１１】図２に、ＧａＮ／ＹＡＧ発光素子の発光ス
ペクトルを示す。横軸は波長、縦軸は発光強度（任意目
盛り）である。４６０ｎｍの鋭いピークがＧａＮ系ＬＥ
Ｄの光によるものである。５５０ｎｍあたりの幅広い山
はＹＡＧ蛍光体による蛍光である。肉眼は色を分離して
観察できないから白色発光のように見える。
ペクトルを示す。横軸は波長、縦軸は発光強度（任意目
盛り）である。４６０ｎｍの鋭いピークがＧａＮ系ＬＥ
Ｄの光によるものである。５５０ｎｍあたりの幅広い山
はＹＡＧ蛍光体による蛍光である。肉眼は色を分離して
観察できないから白色発光のように見える。
【００１２】しかしＧａＮ／ＹＡＧ発光素子にはいくつ
かの難点がある。ＧａＮ系ＬＥＤとは全く異質の物質で
あるＹＡＧ蛍光体を余分に必要とする。これが第１の難
点である。透明度の悪いＹＡＧ蛍光体をチップの上に充
たすからＬＥＤからの光の多くが吸収される。これに使
われる青色ＧａＮ系ＬＥＤだけだと、輝度１Ｃｄ以上、
外部量子効率が５％以上というような優れた特性であ
る。ところがＧａＮ／ＹＡＧは輝度が０．５Ｃｄ、外部
量子効率が３．５％程度しかない。輝度が落ちるのはＹ
ＡＧ蛍光体が光を吸収するからである。またＹＡＧ蛍光
体の光変換効率が１０％程度で低い。ために黄色が優勢
な暖色系の白色にするためには蛍光材層をより厚くしな
ければならない。するとさらに吸収が増えて輝度、効率
ともに下がる。
かの難点がある。ＧａＮ系ＬＥＤとは全く異質の物質で
あるＹＡＧ蛍光体を余分に必要とする。これが第１の難
点である。透明度の悪いＹＡＧ蛍光体をチップの上に充
たすからＬＥＤからの光の多くが吸収される。これに使
われる青色ＧａＮ系ＬＥＤだけだと、輝度１Ｃｄ以上、
外部量子効率が５％以上というような優れた特性であ
る。ところがＧａＮ／ＹＡＧは輝度が０．５Ｃｄ、外部
量子効率が３．５％程度しかない。輝度が落ちるのはＹ
ＡＧ蛍光体が光を吸収するからである。またＹＡＧ蛍光
体の光変換効率が１０％程度で低い。ために黄色が優勢
な暖色系の白色にするためには蛍光材層をより厚くしな
ければならない。するとさらに吸収が増えて輝度、効率
ともに下がる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＺｎＳｅ基板
とＺｎＳｅ系の青色発光素子とを組み合わせただけの簡
単な構造の白色ＬＥＤを提案する。ＺｎＳｅ基板の上に
ＺｎＣｄＳｅまたはＺｎＳｅ薄膜を成長させると青色Ｌ
ＥＤになる。本発明はこの構造を巧みに利用して白色の
ＬＥＤを作製する。ＺｎＳｅ基板とこれに格子整合する
ＺｎＳｅ系ＬＥＤを組み合わせただけのもので極めて単
純な構造である。蛍光体は不要で、ＺｎＳｅ基板が蛍光
体と同等な役割を果たすようになっている。同じ素材を
発光体と蛍光体の両方に利用している。本来青色発光ダ
イオードであるものを少しの工夫によって白色ＬＥＤに
したものである。ＺｎＳｅ系青色発光素子には必ず半導
体結晶基板が必要である。もともと必要な基板を蛍光体
の代わりに利用する。甚だ巧みな着想であると言わねば
ならない。
とＺｎＳｅ系の青色発光素子とを組み合わせただけの簡
単な構造の白色ＬＥＤを提案する。ＺｎＳｅ基板の上に
ＺｎＣｄＳｅまたはＺｎＳｅ薄膜を成長させると青色Ｌ
ＥＤになる。本発明はこの構造を巧みに利用して白色の
ＬＥＤを作製する。ＺｎＳｅ基板とこれに格子整合する
ＺｎＳｅ系ＬＥＤを組み合わせただけのもので極めて単
純な構造である。蛍光体は不要で、ＺｎＳｅ基板が蛍光
体と同等な役割を果たすようになっている。同じ素材を
発光体と蛍光体の両方に利用している。本来青色発光ダ
イオードであるものを少しの工夫によって白色ＬＥＤに
したものである。ＺｎＳｅ系青色発光素子には必ず半導
体結晶基板が必要である。もともと必要な基板を蛍光体
の代わりに利用する。甚だ巧みな着想であると言わねば
ならない。
【００１４】ＺｎＳｅ基板に、沃素（Ｉ）、アルミニウ
ム（Ａｌ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ガリウム
（Ｇａ）または、インジウム（Ｉｎ）をドープするとｎ
型になる。しかもこれらは発光中心を生ぜしめる。５１
０ｎｍより短い波長の光を当てることによって、５５０
ｎｍ〜６５０ｎｍの広い範囲にわたる自己励起光（self
-activated：ＳＡ発光）が発生する。それでこの発光中
心のことをＳＡ発光中心と呼ぶ。ＳＡ発光の中心波長、
発光スペクトルの半値幅は、ドーパント（Ｉ、Ａｌ、Ｃ
ｌ、Ｂｒ、Ｇａ、Ｉｎ）の種類、ドーピング量によって
調整することができる。ＳＡ発光が黄色から赤に広く分
布するからこれとＺｎＳｅＬＥＤの青色を加えたものが
出る。肉眼ではこれを合成するから白色光に見えるので
ある。
ム（Ａｌ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ガリウム
（Ｇａ）または、インジウム（Ｉｎ）をドープするとｎ
型になる。しかもこれらは発光中心を生ぜしめる。５１
０ｎｍより短い波長の光を当てることによって、５５０
ｎｍ〜６５０ｎｍの広い範囲にわたる自己励起光（self
-activated：ＳＡ発光）が発生する。それでこの発光中
心のことをＳＡ発光中心と呼ぶ。ＳＡ発光の中心波長、
発光スペクトルの半値幅は、ドーパント（Ｉ、Ａｌ、Ｃ
ｌ、Ｂｒ、Ｇａ、Ｉｎ）の種類、ドーピング量によって
調整することができる。ＳＡ発光が黄色から赤に広く分
布するからこれとＺｎＳｅＬＥＤの青色を加えたものが
出る。肉眼ではこれを合成するから白色光に見えるので
ある。
【００１５】つまり本発明の素子は二つの部分からな
り、 （１）ＺｎＳｅ系ＬＥＤ…バンド間遷移による青色発光
（４６０〜５１０ｎｍ） （２）ＺｎＳｅ基板…黄色〜赤色の自己励起光（ＳＡ：
５５０〜６５０ｎｍ） を組み合わせたものである。この素子の優れた点はその
単純さにある。およそ発光素子は活性層を基板の上に形
成するものであって、基板は必ず存在する。通常の素子
では基板は単に活性層を保持し、電流を流すだけのもの
であって消極的なものである。しかし本発明では基板自
体を発光層として巧妙に利用する。であるから本発明の
白色ＬＥＤは、ＺｎＳｅ青色ＬＥＤにおいてＺｎＳｅ基
板にＳＡ発光中心を生ぜしめるドーパントを添加しただ
けであり工程が一つ増えるだけである。別異の材料を付
加するのではない。
り、 （１）ＺｎＳｅ系ＬＥＤ…バンド間遷移による青色発光
（４６０〜５１０ｎｍ） （２）ＺｎＳｅ基板…黄色〜赤色の自己励起光（ＳＡ：
５５０〜６５０ｎｍ） を組み合わせたものである。この素子の優れた点はその
単純さにある。およそ発光素子は活性層を基板の上に形
成するものであって、基板は必ず存在する。通常の素子
では基板は単に活性層を保持し、電流を流すだけのもの
であって消極的なものである。しかし本発明では基板自
体を発光層として巧妙に利用する。であるから本発明の
白色ＬＥＤは、ＺｎＳｅ青色ＬＥＤにおいてＺｎＳｅ基
板にＳＡ発光中心を生ぜしめるドーパントを添加しただ
けであり工程が一つ増えるだけである。別異の材料を付
加するのではない。
【００１６】白色といっても様々のものがある。青色が
優勢であると寒色の白になるし、赤色が優勢であると暖
色に傾く。ＺｎＳｅ基板が厚いとＬＥＤの青色が吸収さ
れて減少しＳＡ発光の黄色が勝ってくる。ＺｎＳｅ基板
が薄いとＬＥＤの青が優越し、ＳＡ発光が弱くなる。Ｚ
ｎＳｅ基板の厚みを変化させることによって、ＳＡ発光
の強度を調整することができる。つまり基板厚みにより
ＬＥＤからの青色発光に対しＳＡ発光の比率を変える事
ができる。しかし基板厚みには他の条件から制限が課さ
れる。１０μｍ以下とすると後工程において破損の割合
が増える。歩留まりも下がりコスト高になる。反対に基
板厚みを２ｍｍ以上にすると、ＬＥＤのサイズが大きく
なり過ぎる。また黄色光の割合が過度に増え白色でなく
なる。だから基板厚みは１０μｍ〜２ｍｍの程度であ
る。
優勢であると寒色の白になるし、赤色が優勢であると暖
色に傾く。ＺｎＳｅ基板が厚いとＬＥＤの青色が吸収さ
れて減少しＳＡ発光の黄色が勝ってくる。ＺｎＳｅ基板
が薄いとＬＥＤの青が優越し、ＳＡ発光が弱くなる。Ｚ
ｎＳｅ基板の厚みを変化させることによって、ＳＡ発光
の強度を調整することができる。つまり基板厚みにより
ＬＥＤからの青色発光に対しＳＡ発光の比率を変える事
ができる。しかし基板厚みには他の条件から制限が課さ
れる。１０μｍ以下とすると後工程において破損の割合
が増える。歩留まりも下がりコスト高になる。反対に基
板厚みを２ｍｍ以上にすると、ＬＥＤのサイズが大きく
なり過ぎる。また黄色光の割合が過度に増え白色でなく
なる。だから基板厚みは１０μｍ〜２ｍｍの程度であ
る。
【００１７】先述のようにドーパント種類、濃度を調整
してＳＡ発光の中心波長を変えることができる。基板厚
みでＳＡ光の割合を変えることができる。だから、ドー
パント種類、濃度、基板厚みの３つのパラメータを自在
に調整することによって、暖色系から寒色系の白色まで
任意の白色を得ることができる。
してＳＡ発光の中心波長を変えることができる。基板厚
みでＳＡ光の割合を変えることができる。だから、ドー
パント種類、濃度、基板厚みの３つのパラメータを自在
に調整することによって、暖色系から寒色系の白色まで
任意の白色を得ることができる。
【００１８】幾何学的な配置についてはいくつかの選択
肢がある。基板を下に薄膜を上にするというような従来
のＬＥＤと同じ配置（正立）も可能である。反対に薄膜
を下に基板を上にする倒立の配置も可能である。また青
色だけが外部に放出されるのを防ぐような構造をとるこ
とも可能である。
肢がある。基板を下に薄膜を上にするというような従来
のＬＥＤと同じ配置（正立）も可能である。反対に薄膜
を下に基板を上にする倒立の配置も可能である。また青
色だけが外部に放出されるのを防ぐような構造をとるこ
とも可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】（１）正立のＺｎＳｅ白色ＬＥＤ 図３に本発明にかかる白色ＬＥＤの構造の一例を示す。
図３（ａ）は縦断面図、（ｂ）はチップだけの断面図を
示す。透明モールド１１の内部に、リード１２、１３と
ＬＥＤチップ１５が埋め込まれている。そのような構造
は従来のＬＥＤに合わせてある。透明モールドは最も安
価なＬＥＤのパッケージである。もちろん金属缶タイプ
のパッケージに収容することもできる。パッケージやリ
ードは目的によって自在に選択できる。Γ型リード１２
の頂部１４には窪みがなく、平坦面になっている。平坦
面１４の上に、ＺｎＳｅＬＥＤ１５が正立固定される。
このＬＥＤ１５はＳＡ発光中心となるドーパントを有す
るＺｎＳｅ基板１６とその上にエピタキシャル成長した
発光構造（薄膜）１７よりなる。
図３（ａ）は縦断面図、（ｂ）はチップだけの断面図を
示す。透明モールド１１の内部に、リード１２、１３と
ＬＥＤチップ１５が埋め込まれている。そのような構造
は従来のＬＥＤに合わせてある。透明モールドは最も安
価なＬＥＤのパッケージである。もちろん金属缶タイプ
のパッケージに収容することもできる。パッケージやリ
ードは目的によって自在に選択できる。Γ型リード１２
の頂部１４には窪みがなく、平坦面になっている。平坦
面１４の上に、ＺｎＳｅＬＥＤ１５が正立固定される。
このＬＥＤ１５はＳＡ発光中心となるドーパントを有す
るＺｎＳｅ基板１６とその上にエピタキシャル成長した
発光構造（薄膜）１７よりなる。
【００２０】発光構造１７はＺｎＳｅ、ＺｎＣｄＳｅな
どの薄膜でありｐｎ接合を含む。エピタキシャル発光構
造１７はＺｎＳｅを主体とする薄膜の積層体でありｐｎ
接合をもつ頂部にはリング状あるいは小面積のｐ電極が
ある。これがワイヤ１８によってリード１３に接続され
る。基板側のｎ電極が直接にリード１２に接続される。
ワイヤは１本で済む。リード１２がカソードに、リード
１３がアノードになる。ｐｎ接合に電流を流すことによ
ってバンドギャップ遷移がおこり４６０ｎｍ〜５１０ｎ
ｍの光Ｅを出す。一部は下側に進み基板に入る。ここで
ＺｎＳｅドーパントによるＳＡ発光を促す。基板中での
ＳＡ発光Ｆが底面に反射し或いは直接に薄膜１７を越え
て外部に出て行く、ＬＥＤ光Ｅと、ＳＡ光Ｆの混合した
光が外部に出て行きこれは白色に見える。これはリード
面１４に基板１６をボンドする正立構造である。通常の
ＬＥＤは皆そうである。しかしこれではＬＥＤ光Ｅが必
ず５０％を越える割合になりＳＡ発光が弱くなる。
どの薄膜でありｐｎ接合を含む。エピタキシャル発光構
造１７はＺｎＳｅを主体とする薄膜の積層体でありｐｎ
接合をもつ頂部にはリング状あるいは小面積のｐ電極が
ある。これがワイヤ１８によってリード１３に接続され
る。基板側のｎ電極が直接にリード１２に接続される。
ワイヤは１本で済む。リード１２がカソードに、リード
１３がアノードになる。ｐｎ接合に電流を流すことによ
ってバンドギャップ遷移がおこり４６０ｎｍ〜５１０ｎ
ｍの光Ｅを出す。一部は下側に進み基板に入る。ここで
ＺｎＳｅドーパントによるＳＡ発光を促す。基板中での
ＳＡ発光Ｆが底面に反射し或いは直接に薄膜１７を越え
て外部に出て行く、ＬＥＤ光Ｅと、ＳＡ光Ｆの混合した
光が外部に出て行きこれは白色に見える。これはリード
面１４に基板１６をボンドする正立構造である。通常の
ＬＥＤは皆そうである。しかしこれではＬＥＤ光Ｅが必
ず５０％を越える割合になりＳＡ発光が弱くなる。
【００２１】（２）倒立のＺｎＳｅ白色ＬＥＤ 図４に本発明にかかる倒立の白色ＬＥＤの構造の一例を
示す。図４（ａ）は縦断面図、図４（ｂ）はチップだけ
の断面図を示す。透明モールド２１の内部に、リード２
２、２３とＬＥＤチップ２５が埋め込まれている。その
ような構造は従来のＬＥＤに合わせてある。Γ型リード
２２の頂部２４には窪みがない。平坦面である。リード
頂部２４の上にＺｎＳｅＬＥＤ２５が固定される。ＬＥ
Ｄ２５はＳＡ発光中心となるドーパントを有するＺｎＳ
ｅ基板２６とその上にエピタキシャル成長した発光構造
（ＺｎＳｅ系薄膜）２７よりなる。エピタキシャル発光
構造（薄膜）２７はＺｎＳｅ、ＺｎＣｄＳｅなどの薄膜
でありｐｎ接合を含む。このＬＥＤは反対向けにしてリ
ード面２４に固定する。薄膜面にはｐ電極があり、これ
が直接にリード面２４に接合される。ＺｎＳｅ基板側に
はリング状あるいは小面積のｎ電極がある。ｎ電極がワ
イヤ２８によってリード２３に接続される。やはりワイ
ヤは１本で済む。この場合リード２３がカソード、リー
ド２２がアノードになる。
示す。図４（ａ）は縦断面図、図４（ｂ）はチップだけ
の断面図を示す。透明モールド２１の内部に、リード２
２、２３とＬＥＤチップ２５が埋め込まれている。その
ような構造は従来のＬＥＤに合わせてある。Γ型リード
２２の頂部２４には窪みがない。平坦面である。リード
頂部２４の上にＺｎＳｅＬＥＤ２５が固定される。ＬＥ
Ｄ２５はＳＡ発光中心となるドーパントを有するＺｎＳ
ｅ基板２６とその上にエピタキシャル成長した発光構造
（ＺｎＳｅ系薄膜）２７よりなる。エピタキシャル発光
構造（薄膜）２７はＺｎＳｅ、ＺｎＣｄＳｅなどの薄膜
でありｐｎ接合を含む。このＬＥＤは反対向けにしてリ
ード面２４に固定する。薄膜面にはｐ電極があり、これ
が直接にリード面２４に接合される。ＺｎＳｅ基板側に
はリング状あるいは小面積のｎ電極がある。ｎ電極がワ
イヤ２８によってリード２３に接続される。やはりワイ
ヤは１本で済む。この場合リード２３がカソード、リー
ド２２がアノードになる。
【００２２】リード２２から２３に電流を流すことによ
ってバンドギャップ遷移がおこりエピタキシャル薄膜２
７が４６０ｎｍ〜５１０ｎｍの光Ｅを出す。全部が上方
に進み基板に入る。透過光は外部に青色の光として出て
行く。一部の光は吸収されてＺｎＳｅドーパントによる
ＳＡ発光を促す。基板中でのＳＡ発光Ｆも上方に向か
う。ＬＥＤ発光ＥもＳＡ発光Ｆもともに上方へ向かう。
二つの異種の光が混合して白色になる。この構造である
と基板厚みに比例してＳＡ光が増加する。ＳＡ光を５０
％以上にすることも容易である。白色光の色調を制御し
やすい。ただし通常のＬＥＤとアノード、カソードピン
が反対になるので注意が必要であろう。
ってバンドギャップ遷移がおこりエピタキシャル薄膜２
７が４６０ｎｍ〜５１０ｎｍの光Ｅを出す。全部が上方
に進み基板に入る。透過光は外部に青色の光として出て
行く。一部の光は吸収されてＺｎＳｅドーパントによる
ＳＡ発光を促す。基板中でのＳＡ発光Ｆも上方に向か
う。ＬＥＤ発光ＥもＳＡ発光Ｆもともに上方へ向かう。
二つの異種の光が混合して白色になる。この構造である
と基板厚みに比例してＳＡ光が増加する。ＳＡ光を５０
％以上にすることも容易である。白色光の色調を制御し
やすい。ただし通常のＬＥＤとアノード、カソードピン
が反対になるので注意が必要であろう。
【００２３】（３）倒立遮蔽型のＺｎＳｅ白色ＬＥＤ 図４のものは薄膜２７から基板面に平行に出た青色光、
青緑色光は、基板を通らないからＳＡ光と混合できず、
青色だけになってしまう。これを避けるためにはリード
形状を工夫すれば良い。図５に本発明にかかる倒立遮蔽
型白色ＬＥＤの構造の一例を示す。図５（ａ）は縦断面
図、図５（ｂ）はチップだけの断面図を示す。透明モー
ルド３１の内部に、リード３２、３３とＬＥＤチップ３
５が埋め込まれている。そのような構造は従来のＬＥＤ
に合わせてある。Γ型リード３２の頂部３４には深い窪
み３９が形成されている。リード頂部３４の深い窪み３
９の底にＺｎＳｅＬＥＤ３５が固定される。ＬＥＤ３５
からみた上方開口部の面積は狭く光が側方には出ないよ
うになっている。
青緑色光は、基板を通らないからＳＡ光と混合できず、
青色だけになってしまう。これを避けるためにはリード
形状を工夫すれば良い。図５に本発明にかかる倒立遮蔽
型白色ＬＥＤの構造の一例を示す。図５（ａ）は縦断面
図、図５（ｂ）はチップだけの断面図を示す。透明モー
ルド３１の内部に、リード３２、３３とＬＥＤチップ３
５が埋め込まれている。そのような構造は従来のＬＥＤ
に合わせてある。Γ型リード３２の頂部３４には深い窪
み３９が形成されている。リード頂部３４の深い窪み３
９の底にＺｎＳｅＬＥＤ３５が固定される。ＬＥＤ３５
からみた上方開口部の面積は狭く光が側方には出ないよ
うになっている。
【００２４】ＬＥＤ３５はＳＡ発光中心となるドーパン
トを有するＺｎＳｅ基板３６とその上にエピタキシャル
成長した発光構造（ＺｎＳｅ系薄膜）３７よりなる。エ
ピタキシャル発光構造（薄膜）３７はＺｎＳｅ、ＺｎＣ
ｄＳｅなどの薄膜でありｐｎ接合を含む。このＬＥＤは
反対向けにして窪み３９の底３４に固定する。薄膜３７
の面にはｐ電極があり、これが直接にリード３２の窪み
底面に接合される。ＺｎＳｅ基板側にはリング状あるい
は小面積のｎ電極がある。ｎ電極がワイヤ３８によって
リード３３に接続される。やはりワイヤは１本で済む。
この場合もリード３３がカソード、リード３２がアノー
ドになる。窪みの上面にはリング上の反射板４０が接合
される。
トを有するＺｎＳｅ基板３６とその上にエピタキシャル
成長した発光構造（ＺｎＳｅ系薄膜）３７よりなる。エ
ピタキシャル発光構造（薄膜）３７はＺｎＳｅ、ＺｎＣ
ｄＳｅなどの薄膜でありｐｎ接合を含む。このＬＥＤは
反対向けにして窪み３９の底３４に固定する。薄膜３７
の面にはｐ電極があり、これが直接にリード３２の窪み
底面に接合される。ＺｎＳｅ基板側にはリング状あるい
は小面積のｎ電極がある。ｎ電極がワイヤ３８によって
リード３３に接続される。やはりワイヤは１本で済む。
この場合もリード３３がカソード、リード３２がアノー
ドになる。窪みの上面にはリング上の反射板４０が接合
される。
【００２５】電流を流すことによってエピタキシャル薄
膜３７が４６０ｎｍ〜５１０ｎｍの光Ｅを出す。全部が
上方に進み基板に入る。透過光は外部に青色の光として
出て行く。一部の光は吸収されてＺｎＳｅドーパントに
よるＳＡ発光を引き起こす。基板中でのＳＡ発光Ｆ（５
５０ｎｍ〜６５０ｎｍ）も上方に向かう。ＬＥＤ発光Ｅ
もＳＡ発光Ｆもともに上方へ向かう。両者相まって白色
を呈する。面に対して斜めに出た光は全て窪み壁面に遮
られる。面に垂直に出た光のみが上方に向かい窪みから
外部にでて行く事ができる。これは指向性のあるＬＥＤ
になる。
膜３７が４６０ｎｍ〜５１０ｎｍの光Ｅを出す。全部が
上方に進み基板に入る。透過光は外部に青色の光として
出て行く。一部の光は吸収されてＺｎＳｅドーパントに
よるＳＡ発光を引き起こす。基板中でのＳＡ発光Ｆ（５
５０ｎｍ〜６５０ｎｍ）も上方に向かう。ＬＥＤ発光Ｅ
もＳＡ発光Ｆもともに上方へ向かう。両者相まって白色
を呈する。面に対して斜めに出た光は全て窪み壁面に遮
られる。面に垂直に出た光のみが上方に向かい窪みから
外部にでて行く事ができる。これは指向性のあるＬＥＤ
になる。
【００２６】（４）倒立基板遮蔽型のＺｎＳｅ白色ＬＥ
Ｄ 図５のものは側方へ出射される光がないので、必ず白色
光になる。それはいいのであるが、指向性が強すぎると
いう欠点がある。指向性の少ないＬＥＤが要求されるこ
ともあろう。それに図５のものはリードの形状が複雑で
ＬＥＤチップに実装が難しいという難点もある。指向性
が少なくしかも青色、青緑色の漏れがないようなＬＥＤ
を図６によって説明する。これはＺｎＳｅ基板自体に凹
形状を与えて発光構造部を基板に埋め込んだものであ
る。
Ｄ 図５のものは側方へ出射される光がないので、必ず白色
光になる。それはいいのであるが、指向性が強すぎると
いう欠点がある。指向性の少ないＬＥＤが要求されるこ
ともあろう。それに図５のものはリードの形状が複雑で
ＬＥＤチップに実装が難しいという難点もある。指向性
が少なくしかも青色、青緑色の漏れがないようなＬＥＤ
を図６によって説明する。これはＺｎＳｅ基板自体に凹
形状を与えて発光構造部を基板に埋め込んだものであ
る。
【００２７】図６（ａ）は縦断面図、図６（ｂ）はチッ
プだけの断面図を示す。透明モールド４１の内部に、リ
ード４２、４３とＬＥＤチップ４５が埋め込まれてい
る。Γ型リード４２の頂部４４には特異な形状のＬＥＤ
チップ４５が反対向きに接着される。ＬＥＤ４５の中央
は深い窪み４９になっており、ここにＺｎＳｅ系エピタ
キシャル発光構造４７が形成される。つまりエピタキシ
ャル薄膜４７が基板によって囲まれる形状になってい
る。エピタキシャル薄膜４７から出る光は全て基板４６
を通過しなければならない。
プだけの断面図を示す。透明モールド４１の内部に、リ
ード４２、４３とＬＥＤチップ４５が埋め込まれてい
る。Γ型リード４２の頂部４４には特異な形状のＬＥＤ
チップ４５が反対向きに接着される。ＬＥＤ４５の中央
は深い窪み４９になっており、ここにＺｎＳｅ系エピタ
キシャル発光構造４７が形成される。つまりエピタキシ
ャル薄膜４７が基板によって囲まれる形状になってい
る。エピタキシャル薄膜４７から出る光は全て基板４６
を通過しなければならない。
【００２８】基板の周辺部には絶縁層５０とＺｎＳｅ層
５１がある。ＺｎＳｅ層５１によってＬＥＤ４５がリー
ド面４４に接着される。しかし絶縁層５０のために、リ
ード面４４から素子へは電流は流れない。リード面４４
の中央部には隆起５２がある。隆起５２がエピタキシャ
ル発光層のｐ電極に接触固定される。ｐ電極とリード４
２はこれによって電気的に接続される。ＺｎＳｅ基板４
６の底面側が上になっている。底面にはリング上或いは
小面積のｎ電極がありｎ電極はワイヤ４８によってリー
ド４３に接続される。リード４２がアノード、リード４
３がカソードとなる。
５１がある。ＺｎＳｅ層５１によってＬＥＤ４５がリー
ド面４４に接着される。しかし絶縁層５０のために、リ
ード面４４から素子へは電流は流れない。リード面４４
の中央部には隆起５２がある。隆起５２がエピタキシャ
ル発光層のｐ電極に接触固定される。ｐ電極とリード４
２はこれによって電気的に接続される。ＺｎＳｅ基板４
６の底面側が上になっている。底面にはリング上或いは
小面積のｎ電極がありｎ電極はワイヤ４８によってリー
ド４３に接続される。リード４２がアノード、リード４
３がカソードとなる。
【００２９】電流を流すことによってエピタキシャル薄
膜４７が４６０ｎｍ〜５１０ｎｍの光Ｅを出す。上方に
進むものも側方に進む光も全て周辺の基板４６に入る。
透過光は外部に青色の光として出て行く。一部の光は基
板４６に吸収されてＺｎＳｅドーパントによるＳＡ発光
を引き起こす。ＬＥＤ発光ＥもＳＡ発光Ｆもともに上方
及び側方へ向かう。両者相まって白色を呈する。基板面
に対して垂直方向だけでなく斜めや側方に出た光もすべ
て白色光となる。指向性がないＬＥＤになる。用途は一
段と広い。
膜４７が４６０ｎｍ〜５１０ｎｍの光Ｅを出す。上方に
進むものも側方に進む光も全て周辺の基板４６に入る。
透過光は外部に青色の光として出て行く。一部の光は基
板４６に吸収されてＺｎＳｅドーパントによるＳＡ発光
を引き起こす。ＬＥＤ発光ＥもＳＡ発光Ｆもともに上方
及び側方へ向かう。両者相まって白色を呈する。基板面
に対して垂直方向だけでなく斜めや側方に出た光もすべ
て白色光となる。指向性がないＬＥＤになる。用途は一
段と広い。
【００３０】
【実施例】［実施例１（沃素輸送法ＺｎＳｅ基板、多重
量子井戸活性層、正立）］ＺｎＳｅ単結晶はチョコラル
スキー法やブリッジマン法では成長させることができな
い。ここでは沃素によってＺｎＳｅを輸送する方法、化
学的輸送法（ＣＶＴ法：Chemical Vapor Transport）に
よってＺｎＳｅ（１００）基板を作製した。図１３に沃
素輸送法による結晶成長装置の概略を示す。成長室８６
の底部にＺｎＳｅ多結晶原料８７を置く。上部に単結晶
であるＺｎＳｅ種結晶８８を固定する。空間には沃素を
充たす。底部をより高温Ｔ１に加熱し、上部種結晶８８
をより低温Ｔ２に保つ。下部では２ＺｎＳｅ＋２Ｉ２→
２ＺｎＩ２＋Ｓｅ２の反応がおこる。沃化亜鉛ＺｎＩ２
は気体なので上昇する。Ｓｅ２も上昇する。種結晶は低
温であるからここで反対向きの反応が起こる。２ＺｎＩ
２＋Ｓｅ２→２ＺｎＳｅ＋２Ｉ２となる。このＺｎＳｅ
が種結晶の上に方位を揃えて堆積してゆく。沃素はこの
ように亜鉛を運ぶ作用をする。だから沃素輸送法ともい
う。成長温度Ｔ ２は約８５０℃である。
量子井戸活性層、正立）］ＺｎＳｅ単結晶はチョコラル
スキー法やブリッジマン法では成長させることができな
い。ここでは沃素によってＺｎＳｅを輸送する方法、化
学的輸送法（ＣＶＴ法：Chemical Vapor Transport）に
よってＺｎＳｅ（１００）基板を作製した。図１３に沃
素輸送法による結晶成長装置の概略を示す。成長室８６
の底部にＺｎＳｅ多結晶原料８７を置く。上部に単結晶
であるＺｎＳｅ種結晶８８を固定する。空間には沃素を
充たす。底部をより高温Ｔ１に加熱し、上部種結晶８８
をより低温Ｔ２に保つ。下部では２ＺｎＳｅ＋２Ｉ２→
２ＺｎＩ２＋Ｓｅ２の反応がおこる。沃化亜鉛ＺｎＩ２
は気体なので上昇する。Ｓｅ２も上昇する。種結晶は低
温であるからここで反対向きの反応が起こる。２ＺｎＩ
２＋Ｓｅ２→２ＺｎＳｅ＋２Ｉ２となる。このＺｎＳｅ
が種結晶の上に方位を揃えて堆積してゆく。沃素はこの
ように亜鉛を運ぶ作用をする。だから沃素輸送法ともい
う。成長温度Ｔ ２は約８５０℃である。
【００３１】こうしてできたＺｎＳｅ単結晶を図１４の
ような装置で熱処理した。熱処理室９０にＺｎＳｅ単結
晶８９を入れて亜鉛蒸気雰囲気で約１０００℃に加熱し
て熱処理した。熱処理の時間は約５０時間である。その
後６０℃／分の割合で冷却した。化学輸送法や熱処理の
方法は公知である。
ような装置で熱処理した。熱処理室９０にＺｎＳｅ単結
晶８９を入れて亜鉛蒸気雰囲気で約１０００℃に加熱し
て熱処理した。熱処理の時間は約５０時間である。その
後６０℃／分の割合で冷却した。化学輸送法や熱処理の
方法は公知である。
【００３２】ことさらドーパントを入れていないが、輸
送材である沃素（Ｉ２）が結晶中にドーピングされてお
り熱処理によってｎ型の半導体になった。電子濃度は５
×１０１７ｃｍ−３〜１×１０１８ｃｍ−３の程度であ
る。基板厚みは４００μｍとした。
送材である沃素（Ｉ２）が結晶中にドーピングされてお
り熱処理によってｎ型の半導体になった。電子濃度は５
×１０１７ｃｍ−３〜１×１０１８ｃｍ−３の程度であ
る。基板厚みは４００μｍとした。
【００３３】次に分子線エピタキシャル成長法によっ
て、ＺｎＳｅ基板上に、エピタキシャル発光構造を作製
した。図１５によって分子線エピタキシャル成長装置を
説明する。分子線成長室９２は超高真空に引く事のでき
るチャンバである。内部には液体窒素シュラウド９３が
設けられる。ここには真空排気装置は図示していない
が、２段階の真空ポンプを使って１０−８Ｐａの超高真
空に引く。中央部には基板ホルダ−９４があってここに
ＺｎＳｅウエハ−９５が取り付けられる。ウエハ−９５
に向かって円錐の底面の位置に複数の分子線セル９６、
９７、９８が設けられる。ＺｎＣｌ２分子線セル９６、
Ｓｅ分子線セル９７、Ｚｎ分子線セル９８がここには図
示される。
て、ＺｎＳｅ基板上に、エピタキシャル発光構造を作製
した。図１５によって分子線エピタキシャル成長装置を
説明する。分子線成長室９２は超高真空に引く事のでき
るチャンバである。内部には液体窒素シュラウド９３が
設けられる。ここには真空排気装置は図示していない
が、２段階の真空ポンプを使って１０−８Ｐａの超高真
空に引く。中央部には基板ホルダ−９４があってここに
ＺｎＳｅウエハ−９５が取り付けられる。ウエハ−９５
に向かって円錐の底面の位置に複数の分子線セル９６、
９７、９８が設けられる。ＺｎＣｌ２分子線セル９６、
Ｓｅ分子線セル９７、Ｚｎ分子線セル９８がここには図
示される。
【００３４】それ以外にＣｄ、Ｍｇ、Ｓ（ＺｎＳ）、Ｔ
ｅなどの分子線セルが備えられる。ＺｎＣｌ２はドーパ
ントである塩素Ｃｌを薄膜にドーピングするために設け
られる。それぞれＰＢＮのるつぼと、これを囲むヒ−
タ、支持材、熱電対、シャッターなどをもっている。ヒ
−タによって固体原料を加熱し気化する。これら材料は
分子線として基板９５にむかって飛ぶ。窒素については
ラジカルセル９９を用いている。窒素分子は初めから気
体であるがそのままでは反応しないから窒素原子または
分子のラジカルとする。窒素もドーパントとして必要で
ある。成長温度は２７５℃〜３２５℃である。６族／２
族の比は１〜５である。成長速度は０．４〜０．７μｍ
／Ｈである。
ｅなどの分子線セルが備えられる。ＺｎＣｌ２はドーパ
ントである塩素Ｃｌを薄膜にドーピングするために設け
られる。それぞれＰＢＮのるつぼと、これを囲むヒ−
タ、支持材、熱電対、シャッターなどをもっている。ヒ
−タによって固体原料を加熱し気化する。これら材料は
分子線として基板９５にむかって飛ぶ。窒素については
ラジカルセル９９を用いている。窒素分子は初めから気
体であるがそのままでは反応しないから窒素原子または
分子のラジカルとする。窒素もドーパントとして必要で
ある。成長温度は２７５℃〜３２５℃である。６族／２
族の比は１〜５である。成長速度は０．４〜０．７μｍ
／Ｈである。
【００３５】図７にエピタキシャル成長層６０の構造を
示す。ｎ型ＺｎＳｅ基板６２の上にｎ型ＺｎＳｅバッフ
ァ層６３、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層６４、ＺｎＳ
ｅ／ＺｎＣｄＳｅ／多重量子井戸活性層６５、ｐ型Ｚｎ
ＭｇＳＳｅクラッド層６６、ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ超
格子コンタクト層６７が設けられる。より具体的に組成
を示す
示す。ｎ型ＺｎＳｅ基板６２の上にｎ型ＺｎＳｅバッフ
ァ層６３、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層６４、ＺｎＳ
ｅ／ＺｎＣｄＳｅ／多重量子井戸活性層６５、ｐ型Ｚｎ
ＭｇＳＳｅクラッド層６６、ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ超
格子コンタクト層６７が設けられる。より具体的に組成
を示す
【００３６】（１）ｎ型ＺｎＳｅ基板 ６２ （２）ｎ型ＺｎＳｅバッファ層６３ （３）ｎ型Ｚｎ０．８５Ｍｇ０．１５Ｓ０．１０Ｓｅ
０．９０クラッド層６４ （４）１０ｎｍのＺｎＳｅ層と、５ｎｍのＺｎ０．８８
Ｃｄ０．１２Ｓｅ層を交互に５重に積み重ねた多重量子
井戸活性層６５ （５）ｐ型Ｚｎ０．８５Ｍｇ０．１５Ｓ０．１０Ｓｅ
０．９０クラッド層６６ （６）ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ積層超格子コンタクト層
６７
０．９０クラッド層６４ （４）１０ｎｍのＺｎＳｅ層と、５ｎｍのＺｎ０．８８
Ｃｄ０．１２Ｓｅ層を交互に５重に積み重ねた多重量子
井戸活性層６５ （５）ｐ型Ｚｎ０．８５Ｍｇ０．１５Ｓ０．１０Ｓｅ
０．９０クラッド層６６ （６）ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ積層超格子コンタクト層
６７
【００３７】活性層としてＺｎＳｅ薄膜を単独に使うと
バンドギャップに対応する４６０ｎｍの発光が得られ
る。Ｃｄを含む混晶ＺｎＣｄＳｅはバンドギャップがよ
り狭くなるので４６０ｎｍより長い波長の光を出すこと
ができる。ＺｎＳｅとＺｎＣｄＳｅは格子定数が異なり
そのままでは格子不整合になるから、ここでは超格子構
造の活性層にしている。この例ではＣｄの比率が０．１
２であって、４９０ｎｍの光を放射する。活性層が格子
緩和を起こさない範囲であれば、活性層の構造はこれ以
外であっても良い。Ｃｄを増やすとより長い波長の光を
出すようにすることができる。クラッド層は活性層より
バンドギャップが広い。これはキャリヤ閉じ込めのため
である。クラッド層の組成は、ＺｎＳｅ基板と格子定数
が近似し格子整合するという条件によって規定される。
エピタキシャル層では、ｐ型ドーパントとして窒素
（Ｎ）を、ｎ型ドーパントには塩素（Ｃｌ）を用いてい
る。
バンドギャップに対応する４６０ｎｍの発光が得られ
る。Ｃｄを含む混晶ＺｎＣｄＳｅはバンドギャップがよ
り狭くなるので４６０ｎｍより長い波長の光を出すこと
ができる。ＺｎＳｅとＺｎＣｄＳｅは格子定数が異なり
そのままでは格子不整合になるから、ここでは超格子構
造の活性層にしている。この例ではＣｄの比率が０．１
２であって、４９０ｎｍの光を放射する。活性層が格子
緩和を起こさない範囲であれば、活性層の構造はこれ以
外であっても良い。Ｃｄを増やすとより長い波長の光を
出すようにすることができる。クラッド層は活性層より
バンドギャップが広い。これはキャリヤ閉じ込めのため
である。クラッド層の組成は、ＺｎＳｅ基板と格子定数
が近似し格子整合するという条件によって規定される。
エピタキシャル層では、ｐ型ドーパントとして窒素
（Ｎ）を、ｎ型ドーパントには塩素（Ｃｌ）を用いてい
る。
【００３８】このエピタキシャルウエハ−のｐ型コンタ
クト層の上にＰｄ／Ａｕからなるｐ側電極を形成した。
裏面のｎ型ＺｎＳｅには、Ｉｎのｎ側電極を形成した。
ｎ側電極にはＴｉ／Ａｕを用いることもできる。パター
ン電極の形成にはフォトリソグラフィを用いる。電極形
成後のエピタキシャルウエハ−を３００μｍ×３００μ
ｍ角のサイズに切り出し、図３のようにリード１２のス
テム１４に固定した。ｎ側電極を下に、ｐ側電極を上に
した。つまりＺｎＳｅ基板１６がステム１４に接触す
る。ｐ側電極をワイヤによって他のリード１３に取り付
けた。これらを透明樹脂によってモールドした。
クト層の上にＰｄ／Ａｕからなるｐ側電極を形成した。
裏面のｎ型ＺｎＳｅには、Ｉｎのｎ側電極を形成した。
ｎ側電極にはＴｉ／Ａｕを用いることもできる。パター
ン電極の形成にはフォトリソグラフィを用いる。電極形
成後のエピタキシャルウエハ−を３００μｍ×３００μ
ｍ角のサイズに切り出し、図３のようにリード１２のス
テム１４に固定した。ｎ側電極を下に、ｐ側電極を上に
した。つまりＺｎＳｅ基板１６がステム１４に接触す
る。ｐ側電極をワイヤによって他のリード１３に取り付
けた。これらを透明樹脂によってモールドした。
【００３９】このＬＥＤを定電流モードで測定した。高
輝度の白色光が放射された。２０ｍＡの駆動電流に対し
て輝度は１．５Ｃｄであった。図８にこのＬＥＤの発光
スペクトルを示す。設計通り４９０ｎｍに鋭いピークを
もつエピタキシャル発光層からのＬＥＤ発光と、６１０
ｎｍに鈍いピークをもつブロードなＺｎＳｅ基板からの
ＳＡ発光が組合わさっている。合成された光は白色であ
る。黄色が少し勝った白色であった。
輝度の白色光が放射された。２０ｍＡの駆動電流に対し
て輝度は１．５Ｃｄであった。図８にこのＬＥＤの発光
スペクトルを示す。設計通り４９０ｎｍに鋭いピークを
もつエピタキシャル発光層からのＬＥＤ発光と、６１０
ｎｍに鈍いピークをもつブロードなＺｎＳｅ基板からの
ＳＡ発光が組合わさっている。合成された光は白色であ
る。黄色が少し勝った白色であった。
【００４０】［実施例２．粒界成長法のＺｎＳｅ、単一
量子井戸またはダブルヘテロ活性層、正立］Ｇｒａｉｎ
−Ｇｒｏｗｔｈ法（粒界成長法）を用いて作製したＺｎ
Ｓｅ基板を準備した。この成長法においてもアルミニウ
ムをドープして適正な熱処理をして、ｎ型の５×１０
１７〜１×１０１８ｃｍ−３程度のキャリヤ濃度になっ
た。このｎ型ＺｎＳｅ基板上に図１５に示した分子線エ
ピタキシャル成長装置によって図９の構成の薄膜をエピ
タキシャル成長させた。エピタキシャルウエハ−７０
は、ｎ型ＺｎＳｅ基板７２の上に、ｎ型ＺｎＳｅバッフ
ァ層７３、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層７４、ＺｎＣ
ｄＳｅ単一量子井戸またはＴｅをドープしたＺｎＳｅダ
ブルへテロ活性層７５、ｐ型ＢｅＺｎＭｇＳｅクラッド
層７６、ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ超格子コンタクト層７
７を形成したものである。混晶の具体的な組成を次にし
めす。
量子井戸またはダブルヘテロ活性層、正立］Ｇｒａｉｎ
−Ｇｒｏｗｔｈ法（粒界成長法）を用いて作製したＺｎ
Ｓｅ基板を準備した。この成長法においてもアルミニウ
ムをドープして適正な熱処理をして、ｎ型の５×１０
１７〜１×１０１８ｃｍ−３程度のキャリヤ濃度になっ
た。このｎ型ＺｎＳｅ基板上に図１５に示した分子線エ
ピタキシャル成長装置によって図９の構成の薄膜をエピ
タキシャル成長させた。エピタキシャルウエハ−７０
は、ｎ型ＺｎＳｅ基板７２の上に、ｎ型ＺｎＳｅバッフ
ァ層７３、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層７４、ＺｎＣ
ｄＳｅ単一量子井戸またはＴｅをドープしたＺｎＳｅダ
ブルへテロ活性層７５、ｐ型ＢｅＺｎＭｇＳｅクラッド
層７６、ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ超格子コンタクト層７
７を形成したものである。混晶の具体的な組成を次にし
めす。
【００４１】（１）ｎ型ＺｎＳｅ基板 ７２ （２）ｎ型ＺｎＳｅバッファ層 ７３ （３）ｎ型Ｚｎ０．８５Ｍｇ０．１５Ｓ０．１０Ｓｅ
０．９０クラッド層７４ （４）Ｚｎ０．９２Ｃｄ０．０８Ｓｅ単一量子井戸活性
層またはＴｅをドープしたＺｎＳｅダブルへテロ活性層
７５ （５）ｐ型Ｂｅ０．２０Ｚｎ０．６０Ｍｇ０．２０Ｓｅ
クラッド層 ７６ （６）ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ超格子コンタクト層 ７
７
０．９０クラッド層７４ （４）Ｚｎ０．９２Ｃｄ０．０８Ｓｅ単一量子井戸活性
層またはＴｅをドープしたＺｎＳｅダブルへテロ活性層
７５ （５）ｐ型Ｂｅ０．２０Ｚｎ０．６０Ｍｇ０．２０Ｓｅ
クラッド層 ７６ （６）ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ超格子コンタクト層 ７
７
【００４２】活性層はＣｄの比率が０．０８のＺｎＣｄ
Ｓｅ層もしくはＴｅをドープしたＺｎＳｅ層である。こ
れは４７７ｎｍの光を生成する。エピタキシャル層では
ｐ型ドーパントとして窒素（Ｎ）を、ｎ型ドーパントと
して塩素（Ｃｌ）を使っている。基板厚みは３００μｍ
のものを作製した。ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ超格子コン
タクト層７７の上にｐ側電極としてＰｄ／Ａｕを設け
た。ｎ型ＺｎＳｅ基板７２の裏面にはＩｎまたはＴｉ／
Ａｕのｎ側電極を設けた。これをチップに切り出してパ
ッケージに取り付けた。
Ｓｅ層もしくはＴｅをドープしたＺｎＳｅ層である。こ
れは４７７ｎｍの光を生成する。エピタキシャル層では
ｐ型ドーパントとして窒素（Ｎ）を、ｎ型ドーパントと
して塩素（Ｃｌ）を使っている。基板厚みは３００μｍ
のものを作製した。ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ超格子コン
タクト層７７の上にｐ側電極としてＰｄ／Ａｕを設け
た。ｎ型ＺｎＳｅ基板７２の裏面にはＩｎまたはＴｉ／
Ａｕのｎ側電極を設けた。これをチップに切り出してパ
ッケージに取り付けた。
【００４３】電流を流してこのＬＥＤを発光させた。電
流２０ｍＡで、１．５Ｃｄであった。このＬＥＤの発光
スペクトルを図１０に示す。４７７ｎｍに鋭いピークを
もつＬＥＤの発光と、５９０ｎｍに広く低いピークをも
つ基板のＳＡ発光との重ね合わせになる。発光色は青み
がかった寒色系の白色であった。
流２０ｍＡで、１．５Ｃｄであった。このＬＥＤの発光
スペクトルを図１０に示す。４７７ｎｍに鋭いピークを
もつＬＥＤの発光と、５９０ｎｍに広く低いピークをも
つ基板のＳＡ発光との重ね合わせになる。発光色は青み
がかった寒色系の白色であった。
【００４４】［実施例３．粒界成長法のＺｎＳｅ、Ｚｎ
Ｓｅ活性層、倒立、基板厚み３種］Ｇｒａｉｎ−Ｇｒｏ
ｗｔｈ法（粒界成長法）を用いて作製した７００μｍ厚
みと、３００μｍ厚みのＺｎＳｅ基板を準備した。アル
ミニウムをドープして適正な熱処理をして、ｎ型の５×
１０１７〜１×１０１８ｃｍ−３程度のキャリヤ濃度に
なった。このｎ型ＺｎＳｅ基板上に分子線エピタキシャ
ル成長装置によって実施例１と同じ図７の構成の薄膜を
エピタキシャル成長させエピタキシャルウエハ−６０と
した。
Ｓｅ活性層、倒立、基板厚み３種］Ｇｒａｉｎ−Ｇｒｏ
ｗｔｈ法（粒界成長法）を用いて作製した７００μｍ厚
みと、３００μｍ厚みのＺｎＳｅ基板を準備した。アル
ミニウムをドープして適正な熱処理をして、ｎ型の５×
１０１７〜１×１０１８ｃｍ−３程度のキャリヤ濃度に
なった。このｎ型ＺｎＳｅ基板上に分子線エピタキシャ
ル成長装置によって実施例１と同じ図７の構成の薄膜を
エピタキシャル成長させエピタキシャルウエハ−６０と
した。
【００４５】（１）ｎ型ＺｎＳｅ基板 ６２ （２）ｎ型ＺｎＳｅバッファ層６３ （３）ｎ型Ｚｎ０．８５Ｍｇ０．１５Ｓ０．１０Ｓｅ
０．９０クラッド層６４ （４）１０ｎｍのＺｎＳｅ層と、５ｎｍのＺｎ０．８８
Ｃｄ０．１２Ｓｅ層を交互に５重に積み重ねた多重量子
井戸活性層６５ （５）ｐ型Ｚｎ０．８５Ｍｇ０．１５Ｓ０．１０Ｓｅ
０．９０クラッド層６６（６）ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ
積層超格子コンタクト層 ６７
０．９０クラッド層６４ （４）１０ｎｍのＺｎＳｅ層と、５ｎｍのＺｎ０．８８
Ｃｄ０．１２Ｓｅ層を交互に５重に積み重ねた多重量子
井戸活性層６５ （５）ｐ型Ｚｎ０．８５Ｍｇ０．１５Ｓ０．１０Ｓｅ
０．９０クラッド層６６（６）ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ
積層超格子コンタクト層 ６７
【００４６】３００μｍ厚みのものをエピタキシャル成
長後に裏面研磨して１００μｍ厚のものを作った。こう
して１００μｍ、３００μｍ、７００μｍ厚みの３種類
のウエハ−ができたことになる。ｐ側電極、ｎ側電極を
それぞれ付けて、３００μｍ×３００μｍの正方形のチ
ップに切断した。これを図４に示すようにｐ型部分を下
に、ｎ型部分を上にして（倒立）リード２２のステム２
４に固定した。ワイヤボンドしてｎ側電極とリード２３
を接続した。透明樹脂によって全体を覆った。
長後に裏面研磨して１００μｍ厚のものを作った。こう
して１００μｍ、３００μｍ、７００μｍ厚みの３種類
のウエハ−ができたことになる。ｐ側電極、ｎ側電極を
それぞれ付けて、３００μｍ×３００μｍの正方形のチ
ップに切断した。これを図４に示すようにｐ型部分を下
に、ｎ型部分を上にして（倒立）リード２２のステム２
４に固定した。ワイヤボンドしてｎ側電極とリード２３
を接続した。透明樹脂によって全体を覆った。
【００４７】このＬＥＤを定電流モードで発光させた。
白色光が得られた。実施例１、２のＬＥＤは角度によっ
て色調のムラが見られたが、エピサイドダウン（倒立）
実装のこの実施例では上方から見る限り色調ムラのない
一様な発光が実現した。図４（ｂ）に示すように、エピ
タキシャル成長層から出た光は全部基板を通過し吸収は
どの方向でも等しい。典型的な輝度は２０ｍＡで１．５
〜２Ｃｄであった。
白色光が得られた。実施例１、２のＬＥＤは角度によっ
て色調のムラが見られたが、エピサイドダウン（倒立）
実装のこの実施例では上方から見る限り色調ムラのない
一様な発光が実現した。図４（ｂ）に示すように、エピ
タキシャル成長層から出た光は全部基板を通過し吸収は
どの方向でも等しい。典型的な輝度は２０ｍＡで１．５
〜２Ｃｄであった。
【００４８】１００μｍ厚のＬＥＤについては青色がか
った寒色の白色、３００μｍ厚のＬＥＤについては中性
の白色、７００μｍ厚のＬＥＤについては黄色の強い暖
色の白色になった。図１１の色度図によって説明する。
色度図は、一般の可視の光源色もしくは物体色につい
て、三原色である赤、緑、青に対する刺激値（人間の３
種類の視感覚器が感じる刺激量）を数値化することによ
り、平面座標上で表示するために工夫された図である。
ある光源の発光スペクトルのうち、赤に対応する刺激量
をｘ、緑に対応する刺激量をｙ、青に対応する刺激量を
ｚとしたとき、これらを総刺激量で規格化した、Ｘ＝ｘ
/（ｘ＋ｙ＋ｚ）、Ｙ＝ｙ/（ｘ＋ｙ＋ｚ）により張られ
る平面座標が図１１に示した色度図である。この座標系
ではいかなるスペクトルを有する色も座標上の１点とし
てあらわされる。このうち４００ｎｍから６７５ｎｍま
での範囲の単色光は、図中のＣ型の曲線を描く。その他
の色は、いずれもこれらの単色光の複合光であり、図中
のＣ型曲線で囲まれる部分の点で表現できる。白色光は
中心近くの破線で囲んだ部分である。二つの色Ｐ、Ｑを
この二次元座標に取ったとする。これらの任意の比率の
混合色は、二点ＰＱを結ぶ線分の上の点として表され
る。
った寒色の白色、３００μｍ厚のＬＥＤについては中性
の白色、７００μｍ厚のＬＥＤについては黄色の強い暖
色の白色になった。図１１の色度図によって説明する。
色度図は、一般の可視の光源色もしくは物体色につい
て、三原色である赤、緑、青に対する刺激値（人間の３
種類の視感覚器が感じる刺激量）を数値化することによ
り、平面座標上で表示するために工夫された図である。
ある光源の発光スペクトルのうち、赤に対応する刺激量
をｘ、緑に対応する刺激量をｙ、青に対応する刺激量を
ｚとしたとき、これらを総刺激量で規格化した、Ｘ＝ｘ
/（ｘ＋ｙ＋ｚ）、Ｙ＝ｙ/（ｘ＋ｙ＋ｚ）により張られ
る平面座標が図１１に示した色度図である。この座標系
ではいかなるスペクトルを有する色も座標上の１点とし
てあらわされる。このうち４００ｎｍから６７５ｎｍま
での範囲の単色光は、図中のＣ型の曲線を描く。その他
の色は、いずれもこれらの単色光の複合光であり、図中
のＣ型曲線で囲まれる部分の点で表現できる。白色光は
中心近くの破線で囲んだ部分である。二つの色Ｐ、Ｑを
この二次元座標に取ったとする。これらの任意の比率の
混合色は、二点ＰＱを結ぶ線分の上の点として表され
る。
【００４９】点Ａは４９０ｎｍでの発光でＺｎＳｅエピ
タキシャル層本来の発光である。単色であるからＣ型曲
線の上にある。点Ｂは６３０ｎｍを中心とするＺｎＳｅ
基板からのブロードなＳＡ発光を示す。これ自身はスペ
クトル半値幅の広い複合色光であるからＣ型曲線の内側
にある。これら二つの色を混合した色は線分ＡＢの上に
ある。線分ＡＢが白色領域（破線）を横切るから混合色
が白色であり得る。
タキシャル層本来の発光である。単色であるからＣ型曲
線の上にある。点Ｂは６３０ｎｍを中心とするＺｎＳｅ
基板からのブロードなＳＡ発光を示す。これ自身はスペ
クトル半値幅の広い複合色光であるからＣ型曲線の内側
にある。これら二つの色を混合した色は線分ＡＢの上に
ある。線分ＡＢが白色領域（破線）を横切るから混合色
が白色であり得る。
【００５０】Ｃ点は１００μｍ厚のＬＥＤからの発光
を、Ｄ点は３００μｍ厚のＬＥＤからの発光を、Ｅ点は
７００μｍ厚のＬＥＤからの発光を示す。いずれも白色
であるが青色の比率によって寒色から暖色までの相違が
ある。色調温度で表すと、１００μｍ厚のものは寒色の
白で色調温度８０００Ｋ程度である。３００μｍ厚のも
のは中性の白で色調温度５０００Ｋ程度である。７００
μｍ厚のものは、黄色の割合の強い暖色の白であり色調
温度にして３０００Ｋである。
を、Ｄ点は３００μｍ厚のＬＥＤからの発光を、Ｅ点は
７００μｍ厚のＬＥＤからの発光を示す。いずれも白色
であるが青色の比率によって寒色から暖色までの相違が
ある。色調温度で表すと、１００μｍ厚のものは寒色の
白で色調温度８０００Ｋ程度である。３００μｍ厚のも
のは中性の白で色調温度５０００Ｋ程度である。７００
μｍ厚のものは、黄色の割合の強い暖色の白であり色調
温度にして３０００Ｋである。
【００５１】基板厚みを増やすとＳＡ中心が増えるので
黄色の割合が増える。これが上記の３つ厚みの異なるＬ
ＥＤによって確かめられた。しかし厚みを一定にしても
ドーパントの量を変える事によってＳＡ発光の割合を増
減することもできる。
黄色の割合が増える。これが上記の３つ厚みの異なるＬ
ＥＤによって確かめられた。しかし厚みを一定にしても
ドーパントの量を変える事によってＳＡ発光の割合を増
減することもできる。
【００５２】［実施例４．倒立、反射板］実施例３は倒
立にＬＥＤをステムに取り付けている。それで上方から
見る限り一様なムラのない白色である。しかしチップ側
方からみると青色だけが放射される角度がある。そこで
ステムに窪みを設け窪みにチップを実装した。図５に示
すものである。窪み３９の奥深くにチップを反転して取
り付けた。こうすると側方に出た光はすべて窪み３９の
壁面で遮られ外部にでない。反射板４０によってさらに
開口部が狭くなっている。上方にのみ光がでるようにな
る。エピタキシャル薄膜から出た光が上方に出るには必
ずＺｎＳｅ基板３６を通らなければならない。必ず青色
光は黄色ＳＡ光と混合する。こうして一様な白色光を放
射するＬＥＤを得る事ができた。ステムの実装面３４を
鏡面仕上げとし、反射板としてアルミ薄片を用いる。青
色光が反射してＺｎＳｅ基板に入るので反射によって黄
色橙色強度が強くなる。反射板と凹部構造のため指向性
が高くなった。反射のため輝度は１．８〜２．５Ｃｄに
達した。
立にＬＥＤをステムに取り付けている。それで上方から
見る限り一様なムラのない白色である。しかしチップ側
方からみると青色だけが放射される角度がある。そこで
ステムに窪みを設け窪みにチップを実装した。図５に示
すものである。窪み３９の奥深くにチップを反転して取
り付けた。こうすると側方に出た光はすべて窪み３９の
壁面で遮られ外部にでない。反射板４０によってさらに
開口部が狭くなっている。上方にのみ光がでるようにな
る。エピタキシャル薄膜から出た光が上方に出るには必
ずＺｎＳｅ基板３６を通らなければならない。必ず青色
光は黄色ＳＡ光と混合する。こうして一様な白色光を放
射するＬＥＤを得る事ができた。ステムの実装面３４を
鏡面仕上げとし、反射板としてアルミ薄片を用いる。青
色光が反射してＺｎＳｅ基板に入るので反射によって黄
色橙色強度が強くなる。反射板と凹部構造のため指向性
が高くなった。反射のため輝度は１．８〜２．５Ｃｄに
達した。
【００５３】［実施例５．倒立、反射板］実施例４はス
テムに凹部を形成し凹部へ倒立にＬＥＤを取り付けてい
る。光は上方へのみ出てくる。指向性が強く輝度も高
い。しかしながらそのような深い凹部をステムに形成す
るのは難しい。ステムコストを押し上げる。むしろチッ
プの方に異方性を設けた方がよい。チップはウエハ−プ
ロセスによって簡単に形状異方性を与えることができる
からである。
テムに凹部を形成し凹部へ倒立にＬＥＤを取り付けてい
る。光は上方へのみ出てくる。指向性が強く輝度も高
い。しかしながらそのような深い凹部をステムに形成す
るのは難しい。ステムコストを押し上げる。むしろチッ
プの方に異方性を設けた方がよい。チップはウエハ−プ
ロセスによって簡単に形状異方性を与えることができる
からである。
【００５４】それで図６のような形状のチップ・ステム
を作製した。作製の方法を図１２によって説明する。Ｚ
ｎＳｅウエハ−７８に格子状のＳｉＮマスクパターン８
０を形成した。図１２（ａ）はウエハ−の一部の断面図
を示す。図１２（ｄ）は平面図を示す。正方形の白地の
部分がＺｎＳｅの露呈した部分７９である。正方形の部
分が後に発光部分になる。マスク以外の部分を約３μｍ
の深さにエッチングした。図１２（ｂ）のように凹部８
３が形成される。マスク８０の直下の部分が逆メサ８１
の形に残る。露出した部分は平面８２になる。
を作製した。作製の方法を図１２によって説明する。Ｚ
ｎＳｅウエハ−７８に格子状のＳｉＮマスクパターン８
０を形成した。図１２（ａ）はウエハ−の一部の断面図
を示す。図１２（ｄ）は平面図を示す。正方形の白地の
部分がＺｎＳｅの露呈した部分７９である。正方形の部
分が後に発光部分になる。マスク以外の部分を約３μｍ
の深さにエッチングした。図１２（ｂ）のように凹部８
３が形成される。マスク８０の直下の部分が逆メサ８１
の形に残る。露出した部分は平面８２になる。
【００５５】このように凹部８３をもつウエハ−に、分
子線エピタキシャル成長法によって、実施例１とおなじ
ように図７のエピタキシャル層を成長させた。凹部８３
にエピタキシャル層８４が積層される。マスク８０の上
にも材料が乗り積層体８５を作るがエピタキシャル成長
でない。発光構造にならない。これは不要な部分であ
る。凹部８３内部のエピタキシャル層（エピタキシャル
発光構造）８４に電極などを設け、やはり３００μｍ×
３００μｍのチップに切断した。マスク部分が切断線に
なる。中央に凹部をもつＬＥＤチップが製作される。リ
ード４２のステム４４自体も凸部５２をもつ異形のもの
になる。
子線エピタキシャル成長法によって、実施例１とおなじ
ように図７のエピタキシャル層を成長させた。凹部８３
にエピタキシャル層８４が積層される。マスク８０の上
にも材料が乗り積層体８５を作るがエピタキシャル成長
でない。発光構造にならない。これは不要な部分であ
る。凹部８３内部のエピタキシャル層（エピタキシャル
発光構造）８４に電極などを設け、やはり３００μｍ×
３００μｍのチップに切断した。マスク部分が切断線に
なる。中央に凹部をもつＬＥＤチップが製作される。リ
ード４２のステム４４自体も凸部５２をもつ異形のもの
になる。
【００５６】チップを反転させ、ｐ型層の方をステム隆
起５２に接触するように固定した。図６（ａ）、（ｂ）
のようになる。ｎ側電極はワイヤ４８で他のリード４３
に接続した。これはエピタキシャル発光構造４７がＺｎ
Ｓｅ基板中に埋め込まれているから、青色、青緑色の漏
れ光は皆無となる。全視野角度に対して均一に白い光を
発するＬＥＤとなる。これはチップの形状を工夫するこ
とによって均一光を出すようにしたものである。ステム
の工夫も必要であるがこれは僅少な変形でコストアップ
にならない。それにチップにエピタキシャル層を埋め込
んだこの実施例は指向性が少なく、全視野型である。広
い角度に発光するので表示などに適する。
起５２に接触するように固定した。図６（ａ）、（ｂ）
のようになる。ｎ側電極はワイヤ４８で他のリード４３
に接続した。これはエピタキシャル発光構造４７がＺｎ
Ｓｅ基板中に埋め込まれているから、青色、青緑色の漏
れ光は皆無となる。全視野角度に対して均一に白い光を
発するＬＥＤとなる。これはチップの形状を工夫するこ
とによって均一光を出すようにしたものである。ステム
の工夫も必要であるがこれは僅少な変形でコストアップ
にならない。それにチップにエピタキシャル層を埋め込
んだこの実施例は指向性が少なく、全視野型である。広
い角度に発光するので表示などに適する。
【００５７】［実施例６（沃素輸送法ＺｎＳｅ基板、単
一量子井戸活性層、正立、基板厚み３種）］沃素輸送法
（ＣＶＴ法）を用いて作製した、３００μｍ厚み、ｎ型
の５×１０ 17〜１×１０18ｃｍ-3程度のキャリヤ濃度の
ＺｎＳｅ基板を準備した。このｎ型ＺｎＳｅ基板上に、
分子線エピタキシャル成長装置によって、図１６に示す
ような構成の薄膜をエピタキシャル成長させた。 （１）ｎ型ＺｎＳｅ基板 １０２ （２）ｎ型ＺｎＳｅバッファ層 １０３ （３）ｎ型Ｚｎ0.85Ｍｇ0.15Ｓ0.10Ｓｅ0.90クラッド層
１０４ （４）Ｚｎ0.90Ｃｄ0.10Ｓｅ単一量子井戸活性層 １０
５ （５）ｐ型Ｚｎ0.85Ｍｇ0.15Ｓ0.10Ｓｅ0.90クラッド層
１０６ （６）ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ積層超格子コンタクト層
１０７
一量子井戸活性層、正立、基板厚み３種）］沃素輸送法
（ＣＶＴ法）を用いて作製した、３００μｍ厚み、ｎ型
の５×１０ 17〜１×１０18ｃｍ-3程度のキャリヤ濃度の
ＺｎＳｅ基板を準備した。このｎ型ＺｎＳｅ基板上に、
分子線エピタキシャル成長装置によって、図１６に示す
ような構成の薄膜をエピタキシャル成長させた。 （１）ｎ型ＺｎＳｅ基板 １０２ （２）ｎ型ＺｎＳｅバッファ層 １０３ （３）ｎ型Ｚｎ0.85Ｍｇ0.15Ｓ0.10Ｓｅ0.90クラッド層
１０４ （４）Ｚｎ0.90Ｃｄ0.10Ｓｅ単一量子井戸活性層 １０
５ （５）ｐ型Ｚｎ0.85Ｍｇ0.15Ｓ0.10Ｓｅ0.90クラッド層
１０６ （６）ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ積層超格子コンタクト層
１０７
【００５８】活性層はＣｄの比率が０．１０のＺｎＣｄ
Ｓｅ層からなる単一量子井戸層であり、これは４８０ｎ
ｍの光を発する。３００μｍ厚の基板をエピタキシャル
成長後に裏面研磨して、３０μｍ、１００μｍ、２５０
μｍ厚みの３種類のエピウエハ−とした。これらのウエ
ハ−に実施例１と同様のデバイス化プロセスを施して、
ＬＥＤを作製した。このＬＥＤを定電流モードで発光さ
せたところ、白色光が得られた。典型的な輝度は１．５
〜２．０Ｃｄであった。３０μｍ厚のＬＥＤは、青みが
かった寒色の白色を発した。１００μｍ厚のＬＥＤも少
し青色がかった白色を生じた。２５０μｍ厚のＬＥＤは
中性の白色であった。それぞれのＬＥＤの発光色の色度
を図１７の色度図に示す。図中で点Ａは４８０ｎｍのエ
ピタキシャル層からの発光の色度を示す。また点Ｂはエ
ピタキシャル層からの発光により光励起された５８０ｎ
ｍを中心とするＣＶＴ法ＺｎＳｅ基板の発するＳＡ発光
の色度を示す。
Ｓｅ層からなる単一量子井戸層であり、これは４８０ｎ
ｍの光を発する。３００μｍ厚の基板をエピタキシャル
成長後に裏面研磨して、３０μｍ、１００μｍ、２５０
μｍ厚みの３種類のエピウエハ−とした。これらのウエ
ハ−に実施例１と同様のデバイス化プロセスを施して、
ＬＥＤを作製した。このＬＥＤを定電流モードで発光さ
せたところ、白色光が得られた。典型的な輝度は１．５
〜２．０Ｃｄであった。３０μｍ厚のＬＥＤは、青みが
かった寒色の白色を発した。１００μｍ厚のＬＥＤも少
し青色がかった白色を生じた。２５０μｍ厚のＬＥＤは
中性の白色であった。それぞれのＬＥＤの発光色の色度
を図１７の色度図に示す。図中で点Ａは４８０ｎｍのエ
ピタキシャル層からの発光の色度を示す。また点Ｂはエ
ピタキシャル層からの発光により光励起された５８０ｎ
ｍを中心とするＣＶＴ法ＺｎＳｅ基板の発するＳＡ発光
の色度を示す。
【００５９】ＬＥＤからの発光色はいずれもこの２点を
結ぶ線分ＡＢ上に存在する。３０μｍ厚のＬＥＤの発光
色は点Ｃ、１００μｍ厚のＬＥＤの発光色は点Ｄ、２５
０μｍ厚のＬＥＤの発光色は点Ｅによって表される。こ
れらの発光点は全て破線によって囲まれる白色の領域に
存在する。基板厚が薄いほど青色発光の割合が増えて、
寒色系の色になっていく様子が分かる。色調温度として
は、３０μｍ厚のもの（点Ｃ）が約２００００Ｋ、１０
０μｍ厚のもの（点Ｄ）が約９０００Ｋ、２５０μｍ厚
のもの（点Ｅ）が約６０００Ｋであった。
結ぶ線分ＡＢ上に存在する。３０μｍ厚のＬＥＤの発光
色は点Ｃ、１００μｍ厚のＬＥＤの発光色は点Ｄ、２５
０μｍ厚のＬＥＤの発光色は点Ｅによって表される。こ
れらの発光点は全て破線によって囲まれる白色の領域に
存在する。基板厚が薄いほど青色発光の割合が増えて、
寒色系の色になっていく様子が分かる。色調温度として
は、３０μｍ厚のもの（点Ｃ）が約２００００Ｋ、１０
０μｍ厚のもの（点Ｄ）が約９０００Ｋ、２５０μｍ厚
のもの（点Ｅ）が約６０００Ｋであった。
【００６０】
【発明の効果】本発明は、ＳＡ発光中心をドープしたＺ
ｎＳｅ基板の上にＺｎＳｅ系薄膜をエピタキシャル成長
させ、薄膜はＬＥＤとして青色発光させ、青色が基板を
通過するときに黄色や黄緑色のＳＡ発光させ、両者相ま
って白色を出すようにしている。導電性ＺｎＳｅ基板は
単結晶であるから、従来のＹＡＧ蛍光材よりも透明度が
高い。だから吸収が少ない。さらにＺｎＳｅ基板が、青
色青緑色光を黄色光に変換する効率も高い。だからＧａ
Ｎ／ＹＡＧよりも高輝度の白色ＬＥＤとなる。
ｎＳｅ基板の上にＺｎＳｅ系薄膜をエピタキシャル成長
させ、薄膜はＬＥＤとして青色発光させ、青色が基板を
通過するときに黄色や黄緑色のＳＡ発光させ、両者相ま
って白色を出すようにしている。導電性ＺｎＳｅ基板は
単結晶であるから、従来のＹＡＧ蛍光材よりも透明度が
高い。だから吸収が少ない。さらにＺｎＳｅ基板が、青
色青緑色光を黄色光に変換する効率も高い。だからＧａ
Ｎ／ＹＡＧよりも高輝度の白色ＬＥＤとなる。
【００６１】ＺｎＳｅＬＥＤが主体であるから長寿命で
ある。ＺｎＳｅ基板のドーパント種類、濃度によって暖
色から寒色まで様々の白色を発生させることができる。
さらに基板厚みを変えるだけでも暖色系から寒色系まで
色調を変えることができる。蛍光体を余分に必要としな
い。基板自体をＳＡ発光体として有効利用している。半
導体素子はすべからく基板が必要であるがこれをして黄
色の発光体として使っているので構造は簡単で製造も容
易である。
ある。ＺｎＳｅ基板のドーパント種類、濃度によって暖
色から寒色まで様々の白色を発生させることができる。
さらに基板厚みを変えるだけでも暖色系から寒色系まで
色調を変えることができる。蛍光体を余分に必要としな
い。基板自体をＳＡ発光体として有効利用している。半
導体素子はすべからく基板が必要であるがこれをして黄
色の発光体として使っているので構造は簡単で製造も容
易である。
【図１】ＧａＮ系ＬＥＤとＹＡＧ蛍光体をくみあわせた
従来例にかかる白色ＬＥＤの例を示す図。（ａ）はパッ
ケージを含む全体縦断面図。（ｂ）はＬＥＤチップ近傍
の拡大断面図。
従来例にかかる白色ＬＥＤの例を示す図。（ａ）はパッ
ケージを含む全体縦断面図。（ｂ）はＬＥＤチップ近傍
の拡大断面図。
【図２】ＧａＮ系ＬＥＤとＹＡＧ蛍光体よりなるＧａＩ
ｎＮ／ＹＡＧ白色ＬＥＤの発光スペクトル図。横軸は波
長、縦軸は光強度（任意目盛り）。
ｎＮ／ＹＡＧ白色ＬＥＤの発光スペクトル図。横軸は波
長、縦軸は光強度（任意目盛り）。
【図３】ＺｎＳｅ基板とＺｎＳｅ系薄膜発光構造を組み
合わせたＬＥＤをステムに正立固定する本発明の実施例
１、２にかかる白色ＬＥＤの例を示す図。（ａ）はパッ
ケージを含む全体縦断面図。（ｂ）はＬＥＤチップ近傍
の拡大断面図。
合わせたＬＥＤをステムに正立固定する本発明の実施例
１、２にかかる白色ＬＥＤの例を示す図。（ａ）はパッ
ケージを含む全体縦断面図。（ｂ）はＬＥＤチップ近傍
の拡大断面図。
【図４】ＺｎＳｅ基板とＺｎＳｅ系薄膜発光構造を組み
合わせたＬＥＤをステムに倒立固定する本発明の実施例
３にかかる白色ＬＥＤの例を示す図。（ａ）はパッケー
ジを含む全体縦断面図。（ｂ）はＬＥＤチップ近傍の拡
大断面図。
合わせたＬＥＤをステムに倒立固定する本発明の実施例
３にかかる白色ＬＥＤの例を示す図。（ａ）はパッケー
ジを含む全体縦断面図。（ｂ）はＬＥＤチップ近傍の拡
大断面図。
【図５】ＺｎＳｅ基板とＺｎＳｅ系薄膜発光構造をくみ
あわせたＬＥＤを凹部を有するステムの谷間に倒立固定
する本発明の実施例４にかかる白色ＬＥＤの例を示す
図。（ａ）はパッケージを含む全体縦断面図。（ｂ）は
ＬＥＤチップ近傍の拡大断面図。
あわせたＬＥＤを凹部を有するステムの谷間に倒立固定
する本発明の実施例４にかかる白色ＬＥＤの例を示す
図。（ａ）はパッケージを含む全体縦断面図。（ｂ）は
ＬＥＤチップ近傍の拡大断面図。
【図６】ＺｎＳｅ基板にＺｎＳｅ系薄膜発光構造を埋め
込んだ構造のＬＥＤを凸部を有するステムに倒立固定す
る本発明の実施例５にかかる白色ＬＥＤの例を示す図。
（ａ）はパッケージを含む全体縦断面図。（ｂ）はＬＥ
Ｄチップ近傍の拡大断面図。
込んだ構造のＬＥＤを凸部を有するステムに倒立固定す
る本発明の実施例５にかかる白色ＬＥＤの例を示す図。
（ａ）はパッケージを含む全体縦断面図。（ｂ）はＬＥ
Ｄチップ近傍の拡大断面図。
【図７】ＺｎＳｅ／ＺｎＣｄＳｅ多重量子井戸構造を活
性層として持つ実施例１のＬＥＤのエピタキシャルウエ
ハ−の層構造を示す図。
性層として持つ実施例１のＬＥＤのエピタキシャルウエ
ハ−の層構造を示す図。
【図８】ＺｎＳｅ／ＺｎＣｄＳｅ多重量子井戸構造を活
性層として持つ実施例１のＬＥＤの発光スペクトル図。
性層として持つ実施例１のＬＥＤの発光スペクトル図。
【図９】ＺｎＣｄＳｅ単一量子井戸活性層またはＴｅド
ープＺｎＳｅダブルヘテロ活性層を持つ実施例２のＬＥ
Ｄのエピタキシャルウエハ−の層構造を示す図。
ープＺｎＳｅダブルヘテロ活性層を持つ実施例２のＬＥ
Ｄのエピタキシャルウエハ−の層構造を示す図。
【図１０】ＺｎＣｄＳｅ単一量子井戸活性層またはＴｅ
ドープＺｎＳｅダブルヘテロ活性層を持つ実施例２のＬ
ＥＤの発光スペクトル図。
ドープＺｎＳｅダブルヘテロ活性層を持つ実施例２のＬ
ＥＤの発光スペクトル図。
【図１１】色度を示す色度座標系において、実施例３の
３種類の厚みの異なるＬＥＤの発光点をＣ、Ｄ、Ｅとし
て示す図。横軸はＸ、縦軸はＹである。
３種類の厚みの異なるＬＥＤの発光点をＣ、Ｄ、Ｅとし
て示す図。横軸はＸ、縦軸はＹである。
【図１２】チップ中央部に凹部を持ち、凹部にエピタキ
シャル発光構造を作り、発光構造が基板によって包囲さ
れるような実施例５のＬＥＤチップを作製するためのウ
エハ−プロセスを説明するための図。
シャル発光構造を作り、発光構造が基板によって包囲さ
れるような実施例５のＬＥＤチップを作製するためのウ
エハ−プロセスを説明するための図。
【図１３】化学輸送法によってＺｎＳｅ単結晶基板を製
造するための装置の概略断面図。
造するための装置の概略断面図。
【図１４】化学輸送法によって作製したＺｎＳｅ単結晶
を熱処理する状態を示す断面図。
を熱処理する状態を示す断面図。
【図１５】ＺｎＳｅ基板の上に、ＺｎＳｅ系のエピタキ
シャル構造を作製するための分子線エピタキシー装置の
概略断面図。
シャル構造を作製するための分子線エピタキシー装置の
概略断面図。
【図１６】ＺｎＳｅ単一量子井戸活性層をもつ実施例６
のＬＥＤのエピタキシャルウエハ−の層構造を示す図。
のＬＥＤのエピタキシャルウエハ−の層構造を示す図。
【図１７】ＸＹ色度座標系において、実施例６の３種類
の厚みの異なるＬＥＤの発光色の色度を、Ｃ点（３０μ
ｍ）、Ｄ点（１００μｍ）、Ｅ点（２５０μｍ）として
示す色度図。
の厚みの異なるＬＥＤの発光色の色度を、Ｃ点（３０μ
ｍ）、Ｄ点（１００μｍ）、Ｅ点（２５０μｍ）として
示す色度図。
１透明モールド ２第１リード ３第２リード ４窪み ５ＧａＮＬＥＤ ６ＹＡＧ蛍光体 ７ワイヤ ８ワイヤ １１透明モールド １２リード １３リード １４頂面 １５ＺｎＳｅＬＥＤ １６ＺｎＳｅ基板 １７エピタキシャル発光構造（薄膜） １８ワイヤ ２１透明モールド ２２リード ２３リード ２４リード頂面 ２５ＺｎＳｅＬＥＤ ２６ＺｎＳｅ基板 ２７エピタキシャル発光構造（薄膜） ２８ワイヤ ３１透明モールド ３２リード ３３リード ３４リード頂面 ３５ＺｎＳｅＬＥＤ ３６ＺｎＳｅ基板 ３７エピタキシャル発光構造（薄膜） ３８ワイヤ ３９窪み ４０反射板 ４１透明モールド ４２リード ４３リード ４４リード頂面 ４５ＺｎＳｅＬＥＤ ４６ＺｎＳｅ基板 ４７エピタキシャル発光構造（薄膜） ４８ワイヤ ４９窪み ５０絶縁層 ５１ＺｎＳｅ層 ５２リードの隆起 ６０ＺｎＳｅＬＥＤチップ ６２ｎ型ＺｎＳｅ基板 ６３ｎ型ＺｎＳｅバッファ層 ６４ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ６５ＺｎＳｅ／ＺｎＣｄＳｅ多重量子井戸活性層 ６６ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ６７ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ超格子コンタクト層 ７０ＺｎＳｅＬＥＤチップ ７２ｎ型ＺｎＳｅ基板 ７３ｎ型ＺｎＳｅバッファ層 ７４ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ７５ＺｎＣｄＳｅ単一量子井戸活性層またはＴｅドープ
ＺｎＳｅダブルへテロ活性層 ７６ｐ型ＢｅＺｎＭｇＳｅクラッド層 ７７ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ超格子コンタクト層 ７８ＺｎＳｅ基板 ７９基板表面 ８０マスク ８１凸部 ８２底面 ８３窪み ８４エピタキシャル発光構造 ８５エピタキシャル層 ８６成長室 ８７ＺｎＳｅ多結晶原料 ８８ＺｎＳｅ種結晶 ８９ＺｎＳｅ単結晶 ９０熱処理室 ９２分子線エピタキシャル成長室 ９３液体窒素シュラウド ９４基板ホルダ− ９５ＺｎＳｅ基板 ９６ＺｎＣｌ２分子線セル ９７Ｓｅ分子線セル ９８Ｚｎ分子線セル ９９ラジカル窒素源 １００ＺｎＳｅＬＥＤチップ １０２ｎ型ＺｎＳｅ基板 １０３ｎ型ＺｎＳｅバッファ層 １０４ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 １０５ＺｎＣｄＳｅ単一量子井戸活性層 １０６ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 １０７ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ超格子コンタクト層
ＺｎＳｅダブルへテロ活性層 ７６ｐ型ＢｅＺｎＭｇＳｅクラッド層 ７７ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ超格子コンタクト層 ７８ＺｎＳｅ基板 ７９基板表面 ８０マスク ８１凸部 ８２底面 ８３窪み ８４エピタキシャル発光構造 ８５エピタキシャル層 ８６成長室 ８７ＺｎＳｅ多結晶原料 ８８ＺｎＳｅ種結晶 ８９ＺｎＳｅ単結晶 ９０熱処理室 ９２分子線エピタキシャル成長室 ９３液体窒素シュラウド ９４基板ホルダ− ９５ＺｎＳｅ基板 ９６ＺｎＣｌ２分子線セル ９７Ｓｅ分子線セル ９８Ｚｎ分子線セル ９９ラジカル窒素源 １００ＺｎＳｅＬＥＤチップ １０２ｎ型ＺｎＳｅ基板 １０３ｎ型ＺｎＳｅバッファ層 １０４ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 １０５ＺｎＣｄＳｅ単一量子井戸活性層 １０６ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 １０７ｐ型ＺｎＴｅ／ＺｎＳｅ超格子コンタクト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武部 敏彦 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号住 友電気工業株式会社大阪製作所内 Ｆターム(参考） 5F041 AA11 AA44 CA02 CA05 CA43 CA50 CA64 CA73 FF01 FF11
Claims (6)
- 【請求項１】 発光中心として沃素、臭素、塩素、ガリ
ウム、インジウム又はアルミニウムをドープしたｎ型Ｚ
ｎＳｅ単結晶基板と、ＺｎＳｅ単結晶基板の上にｐｎ接
合を含むようにエピタキシャル成長によって設けられた
ＺｎＳｅ、或いはＺｎＳｅを主体とする混晶化合物の青
色青緑色の発光構造と、ｎ型ＺｎＳｅ基板の底面に設け
たｎ側電極と、発光構造の上層のｐ型半導体に設けたｐ
側電極と、ＺｎＳｅ基板或いは発光構造を支持する支持
機構と、電流を電極に流すためにリードと、ＺｎＳｅ基
板、発光構造、支持機構を囲むパッケージとによりな
り、該発光構造からの青色又は青緑色の光によってＺｎ
Ｓｅ基板の発光中心を励起して黄色又は橙色を発光さ
せ、発光構造からの青色青緑色とＺｎＳｅ基板発光中心
からの黄色橙色の両方の光を合成することによって白色
光を得るようにしたことを特徴とする白色ＬＥＤ。 - 【請求項２】 発光構造が、ＺｎＳｅもしくは、ＺｎＳ
ｅとＺｎ１−ｘＣｄ ｘＳｅを含む多層構造からなり、発
光構造から出る光の波長が４６０ｎｍ〜５１０ｎｍの範
囲にあり、かつＺｎＳｅ基板からの励起発光が５５０ｎ
ｍ〜６５０ｎｍである自己励起（ＳＡ）発光であること
を特徴とする請求項１に記載の白色ＬＥＤ。 - 【請求項３】 ＺｎＳｅ基板の厚みを、１０μｍ〜２ｍ
ｍの範囲で調整する事により、また発光構造からの発光
波長を変化させる事により、得られる白色光の色調を寒
色系から暖色系まで変化させることができるようにした
ことを特徴とする請求項２に記載の白色ＬＥＤ。 - 【請求項４】 支持機構が頂部に平坦なステムをもつΓ
型のリードであって、基板側がステムと反対側にあり発
光構造をもつ面がステム面に固着されていることを特徴
とする請求項３に記載の白色ＬＥＤ。 - 【請求項５】 支持機構が頂部に凹部を含むステムを持
つΓ型のリードであって、基板側がステムと反対側にあ
り発光構造をもつ面がステムの凹部に固着されて、凹部
の上端には反射板があり発光構造からの青色光青緑光の
一部を反射しＺｎＳｅ基板に照射するようにしたことを
特徴とする請求項３に記載の白色ＬＥＤ。 - 【請求項６】 ＺｎＳｅ基板に凹部があって凹部の底に
ＺｎＳｅ、ＺｎＳｅ＋Ｚｎ１−ｘＣｄｘＳｅ発光構造が
形成され、発光構造がＺｎＳｅ基板によって包囲される
ようにし、基板側がステムと反対側にあり発光構造の面
がステムに接触するよう固着されているようにしたこと
を特徴とする請求項３に記載の白色ＬＥＤ。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP10316169A JP3087742B2 (ja) | 1998-07-09 | 1998-11-06 | 白色ｌｅｄ |
| TW088105962A TW406442B (en) | 1998-07-09 | 1999-04-14 | White colored LED and intermediate colored LED |
| US09/336,764 US6337536B1 (en) | 1998-07-09 | 1999-06-21 | White color light emitting diode and neutral color light emitting diode |
| EP99112966A EP0971421A3 (en) | 1998-07-09 | 1999-07-05 | White color light emitting diode and neutral color light emitting diode |
| CNB991103025A CN1155117C (zh) | 1998-07-09 | 1999-07-08 | 白色光发光二极管和中性色发光二极管 |
| KR1019990027851A KR100347126B1 (ko) | 1998-07-09 | 1999-07-09 | 백색ｌｅｄ 및 중간색ｌｅｄ |
| HK00103250A HK1024100A1 (en) | 1998-07-09 | 2000-05-31 | White color light emitting diode and neutral colorlight emitting diode. |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-194156 | 1998-07-09 | ||
| JP19415698 | 1998-07-09 | ||
| JP10316169A JP3087742B2 (ja) | 1998-07-09 | 1998-11-06 | 白色ｌｅｄ |
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|---|---|
| JP2000082845A true JP2000082845A (ja) | 2000-03-21 |
| JP3087742B2 JP3087742B2 (ja) | 2000-09-11 |
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ID=26508345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10316169A Expired - Fee Related JP3087742B2 (ja) | 1998-07-09 | 1998-11-06 | 白色ｌｅｄ |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3087742B2 (ja) |
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| JP2002184840A (ja) * | 2000-12-15 | 2002-06-28 | Sunx Ltd | ウエハ検出装置 |
| EP1246265A2 (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light emitting device |
| JP2003332631A (ja) * | 2002-05-15 | 2003-11-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 白色発光素子 |
| JP2003347588A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-12-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 白色発光素子 |
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| US6858869B2 (en) | 2002-05-15 | 2005-02-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | White color light emitting device |
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| WO2006004042A1 (ja) * | 2004-07-07 | 2006-01-12 | Sanken Electric Co., Ltd. | 半導体発光素子及びその製造方法 |
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| US7863636B2 (en) | 2005-08-10 | 2011-01-04 | Ube Industries, Ltd. | Substrate for light-emitting diode, and light-emitting diode |
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| CN111418075A (zh) * | 2017-09-19 | 2020-07-14 | 卡任特照明解决方案有限公司 | 具有窄带绿色荧光体的色域展宽显示器 |
-
1998
- 1998-11-06 JP JP10316169A patent/JP3087742B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP2003332631A (ja) * | 2002-05-15 | 2003-11-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 白色発光素子 |
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| JP2003347588A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-12-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 白色発光素子 |
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| WO2006004042A1 (ja) * | 2004-07-07 | 2006-01-12 | Sanken Electric Co., Ltd. | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP2006024701A (ja) * | 2004-07-07 | 2006-01-26 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
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| JP2011503822A (ja) * | 2007-11-15 | 2011-01-27 | クリー・インコーポレーテッド | 発光体を選択するための装置および方法 |
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