TW201210064A - Light emitting diode and light emitting diode lamp - Google Patents

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201210064 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於發光二極體及發光二極體燈，特別 關於響應速度快的發光二極體及使用發光二極體的發 二極體燈。 本申請案係依據2〇1〇年7月13曰於曰本申請的特 2010 — 158655號及2010年8月18日於日本申請的特 2010— 183207號’主張優先權並將其内容引用於此。 【先前技術】 近年來’在研究利用人工光源來進行植物生長。 別是，使用利用單色性優異、節能、壽命長且可小型 之發光一極體（英文簡稱LED )的照明所進行的栽培 法備受矚目。 又，從目如為止的研究，作為適合於植物生長（ 合作用）用光源的發光波長之一，確認了波長6〇〇 7 0 0nm左右的紅色光之效果。 特別是，波長660〜67〇nm左右的光係對光合作 反應效率高的理想光源。針對此波長，自昔就檢討著 έ AlGaAs或InGaNP等的發光層（例如，參照專利文 1 〜3 〇 ) 〇 另一方面’已知有具備包含磷化鋁•鎵•銦（組 式（AlxGai - X) Υΐηι_ γΡ ; osxgi，osysj)的發 層之化合物半導體LED。 於此種LED中，具有Ga0.5In0.5P組成之發光層的波 最長’其峰值發光波長為65〇nm左右。 是 光 願 願 特 化 方 光 用 包 獻 成 光 長 -3- ^ 1 > 201210064 又’通常，具備包含（AlxGa丨—χ)γΙη卜γΡ( χ 0 < Y S 1 )的發光層之發光部係形成在將來自發光層 遮斷且機械強度低的砷化鎵（GaAS)單結晶基板上 因此’為獲得高亮度的可視LED且以更提升元 機械強度為目的之研究正推展著。 例如’在專利文獻4中，揭示一種所謂的接 LED ’其係在除去用以遮斷像GaAs那種發光層的光 板材料後’再接合包含可透射發光層的光且機械強 異之材料的支持體層。 在專利文獻5中，針對發光機制不同的雷射元件 變形的發光層（亦稱為「變形發光層」）作檢討研究 而目前的狀況，發光二極體中具有變形的發光層尚 實用化。 在專利文獻6中，揭示將量子阱構造應用於發光 體的發光部。然而，應用量子阱構造所得之量子效 使發光波長短波長化，所以無法應用於長波長化的决 先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1 特開平9 — 37648號公報 專利文獻2 特開2002 — 2783 1號公報 專利文獻3 特開2004 - 22 1042號公報 專利文獻4 專利第3230638號公報 專利文獻5 特開2000 — 15 1024號公報 專利文獻6 專利第337356 1號公報 的光 〇 件的 合型 之基 度優 中有 〇狄 未被 二極 應會 I術。 201210064 【發明内容】 [發明所欲解決之課題] 依近年來的研究，確認了植物生長用的照明，透過 在照射光後於光合作用的反應時間中熄燈而可節能化。 於是’針對點燈方法，亦檢討利用高速脈衝方式削減使 用電力。亦即’需要響應速度快的發光二極體。 特別是在高壓電路等之用在電氣信號傳達的高速耦 合用途之發光二極體中’期望有35ns以下的響應速度。 本發明係有鑒於上述情事而完成者，目的在於提供 一種響應速度快的發光二極體及發光二極體燈。 [用以解決課題之手段] 亦即’本發明係有關如下者。 (1 ) 一種發光二極體，其特徵為：具備有η層的變 形發光層及包含η— 1層的阻障層的發光層之ρη接合型的 發光部’阻障層存在時’前述發光層具有1層的變形發光 層和1層的阻障層呈交互地積層的構成，將前述η設成1 〜7的整數’且前述發光層的厚度設成25〇nm以下。 (2 )如别項（1 )所記载之發光二極體，其中前述 變形發光層的組成式係（AlxGai _ X ) γϊηι _ γΡ (OSXSO.l ’ 0.37SY$〇.46)。 (3 )如則項（丨）所記載之發光二極體，其中前述 變彬發光層的組成式係GaxIrinP ( 〇 37 $ X $ 〇 46 )。 (4 )如刚項（1 )至（3 )中任一項所記載之發光二 極體，其中具有化合物半導體層，該化合物半導體層至 少包含前述發光部及積層於前述發光部的變形調整層。 -5- 201210064 (5)如前項（4)所記載之發光二極體，其 化合物半導體層係設置具有取光面且接合於⑴述 ^ ^ ij, , I月'』述取 尤®的相反側之前述化合物半導體層的 板。 < 機旎性基 (6 )如前項（5 )所記載之發光二極體，其 機能性基板為光透射性基板。 述 (7 )如前項（5 )或（6 )所記載之發光二極體，其 中刖述機能性基板的材質為GaP。 (8 )如前項（5 )至（7 )中任一項所記載之發光二 極體，其中其進一步具備： 设置在前述化合物半導體層的前述取光面側之第1 及第2電極；及 设置在前述機能性基板的背面之連接用的第3電極。 (9)如前項（5)所記載之發光二極體，其中前述 化合物半導體層和前述機能性基板係透過反射構造體而 接合。 (1 0 )如前項（5 )或（9 )所記載之發光二極體’ 其中則述機能性基板的材質為金屬。 (1 1 )如前項（5 )或（9 )所記載之發光二極體’ 其中則述機能性基板的材質為GaP、si、Ge中任一者。 (1 2 )如前項（5 )、（ 9 )至（1 1 )中任一項所記載 之發光二極體，其中具備：設置在前述化合物半導體層之 刖述取光面側的第1電極；及 設置在前述化合物半導體層和反射構造體之間的第 2電極。 -6- 201210064 (1 3 )如前項（1 )至（1 2 )中任一項所記載之發光 二極體，其中前述變形發光層的厚度係在8〜3 Onm的範 圍内。 (1 4 )如前項（4 )至（1 3 )中任一項所記載之發光 二極體，其中前述變形調整層係可透射前述發光部發光 之際的光，且具有比前述變形發光層及前述阻障層的晶 格常數還小的晶格常數。 (1 5 )如前項（1 )至（1 4 )中任一項所記載之發光 二極體，其中前述阻障層的組成式為（AlxGai-x) γΐη! -ΥΡ (0·3$Χ$0·7，0.48$YS0.52)。 (1 6 )如前項（1 )至（1 5 )中任一項所記載之發光 二極體，-其中前述發光部為，在前述變形發光層之上下 面當中至少一面具有彼覆層，且前述彼覆層的組成式為 (AlxGa^x) γΙι^-γΡ (0.5SXS1，0.48SYS0.52)。 (1 7 )如前項（4 )至（1 6 )中任一項所記載之發光 二極體，其中前述變形調整層的組成式為（AlxGai-X) yIim- YP ( OS XS 1，0.6S YS 1 )。 (1 8 )如前項（4 )至（1 7 )中任一項所記載之發光 二極體，其中前述變形調整層的組成式為八1乂0&1-}(八81-YPY ( OS XS 1，0_6S YS 1 )。 (1 9 )如前項（4 )至（1 8 )中任一項所記載之發光 二極體，其中前述變形調整層的材質為GaP。 (20 )如前項（4 )至（1 9 )中任一項所記載之發光 二極體，其中前述變形調整層的厚度係在0.5〜20//m的 範圍内。 201210064 (2 1 )如別項（5 )至（20 )中任一項所記載之發光 二極體’其中前述機能性基板的側面係具有在接近前述 化合物半導體層之側對前述取光面大致垂直的垂直面； 在偏離則述化合物半導體層之側相對於前述取光面朝内 側傾斜且與前述垂直面構成一體的傾斜面。 (22 )如别項（1 )至（2 1 )中任一項所記載之發光 二極體’其中前述變形發光層的發光波長700nm的發光 強度’係未滿峰值發光波長的發光強度之1 0%。 (23 )如前項（5 )至（22 )中任一項所記載之發光 二極體，其t前述取光面係包含粗糙面。 (24 )如則項（1 )至（23 )中任一項所記載之發光 二極體，其係用以促進植物生長的光合作用之發光二極 體，前述發光部的發光光譜之峰值發光波長是655〜 67 5nm的範圍。 述發光 體 表 中任一 安裝基 ( 將設於 機能性 25 )如前項（24 )所記载之發光二極體，其中前 光譜的半值寬係在10〜4〇nm的範圍内。 2 6 )如則項（1 )至（2 5 )中任一項所記載之發光 ，其中前述發光部的響應速度是35ns以下。 27) —種發光二極體燈，其特徵為具備： 面形成有電極端子的安裝基板及前項（1)至（26) 項之發光二極體，前述發光二極體係安裝於前述 板，前述發光二極體係與前述電極端子電氣連接。 28) 如前項（27)所記載之發光二極體燈，复中 前述發光二極體的前述第1或第2電極與設於前述 基板的前述第3電極連接成大致同電位。 -8 - 201210064 此外（2)〜（26)係顯示（1)的發光二極體之較 佳例，（2 8 )係顯示（2 7 )的發光二極體燈之較佳例。 [發明之效果] 依據本發明的一個觀點’係具備具有n ( ^ 1 )層的 變形發光層及包含η—1層的阻障層的發光層之Ρη接合型 的發光部，發光層作成1層的變形發光層和1層的阻障層 呈交互地積層的構成，將η設成1〜7的整數，且發光層的 厚度設成250nm以下，藉此可減少變形發光層及阻障層 的總數，能薄化由變形發光層及阻障層所構成之發光層 的厚度，故可實現響應速度為35ns以下的發光二極體。 又，藉由在位於化合物半導體層的取光面之相反側 的化合物半導體層之面上設置反射構造體，可加強從化 合物半導體層的取光面朝發光二極體外部放射的光當中 之在與取光面正交的方向之光的強度，故可實現高亮度 及局效率的發光二極體。 又’藉由加強在與取光面正交的方向中之光的強 度’在與取光面正交的方向能獲得和未具備反射構造體 的發光二極體之光強度相同強度之光強度的情況，在消 耗電力上係可比未具備反射構造體的發光二極體還小。 又’有關透過反射構造體而接合於位在取光面的相 反側之化合物半導體層的面上之機能性基板方面，例 如，藉由使用熱傳導率佳的基板，可將發光部發光之際 的熱红由機能性基板有效率地放出至發光二極體的外 部。將具備此種機能性基板的發光二極體，特別是作為 發熱會成為問題的植物生長用照明來使用的情況是具有 效果的。 -9- 201210064 【實施方式】 [用以實施發明之形態] 以下，參照圖面’針對適用本發明之一實施形賤 發光二極體及具備發光二極體的發光二極體燈作鲜乡= 明0 又’以下的說明中所使用的圖面，為使特徵容易 了解，會有權宜地將成為特徵的部分加以放大顯示的产 況’各構成要素的尺寸比例等未必與實際的實際的發^ 一極體及發光一極體燈相同。又本發明未受限於此等例 子。在未逸脫本發明的要旨之範圍，可進行材料、數量、 位置、大小、長度或數值等之變更或追加或省略。且亦 可交互使用各實施態樣所述的要件或較佳例。 <發光二極體燈> 圖1係具備本發明一實施形態的發光二極體之發光 二極體燈的俯視圖，圖2係沿著圖丨中所示發光二極體 燈的A — A’線之剖面示意圖。 如圖1及圖2所示’具備本實施形態的發光二極體 i之發光二極體燈41係建構成在安裝基板42的表面安 裝有1個以上的發光二極體1。 在女裝基板42的表面設有n電極端子43和p電極 端子44。 發光二極體1之筮1 φ u 弟電極的η型歐姆電極4係經由 金線45與安裝基板42的 η冤極褊子4 3電氣連接。亦即， η型歐姆電極4和η雷；7 , *蒐極端子43係引線接合。 201210064 又’發光二極體1之第2電極的p型歐振 P 从坶電極5係 經由金線46與安裝基板42的p電極端子44 ♦严 ^•氧連接。 再者，如圖2所示，於位在設有n型歐姆電極4及 ρ型歐姆電極5的面之相反側的發光二極 ^ 1的面上， 設置第3電極6。發光二極體1藉此第3雷炻 % μ b而連接 在η電極端子43上，發光二極體1固定於安裝基板 η型歐姆電極4和第3電極6係藉由η極電極端子43以 成為等電位或大致等電位的方式電氣連接。然後，安掌 基板42之安裝有發光二極體i的表面係利用一般的環氧 樹脂47密封。 <發光二極體（第1實施形態）> 圖3係沿著圖1所示發光二極體的俯視圖，圖4係 沿著圖3所示發光二極體的B — B ’線之剖面示意圖。 如圖3及圖4所示，本實施形態的發光二極體丨係 化合物半導體層2和機能性基板3接合而成的構造。此 外’發光一極體1係具備：設於主要的取光面的η型歐 姆電極4(第1電極）及ρ型歐姆電極5(第2電極）、 及設在機能性基板3之與化合物半導體層2接合面的相 反側之第3電極6。此外，本實施形態中的主要的取光 面係指化合物半導體層2中貼附機能性基板3的面之相 反側的面。 化合物半導體層2 (亦稱為「磊晶成長層」）係如圖 4所示，具有依序積層ρη接合型的發光部7及變形調整 層8的構造。 -11- 201210064 在此化合物半導體層2的構造可適時地加上習知的 機能層。例如，可設置用以降低歐姆（〇 h m i c )電極之接 觸電阻的接觸層、用以使元件驅動電流平面地擴散於發 光部整體之電流擴散層、以及反之用以限制元件驅動電 流流通的區域之電流阻止層或電流狹窄層等習知的層。 此外，作為化合物半導體層2，以在GaAs基板上磊晶成 長而形成較佳。 如圖4所示’發光部7係建構成：在變形調整層8 上至少依序積層ρ型的下部披覆層9、發光層1〇、及η 型的上部彼覆層11。亦即，作成發光部7係包含：為將引 起輻射複合的載子（載體；carrier)及發光「閉入」發 光層1 0而在發光層1 0的下側及上側對峙地配置的下部 彼覆（clad)層9及上部彼覆層nt所謂的雙異質（英 文簡稱：DH )構造，在獲得高強度的發光上是理想的。 如圖5所示，發光層i 〇係建構成：具有變形發光層 12和阻障層13交互積層的積層構造，且其兩端配置有 變形發光層1 2。 變形發光層12具有（AlxGauhlnuPCOSXSi， 0 < Y S 1 )的組成。上述χ以〇丨以下較佳，〇更佳。又， 上述Υ以0.37〜0.46的範圍較佳，〇39〜0.45的範圍更 佳。 藉由將變形發光層12的組成規定在上述範圍内，可 使發光波長在65 5〜67 5nm的範圍。然而，在此情況， I形發光層1 2成為晶格常數和其以外的構造部分不同 的構成，在化合物半導體層2發生變形。因此，會有產 生所谓發生結晶缺陷的弊害之虞。 -12- 201210064 欠形發光層〖2的層厚（1層的厚度）適合為8〜3〇nm 的範圍。在此，在變形發光層12的層厚是未滿約6nm 的薄膜之情況，發光波長因牌構造的量子效應而變短， 變得無法獲得所期望的655nm以上。 因此，變形發光層i 2的層厚係以考量層厚的變動而 並未發現有量子效應的8nm以上者較佳。又，若考慮層 厚控制之谷易性，則以！ 〇nm以上較適合。另一方面， 由於變形發光層12的層厚一超過3〇nm時變形量變太 大’.谷易發生結晶缺陷或表面之異常，故不理想。 阻 P早層 13 具有（AlxGa!—χ)γΐηι_γρ(〇$χ$ι，〇 <YS1)的組成。上述χ以〇3〜〇7的範圍較佳，〇4 〜0.6的範圍更佳。又，上述γ以…判〜^^的範圍較 佳’ 0.49〜〇. 5 1的範圍更佳。又，阻障層1 3的晶格常數 可設成與GaAs基板同等或較小。 阻障層13的層厚（1層的厚度）係以比變形發光層 12的層厚厚者較佳。藉此，可提高變形發光層12之發 光效率。又，有必要利用阻障層1 3使發光效率最佳化並 緩和產生於變形發光層1 2的變形。 因此’阻障層13係設成至少15nm以上的層厚較 佳，20nm以上的層厚更佳。另一方面，阻障層的層 厚一超過5〇nm時則變得接近發光波長的波長，會有光 的干涉、布拉格反射等之光學的影響。 因此’阻障層13係設成50nm以下的層厚較佳，4〇nm 以下的層厚更佳。如同上述，變形發光層12的層厚薄， 阻障層1 3的層厚厚者較能獲得利用阻障層1 3吸收變形 -13- 201210064 發光層1 2的變形之效果，並能獲得所謂在變 1 2不易發生結晶缺陷之效果。 在由變形發光層12和阻障層13積層而成 1〇中’變形發光層12的數量（積層數 〜7層即可。在此情況，阻障層13的數量（； —1))成為0〜6層（比變形發光層12的積層 的數）。 一減少變形發光層1 2和阻障層1 3的數量 接合的接合容量（電容量）變大。如同後述般 起因於變形發光層1 2和阻障層1 3設成未彳參雜 濃度，因而在pn接合作為空乏層發揮功能，空 電容量變越大的緣故。 通常為加快響應速度，係以電容量小者較 本發明的構造中’藉由減少變形發光層1 2和 的數量’可發現儘管電容量變大，響應速度仍 效果。 推定此乃係因為減少變形發光層1 2和阻p 數量致使注入載子的複合速度變快速之效果 故。 此外，將變形發光層丨2的積層數η設成 況，因為使用電流而在高電流側發生載子過剩 電流側發光效率降低，又，變形發光層丨2的積 成多過8層時，則變；j里、+、吹ρ J $仔無法滿足所要的響應速 而言，是35ns以下的響應速度）。 形發光層 的發光層 ))設成1 睛層數（η 數η少1 時，貝1J ΡΝ .，此乃係 或低載子 _乏層越薄 .佳，但在 阻障層13 會變快之 章層13的 更大的緣 1層的情 並導致高 '層數η設 .度（具體 201210064 又’構成發光層10之變形發光層12的積層數η設 成2〜5層即可。 在此情況，阻障層13的積層數（η—丨）成為i〜4 層（比羑形發光層12的積層數少1個的數量）。 田又，具備1〜7層的變形發光層12及與其對應之數 量的阻障層13之發光層1〇的厚度設成25〇㈣以下。 如此一來，將包含n ( g丨）層的變形發光層Η及 (η— 1)層的阻障層13之發光層1〇作成i層的變形發 光層12和i層的阻障層13呈交互積層的構成η設成工 ^且^光層10的厚度設成25〇nm以下，藉此可減少 變形發光層12及阻障& 13的積層數而能薄化由變形發 光層12及阻障層13所構成之發光層1〇的厚度，故可實 現響應速度為35ns以下的發光二極體】（換言之響應 速度快的發光二極體）。 此種響應速度快的發光二極體1可作為在植物生長 用的發光一極體 '高壓電路等中用在電氣信號傳達的言 速耦合用發光二極體來使用。 门 ,發光層1G料電型倒未特別限定，可選擇未換雜、 P聖及η型當中任一者。為提高發光效率，宜設士 晶性良好的未摻雜或未滿3χ1〇丨7cm_3的載子濃度。、、。 發光層ίο係具備組成式設成（AlxGa (0…〇.1，咖綱的變形發光層12，藉: 可將發光光譜的峰值發光波長設定在655〜675 圍内，峰值凝· fe ^ 光波長設疋在660〜670nm的範圍内較佳。 -15- 201210064 655〜675nm的範圍之發光波長係適合於植物生長 (光合作用）用光源的發光波長之一，且對光合作用的 反應效率高，故很理想。 另一方面’要利用700nm以上之長波長領域的光 時’因會引發抑制植物生長的反應，故以長波長域的光 量少者為宜》 因此’為使植物有效率生長’以對光合作用反應最 佳的655〜675nm之波長領域的光強、且不含7〇〇11111以 上的長波長領域的光之紅色光源最佳。 又，為作成前述較佳的紅色光源，有必要使半值寬 狹乍。另一方面’由於一接近波長偏差可能變大的量子 化^件時，半值寬會變狹窄，結果，以發光光譜的半值 寬是10〜40nm的範圍較佳。 ,再者，以發光波長700nm中之發光光譜的發光強度 係以未滿上述峰值發光波長的發光強度之1 〇 %較佳。 具備此種特性的發光層10之發光二極體1可適合作 $促進植物生長的光合作用之所用的照明（發光二極體 )來使用。又，發光層1 0的構成係能以滿足上述特性 的方式適宜地選擇組成、層厚、層數。 在發光層10的下面及上面。具體 下面设置下部坡覆層9，在發光層 如圖4所示，下部披覆層9及上部彼覆層u分別設 。具體而言 覆層11。 巧言，在發光層10的 10的上面設置上部彼 作為下部彼覆層9及上部彼

9及上部彼覆層1 1的材質，以帶隙 形發光層1 2 )還大的材 ----约材質更佳。 201210064 在上述材質方面，例如，可舉出具有AlxGai xAs 的，，，成之化合物或具有（AlxGai _ X ) 丫工〜—yP ( 〇 $ X $ 1， 〇< YS 1)的組成之化合物。上述χ的值，下限值以〇 3 以ΐ較佳’ 〇_5以上更佳。又，上述Υ的值以0·48〜0.52 的範圍較佳，0.49〜0_51的範圍更佳。 下邠彼覆層9和上部彼覆層丨丨建構成極性不同。 又下部披覆層9及上部坡覆層η的載子濃度及厚度可 使用習知的適合範圍’以提高發光層1〇的發光效率之方 式使條件最佳化者較佳。又，藉由控制下部彼覆層9及 上郤披覆層11之組成，可減少化合物半導體層2的翹曲。 具體而言，作為下部彼覆層9，例如，使用包含Μ 摻雜之 ρ 型的(AlxGai_x)Ylni_YP(〇 3“$ “〈 J) 的半1體材料較佳。又，載子濃度係以2χΐ〇”〜 1 0 cm的範圍較佳，層厚以〇 · 5〜5 μηι的範圍較佳。 另一方面，作為上部彼覆層丨丨，例如，使用包含U 換雜之 η 型的（AlxGa,_ χ )γΐηι - YP( 0.3 $ 1，〇 < i ) 的半1體材料較佳。又，載子濃度係以1χ1〇17〜 1 χ 1 〇 cm·3的範圍較佳，上部彼覆層丨丨的厚度以〇 $〜 的範圍較佳。此外，下部坡覆層9及上部披覆層11 的極性可考慮化合物半導體層2的元件構造來作選擇。 又’在下部坡覆層9和發光層10之間、發光層（ύ 和上。卩披覆層11之間、及上部彼覆層丨丨和變形調整層 之間’亦可设置用以使兩層間的能帶（ban(j )不連芦 性緩和地變化的中間層。在此情況，各中間層係以分= 由具有上述兩層之中間的禁帶寬之半導體材料所構成者 •17- 201210064 又’在發光部7之構成層的上方，可設置用以降低 歐姆（Ohmic )電極的接觸電阻之接觸層、用以使元件驅 動電流平面地擴散於發光部整體之電流擴散層、以及反 之用以限制元件驅動電流流通的區域之電流阻止層或電 流狹窄層等習知的層。 如圖4所示’變形調整層8係設在發光部7的下方。 此變形調整層8係在使化合物半導體層2在GaAs基板 上磊晶成長之際，為了緩和依變形發光層1 2所產生的變 形而設置者。 又’變形調整層8係建構成可讓來自發光部7 (具 體而言’是發光層10)的發光波長（光）透射。再者， 變形調整層8係具有比變形發光層1 2及阻障層1 3的曰 格常數還小的晶格常數。 體層2 常數還 所能獲 的晶格 C的情 又’變形調整層8係具有比形成化合物半導 (依磊晶成長而形成）所用的GaAs基板的晶格 小的晶格常數。更具體來說，在將由後述之組成 得之變形調整層8的晶格常數設為A，阻障層1 3 常數設為B，以及變形發光層1 2的晶格常數設為 況’具有A < B < C的關係。 作為變形調整層8，可應用具有（AlxGaii、 J γΐη,_ yP(〇SX$1，0.6SYS1)的組成之材料。上述v X雖亦 與化合物半導體層2的元件構造有關，但因為A]冰 還度低 的材料在化學性質上是穩定的，所以0.5以下知 子乂佳，（] 更佳。又，上述Y的下限值以0.6以上較佳。 -18- 201210064 比較發光層10 (變形發光層12 )所具有的 同的情…述¥的值小者，變形調整層^ 變小°因此’有必要加厚變形調整層！ 的層厚’致使變形調整層8在成膜時的成長時間和成本 上升’故上述Y的值以〇·6以上較佳，〇 8以上更佳。 又，作為變形調整層8,亦可使用具有可使發光波 長的光透射的AlxGai_ xAs卜γΡγ( M W iG 丫以 之組成的III 一 v族半導體材料。

具有上述組成的變形調整層8中，晶格常數會依Y 的值而改變。上述γ的值較大者，晶格常數較小。又， 由於相對於發光波長的透明度訂述的值兩者有 關故"、要以可成為透明的材料之方式選擇χ及γ的值 即可。 再者，可使用GaP作為變形調整層8的材質，較佳 為，例如使用Mg摻雜之p型的Gap較佳。此Gap因不 需要組成的調整，且變形調整效果大，故就生產性及穩 定性方面而言亦為最適合作為變形調整層8的材料。 由於變形調整層8具有比起在使化合物半導體層2 磊晶成長之際所用的GaAs基板的晶格常數還小的晶格 常數’所以具備能緩和變形發光層12所包含之變形量的 偏差之功能。 因此，藉由設置變形調整層8而具有使發光波長等 之特性的均一化，防止產生龜裂等所致產生結晶缺陷之 效果。 -19- 201210064 在此文形6周整層8的層厚以〇 5〜2〇μπι的範圍較 ^ 15μηι的|巳圍更佳。若變形調整層8的層厚未滿 〇’5μ:’便無法充分緩和變形發光層12之變形量的偏 差’若層厚超過2〇μηι ’則成長時間會變長，戶斤以成本會 增加，並不理想。 此來，藉由控制變形調整層8的組成，可減少 化合物半導體層2的翹曲’因而能製作面内波長分布小 的發光二極體1。 再者’如同本實施形態，具有要進行機能性基板3 和化合物半導體層2的接合之構造的情況亦是，在化合 物半導體層2的翹曲大的情況會發生破損等之問題，故 以減少化合物半導體層2的翹曲者較佳。 例如，變形發光層12的層厚是3〇nm以下的夢膜較 佳，但因為是薄膜，故難以均—地控制層厚。此外，由 於層厚與導入的變形量是相關的，故依變形發光層Η的 層厚偏差而導入的變形量亦會有偏差，結果是使變形發 光層1 2之發光波長發生有偏差。 於是，在形成化合物半導體層2之際，藉由在包含 具有+(正）變形之變形發光層12的發光部7的上方（圖 中成為發光部7的下方）s免置變形調整層8 ,發現此 變形調整層8所具有的-(負）變形係具有將因變形發 光層的層厚之偏差所致+側大的偏差變形引至一側，以 縮d麦形發光層1 2的變开> 量之偏差的作用。此變形調整 層8的效果，在變形發光層12的變形量之偏差原因是變 形發光層12的組成偏差之情況亦是相同。 -20- 201210064 在沒有變形調整層8之習知的發光二極體中，由於 發光波長等之特性的偏差大，故無法滿足所要求的品 質。相對地’本實施形態的發光二極體1中，作成在發 光部7的下方設有變形調整層8的元件構造。 藉此’進行長波長化所需之變形發光層1 2的變形量 在發光層1 〇内被均一化，發光波長及輸出之特性的偏差 變小。又’化合物半導體層2的表面狀態亦被改善。 如圖4所示’機能性基板3被接合在構成化合物半 導體層2之變开> 調整層8側。此機能性基板3係光透射 性基板，立具有在力學上足以支撐發光部7的強度，且 係由可透射從發光部7射出的發光之禁帶寬範圍廣並且 對來自發光層I 0的發光波長在光學上是透明材料所構 成。 例如，機能性基板3可由磷化鎵（Gap ) '砷化鋁· 鎵（AlGaAs)、氮化鎵（GaN)等之In— v族化合物半 導體結晶體、硫化辞（ZnS )或硒化鋅（ZnSe)等之π — Vi族化合物半導體結晶體、或六方晶或立方晶的碳化 矽（SiC )等《IV族半導體結晶體、玻璃、藍寶石等絶 緣基板所構成。 ^ 另一方面，亦能選擇在接合面具有高反射率的表面 之機能性基板。亦能選擇例如，在銀、金、銅、鋁等之 金屬基板或合金基板、或在半導體上形成金屬鏡構造的 複合基板等1而從不會有因接合而變形之影響的與變形 調整層相同材質來作選擇是最理想的。 201210064 為以力學上的充分強度支撐發光部7，機能性基板3 係以例如設成約50μηι以上的厚度較佳。又，為了在朝 化合物半導體層2接合後易於對機能性基板3進行機械 加工，以設成不超過約3 00 μιη的厚度較佳。亦即，機能 性基板3係由具有約5 0 μ m以上約3 0 〇 μ m以下的厚度之 η型GaP基板所構成者最適合。 又，如圖4所示，關於機能性基板3的側面，在接 近化合物半導體層2之側設成相對於主要的取光面大致 垂直的垂直面3a，而在離化合物半導體層2遠側設成相 對於主要的取光面朝内側傾斜的傾斜面3b。 藉此’可將從發光層1 0放出至機能性基板3側的光 有效率地取出至外部。又，從發光層10放出至機能性基 板3側的光當中’一部分可在垂直面3 a反射並在傾斜面 3b取出。 另一方面’在傾斜面3b反射的光可在垂直面3&取 出。如此一來，透過垂直面3 a和傾斜面3 b之相乘效果， 可提高光的取出效率。 又’本實施形態中，如圖4所示’將傾斜面3b與平 行於發光面的面所成的角度α設成55度〜80度的範圍 内較佳。藉由設成此種範圍，可將在機能性基板3的底 部反射的光有效率地取出至外部。 又，將垂直面3a的寬度（厚度方向）設成3〇μιη〜 ΙΟΟμηι的範圍内較佳。藉由垂直面3a的寬度設成上述範 圍内，可使在機能性基板3的底部反射之光在垂直面3a 中有效率地返回發光面，而且，可使之從主要的取光面 放出。因此，可提高發光二極體1之發光效率。 -22- 201210064 較佳。藉由傾 之光取出效率 可抑制在傾斜 又’機能性基板3的斜面3b被粗面化 斜面3b被粗面化，可獲得在此傾斜面3b 的效果。亦即，藉由將傾斜面3b粗面化， 面3b的全反射，增大光取出效率。 化合物半導體層2和機能性基板3的接合界 為高電阻層的情況。亦即，有在化合物半導體層面有成 能性基板3之間設置未圖示的高電阻層之情況。1機 阻層呈現比機能性基板3還高的電阻值，在嗖有1^阿電 層的情況，具有減少從化合物半導體層2的：形=阻 8側朝向機能性基板3側之逆向電流之機能。又。層 阻層雖係建構成針對從機能性基板3側朝向變〇調:電 8側不小心施加的逆向電壓發揮耐電壓性的接^層 但建構成其降伏電壓是比ρη接合型的發光部7: ^ ’ 壓的值還低者較佳。 的逆向電 η型歐姆電極4及ρ型歐姆電極5係設在發 體1之主要的取光面之低電阻的歐姆接觸電極。χ -極 型歐姆電極4係設在上部披覆層11的上方，例 ，η 用包含AuGe、或Ni合金/Au的合金。另一方面：’可使 所示，P型歐姆電極5係位在露出的變形調❹如圖4 面，可使用例如包含AuBe/Au的合金。 g的表 在此’本實施形態的發光 電極的ρ型歐姆電極5形成在變形調整層8上較： 由此種構成’可獲得降低作動電壓的效果。 ：藉 :型歐姆電極5形成在包含P型GaP的變形調整；將 為可獲得良好的歐姆接觸，所以可降低作動電壓。’ -23- 201210064 此外，本實施形態中，以第1電極的極性設成η型， 第2電極的極性設成ρ型較佳。藉由此種構成，可達成 發光—極體1的南允度化。 另一方面，將第1電極設成Ρ型時，電流擴散變差， 招致亮度降低。反之’藉由將第1電極設成η型，使電 流擴散變佳，可達成發光二極體1的高亮度化。 如圖3所示’以本實施形態的發光二極體1而言， 以η型歐姆電極4和ρ型歐姆電極5位在對角的位置之 方式作配置較佳。又，建構成以化合物半導體層2包圍 ρ型歐姆電極5的周圍者最佳。 藉由此種構成，可獲得降低作動電壓的效果。又， 藉由以η型歐姆電極4包圍ρ型歐姆電極5的四周，由 於電流變得容易朝四周流動，所以最後作動電壓會降低。 又，如圖3所示，以本實施形態的發光二極體丨而 言，以將η型歐姆電極4設成蜂巢或格子形狀等之類的 網目較佳。 藉由此種構成，可獲得提升可靠性之效果。又，藉 由設成格子狀，可將電流均一地注入發光層丨〇，其結果， 可提升可靠性。 此外，本實施形態的發光二極體丨中，η型歐姆電 極4是以銲墊形狀的電極（銲墊電極）和寬度ι〇μιη以 下之線狀的電極（線狀電極）構成者較佳。 藉由此種構成，可謀求高亮度化。再者，藉由窄化 線狀電極的寬度，能增大取光面的開口面積，可達成高 亮度化。 ° -24- 201210064 如圖4所示，第 乐·^電極6設在機能性基板3的底面， 具有&升向壳度卜、道、s t b 導通性、安裝步驟的穩定化之機能。 第3電極6的材皙包|去πι 負偉〗未特別限定，例如，可使用反射率 南的銀（Ag)膏。 用例如，包含反射層、阻障層 為上述反射層，可使用反射 又’第3電極6可使 及連接f層的積層構造。作 高的金屬，例如，銀、金、在呂 在機能性基板 設置包含氧化銦錫 導電膜的氧化膜》 鉬、鈦、白金、鉻 層，例如，可使用 晶金屬。 率 白金及彼等金屬的合金 〇 3和電極6的反射層之間，例如，可 (IT〇 )、氧化銦鋅（IZO )等之透明 又’作為阻障層’例如，可使用鎢' 组荨之咼融點金屬。又’作為連接 AuSn、AUGe、AuSi等之低融點的共 又，第3電極6可為歐姆電極，亦可為蕭特基電極， 當第3電極6在機能性基板3的底面形成歐姆電極時， 會吸收來自發光層1 0的光，因而以蕭特基電極較佳。 第3電極6的厚度倒未特別限定，但以〇 2〜 ^ Pm的 乾圍較佳，i〜3,的範圍更佳，2 5,的範圍特佳。 在此，第3電極6的厚度未滿〇 2μιη時’由於需要 高度的膜厚控制技術，故不理想。又，第3電極6 =厚 度超過5μιη時，變得難以形成圖案而提高成本，故不理 想。另一方面，第3電極6的厚度在上述範圍内時，則 可兼顧品質之穩定性和成本。 -25- 201210064 <發光二極體的製造方法> 圖6係用在本實施形態的發光二極體丨之磊晶晶圓 的剖面示意圖，圖7係用在本發明實施形態的發光二極 體1之接合晶圓的剖面示意圖。 其次，參照圖6及圖7 ,針對本實施形態的發光二 極體1的製造方法作說明。 (化合物半導體層的形成步驟） 首先，如圖6所示，製作化合物半導體層2。化合 物半導體層2係在GaAs基板14上依序積層：包含 的緩衝層15、為進行選擇性蝕刻所設置的蝕刻停止層（未 圖示）、包含Si摻雜之n型的AK}aInp的接觸層16、n 型的上部彼覆層n、發光層1〇、p型的下部彼覆層9、 以及包含Mg摻雜之p型GaP的變形調整層8而製成者。

GaAs基板14可使用以習知的製法所製作之市售製 品的單晶基板。GaAs基板14之供磊晶成長的表面係以 平滑者杈佳。GaAs基板14的表面之面方位是易於磊晶 成長、量產的（100)面及從（1〇〇)偏位土2〇。以内的基 板’從品質穩定性方面而言是理想的。 再者，GaAs基板14的面方位的範圍以從（1〇〇)方 向朝（0— 1— 1)方向偏移15。±5。更佳。 為了改善化合物半導體層2的結晶性，GaAs基板 1 4的差排密度宜低。具體而言，較合適的情況是，例如 1 0,000個cm，2以下，較佳為^⑽個cm-2以下。

GaAs基板14的導電型可為n型，亦可為p型。 基板1 4的載子濃度可從所期望的電氣傳導度和元件構 -26- 201210064 造適宜地選擇。例如，在GaAs基板14是石夕換雜之^型 的情況’載子濃度是1x10”〜5x1〇〗8cm-3的範圍較 相對地’ GaAs基板14是鋅摻雜之p型的情況，載子農 度是2xl018〜5xl019cm_3的範圍較佳。

GaAs基板14的厚度係因應於基板的尺+品士 * 叩有過切 的範圍。GaAs基板14的厚度比適切的範圍薄時，在化 合物半導體層2的製造步驟中會有破損之虞。 另一方面，GaAs基板14的厚度比適切的範圍厚時 材料成本會增加。因此，在GaAs基板14的基板尺寸大 的情況’例如，在GaAs基板14的直徑是75mm的情況， 為防止搬運時的破損，以25〇〜5〇〇μιη的厚度較佳。同 樣地，在GaAs基板14的直徑是50mm的情況，以2〇〇 〜400μιη的厚度較佳，在GaAs基板14的直徑是直徑 100mm的情況，以350〜600μηι的厚度較佳。 如此來’藉由因應於GaAs基板14的基板尺寸而 增大基板的厚度，可減少起因於變形發光層7之化合物 半導體層2的趣曲。 藉此’由於磊晶成長中的溫度分布成為均一，故能 夺發光層1G的面内之波長分布作小。此外，GaAs基板 1 4的形狀倒未特別限定是圓形’即便是矩形等亦無問題。 立緩衝層1 5 ( buffer )係為缓和半導體基板丨7和發光 :7的構成層之晶格失配而設置。因此，若選擇基板品 質或磊晶成長條件，則並非-定需要緩衝層15。 _又’緩衝層1 5的材質以設成和供磊晶成長的基板相 同材質車X佳。因此’在本實施形態中’緩衝層1 5和GaAs -27- 201210064 基板14相同使用GaAs較佳。又，為減少缺陷的黛延 緩衝層15亦可使用包含不同⑥触基板14之：質 多層膜。緩衝層15的厚度設成〇1μηι以上較佳，設 0.2μπι以上更佳。 接觸層1 6係為降低與電極之接觸電阻而設置。接 層16的材質係以比變形發光層12的帶隙大的材質 佳，AlxGai-xAs、（ AlxGa卜 χ) γΙηι_ γΡ ( i，〇 YS 1 )是適合的。 又，為降低與電極的接觸電阻，接觸層16之載子 度的下限值以5xl〇17cm-3以上較佳，lxl〇18cm_3以上 佳。 載子濃度的上限值以容易引起結晶性之降低 2xlOI9cm-3以下者較佳。接觸層16的厚度以〇 上較佳，Ιμιη以上最佳。接觸層16的厚度的上限值倒 特別限疋，但為將有關磊晶成長的成本設在適合範圍 以設成5μιη以下較佳。 本實施形態中，可應用分子束磊晶法（ΜΒΕ )或 壓有機金屬化學氣相堆積法（MOCVD法）等之習知的 長方法。其中以應用在量產性優異的MOCVD法較佳 具體言之’使用於化合物半導體層2的磊晶成長 G a A s基板1 4，係以在成長前實施洗淨步驟或熱處理 之前處理’以除去表面的污染或自然氧化膜較佳。 構成上述化合物半導體層2之各層為，將8片以 的直徑50〜150mm的GaAs基板14設在MOCVD裝 内’可同時地磊晶成長而積層。又，作為MOCVD裝置 可應用自公轉型、高速旋轉型等之市售的大型裝置。 的 成 觸 較 < 濃 更 的 以 未 減 成 〇 之 等 上 置 •28- 201210064 在使上述化合物半導會層2的各層磊晶成長之際， 作為III族構成元素的原料，例如，可使用三甲基鋁 ((CH3)3A1)、三曱基鎵（（CH3)3Ga)及三曱基銦（（CH3) 3In )。又，作為Mg的掺雜原料，例如，可使用雙（環戊 二烯）鎂（bis— ( C5H5) 2Mg)等。 又’作為Si的掺雜原料，例如，可使用二矽烷（Si2H6 ) 等。又’作為V族構成元素的原料，可使用磷化氫（PH3 )、 三氫化砷（AsH3 )等。 又’作為各層的成長溫度，在使用p型GaP作為變 形調整層8之情況，可適用720〜77(TC，而其他各層可 適用600〜700〇c。再者，各層的載子濃度及層厚、及溫 度條件可適宜地選擇。 如此製成的化合物半導體層2儘管在具有變形發光 層7的情況仍可獲得結晶缺陷少的良好表面狀態。又， 化σ物半導體層2亦可對應於元件構造而施作研磨等之 面力口 Τ,。 (機能性基板的接合步驟） 其次’將化合物半導體層2和機能性基板3接合。 化合物半導體層2與機能性基板3之接合，首先是研磨 構成化合物半導體層2之變形調整層8的表面，進行鏡 面力σ工。 其次’準備機能性基板3，該機能性基板3貼附在 此’i:开> 調整層8的鏡面研磨之表面。此外，此機能性基 板3的表面係在接合於變形調整層8以前研磨成鏡面。 -29- 201210064 其次’對一般的半導體材料貼附裝置搬入化合物半 導體層2和機能性基板3，於真空中對已鏡面研磨之雙 方的表面照射使電子衝撞並中性（neutral )化的Ar射 束。然後’藉由在維持真空的貼附裝置内使雙方的表面 重合並施加荷重’可在室溫進行接合（參照圖7 )。 (第1及第2電極的形成步驟） 其次，形成屬第1電極的η型歐姆電極4及屬第2 電極的ρ型歐姆電極5。η型歐姆電極4及ρ型歐姆電極 5的形成，首先是從和機能性基板3接合的化合物半導 體層2 ’利用氨系蝕刻液將GaAs基板丨4及緩衝層1 5選 擇性地除去。 其-人，在路出的接觸層16的表面形成n型歐姆電極 4。具體言之’例如，在利用真空蒸鍍法將AuGe、Ni合 金/Pt/Au積層任意厚度後，利用一般的光刻技術及蝕刻 技術進行圖案化而形成η型歐姆電極4的形狀。 其次’將接觸層16、上部披覆層U、發光層1〇、 及下。卩彼覆層9選擇性地除去而使變形調整層8露出， 在此路出的變形调整層8的表面形成ρ型歐姆電極5。 具體言之’例如’在利用真空蒸鍍法將AuBe/Au積 S 4〜厚度後，利用一般的光刻手段進行圖案化而形成 P型以姆電極5的形狀。 然後’藉由例如在400〜500〇c、5〜2〇分鐘的條件 下進行熱處理使之合金化，可形成低電阻的„型歐姆電 極4及ρ型歐姆電極5。 -30- 201210064 (第3電極的形成步驟） 其次，在機能性基板3之與化合物半導體層2的接 合面之相反侧形成第3電極6。在使用銀膏作為第3電 極6的情況，於機能性基板的表面塗布銀膏。 又’在使用發光層作為第3電極的情況，具體言之， 例如’在機能性基板3的表面，利用濺鍍法形成屬透明 導電膜的ITO膜（厚度Ο.ΙμηΟ、銀合金膜（厚度〇 ΐμπ〇 而形成反射層。 其次，在此反射層之上，例如，形成鎢（厚度〇丨) 膜以作為阻障層。其次，在此阻障層之上，依序成Au 膜（。厚度o.5um)、厚度1μιη的AuSn膜（共晶：融點 28 3°C )及厚度O.bm的Au膜而形成連接層。 接著，利用-般的光刻法圖案化成任意的形狀而形 成苐3電極6。此外’機能性基板3和帛3電極6係呈 光吸收少的蕭特基接觸。 (機能性基板的加工步驟） 其次，加工機能性基板3的形狀。機 :工為’首先’在沒形成第3電極6的表面進行V字狀 的切溝加工。此際，V字狀溝的第3泰 成為具有和平行於發光面的面呈角产&彻]之内側面 後，從化合物半導體層2側以二：員斜面3卜然 片化。接著，藉由晶片化之際的行:刀割而晶 3的垂直面3a。 ° v成機能性基板 傾斜面3b的形成方法倒未特別限 式蝕刻、乾式蝕刻、劃線法、帝 可組合使用濕 田射加工等之習知方法， -31. 201210064 但以採用形狀的控制性及生產性高 應用切割法，可提升製造良率。阿的切割法最佳。藉由 又，垂直面3a的形成方法 線 折斷法或切割法形成較佳。 別限疋，但以劃 藉由採用劃線•折斷法 , 一〜/外今、。/；jx卩卩 ， 在晶片分離之際I愛^番+金丨、 …若《又置切割裕度，能製造數量多的潑 光二極體故可降低製4 & 士 „ 士工 x 午瓜表4成本。另一方面，以切割法而言 可降低製造成本。亦即 來自垂直面3a的光取出效率提升，可達成高亮度化。 最後，因應需要，將切割所產生之破碎層及髒污以 硫酸·過氧化氫混合液等蝕刻除去。按此方式製造發光 二極體1。 〈發光二極體燈的製造方法〉 其次，針對使用上述發光二極體丨的發光二極體燈 4 1之製造方法，亦即發光二極體i的安裝方法作說明： 如圖1及圖2所示，在安裝基板42的表面安裝規定 數量的發光二極體1。發光二極體i的安裝為，首先， 進行安裝基板42和發光二極體1之對位，在安裝基板 42的表面之規定的位置配置發光二極體j。 接著，將構成第3電極6之連接層15與設置在安裝 基板42的表面之11電極端子43進行共晶金屬接合（共 晶金屬點晶）》 藉此，發光二極體1被固定於安裝基板42的表面。 其-人，使用金線45將發光二極體i的η型歐姆電極4與 女裝基板42的η電極端子〇作連接（引線接合）。 -32- 201210064 極安f其 46連接發光二極體1的P型歐姆電 :裝基板42的p電極端子… 被後’將安裝基板42之容雄亡欲丄 利用-般的環氧樹月t… 有發先二極體1的表面 光二極體1的私/ 讼封。按此方式，製造採用有發 ,I光一極體燈4 1。 41之η電;電壓附加於具有上述構成的發光二極體燈 及P電極端子44的情況作說明。 百先，針對發央_ ， —極肋燈4 1被施加順向電壓的情況 β被％加順向電壓的情況’順向電流首先是從連接 在陽極的Ρ型電極端子44，經由金線46朝向ρ型歐姆 電極5 *通。其次’從Ρ型歐姆電極5朝變形調整層8、 下部披覆層9、發光層1〇、上部彼覆層^及η型歐姆電 極4依序流通。 接著，從η型歐姆電極4經由金線45而在連接於陰 極的η型電極端子4 3流通。此外，由於在發光二極體i 設置高電阻層’所以順向電流不會從變形調整層8朝包 含η型GaP基板的機能性基板3流通。 如此一來’在流通順向電流之際，發光層10係發 光。又，由發光層1 0所發出的光係從主要的取光面被放 出。另一方面’從發光層1 〇朝機能性基板3側放出的光 係依機能性基板3的形狀及第3電極6而反射’因而由 主要的取光面被放出。 因此，可達成發光二極體燈41 (發光二_極體1 )的 高亮度化（參照圖2及圖4。）。 -33- 201210064 又’發光二極體燈41的發光光譜係由於構成發光層 10的變形發光層12之組成被調整，故蜂值發光波長成 為655〜675nm的範圍。 又’由於利用變形調整層8抑制變形發光層1 2的發 光層ίο内之偏差’故發光光谱的半值寬成為1〇〜4〇nm 的範圍。又’發光波長700nm的發光強度成為未滿峰值 發光波長的發光強度之1 0%。 因此’使用發光二極體1製作的發光二極體燈41可 適當地作為促進植物生長之光合作用所使用的照明來應 用。 如以上所說明，依據本實施形態的發光二極體i， 係將η ( 2 1 )層的變形發光層12及包含（n _ i )層的 阻障層13的發光層10，作成1層的變形發光層I〗和1 層的阻障層13交互積層的構成’且將η設成i〜7，且 發光層10的厚度設成25 Onm以下，藉此可減少變形發 光層1 2及阻障層1 3_的積層數，能薄化由變形發光層1 2 及阻障層1 3所構成之發光層1 〇的厚度，因而可實現響 應速度為3 5ns以下的發光二極體1 (換言之，響應速度 快的發光二極體）。 此種響應速度快的發光二極體1可作為在植物生長 用的發光二極體、高壓電路等中用在電氣信號傳達的高 速耦合用發光二極體來使用。 又’藉由具備由組成式（AlxGa〗-χ ) γιηι _ γρ (OSXSO.l, 0.37SYS0.46)構成的變形發光層12， 可構成具有655nm以上的發光波長之發光二極體 -34- 201210064 又，本實施形態的發光二極體1係發光部 變形調整層8。由於此變形調整層8相對於發』 透明的，故可作成不吸收來自發光部7的發光， 高效率的發光二極體1 ° 再者，此變形調整層8係具有比GaAs基板 格常數還小的晶格常數，故可抑制此半導體化< 產生赵曲。藉此，由於減少變形發光層12的變子 光層1 0内之偏差’故可作成單色性優異的發光二 因此，依攄本實施形態的發光二極體丨，{ 具有655nm以上之發光波長’單色性優異，同時 高效率且響應速度快速（具體而言，是3 5ns以_ 光二極體1。 又，依據本實施形態的發光二極體1，柄車 的A1G a A s糸的發光一極體’可提供具有約4千 發光效率之高輸出發光二極體1。 又，依據本實施形態的發光二極體燈4 1 ,倍 有655nm以上之發光波長，單色性優異同時高賴 效率且響應速度快速的上述發光二極體1。因此 供適合於植物生長用的照明之發光二極體燈4 i。 <發光二極體（第2實施形態）> 圖8係有關本發明第2實施形態的發光二極 面示意圖。 本實施形態的發光二極體5 1係建構成：至少 發光層10的發光部7和變形調整層8的化合物半 2與機能性基板55 ’係透過反射構造體54而接< 上設有 I波長是 3輸出· 1 4的晶 物層 2 量在發 極體1。 可提供 b輸出· )的發 於習知 以上的 具備具 出•高 ，可提 體的剖 包含有 導體層 卜又， -35- 201210064 7a係隔著接 8的反射構 述的第1實 二極體不同 在發光部7之反射構造^ ^ t 再1^體54的相反側之面 觸層52b而備有第1雷 電極56。在變形調整層 造體54側之面8b上供士姑 上備有第2電極58。 化合物半導體層2l 禮2的構成係可作成和上 施形態之發光二極體相同的構成。 以下’特別針對I盆，— 灯興第1貫施形態的發光 之構成作詳細說明。 <第1電極，第2電極> 第1電極56及第2電極 的形狀及配置倒未特別限定 均—擴散即可。 5 8分別是歐姆電極，彼等 只要能使電流在發光部7 一例如’可使用俯視呈圓狀或矩形狀的電極可 一個電極或將複數個電極配置成格子狀。 作為帛1電極56的材料，在使用n型的化合物半導 層*為接觸層52b的情況，例如，可使用AuGe層、 曰，在使用P型的化合物半導體作為接觸層52b的悴 況，你丨A 月 J如’可使用AuBe層、AuZn層等。 ’接著藉由在其上積層Au層等，可防止氧化且提 升3丨線連接之可靠性。 作為第2電極5 8的材料，在使用η型的化合物丰道 體作Α 丁哥 辱變形調整層8的情況，例如，可使用AllGe層、 A u S i ;楚 θ寺。在使用P型的化合物半導體作為變形調整届 8的情π , 况’例如，可使用AuBe層、AuZn層等作為第2 電極.58的材料。 -36- 201210064 <反射構造體> 參照圖8，反射構造體54係以覆蓋第2電極58的 方式形成在發光部7的反射構造體54側之面7b。反射 構造體54係作成依序積層透明導電膜64和反射層65之 構成。 透明導電膜64係以覆蓋第2電極58的方式形成在 變形調整層8的面8b (形成有第2電極58的變形調整 層8之面）。作為透明導電膜64 ’例如，可使用ITO膜、 IZO膜等。 又’亦可取代透明導電膜64，或者使用是採用透明 材料的折射率差之所謂的冷光鏡，例如氧化鈦膜、氧化 石夕膜的多層膜或白色的氧化銘、氮化紹而連同透明導電 膜64 —起和反射層65作組合。 參照圖8 ’反射層6 5係積層在透明導電膜6 4。反射 層65係由銅、銀、金、鋁等之金屬及彼等合金等之材料 構成。彼等的材料係光反射率高，可將來自反射構造體 54的光反射率設成90%以上。 藉由設置此種反射層65，使來自發光層1〇的光在 反射層65朝正面方向f反射，可提升在正面方向f的光 TJV | 出效率。藉此，可使發光二極體5 1更高亮度化。 此外，在此的正面方向f係指和化合物半導體層2 的取光面2 a (在本實施形態之情況係發光部7的面7 a ) 的角度成為90。的方向且自發光二極體疏離的方向。 由匕夕卜 ’反射構造體54亦可不設置透明導電膜64而僅以 反射層65來構成。 -37- 201210064 具體言之，作為反射層6 5，例如，可從透明導電膜 64側使用包含有Ag合金層/W層/Pt層/Au層/連接用金 屬層的積層膜。作為前述連接用金屬，使用電氣電阻低 且低溫溶融的金屬即可’該連接用金屬形成於位在和透 明導電膜64接觸的面之相反側的反射層65之面15b 上。藉由使用此種連接用金屬，可在不對發光部7賦與 熱應力的情況下連接機能性基板5 5。 作為上述連接用金屬’使用化學性質穩定且融點低 的Au系的共晶金屬等即可。作為前述AlI系的共晶金 屬’例如，可舉出AuSn、AuGe、AuSi等之合金的共晶 组成（An系的共晶金屬）。 又’連接用金屬以添加鈦’鉻，鎢等之金屬者較佳。 藉由添加作為連接用金屬之鈦、鉻、鎢等之金屬，前述 金屬係作為阻障金屬發揮機能，故可抑制機能性基板55 所含之不純物等在反射層65側擴散並反應的情形。 〈機能性基板（金屬基板）> 參照圖8，機能性基板55係透過反射構造體54貼 附在化合物半導體層2的面2b (具體而言，是變形調整 層8的面8b)e具體言之，位在和發光部7對向的反射 構造體54之面的相反側之反射構造體54的面65b上， 接合有機能性基板5 5的接合面5 5 a。 第2實施形態中，係使用金屬基板作為機能性基板 5亦即’第2實施形態中’金屬基板透過反射構造體 貼附於化合物半導體層2的面2b(具體而言，是變形 凋整層8的面8b )。以下，舉以使用金屬基板作為機能 性基板5 5的情況為例作說明。 -38* 201210064 機能性基板5 5可使用包含複數個金屈 走屬層者。再者， 機能性基板55係以交互積層2種類的金®爲々址1 39尽 < 構成者較 佳。又’上述2種類的金屬層合計的層數# 双叹成奇數較佳。 在此情況，從機能性基板55的翹曲或破損的觀畔， 在使用熱膨脹係數是比化合物半導體層2的敎膨脹係數 小的材料作為第2金屬層62的情況，第i金屬層“係 以熱膨脹係數比化合物半導體層2的熱膨脹係數S還大的 材料來構成較佳。 ' 藉此’機能性基板55整體的熱膨脹係數變得接近化 合物半導體層2的熱膨脹係數，因而可抑制在接合化人 物半導體I 2和機能性基板55之際的機能性基板55 : 勉曲或破損，故可提升發光二極體51的良率。 又，在使用熱膨脹係數是比化合物半導體片2的埶 膨脹係數大的材料作為第2金屬| 62的情況，第j金屬 層61是以熱膨脹係數比化合物半導體層2的熱膨脹係數 小的材料來構成較佳。 藉此機此性基板5 5整體的熱膨服係數變得接近化 合物半導體層2的熱膨脹係數，因而可抑制在接合化合 物半導體層2和機能性基板55之際的機能性基板55之 麵曲或破損，故可提升發光二極體51的良率。 如以上所說明，構成機能性基板55的第1及 金 屬層 61 · 、62的位置可更換。亦即，圖丨中，雖係藉由2 個第1全-思a , 55 廣層61夾入.1個第2金屬層而構成機能性基板

1亦可藉由2個第2金屬層62夾入1個第1金屬層 61來構成機能性基板55 (金屬基板）。 B -39- 201210064 包含有第1及第2金屬層6卜62的機能性基板55, 可由例如包含有銀（熱膨脹係數=1 8.9 p p m / κ )、銅（熱 膨脹係數=1 6.5ppm/K )、金（熱膨脹係數=14 2ppm/K )、 銘（熱膨脹係數= 23.1ppm/K)、錄（熱膨脹係數= 13.4ppm/K)及由彼專的合金當中任一材料的金屬層、你 銦（熱膨脹係數=5.1ppm/K )、鶴（熱膨脹係數= 4.3ppm/K)、鉻（熱膨脹係數= 4.9ppm/K)及包含有彼等 的合金當中任一材料的金屬層之組合所構成。 作為機能性基板5 5 (金屬基板）的較佳例子，可舉 出包含有Cu層/Mo層/Cu層的3層之金屬基板。如同先 前所說明，即便是包含有Mo層/Cu層/Mo層的3層之金 屬基板，亦可獲得與包含有Cu層/Mo層/Cu層的3層之 金屬基板同樣的效果。 另一方面，因為包含有Cu層/Mo層/Cu層的3層之 金屬基板係以易於加工的Cu包挾機械強度高的Mo之構 造’故具有比包含有Mo層/Cu層/Mo層的3層之金屬基 板更容易進行金屬基板之切斷等加工上之優點。 在例如是使用包含有Cu層（30μπι) /Mo層（25μηι) /CU層（30μΐη )的金屬基板作為機能性基板55之情況， 機能性基板55整體的熱膨脹係數成為6」ppm/K。又， 在使用包含有 Mo 層（25μιη)/(：ιι 層（70μηι)/Μο 層（25μπι) 的金屬基板作為機能性基板5 5之情況，例如，機能性基 板55整體的熱膨脹係數成為5.7ppm/K。 又’從放熱的觀點’構成機能性基板55的金屬層係 以包含有熱傳導率高的材料較佳。藉由使用此種材料， -40- 201210064 可提高機能性基板5 5的放熱性，能使發光二極體5 1以 高亮度發光，並可延長發光二極體51的壽命。 作為上述熱傳導率高的材料方面，例如，以銀（熱 傳導率= 420W/m.K)、銅（熱傳導率=3 98W/m · K )、 金（熱傳導率=320W/m . K)、鋁（熱傳導率=236W/m · K ) ’鉬（熱傳導率=i38W/m · K )，鎢（熱傳導率= 174W/m. K)’及使用彼等之合金等較佳。 再者’以利用構成機能性基板5 5之金屬層的熱膨脹 係數是和化合物半導體層2的熱膨脹係數大致同等之材 料來構成較佳。 特別是，構成機能性基板5 5之金屬層材料的熱膨脹 係數係以在化合物半導體層2的熱膨脹係數之 ±1.5ppm/K以内較佳。藉此，可減少在機能性基板55和 化合物半導體層2接合時產生之朝向發光部7的應力（起 因於熱的應力），由於可抑制在機能性基板5 5和化合物 半導體層2連接之際因為熱而導致機能性基板55之破 損’故能提升發光二極體5 1的良率。 在使用包含有Cu層（3〇μπι) /Mo層（25μηι) /Cu 層（3 0 μπι )的金屬基板作為機能性基板5 5之情況，機 能性基板5 5的熱傳導率成為250 W/m · K。 又，在使用包含有Mo層（25μιη) /Cu層（70μη〇 /Mo層（25 μιη )的金屬基板作為機能性基板5 5之情況， 機能性基板55的熱傳導率成為220W/m . K。 包含有金屬基板的機能性基板5 5的厚度係設成 50μιη.以上150μιη以下較佳。 -41. 201210064 在機能性基板55的厚度比150μιη厚的情況，發 二極體的製造成本會上升故並不理想。又，在機能性 板55的厚度比50μπι薄的情況，在搬運時容易發生 損、缺口、翹曲等而有降低發光二極體的良率之虞。 構成1片機能性基板5 5的第1金屬層61及第2 屬層62之層數合在一起設成3〜9層較佳，設成3〜5 更佳。 將第1金屬層61和第2金屬層62的層數合在一 設成2層的情況，會發生在厚度方向之熱膨脹不均衡 發生機能性基板5 5破損之虞。反之，在第丨金屬層 和第2金屬層62合計的層數多過9層的情況，有必要 別薄化第1金屬層61和第2金屬層62之層的厚度。 然而’由於要將第1及第2金屬層61、62的厚度 薄非常困難’故在將第1金屬層61或第2金屬層62 厚度薄化而形成單潛的金屬基板之情況，會有各層的 度變不均一’致使發光二極體的特性偏差之虞。 再者’將層的厚度薄化之前述單層的金屬基板容 發生基板破損。 又’在使用薄膜化之單層的金屬基板之情況，由 金屬基板的製造困難，故有使發光二極體的製造成本 加之虞。 此外’亦可在機能性基板55的接合面55a形成使 氣接觸穩定化的接合補助膜，或黏晶用的共晶金屬。 此，可簡便地進行接合步驟。作為前述接合補助膜， 使用Au膜、AuSn膜等。 光 基 破 金 層 起 61 分 作 的 厚 易 於 增 電 藉 可 -42- 201210064 此外’在發光部7接合機能性基板55的方法不受限 於上述°己載的方法，例如’可應用擴散接合、接著劑、 常溫接合方法等習知的技術。 依據第2貫施形態之發光二極體5 1，係具備有n (一丨）層的I形發光層12及包含（η— 1)層的阻障層 1 3的&光層1 〇之Ρη接合型的發光部7，發光層1 0係作 成1層的是形發光層和1層的阻障層呈交互積層的構 成，η設成1〜7 ’且發光層10的厚度設成250nm以下， 變形發光層的纟且成式設成（AlxGai - χ ) Υΐηι — γΡ (0=XS0.1’0.37gYg0 46 )，藉此可提升由發光部7 放射的光之發光效率及響應速度。 —又，藉由將變形發光層12的組成規定在上述範圍， 可實現具有655nm以上的發光波長之發光二極體51。 又藉由在發光部7上設置使發光部7的光透射的 變形調整層8 ’由於沒有發生變形調整層8吸收來自發 光部7的光之情況’故可實現高輸出·高效率的發光二 立再者，由於此變形調整層8具有比變形發光層^及 阻障層13的晶格常數還小的晶格常數，故可抑制化合物 :導體層2產生翹曲。藉此，由於減少變形發光層㈣ 欠形里之偏差，故可實現單色性優異的發光二極體Η。 又，藉由在位於化合物半導體層2的取光面2&之相 反側的化合物半導體層2之面2b上設置反射構造體％ 可加強從化合物半導體| 2的取光面2a朝發光二極體 外部放射的光當中之在與取光面2a正交的方向（具 -43- 201210064 體而言，是正面方向f)之光的強度，故可實現高亮度及 高效率的發光二極體5 1。 又，藉由加強在與取光面2&正交的方向中之光的強 度，在與取光面2a正交的方向能獲得和未具備反射構造 體54的發光二極體之光強度相同強度之光強度的情 況，在消耗電力上係可比未具備反射構造體5 4的發光二 極體小。 又，例如，藉由使用金屬基板作為透過反射構造體 54接合於化合物半導體層2的面2b上之機能性基板 5 5，可將發光部7發光之際的熱經由機能性基板5 5有效 率地放出至發光二極體5 1的外部。 再者，藉由利用熱傳導率是13〇W/m · K以上的第1 及第2金屬層6 1、6 2構成機能性基板5 5，可使機能性 基板5 5的放熱性變高，因而能使發光二極體5 1以高亮 度發光，並可延長發光二極體51的壽命。 又’在使用讓光透射的基板作為機能性基板5 5並利 用Ar射束使之接合的情況’接合面成為高電阻，電流難 以朝基板側流動，但藉由使用金屬基板作為機能性基板 5 5並使前述金屬基板共晶接合’可作成單線構造。 亦即’依據第1貫施形態之發光二極體，可實現且 有655nm以上的紅色光之發光波長、單色性優異，且高 輸出.高效率、響應速度速，並且在對取光面正交的方 向中之光強度強，並且放熱特性優異的發光二極體5 1。 -44- 201210064 <發光二極體（第2實施形態）的製造方法> 其次，針對第2實施形態之發光二極體1的製造方 法作說明。 第2實施形態的發光二極體1的製造方法係具有： 形成機能性基板55之步驟；在半導體基板53隔著接觸層 52b形成含有發光層1〇的發光部7後，在發光部7之與 半導體基板53相反側的面形成第2電極58之步驟；在發 光部7之與半導體基板相反側的面上隔著第2電極58形 成反射構造體54之步驟；隔著反射構造體54將機能性基 板55接合在發光部7之步驟；除去半導體基板53及接觸 層52b的一部分之步驟；在發光部7之與機能性基板55 相反側的面形成第1電極5 6之步驟。 圖9 A〜圖1 5係顯示有關本發明第i實施形態的發 光二極體的製造步驟之剖面圖。圖9A〜圖丨5中，對與 圖8所示發光二極體51同一構成部分賦予同一符號。” 參照圖9 A〜圖1 5，針對第2實施形態之發光二極體 51的製造方法作說明° Μ，針對機能性基板55的製 造步驟作說明。 <機能性基板的製造步驟> 如圖9Α和圖9Β所不，機能性基板55係藉由熱壓 熱傳導率是Π〇··Κ以上的第i及第2金屬層61、 62而形成。 具體言之，首先，準備2片大致平板狀的第i金） 層61和1片大致平板狀的第2金屬| 62。例如，使; 厚度3—的^層作為第1金屬層6卜使用厚度25μ 的Mo層作為第2金屬層62。 -45- 201210064 其次，如圖9 A所示，在2片第1金屬層6丨之間插 入第2金屬層62並將彼等重疊配置。 其次，在規定的加壓裝置内配置積疊有第1及第2 金屬層61、62而成的積層板’且在高溫下，對第1金屬 層61和第2金屬層62朝箭頭方向（參照圖9a )施加荷 重並壓住。 藉此’如圖9B所示，形成第1金屬層61為Cu層 且第2金屬層62為Mo層之包含cu層（30μιη) /Mo層 (2 5 μιη ) /Cu層（3 0 μιη )的3層之機能性基板5 5。作成 上述構成的機能性基板55之熱膨脹係數為6. ippm/K， 熱傳導率為250W/m . K。 此外，之後，亦可在配合發光部7 (晶圓）的接合 面之大小予以切斷後對表面施以鏡面加工。 又，亦可在機能性基板55的接合面55a形成用以使 電氣接觸穩定化的接合補助膜。作為前述接合補助膜， 可使用金膜、白金膜、錄膜等。例如，首先，形成〇 _ 的鎳膜後’在錄膜上形成〇·5μιη的金膜。 再者，亦可形成黏晶用的AuSn膜等之共晶金屬膜 來取代上述接合補助膜。藉此，可簡化接合步驟。 <發光部及第2電極形成步驟> 首先，如圖ίο所示，在半導體基板53的表面53a 上成長複數個磊晶層而形成化合物半導體層2。此外， 在此Is白& ’構成化合物半導體層2的接觸| 52b未被圖 案化。 -46- 201210064 半導體基板5 3係用以形成化合物半導體層2的基 板’例如係表面5 3 a設成從（1 〇 〇 )面傾斜1 5。的面，且 為Si摻雜之η型的GaAs單結晶基板。如此一來，在使 用AlGalnP層或AlGaAs層作為化合物半導體層2的情 況’作為形成化合物半導體層2的基板，使用砷化鎵 (GaAs )單結晶基板即可。 化合物半導體層2係在屬半導體基板53的GaAs基 板上依序積層：包含GaAs的緩衝層52a、包含Si摻雜之 η型的AlGalnP的接觸層52b ' η型的上部彼覆層1 1、發 光層10, ρ型的下部披覆層9、以及包含Mg摻雜之ρ型 GaP的變形調整層8而製成。 以上的在GaAs基板53上製作化合物半導體層2的 步驟係可和第1實施形態同樣地進行。 其次，對變形調整層8之與半導體基板5 3相反側的 面8b ’進行鏡面研磨迄至距離表面丨μηι的深度為止，將 表面粗度設成例如，〇 · 1 8 n m以内。 其次’如圖11所示’在變形調整層8的面8b上形 成第2電極58(歐姆電極）。第2電極58係例如在〇.4μηι 的厚度之AuBe層上積層〇.2μιη的厚度之Au層而成。第 2電極58為，例如在俯視時是形成2〇 μΓηφ的圓形狀，60 μηι 的間隔。 <反射構造體形成步驟> 其次，如圖12所示，以覆蓋變形調整層8之與半導 體基板53相反側的面8b及第2電極58的方式形成包含 ιτο膜的透明導電膜64。其次，施以45〇t的熱處理， 在第2電極58和透明導電膜64之間形成歐姆接觸。 -47- 201210064 其次’如圖13所示，使用蒸鍍法在透明導電膜64 的化合物半導體層2之相反側的面64a上形成反射層65。 具體言之，藉由依序成膜包含銀（Ag)合金的膜（厚 度為0·5μιη)、鎢（W)膜（厚度為Ο.ΐμπι)、白金（pt) 膜（厚度為〇.〗Km )、金（Au )膜（厚度為0·5μηι)、以 及包含AuGe共晶金屬（融點386。(：）的膜（厚度為Ιμπι) 而形成反射層65 ^藉此，形成包含反射層65及透明導 電膜64的反射構造體54。 <機能性基板接合步驟> 其次’如圖14所示’將形成了反射構造體54和化 合物半導體層2的半導體基板53(圖13所示之構造體） 與圖9B所示之機能性基板55，搬入減壓裝置（未圖示） 内’以反射構造體5 4的接合面5 4 a和機能性基板5 5的 接合面55a對向的方式重疊配置。 其次，在對減壓裝置内進行排氣達到3 x丨〇 - 5Pa之 後’在將半導體基板53和機能性基板55加熱成4〇〇〇C 的狀態，施加lOOg/cm2的荷重並將反射構造體54的接 合面4a和機能性基板5 5的接合面5 5 a接合而形成接合 構造體6 8。 <半導體基板及緩衝層除去步驟> 其次，如圖15所示，從接合構造體6 8將半導體基 板5 3及缓衝層5 2 a利用氨系触刻液選擇性地除去。藉 此’形成具有發光層1 0的發光部7。 -48- 201210064 <第1電極形成步驟〉 "、尺使用真空蒸鍍法，在接觸層52b 造體54相反側的面5m形成作為第^電極 姆電極）0母材之電極用導電膜。作為前述 膜，例如，可使用包含AuGe層/Ni層/Au層 造。 在此匱況，例如，將AuGe層（Ge質量 成〇·15μιη的厚度之後，將％層形成〇 後將Au層形成1 μιη的厚度。 其次’利用一般的光刻手段將電極用導 成俯視呈圓形狀而形成第1電極56。 ’·、、;'後，藉由以對應第1電極5 6的形狀之 層52b圖案化，而製造圖8所示的發光二極 此外，在將電極用導電膜圖案化後，例女 進行3分鐘熱處理以將構成第1電極56的各 至化較佳。藉此，可將屬n型歐姆電極的第 電阻化。 然後’在將發光二極體1區劃成所期望 部分之發光部7利用蝕刻方式予以除去後， OJmm間隔將前述切斷部分的基板和連接層 望之大小的發光二極體晶片（LED晶片）。發 大小為，例如，俯視時大致矩形狀的發光部 的長度是1.1mm。 然後，以粘著片保護發光部7的露出面 面。 之與反射構 5 6 ( η型歐 電極用導電 的金屬層構 t匕12% )形 的厚度，然 電膜圖案化 方式將接觸 體51 〇 丨，在420oC 金屬予以合 1電極56低 大小的切斷 使用雷射以 切斷成所期 光二極體的 7之對角線 並洗淨切剖 -49- 201210064 <發光二極體（第3貫施形態）> 圖1 6A和圖1 6B係用以說明有關本發明第3實施形 態的發光二極體之圖。圖1 6 A係第3實施形態之發光二 極體的俯視圖’圖1 6 B係圖1 6 A所示發光二極體的A〜 A ‘線方向之概略剖面圖。 參照圖16A和圖16B ’第3實施形態的發光二極體 7 1除了設置利用不同於機能性基板5 5 (金屬基板）的材 料所構成之機能性基板7 5來取代設置在第2實施形態之 發光二極體5 1的機能性基板5 5 (金屬基板），並且設置 金屬層72、73以外，其餘部分建構成和第2實施形態的 發光二極體5 1相同。 亦即，第3實施形態之發光二極體7丨與第2實施形 態之發光二極體5 1最大的差異點在於，機能性基板的材 料不同。 機能性基板75係透過金屬層72接合於設有化合物 半導體層2的反射構造體54(具體而言，是反射層65)。 作為機能性基板75的材料，可使用Gap、以、&中任一 材料。 如此-來，藉由設置包含Gap、Si、〜中任一材料 的機能性基板7 5，可比去且彳共l w , J比禾具備機能性基板75的發光二 極體更能將發光部7發弁夕π & # 士 t 士 ,嘴尤之際的熱有效率地放出至發光 二極體71的外部。 又，藉由將不易腐姓的材料即^或Ge等作為機能 性基板75的材料使用，可提升機能性基板75㈣濕性。 -50- 201210064 金屬層72係設在構成反射構造體54的反射層65和 機能性基板75的上面5 1 a之間。金屬層72係用以將反 射層65和機能性基板75的上面75a作接合的層。作為 金屬層72 ’例如’可使用依序積層a層、Au層、及Ti 層而成的積層膜。 金屬層73係設在機能性基板75的下面75b。作為 金屬層73 ’例如，可使用依序積層au層及Ti層而成的 積層膜。 依據第3實施形態之發光二極體，藉由設置透過金 屬層72接合在設有化合物半導體層2的反射構造體54 且是包含GaP、Si、Ge中任一材料的機能性基板75，可 比未具備機能性基板7 5的發光二極體更能將發光部7發 光之際的熱有效率地放出至發光二極體71的外部。 又’ It由將不易腐钱的材料即Si或Ge等作為機能 性基板75的材料使用，可提升機能性基板75的耐濕性。 又，藉由在位於化合物半導體層2的取光面之相反 側的化合物半導體層2之面2b上設置反射構造體54， 可加強從化合物半導體層2的取光面朝發光二極體7 1外 部放射的光當中之在與取光面正交的方向（具體而言， 是正面方向f)之光的強度，故可實現高亮度及高效率的 發光二極體7 1。 又’第3實施形態之發光二極體7 1係具備有n( g 1 ) 層的變形發光層12，及包含（η— 1)層的阻障層13的 發光層10之ρη接合型的發光部7，發光層10作成1層 的變形發光層和1層的阻障層呈交互積層的構成，將η -5 1- 201210064 設成1〜7且發光層10的厚度設成25Onm以下，變形發 光層的組成式設成（AlxGa]-；x) γΙϋι-γΡ (0SXS0.1， 0.37 SYS 0.46)，藉此可提升由發光部7放射的光之發 光效率及響應速度。 又，藉由將變形發光層12的組成規定在上述範圍， 可實現具有655nm以上的發光波長之發光二極體71。 再者’藉由在發光部7上具備使發光部7的光透射 之變形調整層8’由於來自發光部7的光沒有被變形調 整層8所吸收的情形，故可實現高輸出·高效率的發光 二極體50。 又’上述變形調整層8係具有比變形發光層12及阻 障層1 3的晶格常數還小的畢格常數，因而可抑制化合物 半導體層2產生翹曲。藉此，由於減少變形發光層I〗的 變形量之偏差，故可實現單色性優異的發光二極體7 1。 [實施例] 以下，使用貫施例以具體地說明本發明的效果。此 外，本發明並未受彼此實施例所限定。 本實鉍例中，係具體說明製作有關本發明的發光二 極體之例子。又’在本實施例製作的發光二極體係具有 WP發光部的紅色發光二極體。本實施例中，係讓 在GaAs基板上成長的化合物半導體層與包含w的機 旎性基板接合而製成發光二極體。接著，為進行特性評 估而製作出將發光二極體晶片安裳於基板上的發光二極 體燈。 -52- 201210064 實施例1〜11係所謂的透射型且係未具有反射構造 體之第1貫施形悲的貫施例。 又，實施例1 2〜1 6係所謂的反射型且具有反射構造 體者’實施例1 2及16係機能性基板是金屬基板的第2 實施形態之實施例’實施例1 3〜1 5為機能性基板分別是 包含GaP，Ge，Si的第3實施形態之實施例。 (實施例1 ) 實施例1的發光二極體為，首先，在包含Si摻雜之 η型的GaAs單結晶的GaAs基板（厚度約〇.5μπι )上依 序積層化合物半導體層以製作磊晶晶圓^ GaAs基板係將 從（100)面朝（0— 1 — 1)方向傾斜15。的面設為成長 面，載子濃度設成2xl〇18cm-3。 又’作為化合物半導體層，係在GaAs基板上依序 形成：包含Si摻雜之GaAs之η型的緩衝層、包含Si摻 雜之（AlojGaodosInojPi η型的接觸層、包含Si摻 雜之（Al〇.7Ga〇.3) 〇.5Ιη〇.5Ρ之η型的上部披覆層、包含 未摻雜之 GaQ.42In0 58P/(Al〇.53Ga〇.47) 〇·5ΐη〇.5Ρ 的對之變 形發光層/阻障層、包含Mg摻雜之（AlQ.7Gaa.3) 〇.5InQ.5p 之p型的下部彼覆層、包含（A丨o.5Ga〇.5) 〇.5In〇.5P的薄 膜之中間層、以及包含Mg摻雜之p型GaP的變形調整 層。 實施例1中，使用減壓有機金屬化學氣相堆積裝置 法（MOCVD裝置），於直徑76mm、厚度350μιη的GaAs 基板上蟲晶成長化合物半導體層’而形成了蟲晶晶圓。 -53- 201210064 在使磊晶成長層成長之際，作為丨丨〖族 料’使用三曱基鋁（（CD A〗）、三甲基^ 及三甲基姻（（CH3) 3ΐη)β又，作為二g 使用雙（環戊二稀）鎮（bis— (c5H5) 2Mg) 的掺雜原料，使用二石夕貌（Si2H6) β 又，作為V族構成元素的原料，使用夺 三氮化坤（AsH3 )。又’在各層的成長溫度 型GaP的變形調整層是在750〇c成長。其 700°C成長。 包含GaAs的緩衝層係載子^ 2x10 cm 、詹厚5又成約0·5μm。接觸層係 約2xl018cm·3、層厚設成約3 5μιη。上部披 度設成約lxl〇18cm·3、層厚設成約〇 5μιη。 變形發光層係未摻雜且層厚是 Ga0.42In〇.58P ’阻障層設成〇層。亦即，在 先前所說明的發光層僅以1層的變形發光 情況之發光層的厚度成為1 〇nm。 下部彼覆層係載子濃度設成約8 x丨〇 π 成約0 · 5 μηι。中間層為，载子濃度設成約 層厚設成約〇. μιη。 包含GaP的變形調整層為，載子 3 X 1 018cm·3，層厚設成約9pm。 其次，對變形調整層進行研磨迄至距 的深度左右的鏡面加工。藉此鏡面加工將 表面粗度設成〇. 1 8nm。 構成元素的原 ((CH3) 3Ga) 的掺雜原料， 。又，作為Si Μ匕氫（PH3)、 .方面，包含p 他的各層則在 良度設成約 載子濃度設成 覆層的載子濃 約 1 0 n m 的 實施例1中’ 層構成。在此 'em·3，層厚設 8 X 1 0 丨 7cm一 3， 濃度設成約 離表面約1 l·101 變形調整層的 '54- 201210064 另方面，準備包含n型GaP的機能性基板，該機 能性基板貼附在上述變形調整層的鏡面研磨之表面。此 外，=貼附用的機能性基板係以載子濃度可成為約 2xl017cnT3般地使用添加Si且面方位設為（η"的單 又，機能性基板的直徑為76mm，厚度為25〇μιη。此 機能性基板的表面係在接合於變形調整層前進行鏡面研 磨，杈均平方根粗糙度（rmS )加工成〇」2nm。 接著，上述的機能性基板及磊晶晶圓搬入於一般的 半導體材料貼附裝置’對裝置内進行真空排氣迄至成為 3xl(T 5Pa 為止。 /、 對機性基板及變形調整層雙方的表面照射 使電子衝知並中性（neutral )化的Ar射束3分鐘。然後， 在維持成真空的貼附裝置内’使機能性基板及變形調整 層的表面重疊，以在各自的表面之壓力成A 50g/cm2的 方式掛上荷重，在室溫下將雙方接合。按此方式形成接 合晶圓。 u ^ 八人’彳< 上述接合晶圓將GaAs基板及GaAs緩衝層 氨系蝕刻液選擇性地除去。接著，利用真空蒸鍍法 ^接觸層的表面依序成膜厚度為〇.5μΓη的AU-Ge-Ni 口金=、厚度為〇 2μηι的pt膜、及厚度為⑽的Au膜。 ’、、、'後，藉由利用一般的光刻技術及蝕刻技術將上述 GC Nl合金膜、Pt膜、及膜圖案化，形成第i 電極的η型歐姆電極。 •55- 201210064 其次，在既除去 以粗面化處理。

GaAs基板的面即取光面的表面施 冉二人，將形成作為第2電極的p型歐姆電極 的磊晶層選擇性地除去，使變形調整層露出。在7 - 的變形調整層的表面’利用真空蒸鍍法依序成^ 0.2μηι的AuBe膜及厚度1 μπι的Au膜，然 ^ “、、風，將 膜及Au膜圖案化，藉以形成p形歐姆電極。然後， 450°C進行10分鐘熱處理使其合金化，形成低電<阻的在 型及η型歐姆電極。 1 其次，在機能性基板的背面，形成包含厚度〇 2爪 的Α\ι膜、厚度〇.2μιη的pt膜、及；η 从 汉厚度1·2μιη的AuSn 膜之連接用的第3電極。 其次，以未形成有第3電極的區域的傾斜面之角肩 α成為70°且垂直面的厚度成為8〇μιη的方式，使用切$ 錯從機能性基板的背面進行V字狀的切溝加工 其次，使用切割鋸從化合物半導體層側以35(^爪的 間隔切斷而予以晶片化。將切割所產生的破碎層及污垢 以硫酸•過氧化氫混合液進行去除，藉以製作實施例i 的發光二極體。 組裝100個將藉上述方法製作的實施例丨之發光二 極體晶片安裝於安裝基板上而成的發光二極體燈。此發 光二極體燈的安裝，係以共晶黏晶機加熱連接並予以支 撐（mount)，利用金線進行發光二極體的n型歐姆電極 和設在安裝基板的表面之η電極端子的引線接合，並在 利用金線進行ρ型歐姆電極和ρ電極端子之引線接合 後’利用一般的環氧樹脂密封所製成。 -56- 201210064 評估安裝有實施例1的發光二極體之 的特性之結果顯示於表1 ^如表1所示，y 歐姆電極間流通電流後，隨即射出峰仓 661·3ηηι的紅色光。 順向流通20毫安培（mA )的電流之 (Vf) ’係反映在構成化合物半導體層的變 能性基板之接合界面的低電阻及各歐姆電 特性’成為約1.8伏特（v )。 順向電流設成20mA之際的發光輸出 裝後所有的發光二極體中之峰值發光波長 ~最小）為2.5nm，獲得良好的結果。此 波長的偏差（最大一最小）只要是3nm以 又，發光之上升的響應速度（Tr )為 表面缺g。 又’實施例1的發光二極體中，在順 (例如’ 150mA以上）的情況，可見輸 由上述結果可確認’實施例1的發光 速度雖滿足所期望的值（3 5 n s以下），但在 如，1 50mA以上）作使用的情況可見其輸 適合於流通比1 50mA還小的電流作使用的 (實施例2) 實施例2的發光二極體，除了將設於 光一極體之變形發光層形成2層，並形成 且組成為（Al〇 53Ga〇.47) o.5In〇.5P 的 1 層的 其餘部分形成和實施例1的發光二極體相 發光二極體燈 η型及p型 I發光波長是 際的順向電壓 形調整層與機 極的良好歐姆 為3 · 6 m W。組 的偏差（最大 外’峰值發光 下即可。 10.6ns且未見 向電流是高電 出降低。 二極體的響應 以高電流（例 出降低，因而 領域。 貫施例1的發 4 ^^度為 30nm P且障層以外， 同。 *57- 201210064 亦即，實施例2中，發光層建構成具有2層 發光層（合計的厚度2〇nm )和i層的阻障層曰 3Onm )。在此情況，實施例2之發光層的厚度成為 評估安裝有實施例2的發光二極體之發光二 的特性之結果顯示於表丨。如表丨所示，在η型 歐姆電極間流通電流後，隨即射出峰值發光 6 6 0.8nm的紅色光。 又，順向流通20毫安培（ηιΑ)的電流之際 電壓（Vf)大約為i 8伏特（v )。又，順向電流設y 之際的發光輸出為4.5mW。組裝後所有的發光二 峰值發光波長的偏差成為2.4nm。發光之上升的 度（Tr)為係i5 2ns且未見表面缺陷。 由上述結果可確認，依據實施例2的發光二 發光二極體燈’可構成能發出具有655nm以上的 長的光之發光層，且可實現3 5ns以下的響應速度 況為 15.2ns)。 (實施例3) 貫施例3的發光二極體，除了將設於實施例 光二極體之變形發光層由2層變更成3層，並將 施例2的發光二極體之阻障層形成2層以外，其 形成和實施例2的發光二極體相同。 亦即’實施例3中’發光層建構成具有3層 發光層（&冲的厚度3〇nm)和2層的阻障層（合 度6〇nm ) °在此情況，實施例3之發光層的厚 90nm 〇 的變形 (厚度 50nm ° 極體燈 及p型 波長是 的順向 i 20mA 極體的 響應速 極體及 發光波 (此情 2的發 設於實 餘部分 的變形 計的厚 度成為 -58- 201210064 β平估安裝有貫施例3的發光二極體之發光二極體燈 的特性之結果顯示於矣1。1主,^ 只不於表1。如表1所示，在η型及Ρ型 歐姆電極間流诵雷泣仫 日n h , 项A Μ後，隨即射出峰值發光波長是 660.7nm的红色光。 又順向/;IL通20毫安培（mA )的電流之際的順向 電£ ( Vf)大、，勺為i 8伏特（v )。又，順向電流設成 之際的發光輸出為4_ lmW。組裝後所有的發光二極體燈 中之峰值發光波長的偏差成為23nm。發光之上升的響 應速度（Tr)為18.4ns且未見表面缺陷。 由上述結果可確認，依據實施例3的發光二極體及 發光二極體燈，可構成能發出具有655nm以上的發光波 長的光之發光層，且可實現3 5ns以下的響應速度（此情 況為 18.4ns)。 (實施例4 ) 實施例4的發光二極體，除了將設於實施例3的發光 二極體之變形發光層由3層變更成5層，並將設於實施例3 的發光二極體之阻障層由2層變更成4層以外，其餘部分 形成和實施例3的發光二極體相同。 亦即，實施例4中，發光層建構成具有5層的變形發 光層（合計的厚度50nm )和4層的阻障層（合計的厚度 1 2Onm )。在此情況，實施例4之發光層的厚度成為 1 7〇nm。 評估安裝有實施例4的發光二極體之發光二極體燈 的特性之結果顯示於表1。如表1所示’在η型及p型歐姆 電極間流通電流後’隨即射出峰值發光波長是660 211111的 紅色光。 -59- 201210064 又’順向流通20毫安培（mA )的電流之際的順向電 £ ( V f )大，力為1.9伏特（v )。又，順向電流設成2 〇 m A 之際的發光輸出為3.9mW。組裝後所有的發光二極體燈 中之峰值發光波長的偏差成為2.3 nm<>發光之上升的響應 速度（Tr)為28ns且未見表面缺陷。 由上述結果可確認，依據實施例4的發光二極體及發 光二極體燈’可構成能發出具有655ηιη以上的發光波長 的光之發光層，且可實現35ns以下的響應速度（此情況 為 28ns)〇 (實施例5 ) 貫施例5的务光二極體，除了將設於實施例4的發光 一極體之變形發光層由5層變更成7層，並將設於實施例4 的發光一極體之阻障層由4層變更成6層以外，其餘部分 形成和實施例4的發光二極體相同。 “亦即，貫轭例5中，發光層建構成具有7層的變形發 光層（合什的厚度70nm )和6層的阻障層（合計的厚度 18〇nm )。在此情況，實施例5之發光層的厚度成為 250nm。 評估安裝有實施例5的發光二極體之發光二極體燈 的特性之結果顯示於表^如表丨所示，在n型及p型歐姆 電極間流通電流後’隨即射出峰值發光波長是66〇 inm的 紅色光。 又順向机通20毫安培（mA )的電流之際的順向電 壓（Vf)大約為1.9伏特（v)。又，順向電流設成2〇mA 之際的發光輸出為3.8mW。組裝後所有的發光二極體燈 -60- 201210064 中之峰值發光波長的偏差成為23nm。發光之上升的響應 速度（Tr)為32.6ns且未見表面缺陷。 由上述結果可確認，依據實施例5的發光二極體及發 光二極體燈，可構成能發出具有65511111以上的發光波長 的光之發光層，且可實現3 5118以下的響應速度（此情況 為 32·6ns )。 (實施例6 ) 實施例6的發光二極體，除了將設於實施例丨的發光 二極體之變形發光層的組成變更成Ga(>whG 56p，並將變 形發光層的厚度變更成1711111以外，其餘部分形成和實施 例1的發光二極體相同。亦即，實施例6的情況，發光層 係以1層的變形發光層（厚度17nm)所構成。實施例6之 發光層的厚度為17nm。 評估安裝有實施例6的發光二極體之發光二極體燈 的特性之結果顯示於表丨。如表丨所示，在n型及p型歐姆 電極間流通電流後，隨即射出峰值發光波長是66i —的 紅色光。 又，順向流通20毫安培（mA)的電流之際的順向電 壓（Vf)大約為1>8伏特（v)。又，順向電流設成心a 之際的發光輸出為3.9mW。組裝後所有的發光二極體燈 中之峰值毛光波長的偏差成為2.2nm。發光之上升的響應 速度（Tr)為17ns且未見表面缺陷。 又，實施例6的發光二極體中，在順向電流是高電流 (例如，1 50mA以上）的情況，可見輸出降低。 -61- 201210064 由上述結果可確認，實施例6的發光二極體的響應速 度雖滿足所期望的值（35ns以下），但在以高電流（H， 150mA以上）作使用的情況可見其輸出降低，因而適合 於流通比1 50mA還小的電流作使用的領域。 (實施例7 ) 實施例7的發光二極體，除了將設於實施例2的發光 二極體之變形發光層的組成變更成GaQ 44In〇 wp，且將變 形發光層的厚度變更W17nm，以及將阻障層的厚度變更 成1911爪以外，其餘部分形成和實施例2的發光二極體相 同。亦即，實施例7的情況，發光層係以2層的變形發光 層（合計的厚度34nm)和I層的阻障層（厚度i9nm)所 構成。實施例7之發光層的厚度為53nm。 評估安裝有實施例7的發光二極體之發光二極體燈 的特性之結果顯示於表丨。如表丨所示，在η型及p型歐姆 電極間流通電流後，隨即射出峰值發光波長是661〇謂的 紅色光。 又，順向流通20毫安培（mA) @電流之際的順向電 麗（vf)大約為u伏特（ν)β又，順向f流設成2〇mA 之際的發光輸出為4.3mW。組裝後所有的發光二極體燈 中之峰值發光波長的偏差成為21咖。發光之上升的響應 速度（Tr)為21.2ns且未見表面缺陷。 由上述結果可確認，依據實施例7的發光二極體及發 光二極體燈，可構成能發出具有655〇〇1以上的發光波長 的光之發光層，且可實現35ns以下的響應速度（此情況 為 2 1.2ns)。 -62- 201210064 (實施例8 ) 實施例8的發光二極體，除了將設於實施例3的發光 二極體之變形發光層的組成變更成GaQ44lnG56p，且將變 形發光層的厚度變更成1 7nm ’以及將阻障層的厚度變更 成19nm以外，其餘部分形成和實施例3的發光二極體相 同。亦即，實施例7的情況，發光層係以3層的變形發光 層（合計的厚度51nm)和2層的阻障層（合計的厚度38nm) 所構成。實施例8之發光層的厚度為89nm。 評估安裝有實施例8的發光二極體之發光二極體燈 的特性之結果顯示於表1。如表丨所示，在n型及p型歐姆 電極間流通電流後，隨即射出峰值發光波長是66〇 5nm的 紅色光。 β又，順向流通20毫安培（mA)的電流之際的順向電 疋（Vf)大約為1.8伏特（V )。又，順向電流設成2〇mA 之際的發光輸出為4_2mW。組裝後所有的發光二極體燈 中之峰值發光波長的偏差成為21聰。發光之上升的響應 速度（TO為26.2ns且未見表面缺陷。 一由上述結果可確認’依據實施例8的發光二極體及發 光二極體燈，可構成能發出具有65 5nm以上的發光波長 的光之發光層，3 日 、 兀*日 且可貫現3 5ns以下的響應速度（此情況 為 26.2ns) 〇 (實施例9 ) >貫她例9的發光二極體，除了變更設置於實施例8的 發光極體之變形發光層的積層數及阻障層的積層數以 卜八餘°卩分建構成和實施例8的發光二極體相同。 -63- 201210064 實施例9中，發光二極體的發光層係形成具有6層的 變形發光層（合計的厚度l〇2nm)和5層的阻障層（合計 的厚度95nm)〇實施例9之發光層的厚度設成i97nm。 評估安裝有實施例9的發光二極體之發光二極體燈 的特性之結果顯示於表1。如表1所示，在η型及p型歐姆 電極間流通電流後，隨即射出峰值發光波長是66〇 3nm的 紅色光。 又’順向流通20毫安培（mA )的電流之際的順向電 辽（Vf)大約為i .9伏特（v )。又，順向電流設成2〇mA 之際的發光輸出為4mW。組裝後所有的發光二極體燈中 之峰值發光波長的偏差成為21nm。發光之上升的響應速 度（Tr)為34.3 ns且未見表面缺陷。 由上述結果可確認，依據實施例9的發光二極體及發 光一極體燈，可構成能發出具有65 5nm以上的發光波長 的光之發光層，且可實現3 5ns以下的響應速度（此情況 為 34·3ns)。 (實施例1 0 ) 貫轭例1 0的發光二極體，除了將設於實施例5的發光 1極體之變形發光層的組成變更成GaQ 37lnQ 63p，且將變 形叙光層的厚度變更成8nm以外其餘部分形成和實施 例5的發光二極體相同。 評估安裝有實施例10的發光二極體之發光二極體燈 的特性之結果顯示於表丨。如表1所示，在η型及p型歐姆 f極間流it電流後’隨即射出峰值發光波長是672 〇nm的 紅色光。 -64- 201210064 又，順向流通20毫安培（mA )的電流之際的順向電 壓（Vf)大約為1.8伏特（v )。又，順向電流設成2〇mA 之際的發光輸出為3.8mW。組裝後所有的發光二極體燈 中之峰值發光波長的偏差成為2.6nm。發光之上升的響應 速度（Tr)為31.3ns且未見表面缺陷。 由上述結果可確認’依據實施例丨〇的發光二極體及 發光二極體燈’可構成能發出具有655nrn以上的發光波 長的光之發光層，且可實現35ns以下的響應速度（此情 況為 31.3ns)。 (實施例11 ) 貫施例11的發光二極體’除了將設於實施例3的發光 二極體之變形發光層的組成變更成Ga() 46ln<) 54p，變形發 光層的厚度變更成3 Onm，以及阻障層的厚度變更成45 nm 以外’其餘部分形成和實施例3的發光二極體相同。 5平估安裝有實施例1 1的發光二極體之發光二極體燈 的特性之結果顯示於表1。如表1所示，在η型及p型歐姆 電極間流通電流後’隨即射出峰值發光波長是66〇 9nm的 紅色光。 又’順向流通20毫安培（m a )的電流之際的順向電 壓（Vf)大約為1.9伏特（v )。又，順向電流設成20mA 之際的發光輪出為3 · 3 m W。組裝後所有的發光二極體燈 中之峰值發光波長的偏差成為1.8nm。發光之上升的響應 速度（Tr)為29ns且未見表面缺陷。 由上述結果可確認，依據實施例11的發光二極體及 發光二極體燈’可構成能發出具有655nm以上的發光波 -65- 201210064 長的光之發光層’且可實現35ns以下的響應速度（此情 況為2 9 n s )。 又，由上述實施例1〜11的結果，確認了一種發光二 極體，其係具備有層的變形發光層和（η — 1) 層的阻障層呈交互地積層的發光層之Ρη接合型發光部， 其中藉由將變形發光層的積層數設成1〜7且發光層的厚 度設成250nm以下，可實現響應速度為35ns以下的發光二 極體（換言之，響應速度快的發光二極體）。 (實施例1 2 ) 實施例1 2的發光二極體（第2實施形態）係以和實施 例1同樣的方法，在包含Si摻雜之η型的GaAs單結晶的 GaAs基板（厚度約0.5μηι)上依序積層化合物半導體層 而製作出磊晶晶圓。 其中，將包含未摻雜的〇&〇.42 111().5 8 ?的2層之變形發 光層和組成是（AU.53Gao.47) 〇.5Ιη〇.5Ρ的1層的阻障層（單 層的厚度為30nm)交互地積層地形成發光層以取代設在 實施例1的發光二極體的發光層。 其次，對變形調整層進行研磨迄至距離表面約1 μηι 的深度左右之鏡面加工。藉由此鏡面加工將變形調整層 的表面粗度設成0.18nm。 接著，藉由在變形調整層上依序成膜AuBe層（厚度 100nm)和Au層（厚度150nm)而形成AuBe/Au積層膜， 然後’藉由利用一般的光刻技術及触刻技術將AuBe/Au 積層膜圖案化，形成第2電極。 -66- 201210064 接著’藉由在變形調整層上依序成膜作為覆蓋第2 電極的透明導電膜之ITO膜（厚度300 nm)及作為反射層 的 Ag 合金（厚度 500nm)/W(厚度 100nm)/Pt(厚度 200nm) /An (厚度500nm) /AuGe (厚度lOOOnm)積層膜而形成 反射構造體。 其次，使用在第2實施形態所說明的方法，製造包含

Cu ( 3 0μηι ) /Μο ( 25μηι ) /Cu (30μιη)的 3層構造（厚度 85μιη)之機能性基板（金屬基板（熱傳導率25〇w/mK))。 實施例12的機能性基板之熱膨脹係數為61ppm/K， 熱傳導率為250W/m . K。又，機能性基板的直徑為76mm， 厚度為8 5 μηι。 其次’將減壓裝置内排氣至3xl0- 5Pa之後，在將 GaAs基板和機能性基板加熱成4〇〇<t的狀態，施加 1 0 0g/cm2的荷重以接合反射構造體和機能性基板而形成 接合構造體》 其··人，從上述接合構造體將GaAs基板及GaAs緩衝層 利用氨系蝕刻液選擇性地除去。接著，利用真空蒸鍍法 在接觸層的表面依序成膜厚度為〇邛爪的Au— ^_犯合 金膜、厚度為0.2μηι的Pt膜、及厚度為1μηι的。 然後，藉由利用一般的光刻技術及蝕刻技術將上述 An — Ge~仏合金膜、Pt膜、及Au膜圖案化形成屬第丄 電極的η型歐姆電極。然後’以對應第極的形狀之方 式，利用習知的手法將接觸層圖案化。 其次，在已除去GaAs*板的面即取光面的表面上施 以粗面化處理。 -67- 201210064 /、人將形成作為第2電極的p型歐姆電極之領域的 蟲晶層選擇性地除去’使變形調整層露出。在此露出的 變形調整層的表面上，利用真空蒸鍍法依序成膜厚度 0.2,的AuBe膜和厚度1μιη的^膜，然後，藉由將八^ 膜及Au膜圖案化，而形成第2電極（p形歐姆電極）。然後， 在450°C進行10分鐘的熱處理使之合金化，形成低電阻的 第1及第2電極（η型及p型歐姆電極）。 其次，使用切割鋸切斷形成有第丨及第2電極的接合 構造體而晶片化。藉此而製作實施例丨的發光二極體。 組裝1 00個將藉上述方法製作的實施例丨之發光二極 體晶片安裝於安裝基板上而成的發光二極體燈。此發光 二極體燈的安裝，係以共晶黏晶機加熱連接並予以支撐 (mount )’利用金線進行發光二極體的歐姆電極和設 在安裝基板的表面之n電極端子的引線接合，並在利用金 線進行Ρ型歐姆電極和ρ電極端子的引線接合後，利用一 般的環氧樹脂密封而製成。 實施例12的發光二極體之構成要素的一部分顯示於 表1 ’評估安裝有實施例1的發光二極體之發光二極體燈 的特性之結果顯示於表2。 如表2所示，在η型及ρ型歐姆電極間流通電流後，.隨 即射出峰值發光波長是661.2nm ( 655nm以上的值）的紅 色光。 又’順向流通20毫安培（mA )的電流之際的順向電 壓（Vf)，係反映在構成化合物半導體層的變形調整層與 機此性基板之接合界面的低電阻及各歐姆電極的良好歐 姆特性，成為1 · 8伏特（V )。 -68- 201210064 ;丨頁向電流設成20mA之際的發光輸出為4.4mW ( 3mW 以上）’獲得良好的結果。 組裝後所有的發光二極體中之峰值發光波長的偏差 (最大一最小）為2 2nm，獲得良好的結果。此外峰值 發光波長的偏差（最大一最小）只要3 nm以下即可。 又’發光之上升的響應速度（Tr)為l82ns，獲得wow 以下的良好結果。且在表面缺陷的檢查中，未見表面缺 陷。 又’在實施例1 2的發光二極體發光之際，由於機能 性基板之放熱效果而未見起因於溫度上升之發光效率降 低。 由上述結果可確認’依據實施例1的發光二極體及發 光二極體燈’可構成能發出具有65511111以上的發光波長 的光之發光層’且可實現l〇0ns以下的響應速度（此情況 為 18.2ns)。 更確認了依機能性基板的放熱效果可實現放熱特性 優異的發光二極體。 (實施例1 3 ) 實施例1 3的發光二極體（第3實施形態），除了使用 作為機能性基板之厚度150# m的GaP層（熱傳導率 11 OW/mK )來取代包含 Cu(30/zm) /Mo(25//m) /Cu (3 0 μ m )的3層構造（厚度8 5 // m )之機能性基板以外， 其餘部分製造成和實施例1 2的發光二極體相同。 實施例1 3的發光二極體之構成要素的一部分顯示於 表1 ’評估安裝有實施例2的發光二極體之發光二極體燈 的特性之結果顯示於表2。 -69- 201210064 示在n型及p型歐姆電極間流通電流往 即射出峰值發弁油基β r & ’隨 无波長疋660.6nm ( 655nm以上的值）从 色光。 的紅 又，順向流通20毫安培（mA )的電流之際的 以 $反映在構成化合物半導體層的變形調整層 機旎性基板之接合界面的低電阻及各歐姆電極的良好二 姆特性’成為1 · 8伏特（γ )。 ^ 又，順向電流設成20mA之際的發光輸出為4 2功 ((3mW以上），獲得良好的結果。）。 义 組裝後所有的發光二極體中之峰值發光波長的偏差 (最大一最小）為2.3nm ’獲得良好的結果。又，發光 上升的響應速度（Tr)為23.3ns，獲得l〇〇ns以下的良奸 結果。且在表面缺陷的檢查中未見表面缺陷。 又’在實施例1 3的發光二極體發光之際，由於機妒 性基板之放熱效果而未見起因於溫度上升之發光效率降 低。 由上述結果可確§忍’依據貫施例2的發光二極體及發 光二極體燈’可構成能發出具有655nm以上的發光波長 的光之發光層’且可實現1 00ns以下的響應速度（此情况 為 23.3ns)。 更確認了依機能性基板的放熱效果可實現放熱特性 優異的發光二極體。 (實施例14 ) 實施例1 4的發光二極體（第3實施形態），除了使用 作為機能性基板之厚度為1 的Ge層（熱傳導率 -70- 201210064

60W/mK )來取代作為機能性基板之厚度為i5〇 #爪的 層（熱傳導率1 i G w/mK )以外’其餘部分製造成 P 例1 3的發光二極體相同。 & 實施例1 4的發光二極體之構成要素的_部分 幸1 八叫?方 ，评估安裝有實施例3的發光二極體之發光二極极 的特性之結果顯示於表2。 Α 如表2所示，在η型及ρ型歐姆電極間流通電流後，去 I3射出峰值發光波長是66〇5nm (655nm以上的值） 色光。 的紅 • 又’順向流通20毫安培（mA )的電流之際的喷向電 壓（Vf) ’係反映在構成化合物半導體層的變形調整層與 機此性基板之接合界面的低電阻及各歐姆電極的良二 姆特性’成為1.8伏特（V )。 歐 又’順向電流設成20mA之際的發光輸出為4 7 c _ ·ύηι>ν C 3mW以上）’獲得良好的結果。 組裝後所有的發光二極體中之峰值發光波長的偏差 (最大一最小）為2.4nm ’獲得良好的結果。又，發光之 上升的響應速度（Tr)為20_5ns，獲得100ns以下的良好 結果。且在表面缺陷的檢查中，未見表面缺陷。 又’在實施例1 4的發光二極體發光之際，由於機能 性基板之放熱效果而未見起因於溫度上升之發光效率降 低。 由上述結果可確認，依據實施例1 4的發光二極體及 發光二極體燈，可構成能發出具有655nm以上的發光波 長的光之發光層，且可實現1 〇〇ns以下的響應速度（此情 況為 20.5ns)。 -7 1- 201210064 更確認了依機能性基板的放熱效果可實現放熱特性 優異的發光二極體。 (實施例1 5 ) 實施例1 5的發光二極體（第3實施形態），除了使用 作為機能性基板之厚度為100μιη的Si層（熱傳導率 126W/mK)來取代作為機能性基板之厚度為15〇μηι的Gap 層（熱傳導率11 OW/mK )以外，其餘部分製造成和實施 例1 3的發光二極體相同。 實施例1 5的發光二極體之構成要素的一部分顯示於 表1 ’ s平估安裝有實施例丨5的發光二極體之發光二極體燈 的特性之結果顯示於表2。 如表2所示，在n型及p型歐姆電極間流通電流後，隨 即射出峰值發光波長是66〇.7nm ( 655nm以上的值）的紅 色光。 又’順向流通20毫安培（mA )的電流之際的順向電 壓（V f )，係反映在構成化合物半導體層的變形調整層與 機能性基板之接合界面的低電阻及各歐姆電極 姆特性，成為u伏特（V)。 順向電流設成20mA之際的發光輸出為4_3mW ( 3mW 以上），獲得良好的結果。 組裝後所有的發光二極體中之峰值發光波長的偏差 (最大一最小）為2 3nm，獲得良好的結果。又發光之 上升的響應速度（Tr)為22 8ns，獲得1〇〇ns以下的良好 結果。且在表面缺陷的檢查中，未見表面缺陷。 -72- 201210064 又，在實施例1 5的發光二極體發光之際，由於 性基板之放熱效果而未見起因於溫度上升之發光效 低0 由上述結果可確認，依據實施例1 5的發光二極 發光二極體燈’可構成能發出具有6 5 5 n m以上的發 長的光之發光層，且可實現100ns以下的響應速度（ 況為 22.8ns)。 更確認了依機能性基板的放熱效果可實現放熱 優異的發光二極體。 (實施例1 6 ) 實施例1 6的發光二極體（第2實施形態），除了 包含未摻雜的Ga〇.38In〇.62P的2層之變形發光層和組 (Al〇.53Ga〇.47) 〇·5Ιη().5Ρ的1層的阻障層（單層的厚 3 Onm )交互積層而成的發光層來取代實施例丨2的設 光二極體的發光層以外，其餘部分製造成和實施例 發光二極體相同。 實施例1 6的發光二極體之構成要素的一部分顯 表卜評估安裝有實施例1 6的發光二極體之發光二極 的特性之結果顯示於表2。 如表2所示，在n型及p型歐姆電極間流通電流後 即射出峰值發光波長是675_2nm ( 655nm以上的值） 色光。 β又，順向流通20毫安培（mA )的電流之際的順 壓（Vf)，係反映在構成化合物半導體層的變形調整 機能性基板之接合界面的低電阻及各歐姆電極的良 姆特性’成為1.8伏特（v )。 機能 率降 體及 光波 此情 特性 使用 成是 度為 在發 12的 示於 體燈 ，隨 的紅 向電 層與 好歐 -73- 201210064

順向電流設成20mA之際的發光輸出為3 6mW ((3 m w以上），獲得良好的結果。）。 組裝後所有的發光二極體中之峰值發光波長的偏差 (最大一最小）為2·5nm，獲得良好的結果。又，發光之 上升的響應速度（Tr)為24.3ns，獲得100ns以下的良好 結果。且在表面缺陷的檢查中，未見表面缺陷。 又’在實施例1 6的發光二極體發光之際，由於機能 性基板之放熱效果而未見起因於溫度上升之發光效率降 低。 由上述結果可確認，依據實施例丨6的發光二極體及 發光二極體燈’可構成能發出具有655nm以上的發光波 長的光之發光層，且可實現l〇〇ns以下的響應速度（此情 況為 24.3ns)。 更確認了依機能性基板的放熱效果可實現放熱特性 優異的發光二極體。 (比較例1 ) 比較例1的發光二極體，除了變更設置於實施例2的 發光二極體之變形發光層的積層數及阻障層的積層數之 外’其餘部分建構成和實施例2的發光二極體相同。 比較例1為’發光二極體的發光層係形成具有11層的 變形發光層（合計的厚度11 〇nm )和丨0層的阻障層（合 °十的厚度3 0 0 n m )。比較例1之發光層的厚度設成4丨〇 n m。 評估安裝有比較例1的發光二極體之發光二極體燈 的特性之結果顯示於表1。如表1所示，在η变及p型歐姆 電極間流通電流後，隨即射出峰值發光波長是6 6 〇 5 m的 紅色光。 -74- 201210064 又’順向流通20毫安培（mA )的電流之際的順向電 壓（Vf)大約為2伏特（V )。又，順向電流設成2〇mA之 際的發光輸出為3.7mW。組裝後所有的發光二極體燈中 之峰值發光波長的偏差成為2.4nm。發光之上升的響應速 度（Tr)為43ns且未見表面缺陷。 由上述結果可確認’發光層的厚度設成41〇nrn的比 較例1之發光二極體及發光二極體燈並無法實現3 5 n s以 下的響應速度（此情況為43ns )。 (比較例2 ) 比較例2的發光二極體’除了變更設置於實施例7的 發光二極體之變形發光層的積層數及阻障層的積層數之 外’其餘部分建構成和實施例7的發光二極體相同。 比較例2為，發光二極體的發光層係形成具有丨2層的 變形發光層（合計的厚度2〇4nm)和11層的阻障層（合 計的厚度209nm)。比較例2之發光層的厚度設成413nm。 評估安裝有比較例2的發光二極體之發光二極體燈 的特性之結果顯示於表1。如表1所示.，在n型及p型歐姆 屯極間流通電流後’隨即射出峰值發光波長是6 5 9 5 m的 紅色光。 又，順向流通20毫安培（mA )的電流之際的順向電 壓（Vf)大約為1.9伏特（V )。又，順向電流設成2〇mA 之際的發光輸出為3.9mW。組裝後所有的發光二極體燈 中之峰值發光波長的偏差成為2.2nm。發光之上升的響應 速度（Tr)為50ns且未見表面缺陷。 -75- 201210064 由上述結果可確認’發光層的厚度設成4 1 3 nm的比 較例2之發光二極體及發光二極體燈並無法實現3 5ns以 下的響應速度（此情況為50ns )。 (比較例3 ) 比較例3的發光二極體，除了變更設置於實施例2的 發光二極體之變形發光層的組成、厚度及積層數、以及 阻障層的積層數之外’其餘部分建構成和實施例2的發光 二極體相同。 變形發光層的組成係設成Ga〇.38InQ 62p ^變形發光層 的厚度設成5nm»又，變形發光層的積層數設成21，阻 障層的積層數設成20。 亦即，比較例3中，發光二極體的發光層係形成具有 21層的變形發光層（合計的厚度1〇5nm)和2〇層的阻障 層（合計的厚度600nm )。 比較例3之發光層的厚度係設成7〇5nm。 s平估安裝有比較例3的發光二極體之發光二極體燈 的特性之結果顯不於表1。如表丨所示，在n型及p型歐姆 電極間流通電流後，隨即射出峰值發光波長是65丨5m的 紅色光。 …又，順向流通20毫安培（mA )的電流之際的順向電 壓（Vf)大約為2伏特（ν)β又，順向電流設成汕爪八之 際的發光輸出為3.lmW。組裝後所有的發光二極體燈中 之峰值發光波長的偏差成為5lnm。發光之上升的響應速 度（Tr)為42ns且未見表面缺陷。 -76- 201210064 從上述結果可確認，即使構成發光層之變形發光層 的積層數是在1〜7的範圍内（此情況為5)，在發光層的 厚度超過25Onm的情況（此情況為705nm )，發光之上升 的響應速度（Tr)比35ns慢。 (比較例4 ) 比較例4的發光二極體，除了變更設置於實施例2的 發光二極體之積層數及阻障層的積層數之外，其餘部分 建構成和實施例2的發光二極體相同。變形發光層的積層 數係設成2 1，阻障層的積層數係設成20。 亦即，比較例4中，發光二極體的發光層係形成具有 2 1層的變形發光層（合計的厚度2 1 Onm ) 和20層的阻障 層（合計的厚度600nm)。 比較例3之發光層的厚度設成8 1 0nm。 評估安裝有比較例4的發光二極體之發光二極體燈 的特性之結果顯示於表1。如表1所示，在η型及p型歐姆 電極間流通電流後，隨即射出峰值發光波長是660nm的 紅色光。 又，順向流通2 0毫安培（m A )的電流之際的順向電 壓（Vf)大約為2伏特（V)。 又，順向電流設成20mA之際的發光輸出為2 5mW。 組裝後所有的發光二極體燈中之峰值發光波長的偏差成 為7.1nm。發光之上升的響應速度（Tr)為係65ns且未見 表面缺陷。 由上述結果可確認，發光層的厚度設成8 1 〇nm的比 較例4之發光二極體及發光二極體燈並無法實現3 5ns以 下的響應速度（此情況為65ns )。 -77- 201210064 阻障層數量 〇 一 (Ν 寸 〇 — ΓΜ VO <Ν — — - - — 〇 : 阻障層厚度 (nm) as Cs σ\ 沄 〇s 變形發光層 合計厚度 (nm) 〇 〇 Γ- s Ό 象 宕 〇 〇 S 〇 變形發光層數量 — CO 卜 一 CN 卜 m (Ν (Ν (Ν (Ν CN CS 變形發光層厚度 (nm) 〇 ο Ο 〇 〇 卜 卜 卜 r- 〇〇 Ο Ο Ο 〇 〇 〇 卜 1〇 〇 變形發光層之X的值 GaxIn(|.X)P 〇 ο g ο 〇 〇 〇 〇 5 d 〇 d> ο Οί Ο Q1 ο ζΙ ο ΟΙ 〇 00 〇 〇 〇 00 〇 〇 變形調整層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 A10.7GaInP 層 反射構造體之有無 Μ 墀 機能性基板之 熱傳導率 (W/mK) ο ο 〇 〇 〇 〇 〇 ο ο ο ο ο ο s VO CN 〇 〇 〇 〇 〇 機能性基板之構成 GaP 層(150μηι) GaP 層（150μιυ) GaP 層（150μηι) GaP 層(150μπι) GaP 層(150μιη) GaP 層(150μπ\) GaP 層(150μπι) GaP 層(150μπι) GaP 層（150μπι) GaP 層(150μπι) GaP 層（150μπι) tt ε 孑云Ο 乙Cl C 3 Ο 3 〇 s ^ GaP 層(150μηι) Ge 層（ΙΟΟμπι) Si 層（ΙΟΟμιυ) III 〇 Ό 〇 3 Ο 3 〇 S ^ GaP 層（150μιυ) GaP 層(丨50μπι) GaP 層（150μηι) GaP 層（150μιη) 實施例1 實施例2 實施例3 |實施例4 實施例5 巧包例6] 例 7 實施例8 [^例9 [^例Ιο] 實施例11 實施例12 實施例13 1實施例14 1實施例15 實施例丨6 比較例1 比較例2 比較例3 較例4 -ooz- 201210064 CN< 發光層總厚度 (nm) 〇 ο 250 卜 ΓΛ 〇\ oo S； 236 g 410 413 o o 00 響應速度Tr (ns) 10.6 15.2 18.4 oo (N 32.6 | 卜 21.2 26.2 34.3 31.3 〇\ (N 18.2 1_ . 23.3 丨 20.5 22.8 24.3 V) v〇 峰值發光波長的面内偏差 (nm) fN 寸 ΡΠ <N fN <N (N fN <N (N fN V〇 fN 00 CN CN CN fN CN (N CN CN fN u-i 峰值發光波長 (nm) 661.3 660.8 660.7 660.2 660.1 | 661.1 661.0 660.5 660.3 672.0 660.9 1 661.2 660.6 660.5 660.7 675.2 660.5 659.5 651.5 660.0 輸出20mA (V) rn 寸· ¥ 〇\ CO 00 Os cn m — CN 寸· 寸 00 CO m o-l — — m — Ό r〇 r- rn a\ ΓΛ (N VF@20Ma (V) oo 00 OO O) CJn 00 00 OO 〇\ 00 〇\ 00 00 00 oo 00 o (N 〇\ 〇 <N o rvi 表面缺陷的檢查結果 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 實施例1 實施例2 實施例3 1 實施例4 實施例5 j 實施例6 實施例7 實施例8 實施例9 實施例10 實施例11 實施例12 實施例13 實施例14 實施例15 實施例16 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 _ 6 Z _ 201210064 [產業上可利用性] 提供一種有關發光二極體及具備發光二極體之發光 二極體燈，即響應速度快的發光二極體及發光二極體 燈。本發明的發光二極體可利用於植物生長用的發光二 極體、高壓電路等中用在電氣信號傳達的高速耦合用發 光二極體等。 【圖式簡單說明】 圖1係具備本發明第1實施形態的發光二極體之發光 二極體燈的俯視圖。 圖2係沿著圖1中所示發光二極體燈的A — A’線之剖 面示意圖。 圖3係沿著圖1所示發光二極體的俯視圖。 圖4係沿著圖3所示發光二極體的B — B ’線之剖面示 意圖。 圖5係用以說明圖4所示發光層的構成之放大剖面 圖。 圖6係用在本發明一實施形態的發光二極體之磊晶 晶圓的剖面示意圖。 圖7係用在本發明一實施形態的發光二極體之接合 晶圓的剖面示意圖‘。 圖8係顯示有關本發明第2實施形態的發光二極體之 一例子的剖面圖。 圖9 A係顯示有關本發明第2實施形態的發光二極體 的製造步驟的一步驟之剖面圖，係顯示使第1及第2金屬 層對向配置的狀態圖。 -80- 201210064 圖9B係顯示有關本發明第2實施形態的發光二極體 的製造步驟的一步驟之剖面圖，係顯示第1及第2金屬層 被壓接而形成包含第1及第2金屬層的機能性基板之狀態 圖。 圖1 0係顯示有關本發明第2實施形態的發光二極體 的製造步驟之剖面圖。 圖11係顯示有關本發明第2實施形態的發光二極體 的製造步驟之剖面圖。 圖1 2係顯示有關本發明第2實施形態的發光二極體 的製造步驟之剖面圖。 圖1 3係顯示有關本發明第2實施形態的發光二極體 的製造步驟之剖面圖。 圖1 4係顯示有關本發明第2實施形態的發光二極體 的製造步驟之剖面圖。 圖1 5係顯示有關本發明第2實施形態的發光二極體 的製造步驟之剖面圖。 圖1 6 A係顯示有關本發明第3實施形態的發光二極體 之一例子的剖面圖，係第3實施形態之發光二極體的俯視 圖。 圖1 6B係圖1 6 A所示發光二極體的A — A’線方向之概 略剖面圖。 【主要元件符號說明】 1 發光二極體 2 化合物半導體層 3 機能性基板 -8 1- 201210064 3a 垂直面 3b 傾斜面 4 n型歐姆電極（ 第 1電極） 5 p型歐姆電極（ 第 2電極） 6 第3電極 7 發光部 8 變形調整層 9 下部彼覆層 10 發光層 11 上部彼覆層 12 變形發光層 13 阻障層 14 G a A s 才反 15 緩衝層 16 接觸層 41 發光二極體燈 42 安裝基板 43 η電極端子 44 ρ電極端子 45、46 金線 47 環氧樹脂 a 角度 5 1 發光二極體 53 G a A s基板 54 反射構造體 -82- 201210064 55 機能性基板 56 η型歐姆電極 (第 1電極） 58 ρ型歐姆電極 (第 2電極） 61 第1金屬層 62 第2金屬層 64 透明導電膜 65 反射層 71 發光二極體 72 金屬層 73 金屬層 75 機能性基板 -83-

Claims (1)

1. 201210064 七、申請專利範圍： 1 · 一種發光二極體，其特徵為： 具備有η層的變形發光層及包含1層的阻障層 的發光層之pn接合型的發光部， 阻障層存在時’前述發光層具有1層的變形發光層 和1層的阻障層呈交互地積層的構成， 將前述η設成1〜7的整數’且前述發光層的厚度設 成250nm以下。 2. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中前述變形發 光層的組成式為（AlxGan) yIim-yPCqsx各〇1， 0.37$ Yg 0.46)。 3. 如申請專利範圍第1項之發光二極體’其中前述變形發 光層的组成式為 GaxIni-xP (0.37SXS0.46)。 4. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中具有化合物 半導體層，該化合物半導體層至少包含前述發光部及 積層於前述發光部的變形調整層。 5 .如申請專利範圍第4項之發光二極體，其中前述化合物 半導體層係設置具有取光面且接合於位在前述取光面 的相反側之前述化合物半導體層的面之機能性基板。 6. 如申請專利範圍第5項之發光二極體，其中前述機能性 基板為光透射性基板。 7. 如申請專利範圍第5項之發光二極體’其中前述機能性 基板的材質為GaP。 tr Wl -84- 201210064 8. 如申請專利範圍第5項之發光二極體，其進一步具備： 設置在前述化合物半導體層的前述取光面側之第 1及第2電極；及 設置在前述機能性基板的背面之連接用的第3電 極。 9. 如申請專利範圍第5項之發光二極體，其中前述化合物 半導體層和前述機能性基板係透過反射構造體而接 合0 1 0.如申請專利範圍第5項之發光二極體，其中前述機能 性基板的材質為金屬。 11. 如申請專利範圍第5項之發光二極體，其中前述機能 性基板的材質為GaP、Si、Ge中任一者。 12. 如申請專利範圍第5項之發光二極體，其中具備： 設置在前述化合物半導體層之前述取光面側的第 1電極；及 設置在前述化合物半導體層和反射構造體之間的 第2電極。 1 3 .如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中前述變形 發光層的厚度係在8〜30nm的範圍内。 14.如申請專利範圍第4項之發光二極體，其中前述變形 調整層係可透射前述發光部發光之際的光，且具有比 前述變形發光層及前述阻障層的晶格常數還小的晶格 常數。 -85- 201210064 15. 如申請專利範圍第丨項之發光二極體，其中 層的組成式為（AlxGai - x ) Yln卜γρ ( 〇 3 $ 0.48S 0.52)。 — 16. 如申請專利範圍第丨項之發光二極體，其中 部為，在前述變形發光層之上下面當中至少 彼覆層，且前述彼覆層的組成式為（AlxGai_ ΥΡ (〇.5^Χ^ι , 0.48^Υ^〇.52)〇 17. 如申請專利範圍第4項之發光二極體，其中 调整層的組成式為（AlxGai-χ) γιηι_γρ(〇 〇·6$ 1 ) 〇 18_如申請專利範圍第4項之發光二極體，其中 调整層的組成式為AlxGai - xAs, - YPY ( 〇 0.6$ YS 1 ) 〇 19.如申请專利範圍第4項之發光二極體，其中 調整層的材質為GaP。 2 0.如申請專利範圍第4項之發光二極體，其中 §周整層的厚度係在〇. 5〜2 0 μ m的範圍内。 2 1.如申請專利範圍第5項之發光二極體，其中 性基板的側面係具有：在接近前述化合物半導 對前述取光面大致垂直的垂直面；在偏離前述 導體層之側相對於前述取光面朝内側傾斜且 直面構成一體的傾斜面。 22·如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中 發光層的發光波長700nm的發光強度，係未滿 波長的發光強度之1 0 %。 前述阻障 X S 0.7 ， 前述發光 一面具有 X) γΐϋ!- 前述變形 ^ 1 . 前述變形 ^ X芸 1， 前述變形 前述變形 前述機能 體層之側 化合物半 與前述垂 前述變形 峰值發光 -86- 201210064 23.如申請專利範圍第5項之發光二極體，其中前述取光 面係包含粗經面。 24 ·如申請專利範圍第1項之發光二極體，其係用以促進 植物生長的光合作用之發光二極體，前述發光部的發 光光谱之峰值發光波長是655〜675nm的範圍。 25 ·如申請專利範圍第24項之發光二極體，其中前述發光 光譜的半值寬係在1〇〜4〇nm的範圍内。 26. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中前述發光 部的響應速度是35ns以下。 27. —種發光二極體燈，其特徵為：具備：表面形成有電極 端子的安裝基板及申請專利範圍第1項之發光二極 ^ 刖述發光二極體係安裝於前述安裝基板，前述發 光二極體係與前述電極端子電氣連接。 28. 如申請專利範圍第27項之發光二極體燈，其中前述發 光二極體係具有至少包含前述發光部及積層於前述發 光部的變形調整層之化合物半導體層， 前述化合物半導體層具有取光面， …在前述取光面的相反側’具有接合於前述化合物 半導體層的面之機能性基板， 極’在前述機能 使設於前述發光 述機能性基板的 在刚述取光面側具有第1及第2電 性基板的背面具有連接用的第3電極， 二極體的前述第1或第2電極與設於前 前述第3電極連接成大致同電位。 -87-