TW201210069A

TW201210069A - Epitaxial wafer for light emitting diode

Info

Publication number: TW201210069A
Application number: TW100123459A
Authority: TW
Inventors: Noriyoshi Seo; Atsushi Matsumura; Ryouichi Takeuchi
Original assignee: Showa Denko Kk
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2011-07-04
Publication date: 2012-03-01
Also published as: KR101560952B1; CN102971871A; EP2592665A1; WO2012005215A1; US9627578B2; KR20130023385A; US20130092901A1; TWI484661B; JP2012018986A; JP5684501B2

Description

201210069 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用磊晶晶圓，特別是關於高輸出發光二極體用磊晶晶圓。本申請案係依據於20 1 0年7月6日在日本申請的特願2010-154202號，主張優先權並將其内容引用於此。【先前技術】近年來，正研究著利用人工光源來進行植物生長。特別是使用利用單色性優異、節能.、壽命長且可小型化之發光二極體（英文簡稱LED)的照明所進行的栽培方法備受矚目。又，截至目前為止的研究，確認了適合於植物生長 (光合作用）用光源的發光波長之一的6〇0〜7〇〇nm波長域左右的紅色光之效果。對於此範圍的波長，以往的紅色發光二極體中，曾對由AlGaAs及InGaNP等所構成之發光層的應用進行探討研究（例如專利文獻1〜4)。另一方面，已知有具備由磷化鋁-鎵-銦（組成式 (AlxGa〗-x)YIn|-YP KX各bRYf)構成的發光層之化合物半導體LED。於此種LED中，具有Ga〇.5in〇 5p組成之發光層的波長最長，此發光層所能獲得之峰值發光波長為65〇nm左右。因此，在波長比655nm還長的區域，難以實用化、高亮度化。 201210069 又，將具備由1 r iAlxGai-x)YIni —YP(〇S Xg 1、〇< u所構成之發光層的發 j知九部形成於砷化鎵（GaAs)單晶基板上時，發光部的組忐、、’成係以可匹配於GaAs單晶基板的晶格常數的方式作選擇。面針對發光機制不同的雷射元件中有變形的發光層作檢，缺而曰^ & 、而目則的狀況是，發光二極體中變形的是光層尚未實用化（例如，參照專利文獻5)。又，亦探討研究將量子㈣造應用於發光二極體的發光部（例如，參照專利文獻6)。但因為應用量子钟構造所獲得的量子效應，會造成發光波長短波長化，所以會有無法應用於長波長化之技術的問題。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1 ]曰本特開平9 - 3 7 6 4 8號公報 [專利文獻2 ]曰本特開2 〇〇 2 - 2 7 8 3 1號公報 [專利文獻3 ]日本特開2 〇〇 4 - 2 2 1 0 4 2號公報 [專利文獻4]日本特開2001 -274454號公報 [專利文獻5 ]曰本特開2 〇〇〇 -1 5 1 0 2 4號公報 [專利文獻6]曰本專利第3373561號公報【發明内容】 [發明所欲解決之課題] 使用由習知的AlGaAs所構成的發光層來作為應用於植物生長用照明之660nm波長帶的LED時，由於發光輸出不足，所以無法實現高發光效率化的LED。 201210069 另一方面，將由發光效率高的（AlxGai_x)Yini Yp(〇 = XS1、0<YS1)所構成的發光層應用於時，於 65Onm以上的長波長化中，由於在led用的變形發光層存有特有的技術課題’所以難以實現可靠性高的㈣。特別是難以製造在655nm以上的長波長中能控制變形發光層的變形之可靠性高的led。本發明係有鑑於上述情形而開發者，其目的在於提供一種特別是能製造發光波長為655nm以上之可靠性高的LED之發光二極體用磊晶晶圓。 [用以解決課題之手段] (1) 一種發光二極體用磊晶晶圓，其特徵為：具備GaAs基板、和設置於前述GaAs基板上之叫接合型的發光部’前述發光部係作成變形發光層鱼阻障層交互積層而成的積層構造，前述阻障層 ⑷而一卜離3…。.7、。.51…。：為 (2) 如前項（1)之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述阻障層的厚度為35〜50nm。 (3) 如前項（1)或（2)之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述變形發光層的組成式為（AlxGai_ χ)γΙηι_ γρ(()$ 〇·卜、0_35 $ 0.46)。 (4) 如刖項（1)至（3)項中任一項之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述變形發光層的厚度係在8〜38nm的範圍〇 (5) 如前項（1)至（4)項中任一項之發光二極體用磊晶晶圓，其中於前述發光部上設有對發光波長呈透明，且 201210069 具有比前述GaAc 0aAs基板的晶格常數還小的晶格常數之變形調整層。 (6) 如則項（5)之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述變

形調整層的组$ i r Λ，P 、，旦成式為（AlxGa,- χ)γΐη|- YP(0S XS 1、0.6 S YS 1)。 (7) 如則項（5)之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述變幵/調1層的組成式為AIxGai_ xAsi_ ΥΡΥ(〇$χ^丄、 YS 1)。 (8) 如刖項（5)之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述變形調整層為GaP層。 (9) 如則項（5)至（8)中任一項之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述變形調整層的厚度係在〇 5〜2(^m的範圍〇曰（1 〇)如刖項（1)至（9)中任一項之發光二極體用磊晶曰曰圓，其中别述發光部包含8〜40層的前述變形發光層〇 (1 1)如則項（1)至（9)中任一項之發光二極體用磊晶 a曰圓，其中於刖述發光部的上面及下面的一者或兩者具備彼覆層，前述彼覆層的組成式為（AbGa| _ χ)γΐηι _ γρ (0.5$ 1、〇_48$ 0.52)。 (12) 如前項⑴至(11)中任一項之發光二極體用磊晶晶圓’其中前it GaAs基板的面方位的範圍係從（1〇〇)方向朝（0-1-1)方向偏移15。±5。。 (13) 如前項⑴至（12)中任_項之發光二極體用蟲晶晶圓，其中前述GaAs基板的直徑為75mm以 201210069 (14) 如前項（.12)之發光二極體用磊晶晶圓，其中翹曲量為200μιη以下。 (15) 如前項（2)至（14)中任一項之發光二極體用磊晶晶圓，係使用於促進植物生長的光合作用之發光二極體用蟲晶晶圓’其中前述變形發光層的峰值發光波長係在 655〜685nm的範圍。 (16) 如前項（15)之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述變形發光層的發光波長70〇nm之發光強度未滿前述峰值發光波長之發光強度的1 〇 %。 [發明的效果] 根據本發明的一觀點’藉由將設置於GaAs基板上之pn接合型的發光部作成變形發光層與阻障層交互積層而成的積層構造，且將阻障層的組成式設為（Α1χ

Ga,-x)YIni-YP(0.3s 〇 7、〇 51$ 〇 54)，可在阻障層形成與變形發光層相反的變形（拉伸變形）。藉此’因可將變形發光層的Υ組成縮小至0.37左右 ’所以可將變形發光層的峰值發光波長設為655nm以上。又’藉由在阻障層形成與變形發光層相反的變形（拉伸變形）’可利用該阻障層來緩和變形發光層的變形。藉此，由於抑制變形發光層内部之結晶缺陷的產生，故可使由發光二極體用磊晶晶圓所製造之的可靠性提升。【實施方式】 -卜· ， >照圖面，針對適用本發明之一實施形態的發光二極體用层s π Μ日日日日圓’連同使用該晶圓的發光二極體晶片一起作詳細說明。 201210069 此外，本實施形態係作成上下流通電流的一般元件構造。又，以下的說明中所使用的圖面，為使特徵易於了解會有權宜地將成為特徵的部分加以放大顯示的情 Λ，各構成要素的尺寸比例等未必與實際的情況相同。 <發光二極體用磊晶晶圓> 圖1係用以說明適用本發明之一實施形態的發光二極體用磊晶晶圓的構造之剖面示意圖。如圖1所示，本實施形態的發光二極體用磊晶晶圓 10(以下，稱為「磊晶晶圓1〇」）概略建構成至少具備基板1、設置於GaAs基板1上的pn接合型發光部2、及設置於發光部2上的變形調整層3。具體而言’磊晶晶圓1 〇係具有在GaAs基板1的表面上依序積層由GaAs所構成的緩衝層4、下部披覆層5 、發光部2、上部坡覆層6及變形調整層3而成的元件構造。另外’本實施形態在以下的說明中，會有將積層有緩衝層4、下部披覆層5、發光部2、上部彼覆層6及變形調整層3而成的元件構造稱為磊晶成長層的情形。於上述元件構造’可適時地加入周知的功能層。例如，可設置：用以降低歐姆（〇hmic)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、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周知的層構造。此外，亦可在GaAs基板1的上方，設置反射層（DBR層）等周知的層構造。 201210069

GaAs基板1可使用以周知的製法製作之市售品的單晶基板。GaAs基板1之供磊晶成長用的表面係以平滑者為佳。就品質穩定性的觀點而言，理想的情況是，GaAs 基板1之表面的面方位係在容易磊晶成長之（1〇〇)面以及從（100)面偏移±20。以内的範圍。再者，更佳為，基板1的面方位的範圍係在從（1〇〇)方向朝（0^)方向偏移 150±50 。為了改善磊晶成長層的結晶性，GaAs基板丄的差排密度宜低。具體而言，較合適的情況是，例如1〇,〇〇〇個 cm·2以下’較佳為1，〇〇〇個cm-2以下。

GaAs基板1的導電型可為，也可為p型。以心基板1的載子濃度可依所期望的導電度與元件構造來作適當選擇。例如，在GaAs基板！為矽摻雜之n型的情況，載子濃度以在1M017〜5xl〇18cm-3的範圍為佳。相對於此，在GaAs基板1為摻雜鋅之p型的情況，载子濃度則以在2χ1018〜5x10Bcm-3的範圍為佳。

GaAs基板1的厚度係因應基板的尺寸而有適當範圍。若GaAs基板1的厚度薄於適當範圍，恐有在磊晶晶圓10的製製程中發生破裂，導致產率降低之虞。另一方面，若GaAs基板！的厚度厚於適當範圍，便會導致材料成本增加。因此，在GaAs基板1的基板尺寸為大型的情況，例如為直徑75ηιηι的情況，為了防止搬運（handling)時的破裂，以250〜500μϊη的厚度為理方目〇 201210069 同樣’當GaAs基板1的基板尺寸為直徑5〇nirn的情況，以200〜4〇〇μπι的厚度為理想，為直徑i〇〇mm的情況，則以350〜600μπι的厚度為理想。此外，本實施形態中，基於生產性的觀點，GaAs基板1的直徑宜為75mm以上。如此般地，藉由因應GaAs基板！的基板尺寸來増大基板的厚度，可降低後述之起因變形發光層7所致之磊晶晶圓10的翹曲。藉此，因磊晶成長中的温度分布均所以可使磊晶晶圓1 〇面内的波長分布變小。另外， GaAs基板1的形狀未特別限定於圓形，當然也可為矩形 ”,π 1 元邵 ,心卜丁、咬n r π敬復層：）及上部彼覆層6 -起形成雙異質結構（d〇ubie -⑽伽仙⑷ 又使用猫晶晶® 10製造發光二極體（LED)時，為了控制發光波長，發光部2宜形成牌構造。圖2係表千士义欠 a a m A '、本發月的一實施形態之發光二極體用磊晶晶圓的發光部之剖面示意圖。體用-

參照圖2，發伞A 層」，或亦 ^ 2係作成變形發㈣7(稱為「啡層」）交互積層而成^川層」）與阻障層8(亦稱為「障壁形發光層7。 '積層構造體，且在其兩端配置有變發光部2 ήί)展發光部2的導干以在〇·05〜2叫的範圍為佳。又，及η型之彳壬—者$ 無特別限定，可選擇未摻雜、P型結晶性良好的夫换在提高發光效率方面’較理想是設成 ’未摻雜或未滿3X10〗W3的載子濃度。 -10- 201210069 變形發光層7的組成式係設成（AlxGai- χ)Υιηι_ γΡ(0 S XS 0.1、0.35 $ 0.46)。在變形發光層7的層厚（單層的厚度）是未滿約8nm 的薄膜之情況，發光波長會因阱構造的量子效應而變短，無法得到所期望之655nm以上的波長。因此，較佳為，變形發光層7的層厚係考量層厚的變動而設成不會出現量子效應的8nm以上。此外，若考量到變形發光層7之屉Μ AA k 置』文/ % Λ禮,之層厚的控制容易度，則厚度適合為 1 0 n m以上。

阻障層8的組成式係設成（AixGai_x)Ylni —yP⑶B XS 〇·7、0_51S 〇·54卜上述X亦依磊晶晶圓ι〇的元 1卞丹丹 ^ 7 在〇·5^Χ$〇_6 或 0.50SXS0.55 的範圍。如此般地，藉由將發光部2的構造作成變形發光層 7、阻障層8父互積層而成的積層構造，且將阻障層8的狙成式設成（AlxGa卜 χ)γ1ηι_γρ⑺ 3$χ$〇 7、〇 51$ 0_54)，可在阻障層8形成與變形發光層7相反的變形 (拉伸變形）。藉此，因為可將變形發光層7 # Y組成縮小至〇·37 左右所以可將I形發光層7的峰值發光波長設成655nm 以上。再者，藉由於阻障層8形成與變形發光層7相反的變形（拉伸變形），可利用阻障層8來缓和變形發光層7 的變形。 -11 - 201210069 藉此’由於可抑制變形發光層7内部之結晶缺陷的產生’故可提升由磊晶晶圓1 〇(發光二極體用磊晶晶圓）所製造之LED的可靠性。阻障層8的層厚（單層的厚度）係以大於變形發光層7 的層厚（單層的厚度）為佳。藉此，能提高變形發光層7 的發光效率。又’阻障層8的厚度係設定在35〜50nm的範圍内。亦即’阻障層8係建構成比一般阻障層的厚.度還厚。如此’藉由將發光部2的構成作成變形發光層7和阻障層8交互積層而成的積層構造，將阻障層8的組成式設成(AlxGa^xhlni-YPCO.SSXSO^'O.SlSY^O.SM ’並且將阻障層8的厚度設定於35〜50nm的範圍内，可利用阻障層8來進一步緩和變形發光層7的變形，所以可將變形發光層7之Y組成的値縮小至〇 3 5左右。藉此，由於可將變形發光層7的峰值發光波長設成 65 5〜685nm，並真進一步抑制變形發光層7内部之結晶缺陷的產生，故可進一步提升由磊晶晶圓1 〇(發光二極體用蟲晶晶圓）所製造之L E D的可靠性。再者，若阻障層8的層厚超過50nm，便會接近發光波長的波長，而出現光的干涉、布拉格反射等的光學影響。因此，阻障層8以設成50nm以下的層厚為佳，以設成40nm以下的層厚為更佳。如上述，以變形發光層7 的層厚薄且阻障層8的層厚厚者，較能獲得利用阻障層 8吸收變形發光層7的變形之效果，並能獲得難以在變形發光層7產生結晶缺陷之效果。 -12- 201210069 此外，一般來說，一旦變形發光層7的屏，變形量則合你ί日、·1¾丄日厚超過3 0 n m 广量則會變付過大，因而容易產生結異㊉，但本實施的形態中，因為是在阻、：或表面形發光層7相反的變形(拉伸變形），且將曰形成與變度設成較厚（設定在35〜50謂的範 ^障層8的厚發光層7的層厚設在8〜38nm的範圍。料將變形 :變形發光層7與阻障層8的多層構造中，別限疋父互積層變形發光層、’， 0 ^ 卩早層8之對的數詈，惟以8對以上且4〇對以下為佳數里

2含有§〜40層的變形發光層7。發先。P 在此，以發光部2的發光效率較 ^ m, η 干平又性的軌圍而言，變形發光層7宜設為8層以上。另一及陣障層8由於載子濃卢低戶斤面’支形發光層7 “ 戰子濃度低，所以若設成太多對’便合導致順向電壓（VF)；^ +。+ 曰射以下氣以4〇對以下為佳，以 3 0封以下為更佳。 :二卜：由於蟲晶成長基板與發光部2的晶格常數不同，戶1逹形發光層7所具有的變文〜疋屋生於發光部2 中的應。因此，當變形發光層7與阻障層8交互積層即發光部2所含之變形發光層7的層數‘ 過則：视圍時，發光部2便無法承受變形而產生結晶缺陷’因而產生表面狀態劣化、發光效率降低等的問題。圖3係表示本發明之一實施形態之發光二極體的俯祝圖二4係沿著圖3所示之發光二極體的a—八，線之杳|J面开：思圖。 -13- 201210069 參照圖3及圖4 ’於作成上下流通電流之元件構造（發光二極體20)的情況’變形發光層7之峰值發光波長以 s史在655〜685nm的範圍為佳，以設在660〜670nm的範圍為更佳。上述範圍的發光波長是適於植物生長（光合作用）用之光源的發光波長之一，因為對光合作用的反應效率高’所以是理想的。另一方面，若利用700 nm以上之長波長域的光，便會引起抑制植物生長的反應，故長波長域的光量以較少者為理想。因此’為了有效率地生長植物，以具有最適於光合作用之655〜675nm波長域的強光且不含70〇nm 以上的超波長域的光之紅色光源最理想。又’變形發光層7在發光波長700nrn中的發光強度 ’係以未滿上述峰值發光波長之發光強度的1〇%為佳。使用具有此種特性之變形發光層7的磊晶晶圓1 〇所製得的發光二極體’可適用於作為促進植物生長之光合作用所使用的照明。此外，變形發光層7的構成可以滿足上述特性的方式來選擇組成、層厚、層數。如圖1所示，變形調整層3是經由上部彼覆層6設置於發光部2上。又，變形調整層3相對於來自發光部 2(變形發光層7)的發光波長呈透明。而且，變形調整層 3具有比上述GaAs基板1的晶格常數還小的晶格常數。作為變形調整層3，可適用具有（AlxGai_x)Ylni_Yp (0SXS1、0.6SYS1)之組成的材料。上述χ亦可依據蟲晶晶圓1 0的元件構造’惟因A1濃度低的材料在化學上較穩定，故以〇. 5以下為佳，以〇為更佳。 -14- 201210069 又，上述γ的下限且為0.6以上。在此光部變形發光層7)所右對發上述Y的値較小者，复變幵的變形相同的情況作比較’ .^t 5周整層3的變形調整效果較小。因而，必須使變形調整政果1又形調整層3在成膜時的^層3的層厚變厚’而導致變 γ的値宜為。二上較佳為0.8以上。又，作為變形調整声光波長呈透明且具有A/G，亦可適當地使用相對於發 Y< U之植…TT 'xAsi-γΡγ(0‘ h 1、〇心 )之、·且成的ΠΙ_ν族半導體材料。具有上述組成的變形 ^ ^ μ + 巾凋整層3 _，晶格常數依γ的値而改變。上述γ的値 1乂大者’晶格常數較小。又，由方；相對於發光波長的透 Μ 远明度係與上述X及Υ的値兩者有關’故只要以成為透明可的材枓之方式選擇X及Υ的値即再者’可使用Gap層作為變形調整層3。此Gap因不需要組成的調萼，a _ u _ 且’文形調整效果大，故就生產性及穩々f生方面而έ亦為最適合作為變形調整層3的材料。由於變形調整層3具有比作為蟲晶成長基板之GaAs 基板1的晶格常數還小的晶格常數，所以具備能緩和變形發光層7所含之變形量的偏差之功能。因此，藉由設置變形調整層3而具有發光波長等特性之均一化’防止產生龜裂等所引起之結晶缺陷的效果。在此，變形調整層3的層厚以〇 5〜2〇_的範圍為佳，以3〜1 5 μηι的範圍為更佳。 -15- 201210069 若變形調整層3的層厚未滿0·5μιη，便無法充分緩和變形發光層7之變形量的偏差，若層厚超過2〇μιη，成長時間會變長且成本會增加，所以並不理想。又，藉由控制變形調整層3的組成，即便在使用薄的GaAs基板1的情況’亦能減少蟲晶晶圓1 〇的輕曲，故能製作面内波長分布小的磊晶晶圓1 〇。又’ ·以相同厚度的基板而言，GaAs基板1的尺寸愈大，磊晶晶圓10的翹曲就愈大。然而，藉由控制變形調整層3的組成’例如即便在使用直徑75inrn以上之大口徑的GaAs基板1的情況’亦能減少磊晶晶圓1 〇的翹曲。再者例如，在為了貫現尚亮度化而進行功能性基板與蟲晶晶圓1 0之接合的元件構造的情況亦同，在蟲晶晶圓10的翹曲大的情況會產生破裂等的問題，故期望縮小蟲晶晶圓1 〇的麵曲。例如在使用直徑75mm以上之GaAs基板1的情況，磊晶晶圓10的翹曲量以20(^m以下為佳，以15〇μηι以下為更佳。此外’基板尺寸愈大有輕曲變愈大之傾向。例如，在基板尺寸為75mm的情況，會依變形調整層及變形發光層的組成、基板的厚度而變動，但翹曲是在約〜 150μηι的範圍。又，在基板尺寸為的情況，會依變形調整層及變形發光層的組成、基板的厚度而變^，但龜曲是在約80〜200μηι的範圍。如圖1所示’缓衝層4係設置於GaAs基板i上。湲衝層4具有緩和供磊晶成長所用之基板的結晶缺陷、晶格變形的傳遞之功能。 201210069 因此’只要選擇基板的品質、磊晶成長條件，則未必要有緩衝層4。又，緩衝層4的材質宜設成與進行磊晶成長之基板相同的材質。因此’本實施形態中，作為缓衝層4的材質而言，以使用與GaAs基板1相同的GaAs為佳。此外，緩衝層 4為了減少缺陷的傳遞，亦可使用由與GaAs基板1不同的材質所構成的多層膜。緩衝層4的厚度以設成〇. 1 以上為佳，以設成〇·2μιη以上為更佳。下部彼覆層5及上部彼覆層6係如圖1所示，分別設置於發光部2的下面及上面。具體而言’於發光部2的下面側（GaAs基板1側）設有下邛坡覆層5 ’於發光部2的上面側（變形調整層3側）设有上部披覆層成為藉由下部彼覆層5及上部彼覆層6將發光部2從下面及上面夾住的構造。作為下部彼覆層5及上部披覆層6的材質，以與緩衝層4晶格匹配，且帶隙（band gap)方面是比變形發光層 7的還大之材質為佳，以帶隙比阻障層8的還大之材質為更佳。作為上述材質，可列舉：具有AlxGai_xAs的組成的化 s 物具有（AlxGahxhinuPNg 1、〇< ys 1)的組成的化合物《在具有AlxGai_xAs的組成的情況，上述 X的値的下限値宜為0.5以上’更佳為〇 6以上。此外在具有（AlxGauhlni—γΡ(〇$ 1、〇< 1)組成的情況，上述χ的値的下限値宜為〇 3以上，更 -17- 201210069 佳為0.5以上。此外，上述γ的値以纟〇 49〜〇 52的範圍為佳，以在0.49〜0.51的範圍為更佳。下部彼覆層5與上部彼覆層6的極性不同。又下部彼覆層5及上部披覆層6的載子濃度及厚度可使用周知的合適範圍，較佳為以發光部2的發光效率提高的方式來將條件最適當化。又，亦可藉由控制下部彼覆層5及上部披覆層6的組成’來減少磊晶晶圓1 〇的翹曲。具體而言，作為下部坡覆層5，理想的情況是使用例如由摻雜Si之η型的（AlxGai_x)Yln卜γΡ(〇、 0.48 < YS 0.52)所構成的半導體材料。此外，載子濃度以在lxlO17〜lxl〇i8cm-3的範圍為佳，層厚以在〇乃〜以以的範圍為佳。此外’下部彼覆層5的極性係與GaAs基板丄為相同的極性（η型），但在將磊晶晶圓1〇應用於去除以心基板1之構造的LED的情況，則不限於此。另一方面，作為上部彼覆層6 ’理想的情況是使用例如由摻雜 Mg 之 p 型的（AlxGai_x)Ylni —γΡ(〇、0.48 <YS 0.52)所構成半導體材料β > 又’載子濃度以在2乂10”〜2><1〇1\„1-3的範圍為佳 ’上部披覆層6的層厚係以在〇·5〜5μιη的範圍為佳。外，上部坡覆層6(及變形調整層3)的極性可考量 1 Γ才籌造來作選擇。例如，如圖3及圖4所示，在將磊晶晶圓i 〇應用於上下流通電流之元件構造的發光二極體2 〇的情況，a -部 •18- 201210069 披覆層6 (及變形調整層3)的極性係設成與GaAs基板i 相異的極性（p型）。又’在下部彼覆層5與發光部2之間、發光部2與上部披覆層6之間及上部彼覆層6與變形調整層3之間，亦可没置用以使兩層間的能帶（band)不連續性緩和地變化之中間層。在此情況，各中間層係以由具有上述兩層之中間的禁帶寬的半導體材料分別構成為佳。此外，構成於磊晶晶圓之各層的上述組成式中，在各層之間’ X或γ是獨立的，可相同亦可不同。〈蟲晶晶圓的製造方法> 其次’就本實施形態的發光二極體用磊晶晶圓i 〇 (蟲晶晶圓1 0)的製造方法進行說明。本實施形態的磊晶晶圓1〇為，在GaAs基板1上使由緩衝層4、下部彼覆層5、發光部2、上部披覆層6及熒形凋整層3所構成的磊晶成長層依序磊晶成長而積層。本貫施形態中，可應用分子束磊晶法（MBE)、減壓有機金屬化學氣相沉積法（M0CVD法）等周知的成長方法。其中’以應用量產性優異的MOCVD法為理想。具體而吕，用於成長的Ga As基板1 ,宜在長晶前實施洗淨步驟或熱處理等之前處理，以去除表面的污.染或自然氧化膜。構成上述遙晶成長層的各層為，在M〇cvd裝置内配置八片以上之直徑50〜150mm的GaAs基板1，可使其同時進行蠢晶成長而積層。又，作為MOCVD裝置，可適用自公轉型、高速旋轉型等市售的大型裝置。 -19- 201210069 在對上述蟲晶成長層的各層進行蟲晶用膦（PH3)、胂（AsH3)等作為v族構成元素以各層的成長温度而言，於使用p型GaP 整層3的情況，可適用72〇〜77(rc，於其適用600〜70(rC。再者，各層的載子濃度條件可適當地選擇。又，以Mg的未摻雜原料而言，可使戶二稀）鎂（bis-(C5H5)2Mg)等。以si的未摻雜使用例如二矽烷（Si2H6)等。以此方式製得的磊晶晶圓1 〇，無論具 7與否’均可獲得結晶缺陷少的良好表面晶晶圓1 0亦可對應於元件構造來實施研工。又’亦可切削GaAs基板1的背面來窗〈植物生長用的發光二極體> 針對將本實施形態的發光二極體用磊晶晶圓1 0)作成元件的情況，說明。如圖3及圖4所示，發光二極體2〇具圓1 0而於上下流通電流的元件構造。具體而言，發光二極體2 〇係在變形調及GaAs基板1的下面，設有加工成所期姆電極9A、9B。作為此歐姆電極9a、9B 的電極材料。例如，在歐姆電極9 A、9 B 情況可使用AuGe等’為p型電極的情況貝等。成長時，可使的原料。又，層作為變形調他的各層則可及層厚、溫度肖例如雙（環戊原料而言，可有變形發光層狀態。又，磊磨寺的表面加导整厚度。晶晶圓1 0 (蟲有使用磊晶晶整層3的上面望的形狀之歐，可使用周知為η型電極的可使用An Be -20- 201210069 發光二極體20可藉由在磊晶晶圓10的上面及下面形成歐姆電極9A、9B，且利用切割法裁切成所期望之尺寸的晶片後，將破碎層予以蝕刻去除來製造。圖5係表示本發明的一實施形態之發光二極體的發光光譜之圖。如圖5所示，發光二極體2〇的發光光譜的峰值發光波長是在655〜675nm的範圍。又，發光波長7〇〇nm之發光強度未滿峰值發光波長之發光強度的1〇%。因此，使用磊晶晶圓1 〇製得的發光二極體2〇可適用作為促進植物生長之光合作用所使用的照明。根據本實施形態的磊晶晶圓10，藉由將發光部2的構造作成變形發光層7、阻障層8交互積層而成的積層構造，且將阻障層8的組成式設成（Α1χ^ι χ)γΐηι_γΡ (〇·3^Χ$〇.7、〇.51gY‘〇 54) ’可於阻障層8形成與變形發光層7相反的變形（拉伸變形）。藉此’因為可將變形發光層7的Y組成縮小至〇37 左右，所以可將變形發光層7的峰值發光波長設成655nm 以上。再者’藉由於阻障層8形成與變形發光層7相反的變形（拉伸變形），可利用阻障層8來緩和變形發光層7 的變形。藉此’由於可抑制變形發光層7内部之結晶缺陷的產峰. ’故可提升由磊晶晶圓1 〇(發光二極體用磊晶晶圓）所製造之led的可靠性。 -21 - 201210069 此外’藉由將發光部2的構造作成變形發光層7、阻障層8交互積層而成的積層構造，將阻障層8的組成 SSW(AlxGai-x)Ylni_YP(0.3SX‘〇.7、〇.51‘YS〇.54) ，並將阻障層8的厚度設定在35〜5〇nm的範圍内，可利用阻障層8進一步緩和變形發光層7的變形，所以可將變形發光層7的Y組成的値縮小至0.35。藉此’可將變形發光層7的峰值發光波長設成655 〜685nm，並且進一步抑制變形發光層 7内部之結晶缺陷的產生’故可使由磊晶晶圓1 〇(發光二極體用磊晶晶圓 )所製造之LED的可靠性進一步提升。更且’本實施形態的磊晶晶圓1 〇係在發光部2上設有變形調整層3。此變形調整層3係相對於發光波長呈透明’故使用此磊晶晶圓1〇製作發光二極體2〇時，不會吸收來自發光部2的發光。再者，此變形調整層3具有比GaAs基板1的晶格常數還小的晶格常數，故可減少蟲晶晶圓1 〇整體之輕曲的產生。藉此，可抑制變形發光層7之缺陷的產生。 [實施例] 以下’以實施例具體說明本發明的效果。此外，本發明並未限定於此等實施例。本實施例中，具體說明使用本發明之發光二極體用蠢晶晶圓來製造發光二極體的例子，又，本實施例中製得的發光二極體，是具有AlGaInp發光部的紅色發光二極體。本實施例中，製造使包含由Gap所構成的變形調整層之蟲晶成長層纟GaAs基板上成長的蟲晶晶圓。為 -22- 201210069 了評價特性，遂寥_ι造於# _ 处表is· \九—極體晶片，且評價晶圓面内及晶圓間的偏差。 (實施例1 ) 例1的發光二極體為，首先在由摻雜Si之η型 *制單：所構成的半導體基板上，依序積層磊晶成長層作磊晶晶圓。η型@ G—基板是以從(1〇〇)面朝 (〇-1-1)方向傾斜15。的的面作為成長面，且將載子濃度設為 2xl018cm·3 〇 *换：：成長層係在η型的基板上依序形成有：彳’ 1之η型GaAs所構成的緩衝層；由摻雜Si之η 型(AUa〇.5)0.5ln。5Ρ所構成的低電阻層；由摻雜以之η =广。·5Ρ所構成的下部披覆層；作為變形發光層之 5广雜的.一…乍為阻障層之未摻雜的〇·53^0.47)0.5ΐΙη〇 Μ交互積層而成的發光部；由摻雜 Γ二二丨。51〜.515所構成的上部披覆層；作為薄膜的 0曰 G 6Ga().4)().5lnQ.5P ;以及作為變形調整層之摻雜Mg的p型GaP。 ::’將變形發光層的單層的厚度設為，將變形發光層的層數設為21芦，蔣 „ a 層將阻障層的厚度設為45nm ，將阻P早層的層數設為2〇層。實施例1中，是使用、法感 » . .λ/Γη^Λ/ΐΛ 使用減壓有機金屬化學氣相沉積裝置法（MOCVD裝置）俅亩你 •)使直仏76mm、厚度3 50μιη的18片

GaAS基板同時成長，以形成遙晶晶圓。作為未摻雜Mg的@ ㈣佩)2Mg)。作為未二係使用雙(環戊二稀)鎖乍為未摻雜Sl的原料’係使用二矽烷 -23- 201210069 (Si2H6)。作為 (AsH3)。又，成的變形調$ 下成長。

V族構成元素的原料’係使用膦（Ph3)、胂以各層的成長温度而言，由p型GaP所構層是在770 °C下成長，其他各層是在680 °C

As所構成的緩衝層’係載子濃度設為約 2xl018cm'3 , a ^ 層厚設為約0 · 5 μπι。低電阻層係載子濃度設為約 3 X 1 〇 1 8 cm'，層厚設為約3 μπι。下部披覆層係載子濃度°又為約2 χ 1 〇 18cnT3，層厚設為約〇 · 5 μηι。變形發光層 4乍 Jr ^雜且層厚約10nm的GaQ.42In〇.58P，阻障層係作成未換雜R β , 雜且層厚約 45nm 的（Al〇.53Ga〇.47)。5ιΐη。49Ρ。又 ’將變形發光層與阻障層交互積層20對。上部坡覆層係載子濃度设為約8xl017cm·3，層厚設為約〇·5μιη。中間層係載子/農度設為約8 X 1 0 17cm-3，層厚設為約〇. 〇5 μιη。由

GaP所構成的變形調整層係載子濃度設為約3xl〇ucm-3 ’層厚設為約9μιη。、人’為了將羞晶晶圓的厚度設為250μιη，切削 GaAs基板來調整厚度。利用真空蒸鍍法，在由構成磊晶成長層的GaP所形成之變形調整層的表面，依序成膜厚度〇.2μπ1的AuBe 膜和厚度1 μιη的Au膜。其後，藉由經由以一般的光微 ’衫術所形成的遮罩之蚀刻，將AuBe膜及Au膜圖案化，而形成直徑1 〇〇μιη的圓形p型歐姆電極。然後，去除上述遮罩。接著，利用真空蒸鍍法在GaAs基板的背面依序積層〇.5μιη的AuGe/Ni合金積層膜和1 μπι的Au膜，然 -24- 201210069 後’藉由將AuGe/ Ni合金積層膜及Au膜予以圖案化，而形成η型歐姆電極。其後’在450°C下進行10分鐘的熱處理以使其合金化’藉以使p型及n型歐姆電極低電阻化。然後’使用切割鋸以350μπι的間隔切斷GaAs基板 ’而加以晶片化。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蝕刻去除，藉以製得實施例1的發光二極體。將以上述方式製得的實施例1的發光二極體晶片均等地抽出並組裝306個安裝於安裝基板上而成的發光二極體燈（即，每個晶圓有i 7個晶片x i 8片晶圓=3〇6個）。針對實施例1的發光二極體，就表面缺陷的有無、平均波長的數値、峰值發光波長的基板面内的偏差、及通電試驗前後的輸出比進行評價。將此等的結果顯示於表1 °此外’表1亦表示後述之實施例2〜[6、及比較例 1〜6的評價結果。表面缺陷的有無的評價是在切斷GaAs基板之前進行。又，表面缺陷是藉由利用聚光燈的目視及光學顯微鏡來進行檢查。通電試驗是在對發光二極體通以2〇個小時之100mA的電流前後，分別測定亮度，然後，將通電後的売度除以通電前的亮度，以所除得的値乘以丨〇〇後的値（此為通電試驗前後的輸出比（％ ))來進行數值化。上述峰值發光波長之基板面内的偏差只要在3nm以内即可，又，通電試驗前後的輸出比只要在9 〇 %以上即可。此外，峰值發光波長枝基板面内的偏差只要在3nm 以下即可，輸出只要在3mW以上即可。 -25- 201210069 如表1所示’於實施例1的發光二極體的情況，可獲得峰值發光波長為660.8nm，無表面缺陷，基板面内之峰值發光波長的偏差（最大~最小）小至2.4nm，輸出為 3.9mW’且通電试驗前後的輸出比為的良好結果。 (實施例2) κ施例2的發光二極體’除了形成未摻雜的 Ga〇.36In〇.64P作為變形發光層來取代設置於實施例1的發光二極體的變形發光層之外，其餘部分形成與實施例1 的發光二極體相同。如表1所示’於實施例2的發光二極體的情況，可獲得峰值發光波長為681 5nm，無表面缺陷，基板面内之峰值發光波長的偏差小至2·6ηιη，輸出為3.5mW，且通電試驗前後的輸出比為9 8 %的良好結果。 (實施例3) 實施例3的發光二極體，除了形成未摻雜的

GaG.35In().65：P作為變形發光層來取代設置於實施例i的發光二極體的變形發光層，並形成未摻雜的 (AlmGa。.47)。54ΐη〇 46p來取代設置於實施例i的發光二極體的阻障層之外，其餘部分形成與實施例i的發光二極體相同。如表1所示’於實施例3的發光二極體的情況，可獲得峰值發光波長為685.3nm，無表面缺陷，基板面内之峰值發光波長的偏差小至2 5nm，輸出為31mW，且通電試驗前後的輪出比為98%的良好結果。 -26- 201210069 (實施例4) 實施例4的發光二極體，除了形成厚度3〇nm的未捧雜的Ga〇.yin。.來取代設置於實施例1的發光二極體的阻障層之外，其餘部分形成與實施例1的發光二極體相同。如表1所示’於實施例4的發光二極體的情況，可獲付峰值發光波長為66〇7nm，無表面缺陷，基板面内之峰值發光波長的偏差小至22nm，輸出為3 6mW，且通電試驗前後的輸出比為92%的良好結果。 (實施例5) 貫施例5的發光二極體’除了形成未摻雜的

GaG 39lnQ 6lP作為變形發光層來取代設置於實施例4的發光一極體的變形發光層之外，其餘部分形成與實施例4 的發光二極體相同。 ^ 士表1所不’於實施例5的發光二極體的情況，可獲仆峰值發光波長$ 67〇1·，無表面缺陷，基板面内峰值發光波長的偏差小至2 7nm，輸出& 3 8mW，且通電試驗前後的輸出乱 J询ί«比為9 1 %的良好結果。 (實施例6) 貫施例6的發光二極體，除了形成未摻雜的一 —7 G 03P作為憂形發光層來取代設置於實施例4的發光一極體的變形發光層，並且形成未摻雜的 (A1()‘53(}a()_47)G 54ln()_46P來取代設置於實施例4的發光二極體的阻障層之冰 ^ 卜’其餘部分形成與實施例4的發光二極體相同。 -27- 201210069 如表1所示，於實施例6的發光二極體的情況，獲侍峰值發光波長為678 〇nm，無表面缺陷，基板面° 之蜂值發光；皮長的偏差小至2.7nm，輪出為3.3mW，通電試驗前後的輪出比為98%的良好結果。足 (實施例7) 實施例7的發光二極體，除了將厚度17nm的未摻雜的GaowIriQ.56?形成23層以作為變形發光層來取代: 置於實施例1的發光二極體的變形發光層，並且將設置於實施例1的發光二極體之阻障層的厚度設為38nm，將阻障層的積層數設為22之外，其餘部分形成與實施例i 的發光二極體相同。如表1所示，於實施例7的發光二極體的情況，玎獲仔峰值發光波長為6610nm，無表面缺陷，基板面内之峰值發光波長的偏差小至2nm，輸出為4mw，且通電試驗前後的輸出比為98%的良好結果。 (實施例8) 實施例8的發光二極體，除了形成未摻雜的 GauInuP作為變形發光層來取代設置於實施例7的發光一極體的變形發光層之外，其餘部分形成與實施例7 的發光二極體相同。表1所示’於貫施例8的發光二極體的情況獲付峰值發光波長4 673 5nm，無表面缺陷，基板面内之峰值毛光波長的偏差小至2 lnm ’輸出$ 3 ，立通電試驗前後的輪出比為97%的良好結果。 -28- 201210069 (實施例9) 貫狍例9的發光二極體’除了形成 Gamlna.62?作為變形發光層來取代設置於光二極體的變形發光層，並將設置於實施例極體之阻障層的厚度（單層的厚度）形成50nm 部分形成與實施例8的發光二極體相同。未摻雜的施例8的發 8的發光二之外其餘如表1所示，於實施例9的發光二極獲得峰值發光波長A 從主二 a的情況，可之峰值發光波長的偏差小至23nm,輸出為9 ^基板面内通電試驗前後的輸出比為97%的良好結果’：〜，且 (實施例10) 貫施例10的發光二極體，除了將設置於發光二極體之阻障層的厚度（單層的厚度）带t例7的外，其餘部分形成與實施例7的發光二極體35nm之 Jrrt -fe 1 όιί-- 相同 ο 不’於實施例10的發光二極體沾泣獲得峰值發光波長為6612nm，無表面缺陷、其月況，可之峰值發光波長的偏差小至2nm，輸出為 ^板面内電試驗前後的輸出&為98%的良好結果。 ’且通 (實施例1 1) .义貫施例1 1的發光二極體，除了將設置於實施例⑺ 的如光一極體之阻障層的厚度（單層的厚度）形成nm 之外’其餘部分形成與實施例1 〇的發光二極體相同。 ^如表1所示’於實施例1 1的發光二極體的情況，可獲知峰值發光波長為660.7nm，無表面缺陷，基板面内之峰值發光波長的偏差小至2.1nm，輸出為3.9mW，且通電試驗前後的輸出比為90%的良好結果。 -29- 201210069 (實施例12) 貝施例12的發光二極體’除了形成未摻雜 GaQ.42lnQ 58P來取代設置於實施例1 1的發光二極體之形發光層之外，其餘部分形成與實施例11的發光二極相同β 如表1所示’於實施例12的發光二極體的情況，獲付峰值發光波長為666 3nm，無表面缺陷，基板面之峰值發光波長的偏差小至2 lnm，輸出為3 8mw，通電試驗前後的輸出比為90%的良好結果。 (實施例13) 實施例13的發光二極體，除了形成厚度25nm的摻雜的Gamln^p來取代設置於實施例4的發光二體之變形發光層之外，其餘部分形成與實施例4的發二極體相同。如表1所不，於實施例丨3的發光二極體的情況’ 獲侍峰值發光波長為655 8nm，無表面缺陷，基板面之峰值發光波長的偏差小至2 2nm，輸出為3 9mW，通電試驗前後的輸出比為98%的良好結果。 (實施例14) 貫施例1 4的發光二極體’除了將設置於實施例的發光二極體之變形發光層的厚度設為3〇nm，並將阻層的厚度設為50nm之外’其餘部分形成與實施例13 發光二極體相同。如表1所示’於實施例14的發光二極體的情況，獲付峰值發光波長為665 〇nm，無表面缺陷，基板面的變體可内且未極光可内且 13 障的可内 -30- 201210069 之峰值發光波長的偏差小至2.2nm ,輸出為3.9mW，且通電试驗前後的輸出比為97%的良好結果。 (實施例15) 實施例15的發光二極體，除了將設置於實施例Μ 的發光二極體之變形發光層的厚度設成38nm之外，其餘刀形成與貫施例1 4的發光二極體相同。如表1所示，於實施例1 5的發光二極體的情況’可獲得峰值發光波長為671.5nm，無表面缺陷，基板面内之峰值發光波長的偏差小至2nm，輸出為3.8mW，且通電試驗前後的輸出比為97%的良好結果。 (實施例1 6) 實施例16的發光二極體，除了形成（AiuGao.9)〇.38 In〇.62P來取代設置於實施例9的發光二極體之變形發光層之外’其餘部分形成與實施例9的發光二極體相同。如表1所示，於實施例1 6的發光二極體的情況，可 U知峰值發光波長為660.5nm，無表面缺陷，基板面内之峰值發光波長的偏差小至2.4nm，輸出為3.6mW，且通電試驗前後的輸出比為97%的良好結果。 (比較例1) 比較例1的發光二極體，除了將設置於實施例9的發光二極體之阻障層的厚度設為55nm之外，其餘部分形成與實施例9的發光二極體相同。如表1所示，於比較例1的發光二極體的情況’可獲得峰值發光波長為679.8nm，無表面缺陷，基板面内之峰值發光波長的偏差小至2.4nm，且通電試驗前後的輸出比為95%的結果。 -31 - 201210069 然而’輸出為低於3.0mW的2.2mW。此被認為是因阻障層的厚度超過35〜50nm的範圍的緣故（換言之，因阻障層的厚度過厚的緣故）。 (比較例2) 比較例2的發光二極體，除了形成未摻雜的 (Alo.nGao.47)。sin() sP(於阻障層幾乎沒有變形的組成）來取代設置於實施例3的發光二極體的阻障層之外，其餘部分形成與實施例3的發光二極體相同。如表1所示，於比較例2的發光二極體的情況，可獲知峰值發光波長為685nm，存在表面缺陷，基板面内之峰值發光波長的偏差大到3.6nm，輸出低至1.5mW，且通電試驗前後的輸出比低至78%的結果。換言之’在表面缺陷檢查、基板面内之峰值發光波長的偏差、輸出、以及通電試驗前後的輸出比中獲得不良的結果。此被認為是因阻障層的組成式（AlxGai _ χ)γ In〗 -ΥΡ的Υ係在〇 51 $ ys〇 54的範圍外的緣故（具體而言，於阻障層幾乎沒有變形的緣故）。 (比較例3) 比較例 3的發光二極體，除了形成未摻雜的 Gamlno.wP來取代設置於比較例2的發光二極體之變形發光層’並形成未摻雜的（AlQ 53Ga() 4 7 )() 5 5 ln〇 45P來取代設置於比較例2的發光二極體的阻障層之外，其餘部分形成與比較例2的發光二.極體相同。如表1所示’於比較例3的發光二極體的情況，可獲得峰值發光波長為68 8.5 nm，存在表面缺陷，基板面 -32- 201210069 内之峰值發光波長的偏差大到3gnm，輪询出低至1.4mW ，且通電試驗前後的輪出比低至8〖％的結果。換言之’在表面缺陷檢查、基板面内之峰值發光波長的偏差、輸出、以及通電試驗前後的輪出比中獲得不良的結果。此被認為因阻障層的組成式 In丨-ΥΡ的Υ是在0.5lSYg〇54的範圍外的緣=。丨Χ Υ (比較例4) 比較例4的發光二極體，除了飛Λ、^ 姐味ί %成未摻雜的 (AlG.53Ga0.47)G.5In〇.5P(於阻障層幾乎沒有變形的组成）來取代設置於實施例6的發光二極體的阻障層之外，其餘部分形成與實施例6的發光二極體相同。八、如表1所示，於比較例獲得峰值發光波長為677.7 内之峰值發光波長的偏差大

4的發光二極體的情況，可 nm ’存在表面缺陷，基板面到3.9nm ’輪出低至1.3mW 且通電試驗前後的輸出比低至7 5 %的結果。

換言之’在表面缺陷檢查、基板面内之峰值發光波長的偏差、輸出、以及通電試驗前後的輸出比中獲得不 •良的結果。此被認為因阻障層的組成式(AlxGa")Y

In,-YP的γ是在〇_51$γ各〇54的範圍外的緣故。 (比較例5) 比較例5的發光二極體，除了形成未捧雜的叫“ Ino.^P來取代設置於實施例16的發光二極體之變形發光 ^ ’亚形成厚度為19nm的未摻雜的（ai。5而。”）。5心^ 來取代設置於實施例16的發光二極體的阻障層之外，其餘部分形成與實施例16的發光二極體相同。 -33- 201210069 如表1所示，於比較例5的發光二極體的情況，可獲得峰值發光波長為669_8nm，存在表面缺陷，基板面内之峰值發光波長的偏差大到3.3nm，輸出低至i 3mW ’且通電試驗前後的輸出比低至70%的結果。換言之，在表面缺陷檢查、基板面内之峰值發光波長的偏差、輸出、以及通電試驗前後的輸出比中獲得不良的結果。此被認為因阻障層的組成式（AlxGai _ χ)γ In〗 -ΥΡ的γ是在0.5 1 0.54的範圍外的緣故。 (比較例6) 比較例6的發光二極體’除了將設置於實施例1 5的發光二極體之變形發光層的厚度設為4〇ηηι，並形成未摻雜的（Alo.nGa。.47)。.5：!!!。.5? ’來取代設置於實施例丨5的發光二極體之阻障層之外，其餘部分形成與實施例1 5的發光二極體相同。如表1所示，於比較例6的發光二極體的情況，可獲得峰值發光波長為672.2nm ’存在表面缺陷，基板面内之峰值發光波長的偏差大至3,1 ηΐΏ，輸出低至1.1 mw ’且通電試驗前後的輸出比低至7 2 %的結果。換έ之，在表面缺陷檢查、基板面内之峰值發光波長的偏差、輸出、以及通電試驗前後的輸出比中獲得不良的結果。此被認為因阻障層的組成式（AlxGai _ χ)γ In丨-ΥΡ的Υ是在0_5ΐ$γ$0.54的範圍之外的緣故。以上，由上述實施例1〜1 6及比較例丨〜6的評價結果，可確認藉由將發光部的構成作成交互積層有變形發光層和阻障層的積層構造’且將阻障層的組成式設為 -34 - 201210069 (Α1〇.53〇3〇.47)γΙηι-γΡ(〇·51 各 γ·<〇54)，4 貫現 655.8· 68 5.3nm的峰值發光波長。又’可確認藉由將發光部的構成作成交互積層有變形發光層和阻障層的積層構造，且將阻障層的組成式設為（Al〇.53Ga〇 47)YIn〗 — γΡ(〇.5ΐ$γ‘〇 54)’ 並且將阻障層 8 的厚度設定在35〜50nm的範圍内，可將變形發光層的峰值發光波長設在660.5〜685 3nm，並可提升由磊晶晶圓（發光二極體用磊晶晶圓）所製造之LED的可靠性。 -35- 201210069 ^ ^ -u ^ r, ^ ^ ^ 5 ^ ^ 〇 00 On 00 Os CN 〇\ 5； ΟΟ σ\ ΟΟ 〇\ 〇\ 〇\ οο On § OO On Os 〇\ a\ On oo 00 JO ο 面内之峰值發光波長的偏差 (nm) 寸 (N CN in (N <N CN 卜 CN 卜 CN (Ν CN m <N (N fN CN <N (N (N CN 〇 (N 对 oi 寸 (N cn 00 rn ON ΓΟ m ΓΟ r^i 峰值發光波長 (nm) 00 § VO w-> oo VO ro in 00 V〇卜 § Ό Ο ίο Ο cc ίο q v〇 ΓΟ VO ro § CN V〇 v〇 r- s ν〇 CO v〇 vo 'O 00 vi i〇〇 iri v〇 VO s VO OO Q\ VO l〇 oo VO 00 00 v〇卜 δ 00 σ\ ν〇 ν〇 <N (Ν Ό 輸出@ 20mA (mW) Os cn ΓΟ rn ΓΛ οο cn ΓΛ ΓΟ 寸 00 ΓΟ 寸 CO On cn Os cn oo CO G\ cn On cn 00 cn VO ΓΛ iN CN tn cn CO VF@ 20mA (V) CN CN (N CN <Ν m CN CN CN cs CN <N CN CN (N CN CN CS (N CN CN (N <N m CN m CN 寸 oi 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 X X X X X 阻障層 (AlxGa!-x)Y ΙΐΜ-γΡ 的 Y值〇 d 〇 νΛ o ο Ο 〇 ir> o y-^ vr> 〇 o o 〇 ^T) 〇 ir> o 1/-) d »-H o d in 〇 l〇 d d ο yn Ο 阻障層的層數 (N CS CN <N (N CN <N <N CN fS CN (N <N CS (N CN CN (Ν 阻障層的厚度 (nm) $ 00 ro 00 m 沄 cn 〇\ 户一 ON vn JO |T) Ον 變形發光層的層數 CN CN cm CN m <N m CN m (N CO (N cn (N fn CN CS m <N m (N (N (N ΓΟ (Ν 變形發光層的厚度 (nm) 〇 «•H O o o ο Ο Η 卜 r- T~H 卜卜 r- 卜 (S 00 cn 卜卜 o o 〇卜 ‘ Ο ce 'Ο i §， » $云〇 \〇 m o CO o CN 寸〇〇\ cn ο Ρ； ο o 寸 o 00 ro o 寸寸 Ο o 〇 $ o ο iTi 寸 o 00 rn 〇 00 cn 〇 m o d o CO O »—< 寸 Ο 寸 ο 治3 r ^ < ,c 〇〇〇 o ο ο o o o ο o o o ο o o o o o o Ο ο 變形調整層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 |GaP 層 | | GaP 層 I GaP層 1 GaP 層 1 GaP層 GaP層」 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層 GaP層實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 1實施例6 |實施例7 1 |實施例8 1 1實施例9 實施例10 實施例11 |實施例12 實施例13 1實施例14| |實施例15| 實施例16 |比較例11 1比較例2 1 |比較例3 1 |比較例41 1比較例5 1 比較例6 201210069 [產業上利用之可能性] 本發明的發光二極體係在由AlGalnP所構成的發光層中以發光波長655nm以上的長波長達成高效率的發光’為均一性優異之生產性高的發光二極體用磊晶晶圓。本發明可利用於植物生長用途、顯示、通訊、感測用光源等在習知A1GaAs系的LED中輸出不足且無法因應的各種的用途。【圖式簡單說明】圖1係表示本發明的一實施形態之發光二極體用蠢晶晶圓的剖面示意圖。圖2係表示本發明的一實施形態之發光二極體用遙晶晶圓的發光部之剖面示意圖。圖3係表示本發明的一實施形態之發光二極體的俯視圖。圖4係沿著圖3所示之發光二極體的a — A，線的剖面示意圖。圖5係表示本發明的一實施形態之發光二極體的發光光譜的圖。【主要元件符號說明】 1 GaAs基板 2 發光部 3 變形調整層 4 緩衝層 5 下部披覆層 . 6 上部披覆層 -37- 201210069 7 變形發光層 8 阻障層 9A，9B 歐姆電極 10 發光二極體用蟲晶晶圓（蟲晶晶圓） 20 發光二極體 -38-

Claims

201210069 七、申請專利範圍： 1 · 一種發光二極體用磊晶晶圓，其特徵為：具備GaAs基板、和設置於前述GaAs基板上之pn 接合型的發光部，刖述發光部係變形發光層與阻障層交互積層而成的積層構造，前述阻障層的組成式為（AlxGai_ χ)γΙηι_ γΡ(〇 XS 0.7、0.51 $ γ盔 0.54)。 2. 如申清專利範圍第丨項之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述阻障層的厚度為35〜5〇nm。 3. 如I請專利範圍第丨項之發光二極體用磊晶晶圓，其中刖述變形發光層的組成式為（AlxGa丨-x)YIni- YP(0S XS 0_1、0.35^ Yg 0.46)。 4. 如申吻專利範圍第丨項之發光二極體用磊晶晶圓其中前述變形發光層的厚度係在8〜38nm的範圍。 5 ·如申明專利圍帛1項之發光二極體用磊晶晶圓，其中於前述發光部上設有相對於發光波長呈透明，且具有比前述GaAs基板的晶格常數還小的晶格常數之變形調整層。 6.如2請專利範圍第1項之發光二極體用磊晶晶圓，其中則述變形調整層的組成式為（AlxGai_x)Yini_Yp(〇s 7 ·如申明專利範圍第5項之發光二極體用磊晶晶圓，其中七述良形調整層的組成式為AixGai_xASl_YpY(〇sx $ 1、〇·6 各 γ各 1)。 -39- 201210069 8. 如申請專利範圍第5項之發光二極體用磊晶晶圓，其中刖述變形調整層為Gap層。 9. 如申請專利範圍第5項之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述變形調整層的厚度係在〇5〜2〇 μιη的範圍。 1 0 ·如申請專利範圍第5項之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述發光部包含8〜40層的前述變形發光層。 1 1 .如申請專利範圍第！項之發光二極體用磊晶晶圓，其中在前述發光部的上面及下面其中之一或兩者上具備彼覆層，前述披覆層的組成式為（AlxGai _ χ)γΐηι — γρ(〇.5 $ 1、0.48 $ 0.52)。 12.如申請專利範圍第丨項之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述GaAs基板的面方位之範圍係從（1〇〇)方向朝 (0-1-1)方向偏移 15。±5。。 1 3 ·如申請專利範圍第！項之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述GaAs基板的直徑為75mm以上。 14 _如申請專利範圍第！ 2項之發光二極體用磊晶晶圓，其中麵曲量為200μηι以下。 15.如申請專利範圍第2至14項中任一項之發光二極體用 &晶晶圓’係使用於促進植物生長的光合作用之發光二極體用遙晶晶圓，其中前述變形發光層的峰值發光波長係在6 5 5〜6 8 5 n m的範圍。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述變形發光層的發光波長7〇〇nm之發光強度未滿前述峰值發光波長之發光強度的1〇%。 -40-