TWI409973B - 發光二極體及發光二極體燈、及照明裝置 - Google Patents

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Showa Denko Kk
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Description

發光二極體及發光二極體燈、及照明裝置
本發明係關於一種發光二極體及發光二極體燈，特別是關於一種於植物生長用光源等高濕環境下所使用之紅色發光二極體及使用其之發光二極體燈及照明裝置。
近年來正在進行以人造光源來栽培植物的硏究。特別是使用具有優異單色性、且可省能源、壽命長、小型化之發光二極體(英文簡稱：LED)來照明的栽培方法已受到矚目。此外，從目前為止的硏究結果可知，作為適合植物生長(光合作用)用的光源之發光波長之一，已確認出波長600～700nm區域之紅色光具有功效。此外，亦有報告指出730nm～760nm之紅外光亦為有效控制生長之波長。特別是對於光合作用而言波長660～670nm附近的光的反應效率較高，為最佳之光源。而針對該等波長，在以往之發光二極體已於實用上開發出一種發光層，其係由GaAs基板上的AlGaAs所構成(例如專利文獻1～3)。
另一方面，目前已知有具備由磷化鋁‧鎵‧銦(組成式(AlX Ga1-X )Y In1-Y P；0≦X≦1、0<Y≦1)所構成之發光層之化合物半導體LED。該LED其黃綠～紅色之發光層所獲得之峰波長位於560～670nm附近。
此外，具備有由(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦1、0＜Y≦1)所構成之發光層之發光部，一般而言係形成於砷化鎵(GaAs)單結晶基板上。該砷化鎵(GaAs)單結晶基板存在自發光層出射之光線在光學上不透明、且不具有足夠的機械強度之課題。因此，為了獲得更高亮度的可見光LED，並且為了更加提升元件的機械強度之目的而進行了硏究。目前已揭示一種LED構成技術，係將如GaAs之不透明基板材料去除之後，再使之接合於可使光線透過並且較以往具有更加優異之機械強度之透明材料所構成之支持體層，亦即所謂接合型LED構成技術(例如參照專利文獻4)。
此外，關於發光二極體高濕對策的高機能保護膜，已有人提出無機膜與熱硬化性樹脂膜所形成之2層構造(例如參照專利文獻5)。
此外，關於AlGaAs系發光二極體的高機能保護膜，已有人提出於半導體層形成超過100nm之具有足夠膜厚的保護膜的方法(例如參照專利文獻6)。
先前技術文獻
[專利文獻1]：日本專利特開平9-37648號公報
[專利文獻2]：日本專利特開2002-27831號公報
[專利文獻3]：日本專利特開2004-221042號公報
[專利文獻4]：日本專利第3230638號公報
[專利文獻5]：日本專利特開平8-298341號公報
[專利文獻6]：日本專利特開平7-94777號公報
一直以來對於LED在室外使用之高溫及高濕的可靠性都有在進行硏究。為了將其實用在新用途之植物生長用之照明光源，而有必要具備能夠抵抗植物生長環境之灑水、藥品散布等高濕與化學物質之品質。然而，以往之發光二極體之AlGaAs系LED中，存在因Al濃度較高故於高濕環境下AlGaAs結晶會氧化而使發光輸出降低之問題。此外，AlGaAs系LED中，有時會因歐姆電極材與AlGaAs材料之間合金化造成合金層的腐蝕，導致順方向電壓(VF)上升之現象。
因此，針對上述課題，目前已硏究於AlGaAs表面、歐姆電極之合金層上形成保護膜，然而對於GaAs基板除去型之高輸出AlGaAs晶片而言，將側面及背面為透明之AlGaAs全加以保護則有技術上的困難。
此外，例如於水分中含有氯等化學物質之高濕環境下，有時在電極附近會發生電化學反應，故有需要強化上述合金層的保護。
另一方面，若為栽培食用植物的情形，對於可能會造成腐蝕的AlGaAs而言，必須嚴格留意As的控制。對此需要一種應付晶片、構裝體或照明裝置含As的辦法，而成一問題。所以降低As濃度亦為一課題。
亦即，發光效率高之上述AlGaAs發光二極體，具有形成透明之AlGaAs厚膜層、且使用之GaAs基板被去除之構造。該高輸出發光二極體，其表面、側面、背面皆為AlGaAs。波長660nm之發光層，因(AlX Ga1-X )As(X=0.35)，故挾持發光層之包覆層及厚膜層勢必為透明的能帶間隙(bandgap)較大的層(Al濃度較高)。因此，(AlX Ga1-X )As的組成中，上述X之值必須超過0.35，而表面、側面、背面的組成則為(0.5＜X＜0.8)，換算成Al濃度約為25%至40%左右之高濃度。由此可知，AlGaAs發光二極體係於高濕環境下容易氧化之表面材質，故實用上係採取於表面形成SiO2 保護膜等之技術。此外，對於容易腐蝕之歐姆電極之合金層而言，實用上亦是採取形成保護膜之技術。
另一方面，發光波長較700nm長之近紅外區中，因發光層的Al濃度較低，可降低LED全體的Al濃度，故高濕化之耐性得以提升。因此對於紅色發光二極體而言，此係一更重要之課題。
此外，當上述AlGaAs發光二極體以例如60℃、90RH%、20mA、1000小時的條件進行高溫高濕通電試驗時，隨著試驗構裝體會產生發光輸出降低或順方向電壓的上升。其原因認為如下：因AlGaAs的表面氧化(含側面)而形成之氧化層，造成吸光的增加；因歐姆電極與半導體之合金層的部分腐蝕，造成電阻的上升。此外，氧化、腐蝕反應已知不僅在水，在含有鹼、鹵素等之具有活性之雜質的條件下會受電化學反應而加速。
本發明有鑑於上述事情，目的在於提供一種高輸出、高效率且於高濕環境下壽命長之發光二極體。特別是提供一種適合多濕環境之植物生長用之照明之發光二極體。
此外，另一目的在於提供一種適合植物生長用之照明之發光二極體燈及裝載該發光二極體燈之照明裝置。
亦即，本發明係如下所述：
[1]　一種發光二極體，其具備化合物半導體層、歐姆電極、與電極保護層；該化合物半導體層係於組成式中含有Al，且具有發光波長為570nm以上700nm以下之pn接合型發光部；該歐姆電極係設置於該化合物半導體層的主要光取出面；該電極保護層係用以保護該歐姆電極；其特徵在於：含有該主要光取出面之該化合物半導體層的表面的Al濃度為25%以下，該電極保護層係具有由第1保護膜與第2保護膜所構成之雙層構造；該第1保護膜係用以包覆歐姆電極而設置；該第2保護膜係用以包覆至少該第1保護膜的端部而設置。
[2]　如1之發光二極體，其中設置於該主要光取出面之該歐姆電極，為p型歐姆電極。
[3]　如1或2之發光二極體，其中該發光部係具有由組成式(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦1、0≦Y≦1)所構成之發光層。
[4]　如3之發光二極體，其中該發光部係於該發光層的上面及下面的一側或兩側具有包覆層。
[5]　如1至4中任一項之發光二極體，其中該主要光取出面的表面的組成式為(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦0.8、0.48≦Y≦0.52)。
[6]　如1至5中任一項之發光二極體，其中該主要光取出面進而設有n型歐姆電極，該n型歐姆電極上設有該電極保護層。
[7]　如1至6中任一項之發光二極體，其中該第1保護膜係由金及鉑之任一者所構成之金屬層，或該等金屬層之積層構造。
[8]　如7之發光二極體，其中該第1保護膜的表面為金。
[9]　如1至8中任一項之發光二極體，其中該第2保護膜對於發光波長為透明之氧化膜或氮化膜。
[10]　如9之發光二極體，其中該第2保護膜為二氧化矽(SiO2 )。
[11]　如1至10中任一項之發光二極體，其中該第1保護膜的表面係作為打線用的襯墊。
[12]　如1至11中任一項之發光二極體，其中與該化合物半導體層之該主要光取出面的相反側的面接合有機能性基板，該機能性基板的表面的Al濃度為25%以下。
[13]　如12之發光二極體，其中該機能性基板對於發光波長為透明。
[14]　如12或13之發光二極體，其中該機能性基板的材質為GaP。
[15]　如1至14中任一項之發光二極體，其中發光波長為650nm～670nm而用於促進植物生長之光合作用，且半導體層及基板的表面Al濃度為25%以下，且除了歐姆電極的接觸層以外不含As。
[16]　一種發光二極體燈，係裝載有如1至15中任一項之發光二極體。
[17]　一種照明器具，係裝載有如16之發光二極體燈。
本發明之發光二極體，其組成式中含有Al，且具有發光波長為570nm以上700nm以下之pn接合型發光部之化合物半導體層中，含有主要光取出面之表面的Al濃度係設為25%以下；且用以保護設置於該化合物半導體層的主要光取出面之歐姆電極之電極保護層，係具有由用以包覆歐姆電極而設置之第1保護膜、與用以包覆至少該第1保護膜的端部而設置之第2保護膜所構成之雙層構造。如上所述，因限定了於高濕環境下成為腐蝕起點之Al在半導體表面的濃度，且歐姆電極與半導體之界面所形成之合金層受到雙層構造之保護膜的保護，故可提升發光二極體的耐蝕性。因此，可提供一種高輸出、高效率且於高濕環境下壽命長之發光二極體。此外，本發明中所謂半導體表面的Al濃度，意指化合物半導體層的主要光取出面及機能性基板的表面的Al濃度，但不包含歐姆電極與半導體所形成之合金層的表面的Al濃度。
此外，本發明之發光二極體因含有主要光取出面之化合物半導體層的表面不含As，故可提供一種適合植物生長用之照明之發光二極體。
此外，本發明之發光二極體係具備具有由組成式(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦1、0≦Y≦1)所構成之發光層之發光部。由上述組成所構成之發光層，與以往之發光二極體之由AlGaAs所構成之發光層相比，Al及As濃度較低，故可適用作為如高濕環境下般使用環境嚴格之植物生長用發光二極體。
然而，植物生長用光源雖構裝有藍色發光二極體與紅色發光二極體，而上述構裝中係使用對藍色光不易劣化之矽樹脂作為保護膜。然而，矽樹脂一般而言吸濕性較高，故於使用植物生長用光源之高濕環境下作為保護膜的功能並不充分。
本發明之發光二極體燈及照明裝置，因裝載有上述發光二極體，故可用作同時使用藍色及紅色發光二極體之植物生長光源。
以下，對於本發明所適用之某一實施形態之發光二極體、及使用其之發光二極體燈利用圖式進行詳細的說明。此外，下述說明所用之圖式係為了讓人容易了解其特徵而有時在權宜上將特徵之部分放大，各構成要素的尺寸比例等並不限於與實際上相同。
＜發光二極體燈＞
圖1及圖2係用以說明使用本發明所適用之某一實施形態之發光二極體之發光二極體燈的圖，圖1係平面圖，圖2係沿著圖1中所示之A-A’線的截面圖。
如圖1及圖2所示，使用本實施形態之發光二極體1之發光二極體燈41係於鑲嵌基板42的表面上封裝有1個以上之發光二極體1。更具體而言，鑲嵌基板42的表面係設置有n電極端子43與P電極端子44。此外，發光二極體1之第1電極之n型歐姆電極4與鑲嵌基板42之n電極端子43之間係使用金線45而相連(wire bonding)。另一方面，發光二極體1之第2電極之p型歐姆電極5與鑲嵌基板42之P電極端子44之間係使用金線46而相連。此外，如圖2所示，與設置有發光二極體1之n型及p型歐姆電極4，5之面相反側的面設置有連接層47，藉由該連接層47而使發光二極體1連接於n電極端子43上因而固定於鑲嵌基板42。封裝有鑲嵌基板42之發光二極體1之表面一般係利用矽樹脂48加以密封。
＜發光二極體＞
圖3及圖4係用以說明本發明所適用之某一實施形態之發光二極體的圖，圖3係平面圖，圖4係沿著圖3中所示之B-B’線的截面圖。如圖3及圖4所示，本實施形態之發光二極體1係連接有化合物半導體層2與機能性基板3之發光二極體。此外，發光二極體1之構成大致上具備：設置於化合物半導體層2的主要光取出面之n型歐姆電極4及p型歐姆電極5、用以保護n型及p型歐姆電極4，5之電極保護層6。此外，所謂本實施形態中之主要光取出面，意指於化合物半導體層2中，與貼附有機能性基板3之面相反側的面。
化合物半導體層(亦稱為磊晶成長層)2係如圖4所示，依序積層有如下之構造：組成式中含有Al，且發光波長為570nm以上700nm以下之pn接合型發光部7、用以將元件驅動電流平面地擴散至整個發光部之電流擴散層8。該化合物半導體層2之構造可適當加入習知的機能層。例如可設置用以降低歐姆(Ohmic)電極的接觸電阻之接觸層、用以限制元件驅動電流的流通區域之電流阻止層或電流狹窄層等習知的層構造。此外，化合物半導體層2較佳為於GaAs基板上磊晶成長而形成者。
發光部7係如圖4所示，於電流擴散層8上依序積層至少：p型下部包覆層9、發光層10、n型上部包覆層11。亦即，發光部7中，為了將導致放射再結合之載子(carrier)及光線「鎖入」發光層10，而含有並列配置於發光層10之下側及上側之下部包覆(clad)層9及上部包覆層11，成為所謂雙異質(double hetero，英文簡稱：DH)構造，可獲得高強度的光線故較佳。
發光層10係由組成式(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦1、0＜Y≦1)所構成之半導體層構成。該發光層10係雙異質構造，可為單一(single)量子井戶(英文簡稱：SQW)構造，或多重(multi)量子井戶(英文簡稱：MQW)構造，但為了獲得優異的單色性光線較佳為採用MQW構造。此外，構成量子井戶(英文簡稱：QW)構造之障壁(barrier)層及構成井戶(well)層之(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦1、0＜Y≦1)的組成，可藉由於井戶層內形成可成為所需之發光波長之量子能階的方式來決定。
發光層10的層厚度較佳為位於0.02～2μm的範圍。此外，發光層10的傳導型並無特別限定，可選擇無摻合、p型及n型之任一者。為了提高發光效率，較佳為採用結晶性良好之無摻合或低於3×1017 cm-3 之載子濃度。
具有由組成式(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦1、0＜Y≦1)所構成之發光層10之發光二極體1，與以往之AlGaAs系發光二極體相比為高輸出；650～670nm之波長區域係可適用作為促進植物生長之光合作用所使用的照明(發光二極體燈或具備發光二極體燈的照明裝置)。此外，所謂照明裝置，雖無圖示，係指至少具備如下元件之照明裝置：形成有配線或通孔等之基板、安裝於基板表面之複數個發光二極體燈、具有凹字狀的截面形狀，且於凹部內側的底部安裝有發光二極體燈之反射器或遮光器。
下部包覆層9及上部包覆層11係如圖4所示，係分別設置於發光層10的下面及上面。具體而言，發光層10的下面設置有下部包覆層9，發光層10的上面設置有上部包覆層11。
下部包覆層9與上部包覆層11二者，係以極性不同的方式構成。此外，下部包覆層9及上部包覆層11的載子濃度及厚度可使用習知之適當範圍，較佳為可使提高發光層10的發光效率的條件最佳化。
具體而言，下部包覆層9較佳為使用例如由摻有Mg之p型(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0.3≦X≦1、0＜Y≦1)所構成之半導體材料。此外，載子濃度較佳為位於2×1017 ～2×1018 cm-3 的範圍，層厚度較佳為位於0.5～5μm的範圍。
另一方面，上部包覆層11較佳為使用例如由摻有Si之n型(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0.3≦X≦1、0<Y≦1)所構成之半導體材料。特別是當上部包覆層11的上面作為發光二極體1的主要光取出面側的表面時，上述X的值較佳為0.3以上1.0以下(Al的表面濃度為7.5以上25%以下)，更佳為0.8以下(Al的表面濃度為20%以下)。此外，上述Y較佳為0.48以上0.52以下。
此外，載子濃度較佳為位於1×1017 ～1×1018 cm-3 的範圍，層厚度較佳為位於0.5～5μm的範圍。此外，下部包覆層9及上部包覆層11的極性可參酌化合物半導體層2的元件構造來加以適當選擇。
此外，下部包覆層9與發光層10之間，發光層10與上部包覆層11之間及上部包覆層11與電流擴散層8之間亦可設置用以使二層間之帶(band)不連續性緩慢變化之中間層。此時，各中間層較佳為分別由具有上述二層中間之禁帶寬(forbidden bandwidth)的半導體材料所構成。
此外，發光部7的構成層上方可設置用以降低歐姆(Ohmic)電極的接觸電阻之接觸層、用以限制元件驅動電流的流通區域之電流阻止層或電流頸縮層等習知的層構造。此外，上述接觸層一般係使用例如能帶間隙小之GaAs。相對於此，不含As之接觸層的材質較佳為使用GaInP。
電流擴散層8係如圖4所示，為了使元件驅動電流平面地擴散至發光部7的整體，故設置於發光部7的下方。藉此，發光二極體1可自發光部7均勻地發光。
電流擴散層8可適用具有(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦0.7、0≦Y≦1)的組成之材料。上述X雖視化合物半導體層2的元件構造而定，但因Al濃度低的材料在化學上較安定，故較佳為0.5以下(Al濃度為約12.5%以下)，更佳為0。此外，上述Y較佳為1。亦即，電流擴散層8較佳為Al濃度為25%以下，更佳為15%以下，最佳為使用不含Al之GaP。
本實施形態之發光二極體1中，化合物半導體層2的表面，亦即主要光取出面之化合物半導體層2的上面2a及側面2b表面，其Al濃度係調整為25%以下。具體而言，可將構成化合物半導體層2各層的組成調整於上述之範圍藉此達成。如上所述，藉由使含有化合物半導體層的主要光取出面之表面的Al濃度成為25%以下，可使發光二極體1於高濕環境下使用之際得以抑制Al與水分反應引起之腐蝕。
此外，如圖4所示，本實施形態之主要光取出面係含有上部包覆層11的上面11a、與後述之由化合物半導體層2的表面所露出之電流擴散層8的上面8a。
因此，化合物半導體層2的上面2a係由上部包覆層11的上面11a及電流擴散層8的上面8a所構成。此外，化合物半導體層2的側面2b係由化合物半導體層2的外周部側面2b1 、與為了露出電流擴散層8的上面8a所設之開口部側面2b2 所構成。
此外，本實施形態之發光二極體1中，化合物半導體層2的表面，亦即主要光取出面之化合物半導體層2的上面2a及側面2b表面，較佳為不含As。具體而言，可將構成化合物半導體層2各層的組成調整於上述之範圍藉此達成。如上所述，藉由使含有化合物半導體層2的主要光取出面之表面2a，2b的As濃度低於1%(較佳為不含As)，可使發光二極體1即使用作植物生長用光源時亦可減輕構裝體或照明裝置等中As所造成之負擔。
機能性基板3係接合於與化合物半導體層2的主要光取出面相反側的面。亦即，機能性基板3係如圖4所示，其接合於構成化合物半導體層2之電流擴散層8側。該機能性基板3係具有足夠機械強度來支持發光部7，且係由可使自發光部7出射之光線穿透之禁帶寬較寬、對於發光層10之發光波長在光學上為透明之材料所構成。例如可由磷化鎵(GaP)、碳化矽(SiC)等之Ⅳ族半導體結晶體、玻璃、藍寶石等絕緣基板所構成。
為了擁有足夠機械強度來支持發光部7，機能性基板3較佳為具有例如約50μm以上的厚度。此外，為了在接合化合物半導體層2之後容易對機能性基板3實施機械加工，較佳為採用未超過約300μm之厚度者。亦即，機能性基板3最佳為由具有厚度約50μm以上約300μm以下之n型GaP基板所構成。
此外，機能性基板3亦可具有反射自發光部7出射之光線之鏡構造。具有鏡構造之機能性基板3例如可列舉由Au，Ag等高反射率金屬與矽、鍺等半導體組合而成之所謂鏡基板。
本實施形態之發光二極體1中，機能性基板3的表面Al濃度較佳為設為25%以下。Al濃度的調整，具體而言可將機能性基板3的組成調整於上述之範圍藉此達成。如上所述，藉由使機能性基板3的表面的Al濃度成為25%以下，可使發光二極體1於高濕環境下使用之際得以抑制Al與水分反應引起之腐蝕。
此外，本實施形態之發光二極體1中，機能性基板3表面的As濃度低於1%，較佳為不含As。此外，本實施形態中所謂機能性基板3的表面，意指外周面之側面3b，而在上面露出的情況當然亦包含上面。
As濃度的調整，具體而言可將機能性基板3的組成調整於上述之範圍藉此達成。如上所述，藉由使機能性基板3的表面(側面3b)的As濃度低於1%，可使發光二極體1即使用作植物生長用光源時亦可減輕構裝體或照明裝置等中As所造成之負擔。
n型歐姆電極4及p型歐姆電極5係設置於發光二極體1的主要光取出面之低電阻歐姆接觸電極。此處，n型歐姆電極4係設置於上部包覆層11的上方，例如可使用由AuGe、Ni合金/Au所構成之合金。另一方面，p型歐姆電極5係如圖4所示，可於露出之電流擴散層8的上面8a使用由AuBe/Au所構成之合金。
此處，本實施形態之發光二極體1中，以第2電極之p型歐姆電極5形成於電流擴散層8上為佳。藉由上述構成，可獲得降低作動電壓的效果。此外，藉由使p型歐姆電極5形成於由p型GaP所構成之電流擴散層8上，可獲得良好的歐姆接觸，故可降低作動電壓。
本實施形態之發光二極體1中，如圖3所示，n型歐姆電極4與p型歐姆電極5以對角的位置來配置為佳。此外，以p型歐姆電極5的周圍被化合物半導體層2所圍繞的構成為最佳。藉由上述構成，可獲得降低作動電壓的效果。此外，藉由以n型歐姆電極4來圍繞p型歐姆電極5的四周，電流會容易朝四周流動，結果可使作動電壓下降。
此外，本實施形態之發光二極體1中，如圖3所示，n型歐姆電極4較佳為採用蜂巢狀、格子形狀等網眼。藉由上述構成，可獲得降低VF的效果與提升可靠性的效果。此外，藉由採用格子狀，可使電流平均地流入發光層10，結果可獲得提升可靠性的效果。此外，本實施形態之發光二極體1中，n型歐姆電極4較佳為由襯墊形狀之電極(襯墊電極)與寬度10μm以下之線狀的電極(線狀電極)所構成。藉由上述構成，可謀求高亮度化。此外，藉由縮小線狀電極的寬度，可增加主要光取出面的開口面積，而可達成高亮度化。
此外，本實施形態之發光二極體1中雖例舉出於主要光取出面設置n型歐姆電極4及p型歐姆電極5，亦即單側電極構造的情形，但電極構造並無特別限定。例如n型歐姆電極4亦可設置於主要光取出面側，p型歐姆電極5亦可設置於機能性基板3的底面側，亦即上下電極構造。
電極保護層6係如圖4及圖5所示，係用以包覆含有主要光取出面之化合物半導體層2的表面(上面2a及側面2b)而設置。電極保護層6係用以保護n型及p型歐姆電極4，5而設置，其具有由第1保護膜12與第2保護膜13所構成之雙層構造。
第1保護膜12係如圖4及圖5所示，係用以包覆n型歐姆電極4及p型歐姆電極5而分別設置。藉此，使n型歐姆電極4及p型歐姆電極5受到被覆而不露出。此外，第1保護膜12可使用由金(Au)及鉑(Pt)之任一者所構成之金屬層或該等之金屬層之積層體。具體而言，可使用例如由Au/Pt/Au所構成之合金。藉由設置對雜質元素具有阻隔特性之鉑層，可抑制雜質元素自n型歐姆電極4的上面4a及p型歐姆電極5的上面5a浸入。因此，如圖5所示，可保護例如於p型歐姆電極5與電流擴散層8的界面所形成之合金層5b。此外，藉由於第1保護膜12的表面設置金層，可使該第1保護膜12的上面12a用作打線用的襯墊。此外，第1保護膜12的膜厚較佳為位於100～4000nm的範圍，更佳為位於300～3000nm的範圍，最佳為位於500～2000nm的範圍。
第2保護膜13係如圖4所示，係用以包覆化合物半導體層2的表面，亦即主要光取出面的上面2a及側面2b而設置。藉此，可抑制於高濕環境下因水分所造成之化合物半導體層2表面的腐蝕。
此外，第2保護膜13係如圖4及圖5所示，係使作為打線用的襯墊之第1保護膜12的上面12a露出，且用以包覆至少第1保護膜12的端部12b而設置。藉此，可確實抑制水分自n型歐姆電極4及p型歐姆電極5的端面浸入。
第2保護膜13可使用對於發光波長為透明之氧化膜或氮化膜。上述氧化膜可列舉例如二氧化矽(SiO2 )膜。此外，上述氮化膜可列舉例如氮化矽膜(SiN)膜。第2保護膜13的膜厚度較佳為位於100～1000nm的範圍，更佳為位於200～800nm的範圍，最佳為位於300～600nm的範圍。
然而，當發光二極體1於高濕環境下使用時，容易含有作為水分中雜質之鹼或鹵素離子，例如氯離子。該水分中所含之氯離子等，使得p型歐姆電極5之合金層5b容易產生因電化學反應所引起的腐蝕之問題。此外，發光二極體的表面側具有p型與n型兩種電極之單側電極構造之發光二極體，其p型電極與n型電極之間的距離較短，在構造上亦容易產生因電化學反應所引起的腐蝕。因此，具有單側電極構造之本實施形態之發光二極體1，較佳為以第1保護膜12來保護至少設於主要光取出面之p型歐姆電極。
＜發光二極體的製造方法＞
接著，針對本實施形態之發光二極體1的製造方法加來進行說明。圖6係本實施形態之發光二極體1所用之磊晶片的截面圖。此外，圖7係本實施形態之發光二極體1所用之接合晶片的截面圖。
(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係於GaAs基板14上依序積層下述各層而製作出：由GaAs所構成之緩衝層15、為了用於選擇性蝕刻所設置之蝕刻阻隔層(圖示省略)、由摻有Si之n型GaInP所構成之接觸層16、n型之上部包覆層11、發光層10、p型下部包覆層9、由摻有Mg之p型GaP所構成之電流擴散層8。
GaAs基板14可使用以習知製法製作之市售品之單結晶基板。GaAs基板14之磊晶成長的表面以平滑為佳。GaAs基板14的表面的面方位以下述者為佳：容易磊晶成長、容易量產(100)的面，以及對於(100)偏差在±20°以內的基板具有品質之穩定性的面。此外，GaAs基板14的面方位的範圍更佳為對於(100)方向往(0-1-1)方向15°偏差±5°。
為了提升化合物半導體層2的結晶性，GaAs基板14的差排密度以低者為佳。具體而言，例如為10,000個cm-2 以下，較佳為1,000個cm-2 以下。
GaAs基板14可為n型亦可為p型。GaAs基板14的載子濃度，可視所需的電傳導度與元件構造來加以適當選擇。例如當GaAs基板14為摻有矽之n型時，載子濃度較佳為位於1×1017 ～5×1018 cm-3 的範圍。相對於此，當GaAs基板14為摻有鋅之p型時，載子濃度較佳為位於2×1018 ～5×1019 cm-3 的範圍。
緩衝層(buffer)15係用以緩和GaAs基板14與發光部7的構成層之間的晶格錯位而設置。因此，若選擇基板的品質或磊晶成長條件，則緩衝層15為非必要。此外，緩衝層15的材質較佳為採用與磊晶成長之基板相同的材質。因此，本實施形態中，緩衝層15較佳為使用與GaAs基板14相同的GaAs。此外，為了減低缺陷的傳播，緩衝層15可使用由與GaAs基板14相異的材質所構成之多層膜。緩衝層15的厚度較佳為0.1μm以上，更佳為0.2μm以上。
接觸層16係用以減低與電極間之接觸電阻而設置。接觸層16的材質較佳為GaAs等不含Al者，此外最佳為不含As之GaInP。此外，為了降低與電極間之接觸電阻，接觸層16的載子濃度的下限值較佳為5×1017 cm-3 以上，更佳為1×1018 cm-3 以上。載子濃度的上限值，較佳為容易引起結晶性降低之2×1019 cm-3 以下。接觸層16的厚度較佳為0.02μm以上，更佳為0.05μm以上。
本實施形態中，可適用分子線磊晶法(MBE)或減壓有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD法)等習知的成長方法。其中又以選用量產性優異之MOCVD法較佳。具體而言，化合物半導體層2的磊晶成長所使用之GaAs基板14，較佳為於成長前實施洗淨步驟或熱處理等前處理，以去除表面的汚染或自然氧化膜。
上述化合物半導體層2的各層進行磊晶成長之際，作為Ⅲ族構成元素的原料，可使用例如三甲基鋁((CH3 )3 Al)、三甲基鎵((CH3 )3 Ga)及三甲基銦((CH3 )3 In)。此外，作為Mg的摻合原料，可使用例如雙環戊二烯鎂(bis-(C5 H5 )2 Mg)等。此外，作為Si的摻合原料，可使用例如二矽烷(Si2 H6 )等。此外，作為Ⅴ族構成元素的原料，可使用膦(PH3 )、胂(AsH3 )等。此外，各層的成長溫度，在使用p型GaP作為電流擴散層8時，可適用720～770℃；其他各層可適用600～700℃。此外，可適當選擇各層的載子濃度及層厚度、溫度條件。
如上述所製造之化合物半導體層2，可獲得結晶缺陷較少之良好的表面狀態。此外，化合物半導體層2亦可對應元件構造而實施硏磨等的表面加工。
(透明基板的接合步驟)
接著，將化合物半導體層2與機能性基板3進行接合。化合物半導體層2與機能性基板3的接合，首先係硏磨構成化合物半導體層2之電流擴散層8的表面，進行鏡面加工。接著，準備貼附於該經過鏡面硏磨之電流擴散層8的表面之機能性基板3。此外，該機能性基板3的表面係於接合於電流擴散層8之前硏磨成鏡面。接著，將化合物半導體層2與機能性基板3搬入一般的半導體材料貼附裝置中，於真空中將經電子撞擊而中性(neutral)化之Ar離子束照射於經過鏡面硏磨之雙方的表面。然後，可於維持真空的貼附裝置內將雙方的表面重合並施加負重，於室溫進行接合(參照圖7)。
(n型及p型電極的形成步驟)
接著，形成n型歐姆電極4及p型歐姆電極5。n型歐姆電極4及p型歐姆電極5的形成，首先係於與機能性基板3接合之化合物半導體層2處，利用氨系蝕刻液對GaAs基板14及GaAs緩衝層15進行選擇性去除。接著，於露出之接觸層16的表面形成n型歐姆電極4。具體而言，例如利用一般的光蝕刻技術進行圖案化，再以真空蒸鍍法積層使AuGe、Ni合金/Au成為任意的厚度之後，形成n型歐姆電極4的形狀。
接著，對接觸層16、上部包覆層11、發光層10、下部包覆層9進行選擇性去除，使電流擴散層8露出，於該露出之表面(上面8a)形成p型歐姆電極5。具體而言，係例如利用一般的光蝕刻技術進行圖案化，再以真空蒸鍍法積層使AuBe/Au成為任意的厚度之後，形成p型歐姆電極5的形狀。之後，例如可藉由400～500℃，5～20分鐘的條件進行熱處理加以合金化，形成低電阻的n型歐姆電極4及p型歐姆電極5。如此，可於半導體與電極界面形成合金層，而獲得良好的歐姆電極。
(第1保護膜的形成步驟)
接著，例如以真空蒸鍍法積層金屬層使Au/Pt/Au成為任意的厚度，將n型歐姆電極4及p型歐姆電極5加以包覆。接著，利用一般的光蝕刻技術進行該金屬層的圖案化，分別形成具有包覆n型歐姆電極4及p型歐姆電極5形狀之第1保護膜12。該第1保護膜12除了作為n型歐姆電極4及p型歐姆電極5的保護膜，亦為打線用電極。因此，在形成第1保護膜12的同時形成打線用電極，故為生產性高之較佳步驟。
(第2保護膜的形成步驟)
接著，利用蝕刻法將切割加工區域的化合物半導體層2加以去除。接著，例如藉由濺鍍法形成透明的SiO2 膜之後，再利用一般的光蝕刻技術進行圖案化，然後蝕刻去除用以進行打線的電極襯墊及切割之切斷予定區域等處之SiO2 膜。此外，第2保護膜的成膜方法可利用電漿C V D法、濺鍍法等習知技術。此外，切斷方法可適當選擇適合機能性基板的材質的方法，亦可適用切割法、劃線法(雷射或機械)。例如使用GaP基板作為機能性基板時，最佳為選用生產性高的切割法。
例如使用GaP基板作為機能性基板時，切割所造成之破碎層及雜質視需要利用硫酸、過氧化氫混合液等加以蝕刻去除。此外，視需要較佳為添加洗淨步驟。如上所述，製造出發光二極體1。
＜發光二極體燈的製造方法＞
接著，針對使用上述發光二極體1之發光二極體燈41的製造方法，亦即發光二極體1的封裝方法來進行說明。
如圖1及圖2所示，將既定數量的發光二極體1封裝於鑲嵌基板42的表面。發光二極體1的封裝，首先係將鑲嵌基板42與發光二極體1的位置對齊，再將發光二極體1配置於鑲嵌基板42的表面之既定的位置。接著，藉由發光二極體1底面所設之連接層47，使其黏晶(die bonding)於鑲嵌基板42的表面。接著，使用金線45將發光二極體1之n型歐姆電極4與鑲嵌基板42之n電極端子43加以連接(打線)。接著，使用金線46將發光二極體1之p型歐姆電極5與鑲嵌基板42之p電極端子44加以連接。最後，利用一般的矽樹脂(一般的環氧樹脂等亦可)48來密封鑲嵌基板42上封裝有發光二極體1之表面。如上所述，製造出使用發光二極體1之發光二極體燈41。
如以上之說明，本實施形態之發光二極體1，其組成式中含有Al，且具有發光波長為570nm以上700nm以下之pn接合型發光部7之化合物半導體層2中，含有主要光取出面之表面(上面2a及側面2b)的Al濃度係設為25%以下；且用以保護設置於該化合物半導體層2的主要光取出面之n型及p型歐姆電極4，5之電極保護層6，係具有由用以包覆n型及p型歐姆電極4，5而設置之第1保護膜12、與用以包覆至少第1保護膜12的端部而設置之第2保護膜13所構成之雙層構造。如上所述，因限定了於高濕環境下成為腐蝕起點之Al在半導體表面的濃度，且n型及p型歐姆電極4，5與半導體之界面所形成之合金層5b(參照圖5)受到雙層構造之保護膜的保護，故可提升發光二極體1的耐蝕性。因此，可提供高輸出、高效率且於高濕環境下壽命長之發光二極體1。
此外，本實施形態之發光二極體1因含有主要光取出面之化合物半導體層2的表面(上面2a及側面2b)不含As，故可提供適合植物生長用之照明之發光二極體1。
此外，本實施形態之發光二極體1係具備具有由組成式(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦1、0≦Y≦1)所構成之發光層10之發光部7。由上述組成所構成之發光層10，因其Al及As濃度較以往之發光二極體之由AlGaAs所構成之發光層為低，故可適用作為在高濕環境下之使用環境嚴苛之植物生長用發光二極體。
根據本實施形態之發光二極體燈41及照明裝置，因裝載有上述發光二極體1，故可適用作為同時使用有藍色及紅色發光二極體之植物生長的光源。
實施例
以下利用實施例對本發明之效果進行具體的說明。但本發明並不限定於該等實施例中。
本實施例係具體說明製作本發明之發光二極體之例。此外，本實施例所製作之發光二極體，係具有AlGaInP發光部之紅色發光二極體。本實施例使形成於GaAs基板上之化合物半導體層與由GaP所構成之機能性基板相接合而製作發光二極體。此外為了進行特性評價而製作了於基板上構裝有發光二極體晶片之發光二極體燈。
(實施例1)
實施例1之發光二極體，首先係於由摻有Si之n型GaAs單結晶所構成之GaAs基板上依序積層化合物半導體層，製作磊晶晶片。GaAs基板，係從(100)面朝(0-1-1)方向傾斜15°之面作為成長面，載子濃度係設為2×1018 cm-3 。所謂化合物半導體層，係指由摻有Si之GaAs所構成之n型緩衝層、由摻有Si之Ga0.5 In0.5 P所構成之n型接觸層、由摻有Si之(Al0.7 Ga0.3 )0.5 In0.5 P所構成之n型上部包覆層、由無摻合之Ga0.44 In0.56 P/(Al0.53 Ga0.47 )0.5 In0.5 P所構成之發光層/阻隔層、由摻有Mg之(Al0.7 Ga0.3 )0.5 In0.5 P所構成之p型下部包覆層、由(Al0.5 Ga0.5 )0.5 In0.5 P所構成之薄膜中間層、由摻有Mg之p型GaP所構成之電流擴散層。
本實施例係使用減壓有機金屬化學氣相沉積裝置法(MOCVD裝置)，於直徑76mm，厚度350μm之GaAs基板上使化合物半導體層磊晶成長，形成磊晶晶片。磊晶成長層形成之際，係使用三甲基鋁((CH3 )2 Al)、三甲基鎵((CH3 )3 Ga)及三甲基銦((CH3 )3 In)來作為Ⅲ族構成元素之原料。此外，使用雙環戊二烯鎂作為Mg的摻合原料。此外，使用二矽烷(Si2 H6 )作為Si的摻合原料。此外，使用膦(PH3 )、胂(AsH3 )作為Ⅴ族構成元素的原料。此外，各層的成長溫度，在p型GaP所構成之電流擴散層係以750℃進行成長。其他各層則係以700℃進行成長。
GaAs所構成之緩衝層中，載子濃度設為約2×1018 cm-3 ，層厚度設為約0.5μm。接觸層中，載子濃度設為約2×1018 cm-3 ，層厚度設為約0.05μm。上部包覆層中，載子濃度設為約1×1018 cm-3 ，層厚度設為約3.5μm。發光層中，以無摻合的方式設置層厚度約17nm之Ga0.44 In0.56 P；阻隔層中，以無摻合的方式設置層厚度約19nm之(Al0.53 Ga0.47 )0.5 In0.5 P。此外，歪發光層與阻隔層係交互積層22。下部包覆層中，載子濃度設為約8×1017 cm-3 ，層厚度設為約0.5μm。中間層中，載子濃度設為約8×1017 cm-3 ，層厚度設為約0.05μm。GaP所構成之電流擴散層，載子濃度設為約3×1018 cm-3 ，層厚度設為約9μm。
接著，將電流擴散層自表面起至約1μm深為止的區域加以硏磨、進行鏡面加工。藉由該鏡面加工使表面粗度成為0.18nm。另一方面，準備貼附於上述經鏡面硏磨之表面之n型GaP所構成之機能性基板。該貼附用機能性基板中，添加Si使載子濃度成為約2×1017 cm-3 ，並使用面方位為(111)之單結晶。此外，機能性基板的直徑為76mm，厚度為250μm。該機能性基板的表面，與電流擴散層接合之前係預先硏磨成鏡面，精加工使方均根值(rms)成為0.12nm。
接著，將上述機能性基板及磊晶晶片搬入一般之半導體材料貼附裝置內，真空抽氣直至裝置內成為3×10-5 Pa為止。
接著，於機能性基板以及電流擴散層兩者之表面，照射經電子撞擊而中性(neutral)化之Ar離子束3分鐘。之後，於維持真空之貼附裝置內，將機能性基板及電流擴散層的表面加以重疊，施加負重使各表面之壓力成為50g/cm2 ，於室溫下將兩者接合。如上所述，形成接合晶片。
接著，利用氨系蝕刻液將GaAs基板及GaAs緩衝層自上述接合晶片中選擇性去除。接著，以真空蒸鍍法將AuGe、Ni、Au合金成膜於接觸層的表面並使厚度成為0.3μm。然後，利用一般的光蝕刻技術進行圖案化，形成n型歐姆電極。
接著，將形成p型歐姆電極之區域之磊晶層選擇性去除，使電流擴散層露出。該露出之表面利用真空蒸鍍法形成AuBe0.2μm、Au0.2μm之p型歐姆電極。然後，以450℃ 10分鐘熱處理進行合金化，形成低電阻之p型及n型歐姆電極。此時，電流擴散層及接觸層間之電極界面形成厚度約0.1μm之合金層。
接著，形成厚度0.2μm之Au、厚度0.2μm之Pt、厚度1.2μm之Au之多層膜，將n型及p型歐姆電極包覆。接著，利用蝕刻技術進行該多層膜的圖案化，形成具有將n型及p型歐姆電極包覆之形状之第1保護膜。此外，第1保護膜係兼具n型及p型歐姆電極的打線襯墊。
接著，利用蝕刻法將以切割機切斷之區域之化合物半導體層去除。然後，以濺鍍法形成厚度0.5μm之SiO2 膜來包覆化合物半導體層的表面。接著，藉由光蝕刻將切斷區域與打線結合區域之SiO2 去除，形成第2保護膜。此外，該步驟中，化合物半導體層的側面亦形成有SiO2 膜。
接著，使用切割機自化合物半導體層側起以350μm的間隔加以切割，進行晶片化。切割所形成之破碎層及汚染利用硫酸、過氧化氫混合液加以蝕刻去除，製作實施例1之發光二極體。半導體層的表面的Al濃度為17.5%。另一方面，半導體層的表面不含As。此外，因機能性基板為GaP，故機能性基板的側面亦不存在Al、As。
組裝20個於鑲嵌基板上封裝有上述所製作之實施例1之發光二極體晶片之發光二極體燈。該發光二極體燈係以如下方式製作：使用金線將發光二極體之n型歐姆電極與設於鑲嵌基板表面之n電極端子進行打線，並使用金線將p型歐姆電極與p電極端子進行打線，之後再以一般的矽樹脂密封。
該發光二極體(發光二極體燈)的特性的評價結果表示於表1。如表1所示，當電流流經n型及p型歐姆電極間時，會射出峰波長660.0nm之紅色光。順方向流通20毫安培(mA)之電流時之順方向電壓(Vf)，反映出構成化合物半導體層之電流擴散層與機能性基板之間之接合界面之低電阻、以及各歐姆電極良好之歐姆特性，為約2.0伏特(V)。順方向電流為20mA時之發光輸出為16mW。
此外，使用實施例1之發光二極體燈，藉由高溫高濕通電試驗(60℃，90Rh%，20mA)進行加速試驗。此處用來增加濕度所使用之水，係假定為植物生長用，於樹脂吸收含氯離子30～50ppm之水之嚴格條件下實施。1000小時後的發光輸出的殘留率為97%，VF(20mA)無變化，顯示良好的結果。
(比較例1)
比較例1之發光二極體係以習知技術之液相磊晶法形成。比較例1之發光二極體(圖8中之符號101)具有以下變更：於GaAs基板上具有採用Al0.35 Ga0.65 As發光層之雙異質構造之發光部。
比較例1之發光二極體的製作，具體如下：藉由液相磊晶法，於p型(100)面之GaAs單結晶基板上形成20μm之Al0.7 Ga0.3 As所構成之p型上部包覆層(圖8中符號111)、2μm之Al0.35 Ga0.65 As所構成之無摻合之發光層(圖8中符號110)、20μm之Al0.7 Ga0.3 As所構成之n型下部包覆層(圖8中符號109)、100μm之對於發光波長為透明之Al0.6 Ga0.4 As所構成之n型厚膜層(圖8中符號108)。該磊晶成長後將GaAs基板去除。接著，於p型Al0.7 Ga0.3 As的表面(表面Al濃度=35%，As濃度=50%)形成直徑100μm之p型歐姆電極(圖8中符號104)。接著，於n型Al0.6 Ga0.4 As的背面以80μm之間隔形成直徑20μm之n型歐姆電極(圖8中符號105)。接著，打線結合襯墊以外之電極的一部分與主要光取出面上形成厚度0.5μm之SiO2 保護膜(圖8中符號113)。此處，比較例1之p型歐姆電極上所形成之保護膜並未形成本發明之第1保護膜(圖4、圖5中符號12)，為單層之保護膜(參照圖8)。接著，利用切割機以350μm之間隔進行切割之後，將破碎層加以蝕刻去除，製作出比較例1之發光二極體晶片。側面之約略的Al濃度=30%、As濃度=50%。
封裝有比較例1之發光二極體之發光二極體燈的特性的評價結果表示於表1。如表1所示，當電流流經n型及p型歐姆電極間時，會射出峰波長661.1nm之紅色光。此外，順方向流通20毫安培(mA)之電流時之順方向電壓(Vf)為約1.9伏特(V)。此外，順方向電流為20mA時之發光輸出為5mW。
此外，使用比較例1之發光二極體燈，藉由高溫高濕通電試驗(60℃，90Rh%，20mA)進行加速試驗。此處用來增加濕度所使用之水，係假定為植物生長用，於樹脂吸收含氯離子30～50ppm之水之嚴格條件下實施。1000小時後的發光輸出的殘留率為77%，VF(20mA)上升0.2V。發光輸出的主要降低原因，係因為側面的穿透率的降低；VF(20mA)的變動原因，係因為p型電極之合金層有部分已腐蝕。
產業上之可利用性
本發明之發光二極體可達成高效率發光，並即使於高濕環境下可靠性亦高。特別可利用作為植物生長用途之光源等以往AlGaAs的LED所無法獲得之高可靠性發光二極體製品。
1．．．發光二極體
2．．．化合物半導體層
2a．．．上面
2b．．．側面
3．．．機能性基板
3a．．．垂直面
3b．．．傾斜面
4．．．n型歐姆電極
5．．．p型歐姆電極
5b．．．合金層
6．．．電極保護層
7．．．發光部
8．．．電流擴散層
8a．．．上面
9．．．下部包覆層
10．．．發光層
11．．．上部包覆層
11a．．．上面
12．．．第1保護膜
13．．．第2保護膜
14．．．GaAs基板
15．．．緩衝層
16．．．接觸層
41．．．發光二極體燈
42．．．鑲嵌基板
43．．．n電極端子
44．．．p電極端子
45,46．．．金線
47．．．連接層
48．．．矽樹脂
圖1係使用本發明之某一實施形態之發光二極體之發光二極體燈的平面圖。
圖2係使用本發明之某一實施形態之發光二極體之發光二極體燈沿著圖1中所示之A-A’線的截面示意圖。
圖3係本發明之某一實施形態之發光二極體的平面圖。
圖4係本發明之某一實施形態之發光二極體沿著圖3中所示之B-B’線的截面示意圖。
圖5係用以說明本發明之某一實施形態之發光二極體之電極保護膜之構成的擴大截面圖。
圖6係本發明之某一實施形態之發光二極體所使用之磊晶片的截面示意圖。
圖7係本發明之某一實施形態之發光二極體所使用之接合晶片的截面示意圖。
圖8係本發明之實施例之說明中，用以說明比較例1之發光二極體之構成的截面示意圖。
1．．．發光二極體
2．．．化合物半導體層
2a．．．上面
2b．．．側面
2b1 ．．．外周部側面
2b2 ．．．開口部側面
3．．．機能性基板
3b．．．傾斜面
4．．．n型歐姆電極
4a．．．n型歐姆電極的上面
5．．．p型歐姆電極
5a．．．上面
6．．．電極保護層
7．．．發光部
8．．．電流擴散層
8a．．．上面
9．．．下部包覆層
10．．．發光層
11．．．上部包覆層
11a．．．上面
12．．．第1保護膜
12a．．．上面
13．．．第2保護膜

Claims (17)

  1. 一種發光二極體，其具備化合物半導體層、歐姆電極、與電極保護層；該化合物半導體層係於組成式中含有Al，且具有發光波長為570nm以上700nm以下之pn接合型發光部；該歐姆電極係設置於該化合物半導體層的主要光取出面；該電極保護層係用以保護該歐姆電極；其特徵在於：含有該主要光取出面之該化合物半導體層的表面的Al濃度為25%以下，該電極保護層係具有由第1保護膜與第2保護膜所構成之雙層構造；該第1保護膜係用以包覆歐姆電極而設置；該第2保護膜係用以包覆至少該第1保護膜的端部而設置，該歐姆電極係受到第1保護膜的被覆而不露出。
  2. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中設置於該主要光取出面之該歐姆電極，為p型歐姆電極。
  3. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中該發光部係具有由組成式(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦1、0≦Y≦1)所構成之發光層。
  4. 如申請專利範圍第3項之發光二極體，其中該發光部係 於該發光層的上面及下面的一側或兩側具有包覆層。
  5. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中該主要光取出面的表面的組成式為(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦0.8、0.48≦Y≦0.52)。
  6. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中該主要光取出面進而設有n型歐姆電極，該n型歐姆電極上設有該電極保護層。
  7. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中該第1保護膜係由金及鉑之任一者所構成之金屬層，或該等金屬層之積層構造。
  8. 如申請專利範圍第7項之發光二極體，其中該第1保護膜的表面為金。
  9. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中該第2保護膜對於發光波長為透明之氧化膜或氮化膜。
  10. 如申請專利範圍第9項之發光二極體，其中該第2保護膜為二氧化矽(SiO2 )。
  11. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中該第1保護膜的表面係作為打線用的襯墊。
  12. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中與該化合物半導體層之該主要光取出面的相反側的面接合有機能性基板，該機能性基板的表面的Al濃度為25%以下。
  13. 如申請專利範圍第12項之發光二極體，其中該機能性 基板相對於發光波長而言為透明。
  14. 如申請專利範圍第12項之發光二極體，其中該機能性基板的材質為GaP。
  15. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中發光波長為650nm~670nm而用於促進植物生長之光合作用，且半導體層及基板的表面Al濃度為25%以下，且除了歐姆電極的接觸層以外不含As。
  16. 一種發光二極體燈，係裝載有如申請專利範圍第1至15項中任一項之發光二極體。
  17. 一種照明器具，係裝載有如申請專利範圍第16項之發光二極體燈。
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