TWI484661B - 發光二極體用磊晶晶圓 - Google Patents

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Noriyoshi Seo
Atsushi Matsumura
Ryouichi Takeuchi
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Showa Denko Kk
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Description

發光二極體用磊晶晶圓
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2010年7月6日在日本申請的特願2010-154202號，主張優先權並將其內容引用於此。
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600～700nm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(AlX Ga1-X )Y In1-Y P；0≦X≦1、0＜Y≦1)構成的發光層之化合物半導體LED。
於此種LED中，具有Ga0.5 In0.5 P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650nm左右。因此，在波長比655nm還長的區域，難以實用化、高亮度化。
又，將具備由(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦1、0＜Y≦1)所構成之發光層的發光部形成於砷化鎵(GaAs)單晶基板上時，發光部的組成係以可匹配於GaAs單晶基板的晶格常數的方式作選擇。
另一方面，針對發光機制不同的雷射元件中有變形的發光層作檢，然而目前的狀況是，發光二極體中變形的發光層尚未實用化(例如，參照專利文獻5)。
又，亦探討研究將量子阱構造應用於發光二極體的發光部(例如，參照專利文獻6)。但因為應用量子阱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]日本特開平9-37648號公報
[專利文獻2]日本特開2002-27831號公報
[專利文獻3]日本特開2004-221042號公報
[專利文獻4]日本特開2001-274454號公報
[專利文獻5]日本特開2000-151024號公報
[專利文獻6]日本專利第3373561號公報
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。
另一方面，將由發光效率高的(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦1、0＜Y≦1)所構成的發光層應用於LED時，於650nm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LED。
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。
(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，前述發光部係作成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(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0.3≦X≦0.7、0.51≦Y≦0.54)。
(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(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦0.1、0.35≦Y≦0.46)。
(4)如前項(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。
(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)如前項(5)之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述變形調整層的組成式為(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦1、0.6≦Y≦1)。
(7)如前項(5)之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述變形調整層的組成式為AlX Ga1-X As1-Y PY (0≦X≦1、0.6≦Y≦1)。
(8)如前項(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)如前項(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0.5～20μm的範圍。
(10)如前項(1)至(9)中任一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。
(11)如前項(1)至(9)中任一項之發光二極體用磊晶晶圓，其中於前述發光部的上面及下面的一者或兩者具備披覆層，前述披覆層的組成式為(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0.5≦X≦1、0.48≦Y≦0.52)。
(12)如前項(1)至(11)中任一項之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述GaAs基板的面方位的範圍係從(100)方向朝(0-1-1)方向偏移15°±5°。
(13)如前項(1)至(12)中任一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)如前項(12)之發光二極體用磊晶晶圓，其中翹曲量為200μm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磊晶晶圓，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700nm之發光強度未滿前述峰值發光波長之發光強度的10%。
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(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0.3≦X≦0.7、0.51≦Y≦0.54)，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Y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內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LED的可靠性提升。
以下，參照圖面，針對適用本發明之一實施形態的發光二極體用磊晶晶圓，連同使用該晶圓的發光二極體晶片一起作詳細說明。
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況，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10」)概略建構成至少具備GaAs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10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、上部披覆層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、上部披覆層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(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、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。
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(100)面以及從(100)面偏移±20°以內的範圍。再者，更佳為，GaAs基板1的面方位的範圍係在從(100)方向朝(0-1-1)方向偏移15°±5°。
為了改善磊晶成長層的結晶性，GaAs基板1的差排密度宜低。具體而言，較合適的情況是，例如10,000個cm-2 以下，較佳為1,000個cm-2 以下。
GaAs基板1的導電型可為n型，也可為p型。GaAs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1為矽摻雜之n型的情況，載子濃度以在1×1017 ～5×1018 cm-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，載子濃度則以在2×1018 ～5×1019 cm-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的製造製程中發生破裂，導致產率降低之虞。
另一方面，若GaAs基板1的厚度厚於適當範圍，便會導致材料成本増加。因此，在GaAs基板1的基板尺寸為大型的情況，例如為直徑75mm的情況，為了防止搬運(handling)時的破裂，以250～500μm的厚度為理想。
同樣，當GaAs基板1的基板尺寸為直徑50mm的情況，以200～400μm的厚度為理想，為直徑100mm的情況，則以350～600μm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1的基板尺寸來增大基板的厚度，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一，所以可使磊晶晶圓10面內的波長分布變小。另外，GaAs基板1的形狀未特別限定於圓形，當然也可為矩形。
如圖1所示，發光部2係連同下部披覆層5及上部披覆層6一起形成雙異質結構(double hetero structure)。又，使用磊晶晶圓10製造發光二極體(LED)時，為了控制發光波長，發光部2宜形成阱構造。
圖2係表示本發明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。
參照圖2，發光部2係作成變形發光層7(稱為「阱層」，或亦可稱為「well層」)與阻障層8(亦稱為「障壁層」)交互積層而成的積層構造體，且在其兩端配置有變形發光層7。
發光部2的層厚以在0.05～2μm的範圍為佳。又，發光部2的導電型並無特別限定，可選擇未摻雜、p型及n型之任一者。在提高發光效率方面，較理想是設成結晶性良好的未摻雜或未滿3×1017 cm-3 的載子濃度。
變形發光層7的組成式係設成(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦0.1、0.35≦Y≦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之層厚的控制容易度，則厚度適合為10nm以上。
阻障層8的組成式係設成(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0.3≦X≦0.7、0.51≦Y≦0.54)。上述X亦依磊晶晶圓10的元件構造而異，例如，可在0.5≦X≦0.6或0.50≦X≦0.55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交互積層而成的積層構造，且將阻障層8的組成式設成(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0.3≦X≦0.7、0.51≦Y≦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的Y組成縮小至0.37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內部之結晶缺陷的產生，故可提升由磊晶晶圓10(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的範圍內。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(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0.3≦X≦0.7、0.51≦Y≦0.54)，並且將阻障層8的厚度設定於35～50nm的範圍內，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組成的值縮小至0.35左右。
藉此，由於可將變形發光層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內部之結晶缺陷的產生，故可進一步提升由磊晶晶圓10(發光二極體用磊晶晶圓)所製造之LED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，而出現光的干渉、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。
此外，一般來說，一旦變形發光層7的層厚超過30nm，變形量則會變得過大，因而容易產生結晶缺陷或表面異常，但本實施的形態中，因為是在阻障層8形成與變形發光層7相反的變形(拉伸變形)，且將阻障層8的厚度設成較厚(設定在35～50nm的範圍內)，所以可將變形發光層7的層厚設在8～38nm的範圍。
在變形發光層7與阻障層8的多層構造中，並未特別限定交互積層變形發光層7與阻障層8之對的數量，惟以8對以上且40對以下為佳。亦即，較佳為於發光部2含有8～40層的變形發光層7。
在此，以發光部2的發光效率較佳的範圍而言，變形發光層7宜設為8層以上。另一方面，變形發光層7及阻障層8由於載子濃度低，所以若設成太多對，便會導致順向電壓(VF)增大。因此，以40對以下為佳，以30對以下為更佳。
此外，由於磊晶成長基板與發光部2的晶格常數不同，所以變形發光層7所具有的變形是產生於發光部2中的應力。因此，當變形發光層7與阻障層8交互積層之對的數量，即發光部2所含之變形發光層7的層數超過前述範圍時，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視圖，圖4係沿著圖3所示之發光二極體的A-A’線之剖面示意圖。
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之峰值發光波長以設在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700nm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700nm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700nm中的發光強度，係以未滿上述峰值發光波長之發光強度的10%為佳。使用具有此種特性之變形發光層7的磊晶晶圓10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是經由上部披覆層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(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦1、0.6≦Y≦1)之組成的材料。上述X亦可依據磊晶晶圓10的元件構造，惟因Al濃度低的材料在化學上較穩定，故以0.5以下為佳，以0為更佳。
又，上述Y的下限值宜為0.6以上。在此，若對發光部2(變形發光層7)所具有的變形相同的情況作比較，上述Y的值較小者，其變形調整層3的變形調整效果較小。因而，必須使變形調整層3的層厚變厚，而導致變形調整層3在成膜時的成長時間與成本增加，所以上述Y的值宜為0.6以上，較佳為0.8以上。
又，作為變形調整層3，亦可適當地使用相對於發光波長呈透明且具有AlX Ga1-X As1-Y PY (0≦X≦1、0.6≦Y≦1)之組成的III-V族半導體材料。
具有上述組成的變形調整層3中，晶格常數依Y的值而改變。上述Y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係與上述X及Y的值兩者有關，故只要以成為透明的材料之方式選擇X及Y的值即可。
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3的材料。
由於變形調整層3具有比作為磊晶成長基板之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0.5～20μm的範圍為佳，以3～15μm的範圍為更佳。
若變形調整層3的層厚未滿0.5μm，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20μm，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，亦能減少磊晶晶圓10的翹曲，故能製作面內波長分布小的磊晶晶圓10。
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75mm以上之大口徑的GaAs基板1的情況，亦能減少磊晶晶圓10的翹曲。
再者，例如，在為了實現高亮度化而進行功能性基板與磊晶晶圓10之接合的元件構造的情況亦同，在磊晶晶圓10的翹曲大的情況會產生破裂等的問題，故期望縮小磊晶晶圓10的翹曲。
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200μm以下為佳，以150μm以下為更佳。
此外，基板尺寸愈大有翹曲變愈大之傾向。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50～150μm的範圍。又，在基板尺寸為100mm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80～200μm的範圍。
如圖1所示，緩衝層4係設置於GaAs基板1上。緩衝層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。
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，作為緩衝層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0.1μm以上為佳，以設成0.2μm以上為更佳。
下部披覆層5及上部披覆層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)設有下部披覆層5，於發光部2的上面側(變形調整層3側)設有上部披覆層6。成為藉由下部披覆層5及上部披覆層6將發光部2從下面及上面夾住的構造。
作為下部披覆層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AlX Ga1-X As的組成的化合物、具有(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦1、0＜Y≦1)的組成的化合物。在具有AlX Ga1-X As的組成的情況，上述X的值的下限值宜為0.5以上，更佳為0.6以上。
此外，在具有(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0≦X≦1、0＜Y≦1)組成的情況，上述X的值的下限值宜為0.3以上，更佳為0.5以上。此外，上述Y的值以在0.49～0.52的範圍為佳，以在0.49～0.51的範圍為更佳。
下部披覆層5與上部披覆層6的極性不同。又，下部披覆層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，亦可藉由控制下部披覆層5及上部披覆層6的組成，來減少磊晶晶圓10的翹曲。
具體而言，作為下部披覆層5，理想的情況是使用例如由摻雜Si之n型的(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0.3≦X≦1、0.48＜Y≦0.52)所構成的半導體材料。此外，載子濃度以在1×1017 ～1×1018 cm-3 的範圍為佳，層厚以在0.5～2μm的範圍為佳。
此外，下部披覆層5的極性係與GaAs基板1為相同的極性(n型)，但在將磊晶晶圓10應用於去除GaAs基板1之構造的LED的情況，則不限於此。
另一方面，作為上部披覆層6，理想的情況是使用例如由摻雜Mg之p型的(AlX Ga1-X )Y In1-Y P(0.3≦X≦1、0.48＜Y≦0.52)所構成半導體材料。
又，載子濃度以在2×1017 ～2×1018 cm-3 的範圍為佳，上部披覆層6的層厚係以在0.5～5μm的範圍為佳。此外，上部披覆層6(及變形調整層3)的極性可考量元件構造來作選擇。
例如，如圖3及圖4所示，在將磊晶晶圓10應用於上下流通電流之元件構造的發光二極體20的情況，上部披覆層6(及變形調整層3)的極性係設成與GaAs基板1相異的極性(p型)。
又，在下部披覆層5與發光部2之間、發光部2與上部披覆層6之間及上部披覆層6與變形調整層3之間，亦可設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Y是獨立的，可相同亦可不同。
＜磊晶晶圓的製造方法＞
其次，就本實施形態的發光二極體用磊晶晶圓10(磊晶晶圓10)的製造方法進行說明。
本實施形態的磊晶晶圓10為，在GaAs基板1上使由緩衝層4、下部披覆層5、發光部2、上部披覆層6及變形調整層3所構成的磊晶成長層依序磊晶成長而積層。
本實施形態中，可應用分子束磊晶法(MBE)、減壓有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD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。具體而言，用於成長的GaAs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。
構成上述磊晶成長層的各層為，在MOCVD裝置內配置八片以上之直徑50～150mm的GaAs基板1，可使其同時進行磊晶成長而積層。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。
在對上述磊晶成長層的各層進行磊晶成長時，可使用膦(PH3 )、胂(AsH3 )等作為V族構成元素的原料。又，以各層的成長温度而言，於使用p型GaP層作為變形調整層3的情況，可適用720～770℃，於其他的各層則可適用600～700℃。再者，各層的載子濃度及層厚、温度條件可適當地選擇。
又，以Mg的未摻雜原料而言，可使用例如雙(環戊二烯)鎂(bis-(C5 H5 )2 Mg)等。以Si的未摻雜原料而言，可使用例如二矽烷(Si2 H6 )等。
以此方式製得的磊晶晶圓10，無論具有變形發光層7與否，均可獲得結晶缺陷少的良好表面狀態。又，磊晶晶圓10亦可對應於元件構造來實施研磨等的表面加工。又，亦可切削GaAs基板1的背面來調整厚度。
＜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10(磊晶晶圓10)作成元件的情況作說明。
如圖3及圖4所示，發光二極體20具有使用磊晶晶圓10而於上下流通電流的元件構造。
具體而言，發光二極體20係在變形調整層3的上面及GaAs基板1的下面，設有加工成所期望的形狀之歐姆電極9A、9B。作為此歐姆電極9A、9B，可使用周知的電極材料。例如，在歐姆電極9A、9B為n型電極的情況可使用AuGe等，為p型電極的情況則可使用AuBe等。
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20的發光光譜的峰值發光波長是在655～675nm的範圍。又，發光波長700nm之發光強度未滿峰值發光波長之發光強度的10%。因此，使用磊晶晶圓10製得的發光二極體20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(Alx Ga1-X )Y In1-Y P(0.3≦X≦0.7、0.51≦Y≦0.54)，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0.37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內部之結晶缺陷的產生，故可提升由磊晶晶圓10(發光二極體用磊晶晶圓)所製造之LED的可靠性。
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的組成式設成(AIx Ga1-X )Y In1-Y P(0.3≦X≦0.7、0.51≦Y≦0.54)，並將阻障層8的厚度設定在35～50nm的範圍內，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組成的值縮小至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內部之結晶缺陷的產生，故可使由磊晶晶圓10(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10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10製作發光二極體20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，故可減少磊晶晶圓10整體之翹曲的產生。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磊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磊晶成長層在GaAs基板上成長的磊晶晶圓。為了評價特性，遂製造發光二極體晶片，且評價晶圓面內及晶圓間的偏差。
(實施例1)
實施例1的發光二極體為，首先在由摻雜Si之n型GaAs單晶所構成的半導體基板上，依序積層磊晶成長層來製作磊晶晶圓。n型的GaAs基板是以從(100)面朝(0-1-1)方向傾斜15°的面作為成長面，且將或子濃度設為2×1018 cm-3 。
磊晶成長層係在n型的GaAs基板上依序形成有：由摻雜Si之n型GaAs所構成的緩衝層；由摻雜Si之n型(Al0.5 Ga0.5 )0.5 In0.5 P所構成的低電阻層；由摻雜Si之n型Al0.5 In0.5 P所構成的下部披覆層；作為變形發光層之未摻雜的Ga0.42 In0.58 P及作為阻障層之未摻雜的(Al0.53 Ga0.47 )0.51 In0.49 P交互積層而成的發光部；由摻雜Mg之p型Al0.5 In0.5 P所構成的上部披覆層；作為薄膜的中間層的(Al0.6 Ga0.4 )0.5 In0.5 P；以及作為變形調整層之摻雜Mg的p型GaP。
此外，將變形發光層的單層的厚度設為10nm，將變形發光層的層數設為21層，將阻障層的厚度設為45nm，將阻障層的層數設為20層。
實施例1中，是使用減壓有機金屬化學氣相沉積裝置法(MOCVD裝置)使直徑76mm、厚度350μm的18片GaAs基板同時成長，以形成磊晶晶圓。
作為未摻雜Mg的原料，係使用雙(環戊二烯)鎂(bis-(C5 H5 )2 Mg)。作為未摻雜Si的原料，係使用二矽烷(Si2 H6 )。作為V族構成元素的原料，係使用膦(PH3 )、胂(AsH3 )。又，以各層的成長温度而言，由p型GaP所構成的變形調整層是在770℃下成長，其他各層是在680℃下成長。
由GaAs所構成的緩衝層，係載子濃度設為約2×1018 cm-3 ，層厚設為約0.5μm。低電阻層係載子濃度設為約3×1018 cm-3 ，層厚設為約3μm。下部披覆層係載子濃度設為約2×1018 cm-3 ，層厚設為約0.5μm。變形發光層係作成未摻雜且層厚約10nm的Ga0.42 In0.58 P，阻障層係作成未摻雜且層厚約45nm的(Al0.53 Ga0.47 )0.51 In0.49 P。又，將變形發光層與阻障層交互積層20對。上部披覆層係載子濃度設為約8×1017 cm-3 ，層厚設為約0.5μm。中間層係載子濃度設為約8×1017 cm-3 ，層厚設為約0.05μm。由GaP所構成的變形調整層係載子濃度設為約3×1018 cm-3 ，層厚設為約9μm。
其次，為了將磊晶晶圓的厚度設為250μm，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0.2μm的AuBe膜和厚度1μm的Au膜。其後，藉由經由以一般的光微影術所形成的遮罩之蝕刻，將AuBe膜及Au膜圖案化，而形成直徑100μm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0.5μm的AuGe/Ni合金積層膜和1μm的Au膜，然後，藉由將AuGe/Ni合金積層膜及Au膜予以圖案化，而形成n型歐姆電極。
其後，在450℃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350μm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17個晶片×18片晶圓=306個)。
針對實施例1的發光二極體，就表面缺陷的有無、平均波長的數值、峰值發光波長的基板面內的偏差、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2～16、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20個小時之100mA的電流前後，分別測定亮度，然後，將通電後的亮度除以通電前的亮度，以所除得的值乘以100後的值(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內的偏差只要在3nm以內即可，又，通電試驗前後的輸出比只要在90%以上即可。此外，峰值發光波長枝基板面內的偏差只要在3nm以下即可，輸出只要在3mW以上即可。
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，基板面內之峰值發光波長的偏差(最大-最小)小至2.4nm，輸出為3.9mW，且通電試驗前後的輸出比為100%的良好結果。
(實施例2)
實施例2的發光二極體，除了形成未摻雜的Ga0.36 In0.64 P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，基板面內之峰值發光波長的偏差小至2.6nm，輸出為3.5mW，且通電試驗前後的輸出比為98%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Ga0.35 In0.65 P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，並形成未摻雜的(Al0.53 Ga0.47 )0.54 In0.46 P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，基板面內之峰值發光波長的偏差小至2.5nm，輸出為3.1mW，且通電試驗前後的輸出比為98%的良好結果。
(實施例4)
實施例4的發光二極體，除了形成厚度30nm的未摻雜的Ga0.51 In0.49 P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，可獲得峰值發光波長為660.7nm，無表面缺陷，基板面內之峰值發光波長的偏差小至2.2nm，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)
實施例5的發光二極體，除了形成未摻雜的Ga0.39 In0.61 P作為變形發光層來取代設置於實施例4的發光二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。
如表1所示，於實施例5的發光二極體的情況，可獲得峰值發光波長為670.1nm，無表面缺陷，基板面內之峰值發光波長的偏差小至2.7nm，輸出為3.8mW，且通電試驗前後的輸出比為91%的良好結果。
(實施例6)
實施例6的發光二極體，除了形成未摻雜的Ga0.37 In0.63 P作為變形發光層來取代設置於實施例4的發光二極體的變形發光層，並且形成未摻雜的(Al0.53 Ga0.47 )0.54 In0.46 P來取代設置於實施例4的發光二極體的阻障層之外，其餘部分形成與實施例4的發光二極體相同。
如表1所示，於實施例6的發光二極體的情況，可獲得峰值發光波長為678.0nm，無表面缺陷，基板面內之峰值發光波長的偏差小至2.7nm，輸出為3.3mW，且通電試驗前後的輸出比為98%的良好結果。
(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Ga0.44 In0.56 P形成23層以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，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1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，可獲得峰值發光波長為661.0nm，無表面缺陷，基板面內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Ga0.4 In0.6 P作為變形發光層來取代設置於實施例7的發光二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。
如表1所示，於實施例8的發光二極體的情況，可獲得峰值發光波長為673.5nm，無表面缺陷，基板面內之峰值發光波長的偏差小至2.1nm，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9)
實施例9的發光二極體，除了形成未摻雜的Ga0.38 In0.62 P作為變形發光層來取代設置於實施例8的發光二極體的變形發光層，並將設置於實施例8的發光二極體之阻障層的厚度(單層的厚度)形成50nm之外，其餘部分形成與實施例8的發光二極體相同。
如表1所示，於實施例9的發光二極體的情況，可獲得峰值發光波長為680.3nm，無表面缺陷，基板面內之峰值發光波長的偏差小至2.3nm，輸出為3.4mW，且通電試驗前後的輸出比為97%的良好結果。
(實施例10)
實施例10的發光二極體，除了將設置於實施例7的發光二極體之阻障層的厚度(單層的厚度)形成35nm之外，其餘部分形成與實施例7的發光二極體相同。
如表1所示，於實施例10的發光二極體的情況，可獲得峰值發光波長為661.2nm，無表面缺陷，基板面內之峰值發光波長的偏差小至2nm，輸出為3.9mW，且通電試驗前後的輸出比為98%的良好結果。
(實施例11)
實施例11的發光二極體，除了將設置於實施例10的發光二極體之阻障層的厚度(單層的厚度)形成19nm之外，其餘部分形成與實施例10的發光二極體相同。
如表1所示，於實施例11的發光二極體的情況，可獲得峰值發光波長為660.7nm，無表面缺陷，基板面內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。
(實施例12)
實施例12的發光二極體，除了形成未摻雜的Ga0.42 In0.58 P來取代設置於實施例11的發光二極體之變形發光層之外，其餘部分形成與實施例11的發光二極體相同。
如表1所示，於實施例12的發光二極體的情況，可獲得峰值發光波長為666.3nm，無表面缺陷，基板面內之峰值發光波長的偏差小至2.1nm，輸出為3.8mW，且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的未摻雜的Ga0.45 In0.55 P來取代設置於實施例4的發光二極體之變形發光層之外，其餘部分形成與實施例4的發光二極體相同。
如表1所示，於實施例13的發光二極體的情況，可獲得峰值發光波長為655.8nm，無表面缺陷，基板面內之峰值發光波長的偏差小至2.2nm，輸出為3.9mW，且通電試驗前後的輸出比為98%的良好結果。
(實施例14)
實施例14的發光二極體，除了將設置於實施例13的發光二極體之變形發光層的厚度設為30nm，並將阻障層的厚度設為50nm之外，其餘部分形成與實施例13的發光二極體相同。
如表1所示，於實施例14的發光二極體的情況，可獲得峰值發光波長為665.0nm，無表面缺陷，基板面內之峰值發光波長的偏差小至2.2nm，輸出為3.9mW，且通電試驗前後的輸出比為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14的發光二極體之變形發光層的厚度設成38nm之外，其餘部分形成與實施例14的發光二極體相同。
如表1所示，於實施例15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，基板面內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16)
實施例16的發光二極體，除了形成(Al0.1 Ga0.9 )0.38 In0.62 P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16的發光二極體的情況，可獲得峰值發光波長為660.5nm，無表面缺陷，基板面內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，基板面內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。
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(Al0.53 Ga0.47 )0.5 In0.5 P(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，可獲得峰值發光波長為685nm，存在表面缺陷，基板面內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、基板面內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(AlX Ga1-X )Y In1-Y P的Y係在0.51≦Y≦0.54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Ga0.34 In0.66 P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(Al0.53 Ga0.47 )0.55 In0.45 P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688.5nm，存在表面缺陷，基板面內之峰值發光波長的偏差大到3.8nm，輸出低至1.4mW，且通電試驗前後的輸出比低至81%的結果。
換言之，在表面缺陷檢查、基板面內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(AlX Ga1-X )Y In1-Y P的Y是在0.51≦Y≦0.54的範圍外的緣故。
(比較例4)
比較例4的發光二極體，除了形成未摻雜的(Al0.53 Ga0.47 )0.5 In0.5 P(於阻障層幾乎沒有變形的組成)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。
如表1所示，於比較例4的發光二極體的情況，可獲得峰值發光波長為677.7nm，存在表面缺陷，基板面內之峰值發光波長的偏差大到3.9nm，輸出低至1.3mW，且通電試驗前後的輸出比低至75%的結果。
換言之，在表面缺陷檢查、基板面內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(AlX Ga1-X )Y In1-Y P的Y是在0.51≦Y≦0.54的範圍外的緣故。
(比較例5)
比較例5的發光二極體，除了形成未摻雜的Ga0.41 In0.59 P來取代設置於實施例16的發光二極體之變形發光層，並形成厚度為19nm的未摻雜的(Al0.53 Ga0.47 )0.5 In0.5 P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。
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，基板面內之峰值發光波長的偏差大到3.3nm，輸出低至1.3mW，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、基板面內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(AlX Ga1-X )Y In1-Y P的Y是在0.51≦Y≦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15的發光二極體之變形發光層的厚度設為40nm，並形成未摻雜的(Al0.53 Ga0.47 )0.5 In0.5 P，來取代設置於實施例15的發光二極體之阻障層之外，其餘部分形成與實施例15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，基板面內之峰值發光波長的偏差大至3.1nm，輸出低至1.1mW，且通電試驗前後的輸出比低至72%的結果。
換言之，在表面缺陷檢查、基板面內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(AlX Ga1-X )Y In1-Y P的Y是在0.51≦Y≦0.54的範圍之外的緣故。
以上，由上述實施例1～16及比較例1～6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(Al0.53 Ga0.47 )Y In1-Y P(0.51≦Y≦0.54)，可實現655.8～685.3nm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(Al0.53 Ga0.47 )Y In1-Y P(0.51≦Y≦0.54)，並且將阻障層8的厚度設定在35～50nm的範圍內，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。
[產業上利用之可能性]
本發明的發光二極體係在由AlGaInP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AlGaAs系的LED中輸出不足且無法因應的各種的用途。
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
7．．．變形發光層
8．．．阻障層
9A，9B．．．歐姆電極
10．．．發光二極體用磊晶晶圓(磊晶晶圓)
20．．．發光二極體
圖1係表示本發明的一實施形態之發光二極體用磊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磊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。
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
10．．．發光二極體用磊晶晶圓(磊晶晶圓)

Claims (12)

  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，前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，前述變形發光層的組成式為(AlX Ga1 -X )Y In1 -Y P(0≦X≦0.1、0.35≦Y≦0.46)，前述阻障層的組成式為(AlX Ga1 -X )Y In1 -Y P(0.3≦X≦0.7、0.51≦Y≦0.54)，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，且前述變形調整層的組成式為AlX Ga1 -X As1 -Y PY (0≦X≦1、0.6≦Y≦1)。
  2. 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，前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，前述變形發光層的組成式為(AlX Ga1 -X )Y In1 -Y P(0≦X≦0.1、0.35≦Y≦0.46)，前述阻障層的組成式為(AlX Ga1 -X )Y In1 -Y P(0.3≦X≦0.7、0.51≦Y≦0.54)，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，且前述變形調整層為GaP層。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之發光二極體用磊晶晶圓，其中前述阻障層的厚度為35~50nm。
  4. 如申請專利範圍第1或2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. 如申請專利範圍第1或2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0.5~20μm的範圍。
  6. 如申請專利範圍第1或2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。
  7. 如申請專利範圍第1或2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披覆層，前述披覆層的組成式為(AlX Ga1 -X )Y In1 -Y P(0.5≦X≦1、0.48≦Y≦0.52)。
  8. 如申請專利範圍第1或2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(100)方向朝(0-1-1)方向偏移15°±5°。
  9. 如申請專利範圍第1或2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。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之發光二極體用磊晶晶圓，其中翹曲量為200μm以下。
  11. 如申請專利範圍第1或2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磊晶晶圓，其中前述變形發光層的峰值發光波長係在655~685nm的範圍。
  12. 如申請專利範圍第11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700nm之發光強度未滿前述峰值發光波長之發光強度的10%。
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