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JP3503551B2 - Light emitting diode - Google Patents
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JP3503551B2 - Light emitting diode - Google Patents

Light emitting diode

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JP3503551B2
JP3503551B2 JP33972199A JP33972199A JP3503551B2 JP 3503551 B2 JP3503551 B2 JP 3503551B2 JP 33972199 A JP33972199 A JP 33972199A JP 33972199 A JP33972199 A JP 33972199A JP 3503551 B2 JP3503551 B2 JP 3503551B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は窒化物半導体(Al
XInYGa1-X-YN、0≦X≦1、0≦Y≦1)を利用
した発光素子に係わり、特に可視光の長波長成分である
赤色系などが高効率に発光可能な発光ダイオードであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nitride semiconductor (Al
X In Y Ga 1-XY N, 0 ≦ X ≦ 1, 0 ≦ Y ≦ 1) Related to a light-emitting element, and particularly a light-emitting diode capable of highly efficiently emitting a red-based light which is a long-wavelength component of visible light. Is.

【0002】[0002]

【従来技術】今日、窒化物半導体を利用した発光素子と
して紫外領域から赤色系が発光可能な発光素子が形成さ
れている。特に、紫外域から黄色領域においては実用的
な高出力発光が可能となっている。可視光におけるRG
B(赤色、緑色、青色)を実質的に同じ半導体で高輝度
に発光させることによって白色系を含め種々の発光色が
発光可能となり、各種インジケータだけでなく液晶のバ
ックライト、各種光源や照明等に利用され始めている。
2. Description of the Related Art Today, as a light emitting device using a nitride semiconductor, a light emitting device capable of emitting red light from the ultraviolet region is formed. In particular, practical high-power emission is possible in the ultraviolet region to the yellow region. RG in visible light
By emitting B (red, green, blue) with substantially the same semiconductor with high brightness, various emission colors including white can be emitted, and not only various indicators but also liquid crystal backlights, various light sources and lighting, etc. Is being used by.

【0003】窒化ガリウム系化合物半導体を利用した発
光素子は、発光層のIn組成比を調節させることによっ
て、紫外から赤色まで発光させることができる。具体的
一例として、サファイア基板上にバッファ層を介してn
型GaNのn型コンタクト層、多重量子井戸構造とされ
るGaNとInGaNを複数積層させた発光層、p型A
lGaNのp型クラッド層及びp型GaNのコンタクト
層から積層されn型及びp型の各コンタクト層にそれぞ
れ電極が形成されている。この発光素子の発光層を構成
する井戸層のInGaNにおけるIn濃度を増やすこと
によって可視光における赤色系成分を含んだ発光素子と
させることができる。
A light emitting device using a gallium nitride-based compound semiconductor can emit light from ultraviolet to red by adjusting the In composition ratio of the light emitting layer. As a specific example, n is formed on a sapphire substrate via a buffer layer.
-Type GaN n-type contact layer, multi-quantum well GaN and InGaN light-emitting layer, p-type A
Electrodes are formed on each of the n-type and p-type contact layers, which are laminated from the p-type clad layer of lGaN and the contact layer of p-type GaN. By increasing the In concentration in InGaN of the well layer forming the light emitting layer of this light emitting element, it is possible to obtain a light emitting element containing a red component in visible light.

【0004】しかしながら、窒化ガリウム系化合物半導
体において結晶性良く、Inを多く含ませた発光層を形
成することは極めて難しい。そのため、窒化ガリウム系
化合物半導体において高輝度に赤色系が発光可能な発光
素子が実用化されていないのが現状である。そのため、
他の半導体材料を利用した赤色系が発光可能な発光素子
を利用しているが半導体固有の温度特性や駆動電圧など
の違いから異なる半導体を使う場合における不都合が生
じている。
However, it is extremely difficult to form a light emitting layer containing a large amount of In in a gallium nitride compound semiconductor with good crystallinity. Therefore, in the present situation, a light emitting device capable of emitting red light with high brightness has not been put into practical use in gallium nitride compound semiconductors. for that reason,
Although a light emitting element capable of emitting red light using another semiconductor material is used, there are inconveniences when different semiconductors are used due to differences in temperature characteristics and driving voltage peculiar to the semiconductor.

【0005】他方、一チップ二端子で白色系が発光可能
な発光ダイオードとして、発光素子からの光を吸収させ
て、波長変換し補色となる蛍光を発光する蛍光物質を利
用した発光ダイオードが開発された。しかし、現状では
赤色成分が少なく使用分野の広がりに伴い、より赤み成
分の高い発光ダイオードが求められている。
On the other hand, as a light emitting diode capable of emitting white light with two terminals on one chip, a light emitting diode utilizing a fluorescent substance which absorbs light from the light emitting element and converts the wavelength to emit fluorescent light of a complementary color has been developed. It was However, at present, there are few red components, and as the field of use spreads, there is a demand for a light emitting diode having a higher red component.

【0006】更に、発光素子からの紫外線を蛍光体で変
換して赤色が発光可能な発光ダイオードも考えられる
が、紫外線を発光するがゆえに取り扱いや信頼性及び量
産性が難しいという問題がある。
Further, a light emitting diode capable of emitting red light by converting ultraviolet light from a light emitting element with a phosphor is conceivable, but it has a problem that handling, reliability and mass productivity are difficult because it emits ultraviolet light.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、比
較的簡単な構成で信頼性及び実用性が高い赤色及び演色
性の高い白色が発光可能な発光ダイオードを提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is, therefore, an object of the present invention to provide a light emitting diode capable of emitting red and white with high color rendering, which has a relatively simple structure and is highly reliable and practical.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に紫外
域から黄色領域の光が発光可能な窒化ガリウム系化合物
半導体発光層が形成された発光ダイオードであって、前
記基板は窒化ガリウム系化合物半導体発光層から放出さ
れる紫外域から黄色領域の光を吸収して、より長波長の
可視光を放出するCrが含有されたα−アルミナ基板で
あり、前記発光層がIn濃度の異なる複数の井戸層を有
し、発光ピークが約410nm或いは約550nmであ
る井戸層と、発光ピークが420nmから490nmで
ある井戸層を少なくとも有することを特徴とする発光ダ
イオードである。
The present invention is a light emitting diode in which a gallium nitride-based compound semiconductor light emitting layer capable of emitting light in the ultraviolet region to the yellow region is formed on a substrate, wherein the substrate is a gallium nitride based material. An α-alumina substrate containing Cr that absorbs light in the ultraviolet region to the yellow region emitted from the compound semiconductor light emitting layer and emits visible light of a longer wavelength, wherein the light emitting layer has a plurality of In concentrations. And a well layer having an emission peak of about 410 nm or about 550 nm and a well layer having an emission peak of 420 nm to 490 nm.

【0009】本発明の請求項2に記載の発光ダイオード
は、前記発光ピークが約410nm或いは約550nm
ある井戸層が、発光層のp型コンタクト層側に有する請
求項1記載の発光ダイオードである。
In the light emitting diode according to claim 2 of the present invention, the emission peak is about 410 nm or about 550 nm.
The light emitting diode according to claim 1, wherein the certain well layer is provided on the p-type contact layer side of the light emitting layer.

【0010】本発明の請求項3に記載の発光ダイオード
は、前記アルミナ基板に含有されるCrは、550nm
の波長における吸光度が10cm−1以上である請求項
1又は2に記載の発光ダイオードである。
In the light emitting diode according to claim 3 of the present invention, Cr contained in the alumina substrate is 550 nm.
The light emitting diode according to claim 1 or 2, wherein the absorbance at the wavelength is 10 cm -1 or more.

【0011】本発明の請求項4に記載の発光ダイオード
は、前記基板の厚みが150μm以下である請求項1乃
至3記載の発光ダイオードである。また、本発明の請求
項5に記載の発光ダイオードは、前記発光層からの発光
及び前記基板により波長変換された可視光の混色光によ
って白色光が発光可能な請求項1乃至4記載の発光ダイ
オードである。
A light emitting diode according to a fourth aspect of the present invention is the light emitting diode according to the first to third aspects, wherein the substrate has a thickness of 150 μm or less. The light emitting diode according to claim 5 of the present invention is a light emitting diode according to any one of claims 1 to 4, wherein white light can be emitted by the mixed light of the light emitted from the light emitting layer and the visible light wavelength-converted by the substrate. Is.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明者らは種々実験の結果、可
視光が発光可能な窒化物半導体と、その窒化物半導体を
支持形成する基板を特定の基板とすることによって、信
頼性高く実用的な高輝度に可視光における長波長側の赤
色系が発光可能な発光素子とすることができることを見
出したものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a result of various experiments, the present inventors have confirmed that a nitride semiconductor capable of emitting visible light and a substrate supporting and forming the nitride semiconductor as a specific substrate are highly reliable and practical. The inventors have found that a light-emitting element capable of emitting red-colored light on the long wavelength side in visible light with a particularly high brightness can be obtained.

【0013】すなわち、信頼性よく実用的な発光素子を
簡便に作るためには、可視光を利用することが考えられ
る。本発明はこの考え方に基づいて、可視光において高
輝度に発光可能な窒化物半導体を結晶性よく成膜可能な
基板としてCrを含有させたα−アルミナ基板を利用す
ることによって、可視光の長波長側成分である赤色系が
高輝度に効率よく発光可能な発光ダイオードとしたもの
である。
That is, in order to easily manufacture a reliable and practical light emitting element, it is considered to use visible light. Based on this idea, the present invention uses an α-alumina substrate containing Cr as a substrate on which a nitride semiconductor capable of emitting high brightness in visible light can be formed with good crystallinity. This is a light-emitting diode whose red component, which is a wavelength side component, can efficiently emit light with high brightness.

【0014】本発明は、図2に示すように、Crが含有
されたα−アルミナ基板であるルビー基板210上に、
GaNのバッファ層を介して、Siがアンドープの第一
のn型GaN層、第一のn型GaN層上にSiが含有さ
れ電極が形成される第二のn型GaNからなるn型コン
タクト層、Si含有n型GaN上に形成されたSiがア
ンドープの第三のn型GaN層、多重量子井戸構造とさ
れるGaN(障壁層)/InGaN(井戸層)が3層積
層された発光層202、Mgがドープされたp型AlG
aNかなるクラッド層、Mgがドープされたp型GaN
からなるp型コンタクト層及びp型コンタクト層上に形
成されたp型電極と、n型コンタクト層上に形成された
n型電極が形成されている。多重量子井戸構造の発光層
202は通電により主発光ピークが約420nmの青色
が発光可能なようにInの組成比を選択させてある。
According to the present invention, as shown in FIG. 2, on a ruby substrate 210 which is an α-alumina substrate containing Cr,
An n-type contact layer made of a first n-type GaN layer in which Si is undoped via a GaN buffer layer and a second n-type GaN in which Si is contained on the first n-type GaN layer to form an electrode. , A third n-type GaN layer undoped with Si formed on Si-containing n-type GaN, and a light emitting layer 202 in which three GaN (barrier layers) / InGaN (well layers) having a multiple quantum well structure are stacked. , Mg-doped p-type AlG
cN layer made of aN, p-type GaN doped with Mg
And a p-type electrode formed on the p-type contact layer, and an n-type electrode formed on the n-type contact layer. The In composition ratio of the light emitting layer 202 having a multiple quantum well structure is selected so that a blue light having a main emission peak of about 420 nm can be emitted by energization.

【0015】なお、α−アルミナ基板201に含有され
るCr濃度は550nmにおける吸光度で150cm-1
であり、窒化物半導体を成膜後、半導体ウエハから個々
のLEDチップを分離させるためにα−アルミナ基板を
厚さ120μmまで研磨させてある。
The Cr concentration contained in the α-alumina substrate 201 is 150 cm −1 in terms of absorbance at 550 nm.
That is, after forming the nitride semiconductor film, the α-alumina substrate is polished to a thickness of 120 μm in order to separate the individual LED chips from the semiconductor wafer.

【0016】このような構成の発光素子を銅箔の一対の
リード電極205、206となるパターンが形成された
硝子エポキシ204上に金バンプを利用して発光素子の
電極と電気的に接続させフリップチップ型に配置させ
る。つぎに、マスクを利用しリード電極の一部を露出さ
せた状態で、スクリーン印刷によりエポキシ樹脂を塗布
し硬化させる。これによって保護層となる透光性モール
ド部材203を形成させることができる。
The light emitting device having the above structure is electrically connected to the electrodes of the light emitting device by using gold bumps on the glass epoxy 204 on which a pair of lead electrodes 205 and 206 of copper foil are formed. It is arranged in a chip type. Next, an epoxy resin is applied and cured by screen printing while a part of the lead electrode is exposed using a mask. As a result, it is possible to form the translucent mold member 203 that serves as a protective layer.

【0017】こうして、Crが含有されたα−アルミナ
基板上に主発光ピークが420nmから490nmの範
囲内にある青色系が発光可能である窒化物系化合物半導
体からなる半導体発光層を有する発光ダイオードを形成
させることができる。発光ダイオードのリード電極間に
電流を流すと、α−アルミナ基板を通してLEDチップ
からは約694nmに主発光ピークを有する赤色光を発
光させることができる。人間の目には実質的に赤色が発
光可能な発光ダイオードとして利用することができる。
Thus, a light emitting diode having a semiconductor light emitting layer made of a nitride-based compound semiconductor capable of emitting blue light having a main light emission peak in the range of 420 nm to 490 nm on an α-alumina substrate containing Cr is obtained. Can be formed. When a current is passed between the lead electrodes of the light emitting diode, red light having a main emission peak at about 694 nm can be emitted from the LED chip through the α-alumina substrate. It can be used as a light emitting diode capable of emitting substantially red light to human eyes.

【0018】この発光素子から放出される発光出力は、
Crで付活されたα−アルミナ基板の吸収スペクトルと
窒化物半導体から放出される可視光とを選択することに
よって調整させることができる。すなわち、可視光を発
光する窒化物半導体のIn組成比を調節させることによ
って最も効率よくCr含有α−アルミナ基板が吸収可能
な波長を選択させることによってはっ高出力を向上させ
ることができる。具体的には窒化物半導体からなる発光
層は約410nm或いは約550nmに高輝度に発光可
能な発光素子とすることが好ましい。また、α−アルミ
ナ基板に含有されるCrの濃度を増減させることによっ
て赤色成分の出力を調節させることもできる。更に、C
rが含有されたアルミナ基板の膜厚を調節させることに
よっても赤色成分の出力を調節させることができる。特
に、発光層に窒化物半導体を利用した発光素子はアルミ
ナ基板上に形成させることで結晶性よく高効率に実用的
なLEDチップを形成させることができるが、α−アル
ミナ基板が硬く窒化ガリウム半導体が劈開性を持たない
ことから一度窒化ガリウム系化合物半導体が形成された
半導体ウエハーから各発光素子を作り出すためにはCr
含有のα−アルミナ基板を薄くさせなければならない。
しかしながら、Cr含有のα−アルミナ基板を薄くさせ
ると赤色成分の発光出力が低下するため、150μm以
下のCr含有アルミナ基板を利用する場合は、550n
mの波長における吸光度が10cm 1以上であること
が好ましく、より好ましくは吸光度が25cm 1以上
さらに好ましくは125cm 1以上とすることであ
る。これによって、窒化物半導体を利用して実用的な赤
色光が発光可能である。以下、本発明の具体的実施例に
ついて、詳述するがこれのみに限られない。
The light emission output emitted from this light emitting element is
Absorption spectrum of α-alumina substrate activated with Cr
To select visible light emitted from nitride semiconductors
Therefore, it can be adjusted. That is, it emits visible light
By adjusting the In composition ratio of the shining nitride semiconductor,
The most efficient absorption of Cr-containing α-alumina substrate
To improve the high output by selecting the appropriate wavelength.
You can Specifically, light emission made of nitride semiconductors
The layer can emit high brightness at about 410 nm or about 550 nm.
It is preferable that the light emitting element is a light emitting element having high performance. Also, α-aluminum
By increasing or decreasing the concentration of Cr contained in the substrate
It is also possible to adjust the output of the red component. Furthermore, C
To adjust the film thickness of the alumina substrate containing r
Therefore, the output of the red component can be adjusted. Special
In addition, a light emitting device that uses a nitride semiconductor for the light emitting layer is
Practical with high crystallinity and high efficiency by being formed on the substrate
LED chips can be formed, but
Mina substrate is hard and gallium nitride semiconductor has no cleavage
Therefore, gallium nitride compound semiconductor was once formed
In order to produce each light emitting element from a semiconductor wafer, Cr
The contained α-alumina substrate must be thin.
However, thinning the Cr-containing α-alumina substrate
Then, the red component emission output decreases, so
550n when using the Cr-containing alumina substrate below
Absorbance at a wavelength of m is 10 cm- 1Be above
Is preferred, more preferably the absorbance is 25 cm- 1that's all
More preferably 125 cm- 1By the above
It This makes it possible to use nitride semiconductors for practical red
Color light can be emitted. Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
The details will be described, but the present invention is not limited to this.

【0019】[0019]

【実施例】発光素子として発光ピークが約420nm及
び約550nmにおいてそれぞれ主発光可能な多重量子
井戸構造のInGaN半導体を用いた。LEDチップ
は、洗浄させたCr付活のα−アルミナ(ルビー)基板
上にTMG(トリメチルガリウム)ガス、TMA(トリ
メチルアルミニウム)ガス、窒素ガス及びドーパントガ
スをキャリアガスと共に流し、MOCVD法で窒化ガリ
ウム系化合物半導体を成膜させることにより形成させ
た。ドーパントガスとしてSiH4とCp2Mgとを切り
替えることによってn型導電性を有する窒化ガリウム半
導体とp型導電性を有する窒化ガリウム半導体を形成し
pn接合を形成させた。具体的には、Crが含有された
α−アルミナ基板であるルビー基板上に、GaNからな
るバッファ層を介してアンドープのGaN層、Siドー
プのGaNからなるn型コンタクト層、n型GaNとn
型InGaNのn型超格子層、多重量子井戸構造からな
る活性層、MgドープのAlGaNからなるp型クラッ
ド層、MgドープのGaNからなるp型コンタクト層が
順に形成されている。多重量子井戸構造の井戸層は、I
nGaNであり、障壁層はGaNとしてある。なお、p
型コンタクト層側の井戸層に含有されるIn量は、より
n型コンタクト層側の井戸層と比較してIn量を多くし
てある。また、p型半導体は、成膜後400℃以上でア
ニールさせてある。
EXAMPLE As a light emitting device, an InGaN semiconductor having a multiple quantum well structure capable of emitting light mainly at emission peaks of about 420 nm and about 550 nm was used. The LED chip is prepared by flowing TMG (trimethylgallium) gas, TMA (trimethylaluminum) gas, nitrogen gas and dopant gas together with a carrier gas onto a cleaned Cr-activated α-alumina (ruby) substrate, and using gallium nitride by the MOCVD method. It was formed by depositing a system compound semiconductor. By switching SiH 4 and Cp 2 Mg as a dopant gas, a gallium nitride semiconductor having n-type conductivity and a gallium nitride semiconductor having p-type conductivity were formed to form a pn junction. Specifically, on a ruby substrate, which is an α-alumina substrate containing Cr, an undoped GaN layer, an n-type contact layer made of Si-doped GaN, an n-type GaN and an n-type n
An n-type superlattice layer of InGaN, an active layer having a multiple quantum well structure, a p-type cladding layer made of Mg-doped AlGaN, and a p-type contact layer made of Mg-doped GaN are sequentially formed. The well layer of the multiple quantum well structure is I
nGaN and the barrier layer is GaN. Note that p
The amount of In contained in the well layer on the side of the type contact layer is larger than that of the well layer on the side of the n-type contact layer. Further, the p-type semiconductor is annealed at 400 ° C. or higher after the film formation.

【0020】つぎに、エッチングによりpn各半導体表
面を露出させた後、スパッタリングにより各電極をそれ
ぞれ形成させた。こうして出来上がった半導体ウエハー
のCr含有アルミナ基板を約100μmの厚みになるま
で研磨した後、スクライブラインを引き、外力により分
割させ発光素子としてLEDチップ102を形成させ
る。
Next, after exposing each pn semiconductor surface by etching, each electrode was formed by sputtering. After polishing the Cr-containing alumina substrate of the semiconductor wafer thus completed to a thickness of about 100 μm, a scribe line is drawn and the LED chip 102 is formed as a light emitting element by dividing by a external force.

【0021】なお、Crが含有されたアルミナ基板はベ
ルヌーイ法を利用してCr濃度を調節させながら形成さ
せる。ここでは、Crの濃度を550nmにおける吸光
度を約27cm 1としてある。なお、α−アルミナ基
板にはCrにくわえてTi及び/又はEuを含有させる
こともできる。
The alumina substrate containing Cr is formed by using the Bernoulli method while adjusting the Cr concentration. Here, the absorbance at 550nm and the concentration of Cr of about 27cm - is a 1. The α-alumina substrate may contain Ti and / or Eu in addition to Cr.

【0022】つぎに、銀メッキした銅製リードフレーム
の先端にカップを有するマウント・リード105にLE
Dチップをエポキシ樹脂でダイボンディングした。LE
Dチップの各電極とマウント・リード105及びインナ
ー・リード106と、をそれぞれ金線103でワイヤー
ボンディングし電気的導通を取った。
Next, LE is mounted on the mount lead 105 having a cup at the tip of a silver-plated copper lead frame.
The D chip was die bonded with an epoxy resin. LE
Each electrode of the D chip and the mount lead 105 and the inner lead 106 were wire-bonded with a gold wire 103 to establish electrical continuity.

【0023】その後、更にLEDチップやフォトルミネ
センス蛍光体を外部応力、水分及び塵芥などから保護す
る目的でモールド部材として透光性エポキシ樹脂を形成
させた。モールド部材104は、砲弾型の型枠の中にリ
ードフレームを挿入し透光性エポシキ樹脂を混入後、1
50℃5時間にて硬化させた。こうして形成された発光
ダイオードは、図3に示す如き発光スペクトルをもった
演色性の優れた白色発光ダイオードとすることができ
る。
After that, a translucent epoxy resin was formed as a mold member for the purpose of protecting the LED chip and the photoluminescent phosphor from external stress, moisture and dust. For the molding member 104, after inserting the lead frame into the shell-shaped mold and mixing the translucent epoxy resin, 1
It was cured at 50 ° C. for 5 hours. The light emitting diode thus formed can be a white light emitting diode having an emission spectrum as shown in FIG. 3 and excellent color rendering properties.

【0024】図3からIn濃度の異なる複数の井戸層を
有する発光層から青色光及び黄緑色光と、前記アルミナ
基板が少なくとも発光層からの黄緑色光を吸収し、波長
変換することによって青色色及び黄緑色の主発光ピーク
よりも長波長側に主発光ピークを持った赤色光を発光
し、混色光によって白色光が発光可能な発光ダイオード
であることが分かる。また、この発光ダイオードは、耐
侯試験として温度25℃60mA通電、温度25℃20
mA通電、温度60℃90%RH下で20mA通電の各
試験においても基板に起因する変化は観測されず通常の
サファイア基板を利用した発光ダイオードと寿命特性に
差がない。更に、この発光ダイオードは、井戸層のIn
組成比、In組成比の異なる井戸層の積層数、障壁層の
厚みに加え、α−アルミナ基板に含有されるCr量やα
−アルミナ基板の厚みによって種々の発光色が高輝度に
発光可能な発光素子とすることができる。
From FIG. 3, blue light and yellow-green light from the light-emitting layer having a plurality of well layers having different In concentrations, and the yellow-green light from the light-emitting layer are absorbed by the alumina substrate, and wavelength conversion is performed to obtain a blue color. It can be seen that the light emitting diode emits red light having a main emission peak on a wavelength side longer than the main emission peaks of yellowish green and white light by mixed color light. Further, this light emitting diode has a temperature resistance of 25 ° C. and a current of 60 mA as a weather resistance test.
No change due to the substrate was observed even in the respective tests of the current application of mA and the current application of 20 mA at 60 ° C. and 90% RH, and there is no difference in life characteristics from the light emitting diode using a normal sapphire substrate. Further, this light emitting diode has a well layer of In
In addition to the composition ratio, the number of stacked well layers having different In composition ratios, and the thickness of the barrier layer, the amount of Cr contained in the α-alumina substrate and α
-It is possible to provide a light emitting element capable of emitting various emission colors with high brightness depending on the thickness of the alumina substrate.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明の構成の発光ダイオードとするこ
とによって可視光を利用した実用的な高輝度かつ高演色
性の白色系が発光可能な発光ダイオードとすることがで
きる。特に、窒化物半導体から放出された光を効率よく
吸収して赤色成分を含む光を放出するCr含有のα−ア
ルミナ基板を窒化ガリウム系化合物半導体成長用に利用
することによって高混色性よく信頼性の高い発光ダイオ
ードとすることができる。
By using the light emitting diode having the structure of the present invention, it is possible to obtain a practical light emitting diode which can emit white light with high brightness and high color rendering using visible light. In particular, by using an α-alumina substrate containing Cr, which efficiently absorbs light emitted from a nitride semiconductor and emits light containing a red component, for growth of gallium nitride-based compound semiconductor, high color mixing and high reliability can be obtained. It is possible to use a high light emitting diode.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 図1は本発明の白色系が発光可能な砲弾型発
光ダイオードの模式的断面図を示す。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a bullet type light emitting diode capable of emitting white light according to the present invention.

【図2】 図2は本発明の赤色が発光可能なSMD型発
光ダイオードの模式的断面図を示す。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an SMD type light emitting diode capable of emitting red light according to the present invention.

【図3】 図3は本発明の白色系が発光可能な発光ダイ
オードの発光スペクトルを示す。
FIG. 3 shows an emission spectrum of a light emitting diode capable of emitting white light according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…砲弾型発光ダイオード 102…複数の主発光ピークが発光可能な発光層を持つ
窒化物系化合物半導体からなるLEDチップ 103…ワイヤ 104…透光性モールド部材 105…マウント・リード 106…インナー・リード 200…SMD型発光ダイオード 201…ルビー基板 202…多重量子井戸構造からなる発光層 203…透光性モールド部材 204…硝子エポキシ基板 205、206…リード電極
101 ... Bullet type light emitting diode 102 ... LED chip 103 made of a nitride-based compound semiconductor having a light emitting layer capable of emitting a plurality of main emission peaks ... Wire 104 ... Translucent mold member 105 ... Mount lead 106 ... Inner lead 200 ... SMD type light emitting diode 201 ... Ruby substrate 202 ... Light emitting layer 203 having a multiple quantum well structure ... Translucent mold member 204 ... Glass epoxy substrates 205, 206 ... Lead electrodes

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に紫外域から黄色領域の光が発光
可能な窒化ガリウム系化合物半導体発光層が形成された
発光ダイオードであって、 前記基板は窒化ガリウム系化合物半導体発光層から放出
される紫外域から黄色領域の光を吸収して、より長波長
の可視光を放出するCrが含有されたα−アルミナ基板
であり、前記発光層がIn濃度の異なる複数の井戸層を有し、 発光ピークが約410m或いは約550mである井戸層
と、 発光ピークが420nmから490nmである井戸層を
少なくとも有する ことを特徴とする発光ダイオード。
1. A light emitting diode having a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting layer capable of emitting light in the ultraviolet to yellow region formed on the substrate, wherein the substrate is emitted from the gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting layer. An α-alumina substrate containing Cr that absorbs light in the ultraviolet region to the yellow region and emits visible light of a longer wavelength, wherein the light emitting layer has a plurality of well layers having different In concentrations and emits light. Well layer with a peak of about 410m or about 550m
And a well layer whose emission peak is from 420 nm to 490 nm
A light-emitting diode having at least .
【請求項2】 前記発光ピークが約410nm或いは約
550nmある井戸層が、発光層のp型コンタクト層側
に有する請求項1記載の発光ダイオード。
2. The emission peak is about 410 nm or about
550 nm well layer is the p-type contact layer side of the light emitting layer
The light emitting diode according to claim 1, which is included in
【請求項3】 前記アルミナ基板に含有されるCrは、
550nmの波長における吸光度が10cm −1 以上で
あって、該アルミナ基板の厚みが150μm以下である
請求項1又は2に記載の発光ダイオード。
3. The Cr contained in the alumina substrate is
Absorbance at a wavelength of 550 nm is 10 cm -1 or more
The light emitting diode according to claim 1 or 2 , wherein the alumina substrate has a thickness of 150 µm or less .
【請求項4】 前記発光層からの発光及び前記基板によ
り波長変換された可視光の混色光によって白色光が発光
可能な請求項1乃至3記載の発光ダイオード
4. The light emitted from the light emitting layer and the substrate
White light is emitted by the mixed color of visible light whose wavelength is converted.
A light emitting diode according to claims 1 to 3 which is possible .
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