[发明专利]发光二极管用外延晶片

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管用外延晶片(外延生长薄片；epitaxial wafer)，尤其是涉及高输出发光二极管用外延晶片。

本申请基于在2009年3月10日在日本申请的专利申请2009-056779号要求优选权，将其内容援引到本申请中。

背景技术

近年来在研究利用人工光源的植物培育。尤其是采用使用单色性优异、节能、长寿命、和能够小型化的发光二极管(LED)的照明的栽培方法引人注目。另外，由目前的研究结果，作为适合于植物培育(光合作用)用的光源的发光波长之一，确认波长600～700nm区域的红色光的效果。尤其是，对于光合作用来讲波长660～670nm左右的光是反应效率高而有希望的光源。对于该波长，在过去的红色发光二极管中，研究了由AlGaAs和InGaNP等构成的发光层的使用(例如专利文献1～4)。

另一方面，已知具有由磷化铝镓铟(组成式(Al_XGa_1-X)_YIn_1-YP；0≤X≤1，0＜Y≤1)构成的发光层的化合物半导体LED。该LED，具有Ga_0.5In_0.5P的组成的发光层的波长最长，由该发光层得到的峰波长为650nm左右。因此在比655nm长的波长的区域，化合物半导体LED难以实用化和高辉度化。

具有由(Al_XGa_1-X)_YIn_1-YP(0≤X≤1，0＜Y≤1)构成的发光层的发光部，形成在砷化镓(GaAs)单晶基板上。此时，上述发光部的组成以与GaAs单晶基板晶格常数匹配的方式选择。另一方面，发光机理不同的激光元件，对具有应变的发光层进行了研究，但发光二极管，现状是具有应变的发光层没有实用化(例如，参照专利文献5)。

另外，进行了使用量子阱结构的发光二极管的发光部的研究。然而，通过量子阱结构的使用得到的量子效应，由于使发光波长短波长化，因此存在不能够适用于长波长化技术的问题(例如，参照专利文献6)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平9-37648号公报

专利文献2：日本特开2002-27831号公报

专利文献3：日本特开2004-221042号公报

专利文献4：日本特开2001-274454号公报

专利文献5：日本特开2000-151024号公报

专利文献6：日本国专利第3373561号公报

发明内容

然而，为了作为植物培育用的照明的光源实用化，从节能和成本方面考虑，必须使用发光效率高的LED来削减使用电力和LED的使用数量。另外，确立LED的大量生产技术和降低成本也是重要的课题。

尤其是，适用于植物培育用的照明的660nm波长带的LED，以往的具有由AlGaAs构成的发光层的LED，发光输出功率不足，因此期望开发能够实现高输出功率化和/或高效率化的LED。

另一方面，发光效率高的由(Al_XGa_1-X)_YIn_1-YP(0≤X≤1，0＜Y≤1)构成的发光层，650nm以上的长波长化时，LED用的应变发光层存在特有的技术课题，因此不能够实用化、高效率化和/或大量生产化。尤其是，655nm以上的长波长化时，控制发光层的应变、发光波长均匀性良好的外延晶片的大量生产技术存在课题。

本发明是鉴于上述状况而完成的，其目的在于提供能够大量生产发光波长655nm以上的高输出功率和/或高效率的LED的外延晶片。

即，本发明涉及以下的发明。

(1)一种发光二极管用外延晶片，其特征在于，具有GaAs基板、设置在上述GaAs基板上的pn结型的发光部和设置在上述发光部上的应变调整层，上述发光部具有组成式为(Al_XGa_1-X)_YIn_1-YP(其中，X和Y是分别满足0≤X≤0.1和0.39≤Y≤0.45的数值)的应变发光层，上述应变调整层对于发光波长透明并且具有比上述GaAs基板的晶格常数小的晶格常数。

(2)根据前项1所述的发光二极管用外延晶片，其特征在于，上述应变发光层的组成式为Ga_YIn_1-YP(其中，Y是满足0.39≤Y≤0.45的数值)。